2.1 《植物体细胞杂交的过程》
《植物体细胞杂交技术》 知识清单
《植物体细胞杂交技术》知识清单一、什么是植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术是将来自两个或多个不同植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
简单来说，就是把不同植物的细胞“凑”在一起，让它们变成一个新的“大家庭”，然后培养出具有新特性的植物。
二、植物体细胞杂交技术的原理1、细胞膜的流动性细胞膜具有一定的流动性，这使得不同植物的体细胞能够相互融合。
就好像两个柔软的气球，能够在一定的条件下相互挤压并融合在一起。
2、细胞的全能性细胞具有全能性，即单个细胞经培养后能够发育成完整的植株。
这是植物体细胞杂交能够成功培育出新植物体的重要基础。
三、植物体细胞杂交技术的操作步骤1、去除细胞壁植物细胞有细胞壁，会阻碍细胞间的融合。
所以第一步就是使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，得到原生质体。
2、诱导原生质体融合有物理法（如离心、振动、电激等）和化学法（常用聚乙二醇，PEG）来诱导原生质体融合。
融合后会形成多种类型的杂种细胞，需要进行筛选。
3、杂种细胞的筛选和培养通过特定的培养基和筛选方法，选出我们需要的杂种细胞。
然后对杂种细胞进行培养，使其形成愈伤组织。
4、植株再生将愈伤组织诱导分化，形成根、芽等器官，最终发育成完整的杂种植株。
四、植物体细胞杂交技术的优势1、打破物种界限可以克服远缘杂交不亲和的障碍，实现不同物种间基因的交流和重组，为培育新的优良品种提供了更多可能性。
2、快速培育新品种相较于传统的杂交育种方法，能够大大缩短育种时间。
3、引入优良性状能够将不同植物的优良性状集中到一个新的植物体中，例如将抗病虫害的基因引入到高产的植物中。
五、植物体细胞杂交技术的应用1、作物育种培育出具有高产、优质、抗逆等优良性状的作物新品种，提高农业生产效率和农产品质量。
2、基因工程为基因工程提供了新的受体材料，有助于更深入地研究基因功能和表达调控。
3、药用植物开发将药用植物的有效成分基因引入到其他植物中，提高药用成分的产量和质量。
《植物体细胞杂交技术》 讲义
《植物体细胞杂交技术》讲义一、什么是植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术，是一种将不同种植物的体细胞融合在一起，培育出新的杂种植物的生物技术。
简单来说，就是把两种植物的细胞“合二为一”，创造出具有双方优良性状的新植物。
这一技术的出现，打破了传统有性杂交的限制。
在自然条件下，很多植物由于亲缘关系较远，无法通过常规的交配方式进行基因交流和性状组合。
但植物体细胞杂交技术为不同物种之间的基因融合提供了可能，让我们能够跨越物种的界限，创造出具有更多优良性状的植物新品种。
二、植物体细胞杂交技术的基本原理植物体细胞杂交技术的原理基于细胞的全能性和细胞膜的流动性。
细胞的全能性意味着每一个植物细胞都包含着该植物的全部遗传信息，在适当的条件下，都有发育成完整植株的潜力。
而细胞膜的流动性则为不同植物体细胞的融合提供了基础。
当两种植物的体细胞相互接触时，它们的细胞膜会发生融合，进而使细胞质和细胞核融合在一起，形成一个杂种细胞。
三、植物体细胞杂交技术的操作步骤1、原生质体的制备要进行体细胞杂交，首先需要去除植物细胞的细胞壁，得到原生质体。
去除细胞壁通常使用纤维素酶和果胶酶等酶类，将细胞壁分解，释放出原生质体。
2、原生质体的融合这是关键的一步。
有物理法和化学法两种常用的融合方法。
物理法包括电融合法，通过施加电场使原生质体相互接触并融合。
化学法常用的是聚乙二醇（PEG）诱导融合，PEG 能够改变细胞膜的通透性，促使原生质体融合。
3、杂种细胞的筛选和培养融合后的细胞群体中，既有杂种细胞，也有未融合的亲本细胞。
因此，需要通过特定的筛选方法，选出杂种细胞。
常用的筛选方法有基于细胞形态、生理特性或遗传标记等。
筛选出来的杂种细胞需要在适当的培养基中进行培养，使其分裂、分化，形成愈伤组织。
4、杂种植株的再生将愈伤组织转移到分化培养基中，诱导其分化出芽和根，最终形成完整的杂种植株。
四、植物体细胞杂交技术的应用1、改良作物品种通过将具有优良性状的不同植物进行体细胞杂交，可以将抗病、抗逆、高产等性状组合在一起，培育出更具优势的作物品种。
植物体细胞杂交技术
二、植物体细胞杂交技术
人们曾经有这样一个幻想：让一株植株地上部分结番茄， 地下部分长土豆。 这个幻想能通过传统有性杂交方法实 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。
植物组织培养过程
脱分化 ⑤
记笔记
① 离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
比例适中
植物激素： 生长素/细胞分裂素
避光
② 愈伤组织
再分化 ⑥
比值高 生根
比值低 生芽
需光
根③芽 根、芽（胚状体）
④ 植物体
长根和芽
只长根
只长芽
三、植物组织培养的概念：
画课本P36
无菌和人工 植物组织培养就是在
控制条件下，将 离体 的植物器官、 组织、细胞，培养在人工配制的培养基 上，给予 适宜的培养条件 ，诱导 其产生 愈伤组织，丛芽 ，最终形 成 完整的植株 。
3、意义
意义：克服远缘杂交不亲和的障碍。
为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学 家所想像的那样，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，但这些 遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或 番茄植株中的遗传物质一样有序表达，所以杂交植 株不能地上长番茄、地下结马铃薯。
