【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（苏教版）选修3教师用书：第2章 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（苏教版）选修3教师用书：第2章 细胞工程 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 8.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2014-07-29 12:56:31 | ||
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文档简介
第一节细胞工程概述
(教师用书独具)
●课标要求
1．讨论克隆技术的社会意义。
2．搜集通过动物体细胞核移植进行克隆的实例。
●课标解读
1．了解细胞工程的发展。
2．简述细胞工程的基本技术。
3．举例说明细胞工程的应用。
●教学地位
本节通过实例介绍了细胞工程的基本技术和细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞工程的应用，让学生对细胞工程有一个整体的了解，并激发学生的学习兴趣，并为下面两节植物细胞工程和动物细胞工程做好准备。细胞工程的基本技术在生产上应用很广，因此在高考中考查的次数较多，多以选择题的形式考查。
●教法指导
1．本节内容中细胞工程的基本技术和细胞工程 ( http: / / www.21cnjy.com )的应用都是通过实例说明的，因此教学中要通过多媒体课件展示两方面的实例，让学生感受细胞工程的技术和应用的意义，也可让学生通过其他媒体搜集细胞工程技术和应用。
2．采用比较的方法对细胞工程的各项技术进行比较，加深对细胞工程技术的理解。
(教师用书独具)
●新课导入建议
通过课件展示花卉和苗木快速繁殖的工厂化生产 ( http: / / www.21cnjy.com )。以轰动全世界的克隆羊“多利”的诞生及山东曹县五里墩的克隆牛“福福”等的诞生为例，播放它们诞生的流程。通过这些细胞工程的实例引出课题。
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P3 ( http: / / www.21cnjy.com )9～44有关内容，填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】导入新课。 步骤2：尝试作答【课前自主导学】部分的【正误判断】，检查自学效果。 步骤3：学习细胞工程的概念，并让学生与基因工程进行比较，通过【课堂互动探究】探究1进行列表比较，通过例1强化。
步骤7：诵读【结论语句】，尝试构建最优 ( http: / / www.21cnjy.com )知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。完成【当堂双基达标】。 步骤6：通过多媒体展示细胞工程应用的实例，学生总结细胞工程的应用，通过【课堂互动探究】探究3归纳，通过例3强化。 步骤5：通过多媒体展示细胞工程的各项技术，引导学生对细胞工程的各项技术进行比较，通过【课堂互动探究】探究2归纳总结，通过例2强化。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.了解细胞工程的发展。2.简述细胞工程的基本技术。3.举例说明细胞工程的应用。 1.细胞工程的基本技术。(重点)2.农作物的脱毒。(重难点)
细胞工程的发展
1.1907年，哈里森采用盖玻片悬滴培养蛙胚神经组织，开创了动物细胞培养的先河。
2．1937年，高特里特等人几乎同时离体培养了胡萝卜组织，这是首次成功进行的植物细胞与组织培养。
3．1972年，美国卡尔逊等人用硝酸钠作为促融合因子，成功地将2个不同种的烟草细胞原生质体进行融合，获得了世界上第一个体细胞杂交植株。
4．1997年，伊恩·维尔穆特等人利用成年芬兰白面母羊体细胞的细胞核与苏格兰黑面母羊的去核卵细胞首次克隆出绵羊“多利”。
细胞工程的基本技术
1.细胞工程的概念
(1)操作水平：细胞。
(2)条件：体外无菌条件下进行培养、繁殖。
(3)根据所使用技术的不同，细胞工程中可分为植物细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植、染色体工程等。
(4)目的：使细胞某些生物学特性按照人们的意愿发生改变。
(5)结果：改良生物品种、创造新品种和加速繁育生物个体，以及获得某些有用的细胞代谢产物的技术。
2．分类
根据研究对象分为：植物细胞工程、动物细胞工程、微生物细胞工程。
1．细胞工程和基因工程的操作对象有什么不同？
