高中生物人教版(2019)选择性必修3 2.1.2植物细胞工程的应用（共40张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中生物人教版(2019)选择性必修3 2.1.2植物细胞工程的应用（共40张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 19.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-10-05 20:23:23 | ||
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文档简介
(共40张PPT)
植物细胞工程在生产实践中有哪些应用？
植物细胞工程应用于生产实践的主要优势是什么？
植物细胞工程的基本技术
①
②
③
④
⑤
融合的原生质体
原生质体B
原生质体A
去壁
去壁
植物A细胞
诱导融合
再生出细胞壁
杂种细胞
脱分化 （细胞分裂）
愈伤组织
再分化
杂种植株
植物
组织
培养
植物
细胞
融合
植
物
体
细
胞
杂
交
植物B细胞
复习巩固
CONTENTS
目录
植物繁殖的新途径
A new way for plants to reproduce
01
作物新品种的培育
Breeding of new crop varieties
02
细胞产物的工厂化生产
Factory production of cell products
03
习题巩固
Exercises to consolidate
04
植物繁殖的新途径
A new way for plants to reproduce
PART 01
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
（1）概念：
用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。也叫微型繁殖。
我国组织培养技术已经广泛应用于兰花种苗的规模化繁殖，使得名贵的兰花价格大幅下降。
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
芽、根
试管苗
植株
移栽
（2）过程：
无籽西瓜
A new way for plants to reproduce——Rapid propagation
01
植物繁殖的新途径——微型繁殖
（2）生殖方式：
（3）原理：
一般为无性生殖
植物细胞的全能性
（4）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，培养周期短。
④选材少，繁殖率高，便于自动化管理。
其细胞分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞DNA相同，所以可以保持亲代优良的遗传特性。
A new way for plants to reproduce ——Rapid propagation
01
植物繁殖的新途径——微型繁殖
【思考】植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？
植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行旺盛、快速的有丝分裂，从而获得大量的组织细胞。不断地对愈伤组织进行分割、移瓶、诱导再分化就可以形成大量的新植株。另外，植物组织培养在实验室进行，一般不受季节、
气候等条件的限制。
实际应用：
快速繁殖经济苗木、名贵花卉、珍稀濒危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的植物。
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径
实际问题：生姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%-50%。 病毒引起的植物病害有500多种。受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等。而且没有有效的防治办法，只能拔除，造成经济损失。病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。
你有什么启发？
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径
2.作物脱毒
马铃薯
a.作物病毒积累
草莓
香蕉
感染的病毒很容易传给后代
无性繁殖
病毒在作物体内积累
作物产量降低品质变差
通过组织培养技术获得的脱毒苗是否具有抗病毒能力
A new way for plants to reproduce——Crop seedling
01
植物繁殖的新途径——作物脱毒
b.脱毒方法
取材：分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）
组培(植物组织培养)
脱毒苗
注：脱毒苗不等于抗毒苗。与快速繁殖相比较，二者无本质区别，只是取材部位不同。
通过组织培养技术获得的脱毒苗是否具有抗病毒能力？
抗毒苗：
基因工程范畴
抗病基因
导入
植物细胞
植物组织培养
完整植株
c.优点：
明显提高农作物的产量和品质
通过组织培养技术获得的脱毒苗是否具有抗病毒能力
A new way for plants to reproduce——Crop seedling
01
植物繁殖的新途径——作物脱毒
（1）为什么要进行脱毒？
（2）作物脱毒选用什么材料？选择该种材料的理由是？
（3）脱毒过程：
（4）实例：
马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。
茎尖
脱分化
愈伤组织
再分化
芽、根
试管苗
脱毒苗
移栽
病毒极少，甚至无病毒
分生区（如茎尖）的细胞
植物分生区细胞病毒少，甚至没有病毒
无性繁殖的作物，感染的病毒容易传给后代。
病毒积累，导致作物产量降低、品质变差。
①树木需生长数年才能结出种子。
④优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。
②受季节、气候和地域的限制。
③制种时需要占用大量土地。
如何克服缺陷？
常规种子植物生产的不足
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径
人工种子
概念：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。
胚状体
人工胚乳
人工种皮
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径——人工种子
3.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，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
过程：
外植体
愈伤组织
脱分化
胚状体
再分化
完整植物体
制成人工种子
种下去
