【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（人教版）选修3教师用书：专题2《细胞工程》
文档属性
| 名称 | 【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（人教版）选修3教师用书：专题2《细胞工程》 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 8.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2014-07-27 07:59:39 | ||
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文档简介
2．1植物细胞工程
2．1.1 植物细胞工程的基本技术
(教师用书独具)
●课标要求
简述植物的组织培养。
●课标解读
1．举例说明植物细胞具有全能性。
2．简述植物组织培养的原理。
3．概述植物组织培养技术。
4．举例说出植物体细胞杂交技术及其应用。
●教学地位
植物细胞工程技术应用广泛，细胞的全能性、 ( http: / / www.21cnjy.com )植物组织培养技术等内容在必修教材中也有涉及。本节从具体操作的角度详细地介绍了植物组织培养技术及植物体细胞杂交技术，在历年的高考中也是热门的考点。
●教法指导
1．本节涉及大部分内容学生在必修模块中已经 ( http: / / www.21cnjy.com )学习过，但植物细胞工程对学生来讲仍然是个新的领域，学习起来有一定的困难，可采用讲授为主，结合讨论的方式进行教学。
2．具体操作中，对于新出现的名词，如试管苗、脱分化、再分化、原生质体等采用讲授式教学，与学习过的内容建立联系时可通过讨论的方式进行。
(教师用书独具)
●新课导入建议
利用教材中微型繁殖的菊花这一材料作 ( http: / / www.21cnjy.com )为背景，引出“花瓣是怎样长成一株完整的植株的？植物的花瓣为什么能培育出一株完整的植株？”等问题，由此导入新课。
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P3 ( http: / / www.21cnjy.com )1～38，填写【课前自主导学】，完成“思考交流”。 步骤2：引入新课的基础上，结合必修内容进入细胞全能性的教学。利用【课堂互动探究】探究1弄清楚细胞全能性与细胞分化程度之间的关系、植物细胞全能性实现的条件。完成例1检测、强化。
步骤5：引导学生通过合作，整理本节 ( http: / / www.21cnjy.com )重点、难点内容，利用【本课知识小结】进行总结，建立知识网络。抢答方式完成【正误判断】。 步骤4：利用【课堂互动探究】探究3，掌握原生质体的概念、弄清植物体细胞杂交的具体操作流程。完成例3。 步骤3：通过【课堂互动探究】探究2，弄清楚植物组织培养的原理及具体步骤，联系选修1内容回顾植物组织培养所用培养基的配方。完成例2。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.举例说明植物细胞具有全能性。
2.简述植物组织培养的原理。
3.概述植物组织培养技术。
4.举例说出植物体细胞杂交技术及其应用。 1.植物组织培养的原理。(重点)
2.植物组织培养技术。(重难点)
3.植物体细胞杂交技术及应用。(重难点)
细胞工程的概念与分类
1.概念
(1)原理和方法：细胞生物学和分子生物学。
(2)操作水平：细胞水平或细胞器水平。
(3)目的：按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。
2．种类
根据操作对象不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程。
植物细胞的全能性
1.概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点。
2．现实表现：在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官。
3．原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同组织和器官。
1．体细胞具有全能性，由它产生的生殖细胞也具有全能性吗？为什么？
【提示】 具有。因为由体细胞产生的生殖细胞虽然遗传物质的含量减少了一半，但仍然含有整套的遗传信息。
植物组织培养技术
1.原理：植物细胞的全能性。
2．过程：离体的植物器官、组织、细胞愈伤组织胚状体或丛芽―→试管苗。
3．脱分化：已分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。
4．植物组织培养的条件
(1)离体的植物细胞、组织、器官。
(2)无菌和人工控制。
(3)培养在人工制备的培养基上。
(4)给予适宜的培养条件。
植物体细胞杂交技术
1.概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
2．过程：不同种的植物细胞不同种细胞原生质体原生质体融合杂种细胞杂种植株。
3．意义：因为不同种生物之间存在生殖隔离，此项技术在克服不同生物远缘杂交的障碍上，取得了巨大的突破。
2．在去掉细胞壁的时候为什么想到用酶解法，且用纤维素酶和果胶酶？
【提示】 用酶解法是在常温条件下进行的，不会影响原生质体的生命活动。根据酶的专一性和细胞壁的化学成分，故选纤维素酶和果胶酶处理。
1．植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。(√)
2．植物组织培养的过程不需要在无菌条件下进行。(×)
【提示】 植物组织培养需要在无菌条件下进行，杂菌的污染会导致培养物迅速死亡。
3．植物体细胞杂交与细胞膜的流动性无关。(×)
【提示】 植物体细胞杂交实质是原生质体融合，其融合的结构基础是细胞膜的流动性。
4．只要将两个去壁的植物细胞放在一起就能发生融合。(×)
【提示】 原生质体融合需要人工诱导，常用的方法有物理法和化学法。
细胞的全能性
【问题导思】
①细胞全能性与细胞分化的关系是怎样的？
②植物细胞实现全能性的条件有哪些？
③动物细胞同植物细胞一样都具有全能性吗？
1．细胞全能性的概念
(1)概念：高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
(2)原理：高度分化的细胞虽然由于 ( http: / / www.21cnjy.com )基因的选择性表达，导致细胞的功能专门化，但该细胞仍然包含本物种全套的遗传信息。对于生殖细胞而言，由于减数分裂导致染色体数目减半，但生殖细胞中全套的遗传信息依然完整。
2．细胞全能性大小的比较
(1)植物细胞＞动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。
(2)受精卵＞生殖细胞(精子、卵细胞)＞体细胞。
(3)体细胞：分化程度低＞分化程度高的；细胞分裂能力强的＞细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞＞衰老的细胞。
(4)一般来说，随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。(生殖细胞较特殊，其分化程度高，全能性也高。)
3．细胞全能性表现的条件
(1)离体状态(未离体的细胞，由于细胞的分化其全能性受到限制，不能表现)。
(2)无菌操作(防止杂菌污染)。
(3)适宜物质的诱导和调节(植物激素主要是生长素和细胞分裂素)。
(4)种类齐全、比例适合的营养物质。
(5)适宜的外界条件(如温度、pH、光照等)。
1．全能性一定是从一个细胞(或细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )核)发育成完整个体中体现出来，反之，不能称为全能性。如选择干细胞培育成某一器官，其过程不属于细胞全能性的体现。
2．全能性的原理是细胞具有发育成完整个体所必需的“全套”基因而不是“全部”基因，因此含染色体组的配子中有全套基因，同样具有全能性。
(2013·青岛高二检测)下列有关植物细胞全能性的叙述中，正确的是( )
A．植物体只有高度分化的体细胞才具有发育成完整个体的潜能
B．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同
C．植物细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础
D．植物细胞脱分化过程体现了植物细胞的全能性
【审题导析】 本题考查对植物细胞全能性的理解，解题关键是理解植物细胞全能性的含义、原因及表现全能性的条件和过程。
【精讲精析】 植物细胞的全能性是指高度分化的 ( http: / / www.21cnjy.com )植物细胞仍然具有发育成完整植物体的潜能，实际上只要植物细胞含有本物种生长发育的全套基因就应具有全能性，如配子；植物体内所有体细胞均来源于同一受精卵的有丝分裂，遗传物质应相同；植物体细胞杂交技术的理论基础是植物细胞的全能性；植物细胞脱分化过程并没有发育到完整的植株，不能体现植物细胞的全能性。
【答案】 C
植物组织培养技术
【问题导思】
①植物组织培养的原理是什么？具体步骤有哪些？
②在植物组织培养的培养基中经常添加的植物激素有哪些？
1．植物组织培养的原理：植物细胞具有全能性。
2．植物组织培养的过程
―→
(1)脱分化：已经分化了的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞状态。
(2)愈伤组织：排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞团。
(3)再分化：脱分化产生的愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程。
3．胡萝卜组织培养流程
在愈伤组织的诱导阶段往往要 ( http: / / www.21cnjy.com )暗培养(有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，如果在光照条件下容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织)，而在分化再生的过程中一定要有光照。
下图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列相关叙述错误的是( )
A．愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团
B．在愈伤组织的形成过程中，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养物质
C．为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适宜浓度的生长素等激素
D．试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb
【审题导析】 解题关键是看清组织培养的材料——花药，即进行花药离体培养，然后结合组织培养的条件依次判断。
【精讲精析】 本题考查植 ( http: / / www.21cnjy.com )物组织培养技术。花粉是通过减数分裂形成的，其基因型为AB或Ab或aB或ab，由花粉发育而来的个体未经秋水仙素处理，是单倍体。
【答案】 D
植物体细胞杂交
【问题导思】
①植物体细胞杂交的原理是什么？操作流程是怎样的？
②植物体细胞杂交成功的标志是什么？
1．原理
(1)原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性。
(2)将杂种细胞培育成杂种植株是进行组织培养的过程，依赖于植物细胞的全能性。
2．操作流程
步骤 图解 做法
原生质体
的获得
杂种细胞
的形成
杂种植株
的产生
酶解法(纤维素酶、果胶酶)去除细胞壁，得到原生质体
通过一定的技术手段(电刺激、聚乙二醇诱导等)进行人工诱导实现原生质体的融合
对杂种细胞，用植物组织培养的方法进行培育
3.实质：植物体细胞杂交的实质就是两个 ( http: / / www.21cnjy.com )不同种的植物细胞融合为一个植物细胞的过程，由于杂种细胞具备了双亲的遗传物质，所以得到的杂种植株就有可能具备双亲的遗传性状。
4．原生质体融合成功的标志：产生新的细胞壁。
植物体细胞杂交成功的标志：获得杂种植株。
5．值得注意的几个问题
(1)去掉细胞壁的原因
植物细胞外层是没有生命活性的细胞壁，影响细胞融合，因此必须先除去细胞壁，然后再诱导原生质体融合。
(2)诱导原生质体融合的方法
①物理方法：离心、振动、电激等。
②化学方法：一般采用聚乙二醇(PEG)进行诱导。
体细胞融合成功以后，既有AB型杂种细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )，还能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB型细胞是植物体细胞杂交所需要的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。
白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜和甘蓝进行体细胞杂交可得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗。
(1)白菜和甘蓝是两个不同的物种， ( http: / / www.21cnjy.com )存在________隔离。自然条件下，这两个物种间不能通过________的方式产生后代。从杂交细胞到获得“白菜—甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基础是植物细胞具有______________。
(2)白菜和甘蓝的体细胞在融合前应先用_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______________处理两种细胞的细胞壁获得原生质体，再用____________作为促融剂诱导原生质体融合进而获得杂种细胞，杂种细胞继续培养，________(填“需要”或“不需要”)要进行脱分化。
(3)经筛选获得的“白菜—甘蓝”杂种幼苗体细胞中的染色体是________条。
【审题导析】 本题主要考查植物体细胞杂交的相关知识，分析如下：
【精讲精析】 (1)不同物种间存在生 ( http: / / www.21cnjy.com )殖隔离，自然条件下无法进行有性生殖。从杂交细胞到杂种幼苗，进行的过程为植物组织培养，其理论基础是植物细胞的全能性。
(2)若获得原生质体应用酶解法去除细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )壁，如纤维素酶、果胶酶。然后可用PEG作为促融剂诱导原生质体融合，形成杂种细胞后，经脱分化、再分化形成杂种植株。
(3)杂种植株体细胞的染色体数为白菜、甘蓝染色体数之和，即38。
【答案】 (1)生殖 杂交(有性生殖) 全能性
(2)纤维素酶、果胶酶 聚乙二醇(PEG) 需要
(3)38
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．植物细胞的全能性是指具有某种生物全部遗传信息的任何细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。
2．植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，主要过程包括脱分化和再分化。
3．植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程进行严格的无菌操作。
4．植物细胞融合依据的生物学原理是细胞膜的流动性，融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。
5．植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。
1．细胞具有全能性的原因是( )
A．生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能
B．生物体的每一个细胞都具有全能性
C．生物体的每一个细胞都含有个体发育的全套基因
D．生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的
【解析】 全能性是指细胞在一定条件下能发育成完整个体的能力，发育成完整个体需要有全部可以表达的基因。
【答案】 C
2．在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的？( )
A．消毒灭菌 B．适宜的温度
C．充足的光照 D．适宜的养料和激素
【解析】 形成愈伤组织，需要在 ( http: / / www.21cnjy.com )消毒灭菌条件下进行。因为只有在消毒灭菌条件下，才能保证培养出的组织、细胞避免感染，否则培养基内将长出许多霉菌，与离体细胞争夺营养与生存空间，使其不能形成愈伤组织。由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。
【答案】 C
3．(2011·上海高考)下列关于植物组织培养的叙述，错误的是( )
A．外植体可以来自于植物的任何细胞
B．培养应在无菌条件下进行
C．以花粉作为外植体可得到单倍体植株
D．不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同
【解析】 植物组织培养的原理是细胞的全能性，所以作为植物组织培养的细胞必须有完整的细胞核。
【答案】 A
4．植物体细胞融合完成的标志是( )
A．细胞膜发生融合 B．产生新的细胞壁
C．细胞质发生融合 D．细胞核发生融合
【解析】 植物体细胞融合的过程既有细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )膜、细胞质的融合，又有细胞核的融合。典型植物细胞的最外层为细胞壁，融合前应去细胞壁，融合成功的标志是再生出新的细胞壁。
【答案】 B
5．有关植物体细胞杂交的叙述，错误的是( )
A．有可能把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上
B．需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C．利用聚乙二醇可以促进原生质体融合
D．植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞
【解析】 植物体细胞杂交之前，需要用纤维素 ( http: / / www.21cnjy.com )酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体；进行原生质体间的融合，必须要进行人工诱导，如可用聚乙二醇促进原生质体融合；植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞，并将该杂种细胞培育成新的植物体的技术。
【答案】 D
6．(2013·湖南师大附中高二检测)下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答问题。
(1)在“番茄—马铃薯”的培 ( http: / / www.21cnjy.com )育过程中，运用了植物细胞工程中的________________技术，原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)可用______________________对番茄和马铃薯细胞进行处理获得原生质体；诱导番茄和马铃薯原生质体融合的化学试剂一般用________________________________________________________________________。
(3)愈伤组织常用作诱变育种的理想材料， ( http: / / www.21cnjy.com )理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)不同物种生物之间存在着天然的_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______，用传统的有性杂交方法不可能得到二者的杂种后代，而体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍。
(5)植物组织培养的培养基中除了含有一定的营养物质之外，还必须含有______________，从而促进愈伤组织的形成和再分化。
【解析】 要形成番茄—马铃薯杂交植株， ( http: / / www.21cnjy.com )必须通过植物体细胞杂交。该技术运用了细胞膜具有流动性的原理及植物细胞具有全能性的原理。植物体细胞杂交时，首先要用酶解法去除细胞壁，形成原生质体，然后用促融方法促进原生质体融合，常用的化学促融剂是聚乙二醇(PEG)。愈伤组织具有旺盛的分裂增殖能力，不断进行DNA复制，容易发生基因突变，因此，可施加一些诱导因素，使其发生更多的变异。自然条件下，物种之间存在生殖隔离。植物组织培养基除含有水、矿质离子、蔗糖、维生素等营养物质外，还必须含有一定浓度的植物激素，如生长素、细胞分裂素，它们存在的比例不同，可诱导根或芽的分化。
【答案】 (1)植物体细胞杂交 细胞膜的流动性和细胞的全能性
(2)纤维素酶和果胶酶 聚乙二醇(PEG)
(3)愈伤组织处于不断地分裂状态，容易受到培养条件的影响而产生基因突变
(4)生殖隔离
(5)植物激素(植物生长调节剂)
一、选择题
1．(2012·吉林高二质检)下列有关细胞全能性的叙述，正确的是( )
A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因
B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同
D．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性
【解析】 A项，细胞具有全能性的原因是细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性，A项错误；C项，植物体内细胞没有表现出全能性，这是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，C项错误；D项，种子发育成植株，是正常的生命历程，不表现细胞全能性。只有B项是正确的，细胞全能性的表达前提是离体培养的细胞、组织或器官。
【答案】 B
2．韧皮部细胞是高度分化的植物细胞，用韧皮部细胞进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是( )
A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和细胞分裂形成的
B．该愈伤组织的细胞没有全能性
C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成
D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
【解析】 愈伤组织是由离体的植物器 ( http: / / www.21cnjy.com )官、组织或细胞通过细胞分裂产生的，此过程称为植物细胞的脱分化。愈伤组织中的细胞排列疏松而无规则，主要是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。愈伤组织在一定条件下继续培养，细胞会发生再分化，生成芽和根，进而发育成完整植株。愈伤组织的发生方式主要有不定芽方式和胚状体方式。其中，胚状体方式是指由愈伤组织细胞诱导分化出具有胚芽、胚根和胚轴的胚状结构，进而长成完整植株。
【答案】 B
3．(2012·南京高二检测)下列关于运用植物组织培养技术产生新个体的叙述，错误的是( )
A．属于无性生殖
B．主要理论依据是植物细胞具有全能性
C．培养过程中由于人工培养基含大量营养，不需光照就能发育成完整植株
D．人工培养基中含植物生长发育所需的全部营养物质，包括矿质元素、糖、维生素等
【解析】 植物组织培养属于无性生殖， ( http: / / www.21cnjy.com )依据的理论基础为植物细胞的全能性；在培养基中含有植物细胞发育所需要的全部营养物质；组织培养的脱分化阶段不需要光，但是再分化阶段需要光。
【答案】 C