【提示】 细胞工程的操作对象是细胞，基因工程的操作对象是DNA分子。
3．细胞工程的基本技术
(1)植物细胞与组织培养技术：在无 ( http: / / www.21cnjy.com )菌条件下分离植物细胞或组织，将其放在适当的培养基上，给予必要的生长条件，使它们在体外继续生长、增殖与分化，形成新的组织、器官和个体的技术。
(2)细胞融合技术：采用自然或人工 ( http: / / www.21cnjy.com )的方法使2个或多个不同细胞融合为一个细胞的技术。常用的促融合方法有生物法、化学法和物理法等。植物细胞融合前需要用纤维素酶等去除细胞壁。
(3)细胞核移植技术：将一个细胞的细胞核转移到另一个去除细胞核的细胞中，从而使受体细胞获得新的遗传信息，产生新的生命现象的技术。
(4)染色体工程：人们按照一定的设计，有计划地消减、添加或替换同种或异种染色体，从而达到定向改变遗传性状和选育新品种的一种技术。
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。
细胞工程的应用
1.快速培养花卉及濒危植物：利用离体的植物细胞、组织或器官在特定的条件下，通过脱分化、再分化等过程培育新植株，如培育名贵花卉郁金香等。
2．获得无病毒作物：植物分生区附近，如茎尖、根尖，因很少被病毒感染，甚至无病毒，而被用来培育无病毒植株。
3．开发洁净能源减少环境污染：如利用单细胞生物在特定条件下产生的氢气作为燃料。
4．繁殖优良家畜品种及濒危动物。
5．在医疗领域的应用
(1)开发和生产各种疫苗、抗体等生物活性物质。
(2)通过细胞工程培育不同的人体细胞、组织或器官，成为器官移植的新来源等。
细胞工程与其他生物工程的关系
1.细胞工程利用基因工程中的转基因技术实现转基因植物和动物的培养。
2．细胞工程中获得的新细胞株可用于蛋白质工程生产药物或酶制剂。
3．细胞工程为发酵工程提供了稳定的培养对象，以完成生物制品的规模化生产。
1．植物组织培养的过程不需在无菌条件下进行。(×)
【提示】 植物组织培养需要在无菌条件下进行，防止杂菌污染导致培养物迅速死亡。
2．植物体细胞融合的最终目的是产生杂种植株。(√)
3．染色体工程使生物的遗传性状发生的变异属于基因重组。(×)
【提示】 属于染色体变异。
4．植物组织培养产生的新个体能保持亲代的优良性状。(√)
细胞工程与基因工程的比较
【问题导思】
①基因工程和细胞工程的操作水平、技术方法有什么不同？
②基因工程和细胞工程的相同点是什么？
细胞工程 基因工程
不同点 操作水平 细胞或细胞器水平 DNA分子水平
技术方法 细胞融合、细胞培养、细胞核移植、染色体工程 体外对基因“剪切”和“拼接”等方法
实施目的 培育新品种或新物种，及获得细胞代谢产物 改良生物品种，获得人类需要的基因产物
相同点 两者都可以定向改变生物体内的遗传物质，从而使人们获得基因产物或生物新品种，在育种上都能打破物种间的界限
细胞工程与基因工程相比，下列叙述错误的是
( )
A．细胞工程是在细胞或细胞器水平上进行的操作，而基因工程则是在分子水平上进行的操作
B．细胞工程与基因工程都属于人为操作
C．两者所造成的改变均是按人的意愿来进行的
D．两者目前都能较为容易地实现人们的意愿
【审题导析】 比较基因工程和细胞工程的操作水平、实施目的、技术方法等内容。
【精讲精析】 基因工程和细胞工程虽然都取得了很大的研究和应用成就，但是还没有达到较为容易实现的程度。
【答案】 D
细胞工程基本技术的比较
【问题导思】
①细胞工程的基本技术有哪些？
②细胞工程技术的手段有哪些？
概念 条件(手段) 结果
细胞融合技术 是采用自然或人工的方法，使2个或多个不同细胞融合为一个细胞的技术 促融合因子、植物细胞融合前需用纤维素酶等去除细胞壁 形成杂种细胞
细胞核移植技术 是将一个细胞的细胞核转移到另一个去除细胞核的细胞中，使受体细胞获得新的遗传信息，产生新的生命现象的技术 显微操作仪 重组形成新细胞
染色体工程 是人们按照一定的设计，有计划地消减、添加或替换同种或异种染色体，达到定向改变遗传性状和选育新品种的一种技术 消减、添加或替换染色体 定向改变遗传性状和培育新品种
不同融合方法的比较
不同融合方法的目的是相同的，都是要获得融合的细胞；不同融合方法所依据的原理也是相同的，即都依据细胞膜所具有的流动性。
类型区别 生物法 化学法 物理法
诱导剂(方法) 疱疹病毒、仙台病毒、天花病毒、腮腺炎病毒等 聚乙二醇、高浓度钙离子等 电场
常用方法 灭活的仙台病毒诱导 聚乙二醇诱导 电场诱导
优点 易培养，对各种动物细胞都适宜，融合率高 使用方便，诱导细胞融合频率高 频率高，对细胞无毒害，操作简便，可重复性好
(2013·平顶山高二月考)下列不属于细胞工程技术的是( )
A．利用植物体细胞杂交技术获得多倍体植物
B．利用体细胞融合技术生产单克隆抗体
C．通过大规模的细胞培养生产紫杉醇抗癌
