植物体细胞杂交案例
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植物体细胞杂交(完整)剖析
习题
3.植物体细胞杂交尚未解决的问题有：C A 去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体 B 将杂种细胞培育成植株 C 让杂种植物按照人们的需要表现出亲代 的优良性状 D 尚未培育出属间杂种植物
课堂练习
(1)③过程是 原生质体融合 ，实际融合的过 程中原生质体可能会形成 3 种细胞 团(只考虑两个细胞融合的情况)。与 高尔基体和线粒体 ④过程密切相关的细胞器是 。
思考：原生质体的融合是哪一部 分的融合？这实现了什么？
针对训练：若番茄体细胞中染色体组 成为AA，马铃薯体细胞中染色体组 成为BB，则杂种细胞中染色体组成 是怎样的？
植物体细胞杂交的过程
思考：杂种细胞形成的标志是什么？
思考：如何将杂种细胞培育成杂种 植株？体细胞杂交的过程 人工诱 导原生 化学法：聚乙二醇（PEG） 质体融 物理法：离心、振动、电刺激等 合方法：
﹜
电激法使生质体融合
植物体细胞杂交的过程
思考：两个原生质体能发生融合， 这体现了何种生物学原理？ 思考：假设原生质体两两融合， 培养基中会出现什么类型的细胞？ 都是我们所需要的吗？
植物体细胞杂交的过程
知识拓展
自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫，说明植物 的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞 与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出 具体实验方案。
习题
(2)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯 细胞内含B条染色体，若将番茄和马铃 薯采用有性杂交的育种方法培育(假设 能成功)，得到的后代应含 (A+B)/2 条染 色体，若采用体细胞杂交技术所得植 株含 A+B 条染色体， (3)若番茄是二倍体，马铃薯是四倍体， 则杂种植株为 六 倍体。
2.1.1植物体细胞杂交技术(9张ppt)
植物体细胞杂交育种 杂交育种诱导多倍体
植物体细胞杂交技术 可用于多倍体育种。
三、植物体细胞杂交技术
5. 局限性
目前仍有许多理论和技术问题未解决，还不能 让杂种 植物按人们需求表现出亲代的优良性状。
思考与讨论 p38
1.为什么“番茄-马铃薯”超级杂种植株没有 如科 学家所想象的那样，地上长番茄、地下 长马铃薯？
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。所以杂交植株的细胞中虽具 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，杂交 植株不能地
化学法：聚乙二醇（PEG）诱导
思考：融合后，培养基中有几种类型的细胞？ A、B、AA、BB、AB
三、植物体细胞杂交技术
2. 过程 植物细胞融合+植物组织培养
（3）再生细胞壁，形成杂种细胞 （细胞融合成功的标志）
思考： 1. 参与此过程中的主要细胞器是？
高尔基体 2. 杂种细胞的染色体数是多少？
两亲本染色体数之和 3. 杂种细胞染色体组数是多少？
2. 过程 植物细胞融合+植物组织培养
植物细胞融合 植物体细胞杂交
植物组织培养
三、植物体细胞杂交技术
2. 过程 植物细胞融合+植物组织培养
（1）原生质体的获得 用纤维素酶和果胶酶 去除细胞壁（酶解法）
①
三、植物体细胞杂交技术
2. 过程 植物细胞融合+植物组织培养
（2）原生质体的融合 ① 原理：细胞膜的流动性 ② 方法： 物理法：离心、振动、电激等
两亲本染色体组数之和
三、植物体细胞杂交技术
2. 过程 植物细胞融合+植物组织培养
植物体细胞杂交学案评估课专用
。为使其可育，可通过人工诱导产生四倍体“白菜- 甘蓝”这种变异属 。
4．通过何种技术将杂种细胞培育成杂种植株，利用了什么原理呢？
5、简述植物体细胞杂交的方法步骤。
（1） 温表 离体的植物 （ 组织或细胞 ） 再分化 植物体 （4）
（2） （5）
（3）
3、植物细胞最外层的细胞结构是 植物细胞壁的主要组成成分是 【自主学习】
。植物细胞除细胞壁以外的结构称为 和 。
。
6、植物体细胞杂交与有性杂交相比优越性表现在哪里？局限性又表现在哪里呢？
课型：新授课 【实际应用】
主备人：李洋
东莞市第五高级中学高二生物导学案