植物体细胞杂交过程
1、植物细胞的融合 原理：细胞膜流动性
纤维素酶 果胶酶去 除细胞壁
人工诱导： 离心、 振动、 电激、 PEG
融合完成的标志
筛选 再分化
脱分化
植物体细胞杂交技术ppt课件
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。
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。
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？
植物组织培养
植物细胞A 方法？
融合 完成
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
的
标志
融合的 杂种
愈
杂
原生质
人 工
体AB
诱
导
再 生 出 细
细胞
ABBiblioteka 脱 分化伤 组 织
再 分 化
种 植 株
植物细胞B
胞
促进融合 壁
的方法？
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？
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？ 4．两个来源不同的原生质体发生了融合
成功的标志是什么？下一步该做什么？ 5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
原生质杂细 愈体再种杂胞伤A生植种分组细株细裂织胞胞壁原生质体B
二、植物体细胞杂交技术
1、过程 植物细胞的融合
原生质体a原生质体b再生细胞壁杂种细胞细胞分裂愈伤组织杂种植株杂种植株株融合的原生质体ab再生出细胞壁壁脱分化化愈伤组织织再分化化11过程植物细胞的融合植物组织培养植物细胞a原生质体b原生质体a杂种细胞ab去去壁去去壁人人工工诱诱导导方法
2.1.1 植物细胞工程的基本技术(练习)(解析版)
2.1.1 植物细胞工程的基本技术练习一、单选题1．图为植物体细胞杂交过程示意图。
利用植物细胞A 和B 培育成为杂种植株。
该过程运用的技术有：①干细胞技术②细胞融合技术③细胞核移植技术④植物组织培养技术A．①②B．②④C．②③D．③④【答案】B【解析】据图分析，植物细胞A和B培育成为杂种细胞是植物体细胞杂交过程，运用了细胞融合技术，体现了细胞膜具有一定的流动性；杂种细胞形成杂种植株是植物组织培养过程，体现了植物细胞的全能性，B正确，ACD错误。
故选B。
2．利用植物体细胞杂交获得优良新品种过程中，不需要进行的是A．去除亲本体细胞的细胞壁B．选择具有优良性状的亲本C．利用灭活的病毒诱导原生质体融合D．诱导杂种细胞愈伤组织的再分化【答案】C【解析】依题文可知，植物体细胞杂交获得优良新品种包括原生质体融合及植物组织培养两个过程，由此需要选择具有优良性状的亲本，去除亲本体细胞的细胞壁获得原生质体，然后用物理法或化学法诱导原生质体融合，不需要用灭活的病毒诱导，最后诱导杂种细胞愈伤组织的再分化。
由此C正确，A、B、D错误。
故选C。
3．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是A．植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B．细胞壁使原生质体失去活力C．细胞壁阻碍了原生质体的融合D．细胞壁不是原生质体的组成部分【解析】细胞壁是植物细胞结构的一部分，A项错误；细胞壁对植物细胞具有保护作用，不会使原生质体失去活力，但阻碍了原生质体的融合，因此要除去细胞壁，B项错误，C项正确；细胞壁不是原生质体的组成部分，但不是植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因，D项错误。
故选C。
4．驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的柠檬型香气，从而达到驱蚊且对人体无害的效果。
驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的。
下列关于驱蚊草培育的叙述，错误的是A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或电刺激等方法C．驱蚊草培育过程不同于植物组织培养，无细胞脱分化和再分化的过程D．驱蚊草培育利用了植物体细胞杂交技术，育种原理是染色体数目变异【答案】C【解析】A、驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的，采用了植物体细胞杂交技术，属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍，A正确；B、要获得天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体，需要采用酶解法(纤维素酶、果胶酶)，诱导天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体的融合可采用化学法（PEG等试剂）或物理法(电刺激等)，B正确；C、驱蚊草培育过程不同于植物组织培养，但需要采用植物组织培养技术，因此有愈伤组织和试管苗形成，C错误；D、驱蚊草培育利用了植物体细胞杂交技术，育种原理是染色体数目变异，D正确。
2.1.2植物体细胞杂交技术