4．(2013·广州高二检测)用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可形成愈伤组织，下列叙述错误的是( )
A．该愈伤组织具有分裂能力
B．该愈伤组织的细胞没有全能性
C．植物激素影响该愈伤组织的再分化
D．该愈伤组织形成时要避光处理
【解析】 愈伤组织是植物细胞脱分化和分 ( http: / / www.21cnjy.com )裂形成的，它是一团没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞；愈伤组织的形成过程中要进行避光处理，否则就不利于产生大量的愈伤组织；生长素和细胞分裂素的比例影响着愈伤组织的再分化；愈伤组织的细胞也具有该植物全部的遗传信息，因此该细胞也具有全能性。
【答案】 B
5．将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是( )
A．具有完整细胞核的细胞
B．一定的营养物质和植物激素
C．离体状态
D．导入指示基因
【解析】 本题考查植物组织培 ( http: / / www.21cnjy.com )养的条件。植物细胞具有全能性，即每一个细胞中都含有本物种体细胞的全套遗传物质。在进行组织培养时，需要离体的组织或细胞(具有完整细胞核)，需要一定的营养物质和植物激素(细胞分裂素、生长素)，不需要导入指示基因。
【答案】 D
6．(2013·蓟县模拟)某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验。下列根据图示实验的分析，错误的是( )
A．植株A高度不育，说明该植物的生殖细胞不具有全能性
B．植株A的细胞能进行正常的有丝分裂，但不能进行正常的减数分裂
C．在植株B的细胞中，通常每对同源染色体上的成对基因都是纯合的
D．由花粉到植株A需要用含有有机物的培养基来培养
【解析】 花粉已培育成一个 ( http: / / www.21cnjy.com )完整植株A，说明花粉是具有全能性的，A项错误；植株A为单倍体植株，且具有一个染色体组，因此不能进行正常的减数分裂，B项正确；植株A的体细胞中只有一个染色体组，经秋水仙素诱导染色体数目加倍后植株B为纯合体，C项正确；植物组织培养的培养基中应含有蔗糖及其他的有机物，D项正确。
【答案】 A
7．设计植物体细胞杂交实验时，如果期望获得性状优良的作物新品种，不需要考虑的是( )
A．亲本细胞的生殖隔离问题
B．选择具有优良性状的亲本
C．亲本细胞的融合技术
D．杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化
【解析】 本题考查植物体细胞杂交的应用。植 ( http: / / www.21cnjy.com )物体细胞杂交的本质是直接让来源不同的植物细胞相互融合，这两种细胞可以没有任何亲缘关系，也就是说此技术解决了远缘杂交不亲和的障碍，跨越了生殖隔离。
【答案】 A
8．用细胞工程技术将天竺葵与香茅草杂交产生了驱蚊香草，有关培育过程的叙述错误的是( )
A．需要用酶解法制备原生质体
B．愈伤组织的代谢类型是自养需氧型
C．克服了远缘杂交不亲和的障碍
D．包含了有丝分裂和细胞分化的过程
【解析】 该过程中需利用植物体细胞杂交技术， ( http: / / www.21cnjy.com )需先利用纤维素酶和果胶酶处理，以制备原生质体；愈伤组织细胞不能进行光合作用，需利用培养基中的有机物；其代谢类型应为异养需氧型，B项错误；该技术克服了天竺葵与香茅草之间的种间障碍，杂种细胞培育成完整植株包括了有丝分裂、及细胞分化为茎、叶、根等过程，C、D项正确。
【答案】 B
9．(2013·武汉高二月考)“白菜—甘蓝” ( http: / / www.21cnjy.com )是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短和耐储藏等优点。下图是“白菜－甘蓝”的培育过程示意图，下列描述错误的是( )
A．培育过程中，实现①②过程常用的物质为纤维素酶和果胶酶
B．过程③的诱导方法有物理法和化学法两种
C．⑤过程中进行的细胞分裂方式是减数分裂，形成的杂种植物幼苗遗传物质发生改变
D．植物体细胞杂交方法的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍
【解析】 本题考查植物体细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )杂交技术和识图能力。根据植物体细胞杂交技术可以确定①②是利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁得到原生质体；③是原生质体融合形成融合的原生质体，遗传物质发生了改变，是白菜细胞和甘蓝细胞遗传物质的集合，通过有丝分裂增加细胞数目；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【答案】 C
10．在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导产生出细胞壁，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
【解析】 本题考查细胞壁的形成。 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞壁的形成过程与高尔基体密切相关，因为高尔基体产生的许多小囊泡聚集形成了细胞壁的前体，线粒体在此过程中提供能量。
【答案】 B
二、非选择题
11．(2013·九江高二检测)某二倍体植物是杂合子，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答问题。
(1)图中①表示的是该花粉培养过程中的__ ( http: / / www.21cnjy.com )______过程，②表示的是________过程。X代表的是________________________________________________________________________，
③表示的是________过程，④表示的是诱导________过程。
(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径 ( http: / / www.21cnjy.com )有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中________________________________________________________________________
的种类及其浓度配比，最后获得的来源 ( http: / / www.21cnjy.com )于未成熟花粉的完整植株都称为________植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有__________________________。
(3)对植株甲进行________，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过________的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是________植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种。花药离体培养在育种上的特殊意义是________________，从而开辟育种新途径。
【解析】 本题以花药的离体培养为依托，考查植物组织培养技术的相关知识。在解题时注意运用植物组织培养技术的思路，分析培养过程的各个环节。
(1)图示①过程形成愈伤组织，所以应是 ( http: / / www.21cnjy.com )脱分化过程，②过程形成丛芽，说明是再分化过程，而丛芽经过④过程形成植株，说明④是分化生根的过程。另外愈伤组织在不同的培养基上也可先生根，再分化形成芽，形成完整植株，所以X就是胚状体。
(2)培养基中所含的植物激素种类和 ( http: / / www.21cnjy.com )比例不同，诱导形成的结构不相同。花药细胞含有本物种全套的遗传物质，具有发育的全能性，其离体培养成的个体都是单倍体。
(3)植株甲为单倍体，只含有配子的染 ( http: / / www.21cnjy.com )色体组成，是高度不育的，只有其染色体加倍后，才能产生正常的配子，因染色体加倍后形成的是纯合子，每个植株减数分裂只能形成一种基因组成相同的配子，因杂合子植株含有多对等位基因，所以这样的群体产生的配子有多种。因单倍体育种形成的是纯合子，自交后代不发生性状分离，在育种上可明显地缩短育种年限。
【答案】 (1)脱分化 再分化 胚状体 分化(或发育) 生根
(2)植物激素 单倍体 细胞的全能性
(3)染色体加倍(其他合理答案也可) 无性繁殖 乙(或经过染色体加倍) 一 多 缩短育种年限
12．将二倍体的阔叶粉花烟草(AAbb ( http: / / www.21cnjy.com ))和柳叶黄花烟草(aaBB)两个品种，通过植物体细胞杂交的方法培育出杂种植株(AAaaBBbb)，其表现型为阔叶黄花。请回答下列问题。
(1)植物体细胞杂交过程 ( http: / / www.21cnjy.com )中，首先去掉细胞壁获得原生质体，其常用的方法是________。诱导原生质体融合常用的化学试剂是____________，原生质体融合的结构基础是________________________________________________________________________。
(2)获得杂种细胞后，还要经___ ( http: / / www.21cnjy.com )_________技术才能获得杂种植株，此过程所依据的原理是____________________。获得的杂种植株是________倍体。
(3)利用上述两个品种来培育杂种植株(AAaaBBbb)，除上述方法外，还可以用其他育种方法。请用遗传图解表示育种过程并作简要的文字说明。
【解析】 第(1)问考查 ( http: / / www.21cnjy.com )植物体细胞杂交过程中的两个关键操作：原生质体的制备和融合。第(2)问考查植物体细胞杂交与植物组织培养之间的关系。关于杂种植株的染色体倍性问题，由于原来的两种烟草均为二倍体(由染色体组成可以看出)，因此杂种植株为四倍体。第(3)问考查传统的有性杂交技术，并与植物体细胞杂交进行比较。
【答案】 (1)酶解法(或用纤维素 ( http: / / www.21cnjy.com )酶和果胶酶处理细胞壁) 聚乙二醇 细胞膜具有一定的流动性 (2)植物组织培养 植物细胞的全能性 四 (3)图解
F1： 阔叶黄花烟草
(AaBb)
,染色体加倍Ｆ
阔叶黄花烟草(AAaaBBbb)
2．1.2 植物细胞工程的实际应用
(教师用书独具)
●课标要求
简述植物的组织培养。
●课标解读
1．理解植物细胞工程在植物微型繁殖、作物新品种培育、细胞产物工厂化生产中的作用。
2．说出植物细胞工程的实际应用。
●教学地位
本节属于了解性内容，主要 ( http: / / www.21cnjy.com )介绍了植物组织培养技术在各个方面的应用，属于“植物细胞工程的基本技术”的拓展。高考中，往往以植物细胞工程的实际应用为背景，考查植物细胞工程的基本技术等内容。
●教法指导
1．植物繁殖新途径的教学中，让学生 ( http: / / www.21cnjy.com )回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，并思考利用这项技术能做到哪些工作？再针对教材归纳的几个方面进行讲解。
2．对于脱毒苗的培育、细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )产物的工厂化生产等内容，由于学生知识储备不够，可让学生先自行阅读教材，在分析这些应用中应用到植物组织培养技术的环节。
(教师用书独具)
●新课导入建议
上一节学习了植物组织培 ( http: / / www.21cnjy.com )养技术的原理及操作程序，可回忆这些内容，进而提出这项技术有哪些应用？可尝试让学生回答，然后教师对学生的答案进行归纳，即植物繁殖、植物育种等方面，从而引入新课。
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P38～43，填写【课 ( http: / / www.21cnjy.com )前自主导学】，完成“思考交流”。 步骤2：引入新课的基础上，对植物组织培养技术的应用进行归纳，即三个方面：植物繁殖的新途径、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化生产。 步骤3：通过【课堂互动探究】探究1，具体分析植物组织培养技术在植物繁殖方面的应用。完成例1。
步骤5：引导学生通过合作，整理本 ( http: / / www.21cnjy.com )节重点、难点内容，利用【本课知识小结】进行总结，建立知识网络。抢答方式完成【正误判断】。 步骤4：利用【课堂互动探究】探究2，弄清楚植物组织培养技术在作物育种方面的应用，并与其他育种方式进行比较。完成例2。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.理解植物细胞工程在植物繁殖、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化生产中的作用。
2.说出植物细胞工程的实际应用。 1.植物繁殖的新途径。(重难点)
2.作物新品种的培育。(重点)
3.细胞产物的工厂化生产。(重难点)
植物繁殖的新途径
1.微型繁殖
(1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
(2)特点：属于无性繁殖，能够保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
(3)实例：20世纪60年代，荷兰的科学家就成功地实现了利用组织培养技术来培育兰花。
1．植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？
【提示】 植物组织培养到 ( http: / / www.21cnjy.com )愈伤组织的阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。
2．作物脱毒
(1)选材部位：植物的分生区附近。
(2)选材原因：分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。
(3)实例：目前采用茎尖组织培养技术来脱除病毒，在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获得成功。
2．脱毒苗培育时常用茎尖作材料，为什么不用根尖或其他分生区呢？
【提示】 因为茎尖取材方便。
3．人工种子
(1)概念：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
(2)特点
①后代无性状分离。
②不受季节、气候和地域限制。
(3)实例：我国已成功地把芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备成了人工种子。
作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)过程：花药离体培养―→单倍体植株纯合子植株。
(2)优点
①后代是纯合子，能稳定遗传。
②明显缩短了育种的年限。
2．突变体的利用
(1)产生原因：在植物的组织培养过程中，易受培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。
(2)利用：筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。
细胞产物的工厂化生产
1.细胞产物种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
2．技术：植物组织培养技术。
3．实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产人参皂甙干粉；另外，三七、紫草和银杏的细胞产物也都已经实现了工厂化生产。
1．微型繁殖技术实际是通过植物组织培养技术来完成的。(√)
2．进行作物脱毒时，只能选取无病毒的茎尖进行组织培养。(×)
【提示】 根尖、茎尖等植物的分生区病毒极少，可用于作物脱毒。
3．利用人工种子繁殖时，其后代无性状分离。(√)
【提示】 人工种子繁殖属于无性繁殖。
4．单倍体育种不能得到作物新品种。(×)
【提示】 单倍体育种过程中，花药的产生是经过减数分裂进行的，其内的遗传物质发生了基因重组等变异，因此能得到作物新品种。
5．人参皂甙的工厂化生产利用了植物细胞的全能性。(×)
【提示】 人参皂甙的工厂化生产过程中未形成完整新个体。
植物繁殖的新途径
【问题导思】
①什么是植物的微型繁殖？其实质和原理分别是什么？
②什么是人工种子？人工种子主要由哪几部分组成？
1．微型繁殖
(1)实质：植物的组织培养。
(2)依据原理：植物细胞全能性。
(3)完成该过程的细胞分裂方式：有丝分裂。
(4)优点
①植物组织培养技术是无性繁殖技术，没有基因重组，含有的遗传物质与亲本一样，因而能保持亲本的一切优良性状。
②利用这种技术可以迅速大量地培育新个体，有利于进行工厂化培养。
③选材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。
2．培养无病毒植株
许多农作物体内都带有病毒 ( http: / / www.21cnjy.com )，但在茎尖、根尖分生组织中，由于代谢十分旺盛、细胞分裂速度快，病毒还来不及侵入，因此就成为植物体相对无病毒的特殊区域。用茎尖进行组织培养可以获得无病毒植株，再用这种植株进行快速繁殖，就可以增殖出大批的无病毒植株。
3．人工种子
(1)组成：目前研制的人工种子，是由胚状体、作为保护性外壳的人工种皮和提供发育所需营养的人工胚乳三部分组成，如下图。
(2)人工种皮的要求
①能保持胚状体的活力，即要能透气、透水，含有胚状体发芽所需要的各种营养成分等。
②有利于贮藏、运输和萌发，选取的材料要有韧性，耐压，对胚状体无毒害。
③还应含有农药和杀菌剂，以防播种后害虫及微生物的侵害。
④还要加入能促进胚状体生长和发育的一些植物生长调节剂、有益菌等。
(3)制作人工种皮的材料：海藻酸钠、明胶、树脂、琼脂糖、淀粉等。
(4)胚状体的要求
①播种后能快速出苗。
②根和芽同步生长，活力强。
③形成的幼苗的形态与生长要正常。
(5)人工种子的优点
①解决了天然种子在遗传上由于减数分裂引起的重组现象造成的某些遗传性状的改变或繁殖能力差、结子困难等问题。
②实现种子的工厂化生产，克服天然种子在生产上受季节限制的问题，提高农业的自动化程度。
③试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难 ( http: / / www.21cnjy.com )的。人工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。
④用人工种子播种可以大大节约粮食。
人工种子目前还存在不少问题。例如，现在 ( http: / / www.21cnjy.com )有重要经济价值的植物产生胚状体能力弱，难以形成同步化的、有强活力的胚状体；成本较高；运输、贮藏以及机械化播种问题也未解决。因此，现在很少有人以生产为目的进行人工种子的研制。
科学家从悬浮培养的单细胞、离体花粉或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状结构(胚状体)，胚状体不同于一般的种子胚，它是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，所以，又称“体细胞胚”或“花粉胚”。胚状体在一定的条件下，可以通过胚胎发育过程形成植株。将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外面包裹上人造种皮，便制成了“人工种子”。人工种子的概念是1978年在加拿大举行的第四届国际植物组织、细胞培养会议上首次提出来的。目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日、法等各国正着手将人工种子市场化、商品化。
(1)简要归纳“离体的细胞”进行植物组织 ( http: / / www.21cnjy.com )培养获得胚状体的过程：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)“人工种子”大体由胚状体、包埋胚状体的 ( http: / / www.21cnjy.com )胶质以及人造种皮等部分组成。包埋胚状体的胶质中富含营养物质，这是因为________________________________________________________________________。
为了满足胚状体代谢的需求，“人造种皮”还必须具有良好的________________性能。
(3)由“人工种子”萌发出的植 ( http: / / www.21cnjy.com )株是否可育？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)写出“人工种子”商品化 ( http: / / www.21cnjy.com )的意义：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(任填两项即可)
(5)培育胚状体利用了________________这一项生物技术。在该过程中培养基中需要添加________和____________两种激素，还需要对培养基进行严格的________。
(6)该项技术的成功应用，反映了植物细胞的____________性。
【思维导图】
【精讲精析】 组织培养的过程包括脱分化和再分 ( http: / / www.21cnjy.com )化两个阶段。胚状体在萌发初期不能进行光合作用，因此需要给其提供营养，人工种皮要有很好的透气性，保证供给胚足够的氧气。胚状体的培育利用的是组织培养的技术，培养基中需要添加生长素和细胞分裂素，同时要保证无菌条件。
【答案】 (1)离体的细胞愈伤组织胚状体
(2)胚状体在萌发初期不能进行光合作用 透水、透气
(3)由花粉培养发育的植株一般不可育，由体细胞经组织培养发育的植株是可育的
(4)可用于苗木的快速繁育，无病毒植株培养，解决有些作物繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题
(5)植物组织培养 生长素 细胞分裂素 灭菌
(6)全能
作物新品种培育方法的比较
【问题导思】
①作物新品种的培育方法主要有哪几种？
②单倍体育种与花药离体培养有何异同？人工种子与单倍体育种有什么区别？
1．单倍体育种与花药离体培养
花药单倍体育种
2．人工种子与单倍体育种
(1)人工种子采用的是微型繁殖 ( http: / / www.21cnjy.com )技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，然后包上人工种皮就可形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状。
(2)单倍体育种的优点是后代无性状分离，都是 ( http: / / www.21cnjy.com )纯合子，能够稳定遗传，明显缩短育种年限。单倍体育种从本质上说属于有性生殖，这一点与微型繁殖有所区别。但单倍体育种首先要进行花药离体培养，采用的还是微型繁殖技术，然后再用秋水仙素处理，使染色体加倍，获得纯合子。
3．植物细胞培养与植物组织培养
(1)目的不同：植物组织培养的目的是得到更多的植物体，而植物细胞培养的目的是获得人类所需要的细胞代谢产物。
(2)含义不同：植物组织培 ( http: / / www.21cnjy.com )养是指在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，把植物离体的器官、组织或细胞培养成完整的植物体。而植物细胞培养是将组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行悬浮培养，得到分散游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量的细胞群体的一种技术。
(2013·安庆高二期末)下图为几种育种方法示意图，据图回答问题。
(1)①④方向所示的途径表 ( http: / / www.21cnjy.com )示________育种方式，⑦过程所示的育种方法叫做________________________________________________________________________。
