2.2通过植物体细胞杂交获得新的植物体课件高二下学期生物人教版选择性必修3

发散思维：如何让番茄—马铃薯图成真？第二节

通过体细胞杂交可获得新的植物体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。1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？2．有没有一种温和的去壁方法呢？3．两个原生质体能发生融合与细胞膜的什么特性有关？4．如何将杂种细胞培育成杂种植株？请思考：思考1：两细胞融合的原理是？不同植物的体细胞发生融合，遇到的第一个障碍是什么？如何去掉细胞壁呢？酶解法果胶酶纤维素酶原生质体一、成功培养原生质体是植物体细胞杂交技术的基础1、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2、优势：没有细胞壁的阻碍①更容易被转入外源基因，是植物基因工程的理想受体②植物细胞之间的融合得以实现植物细胞工程3、制备方法原生质层：液泡膜、细胞膜及两者之间的部分在0.5~0.6mol/L的甘露醇（或一定浓度的蔗糖）环境下，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形成高渗环境，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对细胞处理和培养过程中所用的材料和试剂要经过什么处理？用G6玻璃砂漏斗过滤灭菌消毒/无菌培养材料原生质体培养程序示意图①预处理即对烟草植株限制供水②取幼叶常规表面消毒后在无菌条件下剥去外表皮切成4cm的小块③加入混合酶液（纤维素酶2%和果胶酶0.5%）并加入的0.7mol甘露醇0.1mmolCaCl2.PH5.6④将小块烟叶放入混合酶液25℃处理8~10小时⑤过滤、离心、洗涤（0.7mol甘露醇液含0.1mmolCaCl2

）。如此2~3次、得原生质体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，在经________处理的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，以便获得完整的无菌原生质体。(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，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___________________________。甘露醇/蔗糖血细胞计数板观察是否有胞质环流质壁分离植物生长调节剂的适当配比红墨水染色法、呼吸速率测定过滤除菌原生质体活力测定A、形态识别

形态完整、富含细胞质、颜色新鲜的正常球形，放入低渗溶液中，可正常膨大。原生质体活力测定B、荧光显微镜识别(FDA法)

本身不发荧光也不具有极性，能自由穿过细胞质膜。活细胞内FDA可以被酯酶裂解，将能发荧光的极性部分释放出来。荧光素则不能自由穿越质膜，在完整的活细胞内积累。使用浓度：0.01%原生质体活力测定C、酚藏花红染色法（0.1%)酚藏花红能使无活力的原生质体染成红色，有活力的原生质体不着色。

伊凡蓝(Evan’sblue)染色法(0.025%)有活力但受损伤的细胞和死细胞能够摄取这种染料，活细胞不摄取。 思考2：

两个原生质体如何融合在一起呢？体现了细胞膜的流动性物理法:化学法:电刺激法、离心法、振荡法等聚乙二醇（PEG）活细胞互相紧密接触前提下，给予短暂的高压脉冲，引起细胞膜的穿透，随后细胞膜发生结合导致细胞融合。植物细胞A植物细胞B去壁去壁原生质体A原生质体B融合原生质体AB酶解法融合原理及常用方法？物理方法：离心、振荡、电刺激化学方法：聚乙二醇（PEG）得到的一定是目标杂种细胞么？专一性原理：生物膜流动性植物体细胞杂交过程杂种细胞AB再生细胞壁细胞融合成功的标志原生质体两两融合，培养基中可能会出现哪些细胞类型？重组类型培养基中细胞类型AAABBBAB筛选！植物细胞A植物细胞B去壁去壁原生质体A原生质体B融合原生质体AB再生细胞壁杂种细胞AB脱分化愈伤组织杂种植株再分化原生质体融合植物组织培养酶解法利用杂种细胞获得杂种植株所依据的原理？原理：生物膜流动性杂交细胞的筛选植物体细胞杂交过程原理：植物细胞全能性原因：一个融合体系中细胞并非均为杂种细胞获得的杂种植株是否一定能表现出人们所期望的性状？可能原因？杂种植株的鉴定和选育（必要）1978年梅尔彻斯等用植物体细胞杂交技术培育出的马铃薯-番茄“Pomato”，外形倾向于番茄植株，花和叶具有杂种特点，并结有畸形的小果实，但在根部没有形成块茎。番茄基因抑制了马铃薯块茎生成基因的表达；杂种细胞融合/培养过程中可能出现染色体丢失、结构异常等情况白菜甘蓝白菜—甘蓝二、由杂种细胞培育出的新植物体可能会具有新的特性美国的科学家曾经选择了两种烟草进行细胞融合．这两种烟草,一种是产量很高的栽培品种,一种是抗病害能力很强的野生种．融合的细胞再经过培养,长成了一株面目一新的烟草．它兼有高产和抗病害的优点,而且能直接繁育后代．一个优良的新品种就此产生！已获得多种植物种间、属间甚至是科间的杂种细胞、愈伤组织植物体细胞杂交技术的优点：打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍“白菜—甘蓝”是科学家用植物细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期短，耐热性强和易储存等优点。下图是“白菜—甘蓝”培育过程示意图，请完成下列有关问题：(1)由杂种细胞D培育成“白菜—甘蓝”植株，采用的技术手段是_____________。该过程说明植物细胞具有______________。(2)要制备“白菜—甘蓝”的人工种子，要在e步骤选取具有生根发芽能力的____________(结构)，包裹上人造种皮制得。(3)在a过程中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是_________，融合依据的原理是__________________。植物组织培养全能性胚状体聚乙二醇细胞膜的流动性（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__________，最后发育成植株。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___________

