第一節(jié)細胞工程概述學習導航明目標、知重點難點簡述細胞工程的基本技術。(重、難點)舉例說出細胞工程的應用。(難點)一、閱讀教材P45完成細胞工程的發(fā)展時間人物事件意義1907年哈里森培養(yǎng)蛙胚神經組織開創(chuàng)了動物細胞培養(yǎng)的先河1937年高特里特等離體培養(yǎng)胡蘿卜組織首次成功進行植物組織培養(yǎng)1972年卡爾遜等將2個不同種煙草細胞原生質體融合獲得世界上第一個體細胞雜交植株1996年韋爾穆特等將成年芬蘭白面母羊體細胞的細胞核移入蘇格蘭黑面母羊去核卵細胞中，進行培養(yǎng)首次克隆出綿羊“多莉”二、閱讀教材P46～51分析細胞工程的基本技術1．概念細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞或細胞器的水平上的操作，按照人的意愿去改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的綜合性科學技術。2．分類(1)根據(jù)操作對象的不同eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(植物細胞工程,動物細胞工程))(2)根據(jù)所用技術不同eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(植物組織培養(yǎng)技術,細胞融合技術,細胞核移植技術))3．植物組織培養(yǎng)是指依據(jù)細胞全能性原理，在無菌條件下，分離植物的器官、組織、細胞或原生質體，并在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，在適宜的條件下使其發(fā)育成部分或完整植株的技術。4．細胞融合技術是采用自發(fā)或人工的方法使兩個或多個細胞融合為一個細胞的技術。常用的促融合方法有生物法、化學法和物理法等。植物細胞融合前還需要用纖維素酶等去除細胞壁。5．動物細胞核移植技術是把一個動物細胞的細胞核移入一個已經去除細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(fā)育為一個新的胚胎，最終發(fā)育為一個動物個體的技術。判一判(1)植物組織培養(yǎng)的過程不需在無菌條件下進行。(×)(2)快速培養(yǎng)花卉及瀕危植物需要在離體條件下進行。(√)(3)植物體細胞融合的最終目的是產生雜種植株。(√)(4)植物組織培養(yǎng)產生的新個體能保持親代的優(yōu)良性狀。(√)(5)體細胞克隆技術培養(yǎng)的克隆動物屬于有性繁殖。(×)填一填植物組織培養(yǎng)技術[學生用書P23]結合教材P46～48的內容，完成下面的探究。探究1觀察并分析下面植物組織培養(yǎng)過程圖，理解植物組織培養(yǎng)的原理(1)該圖表示用胡蘿卜根韌皮部細胞培養(yǎng)成完整的正常植株的過程，體現(xiàn)了植物細胞的全能性。(2)培養(yǎng)材料：莖尖、根尖、幼嫩的葉片和花藥等。(3)培養(yǎng)過程離體的植物器官、組織、細胞或原生質體eq\o(→,\s\up7(脫分化))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(再分化))根、芽或胚狀體→試管苗。①愈傷組織：是一團沒有特定形態(tài)、結構和功能，并處于旺盛分裂狀態(tài)的薄壁細胞。②脫分化：指已經分化的植物細胞形成愈傷組織的過程。③再分化：愈傷組織重新被誘導分化形成根、芽等器官的過程。(4)培養(yǎng)條件：體外無菌條件和必要的生長條件。(5)培養(yǎng)目的：使離體植物細胞或組織生長、增殖與分化，發(fā)育成部分或完整植株的技術。探究2根據(jù)探究1分析胡蘿卜根組織培養(yǎng)過程主要過程：選材(選擇生長較好的胡蘿卜根作為材料)→消毒(體積分數(shù)為70%的酒精溶液消毒30s→用無菌水洗凈→用體積分數(shù)為20%的次氯酸鈉溶液處理30min→用無菌水沖洗多次)→接種(將外植體接種到適宜的培養(yǎng)基上)→誘導脫分化→誘導再分化→煉苗移植。1．植物細胞的全能性(1)實現(xiàn)全能性的條件材料離體的植物細胞、組織或器官培養(yǎng)基種類齊全、比例合適的營養(yǎng)物質及一定的植物激素外界條件無菌操作、光照(2)細胞全能性的標志：由細胞發(fā)育成完整的個體。