课题: 2.1.1植物细胞工程基本技术（第2课时）
2015-09-23 21:02阅读：
【学习目标】 知识目标：植物体细胞杂交技术原理。
能力目标：尝试植物组织培养技术
情感目标：体验植物组织培养
【教学重点】 植物体细胞杂交的原理
【教学难点】 植物体细胞杂交的原理
【自主学习】
一、植物体细胞杂交技术
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、植物体细胞杂交过程分为两大阶段：
第一阶段：将
植物细胞在一定条件下融合成
。
此过程通过
技术实现。
第二阶段：将
培育成
。
此过程通过
技术实现。
3、植物体细胞杂交的最终目标是获得杂种细胞还是杂种植株？
。
4、两个植物细胞的壁能融合在一起吗？为什么？
。
如果有一种方法能够去除细胞壁，但会使植物细胞死去，这种去壁方法能用吗？
。
5、植物体细胞杂交技术依据的原理
去壁原因：
；
去壁方法：
。酶：
；
去壁目的：
。
|
⑴包括：
融合；
⑵细胞膜融合原理：
。
⑶原生体间的融合过程为植物体细胞杂交的关键，
必需经过人工诱导。
⑷诱导原生质体融合，只能诱导
融合，细
胞核融合是杂种细胞进行第一次有丝分裂时实现的。
⑸诱导方法：物理法：
；
化学法：
（ ）。
⑹融合的细胞类型：（只考虑两个细胞的融合）：
|
是细胞融合完成的标志。
杂种细胞需筛选出来后再培养。
|
。
6、植物体细胞杂交过程的关键环节有：
。
二、植物体细胞杂交过程及过程分析图解，思考填空。
：
三、杂种细胞和杂种植株的遗传物质的分析：
杂种细胞（植株）具有双亲的遗传物质遗传物质。杂种细胞核染色体组数==双亲染色体组数之和。
思考：杂种植株能将双亲的遗传物质都体现出来吗？
。
四、植物体细胞杂交的优缺点：
优点：打破了生殖隔离，在一定程度上克服了远缘杂交不亲和的障碍。
缺点：植物体细胞杂交尚未解决的问题有。
思考：“番茄—马铃薯”为什么没能结出番茄和马铃薯？
。
【个人补充1：原生质体】
原生质体：脱去细胞壁的植物、真菌或细菌细胞。动物细胞也可算做原生质体。
植物细胞用果胶酶以及纤维素酶处理后，可完全除去细胞壁，形成仅由细胞膜包住细胞质的体系。
原生质层结构包括：细胞膜、液泡膜、两膜之间的细胞质。
【个人补充2：细胞融合】在进化过程中，有性繁殖时发生的精卵结合是正常的细胞融合，即由两个配子融合形成一个新的的二倍体。在自然条件下两种原生质体不能自然融合，必须借助人工(生物的、物理的、化学的)
诱导技术使两个或两个以上的细胞合并形成一个细胞。人工
诱导的细胞融合，不仅能产生同种细胞融合，也能产生种间细胞的融合。
细胞融合过程：①首先细胞膜和细胞质融合，而两个细胞核单独存在。
②细胞核融合：这个双核细胞在进行有丝分裂的过程中，由于分裂前期核膜解体消失，两个核的染色体汇聚在一起，在有丝分裂末期，
出现新的核膜将所有核物质包裹成为一个细胞核，最终形成单核的杂种细胞。
两个细胞核融合后，才再生出新的细胞壁。
【个人补充3：细胞融合的结果】
在去除植物细胞壁时要处理多个细胞，融合时也是多个原生质体混合在一起。
在细胞融合过程中，会有多种结果出现，有的没有实现融合，有的细胞两两融合，有的细胞还可能三个及三个以上融合。若只考虑两个细胞的融合，既有A-B型杂种细胞，还能形成A-A型和B-B型两种融合细胞，但只有A-B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。
【问题生成】
【师生互动，问题探讨】
请阅读课本P36－37，请
思考与讨论以下问题：
思考与讨论1：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？
思考与讨论2：什么是生殖隔离？可尝试用什么方法打破两个物种间的生殖隔离？
思考与讨论3：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？
思考与讨论4：植物细胞壁的成分由什么物质组成？用什么方法既可以除去细胞壁又不伤害细胞膜呢？
思考与讨论5：除去植物细胞壁后的结构称为什么？
思考与讨论6：原生质体、原生质层和原生质有什么不同？
思考与讨论7：用什么方法促进番茄与马铃薯的原生质体融合呢？
思考与讨论8：两个原生质体最终融合在一起体现了细胞膜具有怎样的结构特点？
思考与讨论9：植物体细胞融合完成的标志是什么？
思考与讨论10：新细胞壁的产生与细胞内的哪种细胞器密切相关？
思考与讨论11：得到杂种细胞后需要用哪种技术把它培养成杂种植株？这种技术理论基础是什么？
思考与讨论12：如果只考虑两两融合，会得到几种融合的细胞？是否存在未融合的细胞？下一步该如何种处理？
思考与讨论13：番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，则植物体细胞杂交获得的杂种植株番茄－马铃薯为几倍体？
思考与讨论14：植物体细胞杂交的目的是什么？它有何意义？
思考与讨论15：植物体细胞杂交未解决问题是什么？其原因是什么？
思考与讨论16：植物细胞工程的基本技术常用的有
和
。
【课堂练习】填表：
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植物组织培养
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植物体细胞杂交技术
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所属范畴
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原理
