2.1.1植物细胞工程的基本技术课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

生物技术与工程 发酵工程 基因工程 重组DNA技术的基本工具 传统发酵技术的应用 细胞工程 生物技术的安全性与伦理问题 微生物的培养技术及应用 动物细胞工程 植物细胞工程 基因工程的基本操作程序 基因工程的运用 蛋白质工程的原理和应用 转基因产品的安全性 发酵工程及其应用 胚胎工程 关注生殖性克隆人、禁止生物武器 高中生物选择性必修3 生物技术与工程 第2章 细胞工程 高中生物选择性必修3 生物技术与工程 第2章 细胞工程 SZ-LWH 1.细胞工程的概念(P31): 细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法,通过细胞器、细胞或组织水平上的操作,有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。 原理和方法 操作水平 目的 分类 细胞生物学、分子生物学和发育生物学 细胞器、细胞或组织 获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 动物细胞工程和植物细胞工程 2.细胞工程的分类 ⑴依据操作技术分: 植物组织培养技术、动物细胞培养技术、 细胞融合技术、动物细胞核移植技术等 ⑵依据操作对象分: 动物细胞工程和植物细胞工程 植物组织培养 植物体细胞杂交 第2章 细胞工程 SZ-LWH 第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 高中生物选择性必修3 生物技术与工程 哈伯兰特提出了细胞全能性的理论,但相关的实验尝试没有成功。 斯图尔德等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚,为细胞全能性理论提供了强有力的支持。 科金用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁,成功获得了原生质体。 古哈等在培养毛曼陀罗的花药时,首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。 卡尔森诱导烟草种间原生质体融合,获得了第一株体细胞种间杂种植株。 土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后,该质粒应用于植物分子生物学领域,促进了植物细胞工程与分子生物学技术的紧密结合。 1902年 1958年 1960年 1964年 1971年 1974年 科技探索之路 ——植物细胞工程的发展历程(P32) 第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 第1课时 植物细胞工程的基本技术 高中生物选择性必修3 生物技术与工程 1 简述植物组织培养和植物体细胞杂交的原理和过程(生命观念) 2 查阅资料,尝试探究植物生长素和细胞分裂素使用比例对植物组织培养的影响(社会责任、科学探究) 3 结合“菊花的组织培养”的实验操作,尝试设计植物组织培养技术的流程简图(科学探究) 学习目标 “其芽葺葺,其叶青青,犹绿衣郎,挺节独立,可敬可慕。迨夫花开,凝晴瀼露,万态千妍,薰风自来,四坐芬郁,岂非入兰室乎!岂非有国香乎!”这是我国历史上第一部兰谱——《金漳兰谱》(宋 赵时庚) P34 从社会中来 情境导入 SZ-LWH 利用植物组织培养技术可以大量、快速地培育兰花。 从古至今,我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征,很多人喜欢兰花。但是兰花种子通常发育不全,在自然条件下萌发率极低;传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长,繁殖率低等问题, 如果靠自然繁殖,兰花的价格可想而知了。 如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖,从而走入寻常百姓家呢? P34 从社会中来 情境导入 SZ-LWH 10 植物组织培养技术 探究菊花的组织培养 植物体细胞杂交技术 第1课时 植物细胞工程的基本技术 1 2 3 目 录 SZ-LWH 植物通常是通过播种或扦插实现繁殖的。 玉米种子萌发 黄豆种子发芽 落地生根 一、植物组织培养技术 SZ-LWH 一、植物组织培养技术 SZ-LWH 指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。 外植体:在植物组织培养过程中,从植物体上被分离下来的,接种在培养基上供培养用的原生质体、细胞、组织、器官等。 有丝分裂 无性生殖 生殖方式: 分裂方式: 2.理论基础: 植物细胞的全能性 外植体 1.概念: (1)细胞全能性的概念: 细胞经过分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。 (2)体现全能性的标志: 细胞 完整个体或其他各种细胞 一、植物组织培养技术 SZ-LWH (4)体现全能性的实例: ①胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株 ②受精卵发育成个体(动植物) ③蜜蜂卵细胞发育成雄峰 ④用一片叶子、一粒花粉繁殖出新的植株 ①体细胞全能性与细胞分化程度: ②体细胞全能性与细胞分裂能力: ③不同类型细胞的全能性: (3)细胞全能性大小比较: 分化程度低的>分化程度高的。 分裂能力强的>分裂能力弱的。 受精卵>生殖细胞>体细胞; 受精卵>干细胞>体细胞 植物细胞>动物细胞。 ④不同生物细胞的全能性: 一、植物组织培养技术 SZ-LWH (5)细胞具有全能性的根本原因: 每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质。 (6)生物体生长发育过程中,并不是所有细胞都表现出全能性: ①不体现全能性的实例: 芽原基只能发育为芽,叶原基只能发育为叶 ②不体现全能性的原因: 基因在特定时间、空间条件下选择性表达 (7)表现出全能性的条件: ①离体 ②一定的营养物质、植物激素 ③适宜的温度、pH等外界条件 ④无菌环境 一、植物组织培养技术 SZ-LWH 思考: 是不是所有的活细胞都具有全能性? 不是,例如哺乳动物成熟的红细胞、植物成熟的筛管细胞。 种子发育成植株体现了全能性了吗? 没有,植物种子种的胚已完成了早期发育,相当于新植物体的幼体,没有体现出细胞具有发育成完整植株的潜能。 细胞具有的全能性一定能表现出来吗? 不一定,例如动物的体细胞 一、植物组织培养技术 SZ-LWH 3.植物组织培养的流程: 接种外植体 离体培养的植物器官、组织或细胞 脱分化 诱导愈伤组织 无组织结构、松散的薄壁细胞团 离体条件下已分化的细胞经过诱导,失去特有的结构和功能,重新获得分裂能力 诱导生芽 再分化 愈伤组织能重新分化成芽、根等器官 诱导生根 移栽成活 一、植物组织培养技术 SZ-LWH 若细胞不离体,细胞中的基因会选择性地表达,从而形成生物体的不同组织和器官,不能表现出全能性。 植物组织培养中细胞表现出全能性的条件: ①离体 ②严格的无菌条件 ①对操作环境、双手、外植体进行消毒;②对培养基和器械进行灭菌;③接种操作必须在酒精灯火焰旁进行。 ③适宜的培养条件 ⑤适宜浓度和比例的激素 ④一定的营养条件 温度,光照 包括有机营养成分、无机营养成分 主要是生长素和细胞分裂素 避免杂菌迅速生长消耗营养,且有些杂菌会危害培养物的生长。 脱分化避光:有光照容易产生维管等组织不利于形成愈伤组织。 再分化需光:有光照有利于叶片内叶绿素的合成。 一、植物组织培养技术 SZ-LWH 决定植物脱分化、再分化的关键因素: 外植体 愈伤组织 试管苗 完整植株 脱分化 芽、根等 再分化 关键激素 生长素和细胞分裂素 细胞分裂素 生长素 芽分化 愈伤组织 根分化 生长素用量 / 细胞分裂素用量 结果 比值≈1 比值>1 比值<1 促进根的分化 促进芽的分化 促进愈伤组织的形成 一、植物组织培养技术 SZ-LWH 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 移栽成活 脱分化 再分化 脱分化 再分化 过程 外植体 愈伤组织 愈伤组织 幼苗 分裂、分化 结果 需要条件 脱分化与再分化的比较 有分裂,无分化 有分裂,有分化 形成愈伤组织 形成根、芽 a.离体、适宜的营养 c.生长素与细胞分裂素的 比例适中 d.一般不需光 a.离体、适宜的营养 c.生长素与细胞分裂素的比例高 或低诱导生根或生芽 d.光照(诱导叶绿素的合成, 使试管苗能够进行光合作用) 一、植物组织培养技术 SZ-LWH 1.植物体的任何细胞都具有全能性,也都能表现出全能性 ( ) 2.脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程 ( ) 3.在植物组织培养时,对外植体要进行灭菌处理 ( ) 4.诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样 ( ) √ 正误判断 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH 植物组织培养技术 探究菊花的组织培养 植物体细胞杂交技术 第1课时 植物细胞工程的基本技术 1 2 3 目 录 SZ-LWH 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 根芽等 试管苗 完整植株 移栽 1.原理: 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 根芽等 试管苗 完整植株 移栽 1.原理: 2.