(完整版)植物细胞工程的实际应用(上课用)
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植物细胞工程知识梳理页数:2
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新人教版高中生物选修3植物细胞工程精编版页数:2
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2.1.3 植物细胞工程的实际应用
1、微型繁殖
（1）概念：
利用植物组织培养技术，将来自优良植株的茎 尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织和细胞进 行离体培养，短时间内获得大量遗传性一致的 植株，这一技术也叫植物快速无性繁殖技术。
运用这一技术，石刁柏一个腋芽半年可以 繁殖1200倍，一年可繁殖7万株；唐菖蒲一个 单株可以生产6.5万株。
（2）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不受季节、气候、地域的限制; ④可以进行工厂化生产； ⑤可以有效挽救珍稀濒危的植物 。
人工种皮应具有透水、透气的特点。
二、作物新品种的培育 单倍体育种
2 1
１、单倍体育种
（1）优点： a.后代都是纯合子， 稳定遗传;
P 高杆抗病 × 矮杆感病 第
DDTT
ddtt
年
F1
高杆抗病 DdTt
b.明显缩短育种年限； 配子： DT Dt dT dt 第
花药离体培养 年
单倍体 幼苗：
DT
Dt
dT
过再分化过程吗？不需要
练习
• 《能培》25页第 6 题
（2）作用： 筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
请设计出利用诱变育种、组织培养培育 抗除草剂白三叶草的实验流程。
γ射线
白三叶
草组织 细胞 脱
分化照射Fra bibliotek愈伤 组织
再
胚状体
分
化
白三 叶草 幼苗
抗除草 剂白三 叶草
例．下列四个选项中没有采取植物组织培养
技术的是 （ B ）
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
复习转基因抗虫棉的培育流程。
（1）概念：
利用植物组织培养技术，将来自优良植株的茎 尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织和细胞进 行离体培养，短时间内获得大量遗传性一致的 植株，这一技术也叫植物快速无性繁殖技术。
运用这一技术，石刁柏一个腋芽半年可以 繁殖1200倍，一年可繁殖7万株；唐菖蒲一个 单株可以生产6.5万株。
（2）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不受季节、气候、地域的限制; ④可以进行工厂化生产； ⑤可以有效挽救珍稀濒危的植物 。
人工种皮应具有透水、透气的特点。
二、作物新品种的培育 单倍体育种
2 1
１、单倍体育种
（1）优点： a.后代都是纯合子， 稳定遗传;
P 高杆抗病 × 矮杆感病 第
DDTT
ddtt
年
F1
高杆抗病 DdTt
b.明显缩短育种年限； 配子： DT Dt dT dt 第
花药离体培养 年
单倍体 幼苗：
DT
Dt
dT
过再分化过程吗？不需要
练习
• 《能培》25页第 6 题
（2）作用： 筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
请设计出利用诱变育种、组织培养培育 抗除草剂白三叶草的实验流程。
γ射线
白三叶
草组织 细胞 脱
分化照射Fra bibliotek愈伤 组织
再
胚状体
分
化
白三 叶草 幼苗
抗除草 剂白三 叶草
例．下列四个选项中没有采取植物组织培养
技术的是 （ B ）
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
复习转基因抗虫棉的培育流程。
17_植物细胞工程的实际应用
人工种子 就是以植
物组织培养得到旳胚状 体、不定芽、顶芽和腋 芽等为材料，经过人工 薄膜包装得到旳种子。
人工种子制备旳大致过程
诱导植物愈伤组织 体细胞胚旳诱导 体细胞胚旳成熟
体细胞胚旳机械化包裹 贮藏或种植
人工种子之所以神奇，是因为它具有天然种子 不可比拟旳特点，想一想它们具有哪些优点？
1
天然种子因为在遗传上具有因减数分
裂引起旳重组现象，因而会造成某些遗传性状
旳变化；天然种子在生产上受季节限制，一般
每年只繁殖1～2次，有些甚至十几年才繁殖一
次。而人工种子则能够完全保持优良品种旳遗
传特征，生产上也不受季节旳限制。
2
试管苗旳大量贮藏和运送也是相当困
难旳。人工种子则克服了这些缺陷，人工种子
外层是起保护作用旳薄膜，类似天然种子旳种
轻易传播给后裔。病毒逐年积累会造成作物 产量降低，品质变差。
植物分生区附近 旳病毒少甚至无 病毒。经过获取 植物分生区部分 组织进行培养取 得旳再生植株就 可能不带病毒， 从而取得脱毒苗。
马铃薯脱毒试管苗
草莓脱毒试管苗
神奇旳人工种子
常规植物种子旳取得受到时间、季节、气候 或地域旳限制，并需要花费大量旳土地来实 现制种。
第二步，将第一步选择到旳细胞株在发酵罐中 旳适合培养液中进行液体培养，增长细胞数量。
第三步，将发酵罐中培养旳细胞进行破碎，从中 提取人参皂甙。