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步骤
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意义
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联系
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【典型例题】
1、植物体细胞融合成功的标志是 （ ）
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、用不同种植物的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指（
）
A.不同植物的精子和卵细胞的融合
B.不同植物的原生质体的融合
C．完整的两个体细胞的融合
D.植物花粉细胞的两两融合
3、下图为植物体细胞杂交过程示意图。请据图回答：
（1）
在利用杂种细胞培育成为杂种植物的过程中，运用的技术手段是____________,其中步骤④
是_______，步骤⑤是_______
（2）若远缘杂交亲本A和B都是二倍体，则杂种植物为_____倍体。运用传统有性杂交方法能否实现此方法达到的结果？———说明理由？____________________
【课堂小结】[来
【课后反思】[来
1．植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。
2．去除细胞壁制备原生质体用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
3．人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。
【课后巩固】必做：1-10题；选做11-16题
1、 有关原生质体的下列叙述中，正确的是（多选）（
）
A、组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸
B、原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质
C、被脱掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质体
D、原生质体只能用于植物细胞工程
2、 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
3、 用不同种植物的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指 (
)
A．不同植物的精子和卵细胞的融合
B．不同植物的原生质体的融合
C．完整的两个体细胞的融合
D．植物花粉细胞的两两融合
4、 植物M与N有性杂交不亲和，但科学家设法获得了两者的杂种植株。科学家最可能使用的方法是 (
)
A．将M嫁接到N上，或将N嫁接到M上
B．利用植物体细胞杂交工程技术手段，培养成一个杂种植株
C．将M的花粉授给N，再将所得种子培养成植株
D．将M和N的花粉分别进行离体培养获得单倍体植株，再让两种单倍体植株相互授粉，将获得的种子培养成植株
5、 在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适合于除去细胞壁 （
）
A．蛋白酶
B．盐酸
C．淀粉酶
D．纤维素酶和果胶酶
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、 植物体细胞杂交尚未解决的问题有 (
)
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．尚未培育出杂种植物
8、 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
9、 植物体细胞杂交能解决不同种植物之间由于生殖隔离而不能进行有性杂交的问题。植物体细胞杂交过程不涉及(
)
A．使用限制性内切酶
B．使用纤维素酶和果胶酶
C．诱导两种不同的细胞融合
D．选择利于杂种细胞分裂和分化的培养基
10、由基因型为Aa植株的花粉和基因型为Bb植株的花粉，除去细胞壁后，进行原生质体融合，可以得到多少种基因型不同的细胞（仅考虑两个细胞融合）
（
）
A、6种
B、8种
C、10种
D、12种
11、下列过程中，不发生融合的是 (
)
A、植物体细胞杂交
B、受精过程 C、氧进入细胞中的线粒体
D、效应B细胞产生抗体
12、要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要的是 (
)
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
13、用杂合种子尽快获得纯合子植株的方法是（
）
A、种植→F
1→选出不分离者→纯合子
B、种植→秋水仙素处理→纯合子
C、种植→生长素处理→纯合子
D、种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子
14、.将若干番茄和马铃薯的原生质体混合，用聚乙二醇处理后，转移到培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时在培养基上的细胞类型有（
D
）
①番茄细胞
②马铃薯细胞 ③番茄－马铃薯细胞 ④番茄－番茄细胞 ⑤马铃薯－马铃薯细胞
A.①②③
B.③④⑤
C.①②④⑤
