2.1.2 植物细胞工程的应用-【爱上生物课】2022-2023学年高二生物优质精讲课件（人教版2019选择性必修3）

2.1植物细胞工程 二 植物细胞工程的应用 铁皮石斛 抗除草剂白三叶草 “手指植物” 一、植物繁殖的新途径 1.快速繁殖 （1）概念： 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。也叫微型繁殖 （2）优点： ①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖； ②无性繁殖，可以保持优良品种的遗传特性； 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽 幼苗 完整植株 移栽成活 （3）过程： （4）实例： 一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等。 ③可实现工厂化生产。 扦插、压条、嫁接等是营养繁殖，不属于微型繁殖技术 铁皮石斛的产业化育苗 2.为什么快速繁殖技术可以保持优良品种的遗传特性？ 因为植物的体细胞中含有相同的遗传物质，植物组织培养过程中通过有丝分裂增加细胞数目，细胞分裂、分化过程中遗传物质保持不变，所以植物的微型繁殖技术属于无性繁殖。 1.为什么植物组织培养可以进行快速繁殖？ 植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。 并且，植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。 2023/1/3 用无性繁殖的方式进行繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传给后代，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低、品质变差。 马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。 一、植物繁殖的新途径 2.作物脱毒 （2）适用对象： 无性繁殖的作物。 （1）原因： （5）实例： （3）选材部位： （4）选材原因： 分生区附近 植物的分生区附近 无病毒 的病毒极少，甚至 。 脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物。 （6）优点： 脱毒≠抗病毒 脱毒马铃薯田与被病毒感染未脱毒马铃薯叶片（左上） 脱毒马铃薯 二、作物新品种的培育 秋水仙素处理，染色体数加倍 花药离体培养 单倍体植株 正常纯合体植株 1.单倍体育种 （1）过程 脱分化 愈伤组织 再分化 （2）原理： 染色体（数目）变异、植物细胞的全能性。 秋水仙素的作用：抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，着丝粒分裂形成的子染色体不能分配到两极形成两个细胞，从而使染色体数目加倍。 （3）优点： ①明显缩短育种年限，节约了大量的人力和物力： 杂交育种培育一个可以稳定遗传的作物优良品种，一般不断自交选优，常需5～6年。而单倍体育种两年就能培育出所需纯合体。 ②可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料： 大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。 （4）实例： 单育1号烟草、水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物。 我国培育的单育1号烟草是世界上第一个单倍体作物新品种 二、作物新品种的培育 1.单倍体育种 ③后代是纯合子，能稳定遗传。 2.突变体的利用 （1）产生原因： 在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此容易受到培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。 （2）过程： 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 突变体 筛选培育 新品种 诱变处理 （5）原理： 基因突变和植物细胞的全能性。 二、作物新品种的培育 （3）常用材料： 愈伤组织、单倍体育种获得的隐性纯合体。 （4）利用： 筛选对人们有用的突变体，进而培育成新品种。 2.突变体的利用 二、作物新品种的培育 （8）实例： 抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。 （6）优点： 通过人工诱变提高愈伤组织的突变率，从而筛选获得抗病、抗盐、高产、优质的新品种，加快育种进程 突变具有不定向性和低频性，因此需大量处理实验材料 （7）缺点： 抗除草剂白三叶草 三、细胞产物的工厂化生产 1.植物的代谢产物 （1）初生代谢物： 初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动， （2）次生代谢物： 一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）。 糖类、脂质、蛋白质、核酸等 次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。 1.植物的次生代谢产物在植物的抗虫、抗病等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。 2.植物细胞的次生代谢产物含量很低，从植物组织中提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到。 人们为什么进行细胞产物的工业化生产？ 三、细胞产物的工厂化生产 指在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。 2.植物细胞培养： （1）概念： （2）材料： 最好是愈伤组织 液体培养基（培养液） 有利于培养物与营养物质充分接触 （3）培养基：