2.2植物細(xì)胞工程課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修二

第1節(jié)

植物細(xì)胞工程第二章

細(xì)胞工程欲培育地上長番茄和地下結(jié)馬鈴薯的“超級作物”。你有什么好妙招？

不同種生物之間存在著生殖隔離，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是不可能做到這一點(diǎn)的。

于是，這些科學(xué)家試圖用這兩種植物的體細(xì)胞進(jìn)行雜交，來實(shí)現(xiàn)這一美妙的設(shè)想。——植物體細(xì)胞雜交技術(shù)思考×西紅柿土豆番茄-馬鈴薯（想象圖）（一）概念：

將不同來源的植物細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。融合實(shí)例+=白菜甘藍(lán)白菜-甘藍(lán)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)問題1:參考動(dòng)物細(xì)胞融合，若是植物細(xì)胞之間的雜交，則應(yīng)先做什么？得到雜種細(xì)胞后，如何培育成植株？植物體細(xì)胞雜交技術(shù)（二）過程：1.去除細(xì)胞壁：B細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體去壁去壁A細(xì)胞方法原理目的用纖維素酶和果膠酶水解利用酶的專一性去除細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體植物體細(xì)胞雜交技術(shù)細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡細(xì)胞核

指的是脫去細(xì)胞壁的細(xì)胞。動(dòng)物細(xì)胞也可看做是原生質(zhì)體。原生質(zhì)體成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜和介于這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。原生質(zhì)層【注意】質(zhì)壁分離的“質(zhì)”指的是原生質(zhì)層植物體細(xì)胞雜交技術(shù)區(qū)分原生質(zhì)體與原生質(zhì)層練習(xí)【變式】用酶解法制備原生質(zhì)體時(shí)，需先用較________(填“高”、“低”)滲透壓的蔗糖溶液處理植物細(xì)胞，使細(xì)胞處于微弱的___________狀態(tài)，然后用酶去除細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體。通常在等滲或高滲溶液(有利于原生質(zhì)體的分離及防止原生質(zhì)體吸水脹破)中利用酶解法(加入纖維素和果膠酶)制備原生質(zhì)體高質(zhì)壁分離（二）過程：1.去除細(xì)胞壁：

原生質(zhì)體解密植物體細(xì)胞雜交技術(shù)2.誘導(dǎo)融合：B細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體去壁去壁A細(xì)胞正在融合的原生質(zhì)體融合是雜交過程中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)（1）物理方法：

①電融合法

②離心法等（2）化學(xué)方法：

①聚乙二醇(PEG)融合法

②高Ca2+—高pH融合法方法原理:

細(xì)胞膜具有流動(dòng)性（二）過程：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3.再生細(xì)胞壁：B細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體去壁去壁A細(xì)胞正在融合的原生質(zhì)體融合再生出細(xì)胞壁雜種細(xì)胞(1)植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志:融合的原生質(zhì)體重新產(chǎn)生細(xì)胞壁，形成雜種細(xì)胞。(2)直接參與細(xì)胞器:高爾基體問題2:細(xì)胞融合后，共有幾種細(xì)胞類型？符合要求的是哪種？（二）過程：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3.再生細(xì)胞壁：（二）過程：問題3:細(xì)胞融合后，共有幾種細(xì)胞類型？符合要求的是哪種？若只考慮兩兩融合有三類：①未融合的細(xì)胞②兩兩融合的細(xì)胞③多細(xì)胞融合體AAABBB篩選AB植物體細(xì)胞雜交技術(shù)4.植物組織培養(yǎng)：B細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體去壁去壁A細(xì)胞正在融合的原生質(zhì)體融合再生出細(xì)胞壁雜種細(xì)胞愈傷組織雜種植株脫分化再分化(1)細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志:培育成新植物體（二）過程：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)B細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體去壁去壁A細(xì)胞正在融合的原生質(zhì)體融合再生出細(xì)胞壁雜種細(xì)胞愈傷組織雜種植株脫分化再分化植物細(xì)胞融合植物組織培養(yǎng)細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞的全能性4.植物組織培養(yǎng)：（二）過程：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)課本P36-383.原理：

4.兩個(gè)標(biāo)志：5.*意義：6.實(shí)例：白菜-甘藍(lán)、普通小麥-長穗偃麥草打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性、細(xì)胞的全能性

將不同來源的植物細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)1.概念：2.過程：植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果是產(chǎn)生新的植株再生出新的細(xì)胞壁①植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志：②植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志：培育成新植物體(相關(guān)細(xì)胞器:高爾基體、線粒體)書P38二、“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學(xué)家所想象的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯的主要原因是什么？生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以番茄—馬鈴薯雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)相互干擾，不能像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)。植物體細(xì)胞雜交技術(shù)練習(xí)(1)原生質(zhì)體融合時(shí)常用的化學(xué)法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等。(

)(2)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的最終目的是得到雜種細(xì)胞。(

)(3)利用物理法或化學(xué)法可以直接將兩個(gè)植物細(xì)胞誘導(dǎo)融合。(

)(4)同一株番茄不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因型一定相同。()√雜種植株××原生質(zhì)體×不一定，如花粉細(xì)胞培養(yǎng)形成的愈傷組織細(xì)胞的細(xì)胞核中的基因只有體細(xì)胞的一半

合作探究一：根據(jù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的相關(guān)原理，小組合作思考討論完成問題。