D．利用细菌的连续培养技术生产谷氨酸
【审题导析】 (1)明确细胞工程的基本技术。
(2)知道细胞工程与发酵工程的区别与联系。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 利用植物体细胞杂交技术获得多倍体植物属于细胞融合技术
B 利用体细胞融合技术生产单克隆抗体属于细胞融合技术
C 通过大规模细胞培养生产紫杉醇属于植物细胞培养
D 利用细菌的连续培养技术生产谷氨酸属于发酵工程，不属于细胞工程技术
【答案】 D
细胞工程的应用
【问题导思】
①细胞工程都有哪些方面的应用？
②举例说明细胞工程在生物育种上的应用。
1．快速培养花卉及濒危植物
利用离体的植物细胞、组织或器官在特定的条件下，通过脱分化、再分化等过程培育新植株。
(1)利用的技术：植物细胞与组织培养。
(2)过程：离体的植物细胞、组织或器官愈伤组织根、芽―→植物体。
2．获得无病毒作物
植物分生区附近，如茎尖、根尖，因很少被病毒感染，甚至无病毒，而被用来培育无病毒植株。
3．开发洁净能源减少环境污染
利用细胞工程产氢技术，将蓝藻、绿藻、光合细菌 ( http: / / www.21cnjy.com )等单细胞生物在特定的条件下产生的氢气作为燃料，是开发洁净新能源的途径之一，对减轻环境污染具有重要意义。
4．繁殖优良家畜品种及濒危动物
(1)利用的技术：体细胞克隆技术。
(2)意义：在快速繁殖具有优良性状的畜牧新品种、濒临灭绝的珍贵动物的种族繁衍等方面具有重大意义。
(2012·无锡高二检测)如图所示为农作物新品种的育种方式，请据图回答下列问题。
(1)图示育种方式涉及的生物工程技术有：_______、_________、_________。
(2)⑤过程中常用的载体是 ( http: / / www.21cnjy.com )__________；⑤过程表示的基因操作步骤是__________________________________。
(3)上述育种与传统杂交 ( http: / / www.21cnjy.com )育种相比，突出优点是__________________________________________________。
【审题导析】 图示提供的解题的关键信息为：①②③④过程为体细胞杂交育种；⑤②③④过程为基因工程育种。
【精讲精析】 (1)图中⑤过程涉及基因工程，①过程为植物体细胞杂交，两者都需要植物细胞与组织培养技术的支持。
(2)基因工程中的载体为质粒，⑤过程是转化受体细胞。
(3)不管是基因工程育种还是植物体细胞杂交育种，都会打破物种的界限——生殖隔离，实现生物性状的定向改变。
【答案】 (1)基因工程 植物细胞与组织培养 植物体细胞杂交(细胞融合)
(2)质粒 转化受体细胞
(3)打破生殖隔离、克服了远源杂交不亲和的障碍
1．植物组织培养的细胞或组织是离体的细胞或组织，其来源有：体细胞、生殖细胞(如花粉)、融合成的杂种细胞或通过基因工程改造后的细胞等。
2．由于植物组织培养的目的和条件不同，培养的结果可是愈伤组织细胞、分化成的球状胚或完整的植物体。
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．植物组织培养和细胞核移植技术的生物学原理是细胞全能性。
2．细胞融合技术依据的生物学原理是细胞膜的流动性。
3．细胞工程技术实现了不同物种间杂交，形成了前所未有的新杂交物种。
4．植物组织培养成功的关键是避免微生物污染，因此应在无菌条件下进行。
1．(2013·江苏高考)某种极具观赏 ( http: / / www.21cnjy.com )价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的是( )
A．利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗
B．采用花粉粒组织培养获得单倍体苗
C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上
D．采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养
【解析】 茎段扦插、幼芽嫁接、植物组织 ( http: / / www.21cnjy.com )培养都是无性繁殖，可以大量快速得到与原有性状相同的个体，A、C、D均可选用，采用花粉粒离体培养可获得单倍体幼苗，但由于花粉粒为雄配子，发育来的单倍体植株会发生性状分离，不能保持亲代的优良性状，B错误。
【答案】 B
2．(2013·连云港高二检测)下列属于植物组织培养的是( )
A．花粉培养成单倍体植株
B．芽发育成枝条
C．根尖分生区发育成成熟区
D．未受精的卵发育成植株
