高中生物第2章细胞工程第2节植物细胞工程学案苏教版3(2)

植物细胞培养技术的应用

1．植物细胞代谢产物的工厂化生产

(1)植物细胞在生命活动中产生的多种代谢产物是植物生长到一定阶段产生的化学物质，也称次生代谢产物。

(2)细胞代谢产物包括药用原料、食品添加剂、保健食品。 2．单倍体育种

(1)方法：花药离体培养→单倍体植株→秋水仙素处理→纯合子植株。 (2)优点：①后代是纯系(填“纯系”或“杂合系”)，能稳定遗传。 ②明显缩短了育种周期。

[合作探讨]

资料1 常规选育出一个可以稳定遗传的农作物优良品种，一般要经过5～6年的连续筛选。而单倍体育种极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力物力。单倍体育种已成为作物育种的一条新途径。

资料2 在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。突变体的利用过程如图所示：

筛选

脱分化

诱变处理诱导分化突变体――→新品种

外植体――→愈伤组织

培育探讨1：请以流程图的形式表示出单倍体育种过程。

?离体培养秋水仙素

提示：亲本――→F1―→花药――→单倍体幼苗――→纯合子→选择所需类型。

处理探讨2：单倍体育种过程所依据的原理和涉及的生物学技术分别是什么？ 提示：原理是染色体变异和细胞的全能性，该过程主要利用植物组织培养技术。 探讨3：为什么在培养至愈伤组织时进行诱变处理？

提示：愈伤组织细胞分裂旺盛，不断进行DNA分子的复制，此时易发生基因突变。 探讨4：诱导分化得到的突变体都是有用的吗？为什么？ 提示：多数有害，少数有利。因为基因突变具有多害少利性。 探讨5：单倍体育种和突变体育种的原理相同吗？为什么？

提示：不相同。单倍体育种的原理是染色体变异，而突变体育种的原理是基因突变。 [思维升华]

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1．植物组织培养与植物细胞培养的比较 利用原理 培养基 培养对象 植物组织培养 细胞全能性 固体培养基 离体的植物器官、组织、细胞或原生质体 外植体→脱分化→再分化→芽、根→植物幼苗 植物幼苗 植物细胞培养 细胞增殖 液体培养基 由愈伤组织分散得到的悬浮细胞 愈伤组织→分散成悬浮细胞→继代培养→细胞次生代谢产物 细胞的次生代谢产物 培养过程 培养目的 二者关系 植物组织培养是植物细胞培养的基础；它们都属于植物细胞工程的范畴 2.细胞产物的工厂化生产 (1)细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱、食品添加剂、保健食品等。

(2)过程

脱分化分散开发酵提取外植体――→愈伤组织――→细胞悬液――→细胞产物 (3)举例：工厂化生产人参皂苷。

脱分化培养①过程：人参根――→愈伤组织――→选择增殖速度快且细胞内人参皂苷含量高的细胞继续培养提取――→分裂出更多的细胞――→人参皂苷

②优点：提高生产速度、便于操作管理。

(4)其他实例：三七、紫草和银杏的细胞产物的工厂化生产。 3．单倍体诱导与利用

(1)单倍体植株的特点：叶小、株矮、生活力弱且高度不育。 (2)技术：花药离体培养和秋水仙素处理。 (3)原理：细胞的全能性和染色体变异。 (4)过程： 花粉囊中

的花粉

诱导去分化再分化花粉植株秋水仙素处理

单倍体胚或

―――→――→（单倍体―――――――→

愈伤组织

植株

二倍体植株

（染色体数目加倍 后能开花、结果

(5)秋水仙素的作用：抑制纺锤体的形成，着丝点分裂形成的子染色体不能分配到两极

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形成2个细胞，从而染色体加倍。

(6)优点：

①单倍体经过染色体加倍，获得的后代为纯合子，可明显缩短育种年限(一般为2年)。 ②用单倍体作为转基因的受体，获得的转基因材料经染色体加倍后基因即可纯合，避免了体细胞作为受体导致后代发生性状分离需要多代选择的麻烦。

1．(2016·陕西西安期中)下面的简式表示植物组织培养的大致过程，据此判断不正确的是( )