2022-2023學(xué)年浙科版（2019）選擇必修三 2.2 通過體細(xì)胞雜交可獲得新的植物體 課件（22張）

浙科版2019版選擇性必修三第一節(jié)體液調(diào)節(jié)是通過化學(xué)信號(hào)實(shí)現(xiàn)的調(diào)節(jié)第一節(jié)體液調(diào)節(jié)是通過化學(xué)信號(hào)實(shí)現(xiàn)的調(diào)節(jié)第二章植物細(xì)胞工程第二節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)通過下丘腦控制內(nèi)分泌系統(tǒng)第二節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)通過下丘腦控制內(nèi)分泌系統(tǒng)第二節(jié)通過體細(xì)胞雜交可獲得新的植物體素養(yǎng)目標(biāo)植物體細(xì)胞雜交：將兩個(gè)來自不同種植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，并將雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。植物體雜交技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)的？由該技術(shù)培育出的新品種有什么特點(diǎn)呢？1．原生質(zhì)體優(yōu)勢(shì)：沒有細(xì)胞壁的阻礙，更容易被轉(zhuǎn)入外源

基因，是植物基因工程的理想受體。同時(shí)，沒有了堅(jiān)硬

致密的細(xì)胞壁的阻礙，植物細(xì)胞之間的融合得以實(shí)現(xiàn)。2．原生質(zhì)體應(yīng)用及意義：標(biāo)志著植物細(xì)胞工程技術(shù)又向前邁進(jìn)

了一步，為植物細(xì)胞工程和基因工程的研究提供了先進(jìn)

的實(shí)驗(yàn)體系，具有重要的理論研究和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。一、成功培養(yǎng)原生質(zhì)體是植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的基礎(chǔ)原生質(zhì)體的概念：植物細(xì)胞除去壁后的部分，包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、和細(xì)胞核。（呈球形）3．獲得原生質(zhì)體的具體方法

處理目的用較高滲透壓溶液處理細(xì)胞(用0.5~0.6mol/L的甘露醇或一定濃度的蔗糖）是使細(xì)胞處于微弱的質(zhì)壁分離狀態(tài)，這樣有利于完整的原生質(zhì)體的釋放，防止原生質(zhì)體被破壞 用纖維素酶和果膠酶混合液處理根尖、葉片、愈傷組織或懸浮培養(yǎng)細(xì)胞 消化除去細(xì)胞壁，獲得球形的原生質(zhì)體 1．材料分析注意點(diǎn)(1)自然界的材料，先進(jìn)行消毒處理，酶溶液用G6玻璃砂漏斗過濾滅菌。將材料放入0.5～0.6mol·L－1的甘露醇溶液環(huán)境中，用纖維素酶和果膠酶處理，前者目的是使細(xì)胞處于微弱的質(zhì)壁分離狀態(tài)，以利于完整的原生質(zhì)體的釋放，后者主要目的是消化除去細(xì)胞壁，獲得球形的原生質(zhì)體。(2)愈傷組織和懸浮細(xì)胞與葉材料相比，處理時(shí)常用酶活性強(qiáng)且濃度大；要獲得產(chǎn)量高，質(zhì)量好，且易分裂的原生質(zhì)體，選擇合適的基因型材料最關(guān)鍵；愈傷組織或細(xì)胞懸浮培養(yǎng)物，一般需繼代培養(yǎng)多次后，才能用于獲得原生質(zhì)體；為避免消毒劑對(duì)材料的損傷，可選擇滅菌培養(yǎng)后的材料；在較高滲透壓下，酶液中細(xì)胞會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離，有利于酶消化細(xì)胞壁。培養(yǎng)原生質(zhì)體拓展分析2．原生質(zhì)體活性的鑒定方法：觀察是否有胞質(zhì)環(huán)流；染色法；

