2.1.2植物细胞工程的应用（共29张ppt，含1个视频）高中生物人教版（2019）选择性必修3
文档属性
| 名称 | 2.1.2植物细胞工程的应用（共29张ppt，含1个视频）高中生物人教版（2019）选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 61.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-05-11 06:31:58 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程 第2课时
----植物细胞工程的应用
发酵工程
目录 /CONTENTS
01
02
植物繁殖的新途径
作物新品种的培育
微生物的纯培养
03
细胞产物的工厂化生产
资料1：兰花因高雅美丽而深受人们喜爱。兰花常用分根法和种子进行繁殖。在兰花的常规繁殖中，遇到的难题是：用分根法繁殖速度缓慢，不利于新品种的推广;用种子繁殖又很困难，因为兰花的种子十分微小，胚很纤弱，种子几乎没有储藏营养物质，在发芽过程中很容易夭折。
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……如何解决？
植物繁殖的新途径
一
铁皮石斛的工厂化生产
请阅读课本P39,回答以下问题：
1.什么是快速繁殖技术？
2.快速繁殖的核心技术是？依据的原理是什么？
3.快速繁殖技术有什么优点？有哪些应用实例？
植物繁殖的新途径
一
1.快速繁殖
（1）概念
（2）原理
（3）优点
也叫 ，是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
植物细胞的全能性
①无性繁殖，保持优良品种的遗传特性
②高效快速地实现种苗的大量繁殖
③保持优良品种的遗传特性，可实现产业化生产
【思考】植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？
愈伤组织细胞分裂旺盛、快速，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。
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。
*扦插、压条、嫁接等 微型繁殖技术
愈伤组织
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
芽、根
试管苗
植株
移栽
（4）过程：
植物繁殖的新途径
一
微型繁殖
不属于
资料2：
生姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用无性繁殖，它们感染的病毒很容易传给后代，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%-50%。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。
请阅读课本P40,回答以下问题：
1.为什么许多通过无性繁殖多代之后产量会下降？
2.为什么作物脱毒苗培养时一般选取植物根尖或茎尖的分生区作为外植体？
3.获得脱毒苗的过程？
植物繁殖的新途径
一
请阅读课本P40,回答以下问题：
1.为什么许多通过无性繁殖多代之后产量会下降？
2.为什么作物脱毒苗培养时一般选取植物茎尖的分生区作为外植体？
3.获得脱毒苗的过程？
作物脱毒
无性繁殖的方式，感染的病毒很容易传给后代
植物茎尖病毒极少，甚至无病毒
无病毒组织：如茎尖组织
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
幼苗
完整植株
移栽成活
植物繁殖的新途径
一
马铃薯病毒苗原因
植物繁殖的新途径
一
脱毒产品
马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。
脱毒草莓
普通草莓
香蕉
菠萝
作物脱毒
植物繁殖的新途径
一
（2）选材部位：
植物 。
（3）方法：
顶端分生区附近（如茎尖）
（4）优点：
2.作物脱毒
选材原因： 的病毒极少，甚至 。
分生区附近
无病毒
无性繁殖的方式进行繁殖的作物，感染的病毒很容易传给后代，并在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低、品质变差。
植物分生区病毒极少，切取茎尖进行组织培养获得脱毒苗。（即：茎尖组织培养技术）
（1）培育脱毒苗的原因：
脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物
与微型繁殖相比较，二者 本质区别，
脱毒苗 抗毒苗
植物繁殖的新途径