(2)②过程中常用的方法是______________，③⑦过程中最常采用的药剂是________。
(3)⑤过程发生在生物个体发育的________时期，但是，一般发生在________细胞中才具有遗传性。
(4)⑨过程是指________。⑩ ( http: / / www.21cnjy.com )过程中影响植物根、芽发生的两种激素是________________________________________________________________________。
(5)由⑧→⑩的过程中涉及的生物技术有________________________________。
(6)植物体细胞杂交技术解决了育种过程中的________________问题。
【审题导析】 首先据图判断：①④是杂交育 ( http: / / www.21cnjy.com )种，①②是单倍体育种，⑤⑥是诱变育种，⑦是多倍体育种，⑧⑨⑩是植物细胞杂交育种，然后根据各种育种方法的原理、特点逐项回答。
【精讲精析】 根据各种育种方法的特 ( http: / / www.21cnjy.com )点可判断，①④方向所示的育种方法应为杂交育种；②③方向所示为单倍体育种方式；⑤⑥方向为通过射线获得新基因，因而为诱变育种；⑦直接获得染色体组加倍的种子或幼苗，则为多倍体育种；⑧⑨⑩方向通过两种植物细胞获得杂种细胞，进而获得新品种的方式为植物体细胞杂交育种。判断出各育种方式后再具体作答每种育种方式中的要点。如②获得单倍体植株的方法是花药离体培养；使染色体加倍常用药剂为秋水仙素；⑤是基因突变的过程，可发生在个体发育的任何时期；⑨获得愈伤组织的过程为脱分化，⑩再分化的过程中要用到生长素和细胞分裂素等。
【答案】 (1)杂交 多倍体育种
(2)花药离体培养 秋水仙素
(3)任何 生殖
(4)脱分化 生长素和细胞分裂素
(5)植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术
(6)远缘杂交不亲和性(或生殖隔离)
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建,\a\vs4\al ( http: / / www.21cnjy.com )(植物细胞工,程的应用)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(植物繁殖,的新途径)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(微型繁殖,作物脱毒,人工种子)),\a\vs4\al(作物新品,种的培育)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(单倍体育种,突变体利用)),细胞产物的工厂化生产)))
结 论 语 句
1．微型繁殖实际是一种无性繁殖，能保证亲子代遗传特性不变。
2．人工种子是由人工种皮、胚状体和人工胚乳三部分组成的。
3．在植物育种上，单倍体经过染色体加倍，可以使后代迅速纯合，缩短育种年限。
4．单倍体育种和多倍体育种均需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍。Ｋ
1．如图为植物组织培养的基本过程，若制作人工种子，生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，应分别选用编号( )
①②③―→④
A．④、② B．③、②
C．③、④ D．④、③
【解析】 人工种子是指已分化 ( http: / / www.21cnjy.com )的胚状体等用合适的“人工种皮”进行包裹，所以应为再分化后的③；而获取产物紫草素则培养到具有产生此物质的细胞群体②即可，无需获得植株。
【答案】 B
2．若要获得脱毒苗，一般选取植物体的哪一部分组织( )
A．叶 B．花粉
C．根 D．茎尖
【解析】 要获得脱毒苗，一般选取 ( http: / / www.21cnjy.com )植物体的分生区(如茎尖)，该部位的病毒少，甚至无病毒，将其进行组织培养得到的植株可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
【答案】 D
3．(2013·沈阳高二检测)下列对人工种子正确的叙述是( )
A．通过科技手段人工合成的种子
B．利用植物组织培养技术获得的种子
C．种皮能够自我生成的种子
D．人工种子发芽率低
【解析】 人工种子是经植物组织培养获得胚状体、不定芽等，然后经人工薄膜包装得到的种子。
【答案】 B
4．用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是( )
A．种植→F2→选出性状不分离者→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
【解析】 用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是单倍体育种，需用到花药离体培养。
【答案】 D
5．下列育种措施，可以增加植物突变体出现的是( )
A．采用嫁接方法培育苹果新品种
B．将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中，培育抗冻烟草
C．用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射
D．使用秋水仙素对棉花植株进行处理
【解析】 愈伤组织中的细胞处于分生状 ( http: / / www.21cnjy.com )态，容易受紫外线照射而发生基因突变。A项为无性生殖，B项为基因工程，原理为基因重组，D项秋水仙素无明显的突变作用。
【答案】 C
6．(2013·常州高二期末)植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如下图所示，回答相应的问题。
(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取 ( http: / / www.21cnjy.com )自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是________________________________________________________________________。
(2)培养皿中的培养基除添加营养物 ( http: / / www.21cnjy.com )质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体________________________________________________________________________。
(3)在生产实践中为获得大量的细胞产 ( http: / / www.21cnjy.com )物(如紫杉醇)，可将①________放入液体培养基中经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞浮液，再经过________即可获得大量细胞。
(4)组织培养过程需要植物生长和繁 ( http: / / www.21cnjy.com )殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生________________异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。
(5)植物组织培养技术不 ( http: / / www.21cnjy.com )仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于______________、________________、________________等育种过程中。
【解析】 (1)植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此对分生组织进行植物组织培养可获得脱毒植株。
(2)植物组织培养过程中，培养基中添加植物激素能诱导细胞脱分化和再分化。
(3)紫杉醇是愈伤组织细胞产生的。
(4)光学显微镜下能观察到的变异为染色体结构与数目的异常。
(5)植物体细胞杂交育种、单倍体育种和基因工程育种中都利用了植物组织培养技术。
【答案】 (1)这些部位很少受到病毒等病原体的侵害
(2)脱分化和再分化 (3)愈伤组织 细胞分裂
(4)染色体结构与数目 (5)植物体细胞杂交育种 基因工程育种 单倍体育种
一、选择题
1．(2013·兰州高二检 ( http: / / www.21cnjy.com )测)某株名贵花卉用种子繁殖时会发生性状分离，为了防止性状分离并快速繁殖，可利用该植物体的一部分器官或组织进行离体培养，但不能采用该植株的( )
A．茎尖 B．芽 C．叶片 D．花粉粒
【解析】 花粉粒细胞离体培养得到的植株是单倍体，改变了原有植株遗传物质。
【答案】 D
2．(2012·湖南师大高二检测)在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是( )
A．培养的细胞一直处于不断的分生状态
B．培养基营养丰富，易于植物生长
C．纺锤丝的形成容易受抑制
D．DNA复制容易受抑制
【解析】 本题考查作物新品种的培 ( http: / / www.21cnjy.com )育中突变体的利用。在植物组织培养过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，容易受一些条件的影响而产生突变。
【答案】 A
3．在下列各育种方式中，与组织培养技术无关的是( )
A．利用花药离体培养得到单倍体植株
B．秋水仙素处理二倍体幼苗，获得四倍体植株
C．通过组织培养培育人工种子
D．通过体细胞杂交培养“番茄—马铃薯”杂种植株
【解析】 花药离体培养实质是将花粉 ( http: / / www.21cnjy.com )培育为新个体，人工种子是将植物细胞经组织培养形成胚状体再包装成人工种子，体细胞杂交形成的杂种细胞培育成杂种植株，都采用了组织培养技术。秋水仙素处理二倍体幼苗获得四倍体植株，是利用染色体变异的原理。
【答案】 B
4．如图表示一人工种子，下列与人工种子培育生产过程有关的叙述，不正确的是( )
A．人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得
B．胚状体是由愈伤组织分化而成，离体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能性
C．同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型
D．胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的
【解析】 胚状体是由愈伤组织分化而来，不是未分化的细胞。
【答案】 D
5．科学家通过植物组织培养可获得人工种子，有关人工种子的说法不正确的是( )
A．可解决有些作物繁殖能力差、结子困难等问题
B．属于无性生殖，后代能够保持亲本的优良性状
C．经组织培养形成胚状结构，包裹上人造种皮即可
D．属于有性生殖，后代具有更大的变异性
【解析】 人工种子是用植物组织培养的 ( http: / / www.21cnjy.com )方法获得的，属于无性生殖，性状与亲本相同，其主要用途是解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。
【答案】 D
6．(2013·长春高二月考)甘薯 ( http: / / www.21cnjy.com )种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程涉及细胞的( )
①有丝分裂 ②分化 ③减数分裂 ④全能性
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
【解析】 某些作物进行无性繁殖过程中会 ( http: / / www.21cnjy.com )感染病毒且容易传给后代，病毒逐年积累就会导致作物产量降低，品质变差。切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。在这个过程中通过细胞的有丝分裂增加细胞的数目，通过细胞的分化使来自同一细胞的这些细胞功能发生差异完成生物体的各项生命活动。
【答案】 D
7．下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程，相关叙述中正确的是( )
A．②和③过程会发生减数分裂
B．①阶段需生长素而③阶段需细胞分裂素
C．①阶段有细胞增殖但无细胞分化
D．此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体
【解析】 愈伤组织形成胚状体的过 ( http: / / www.21cnjy.com )程中细胞只进行有丝分裂，A项错误；在整个组织培养过程中，生长素和细胞分裂素共同起作用，B项错误；①过程为脱分化过程，C项正确；由于是用四倍体兰花的叶片进行的植物组织培养，因此得到的植株为四倍体，若用花药离体培养，所得植株为单倍体，D项错误。
【答案】 C
8．百合利用它的球茎进行 ( http: / / www.21cnjy.com )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。在最短时间内获得大量无病毒幼苗的最佳方法是( )
A．花药离体培养
B．选取成熟组织进行培养
C．利用茎尖进行组织培养
D．人工诱导基因
【解析】 因为植物分生区附近的病毒极少，故短时间内获得大量无病毒幼苗的方法是利用茎尖进行组织培养。
【答案】 C
9．(2011·江苏高考)下列有关植物组织培养的叙述，正确的是( )
A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子
D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得
【解析】 A项，愈伤组织细胞排列疏松而无 ( http: / / www.21cnjy.com )规则，是一团无定形的薄壁细胞。B项，二倍体植株花粉经脱分化和再分化后形成单倍体植株，要得到稳定遗传的个体要用秋水仙素处理单倍体幼苗。C项，用人工薄膜将胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等分别包装可制成人工种子。D项，加适量NaCl的培养基是选择培养基。
【答案】 D
10．(2012·西城高二期末)下图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。对此过程的相关描述错误的是( )
A．B→E过程中细胞全能性的高低发生了改变
B．C试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞
C．A植株和F植株体细胞中的染色体组数相同
D．培养出的F植株一般不能直接应用于扩大种植
【解析】 从B→E过程中细胞的全 ( http: / / www.21cnjy.com )能性经历了从低到高再降低的变化，这与细胞的分化程度呈相反趋势；C试管中的愈伤组织是一群高度液泡化的薄壁细胞；F是由A的花粉经组织培养获得的，因而其体细胞中染色体数与A的配子中染色体数相同，染色体组数也减少一半，为单倍体植株；由于F为单倍体植株，具有高度不育的特点，因而一般不能直接应用于扩大种植。
【答案】 C
二、非选择题
11．我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放在培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株示意图，请据图分析回答问题。
(1)过程③和④分别表示________和________。
(2)在培养过程中，除了提供水分 ( http: / / www.21cnjy.com )、无机盐、糖类、维生素及氨基酸外，还需要在培养基中加入________。同时，在培养过程中，除必需的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证__________________。
(3)从育种的角度看，植 ( http: / / www.21cnjy.com )物组织培养与有性生殖相比，优势主要有(列举2条)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在植物组织培养的过程中， ( http: / / www.21cnjy.com )可以对________进行化学或物理的诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株，从中选育出优良品种。这种作物新品种的培育方法属于________________________________________________________________________。
(5)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的 ( http: / / www.21cnjy.com )花粉粒经组织培养形成植株，这种育种方法称为________________，其优点是________________________________________________________________________。
【解析】 该题主要考查了植物组织培养的过程、单倍体育种和突变体的利用。
(1)过程③为脱分化，过程④为再分化，其中在④过程中既有细胞分裂，又有细胞分化。
(2)在植物组织培养过程中，不论是脱分化还是再分化，都需要植物激素刺激，并且要求操作过程必须无菌操作。
(3)植物组织培养的实质是一种无性繁殖，与有性生殖相比，具有保持亲本的优良品质、培养周期短、繁殖效率高、能培育无病毒植株等优点。
(4)突变体利用的操作对象是愈伤组织，但是该种方法具有很大的盲目性。
(5)单倍体育种的优点表现在缩短育种年限、后代不发生性状分离等。
【答案】 (1)脱分化 再分化
(2)植物激素(或植物激素类似物) 无菌
(3)能保持亲本的优良性状；培养周期短，繁殖效率高；能培育无病毒植株
(4)愈伤组织 突变体的利用
(5)单倍体育种 缩短育种年限，培育的品种一定是纯种
12．(2013·成都高二检测)如图列举了几种植物的育种方式，请据图回答相关问题。
(1)甲育种方式称为________________。
(2)通过丁种方式可以获得脱毒苗，培养过 ( http: / / www.21cnjy.com )程中c常常取用茎尖的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)乙方式处理植物的愈伤组织能获得较 ( http: / / www.21cnjy.com )好效果，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)丙方式将外源目的基因导 ( http: / / www.21cnjy.com )入受体植物细胞，最常采用的方法是____________。在通过丙方式获得转基因植株的过程中，核心步骤是________________________________________________________________________。
(5)甲、丙两种育种方式 ( http: / / www.21cnjy.com )与传统杂交育种方式相比，其优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 该题主要考查了杂交育种、诱变育种和基因
工程育种以及植物体细胞杂交，其中诱变育种和基因工程育种都属于作物新品种的培育方法。
(1)由a、b两种细胞通过一定的技术手段获得c，属于植物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍。
(2)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至没有病毒，因此常用茎尖进行组织培养获得脱毒苗。
(3)由于愈伤组织一直处于不断分裂的状态，容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。
(4)将外源基因导入受体植物细胞的方法，最常用的是农杆菌转化法。
(5)植物体细胞杂交和基因工程都能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍，而传统杂交育种由于生殖隔离而不能实现种间杂交。
【答案】 (1)植物体细胞杂交
(2)茎尖不带病毒或很少被病毒感染
(3)愈伤组织细胞处于不断分裂的状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变
(4)农杆菌转化法 基因表达载体的构建
(5)能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍
2．2动物细胞工程
2．2.1 动物细胞培养和核移植技术
(教师用书独具)
●课标要求
举例说出细胞融合与单克隆抗体。
●课标解读
1．简述动物细胞培养技术及其应用。
2．简述动物体细胞核移植技术及其应用前景。
3．搜集通过动物体细胞核移植进行克隆的实例。
4．讨论克隆技术的社会意义。
●教学地位
动物细胞培养技术是动物细胞工程 ( http: / / www.21cnjy.com )的基础，各项细胞工程技术几乎都要利用动物细胞培养技术。动物体细胞核移植技术和克隆动物属于社会热点问题。本部分内容在高考中也属于常考点。
●教法指导
1．本节内容容易理解，宜采用讲授、自学、讨论相结合的教学方法。
2．对于动物细胞培养的教学可归纳为三个方面进行：动物细胞培养的目的、动物细胞培养的概念、怎样进行动物细胞培养。
3．对于动物体细胞核移植技术的教学可先让学生阅读教材，然后对受体、供体的选择及克隆动物的性状表现进行讨论，最后教师进行归纳。
(教师用书独具)
●新课导入建议
利用学生感兴趣的克隆羊多利、克隆人等话 ( http: / / www.21cnjy.com )题，引入动物细胞工程，可让学生尝试说出自己对克隆技术的理解，然后教师进行引导——这些技术都需要进行动物细胞培养技术，从而导入动物细胞培养的教学。
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P44～5 ( http: / / www.21cnjy.com )1，填写【课前自主导学】，完成“思考交流”。 步骤2：归纳动物细胞培养技术的概念，通过【课堂互动探究】探究1，弄清以下问题：动物细胞培养的过程、动物细胞培养与植物组织培养的区别、原代培养及传代培养的概念和特点。完成例1。
步骤5：引导学生通过合 ( http: / / www.21cnjy.com )作，整理本节重点、难点内容，利用【本课知识小结】进行总结，建立知识网络。抢答方式完成【正误判断】。 步骤4：联系必修中有关细胞全能性、细胞分化、免疫识别等内容，了解动物体细胞核移植技术的应用前景。分析动物体细胞核移植技术中存在的问题。完成例2。 步骤3：利用【课堂互动探究】探究2，理解克隆的概念，分析动物体细胞核移植技术的条件及结果。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述动物细胞培养技术及其应用。
2.简述动物体细胞核移植技术及其应用前景。
3.搜集通过动物体细胞核移植进行克隆的实例。
4.讨论克隆技术的社会意义。 1.动物细胞培养技术及应用。(重难点)
2.动物体细胞核移植技术及其应用。(重难点)
动物细胞工程
1.常用的技术手段：动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等。
2．基础：动物细胞培养技术。
动物细胞培养
1.原理：细胞增殖。
2．概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
1．动物细胞培养和植物组织培养的原理一样吗？
【提示】 不一样。前者是细胞增殖，后者是细胞的全能性。
3．过程
取动物组织块
↓
分散组织细胞：剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
一段时间
↓
配制细胞悬液
↓
原代培养：具有贴壁生长和接触抑制的特点
4．条件
(1)无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理。