【解析】 植物组织培养是指离体的植 ( http: / / www.21cnjy.com )物器官、组织或细胞经脱分化、再分化形成完整植物体的过程。花粉能培养成单倍体植株，是在一定条件下离体形成的；芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区，是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分；未受精的卵发育成植株，不是在人工培养的情况下进行，而是在母体的调控下完成。
【答案】 A
3．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2个或多个不同细胞融合为一个细胞
B．在促融合因子的作用下，仅仅使细胞核发生融合
C．常用的促融合因子有电场、聚乙二醇等
D．在植物细胞融合前需用纤维素酶等去除细胞壁
【解析】 在促融合因子的作用下，细胞之间的质膜发生粘连、融合，细胞质发生融合，进而发生核融合，形成杂种细胞。
【答案】 B
4．(多选)下列生物工程技术的应用中属于细胞工程的是( )
A．利用茎尖培养获得脱毒马铃薯
B．通过体细胞克隆技术培育出克隆牛
C．含有人胰岛素基因的大肠杆菌生产胰岛素
D．将某人的肝癌细胞在实验室中繁殖为一个细胞系
【解析】 含有人胰岛素基因的大肠杆菌是转基因生物，属基因工程育种的结果。而试管动物、克隆技术、细胞培养都是在细胞水平上操作的生物工程技术。
【答案】 ABD
5．(2013·仙桃高二检测)“白菜—甘 ( http: / / www.21cnjy.com )蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期短、耐热性强和易储藏等优点。如图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图，请回答下列问题。
(1)过程①应使用______________酶。
(2)过程②常用的化学试剂是______________。
(3)过程④的细胞分裂方式为______________。
(4)通常情况下，白菜和甘蓝不能杂交成功，原因是________________，上述方法克服了________________的障碍。
【解析】 过程①是去除细胞壁的过程， ( http: / / www.21cnjy.com )常用的方法是酶解法；用诱导剂诱导细胞融合，进而用组织培养法可获得杂种植株。由于白菜、甘蓝为不同物种，存在生殖隔离，利用上述方法可克服远源杂交不亲和的难题。
【答案】 (1)纤维素酶和果胶 (2)聚乙二醇
(3)有丝分裂 (4)存在生殖隔离 远源杂交不亲和
一、选择题
1．(2012·广东高考)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是( )
A．组织培养 B．细胞杂交
C．显微注射 D．核移植
【解析】 培育草莓脱毒苗是利用草莓的茎 ( http: / / www.21cnjy.com )尖分生组织细胞几乎不带病毒的特点，进行植物组织培养形成无毒种苗的过程，A项正确。植物体细胞杂交是将不同种的植物体细胞在一定条件下融合成杂种细胞，培育成新的植物体的技术；显微注射是将目的基因导入动物细胞的方法；细胞核移植用于获得克隆动物，B、C、D项错误。
【答案】 A
2．百合利用它的球茎进行无性繁 ( http: / / www.21cnjy.com )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
3．(多选)细胞融合技术中常用的促融合方法有( )
A．病毒诱导融合法
B．电场诱导融合法
C．秋水仙素处理
D．聚乙二醇诱导融合法
【解析】 秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成。
【答案】 ABD
4．关于培育脱毒植物的说法，不正确的是( )
A．应该选用植物根部成熟区的细胞进行组织培养
B．应该选取植物体分生区细胞进行组织培养
C．用马铃薯和草莓等植物的脱毒苗进行繁殖，种植的作物就不会或极少感染病毒
D．脱毒植物比未经脱毒的植物品质好、产量高
【解析】 因为植物根部成熟区的细胞很可能含有一些病毒，故用其培育不出一定不含病毒的植物。
【答案】 A
5．(2013·仙桃高二检测)下列四项中，没有采用植物细胞与组织培养技术的一项是( )
A．利用花药离体培养得到单倍体植株
B．用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株
C．利用基因工程培育的抗虫棉
D．利用细胞工程培育的“番茄—马铃薯”杂种植株