(3)植物細胞表達全能性的條件①具有完整細胞結構，處于離體狀態(tài)。②在一定的營養(yǎng)物質、植物激素(主要是生長素、細胞分裂素等)和其他外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。(4)影響脫分化、再分化的因素eq\a\vs4\al(植物,激素)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(細胞分裂素濃度與生長素濃度相當時：生成愈傷組織,細胞分裂素濃度＞生長素濃度：促進發(fā)芽,細胞分裂素濃度＜生長素濃度：促進生根))2．植物組織培養(yǎng)過程離體的植物器官、組織、細胞或原生質體eq\o(→,\s\up7(一定的營養(yǎng)、激素),\s\do5(脫分化))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(含有不同激素成分的培養(yǎng)基),\s\do5(再分化))胚狀體或叢芽(試管苗)eq\o(→,\s\up7(移栽))植株。突破1植物細胞的全能性1．下列發(fā)生了細胞分化且能體現(xiàn)體細胞全能性的生物學過程是()A．玉米種子萌發(fā)長成新植株B．小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞C．小麥花粉經離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株D．胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株解析：選D。已分化的細胞具有發(fā)育成完整個體的潛能叫做細胞的全能性。種子萌發(fā)長成植株是由幼體到成體的正常生長發(fā)育過程，雖有細胞分化，但不能體現(xiàn)細胞的全能性，故A項不符合題意；骨髓造血干細胞形成各種血細胞，僅僅是細胞分化的過程，沒有完整個體的形成，體現(xiàn)不出細胞全能性，B項不符合題意；花粉離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株，經歷了細胞分化，體現(xiàn)的是花粉(生殖細胞)的全能性，沒有體現(xiàn)體細胞的全能性，C項不符合題意；胡蘿卜根韌皮部細胞經植物組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株，該過程既有細胞分化，又體現(xiàn)出體細胞的全能性，D項符合題意。突破2植物組織培養(yǎng)的基本過程2．植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、培養(yǎng)過程的順序及誘導的植物激素分別是()①體細胞全能性②離體植物器官、組織、細胞或原生質體③根、芽④生長素和細胞分裂素⑤生長素和乙烯⑥愈傷組織⑦再分化⑧脫分化⑨植物體A．①②⑧⑥⑦③⑨④B．①②⑦⑥⑧③⑨⑤C．①⑥②⑨⑧③⑦⑤D．①②⑨⑧⑥⑦③④解析：選A。植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理是植物體細胞的全能性；培養(yǎng)過程的順序是：離體植物器官、組織、細胞或原生質體經脫分化形成愈傷組織，經再分化形成根、芽等，進一步形成植物體；誘導的植物激素是生長素和細胞分裂素。突破3植物組織培養(yǎng)中的注意事項3．“取材→消毒→愈傷組織培養(yǎng)→出芽→生根→移栽”。下列有關敘述，錯誤的是()A．消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又要注意減少消毒劑對細胞的傷害B．在愈傷組織培養(yǎng)中加入細胞融合的誘導劑，可獲得染色體加倍的細胞C．出芽是細胞再分化的結果，受基因選擇性表達的調控D．生根時，培養(yǎng)基通常應含萘乙酸等生長素類調節(jié)劑解析：選B。消毒主要是為了殺死材料表面的微生物，同時要注意減少對植物細胞的傷害，A項正確；植物細胞融合前必須先去除細胞壁才能誘導融合，直接在愈傷組織培養(yǎng)中加入細胞融合的誘導劑，不能得到融合細胞，B項錯誤；出芽從細胞水平上看，是細胞分化的結果，從分子水平上看，是基因選擇性表達的結果，C項正確；生長素類調節(jié)劑可促進愈傷組織生根，因此生根時，培養(yǎng)基中應含有生長素類調節(jié)劑，D項正確。