(2)营养：合成培养基中有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素，通常需加入血清、血浆等。
(3)温度和pH
①适宜温度：36.5±0.5 ℃。
②适宜pH：7.2～7.4。
(4)气体环境：主要是O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
5．应用
(1)生物制品：如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体的生产。
(2)检测有毒物质，判断某种物质的毒性。
(3)用于生理、病理、药理等方面的研究，如筛选抗癌药物等。
2．为什么切取动物组织块进行细胞培养时，常选择胚胎或幼龄动物的器官或组织？
【提示】 因为这些细胞增殖能力强，分化程度低，更容易培养。
动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.理论基础：动物的细胞核具有全能性。
2．概念：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体。
3．分类：包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，其中胚胎细胞核移植较易成功。
4．过程
5．应用前景
(1)在畜牧生产中：可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
(2)在保护濒危物种方面：可增加这些动物的存活数量。
(3)在医药卫生领域：转基因克隆动物可以作为生物反应器生产珍贵的医用蛋白。
(4)在治疗人类疾病方面：转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作为异种移植的供体。
(5)人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的组织、器官后，可以用于组织器官的移植。
(6)研究胚胎发育及衰老过程，追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。
6．存在问题
(1)成功率低。
(2)绝大多数克隆动物还存在健康问题。
(3)克隆动物食品的安全性问题存在争议。
1．常选用胚胎或幼龄动物的器官或组织进行动物细胞培养是因为这些细胞容易获得。(×)
【提示】 选用胚胎或幼龄动物组织的原因是这些细胞增殖能力强、分化程度低。
2．动物细胞是基因工程技术中常用的受体细胞，离不开动物细胞培养。(√)
3．克隆动物时，常以去核的卵母细胞为受体细胞的原因是细胞体积大、含有促进细胞核全能性表达的物质。(√)
4．克隆动物成功率低且存在健康问题，因此克隆动物研究无意义。(×)
【提示】 克隆动物在胚胎发育、疾病发生和治疗方面有广阔的前景。
动物细胞培养
【问题导思】
①动物细胞培养的具体过程如何？动物细胞培养与植物组织培养主要有什么区别？
②什么是原代培养？什么是传代培养？分别有什么特点？
1．过程
―→―→原代培养―→接触抑制传代培养
(1)胰蛋白酶的作用：消化细胞间的蛋白(主要为纤维蛋白、层粘连蛋白、纤粘连蛋白、弹性纤维等)，使组织分散成单个细胞。
(2)原代培养与传代培养：从机体上 ( http: / / www.21cnjy.com )获取的组织，通过酶或机械方法分散成单个细胞进行培养，在首次传代前的培养称为原代培养。原代培养的细胞生长、繁殖一定的时间，由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭，会影响细胞的生长，因此需要进行分瓶扩大培养，即传代培养。
(3)细胞株与细胞系
①含义：能够传代到40～50 ( http: / / www.21cnjy.com )代的细胞叫做细胞株，细胞株细胞的遗传物质没有发生改变；当细胞株细胞传到50代以后，有部分细胞的遗传物质发生了改变；能在培养条件下无限制地传代下去的细胞叫细胞系。细胞系细胞的遗传物质发生了改变，具有癌变的特点。
②图示：
(4)细胞贴壁：培养液中分散的动物细胞，置于适宜的条件下，能够分裂，这些细胞贴附在培养瓶壁上，称为细胞贴壁，或贴壁生长。
(5)接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。
2．应注意的问题
(1)动物细胞培养时可以分散成单个细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )，也可以用细胞群(团)、组织块培养。分散成单个细胞后培养，细胞易获得所需的营养物质，其代谢废物容易排出；同时，分散成单个细胞培养，可使得在细胞水平操作的其他技术得以实现。
(2)用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行消化。用酶 ( http: / / www.21cnjy.com )消化的是细胞间质，细胞间质主要成分有胶原蛋白、层粘连蛋白、纤粘连蛋白、弹性蛋白等成分。用蛋白酶可使其消化，从而使细胞相互分离。
(3)为了保证细胞培养时 ( http: / / www.21cnjy.com )满足其营养物质和生长因子的供给，培养基中添加一定量的血清，因为血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素及一些未知的营养物质。
(4)由于大多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，而胃蛋白酶发挥活性的最适pH为2.0左右，因此不能使用胃蛋白酶使细胞分散开。
3．动物细胞培养和植物组织培养的比较
动物细胞培养 植物组织培养
原理 细胞的增殖 细胞的全能性
细胞
来源 胚胎或幼龄动物组织
或器官 离体植物器官、组织或
细胞
培养基
状态 液体 固体
成分 合成培养基 合成培养基
组成 葡萄糖、氨基酸、无机
盐、维生素、动物血清 矿质元素、蔗糖、维生
素、植物激素、有机添
加物
器皿 培养瓶 锥形瓶
过程 原代培养，传代培养 更换培养基，细胞增
殖分化
生长特点
贴壁生长，细胞增殖
不分化 诱导形成愈伤组织，
细胞增殖分化
细胞进行异养需氧代谢
接种前
处理 灭菌、用胰蛋白酶处
理，使组织分散成单
个细胞 灭菌
培养条件 恒温、无菌、无需光照 常温、无菌、光照条件
培养目的 ①生产蛋白质生物
制品
②获取大量细胞
③检测有毒物质 ①快速繁育无病毒植株
②生产药物、食品添加剂、香料、色素、杀虫剂等
培养结果 细胞株→细胞系 愈伤组织→植株
1．植物组织培养的结果是新的植株或组织，而动物细胞培养的目的是为了获得细胞或细胞产物，不是获取完整个体，其过程不能体现细胞全能性。
2．动物细胞培养用的是液体培养基，特别添加一定量的动物血清或血浆，可以为细胞提供营养物质和生长因子。
某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞、乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题。
(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养 ( http: / / www.21cnjy.com )瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量________。
(2)在动物细胞培养时，通常在 ( http: / / www.21cnjy.com )合成培养基中加入适量血清，其原因是________________________________________________________________________
________。细胞培养应在含5%CO ( http: / / www.21cnjy.com )2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是________________________________________________________________________。
(3)在两种细胞生长过程中，当乙 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞铺满瓶壁时，其生长________。药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更________。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需要________处理。
(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的________。
【审题导析】 由题干可获取 ( http: / / www.21cnjy.com )的信息有：(1)试验材料是肝细胞；(2)肝细胞有两种，一种是肝肿瘤细胞，一种是正常的肝细胞。解答本题时需明确动物细胞培养的过程、条件及应用，再结合每小题作答。
【精讲精析】 癌细胞具有无限增殖的特 ( http: / / www.21cnjy.com )点，故相同培养条件下，肝肿瘤细胞数量多于正常肝细胞数量。动物细胞培养需提供无菌环境，如向培养液中加入适量的抗生素可防止细菌的污染；需提供一定的营养，如向培养基中加入适量血清，以便补充合成培养基中缺乏的物质；需提供一定的气体环境，如向恒温培养箱中加入5%的CO2，目的是维持培养液的pH。
【答案】 (1)多 (2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质 维持培养液的pH (3)停止 多 胰蛋白酶
(4)抗生素
动物体细胞核移植技术及克隆
【问题导思】
①什么是克隆？如何从不同的层次理解克隆？
②动物体细胞核移植技术的条件有哪些？其结果如何？
1．克隆
(1)概念：是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。
(2)克隆的三个层次
①分子水平：如PCR技术扩增DNA。
②细胞水平：如动物细胞培养。
③个体水平：如多利羊的诞生。
2．动物体细胞核移植技术的条件
(1)用于核移植的供体细胞一般都选自10代以内的细胞，因为10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型，能保证供体细胞正常的遗传基础。
(2)核移植时，一般先用电刺激使供受体细胞融合，再用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。
3．动物体细胞核移植的结果
(1)核移植过程中细胞核只来自于一个个体，因此核遗传物质与供核个体的相同，属于无性繁殖，不会改变生物体的基因型。
(2)克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同，但不是完全相同，因为：
①克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞。
②生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。
“治疗性克隆”将是人胚胎干细胞(简称ES细胞)造福于人类的一种非常重要的途径。应用人胚胎干细胞进行“治疗性克隆”研究的技术途径包括以下几个步骤：首先取病人的体细胞核，移植到去核的成熟受体卵母细胞中；在早期胚胎形成后，从中分离获得ES细胞；对ES细胞进行基因修饰和定向分化研究，将定向分化后的细胞移植给病人。进行核移植的目的并不是用于克隆人，而是希望通过对ES细胞进行分离培养、定向分化等处理后，进一步获得再造的人体组织或器官。请根据材料回答下列问题。
(1)人类“治疗性克隆”属于动物细胞工程的________________技术。
(2)科学家为何要将患者的体 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞核植入去核的卵母细胞中，而不直接用体细胞进行细胞培养？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“治疗性克隆”的结果说 ( http: / / www.21cnjy.com )明高度分化的体细胞的细胞核仍然具有________。相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是胰岛细胞、有的是血细胞、有的是心肌细胞，究其本质原因是基因____________的结果。
(4)克隆的器官在给自身移植方面的主要优点是________________________。
【审题导析】 本题主要考查细胞核移植在人类“治疗性克隆”中的应用，分析如下：
【精讲精析】 (1)依据“治疗性克隆”的步骤分析，可知此技术属于动物细胞工程的细胞核移植技术。
(2)动物体细胞全能性随着分化程度的提高而受到限制，而卵母细胞的细胞质中含有促使其全能性表达的物质。
(3)“治疗性克隆”可利用基因选择性表达这一特点分化出各种组织或器官，同时此技术体现了动物细胞核具有全能性。
(4)自身移植的最大优点是没有免疫排斥反应。
【答案】 (1)动物细胞核移植
(2)体细胞核在体细胞中不能表达全能性，而卵母细胞的细胞质可以为其提供表达全能性的环境
(3)全能性 选择性表达
(4)没有免疫排斥反应
本 课 知 识 小 结
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结 论 语 句
1．动物细胞工程的常用技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养是基础。
2．原代培养和传代培养均需用胰蛋白酶对细胞进行分散处理。
3．动物细胞要分散成单个细胞培养，培养液中通常要添加血清。
4．动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植，因为动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。
5．动物细胞培养中的两个显著特点是贴壁生长、接触抑制。
1．(2013·西城高二检测)下列关于动物细胞培养的叙述中，正确的是( )
A．动物细胞培养的目的就是为获得细胞分泌蛋白
B．动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散开
C．动物细胞培养通常不会出现接触抑制现象
D．可以通过细胞培养技术获得完整的动物个体
【解析】 动物细胞培养的目的主 ( http: / / www.21cnjy.com )要是利用有丝分裂的原理，获得大量具有相同遗传特性的细胞；通常培养前要将动物组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使其分散开；分散的细胞在培养瓶中很快就贴附在瓶壁上生长，当生长到细胞间表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，即接触抑制；通过细胞培养技术只能获得大量的细胞或细胞产物，而不能获得完整的动物个体。
【答案】 B
2．一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件( )
①无毒的环境 ②无菌的环境 ③合成培养基需加血浆 ④温度与动物体温相近 ⑤需要O2，不需要CO2
⑥CO2调节培养液pH
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④
C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥
【解析】 动物细胞体外培养要求环境无 ( http: / / www.21cnjy.com )菌、无毒，培养液中添加一定量的抗生素，合成培养基中需加血清、血浆等一些天然成分，适宜的温度、pH分别为36.5±0.5 ℃、7.2～7.4。O2是细胞代谢所必需的，CO2可维持培养液的pH。
【答案】 D
3．(2012·镇江高二检测)下列关于体细胞克隆的叙述，错误的是( )
A．供体为体细胞的细胞核
B．受体为去核卵细胞的细胞质
C．细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤
D．克隆出的后代与供体的遗传物质和表现型完全一致
【解析】 动物体细胞克隆是核移植技 ( http: / / www.21cnjy.com )术的产物，克隆出的后代绝大部分DNA来自供体细胞核，少数DNA来自受体的线粒体，克隆后代的表现型还要受环境的影响，因此克隆出的后代与供体的遗传物质和表现型并不完全相同。
【答案】 D
4．一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置 ( http: / / www.21cnjy.com )换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能( )
A．有选择地繁殖某一性别的家畜
B．繁殖家畜中的优良个体
C．用于保存物种
D．改变动物的基因型
【解析】 解题时首先准确判断出这只 ( http: / / www.21cnjy.com )小羊羔实际上是通过无性生殖方式产生的。而无性生殖的主要特点就是子代保持母本的优良性状，很少发生变异改变基因型。
【答案】 D
5．现在有一个婴儿在出生后医院为他保留 ( http: / / www.21cnjy.com )了脐带血，在他以后的生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过脐带血中的干细胞来为其治病。下列说法正确的是( )
A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性
B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病
C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到动物细胞培养技术
D．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该长期给他使用免疫抑制药物
【解析】 利用干细胞培育出器官的 ( http: / / www.21cnjy.com )过程，由于未发育为新个体，因此不需要激发细胞的所有的全能性，A项错误；脐带血中的干细胞培育出的器官可供器官移植使用，不能治疗所有疾病，B项错误；胚胎干细胞诱导分化过程中需要用到动物细胞培养技术，C项正确；由于移植的器官是由病人自己的细胞诱导分化而来的，遗传信息相同，因此不会出现排斥反应，不需要长期使用免疫抑制药物。
【答案】 C
6．(2013·辽阳高二检测)现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质；B品种牛则为B细胞核、B细胞质。
(1)如果要获得一头克隆牛，使其细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是，从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出________注入B品种牛的________卵母细胞中，经过某种刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为________，将该胚胎移入代孕母牛的________中，通过培育可达到目的。
(2)克隆牛的产生说明__ ( http: / / www.21cnjy.com )____________具有全能性。克隆牛的性状主要表现________品种牛的特征。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自________个亲本，细胞质来自________性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成________________________________________________________________________
(填“相同”或“不同”)。
(3)请举一例，说明克隆牛培育成功的实际意义。
________________________________________________________________________。
【解析】 依据题意可知，要获得由A细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )核和B细胞质组成的重组细胞，当然就是要提取A细胞核然后与去掉B细胞核的B细胞质进行重组，得到重组细胞，进一步培养得到重组胚胎，进行胚胎移植，移植到代孕母牛的子宫里进行培育就可以了。克隆动物依据的是动物细胞的细胞核具有全能性，得到的新个体的性状主要由细胞核决定，与供核母牛的性状基本一致；杂交牛是精子和卵细胞的融合受精得到受精卵，细胞核来自两个亲本，不过由于精子含有很少的细胞质，受精卵的细胞质主要来自卵细胞，所以杂交牛和克隆牛的遗传物质是不同的。
【答案】 (1)细胞核 去核 重组胚胎 子宫
(2)动物体细胞核 A 两 雌 不同
(3)保存濒危物种、繁育优良品种、医学上克隆器官等
一、选择题
1．为了将用于培养的动物组织细胞分散开，以便配制成一定浓度的细胞悬浮液，应选用下列哪种物质处理选取来的动物组织( )
A．胃蛋白酶 B．胰蛋白酶
C．盐酸 D．胰脂肪酶
【解析】 用于培养的动物组织细胞要用胰蛋白酶处理，使细胞分散开。
【答案】 B
2．动物细胞培养过程的顺序是( )
①原代培养 ②传代培养 ③胰蛋白酶处理组织，形成分散的悬浮液
A．①②③ B．①③②
C．②③① D．③①②
【解析】 动物细胞培养是用动物胚胎或幼龄动物器官通过胰蛋白酶处理制成细胞悬浮液，再通过原代培养和传代培养得到细胞株。
【答案】 D
3．“多利”羊的培育过程简单地说是：从母羊 ( http: / / www.21cnjy.com )乳腺细胞中提取细胞核，放入去核的卵母细胞中，在试管中发育成胚胎后，再移植到另一只母羊的子宫内，这种繁殖方式应属于( )
A．无性繁殖
B．有性繁殖
C．先无性繁殖，再有性繁殖
D．先有性繁殖，再无性繁殖
【解析】 体细胞核移植属于无性繁殖。
【答案】 A
4．动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于( )
A．培养基不同
B．动物细胞培养不需要在无菌条件下进行
C．动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能
D．动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株
【解析】 动物细胞与植物细胞对营养及其他条件 ( http: / / www.21cnjy.com )的需求不同，因此二者所需的培养基不同；二者所培养的细胞抗菌能力均比较差，因此均需在无氧条件下进行；动、植物细胞均可传代培养、大量增殖，如植物细胞可通过培养获得细胞产物。
【答案】 A
5．(2012·南通高二检测)在动物细胞培养过程中，下列处理不恰当的是( )
A．培养液和培养用具要进行无菌处理
B．提供种类齐全的营养物质
C．提供纯氧以保证细胞的呼吸作用
D．保证提供适宜的温度和pH
【解析】 动物细胞培养的气体环境为95%的空气加5%CO2。CO2的主要作用是维持培养液的pH。
【答案】 C
6．(2013·潍坊高二检测)美国杜克 ( http: / / www.21cnjy.com )大学医疗中心一个研究小组在《科学》杂志上撰文透露，他们利用成年猪的动脉血管细胞和能够模拟胚胎环境的新型生物效应器，成功地在实验室培育出新的动脉血管。这种血管的外形和功能都与真的血管一样。这一研究成果是生物组织培养工程领域的重大进展。下列关于以上技术的叙述中，不正确的是( )
A．以上技术属于动物细胞工程的范畴
B．这种技术的基础是动物细胞培养技术
C．这项技术的关键是要激发血管细胞的“全能性”
D．这项技术的关键是要激发血管细胞发育成血管的潜能
【解析】 从题干中可以得出该技术使动物血管细胞发育成动脉血管而非完整个体，故C错误。
【答案】 C
7．动物细胞体外培养时， ( http: / / www.21cnjy.com )需要在培养基中补充一定浓度的某些物质，下图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。从该图提供的信息可以获得的不正确结论是( )
血清对正常细胞和癌细胞培养的影响
A．正常细胞与癌细胞的增殖速率相同
B．有无血清对正常细胞培养的影响不同
C．培养基中补充血清有助于正常细胞的培养
D．培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大
【解析】 由图中信息可知，正常细胞与癌细胞的增殖速率并不相同，血清存在有利于正常细胞培养，血清有无对癌细胞的培养影响不大。