1. 植物繁殖的新途径：微型繁殖、作物脱毒、人工种子。 2. 作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。 3. 细胞产物的工厂化生产：如人参皂苷干粉的生产等 【双基巩固】 1.植物体细胞融合完成的标志是 （ ） A.产生新的细胞壁 B.细胞膜发生融合 C.细胞质发生融合 D.细胞核发生融合 2.与传统的有性杂交法相比，植物体细胞杂交的最大优点是（ ） A.可使两个亲本的优良性状组合到一起 B.可以克服远缘杂交不亲和的障碍 C.可以培育出高产性状明显的新品种 D.可以降低生成成本，提高接济效益 3.植物体细胞杂交的过程实质是（ ） A.细胞质融合的过程 B.细胞核融合的过程 C.细胞膜融合的过程 D.细胞原生质体融合的过程 4.不能 用于人工诱导原生质体融合的方法是 ．． （ ） A．振动 B．电刺激 C．PEG D．重压 5．植物体细胞杂交的结果是 （ ） A.产生杂种植株 B．产生杂种细胞 C．原生质体融合 D．形成愈伤组织 6.在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导产生细胞壁，参与这一过程的细胞器是 （ ） A.叶绿体、高尔基体 B.线粒体、高尔基体 C.叶绿体、线粒体 D.线粒体、内质网 7.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.细胞壁不是原生质的组成部分 8．植物体细胞杂交的结果是 （ ） A.产生杂种植株 B．产生杂种细胞 C．原生质体融合 D．形成愈伤组织 9．科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散 发出一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是（ ） A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍 B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG 等试剂或离心、振动、电刺激等方法 C．驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成 D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离 10．植物体细胞杂交的目的中错误的是 （ ） A．把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上 B．获得杂种植株 C．克服远源杂交不亲和的障碍 D．实现原生质体的融合 11．A 种植物的细胞和 B 种植物细胞的结构如右图所示（仅显示细胞核） ，将 A、B 两种植物细胞去掉 细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过 组织培养后得到了杂种植株，则 该杂种植株是 （ ） A．二倍体；基因型是 DdYyRr B．三倍体；基因型是 DdYyRr C．四倍体；基因型是 DdYyRr D．四倍体；基因型是 DDddYYyyRRrr 【典例分析】根据下面植物体细胞杂交流程图回答问题：
植物体细胞杂交
甘蓝
白菜
甘蓝
为什么没有得到人们 想要的产品呢？
概念生成
植物体细胞杂交： 将不同种的植物体细胞，在一定条件 下融合成杂种细胞；并通过植物组织培 养技术将杂种细胞培育成新的植物体的 技术。
能力提升、合作展示
课本38P“思考与 探究”第2小题
植物细胞工程的实际应用
• 一、植物繁殖的新途径。 • 1、微型繁殖——快速繁殖优良品种的植物 组织技术，叫做植物的微型繁殖技术，又 叫快速繁殖技术。 • 2、作物的脱毒 • 3、神奇人工种子 • 二、作物新品种的培育 • 1、单倍体育种 • 2、突变体的利用 • 三、细胞产物的工厂化生产
(4)
【典例】根据下面植物体细胞杂交流程图回答问题：
（1）在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用 的技术手段是 植物组织培养 ，依据的原理是 植物细胞的全能性 ，与过程③密切相关的具有 高尔基体 单层膜结构的细胞器为 ，过程④是 脱分化 ，⑤过程涉及的分裂方式为 有丝分裂 。
【典例】根据下面植物体细胞杂交流程图回答问题：
作物新品种的培育
1、单倍体育种：明显缩短育种年限 2、突变体的利用 在组培过程中，由于细胞处于不断 的分生状态，因此容易受到培养条 件和外界压力的影响而发生突变。
细胞产物的工厂化生产
工厂化生产人参皂甙的基本过程：
第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产 生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而 且细胞内人参皂甙含量高的细胞株。
