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高二生物选修3 导学提纲8
第二节 植物细胞工程与育种 导学案 王国礼
学习要求：
1、简述植物体细胞杂交的原理、过程；
2、简述植物体细胞杂交的实践意义
学习重难点：植物体细胞杂交的过程
自主学案：
植物体细胞杂交与育种：读课本，完成以下内容。
思考：1、你认为来自两个不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？
2、另一个关键环节就是原生质体融合，怎样使原生质体融合呢？
3、杂种细胞形成的标志是什么？
4、把杂种细胞培养成植株要用到什么技术？
一、复习植物组织培养

图中的（2）和（3）都是属于再分化，但一般考试将（3）叫发育或分化。
图中（1）和（2）过程要有植物激素诱导。
人工种子用的是胚状体，或完整植物体（组织培养获得）上的不定芽、顶芽或腋芽。）
二、植物体细胞杂交
1．概念：用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的方法。
2．杂交的时间：植物细胞杂交是从细胞融合开始，到培育成的新植物体结束。
3、原生质体是指 ，
其来源主要包括 和 。
制备原生质体的基本过程：①
②
用途：①用于
②用于
4、植物体细胞杂交的过程：
去壁、原生质体融合、杂种细胞脱分化、愈伤组织再分化、杂种幼苗的发育。

思考：①如何去除植物细胞壁？
②如何实现细胞融合？融合后培养基中有几种细胞？几种融合细胞？

③在“白菜-甘蓝”的培育过程中，运用了植物细胞工程中的哪些技术？

5、原理：① ②
6、优点：是一种非常有用的遗传育种手段，可以克服 障碍。

植物体细胞杂交（番茄马铃薯植株）

植物细胞杂交(番茄马铃薯植株)
过 程
第1步
的制备(酶解法)

第2步
的融合(物化法)

第3步
杂种细胞的 和

第4步
杂种植株
原理/理论基础
细胞膜的 、植物细胞的
融合前处理
酶解法除去细胞壁： 酶、 酶
促融因子
物理法：电刺激、离心、振动 化学法：聚乙二醇
意义和用途
(1)克服有性远缘杂交不亲和性障碍 (2)培育作物新品种
植物体细胞杂交
融合的原生质体
杂种细胞
愈伤组织
杂种植物
生出壁
植物A
植物B
原生质体A
去壁
原生质体B
去壁
酶解法（纤维素酶、果胶酶）
A、B、
AA、BB
AB(筛选）
植物组织培养
物理法
化学法
聚乙二醇

离心、振荡、电刺激

例题1：右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 。
三、植物细胞工程的实际应用
1、开辟植物繁殖的新途径：
植物微型繁殖； 培养无毒植株；
2、改良作物：
单倍体育种； 突变体的利用。
3、细胞产物的工厂化生产：生产人参皂甙干粉、生产红杉醇等。
☆工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？
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作为种质，其中一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。
第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。
第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。
例2：马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是 （　 ）
A．选择优良品种进行杂交 B．进行远缘植物体细胞杂交
C．利有芽尖进行组织培养 D．人工诱导基因突变
例3：植物的微型繁殖的优点是（ ）
A．取材少 B．培养周期短 C．繁殖率高 D．以上都是
四、育种
1、生物体可遗传变异类型包括 、 、 。
根据变异类型育种的方法有 、 、 、 等。
2、生物育种技术比较
技术
原理
优点
缺 点
诱变育种

提高生物变异的频率，使后代变异频率较快稳定；可大幅度改良某些性状，缩短育种进程
盲目性大，需大量处理供试材料
杂交育种

使位于不同个体的优良性状，集中于一个个体
周期长，难以克服远缘杂交的障碍
单倍体育种

获得个体均为纯种，明显缩短育种年限
技术复杂，须与杂交育种配合
多倍体育种

器官大，提高产量和营养成分
适用于植物，动物方面难以开展
基因工程育种
分子遗传学原理
打破物种界限，定向地改造生物遗传性状

细胞工程育种
细胞生物学和分子生物学原理
克服远缘杂交不亲和的障碍；扩大了用于杂交的亲本组合范围；定向改变生物遗传性状
不能按人们的需要表现出亲代的优良性状
例4：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
例5：下列哪一项不是单倍体育种的优点 （ ）
A．缩短育种年限 B．变异率高 C．得到稳定遗传的优良品种 D．节约人力、物力
例题6：在细胞工程——原生质体融合育种技术中，其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去，通常是采用纤维素酶和果胶酶的酶解破壁法处理。如将去掉了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
例题7：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
【巩固练习】
一、单项选择题：
1. 神舟四号飞船上进行了细胞融合实验，其中的植物细胞是黄花烟草原生质体与革新一号烟草原生质，那么植物原生质的获得常用的方法是 （ ）
A.机械破除 B.酶解法 C.离心法 D.盐酸溶解法
2.通过细胞杂交,获得一个杂种植株,需要的步骤是 ( )
A.分离原生质体 原生质融合 生出细胞壁 组织培养法 得到杂种植株
B.分离原生质 原生质自然融合 组织培养 杂种植株
C.获取细胞 原生质融合 组织培养 杂种植株
D. 获取细胞 原生质直接融合 组织培养 杂种植株
3.植物体细胞杂交的目的是 （ ）
A.用酶解法去掉细胞壁分离出原生质体 B.以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合
C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株 D.通过以上三者来完成
4.植物体细胞杂交在培育作物新品种方面的重大突破表现在 （ ）
A．证明杂种细胞具有全能性 B．克服远源杂交不亲和的障碍
C．缩短育种周期，减少盲目性 D．快速培育无病毒植株，保留杂种优势
5. 下列关于细胞融合的叙述，不正确的是 （　 ）
A. 采用自然或人工的方法使两个或多个不同细胞融合为一个细胞
B．常用的促融合因子有电场、聚乙二醇等
C．在促融合因子的作用下，仅仅使细胞核发生融合 D．在细胞融合前需纤维素酶、果胶酶除去细胞壁
6．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
7. 植物体细胞杂交的过程是 （ ）
A.用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B.以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合
C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株 D.通过以上过程来完成
8.下列叙述中，与植物体细胞杂交无关的是 （ ）
A．利用离心、振动、电刺激等诱导 B．利用聚乙二醇（ PEG ）等试剂诱导
C．克服远缘杂交不亲和的障碍 D．培养基中需添加动物血清
二、填空
9、右图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：
（1）步骤①是　　　　　　　　　　　，最常用的方法是　　　　　　　　。
（2）步骤③一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　　　　　　　　能够在新的植物体上有所表现，其根本原因　　　　　　　。
（5）若远源杂交亲本A和B都是二倍体，则杂种植株为　　　　　　　　倍体。（6）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？　　　　　，原因是　　　　　。因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于　　　　　　　　 　　　。
（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？　　　 　　　　。

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