1、学习目标1.说明植物细胞工程在植物繁殖方面的应用。2.列举植物细胞工程在作物新品种培育方面的应用。3.概述细胞产物的工厂化生产的原理。核心素养1.社会责任：列举植物细胞工程在实际生活中的例子，培养理论联系实际的能力，并通过查阅资料，扩大学生的知识面及其知识深度。2.生命观念：会用生命观念解释植物细胞工程给人们带来的影响。学习目标1.说明植物细胞工程在植物繁殖方面的应用。核心素养1复习巩固植物细胞工程的基本技术温故知新复习巩固植物细胞工程的基本技术温故植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，
2、诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。植物组织培养在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物细胞融合植物组织培养植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物细胞融合植物组织培养2.1.2 植物细胞工程的实际应用第二课时2.1.2 植物细胞工程的实际应用第二2.1-2 植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖新途径2.作物新品种的培育3.细胞产物工厂化生产2.1-2 植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖新途径2.作物一、植物繁殖的新途径01一、植物繁殖的新途径0 11、微型繁殖一、植物繁殖新途径（1）定义：利用组织培养技术，将优良植物的器官、组织和细胞进行离
3、体培养，在短期内获得大量遗传性一致的技术，也称为植物快速繁殖技术。外植体愈伤组织胚状体试管苗植株再分化再分化保持优良性状保持优良性状快速大量繁殖快速大量繁殖微型繁殖脱分化脱分化（2）特点：无性繁殖，保持优良品种的遗传特性高效快速地实现种苗的大量繁殖可实现产业化生产1、微型繁殖一、植物繁殖新途径（1）定义：利用组织培养技术，兰科有450个属，2000余种植物，是单子叶植物中最大的一个科。兰花花色鲜艳，形态各异，品位优雅，深受人们的喜爱。兰花传统的繁殖 靠分株繁殖，速度慢，远远不能满足市场需要，加之病毒病感染严重影响 生长 和观赏价值。目前，通过组织培养方法有70个属，数百种兰花可以进行快速繁殖，
4、实现工厂化实现工厂化的规模化生产。的规模化生产。兰花的快速繁殖一、植物繁殖新途径1、微型繁殖（3）实例：兰科有4 5 0 个属，2 0 0 0 余种植物，是单子叶植物自1985年以来，香蕉快速繁殖走向实用化阶段。1个芽经过个芽经过1年的年的培养可以生产培养可以生产3万株优质试管苗万株优质试管苗。香蕉快速繁殖是生物技术在农业上应用最广泛和成功的例子之一。香蕉的快速繁殖一、植物繁殖新途径1、微型繁殖（3）实例：自1 9 8 5 年以来，香蕉快速繁殖走向实用化阶段。1 个芽经过1 年园林植物组织培养一、植物繁殖新途径1、微型繁殖（3）实例：园林植物组织培养一、植物繁殖新途径1、微型繁殖（3）实例：提
5、示：微型繁殖属于植物组织培养技术的范畴，繁殖过程只涉及有丝分裂，无丝分裂的过程。通常情况下，保留了亲代相同的优良基因型和表现型。一、植物繁殖新途径1、微型繁殖提示：一、植物繁殖新途径1、微型繁殖（1）植物病毒：寄生在植物细胞内的病毒，在无性繁殖的植物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差。外植体愈伤组织胚状体试管苗植株再分化再分化作物脱毒选择根尖选择根尖茎尖、芽尖茎尖、芽尖脱分化脱分化一、植物繁殖新途径2、作物脱毒（1）植物病毒：寄生在植物细胞内的病毒，在无性繁殖的植物体内（2）脱毒方法：取材：分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）组培脱毒苗（3）优点：明显使农作增产（4）实例：马铃薯
