2.1.2植物细胞工程的应用课件2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修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 植物细胞工程的应用 /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 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)生殖方式: (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。 一般为无性生殖 (3)优点: ①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖; ②可以保持优良品种的遗传特性。 ③实现工厂化生产,不受自然生长季节的限制,培养周期短 实质/原理? *扦插、压条、嫁接等不属于微型繁殖技术 植物细胞的全能性 4 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 生菜 2.作物脱毒 (1)作物脱毒的原因: 。 (2)作物脱毒的材料: 。选择该种细胞更易获得脱毒苗的理由是 。 (3)脱毒过程: 无性繁殖,容易将病毒传给后代。病毒积累,导致产量降低、品质变差 顶端分生区(如茎尖、根尖) 病毒少,甚至没有病毒 无病毒组织 (切取茎尖组织) 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽 脱毒苗 注:脱毒苗不等于抗毒苗。 与微型繁殖相比较,二者无本质区别,只是取材部位不同。 组织培养 植物分生区病毒极少,切取茎尖进行组织培养,可获得脱毒苗。 5 (4)脱毒产品 马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。 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 优点:明显提高农作物的产量和品质 实际问题: 传统的育种方法: 原理: 缺点: 传统方法: 杂交育种 P: 紫色非甜玉米 AASS 白色甜玉米 aass F1 紫色非甜玉米 AaSs 第1年 选育出需要 的纯种 F2 A_S_ A_ss aaS_ aass 紫甜 第2年 第3年 生长 A_ss F3 第4年 现有紫色非甜玉米(基因型AASS)和白色甜玉米(基因型aass),如何获得纯种的紫色甜玉米(基因型AAss)? 通过杂交把两亲本的优良性状组合在同一后代中(基因重组) 杂交育种 育种时间长 如何解决育种时间过长的问题? 连续自交,直至不出现性状分离为止 8 02 二、作物新品种的培育 (1)单倍体: 植株弱小,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)单倍体育种过程: 1、单倍体育种 (1)过程: (2)原理: 植物细胞的全能性 染色体(数目)变异 花药离体培养 诱导染色体加倍 二倍体植株 单倍体植株 二倍体植株 (纯合子) (秋水仙素处理) (二)作物新品种的培育 传统方法: 杂交育种 单倍体育种 P: 紫色非甜玉米 AASS 白色甜玉米 aass 紫色非甜玉米 AaSs 配子: AS As aS as 花药离体培养 单倍体幼苗 AS As aS as 纯合体: AASS AAss aaSS aass 选择紫甜玉米即为新品种 现有紫色非甜玉米(基因型AASS)和白色甜玉米(基因型aass),如何短时间获得纯种的紫色甜玉米(基因型AAss)? P: 紫色非甜玉米 AASS 白色甜玉米 aass F1 紫色非甜玉米 AaSs 第1年 选育出紫甜的纯种 F2 A_S_ A_ss aaS_ aass 紫甜 第2年 第3年 生长 A_ss F3 第4年 秋水仙素诱导 11 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: (5)实例: 单育1号烟草、水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物。 水稻 小麦 柏树 2.突变体的利用 (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 基因突变(或染色体变异)和植物细胞的全能性。 (3)优点: 提高变异的频率,加速育种进程。大幅度地改良某些性状。 (4)缺点: 难以控制突变方向,有利性状比较少,需要大量处理实验材料。 抗病、抗盐、含高蛋白、高产 (4)与诱变育种的区别 诱变育种一般是诱导配子突变,然后经过受精作用进行育种; 诱变处理的对象?为什么?产生的变异一定符合需要吗? (6)实例: 白三叶草(抗病、抗盐、 含高蛋白、高产) 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