2.1植物细胞工程课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

问题∙探讨 操作水平 细胞工程(cell engineering)是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等学科的原理和方法,通过细胞、细胞器或组织水平上的操作,有目的地获得特定的细胞或组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。 目的 动物细胞工程 植物细胞工程 植物组织培养 植物体细胞杂交 S z L w h 问题∙探讨 1902年,哈伯兰特,提出细胞全能性的理论。 1958年,斯图尔德,发现胡萝卜的体细胞可分化为胚,为细胞全能性理论提供了强有力的支持。 1960年,科金,用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁,成功获得了原生质体。 1964年,古哈,在培养毛曼陀罗的花药时,首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。 1971年,卡尔森,诱导烟草种间原生质体融合,获得了第一株体细胞种间杂种植株。 1974年,土壤农杆菌的Ti质粒发现。之后,该质粒应用于植物分子生物学领域,促进了植物细胞工程与分子生物学技术的紧密结合。 植物细胞工程的发展历程 S z L w h 第1节 植物细胞工程 S z L w h 珠珠的电脑 (珠) - 问题∙探讨 “其茅葺,其叶青青,犹绿衣郎,挺节独立,可敬可慕。 迨(d i)夫开也,凝情瀼(r ng)露,万态千妍,薰风 自来,四坐芬郁,岂非入兰室乎!岂非有国香乎”这是 我国历史上第一部兰谱——《金漳兰谱》(宋 赵时庚) 中对兰花的一段描述。 从古至今,我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征,很多人喜欢养兰花。但是,兰花种子通常发育不全,在自然条件下萌发率极低;传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题,如果靠自然繁殖,兰花的价格可想而知了。 如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖,从而走入寻常百姓家呢? S z L w h 问题∙探讨 S z L w h 问题∙探讨 1 选取多肉上健康、饱满的叶片。 2 用剪刀切下整片叶片,切口要平滑、整齐。也可以直接用手轻轻掰下叶片。 3 平躺放在沙床上,叶片间隔相聚2~3厘米。 4 叶片切口不要有碰脏,摆放通风处2~3天,晾干 5 待叶片晾干后移至半阴处养护。 6 约2~3周后生根,或从叶基处长出不定芽。 7 叶插成功 为什么多肉叶片能发育成植株?需要具备哪些条件? S z L w h 一、植物组织培养技术 细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,即细胞的全能性。 植物组织培养的基本原理 为什么植物组织或细胞能培养成完整植物体? S z L w h 一、植物组织培养技术 在生物的生长发育过程中,为什么不是所有的细胞都表现出全能性? 生长点 叶原基 芽轴 芽原基 枝芽结构示意图 叶原基的细胞只能发育为叶 芽原基的细胞只能发育为芽 在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会选择性表达 S z L w h 一、植物组织培养技术 思考 讨论 1、体细胞具有全能性的根本原因是什么? 每个体细胞都含有该物种全部的遗传信息。 受精卵>体细胞,部分生殖细胞>体细胞,植物细胞>动物细胞 2、生物体所有细胞全能性大小都一致吗? 3、全能性与细胞分化的关系? 4、植物细胞表现出全能性的条件? 一般情况下,随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。 植物细胞表现出全能性的条件:①离体;②一定的营养物质、植物激素;③适宜的温度、pH、光照、无菌等外界条件 S z L w h 一、植物组织培养技术 植物组织培养(plant tissue culture)是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。(教材P35黑体字) 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 移栽成活 用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。 S z L w h 实验:菊花的组织培养 实验原理 植物细胞一般具有全能性 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 移栽成活 脱分化 再分化 再分化 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 芽、根 试管苗 移栽 完整植株 脱分化 让已经分化的细胞,经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。 