人工种子与植物脱毒
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植物脱毒的名词解释植物脱毒是指通过特定的方法来清除或减轻植物体内可能存在的有害物质或毒素的过程。
在自然界中,植物与外界环境的相互作用可能导致它们吸收到有害的化学物质,例如重金属、农药残留和空气污染物等。
这些有害物质的积累可能对植物的生长和发育产生不利影响甚至导致其死亡。
因此,植物脱毒被认为是一种重要的保护植物健康的措施。
植物脱毒的方法多种多样,常见的有以下几种:第一种方法是植物利用自身的代谢活性来降解、转化或排除有害物质。
植物细胞内具有一系列的代谢酶,这些酶可以将有害物质转化为无害或低毒的形式。
例如,一些植物能够利用酚氧化酶将有害的酚类物质氧化为酚醛,从而减轻其毒性。
此外,植物还可以通过营养代谢途径将有害物质转化为更容易排除的形式,例如,通过甲基化作用将重金属离子转化为脂肪酸甲酯。
第二种方法是植物利用菌根共生的方式来脱毒。
菌根是植物根系与真菌之间的共生关系,菌根真菌能够通过其特殊的吸附能力,吸附植物体内的有害物质,从而帮助植物减轻有害物质的负担。
此外,一些菌根真菌还能够分泌特定的酶类,帮助植物降解有害物质,促进其脱毒过程。
第三种方法是利用植物的解毒基因来提高植物的抗毒性。
研究发现,植物中存在许多解毒基因,这些基因能够编码各种解毒酶和蛋白,帮助植物抵御外界有害物质的侵害。
通过转基因技术,科研人员可以将这些解毒基因导入到目标植物中,从而提高植物的抗毒性。
这种方法在农业生产中有着广泛的应用,例如将抗虫基因导入水稻和玉米等农作物,提高其抵抗害虫的能力。
第四种方法是利用生物修复技术来脱毒。
生物修复是指通过利用生物体的生物化学反应能力来清除或降解有害物质。
在植物脱毒中,一些细菌和真菌具有降解有害物质的能力,可以与植物共同生长,并通过它们的代谢活性来清除植物体内的有害物质。
这种生物修复技术被广泛应用于环境污染修复领域,例如利用植物修复土壤中的重金属污染。
总体来说,植物脱毒是一项重要而复杂的过程,旨在保护植物的健康与生长发育。
植物组织培养技术的应用一在植物脱毒和快速繁殖上的应用植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应用最多、最有效的一个方面。
很多农作物如马铃薯、甘薯、大蒜等都带有病毒,但感病植株并非每个部位都带病毒,White早在1943年就发现植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒。
如果利用组织培养方法,取一定大小的茎尖进行培养再生可获得脱病毒苗,再用脱毒苗进行繁殖,则种植的作物就不会或极少发生病毒。
此法已在马铃薯、草莓等多种作物上获得成功,并产生了明显的经济效益。
由于运用组织培养法繁殖植物的明显特点是快速,每年可以数以百万倍的速度繁殖,因此,对一些繁殖系数低、不能用种子繁殖的名、优、特植物品种的繁殖,意义尤为重大。
目前,观赏植物、园艺作物、经济林木、无性繁殖作物等部分或大部分都用离体快繁提供苗木,试管苗已出现在国际市场上并形成产业化。
二在植物育种上的应用植物组织培养技术对培育优良作物品种开辟了新途径。
目前,国内外已把植物组织培养普遍应用于作物育种,并在以下几个方面取得了较大进展:1 单倍体育种单倍体植株往往不能结实,在培养中用秋水仙素处理,可使染色体加倍,成为纯合二倍体植株,这种培养技术在育种上的应用称为单倍体育种。
单倍体育种具有高速、高效率、基因型一次纯合等优点,因此,通过花药或花粉培养的单倍体育种,已经作为一种崭新的育种手段问世,自1964年Guha等获得曼陀罗的花药单倍体植株以来,单倍体育种在国际上引起很大重视,各国纷纷开展这方面的研究工作,已先后在水稻、小麦、玉米、辣椒以及许多药用植物如枸杞、人参、平贝母中获得单倍体植株,共计300多种。
其中许多已经应用于育种研究并得到了专利品种。
我国在20世纪70年代掀起了单倍体育种的高潮,在农作物上取得了一批有实用价值的育种成果,特别是培育禾本科粮食作物,现在已经培育出水稻新品种15个、小麦新品种6个。
2 胚、子房、胚珠离体培养植物胚培养是采用人工的方法在无菌条件下从种子中将成熟胚和未成熟胚分离出来,在人工合成的培养基上培养,使它发育成正常的植株,从而有效地克服远缘杂交不实的障碍,获得杂种植株。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用学习目标:1.简述微型繁殖技术。
(重点) 2.理解掌握利用植物组织培养的技术培养脱毒苗和人工种子。
(重、难点) 3.理解植物组织培养技术在细胞产物的工厂化生产领域的应用。
(重点)一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖(1)概念:快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
(2)特点Error!2.作物脱毒(1)选材部位:植物的分生区附近。
(2)选材原因:分生区附近的病毒极少,甚至无病毒。
(3)实例:目前采用茎尖组织培养技术来脱除病毒,在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获得成功。
3.人工种子(1)概念:以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。
(2)特点①后代无性状分离。
②不受季节、气候和地域限制。
(3)实例:我国已成功地把芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备成了人工种子。
二、作物新品种的培育1.单倍体育种染色体加倍(1)过程:花药离体培养―→单倍体植株纯合子植株。
――――――→(2)优点①后代是纯合子,能稳定遗传。
