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1、浙科版浙科版2019版版选择性选择性必修三必修三第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第一节体液调节是通过化学信号实现的调节第二章第二章 植物细胞工植物细胞工程程第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节神经系统通过下丘脑控制内分泌系统第二节第二节 通过通过体细胞杂交可获得新的植物体体细胞杂交可获得新的植物体素养目标植物植物体细胞杂交：将体细胞杂交：将两个来自不同两个来自不同种植物的体细胞融合成一个杂种细种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并将
2、杂种细胞培育成新的植物胞，并将杂种细胞培育成新的植物体的体的技术。技术。植物体杂交技术是如何实现的植物体杂交技术是如何实现的？由该由该技术培育出的新品种有什么特点呢技术培育出的新品种有什么特点呢？1原生质体优势：没有原生质体优势：没有细胞壁细胞壁的阻碍，更容易被转入外源的阻碍，更容易被转入外源 基因，是植物基因工程的基因，是植物基因工程的理想理想受体受体。同时，没有了坚硬。同时，没有了坚硬 致密的细胞壁的阻碍，植物细胞之间的致密的细胞壁的阻碍，植物细胞之间的融合融合得以实现。得以实现。2原生质体应用及意义：标志着植物细胞工程技术又向前迈进原生质体应用及意义：标志着植物细胞工程技术又向前迈进 了
3、一步，为植物细胞工程和了一步，为植物细胞工程和基因工程基因工程的研究提供了先进的研究提供了先进 的实验体系，具有重要的理论研究和实际应用价值。的实验体系，具有重要的理论研究和实际应用价值。一、成功培养原生质体是植物体细胞杂交技术的基础一、成功培养原生质体是植物体细胞杂交技术的基础原生质体的概念：植物细胞除去壁后的部分，包括细胞膜、细胞质、和细植物细胞除去壁后的部分，包括细胞膜、细胞质、和细胞核。胞核。（呈球形）（呈球形）3获得原生质体的具体方法获得原生质体的具体方法 处理理目的目的用用较高渗透高渗透压溶液溶液处理理细胞胞(用用0.50.6mol/L的甘露醇或的甘露醇或一一定定浓度的蔗糖）度的蔗
4、糖）是使是使细胞胞处于微弱的于微弱的质壁分离状壁分离状态，这样有利有利于完整的原生于完整的原生质体的体的释放，防止原生放，防止原生质体被破坏体被破坏用用纤维素素酶和果胶和果胶酶混合液混合液处理根尖、叶片、愈理根尖、叶片、愈伤组织或或悬浮培养浮培养细胞胞消化除去消化除去细胞壁，胞壁，获得得球形的原生球形的原生质体体1材料分析注意点材料分析注意点(1)自然界的材料，先进行消毒处理，自然界的材料，先进行消毒处理，酶溶液用酶溶液用G6玻璃砂玻璃砂漏斗过滤灭菌漏斗过滤灭菌。将材料放入将材料放入0.50.6 molL1的甘露醇溶液的甘露醇溶液环境中环境中，用纤维素酶和果胶酶处，用纤维素酶和果胶酶处理，前者
5、目的是使细胞处于理，前者目的是使细胞处于微弱的微弱的质壁分离状态，以利于完整的原生质体质壁分离状态，以利于完整的原生质体的释放，后者的释放，后者主要目的主要目的是消化除去细胞壁，获得球形的原生质体是消化除去细胞壁，获得球形的原生质体。(2)愈伤组织和悬浮细胞与叶材料相比，处理时常用酶活性愈伤组织和悬浮细胞与叶材料相比，处理时常用酶活性强且强且浓度大；浓度大；要获得产量高，质量好，且易分裂的原生质体，选择要获得产量高，质量好，且易分裂的原生质体，选择合适的基因型合适的基因型材料最材料最关键；愈伤组织或细胞悬浮培养物，一般需关键；愈伤组织或细胞悬浮培养物，一般需继代培养多次后继代培养多次后，才能用
6、于获，才能用于获得原生质体；为避免消毒剂对材料的损伤，可选择灭菌培养后的材料；在得原生质体；为避免消毒剂对材料的损伤，可选择灭菌培养后的材料；在较高渗透压下，酶液中细胞会发生质壁分离，有利于酶消化细胞壁。较高渗透压下，酶液中细胞会发生质壁分离，有利于酶消化细胞壁。培养原生质体拓展分析培养原生质体拓展分析2原生质体活性的原生质体活性的鉴定鉴定方法：方法：观察是否有胞质环流；染色法观察是否有胞质环流；染色法；以以氧的摄入为指标，表示呼吸强度氧的摄入为指标，表示呼吸强度。3影响原生质体分离的数量和质量的影响原生质体分离的数量和质量的因素因素：材料的种类和材料的种类和生理生理状态；状态；酶酶的种类、酶