排列疏松无而无规则,是一种高度液泡化的,呈无定形状的薄壁细胞。 愈伤组织 再分化 愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。 S z L w h 实验:菊花的组织培养 S z L w h 实验:菊花的组织培养 . 用酒精擦拭双手和超净工作台台面 . 外植体的消毒 ①消毒 (1)制备外植体 酒精 30S 无菌水 2-3次 次氯酸钠溶液 30min 2-3次 无菌水洗 将消过毒的外植体置于无菌培养皿中 用无菌滤纸吸去表面的水分 用解剖刀将外植体切成0.5~1cm长的小段。 ②外植体的切段 S z L w h 实验:菊花的组织培养 ③接种外植体 (1)制备外植体 在酒精灯火焰旁,将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口,并在培养瓶上作好标记。 注意:接种时注意外植体的方向,不要倒插。(形态学上端朝上,下端朝下) S z L w h 实验:菊花的组织培养 ④诱导愈伤组织 (2)脱分化 将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18~22 的培养箱中培养。在培养过程中,定期观察和记录愈伤组织的生长情况。(脱分化) 注意:该过程一般不需要光照。有光易形成维管组织,不易形成愈伤组织。 S z L w h 实验:菊花的组织培养 ④诱导愈伤组织 (2)脱分化 愈伤组织: 细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。 见光后愈伤组织变为绿色(分化) 思考:若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位,愈伤组织中是否会含有叶绿体?为什么? 培养物经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞,因此,愈伤组织中不含有叶绿体。 S z L w h 实验:菊花的组织培养 ⑤诱导生芽生根 (3)再分化 培养15~20d后,将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后,再将其转接到诱导生根的培养基上,进一步诱导形成试管苗。 注意:每日需要给予适当时间和强度的光照。(光照培养,促进叶绿素合成) S z L w h 实验:菊花的组织培养 1957年,Skoog和Miller通过烟草组织培养实验提出了有关植物激素控制器官形成的概念。 T0 空白对照组 T1 0.1 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA T3 0.1 mg/L 2,4-D T2 0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA 注:NAA和2,4-D属于生长素类似物; 6-BA和KT属于细胞分裂素类似物。 S z L w h 实验:菊花的组织培养 产生愈伤组织 产生不定根 产生不定芽 注意:若先生根后面就不易生芽 生长素 细胞分裂素 适中 高 低 S z L w h 实验:菊花的组织培养 ⑥移栽 (3)再分化 移栽前先打开封口膜或瓶盖,让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况,适时浇水、施肥,直至开花。 S z L w h 拓展:植物组织培养的两种途径 胚状体 途径 器官发生途径 胚状体:离体培养条件下,没有经过受精过程,但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物,因而统称为体细胞胚或胚状体。 S z L w h 练习∙反馈 1.判断对错 (1)植物体的任何细胞都具有全能性,也都能表现出全能性( ) (2)脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程( ) (3)在植物组织培养时,对外植体要进行灭菌处理( ) (4)诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样( ) √ S z L w h 练习∙反馈 2.某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜,并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列叙述正确的是( ) A.外植体消毒的过程:酒精消毒30 s 次氯酸钠溶液处理30 min 无菌水清洗2~3次 B.愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块,诱导产生愈伤组织时每日应给予适时光照 C.诱导生芽的培养基与诱导生根的培养基相比,前者中细胞分裂素所占的比例和用量更高 D.打开封口膜后直接用流水冲洗掉幼苗根部培养基,再移植到消毒的蛭石环境中炼苗处理 C S z L w h 练习∙反馈 D 3.