細胞融合技術[學生用書P24]探究1觀察下圖，分析細胞融合技術過程(1)融合原理：細胞膜的流動性。(2)融合對象：兩個或多個不同細胞。(3)促融合方法：生物法(如病毒誘導融合法)、化學法(如聚乙二醇誘導融合法)、物理法(如電場誘導融合法)。(4)融合結果：形成雜種細胞。(5)融合過程：兩個或多個不同細胞的質膜發(fā)生粘連、破裂→細胞質發(fā)生融合→細胞核發(fā)生融合→形成雜種細胞。(6)融合意義：突破有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能。探究2結合教材“白菜—甘藍”的培育過程，歸納植物體細胞雜交的一般方法1．植物體細胞雜交離不開植物組織培養(yǎng)。2．植物體細胞雜交過程屬于無性生殖，遺傳物質的傳遞不遵循孟德爾的遺傳定律。(1)雜種植株遺傳物質的變化：細胞融合屬于染色體變異，雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細胞染色體數(shù)目之和；染色體組數(shù)通常也是兩親本細胞染色體組數(shù)目之和，形成異源多倍體。(2)雜種細胞的類型有三種：AA、BB、AB，符合要求的只有AB。體細胞融合成功以后，既能形成AB型雜種細胞，還能形成AA型和BB型兩種融合細胞，但只有AB型細胞是植物體細胞雜交所形成的雜種細胞，因此在雜種細胞形成后還應有一個篩選過程。3．植物體細胞雜交育種的優(yōu)點和局限性(1)優(yōu)點：克服遠緣雜交不親和的障礙。(2)局限性：目前仍有許多理論和技術問題未解決，還不能讓雜種植物按照人們的需求表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀。突破1細胞融合技術1．植物細胞融合和動物細胞融合的比較中，正確的是()A．誘導融合的方法完全相同B．所用的技術手段完全相同C．所采用的原理完全相同D．都能形成雜種細胞解析：選D。植物細胞融合與動物細胞融合都是兩種生物的體細胞融合，融合而成的細胞都是雜種細胞。eq\a\vs4\al()幾種細胞融合方法的比較類型區(qū)別生物法化學法物理法誘導劑皰疹病毒、仙臺病毒、天花病毒、腮腺炎病毒等聚乙二醇、高濃度鈣離子等電場常用方法仙臺病毒誘導融合法聚乙二醇誘導融合法電場誘導融合法優(yōu)點易培養(yǎng)，對各種動物細胞都適宜，融合率高使用方便，誘導細胞融合頻率高頻率高，對細胞無毒害作用，操作簡便，可重復性好缺點有些病毒(如仙臺病毒)不穩(wěn)定，在保存過程中融合活性會降低；而且病毒進入細胞后，可能對細胞的生命活動產生干擾有些物質(如聚乙二醇)有一定的毒性，對有些細胞(如卵細胞)不適用目前沒有發(fā)現(xiàn)突破2植物體細胞雜交2．科學家利用植物體細胞雜交技術成功獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細胞的篩選和鑒定，科學家利用紅色熒光和綠色熒光分別標記番茄和馬鈴薯的原生質體膜上的蛋白質，其培育過程如圖所示。據(jù)圖回答下列問題：(1)植物體細胞雜交依據(jù)的生物學原理有__________________________________________________________________________________________________________。(2)過程①常用的方法是________，細胞融合完成的標志是________________。(3)植物原生質體融合過程常利用化學試劑________誘導融合，在鑒定雜種原生質體時可用顯微鏡觀察，當觀察到融合的細胞表面_____________________________________，可判斷該原生質體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。(4)過程③和過程④依次為_______________________________________________，過程④中的培養(yǎng)基常添加的植物激素有____________________________________________________。