【解析】 花药的离体培养是单倍体育种的 ( http: / / www.21cnjy.com )一项基础技术，其基本原理就是组织培养。利用基因工程培育抗虫棉和利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株的过程中，都必须经过组织培养才能形成完整植株。而利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株，没有利用细胞和组织培养技术。
【答案】 B
6．将植物的茎尖、叶片、茎段、花药等，在无 ( http: / / www.21cnjy.com )菌的条件下，培养在人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株。这种技术不仅可以用来培育新品种，而且还可以快速繁殖植物及防止植物病毒的危害。下列关于这种技术的叙述正确的是( )
①这种技术利用了植物细胞的全能性
②这种技术叫做植物细胞与组织培养，可以克隆生物体
③这种技术属于植物细胞工程的应用领域之一
④这种技术属于无性繁殖
A．① B．①②
C．①②③ D．①②③④
【解析】 将植物的茎尖、叶片 ( http: / / www.21cnjy.com )、茎段、花药等在无菌的条件下培养成完整的植株，属于无性繁殖，利用的原理是植物细胞的全能性，技术手段主要是植物细胞与组织培养技术。
【答案】 D
7．某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分 ( http: / / www.21cnjy.com )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与组织进行离体培养，发育成完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的( )
A．茎尖 B．子房壁
C．叶片 D．花粉粒
【解析】 花粉粒的离体培养是单倍体育种通常采用的方法，单倍体植株是变异的类型，性状会自然分离。
【答案】 D
8．(2012·厦门高二检测)基因型为Aa与基因型为Bb的动物体细胞混合，用灭活的仙台病毒处理后，不可能获得下列哪种基因型的细胞( )
A．AAAaaa B．AaBb
C．Aabb D．AaBBbb
【解析】 只考虑两个细胞之间的融合，将 ( http: / / www.21cnjy.com )会有三种细胞融合情况出现：Aa与Aa形成AAaa，Bb与Bb形成BBbb，Aa与Bb形成AaBb；若考虑三个细胞之间的融合，A选项是由三个Aa融合形成，D选项由一个Aa与两个Bb融合形成。
【答案】 C
9．(2013·徐州高二月考)以下四种细胞工程技术中，培养出的新个体不能同时具有两个亲本遗传性状的是( )
A．细胞融合 B．细胞与组织培养
C．细胞核移植 D．染色体工程
【解析】 本题比较了四种细胞工程技术。细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞融合可以实现两个同种或异种细胞融合，具有双亲的遗传性状；细胞核移植可使一个亲本的细胞核遗传物质和另一个亲本细胞质遗传物质重新组合在一个细胞中，具有了两个亲本的遗传性状；染色体工程中添加异种染色体时，可具有两个亲本的遗传性状；细胞与组织培养是利用体细胞进行无性繁殖的技术，所以不具备双亲的遗传性状。
【答案】 B
10．(多选)在2010年1月，广州—东莞首 ( http: / / www.21cnjy.com )届国际小型猪学术论坛上透露出最新消息：新型带有荧光标记的转基因克隆猪诞生，标志着广东转基因技术接近世界先进水平。在转基因克隆猪的培育过程中应用的技术包括( )
A．细胞培养技术 B．细胞核移植
C．细胞融合技术 D．基因工程技术
【解析】 本题考查转基因克隆猪产生的 ( http: / / www.21cnjy.com )过程。将带有荧光标记的基因导入猪体细胞，体外进行细胞培养得到大量的供体细胞，然后取其细胞核进行核移植，得到重组卵细胞。融合后的卵细胞经过体外细胞培养形成早期胚胎。然后把这个胚胎移植到代孕动物子宫中，这个过程利用了胚胎移植技术。胚胎就在代孕动物子宫内发育成熟，产下新型带有荧光标记的转基因克隆猪，该过程没有涉及细胞融合技术。
【答案】 ABD
二、非选择题
11．植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如图所示，回答相应的问题：
(1)这个实验中用到的培养基和器械都要 ( http: / / www.21cnjy.com )进行彻底__________，这是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)目前，兰花、香蕉等植物的生产 ( http: / / www.21cnjy.com )都是通过植物细胞与组织培养技术来提供试管苗，其优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)为了获得脱毒植株，外植体往往取自 ( http: / / www.21cnjy.com )植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
