第二节：植物的克隆(过程详细、分析细致)
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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。
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”。
(3)在a过程中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是__聚__乙_二__醇__ ，融合依据的原理是___细__胞_膜__的_流__动_性______。
(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：
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 壁但又不破坏细胞
酶解法
的生命活性呢？ 原生质体A 酶的
融物理合方的法原：离理心及、常振荡用、电刺激
专一性
去壁 原生质体B
生物膜的
植 物 细 胞
的化学融方合法方：聚法乙？二醇（PEG）
融合 流动性
融
融合可能的类型？
融合的原生质体
合
植物体细胞杂交成功的 AB
再生细胞壁
标杂志交是细什胞么的？筛选
杂种细胞AB
植
利用杂种细胞获得杂种 植株所依据的原理？
获杂得种的植杂株种的植鉴株定是否能表
【 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。
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 溶液__可__防__止__原__生_质__体__过__度__吸_水__涨__破__(保__持__原__生__质_体__正__常__的__形_态__)________。
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。
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.
愈伤组织
植物 组织
再分化
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。
(1)由杂种细胞D培育成“白菜—甘蓝”植株，采用的技术手段是 ____植_物__组__织__培__养_____。该过程说明植物细胞具有____全__能__性______。 (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。
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______________
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_____
5、植养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_
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：
植 物 的 克 隆
பைடு நூலகம்
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 】
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__）_____
脱分化 愈伤组织
再分化 杂种植株
植物 细胞 具全 能性
物 组 织 培 养
现出人们所期望的性状？
杂交的两个细胞
用纤维素酶、果胶酶处
植
植
理细胞壁
物
物
细
原生质体Ａ、Ｂ
体
胞
经离心、振 用聚二乙醇
融
动、电刺激 （ＰＥＧ）
细
合
诱导
胞
融合后的原生质体 （植物体细胞融
杂
再生细胞壁 合完成的标志）
交
杂种细胞
过 程
细胞分裂 脱分化
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_______
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。
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”。
(3)在a过程中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是__聚__乙_二__醇__ ，融合依据的原理是___细__胞_膜__的_流__动_性______。
(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：
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 壁但又不破坏细胞
酶解法
的生命活性呢？ 原生质体A 酶的
融物理合方的法原：离理心及、常振荡用、电刺激
专一性
去壁 原生质体B
生物膜的
植 物 细 胞
的化学融方合法方：聚法乙？二醇（PEG）
融合 流动性
融
融合可能的类型？
融合的原生质体
合
植物体细胞杂交成功的 AB
再生细胞壁
标杂志交是细什胞么的？筛选
杂种细胞AB
植
利用杂种细胞获得杂种 植株所依据的原理？
获杂得种的植杂株种的植鉴株定是否能表
【 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。
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 溶液__可__防__止__原__生_质__体__过__度__吸_水__涨__破__(保__持__原__生__质_体__正__常__的__形_态__)________。
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。
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.
愈伤组织
植物 组织
再分化
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。
(1)由杂种细胞D培育成“白菜—甘蓝”植株，采用的技术手段是 ____植_物__组__织__培__养_____。该过程说明植物细胞具有____全__能__性______。 (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。
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______________
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_____
5、植养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_
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：
植 物 的 克 隆
பைடு நூலகம்
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 】
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__）_____
脱分化 愈伤组织
再分化 杂种植株
植物 细胞 具全 能性
物 组 织 培 养
现出人们所期望的性状？
杂交的两个细胞
用纤维素酶、果胶酶处
植
植
理细胞壁
物
物
细
原生质体Ａ、Ｂ
体
胞
经离心、振 用聚二乙醇
融
动、电刺激 （ＰＥＧ）
细
合
诱导
胞
融合后的原生质体 （植物体细胞融
杂
再生细胞壁 合完成的标志）
交
杂种细胞
过 程
细胞分裂 脱分化
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_______