于是，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。
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—— “马铃薯番茄”。
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。
3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完 整植株，不需要（ C ） A.具有完整细胞核的细胞 B.离体状态 C.导入外源基因 D.一定的营养物质和激素
4、若用“① ② ③ 表示植物组织培养的过程。请回答：
脱分化
再分化
④”
（1） ①表示 离体的植物器官、组织或细胞 ， 能被培养成为④的根本原因是 植物细胞具有全能性
白菜
甘蓝 白菜－甘蓝 “白菜－甘蓝”同普通白菜相比，具有 生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。
2.1.2植物体细胞杂交技术
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．为什么两个原生质 体能发生融合，这与细 胞膜的什么特性有关？ • 4．如果两个来源不同 的原生质体发生了融合， 下一步该做何处理？ • 5．如何将杂种细胞培 育成杂种植株？
去壁
等量 去壁
杂 种 细 脱 胞 分 化 筛 激素 选
再 分 化
激素
纤维素酶 果胶酶
聚乙二 醇
2、概念 将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合 成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物 体的技术。 3、意义 克服了远缘杂交不亲和的障碍，从而扩大了 可用于杂交的亲本组合。 4.未能解决的问题：未能让杂种植物按照人们 的需要表现出亲代的优良性状。
植物体细胞杂交技术流程的原理
植物体细胞杂交技术流程的原理英文回答：Somatic Cell Hybridization Technique: Principle and Process.The somatic cell hybridization technique is a valuable tool in genetics and biotechnology that allows for the fusion of two different somatic cells to create a hybrid cell. This technique has a wide range of applications, including the production of hybridomas for monoclonal antibody production, the study of gene expression and regulation, and the creation of cell lines for genetic engineering.The principle of somatic cell hybridization is based on the fusion of two cells with different genetic backgrounds. The resulting hybrid cell contains the genetic material from both parental cells, creating a unique combination of traits. The process of somatic cell hybridization involvesseveral key steps:1. Cell Preparation: The first step is to isolate and prepare the two desired cell types. Typically, one cell type is a recipient cell, which is often a myeloma cell or a cell line lacking specific genes, while the other cell type is the donor cell, which contains the desired genes.2. Cell Fusion: The next step is to fuse the two cell types together. This is typically achieved by using a chemical agent such as polyethylene glycol (PEG), which promotes cell membrane fusion. The fused cells are then cultured in a medium that supports their growth and allows for the selection of hybrid cells.3. Selection of Hybrid Cells: After cell fusion, the hybrid cells must be selected from the unfused parental cells. This is often achieved by using a selective medium that allows only the hybrid cells to survive. For