河北峰峰第二中学 第1节 植物细胞工程 二 植物细胞工程的应用 植物细胞工程的应用 ✮ 植物繁殖的新途径 ✮ 作物新品种的培育 ✮ 细胞产物的工厂化生产 一、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 （ 2 ）优点： ① 可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖； ② 可以保持优良品种的遗传特性。 （ 3 ）过程： 脱分化 愈伤 再分 移栽成 完整植株 根、 幼苗 外植体 组织 化 活 芽 （ 4 ）实例： 一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒 危植物等。 铁皮石斛的工厂化生产 2. 作物脱毒 （ 1 ）适用对象： 被病毒感染的无性繁殖的作物。 （ 2 ）脱毒过程： 无病毒组 脱分化 愈伤 再分 织：如茎 组织 化 尖组织 （ 3 ）实例： 马铃薯、草莓、 大蒜、甘蔗、菠 萝和香蕉等。 根、 芽 幼苗 移栽成 活 完整植株 脱毒马铃 薯田与被 病毒感染 未脱毒马 铃薯叶片 二、作物新品种的培育 1. 单倍体育种 （ 1 ）过程 花药离脱分化 愈伤 再分 单倍体 组织 化 体培养 植株 秋水仙素处理，正常纯合 染色体数加倍 体植株 （ 2 ）原理： 染 色体（数目）变异、植物细胞的全能性。 （ 3 ）优点： ① 极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力： 杂交育种培育一个可以稳定遗传的作物优良品种，一般不断自交选优 ，常需 5 ～ 6 年。而单倍体育种当年就能培育出所需纯合体。 ② 可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料： 大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，染色体加倍后得到的 植株的隐性性状容易显现。 （ 4 ）实例： 单育 1 号烟草、 水稻、玉米、油 菜、甘蓝和甜椒 等作物。 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 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 脱分化 诱变处理 愈伤组织 再分化 筛选 新品种 突变体 培育 （ 3 ）原理： 基因突变和植物细胞的全能性。 （ 4 ）实例： 抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。 三、细胞产物的工厂化生产 1. 植物的代谢产物 （ 1 ）初生代谢物： 初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动， 初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。 （ 2 ）次生代谢物： ❊ 次生代谢不是生物生长所必需的，在特定条件下进行； ❊ 次生代谢物是一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和 含氮化合物等） . ❊ 在植物的抗虫、抗病等方面发挥作用，也是很多药物、 香料和色素等的重要来源。 ❊ 含量很低，从植物组织中提取会大量破坏植物资源，有 些产物又不能或难以通过化学合成途径得到。 2. 细胞产物的工厂化生产的过程 脱分化 外植体 愈伤组织培养、提 细胞产物 取 植物细胞培养： 指在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其 增殖的技术。 3. 细胞产物的工厂化生产的概念： 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。 4. 特点： 不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于 社会、经济、环境保护具有重要意义。 5. 实例：紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品 到社会中去 “ 手指植物”通常培育在装有彩色固体培养基 的小玻璃瓶中，只要保证充足的光照和适宜的温 度，不需要额外补充水分和营养物质，它们就能 360软件管家.lnk 在玻璃瓶中生长三四个月之久。 “ 手指植物”的制作方法用到了植物组织培养技术。在制作过程中， 一定要注意做好灭菌和消毒工作，为了防止污染可在培养基中加入一 定量的抑菌剂。另外，还可以根据个人喜好，在培养基中加入适量的 色素或者荧光剂，使“手指植物”更具有观赏价值。