【新教材】 2020-2021学年人教版（2019）高二生物选择性必修三2.1.2 植物体细胞杂交技术 课件（20张ppt）
文档属性
| 名称 | 【新教材】 2020-2021学年人教版（2019）高二生物选择性必修三2.1.2 植物体细胞杂交技术 课件（20张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 8.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2021-03-14 19:38:52 | ||
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文档简介
2021
第1节 植物细胞工程
二 植物体细胞杂交技术
问题探讨
20世纪60年代，科学家尝试将番茄和马铃薯杂交，希望培育出一种地上结番茄、地下长马铃薯的超级作物。
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？
植物体细胞杂交技术
植物体细胞杂交
将不同种植物的体细胞，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方法。
“白菜-甘蓝”
细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
原理
染色体数目变异
可遗传变异类型
细胞工程育种
育种类型
植物体细胞杂交
为什么“番茄-马铃薯”不像所预想的那样：地上结番茄，地下结马铃薯呢？
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。
打破生殖隔离
实现远缘杂交
优点
杂种植株所表现性状未必符合需求
缺点
植物体细胞杂交的过程
植物细胞融合
植物组织培养
B原生
质体
A原生
质体
融合
原生质体
A细胞
B细胞
融合
再生出细胞壁
愈伤组织
杂种组织
杂种植株
去壁
去壁
再生新壁
脱分化
再分化
移栽
识图：数字代表过程，字母代表细胞、组织或植株
①_______________ a/b_____________
②_______________ c_______________
③_______________ d_______________
④_______________ e_______________
⑤_______________ f_______________
①②③___________ ④⑤____________
去除细胞壁
原生质体
原生质体间的融合
正在融合的原生质体
再生出新的细胞壁
杂种细胞
脱分化
愈伤组织
再分化
杂种植株
植物细胞融合
植物组织培养
①去壁原因：
___________________________________________
②方法：_______
③所用酶：_______________
*为什么用上述酶？___________________________________
*酶解法利用了原理？___________
*纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？
____________________________________________________
____________________________________________________
细胞壁阻碍着细胞间的杂交（阻碍了原生质体间的融合）
酶解法
纤维素酶和果胶酶
植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶构成
酶的专一性
使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破，保持原生质体正常
（1）去除细胞壁
方法
细胞膜的流动性
原理
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
（2）原生质体间的融合
物理法
化学法
电融合法
离心法
聚乙二醇（PEG）融合法
高Ca2+-高pH融合法
原生质体与原生质层
原生质层
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
VS
原生质层不包括细胞液和细胞核
原生质体
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡
细胞核
野生马铃薯(A)和栽培马铃薯(B)原生质体融合
（电融合法）
融合后，培养基中有几种类型的细胞？
通电之前
通电2min后
通电3min后
通电10min后
诱导融合后的产物有三类：
①未融合的细胞： A、B、
②两两融合的细胞：AA、BB、AB
③多细胞融合体
思考：
思考：
若植株A和植株B细胞结构如图所思，A有X条染色体，B有Y条染色体，通过植物细胞融合技术获得杂种细胞AB，则：
①杂种细胞的染色体数为______
②杂种细胞的基因型为__________
③杂种细胞中染色体组数为________
④得到的杂种植株为____倍体
⑤理论上该植株可育吗？
__________________________________________
X+Y
DdYyRr
4
四
可育，有同源染色体，同源染色体能联会，可形成配子
*异源四倍体
思考：
若植株A和植株B细胞结构如图所思，A有X条染色体，B有Y条染色体，通过植物细胞融合技术获得杂种细胞AB，则：
⑥得到的杂种植株与植株A和植株B还是同一物种吗？
__________________________________________
不是，因为存在生殖隔离（无法产生可育后代）
①细胞融合完成的标志*：
__________________
②相关的细胞器：
_______________
③验证再生出新壁的实验：
_____________________________________
再生出新的细胞壁
高尔基体和线粒体
质壁分离和质壁分离复原实验
（3）再生出新的细胞壁
①原理：
__________________
②植物体细胞杂交完成的标志*：
_______________
植物细胞的全能性
培育出杂种植株
白菜
紫甘蓝
白菜—甘蓝
（4）植物组织培养——脱分化、再分化
思考：
杂种植株包含两个物种的全部遗传物质，各种基因都包含在内，却未按照人们的要求表现出亲本所有的性状，例如“番茄-马铃薯”并没有地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么？
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，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，它们不能像在原植株细胞内实现有序表达，因此不能按照人们的要求；表现出亲本所有的性状
1.植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是（ ）
A．植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁
B．细胞壁使原生质体失去活力
C．细胞壁阻碍了原生质体的融合
D．细胞壁不是原生质体的组成部分
C
2. 以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析正确的是 （ ）
A．经①过程获得的a、b称为原生质层
B．c细胞只有AABB这一种类型
C．过程④和⑤分别是分化和再分化
D．获得植物d因为有同源染色体所以可育
D
甲
乙
3.利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥-花椰菜植株，流程如下图。已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。