下图为用取自基因型为AaBb的胡萝卜韧皮部细胞培育出胡萝卜小苗的过程,下列叙述中不正确的是 A.a b过程是通过细胞有丝分裂完成的 B.b c d过程发生了细胞分化 C.a b过程中使用的培养基中应含有机碳源和氮源 D.杂合植株经上述过程获得的幼苗会出现性状分离 S z L w h 二、植物体细胞杂交技术 欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”。你有什么好妙招? 利用传统有性杂交方法能实现吗?为什么? 不能。因为不同种生物之间存在着生殖隔离 S z L w h 二、植物体细胞杂交技术 如何去掉细胞壁呢? 酶解法 果胶酶 纤维素酶 原生质体 原生质体:是指去除细胞壁后的植物细胞 原生质层:是指植物细胞的液泡膜、细胞膜及其之间的细胞质构成的 思考 讨论:不同植物的体细胞发生融合,遇到的第一个障碍是什么? S z L w h 二、植物体细胞杂交技术 思考 讨论:两个原生质体如何融合在一起呢? 体现了细胞膜的流动性 人工诱导方法 物理法: 化学法: 电融合法、离心法等 聚乙二醇(PEG)、高Ca2+‾高pH融合法等 S z L w h 二、植物体细胞杂交技术 A细胞 B细胞 去壁 B原生质体 A原生质体 正在融合的原生质体 原生质体融合 脱分化 杂种细胞AB 愈伤组织 再生壁 再分化 再生出小植株 杂种植株AB 植物细胞融合技术 植物组织培养技术 去壁 体现了细胞膜的流动性 体现了植物细胞的全能性 融合完成的标志 S z L w h 二、植物体细胞杂交技术 思考: 1、参与此过程中的主要细胞器是? 2、杂种细胞的染色体数是多少? 3、杂种细胞染色体组数是多少? 4、融合后,培养基中有几种类型的细胞? 高尔基体 两亲本染色体数之和 两亲本染色体组数之和 A、B、AA、BB、AB,多细胞融合体,需要进一步筛选 植物体细胞杂交不遵循孟德尔遗传规律 S z L w h 二、植物体细胞杂交技术 生物体内基因的表达不是孤立的,它们之间是相互调控、相互影响的,所以"番茄—马铃薯"杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质,但这些遗传物质的表达相互干扰,它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达,杂种植株自然就不能地上结番茄、地下长马铃薯了。 思考 讨论:“番茄—马铃薯”杂种植株没有如科学家所想象的那样,地上结番茄,地下长马铃薯,这是为什么? S z L w h 二、植物体细胞杂交技术 用两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞,然后通过组培把杂种细胞培育成新的植物体的方法。 1.定义 无性繁殖 有丝分裂 2.优点 克服生殖隔离,克服远缘杂交不亲和的障碍 此后相继培育出烟草-海岛烟草,胡萝卜-羊角芹,白菜-甘蓝等异源多倍体,在生产上有较高的应用价值 3.问题 有些杂种植株还未按照人们的意愿表现出亲代的优良性状。 S z L w h 二、植物体细胞杂交技术 4.成果 在此基础上,科学家们利用植物体细胞杂交技术,又相继培育出了白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草等杂种。我国科学家还在木本植物的体细胞杂交方面培育出了多种柑橘属不同种间的杂种植株。 白菜 甘蓝 白菜—甘蓝 S z L w h 练习∙反馈 1.下图是“白菜-甘蓝”杂种植株的培育过程,回答下列问题。 (1)步骤①需要用到的试剂是什么?_ (2)步骤②所用的方法有哪些?_ (3)经过步骤③得到的杂种细胞和融合的原生质体的区别是什么?_ (4)杂种细胞能发育成“白菜-甘蓝”植株的理论基础是什么?_ 纤维素酶和果胶酶 电融合法、离心法、聚乙二醇(PEG)、高Ca2+‾高pH融合法 杂种细胞具有细胞壁,融合的原生质体没有细胞壁 植物细胞的全能性 S z L w h 练习∙反馈 2.猕猴桃因貌似猕猴而得名,是一种品质鲜嫩、营养丰富的美味水果。我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种,其过程如下图所示。请分析并回答下列问题: (1)因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在_,所以用有性杂交方法很难得到可育后代,上述①~⑥培育优良品种H的过程所应用的技术是_技术。 生殖隔离 植物体细胞杂交 S z L w h 练习∙反馈 (2)图中B、D是_;G是_;②过程需使用_酶进行处理,该过程受处理时间、_、_等条件的影响。 (3)过程③使用的化学法包括:聚乙二醇(PEG)融合法和_等。 (4)过程③得到的两两融合的细胞有_种,因此需要进行筛选。已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力;用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选到杂种细胞F,若在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理,需对“美味猕猴桃”用_处理,以便最终能获得优良杂种植株H。 