7、解时间和温度；酶液的浓度；分离与的种类、酶解时间和温度；酶液的浓度；分离与纯化纯化的方法等。的方法等。4原生质体培养时原生质体培养时的培养基渗透压应的培养基渗透压应低于低于原生质体分离时的原生质体分离时的渗透压渗透压，原，原生质体培养时，生质体培养时，其再生出细胞壁是其能进行其再生出细胞壁是其能进行有丝分裂有丝分裂的前提。的前提。典例典例 下图是烟草叶片原生质体分离和培养的流程图。请回答下下图是烟草叶片原生质体分离和培养的流程图。请回答下列问题：列问题：(1)酶解时，在纤维素酶和果胶酶的混合液中，还需添加酶解时，在纤维素酶和果胶酶的混合液中，还需添加_来提高混合液的渗透压，以便获得完整的原生质
8、体。来提高混合液的渗透压，以便获得完整的原生质体。(2)获得原生质体后，可用获得原生质体后，可用_法检测原生质体是法检测原生质体是否存活。然后将原生质体制成悬浮液，滴加在否存活。然后将原生质体制成悬浮液，滴加在_上，用显微镜观察并计数。要判定原生质体是否已形成细胞壁，上，用显微镜观察并计数。要判定原生质体是否已形成细胞壁，甘露醇甘露醇红墨水染色红墨水染色血细胞计数板血细胞计数板可用可用_法鉴别。法鉴别。(3)欲通过原生质体培养得到愈伤组织，从培养基的成分欲通过原生质体培养得到愈伤组织，从培养基的成分(除琼脂外除琼脂外)考虑，配制培养基时需考虑，配制培养基时需要注意的主要方面是要注意的主要方面是
9、_。【解析】【解析】(1)为防止原生质体吸水涨破，可加入适宜浓度的甘露醇溶液来提高混合液的渗透压。为防止原生质体吸水涨破，可加入适宜浓度的甘露醇溶液来提高混合液的渗透压。(2)活细胞的细胞膜具有选择透过性，红墨水为非细胞生长所需物质，不会被吸收，而死细胞活细胞的细胞膜具有选择透过性，红墨水为非细胞生长所需物质，不会被吸收，而死细胞的细胞膜变为全透性，红墨水可进入使细胞染色；细胞显微计数的常用装置为血细胞计数板；的细胞膜变为全透性，红墨水可进入使细胞染色；细胞显微计数的常用装置为血细胞计数板；将将形成细胞壁的细胞置于较高浓度的溶液中会发生质壁分离现象。形成细胞壁的细胞置于较高浓度的溶液中会发生质
10、壁分离现象。(3)植物组织培养过程中需植物组织培养过程中需要适当配比的营养物质和植物生长调节剂诱导，才能顺利发生脱分化，形成愈伤组织。要适当配比的营养物质和植物生长调节剂诱导，才能顺利发生脱分化，形成愈伤组织。质壁分离质壁分离营养物质和植物生长调节剂的适当配比营养物质和植物生长调节剂的适当配比（二）回答与基因工程和植物克隆有关的问题：（二）回答与基因工程和植物克隆有关的问题：（1 1）为了获取某植物叶片）为了获取某植物叶片无菌无菌的原生质体，先将叶片经表面消毒并的原生质体，先将叶片经表面消毒并去除下表皮，再将其置于经去除下表皮，再将其置于经_处理的较高渗透压的混合酶液中。处理的较高渗透压的混合
11、酶液中。酶解后，经多次离心获得原生质体。然后测定该酶解后，经多次离心获得原生质体。然后测定该原生质体的活性原生质体的活性，可采，可采用的方法有用的方法有_（答出（答出2 2点即可）点即可）。过滤灭菌过滤灭菌红墨水红墨水染色法染色法、渗透吸水法、渗透吸水法真题真题20202020浙江浙江1 1月月原理原理：体细胞杂交利用了细胞膜的体细胞杂交利用了细胞膜的流动性流动性，杂种细胞培育成杂种植，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的株利用了植物细胞的全能性。全能性。二、由二、由杂种细胞培育出的新植物体可能会具有新的杂种细胞培育出的新植物体可能会具有新的特性特性植物体细胞杂交：植物体细胞杂交：将两个来自