6、、草莓等的脱毒一、植物繁殖新途径2、作物脱毒（2）脱毒方法：组培脱毒苗（3）优点：明显使农作增产（4）实马铃薯是世界上仅次于水稻、小麦、玉米的第四大粮食作物，广泛分布于世界上120多个国家和地区。由于生理原因，由于生理原因，马铃薯时常出现产量逐年降低、产品质马铃薯时常出现产量逐年降低、产品质量变劣；由于病毒侵染，造成的马铃薯量变劣；由于病毒侵染，造成的马铃薯的退化现象普遍存在。的退化现象普遍存在。将马铃薯进行将马铃薯进行脱毒，通过进一步培育生成的组培苗，脱毒，通过进一步培育生成的组培苗，诱导试管薯可以防止种薯退化，极大提诱导试管薯可以防止种薯退化，极大提高马铃薯产量和质量。高马铃薯产量和质量。
7、马铃薯的脱毒繁殖马铃薯幼嫩茎尖繁殖一、植物繁殖新途径2、作物脱毒马铃薯是世界上仅次于水稻、小麦、玉米的第四大粮食作物，广泛分草莓是多年生草本植物，容易受病毒的侵染，因而每都需要更换母株，草莓病毒病具有潜伏期长，多个病毒病原复合感染的现象。我国草莓主要受到斑驳病毒，轻型黄边病毒，镶脉病毒和皱缩病毒的危害，快速繁殖获得无病毒苗非常必要。草莓的脱毒繁殖茎尖、花蕾繁殖一、植物繁殖新途径2、作物脱毒草莓是多年生草本植物，容易受病毒的侵染，因而每都需要更换母株（1）定义：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等位材料，经过人工薄膜包装得到的种子。+人工种皮人工种皮+人工胚乳人工胚乳人工种子外植体愈
8、伤组织胚状体再分化再分化脱分化脱分化一、植物繁殖新途径3、人工种子（1）定义：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等（2）组成：胚状体人工种皮人工胚乳胚状体人工胚乳人工种皮一、植物繁殖新途径3、人工种子人工胚乳含胚状体发育所需的营养物质外，还可以添加各种附加成分，如固氮细菌、防病虫农药、植物生长调节剂、除草剂等，以利于幼苗的茁壮成长，提高作物产量。抗压、保水、透气具有发育成完整植株的能力保证胚状体生长发育的必需物质（2）组成：胚状体人工种皮人工胚乳胚状体人工胚乳人工种皮无性繁殖，易于保留优良性状不受气候、季节和地域限制方便储存和运输解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问
9、题节约大量的粮食一、植物繁殖新途径3、人工种子胚状体人工胚乳人工种皮（3）优点：无性繁殖，易于保留优良性状一、植物繁殖新途径3、人工种子胚二、作物新品种的培育02二、作物新品种的培育0 2（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。外植体愈伤组织胚状体试管苗植株再分化再分化脱分化脱分化选择花粉选择花粉培养培养单倍体单倍体纯合体纯合体加倍加倍二、作物新品种培育1、单倍体育种（2）步骤：花药离体培养得到单倍体染色体数目加倍筛选所需性状个体（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1、单倍体育种（3）
10、优点：明显地缩短育种年限1、单倍体育种（3）优点：明显地缩短育种年限（1）突变体：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断地分生状态，容易受培养条件和外界压力（射线、化学物质）的影响而发生突变（基因突变、染色体变异），这样发育成的个体称为突变体。外植体愈伤组织胚状体试管苗植株再分化再分化脱分化脱分化化学物理因素化学物理因素诱导筛选诱导筛选突变体利用二、作物新品种培育2、突变体的利用（1）突变体：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断化学诱变一般是利用一些化学诱变剂进行处理。常见的有和等。物理诱变一般釆用处理。电离辐射主要包括射线、射线、中子等。二、作物新品种培育2、突变体的利用外