(5)若番茄細胞內有m條染色體，馬鈴薯細胞中含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細胞在有絲分裂后期含____________條染色體。若雜種細胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經離體培育得到的植株屬于________植株。答案：(1)細胞膜的流動性、植物細胞的全能性(2)酶解法形成了新的細胞壁(3)聚乙二醇(或PEG)既有紅色熒光又有綠色熒光(4)脫分化和再分化生長素和細胞分裂素(5)2(m＋n)單倍體eq\a\vs4\al()植物細胞融合技術(1)植物細胞融合前需要用纖維素酶和果膠酶等去除細胞壁。(2)不同融合方法的目的是相同的，都是要獲得融合的細胞；不同融合方法所依據(jù)的原理也是相同的，即都依據(jù)細胞膜的流動性。(3)植物細胞融合后再生出細胞壁標志著植物細胞融合結束。細胞核移植技術[學生用書P25]根據(jù)下圖，分析細胞核移植技術。(1)體細胞：提供細胞核。(2)卵母細胞：提供細胞質。(3)操作儀器：顯微操作儀。(1)細胞工程與基因工程的操作水平有什么不同？提示：細胞工程的操作水平屬于細胞或細胞器水平，而基因工程的操作水平屬于DNA分子水平。(2)基因工程和細胞工程的變異分別屬于哪種變異類型？提示：基因工程產生的變異屬于基因重組，細胞工程產生的變異屬于染色體變異。細胞工程基本技術的比較項目概念條件或操作手段結果植物細胞與組織培養(yǎng)技術在無菌條件下分離植物細胞或組織，將其放在適當培養(yǎng)基上，給予必要的生長條件，使其在體外繼續(xù)生長、增殖與分化，形成新的組織、器官和個體的技術無菌、離體、適當?shù)呐囵B(yǎng)基、必要的生長條件形成新的組織、器官和個體細胞融合技術是采用自然或人工的方法，使兩個或多個不同細胞融合為一個細胞的技術促融合因子、植物細胞融合前需用纖維素酶等去除細胞壁形成雜種細胞細胞核移植技術是將一個細胞的細胞核轉移到另一個去除細胞核的卵母細胞中，使受體細胞獲得新的遺傳信息，產生新的生命現(xiàn)象的技術顯微操作儀重組形成新細胞1．下列關于細胞工程技術操作的敘述，不正確的是()A．操作水平是分子或細胞水平B．培育瀕危植物和無毒作物都有兩個重要的過程C．體細胞雜交植株的培育需要除去細胞壁D．核移植需要借助顯微操作儀對細胞核進行操作解析：選A。細胞工程的操作水平是細胞水平。2．下列有關細胞工程的說法，錯誤的是()A．美國科學家哈里森開創(chuàng)了動物細胞培養(yǎng)的先河B．根據(jù)研究的對象不同，細胞工程主要包括植物組織培養(yǎng)、細胞融合、細胞核移植等C．細胞工程在農業(yè)、林業(yè)生產以及在醫(yī)療領域都有廣泛的應用D．細胞工程與其他生物工程關系密切，相輔相成解析：選B。根據(jù)研究對象的不同，細胞工程領域可分為植物細胞工程、動物細胞工程等；根據(jù)所使用技術的不同，細胞工程主要包括植物組織培養(yǎng)、細胞融合、細胞核移植等。核心知識小結[網(wǎng)絡構建][關鍵語句]1.植物組織培養(yǎng)是在無菌且適宜的條件下使離體細胞或組織發(fā)育成部分或完整植株的技術。2.細胞融合技術依據(jù)的生物學原理是細胞膜的流動性。常用的促融合方法有生物法、化學法和物理法等。植物細胞融合前需要用纖維素酶等去除細胞壁。細胞融合技術實現(xiàn)了不同物種間雜交，形成了前所未有的新雜交物種。3.植物組織培養(yǎng)的生物學原理是植物細胞具有全能性，動物細胞核移植技術的原理是動物細胞核具有全能性。[隨堂檢測]知識點一細胞工程的發(fā)展1．下列技術中，一般不屬于細胞工程的是()A．1907年哈里森進行的蛙胚神經組織培養(yǎng)B．1972年卡爾遜獲得了體細胞雜交植株C．1982年帕米特采用顯微注射技術獲得了巨型小鼠D．1996年韋爾穆特利用核移植技術克隆出綿羊“多莉”解析：選C。帕米特采用顯微注射技術將經過重組的帶有大鼠生長激素基因的質粒轉入小鼠受精卵內，并將早期胚胎植入小鼠體內妊娠，分娩出了帶有大鼠生長激素基因的巨型小鼠，這一實驗被認為是基因工程發(fā)展史上的一個里程碑。知識點二細胞工程的基本技術2．胚狀體是在植物組織培養(yǎng)的哪一階段上獲得的()A．愈傷組織 B．