另外，结合细胞工程与基因工程技术还可 将外源基因导入培养细胞或原生质体，取得 抗逆、高产、优质旳转基因植株。
细胞产物旳工厂化生产
红豆衫
注射用紫杉醇脂质体
工厂化生产人参皂甙旳基本过程
第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产 生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且 细胞内人参皂甙含量高旳细胞株作为种质，其中 一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分 进行发酵生产。皮，所以，能够很以便地贮藏和运送。
物组织培养得到旳胚状 体、不定芽、顶芽和腋 芽等为材料，经过人工 薄膜包装得到旳种子。
人工种子制备旳大致过程
诱导植物愈伤组织 体细胞胚旳诱导 体细胞胚旳成熟
体细胞胚旳机械化包裹 贮藏或种植
人工种子之所以神奇，是因为它具有天然种子 不可比拟旳特点，想一想它们具有哪些优点？
1
天然种子因为在遗传上具有因减数分
裂引起旳重组现象，因而会造成某些遗传性状
旳变化；天然种子在生产上受季节限制，一般
每年只繁殖1～2次，有些甚至十几年才繁殖一
次。而人工种子则能够完全保持优良品种旳遗
传特征，生产上也不受季节旳限制。
2
试管苗旳大量贮藏和运送也是相当困
难旳。人工种子则克服了这些缺陷，人工种子
外层是起保护作用旳薄膜，类似天然种子旳种
轻易传播给后裔。病毒逐年积累会造成作物 产量降低，品质变差。
植物分生区附近 旳病毒少甚至无 病毒。经过获取 植物分生区部分 组织进行培养取 得旳再生植株就 可能不带病毒， 从而取得脱毒苗。
马铃薯脱毒试管苗
草莓脱毒试管苗
神奇旳人工种子
常规植物种子旳取得受到时间、季节、气候 或地域旳限制，并需要花费大量旳土地来实 现制种。
第二步，将第一步选择到旳细胞株在发酵罐中 旳适合培养液中进行液体培养，增长细胞数量。
第三步，将发酵罐中培养旳细胞进行破碎，从中 提取人参皂甙。
另外，结合细胞工程与基因工程技术还可 将外源基因导入培养细胞或原生质体，取得 抗逆、高产、优质旳转基因植株。
细胞产物旳工厂化生产
红豆衫
注射用紫杉醇脂质体
工厂化生产人参皂甙旳基本过程
第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产 生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且 细胞内人参皂甙含量高旳细胞株作为种质，其中 一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分 进行发酵生产。皮，所以，能够很以便地贮藏和运送。
植物细胞工程的实际应用课件
答案： (1)花药离体培养 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成 (2)B过程中形成的是胚状体，而C过程形成的是丛芽 细胞分裂素与生长素的比值 (3)愈伤组织 (4)胚状体 胚 (5)离心、振动、电激 3
突变体 利用
基因突 变
产生新烟草等
植物组织培养技术的应用
右图是人工种子的结构简 图，对其叙述不正确的是( )
A．人工种子的胚乳中含有胚状体 发育所需的营养物质，还可以添加农药和植物激素
B．人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量 的粮食
(1)组成：由胚状体和人工胚乳。如下图：
(2)人工种皮的要求： ①能保持胚状体的活力，即要能透气、透水，含有胚状体发芽所需要
的各种营养成分等； ②有利于贮藏、运输和萌发，选取的材料要有韧性，耐压，对胚状体
无毒害； ③还应含有农药和杀菌剂，以防播种后害虫及微生物的侵害；
作物新品种的培育
1．单倍体育种
2．体细胞诱变育种 (1)过程：
(2)原理：基因突变和植物细胞的全能性。 (3)优点：提高愈伤组织的突变率，可以获得高抗、高优质、
抗逆的新品种，加快了育种进程。
3．单倍体育种和突变体利用的比较
项目 原理
优点
成果
单倍体 育种
染色体 变异
明显缩短育种年 限
单育1号烟草品种、11 号水稻和京花1号小麦 品种等
植物细胞工程的实际应用
植物繁殖的新途径
1．微型繁殖 (1)微型繁殖技术：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 (2)特点：①保持优良品种的_遗__传__特__性___；②高效快速地实
现种苗大量繁殖。 2．作物脱毒 (1)材料：无病毒的__茎_尖___。 (2)脱毒苗：切取茎尖进行组织培养获得。
高中生物植物细胞工程的实际应用课件新人教选修3
提示：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。
1、植物繁殖的新途径
（2）作物脱 毒
作物脱毒的原因 :
? 病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产 量降低，品质变差
胚状体：在离体植物细胞、组织或器官培养 过程中，由一个或一些体细胞，经过胚胎发 生和发育过程，形成的与合子胚相类似的结 构。胚状体一般专指在组织培养条件下产生 的非合子胚以区别于自然发生的珠心胚及其 他通过无融合生殖和由合子胚分裂产生的胚 （见多胚现象 ）
? 养分、无机盐、有机碳源、农药、抗生素、有益菌 ? 生长调节剂
注意： 突变育种的原理为：
突变