目的: ①了解植物组织培养的基本原理 ②了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例对菊花愈伤组 织形成和分化的影响 ③尝试进行植物组织培养 ①外植体: 幼嫩的菊花茎段 (细胞分裂能力强,容易诱导形成愈伤组织) ②体积分数为70%的酒精: 对手、超净工作台、外植体进行消毒 ③质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液: 对外植体进行消毒 ④无菌水: 清洗外植体 3.材料用具: 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH 培养基名称: ; 物理性质: ; 碳源: 。 MS培养基 固体培养基 有机碳源(蔗糖) ⑤培养基(植物组织培养常用的培养基配方P116-参见本书附录1) 包括无机营养成分(水和无机盐)、有机营养成分(蔗糖、氨基酸、维生素等)、特定浓度和比例的激素(主要是生长素和细胞分裂素); 提供能量,调节渗透压 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH (1)消毒 ①双手和超净工作台台面: 用酒精擦拭 ②外植体: (2)外植体切段: 外植体置于无菌的培养皿中 用无菌滤纸吸 去表面水分 用解剖刀将外植体切成0.5~1cm长的小段 4.方法步骤 消毒与无菌水冲洗 防止杂菌生长:①杂菌与培养物竞争(种间竞争)营养; ②产生有害物质危害培养物。 酒精 30S 无菌水洗 2-3次 次氯酸钠溶液 30min 2-3次 无菌水洗 (3)接种外植体: 在超净工作台酒精灯火焰旁,将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口,并在培养瓶上作好标记。 注意:接种时注意外植体的方向,不要倒插。 (将“形态学上端”朝上,下端朝下) 接种 切割 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH (4)诱导愈伤组织(脱分化) 将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18~22 的培养箱中培养。在培养过程中,定期观察和记录愈伤组织的生长情况。 注意:该过程一般不需要光照,有光易形成维管组织, 不易形成愈伤组织。 愈伤组织培养 培养基中应先加生长素,后加细胞分裂素有利于细胞分裂,但细胞不分化。 生长素≈细胞分裂素 有利于促进愈伤组织的形成。 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH (5)诱导生芽生根(再分化) 培养15~20d后,将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后,再将其转接到诱导生根的培养基上,进一步诱导形成试管苗。 (再分化) 诱导生芽生根 注意:每日需要给予适当时间和强度的光照!(光照培养) 叶绿素的生成需要光 若先生根后面就不易生芽 注意:注意顺序,先诱导生芽,再诱导生根 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH (6)移栽培养: 移栽前先打开封口膜或瓶盖,让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况,适时浇水、施肥,直至开花。 固体基质型,含水量高、蓄水性强、透性好,适合栽培 珍珠岩 ,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩,经急剧冷却而成的玻璃质岩石,有弧形或圆形裂隙,如珍珠的结构,所以被命名为珍珠岩 。 蛭石是一种天然、无毒的矿物质,在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物,属于硅酸盐。 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH 注意事项: ①实验中使用的培养基和所有器械都要灭菌,接种操作必须在酒精灯 火焰旁进行,并且每次使用后的器械都要灭菌。 ②对外植体进行表面消毒时,既要考虑药剂的消毒效果,又要兼顾植 物材料对药剂的耐受性。 ③接种时注意外植体的方向(形态学上下端),不要倒插。 ④诱导愈伤组织期间一般不需要光照,在后续的培养过程中,每日需 要给予适当时间和强度的光照。 脱分化避光,再分化需光。 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH P36-37 实验结果分析与评价 1.接种3~4d后,检查外植体的生长情况,统计有多少外植体被污染,有多少 能正常生长,并分析它们被污染的原因。 用于植物组织培养的培养基同样适合某些微生物的生长,如一些细菌、真菌等的生长。培养物一旦受到微生物的污染,就会导致实验前功尽弃,因此要进行严格的无菌操作。导致外植体被污染的原因可能有:培养基、接种工具灭菌不彻底;外植体消毒不彻底;操作过程不符合无菌操作要求等。 