2.1 第2课时2植物体细胞杂交技术课件(共17张PPT) 2024-2025学年苏教版（2019）高中生物学选择性必修3

(共17张PPT)
2.1 课时2 植物体
细胞杂交技术
在20世纪60年代，一些科学家就尝试将番茄和马铃薯杂交，试图培养出一种地上长番茄、地下结马铃薯的“超级作物”。
讨论：用传统的有性杂交方法能得到杂种后代吗？为什么？
不能；
因为两种生物之间存在着生殖隔离；
有没有一种方法可以打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，获得“番茄-马铃薯杂种植株”呢？
积极思维：如何获得“超级作物”？
二、植物体细胞杂交技术
1.概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”，利用有性杂交能实现吗？
细
胞
膜
的
流
动
性
植
物
细
胞
的
全
能
性
2.
植
物
体
细
胞
杂
交
技
术
一
般
流
程
具备两个亲本的
遗传物质
细胞融合完成的标志
物理法：离心、振动、电刺激等
化学法：聚乙二醇
酶解法去壁：纤维素酶和果胶酶
（酶具有专一性）
方法
电刺激法、离心法
聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH值融合法
细胞膜的流动性
原理
化学方法
物理方法
A细胞
B细胞
B原生
质体
A原生
质体
融合
原生质体
融合
去壁
去壁
5种：A、B、AA、BB、AB。（只考虑两两融合是3种）
需要进一步筛选
融合后，培养基中有几种类型的细胞？
原生质体融合
优点：使用方便，诱导细胞融合的频率高
缺点：有一定的毒性对某些细胞不适用（如卵细胞）
优点：诱导细胞融合的频率高、对细胞无毒害作用、操作简便、可重复性好，诱导过程可控性强
——融合完成的标志是重新产生细胞壁，形成杂种细胞。
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？
形成的杂种植株从染色体组角度看是几倍体？
染色体数目变异
从杂种植株的染色体组成上看属于何种变异？
异源四倍体
原生质体融合
3.植物体细胞杂交的意义
植物组织培养
愈伤组织
杂种植株
杂种植株
脱分化
再分化
移栽
融合后
杂种细胞
克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障碍；打破了物种之间的生殖隔离；扩大了遗传重组范围。
植物细胞的全能性
原理
拓展：植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
主要原因：
生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯—番茄杂交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受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。
为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？
1.植物体细胞杂交后代的遗传变化
项目 体细胞杂交　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
归纳总结
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
2.植物组织培养与植物体细胞杂交技术的比较
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
归纳总结
1.早在20世纪60年代，科学家就设想一种地上能接番茄，地下能接马铃薯的超级作物。可是两种不同物种在自然状态下不能通过传统的杂交育种的方法得到。科学家通过植物体细胞杂交的方法，培养出第一个杂种植物——番茄—马铃薯。虽然成功培育出的这种植株并不像科学家预想的那样，地上结番茄，地下结马铃薯，但仍具有划时代的意义，为植物体细胞杂交在生活生产实践中的应用拉开了帷幕。据此回答以下问题：
(1)番茄马铃薯不能通过传统的杂交育种的方法得到的主要原因是什么？
提示：番茄和马铃薯属于不同的物种，二者存在生殖隔离。
(2)从结果上看杂种植株在遗传上有何特点？从杂种植株的染色体组成上看属于何种变异？
提示：遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状。染色体数目增加，属于染色体数目变异。
(3)从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是什么？
提示：克服了不同种植物远缘杂交不亲和的障碍，使不同种植物杂交成为可能。
(4)科学家采用体细胞杂交的方法得到了“番茄—马铃薯”杂种植物，但这种植物并没有地上结番茄，地下长马铃薯。你如何解释这一现象？
提示：基因之间、基因与基因产物之间、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，两种生物的基因结合到一个细胞中之后，不能按照原来的顺序表达。
2.植物体细胞杂交过程去除细胞壁用的是什么酶？利用了酶的什么特点？
提示　用的是纤维素酶和果胶酶；利用了酶的专一性。
3.植物体细胞杂交培养基中往往加入蔗糖且浓度略大于原生质体内的浓度，试分析其原因是什么？
提示　一方面为原生质体提供营养，另一方面保持一定的渗透压，使原生质体保持正常的形态。
4.原生质体A与原生质体B融合后，有哪几种类型(只考虑两两融合)？而我们需要的是哪种类型？所以原生质体融合后，我们要进行怎样的处理？
提示　有3种类型：AA、BB、AB；我们需要的是AB；因此要对融合后的原生质体进行筛选。
5.若A细胞具有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb。B细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则通过植物体细胞杂交技术获得的新植株的染色体条数： ；染色体组数： ；基因型：__________；属于可遗传变异类型中的 。
2x＋2y
4个
AabbccDd
染色体数目变异
1.下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，下列有关叙述正确的是( )
A.获得a、b细胞需要用胰蛋白酶和果胶酶处理
B.诱导a、b细胞融合的化学试剂一般为秋水仙素
C.a、b细胞融合为c细胞的原理是细胞质膜具有流动性
D.d、e、f过程表示植物的组织培养过程，e、f分别为脱分化和再分化
C
2.下图为甲种植物细胞和乙种植物细胞的结构(仅显示细胞核)，下列有关叙述错误的是( )
A.乙植物能产生4种不同类型的花粉
B.将甲、乙两种植物杂交得到的植物
为二倍体，可育
C.用纤维素酶和果胶酶可以去除植物细胞的细胞壁
D.经植物体细胞杂交得到的植物为四倍体，基因型为DdYyRr
B