2022-2023学年浙科版（2019）选择必修三 2.2 通过体细胞杂交可获得新的植物体 课件（22张）

浙科版2019版选择性必修三第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第二章植物细胞工程第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节通过体细胞杂交可获得新的植物体素养目标植物体细胞杂交：将两个来自不同种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并将杂种细胞培育成新的植物体的技术。植物体杂交技术是如何实现的？由该技术培育出的新品种有什么特点呢？1．原生质体优势：没有细胞壁的阻碍，更容易被转入外源

基因，是植物基因工程的理想受体。同时，没有了坚硬

致密的细胞壁的阻碍，植物细胞之间的融合得以实现。2．原生质体应用及意义：标志着植物细胞工程技术又向前迈进

了一步，为植物细胞工程和基因工程的研究提供了先进

的实验体系，具有重要的理论研究和实际应用价值。一、成功培养原生质体是植物体细胞杂交技术的基础原生质体的概念：植物细胞除去壁后的部分，包括细胞膜、细胞质、和细胞核。（呈球形）3．获得原生质体的具体方法

处理目的用较高渗透压溶液处理细胞(用0.5~0.6mol/L的甘露醇或一定浓度的蔗糖）是使细胞处于微弱的质壁分离状态，这样有利于完整的原生质体的释放，防止原生质体被破坏 用纤维素酶和果胶酶混合液处理根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞 消化除去细胞壁，获得球形的原生质体 1．材料分析注意点(1)自然界的材料，先进行消毒处理，酶溶液用G6玻璃砂漏斗过滤灭菌。将材料放入0.5～0.6mol·L－1的甘露醇溶液环境中，用纤维素酶和果胶酶处理，前者目的是使细胞处于微弱的质壁分离状态，以利于完整的原生质体的释放，后者主要目的是消化除去细胞壁，获得球形的原生质体。(2)愈伤组织和悬浮细胞与叶材料相比，处理时常用酶活性强且浓度大；要获得产量高，质量好，且易分裂的原生质体，选择合适的基因型材料最关键；愈伤组织或细胞悬浮培养物，一般需继代培养多次后，才能用于获得原生质体；为避免消毒剂对材料的损伤，可选择灭菌培养后的材料；在较高渗透压下，酶液中细胞会发生质壁分离，有利于酶消化细胞壁。培养原生质体拓展分析2．原生质体活性的鉴定方法：观察是否有胞质环流；染色法；

以氧的摄入为指标，表示呼吸强度。3．影响原生质体分离的数量和质量的因素：材料的种类和生理状态；酶的种类、酶解时间和温度；酶液的浓度；分离与纯化的方法等。4．原生质体培养时的培养基渗透压应低于原生质体分离时的渗透压，原生质体培养时，其再生出细胞壁是其能进行有丝分裂的前提。典例下图是烟草叶片原生质体分离和培养的流程图。请回答下列问题：(1)酶解时，在纤维素酶和果胶酶的混合液中，还需添加__________来提高混合液的渗透压，以便获得完整的原生质体。(2)获得原生质体后，可用______________法检测原生质体是否存活。然后将原生质体制成悬浮液，滴加在________________上，用显微镜观察并计数。要判定原生质体是否已形成细胞壁，甘露醇红墨水染色血细胞计数板可用________________法鉴别。(3)欲通过原生质体培养得到愈伤组织，从培养基的成分(除琼脂外)考虑，配制培养基时需要注意的主要方面是________________________________________。【解析】(1)为防止原生质体吸水涨破，可加入适宜浓度的甘露醇溶液来提高混合液的渗透压。(2)活细胞的细胞膜具有选择透过性，红墨水为非细胞生长所需物质，不会被吸收，而死细胞的细胞膜变为全透性，红墨水可进入使细胞染色；细胞显微计数的常用装置为血细胞计数板；将形成细胞壁的细胞置于较高浓度的溶液中会发生质壁分离现象。(3)植物组织培养过程中需要适当配比的营养物质和植物生长调节剂诱导，才能顺利发生脱分化，形成愈伤组织。质壁分离营养物质和植物生长调节剂的适当配比（二）回答与基因工程和植物克隆有关的问题：