诱变育种的原理基为变因：突
2.突变体的利用
(1)产生:植物组织培养过程中，由于培养细 胞一直处于不断的分生状态，易受到培养条件 和外界压力的影响而产生突变。
(2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育 新品种
（3）成就：20世纪70年代以来，各国的科学 家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、含高蛋 白，以及高产的突变体，有的已用于生产。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
植物细胞工程的实 际应用
1、植物繁殖的新途径
1）微型繁殖 2）作物脱毒 3）神奇的人工种子
2、作物新品种的培育
1）单倍体育种 2）突变体的利用
3、细胞产物的工厂化生产
1、植物繁殖的新途径
（1）微型繁 殖
概念： 应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫 快速繁殖技术）
育种只需两年即可得到纯合新品种
h.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
1、植物繁殖的新途径
（2）作物脱 毒
作物脱毒的原因 :
? 病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产 量降低，品质变差
胚状体：在离体植物细胞、组织或器官培养 过程中，由一个或一些体细胞，经过胚胎发 生和发育过程，形成的与合子胚相类似的结 构。胚状体一般专指在组织培养条件下产生 的非合子胚以区别于自然发生的珠心胚及其 他通过无融合生殖和由合子胚分裂产生的胚 （见多胚现象 ）
? 养分、无机盐、有机碳源、农药、抗生素、有益菌 ? 生长调节剂
注意： 突变育种的原理为：
突变
诱变育种的原理基为变因：突
2.突变体的利用
(1)产生:植物组织培养过程中，由于培养细 胞一直处于不断的分生状态，易受到培养条件 和外界压力的影响而产生突变。
(2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育 新品种
（3）成就：20世纪70年代以来，各国的科学 家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、含高蛋 白，以及高产的突变体，有的已用于生产。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
植物细胞工程的实 际应用
1、植物繁殖的新途径
1）微型繁殖 2）作物脱毒 3）神奇的人工种子
2、作物新品种的培育
1）单倍体育种 2）突变体的利用
3、细胞产物的工厂化生产
1、植物繁殖的新途径
（1）微型繁 殖
概念： 应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫 快速繁殖技术）
育种只需两年即可得到纯合新品种
h.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
植物细胞工程的实际应用讲课ya
一、植物繁殖的新途径
材料: 方法: 结果: 优点： 实例：
2、作物脱毒
分生区的细胞
进行组织培养
脱毒苗
使农作物不会或极少感染病毒
马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等
一、植物繁殖的新途径
如何克服缺陷？
人工种子 树木需生长数年才能结出种子。 优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。 受季节、气候和地域的限制。 制种时需要占用大量土地。
果实和种子的形成
子房壁
果皮
珠被
种皮
胚乳
胚
受精极核
受精卵
种子
果实
种 子 的 结 构
自然种子
胚
种皮
胚乳
AABB × AaBb aabb
AB Ab aB Ab
基 因 型
AB Ab aB ab
亲本杂交
秋水仙素处理
F1
P
配子
单倍体幼苗
纯合体
秋水仙素
性状稳定的纯合体植株
花药离体培养
染色体加倍
过程：
二、作物新品种的培育
(1)这些部位病毒极少 (2)脱分化和再分化 (3)愈伤组织 细胞分裂
(4)植物体细胞杂交育种 基因工程育种 单倍体育种
(4)植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于___________、_______________、_______________等育种过程中。
单倍体育种
方法：
花药离体培养 秋水仙素处理
原理：
染色体变异 植物细胞的全能性
技术：
组织培养获得单倍体 秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍
优点：
明显缩短了育种年限 后代稳定遗传（都为纯合子）
材料: 方法: 结果: 优点： 实例：
2、作物脱毒
分生区的细胞
进行组织培养
脱毒苗
使农作物不会或极少感染病毒
马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等
一、植物繁殖的新途径
如何克服缺陷？
人工种子 树木需生长数年才能结出种子。 优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。 受季节、气候和地域的限制。 制种时需要占用大量土地。