一
作物脱毒
不等于
无
只是取材部位不同。
作物脱毒
植物繁殖的新途径
一
实际问题：
传统的育种方法：
原理：
缺点：
传统方法： 杂交育种
P：
紫色非甜玉米
AASS
×
白色甜玉米
aass
F1
紫色非甜玉米
AaSs
↓
第1年
↓
×
选育出需要
的纯种
F2
A_S_
A_ss
aaS_
aass
紫甜
第2年
第3年
×
生长
A_ss
F3
第4年
现有紫色非甜玉米（基因型AASS）和白色甜玉米（基因型aass），如何获得纯种的紫色甜玉米（基因型AAss）？
通过杂交把两亲本的优良性状组合在同一后代中(基因重组)
杂交育种
多年纯化和选择，才得到符合理想要求的新品种
如何解决育种时间过长的问题？
作物新品种的培育
二
传统方法： 杂交育种
单倍体育种
P：
紫色非甜玉米
AASS
×
白色甜玉米
aass
紫色非甜玉米
AaSs
↓
配子：
AS
As
aS
as
花药离体培养
单倍体幼苗：
AS
As
aS
as
纯合体:
AASS
AAss
aaSS
aass
选择紫甜玉米即为新品种
现有紫色非甜玉米（基因型AASS）和白色甜玉米（基因型aass），如何短时间获得纯种的紫色
甜玉米（基因型AAss）？
P：
紫色非甜玉米
AASS
×
白色甜玉米
aass
F1
紫色非甜玉米
AaSs
第1年
×
选育出紫甜的纯种
F2
A_S_
A_ss
aaS_
aass
紫甜
第2年
第3年
×
生长
A_ss
F3
第4年
作物新品种的培育
二
秋水仙素加倍
单倍体育种
根据上述单倍体育种过程,回答以下问题：
1.归纳单倍体育种的流程？
2.单倍体育种的原理是什么？其中花药离体培养依据的原理是什么？
3.与传统杂交育种相比，单倍体育种的优点？
花药离体培养
诱导染色体加倍
二倍体植株
单倍体植株
二倍体植株（纯合子）
（秋水仙素处理）
（其中花药离体培养利用了__________________）
染色体数目变异
植物细胞的全能性
① 极大地缩短了育种的年限。
② 后代大多是纯合子，能稳定遗传。
作物新品种的培育
二
③可作为进行体细胞诱变育种
和研究遗传突变的理想材料。
单倍体育种实例——玉米
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
单倍体育种
作物新品种的培育
二
我国培育的单育1号烟草是世界上第一个单倍体作物新品种
愈伤组织细胞不断分裂，细胞要进行DNA分子复制，因此更易发生突变。
2. 突变体的利用
（1）产生原因：
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
脱分化
愈伤组织
再分化
突变体
筛选培育
新品种
诱变处理
诱变处理的对象？为什么？产生的变异一定符合需要吗？
不一定，因为突变是不定向的。
作物新品种的培育
二
（5）实例：
（3）原理：
突变(基因突变和染色体变异）和植物细胞的全能性。
已筛选出抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的突变体，如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草。
（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。
作物新品种的培育
二
成功培育出的黑色土豆（突变体）,一改土豆白色、灰色的“老面孔”，成为了土豆家族中的新贵。
资料：紫杉醇是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物，在临床上已经广泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗，下图是通过植物细胞工程技术工厂化生产紫杉醇的途径。
问题1：紫杉醇属于初生代谢物还是次生代谢物？（P41相关信息）
问题2：①过程是什么？
问题3：③过程利用的是植物组织培养技术吗？
问题4：生产紫杉醇的过程能否体现植物细胞的全能性？
脱分化
植物细胞培养技术：离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
次生代谢物：不是植物基本的生命活动所必需的产物。
不能
细胞产物的工厂化生产
三