【答案】 A
8．(2013·盐池高二检测)现将“细胞工程”中动、植物细胞培养技术列表比较如下，你认为哪一项有错误( )
比较项目 原理 培养基
区别 结果 培养目的
植物组
织培养 细胞的
全能性 需加植
物激素 培育成
植株 快速繁殖，培育无病毒植株等
动物细
胞培养 细胞的
全能性 需加动
物血清 培养成细
胞系或
细胞株 获得细胞或细胞的产物等
A.原理 B．培养基区别
C．结果 D．培养目的
【解析】 本题考查植物组织培养和动物细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞培养相关知识的比较。动物细胞培养的目的是获得更多细胞或细胞产物，而不是获得个体，其原理只涉及细胞增殖(细胞分裂)。
【答案】 A
9．(2012·上海高考)相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，这是因为动物细胞( )
A．没有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感
B．渗透压远高于细菌或植物细胞
2．1.1 植物细胞工程的基本技术
(教师用书独具)
●课标要求
简述植物的组织培养。
●课标解读
1．举例说明植物细胞具有全能性。
2．简述植物组织培养的原理。
3．概述植物组织培养技术。
4．举例说出植物体细胞杂交技术及其应用。
●教学地位
植物细胞工程技术应用广泛，细胞的全能性、 ( http: / / www.21cnjy.com )植物组织培养技术等内容在必修教材中也有涉及。本节从具体操作的角度详细地介绍了植物组织培养技术及植物体细胞杂交技术，在历年的高考中也是热门的考点。
●教法指导
1．本节涉及大部分内容学生在必修模块中已经 ( http: / / www.21cnjy.com )学习过，但植物细胞工程对学生来讲仍然是个新的领域，学习起来有一定的困难，可采用讲授为主，结合讨论的方式进行教学。
2．具体操作中，对于新出现的名词，如试管苗、脱分化、再分化、原生质体等采用讲授式教学，与学习过的内容建立联系时可通过讨论的方式进行。
(教师用书独具)
●新课导入建议
利用教材中微型繁殖的菊花这一材料作 ( http: / / www.21cnjy.com )为背景，引出“花瓣是怎样长成一株完整的植株的？植物的花瓣为什么能培育出一株完整的植株？”等问题，由此导入新课。
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P3 ( http: / / www.21cnjy.com )1～38，填写【课前自主导学】，完成“思考交流”。 步骤2：引入新课的基础上，结合必修内容进入细胞全能性的教学。利用【课堂互动探究】探究1弄清楚细胞全能性与细胞分化程度之间的关系、植物细胞全能性实现的条件。完成例1检测、强化。
步骤5：引导学生通过合作，整理本节 ( http: / / www.21cnjy.com )重点、难点内容，利用【本课知识小结】进行总结，建立知识网络。抢答方式完成【正误判断】。 步骤4：利用【课堂互动探究】探究3，掌握原生质体的概念、弄清植物体细胞杂交的具体操作流程。完成例3。 步骤3：通过【课堂互动探究】探究2，弄清楚植物组织培养的原理及具体步骤，联系选修1内容回顾植物组织培养所用培养基的配方。完成例2。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.举例说明植物细胞具有全能性。
2.简述植物组织培养的原理。
3.概述植物组织培养技术。
4.举例说出植物体细胞杂交技术及其应用。 1.植物组织培养的原理。(重点)
2.植物组织培养技术。(重难点)
3.植物体细胞杂交技术及应用。(重难点)
细胞工程的概念与分类
1.概念
(1)原理和方法：细胞生物学和分子生物学。
(2)操作水平：细胞水平或细胞器水平。
(3)目的：按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。
2．种类
根据操作对象不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程。
植物细胞的全能性
1.概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点。
2．现实表现：在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官。
3．原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同组织和器官。
1．体细胞具有全能性，由它产生的生殖细胞也具有全能性吗？为什么？
【提示】 具有。因为由体细胞产生的生殖细胞虽然遗传物质的含量减少了一半，但仍然含有整套的遗传信息。
植物组织培养技术
1.原理：植物细胞的全能性。
2．过程：离体的植物器官、组织、细胞愈伤组织胚状体或丛芽―→试管苗。
3．脱分化：已分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。
4．植物组织培养的条件
(1)离体的植物细胞、组织、器官。
(2)无菌和人工控制。
(3)培养在人工制备的培养基上。
(4)给予适宜的培养条件。
植物体细胞杂交技术
1.概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
2．过程：不同种的植物细胞不同种细胞原生质体原生质体融合杂种细胞杂种植株。
3．意义：因为不同种生物之间存在生殖隔离，此项技术在克服不同生物远缘杂交的障碍上，取得了巨大的突破。
2．在去掉细胞壁的时候为什么想到用酶解法，且用纤维素酶和果胶酶？
【提示】 用酶解法是在常温条件下进行的，不会影响原生质体的生命活动。根据酶的专一性和细胞壁的化学成分，故选纤维素酶和果胶酶处理。
1．植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。(√)
2．植物组织培养的过程不需要在无菌条件下进行。(×)
【提示】 植物组织培养需要在无菌条件下进行，杂菌的污染会导致培养物迅速死亡。
3．植物体细胞杂交与细胞膜的流动性无关。(×)
【提示】 植物体细胞杂交实质是原生质体融合，其融合的结构基础是细胞膜的流动性。
4．只要将两个去壁的植物细胞放在一起就能发生融合。(×)
【提示】 原生质体融合需要人工诱导，常用的方法有物理法和化学法。
细胞的全能性
【问题导思】
①细胞全能性与细胞分化的关系是怎样的？
②植物细胞实现全能性的条件有哪些？
③动物细胞同植物细胞一样都具有全能性吗？
1．细胞全能性的概念
(1)概念：高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
(2)原理：高度分化的细胞虽然由于 ( http: / / www.21cnjy.com )基因的选择性表达，导致细胞的功能专门化，但该细胞仍然包含本物种全套的遗传信息。对于生殖细胞而言，由于减数分裂导致染色体数目减半，但生殖细胞中全套的遗传信息依然完整。
2．细胞全能性大小的比较
(1)植物细胞＞动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。
(2)受精卵＞生殖细胞(精子、卵细胞)＞体细胞。
(3)体细胞：分化程度低＞分化程度高的；细胞分裂能力强的＞细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞＞衰老的细胞。
(4)一般来说，随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。(生殖细胞较特殊，其分化程度高，全能性也高。)
3．细胞全能性表现的条件
(1)离体状态(未离体的细胞，由于细胞的分化其全能性受到限制，不能表现)。
(2)无菌操作(防止杂菌污染)。
(3)适宜物质的诱导和调节(植物激素主要是生长素和细胞分裂素)。
(4)种类齐全、比例适合的营养物质。
(5)适宜的外界条件(如温度、pH、光照等)。
1．全能性一定是从一个细胞(或细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )核)发育成完整个体中体现出来，反之，不能称为全能性。如选择干细胞培育成某一器官，其过程不属于细胞全能性的体现。
2．全能性的原理是细胞具有发育成完整个体所必需的“全套”基因而不是“全部”基因，因此含染色体组的配子中有全套基因，同样具有全能性。
(2013·青岛高二检测)下列有关植物细胞全能性的叙述中，正确的是( )
A．植物体只有高度分化的体细胞才具有发育成完整个体的潜能
B．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同
C．植物细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础
D．植物细胞脱分化过程体现了植物细胞的全能性
【审题导析】 本题考查对植物细胞全能性的理解，解题关键是理解植物细胞全能性的含义、原因及表现全能性的条件和过程。
【精讲精析】 植物细胞的全能性是指高度分化的 ( http: / / www.21cnjy.com )植物细胞仍然具有发育成完整植物体的潜能，实际上只要植物细胞含有本物种生长发育的全套基因就应具有全能性，如配子；植物体内所有体细胞均来源于同一受精卵的有丝分裂，遗传物质应相同；植物体细胞杂交技术的理论基础是植物细胞的全能性；植物细胞脱分化过程并没有发育到完整的植株，不能体现植物细胞的全能性。
【答案】 C
植物组织培养技术
【问题导思】
①植物组织培养的原理是什么？具体步骤有哪些？
②在植物组织培养的培养基中经常添加的植物激素有哪些？
1．植物组织培养的原理：植物细胞具有全能性。
2．植物组织培养的过程
―→
(1)脱分化：已经分化了的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞状态。
(2)愈伤组织：排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞团。
(3)再分化：脱分化产生的愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程。
3．胡萝卜组织培养流程
在愈伤组织的诱导阶段往往要 ( http: / / www.21cnjy.com )暗培养(有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，如果在光照条件下容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织)，而在分化再生的过程中一定要有光照。
下图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列相关叙述错误的是( )
A．愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团
B．在愈伤组织的形成过程中，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养物质
C．为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适宜浓度的生长素等激素
D．试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb
【审题导析】 解题关键是看清组织培养的材料——花药，即进行花药离体培养，然后结合组织培养的条件依次判断。
【精讲精析】 本题考查植 ( http: / / www.21cnjy.com )物组织培养技术。花粉是通过减数分裂形成的，其基因型为AB或Ab或aB或ab，由花粉发育而来的个体未经秋水仙素处理，是单倍体。
【答案】 D
植物体细胞杂交
【问题导思】
①植物体细胞杂交的原理是什么？操作流程是怎样的？
②植物体细胞杂交成功的标志是什么？
1．原理
(1)原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性。
(2)将杂种细胞培育成杂种植株是进行组织培养的过程，依赖于植物细胞的全能性。
2．操作流程
步骤 图解 做法
原生质体
的获得
杂种细胞
的形成
杂种植株
的产生
酶解法(纤维素酶、果胶酶)去除细胞壁，得到原生质体
通过一定的技术手段(电刺激、聚乙二醇诱导等)进行人工诱导实现原生质体的融合
对杂种细胞，用植物组织培养的方法进行培育
3.实质：植物体细胞杂交的实质就是两个 ( http: / / www.21cnjy.com )不同种的植物细胞融合为一个植物细胞的过程，由于杂种细胞具备了双亲的遗传物质，所以得到的杂种植株就有可能具备双亲的遗传性状。
4．原生质体融合成功的标志：产生新的细胞壁。
植物体细胞杂交成功的标志：获得杂种植株。
5．值得注意的几个问题
(1)去掉细胞壁的原因
植物细胞外层是没有生命活性的细胞壁，影响细胞融合，因此必须先除去细胞壁，然后再诱导原生质体融合。
(2)诱导原生质体融合的方法
①物理方法：离心、振动、电激等。
②化学方法：一般采用聚乙二醇(PEG)进行诱导。
体细胞融合成功以后，既有AB型杂种细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )，还能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB型细胞是植物体细胞杂交所需要的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。
白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜和甘蓝进行体细胞杂交可得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗。
(1)白菜和甘蓝是两个不同的物种， ( http: / / www.21cnjy.com )存在________隔离。自然条件下，这两个物种间不能通过________的方式产生后代。从杂交细胞到获得“白菜—甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基础是植物细胞具有______________。
(2)白菜和甘蓝的体细胞在融合前应先用_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______________处理两种细胞的细胞壁获得原生质体，再用____________作为促融剂诱导原生质体融合进而获得杂种细胞，杂种细胞继续培养，________(填“需要”或“不需要”)要进行脱分化。
(3)经筛选获得的“白菜—甘蓝”杂种幼苗体细胞中的染色体是________条。
【审题导析】 本题主要考查植物体细胞杂交的相关知识，分析如下：
【精讲精析】 (1)不同物种间存在生 ( http: / / www.21cnjy.com )殖隔离，自然条件下无法进行有性生殖。从杂交细胞到杂种幼苗，进行的过程为植物组织培养，其理论基础是植物细胞的全能性。
(2)若获得原生质体应用酶解法去除细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )壁，如纤维素酶、果胶酶。然后可用PEG作为促融剂诱导原生质体融合，形成杂种细胞后，经脱分化、再分化形成杂种植株。
(3)杂种植株体细胞的染色体数为白菜、甘蓝染色体数之和，即38。
【答案】 (1)生殖 杂交(有性生殖) 全能性
(2)纤维素酶、果胶酶 聚乙二醇(PEG) 需要
(3)38
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．植物细胞的全能性是指具有某种生物全部遗传信息的任何细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。
2．植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，主要过程包括脱分化和再分化。
3．植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程进行严格的无菌操作。
4．植物细胞融合依据的生物学原理是细胞膜的流动性，融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。
5．植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。
1．细胞具有全能性的原因是( )
A．生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能
B．生物体的每一个细胞都具有全能性
C．生物体的每一个细胞都含有个体发育的全套基因
D．生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的
【解析】 全能性是指细胞在一定条件下能发育成完整个体的能力，发育成完整个体需要有全部可以表达的基因。
【答案】 C
2．在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的？( )
A．消毒灭菌 B．适宜的温度
C．充足的光照 D．适宜的养料和激素
【解析】 形成愈伤组织，需要在 ( http: / / www.21cnjy.com )消毒灭菌条件下进行。因为只有在消毒灭菌条件下，才能保证培养出的组织、细胞避免感染，否则培养基内将长出许多霉菌，与离体细胞争夺营养与生存空间，使其不能形成愈伤组织。由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。
【答案】 C
3．(2011·上海高考)下列关于植物组织培养的叙述，错误的是( )
A．外植体可以来自于植物的任何细胞
B．培养应在无菌条件下进行
C．以花粉作为外植体可得到单倍体植株
D．不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同
【解析】 植物组织培养的原理是细胞的全能性，所以作为植物组织培养的细胞必须有完整的细胞核。
【答案】 A
4．植物体细胞融合完成的标志是( )
A．细胞膜发生融合 B．产生新的细胞壁
C．细胞质发生融合 D．细胞核发生融合
【解析】 植物体细胞融合的过程既有细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )膜、细胞质的融合，又有细胞核的融合。典型植物细胞的最外层为细胞壁，融合前应去细胞壁，融合成功的标志是再生出新的细胞壁。
【答案】 B
5．有关植物体细胞杂交的叙述，错误的是( )
A．有可能把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上
B．需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C．利用聚乙二醇可以促进原生质体融合
D．植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞
【解析】 植物体细胞杂交之前，需要用纤维素 ( http: / / www.21cnjy.com )酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体；进行原生质体间的融合，必须要进行人工诱导，如可用聚乙二醇促进原生质体融合；植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞，并将该杂种细胞培育成新的植物体的技术。
【答案】 D
6．(2013·湖南师大附中高二检测)下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答问题。
(1)在“番茄—马铃薯”的培 ( http: / / www.21cnjy.com )育过程中，运用了植物细胞工程中的________________技术，原理是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)可用______________________对番茄和马铃薯细胞进行处理获得原生质体；诱导番茄和马铃薯原生质体融合的化学试剂一般用________________________________________________________________________。
(3)愈伤组织常用作诱变育种的理想材料， ( http: / / www.21cnjy.com )理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)不同物种生物之间存在着天然的_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______，用传统的有性杂交方法不可能得到二者的杂种后代，而体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍。
(5)植物组织培养的培养基中除了含有一定的营养物质之外，还必须含有______________，从而促进愈伤组织的形成和再分化。
【解析】 要形成番茄—马铃薯杂交植株， ( http: / / www.21cnjy.com )必须通过植物体细胞杂交。该技术运用了细胞膜具有流动性的原理及植物细胞具有全能性的原理。植物体细胞杂交时，首先要用酶解法去除细胞壁，形成原生质体，然后用促融方法促进原生质体融合，常用的化学促融剂是聚乙二醇(PEG)。愈伤组织具有旺盛的分裂增殖能力，不断进行DNA复制，容易发生基因突变，因此，可施加一些诱导因素，使其发生更多的变异。自然条件下，物种之间存在生殖隔离。植物组织培养基除含有水、矿质离子、蔗糖、维生素等营养物质外，还必须含有一定浓度的植物激素，如生长素、细胞分裂素，它们存在的比例不同，可诱导根或芽的分化。
【答案】 (1)植物体细胞杂交 细胞膜的流动性和细胞的全能性
(2)纤维素酶和果胶酶 聚乙二醇(PEG)
(3)愈伤组织处于不断地分裂状态，容易受到培养条件的影响而产生基因突变
(4)生殖隔离
(5)植物激素(植物生长调节剂)
一、选择题
1．(2012·吉林高二质检)下列有关细胞全能性的叙述，正确的是( )
A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因
B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同
D．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性
【解析】 A项，细胞具有全能性的原因是细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性，A项错误；C项，植物体内细胞没有表现出全能性，这是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，C项错误；D项，种子发育成植株，是正常的生命历程，不表现细胞全能性。只有B项是正确的，细胞全能性的表达前提是离体培养的细胞、组织或器官。
【答案】 B
2．韧皮部细胞是高度分化的植物细胞，用韧皮部细胞进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是( )
A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和细胞分裂形成的
B．该愈伤组织的细胞没有全能性
C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成
D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
【解析】 愈伤组织是由离体的植物器 ( http: / / www.21cnjy.com )官、组织或细胞通过细胞分裂产生的，此过程称为植物细胞的脱分化。愈伤组织中的细胞排列疏松而无规则，主要是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。愈伤组织在一定条件下继续培养，细胞会发生再分化，生成芽和根，进而发育成完整植株。愈伤组织的发生方式主要有不定芽方式和胚状体方式。其中，胚状体方式是指由愈伤组织细胞诱导分化出具有胚芽、胚根和胚轴的胚状结构，进而长成完整植株。
【答案】 B
3．(2012·南京高二检测)下列关于运用植物组织培养技术产生新个体的叙述，错误的是( )
A．属于无性生殖
B．主要理论依据是植物细胞具有全能性
C．培养过程中由于人工培养基含大量营养，不需光照就能发育成完整植株
D．人工培养基中含植物生长发育所需的全部营养物质，包括矿质元素、糖、维生素等