果实和种子的形成
子房壁
果皮
珠被
种皮
胚乳
胚
受精极核
受精卵
种子
果实
种 子 的 结 构
自然种子
胚
种皮
胚乳
AABB × AaBb aabb
AB Ab aB Ab
基 因 型
AB Ab aB ab
亲本杂交
秋水仙素处理
F1
P
配子
单倍体幼苗
纯合体
秋水仙素
性状稳定的纯合体植株
花药离体培养
染色体加倍
过程：
二、作物新品种的培育
(1)这些部位病毒极少 (2)脱分化和再分化 (3)愈伤组织 细胞分裂
(4)植物体细胞杂交育种 基因工程育种 单倍体育种
(4)植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于___________、_______________、_______________等育种过程中。
单倍体育种
方法：
花药离体培养 秋水仙素处理
原理：
染色体变异 植物细胞的全能性
技术：
组织培养获得单倍体 秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍
优点：
明显缩短了育种年限 后代稳定遗传（都为纯合子）
植物细胞工程的实际应用 课件
(2)制备流程：诱导植物愈伤组织的形成→体细胞胚 的诱导→体细胞胚的成熟→机械化包装→储藏或种植。
(3)优点： ①解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽 率低等问题。 ②不发生性状分离。天然种子由于在遗传上具有因减 数分裂引起的重组现象，因而会造成某些遗传性状的改变， 而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性。 ③繁殖周期短。天然种子在生产上受季节的限制，一 般每年只能繁殖 1～2 次，有些甚至十几年才繁殖一次，而 人工种子生产不受季节限制，且快捷高效。
(2)材料的选取： 在植物分生区附近(如茎尖和根尖)，由于代谢十 分旺盛、细胞分裂速度快等因素，很少被病毒感染， 甚至无病毒。因此，利用植物的分生组织进行组织 培养，可以使新长成的植株不带病毒，从而获得脱 毒苗。用脱毒苗进行繁殖，种植的作物就不会或极 少感染病毒。
3．人工种子 (1)结构(如图)：
2．突变体的利用 (1)原理：在植物的组织培养过程中，由于培养细 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、化学物质等)的影响而产生突变。 (2)利用：从产生突变的个体中筛选出对人们有用 的 突变体 ，进而培育成新品种。
三、细胞产物的工厂化生产 1．细胞产物的种类： 蛋白质 、脂肪、糖类、 药物 、 香料、 生物碱 等。 2．技术基础：植物 组织培养 技术。 3．实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生 产 人参皂甙干粉；另外，三七、紫草和银杏的细胞产物也 都已经实现了工厂化生产。
(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先 用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的 ________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞 进一步培养形成________组织，然后经过________形成完整 的杂种植株。这种培育技术称为_________________ ________________________________________________。
(3)优点： ①解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽 率低等问题。 ②不发生性状分离。天然种子由于在遗传上具有因减 数分裂引起的重组现象，因而会造成某些遗传性状的改变， 而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性。 ③繁殖周期短。天然种子在生产上受季节的限制，一 般每年只能繁殖 1～2 次，有些甚至十几年才繁殖一次，而 人工种子生产不受季节限制，且快捷高效。
(2)材料的选取： 在植物分生区附近(如茎尖和根尖)，由于代谢十 分旺盛、细胞分裂速度快等因素，很少被病毒感染， 甚至无病毒。因此，利用植物的分生组织进行组织 培养，可以使新长成的植株不带病毒，从而获得脱 毒苗。用脱毒苗进行繁殖，种植的作物就不会或极 少感染病毒。
3．人工种子 (1)结构(如图)：
2．突变体的利用 (1)原理：在植物的组织培养过程中，由于培养细 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、化学物质等)的影响而产生突变。 (2)利用：从产生突变的个体中筛选出对人们有用 的 突变体 ，进而培育成新品种。
三、细胞产物的工厂化生产 1．细胞产物的种类： 蛋白质 、脂肪、糖类、 药物 、 香料、 生物碱 等。 2．技术基础：植物 组织培养 技术。 3．实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生 产 人参皂甙干粉；另外，三七、紫草和银杏的细胞产物也 都已经实现了工厂化生产。