D.①②③④⑤
15、下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：
（1）步骤①是去掉
，使植物细胞成为
，
最常用的方法是
。
（2）步骤②一般常用的化学试剂是
，目的是
。
（3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是
，其中步骤④相当于
，步骤⑤相当于
。
（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是
。
（5）从理论上讲，杂种植株的育性为
。若运用传统有性杂交方法能否实现？
理由是
。因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于
。
（6）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？
16、如图为两个种间植物细胞融合和再生植株示意图。请据图回答：（一～八表示各主要步骤）
（1）从步骤一到步骤二是植物细胞形成
的阶段，其关键是使用酶去掉
。
（2）从步骤二到步骤三一般要用
作为促融剂。
（3）步骤四为
过程。
（4）在形成再生植株的过程中与组织培养有相似之处的步骤是
，理由是
。
植物细胞工程检测试卷
1、下列细胞的全能性最高的是
A、植物的卵细胞
B、植物的花粉
C、被子植物的受精卵
D、被子植物的叶肉细胞
2．下列属于组织培养的是
A．花粉培育成单倍体植株
B．芽发育成枝条
C．根尖分生区发育成成熟区
D．未受精的卵细胞发育成个体
3．组织培养的理论根据是
A．培养基中营养物质全面
B．细胞的全能性
C．细胞的分裂
D．细胞的分化
4．愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性(氚标记)。当这些细胞被固定后镜检．利用放射自显影技术发现放射性物质集中于细胞核、线粒体和叶绿体。可以肯定标记的化合物是
A一种氨基酸 B．尿嘧啶核苷酸
C．胸腺嘧啶脱氧核苷酸
D．葡萄糖
5．为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法：图中两对相对性状独立遗传。据图分析，不正确的是
A．过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高
B．过程②可以取任一植株的适宜花药作培养材料
C．过程③包括脱分化和再分化两个过程
D．图中筛选过程不改变抗病基因频率
6．植物M与N有性杂交不亲和，但科学家设法获得了两者的杂种植株。科学家最可能使用的方法是
A．将M嫁接到N上，或将N嫁接到M上
B．利用植物体细胞杂交工程技术手段，培养成一个杂种植株
C．将M的花粉授给N，再将所得种子培养成植株
D．将M和N的花粉分别进行离体培养获得单倍体植株，再让两种单倍体植株相互授粉，将获得的种子培养成植株
7．在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适合于除去细胞壁
A．蛋白酶
B．盐酸
C．淀粉酶
D．纤维素酶和果胶酶
8、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
9．植物体细胞杂交尚未解决的问题有
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．尚未培育出杂种植物
10、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
11．植物体细胞杂交能解决不同种植物之间由于生殖隔离而不能进行有性杂交的问题。植物体细胞杂交过程不涉及
A．使用限制性内切酶
B．使用纤维素酶和果胶酶
C．诱导两种不同的细胞融合
D．选择利于杂种细胞分裂和分化的培养基
12、由基因型为Aa植株的花粉和基因型为Bb植株的花粉，除去细胞壁后，进行原生质体融合，可以得到多少种基因型不同的细胞（仅考虑两个细胞融合）
A、6种
B、8种
C、10种
D、12种
13、下列过程中，不发生细胞融合的是
A、植物体细胞杂交
B、受精过程
C、氧进入细胞中的线粒体
D、制备单克隆抗体
14、要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要
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
15、如图为两个种间植物细胞融合和再生植株示意图。请据图回答：（一～八表示各主要步骤）
（1）从步骤一到步骤二是植物细胞形成
的阶段，其关键是使用酶去掉
。
（2）从步骤二到步骤三一般要用
作为促融剂。
（3）步骤四为
过程。
（4）在形成再生植株的过程中与组织培养有相似之处的
步骤是
，
理由是
。
（5）步骤八表示选择体细胞杂种植株，杂种植株不仅在形态上表现为
，而且在
等方面发生了明显的重组现象。
16、下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：
（1）步骤①是去掉
，使植物细胞成为
，最常用的方法是
。
（2）步骤②一般常用的化学试剂是
，目的是
。
（3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是
，其中步骤④相当于
，步骤⑤相当于
。
（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是
。
（5）从理论上讲，杂种植株的育性为
。若运用传统有性杂交方法能否