【解析】 植物组织培养属于无性生殖， ( http: / / www.21cnjy.com )依据的理论基础为植物细胞的全能性；在培养基中含有植物细胞发育所需要的全部营养物质；组织培养的脱分化阶段不需要光，但是再分化阶段需要光。
【答案】 C
4．(2013·广州高二检测)用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可形成愈伤组织，下列叙述错误的是( )
A．该愈伤组织具有分裂能力
B．该愈伤组织的细胞没有全能性
C．植物激素影响该愈伤组织的再分化
D．该愈伤组织形成时要避光处理
【解析】 愈伤组织是植物细胞脱分化和分 ( http: / / www.21cnjy.com )裂形成的，它是一团没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞；愈伤组织的形成过程中要进行避光处理，否则就不利于产生大量的愈伤组织；生长素和细胞分裂素的比例影响着愈伤组织的再分化；愈伤组织的细胞也具有该植物全部的遗传信息，因此该细胞也具有全能性。
【答案】 B
5．将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是( )
A．具有完整细胞核的细胞
B．一定的营养物质和植物激素
C．离体状态
D．导入指示基因
【解析】 本题考查植物组织培 ( http: / / www.21cnjy.com )养的条件。植物细胞具有全能性，即每一个细胞中都含有本物种体细胞的全套遗传物质。在进行组织培养时，需要离体的组织或细胞(具有完整细胞核)，需要一定的营养物质和植物激素(细胞分裂素、生长素)，不需要导入指示基因。
【答案】 D
6．(2013·蓟县模拟)某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验。下列根据图示实验的分析，错误的是( )
A．植株A高度不育，说明该植物的生殖细胞不具有全能性
B．植株A的细胞能进行正常的有丝分裂，但不能进行正常的减数分裂
C．在植株B的细胞中，通常每对同源染色体上的成对基因都是纯合的
D．由花粉到植株A需要用含有有机物的培养基来培养
【解析】 花粉已培育成一个 ( http: / / www.21cnjy.com )完整植株A，说明花粉是具有全能性的，A项错误；植株A为单倍体植株，且具有一个染色体组，因此不能进行正常的减数分裂，B项正确；植株A的体细胞中只有一个染色体组，经秋水仙素诱导染色体数目加倍后植株B为纯合体，C项正确；植物组织培养的培养基中应含有蔗糖及其他的有机物，D项正确。
【答案】 A
7．设计植物体细胞杂交实验时，如果期望获得性状优良的作物新品种，不需要考虑的是( )
A．亲本细胞的生殖隔离问题
B．选择具有优良性状的亲本
C．亲本细胞的融合技术
D．杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化
【解析】 本题考查植物体细胞杂交的应用。植 ( http: / / www.21cnjy.com )物体细胞杂交的本质是直接让来源不同的植物细胞相互融合，这两种细胞可以没有任何亲缘关系，也就是说此技术解决了远缘杂交不亲和的障碍，跨越了生殖隔离。
【答案】 A
8．用细胞工程技术将天竺葵与香茅草杂交产生了驱蚊香草，有关培育过程的叙述错误的是( )
A．需要用酶解法制备原生质体
B．愈伤组织的代谢类型是自养需氧型
C．克服了远缘杂交不亲和的障碍
D．包含了有丝分裂和细胞分化的过程
【解析】 该过程中需利用植物体细胞杂交技术， ( http: / / www.21cnjy.com )需先利用纤维素酶和果胶酶处理，以制备原生质体；愈伤组织细胞不能进行光合作用，需利用培养基中的有机物；其代谢类型应为异养需氧型，B项错误；该技术克服了天竺葵与香茅草之间的种间障碍，杂种细胞培育成完整植株包括了有丝分裂、及细胞分化为茎、叶、根等过程，C、D项正确。
【答案】 B
9．(2013·武汉高二月考)“白菜—甘蓝” ( http: / / www.21cnjy.com )是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短和耐储藏等优点。下图是“白菜－甘蓝”的培育过程示意图，下列描述错误的是( )
A．培育过程中，实现①②过程常用的物质为纤维素酶和果胶酶
B．过程③的诱导方法有物理法和化学法两种
C．⑤过程中进行的细胞分裂方式是减数分裂，形成的杂种植物幼苗遗传物质发生改变
D．植物体细胞杂交方法的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍
【解析】 本题考查植物体细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )杂交技术和识图能力。根据植物体细胞杂交技术可以确定①②是利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁得到原生质体；③是原生质体融合形成融合的原生质体，遗传物质发生了改变，是白菜细胞和甘蓝细胞遗传物质的集合，通过有丝分裂增加细胞数目；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【答案】 C
10．在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导产生出细胞壁，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
【解析】 本题考查细胞壁的形成。 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞壁的形成过程与高尔基体密切相关，因为高尔基体产生的许多小囊泡聚集形成了细胞壁的前体，线粒体在此过程中提供能量。
【答案】 B
二、非选择题
11．(2013·九江高二检测)某二倍体植物是杂合子，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答问题。
(1)图中①表示的是该花粉培养过程中的__ ( http: / / www.21cnjy.com )______过程，②表示的是________过程。X代表的是________________________________________________________________________，
③表示的是________过程，④表示的是诱导________过程。
(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径 ( http: / / www.21cnjy.com )有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中________________________________________________________________________
的种类及其浓度配比，最后获得的来源 ( http: / / www.21cnjy.com )于未成熟花粉的完整植株都称为________植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有__________________________。
(3)对植株甲进行________，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过________的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是________植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种。花药离体培养在育种上的特殊意义是________________，从而开辟育种新途径。
【解析】 本题以花药的离体培养为依托，考查植物组织培养技术的相关知识。在解题时注意运用植物组织培养技术的思路，分析培养过程的各个环节。
(1)图示①过程形成愈伤组织，所以应是 ( http: / / www.21cnjy.com )脱分化过程，②过程形成丛芽，说明是再分化过程，而丛芽经过④过程形成植株，说明④是分化生根的过程。另外愈伤组织在不同的培养基上也可先生根，再分化形成芽，形成完整植株，所以X就是胚状体。
(2)培养基中所含的植物激素种类和 ( http: / / www.21cnjy.com )比例不同，诱导形成的结构不相同。花药细胞含有本物种全套的遗传物质，具有发育的全能性，其离体培养成的个体都是单倍体。
(3)植株甲为单倍体，只含有配子的染 ( http: / / www.21cnjy.com )色体组成，是高度不育的，只有其染色体加倍后，才能产生正常的配子，因染色体加倍后形成的是纯合子，每个植株减数分裂只能形成一种基因组成相同的配子，因杂合子植株含有多对等位基因，所以这样的群体产生的配子有多种。因单倍体育种形成的是纯合子，自交后代不发生性状分离，在育种上可明显地缩短育种年限。
【答案】 (1)脱分化 再分化 胚状体 分化(或发育) 生根
(2)植物激素 单倍体 细胞的全能性
(3)染色体加倍(其他合理答案也可) 无性繁殖 乙(或经过染色体加倍) 一 多 缩短育种年限
12．将二倍体的阔叶粉花烟草(AAbb ( http: / / www.21cnjy.com ))和柳叶黄花烟草(aaBB)两个品种，通过植物体细胞杂交的方法培育出杂种植株(AAaaBBbb)，其表现型为阔叶黄花。请回答下列问题。
(1)植物体细胞杂交过程 ( http: / / www.21cnjy.com )中，首先去掉细胞壁获得原生质体，其常用的方法是________。诱导原生质体融合常用的化学试剂是____________，原生质体融合的结构基础是________________________________________________________________________。
(2)获得杂种细胞后，还要经___ ( http: / / www.21cnjy.com )_________技术才能获得杂种植株，此过程所依据的原理是____________________。获得的杂种植株是________倍体。
(3)利用上述两个品种来培育杂种植株(AAaaBBbb)，除上述方法外，还可以用其他育种方法。请用遗传图解表示育种过程并作简要的文字说明。
【解析】 第(1)问考查 ( http: / / www.21cnjy.com )植物体细胞杂交过程中的两个关键操作：原生质体的制备和融合。第(2)问考查植物体细胞杂交与植物组织培养之间的关系。关于杂种植株的染色体倍性问题，由于原来的两种烟草均为二倍体(由染色体组成可以看出)，因此杂种植株为四倍体。第(3)问考查传统的有性杂交技术，并与植物体细胞杂交进行比较。
【答案】 (1)酶解法(或用纤维素 ( http: / / www.21cnjy.com )酶和果胶酶处理细胞壁) 聚乙二醇 细胞膜具有一定的流动性 (2)植物组织培养 植物细胞的全能性 四 (3)图解
F1： 阔叶黄花烟草
(AaBb)
,染色体加倍Ｆ
阔叶黄花烟草(AAaaBBbb)
2．1.2 植物细胞工程的实际应用
(教师用书独具)
●课标要求
简述植物的组织培养。
●课标解读
1．理解植物细胞工程在植物微型繁殖、作物新品种培育、细胞产物工厂化生产中的作用。
2．说出植物细胞工程的实际应用。
●教学地位
本节属于了解性内容，主要 ( http: / / www.21cnjy.com )介绍了植物组织培养技术在各个方面的应用，属于“植物细胞工程的基本技术”的拓展。高考中，往往以植物细胞工程的实际应用为背景，考查植物细胞工程的基本技术等内容。
●教法指导
1．植物繁殖新途径的教学中，让学生 ( http: / / www.21cnjy.com )回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，并思考利用这项技术能做到哪些工作？再针对教材归纳的几个方面进行讲解。
2．对于脱毒苗的培育、细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )产物的工厂化生产等内容，由于学生知识储备不够，可让学生先自行阅读教材，在分析这些应用中应用到植物组织培养技术的环节。
(教师用书独具)
●新课导入建议
上一节学习了植物组织培 ( http: / / www.21cnjy.com )养技术的原理及操作程序，可回忆这些内容，进而提出这项技术有哪些应用？可尝试让学生回答，然后教师对学生的答案进行归纳，即植物繁殖、植物育种等方面，从而引入新课。
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P38～43，填写【课 ( http: / / www.21cnjy.com )前自主导学】，完成“思考交流”。 步骤2：引入新课的基础上，对植物组织培养技术的应用进行归纳，即三个方面：植物繁殖的新途径、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化生产。 步骤3：通过【课堂互动探究】探究1，具体分析植物组织培养技术在植物繁殖方面的应用。完成例1。
步骤5：引导学生通过合作，整理本 ( http: / / www.21cnjy.com )节重点、难点内容，利用【本课知识小结】进行总结，建立知识网络。抢答方式完成【正误判断】。 步骤4：利用【课堂互动探究】探究2，弄清楚植物组织培养技术在作物育种方面的应用，并与其他育种方式进行比较。完成例2。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.理解植物细胞工程在植物繁殖、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化生产中的作用。
2.说出植物细胞工程的实际应用。 1.植物繁殖的新途径。(重难点)
2.作物新品种的培育。(重点)
3.细胞产物的工厂化生产。(重难点)
植物繁殖的新途径
1.微型繁殖
(1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
(2)特点：属于无性繁殖，能够保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
(3)实例：20世纪60年代，荷兰的科学家就成功地实现了利用组织培养技术来培育兰花。
1．植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？
【提示】 植物组织培养到 ( http: / / www.21cnjy.com )愈伤组织的阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。
2．作物脱毒
(1)选材部位：植物的分生区附近。
(2)选材原因：分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。
(3)实例：目前采用茎尖组织培养技术来脱除病毒，在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获得成功。
2．脱毒苗培育时常用茎尖作材料，为什么不用根尖或其他分生区呢？
【提示】 因为茎尖取材方便。
3．人工种子
(1)概念：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
(2)特点
①后代无性状分离。
②不受季节、气候和地域限制。
(3)实例：我国已成功地把芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备成了人工种子。
作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)过程：花药离体培养―→单倍体植株纯合子植株。
(2)优点
①后代是纯合子，能稳定遗传。
②明显缩短了育种的年限。
2．突变体的利用
(1)产生原因：在植物的组织培养过程中，易受培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。
(2)利用：筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。
细胞产物的工厂化生产
1.细胞产物种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
2．技术：植物组织培养技术。
3．实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产人参皂甙干粉；另外，三七、紫草和银杏的细胞产物也都已经实现了工厂化生产。
1．微型繁殖技术实际是通过植物组织培养技术来完成的。(√)
2．进行作物脱毒时，只能选取无病毒的茎尖进行组织培养。(×)
【提示】 根尖、茎尖等植物的分生区病毒极少，可用于作物脱毒。
3．利用人工种子繁殖时，其后代无性状分离。(√)
【提示】 人工种子繁殖属于无性繁殖。
4．单倍体育种不能得到作物新品种。(×)
【提示】 单倍体育种过程中，花药的产生是经过减数分裂进行的，其内的遗传物质发生了基因重组等变异，因此能得到作物新品种。
5．人参皂甙的工厂化生产利用了植物细胞的全能性。(×)
【提示】 人参皂甙的工厂化生产过程中未形成完整新个体。
植物繁殖的新途径
【问题导思】
①什么是植物的微型繁殖？其实质和原理分别是什么？
②什么是人工种子？人工种子主要由哪几部分组成？
1．微型繁殖
(1)实质：植物的组织培养。
(2)依据原理：植物细胞全能性。
(3)完成该过程的细胞分裂方式：有丝分裂。
(4)优点
①植物组织培养技术是无性繁殖技术，没有基因重组，含有的遗传物质与亲本一样，因而能保持亲本的一切优良性状。
②利用这种技术可以迅速大量地培育新个体，有利于进行工厂化培养。
③选材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。
2．培养无病毒植株
许多农作物体内都带有病毒 ( http: / / www.21cnjy.com )，但在茎尖、根尖分生组织中，由于代谢十分旺盛、细胞分裂速度快，病毒还来不及侵入，因此就成为植物体相对无病毒的特殊区域。用茎尖进行组织培养可以获得无病毒植株，再用这种植株进行快速繁殖，就可以增殖出大批的无病毒植株。
3．人工种子
(1)组成：目前研制的人工种子，是由胚状体、作为保护性外壳的人工种皮和提供发育所需营养的人工胚乳三部分组成，如下图。
(2)人工种皮的要求
①能保持胚状体的活力，即要能透气、透水，含有胚状体发芽所需要的各种营养成分等。
②有利于贮藏、运输和萌发，选取的材料要有韧性，耐压，对胚状体无毒害。
③还应含有农药和杀菌剂，以防播种后害虫及微生物的侵害。
④还要加入能促进胚状体生长和发育的一些植物生长调节剂、有益菌等。
(3)制作人工种皮的材料：海藻酸钠、明胶、树脂、琼脂糖、淀粉等。
(4)胚状体的要求
①播种后能快速出苗。
②根和芽同步生长，活力强。
③形成的幼苗的形态与生长要正常。
(5)人工种子的优点
①解决了天然种子在遗传上由于减数分裂引起的重组现象造成的某些遗传性状的改变或繁殖能力差、结子困难等问题。
②实现种子的工厂化生产，克服天然种子在生产上受季节限制的问题，提高农业的自动化程度。
③试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难 ( http: / / www.21cnjy.com )的。人工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。
④用人工种子播种可以大大节约粮食。
人工种子目前还存在不少问题。例如，现在 ( http: / / www.21cnjy.com )有重要经济价值的植物产生胚状体能力弱，难以形成同步化的、有强活力的胚状体；成本较高；运输、贮藏以及机械化播种问题也未解决。因此，现在很少有人以生产为目的进行人工种子的研制。
科学家从悬浮培养的单细胞、离体花粉或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状结构(胚状体)，胚状体不同于一般的种子胚，它是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，所以，又称“体细胞胚”或“花粉胚”。胚状体在一定的条件下，可以通过胚胎发育过程形成植株。将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外面包裹上人造种皮，便制成了“人工种子”。人工种子的概念是1978年在加拿大举行的第四届国际植物组织、细胞培养会议上首次提出来的。目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日、法等各国正着手将人工种子市场化、商品化。
(1)简要归纳“离体的细胞”进行植物组织 ( http: / / www.21cnjy.com )培养获得胚状体的过程：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)“人工种子”大体由胚状体、包埋胚状体的 ( http: / / www.21cnjy.com )胶质以及人造种皮等部分组成。包埋胚状体的胶质中富含营养物质，这是因为________________________________________________________________________。
为了满足胚状体代谢的需求，“人造种皮”还必须具有良好的________________性能。
(3)由“人工种子”萌发出的植 ( http: / / www.21cnjy.com )株是否可育？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)写出“人工种子”商品化 ( http: / / www.21cnjy.com )的意义：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(任填两项即可)
(5)培育胚状体利用了________________这一项生物技术。在该过程中培养基中需要添加________和____________两种激素，还需要对培养基进行严格的________。
(6)该项技术的成功应用，反映了植物细胞的____________性。
【思维导图】
【精讲精析】 组织培养的过程包括脱分化和再分 ( http: / / www.21cnjy.com )化两个阶段。胚状体在萌发初期不能进行光合作用，因此需要给其提供营养，人工种皮要有很好的透气性，保证供给胚足够的氧气。胚状体的培育利用的是组织培养的技术，培养基中需要添加生长素和细胞分裂素，同时要保证无菌条件。
【答案】 (1)离体的细胞愈伤组织胚状体
(2)胚状体在萌发初期不能进行光合作用 透水、透气
(3)由花粉培养发育的植株一般不可育，由体细胞经组织培养发育的植株是可育的
(4)可用于苗木的快速繁育，无病毒植株培养，解决有些作物繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题
(5)植物组织培养 生长素 细胞分裂素 灭菌
(6)全能
作物新品种培育方法的比较
【问题导思】
①作物新品种的培育方法主要有哪几种？
②单倍体育种与花药离体培养有何异同？人工种子与单倍体育种有什么区别？
1．单倍体育种与花药离体培养
花药单倍体育种
2．人工种子与单倍体育种
(1)人工种子采用的是微型繁殖 ( http: / / www.21cnjy.com )技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，然后包上人工种皮就可形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状。
(2)单倍体育种的优点是后代无性状分离，都是 ( http: / / www.21cnjy.com )纯合子，能够稳定遗传，明显缩短育种年限。单倍体育种从本质上说属于有性生殖，这一点与微型繁殖有所区别。但单倍体育种首先要进行花药离体培养，采用的还是微型繁殖技术，然后再用秋水仙素处理，使染色体加倍，获得纯合子。
3．植物细胞培养与植物组织培养
(1)目的不同：植物组织培养的目的是得到更多的植物体，而植物细胞培养的目的是获得人类所需要的细胞代谢产物。
(2)含义不同：植物组织培 ( http: / / www.21cnjy.com )养是指在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，把植物离体的器官、组织或细胞培养成完整的植物体。而植物细胞培养是将组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行悬浮培养，得到分散游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量的细胞群体的一种技术。