(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先 用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的 ________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞 进一步培养形成________组织，然后经过________形成完整 的杂种植株。这种培育技术称为_________________ ________________________________________________。
课件9： 2.1.2 植物细胞工程的实际应用
单倍体育种
高杆抗病 × 矮杆感病
P DDTT
第
ddtt 年
高杆抗病
F1
DdTt
3.优点： 明显缩短育种年限
配子： DT Dt dT dt 第
花药离体培养 年
单倍体 幼苗：
DT
Dt
dT
dt
秋水 仙素
纯合体: DDTT DDtt ddTT ddtt
矮抗
选择矮秆抗病
即为新品种
二、作物新品种的培育
㈡突变体的利用
。
5、实例： 材 料:分生区（如茎尖）的细胞 脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
实际问题：天然种子的局限性 1.有些树木需生长数年才能结出种子。 2.优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。 3.受季节、气候和地域的限制。 4.制种时需要占用大量土地。
能否找到天然种子的替代品？
一、植物繁殖新途径
本课小结
微型繁殖
植物繁殖的新 途径
作物脱毒
植物 细胞 工程 的实 际应 用
作物新品种的 培育
人工种子 单倍体育种 突变体的利用
细胞产物的工厂化生产
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植物细胞工程的实际应用
学习目标
1.理解植物繁殖的新途径。 2.理解作物新品种的培育。 3.了解细胞产物的工厂化生产。
石斛
连翘
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……
一.植物繁殖的新途径
（一）微型繁殖
1.概念：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
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、化学物质等）的影响而产生突变。 2.突变体育种原理是：基因突变或染色体变异 ； 诱变育种的原理是 基因突变 ；诱变育种属于突变体
植物细胞工程的实际应用课件
【活学活用】 1．兰花在我国种植历史悠久，“远东麒麟”以每盒3万元
的价格在拍卖网卖出。如图是通过细胞培养形成兰花植 株的示意图，请据图回答：(注：胚状体等同于植物种 子的胚的结构。)
(1)愈伤组织的分裂能力__________，分化能力__________， 是由植物体细胞经过________形成的。 (2) 过 程 ④ 由 愈 伤 组 织 形 成 胚 状 体 要 经 过 ________ 和 ____________过程。 (3)一个兰花茎尖在一年之内可以生产出 400 万株兰花苗， 与有性生殖相比，植物组织培养的优势主要体现在 ______________和____________________。
3．人工种子 (1)概念：以通过植物组织培养的方法获得的_胚__状__体___、不定 芽、顶芽和腋芽等为材料，外面包被上人工薄膜，在适宜的 条件下可以发芽长成幼苗的种子。 (2)结构：由__胚__状__体__、作为保护性外壳的_人__工__种___皮__和提供 发育所需营养的_人__工__胚__乳___组成。如下图： 人工种皮 胚状体
植物细胞工程的实际应用
1．植物的繁殖方式 有性
植物
动物
病毒
2．植物的营养繁殖(属于无性生殖)
【情景导入】
脱毒草莓 “纳米”西瓜 脱毒草莓和“纳米”西瓜都是植物细胞工程的产品，本节 我们就学习植物细胞工程的实际应用。
探究点一 植物繁殖的新途径 植物细胞工程作为一门新兴的生物技术，已经普遍应用于社 会生产的方方面面。下面图示都是利用了植物组织培养，观 察并回答问题。
培养，增加细胞数量。
③将发酵罐中培养的__细__胞__进__行__破__碎____，从中提取人参皂甙。
小贴士 植物组织培养的目的不同，培养阶段也不同：若获得人
植物细胞工程的实际应用(共26张PPT)
药用成分提取
利用植物细胞工程技术，优化药用植物的种植和 提取工艺，提高药用成分的产量和纯度，为药物 研发提供优质原料。
药用植物品质改良
通过植物细胞工程技术，改良药用植物的品质和 产量，提高其经济价值和药用效果。
环境保护与修复
土壤污染修复
利用植物细胞工程技术，培育具 有较强重金属耐性和积累能力的 转基因植物，用于土壤重金属污 染修复。
加强科普宣传与公众参与
提高公众对植物细胞工程技术的认知 和理解，促进科技决策的民主化和科 学化。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
组织培养
将植物组织或器官置于培养基中，通过诱导其分裂和分化， 形成新的植株。
细胞突变与基因编辑
通过物理、化学或生物诱变方法，诱导植物细胞发生突变， 从中选择具有优良性状的细胞；或者利用基因编辑技术， 对植物细胞的基因进行精确的修改。
植物细胞突变与基因编辑
突变体的筛选
从突变体库中筛选具有优良性状 （如抗病、抗虫、抗逆等）的突