再分化C．形成完整植株 D．取離體組織解析：選B。植物體的根、莖、葉細胞一般都具有全能性，在一定的營養(yǎng)和激素條件下，可以脫分化形成愈傷組織。將愈傷組織轉接到含有不同激素成分的培養(yǎng)基上，就可以誘導其再分化生成胚狀體或根、芽，所以胚狀體是在植物組織培養(yǎng)的再分化階段形成的。3．下列對細胞全能性的表述，正確的是()A．離體的植物細胞均能表現(xiàn)出全能性B．肝臟細胞是高度分化的動物細胞，沒有全能性C．花粉可培育成單倍體植株是細胞全能性的表現(xiàn)D．植物體內細胞由于分化，全能性不能表達解析：選C。離體的植物細胞要表現(xiàn)出全能性還需營養(yǎng)物質、植物激素和其他適宜外界條件。肝臟細胞是高度分化的動物細胞，全能性受到限制，但其細胞核仍具有全能性。分化的植物細胞具有全能性，但細胞要表達全能性必須要在一定條件下離體培養(yǎng)。4．為了增加菊花花色類型，研究者從其他植物中克隆出花色基因C(圖1)，擬將其與質粒(圖2)重組，再借助農桿菌導入菊花中。下列操作與實驗目的不符的是()A．用限制性核酸內切酶EcoRⅠ和連接酶構建重組質粒B．用含C基因的農桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因導入細胞C．在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，篩選被轉化的菊花細胞D．用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上解析：選C。目的基因C和質粒都有可被EcoRⅠ切割的酶切位點，另外需要DNA連接酶將切好的目的基因和質粒連接起來，A項正確；愈傷組織全能性較高，是理想的植物受體細胞，將目的基因導入植物受體細胞的方法通常為農桿菌轉化法，B項正確；質粒中含有潮霉素抗性基因，因此選擇培養(yǎng)基中應該加入潮霉素，C項錯誤；使用分子雜交方法可檢測目的基因是否整合到受體染色體上，D項正確。5．如圖表示利用植物體細胞雜交技術獲得雜種植物白菜—甘藍的過程，以下說法錯誤的是()A．①過程表示利用酶解法去除細胞壁獲得原生質體的過程B．②過程常用聚乙二醇誘導原生質體融合C．③過程中高爾基體活動旺盛D．最終獲得的雜種植物體細胞內含19條染色體解析：選D。圖中①是去除細胞壁的過程，常利用酶解法(纖維素酶和果膠酶)去除細胞壁獲得原生質體，故A項正確；②是誘導原生質體融合的過程，常用的誘導方法有物理法(電刺激、離心、振動)和化學法(聚乙二醇)，故B項正確；③是形成新細胞壁的過程，植物細胞中高爾基體與細胞壁的形成有關，因此該過程中高爾基體活動旺盛，故C項正確；最終獲得的雜種植物體細胞內含有兩個親本的全部遺傳物質，即含有20＋18＝38條染色體，故D項錯誤。6．中科院上海生理與生態(tài)研究所為“神舟”四號上一批特殊“新人”——煙草細胞舉辦了特殊的“婚禮”。將兩個“新人”放入融合室中，當充滿液體的融合室中加入直流電場，兩個原本相互游離的細胞一下子就貼到了一起，開始“竊竊私語”。緊接著，在瞬間高壓脈沖的作用下，細胞膜被擊出了小孔，透過這微小的通道，兩股細胞質展開了“心靈的溝通”。漸漸地，細胞核也扭捏著“親熱”起來，20min后，兩細胞已是你中有我，我中有你，一個新的生命就這樣誕生了。地面實驗結果顯示：用于融合的兩個“新人”，一號開的是粉花，二號開的是黃花。融合后的細胞再生植株開的是黃花，但性狀卻和一號相同(稱一號性狀，另一個稱二號性狀)。請回答相關問題：(1)由于細胞的密度不同，因此在地面上細胞配對融合非常困難。從理論上講，在太空中細胞融合更容易，原因是________________________________________________。(2)在“細胞婚禮”舉行前，必須對“新人”進行特殊處理，方法是________________。在顯微鏡下觀察，“新人”的細胞膜融合在一起，細胞呈圓球狀，這是因為________________________________________________________________________。(3)粉花和黃花、一號性狀和二號性狀屬于________，一號性狀屬于________。(4)從染色體組成看，再生植株屬于________體。