03植物代谢初生代谢：生物生长生存所必需的代谢活动，一直进行非生物生长所必需，在特定条件下进行次生代谢：缺点：①植物细胞的次生代谢物含量很低。②有些产物不能或难以通过化学途径得到。一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等)产物：如糖类、脂质、蛋白质、核酸等产物：应用多、产量低1.植物的代谢产物细胞产物的工厂化生产三在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。03外植体愈伤组织细胞悬液脱分化振荡分散细胞悬浮培养细胞产物提取植物细胞培养细胞产物的工厂化生产三2.细胞产物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。是指在条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其的技术。离体增殖去壁（液体培养基）03外植体愈伤组织细胞悬液脱分化振荡分散细胞悬浮培养细胞产物提取3.优势：不占用耕地、不受季节、天气的限制，对社会、经济、环保具有重要意义。植物细胞培养细胞产物的工厂化生产三2.细胞产物工厂化生产2.原理：细胞增殖植物组织培养技术
（3）生产过程
（2）技术
蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱(紫草素、人参皂甙、紫杉醇)等。
（1）细胞产物种类
2.细胞产物工厂化生产
植物细胞培养：在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术
细胞产物的工厂化生产
三
外植体
脱分化
愈伤组织
细胞产物
培养、提取
注意：
① 一般组织培养到愈伤组织即可。
②液体培养基（培养液）
工厂化生产人参皂苷的基本流程：
人参根 愈伤组织 增长速度快而且细胞内人参皂苷含量高的细胞 细胞增殖
提取人参皂苷
脱分化
培养选择
破碎细胞
放入发酵罐
3.细胞产物工厂化生产实例
细胞产物的工厂化生产
三
因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。
有利于培养的细胞与营养物质充分接触。
细胞产物的工厂化生产
三
紫草宁（紫草的一种药物和色素）
——具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性（首例植物细胞工程产品）
紫杉醇（红豆杉属的一种次生代谢物） ——具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗
项目 植物组织培养 植物细胞培养
目的
原理
培养基
过程
应用
获得植物体
获得细胞产物
植物细胞的全能性
细胞增殖
固体培养基
液体培养基
快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等
细胞产物的工厂化生产
植物组织培养与植物细胞培养的比较
育种方法 原理 过程 优点
快速繁殖 脱分化、再分化 保持优良品种的遗传特性
突变体 的利用 基因突变、 细胞的 ; 对愈伤组织进行诱变处理后再筛选 提高 ，获得优良性状
单倍体 育种 细胞的 、 ; 、 诱导染色体数目加倍 明显缩短？
植物体细 胞杂交 细胞膜的 、 细胞的 ; 融合、 杂种细胞组织培养 打破 ，
实现 。
细胞的全能性
全能性
突变率
全能性
染色体变异
先花药离体培养
再秋水仙素
育种年限
流动性
全能性
植物细胞
生殖隔离
远缘杂交
四种育种方法的比较
外植体
↓
愈伤组织
↓
胚状体
↓
试管苗
↓
植株
再分化
保持优良性状
快速大量繁殖
快速
繁殖
作物
脱毒
选择根尖
茎尖、芽尖
脱分化
选择花粉
培养
单倍体
纯合体
加倍
单倍体育种
化学物理因素诱导筛选
突变体利用
培养、提取
代谢产物
细胞产物的工厂化生产
③
①植物繁殖新途径
②作物新品种的培育
课堂小结
一、概念检测
1. 运用植物细胞工程技术可以培育单倍体植株和进行细胞产物的工厂化生产。判断下列相关表述是否正确。
（1）用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术。（ ）
（2）细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中次生代谢物的含量。（ ）
2.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
练习与应用
【提示】积极探索其他的繁育途径。例如，研究如何利用植物组织培养技术繁育甜叶菊，研究内容涉及植物组织培养材料的选择，培养基配方的优化，提高试管苗移栽成活率的方法等，最终目的是建立一套利用植物组织培养技术繁育甜叶菊的标准技术体系，实现甜叶菊种苗的产业化生产。
2. 甜叶菊是一种菊科植物，植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的热量却很低，所以它逐渐成为一些用糖行业欢迎的新糖源。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖遗传性状不稳定；而扦插植株的根系弱，且需要原始材料多，这些都会限制甜叶菊的生产。假如你是某甜叶菊生产公司的项目负责人，该公司当前运行状况良好，但一直未能解决种子发芽率低的问题，为了提高公司的甜叶菊繁育效率，你应该如何作出决策，并请说出理由。
