2.2通過植物體細(xì)胞雜交獲得新的植物體課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

發(fā)散思維：如何讓番茄—馬鈴薯圖成真？第二節(jié)

通過體細(xì)胞雜交可獲得新的植物體將兩個(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)。1．你認(rèn)為兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞完成融合，遇到的第一個(gè)障礙是什么？2．有沒有一種溫和的去壁方法呢？3．兩個(gè)原生質(zhì)體能發(fā)生融合與細(xì)胞膜的什么特性有關(guān)？4．如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？請思考：思考1：兩細(xì)胞融合的原理是？不同植物的體細(xì)胞發(fā)生融合，遇到的第一個(gè)障礙是什么？如何去掉細(xì)胞壁呢？酶解法果膠酶纖維素酶原生質(zhì)體一、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)1、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2、優(yōu)勢：沒有細(xì)胞壁的阻礙①更容易被轉(zhuǎn)入外源基因，是植物基因工程的理想受體②植物細(xì)胞之間的融合得以實(shí)現(xiàn)植物細(xì)胞工程3、制備方法原生質(zhì)層：液泡膜、細(xì)胞膜及兩者之間的部分在0.5~0.6mol/L的甘露醇（或一定濃度的蔗糖）環(huán)境下，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)胞形成高滲環(huán)境，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)體被破壞對細(xì)胞處理和培養(yǎng)過程中所用的材料和試劑要經(jīng)過什么處理？用G6玻璃砂漏斗過濾滅菌消毒/無菌培養(yǎng)材料原生質(zhì)體培養(yǎng)程序示意圖①預(yù)處理即對煙草植株限制供水②取幼葉常規(guī)表面消毒后在無菌條件下剝?nèi)ネ獗砥で谐?cm的小塊③加入混合酶液（纖維素酶2%和果膠酶0.5%）并加入的0.7mol甘露醇0.1mmolCaCl2.PH5.6④將小塊煙葉放入混合酶液25℃處理8~10小時(shí)⑤過濾、離心、洗滌（0.7mol甘露醇液含0.1mmolCaCl2

）。如此2~3次、得原生質(zhì)體下圖是煙草葉片原生質(zhì)體分離和培養(yǎng)的流程圖。請回答下列問題：(1)酶解時(shí)，在經(jīng)________處理的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，以便獲得完整的無菌原生質(zhì)體。(2)獲得原生質(zhì)體后，可用___________________法檢測原生質(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，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___________________________。甘露醇/蔗糖血細(xì)胞計(jì)數(shù)板觀察是否有胞質(zhì)環(huán)流質(zhì)壁分離植物生長調(diào)節(jié)劑的適當(dāng)配比紅墨水染色法、呼吸速率測定過濾除菌原生質(zhì)體活力測定A、形態(tài)識(shí)別

形態(tài)完整、富含細(xì)胞質(zhì)、顏色新鮮的正常球形，放入低滲溶液中，可正常膨大。原生質(zhì)體活力測定B、熒光顯微鏡識(shí)別(FDA法)

本身不發(fā)熒光也不具有極性，能自由穿過細(xì)胞質(zhì)膜?；罴?xì)胞內(nèi)FDA可以被酯酶裂解，將能發(fā)熒光的極性部分釋放出來。熒光素則不能自由穿越質(zhì)膜，在完整的活細(xì)胞內(nèi)積累。使用濃度：0.01%原生質(zhì)體活力測定C、酚藏花紅染色法（0.1%)酚藏花紅能使無活力的原生質(zhì)體染成紅色，有活力的原生質(zhì)體不著色。