包裹人工种皮
无性生殖
人工种子来自有性生殖？无性生殖？
问：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，人工种皮中应该具有的有效成分是什么
问：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
适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素等。
植物生长调节剂。
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径——人工种子
人工薄膜，透气透水
种皮
胚状体（不定芽、顶芽和腋芽）
胚
营养物质+抗生素、
农药+有益菌+植物生长调节剂
胚乳
胚状体
人工胚乳
人工种皮
单子叶植物的种子
胚
种皮
胚乳
组成：胚状体＋人工种皮＋人工胚乳
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径——人工种子
⑤后代无性状分离，保持优良品种的遗传特性
①易于储藏和运输
④解决某些作物品种繁殖能力差、结子
困难或发芽率低等问题
③避免占用大量土地制种，节约粮食
优点：
②不受季节、气候和地域的限制
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径——人工种子
人工种子应用
花椰菜
桉树
水稻
芹菜
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径——人工种子
作物新品种的培育
Breeding of new crop varieties
PART 02
02
作物新品种的培育
Breeding of new crop varieties
单倍体
由生殖细胞直接发育而来，无论体细胞中含有几个染色体组一律称为单倍体。
①成因：
②代表生物：
③特点：
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。
蜜蜂中的雄蜂
枝叶茎杆弱小，果实多而小，一般高度不育（不是全部）。
④应用：
单倍体育种
02
作物新品种的培育
Breeding of new crop varieties
1.单倍体育种
DDtt
Dt
DdTt
DDtt
自交
选择亲本
有性杂交
F1代
花粉离体培养
单倍体植株
染色体数目变异、植物细胞的全能性
(1)方法:
(3)优点:
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.
明显缩短育种年限; 后代稳定遗传,一般都是纯合体
(2)原理:
正常
植物
花药
愈伤
组织
单倍体幼苗
脱分化
再分化
染色体加倍
秋水仙素处理
纯合体
02
作物新品种的培育——单倍体育种
Breeding of new crop varieties ——Haploid breeding
优良品种
花药
花粉
离体培养
单倍体
纯合二倍体
人工诱导
染色体加倍
选择
02
作物新品种的培育——单倍体育种
Breeding of new crop varieties——Haploid breeding
（抗倒伏，不抗病）
（抗倒伏抗病）
花药（粉）：
单倍体幼苗：DT Dt dT dt
正常植株：DDTT DDtt ddTT ddtt
新品种：DDtt
方法：花药离体培养
秋水仙素处理
DDTT（♀）× ddtt（♂）
筛选
DdTt
（抗倒伏，不抗病）
（倒伏，抗病）
二倍体生物
（组织培养）
DdTt植株
DT Dt dT dt
P
矮杆感病
DDTT
×
高杆抗病
ddtt
F1
矮杆感病
DdTt
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
ddTT
杂交育种
矮抗
需要的纯合矮抗品种
连续自交多代
第1年
第2年
第3-6年
缺点：耗时长
优点：操作简单
第1年
第2年
明显缩短育种年限
02
作物新品种的培育——单倍体育种
Breeding of new crop varieties ——Haploid breeding
我国科学家在1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草。
3.实例
我国科学家把单倍体育种与常规育种结合起来，育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。
02
作物新品种的培育——单倍体育种
Breeding of new crop varieties ——Haploid breeding
取花药
单倍体幼苗
脱分化
纯合二倍体
人工诱导染色体加倍
优良品种
选择
愈伤组织
再分化
花药离体培养
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。
02
作物新品种的培育——单倍体育种
Breeding of new crop varieties ——Haploid breeding
Aa
A
a
AA
aa
单倍体(n)
纯合二倍体(2n)
二倍体(2n)
大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易出现。
因此它也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
02
作物新品种的培育
Breeding of new crop varieties
2.突变体的利用
（1）原理：
在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此容易受到培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。
（2）过程：
外植体
新品种
筛选培育
愈伤组织
脱分化
多种突变体
诱导分化
（3）利用：
筛选对人们有利的突变体,进而培育成新品种。
诱变处理（物化）
02
作物新品种的培育——突变体的利用
Breeding of new crop varieties——Use of mutants
（5）实例：
抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
（3）原理：
基因突变和植物细胞的全能性。
（4）优点：
提高变异的频率，加速育种进程。
大幅度地改良某些性状。
细胞产物的工厂化生产
Factory production of cell products
PART 03
03
细胞产物的工厂化生产
Factory production of cell products
细胞产物的工厂化生产
利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
分析生产实践中遇到的问题：
人参为我国名贵药材，现今因野生资源短缺，多用人工栽培，但人工栽培生长缓慢，6年才能生成10克左右（干重）人参根。
解决办法：利用植物组培工厂化生成细胞产物
1.种类:
蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.