原生质体 愈伤组织 纤维素酶和果胶 温度 pH 高Ca2+—高pH融合法 3 碘乙酰胺 S z L w h 植物组织培养和植物体细胞杂交的异同点 植物组织培养 植物体细胞杂交技术 生殖方式 原理 步骤 意义 联系 植物体细胞杂交技术包括 和 两个过程,植物组织培养是植物体细胞杂交的一个环节,融合的体细胞只有通过植物组织培养才能发育成完整的个体。 无性繁殖 细胞全能性 ①脱分化 ②再分化 保持优良性状,繁殖速度快 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种 ①去除细胞壁 ②融合形成杂种细胞 ③组织培养(脱分化、再分化) 细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性 无性繁殖 植物细胞融合 植物组织培养 S z L w h 课堂小结 脱分化 再分化 原理 过程 花药离体培养 细胞全能性 操作步骤 外植体 根、芽、胚状体 愈伤组织 外植体消毒 接种 切块 形成愈伤组织 诱导生芽生根 植物组织培养 植物细胞工程 植物体细胞杂交 变异类型 原理 育种类型 概念 植物细胞融合 原生质体制备 过程 植物组织培养 原生质体融合 优缺点 S z L w h 练习∙反馈 1.在下列过程中,需要采用植物组织培养技术的是( ) ①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,获得多倍体植株 ②用花药离体培养得到的单倍体植株 ③用基因工程培养抗棉铃虫的植株 ④利用细胞工程培养“番茄马铃薯”杂种植株 ⑤无子西瓜的大量繁殖 A. ①②③④ B. ①③④⑤ C. ①②④⑤ D. ②③④⑤ D 利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,不需要采用植物组织培养技术 S z L w h 作物新品种的培育 一 植物繁殖的新途径 细胞产物的工厂化生产 植物细胞工程的运用 二 三 S z L w h 问题∙探讨 S z L w h 一、植物繁殖的新途径 (一)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.原理: 植物细胞的全能性 3.生殖方式: 一般为无性生殖 S z L w h 一、植物繁殖的新途径 (一)快速繁殖: 4.优点: (1)高效、快速地实现种苗的大量繁殖。 (2)保持优良品种的遗传特性,可实现产业化生产 (3)不受自然生长季节的限制,培养周期短。 (4)选材少,繁殖率高,便于自动化管理。 S z L w h 一、植物组织培养技术 思考 讨论 1、植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么? 植物组织培养到愈伤组织阶段,细胞进行旺盛、快速的有丝分裂,从而获得大量的组织细胞。不断地对愈伤组织进行分割、移瓶、诱导再分化就可以形成大量的新植株。另外,植物组织培养在实验室进行,一般不受季节、气候等条件的限制。 S z L w h 一、植物繁殖的新途径 (一)快速繁殖: 5.运用: 快速繁殖经济苗木、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。 S z L w h S z L w h 一、植物繁殖的新途径 (二)作物脱毒: 1.培育脱毒苗的原因: 作物病毒积累。 马铃薯 草莓 香蕉 无性繁殖 病毒在作物体内积累 作物产量降低品质变差 感染的病毒很容易传给后代 S z L w h 一、植物繁殖的新途径 (二)作物脱毒: 2.脱毒部位及方法: 取材:分生区(如茎尖、根尖:病毒极少,甚至无毒) (植物组织培养) 脱毒苗 4.脱毒苗优点: 脱毒作物的产量和品质明显优于 没有脱毒的作物 3.原理: 植物组织培养(全能性) S z L w h 一、植物繁殖的新途径 (二)作物脱毒: 5.脱毒作物实例: 马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。 香蕉 菠萝 思考 讨论:脱毒苗等于抗毒苗吗? 抗毒苗: 抗病基因 导入 植物细胞 植物组织培养 完整植株 S z L w h 练习∙反馈 1.菊科植物甜叶菊植株中甜菊糖含量丰富,甜菊糖是用糖行业青睐的新糖源。甜菊糖生产公司利用植物组织培养技术繁育甜叶菊,满足用糖行业的生产需求。下列说法错误的是( ) A.快速繁殖甜叶菊利用了细胞全能性原理 B.外植体需要用酒精和次氯酸钠溶液消毒 C.快速繁殖过程始终在无光照条件下进行 D.微型繁殖技术的优点是高效、快速和高保真 C S z L w h 练习∙反馈 2.超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏,再用组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎尖为材料,采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述错误的是( ) A.