3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)意義？2.雜種細(xì)胞的染色體數(shù)是多少？雜種細(xì)胞染色體組數(shù)是多少？1.植物體細(xì)胞雜交屬于哪種變異類型？4.植物體細(xì)胞雜交有何優(yōu)缺點(diǎn)？A植物的染色體數(shù)目為2n，基因型為AaBb；B植物的染色體數(shù)目為2m，基因型為CcDd?，F(xiàn)通過植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得這兩種植物的雜種植株，請回答下列問題：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)項(xiàng)目

體細(xì)胞雜交P1:2n(AaBb)與P2:2m(CcDd)生殖類型變異類型染色體數(shù)染色體組數(shù)基因組成無性繁殖，育種過程中不遵循孟德爾定律染色體(數(shù)目)變異兩親本染色體數(shù)之和（2n+2m）兩親本染色體組數(shù)之和（2+2）兩親本基因型之和（AaBbCcDd）植物體細(xì)胞雜交后代的遺傳變化雜種植株是不同于親本的新物種(與親本之間均存在生殖隔離)體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞不管染色體、基因組成還是染色體組都是兩親本之和AaBbCcDd（三）變異類型：植物體細(xì)胞雜交育種四倍體雜交育種誘導(dǎo)多倍體四倍體二倍體如何處理植株使其可育？看減數(shù)分裂聯(lián)會(huì)、配對能否正常進(jìn)行?、偃粲H本植株可育，

則雜種植株可育。②雜種植株是不同于

親本的新物種。（四）意義：打破生殖隔離，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，培育植物新品種。植物體細(xì)胞雜交技術(shù)（五）優(yōu)缺點(diǎn)：①優(yōu)點(diǎn)打破遠(yuǎn)緣親本雜交生殖隔離，擴(kuò)展雜交親本組合范圍。②缺點(diǎn)有可能雜交不成功，即使雜交成功也可能不產(chǎn)生人們想要的性狀。植物體細(xì)胞雜交技術(shù)有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的3個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)誤認(rèn)為植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果只是形成雜種細(xì)胞。植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果最終要經(jīng)過組織培養(yǎng)形成雜種植株。(2)誤認(rèn)為植物體細(xì)胞雜交屬于有性生殖。植物體細(xì)胞雜交過程中沒有有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因此不屬于有性生殖，應(yīng)為無性生殖。(3)誤認(rèn)為雜種植株的變異類型屬于基因重組。雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，屬于異源多倍體，所以變異類型為染色體變異。

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)原理過程意義聯(lián)系細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞的全能性離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織脫分化再分化根、芽或胚狀體植物體生長發(fā)育植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的比較植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B原生質(zhì)體A去壁原生質(zhì)體B去壁人工誘導(dǎo)融合的原生質(zhì)體AB雜種細(xì)胞AB愈傷組織脫分化再生細(xì)胞壁雜種植株再分化保持優(yōu)良性狀,繁殖速度快、大規(guī)模生產(chǎn)提高經(jīng)濟(jì)效益植物體細(xì)胞雜交技術(shù)應(yīng)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)克服不同種生物遠(yuǎn)緣雜交的障礙植物體細(xì)胞的雜交技術(shù)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)去除細(xì)胞壁再生細(xì)胞壁纖維素酶果膠酶植物細(xì)A、B原生質(zhì)體A、B融合的原生質(zhì)體雜種細(xì)胞原理：植物細(xì)胞的全能性外植體脫分化愈傷組織再分化(根、芽)完整植株物理法：化學(xué)法：電融合法、離心法等聚乙二醇（PEG）融合法等菊花的組織培養(yǎng)技術(shù)愈傷組織脫分化雜種植株再分化植物組織培養(yǎng)技術(shù)流程課堂小結(jié)練習(xí)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖如下：(1)圖中過程：①為____________，②為__________________，③為________，④為________。(2)獲得原生質(zhì)體時(shí)，應(yīng)在______

(填“低滲”或“等滲”)溶液中進(jìn)行，理由是______________________________。(3)若只考慮細(xì)胞兩兩融合，經(jīng)過程②后可得到____種細(xì)胞，其中符合要求的細(xì)胞中含有____個(gè)染色體組。去除細(xì)胞壁再生出新的細(xì)胞壁脫分化再分化等滲低滲溶液中原生質(zhì)體易吸水漲破34練習(xí)白菜、甘藍(lán)均為二倍體，體細(xì)胞染色體數(shù)目分別為20、18。白菜—甘藍(lán)是用細(xì)胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種，它具有生長期短、耐熱性強(qiáng)、易儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)，如圖為“白菜—甘藍(lán)”的培育過程，請回答問題：(1)為了得到原生質(zhì)體，需先用__________________處理白菜和甘藍(lán)的細(xì)胞。(2)經(jīng)花粉直接培育的白菜—甘藍(lán)植株，體細(xì)胞的染色體數(shù)為________。這種植株是否可育_____(填“是”或“否”)。纖維素酶、果膠酶19否不含同源染色體,無法聯(lián)會(huì),故不育練習(xí)白菜、甘藍(lán)均為二倍體，體細(xì)胞染色體數(shù)目分別為20、18。白菜—甘藍(lán)是用細(xì)胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種，它具有生長期短、耐熱性強(qiáng)、易儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)，如圖為“白菜—甘藍(lán)”的培育過程，請回答問題：(3)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有多種，常用的化學(xué)方法是_____________________________________(填寫中文名稱，寫出兩種即可)，融合完成的標(biāo)志是________________________________。聚乙二醇融合法、高Ca2＋—高pH融