以氧的攝入為指標(biāo)，表示呼吸強(qiáng)度。3．影響原生質(zhì)體分離的數(shù)量和質(zhì)量的因素：材料的種類和生理狀態(tài)；酶的種類、酶解時(shí)間和溫度；酶液的濃度；分離與純化的方法等。4．原生質(zhì)體培養(yǎng)時(shí)的培養(yǎng)基滲透壓應(yīng)低于原生質(zhì)體分離時(shí)的滲透壓，原生質(zhì)體培養(yǎng)時(shí)，其再生出細(xì)胞壁是其能進(jìn)行有絲分裂的前提。典例下圖是煙草葉片原生質(zhì)體分離和培養(yǎng)的流程圖。請(qǐng)回答下列問題：(1)酶解時(shí)，在纖維素酶和果膠酶的混合液中，還需添加__________來提高混合液的滲透壓，以便獲得完整的原生質(zhì)體。(2)獲得原生質(zhì)體后，可用______________法檢測(cè)原生質(zhì)體是否存活。然后將原生質(zhì)體制成懸浮液，滴加在________________上，用顯微鏡觀察并計(jì)數(shù)。要判定原生質(zhì)體是否已形成細(xì)胞壁，甘露醇紅墨水染色血細(xì)胞計(jì)數(shù)板可用________________法鑒別。(3)欲通過原生質(zhì)體培養(yǎng)得到愈傷組織，從培養(yǎng)基的成分(除瓊脂外)考慮，配制培養(yǎng)基時(shí)需要注意的主要方面是________________________________________?！窘馕觥?1)為防止原生質(zhì)體吸水漲破，可加入適宜濃度的甘露醇溶液來提高混合液的滲透壓。(2)活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，紅墨水為非細(xì)胞生長所需物質(zhì)，不會(huì)被吸收，而死細(xì)胞的細(xì)胞膜變?yōu)槿感?，紅墨水可進(jìn)入使細(xì)胞染色；細(xì)胞顯微計(jì)數(shù)的常用裝置為血細(xì)胞計(jì)數(shù)板；將形成細(xì)胞壁的細(xì)胞置于較高濃度的溶液中會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。(3)植物組織培養(yǎng)過程中需要適當(dāng)配比的營養(yǎng)物質(zhì)和植物生長調(diào)節(jié)劑誘導(dǎo)，才能順利發(fā)生脫分化，形成愈傷組織。質(zhì)壁分離營養(yǎng)物質(zhì)和植物生長調(diào)節(jié)劑的適當(dāng)配比（二）回答與基因工程和植物克隆有關(guān)的問題：

（1）為了獲取某植物葉片無菌的原生質(zhì)體，先將葉片經(jīng)表面消毒并去除下表皮，再將其置于經(jīng)_______處理的較高滲透壓的混合酶液中。酶解后，經(jīng)多次離心獲得原生質(zhì)體。然后測(cè)定該原生質(zhì)體的活性，可采用的方法有___________________（答出2點(diǎn)即可）。過濾滅菌紅墨水染色法、滲透吸水法真題［2020浙江1月］原理：體細(xì)胞雜交利用了細(xì)胞膜的流動(dòng)性，雜種細(xì)胞培育成雜種植株利用了植物細(xì)胞的全能性。二、由雜種細(xì)胞培育出的新植物體可能會(huì)具有新的特性植物體細(xì)胞雜交：將兩個(gè)來自不同種植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，并將其培育成新植物體的技術(shù)。雜交的兩個(gè)細(xì)胞用纖維素酶、果膠酶處理細(xì)胞壁原生質(zhì)體Ａ、Ｂ經(jīng)離心、振動(dòng)、電刺激用聚二乙醇（PEG）誘導(dǎo)融合后的原生質(zhì)體雜種細(xì)胞脫分化細(xì)胞分裂愈傷組織雜種植株再分化原生質(zhì)體融合植物組織培養(yǎng)過程去壁再生細(xì)胞壁（植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志，細(xì)胞才能分裂）過程(1)用酶解法獲得原生質(zhì)體。(2)通過一定的技術(shù)手段如電刺激、離心、振蕩、聚乙二醇等誘導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)原生質(zhì)體的融合。(3)一個(gè)融合體系中的細(xì)胞并非均為雜種細(xì)胞，兩個(gè)不同親本的原生質(zhì)體混合后經(jīng)誘導(dǎo)融合，實(shí)際上得到的是各種原生質(zhì)體的混合物，包括未融合的、部分融合的、同種細(xì)胞融合的、不同種細(xì)胞融合的原生質(zhì)體。意義：克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，獲得新品種。（沒有產(chǎn)生新物種）

