Question

[生物选修3：现代生物技术专题]科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄—马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示：

（1）植物体细胞杂交依据的生物学原理有______________________。

（2）过程①常用的酶是__________，细胞融合完成的标志是_________________。

（3）植物原生质体融合过程常利用化学试剂__________诱导融合，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面的荧光的不同可观察到______种不同的原生质体，当观察到____________________时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。

（4）过程③和过程④依次为______________，过程④中的培养基常添加的植物激素是________________。

（5）若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞中含n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含______条染色体。若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于________植株。

Answer

（1）细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 （2）纤维素酶和果胶酶 形成了新的细胞壁

（3）聚乙二醇（或PEG） 5 融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光

（4）脱分化和再分化 生长素和细胞分裂素 （5）2（m+n） 单倍体

【解析】（1）植物体细胞杂交依据的生物学原理有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。

（2）过程①获取原生质体常用的酶是纤维素酶和果胶酶，植物原生质体融合完成的标志是形成了新的细胞壁。

（3）植物原生质体融合过程常利用化学试剂聚乙二醇（或PEG）诱导融合；在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面的荧光的不同可观察到5种不同的原生质体，即A型、B型、AA型、BB型及AB型；当观察到融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光时，可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。

（4）过程③和过程④依次为脱分化和再分化，④再分化过程中的培养基常添加的植物激素是生长素和细胞分裂素。

（5）若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞中含n条染色体，则“番茄—马铃薯”杂种细胞的染色体有m+n条，在有丝分裂后期由于着丝点分裂导致染色体数加倍，此时细胞内含2（m+n）条染色体。若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于单倍体植株。

【考点定位】植物体细胞杂交技术及其应用

【名师点睛】

1．分析植物体细胞杂交技术流程图：

（1）过程①为去除细胞壁获得具有活力的原生质体，所用到的酶是纤维素酶和果胶酶。

（2）过程②是原生质体的融合，其原理是细胞膜的流动性，人工诱导的物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般用聚乙二醇作诱导剂。

（3）过程③是原生质体融合后再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。

（4）过程④是植物组织培养技术，其原理是植物细胞的全能性。

2．植物有性生殖与体细胞杂交中遗传物质的变化：

（1）植物体细胞杂交：若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合，A含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，B含有2Y条染色体，2个染色体组，其基因型为ccDd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为2X＋2Y，基因型为AabbccDd，从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。

（2）植物有性杂交：有性杂交的子代细胞中染色体数为X＋Y、基因为AbcD或abcD或Abcd或abcd，即先减半再相加。