第2节 通过体细胞杂交可获得新的植物体（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程（浙科版2019）

第二节　通过体细胞杂交可获得新的植物体 课程内容标准 核心素养对接 概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂种细胞，继而培育成新植物体的技术。 1．简述植物体细胞杂交技术。(生命观念) 2．理解植物体细胞杂交技术在快速繁殖，培养脱毒苗和作物新品种上的培育的作用。(生命观念) [对应学生用书P37] 一、成功培养原生质体是植物体细胞杂交技术的基础 1．植物体细胞杂交：将两个来自不同种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并将杂种细胞培育成新的植物体的技术。 2．原生质体的优点：①没有了细胞壁的阻碍，原生质体更容易被转入外源基因，是植物基因工程的理想受体。②没有了坚硬致密的细胞壁的阻碍植物细胞之间的融合得以实现。 3．获得原生质体的具体方法是 ①条件：高渗溶液环境 ②酶：纤维素酶和果胶酶 二、由杂种细胞培育出的新植物体可能会具有新的特性 1．原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 2．过程： 3．意义：能克服远缘杂交的不亲和性，获得新品种。 1．判正误 (1)不同种植物原生质体融合过程属于植物体细胞杂交过程。(√) (2)植物体细胞杂交过程中，原生质体融合的结构基础是膜的流动性。(√) (3)植物体细胞杂交只能在同种植物间操作。(×) (4)植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是细胞壁阻碍了原生质体的融合。(√) 2．微思考 (1)植物体细胞杂交属于哪种可遗传变异？融合后的细胞染色体组怎样计算？ 提示　细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和。染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数之和，形成异源多倍体。 (2)通过植物体细胞杂交获得的杂种植株具有双亲的性状，因此有同学认为“该项技术为有性生殖”，你同意他的观点吗？ 提示　不同意，植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成和结合，应属于无性繁殖。 [对应学生用书P38] 任务驱动　植物体细胞杂交 下图为植物体细胞杂交过程示意图，请思考回答： (1)将植物细胞A和植物细胞B融合时，首先遇到的障碍是什么？用什么方法可以解除此障碍？ 提示　细胞壁阻碍细胞间的融合。用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。 (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　①遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状。②染色体数目增加，属于染色体数目的变异。 (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)在植物体细胞杂交过程中，酶解法去除细胞壁、原生质体融合和植物组织培养三个阶段的主要原理分别是什么？ 提示　酶的专一性、细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 1．植物体细胞杂交的过程 步骤 图解 方法 原生质体 的获得 酶解法(纤维素酶和果胶酶的混合液)去除细胞壁，得到原生质体 杂种细胞 的形成 通过一定的技术手段(电刺激、聚乙二醇诱导等)进行人工诱导，实现原生质体的融合 杂种植株 的产生 对杂种细胞，用植物组织培养的方法进行培育 2．植物组织培养和植物体细胞杂交的比较 名称 植物组织培养 植物体细胞杂交 原理 植物细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性 过程 选材 选取根尖、茎尖形成层部位最容易诱导脱分化 不同植物细胞融合后形成的杂种细胞 技术 操作 脱分化、再分化等 除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合 关系 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂 3．植物体细胞杂交过程中的注意事项 (1)植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖且浓度略大于植物细胞质浓度，不仅为原生质体提供营养，而且还能维持一定的渗透压，使原生质体保持正常的形态。 (2)体细胞融合后培养基中共有5种细胞类型(A、B、AA、BB、AB)，其中融合细胞类型有3种(AA、BB、AB)，而真正符合要求的是AB，因此要对融合细胞进行筛选。 (3)体细胞杂交过程中涉及的遗传知识 ①从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成和结合，应属于无性生殖，变异类型应是染色体数目的变异，形成的是异源多倍体，由于含有两个亲本的遗传物质，因此理论上应具有两个亲本的遗传性状。 ②体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还是染色体组都是两亲本之和。若一植物细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体为(2x＋2y)条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。 ③培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律，只有在有性生殖