植物细胞工程的实际应用
因的目的。而单倍体是将已有基因进行分离培养得
到新个体的育种过程,不能从缺乏某种抗病性品种
中获得抗病性状,因此选B项。
9.下列关于植物组织培养的叙述中,错误的是 ( D ) 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 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
保护作用 相当天然种子的胚
(由外植体或愈伤组织产生)
人工胚乳
提供营养
人工种子应用
水稻
花椰菜 桉树
芹菜
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,选择稳定遗传优良品种
脱分化 愈伤 再分化 花药 组织
单倍体 幼苗
秋水仙素处理 染色体加倍
正常 纯合体 植物
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
植物组织培养技术
脱分化
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
遮光
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)
愈伤组织 再分化
一定的光照
①无菌 ②营养:有机物 无机盐 ③一定的外界条件 ④植物激素:
细胞分裂素
3.若用一株郁金香在短时间内培育出成千上万 株郁金香苗,最好采用下列哪种技术( C ) A.扦插 C.植物微型繁殖技术 B.嫁接 D.杂交
【解析】选C。本题要求在短时间内培育出成千 上万株郁金香苗,可借助植物微型繁殖技术培 养获得。
4.要获得脱毒苗,一般选取植物体的哪一部分 组织( D ) A.叶 B.花粉 C.根 D.茎尖
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖(也叫快速繁殖技术)
(1)概念:
应用组织培养技术,快速繁殖优良品种植物
(2)特点: ①保持优良品种的遗传特性 ②周期短,不受季节、气候、自然灾害等因素的 影响
③高效快速地实现种苗的大量繁殖
例:用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出400万株兰花苗
(3)微型繁殖 的应用:
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。
资料2
科学家应用多倍体育种的方法,
应用:
烟草
小麦
柏树 水稻
2.突变体的利用
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 外植体 愈伤组织 诱导分化 多种 突变体 筛选 培育 新 品种
抗病、抗盐、 含高蛋白、高产。
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.
植物的组织培养----愈伤组织细胞培养
2.技术:
3.实例: 利用组织培养技术来大量生产人参皂苷干粉
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!
总结: 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 作物脱毒 单倍体育种 微型繁殖
水分
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
植物体
植物A细胞
去壁 ① ②
植物B细胞
去壁
植 物 体 细 胞 杂 交
原生质体A
原生质体B
植物 细胞 融合
诱导融合
融合的原生质体
再生出细胞壁 ③
杂种细胞
脱分化 ④ (细胞分裂)
植物 组织 培养
愈伤组织
再分化 ⑤
杂种植株
2、思考利用这些技术能做哪些工作?
脱毒苗 。若用D进行繁殖,种 (4)用A→D过程获得的植株D,称为________ 植的植株就_______ 不会 或_______ 极少 感染病毒。 (5)用E→G途径育种的优点是_____。 直接得到稳定遗传的优良品种,极大地缩短了育种年限 诱变 育种方式;若 (6)若想培育出一种新的玉米品种,可以采用_____ 基因工程 育种; 想培育出一种能抗虫的玉米新品种,可以采用_________ 若想培育出一种地上结玉米,地下结马铃薯的植株,可以利 植物体细胞杂交 技术。 用_________________
【解析】选D。作物脱毒就是把已被病毒感染的
植株进行脱毒,采用的技术是微型繁殖技术,
但是取材一定是无毒的,一般作物脱毒所用的
原料是无病毒的茎尖、根尖等。
5.人参皂甙干粉工厂化生产,下列哪种技术是 必需的( B )