2.你培养出愈伤组织了吗?如果培养出来了,从刚接种的外植体到长出愈伤组织 经历了多少天?这些愈伤组织进一步分化出芽和根了吗? 观察实验结果,看看是否培养出了愈伤组织,记录多长时间长出了愈伤组织。从刚接种的外植体到长出愈伤组织一般需要2周左右的时间。统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成芽和根的比例和时间。 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH 3.观察外植体的分化情况,填好结果记录表,并及时分析结果。 做好统计和对照,填好结果记录表,培养严谨的科学态度。从实验的第一步开始就要做好实验记录,可以分组配制不同的培养基, 如诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基等,还可以进行不同配方的比较。 4.你培育的幼苗移栽到露地后,能够正常生长吗? 生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基,又不能伤及根系。一般使用无土栽培的办法。培养基质要提前消毒,可以向培养基质喷酒质量分数为5%的高锰酸钾,并用塑料薄膜覆盖12h。 掀开塑料薄膜24h后才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天, 待其长壮后再移植到大田或盆中。可以在课后统计移栽的成活率,看看移栽是否合格。 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH 避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养,同时防止有些杂菌危害培养物的生长。 ①培养基的灭菌(高压蒸汽灭菌) ②外植体的消毒(酒精、氯化汞) ③接种的无菌操作(酒精、酒精灯——灼烧) ④无菌箱中的培养; ⑤移栽到消过毒的环境中生存一段时间。 5.为什么整个过程要保证无菌操作? 6.在整个操作过程中,是如何来实现无菌环境的? 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH 拓展:植物组织培养的两种途径 器官发生途径 胚状体途径 胚状体:离体培养条件下,没有经过受精过程,但经过胚胎发育过程形成的胚状类似物,因而统称为体细胞胚或胚状体。 (移栽到大田) 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 生芽生根 或胚状体 生长发育 试管苗 根、芽 胚状体 脱分化 再分化 培养条件: ①无菌 ②营养物质 ③适宜环境条件(温度、PH、光等) ④植物激素: 细胞分裂素 生长素 遮光 一定的光照 愈伤组织 离体的植物器官、组织或细胞(外植体) 芽发育成叶,叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照 试管苗 有光时,往往容易形成维管组织,而不易形成愈伤组织。 试管苗一般在高湿、弱光、恒温等条件下培养生长 试管苗的光合作用能力弱,在移栽前应给予较强光照闭瓶炼苗,以促进幼苗向自养苗转化。 小结 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH 1.接种外植体时要在酒精灯火焰旁进行( ) 2.接种外植体时要将“形态学上端”朝下( ) 3.诱导愈伤组织的培养基中生长素和细胞分裂素的比例为1:1( ) 4.诱导愈伤组织形成过程需要光照条件( ) 5.诱导愈伤组织的培养基提供的碳源应该是有机碳源( ) 6.诱导生芽生根的过程需要光照条件( ) √ √ √ √ 正误判断 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH 1.A、B过程分别为 。C是 。 A过程细胞分裂方式是 , B过程细胞分裂方式是 ,同时也进行 。 A过程一般 光照;B过程需要光照,因为 。 2.影响A、B过程的关键因素是 ,主要是 和 , 二者添加的 会影响脱分化和再分化过程。 3.植物组织培养是一个 过程。(填“无性繁殖”、“有性繁 殖”) 植物体 根、芽或胚状体 外植体 有丝分裂 细胞分化 植物激素 细胞分裂素 生长素 无性繁殖 A 有丝分裂 浓度及比例 C 脱分化、再分化 愈伤组织 不需要 叶绿素的合成需要光照 典例分析 B 二、探究菊花的组织培养 SZ-LWH 思考:欲培育地上长番茄和地下结马铃薯 的“超级作物”。你有什么好妙招? 1.通过有性杂交能实现吗?为什么? 不能,不同种物种间存在生殖隔离。 植物体细胞杂交技术。 2.有没有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? 情境导入 SZ-LWH 植物组织培养技术 探究菊花的组织培养 植物体细胞杂交技术 第1课时 植物细胞工程的基本技术 1 2 3 目 录 SZ-LWH 1.