用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少或无病毒B.经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强C.该技术利用了茎尖分生组织无成熟液泡不易形成冰晶的特性 D.超低温处理使大多数细胞都受到了损伤而死亡,存活下来的仅有生长点的分生组织细胞 B S z L w h 练习∙反馈 3.甘薯由于具有增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等作用,故越来越被人们喜爱。但甘薯属于无性繁殖作物,同时又是同源六倍体,具有自交不育和杂交不亲和性,这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难于解决的问题。下列相关操作不合理的是( ) A. 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,可以解决种苗用量大、成本高的问题 B. 利用茎尖分生组织培养脱毒苗,使植株具备抗病毒的能力,产品质量得到提高 C. 利用原生质体融合实现体细胞杂交,克服杂交不亲和,可以充分利用遗传资源 D. 利用培养的愈伤组织进行诱变育种,可以显著提高变异频率,有利于缩短育种年限 B 脱毒≠抗病毒 S z L w h 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)? 二、作物新品种的培育 S z L w h 二、作物新品种的培育 杂交育种 单倍体育种 紫色非甜玉米 AASS 白色甜玉米 aass 紫色非甜玉米 AaSs AS As aS as 花药离体培养 单倍体幼苗: AS As aS as 纯合体: 秋水仙素处理 染色体加倍 AASS AAss aaSS aass 选择紫甜玉米即为新品种 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 配子: P: S z L w h 二、作物新品种的培育 (一)单倍体育种: 有性 杂交 单倍体植株矮小且多为不育 花药离体培养 优良品种 花药 花粉 P 单倍体 纯合二倍体 诱导染 色体加倍 选择 F1 S z L w h 二、作物新品种的培育 (一)单倍体育种: 1.方法: 花药离体培养得到单倍体幼苗,秋水仙素处理抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,染色体加倍得到稳定遗传(纯合子)的优良品种。 2.过程: 选择 亲本 有性 杂交 F1代 单倍体 植 株 诱 变 染色体加倍 可 育 纯合子 选择所 需类型 外植体 (花粉) 花药离体培养 即植物组织培养 单倍体植株矮小,且多为不育 S z L w h 二、作物新品种的培育 (一)单倍体育种: 3.原理: 染色体(数目)变异、植物细胞的全能性。 4.优点: 后代都是纯合子,能稳定遗传 明显缩短育种年限,加速育种进程 作为体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料 S z L w h 二、作物新品种的培育 (一)单倍体育种: 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。 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。 4.实例: S z L w h 二、作物新品种的培育 (二)突变体育种: 组织培养时,由于培养的细胞一直处于不断的分生状态,易受培养条件和外界压力(如射线,化学物质等)的影响而产生突变。 2..原理: 1.过程: 外植体 新品种 筛选培育 愈伤组织 脱分化 多种突变体 诱导分化 诱变处理 基因突变和植物细胞的全能性。 S z L w h 二、作物新品种的培育 (二)突变体育种: 3.优点: 4.缺点: 提高变异的频率,加速育种进程。大幅度地改良某些性状。 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。 5.运用: 抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。 S z L w h 练习∙反馈 1.为培育具有市场竞争力的无籽柑橘,研究者设计如下流程。相关叙述错误的是( ) A.过程①可使用纤维素酶和果胶酶处理 B.过程②可用高Ca2+—高pH溶液处理 C.过程③的原理是植物细胞具有全能性 D.三倍体植株为可产生无籽柑橘的新物种 D S z L w h 练习∙反馈 2.豌豆的育种过程如下图所示。 下列相关叙述正确的是( ) A.图中黄色圆粒细胞与花药中的 染色体数目相同 B.用秋水仙素处理单倍体种子后获得纯合二倍体植株 C.离体培养过程中发生基因的自由组合规律 D.与杂交育种相比,该育种方法可以明显缩短育种年限 D S z L w h 练习∙反馈 3.我国盐碱地规模大,但主要粮食作物难以生长。