第二节：植物的克隆(过程详细、分析细致)

融合后的原生质体 杂种细胞
细胞分裂 脱分化 再分化
愈伤组织
植物 组织 培养
杂种植株
植物体细胞杂交技术的过程：
植物体细胞杂交技术的过程：
植物体细胞杂交技术的过程： 指出①~⑤过程的名称
①：去壁 ②：融合
③：再生壁
④：脱分化 ⑤：再分化
植物体细胞杂交
1、定义： 体细胞杂交，即原生质体融合，将 两个不同亲本的原生质体，经人工诱导融合并 培养再生成植株的过程，统称为体细胞杂交。 2、意义：克服不同生物远缘杂交的障碍，出 现自然界没有的新品种。 3、未解决的问题：未能让杂种植物按照人 们的需要表现出亲代的优良。
︻ 胚 状 体 ︼
︻ 幼 苗 ︼
植物组织培养的应用
人工种子
植物体细胞杂交技术
这幅番茄—马铃薯图利 用传统有性杂交方法能 实现吗？为什么？
因为不同种生物之间存在着 生殖隔离，所以用传统的有 性杂交方法是不可能做到这 一点的。 于是，这些科学家试图用这两种植物的体细胞 进行杂交，来实现这一美妙的设想。
②检验细胞壁分解液除去细胞壁。 第一步：用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶放在载玻片中央，滴加适量细胞 壁分解液，制成临时装片，得到实验组装片。 第二步： 用适宜浓度的蔗糖溶液代替细胞壁分解液，其他操作同第一步，得到对 ___________________________________________________________ 照组装片 。 ___________ 第三步： 在显微镜下观察比较实验组和对照组装片洋葱细胞的形态 ___________________________________________________________ 结果预测和解释： 实验组装片的洋葱细胞呈分散的紫色球形，表明细胞壁已被分解；对照 ___________________________________________________________ 组装片的洋葱细胞呈相互连接的紫色多边形，表明细胞壁未被分解 ___________________________________________导原生质体融合最常用的诱导剂是_________ 细胞膜的流动性 ，融合依据的原理是__________________ 。
(4)要获得上图中白菜和甘蓝的原生质体，首先需要分别除去白菜和甘蓝细 胞的细胞壁。现提供以下材料和用具：紫色洋葱磷片叶、适宜浓度的蔗糖溶 液、纤维素酶和果胶酶、蒸馏水、镊子、显微镜、载玻片等。请你从中选择 合适的材料，完成下面检验是否已除去细胞壁实验的方法步骤，并预测和解 释实验结果。 主要实验步骤： ①选取适宜浓度的蔗糖溶液，加入适量纤维素酶和果胶酶配制成细胞壁分解 液。其中选取适宜浓度的蔗糖溶液而不用蒸馏水的理由是：适宜浓度的蔗糖 可防止原生质体过度吸水涨破(保持原生质体正常的形态) 溶液______________________________________________________ 。
植 物 细 胞 融 合 植 物 组 织 培 养
杂种细胞AB 脱分化 愈伤组织 再分化 杂种植株
植物 细胞 具全 能性
杂交的两个细胞
用纤维素酶、果胶酶处 理细胞壁
植 物 体 细 胞 杂 交 过 程
植 物 细 胞 融 合
原生质体Ａ、Ｂ
经离心、振 动、电刺激 用聚二乙醇 （ＰＥＧ） 诱导 （植物体细胞融 再生细胞壁 合完成的标志）
植 物 的 克 隆
植物细胞全能性
1、含义：植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信 息，从而具备发育成完整植株的遗传能力。 2、原因：每个植物细胞都含有该生物体的全部遗传物质 。 3、全能性大小：受精卵＞生殖细胞＞体细胞
植物组织培养——全能性的体现
︻ 愈 伤 组 织 ︼
︻ 愈 伤 组 织 ︼
1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质 体的融合，获得了第一个体细胞杂种。 1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得了番茄
和马铃薯的属间体细胞杂种——“Potamato”。
目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与 野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠 草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品系或育 种上有用的新材料。
请思考：
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？ 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与细胞膜的什么 特性有关？ 4．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
植物体细胞杂交过程
植物细胞A 植物细胞B 怎样才能去除细胞 去壁 去壁 酶解法 壁但又不破坏细胞 原生质体A 酶的 原生质体B 的生命活性呢？
物理方法：离心、振荡、电刺激 融合的原理及常用 化学方法：聚乙二醇（PEG） 的融合方法？
专一性
融合
生物膜的 流动性
融合可能的类型？ 植物体细胞杂交成功的 标志是什么？ 杂交细胞的筛选 利用杂种细胞获得杂种 植株所依据的原理？ 获得的杂种植株是否能表 杂种植株的鉴定 现出人们所期望的性状？
融合的原生质体 AB 再生细胞壁
经典习题
“白菜—甘蓝”是科学家用植物细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它 具有生长周期短，耐热性强和易储存等优点。下图是“白菜—甘蓝”培育过 程示意图，请完成下列有关问题：
(1)由杂种细胞D培育成“白菜—甘蓝”植株，采用的技术手段是 全能性 植物组织培养 __________________ 。该过程说明植物细胞具有______________ 。 (2)要制备“白菜—甘蓝”的人工种子，要在e步骤选取具有生根发芽能力的 胚状体 ____________( 结构)，包裹上人造种皮制得。
白菜—甘蓝
白菜
甘蓝 白菜－甘蓝
思考与探究
为什么番茄—马铃薯没有像人们预想的那样地上长 番茄、地下结马铃薯？ 主要原因是：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. 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，这些遗传物质的表达不能再像马铃薯或番茄 植株中的遗传物质一样有序表达而会相互干扰。 因此杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。
植物细胞工程
课堂小结：
1、获得原生质体的方法是: 酶解法：纤维素酶和果胶酶(在高渗溶液中） __________________________________ 3、细胞融合的原理： 细胞膜具有一定的流动性 _______________________ 2、诱导原生质体融合的方法是： _______________________________________ 化学方法：聚乙二醇 物理方法：振动、电刺激、离心 3、植物体细胞杂交成功的标志是： 融合的原生质体形成细胞壁 ________________________ 4、植物体细胞杂交需要用的技术包括： 植物细胞融合和植物组织培 _______________________ 养 5、植物体细胞杂交与有杂交相比其优点是： 克服了远源亲本交杂不亲和的障碍 _______________________