二、拓展应用
练习与应用
第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程 第2课时
----植物细胞工程的应用
发酵工程
目录 /CONTENTS
01
02
植物繁殖的新途径
作物新品种的培育
微生物的纯培养
03
细胞产物的工厂化生产
资料1：兰花因高雅美丽而深受人们喜爱。兰花常用分根法和种子进行繁殖。在兰花的常规繁殖中，遇到的难题是：用分根法繁殖速度缓慢，不利于新品种的推广;用种子繁殖又很困难，因为兰花的种子十分微小，胚很纤弱，种子几乎没有储藏营养物质，在发芽过程中很容易夭折。
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……如何解决？
植物繁殖的新途径
一
铁皮石斛的工厂化生产
请阅读课本P39,回答以下问题：
1.什么是快速繁殖技术？
2.快速繁殖的核心技术是？依据的原理是什么？
3.快速繁殖技术有什么优点？有哪些应用实例？
植物繁殖的新途径
一
1.快速繁殖
（1）概念
（2）原理
（3）优点
也叫 ，是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
植物细胞的全能性
①无性繁殖，保持优良品种的遗传特性
②高效快速地实现种苗的大量繁殖
③保持优良品种的遗传特性，可实现产业化生产
【思考】植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？
愈伤组织细胞分裂旺盛、快速，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。
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。
*扦插、压条、嫁接等 微型繁殖技术
愈伤组织
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
芽、根
试管苗
植株
移栽
（4）过程：
植物繁殖的新途径
一
微型繁殖
不属于
资料2：
生姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用无性繁殖，它们感染的病毒很容易传给后代，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%-50%。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。
请阅读课本P40,回答以下问题：
1.为什么许多通过无性繁殖多代之后产量会下降？
2.为什么作物脱毒苗培养时一般选取植物根尖或茎尖的分生区作为外植体？
3.获得脱毒苗的过程？
植物繁殖的新途径
一
请阅读课本P40,回答以下问题：
1.为什么许多通过无性繁殖多代之后产量会下降？
2.为什么作物脱毒苗培养时一般选取植物茎尖的分生区作为外植体？
3.获得脱毒苗的过程？
作物脱毒
无性繁殖的方式，感染的病毒很容易传给后代
植物茎尖病毒极少，甚至无病毒
无病毒组织：如茎尖组织
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
幼苗
完整植株
移栽成活
植物繁殖的新途径
一
马铃薯病毒苗原因
植物繁殖的新途径
一
脱毒产品
马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。
脱毒草莓
普通草莓
香蕉
菠萝
作物脱毒
植物繁殖的新途径
一
（2）选材部位：
植物 。
（3）方法：
顶端分生区附近（如茎尖）
（4）优点：
2.作物脱毒
选材原因： 的病毒极少，甚至 。
分生区附近
无病毒
无性繁殖的方式进行繁殖的作物，感染的病毒很容易传给后代，并在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低、品质变差。
植物分生区病毒极少，切取茎尖进行组织培养获得脱毒苗。（即：茎尖组织培养技术）
（1）培育脱毒苗的原因：
脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物
与微型繁殖相比较，二者 本质区别，
脱毒苗 抗毒苗
植物繁殖的新途径
一
作物脱毒
不等于
无
只是取材部位不同。
作物脱毒
植物繁殖的新途径
一
实际问题：
传统的育种方法：
原理：
缺点：
传统方法： 杂交育种
P：
紫色非甜玉米
AASS
×
白色甜玉米
aass
F1
紫色非甜玉米
