2.1.2植物細(xì)胞工程的應(yīng)用

2.1.2植物細(xì)胞工程的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)植物細(xì)胞工程在快速繁殖，作物脫毒等方面的應(yīng)用。植物組織培養(yǎng)在培育作物新品種方面的應(yīng)用。植物組織培養(yǎng)在細(xì)胞產(chǎn)物的共產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。自主預(yù)習(xí)請(qǐng)閱讀課本P39,回答以下問(wèn)題：什么是快速繁殖技術(shù)？快速繁殖的核心技術(shù)是？快速繁殖技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？有哪些應(yīng)用實(shí)例？植物繁殖的新途徑快速繁殖用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。也叫微型繁殖。實(shí)例：應(yīng)用：一些優(yōu)良的觀賞植物、經(jīng)濟(jì)林木、無(wú)性繁殖作物和瀕危植物等。優(yōu)點(diǎn)：①可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；②可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。一鐵皮石斛的產(chǎn)業(yè)化育苗注：扦插、壓條、嫁接等不屬于微型繁殖技術(shù)思考：為什么植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行快速繁殖？

植物組織培養(yǎng)到愈傷組織階段，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞分裂速度較快，從而獲得大量的組織細(xì)胞，然后不斷地分割、移瓶、誘導(dǎo)再分化形成新植株。

并且，植物組織培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，受季節(jié)、氣候等條件限制較小。植物繁殖的新途徑一作物脫毒適用對(duì)象：被病毒感染的無(wú)性繁殖的作物。脫毒過(guò)程：無(wú)病毒組織：如莖尖組織脫分化愈傷組織再分化根、芽幼苗完整植株移栽成活實(shí)例：馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等。植物繁殖的新途徑一注：脫毒苗不等于抗毒苗。

與微型繁殖相比較，二者無(wú)本質(zhì)區(qū)別，只是取材部位不同。脫毒草莓普通草莓植物繁殖的新途徑一

思考為何要進(jìn)行作物脫毒？作物脫毒選用什么材料？選擇該種材料的理由是？無(wú)性繁殖的作物，容易將病毒傳染給后代。病毒積累，導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。分生區(qū)（如莖尖）的細(xì)胞植物分生區(qū)細(xì)胞病毒少，甚至沒(méi)有病毒植物繁殖的新途徑一選擇親本有性雜交F1代花粉離體培養(yǎng)單倍體植株誘變?nèi)旧w加倍可育純合子選擇所需類(lèi)型過(guò)程：原理：染色體變異、植物細(xì)胞的全能性。作物新品種的培育二優(yōu)點(diǎn)：①極大地縮短了育種的年限。②后代都是純合子，能穩(wěn)定遺傳。③進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。單倍體育種單育1號(hào)煙草、水稻、玉米、油菜、甘藍(lán)和甜椒等作物左圖為：我國(guó)培育的單育1號(hào)煙草（世界上第一個(gè)單倍體作物新品種）作物新品種的培育二實(shí)例：?jiǎn)伪扼w育種思考單倍體育種包括哪些主要步驟？為什么單倍體育種能大大縮短育種的年限？花藥離體培養(yǎng)和人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞只有一套染色體，染色體加倍后得到的植株隱性性狀容易顯現(xiàn)，進(jìn)而縮短育種年限。作物新品種的培育二