（2）若运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交) 不能 能否得到杂种植株 ，为什么？ 不同的物种之间存在着生殖隔离现象。 。
植物体细胞杂交技术 的意义和局限性
意义： 克服不同生物远缘杂交不亲和的 障碍，出现自然界没有的新品种。 局限性： 未能让杂种植物按照人们的需要表 现出亲代的优良性状。
(完整版)植物体细胞杂交技术
局限性：未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优
良。
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，不能再像亲本遗传物质一样有序表达，杂交植株 不能地上长番茄、地下结马铃薯。
现学现用
• 如何培育出地上结大豆地下结花生的杂种植株呢？
本节小结
一、植物体细胞杂交的概念
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。
（6）从理论上讲，杂种植株的育性为 可育。 若运用传统有性杂交方法能否实现？不能 ， 原因是 因为不同种生物之间存在生殖隔离。 因此，这项研究对于培养作物新品种方面 的重大意义在于 克服远源杂交不亲和的障碍。 （7）利用植物体细胞杂交的方法培育作物 新品种过程中，遗传物质的传递是否遵循 孟德尔的遗传规律？为什么？ 否
植物体细胞杂交过程示意图
植 物 细 胞 去壁 等量
原
生 质
原 生 质
体体
融
合
再
愈
杂
生杂
伤
种
细 胞 壁
种 细 胞
脱 分
化
组 织
再 分 化
植 株
去壁 纤维素酶
离心、振 动、电刺
筛 选
激、
果胶酶
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ聚乙二醇
意义：克服远源杂交不亲和的障碍，培育出自然
界中没有的、具有优良品质的新品种。
白 菜
甘
蓝
白菜－甘蓝
生产周期短、耐热、易储藏
小试牛刀
2.植物体细胞杂交技术去除细胞壁的原因是 （C）
A、植物体细胞结构中不包括细胞壁 B、细胞壁使原生质体失去活力 C、细胞壁阻碍了原生质体融合 D、细胞壁不是原生质体的组成成分
高中生物课堂教学实现学生自主学习——《植物体细胞杂交技术》案例分析
和动 物 脂 肪都 属 于 油 脂 ，再 提 出 以下 问题 ： （ ） 植 物 １
油 （ 油 ，麻 油 等 ） 和 动物 脂 肪 （ 油 、牛 油 、羊 油 ） 豆 猪 的颜 色 状 态 ？ （ ） 喝汤 时 油 花飘 在 液 面 上 还 是 沉 在 汤 ２
增 ， 自信 心增 强 ，学 习 效 益 必 将 成 倍 提 高 。教 学 目标 的定 位 应 具 有 有 效性 、指 向 性 、整 合 性 ，表 达 应 简 洁
学 生 自主 学 习的 平 台 。 在 这 个 教 学 环节 中学 生敢 于 大 胆 的质 疑 ，提 出 问题 ，说 出 想 法 ，通 过 自己 或小 组 积 极 探 索 努 力 发 现 。学 生 在 这 种 课 堂 氛 围 中 学 习 既 感 到 积 极 紧 张 ，又感 到 轻松 愉 快 。 我 注重 在 课 堂 上 建 立 民 主 、平 等 的 师 生 关 系 ，重 视 师 生之 间 的情 感 交 流 。教 师 的语 言 、动 作 和 神 态 要 让学 生 感 到可 亲 、可 信 ，要 能 不 断激 发 学 生 的求 知 欲 ，
子 ，增 强 自主 学习 的意识 ，让学 生真 正体 会 到 自己是 学
习 的主体 。挖 掘学 生独 立 自主学 习 的 巨大潜 能 ，让学 生
在探 究 、体验 、合 作 、实践 中积极 、主动 的学 习 ，在解
决 问题 的过程 中掌 握学 习方 法 ，培 养学 生 自主创 新 和 实
生 在 设 计 流 程 时 ，发 现 新 的 问 题 ，教 师 指 导学 生把 新 问题 及 时地 写 到 附 加 黑 板 上 。小 组 讨论 结 束后 ，小 黑
识 ， 自己 感 悟 ，整 理 记 忆 的 方 法 。 例 如 ，对 于 酯 类 、 油脂 的 学 习 可 以 引导 学 生 回忆 以 下 情 形 ，春 天 的 花 香 满 园 ，水 果 店 的芳 香 四溢 ，这 多 为 低 级 酯 类 的 气 味 。 油脂 学 习 ，更 接 近 大 家 的 生 活 ，只 要 告 诉 学 生 植 物 油
植物细胞融合(实验)
On cell division nuclear material condenses together and hybrids cells are formed that contain DNA from both parental lines.