研究人员研究了茎尖外植体大 ( http: / / www.21cnjy.com )小对苗的成活率和脱毒率的影响，实验结果如下图：实验结果表明，茎尖越小，______________，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为________。
【答案】 (1)消毒或灭菌 培养基中含有丰 ( http: / / www.21cnjy.com )富的营养成分，如果带入杂菌，这些杂菌会迅速繁殖和生长，争夺营养和产生有害物质，导致培养的组织细胞死亡
(2)不仅可以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)这些部位很少受到病毒等病原体的侵害 脱毒率越高，成苗率越低 0.27 mm
12．中科院上海生理与生态研究所为“神舟”四 ( http: / / www.21cnjy.com )号上一批特殊“新人”——烟草细胞举办了特殊的“婚礼”。将两个“新人”放入融合室中，当充满液体的融合室中加入直流电场，两个原本相互游离的细胞一下子就贴到了一起，开始“窃窃私语”。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出了小孔，透过这微小的通道，两股细胞质展开了“心灵的沟通”。渐渐地，细胞核也扭捏着“亲热”起来，20 min 后，两细胞已是你中有我，我中有你，一个新的生命就这样诞生了。
地面实验结果显示：用于融合的两个“新人”，一 ( http: / / www.21cnjy.com )号开的是粉花，二号开的是黄花。融合后的细胞再生植株开的是黄花，但性状却和一号相同(称一号性状，另一个称二号性状)。
(1)由于细胞的密度不同，因 ( http: / / www.21cnjy.com )此在地面上细胞配对融合非常困难。从理论上讲，在太空中细胞融合更容易，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在“细胞婚礼”举行前，必须对“新人” ( http: / / www.21cnjy.com )进行特殊处理，方法是________________________________________________________________________。
在显微镜下观察，“新人”的细胞膜融合在 ( http: / / www.21cnjy.com )一起，细胞呈圆球状，这是因为________________________________________________________________________。
(3)粉花和黄花、一号性状和二号性状属于________，一号性状属于________。
(4)从染色体组成看，再生植株属于________体。
【解析】 (1)植物细胞融合的原理 ( http: / / www.21cnjy.com )是细胞膜的流动性，即膜上分子运动，因此，在地面实验室中融合，因受到重力的影响，分子运动的方向、速度等都受到限制。
(2)植物细胞融合的实质是原生质体的融合，而细胞壁阻碍了这一过程，因此实验中必须利用纤维素酶、果胶酶等处理细胞，以除去细胞壁。
(3)同种生物同一性状的不同表现 ( http: / / www.21cnjy.com )称为相对性状，融合后的杂种植物细胞中具有两种性状的相关基因，而表现出来的却为一号性状，因此可以判断控制一号性状的基因在细胞中为显性基因。
【答案】 (1)在微重力的条件下，重力的沉降现象消失了
(2)用纤维素酶、果胶酶等除去细胞壁 没有细胞壁，细胞膜具有流动性
(3)相对性状 显性性状 (4)多倍
第二节植物细胞工程
(教师用书独具)
●课标要求
简述植物的组织培养。
●课标解读
1．举例说明植物组织培养的原理、过程及应用。
2．对比植物组织培养，简述植物细胞培养的过程及应用。
3．举例说出植物体细胞杂交过程及应用。
●教学地位
植物组织培养技术解决了人类生存的关键问 ( http: / / www.21cnjy.com )题(粮食问题)，为人类创造了巨大的财富。植物克隆的技术基础“植物的细胞和组织培养”及理论基础“植物细胞的全能性”为近年高考的重点，常以模式图、流程图或选择题的形式考查。
●教法指导
1．细胞的全能性是植物组织培养的理 ( http: / / www.21cnjy.com )论基础。可采取先由学生去阅读教材P45有关内容，课件展示几个层层深入的问题，如“什么是细胞的全能性”、“为什么细胞具有全能性”、“全能性的体现”、“植物全能性实现的条件”等。由学生分组进行讨论，通过小组互评方式总结问题的答案。