你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合,遇到的第一个障碍是什么?应该怎么处理? 2.有没有一种温和的去壁方法呢? 3.两个原生质体能发生融合,这与细胞膜的什么特性有关? 4.实现原生质体融合可以采用哪些技术手段? 5.如何将杂种细胞培育成杂种植株? 自主探究P36-38 思考回答问题: 去细胞壁 酶解法(纤维素酶和果胶酶) 流动性 物理法和化学法 植物组织培养技术 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH 1.植物体细胞杂交的概念: 植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 2.原理: 细胞膜具有一定的流动性(原生质体融合) 植物细胞的全能性(杂种细胞培养成杂种植株) 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH 3.过程: 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 ④酶解法原理: ⑤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? 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 ②目的: 去除细胞壁,获得原生质体 (纤维素酶和果胶酶) ①去壁原因: ③方法: 酶具有专一性 (植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶构成) 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH 理论基础: 方法: 植物细胞融合完成的标志: 融合的原生质体重新产生细胞壁,形成杂种细胞 验证再生出新壁的实验: 质壁分离和质壁分离复原实验 (2)原生质体间的融合 【注意】质壁分离的“质”指的是原生质层。 3.过程: 细胞膜具有流动性 物理方法:电融合法、离心法 化学方法:聚乙二醇(PEG)融合法、 高Ca2+-高pH融合法 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH B原生质体 A原生质体 融合 杂种细胞AB 融合细胞类型的分析 A种原生质体与B种原生质体融合后(只考虑两两融合) 有 种融合类型,分别是 。 AA、BB、AB 我们需要的是 , AB 3 培养基中共有 种类型的细胞,分别是 。 因此要对融合后的原生质体进行 。 筛选 AA、BB、AB、A、B 5 拓展 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH 融合细胞类型的分析 若A细胞具有2m条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb。 B细胞含有2n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: 染色体条数 染色体组数 基因型 属于可遗传变异类型中的 2m+2n 4个 AabbccDd 染色体数目变异 拓展 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH ④在此过程中活跃的细胞器是: 线粒体和高尔基体 ⑤获得的所有细胞一定是需要的杂交细胞吗? 未融合的细胞:A、B 两两融合的细胞:AA、BB、AB 多细胞融合体 需要进一步筛选AB A B 3.过程: (2)原生质体间的融合 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH 选出AB型杂种细胞的方法 方法1:互补选择法 第一次培养在适合A不适合B的条件下 第二次培养在适合B不适合A的条件下 淘汰B和BB型的细胞 淘汰A和AA型的细胞 选出AB型细胞 方法2:融合前两个亲本有可分辨的明显标记 亲本1:来自愈伤组织 亲本2:来自叶肉细胞(含叶绿体) 细胞壁薄且含有叶绿体的细胞 选择 方法3:利用抗性互补 亲本1:对放线菌素D有抗性,但在MS培养基不能超过50个世代 亲本2:对放线菌素D敏感,但能在MS培养基生生长。 将杂种细胞培养在含有放线菌素D的MS培养基上即可。 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH (3)杂种细胞培育成杂种植株 ①技术: ②原理: ③根据植株性状对杂种植株 进行筛选 植物体细胞杂交完成的标志: 培育出杂种植株 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种。 4. 意义: 3.