植物的组织培养----愈伤组织细胞培养
3.过程:
只培养到愈伤组织阶段
4.结果:
该过程不能体现植物细胞的全能性
外植体
愈伤组织
脱分化
细胞悬液
培养、提取、破碎
分散开
去壁
细胞产物
（液体培养基）
03
细胞产物的工厂化生产
Factory production of cell products
2.技术:
注意: 一般培养到愈伤组织阶段，从愈伤组织的细胞中获得细胞产物!
人参根 愈伤组织 增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞 细胞增殖 提取人参皂甙干粉
脱分化
培养选择
破碎细胞
放入发酵罐
工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：
03
细胞产物的工厂化生产
Factory production of cell products
阅读课本41页回答：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了一场灭顶之灾。能否用植物组织培养技术生产紫杉醇？
离体植物组织
脱分化
愈伤组织
从愈伤组织中提取紫杉醇
03
细胞产物的工厂化生产
Factory production of cell products
紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品。
实例
紫草宁——具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性
紫杉醇——具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗
红豆杉→紫杉醇
紫草→紫草宁
人参→
人参皂苷
03
课堂总结
Class summary
外植体
愈伤组织
试管苗
脱分化
再分化
植株
作物脱毒
选择顶端分生组织
快速繁殖
单倍体育种
选择花药
进行诱变
突变体的利用
分散后
悬浮培养
3.细胞产物的工厂化生产
2.植物新品质的培育
1.植物繁殖的新途径
筛选
几种常见育种方法的比较:
育种 方法 杂交 育种 单倍体 育种 多倍体 育种 诱变 育种 基因工
程育种
基本 原理
方法
优点
缺点
实例
杂交→自交→选优→自交
基因重组
不同个体的优良性状可集中到同一个个体上
育种时间长，需及时发现优良性状
杂交水稻
中国荷斯坦牛
花药离体培养、秋水仙素诱导加倍
染色体变异
明显缩短育种年限，后代一般都为纯种
技术复杂，成本高
普通小麦花药离体培养
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
染色体变异
植物茎杆粗壮，果实、种子大，营养高
发育延迟，结实率低
无籽西瓜
物理或化学方法处理动植物
、微生物
基因突变
提高变异频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程
有利变异少，需要处理大量实验材料，具有不确定性
青霉菌高产菌株的培育
黑农五号大豆
基因重组
将一种生物特定基因转移到另一种生物体内
染色体变异定向地改造生物的遗传性状
可能引起生态危机，技术难度大
转基因抗虫棉
习题巩固
Exercises to consolidate
PART 04
04
习题巩固
Exercises to consolidate
1.生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是 （ ）
A.人工诱导基因突变
B.选择优良品种进行杂交
C.进行远缘植物体细胞杂交
D.取茎尖分生组织进行组织培养
D
04
习题巩固
Exercises to consolidate
2．下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是
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
B
04
习题巩固
Exercises to consolidate
3.下列关于植物组织培养的叙述中，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．培养中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
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
D
课时作业
THANK YOU
植物细胞工程在生产实践中有哪些应用？
植物细胞工程应用于生产实践的主要优势是什么？
植物细胞工程的基本技术
①
②
③
④
⑤
融合的原生质体
原生质体B
原生质体A
去壁
去壁
植物A细胞
诱导融合
再生出细胞壁
杂种细胞
脱分化 （细胞分裂）
愈伤组织
再分化
杂种植株
植物
组织
培养
植物
细胞
融合
植
物
体
细
胞
杂
交
植物B细胞
复习巩固
CONTENTS
目录
植物繁殖的新途径
A new way for plants to reproduce
01
作物新品种的培育
Breeding of new crop varieties
02
细胞产物的工厂化生产
Factory production of cell products
03
习题巩固
Exercises to consolidate
04
植物繁殖的新途径
A new way for plants to reproduce
PART 01
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
（1）概念：
用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。也叫微型繁殖。
我国组织培养技术已经广泛应用于兰花种苗的规模化繁殖，使得名贵的兰花价格大幅下降。
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
芽、根
试管苗
植株