（1）为了获取某植物叶片无菌的原生质体，先将叶片经表面消毒并去除下表皮，再将其置于经_______处理的较高渗透压的混合酶液中。酶解后，经多次离心获得原生质体。然后测定该原生质体的活性，可采用的方法有___________________（答出2点即可）。过滤灭菌红墨水染色法、渗透吸水法真题［2020浙江1月］原理：体细胞杂交利用了细胞膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。二、由杂种细胞培育出的新植物体可能会具有新的特性植物体细胞杂交：将两个来自不同种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并将其培育成新植物体的技术。杂交的两个细胞用纤维素酶、果胶酶处理细胞壁原生质体Ａ、Ｂ经离心、振动、电刺激用聚二乙醇（PEG）诱导融合后的原生质体杂种细胞脱分化细胞分裂愈伤组织杂种植株再分化原生质体融合植物组织培养过程去壁再生细胞壁（植物体细胞融合完成的标志，细胞才能分裂）过程(1)用酶解法获得原生质体。(2)通过一定的技术手段如电刺激、离心、振荡、聚乙二醇等诱导，实现原生质体的融合。(3)一个融合体系中的细胞并非均为杂种细胞，两个不同亲本的原生质体混合后经诱导融合，实际上得到的是各种原生质体的混合物，包括未融合的、部分融合的、同种细胞融合的、不同种细胞融合的原生质体。意义：克服远缘杂交的不亲和性，获得新品种。（没有产生新物种）

植物体细胞杂交技术的应用(1)通过原生质体融合已获得多种植物种间、属间甚至是科间的杂种细胞、愈伤组织，有些还进而分化成苗。(2)在某些作物的野生种与栽培种之间的体细胞杂交方面也进行了大量的研究，希望将野生种的抗虫、抗病毒等有益性状转移到栽培种中。小思考：利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？【答案】孟德尔的遗传规律发生在有性生殖的减数分裂过程中，而植物体细胞杂交过程中细胞增殖的方式是有丝分裂，没有减数分裂，故此过程遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传规律。1978年,梅尔彻斯等科学家首次利用植物体细胞杂交技术获得了马铃薯和番茄的属间体细胞杂种“马铃薯-番茄”植株。以下是植物体细胞杂交技术的流程图,其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞,所含有的染色体组分别是AA和BB。请据图分析回答问题。应用：植物体细胞杂交的基本流程1.图中①过程的目的是什么?所用的酶有哪些?去除细胞壁,获得原生质体。纤维素酶和果胶酶。2.将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养,再经过②③过程,得到的c的细胞类型有哪些?(只考虑细胞两两融合,用染色体组成表示)AAAA、BBBB、AABB。3.在使用化学法进行②过程时,常使用的化学试剂是什么?聚乙二醇。4.通过⑥过程获得的植株,是否一定会表现出甲、乙的性状?为什么?不一定。杂种细胞培养过程中可能出现染色体的丢失、结构异常等情况,基因之间、基因与基因产物之间、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,两种生物的基因结合到一个细胞中之后,不一定能按照原来的顺序表达。5.在植物体细胞杂交过程中,酶解法去除细胞壁、原生质体融合和植物组织培养三个阶段的主要原理分别是什么?酶的专一性、细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。6.图中④⑤阶段都需要光照吗？7.若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄­马铃薯”细胞在有丝分裂后期含有多少条染色体？8.若杂种细胞培育成的“番茄­马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于几倍体植株？6.④脱分化阶段不需要给予光照，⑤再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。7.2(m＋n)条。8.单倍体植株。[归纳提升]植物体细胞杂交后代的遗传变化亲

本P1:2n(Aabb)与P2:2m(ccDd)生殖类型无性生殖,育种过程中不遵循孟德尔定律变异类型染色体数目变异染色体数两亲本染色体数之和,即2n+2m染色体组数两亲本染色体组数之和,即2+2基因组成两亲本基因型之和,即AabbccDd例题.下图为A、B植物体细胞融合后再生出新植株的部分过程示意图,据图分析,以下相关叙述不正确的是(

)A.①过程的关键环节是使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁B.②过程可用聚乙二醇等诱导剂进行诱导C.原生质体融合成为一个新的杂种细胞的标志是出现新的细胞核D.亲本植物A的细胞与亲本植物B的细胞诱导融合后,形成的杂种细胞中两两融合的细胞类型有3种C（二）某小组欲进行烟草原生质体分离与培养的研究，请回答：

（1）原生质体的分离：在无菌条件才，取烟草无菌苗的叶片，放入含有0.5mol/L的甘露醇（维持较高渗透压）的___________混合液处理，经过离心纯化后获得原生质体。

原生质体的培养：将原生质体进行培养，重新长出细胞壁，形成胚性细胞，此时，应该___________培养基中甘露醇的浓度，以利于胚性细胞继续培养形成细胞团，然后经两次途径形成再生植株。途径一：细胞团形成球形胚、__________和胚状体，最好发育成植株。途径二：细胞团增殖为愈伤组织，然后在发芽培养基上又到出芽，切割芽经过生根后形成完整植株。上述发芽培养基中含量相对较高的激素是___________、胚性细胞的主要特点是______。（A.

液泡小、细胞核小

B.

液泡大、细胞核大

C.液泡大、细胞核小

D.

液泡小、细胞核大）

（3）为了对烟草的某些性状进行改良，分离