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1、植物细胞工程的实际应用,南阳市一中高二生物备课组,问题探讨？,回忆植物组织培养技术的基本原理和过程？ 思考利用这项技术能做哪些工作？,实际问题：经济苗木、名贵花卉、珍稀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，因此采用传统的育种方法很难大面积种植，采用什么样的育种方法才能解决这个问题呢？,一、植物繁殖新途径,、微型繁殖技术,概念:是快速高效实现种苗繁植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 高保真 不受自然环境条件的限制 说明拥有上述优点的原因分别是什么？,愈伤组织可以传代培养，获得大量愈伤组织，所以繁殖快速；（繁殖速度快） 全
2、过程中细胞进行有丝分裂，不涉及减数分裂和受精作用，可以保持亲本优良特性；（高保真-无性繁殖） 在室内生产，不受自然环境条件限制。 .人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪些特点？,2 作物脱毒,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。,作物脱毒材料:分生区的细胞（为什么？） 作物脱毒方法:进行组织培养 结果:脱毒苗,实际问题：但是微型繁殖试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因而会造成某些
3、遗传性状的改变；天然种子在生产上受季节等自然环境条件限制，一般每年只繁殖12次，有些甚至十几年才繁殖一次。能否找到天然种子的替代品？,常规种子植物生产的不足,不少植物需要生长数年才能结出种子 优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特性 种子的生产受季节、气候和地域的限制 制种需要占用大量土地,3、人工种子,通过植物组织培养的方法获得的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等材料外面包被着人工薄膜，在适宜的条件下可以发芽成幼苗的种子。,技术：植物组织培养 特性：在适宜条件下可以萌发长成幼苗。 优点 后代无性状分离，保持优良特性 不受季节、气候和地域的限制 易于储藏和运输,人工种子的结构,产生途径： (1）
4、由已脱分化的外植体直接产生； （2）由愈伤组织产生；,外植体,人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？,问题,针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。,二.作物的新品种培育,复习: 1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。,结果: 通过基因重组，把两亲本的优良性状组合在同一后代中 缺点:
5、要不断进行(多年)纯化和选择，才得到一种符合理想要求的新品种,3.单倍体育种,复习 1 单倍体的概念: 是指由配子发育成的个体 单倍体的例子: 蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体 . 多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体,(花药离体培养) 过程:,1、单倍体育种,选择 亲本,有性 杂交,F1代,花粉离 体培养,单倍体 植 株,诱 变 染色体加倍,可 育 纯合子,选择所 需类型,过程,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,2.突变体的利用 （1）突变体的产生 在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、
6、化学物质等）的影响而产生突变。 产生的突变属于什么？ 为什么不断分生的细胞容易突变？ （2）利用：筛选对人们有利突变体,进而培育新品种,比较：,单倍体育种：,突变体的利用：,植物体细胞杂交育种,优点： 育种原理：,优点： 育种原理：,优点： 育种原理：,明显缩短育种年限,染色体变异,能够产生新性状,基因突变,克服远缘杂交不亲和障碍,染色体变异,3.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.,如紫草素的生产,紫草,愈伤组织,紫草素,功能,高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以我们今天所学内容思考
7、用什么方法既能获得人类需要的药物，又能节约资源保护自然环境？,（一） 思考与探究,1.通过查阅资料，请你再列举出植物组织培养技术在我们生活中的另外一些应用。,提示：a. 拯救濒危植物； b. 提供食品制作的原料； c. 利用愈伤组织进行转基因操作。,提示：诱导植物愈伤组织 体细胞胚的诱导 体细胞胚的成熟 体细胞胚的机械化包裹 贮藏或种植,2.请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，设计出制备技术的主要流程图。,3.请查阅相关文献，设计出一种植物花药组织培养和染色体加倍的实验流程。,花药 花粉细胞培养 愈伤组 织 正分化出小植物 单倍体 植株 正常植株,补充延伸：,植物生长剂在植物组织培养中的应用 主要用到生长素、细胞分裂素、赤霉素等 生长素：一般用于分化生长物的生根 细胞分裂素：诱导愈伤组织分化丛芽 赤霉素：刺激分化的丛芽或小植株快速长高。 因此，根据各种激素的功能不同和营养物质的需要，在植物组织培养过程中需要换培养基。,