AaSs
↓
第1年
↓
×
选育出需要
的纯种
F2
A_S_
A_ss
aaS_
aass
紫甜
第2年
第3年
×
生长
A_ss
F3
第4年
现有紫色非甜玉米（基因型AASS）和白色甜玉米（基因型aass），如何获得纯种的紫色甜玉米（基因型AAss）？
通过杂交把两亲本的优良性状组合在同一后代中(基因重组)
杂交育种
多年纯化和选择，才得到符合理想要求的新品种
如何解决育种时间过长的问题？
作物新品种的培育
二
传统方法： 杂交育种
单倍体育种
P：
紫色非甜玉米
AASS
×
白色甜玉米
aass
紫色非甜玉米
AaSs
↓
配子：
AS
As
aS
as
花药离体培养
单倍体幼苗：
AS
As
aS
as
纯合体:
AASS
AAss
aaSS
aass
选择紫甜玉米即为新品种
现有紫色非甜玉米（基因型AASS）和白色甜玉米（基因型aass），如何短时间获得纯种的紫色
甜玉米（基因型AAss）？
P：
紫色非甜玉米
AASS
×
白色甜玉米
aass
F1
紫色非甜玉米
AaSs
第1年
×
选育出紫甜的纯种
F2
A_S_
A_ss
aaS_
aass
紫甜
第2年
第3年
×
生长
A_ss
F3
第4年
作物新品种的培育
二
秋水仙素加倍
单倍体育种
根据上述单倍体育种过程,回答以下问题：
1.归纳单倍体育种的流程？
2.单倍体育种的原理是什么？其中花药离体培养依据的原理是什么？
3.与传统杂交育种相比，单倍体育种的优点？
花药离体培养
诱导染色体加倍
二倍体植株
单倍体植株
二倍体植株（纯合子）
（秋水仙素处理）
（其中花药离体培养利用了__________________）
染色体数目变异
植物细胞的全能性
① 极大地缩短了育种的年限。
② 后代大多是纯合子，能稳定遗传。
作物新品种的培育
二
③可作为进行体细胞诱变育种
和研究遗传突变的理想材料。
单倍体育种实例——玉米
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
单倍体育种
作物新品种的培育
二
我国培育的单育1号烟草是世界上第一个单倍体作物新品种
愈伤组织细胞不断分裂，细胞要进行DNA分子复制，因此更易发生突变。
2. 突变体的利用
（1）产生原因：
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
脱分化
愈伤组织
再分化
突变体
筛选培育
新品种
诱变处理
诱变处理的对象？为什么？产生的变异一定符合需要吗？
不一定，因为突变是不定向的。
作物新品种的培育
二
（5）实例：
（3）原理：
突变(基因突变和染色体变异）和植物细胞的全能性。
已筛选出抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的突变体，如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草。
（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。
作物新品种的培育
二
成功培育出的黑色土豆（突变体）,一改土豆白色、灰色的“老面孔”，成为了土豆家族中的新贵。
资料：紫杉醇是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物，在临床上已经广泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗，下图是通过植物细胞工程技术工厂化生产紫杉醇的途径。
问题1：紫杉醇属于初生代谢物还是次生代谢物？（P41相关信息）
问题2：①过程是什么？
问题3：③过程利用的是植物组织培养技术吗？
问题4：生产紫杉醇的过程能否体现植物细胞的全能性？
脱分化
植物细胞培养技术：离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
次生代谢物：不是植物基本的生命活动所必需的产物。
不能
细胞产物的工厂化生产
三
03植物代谢初生代谢：生物生长生存所必需的代谢活动，一直进行非生物生长所必需，在特定条件下进行次生代谢：缺点：①植物细胞的次生代谢物含量很低。②有些产物不能或难以通过化学途径得到。一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等)产物：如糖类、脂质、蛋白质、核酸等产物：应用多、产量低1.植物的代谢产物细胞产物的工厂化生产三在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。03外植体愈伤组织细胞悬液脱分化振荡分散细胞悬浮培养细胞产物提取植物细胞培养细胞产物的工厂化生产三2.细胞产物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。是指在条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其的技术。离体增殖去壁（液体培养基）03外植体愈伤组织细胞悬液脱分化振荡分散细胞悬浮培养细胞产物提取3.优势：不占用耕地、不受季节、天气的限制，对社会、经济、环保具有重要意义。植物细胞培养细胞产物的工厂化生产三2.细胞产物工厂化生产2.原理：细胞增殖植物组织培养技术
