++2.1植物细胞工程++第3课时++植物体细胞杂交技术课件-【知识精讲精研】高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第2章

细胞工程第1节

植物细胞工程第3课时

植物体细胞杂交技术植物组织培养技术植物体细胞杂交技术植物细胞工程的基本技术要培育出如图所示的番茄—马铃薯利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？不能，因为不同种生物之间存在着生殖隔离。

于是，这些科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。1、概念将不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。融合实例:+=白菜甘蓝白菜-甘蓝一、植物体细胞杂交技术2、原理（1）细胞膜的流动性（原生质体融合）（2）植物细胞具有全能性（杂种细胞培养成杂种植株）细胞融合初期人细胞鼠细胞人鼠杂交细胞细胞融合细胞融合37°培养40min参考动物细胞融合，若是植物细胞之间的杂交，则应先做什么？得到杂种细胞后，如何培育成植株？去除细胞壁（获得原生质体）原生质体：是指去除细胞壁后的植物细胞原生质层：是指植物细胞的液泡膜、细胞膜及其之间的细胞质构成的红色荧光素标记的抗体绿色荧光素标记的抗体动物细胞杂交技术二、植物体细胞杂交过程①去壁原因：

。②方法：

。③相关酶：

。为什么用上述酶？酶解法利用了原理？④纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇的原因是？细胞壁阻碍着细胞间的杂交酶解法纤维素酶和果胶酶酶的专一性。（1）去除细胞壁使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破，保持原生质体正常。1、操作要点植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶构成。二、植物体细胞杂交过程物理方法：电融合法、离心法化学方法：聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法细胞膜具有流动性

（2）原生质体间的融合①原理：②方法：1、操作要点优点：对细胞无毒害作用，操作简便，可重复性好优点：使用方便，融合频率高缺点：有一定的毒性对某些细胞不适用（如卵细胞）二、植物体细胞杂交过程二、植物体细胞杂交过程（1）植物细胞融合完成的标志:融合的原生质体重新生成新的细胞壁质壁分离和质壁分离复原实验验证再生出新壁的实验：在此过程中活跃的细胞器是：线粒体和高尔基体2、标志二、植物体细胞杂交过程（2）植物体细胞杂交完成的标志：培育成新植物体A细胞B细胞A原生质体①B原生质体①正在融合的原生质体②杂种细胞③愈伤组织④杂种植株⑤移栽后的植株⑥①去除细胞壁纤维素酶去壁：酶解法果胶酶②诱导融合物理法：化学法电融合法、离心法聚乙二醇（PEG）融合法高Ca2+

-高pH融合法等③细胞壁再生④脱分化⑤再分化⑥移栽植物细胞融合植物组织培养植物细胞的全能性细胞膜的流动性3、过程总结体细胞融合成功后培养基中共有

种细胞类型（），其中融合细胞类型有3种（），而真正符合要求的是AB，因此要对融合细胞进行筛选。（1）细胞融合后，共有几种细胞类型？融合细胞有几种，符合要求的是哪种？AB5A、B、AA、BB、ABAA、BB、AB①未融合的细胞：A、B②两两融合的细胞：AA、BB、AB③多细胞融合体思考：（2）获得的所有细胞一定是需要的杂交细胞吗？不一定，诱导融合后的产物有三类：二、植物体细胞杂交过程有关植物体细胞杂交的三个易错点4、变异类型染色体数目变异

生殖类型分裂方式染色体数染色体组数基因组成无性繁殖，育种过程中不遵循孟德尔定律有丝分裂两亲本染色体数之和。2n+2m两亲本染色体组数之和。2+2两亲本基因型之和。AaBbCcDd5、研究现状

仍有许多理论与技术问题没有解决，还不能让杂种植株表现出人们所需要的所有性状。二、植物体细胞杂交过程植物体细胞杂交育种四倍体杂交育种诱导多倍体四倍体二倍体如何处理植株使其可育？看减数分裂联会、配对能否正常进行！①若亲本植株可育，

则杂种植株可育。②杂种植株是不同于

亲本的新物种。1、优点：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。三、植物体细胞杂交技术的优缺点思考：例如“番茄-马铃薯”并没有地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么？

生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，它们不能像在原植株细胞内实现有序表达，因此不能按照人们的要求；表现出亲本所有的性状。2、缺点：三、植物体细胞杂交技术的优缺点项目植物组织培养植物体细胞杂交原理过程结果意义植物组织培养和植物体细胞杂交技术比较植物细胞的全能性细胞膜的流动性植物细胞的全能性完整植株杂种植株繁殖速度快、不受自然生长季节限制打破生殖隔离，实现远缘杂交育种三、植物体细胞杂交技术的优缺点概念过程变异类型原理育种类型原理过程花药离体培养植物细胞的全能性操作步骤脱分化再分化外植体根、芽、胚状体愈伤组织外植体消毒接种切块形成愈伤组织诱导生芽生根植物组织培养植物细胞融合原生质体制备原生质体融合植物体细胞杂交植物组织培养植物细胞工程优缺点课堂小结细胞膜的流动性植物细胞的全能性+=白菜甘蓝白菜-甘蓝1、白菜（2N=18）与甘蓝（2N=18）体细胞杂交所得植株白菜-甘蓝的细胞染色体数为

，属于

倍体。36

（异源）四

2、白菜（2N=18）与甘蓝（2N=18）进行杂交（相互授粉），所得植株白菜-甘蓝的细胞染色体数为

，属于

倍体。（异源）二

18

基因重组染色体数目变异课堂练习3、若植株A和植株B细胞结构如图所示，A有X条染色体，B有Y条染色体，通过植物细胞融合技术获得杂种细胞AB①杂种细胞的染色体数为______②杂种细胞的基因型为__________③杂种细胞中染色体组数为________④得到的杂种植株为____倍体⑤理论上该植株可育吗？

___________________________________________________⑥得到的杂种植株与植株A和植株B还是同一物种吗？_____________________________________________X+YDdYyRr4四可育，有同源染色体，同源染色体能联会，可形成配子异源四倍体不是，因为存在生殖隔离（无法产生可育后代）课堂练习4、如图是“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程，其中①～⑤表示过程，字母表示细胞、组织或植株。下列相关叙述正确的是（）CA.过程①表示在低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体B.过程②诱导原生质体融合依据的原理是细胞膜具有选择透过性C.可以根据是否发生质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生D.植物有性杂交和体细胞杂交都能克服远缘杂交不亲和的障碍课堂练习C5、如图为通过矮牵牛原生质体形成再生植株的过程，有关叙述错误的是（）A.过程①用纤维素酶和果胶酶获得原生质体B.过程②是基因选择性表达的结果C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生D.原生质体无细胞壁但仍保持细胞的全能性课堂练习1、判断（1）高度分化的细胞，只有发育成一个完整的生物个体，才能体现出细胞的全能性。（）（2）植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。（）（3）植物激素中的生长素和赤霉素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。（）（4）试管苗在诱导形成后，就可以直接移栽到土壤中，不过还需要适时浇水、施肥。（）（5）植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞。（）（6）植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术。（）（7）植物体细胞杂交就是利用一定的方法将去除细胞壁的不同来源的植物细胞融合为杂种细胞的过程。（）（8）若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞有3种类型。（）×√×××√×√作业B2、植物组织培养可以形成愈伤组织，下列有关愈伤组织的叙述