2.1.2 植物细胞工程的应用-【实践教学】2022-2023学年高二生物同步优质课件（人教版2019选择性必修3）

第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 ----植物细胞工程的应用 1 发酵工程 目录 /CONTENTS 01 02 植物繁殖的新途径 作物新品种的培育 微生物的纯培养 03 细胞产物的工厂化生产 2 I have a dream! 4 01 植物繁殖的新途径 20世纪60年代，荷兰科学家成功地利用组织培养技术来培育兰花。目前，荷兰的兰花生产已经发展成为举世闻名的兰花产业。 我国组织培养技术已经广泛应用于兰花种苗的规模化繁殖，使得名贵的兰花价格大幅下降。 蝴蝶兰 铁皮石斛 细胞工程 5 01 植物繁殖的新途径 （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。 1. 快速繁殖 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽 试管苗 （2）优点： ①高效、快速地实现种苗的大量繁殖。 ②无性繁殖，保持优良品种的遗传特性。 ③不受自然生长季节的限制，培养周期短。 （3）应用： 快速繁殖经济林木、名贵花卉、珍稀濒危植物等自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持的植物。 细胞工程 6 01 植物繁殖的新途径 （4）实例： 甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模。 铁皮石斛的工厂化生产 无籽西瓜 1. 快速繁殖 细胞工程 “手指植物”的制作方法用到了植物组 织培养技术。通常培育在装有彩色固体培养基的小玻璃瓶中，只要保证充足的光照和适宜的温度，不需要额外补充水分和营养物质，它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久。 【到社会中去】 8 01 植物繁殖的新途径 马铃薯 草莓 香蕉 组培 脱毒苗 顶端分生区（如茎尖）：病毒极少，甚至无毒 注：脱毒苗不等于抗毒苗。 2、作物脱毒 （3）优点： 明显提高农作物的产量和品质 感染的病毒很容易传给后代 无性繁殖 病毒在作物体内积累 作物产量降低品质变差 （1）脱毒原因 （2）脱毒方法 细胞工程 9 01 植物繁殖的新途径 （4）实例： 脱毒草莓 普通草莓 脱毒马铃薯田与被病毒感染未脱毒马铃薯叶片 在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。 2、作物脱毒 细胞工程 10 11 02 作物新品种的培育 （1）单倍体： 枝叶茎杆弱小，果实多而小，一般高度不育。 特点： 由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成的个体。 1、单倍体育种 （2）单倍体育种原理： 植物细胞的全能性、染色体（数目）变异。 细胞工程 12 02 作物新品种的培育 （3）优点 秋水 仙素 花药离体培养 ①极大地缩短了育种的年限。 ②后代都是纯合子，能稳定遗传。 ③可作为进行体细胞诱变育种 和研究遗传突变的理想材料。 （常需5～6年） （当年） 1、单倍体育种 技术相当复杂 (4)缺点： 细胞工程 13 02 作物新品种的培育 我国科学家在1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草。 (5)实例 我国科学家把单倍体育种与常规育种结合起来，育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。 1、单倍体育种 细胞工程 14 02 作物新品种的培育 （1）原理 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，因此它们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 外植体 愈伤组织 试管苗 脱分化 再分化 植株 诱变 筛选 有用的突变体 2、突变体的利用 突变 = 基因突变 ＋ 染色体变异 抗病、抗盐、含高蛋白、高产 突变体 细胞工程 15 02 作物新品种的培育 （2）优点： 提高变异的频率，加速育种进程。 难以控制突变方向，需要大量处理实验材料。 （3）缺点： 白三叶草 （4）实例： 抗除草剂的白三叶草 抗花叶病毒的甘蔗 抗盐碱的野生烟草 2、突变体的利用 细胞工程 16 03 细胞产物的工厂化生产 植物代谢 初生代谢： 生物生长生存所必需的代谢活动，一直进行 非生物生长所必需，在特定条件下进行 次生代谢： 缺点：①植物细胞的次生代谢物含量很低。 ②有些产物不能或难以通过化学途径得到。 一类小分子有机化合物 (如酚类、萜类和含氮化合物等) 产物： 如糖类、脂质、蛋白质、核酸等 产物： 应用多、产量低 细胞工程 17 03 细胞产物的工厂化生产 1.概念： 在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。 外植体 愈伤组织 细胞悬液 脱分化 振荡分散 细胞悬浮培养 细胞产物 提取 2.优势 不占用耕地、不受季节、天气的限制， 对社会、经济、环保具有重要意义。 植物细胞培养 细胞工程 18 03 细胞产物的工厂化生产 3、实例： 具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗。 红豆杉→紫杉醇 紫草→紫草宁 抗菌、消炎和抗肿瘤，世界首例药用植物细胞工程产品 人参→人参皂苷 用组