解析：(1)植物細胞融合的原理是細胞膜的流動性，即膜上分子運動，因此，在地面實驗室中融合，因受到重力的影響，分子運動的方向、速度等都受到限制。(2)植物細胞融合的實質是原生質體的融合，而細胞壁阻礙了這一過程，因此實驗中必須利用纖維素酶、果膠酶等處理細胞，以除去細胞壁。(3)同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)稱為相對性狀，融合后的雜種植物細胞中具有兩種性狀的相關基因，而表現(xiàn)出來的卻為一號性狀，因此可以判斷控制一號性狀的基因在細胞中為顯性基因。答案：(1)在微重力的條件下，重力的沉降現(xiàn)象消失了(2)用纖維素酶、果膠酶等除去細胞壁沒有細胞壁，細胞膜具有流動性(3)相對性狀顯性性狀(4)多倍[課時作業(yè)]一、選擇題1．下列關于細胞工程技術的敘述中，錯誤的是()A．以細胞為基本單位進行操作B．植物細胞間融合時需要去除細胞壁C．核移植時主要借助顯微操作儀D．20世紀70～80年代已經培育出動植物之間雜交的新品種解析：選D。細胞工程發(fā)展到現(xiàn)在還沒有培育出動植物之間的雜交新品種，體細胞的雜交還只局限于在植物與植物、動物與動物、微生物與微生物之間進行。2．下列關于運用植物組織培養(yǎng)技術產生新個體的敘述，錯誤的是()A．屬于無性生殖B．主要理論依據(jù)是植物細胞具有全能性C．培養(yǎng)過程中由于人工培養(yǎng)基含大量營養(yǎng)，不需光照就能發(fā)育成完整植株D．人工培養(yǎng)基中含植物生長發(fā)育所需的全部營養(yǎng)物質，包括礦質元素、糖、維生素等解析：選C。植物組織培養(yǎng)是根據(jù)植物細胞具有全能性的理論，利用植物離體的器官、組織或細胞，在無菌和適宜的人工培養(yǎng)條件下，誘導出愈傷組織、不定芽、不定根，最后形成完整的植株，屬于無性生殖。人工培養(yǎng)基中雖含有植物生長發(fā)育所需的全部營養(yǎng)物質，但仍需光照、溫度等條件。3．當植物細胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時，下列有可能使其表現(xiàn)出全能性，并發(fā)育成完整植株的是()A．細胞分裂素 B．生長素C．一定的營養(yǎng)物質 D．以上三者均是解析：選D。植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基的組成有無機成分(水和無機鹽)、有機營養(yǎng)成分、激素(生長素和細胞分裂素)、瓊脂。4．韌皮部細胞是高度分化的植物細胞，用韌皮部細胞進行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列敘述錯誤的是()A．該愈傷組織是細胞經過脫分化和細胞分裂形成的B．該愈傷組織的細胞沒有全能性C．該愈傷組織由排列疏松的薄壁細胞組成D．該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結構解析：選B。愈傷組織是由離體的植物器官、組織或細胞通過細胞分裂產生的，此過程稱為植物細胞的脫分化。愈傷組織中的細胞排列疏松而無規(guī)則，主要是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。愈傷組織具有全能性，在一定條件下繼續(xù)培養(yǎng)，細胞會發(fā)生再分化，生成芽和根，進而發(fā)育成完整植株。愈傷組織的形態(tài)發(fā)生方式主要有不定芽方式和胚狀體方式兩種。其中，胚狀體方式是指由愈傷組織細胞誘導分化出具有胚芽、胚根和胚軸的胚狀結構，進而長成完整植株。5．植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是()A．給予適宜的營養(yǎng)和外界條件B．導入其他植物細胞的基因C．脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件D．將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵母細胞內解析：選C。植物細胞全能性得以表現(xiàn)的必要條件是細胞脫離母體、營養(yǎng)物質和植物激素以及適宜的外界條件。6．植物體細胞雜交育種具有比一般雜交育種更為突出的優(yōu)點，如用此方法培育普通小麥，會使育種過程簡單且時間大大縮短。