第2章

細胞工程第1節(jié)

植物細胞工程第3課時

植物體細胞雜交技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物體細胞雜交技術(shù)植物細胞工程的基本技術(shù)要培育出如圖所示的番茄—馬鈴薯利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現(xiàn)嗎？為什么？不能，因為不同種生物之間存在著生殖隔離。

于是，這些科學(xué)家試圖用這兩種植物的體細胞進行雜交，來實現(xiàn)這一美妙的設(shè)想。1、概念將不同來源的植物細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新植物體的技術(shù)。融合實例:+=白菜甘藍白菜-甘藍一、植物體細胞雜交技術(shù)2、原理（1）細胞膜的流動性（原生質(zhì)體融合）（2）植物細胞具有全能性（雜種細胞培養(yǎng)成雜種植株）細胞融合初期人細胞鼠細胞人鼠雜交細胞細胞融合細胞融合37°培養(yǎng)40min參考動物細胞融合，若是植物細胞之間的雜交，則應(yīng)先做什么？得到雜種細胞后，如何培育成植株？去除細胞壁（獲得原生質(zhì)體）原生質(zhì)體：是指去除細胞壁后的植物細胞原生質(zhì)層：是指植物細胞的液泡膜、細胞膜及其之間的細胞質(zhì)構(gòu)成的紅色熒光素標記的抗體綠色熒光素標記的抗體動物細胞雜交技術(shù)二、植物體細胞雜交過程①去壁原因：

。②方法：

。③相關(guān)酶：

。為什么用上述酶？酶解法利用了原理？④纖維素酶和果膠酶的酶溶液中一般加入一定濃度的無機鹽離子和甘露醇的原因是？細胞壁阻礙著細胞間的雜交酶解法纖維素酶和果膠酶酶的專一性。（1）去除細胞壁使溶液具有一定的滲透壓，防止原生質(zhì)體吸水過多而漲破，保持原生質(zhì)體正常。1、操作要點植物細胞的細胞壁主要由纖維素和果膠構(gòu)成。二、植物體細胞雜交過程物理方法：電融合法、離心法化學(xué)方法：聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法細胞膜具有流動性

（2）原生質(zhì)體間的融合①原理：②方法：1、操作要點優(yōu)點：對細胞無毒害作用，操作簡便，可重復(fù)性好優(yōu)點：使用方便，融合頻率高缺點：有一定的毒性對某些細胞不適用（如卵細胞）二、植物體細胞雜交過程二、植物體細胞雜交過程（1）植物細胞融合完成的標志:融合的原生質(zhì)體重新生成新的細胞壁質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原實驗驗證再生出新壁的實驗：在此過程中活躍的細胞器是：線粒體和高爾基體2、標志二、植物體細胞雜交過程（2）植物體細胞雜交完成的標志：培育成新植物體A細胞B細胞A原生質(zhì)體①B原生質(zhì)體①正在融合的原生質(zhì)體②雜種細胞③愈傷組織④雜種植株⑤移栽后的植株⑥①去除細胞壁纖維素酶去壁：酶解法果膠酶②誘導(dǎo)融合物理法：化學(xué)法電融合法、離心法聚乙二醇（PEG）融合法高Ca2+

-高pH融合法等③細胞壁再生④脫分化⑤再分化⑥移栽植物細胞融合植物組織培養(yǎng)植物細胞的全能性細胞膜的流動性3、過程總結(jié)體細胞融合成功后培養(yǎng)基中共有

種細胞類型（），其中融合細胞類型有3種（），而真正符合要求的是AB，因此要對融合細胞進行篩選。（1）細胞融合后，共有幾種細胞類型？融合細胞有幾種，符合要求的是哪種？AB5A、B、AA、BB、ABAA、BB、AB①未融合的細胞：A、B②兩兩融合的細胞：AA、BB、AB③多細胞融合體思考：（2）獲得的所有細胞一定是需要的雜交細胞嗎？不一定，誘導(dǎo)融合后的產(chǎn)物有三類：二、植物體細胞雜交過程有關(guān)植物體細胞雜交的三個易錯點4、變異類型染色體數(shù)目變異

生殖類型分裂方式染色體數(shù)染色體組數(shù)基因組成無性繁殖，育種過程中不遵循孟德爾定律有絲分裂兩親本染色體數(shù)之和。2n+2m兩親本染色體組數(shù)之和。2+2兩親本基因型之和。AaBbCcDd5、研究現(xiàn)狀

仍有許多理論與技術(shù)問題沒有解決，還不能讓雜種植株表現(xiàn)出人們所需要的所有性狀。二、植物體細胞雜交過程植物體細胞雜交育種四倍體雜交育種誘導(dǎo)多倍體四倍體二倍體如何處理植株使其可育？看減數(shù)分裂聯(lián)會、配對能否正常進行?、偃粲H本植株可育，