example, if the recipient cells are myeloma cells that lack the ability to synthesize a specific enzyme, the selective medium can be supplemented with this enzyme, allowing onlythe hybrid cells to grow.4. Clonal Isolation: Once the hybrid cells are selected, they are cloned to produce a stable cell line. Thisinvolves isolating individual hybrid cells and culturing them to establish a clonal population. The resulting clones are then characterized and screened to identify those that possess the desired traits.中文回答：体细胞杂交技术原理和流程。
《植物体细胞杂交技术》 讲义
《植物体细胞杂交技术》讲义一、什么是植物体细胞杂交技术在现代生物技术的领域中，植物体细胞杂交技术宛如一颗璀璨的明珠，为植物育种和品种改良开辟了全新的途径。
植物体细胞杂交技术，简单来说，就是将两个来自不同植物的体细胞，在一定的条件下融合成一个杂种细胞，然后将这个杂种细胞培育成新的植物体的技术。
这可不是简单地把两个细胞放在一起，而是涉及一系列复杂而精细的操作步骤，需要借助先进的科学手段和技术设备。
二、植物体细胞杂交技术的原理植物体细胞杂交技术的原理基于细胞膜的流动性和细胞的全能性。
细胞膜的流动性使得两个不同植物的体细胞能够相互融合，形成一个新的细胞。
而细胞的全能性则保证了融合后的杂种细胞具有发育成完整植株的潜力。
细胞全能性是指每个细胞都包含着生物体生长、发育所需的全部遗传信息，在适当的条件下，能够发育成一个完整的个体。
三、植物体细胞杂交技术的操作步骤1、原生质体的制备首先，要从植物细胞中去除细胞壁，得到原生质体。
去除细胞壁通常使用酶解法，常用的酶有纤维素酶和果胶酶。
这一步骤需要在适宜的条件下进行，以确保原生质体的活力和完整性。
2、原生质体的融合得到纯净的原生质体后，接下来就是让它们融合。
目前常用的融合方法有物理法和化学法。
物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般使用聚乙二醇（PEG）诱导融合。
3、杂种细胞的筛选和培养融合后会形成多种类型的细胞，需要筛选出杂种细胞。
筛选的方法有很多，比如根据细胞的形态、生理特性等进行筛选。
筛选出的杂种细胞要进行培养，为其提供适宜的营养和环境条件，促使其分裂和生长。
4、杂种植物的再生和鉴定经过培养，杂种细胞会逐渐发育成愈伤组织，再分化出芽和根，最终形成完整的杂种植物体。
但这还不够，还需要对得到的杂种植物进行鉴定，确定其是否真正融合了两个亲本的遗传物质。
四、植物体细胞杂交技术的优点1、克服远缘杂交不亲和的障碍在传统的杂交育种中，亲缘关系较远的植物之间往往难以杂交成功。
而植物体细胞杂交技术可以打破这种限制，实现不同物种之间基因的交流和组合。
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纤维素酶、果胶酶
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
植物细胞B
融合 融合的
原生质
人 工
体AB
诱
导
细
胞
融
合
促进融合
的方法？
杂种
细胞
再 生
AB
脱 分
愈 伤 组再 织分
小 植 株
出
化
化
杂 种 植 株
细
胞 壁
融合完成的 标志
物理法：离心、震动、电击等
化学法：聚乙二醇（PEG）
利用电激法将野生马铃薯与栽培马铃薯进行细胞融合
细胞壁的阻碍 2．有没有一种温和的去壁方法呢？ 酶解法：纤维素酶和果胶酶 3．两个原生质体能发生融合与细胞膜的什么 特性有关？ 细胞膜的流动性
4．两个来源不同的原生质体融合成功的标志 是什么？ 再生出细胞壁 5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？ 植物组织培养
植物体细胞杂交技术 一、过程：
植物细胞A 方法？
课后思 植物体细胞杂交的概念 • 植物体细胞杂交的意义 • 取得的进展与面临的困难
植物体细胞杂交
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？ 4．两个来源不同的原生质体融合成功的标志是什 么？ 5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
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？
植物体细胞杂交技术 一、过程：
（一、）杂交
二、植物组织培养
植物细胞A
去壁
原生质体A 原生质体B
融合的
原生质
人 工
体AB
杂种
细胞
再 生
AB
脱 分
愈 伤 组再 织分
小 植 株
诱
出
化
化
杂 种 植 株
去壁
导
细
细
植物细胞B 胞
融
胞 壁
融合完成的 标志
合
在流程图中，为了简化，仅画了一个植物细胞A 和植物细胞B，但实际操作中，是把许多原生质 体A和原生质体B放在一起进行融合，融合之后 的细胞有几种情况？ 融合后的细胞有五种情况：A、B、AA、BB、AB 我们需要的是：杂种细胞AB 所以，在杂种细胞形成后，还应该有一个“筛选” 过程。筛选出所需要的杂种细胞