這個優(yōu)點()A．使雜種細胞的全能性大大提高B．使育種周期明顯縮短，減小了盲目性C．克服了遠緣雜交不親和的障礙D．能保持雜種優(yōu)勢解析：選C。普通雜交育種一般只能在同種生物的不同基因型個體之間進行，由于不同種生物之間存在生殖隔離，所以通過種間雜交育種很難實現(xiàn)。而植物體細胞雜交育種突破了種間生殖隔離的限制，克服了遠緣雜交不親和的障礙，能產生出自然界中沒有的新品種。7．下列關于細胞融合的敘述，不正確的是()A．采用自發(fā)或人工的方法使兩個或多個不同細胞融合為一個細胞B．在促融合因子的作用下，僅僅使細胞核發(fā)生融合C．常用的促融合因子有電場、聚乙二醇等D．在植物細胞融合前需用纖維素酶等去除細胞壁解析：選B。在促融合因子的作用下，細胞之間的細胞膜發(fā)生粘連、破裂，細胞質發(fā)生融合，進而發(fā)生核融合，形成雜種細胞。8．我國科學工作者曾成功地將分別屬于兩個科的植物，煙草和菠菜雜交成功，從而獲得一種新型的煙草品種。在此過程中，下列不是必需的是()A．雜交前要除去兩種細胞的細胞壁B．原生質體融合后，要選出煙草—菠菜融合細胞加以培養(yǎng)C．要誘導愈傷組織進行再分化D．原生質體融合前要先脫分化解析：選D。脫分化發(fā)生在原生質體融合后，當形成新的細胞壁后再進行植物組織培養(yǎng)的過程就發(fā)生了脫分化。9．某興趣小組擬用組織培養(yǎng)繁殖一種名貴花卉，其技術路線為“取材→消毒→愈傷組織培養(yǎng)→出芽→生根→移栽”。下列有關植物組織培養(yǎng)的敘述錯誤的是()A．植物組織培養(yǎng)過程中要注意細胞分裂素和生長素的適宜比例B．用纖維素酶和果膠酶水解法獲得的植物細胞原生質體失去了全能性C．同種植物的不同基因型個體的細胞全能性表達程度會大不相同D．植物愈傷組織經液體懸液培養(yǎng)可以得到具有胚性細胞特征的單細胞解析：選B。用纖維素酶和果膠酶水解法只是破壞了細胞壁，獲得的植物細胞原生質體仍有全能性。10．將甲、乙兩個物種的二倍體植物體細胞融合的雜交細胞，用植物組織培養(yǎng)的方法培育成植株，此植株是()A．二倍體 B．三倍體C．四倍體 D．單倍體解析：選C。因甲、乙兩種植物均是二倍體，故由它們的體細胞融合成的雜交細胞及由該細胞發(fā)育成的植株均含有四個染色體組。11．下圖為植物組織培養(yǎng)過程，有關說法正確的是()A．實驗中②試管細胞全能性最高B．④試管中培育出的個體都是純合子C．①→②的過程需要光照D．①→④過程培養(yǎng)基保持不變解析：選A。①試管中的組織塊經脫分化形成②試管中的愈傷組織，愈傷組織是未分化的細胞，全能性最高；植物組織培養(yǎng)屬于無性生殖，不改變基因型，所以產生的個體基因型與母本是相同的，可能是純合子也可能是雜合子；脫分化形成愈傷組織的過程中需要避光培養(yǎng)，不需要光照；在植物組織培養(yǎng)的不同階段需要的條件不同，培養(yǎng)基中所含有的物質比例也不同，如生長素和細胞分裂素比例適中時有利于形成愈傷組織，比例高時，有利于根的分化。12．超氧化物歧化酶(SOD)是一種源于生命體的活性物質。如圖為人工培育含SOD植物新品種的過程，相關敘述正確的是()eq\a\vs4\al(植物細胞,（二倍體）)eq\o(→,\s\up14(SOD基因),\s\do10(①))新細胞eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(②))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(③))胚狀體→新品種A．①過程只能用農桿菌轉化法導入SOD基因B．②③過程所用的激素種類和比例都相同C．SOD催化反應的機制是為反應提供活化能D．圖示育種過程體現(xiàn)了植物細胞的全能性解析：選D。目的基因導入植物細胞的方法有：農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法，A錯誤；②脫分化、③再分化過程所用的激素種類相同是細胞分裂素和生長素，但比例不同，B錯誤；SOD催化反應的機制是為反應降低活化能，C錯誤；植物組織培養(yǎng)的原理是植物細胞的全能性，D正確。二、非選擇題13．