（3）生产过程
（2）技术
蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱(紫草素、人参皂甙、紫杉醇)等。
（1）细胞产物种类
2.细胞产物工厂化生产
植物细胞培养：在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术
细胞产物的工厂化生产
三
外植体
脱分化
愈伤组织
细胞产物
培养、提取
注意：
① 一般组织培养到愈伤组织即可。
②液体培养基（培养液）
工厂化生产人参皂苷的基本流程：
人参根 愈伤组织 增长速度快而且细胞内人参皂苷含量高的细胞 细胞增殖
提取人参皂苷
脱分化
培养选择
破碎细胞
放入发酵罐
3.细胞产物工厂化生产实例
细胞产物的工厂化生产
三
因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。
有利于培养的细胞与营养物质充分接触。
细胞产物的工厂化生产
三
紫草宁（紫草的一种药物和色素）
——具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性（首例植物细胞工程产品）
紫杉醇（红豆杉属的一种次生代谢物） ——具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗
项目 植物组织培养 植物细胞培养
目的
原理
培养基
过程
应用
获得植物体
获得细胞产物
植物细胞的全能性
细胞增殖
固体培养基
液体培养基
快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等
细胞产物的工厂化生产
植物组织培养与植物细胞培养的比较
育种方法 原理 过程 优点
快速繁殖 脱分化、再分化 保持优良品种的遗传特性
突变体 的利用 基因突变、 细胞的 ; 对愈伤组织进行诱变处理后再筛选 提高 ，获得优良性状
单倍体 育种 细胞的 、 ; 、 诱导染色体数目加倍 明显缩短？
植物体细 胞杂交 细胞膜的 、 细胞的 ; 融合、 杂种细胞组织培养 打破 ，
实现 。
细胞的全能性
全能性
突变率
全能性
染色体变异
先花药离体培养
再秋水仙素
育种年限
流动性
全能性
植物细胞
生殖隔离
远缘杂交
四种育种方法的比较
外植体
↓
愈伤组织
↓
胚状体
↓
试管苗
↓
植株
再分化
保持优良性状
快速大量繁殖
快速
繁殖
作物
脱毒
选择根尖
茎尖、芽尖
脱分化
选择花粉
培养
单倍体
纯合体
加倍
单倍体育种
化学物理因素诱导筛选
突变体利用
培养、提取
代谢产物
细胞产物的工厂化生产
③
①植物繁殖新途径
②作物新品种的培育
课堂小结
一、概念检测
1. 运用植物细胞工程技术可以培育单倍体植株和进行细胞产物的工厂化生产。判断下列相关表述是否正确。
（1）用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术。（ ）
（2）细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中次生代谢物的含量。（ ）
2.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
练习与应用
【提示】积极探索其他的繁育途径。例如，研究如何利用植物组织培养技术繁育甜叶菊，研究内容涉及植物组织培养材料的选择，培养基配方的优化，提高试管苗移栽成活率的方法等，最终目的是建立一套利用植物组织培养技术繁育甜叶菊的标准技术体系，实现甜叶菊种苗的产业化生产。
2. 甜叶菊是一种菊科植物，植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的热量却很低，所以它逐渐成为一些用糖行业欢迎的新糖源。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖遗传性状不稳定；而扦插植株的根系弱，且需要原始材料多，这些都会限制甜叶菊的生产。假如你是某甜叶菊生产公司的项目负责人，该公司当前运行状况良好，但一直未能解决种子发芽率低的问题，为了提高公司的甜叶菊繁育效率，你应该如何作出决策，并请说出理由。
二、拓展应用
练习与应用