下图是某科研小组尝试利用普通水稻(2n=24)培育耐盐水稻新品种的育种方案,据图分析错误的是( ) A.过程①属于诱变育种,育种原理是基因突变 B.秋水仙素作用于有丝分裂的后期,其原理是抑制着丝粒的分裂 C.过程③是单倍体育种,其优点是明显缩短育种年限 D.过程②多代自交、筛选的目的是提高纯合子的比例 B S z L w h 三、细胞产物的工厂化生产 能不能运用植物细胞工程技术来生产紫杉醇?紫杉醇是什么? S z L w h 三、细胞产物的工厂化生产 植物的代谢产物 生物生长生存所必需的代谢活动,如糖类、脂质、蛋白质、核酸等 应用多、产量低 非生物生长所必需,在特定条件下进行一类小分子有机化合物 (如酚类、萜类和含氮化合物等) 初生代谢物 次生代谢物 红豆杉 紫杉醇 紫草 紫草宁 S z L w h 二、作物新品种的培育 植物细胞培养: 1.细胞产物种类: 蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱(紫草素、人参皂甙、紫杉醇)等。 2.技术: 植物组织培养技术 植物细胞培养: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 3.生产过程: S z L w h 二、作物新品种的培育 4.细胞产物工厂化生产实例: 外植体 脱分化 愈伤组织 细胞产物 培养、提取 工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程: 人参根 愈伤组织 增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞 细胞增殖 提取人参皂甙干粉 脱分化 培养选择 破碎细胞 放入发酵罐 5.优点: 快速高效,不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制。 对于社会、经济、环境保护具有重要意义。 6.意义: S z L w h 课堂小结 外植体 愈伤组织 胚状体 试管苗 植株 再分化 保持优良性状 快速大量繁殖 快速 繁殖 作物 脱毒 选择根尖 茎尖、芽尖 脱分化 选择花粉 培养 单倍体 纯合体 加倍 单倍体育种 化学物理因素诱导筛选 突变体利用 培养、提取 代谢产物 细胞产物的工厂化生产 ③ ①植物繁殖新途径 ②作物新品种的培育 S z L w h 练习∙反馈 1.下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程,相关叙述正确的是( ) A. ②和③阶段会发生减数分裂 B. ①阶段和③阶段所用的培养基相同 C. ①阶段有细胞增殖但无细胞分化 D. 此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体 C 没有减数分裂 ③阶段不需要 获得的是单倍体植株 S z L w h 练习∙反馈 2.目前七叶一枝花属濒危名贵中药材,科学家尝试应用生物技术繁殖和保存七叶一枝花资源,并利用植物细胞工程获取其有效成分。下列叙述正确的是( ) A. 七叶一枝花不同细胞经植物组织培养获得的新个体基因型都相同 B. 将七叶一枝花茎尖或根尖组织经灭菌、脱分化、再分化可获得脱毒苗 C. 利用植物细胞工程获取其有效成分过程中使用的是液体培养基 D. 保护野生七叶一枝花最佳的选择是将其迁移到植物园 C 花药离体培养获得的单倍体基因型不同 不能对植物材料进行灭菌处理 最佳的选择是 就地保护 S z L w h 练习∙反馈 3.植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术,具有广泛的应用前景和实用价值。下列对这些操作或应用描述错误的是( ) A. 可用PEG诱导植物原生质体融合,再生出细胞壁是融合成功的标志 B. 利用植物组织培养技术可大量获得人参皂甙干粉,且已投入规模化生产 C. 植物培养基中常用的植物生长调节剂一般可以分为生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类 D. 获取植物原生质体时,需在蔗糖浓度高于细胞液浓度的缓冲液中进行,以使细胞发生质壁分离 D 应该在与细胞液浓度等渗的缓冲液中进行 S z L w h 练习∙反馈 4.下列有关植物组织培养的叙述错误的是( ) A. 植物组织培养过程中要注意细胞分裂素和生长素的适宜比例 B. 用纤维素酶和果胶酶处理获得的植物细胞原生质体失去了全能性 C. 同种植物的不同基因型个体的细胞全能性表达程度会大不相同 D. 同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因可能不同 B 保留了细胞的全能性 S z L w h 谢谢观看! S z L w h 珠珠的电脑 (珠) - Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.53(gap_fixed:False) Lavf58.51.100 FormatFactory : www.pcfreetime.com Lavf58.33.100 $$