葉肉細胞原生質體的分離和培養(yǎng)的主要過程可以用下面的圖解簡單表示，根據(jù)圖解完成問題：eq\a\vs4\al(\x(葉片)\o(→,\s\up7(洗凈、滅菌),\s\do5(切條、酶解))原生質體懸浮液)eq\o(→,\s\up7(過濾),\s\do5(離心))eq\x(純凈的原生質體)eq\o(→,\s\up7(培養(yǎng)))eq\x(愈傷組織)Ｋ(1)圖解中“酶解”所用的酶應該包括________和________。(2)原生質體的結構由__________________________________________三部分組成。(3)在培養(yǎng)基的成分中，除了各種營養(yǎng)成分外，還必須含有________、____________才能誘導獲得愈傷組織。(4)一般在培養(yǎng)基上培養(yǎng)24～48小時后，大部分原生質體已再生出細胞壁?？梢酝ㄟ^取樣，利用25%蔗糖溶液以及其他用具，通過________________________實驗來鑒別細胞壁是否已經再生。解析：對植物細胞酶解的目的是除去細胞壁，植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此酶解所需的酶是纖維素酶和果膠酶。原生質體包括細胞膜、細胞質和細胞核三部分。在植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中必須含有合適比例的生長素和細胞分裂素才能促使原生質體形成愈傷組織。植物細胞有無細胞壁再生，可以通過質壁分離和復原的實驗來驗證。答案：(1)纖維素酶果膠酶(2)細胞膜、細胞質、細胞核(3)生長素細胞分裂素(4)植物細胞的質壁分離和復原14．如圖所示為胡蘿卜的韌皮部細胞通過無菌操作，接入試管后，在一定條件下，形成試管苗的培育過程。請據(jù)圖回答下列問題：(1)要促進細胞分裂生長，培養(yǎng)基中應有營養(yǎng)物質和激素。營養(yǎng)物質包括____________和小分子有機物，激素包括細胞分裂素和______________兩類植物激素。(2)此過程依據(jù)的原理是________________。A和B階段主要進行的分裂方式是______________，B階段除了細胞分裂外，還進行細胞____________等。(3)此過程要無菌操作，主要是指對____________進行滅菌消毒。B階段需要光照，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)試管苗的根細胞沒有葉綠素，而葉的葉肉細胞具有葉綠素，這是____________的結果。(5)A、B兩過程能否在同一培養(yǎng)基上進行？_____________________________。解析：植物組織培養(yǎng)是用離體的植物組織、器官或細胞接種到經消毒滅菌的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基中含有供組織細胞生長發(fā)育所需要的無機物和小分子有機物，還有供調節(jié)細胞脫分化和再分化的細胞分裂素和生長素。由外植體發(fā)育到試管苗，脫分化階段細胞進行有絲分裂；再分化階段愈傷組織經細胞有絲分裂和分化形成試管苗，此階段需要光照，原因是葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照條件。由于細胞分裂素和生長素對脫分化、再分化的作用不同，因此需配制不同濃度比值的生長素、細胞分裂素培養(yǎng)基，通過轉接以便順利完成脫分化和再分化。答案：(1)無機物生長素(2)植物細胞的全能性有絲分裂分化(3)培養(yǎng)基芽發(fā)育成葉，葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照條件(4)基因選擇性表達(5)不能15．通過細胞工程技術，利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢(甲耐鹽、乙高產)，培育高產耐鹽的雜種植株。請完善下列實驗流程并回答問題：(1)A是________________酶，B是______________，D是具有________優(yōu)良性狀的幼芽。D長成的幼苗需要選擇的原因是____________________________