移栽
（2）过程：
无籽西瓜
A new way for plants to reproduce——Rapid propagation
01
植物繁殖的新途径——微型繁殖
（2）生殖方式：
（3）原理：
一般为无性生殖
植物细胞的全能性
（4）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，培养周期短。
④选材少，繁殖率高，便于自动化管理。
其细胞分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞DNA相同，所以可以保持亲代优良的遗传特性。
A new way for plants to reproduce ——Rapid propagation
01
植物繁殖的新途径——微型繁殖
【思考】植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？
植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行旺盛、快速的有丝分裂，从而获得大量的组织细胞。不断地对愈伤组织进行分割、移瓶、诱导再分化就可以形成大量的新植株。另外，植物组织培养在实验室进行，一般不受季节、
气候等条件的限制。
实际应用：
快速繁殖经济苗木、名贵花卉、珍稀濒危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的植物。
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径
实际问题：生姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%-50%。 病毒引起的植物病害有500多种。受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等。而且没有有效的防治办法，只能拔除，造成经济损失。病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。
你有什么启发？
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径
2.作物脱毒
马铃薯
a.作物病毒积累
草莓
香蕉
感染的病毒很容易传给后代
无性繁殖
病毒在作物体内积累
作物产量降低品质变差
通过组织培养技术获得的脱毒苗是否具有抗病毒能力
A new way for plants to reproduce——Crop seedling
01
植物繁殖的新途径——作物脱毒
b.脱毒方法
取材：分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）
组培(植物组织培养)
脱毒苗
注：脱毒苗不等于抗毒苗。与快速繁殖相比较，二者无本质区别，只是取材部位不同。
通过组织培养技术获得的脱毒苗是否具有抗病毒能力？
抗毒苗：
基因工程范畴
抗病基因
导入
植物细胞
植物组织培养
完整植株
c.优点：
明显提高农作物的产量和品质
通过组织培养技术获得的脱毒苗是否具有抗病毒能力
A new way for plants to reproduce——Crop seedling
01
植物繁殖的新途径——作物脱毒
（1）为什么要进行脱毒？
（2）作物脱毒选用什么材料？选择该种材料的理由是？
（3）脱毒过程：
（4）实例：
马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。
茎尖
脱分化
愈伤组织
再分化
芽、根
试管苗
脱毒苗
移栽
病毒极少，甚至无病毒
分生区（如茎尖）的细胞
植物分生区细胞病毒少，甚至没有病毒
无性繁殖的作物，感染的病毒容易传给后代。
病毒积累，导致作物产量降低、品质变差。
①树木需生长数年才能结出种子。
④优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。
②受季节、气候和地域的限制。
③制种时需要占用大量土地。
如何克服缺陷？
常规种子植物生产的不足
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径
人工种子
概念：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。
胚状体
人工胚乳
人工种皮
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径——人工种子
3.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，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
过程：
外植体
愈伤组织
脱分化
胚状体
再分化
完整植物体
制成人工种子
种下去
包裹人工种皮
无性生殖
人工种子来自有性生殖？无性生殖？
问：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，人工种皮中应该具有的有效成分是什么
问：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
适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素等。
植物生长调节剂。
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径——人工种子
人工薄膜，透气透水
种皮
胚状体（不定芽、顶芽和腋芽）
胚
营养物质+抗生素、
农药+有益菌+植物生长调节剂
胚乳
胚状体
人工胚乳
人工种皮
单子叶植物的种子
胚
种皮
胚乳
组成：胚状体＋人工种皮＋人工胚乳
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径——人工种子
⑤后代无性状分离，保持优良品种的遗传特性
①易于储藏和运输