2．组织培养是植物细胞工程的技术基础 ( http: / / www.21cnjy.com )，可先由课件展示胡萝卜的形成层细胞离体进行组织培养的流程，学生归纳基本程序，同时给予校正，并对两个关键环节“脱分化、再分化”进行重点剖析。
3．通过与植物组织培养比较的方法学习植物细胞培养，并让学生总结两项技术的相同点和不同点。
4．先通过课件演示植物体细胞杂交的过程，思考各个过程的原理和方法。
(教师用书独具)
●新课导入建议
上节课展示了花卉和苗木快速繁殖的工厂化生产，花卉和苗木快速繁殖需要怎样操作？经过怎样的过程？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P45～52，有 ( http: / / www.21cnjy.com )关内容，填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】导入新课。 步骤2：尝试作答【课前自主导学】部分的【正误判断】，检查自学效果。 步骤3：学生讨论回答细胞全能性的概念、原因、细胞表现全能性的条件，通过【课堂互动探究】探究1归纳总结，通过例1强化。
步骤6：诵读【结论语句】 ( http: / / www.21cnjy.com )，尝试构建最优知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。完成【当堂双基达标】。 步骤5：展示植物体细胞杂交过程后，学生回答植物细胞杂交过程，每一步的的原理、方法，通过【课堂互动探究】探究3归纳总结，通过例3加深理解。 步骤4：学习教材P45，学生总结植物组织培养的过程，引导学生讨论人工种子和天然种子的不同。学生回答植物细胞培养与植物组织培养的异同，通过【课堂互动探究】探究2归纳总结，通过例2强化提高。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.举例说明植物组织培养的原理、过程及应用。2.对比植物组织培养，简述植物细胞培养的过程及应用。3.举例说出植物体细胞杂交过程及应用。 1.植物细胞的全能性。(重点)2.植物组织培养的过程。(重难点)3.植物体细胞杂交的过程。(重难点)
植物组织培养
1.植物细胞的全能性
(1)全能性：已分化的细胞都具有发育成为一个新的生物个体的潜能。
(2)原因：几乎每一个细胞内都含有该物种的全套遗传物质。
(3)证据：植物的体细胞在适宜的条件下可培育成完整的正常植株。
2．植物组织培养
(1)原理：细胞的全能性。
(2)材料：植株的茎尖、根尖、叶片和花药等。
(3)过程
器官 原生质体 已经分化 愈伤组织
结构和功能 旺盛分裂 薄壁细胞 诱导分化 胚芽
1．诱导愈伤组织分化时需要的植物激素主要有哪些？
【提示】 生长素和细胞分裂素。
3．人工种子：胚状体外包裹人工胚乳和人工种皮制成。
(1)结构
人工种皮 海藻酸钠 人工胚乳 碳水化合物 微胶囊
(2)优点：①不受环境因素的制约；②繁殖速度快；③有利于保存该种系的优良性状。
(3)应用：在濒危植物保护、经济植物快速繁殖等方面具有广阔的应用前景。
植物细胞培养
1.细胞来源：组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织。
2．培养方法：在液体培养基中进行悬浮培养。
3．培养结果：通过继代培养获得大量细胞群体。
4．培养目的：获得人类所需的细胞次生代谢产物。
5．培养过程：筛选细胞―→获得次生代谢产物含量高、生长迅速的单细胞无性繁殖系―→扩大培养―→发酵生产―→次生代谢产物分离纯化。
6．优点
(1)可大量生产具有生理活性的次生代谢产物。
(2)生产过程快速、高效，而且不受季节、外部环境等条件的限制。
2．植物细胞培养与植物组织培养有何区别？
【提示】 培养目的不同，植物组织培养的目的是得到更多的组织和植物体，植物细胞培养的目的是为了获得人类所需的细胞次生代谢产物。
植物细胞工程与育种
1.植物原生质体培养与体细胞杂交
(1)原生质体：指去除植物细胞壁后获得的裸露的植物细胞结构等。
(2)原生质体的来源：
①各种植物的叶片、根尖等部位。
②从组织培养产生的愈伤组织中获得。
(3)制备原生质体的方法：利用纤维素酶、果胶酶等去除细胞壁，然后再用低速离心或采用相对密度漂浮法分离纯化并鉴定其活性。
(4)原生质体的用途：
①用于细胞培养或体细胞杂交。
②用于细胞工程的诱导融合、遗传操作。因为原生质体能摄入DNA、质粒、病毒、细菌、细胞器等外源物质。
(5)植物体细胞杂交过程：
不同来源植物细胞不同细胞原生质体融合的原生质体杂种细胞愈伤组织杂种植株。
(6)实例：白菜—甘蓝品种的获得。
2．单倍体诱导与利用
