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植物细胞工程的实际应用公开课 (新课)


专题2 细胞工程
原理? 植物细胞工程的基本技术包括?过程?
植物组织培养技术和植物体细胞杂 交技术

离体的植物器官、组织或细胞
避光、诱导培养基

脱分化

愈伤组织
见光、分化培养基

再分化

胚状体或丛芽

整植株

亲本植物细胞A
去壁

原生质体A
原生质体B
融合

亲本植物细胞B

新的原生质体
再生细胞壁

杂种细胞 杂种植株
组织培养

2.1.2 植物细胞工程
的实际应用

没有种子, 如何繁殖?

一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖技术(快速繁殖技术) (1)概念: 快速高效实现种 苗繁殖,培育优 良植物品种的植 物组织培养技术。

讨论:该技术与传统繁殖技术相比, 有何特点?
繁殖速度快; 保持亲本优良特性。全过程中细胞进行 有丝分裂,不涉及减数分裂和受精作用,无性 繁殖; 不受自然环境条件限制。

(2)特点:
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; ③不受自然生长季节的限制。

(3)优点:
从植物体上取材少,培养周期短,繁殖 率高,便于自动化管理。

(4)应用

微型繁殖的应用:

杨树

生菜

无籽西瓜 兰花

兰花工业组培苗

2.作物脱毒
(1)作物脱毒的原因: 长期进行无性繁殖的作物,易积累感染的

病毒,导致产量降低,品质变差,而植物的分
生区一般不会感染病毒,用分生区的细胞进行

组织培养,就能得到大量的脱毒苗。

(2)材料:分生区(如茎尖或根尖)的细胞
(3)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得

脱毒产品:

香蕉

菠 萝

甘蔗

马铃薯

探究:天然种子的缺陷有哪些?

菜豆种子结构

玉米种子结构

3.神奇的人工种子

种皮

人工种子:以植物组培技术得到的胚状体、 不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工 胚乳 薄膜包装得到的种子。



(1)特点:①后代无性状分离,保留优良特性;
②不受气候,季节和地域限制。

③贮藏运输方便
(2)技术:植物组织培养。

(3)产生途径:由愈伤组织产生。
(4)结构:人工薄膜、胚状体、人工胚乳。

教材40页讨论

养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌和 植物生长调节剂等。

复习: 传统方法:(杂 交) 杂交育种依据的原理是:基因的自由组合定律, 优良的基因自由组合。

二、作物新品种的培育
1.单倍体育种 (1)方法: 花药离体培养 (2)过程:

人 工 诱 变 组 织 自 交 萌 发 花 药 离 单 倍 体 正 常 新 植 株 种 子 ( 纯 合 体 ) 染 色 体 加 倍 体 培 养 植 株 植 株 发 培 养 育 ( 新 品 种 )

第 一 年 (3)优点: ①后代稳定遗传,都是纯合体; ②明显缩短育种年限。

第 二 年

杂交育种

单倍体育种
P AARR × aarr


F1 AaRr

AR 花

Ar

aR

ar

↓药↓离↓体↓培养
单倍体幼苗

↓秋水仙素诱导
F2 AARR AArr aaRR aarr

2.突变体的利用
组织培 受外界影响 养过程 突变

筛选有利 突变体

抗病、抗盐、 含高蛋白、高产。
白三叶草

培育新 品种

三、细胞产物的工厂化生产
1.种类: 蛋白质,脂肪,糖类, 药物,香料,生物碱等。 2.技术: 植物的组织培养

请同学们阅读教 材41页资料分 析后,课下完成 讨论。
红豆杉与紫杉醇

总结
一、植物繁殖的新途径: 1、微型繁殖; 2、作物脱毒; 3、人工种子。 二、作物新品种的培育: 1、单倍体育种; 2、突变体的利用。 三、细胞产物的工厂化生产。

课堂演练
1、植物的微型繁殖技术是指 ( ) A.植物体细胞杂交技术 B.嫁接 C.营养繁殖 D.植物组织培养 2、科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来,将单个 细胞放入培养基中培养,获得了许多完整的植株,这些 植株的特点是 ( ) A.彼此性状相似 B.变异频率较高 C.单倍体 D.都是纯合子

3.用植物组织培养技术,可以培养或生产 A.食品添加剂 B.无病毒植物 C. 人工种子 D.前三项都是 4.下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的 是 A.花药离体培养得到单倍体植株 B.秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株 C.人工种子的培育 D.“番茄——马铃薯”杂种植株的培育过程

5.已知某小麦的基因型是AaBb,两对基因分别 位于两对同源染色体上,利用其花药进行离体 培养,获得N株小麦,其中基因型为AAbb的个 体约占( ) A .N/2 B .N/4 C .N/8 D .0

课后作业
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目前我们学习了那几种育种方法? 各种育种方法的原理、方法、优点、缺点各是 什么? 用表格形式将几种育种方法区分开。

不同育种方式的优缺点比较
技术 杂交育种 原理 基因重组 优点 使位于不同个体的优良 性状集中于一个个体 缺点 周期长,难以克服远缘 杂交不亲和的障碍

诱变育种

基因突变

①提高生物变异的频率, 使后代变异性状较快稳 盲目性大,需大量处理 供试材料 定;②可大幅度改良某些 性状,缩短育种进程 技术复杂,须与杂交育 获得的个体均为纯种,明 种配合,且需细胞工程 显缩短育种年限 参与 器官大,提高产量和营养 适用于植物,但动物方 成分 面难以开展 打破物种界限,定向地改 造生物遗传性状 技术要求高

单倍体育 种
多倍体 育种 基因工 程育种

花药离体培 养、染色体 加倍 染色体变异 分子遗传学 原理


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