則雜種植株可育。②雜種植株是不同于

親本的新物種。1、優(yōu)點：打破生殖隔離，實現(xiàn)遠緣雜交育種，培育植物新品種。三、植物體細胞雜交技術(shù)的優(yōu)缺點思考：例如“番茄-馬鈴薯”并沒有地上結(jié)番茄，地下長馬鈴薯，這是為什么？

生物體內(nèi)基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，雜種植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達相互干擾，它們不能像在原植株細胞內(nèi)實現(xiàn)有序表達，因此不能按照人們的要求；表現(xiàn)出親本所有的性狀。2、缺點：三、植物體細胞雜交技術(shù)的優(yōu)缺點項目植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交原理過程結(jié)果意義植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術(shù)比較植物細胞的全能性細胞膜的流動性植物細胞的全能性完整植株雜種植株繁殖速度快、不受自然生長季節(jié)限制打破生殖隔離，實現(xiàn)遠緣雜交育種三、植物體細胞雜交技術(shù)的優(yōu)缺點概念過程變異類型原理育種類型原理過程花藥離體培養(yǎng)植物細胞的全能性操作步驟脫分化再分化外植體根、芽、胚狀體愈傷組織外植體消毒接種切塊形成愈傷組織誘導(dǎo)生芽生根植物組織培養(yǎng)植物細胞融合原生質(zhì)體制備原生質(zhì)體融合植物體細胞雜交植物組織培養(yǎng)植物細胞工程優(yōu)缺點課堂小結(jié)細胞膜的流動性植物細胞的全能性+=白菜甘藍白菜-甘藍1、白菜（2N=18）與甘藍（2N=18）體細胞雜交所得植株白菜-甘藍的細胞染色體數(shù)為

，屬于

倍體。36

（異源）四

2、白菜（2N=18）與甘藍（2N=18）進行雜交（相互授粉），所得植株白菜-甘藍的細胞染色體數(shù)為

，屬于

倍體。（異源）二

18

基因重組染色體數(shù)目變異課堂練習(xí)3、若植株A和植株B細胞結(jié)構(gòu)如圖所示，A有X條染色體，B有Y條染色體，通過植物細胞融合技術(shù)獲得雜種細胞AB①雜種細胞的染色體數(shù)為______②雜種細胞的基因型為__________③雜種細胞中染色體組數(shù)為________④得到的雜種植株為____倍體⑤理論上該植株可育嗎？

___________________________________________________⑥得到的雜種植株與植株A和植株B還是同一物種嗎？_____________________________________________X+YDdYyRr4四可育，有同源染色體，同源染色體能聯(lián)會，可形成配子異源四倍體不是，因為存在生殖隔離（無法產(chǎn)生可育后代）課堂練習(xí)4、如圖是“番茄—馬鈴薯”雜種植株的培育過程，其中①～⑤表示過程，字母表示細胞、組織或植株。下列相關(guān)敘述正確的是（）CA.過程①表示在低滲溶液中用酶解法處理植物細胞獲得原生質(zhì)體B.過程②誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合依據(jù)的原理是細胞膜具有選擇透過性C.可以根據(jù)是否發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象鑒別雜種細胞的細胞壁是否再生D.植物有性雜交和體細胞雜交都能克服遠緣雜交不親和的障礙課堂練習(xí)C5、如圖為通過矮牽牛原生質(zhì)體形成再生植株的過程，有關(guān)敘述錯誤的是（）A.過程①用纖維素酶和果膠酶獲得原生質(zhì)體B.過程②是基因選擇性表達的結(jié)果C.過程③需用秋水仙素處理誘導(dǎo)細胞壁再生D.原生質(zhì)體無細胞壁但仍保持細胞的全能性課堂練習(xí)1、判斷（1）高度分化的細胞，只有發(fā)育成一個完整的生物個體，才能體現(xiàn)出細胞的全能性。（）（2）植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是植物細胞的全能性。（）（3）植物激素中的生長素和赤霉素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素。（）（4）試管苗在誘導(dǎo)形成后，就可以直接移栽到土壤中，不過還需要適時澆水、施肥。（）（5）植物體細胞雜交技術(shù)的目的是獲得雜種細胞。（）（6）植物體細胞雜交利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。（）（7）植物體細胞雜交就是利用一定的方法將去除細胞壁的不同來源的植物細胞融合為雜種細胞的過程。（）（8）若原生質(zhì)體均為兩兩融合，則融合后的細胞有3種類型。（）×√×××√×√作業(yè)B2、植物組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列有關(guān)愈傷組織的敘述