2.1.2 植物细胞工程的应用-2023-2024学年高二生物同步优选备课一点通（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 二、植物细胞工程的应用 ✮植物繁殖的新途径 ✮作物新品种的培育 ✮细胞产物的工厂化生产 植物细胞工程的应用 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 芽、根 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。 一、植物繁殖的新途径 （3）脱毒过程： （4）实例： 马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。 2.作物脱毒 一、植物繁殖的新途径 无病毒组织：如茎尖组织 脱分化 愈伤组织 再分化 芽、根 幼苗 完整植株 移栽成活 （1）选材部位： （2）选材原因： 植物顶端分生区附近（如茎尖） 植物顶端分生区附近（如茎尖）病毒极少，甚至无病毒。 注：脱毒苗≠抗毒苗。与快速繁殖相比较，二者无本质区别，只是取材部位不同。 二、作物新品种的培育 1.单倍体育种 （1）单倍体： 由生殖细胞直接发育而来，无论体细胞中含有几个染色体组一律称为单倍体。 由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成的个体。 （2）单倍体育种原理： 植物细胞的全能性、染色体（数目）变异。 DDtt Dt DdTt DDtt 自交 选择亲本 有性杂交 F1代 花药离体培养 单倍体植株 正常 植物 花药 愈伤 组织 单倍体幼苗　 脱分化 再分化 染色体加倍 秋水仙素处理 纯合 二倍体 5 单倍体育种 aa BB × AA bb 第一年 Aa Bb 第二年 A B A b a B a b 减数分裂 花药（花粉）离体培养 A B A b a B a b 人工诱导染色体加倍 AA BB AA bb aa BB aa bb 杂交育种 aa BB AA bb × Aa Bb 第一年 第二年 自交 A_B_ 淘汰 第三-六年 连续自交多代 稳定 遗传 性状分离 AA BB 淘汰 二、作物新品种的培育 1.单倍体育种 （3）单倍体育种与杂交育种的比较 二、作物新品种的培育 （1）过程 （2）原理： 植物细胞的全能性、染色体（数目）变异。 1.单倍体育种 诱导染色体数加倍 花药离体培养 单倍体植株 正常纯合体植株 脱分化 愈伤组织 再分化 （3）优点： 极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力 ②是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。 （5）实例： 单育1号烟草、水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等 （4）应用： ①单倍体育种已成为作物育种的一条有效途径。 二、作物新品种的培育 2.突变体的利用 （2）过程 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 突变 包括 基因突变 和 染色体变异 外植体 愈伤组织 试管苗 脱分化 再分化 植株 诱变 突变体 筛选 有用的突变体 （1）原理 （3）原理 基因突变和植物细胞的全能性。 二、作物新品种的培育 2.突变体的利用 （5）实例： 已筛选出抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的突变体， 抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。 （4）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。 缺点： 由于突变的不定向和低频性，有利性状比较少，需要大量处理实验材料。 白三叶草 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 （1）初生代谢： ①是生物生长和生存所必需的代谢活动； ②在整个生命过程中一直进行； ③初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。 （2）次生代谢物： ①次生代谢不是生物生长所必需的，在特定条件下进行。 ②本质：一类小分子有机化合物。 ③作用： ④缺点：含量很低，有些产物不能或难以通过化学合成途径得到。 三、细胞产物的工厂化生产 1.植物的代谢产物 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.细胞产物的工厂化生产 外植体 脱分化 愈伤组织 细胞产物 培养、提取 ⑴概念 3.植物细胞培养： ⑵特点： 不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制。 ⑶实例： 紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品 三、细胞产物的工厂化生产 ⑴概念： ⑵过程 到社会中去 “手指植物”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。 “手指植物”的制作方法用到了植物组织培养技术。在制作过程中，一定要注意做好灭菌和消毒工作，为了防止污染可在培养基中加入一定量的抑菌剂。另外，还可以根据个人喜好，在培养基中加