伊凡藍(lán)(Evan’sblue)染色法(0.025%)有活力但受損傷的細(xì)胞和死細(xì)胞能夠攝取這種染料，活細(xì)胞不攝取。 思考2：

兩個(gè)原生質(zhì)體如何融合在一起呢？體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性物理法:化學(xué)法:電刺激法、離心法、振蕩法等聚乙二醇（PEG）活細(xì)胞互相緊密接觸前提下，給予短暫的高壓脈沖，引起細(xì)胞膜的穿透，隨后細(xì)胞膜發(fā)生結(jié)合導(dǎo)致細(xì)胞融合。植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B去壁去壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B融合原生質(zhì)體AB酶解法融合原理及常用方法？物理方法：離心、振蕩、電刺激化學(xué)方法：聚乙二醇（PEG）得到的一定是目標(biāo)雜種細(xì)胞么？專一性原理：生物膜流動(dòng)性植物體細(xì)胞雜交過程雜種細(xì)胞AB再生細(xì)胞壁細(xì)胞融合成功的標(biāo)志原生質(zhì)體兩兩融合，培養(yǎng)基中可能會(huì)出現(xiàn)哪些細(xì)胞類型？重組類型培養(yǎng)基中細(xì)胞類型AAABBBAB篩選！植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B去壁去壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B融合原生質(zhì)體AB再生細(xì)胞壁雜種細(xì)胞AB脫分化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)酶解法利用雜種細(xì)胞獲得雜種植株所依據(jù)的原理？原理：生物膜流動(dòng)性雜交細(xì)胞的篩選植物體細(xì)胞雜交過程原理：植物細(xì)胞全能性原因：一個(gè)融合體系中細(xì)胞并非均為雜種細(xì)胞獲得的雜種植株是否一定能表現(xiàn)出人們所期望的性狀？可能原因？雜種植株的鑒定和選育（必要）1978年梅爾徹斯等用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育出的馬鈴薯-番茄“Pomato”，外形傾向于番茄植株，花和葉具有雜種特點(diǎn)，并結(jié)有畸形的小果實(shí)，但在根部沒有形成塊莖。番茄基因抑制了馬鈴薯塊莖生成基因的表達(dá)；雜種細(xì)胞融合/培養(yǎng)過程中可能出現(xiàn)染色體丟失、結(jié)構(gòu)異常等情況白菜甘藍(lán)白菜—甘藍(lán)二、由雜種細(xì)胞培育出的新植物體可能會(huì)具有新的特性美國的科學(xué)家曾經(jīng)選擇了兩種煙草進(jìn)行細(xì)胞融合．這兩種煙草,一種是產(chǎn)量很高的栽培品種,一種是抗病害能力很強(qiáng)的野生種．融合的細(xì)胞再經(jīng)過培養(yǎng),長成了一株面目一新的煙草．它兼有高產(chǎn)和抗病害的優(yōu)點(diǎn),而且能直接繁育后代．一個(gè)優(yōu)良的新品種就此產(chǎn)生！已獲得多種植物種間、屬間甚至是科間的雜種細(xì)胞、愈傷組織植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：打破生殖隔離，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙“白菜—甘藍(lán)”是科學(xué)家用植物細(xì)胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種，它具有生長周期短，耐熱性強(qiáng)和易儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)。下圖是“白菜—甘藍(lán)”培育過程示意圖，請完成下列有關(guān)問題：(1)由雜種細(xì)胞D培育成“白菜—甘藍(lán)”植株，采用的技術(shù)手段是_____________。該過程說明植物細(xì)胞具有______________。(2)要制備“白菜—甘藍(lán)”的人工種子，要在e步驟選取具有生根發(fā)芽能力的____________(結(jié)構(gòu))，包裹上人造種皮制得。(3)在a過程中誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合最常用的誘導(dǎo)劑是_________，融合依據(jù)的原理是__________________。植物組織培養(yǎng)全能性胚狀體聚乙二醇細(xì)胞膜的流動(dòng)性（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__________，最后發(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)基中含量相對較高的激素是___________

（3）為了對煙草的某些性狀進(jìn)行改良，分離得到兩種煙草的原生質(zhì)體，通過___________方法將它們的遺傳物質(zhì)組合在一起，經(jīng)培養(yǎng)獲得具有新性狀的再生植株，提取再生植株的DNA鑒定遺傳物質(zhì)是否成功重組。真題2016年10月（二）（1）纖維素酶和果膠酶

（2）降低

胚狀體

細(xì)胞分裂素

D

（3）原生質(zhì)體融合

PCR

本節(jié)小結(jié)項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)所屬范疇原理步驟意義聯(lián)系保持優(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)①去除細(xì)胞壁②融合形成雜種細(xì)胞③組織培養(yǎng)細(xì)胞全能性細(xì)胞膜一定的流動(dòng)性、細(xì)胞全能性染色體畸變、基因重組無性繁殖①脫分化②再分化克服不同種生物遠(yuǎn)緣雜交的障礙為何不直接用配子雜交？1、獲得原生質(zhì)體的方法是:__________________________________3、細(xì)胞融合的原理：_______________________2、誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是：_______________________________________3、植物體細(xì)胞雜交成功的標(biāo)志是：________________________4、植物體細(xì)胞雜交需要用的技術(shù)包括：_______________________5、植物體細(xì)胞雜交與有雜交相比其優(yōu)點(diǎn)是：_______________________課堂小結(jié)：酶解法：纖維素酶和果膠酶(在高滲溶液中）細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性化學(xué)方法：聚乙二醇物理方法：振動(dòng)、電刺激、離心融合的原生質(zhì)體形成細(xì)胞壁植物細(xì)胞融合和植物組織培養(yǎng)克服了遠(yuǎn)源親本交雜不親和的障礙(4)要獲得上圖中白菜和甘藍(lán)的原生質(zhì)體，首先需要分別除去白菜和甘藍(lán)細(xì)胞的細(xì)胞壁?，F(xiàn)提供以下材料和用具：紫色洋蔥磷片葉、適宜濃度的蔗糖溶液、纖維素酶和果膠酶、蒸餾水、鑷子、顯微鏡、載玻片等。請你從中選擇合適的材料，完成下面檢驗(yàn)是否已除去細(xì)胞壁實(shí)驗(yàn)的方法步驟，并預(yù)測和解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。主要實(shí)驗(yàn)步驟：①選取適宜濃度的蔗糖溶液，加入適量纖維素酶和果膠酶配制成細(xì)胞壁分解液。其中選取適宜濃度的蔗糖溶液而不用蒸餾水的理由是：適宜濃度的蔗糖溶液______________________________________________________?？煞乐乖|(zhì)體過度吸水漲破(保持原生質(zhì)體正常的形態(tài))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)律在這個(gè)過程中，哪一步實(shí)現(xiàn)起來相對可能存在難度？分化的組織愈傷組織脫分化分化的組織再分化圖示為“白菜-甘藍(lán)”雜種植株的培育過程，請回答下列問題:(1)步驟①需要用到的試劑是什么?(2)步驟②所用的方法有哪些?(3)經(jīng)過步驟③得到的雜種細(xì)胞和融合的原生質(zhì)體的區(qū)別是什么?(4)雜種細(xì)胞能發(fā)育成“白菜-甘藍(lán)”植株的理論基礎(chǔ)是什么?纖維素酶、果膠酶電刺激、離心、振蕩、聚乙二醇（PEG）等雜種細(xì)胞具有細(xì)胞壁植物細(xì)胞的全能性課后簡答題（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。然后測定該原生質(zhì)體的活性，可采用的方法有____