(2013·安庆高二期末)下图为几种育种方法示意图，据图回答问题。
(1)①④方向所示的途径表 ( http: / / www.21cnjy.com )示________育种方式，⑦过程所示的育种方法叫做________________________________________________________________________。
(2)②过程中常用的方法是______________，③⑦过程中最常采用的药剂是________。
(3)⑤过程发生在生物个体发育的________时期，但是，一般发生在________细胞中才具有遗传性。
(4)⑨过程是指________。⑩ ( http: / / www.21cnjy.com )过程中影响植物根、芽发生的两种激素是________________________________________________________________________。
(5)由⑧→⑩的过程中涉及的生物技术有________________________________。
(6)植物体细胞杂交技术解决了育种过程中的________________问题。
【审题导析】 首先据图判断：①④是杂交育 ( http: / / www.21cnjy.com )种，①②是单倍体育种，⑤⑥是诱变育种，⑦是多倍体育种，⑧⑨⑩是植物细胞杂交育种，然后根据各种育种方法的原理、特点逐项回答。
【精讲精析】 根据各种育种方法的特 ( http: / / www.21cnjy.com )点可判断，①④方向所示的育种方法应为杂交育种；②③方向所示为单倍体育种方式；⑤⑥方向为通过射线获得新基因，因而为诱变育种；⑦直接获得染色体组加倍的种子或幼苗，则为多倍体育种；⑧⑨⑩方向通过两种植物细胞获得杂种细胞，进而获得新品种的方式为植物体细胞杂交育种。判断出各育种方式后再具体作答每种育种方式中的要点。如②获得单倍体植株的方法是花药离体培养；使染色体加倍常用药剂为秋水仙素；⑤是基因突变的过程，可发生在个体发育的任何时期；⑨获得愈伤组织的过程为脱分化，⑩再分化的过程中要用到生长素和细胞分裂素等。
【答案】 (1)杂交 多倍体育种
(2)花药离体培养 秋水仙素
(3)任何 生殖
(4)脱分化 生长素和细胞分裂素
(5)植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术
(6)远缘杂交不亲和性(或生殖隔离)
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建,\a\vs4\al ( http: / / www.21cnjy.com )(植物细胞工,程的应用)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(植物繁殖,的新途径)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(微型繁殖,作物脱毒,人工种子)),\a\vs4\al(作物新品,种的培育)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(单倍体育种,突变体利用)),细胞产物的工厂化生产)))
结 论 语 句
1．微型繁殖实际是一种无性繁殖，能保证亲子代遗传特性不变。
2．人工种子是由人工种皮、胚状体和人工胚乳三部分组成的。
3．在植物育种上，单倍体经过染色体加倍，可以使后代迅速纯合，缩短育种年限。
4．单倍体育种和多倍体育种均需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍。Ｋ
1．如图为植物组织培养的基本过程，若制作人工种子，生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，应分别选用编号( )
①②③―→④
A．④、② B．③、②
C．③、④ D．④、③
【解析】 人工种子是指已分化 ( http: / / www.21cnjy.com )的胚状体等用合适的“人工种皮”进行包裹，所以应为再分化后的③；而获取产物紫草素则培养到具有产生此物质的细胞群体②即可，无需获得植株。
【答案】 B
2．若要获得脱毒苗，一般选取植物体的哪一部分组织( )
A．叶 B．花粉
C．根 D．茎尖
【解析】 要获得脱毒苗，一般选取 ( http: / / www.21cnjy.com )植物体的分生区(如茎尖)，该部位的病毒少，甚至无病毒，将其进行组织培养得到的植株可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
【答案】 D
3．(2013·沈阳高二检测)下列对人工种子正确的叙述是( )
A．通过科技手段人工合成的种子
B．利用植物组织培养技术获得的种子
C．种皮能够自我生成的种子
D．人工种子发芽率低
【解析】 人工种子是经植物组织培养获得胚状体、不定芽等，然后经人工薄膜包装得到的种子。
【答案】 B
4．用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是( )
A．种植→F2→选出性状不分离者→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
【解析】 用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是单倍体育种，需用到花药离体培养。
【答案】 D
5．下列育种措施，可以增加植物突变体出现的是( )
A．采用嫁接方法培育苹果新品种
B．将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中，培育抗冻烟草
C．用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射
D．使用秋水仙素对棉花植株进行处理
【解析】 愈伤组织中的细胞处于分生状 ( http: / / www.21cnjy.com )态，容易受紫外线照射而发生基因突变。A项为无性生殖，B项为基因工程，原理为基因重组，D项秋水仙素无明显的突变作用。
【答案】 C
6．(2013·常州高二期末)植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如下图所示，回答相应的问题。
(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取 ( http: / / www.21cnjy.com )自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是________________________________________________________________________。
(2)培养皿中的培养基除添加营养物 ( http: / / www.21cnjy.com )质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体________________________________________________________________________。
(3)在生产实践中为获得大量的细胞产 ( http: / / www.21cnjy.com )物(如紫杉醇)，可将①________放入液体培养基中经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞浮液，再经过________即可获得大量细胞。
(4)组织培养过程需要植物生长和繁 ( http: / / www.21cnjy.com )殖的最适条件，否则在光学显微镜下可能观察到发生________________异常，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。
(5)植物组织培养技术不 ( http: / / www.21cnjy.com )仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于______________、________________、________________等育种过程中。
【解析】 (1)植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此对分生组织进行植物组织培养可获得脱毒植株。
(2)植物组织培养过程中，培养基中添加植物激素能诱导细胞脱分化和再分化。
(3)紫杉醇是愈伤组织细胞产生的。
(4)光学显微镜下能观察到的变异为染色体结构与数目的异常。
(5)植物体细胞杂交育种、单倍体育种和基因工程育种中都利用了植物组织培养技术。
【答案】 (1)这些部位很少受到病毒等病原体的侵害
(2)脱分化和再分化 (3)愈伤组织 细胞分裂
(4)染色体结构与数目 (5)植物体细胞杂交育种 基因工程育种 单倍体育种
一、选择题
1．(2013·兰州高二检 ( http: / / www.21cnjy.com )测)某株名贵花卉用种子繁殖时会发生性状分离，为了防止性状分离并快速繁殖，可利用该植物体的一部分器官或组织进行离体培养，但不能采用该植株的( )
A．茎尖 B．芽 C．叶片 D．花粉粒
【解析】 花粉粒细胞离体培养得到的植株是单倍体，改变了原有植株遗传物质。
【答案】 D
2．(2012·湖南师大高二检测)在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是( )
A．培养的细胞一直处于不断的分生状态
B．培养基营养丰富，易于植物生长
C．纺锤丝的形成容易受抑制
D．DNA复制容易受抑制
【解析】 本题考查作物新品种的培 ( http: / / www.21cnjy.com )育中突变体的利用。在植物组织培养过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，容易受一些条件的影响而产生突变。
【答案】 A
3．在下列各育种方式中，与组织培养技术无关的是( )
A．利用花药离体培养得到单倍体植株
B．秋水仙素处理二倍体幼苗，获得四倍体植株
C．通过组织培养培育人工种子
D．通过体细胞杂交培养“番茄—马铃薯”杂种植株
【解析】 花药离体培养实质是将花粉 ( http: / / www.21cnjy.com )培育为新个体，人工种子是将植物细胞经组织培养形成胚状体再包装成人工种子，体细胞杂交形成的杂种细胞培育成杂种植株，都采用了组织培养技术。秋水仙素处理二倍体幼苗获得四倍体植株，是利用染色体变异的原理。
【答案】 B
4．如图表示一人工种子，下列与人工种子培育生产过程有关的叙述，不正确的是( )
A．人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得
B．胚状体是由愈伤组织分化而成，离体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能性
C．同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型
D．胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的
【解析】 胚状体是由愈伤组织分化而来，不是未分化的细胞。
【答案】 D
5．科学家通过植物组织培养可获得人工种子，有关人工种子的说法不正确的是( )
A．可解决有些作物繁殖能力差、结子困难等问题
B．属于无性生殖，后代能够保持亲本的优良性状
C．经组织培养形成胚状结构，包裹上人造种皮即可
D．属于有性生殖，后代具有更大的变异性
【解析】 人工种子是用植物组织培养的 ( http: / / www.21cnjy.com )方法获得的，属于无性生殖，性状与亲本相同，其主要用途是解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。
【答案】 D
6．(2013·长春高二月考)甘薯 ( http: / / www.21cnjy.com )种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程涉及细胞的( )
①有丝分裂 ②分化 ③减数分裂 ④全能性
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
【解析】 某些作物进行无性繁殖过程中会 ( http: / / www.21cnjy.com )感染病毒且容易传给后代，病毒逐年积累就会导致作物产量降低，品质变差。切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。在这个过程中通过细胞的有丝分裂增加细胞的数目，通过细胞的分化使来自同一细胞的这些细胞功能发生差异完成生物体的各项生命活动。
【答案】 D
7．下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程，相关叙述中正确的是( )
A．②和③过程会发生减数分裂
B．①阶段需生长素而③阶段需细胞分裂素
C．①阶段有细胞增殖但无细胞分化
D．此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体
【解析】 愈伤组织形成胚状体的过 ( http: / / www.21cnjy.com )程中细胞只进行有丝分裂，A项错误；在整个组织培养过程中，生长素和细胞分裂素共同起作用，B项错误；①过程为脱分化过程，C项正确；由于是用四倍体兰花的叶片进行的植物组织培养，因此得到的植株为四倍体，若用花药离体培养，所得植株为单倍体，D项错误。
【答案】 C
8．百合利用它的球茎进行 ( http: / / www.21cnjy.com )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。在最短时间内获得大量无病毒幼苗的最佳方法是( )
A．花药离体培养
B．选取成熟组织进行培养
C．利用茎尖进行组织培养
D．人工诱导基因
【解析】 因为植物分生区附近的病毒极少，故短时间内获得大量无病毒幼苗的方法是利用茎尖进行组织培养。
【答案】 C
9．(2011·江苏高考)下列有关植物组织培养的叙述，正确的是( )
A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子
D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得
【解析】 A项，愈伤组织细胞排列疏松而无 ( http: / / www.21cnjy.com )规则，是一团无定形的薄壁细胞。B项，二倍体植株花粉经脱分化和再分化后形成单倍体植株，要得到稳定遗传的个体要用秋水仙素处理单倍体幼苗。C项，用人工薄膜将胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等分别包装可制成人工种子。D项，加适量NaCl的培养基是选择培养基。
【答案】 D
10．(2012·西城高二期末)下图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。对此过程的相关描述错误的是( )
A．B→E过程中细胞全能性的高低发生了改变
B．C试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞
C．A植株和F植株体细胞中的染色体组数相同
D．培养出的F植株一般不能直接应用于扩大种植
【解析】 从B→E过程中细胞的全 ( http: / / www.21cnjy.com )能性经历了从低到高再降低的变化，这与细胞的分化程度呈相反趋势；C试管中的愈伤组织是一群高度液泡化的薄壁细胞；F是由A的花粉经组织培养获得的，因而其体细胞中染色体数与A的配子中染色体数相同，染色体组数也减少一半，为单倍体植株；由于F为单倍体植株，具有高度不育的特点，因而一般不能直接应用于扩大种植。
【答案】 C
二、非选择题
11．我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放在培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株示意图，请据图分析回答问题。
(1)过程③和④分别表示________和________。
(2)在培养过程中，除了提供水分 ( http: / / www.21cnjy.com )、无机盐、糖类、维生素及氨基酸外，还需要在培养基中加入________。同时，在培养过程中，除必需的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证__________________。
(3)从育种的角度看，植 ( http: / / www.21cnjy.com )物组织培养与有性生殖相比，优势主要有(列举2条)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在植物组织培养的过程中， ( http: / / www.21cnjy.com )可以对________进行化学或物理的诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株，从中选育出优良品种。这种作物新品种的培育方法属于________________________________________________________________________。
(5)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的 ( http: / / www.21cnjy.com )花粉粒经组织培养形成植株，这种育种方法称为________________，其优点是________________________________________________________________________。
【解析】 该题主要考查了植物组织培养的过程、单倍体育种和突变体的利用。
(1)过程③为脱分化，过程④为再分化，其中在④过程中既有细胞分裂，又有细胞分化。
(2)在植物组织培养过程中，不论是脱分化还是再分化，都需要植物激素刺激，并且要求操作过程必须无菌操作。
(3)植物组织培养的实质是一种无性繁殖，与有性生殖相比，具有保持亲本的优良品质、培养周期短、繁殖效率高、能培育无病毒植株等优点。
(4)突变体利用的操作对象是愈伤组织，但是该种方法具有很大的盲目性。
(5)单倍体育种的优点表现在缩短育种年限、后代不发生性状分离等。
【答案】 (1)脱分化 再分化
(2)植物激素(或植物激素类似物) 无菌
(3)能保持亲本的优良性状；培养周期短，繁殖效率高；能培育无病毒植株
(4)愈伤组织 突变体的利用
(5)单倍体育种 缩短育种年限，培育的品种一定是纯种
12．(2013·成都高二检测)如图列举了几种植物的育种方式，请据图回答相关问题。
(1)甲育种方式称为________________。
(2)通过丁种方式可以获得脱毒苗，培养过 ( http: / / www.21cnjy.com )程中c常常取用茎尖的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)乙方式处理植物的愈伤组织能获得较 ( http: / / www.21cnjy.com )好效果，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)丙方式将外源目的基因导 ( http: / / www.21cnjy.com )入受体植物细胞，最常采用的方法是____________。在通过丙方式获得转基因植株的过程中，核心步骤是________________________________________________________________________。
(5)甲、丙两种育种方式 ( http: / / www.21cnjy.com )与传统杂交育种方式相比，其优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 该题主要考查了杂交育种、诱变育种和基因
工程育种以及植物体细胞杂交，其中诱变育种和基因工程育种都属于作物新品种的培育方法。
(1)由a、b两种细胞通过一定的技术手段获得c，属于植物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍。
(2)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至没有病毒，因此常用茎尖进行组织培养获得脱毒苗。
(3)由于愈伤组织一直处于不断分裂的状态，容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。
(4)将外源基因导入受体植物细胞的方法，最常用的是农杆菌转化法。
(5)植物体细胞杂交和基因工程都能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍，而传统杂交育种由于生殖隔离而不能实现种间杂交。
【答案】 (1)植物体细胞杂交
(2)茎尖不带病毒或很少被病毒感染
(3)愈伤组织细胞处于不断分裂的状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变
(4)农杆菌转化法 基因表达载体的构建
(5)能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍
2．2动物细胞工程
2．2.1 动物细胞培养和核移植技术
(教师用书独具)
●课标要求
举例说出细胞融合与单克隆抗体。
●课标解读
1．简述动物细胞培养技术及其应用。
2．简述动物体细胞核移植技术及其应用前景。
3．搜集通过动物体细胞核移植进行克隆的实例。
4．讨论克隆技术的社会意义。
●教学地位
动物细胞培养技术是动物细胞工程 ( http: / / www.21cnjy.com )的基础，各项细胞工程技术几乎都要利用动物细胞培养技术。动物体细胞核移植技术和克隆动物属于社会热点问题。本部分内容在高考中也属于常考点。
●教法指导
1．本节内容容易理解，宜采用讲授、自学、讨论相结合的教学方法。
2．对于动物细胞培养的教学可归纳为三个方面进行：动物细胞培养的目的、动物细胞培养的概念、怎样进行动物细胞培养。
3．对于动物体细胞核移植技术的教学可先让学生阅读教材，然后对受体、供体的选择及克隆动物的性状表现进行讨论，最后教师进行归纳。
(教师用书独具)
●新课导入建议
利用学生感兴趣的克隆羊多利、克隆人等话 ( http: / / www.21cnjy.com )题，引入动物细胞工程，可让学生尝试说出自己对克隆技术的理解，然后教师进行引导——这些技术都需要进行动物细胞培养技术，从而导入动物细胞培养的教学。
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P44～5 ( http: / / www.21cnjy.com )1，填写【课前自主导学】，完成“思考交流”。 步骤2：归纳动物细胞培养技术的概念，通过【课堂互动探究】探究1，弄清以下问题：动物细胞培养的过程、动物细胞培养与植物组织培养的区别、原代培养及传代培养的概念和特点。完成例1。
步骤5：引导学生通过合 ( http: / / www.21cnjy.com )作，整理本节重点、难点内容，利用【本课知识小结】进行总结，建立知识网络。抢答方式完成【正误判断】。 步骤4：联系必修中有关细胞全能性、细胞分化、免疫识别等内容，了解动物体细胞核移植技术的应用前景。分析动物体细胞核移植技术中存在的问题。完成例2。 步骤3：利用【课堂互动探究】探究2，理解克隆的概念，分析动物体细胞核移植技术的条件及结果。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述动物细胞培养技术及其应用。
2.简述动物体细胞核移植技术及其应用前景。
3.搜集通过动物体细胞核移植进行克隆的实例。
4.讨论克隆技术的社会意义。 1.动物细胞培养技术及应用。(重难点)
2.动物体细胞核移植技术及其应用。(重难点)
动物细胞工程
1.常用的技术手段：动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等。
2．基础：动物细胞培养技术。
动物细胞培养
1.原理：细胞增殖。
2．概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
1．动物细胞培养和植物组织培养的原理一样吗？
【提示】 不一样。前者是细胞增殖，后者是细胞的全能性。
3．过程
取动物组织块
↓
分散组织细胞：剪碎，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
一段时间
↓
配制细胞悬液