详细描述
针对珍稀、濒危植物，利用植物细胞工程技术进行离体培养，实现快速繁殖。 这种方法不仅可以为物种保护提供大量种源，还可以为研究濒危机制和保护措 施提供有力支持，对于维护生物多样性具有重要意义。
药用植物的工业化生产
总结词
通过植物细胞工程技术，实现药用植物的工业化生产，为药物研发提供稳定、可靠的原料来源。
水体净化
通过植物细胞工程技术，培育具 有较强氮、磷吸收能力的转基因 植物，用于水体富营养化治理和 净化。
退化生态系统恢复
利用植物细胞工程技术，培育适 应性强、生长快的转基因植物， 用于退化生态系统的恢复和重建。
04 植物细胞工程的应用实例
利用植物细胞工程技术，优化药用植物的种植和 提取工艺，提高药用成分的产量和纯度，为药物 研发提供优质原料。
药用植物品质改良
通过植物细胞工程技术，改良药用植物的品质和 产量，提高其经济价值和药用效果。
环境保护与修复
土壤污染修复
利用植物细胞工程技术，培育具 有较强重金属耐性和积累能力的 转基因植物，用于土壤重金属污 染修复。
加强科普宣传与公众参与
提高公众对植物细胞工程技术的认知 和理解，促进科技决策的民主化和科 学化。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
组织培养
将植物组织或器官置于培养基中，通过诱导其分裂和分化， 形成新的植株。
细胞突变与基因编辑
通过物理、化学或生物诱变方法，诱导植物细胞发生突变， 从中选择具有优良性状的细胞；或者利用基因编辑技术， 对植物细胞的基因进行精确的修改。
植物细胞突变与基因编辑
突变体的筛选
从突变体库中筛选具有优良性状 （如抗病、抗虫、抗逆等）的突
详细描述
针对珍稀、濒危植物，利用植物细胞工程技术进行离体培养，实现快速繁殖。 这种方法不仅可以为物种保护提供大量种源，还可以为研究濒危机制和保护措 施提供有力支持，对于维护生物多样性具有重要意义。
药用植物的工业化生产
总结词
通过植物细胞工程技术，实现药用植物的工业化生产，为药物研发提供稳定、可靠的原料来源。
水体净化
通过植物细胞工程技术，培育具 有较强氮、磷吸收能力的转基因 植物，用于水体富营养化治理和 净化。
退化生态系统恢复
利用植物细胞工程技术，培育适 应性强、生长快的转基因植物， 用于退化生态系统的恢复和重建。
04 植物细胞工程的应用实例
植物细胞工程的实际应用讲课共38页文档
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
植物பைடு நூலகம்胞工程的实际应用讲课
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
Thank you
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
植物பைடு நூலகம்胞工程的实际应用讲课
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
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DDTT ↓ ddtt
第 1
P
高杆抗病× 矮杆感病
DDTT ↓ ddtt
F1
高杆抗病 DdTt
↓×
F2 D_T_
D_tt ddT_
矮抗
年 第
F1
2
高杆抗病
DdTt
↓
ddtt 年 配子 DT Dt dT
↓ 花药离体培养→
第3单倍体幼苗DT
↓
Dt
↓
dT
dt
↓
dt
第 1 年
第 2 年
×
~
6 ↓ 秋水仙素→ ↓ ↓ ↓
ddTT
年 纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
↑
↑
矮抗品种
矮抗品种
2020/8/16
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株， 染色体加倍选择优良品种
花药
脱分化
愈伤 组织
再分化 单倍体 秋水仙素处理 幼苗 染色体加倍
正常 植物
纯合体
实质是花粉细胞培养
2020/8/16
植物体
植物A细胞
植物B细胞
植物 体细胞
杂交
植物 细胞 融合
去壁 ①
原生质体A
② 诱导融合
去壁
原生质体B
融合的原生质体
再生出细胞壁 ③
杂种细胞
植物 组织 培养
脱分化 ④ （细胞分裂）
愈伤组织
再分化 ⑤
2020/8/16
杂种植株
2·1·2植物细胞工程的实际应用
2020/8/16
蝴蝶兰
愈伤 组织
再分化丛芽或 胚状体
、根
植物体
培养 工厂化
诱变处理
+
人工薄膜 人工种子
生产药物
突变细胞
突变体的利用
2020/8/16
• 植物组织培养技术在我们生活中的另 外一些应用 ：
• a. 拯救濒危植物； • b. 提供食品制作的原料； • c. 转基因植物的培育,也要用到植物
组织培养的方法.
2020/8/16
植物组织培养技术
如：胡萝卜的形成层、菊花 幼茎段、月季的花药…
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
脱分化 遮光
排列疏松而无规 则，高度液泡化的 呈无定形状态的薄 壁细胞
愈伤组织
再分化 一定的光照
①无菌
②营养：有机物 无机盐 水分 ③一定的外界条件
④植物激素：细胞分裂素
生长素
根、芽
芽发育成叶，叶 肉细胞中叶绿素 的合成需要光照
选优 自交
种子
(2)优点: 明显缩短育种年限.