11、植体愈伤组织胚状体试管苗植株再分化再分化脱分化脱分化化学物理因素化学物理因素诱导筛选诱导筛选突变体利用化学诱变一般是利用一些化学诱变剂进行处理。常见的有甲基磺酸乙（2）利用：突变体育种（获得突变体后筛选出对人们有利的，进而培育出新品种）（3）实例：抗病、抗盐、高产、高蛋白等品种的选育提示突变体育种的原理是突变，诱变育种的原理是基因突变。突变=基因突变染色体变异二、作物新品种培育2、突变体的利用（2）利用：突变体育种（获得突变体后筛选出对人们有利的，进而三、细胞产物的工厂化生产03三、细胞产物的工厂化生产0 3三、细胞产物的工厂化生产细胞产物的种类：糖类、脂肪、蛋白质、香料、色素、药物、生物碱等
12、。外植体愈伤组织脱分化脱分化培养、提取培养、提取代谢产物代谢产物过程三、细胞产物的工厂化生产细胞产物的种类：外植体 愈伤组织脱实例：三、细胞产物的工厂化生产人参为我国名贵药材，现今因野生资源缺少，多用人工栽培，但人工栽培，但人工栽培生长缓慢，人工栽培生长缓慢，6年才能生成年才能生成10g左右左右(干重干重)人参根。人参根。我国科学家早在1963年就成功地培育了人参的组织。近年来又实现了利用近年来又实现了利用组织培养技术来大量生产人参皂组织培养技术来大量生产人参皂苷干粉苷干粉。用组织培养技术生产的人参，生长速度比栽培人参约快100倍以上，其药用成分和药理活性与栽培人参相似，甚至更加优良。这项技术
13、目前已经投人规模化生产。实例：三、细胞产物的工厂化生产人参为我国名贵药材，现今因野葡萄细胞培养获得花青素花青素和原花青素是清除人体自由基最有效的天然抗氧化剂，具有抗氧化、抗突变、抗肿瘤、保护心血管等方面的功能。以葡萄花青素含量高的品种的幼叶和茎尖为材料，用 于诱导愈伤组织；选择颗细小、疏松易碎、外观湿润、颜色鲜艳的愈伤组织，经过筛选，继代培养后，用于悬浮细胞培养。三、细胞产物的工厂化生产实例：人参、三七、紫草和银杏的细胞人参、三七、紫草和银杏的细胞产物也都已经实现了工厂产物也都已经实现了工厂化生产。目前世界各国的科学家正在深人研究，是否可以化生产。目前世界各国的科学家正在深人研究，是否可以通过
14、组织培养技术来大量生产抗癌物质通过组织培养技术来大量生产抗癌物质紫杉醇紫杉醇。葡萄细胞培养获得花青素花青素和原花青素是清除人体自由基最有效三、细胞产物的工厂化生产紫杉醇为什么贵？紫杉醇为什么贵？三、细胞产物的工厂化生产紫杉醇为什么贵？三、细胞产物的工厂化生产a.乳腺癌、卵巢癌和肺癌的治疗特效（临床有效率40%）b.资源稀缺紫杉醇为什么贵？紫杉醇为什么贵？c.紫杉醇含量低：干树皮中的0.01%（万分之一）d.生长缓慢：小苗50-70年成树、剥皮即死。三、细胞产物的工厂化生产a.乳腺癌、卵巢癌和肺癌的治疗特效（外植体愈伤组织胚状体试管苗植株再分化再分化+人工种皮人工种皮+人工胚乳人工胚乳人工种子保
15、持优良性状保持优良性状快速大量繁殖快速大量繁殖微型繁殖作物脱毒选择根尖选择根尖茎尖、芽尖茎尖、芽尖脱分化脱分化选择花粉选择花粉培养培养单倍体单倍体纯合体纯合体加倍加倍单倍体育种化学物理因素化学物理因素诱导筛选诱导筛选突变体利用培养、提取培养、提取代谢产物代谢产物总结外植体 愈伤组织 胚状体 试管苗 植株再分化+人工种皮+人工植物组织培养细胞全功能性外植体愈伤组织胚状体丛芽脱分化再分化植物激素分化培养基植物体细胞杂交原生质体纤维素酶果胶酶原生质体融合诱导细胞融合聚乙二醇(PEG)离心电激振动杂种细胞微型繁殖快速繁殖作物脱毒脱毒苗人工种子人工胚乳人工种皮单倍体育种花药离体培养突变体利用细胞产物工厂化生产专题2 植物细胞工程 关键词植物组织培养细胞全功能性外植体愈伤组织胚状体丛芽脱分化再分化