过程: 植物组织培养技术 植物细胞的全能性 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH A细胞 B细胞 纤维素酶 果胶酶 去壁 酶解法 正在融合的原生质体 杂种细胞AB 诱融 物理法: 化学法: 电融合法、离心法等 聚乙二醇(PEG)融合法、 脱分化 再分化 移栽 植物细胞融合 植物组织培养 杂种植株 愈伤组织 A原生质体 B原生质体 移栽后的植株 去壁 植物细胞融合完成的标志 植物体细胞杂交完成的标志 (植物细胞的全能性) (细胞膜的流动性) 再生细胞壁 高Ca2+‾高pH融合法等 小结 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH P38拓展应用:"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? 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,杂种植株自然就不能地上结番茄、地下长马铃薯了。 ①技术复杂、操作繁琐、工作量大 ②不一定按人们需要表达优良性状 6.局限性: 5.植物体细胞杂交技术的实例 ①培育出了白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草等杂种植株。 ②在木本植物的体细胞杂交方面,培育出了多种柑橘属不同种间的杂种植株。 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH 思考:据报道,某男子培育出一株奇怪的植株,实现了“地上长番茄、 地下结马铃薯”,你认为该男子可能是利用什么方法获得的该植株? 分析:_。 接穗 砧木 嫁接 以土豆植株为砧木,以番茄植株为接穗 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH 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。 有关植物体细胞杂交的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。 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH 1.白菜(2N=18)与甘蓝(2N=18)体细胞杂交所得植株白菜-甘蓝的 细胞染色体数为 ,属于 倍体。 36 (异源)四 2.白菜(2N=18)与甘蓝(2N=18)进行杂交(相互授粉)所得植株白 菜-甘蓝的细胞染色体数为 ,属于 倍体。 (异源)二 18 基因重组 染色体数目变异 是否可育? 看减数分裂联会、配对能否正常进行! 异源四倍体,含有同源染色体,能正常联会,可育 异源二倍体,不含同源染色体,不能正常联会,不可育 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH 植物组织培养 植物体细胞杂交技术 所属范畴 原理 步骤 意义 联系 无性繁殖 细胞全能性 ①脱分化 ②再分化 保持优良性状,繁殖速度快 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 ①去除细胞壁 ②融合形成杂种细胞 ③组织培养 细胞膜的流动性、细胞全能性 无性繁殖(染色体变异、基因重组) 植物组织培养 vs 植物体细胞杂交 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH (1)图中过程:①为 ,②为 , ③为 ,④为 ,⑤为 。 (2)细胞融合成功的标志是 , 植物体细胞杂交技术成功的标志是 。 (3)植物体细胞杂交技术的原理是 。 (4)植物体细胞杂交技术的意义是 。 去除细胞壁 诱导细胞融合 再生出新的细胞壁 脱分化 再分化 再生出新的细胞壁 形成杂种植株 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 打破生殖隔离,实现远缘杂交 典例分析 三、植物体细胞杂交技术 SZ-LWH 植物体细胞的杂交技术 植物细胞工程的 基本技术 去除细胞壁 再生细胞壁 (纤维素酶果胶酶) 植物细A、B 原生质体A、B 融合的原生质体 杂种细胞 原理:植物细胞的全能性 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 (根、芽) 完整植株 物理法: 化学法: 电融合法、离心法等 聚乙二醇(PEG)融合法等 菊花的组织培养技术 愈伤组织 脱分化 杂种植株 再分化 植物组织培养技术 流程 课堂小结 SZ-LWH 一、概念检测 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 教材P38 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。 A 练习与应用 SZ-LWH Lavf57.25.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.51.100 $$