人教版高二生物选修三2.1.2植物细胞工程——植物体细胞杂交导学案

2.1 植物细胞工程——植物体细胞杂交

编定人：金晓媛 审定人：张宏艳 班念博

学习目标: 1．简述植物体细胞杂交技术 2．列举植物细胞工程的实际应用[ 学习重点: 植物体细胞杂交技术

学习难点: 植物体细胞杂交技术

【第二课时】植物体细胞杂交技术

【课前预习】

思考：（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到的第一个障碍是什么？

（2）有没有一种温和的去细胞壁的方法？

（3）如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？

（4）如何将杂种细胞培育成杂种植株？

一 植物细胞培养

1概念: 植物细胞培养是将植物组织培养过程中形成的 或其他易分散的组织置于 中，进行悬浮培养，得到分散游离的悬浮细胞，通过继代培养使 ，从而获得大量细胞群体的技术。

2．应用：工厂化生产 ，如紫杉醇、人参皂甙。

二植物体细胞杂交

1．概念：不同种植物的 ，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成新的 的技术。

2．过程

离体的细胞果胶酶

纤维素酶−−−→−不同细胞原生质体−−−→−人工诱导原生质体融合 →杂种细胞→杂种植株。

3．植物体细胞杂交步骤：

(1)去掉 ，分离出有活力的 ，目前最常用的去细胞壁的方法是 ，也就是在温和条件下用 酶、 酶去除植物细胞的细胞壁。

(2)不同植物体细胞原生质体融

合，必须通过 法和

法来诱导融合。物理方法

有： 、 、 等

促使原生质体融合。 法是

用 (PEG)作为诱导剂

来 。融合后再生

出 。

(3)用植物组织培养方法进行培

育，可得到杂种植株。如右图

在此过程中需要注意的问题

有：①植物体细胞杂交过程中，植物细胞融合所依据的生物学原理是细胞膜的流动性；植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。②体细胞融合成功以后，既有AB 型杂种细胞，还能形成AA 型和BB 型两种融合细胞，但只有AB 型细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。③目前常用的去除细胞壁的方法是酶解法，保

证了原生质体活性。植物体细胞杂交完成的标志是新细胞壁的形成。④植物体细胞杂交过程仍以植物组织培养为前提，通过植物组织培养完成杂种植株的培育过程。⑤植物体细胞杂交的最大突破是克服远缘杂交不亲和的障碍，但是目前仍有许多理论和技术问题没有解决，离推广应用仍有一定距离。

【小组汇报】

讨论1：植物体细胞杂交运用的生物学原理有哪些？植物体细胞杂交具有什么特点？

讨论2：植物细胞的细胞壁阻碍着细胞间的杂交，因此在进行体细胞杂交之前，必须去除细胞壁。通常用什么方法去除细胞壁？植物细胞去除细胞壁以后叫什么？

讨论3：诱导两个不同原生质体融合的常用方法有哪些？

讨论4：原生质体融合完成的标志是什么？这与细胞中的哪种细胞器有关？

讨论5：分析下图所示的植物体细胞杂交基本过程。

（1）说出①～⑤步骤表示的含义。

（2）将植物细胞A和植物细胞B的原生质体诱导融合，在培养基上至少存在几种类型的细胞（只考虑两个原生质体的融合）？

（3）理论上讲，杂种植株能够表现A、B两个亲本的遗传特征，其根本原因是什么？

【必背内容】植物体细胞杂交技术的原理和过程

班级: 小组：姓名：得分：

【课堂练习】

1．下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是（）A．花药离体培养得到单倍体植株 B．秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株

C．人工种子的培育 D．“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程2．甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及（）A．有丝分裂 B．细胞分化 C．减数分裂 D．细胞的全能性3．人参皂甙粉是人参中重要的药用成分，以前只能通过从人参中提取，产量极低，因而价格极贵。目前，可以通过下列哪项技术迅速大量获取（）A．基因工程 B．植物细胞培养 C．植物体细胞杂交 D．发酵工程

4．下列有关植物体细胞杂交的叙述，不正确的是（）A．用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体

B．诱导两种植物的原生质体融合，进而形成杂种细胞

C．植物体细胞杂交的最终目的是获得细胞代谢产物

D．植物体细胞杂交技术可以克服不同种间远缘杂交不亲和的障碍

5．植物体细胞杂交育种技术中重要的一环是将营养细胞的细胞壁除去，通常采用纤维素酶和果胶酶的酶解法处理。如将去除细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞将（）A．皱缩 B．胀破 C．呈球形 D．保持原状

6．“白菜—甘蓝”杂种植株是将白菜与甘蓝的原生质体进行融合得到杂种细胞，再经组织培养而获得的。对此下列说法正确的是（）A．该培育过程遵循孟德尔的遗传定律

B．培育出的“白菜—甘蓝”植株不能结籽

C．原生质体融合可以用电场诱导或聚乙二醇诱导

D．培育过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程

7．下列有关植物细胞工程应用的叙述，不正确的是（）A．利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新品种

B．利用植物组织培养技术制备人工种子，能保持亲本的优良性状

C．利用植物细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物的工厂化生产

D．利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜-甘蓝”，克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍8．白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜为母本、甘蓝为父本。经人工授粉后，将雌蕊离体培养，可得到“白菜－甘蓝”杂种幼苗。请回答问题：

（1）白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在________隔离。自然条件下，这两个物种间不能通过________________生殖方式产生后代。雌蕊离体培养获得“白菜－甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基础是植物细胞具有________________。

（2）二倍体“白菜－甘蓝”的染色体数目为________条。这种植株通常不育，原因是减数分裂过程中________________________________。为了使其可育，可以通过人工诱导产生四倍体“白菜－甘蓝”，这种变异属于_____________________。