↓
原代培养：具有贴壁生长和接触抑制的特点
4．条件
(1)无菌、无毒的环境：对培养液和所有培养用具进行无菌处理。
(2)营养：合成培养基中有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素，通常需加入血清、血浆等。
(3)温度和pH
①适宜温度：36.5±0.5 ℃。
②适宜pH：7.2～7.4。
(4)气体环境：主要是O2和CO2，O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
5．应用
(1)生物制品：如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体的生产。
(2)检测有毒物质，判断某种物质的毒性。
(3)用于生理、病理、药理等方面的研究，如筛选抗癌药物等。
2．为什么切取动物组织块进行细胞培养时，常选择胚胎或幼龄动物的器官或组织？
【提示】 因为这些细胞增殖能力强，分化程度低，更容易培养。
动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.理论基础：动物的细胞核具有全能性。
2．概念：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，最终发育为动物个体。
3．分类：包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植，其中胚胎细胞核移植较易成功。
4．过程
5．应用前景
(1)在畜牧生产中：可以加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育。
(2)在保护濒危物种方面：可增加这些动物的存活数量。
(3)在医药卫生领域：转基因克隆动物可以作为生物反应器生产珍贵的医用蛋白。
(4)在治疗人类疾病方面：转基因克隆动物细胞、组织和器官可以作为异种移植的供体。
(5)人的核移植胚胎干细胞经诱导分化，形成相应的组织、器官后，可以用于组织器官的移植。
(6)研究胚胎发育及衰老过程，追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病。
6．存在问题
(1)成功率低。
(2)绝大多数克隆动物还存在健康问题。
(3)克隆动物食品的安全性问题存在争议。
1．常选用胚胎或幼龄动物的器官或组织进行动物细胞培养是因为这些细胞容易获得。(×)
【提示】 选用胚胎或幼龄动物组织的原因是这些细胞增殖能力强、分化程度低。
2．动物细胞是基因工程技术中常用的受体细胞，离不开动物细胞培养。(√)
3．克隆动物时，常以去核的卵母细胞为受体细胞的原因是细胞体积大、含有促进细胞核全能性表达的物质。(√)
4．克隆动物成功率低且存在健康问题，因此克隆动物研究无意义。(×)
【提示】 克隆动物在胚胎发育、疾病发生和治疗方面有广阔的前景。
动物细胞培养
【问题导思】
①动物细胞培养的具体过程如何？动物细胞培养与植物组织培养主要有什么区别？
②什么是原代培养？什么是传代培养？分别有什么特点？
1．过程
―→―→原代培养―→接触抑制传代培养
(1)胰蛋白酶的作用：消化细胞间的蛋白(主要为纤维蛋白、层粘连蛋白、纤粘连蛋白、弹性纤维等)，使组织分散成单个细胞。
(2)原代培养与传代培养：从机体上 ( http: / / www.21cnjy.com )获取的组织，通过酶或机械方法分散成单个细胞进行培养，在首次传代前的培养称为原代培养。原代培养的细胞生长、繁殖一定的时间，由于空间不足或细胞密度过大导致营养枯竭，会影响细胞的生长，因此需要进行分瓶扩大培养，即传代培养。
(3)细胞株与细胞系
①含义：能够传代到40～50 ( http: / / www.21cnjy.com )代的细胞叫做细胞株，细胞株细胞的遗传物质没有发生改变；当细胞株细胞传到50代以后，有部分细胞的遗传物质发生了改变；能在培养条件下无限制地传代下去的细胞叫细胞系。细胞系细胞的遗传物质发生了改变，具有癌变的特点。
②图示：
(4)细胞贴壁：培养液中分散的动物细胞，置于适宜的条件下，能够分裂，这些细胞贴附在培养瓶壁上，称为细胞贴壁，或贴壁生长。
(5)接触抑制：当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。
2．应注意的问题
(1)动物细胞培养时可以分散成单个细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )，也可以用细胞群(团)、组织块培养。分散成单个细胞后培养，细胞易获得所需的营养物质，其代谢废物容易排出；同时，分散成单个细胞培养，可使得在细胞水平操作的其他技术得以实现。
(2)用胰蛋白酶或胶原蛋白酶进行消化。用酶 ( http: / / www.21cnjy.com )消化的是细胞间质，细胞间质主要成分有胶原蛋白、层粘连蛋白、纤粘连蛋白、弹性蛋白等成分。用蛋白酶可使其消化，从而使细胞相互分离。
(3)为了保证细胞培养时 ( http: / / www.21cnjy.com )满足其营养物质和生长因子的供给，培养基中添加一定量的血清，因为血清中含有蛋白质、氨基酸、葡萄糖、激素及一些未知的营养物质。
(4)由于大多数动物细胞培养的适宜pH为7.2～7.4，而胃蛋白酶发挥活性的最适pH为2.0左右，因此不能使用胃蛋白酶使细胞分散开。
3．动物细胞培养和植物组织培养的比较
动物细胞培养 植物组织培养
原理 细胞的增殖 细胞的全能性
细胞
来源 胚胎或幼龄动物组织
或器官 离体植物器官、组织或
细胞
培养基
状态 液体 固体
成分 合成培养基 合成培养基
组成 葡萄糖、氨基酸、无机
盐、维生素、动物血清 矿质元素、蔗糖、维生
素、植物激素、有机添
加物
器皿 培养瓶 锥形瓶
过程 原代培养，传代培养 更换培养基，细胞增
殖分化
生长特点
贴壁生长，细胞增殖
不分化 诱导形成愈伤组织，
细胞增殖分化
细胞进行异养需氧代谢
接种前
处理 灭菌、用胰蛋白酶处
理，使组织分散成单
个细胞 灭菌
培养条件 恒温、无菌、无需光照 常温、无菌、光照条件
培养目的 ①生产蛋白质生物
制品
②获取大量细胞
③检测有毒物质 ①快速繁育无病毒植株
②生产药物、食品添加剂、香料、色素、杀虫剂等
培养结果 细胞株→细胞系 愈伤组织→植株
1．植物组织培养的结果是新的植株或组织，而动物细胞培养的目的是为了获得细胞或细胞产物，不是获取完整个体，其过程不能体现细胞全能性。
2．动物细胞培养用的是液体培养基，特别添加一定量的动物血清或血浆，可以为细胞提供营养物质和生长因子。
某研究小组进行药物试验时，以动物肝细胞为材料，测定药物对体外培养细胞的毒性。供培养的细胞有甲、乙两种，甲细胞为肝肿瘤细胞、乙细胞为正常肝细胞。请回答下列有关动物细胞培养的问题。
(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置于培养 ( http: / / www.21cnjy.com )瓶中培养，培养液及其他培养条件均相同。一段时间后，观察到甲细胞数量比乙细胞数量________。
(2)在动物细胞培养时，通常在 ( http: / / www.21cnjy.com )合成培养基中加入适量血清，其原因是________________________________________________________________________
________。细胞培养应在含5%CO ( http: / / www.21cnjy.com )2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是________________________________________________________________________。
(3)在两种细胞生长过程中，当乙 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞铺满瓶壁时，其生长________。药物试验需要大量细胞，两种细胞频繁传代，甲细胞比乙细胞可以传代的次数更________。若用动物的肝脏组织块制备肝细胞悬液，需要________处理。
(4)为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的________。
【审题导析】 由题干可获取 ( http: / / www.21cnjy.com )的信息有：(1)试验材料是肝细胞；(2)肝细胞有两种，一种是肝肿瘤细胞，一种是正常的肝细胞。解答本题时需明确动物细胞培养的过程、条件及应用，再结合每小题作答。
【精讲精析】 癌细胞具有无限增殖的特 ( http: / / www.21cnjy.com )点，故相同培养条件下，肝肿瘤细胞数量多于正常肝细胞数量。动物细胞培养需提供无菌环境，如向培养液中加入适量的抗生素可防止细菌的污染；需提供一定的营养，如向培养基中加入适量血清，以便补充合成培养基中缺乏的物质；需提供一定的气体环境，如向恒温培养箱中加入5%的CO2，目的是维持培养液的pH。
【答案】 (1)多 (2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质 维持培养液的pH (3)停止 多 胰蛋白酶
(4)抗生素
动物体细胞核移植技术及克隆
【问题导思】
①什么是克隆？如何从不同的层次理解克隆？
②动物体细胞核移植技术的条件有哪些？其结果如何？
1．克隆
(1)概念：是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。
(2)克隆的三个层次
①分子水平：如PCR技术扩增DNA。
②细胞水平：如动物细胞培养。
③个体水平：如多利羊的诞生。
2．动物体细胞核移植技术的条件
(1)用于核移植的供体细胞一般都选自10代以内的细胞，因为10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型，能保证供体细胞正常的遗传基础。
(2)核移植时，一般先用电刺激使供受体细胞融合，再用物理或化学方法激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程。
3．动物体细胞核移植的结果
(1)核移植过程中细胞核只来自于一个个体，因此核遗传物质与供核个体的相同，属于无性繁殖，不会改变生物体的基因型。
(2)克隆动物的性状与核供体生物的性状基本相同，但不是完全相同，因为：
①克隆动物的细胞质遗传物质来自于受体卵母细胞。
②生物的性状不仅与遗传物质有关，还受环境的影响。
“治疗性克隆”将是人胚胎干细胞(简称ES细胞)造福于人类的一种非常重要的途径。应用人胚胎干细胞进行“治疗性克隆”研究的技术途径包括以下几个步骤：首先取病人的体细胞核，移植到去核的成熟受体卵母细胞中；在早期胚胎形成后，从中分离获得ES细胞；对ES细胞进行基因修饰和定向分化研究，将定向分化后的细胞移植给病人。进行核移植的目的并不是用于克隆人，而是希望通过对ES细胞进行分离培养、定向分化等处理后，进一步获得再造的人体组织或器官。请根据材料回答下列问题。
(1)人类“治疗性克隆”属于动物细胞工程的________________技术。
(2)科学家为何要将患者的体 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞核植入去核的卵母细胞中，而不直接用体细胞进行细胞培养？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“治疗性克隆”的结果说 ( http: / / www.21cnjy.com )明高度分化的体细胞的细胞核仍然具有________。相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是胰岛细胞、有的是血细胞、有的是心肌细胞，究其本质原因是基因____________的结果。
(4)克隆的器官在给自身移植方面的主要优点是________________________。
【审题导析】 本题主要考查细胞核移植在人类“治疗性克隆”中的应用，分析如下：
【精讲精析】 (1)依据“治疗性克隆”的步骤分析，可知此技术属于动物细胞工程的细胞核移植技术。
(2)动物体细胞全能性随着分化程度的提高而受到限制，而卵母细胞的细胞质中含有促使其全能性表达的物质。
(3)“治疗性克隆”可利用基因选择性表达这一特点分化出各种组织或器官，同时此技术体现了动物细胞核具有全能性。
(4)自身移植的最大优点是没有免疫排斥反应。
【答案】 (1)动物细胞核移植
(2)体细胞核在体细胞中不能表达全能性，而卵母细胞的细胞质可以为其提供表达全能性的环境
(3)全能性 选择性表达
(4)没有免疫排斥反应
本 课 知 识 小 结
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结 论 语 句
1．动物细胞工程的常用技术有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中动物细胞培养是基础。
2．原代培养和传代培养均需用胰蛋白酶对细胞进行分散处理。
3．动物细胞要分散成单个细胞培养，培养液中通常要添加血清。
4．动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植，因为动物体细胞分化程度高，恢复其全能性十分困难。
5．动物细胞培养中的两个显著特点是贴壁生长、接触抑制。
1．(2013·西城高二检测)下列关于动物细胞培养的叙述中，正确的是( )
A．动物细胞培养的目的就是为获得细胞分泌蛋白
B．动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散开
C．动物细胞培养通常不会出现接触抑制现象
D．可以通过细胞培养技术获得完整的动物个体
【解析】 动物细胞培养的目的主 ( http: / / www.21cnjy.com )要是利用有丝分裂的原理，获得大量具有相同遗传特性的细胞；通常培养前要将动物组织用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，使其分散开；分散的细胞在培养瓶中很快就贴附在瓶壁上生长，当生长到细胞间表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，即接触抑制；通过细胞培养技术只能获得大量的细胞或细胞产物，而不能获得完整的动物个体。
【答案】 B
2．一般来说，动物细胞体外培养需要满足以下条件( )
①无毒的环境 ②无菌的环境 ③合成培养基需加血浆 ④温度与动物体温相近 ⑤需要O2，不需要CO2
⑥CO2调节培养液pH
A．①②③④⑤⑥ B．①②③④
C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥
【解析】 动物细胞体外培养要求环境无 ( http: / / www.21cnjy.com )菌、无毒，培养液中添加一定量的抗生素，合成培养基中需加血清、血浆等一些天然成分，适宜的温度、pH分别为36.5±0.5 ℃、7.2～7.4。O2是细胞代谢所必需的，CO2可维持培养液的pH。
【答案】 D
3．(2012·镇江高二检测)下列关于体细胞克隆的叙述，错误的是( )
A．供体为体细胞的细胞核
B．受体为去核卵细胞的细胞质
C．细胞核移植是体细胞克隆的关键步骤
D．克隆出的后代与供体的遗传物质和表现型完全一致
【解析】 动物体细胞克隆是核移植技 ( http: / / www.21cnjy.com )术的产物，克隆出的后代绝大部分DNA来自供体细胞核，少数DNA来自受体的线粒体，克隆后代的表现型还要受环境的影响，因此克隆出的后代与供体的遗传物质和表现型并不完全相同。
【答案】 D
4．一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置 ( http: / / www.21cnjy.com )换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能( )
A．有选择地繁殖某一性别的家畜
B．繁殖家畜中的优良个体
C．用于保存物种
D．改变动物的基因型
【解析】 解题时首先准确判断出这只 ( http: / / www.21cnjy.com )小羊羔实际上是通过无性生殖方式产生的。而无性生殖的主要特点就是子代保持母本的优良性状，很少发生变异改变基因型。
【答案】 D
5．现在有一个婴儿在出生后医院为他保留 ( http: / / www.21cnjy.com )了脐带血，在他以后的生长发育过程中如果出现了某种难治疗的疾病，就可以通过脐带血中的干细胞来为其治病。下列说法正确的是( )
A．用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治病，需要激发细胞的所有全能性
B．用脐带血中的干细胞能够治疗这个孩子所有的疾病
C．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，需要用到动物细胞培养技术
D．如果要移植用他的干细胞培育出的器官，应该长期给他使用免疫抑制药物
【解析】 利用干细胞培育出器官的 ( http: / / www.21cnjy.com )过程，由于未发育为新个体，因此不需要激发细胞的所有的全能性，A项错误；脐带血中的干细胞培育出的器官可供器官移植使用，不能治疗所有疾病，B项错误；胚胎干细胞诱导分化过程中需要用到动物细胞培养技术，C项正确；由于移植的器官是由病人自己的细胞诱导分化而来的，遗传信息相同，因此不会出现排斥反应，不需要长期使用免疫抑制药物。
【答案】 C
6．(2013·辽阳高二检测)现有A和B两个肉牛品种，A品种牛的细胞组成可表示为A细胞核、A细胞质；B品种牛则为B细胞核、B细胞质。
(1)如果要获得一头克隆牛，使其细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )由A细胞核和B细胞质组成，基本步骤是，从A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出________注入B品种牛的________卵母细胞中，经过某种刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为________，将该胚胎移入代孕母牛的________中，通过培育可达到目的。
(2)克隆牛的产生说明__ ( http: / / www.21cnjy.com )____________具有全能性。克隆牛的性状主要表现________品种牛的特征。由A、B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自________个亲本，细胞质来自________性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成________________________________________________________________________
(填“相同”或“不同”)。
(3)请举一例，说明克隆牛培育成功的实际意义。
________________________________________________________________________。
【解析】 依据题意可知，要获得由A细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )核和B细胞质组成的重组细胞，当然就是要提取A细胞核然后与去掉B细胞核的B细胞质进行重组，得到重组细胞，进一步培养得到重组胚胎，进行胚胎移植，移植到代孕母牛的子宫里进行培育就可以了。克隆动物依据的是动物细胞的细胞核具有全能性，得到的新个体的性状主要由细胞核决定，与供核母牛的性状基本一致；杂交牛是精子和卵细胞的融合受精得到受精卵，细胞核来自两个亲本，不过由于精子含有很少的细胞质，受精卵的细胞质主要来自卵细胞，所以杂交牛和克隆牛的遗传物质是不同的。
【答案】 (1)细胞核 去核 重组胚胎 子宫
(2)动物体细胞核 A 两 雌 不同
(3)保存濒危物种、繁育优良品种、医学上克隆器官等
一、选择题
1．为了将用于培养的动物组织细胞分散开，以便配制成一定浓度的细胞悬浮液，应选用下列哪种物质处理选取来的动物组织( )
A．胃蛋白酶 B．胰蛋白酶
C．盐酸 D．胰脂肪酶
【解析】 用于培养的动物组织细胞要用胰蛋白酶处理，使细胞分散开。
【答案】 B
2．动物细胞培养过程的顺序是( )
①原代培养 ②传代培养 ③胰蛋白酶处理组织，形成分散的悬浮液
A．①②③ B．①③②
C．②③① D．③①②
【解析】 动物细胞培养是用动物胚胎或幼龄动物器官通过胰蛋白酶处理制成细胞悬浮液，再通过原代培养和传代培养得到细胞株。
【答案】 D
3．“多利”羊的培育过程简单地说是：从母羊 ( http: / / www.21cnjy.com )乳腺细胞中提取细胞核，放入去核的卵母细胞中，在试管中发育成胚胎后，再移植到另一只母羊的子宫内，这种繁殖方式应属于( )
A．无性繁殖
B．有性繁殖
C．先无性繁殖，再有性繁殖
D．先有性繁殖，再无性繁殖
【解析】 体细胞核移植属于无性繁殖。
【答案】 A
4．动物细胞培养与植物组织培养的重要区别在于( )
A．培养基不同
B．动物细胞培养不需要在无菌条件下进行
C．动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能
D．动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株
【解析】 动物细胞与植物细胞对营养及其他条件 ( http: / / www.21cnjy.com )的需求不同，因此二者所需的培养基不同；二者所培养的细胞抗菌能力均比较差，因此均需在无氧条件下进行；动、植物细胞均可传代培养、大量增殖，如植物细胞可通过培养获得细胞产物。
【答案】 A
5．(2012·南通高二检测)在动物细胞培养过程中，下列处理不恰当的是( )
A．培养液和培养用具要进行无菌处理
B．提供种类齐全的营养物质
C．提供纯氧以保证细胞的呼吸作用
D．保证提供适宜的温度和pH
【解析】 动物细胞培养的气体环境为95%的空气加5%CO2。CO2的主要作用是维持培养液的pH。
【答案】 C
6．(2013·潍坊高二检测)美国杜克 ( http: / / www.21cnjy.com )大学医疗中心一个研究小组在《科学》杂志上撰文透露，他们利用成年猪的动脉血管细胞和能够模拟胚胎环境的新型生物效应器，成功地在实验室培育出新的动脉血管。这种血管的外形和功能都与真的血管一样。这一研究成果是生物组织培养工程领域的重大进展。下列关于以上技术的叙述中，不正确的是( )
A．以上技术属于动物细胞工程的范畴
B．这种技术的基础是动物细胞培养技术
C．这项技术的关键是要激发血管细胞的“全能性”
D．这项技术的关键是要激发血管细胞发育成血管的潜能
【解析】 从题干中可以得出该技术使动物血管细胞发育成动脉血管而非完整个体，故C错误。
【答案】 C
7．动物细胞体外培养时， ( http: / / www.21cnjy.com )需要在培养基中补充一定浓度的某些物质，下图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。从该图提供的信息可以获得的不正确结论是( )
血清对正常细胞和癌细胞培养的影响
A．正常细胞与癌细胞的增殖速率相同
B．有无血清对正常细胞培养的影响不同
C．培养基中补充血清有助于正常细胞的培养
D．培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大
【解析】 由图中信息可知，正常细胞与癌细胞的增殖速率并不相同，血清存在有利于正常细胞培养，血清有无对癌细胞的培养影响不大。
【答案】 A
8．(2013·盐池高二检测)现将“细胞工程”中动、植物细胞培养技术列表比较如下，你认为哪一项有错误( )
比较项目 原理 培养基
区别 结果 培养目的
植物组
织培养 细胞的
全能性 需加植
物激素 培育成
植株 快速繁殖，培育无病毒植株等
动物细
胞培养 细胞的
全能性 需加动
物血清 培养成细
胞系或
细胞株 获得细胞或细胞的产物等
A.原理 B．培养基区别
C．结果 D．培养目的
【解析】 本题考查植物组织培养和动物细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞培养相关知识的比较。动物细胞培养的目的是获得更多细胞或细胞产物，而不是获得个体，其原理只涉及细胞增殖(细胞分裂)。
【答案】 A
9．(2012·上海高考)相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，这是因为动物细胞( )
A．没有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感
B．渗透压远高于细菌或植物细胞