④解决某些作物品种繁殖能力差、结子
困难或发芽率低等问题
③避免占用大量土地制种，节约粮食
优点：
②不受季节、气候和地域的限制
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径——人工种子
人工种子应用
花椰菜
桉树
水稻
芹菜
A new way for plants to reproduce
01
植物繁殖的新途径——人工种子
作物新品种的培育
Breeding of new crop varieties
PART 02
02
作物新品种的培育
Breeding of new crop varieties
单倍体
由生殖细胞直接发育而来，无论体细胞中含有几个染色体组一律称为单倍体。
①成因：
②代表生物：
③特点：
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。
蜜蜂中的雄蜂
枝叶茎杆弱小，果实多而小，一般高度不育（不是全部）。
④应用：
单倍体育种
02
作物新品种的培育
Breeding of new crop varieties
1.单倍体育种
DDtt
Dt
DdTt
DDtt
自交
选择亲本
有性杂交
F1代
花粉离体培养
单倍体植株
染色体数目变异、植物细胞的全能性
(1)方法:
(3)优点:
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.
明显缩短育种年限; 后代稳定遗传,一般都是纯合体
(2)原理:
正常
植物
花药
愈伤
组织
单倍体幼苗
脱分化
再分化
染色体加倍
秋水仙素处理
纯合体
02
作物新品种的培育——单倍体育种
Breeding of new crop varieties ——Haploid breeding
优良品种
花药
花粉
离体培养
单倍体
纯合二倍体
人工诱导
染色体加倍
选择
02
作物新品种的培育——单倍体育种
Breeding of new crop varieties——Haploid breeding
（抗倒伏，不抗病）
（抗倒伏抗病）
花药（粉）：
单倍体幼苗：DT Dt dT dt
正常植株：DDTT DDtt ddTT ddtt
新品种：DDtt
方法：花药离体培养
秋水仙素处理
DDTT（♀）× ddtt（♂）
筛选
DdTt
（抗倒伏，不抗病）
（倒伏，抗病）
二倍体生物
（组织培养）
DdTt植株
DT Dt dT dt
P
矮杆感病
DDTT
×
高杆抗病
ddtt
F1
矮杆感病
DdTt
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
ddTT
杂交育种
矮抗
需要的纯合矮抗品种
连续自交多代
第1年
第2年
第3-6年
缺点：耗时长
优点：操作简单
第1年
第2年
明显缩短育种年限
02
作物新品种的培育——单倍体育种
Breeding of new crop varieties ——Haploid breeding
我国科学家在1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草。
3.实例
我国科学家把单倍体育种与常规育种结合起来，育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。
02
作物新品种的培育——单倍体育种
Breeding of new crop varieties ——Haploid breeding
取花药
单倍体幼苗
脱分化
纯合二倍体
人工诱导染色体加倍
优良品种
选择
愈伤组织
再分化
花药离体培养
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。
02
作物新品种的培育——单倍体育种
Breeding of new crop varieties ——Haploid breeding
Aa
A
a
AA
aa
单倍体(n)
纯合二倍体(2n)
二倍体(2n)
大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易出现。
因此它也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
02
作物新品种的培育
Breeding of new crop varieties
2.突变体的利用
（1）原理：
在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此容易受到培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。
（2）过程：
外植体
新品种
筛选培育
愈伤组织
脱分化
多种突变体
诱导分化
（3）利用：
筛选对人们有利的突变体,进而培育成新品种。
诱变处理（物化）
02
作物新品种的培育——突变体的利用
Breeding of new crop varieties——Use of mutants
（5）实例：
抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
（3）原理：
基因突变和植物细胞的全能性。
（4）优点：
提高变异的频率，加速育种进程。
大幅度地改良某些性状。
细胞产物的工厂化生产
Factory production of cell products
PART 03
03
细胞产物的工厂化生产
Factory production of cell products
细胞产物的工厂化生产
利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
分析生产实践中遇到的问题：
人参为我国名贵药材，现今因野生资源短缺，多用人工栽培，但人工栽培生长缓慢，6年才能生成10克左右（干重）人参根。
解决办法：利用植物组培工厂化生成细胞产物
1.种类:
蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.