Potato plants growing in a test tube
Phenotype of intraspecific diploids of S. tuberosum
US-W9310.3 Somatic hybrid US-W9545.99
在原生质体细胞膜与膜紧密接触的部 位，膜内蛋白质颗粒易位并凝聚。接着可 能是相邻的剥去蛋白质的细胞膜间的类脂 质与类脂质反应。继之，类脂质分子的扰 动和重排导致接触的细胞膜局部发生融合， 形成很小的细胞质桥，之后它逐渐扩大， 两个原生质体最终融合。
使用化学促融剂时，Ca2+是必需的。 关于Ca2+的作用机理，有的认为是Ca2+和 PO43-形成不溶于水的配合物，成为细胞间 的钙桥，由此引起融合。也有解释为Ca2+ 结合到带负电磷脂的电离基上，使磷脂分 子在膜上相互分离，由此引起融合。
Putative somatic hybrid plants
A fertile somatic hybrid
Phenotype of somatic hybrids clearly shows characteristics of both parents
S. brevidens somatic hybrid S. tuberosum
电融合法原生质体的融合结果
原生质体成串（40×）
原生质体融合（图1）
电融合法原生质体的融合结果
原生质体融合（图2） 原生质体融合（图3）
Potato plants growing in a test tube
Phenotype of intraspecific diploids of S. tuberosum
US-W9310.3 Somatic hybrid US-W9545.99
在原生质体细胞膜与膜紧密接触的部 位，膜内蛋白质颗粒易位并凝聚。接着可 能是相邻的剥去蛋白质的细胞膜间的类脂 质与类脂质反应。继之，类脂质分子的扰 动和重排导致接触的细胞膜局部发生融合， 形成很小的细胞质桥，之后它逐渐扩大， 两个原生质体最终融合。
使用化学促融剂时，Ca2+是必需的。 关于Ca2+的作用机理，有的认为是Ca2+和 PO43-形成不溶于水的配合物，成为细胞间 的钙桥，由此引起融合。也有解释为Ca2+ 结合到带负电磷脂的电离基上，使磷脂分 子在膜上相互分离，由此引起融合。
Putative somatic hybrid plants
A fertile somatic hybrid
Phenotype of somatic hybrids clearly shows characteristics of both parents
S. brevidens somatic hybrid S. tuberosum
电融合法原生质体的融合结果
原生质体成串（40×）
原生质体融合（图1）
电融合法原生质体的融合结果
原生质体融合（图2） 原生质体融合（图3）
植物体细胞杂交成功案例
植物体细胞杂交成功案例
那咱得说说这个土豆和番茄的体细胞杂交案例，可有趣了呢！
你想啊，土豆这玩意儿，是长在土里的块茎作物，平时就默默在地下长着，用来做薯条、薯片啥的可棒了。
番茄呢，红彤彤的挂在枝头上，是个水灵灵的果实，用来做菜或者做番茄酱那是相当美味。
科学家就脑洞大开了，把土豆和番茄的体细胞弄出来，然后让它们杂交融合。
这就像是给土豆和番茄牵红线，让它们的细胞结合到一起。
最后还真成功了呢！这种杂交细胞就有了土豆和番茄的一些特性。
理论上啊，这要是能好好发展，说不定能种出那种地上结番茄，地下长土豆的神奇植物呢。
不过呢，实际操作起来还有不少挑战，但是这个案例确实是植物体细胞杂交很典型的成功例子啦。
还有烟草和矮牵牛的体细胞杂交也很厉害。
烟草大家都知道，矮牵牛呢是那种花朵开得很艳丽的植物。
把它们的体细胞杂交后，就得到了一些新的植物特性，像在抗病性或者花朵的某些性状上就有了新的变化，这就像是给植物开了个新的技能包，让它们变得更加独特啦。
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植物体细胞杂交案例
植物体细胞杂交是指通过细胞的融合而不涉及生殖细胞的杂交。
以下是植物体细胞杂交的两个案例：
1. 植物体体细胞融合杂交案例：1984年，杂交水稻技术的开
发者袁隆平首次成功地使用植物体细胞融合的方式，将稻谷和野生稻杂交。
他们从白龙江省的野生稻中提取细胞，并与栽培稻的根尖细胞融合。
通过细胞融合，他们成功地将野生稻中的抗病性和耐旱性等重要特性导入栽培稻中，创造出了高产、抗病和耐旱的杂交水稻。
2. 植物体质体细胞杂交案例：2014年，美国科学家利用植物
体细胞质体的特性，成功进行了植物体质体细胞杂交。
研究人员首先将两个不同的植物细胞的细胞质体提取出来，然后将提取的细胞质体通过融合技术进行杂交。
杂交后的细胞质体融合体被重新引入植物体内，形成了一个新的植株。
这项研究为植物体质体的利用和杂交育种提供了新的思路和方法。
这些案例展示了植物体细胞杂交在改良植物品种、提高产量和增加抗性等方面的潜在应用价值。