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的應(yīng)用(1)通過原生質(zhì)體融合已獲得多種植物種間、屬間甚至是科間的雜種細(xì)胞、愈傷組織，有些還進(jìn)而分化成苗。(2)在某些作物的野生種與栽培種之間的體細(xì)胞雜交方面也進(jìn)行了大量的研究，希望將野生種的抗蟲、抗病毒等有益性狀轉(zhuǎn)移到栽培種中。小思考：利用植物體細(xì)胞雜交的方法培育作物新品種過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞是否遵循孟德爾的遺傳規(guī)律？【答案】孟德爾的遺傳規(guī)律發(fā)生在有性生殖的減數(shù)分裂過程中，而植物體細(xì)胞雜交過程中細(xì)胞增殖的方式是有絲分裂，沒有減數(shù)分裂，故此過程遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。1978年,梅爾徹斯等科學(xué)家首次利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得了馬鈴薯和番茄的屬間體細(xì)胞雜種“馬鈴薯-番茄”植株。以下是植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的流程圖,其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細(xì)胞,所含有的染色體組分別是AA和BB。請(qǐng)據(jù)圖分析回答問題。應(yīng)用：植物體細(xì)胞雜交的基本流程1.圖中①過程的目的是什么?所用的酶有哪些?去除細(xì)胞壁,獲得原生質(zhì)體。纖維素酶和果膠酶。2.將若干a和b等量混合后轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基上培養(yǎng),再經(jīng)過②③過程,得到的c的細(xì)胞類型有哪些?(只考慮細(xì)胞兩兩融合,用染色體組成表示)AAAA、BBBB、AABB。3.在使用化學(xué)法進(jìn)行②過程時(shí),常使用的化學(xué)試劑是什么?聚乙二醇。4.通過⑥過程獲得的植株,是否一定會(huì)表現(xiàn)出甲、乙的性狀?為什么?不一定。雜種細(xì)胞培養(yǎng)過程中可能出現(xiàn)染色體的丟失、結(jié)構(gòu)異常等情況,基因之間、基因與基因產(chǎn)物之間、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用,兩種生物的基因結(jié)合到一個(gè)細(xì)胞中之后,不一定能按照原來的順序表達(dá)。5.在植物體細(xì)胞雜交過程中,酶解法去除細(xì)胞壁、原生質(zhì)體融合和植物組織培養(yǎng)三個(gè)階段的主要原理分別是什么?酶的專一性、細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性。6.圖中④⑤階段都需要光照嗎？7.若番茄細(xì)胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)有n條染色體，則“番茄-馬鈴薯”細(xì)胞在有絲分裂后期含有多少條染色體？8.若雜種細(xì)胞培育成的“番茄-馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株屬于幾倍體植株？6.④脫分化階段不需要給予光照，⑤再分化階段需要給予光照，以利于葉綠素的形成。7.2(m＋n)條。8.單倍體植株。[歸納提升]植物體細(xì)胞雜交后代的遺傳變化親

本P1:2n(Aabb)與P2:2m(ccDd)生殖類型無性生殖,育種過程中不遵循孟德爾定律變異類型染色體數(shù)目變異染色體數(shù)兩親本染色體數(shù)之和,即2n+2m染色體組數(shù)兩親本染色體組數(shù)之和,即2+2基因組成兩親本基因型之和,即AabbccDd例題.下圖為A、B植物體細(xì)胞融合后再生出新植株的部分過程示意圖,據(jù)圖分析,以下相關(guān)敘述不正確的是(

)A.①過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是使用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁B.②過程可用聚乙二醇等誘導(dǎo)劑進(jìn)行誘導(dǎo)C.原生質(zhì)體融合成為一個(gè)新的雜種細(xì)胞的標(biāo)志是出現(xiàn)新的細(xì)胞核D.親本植物A的細(xì)胞與親本植物B的細(xì)胞誘導(dǎo)融合后,形成的雜種細(xì)胞中兩兩融合的細(xì)胞類型有3種C（二）某小組欲進(jìn)行煙草原生質(zhì)體分離與培養(yǎng)的研究，請(qǐng)回答：

（1）原生質(zhì)體的分離：在無菌條件才，取煙草無菌苗的葉片，放入含有0.5mol/L的甘露醇（維持較高滲透壓）的___________混合液處理，經(jīng)過離心純化后獲得原生質(zhì)體。

原生質(zhì)體的培養(yǎng)：將原生質(zhì)體進(jìn)行培養(yǎng)，重新長出細(xì)胞壁，形成胚性細(xì)胞，此時(shí)，應(yīng)該___________培養(yǎng)基中甘露醇的濃度，以利于胚性細(xì)胞繼續(xù)培養(yǎng)形成細(xì)胞團(tuán)，然后經(jīng)兩次途徑形成再生植株。途徑一：細(xì)胞團(tuán)形成球形胚、__________和胚狀體，最好發(fā)育成植株。途徑二：細(xì)胞團(tuán)增殖為愈傷組織，然后在發(fā)芽培養(yǎng)基上又到出芽，切割芽經(jīng)過生根后形成完整植株。上述發(fā)芽培養(yǎng)基中含量相對(duì)較高的激素是___________、胚性細(xì)胞的主要特點(diǎn)是______。（A.

液泡小、細(xì)胞核小

B.

液泡大、細(xì)胞核大

C.液泡大、細(xì)胞核小

D.

液泡小、細(xì)胞核大）

（3）為了對(duì)煙草的某些性狀進(jìn)行改良，分離