12、将两个来自不同种植物的体细胞不同种植物的体细胞融合成一个杂种融合成一个杂种细胞，并将其培育成新植物体的技术。细胞，并将其培育成新植物体的技术。杂交的两个细胞杂交的两个细胞用纤维素酶、用纤维素酶、果胶酶处理细胞壁果胶酶处理细胞壁原生质体、原生质体、经离心、振动、电刺激经离心、振动、电刺激用聚二乙醇（用聚二乙醇（PEG）诱导）诱导融合后的原生质体融合后的原生质体杂种细胞杂种细胞脱分化脱分化细胞分裂细胞分裂愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株再分化再分化原原生生质质体体融融合合植植物物组组织织培培养养过程过程去去壁壁再生细胞壁（植物体细胞融合完成的再生细胞壁（植物体细胞融合完成的标志，细胞才能分裂）标志
13、，细胞才能分裂）过程过程(1)用用酶酶解法解法获得获得原生质体。原生质体。(2)通过一定的技术手段通过一定的技术手段如如电刺激电刺激、离心、振荡离心、振荡、聚乙二醇聚乙二醇等诱导，等诱导，实现原生质体的融合。实现原生质体的融合。(3)一个融合体系中的细胞并非均一个融合体系中的细胞并非均为为杂种杂种细胞细胞，两个两个不同亲本不同亲本的原生的原生质体混合后经诱导融合，实际上得到的是各种质体混合后经诱导融合，实际上得到的是各种原生质体原生质体的混合物，的混合物，包括包括未未融合的、部分融合的、同种细胞融合融合的、部分融合的、同种细胞融合的的、不同种不同种细胞融合细胞融合的原生质体。的原生质体。意义意
14、义：克服远缘杂交的克服远缘杂交的不亲和性，获得新品种不亲和性，获得新品种。（没有产生新物种）（没有产生新物种）植物体细胞杂交技术的应用植物体细胞杂交技术的应用(1)通过原生质体融合已获得多种植物种间、属间甚至是科通过原生质体融合已获得多种植物种间、属间甚至是科间间的的杂种细胞杂种细胞、愈伤组织愈伤组织，有些还有些还进而进而分化成分化成苗苗。(2)在某些作物的野生种在某些作物的野生种与与栽培种栽培种之间之间的体细胞杂交的体细胞杂交方面也方面也进进行了大量的研究，希望将野生种的抗虫行了大量的研究，希望将野生种的抗虫、抗抗病毒病毒等有益等有益性状转移性状转移到栽培种中。到栽培种中。小思考：利用植物体
15、细胞杂交的方法培育作物新品种过程中，遗小思考：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？传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？【答案】孟德尔的遗传规律发生在有性生殖的减数分裂过程中，【答案】孟德尔的遗传规律发生在有性生殖的减数分裂过程中，而植物体细胞杂交过程中细胞增殖的方式是有丝分裂，没有减数而植物体细胞杂交过程中细胞增殖的方式是有丝分裂，没有减数分裂，故此过程遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传规律。分裂，故此过程遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传规律。1978年年,梅尔彻斯等科学家首次利用植物体细胞杂交技术获得了马铃薯和梅尔彻斯等科学家首次利用植物体细胞杂
16、交技术获得了马铃薯和番茄的属间体细胞杂种番茄的属间体细胞杂种“马铃薯马铃薯番茄番茄”植株。以下是植物体细胞杂交技术植株。以下是植物体细胞杂交技术的流程图的流程图,其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞,所含有的染色体组分所含有的染色体组分别是别是AA和和BB。请据图分析回答问题。请据图分析回答问题。应用：植物应用：植物体细胞杂交的基本流程体细胞杂交的基本流程1.图中图中过程的目的是什么过程的目的是什么?所用的酶有哪些所用的酶有哪些?去除去除细胞壁细胞壁,获得原生质体。纤维素酶和果胶酶。获得原生质体。纤维素酶和果胶酶。2.将若干将若干a和和b等量混合后转移到培养基上培养等量混合后转移到培养基上培养,再经过再经过过程过程,得到的得到的c的细胞类型有哪些的细胞类型有哪些?(只考虑细胞两两融合只考虑细胞两两融合,用染色体组成表示用染色体组成表示)AAAA、BBBB、AABB。3.在使用化学法进行在使用化学法进行过程时过程时,常使用的化学试剂是什么常使用的化学试剂是什么?聚聚乙二醇。乙二醇。4.通过通过过程获得的植株过程获得的植株,是否一定会表现出甲、乙的性状是