后代稳定遗传,都是纯合体;
2020/8/16
植物的单倍体应用于育种，其最主要的优 势不包括( )。
A．大大缩短育种年限 B．直接显示突变表型而被选择 C．通过诱导能产生纯合体 D．能产生较高的突变频率
D
2020/8/16
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种 2.突变体的利用
花药
脱分化
愈伤 组织
再分化 单倍体 秋水仙素处理 幼苗 染色体加倍
正常 植物
纯合体
实质是花粉细胞培养
选优 自交
种子
(2)优点:
2020/8/16
举例单倍体育种：利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt 品种培育矮杆抗病ddTT品种
P 高杆抗病 × 矮杆感病
DDTT ↓ ddtt
第1年
F1
高杆抗病 DdTt
微型繁殖
突变细胞 应用 转基因细胞
突变体的利用 转基因植物
杂种细胞
杂种植物
茎尖、根尖等分生区
作物脱毒
花药（花粉）
单倍体育种
2020/8/16
• 08江苏高考：下列关于植物组织培养的叙
D 述中，错误的是
• A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和 调节渗透压
• B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈 伤组织的生长和分化
原理（基础）
植物细胞全能性（概念、原因、表达条件、 ）
无菌、温度
光
条件 营养条件：水、无机盐、蔗糖、氨基酸、有机酸等
植物激素： 生长素、细胞分裂素比例
植物 克隆 技术 或 植物 组织 培养
过程
外植体
适宜（1）
脱分化 愈伤 组织
减小
增大
再分化 胚状体 或丛芽
、根
植物体
诱变 工厂化 处理 生产药物
人工种子
1.微型繁殖 2.作物脱毒
(1)材料: 植物的分生区(茎尖)--无病毒或极少
(2)方法:
植物组织培养
无病毒 的茎尖等
脱毒苗
2020/8/16
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖
2.作物脱毒
3.神奇的人工种子
胚
技术：组织培养
(胚)
原理：细胞全能性
？ 结构：胚状体（不定芽、顶芽、腋芽） 人工薄膜：加入适量无机盐、有机碳源等养分， 农药、抗生素、有益菌及生长调节剂等
↓
配子
DT Dt dT dt
花药离体培养→↓ ↓ ↓ ↓
单倍体幼苗 DT Dt dT dt
秋水仙素处理→↓ ↓ ↓ ↓
纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
第2年
↑
需要的矮抗品种
2020/8/16
举例： 利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt品种培育
矮杆抗病ddTT品种
杂交育种
单倍体育种
P 高杆抗病 ×矮杆感病
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----愈伤组织细胞培养
2020/8/16
2·1·2植物细胞工程的实际应用
转基因细胞 杂种细胞 茎尖、根尖等分生区 花药（花粉）
转基因植物 杂种植物 作2020/8/16
2020/8/16
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖 概念：应用组织培养技术，快速繁殖优良品种植物
（也叫快速繁殖技术）
原理：植物细胞的全能性 优点：①繁殖率高，可大批量生产
②保持亲本的一切优良性状 ③不受自然生长季节的限制 ④培养周期短 ⑤取材少
2020/8/16
一、植物繁殖的新途径
对植物组织培养过程中得愈伤组织进行诱变处理，
促其发生突变，诱导分化成植株，筛选对人们有利突变
体,进而培育新品种
诱变处理
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
多种 突变体
筛选 新 品种
3、转基因植物的培育
转基因技术
植物组织培养
转基因细胞
转基因植物
4、植物体细胞杂交
植物细胞融合
2020/8/16
杂种细胞
植物组织培养 杂种植物
与天然种子比： ①解决某些作物繁殖力低、结子困难、发芽率低问题
优点： ②保持优良品种遗传特性
③不受气候、季节、地域的限制，时间短，占地少
与试管苗比：有人工薄膜保护，方便地贮藏和运输
2020/8/16
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株， 染色体加倍选择优良品种
• C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分 化才能形成愈伤组织
• 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相同
2020/8/16
典例精析
例1：03江苏 用高度分化的植物细胞、组织 和器官进行组织培养可以形成愈伤组织， 下列叙述错误的是 A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B.该愈伤组织的细胞没有全能性 C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的
第 1
P
高杆抗病× 矮杆感病
DDTT ↓ ddtt
F1
高杆抗病 DdTt
↓×
F2 D_T_
D_tt ddT_
矮抗
年 第
F1
2
高杆抗病
DdTt
↓
ddtt 年 配子 DT Dt dT
↓ 花药离体培养→
第3单倍体幼苗DT
↓
Dt
↓
dT
dt
↓
dt
第 1 年
第 2 年
×
~
6 ↓ 秋水仙素→ ↓ ↓ ↓
ddTT
年 纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
↑
↑
矮抗品种
矮抗品种
2020/8/16
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株， 染色体加倍选择优良品种
花药
脱分化
愈伤 组织
再分化 单倍体 秋水仙素处理 幼苗 染色体加倍
正常 植物
纯合体
实质是花粉细胞培养
2020/8/16
植物体
植物A细胞
植物B细胞
植物 体细胞
杂交
植物 细胞 融合
去壁 ①
原生质体A
② 诱导融合
去壁
原生质体B
融合的原生质体
再生出细胞壁 ③
杂种细胞
植物 组织 培养
脱分化 ④ （细胞分裂）
愈伤组织
再分化 ⑤
2020/8/16
杂种植株
2·1·2植物细胞工程的实际应用
2020/8/16
蝴蝶兰
愈伤 组织
再分化丛芽或 胚状体
、根
植物体
培养 工厂化
诱变处理
+
人工薄膜 人工种子
生产药物
突变细胞
突变体的利用
2020/8/16
• 植物组织培养技术在我们生活中的另 外一些应用 ：
• a. 拯救濒危植物； • b. 提供食品制作的原料； • c. 转基因植物的培育,也要用到植物
组织培养的方法.