②明显缩短了育种的年限。
2.突变体的利用(1)产生原因:在植物的组织培养过程中,易受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: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.细胞产物种类:蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
2.技术: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.判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于微型繁殖。
( )(2)脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。
( )(3)天然种子萌发后长成的植株容易发生性状分离,人工种子长成的植株性状不分离。
( )(4)单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。
堂清日结31、原生质是细胞内生命物质的总称。
原生质层指的是细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
去掉细胞壁的植物细胞就是原生质体,所以一个动物细胞就相当于一个原生质团。
2、原生质层的融合过程体现了细胞膜的流动性。
3、植物体细胞融合的实质:原生质体的融合,植物体细胞融合完成的标志:细胞壁的再生。
新细胞壁的产生与细胞内高尔基体相关。
4、植物组织培养中愈伤组织的形成是细胞分裂的结果。
5、植物细胞工程通常所采用的技术手段:植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术。
6、植物体细胞杂交的过程:1)酶解法去除细胞壁,获得原生质体2)利用物理或者化学法诱导原生质体的融合3)再生细胞壁,获得杂种细胞。
4)利用植物组织培养技术,通过脱分化和再分化获得杂种植物。
7、微型繁殖技术:也叫快速繁殖技术即快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
该技术与传统繁殖技术相比,具有:①繁殖速度快;②“高保真”(因为是无性繁殖);③不受自然生长季节的限制(因为在具有一定人工设施的室内生产)等特点。
堂清日结41、作物脱毒材料:分生区细胞作物脱毒方法:进行植物组织培养作物脱毒结果:获得脱毒苗脱毒苗的特点:不会或极少感染病毒。
2、人工种子的组成:胚状体(或不定芽或顶芽或腋芽)+人工薄膜;要获得人工种子,需将离体的器官、组织或细胞培养至再分化阶段。
3、人工种皮中应具有的有效成分:适量的养分、无机盐、有机碳源、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植物生长调节剂。
4、单倍体育种原理:染色体变异方法:花药离体培养采用的技术:植物组织培养技术优点:后代无性状分离、明显缩短育种年限突变体的利用育种原理:突变(基因突变、染色体变异)优点:能够产生新性状植物体细胞杂交育种原理:染色体变异优点:克服远缘杂交不亲和的障碍5、植物组织培养中易获得突变体的原因:培养的细胞一直处于分生的状态,易受培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响。
第一章简介1.生物工程(bioengineering)(生物技术):是以生物科学为基础,利用生物个体或生物器官、组织、细胞的特性和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系(包括细胞系),以及与工程原理相结合进行产品加工生产的综合性技术体系。
2.传统生物工程:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程(各个定义见书)后来:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程以及生化工程。
3.细胞工程(cell engineering )是以细胞为研究对象,应用细胞生物学和分子生物学方法,借助工程学的原理或技术,在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性,以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。
广义的细胞工程包括所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术,狭义的细胞工程则是指细胞融合和细胞培养技术。
思考题:1.细胞工程的概念、研究范畴、在生物工程中与其它工程的关系。
2.动物细胞工程发展的主要标志性成就。
3.植物细胞工程技术的主要标志性成就。
4.细胞工程的作用与应用领域。
第二章细胞工程基础1、组成细胞的基本元素有哪些?O、C、H、N、Si、K、Ca、P、Mg,其中O、C、H、N占90%以上。
细胞化学物质分为:有机物和无机物。
2、原核细胞与真核细胞有哪些区别?原核细胞真核细胞DNA区域没有被摸包被DNA区域有被摸包被没有典型的细胞核和细胞器(只有核糖体)有细胞核(染色体、核仁、核液)和细胞器(核糖体、内质网、叶绿体、高尔基体等)结构简单结构比原核细胞复杂例:细菌、蓝藻例:动植物细胞3、染色体与染色质有什么区别?染色质是指细胞分裂间期遗传物质的存在形式。
染色体是指细胞有丝分裂或减数分裂过程中,由染色质聚成的棒状结构。
(染色质由DNA、组蛋白、非组蛋白、少量RNA组成)4、什么叫细胞周期?也称细胞分裂周期,是指一个细胞经生长、分裂增殖成两个细胞所经历的全过程。
包括分裂期(M期)与间期,间期由G1、S、G2三个阶段组成。