（3）为了对烟草的某些性状进行改良，分离得到两种烟草的原生质体，通过___________方法将它们的遗传物质组合在一起，经培养获得具有新性状的再生植株，提取再生植株的DNA鉴定遗传物质是否成功重组。真题2016年10月（二）（1）纤维素酶和果胶酶

（2）降低

胚状体

细胞分裂素

D

（3）原生质体融合

PCR

本节小结项目植物组织培养植物体细胞杂交技术所属范畴原理步骤意义联系保持优良性状,繁殖速度快、大规模生产提高经济效益植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术①去除细胞壁②融合形成杂种细胞③组织培养细胞全能性细胞膜一定的流动性、细胞全能性染色体畸变、基因重组无性繁殖①脱分化②再分化克服不同种生物远缘杂交的障碍为何不直接用配子杂交？1、获得原生质体的方法是:__________________________________3、细胞融合的原理：_______________________2、诱导原生质体融合的方法是：_______________________________________3、植物体细胞杂交成功的标志是：________________________4、植物体细胞杂交需要用的技术包括：_______________________5、植物体细胞杂交与有杂交相比其优点是：_______________________课堂小结：酶解法：纤维素酶和果胶酶(在高渗溶液中）细胞膜具有一定的流动性化学方法：聚乙二醇物理方法：振动、电刺激、离心融合的原生质体形成细胞壁植物细胞融合和植物组织培养克服了远源亲本交杂不亲和的障碍(4)要获得上图中白菜和甘蓝的原生质体，首先需要分别除去白菜和甘蓝细胞的细胞壁。现提供以下材料和用具：紫色洋葱磷片叶、适宜浓度的蔗糖溶液、纤维素酶和果胶酶、蒸馏水、镊子、显微镜、载玻片等。请你从中选择合适的材料，完成下面检验是否已除去细胞壁实验的方法步骤，并预测和解释实验结果。主要实验步骤：①选取适宜浓度的蔗糖溶液，加入适量纤维素酶和果胶酶配制成细胞壁分解液。其中选取适宜浓度的蔗糖溶液而不用蒸馏水的理由是：适宜浓度的蔗糖溶液______________________________________________________。可防止原生质体过度吸水涨破(保持原生质体正常的形态)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在这个过程中，哪一步实现起来相对可能存在难度？分化的组织愈伤组织脱分化分化的组织再分化图示为“白菜-甘蓝”杂种植株的培育过程，请回答下列问题:(1)步骤①需要用到的试剂是什么?(2)步骤②所用的方法有哪些?(3)经过步骤③得到的杂种细胞和融合的原生质体的区别是什么?(4)杂种细胞能发育成“白菜-甘蓝”植株的理论基础是什么?纤维素酶、果胶酶电刺激、离心、振荡、聚乙二醇（PEG）等杂种细胞具有细胞壁植物细胞的全能性课后简答题（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____