植物细胞工程课件公开课-讲义

胚乳或子叶
胚芽 胚根
(1)特点:
3.神奇的人工种子
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。
(2)技术:植物组织培养。
(3)产生途径：
①由已脱分化的外植体直接产生； ②由愈伤组织产生。
(4)结构:人工薄膜胚状体
或不定芽或顶芽或腋芽。
（5）优点： 3.神奇的人工种子
①解决了有些种子繁殖力差、结籽困难或发 芽率低等问题。 ②可以工业化生产，提高农业的自动化程度。 ③可在胚乳中添加各种附加成分。如：固氮 菌、防病虫农药、除草剂等。 ④用人工种子播种可节约粮食。
2.作物脱毒
（1）作物脱毒的原因:
几乎所有的果树都患有病毒病，而且多是 通过营养体繁殖代代相传的。植物病毒种 类很多,对树体又能产生持久危害,迄今为 止尚无有效的药物可以控制。
长期进行无性繁殖的作物，易积累病毒，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。
植物体细胞杂交应用
白菜
甘蓝
白菜－甘蓝
生长期短，耐热性强和易于贮存
思考
自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼 虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细 胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间 可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出 具体实验方案。
异想天开
小结
植 所采用技术 物 的理论基础 细 胞 工 通常采用的 程 技术手段
具有一定人工设施的室内生产）。
1.微型繁殖技术
产业化育苗
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？
植物“微型”繁殖技术具有高效性和 可以保持种苗的优良遗传特性的优势。 工厂化大规模育苗生产正是利用了植 物“微型”繁殖技术的这两方面优势。 利用植物“微型”繁殖技术我们可以 在短时间中获得大量的优质种苗。
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？
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。
细胞膜的流动性 植物细胞的全能性
植物体细胞杂交的意义
使来自两个亲本细胞的基因有可 能都被表达，打破了远缘生物不 能杂交的屏障，提供了创造新物 种的可能。
根为马铃薯而 果为西红柿， 尚末成功
思考
为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如 科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马 铃薯？
主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它 们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃 薯—番茄杂交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受到相互 干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物 质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、 地下结马铃薯就是很自然的了。
植物细胞工程课件公 开课
植物体细胞杂交的概念
将不同种植物的体细胞，在一 定条件下融合成杂种细胞，并把 杂种细胞培育成新的植物体的技 术。 （不同种生物之间存在着 生殖隔离，所以用传统的有性杂 交方法是不可能做到这一点的）
植物体细胞杂交
番茄
细胞
(1)
马铃 薯
(1)
细胞
酶解法去细胞壁
纤维素酶、果胶酶
2.作物脱毒
用植物的组织培养技术，培养植物茎尖，可 以有效地防止病毒病的侵害，恢复种性并加 速繁殖速度。
香蕉去病毒试管苗的组织培养技术已成为产 业化商品化的先例之一。因为香蕉是三倍体 植物，必须通过无性繁殖延续后代，传统方 法一般采用芽繁殖，感病严重，繁殖率低； 而采用去病毒的组织培养技术不仅改进了品 质，亩产量约提高30％-50％，很容易被蕉农 接受。
2.作物脱毒 （2）材 料:分生区（如茎尖）的细胞
（3）脱毒苗:
切取茎尖进行组织培养获得
2.作物脱毒
茎尖培养可以得到无病毒苗木 已成为解决病毒病危害和品种 退化问题的一个重要途径。
3.神奇的人工种子 种皮
人工种子：用组 培技术获得具有 胚芽、胚轴、胚 根等结构的胚状 体，并用人工种 皮(藻酸钠)包裹 起来，用以代替 天然种子进行繁 殖的一种结构。
下列属于组织培养的是（ A ）
A. 花粉培养成单倍体植株 B. 芽发育成枝条 C. 根尖分生区发育成成熟区 D. 未受精的卵发育成植株
1.微型繁殖技术
概念: 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。
1.微型繁殖技术
植物组织 培养车间
1.微型繁殖技术
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； ③不受自然生长季节的限制（因为在
AA
BB
(5)
植物体细胞杂交
植物细胞融合
(1)
酶解法去壁
原生质 体融合
(2)
过程示意图
再生出 细胞壁
再生 杂种细胞 细胞壁
(3)
(1)
(6)
移栽
正在融合的 原生质体
(5)
再分化
(4) 植物组
织培养 脱分化
植物体细胞杂交技术过程图
植物体细胞杂交
1、植物体细胞杂交的结果是产生了？
杂种植株
2、这个过程中涉及的原理？
不同植物体细胞原生质融合
物理方法有： 显微操作、离心、振动、电刺激等促使原 生质体融合。 化学的方法
用聚乙二醇（PEG）等试剂作为诱导剂来 诱导融合
植物体细胞杂交
过程示意图
A 番茄
细胞
(1)
离心
人工 诱导 方法
物理 方法
振动
化学 电刺激
方法：
(2)
(3)
杂种细胞
马铃
(1)
薯
细胞 B
(6)
AB
(4)
植物细胞的全能性 植物组织培养 植物体细胞杂交
如图是“白菜一甘蓝”杂种植株的培育过程。
下列说法正确的是( D )
A.图示“白菜—甘蓝”植株不能结籽 B.愈伤组织的代谢是自养需氧型 C．上述过程中包含着有丝分裂，细胞分化和减数 分裂等过程 D．“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选 择性表达的结果
3.神奇的人工种子
现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、 咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几 十种植物的人工种子试种成功，但由 于成本较高，中国尚未应用于生产。
1.单倍体育种 （1）方法:花药的离体培养 （2）优点:
①后代稳定遗传,都是纯合体; ②明显缩短育种年限。
2.利用培养变异，筛选优良突变体 植物离体培养，能够明显提高突变