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(共25张PPT)
第一节 植物细胞工程
第2章 细胞工程
第二课时
01
植物体细胞杂交技术
01
植物体细胞杂交技术
02
比较植物组织培养与植物体细胞杂交技术
目录
03
即时训练
从社会中来
但该番茄—马铃薯不能利用传统有性杂交方法实现，因为两个物种存在天然的生殖隔离。
番茄-马铃薯（想象图）
×
×
=
How？
1. 植物体细胞杂交技术的概念是什么？
2. 融合两个来自不同植物的体细胞，第一步解
决什么问题？什么方法可以温和地去除细胞壁的
同时不伤害原生质体呢？
3. 把原生质体放在一起不能自然融合，能诱导原生质体融合的方法有哪些？与细胞膜的什么特性有关？
4.细胞融合后，产生几种细胞类型？符合要求的是哪种？
5.如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步如何将杂种细胞培育成杂种植株？
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请同学们自主阅读教材P36-38，小组合作思考讨论完成问题：
一、植物体细胞杂交技术
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。
2. 过 程：
①去壁、融合
去壁
去壁
A细胞
B细胞
A原生质体
B原生质体
酶解法：
专一性
纤维素酶、
果胶酶
融合
正在融合的原生质体
原理:
细胞膜具有流动性
物理法：
化学法：
电融合法、离心法等
聚乙二醇（PEG）融合法
高Ca2+—高pH融合法等
植物细胞融合完成的标志:
2. 过 程：
去壁
去壁
A细胞
B细胞
A原生质体
B原生质体
融合
正在融合的原生质体
②再生细胞壁
杂种细胞AB
融合的原生质体重新产生细胞壁，形成杂种细胞
主要参与的细胞器：
高尔基体、线粒体
得到一定是杂种细胞AB吗？
去壁
去壁
A细胞
B细胞
A原生质体
B原生质体
融合
正在融合的原生质体
杂种细胞AB
愈伤组织
杂种植株
③脱分化、再分化
2. 过 程：
脱分化
再分化
移栽
培育成新植物体
植物细胞杂交完成的标志:
去壁
去壁
A细胞
B细胞
A原生质体
B原生质体
融合
正在融合的原生质体
杂种细胞AB
愈伤组织
杂种植株
脱分化
再分化
移栽
植物细胞融合
细胞膜的流动性
一、植物体细胞杂交技术
植物组织培养
植物细胞的全能性
一、植物体细胞杂交技术
Q：A、B细胞融合后，产生几种细胞类型？符合要求的是哪种？
有三类：
未进行融合的细胞（A、B）
两两融合的细胞
多细胞融合体（AAAB等）
若只考虑两两融合
AA
AB
BB
√
因此要对融合细胞进行筛选
AB
Q：二倍体番茄和二倍体马铃薯杂交得到的“番茄—马铃薯”有几个染色体组？是几倍体？
四个染色体组、四倍体
生殖类型
变异类型
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
染色体数目变异
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；AaBbCcDd
A植物的染色体数目为2n，基因型为AaBb
B植物的染色体数目为2m，基因型为CcDd
植物体细胞杂交技术
植物体细胞杂交技术所得的杂种植物的染色体数、染色体组数及基因型是二者之和。
+
=
甘蓝
白菜-甘蓝
白菜
实例
利用这项技术，科学家培育出了白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草等杂种植株。
与普通白菜相比，“白菜—甘蓝”具有生长周期短、耐热性强、易贮藏等优点。由此可见，通过植物体细胞杂交可以打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，这是一条培育新品种的有效途径。
是否所有杂交植株都能表达出相应的形状？该技术具有什么局限性？
练习与应用
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。所以"番茄—马铃薯"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，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。
"番茄—马铃薯"杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么
3. 意 义：
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
4. 局限性：
有可能杂交不成功，即使杂交成功也可能不产生人们想要的性状
Q：如何处理植株使其可育？
观察减数分裂联会、配对能否正常进行
Q：植物杂交技术和多倍体育种原理是否一致？
染色体数目变异
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡
细胞核
指的是脱去细胞壁的细胞。动物细胞也可看做是原生质体。
原生质体