植物的组织培养----愈伤组织细胞培养
3.过程:
只培养到愈伤组织阶段
4.结果:
该过程不能体现植物细胞的全能性
外植体
愈伤组织
脱分化
细胞悬液
培养、提取、破碎
分散开
去壁
细胞产物
（液体培养基）
03
细胞产物的工厂化生产
Factory production of cell products
2.技术:
注意: 一般培养到愈伤组织阶段，从愈伤组织的细胞中获得细胞产物!
人参根 愈伤组织 增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞 细胞增殖 提取人参皂甙干粉
脱分化
培养选择
破碎细胞
放入发酵罐
工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：
03
细胞产物的工厂化生产
Factory production of cell products
阅读课本41页回答：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了一场灭顶之灾。能否用植物组织培养技术生产紫杉醇？
离体植物组织
脱分化
愈伤组织
从愈伤组织中提取紫杉醇
03
细胞产物的工厂化生产
Factory production of cell products
紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品。
实例
紫草宁——具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性
紫杉醇——具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗
红豆杉→紫杉醇
紫草→紫草宁
人参→
人参皂苷
03
课堂总结
Class summary
外植体
愈伤组织
试管苗
脱分化
再分化
植株
作物脱毒
选择顶端分生组织
快速繁殖
单倍体育种
选择花药
进行诱变
突变体的利用
分散后
悬浮培养
3.细胞产物的工厂化生产
2.植物新品质的培育
1.植物繁殖的新途径
筛选
几种常见育种方法的比较:
育种 方法 杂交 育种 单倍体 育种 多倍体 育种 诱变 育种 基因工
程育种
基本 原理
方法
优点
缺点
实例
杂交→自交→选优→自交
基因重组
不同个体的优良性状可集中到同一个个体上
育种时间长，需及时发现优良性状
杂交水稻
中国荷斯坦牛
花药离体培养、秋水仙素诱导加倍
染色体变异
明显缩短育种年限，后代一般都为纯种
技术复杂，成本高
普通小麦花药离体培养
秋水仙素处理萌发的种子、幼苗
染色体变异
植物茎杆粗壮，果实、种子大，营养高
发育延迟，结实率低
无籽西瓜
物理或化学方法处理动植物
、微生物
基因突变
提高变异频率，大幅度改良某些性状，加速育种进程
有利变异少，需要处理大量实验材料，具有不确定性
青霉菌高产菌株的培育
黑农五号大豆
基因重组
将一种生物特定基因转移到另一种生物体内
染色体变异定向地改造生物的遗传性状
可能引起生态危机，技术难度大
转基因抗虫棉
习题巩固
Exercises to consolidate
PART 04
04
习题巩固
Exercises to consolidate
1.生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是 （ ）
A.人工诱导基因突变
B.选择优良品种进行杂交
C.进行远缘植物体细胞杂交
D.取茎尖分生组织进行组织培养
D
04
习题巩固
Exercises to consolidate
2．下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是
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
B
04
习题巩固
Exercises to consolidate
3.下列关于植物组织培养的叙述中，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．培养中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
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
D
课时作业
THANK YOU