A.杂交育种
C.多倍体育种
B.植物组织培养
D.单倍体育种
【解析】选B。对人参皂甙干粉进行工厂化生产, 必须先通过植物组织培养获得人参皂甙含量高 的细胞株,然后进行大规模发酵生产。
培育出的三倍体无子西瓜,具有无子、 含糖高、口感好等特点。 但因其不结种子, 每年必须用四倍体和 二倍体西瓜杂交培育 种子,不仅增加了生 产成本,也给无籽西 瓜的普及带来困难。
资料3 病毒引起的植物病害有500多种。 受害的植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉, 如水稻、小麦、棉花、马铃薯、油菜、大蒜、 苹果、枣、唐菖蒲、兰花等。而且没有有效的 防治办法,只能拔除病株,造成很大的经济损 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。
选优 自交 种子
Байду номын сангаас
(2)优点:
明显缩短育种年限(相对常规选育)
后代稳定遗传,都是纯合体
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
杂交育种
P: F1 F2
第 年 第 年 1
高杆抗病 DDTT
高杆抗病 高杆抗病 F1 DdTt DdTt ↓× D_T_ D_tt ddT_ ddtt 配子: DT Dt dT dt 矮抗
10.玉米是一种主要的农作物,为了提高玉米的产量,科学
家做了大量的研究工作。如图是关于玉米培养的过程,请据
图回答:
组织培养 ,如图A→C,发育成 (1)取玉米幼苗的茎尖进行_______________
植株D,取D的花药进行离体培养成幼苗,如图E→F,经秋水仙素
单倍体育种 ;从生殖方式上分析, 处理后发育成植株G,属于____________ 无性 A→D属于________ 生殖;从细胞分裂方式上分析,E→F过程中进 有丝 分裂。 行了_______ 分生区附近病毒极少,甚至无病毒 (2)取茎尖进行培养的原因是_____________________________ 。 无菌条件 。 (3)A→C的过程要严格控制______________
【解析】选C。植物细胞工程应用范围较广,除①② ④⑤外还包括利用植物体细胞杂交生产杂种植物,利 用植物细胞培养生产香料、药物等。③中培育抗病毒 烟草属于基因工程的操作。
2.植物的微型繁殖技术是指( D ) A.基因工程育种 B.植物体细胞杂交技术
C.嫁接
D.通过植物组织培养快速繁殖技术
【解析】选D。微型繁殖即快速繁殖技术,是通 过植物组织培养技术实现的。
脱毒产品
香蕉
菠 萝
甘蔗
马铃薯
3、神奇的人工种子 常规种子植物生产的不足
树木需生长数年 才能结出种子。 制种时需要占用 大量土地。
受季节、气候 和地域的限制。
优良杂交种后代 会因发生性状分 离而丧失优良特 性。
如何克服缺陷?
人工种子
技术: 组织培养 原理: 细胞全能性 结构: 胚状体(不定芽、顶芽、腋芽)
加入适量无机盐、有机碳源等养分,农 人工薄膜: 药、抗生素、有益菌及生长调节剂等
特性: 在适宜条件下可以萌发长成幼苗。 与天然种子比: 优点:
①解决某些作物繁殖力低、结子困难、发芽率低问题 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
×
↓
矮杆感病 ddtt
P
单倍体育种 高杆抗病 × 矮杆感病 ddtt DDTT
第 年
1
F3
第 年
第 年
2 3 4
花药离体培养
第 年
2
ddTT
生长
单倍体 DT 幼苗:
Dt
秋水 仙素
dT
dt
纯合体: DDTT DDtt ddTT ddtt
矮抗
选育出需要 的矮抗纯种
选择矮秆抗病 即为新品种
二、作物新品种的培育
6.植物组织培养技术不会用于( C ) A.培育“番茄—马铃薯” B.培育无病毒植株 C.扦插繁殖
D.培育转基因延熟番茄植株
【解析】选C。植物组织培养可培养出无病毒的植株。培 育“番茄—马铃薯”为植物体细胞杂交,需要对杂交细 胞进行组织培养。培育转基因延熟番茄植株时,如果将 目的基因转入番茄体细胞中,也需要经过植物组织培养 才能获得延熟植株。扦插繁殖不需要经过组织培养过程。
7.改良缺乏某种抗病性的水稻品种,不宜采用的 方法是( B ) A.诱变育种 C.基因工程育种 B.单倍体育种 D.杂交育种
【解析】选B。A项可通过基因突变产生新基因来 达到改良作物品种的目的;C项可通过转入抗病基 因,达到改良作物品种的目的;D项可借助杂交育
种,并经多次选育,获得抗病性状,达到改良新基
脱分化 愈伤 外植体 组织
培养 工厂化 生产药物
再分化 丛芽或 胚状体
+ 人工薄膜
植物体 人工种子