2020/8/16
植物组织培养技术
如：胡萝卜的形成层、菊花 幼茎段、月季的花药…
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
脱分化 遮光
排列疏松而无规 则，高度液泡化的 呈无定形状态的薄 壁细胞
愈伤组织
再分化 一定的光照
①无菌
②营养：有机物 无机盐 水分 ③一定的外界条件
④植物激素：细胞分裂素
生长素
根、芽
芽发育成叶，叶 肉细胞中叶绿素 的合成需要光照
选优 自交
种子
(2)优点: 明显缩短育种年限.
后代稳定遗传,都是纯合体;
2020/8/16
植物的单倍体应用于育种，其最主要的优 势不包括( )。
A．大大缩短育种年限 B．直接显示突变表型而被选择 C．通过诱导能产生纯合体 D．能产生较高的突变频率
D
2020/8/16
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种 2.突变体的利用
花药
脱分化
愈伤 组织
再分化 单倍体 秋水仙素处理 幼苗 染色体加倍
正常 植物
纯合体
实质是花粉细胞培养
选优 自交
种子
(2)优点:
2020/8/16
举例单倍体育种：利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt 品种培育矮杆抗病ddTT品种
P 高杆抗病 × 矮杆感病
DDTT ↓ ddtt
第1年
F1
高杆抗病 DdTt
微型繁殖
突变细胞 应用 转基因细胞
突变体的利用 转基因植物
杂种细胞
杂种植物
茎尖、根尖等分生区
作物脱毒
花药（花粉）
单倍体育种
2020/8/16
• 08江苏高考：下列关于植物组织培养的叙
D 述中，错误的是
• A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和 调节渗透压
• B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈 伤组织的生长和分化
原理（基础）
植物细胞全能性（概念、原因、表达条件、 ）
无菌、温度
光
条件 营养条件：水、无机盐、蔗糖、氨基酸、有机酸等
植物激素： 生长素、细胞分裂素比例
植物 克隆 技术 或 植物 组织 培养
过程
外植体
适宜（1）
脱分化 愈伤 组织
减小
增大
再分化 胚状体 或丛芽
、根
植物体
诱变 工厂化 处理 生产药物
人工种子
1.微型繁殖 2.作物脱毒
(1)材料: 植物的分生区(茎尖)--无病毒或极少
(2)方法:
植物组织培养
无病毒 的茎尖等
脱毒苗
2020/8/16
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖
2.作物脱毒
3.神奇的人工种子
胚
技术：组织培养
(胚)
原理：细胞全能性
？ 结构：胚状体（不定芽、顶芽、腋芽） 人工薄膜：加入适量无机盐、有机碳源等养分， 农药、抗生素、有益菌及生长调节剂等
↓
配子
DT Dt dT dt
花药离体培养→↓ ↓ ↓ ↓
单倍体幼苗 DT Dt dT dt
秋水仙素处理→↓ ↓ ↓ ↓
纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
第2年
↑
需要的矮抗品种
2020/8/16
举例： 利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt品种培育
矮杆抗病ddTT品种
杂交育种
单倍体育种
P 高杆抗病 ×矮杆感病
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----愈伤组织细胞培养
2020/8/16
2·1·2植物细胞工程的实际应用
转基因细胞 杂种细胞 茎尖、根尖等分生区 花药（花粉）
转基因植物 杂种植物 作2020/8/16
2020/8/16
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖 概念：应用组织培养技术，快速繁殖优良品种植物
（也叫快速繁殖技术）
原理：植物细胞的全能性 优点：①繁殖率高，可大批量生产
②保持亲本的一切优良性状 ③不受自然生长季节的限制 ④培养周期短 ⑤取材少
2020/8/16
一、植物繁殖的新途径
对植物组织培养过程中得愈伤组织进行诱变处理，
促其发生突变，诱导分化成植株，筛选对人们有利突变
体,进而培育新品种
诱变处理
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
多种 突变体
筛选 新 品种
3、转基因植物的培育
转基因技术
植物组织培养
转基因细胞
转基因植物
4、植物体细胞杂交
植物细胞融合
2020/8/16
杂种细胞
植物组织培养 杂种植物
与天然种子比： ①解决某些作物繁殖力低、结子困难、发芽率低问题
优点： ②保持优良品种遗传特性
③不受气候、季节、地域的限制，时间短，占地少
与试管苗比：有人工薄膜保护，方便地贮藏和运输
2020/8/16
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株， 染色体加倍选择优良品种
• C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分 化才能形成愈伤组织
• 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相同
2020/8/16
典例精析
例1：03江苏 用高度分化的植物细胞、组织 和器官进行组织培养可以形成愈伤组织， 下列叙述错误的是 A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B.该愈伤组织的细胞没有全能性 C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的