光照培养的抗病型黑芥幼叶
暗培养的易感型花椰菜幼根
叶肉细胞原生质体
根细胞原生质体
②
PEG
①
愈伤组织
再生植株
杂种植株
鉴定
紫外线
概念
植物细胞融合
原生质体制备
过程
变异类型
植物体细胞杂交
优缺点
植物组织培养
原生质体融合
原理
育种类型
课堂小结
第1节 植物细胞工程
二 植物体细胞杂交技术
问题探讨
20世纪60年代，科学家尝试将番茄和马铃薯杂交，希望培育出一种地上结番茄、地下长马铃薯的超级作物。
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？
植物体细胞杂交技术
植物体细胞杂交
将不同种植物的体细胞，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方法。
“白菜-甘蓝”
细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
原理
染色体数目变异
可遗传变异类型
细胞工程育种
育种类型
植物体细胞杂交
为什么“番茄-马铃薯”不像所预想的那样：地上结番茄，地下结马铃薯呢？
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。
打破生殖隔离
实现远缘杂交
优点
杂种植株所表现性状未必符合需求
缺点
植物体细胞杂交的过程
植物细胞融合
植物组织培养
B原生
质体
A原生
质体
融合
原生质体
A细胞
B细胞
融合
再生出细胞壁
愈伤组织
杂种组织
杂种植株
去壁
去壁
再生新壁
脱分化
再分化
移栽
识图：数字代表过程，字母代表细胞、组织或植株
①_______________ a/b_____________
②_______________ c_______________
③_______________ d_______________
④_______________ e_______________
⑤_______________ f_______________
①②③___________ ④⑤____________
去除细胞壁
原生质体
原生质体间的融合
正在融合的原生质体
再生出新的细胞壁
杂种细胞
脱分化
愈伤组织
再分化
杂种植株
植物细胞融合
植物组织培养
①去壁原因：
___________________________________________
②方法：_______
③所用酶：_______________
*为什么用上述酶？___________________________________
*酶解法利用了原理？___________
*纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？
____________________________________________________
____________________________________________________
细胞壁阻碍着细胞间的杂交（阻碍了原生质体间的融合）
酶解法
纤维素酶和果胶酶
植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶构成
酶的专一性
使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破，保持原生质体正常
（1）去除细胞壁
方法
细胞膜的流动性
原理
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
（2）原生质体间的融合
物理法
化学法
电融合法
离心法
聚乙二醇（PEG）融合法
高Ca2+-高pH融合法
原生质体与原生质层
原生质层
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
VS
原生质层不包括细胞液和细胞核
原生质体
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡
细胞核
野生马铃薯(A)和栽培马铃薯(B)原生质体融合
（电融合法）
融合后，培养基中有几种类型的细胞？
通电之前
通电2min后
通电3min后
通电10min后
诱导融合后的产物有三类：
①未融合的细胞： A、B、
②两两融合的细胞：AA、BB、AB
③多细胞融合体
思考：
思考：
若植株A和植株B细胞结构如图所思，A有X条染色体，B有Y条染色体，通过植物细胞融合技术获得杂种细胞AB，则：
①杂种细胞的染色体数为______
②杂种细胞的基因型为__________
③杂种细胞中染色体组数为________
④得到的杂种植株为____倍体
⑤理论上该植株可育吗？
__________________________________________
X+Y
DdYyRr
4
四
可育，有同源染色体，同源染色体能联会，可形成配子
*异源四倍体
思考：
若植株A和植株B细胞结构如图所思，A有X条染色体，B有Y条染色体，通过植物细胞融合技术获得杂种细胞AB，则：
⑥得到的杂种植株与植株A和植株B还是同一物种吗？
__________________________________________
不是，因为存在生殖隔离（无法产生可育后代）
①细胞融合完成的标志*：
__________________
②相关的细胞器：
_______________
③验证再生出新壁的实验：
_____________________________________
再生出新的细胞壁
高尔基体和线粒体
质壁分离和质壁分离复原实验
（3）再生出新的细胞壁
①原理：
__________________
②植物体细胞杂交完成的标志*：
_______________
植物细胞的全能性
培育出杂种植株
白菜
紫甘蓝
白菜—甘蓝
（4）植物组织培养——脱分化、再分化
思考：
杂种植株包含两个物种的全部遗传物质，各种基因都包含在内，却未按照人们的要求表现出亲本所有的性状，例如“番茄-马铃薯”并没有地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么？
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，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，它们不能像在原植株细胞内实现有序表达，因此不能按照人们的要求；表现出亲本所有的性状
1.植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是（ ）
A．植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁
B．细胞壁使原生质体失去活力
C．细胞壁阻碍了原生质体的融合
D．细胞壁不是原生质体的组成部分
C
2. 以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析正确的是 （ ）
A．经①过程获得的a、b称为原生质层
B．c细胞只有AABB这一种类型
C．过程④和⑤分别是分化和再分化
D．获得植物d因为有同源染色体所以可育
D
甲
乙
3.利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥-花椰菜植株，流程如下图。已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。
光照培养的抗病型黑芥幼叶
暗培养的易感型花椰菜幼根
叶肉细胞原生质体
根细胞原生质体
②
PEG
①
愈伤组织
再生植株
杂种植株
鉴定
紫外线
概念
植物细胞融合
原生质体制备
过程
变异类型
植物体细胞杂交
优缺点
植物组织培养
原生质体融合
原理
育种类型
课堂小结