在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素（如射線、化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生突變。過(guò)程：外植體脫分化愈傷組織再分化突變體篩選培育新品種誘變處理實(shí)例：抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等。原理：基因突變和植物細(xì)胞的全能性。作物新品種的培育二突變體的利用優(yōu)點(diǎn)：提高變異的頻率，加速育種進(jìn)程。大幅度地改良某些性狀。缺點(diǎn)：突變具有不定向性和低頻性，因此需大量處理實(shí)驗(yàn)材料細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)植物的代謝產(chǎn)物初生代謝：生物生長(zhǎng)和生存所必需的代謝活動(dòng)。如：糖類(lèi)、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等。次生代謝：非生物生長(zhǎng)所必需，在特定條件下進(jìn)行。一類(lèi)小分子有機(jī)化合物。如：酚類(lèi)、萜類(lèi)和含氮化合物等。三紅豆杉→紫杉醇紫草→紫草寧應(yīng)用多、產(chǎn)量低！特點(diǎn)：不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制；對(duì)于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義。實(shí)例：紫草寧、紫杉醇、人參皂苷的植物細(xì)胞工程產(chǎn)品。細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)三植物細(xì)胞培養(yǎng)是指在離體條件下對(duì)單個(gè)細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。利用人參細(xì)胞生產(chǎn)人參皂苷2.國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)珍稀植物——紅豆杉可產(chǎn)生抗癌物質(zhì)紫杉醇，現(xiàn)利用植物細(xì)胞工程技術(shù)生產(chǎn)紫杉醇，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：（1）選用莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗，原因是莖尖分生組織細(xì)胞_____________________；誘導(dǎo)莖尖分生組織形成愈傷組織的過(guò)程叫________。（2）莖尖分生組織細(xì)胞具有全能性的原因是_____________________________________________。（3）紫杉醇作為常見(jiàn)的細(xì)胞產(chǎn)物，抗癌效果顯著，通常取自愈傷組織的_____（細(xì)胞器）。病毒極少，甚至無(wú)病毒練一練脫分化莖尖分生組織細(xì)胞含有該種生物的全套遺傳信息液泡到社會(huì)中去

“手指植物”通常培育在裝有彩色固體培養(yǎng)基的小玻璃瓶中，只要保證充足的光照和適宜的溫度，不需要額外補(bǔ)充水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它們就能在玻璃瓶中生長(zhǎng)三四個(gè)月之久。

“手指植物”的制作方法用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。在制作過(guò)程中，一定要注意做好滅菌和消毒工作，為了防止污染可在培養(yǎng)基中加入一定量的抑菌劑。另外，還可以根據(jù)個(gè)人喜好，在培養(yǎng)基中加入適量的色素或者熒光劑，使“手指植物”更具有觀賞價(jià)值。四

概念植物細(xì)胞融合原生質(zhì)體制備過(guò)程變異類(lèi)型植物體細(xì)胞雜交優(yōu)缺點(diǎn)植物組織培養(yǎng)原生質(zhì)體融合原理育種類(lèi)型課堂小結(jié)五一、概念檢測(cè)1.運(yùn)用植物細(xì)胞工程技術(shù)可以培育單倍體植株和進(jìn)行細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）用花藥培養(yǎng)得到單倍體植株需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。（）（2）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)主要是利用促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的培養(yǎng)條件，提高了單個(gè)細(xì)胞中次生代謝物的含量。（）2.生產(chǎn)中培育香蕉脫毒苗常用的方法是（）

A.人工誘導(dǎo)基因突變

B.選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交

C.進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交

D.取莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)√×D六練習(xí)與應(yīng)用二、拓展應(yīng)用1.紫色非甜玉米（基因型為AASuSu）和白色甜玉米（基因型為aasusu）雜交（Su和su代表一對(duì)等位基因）,得到的F1（AaSusu）再進(jìn)行自交，F(xiàn)2會(huì)有紫色甜玉米的表型產(chǎn)生。如果運(yùn)用常規(guī)育種方法，應(yīng)該如何篩選出純合的紫色甜玉米？如果利用花藥培養(yǎng)的技術(shù)，又應(yīng)該怎樣做呢？請(qǐng)你設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的思路。F2中的紫色甜玉米的基因型可能為Aasusu或AAsusu。如果運(yùn)用常規(guī)育種方法，將F2中的紫色甜玉米與白色甜玉米(aasusu)進(jìn)行測(cè)交，可以選擇出基因型為AAsusu的純種紫色甜玉米。需至少三年選種和育種時(shí)間。在F1產(chǎn)生的花粉中就可能有Asu的組合，如果利用花藥培養(yǎng)的技術(shù)獲得單倍體植株，再經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)染色體加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的純合體。這種方法可以大大縮短育種周期。六練習(xí)與應(yīng)用積極探索其他的繁育途徑。例如，研究如何利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁育甜葉菊，研究?jī)?nèi)容涉及植物組織培養(yǎng)材料的選擇，培養(yǎng)基配方的優(yōu)化，提高試管苗移栽成活率的方法等，最終目的是建立一套利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁育甜葉菊的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)甜葉菊種苗的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。2.甜葉菊是一種菊科植物，植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的熱量卻很低，所以它逐漸成為一些用糖行業(yè)歡迎的新