成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质。
原生质层
区分原生质体与原生质层
【注意】质壁分离的“质”指的是原生质层
高尔基体
A为2a=20
B为2b=30
50
4
杂种细胞染色体数为？
此过程中起主要作用的细胞器是？
杂种细胞染色体组数为？
从杂种植株的染色体组成上看属于何种变异？
染色体数目变异
02
比较植物组织培养和植物体细胞杂交技术
植物组织培养 植物体细胞杂交技术
原理
过程
意义
联系
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
植物细胞的全能性
离体的植物器官、组织或细胞
愈伤组织
脱分化
再分化
根、芽或胚状体
植物体
生长发育
比较植物组织培养与植物体细胞杂交技术
植物细胞A
植物细胞B
原生质体A
去壁
原生质体B
去壁
人工诱导
融合的原生质体AB
杂种细胞AB
愈伤组织
脱分化
再生细胞壁
杂种植株
再分化
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
克服不同种生物远缘杂交的障碍
3个易错点
(1)误认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞。
植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株。
(2)误认为植物体细胞杂交属于有性生殖。
植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。
(3)误认为杂种植株的变异类型属于基因重组。
杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体，所以变异类型为染色体变异。　
一、植物体细胞杂交技术
概念
植物细胞融合
去细胞壁
过程
变异类型
植物组织培养
再生成细胞壁
原理
原理
过程
花药离体培养
细胞全能性
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
植物体细胞杂交
植物组织培养
植物细胞工程
优缺点
归纳总结
诱导原生质体融合
细胞全能性和细胞膜的流动性
染色体数目变异
练习与应用
1.下图是利用甲、乙两种植物的各自优势，通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列相关叙述错误的是( )
A.进行a处理时能用胰蛋白酶
B.b是诱导融合后得到的杂种细胞
C.c是培养后得到的具有耐盐性状的幼芽
D.进行d选择时要将植株种在高盐环境中
A
即时训练
2. 科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道
提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛
消化道提取液中可能含有什么成分？
纤维素酶和果胶酶
即时训练
B
3．如图表示通过植物细胞工程技术，利用马铃薯细胞
和番茄细胞培育出杂种植株的实验流程，下列相关叙述
错误的是（　　）
A．c过程表示再分化，需要适当时间和强度的光照
B．经a过程处理后的细胞可置于清水中保存待用
C．b过程依赖于细胞膜的流动性
D．甲是呈不定形的薄壁组织团块
即时训练
4．下图是培育“番茄-马铃薯”杂种植株过程图，下列说法
错误的是（　　）
A．过程②诱导原生质体融合，依据的生物学原理是细胞膜的具有流动性
B．②过程诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法
C．与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器是高尔基体
D．上述得到的杂种植株是不可育的
D
即时训练
5．农业生产中，获得异源多倍体植物的常见方式如下图（A、B、C、D代表不同物种的一个染色体组），不正确的是（ ）
A．图中丙含有A和B两个染色体组，因没有同源染色体，不能正常联会导致高度不育
B．操作①常处理幼苗，获得染色体组
加倍的丁，恢复育性
C．操作②常采用纤维素酶和果胶酶处理，
过程③通过脱分化即可形成杂种植株辛
D．方法一一般只能用于亲缘关系较近的
不同物种，方法二则能实现远缘杂交育种
C
6.植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术，具有广泛的应用前景和实用价值。下列对这些操作或应用描述错误的是（ ）
A. 可用PEG诱导植物原生质体融合，再生出细胞壁是融合成功的标志
B. 利用植物组织培养技术可大量获得人参皂甙干粉，且已投入规模化生产
C. 植物培养基中常用的植物生长调节剂一般可以分为生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类
D. 获取植物原生质体时，需在蔗糖浓度高于细胞液浓度的缓冲液中进行，以使细胞发生质壁分离
即时训练
D

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