(1)过程：花粉单倍体胚或愈伤组织花粉植株纯合的二倍体植株。
(2)优点：缩短育种周期、获得纯系等。
1．植物的种子发育成完整植株体现了细胞的全能性。
(×)
【提示】 因为种子中的胚已完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，没有体现细胞发育成完整植物体。
2．植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性。(√)
3．人工种子与天然种子繁殖的方式相同。(×)
【提示】 天然种子是有性繁殖，人工种子是无性繁殖。
4．植物细胞培养的目的是为了得到植物新个体。(×)
【提示】 植物细胞培养的目的是为了获得细胞的次生代谢产物。
5．两种细胞的原生质体融合后形成的融合细胞只有一种。(×)
【提示】 只考虑两两融合的情况，会产生AA、BB、AB三种类型的融合细胞。
6．单倍体育种即是通过花药的离体培养形成新品种的过程。(×)
【提示】 花药培养形成的植株是单倍体，高度不育，需经秋水仙素处理形成二倍体或多倍体才形成可育的新品种。
细胞的全能性
【问题导思】
①如何判断一种生命现象是否体现了细胞的全能性？
②细胞的全能性表达需要哪些条件？
1．细胞全能性的原因(物质基础)
生物体的每个细胞都含有该物种所特有 ( http: / / www.21cnjy.com )的全套遗传信息，都有发育成为个体所需要的全部基因。从理论上来说，一个染色体组中含有发育成该物种的个体所需的全部基因。
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：分化程度低的＞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。
3．实现细胞全能性的条件
材 料 离体的细胞、组织或器官
营养条件 种类齐全、比例合适的营养物质
激素条件 常用的有生长素和细胞分裂素，如2,4 D、萘乙酸、吲哚乙酸和吲哚丁酸等，用于诱导细胞的分裂和根的分化。
环境条件 ①无菌操作；②光照；③适宜温度
离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时，需避光处理。愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理。
(多选)(2012·江苏高考)下列事实能体现细胞全能性的是( )
A．棉花根尖细胞经诱导形成幼苗
B．单细胞的DNA在体外大量扩增
C．动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体
D．小鼠体细胞经诱导培育成小鼠
【审题导析】 证明细胞全能性的实例必须满足三个条件：起点：高度分化的细胞；终点：形成完整的个体；外部条件：离体、营养物质。
【精讲精析】 细胞全能性 ( http: / / www.21cnjy.com )是指已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，所以判断是否体现细胞全能性的依据是看其能否发育成完整个体，选项中只有A、D项符合。B项DNA的扩增和C项杂交瘤细胞的培养分别属于分子和细胞水平上的克隆，不能体现细胞全能性。
【答案】 AD
植物组织培养与植物细胞培养的比较
【问题导思】
①植物组织培养与植物细胞培养的区别是什么？
②植物组织培养与植物细胞培养有什么关系？
植物组织培养 植物细胞培养
利用原理 细胞全能性 细胞增殖
培养基 固体培养基 液体培养基
培养对象 离体的植物器官、组织、细胞或原生质体 由愈伤组织分散得到的悬浮细胞
培养过程 外植体→脱分化→再分化→芽、根→植物幼苗 愈伤组织→分散成悬浮细胞→继代培养→细胞次生代谢产物
培养目的 植物幼苗 细胞的次生代谢产物
二者关系 细胞植物培养是在植物组织培养技术的基础上发展起来的；它们都属于植物细胞工程的范畴
植物组织培养中的脱分化、再分化过程的比较
过程名称 过程 形成体特点 条件
脱分化 由离体细胞发育成为愈伤组织 排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团 ①离体；②提供营养物质(有机物、无机物)；③提供激素(生长素、细胞分裂素等)；④提供其他适宜条件(温度、无菌)
再分化 由愈伤组织发育成为丛芽或胚状体 有根、芽或有生根发芽的能力
(2013·漯河高二月考)下图是植物组织培养的简图。请据此回答：
①②③―→④
(1)①表示______________________，它能被培养成为④的根本原因是________________________。
(2)③→④过程需要光照，原因是____________________________。
(3)若想培育作物脱毒苗，①常选用植物的__________；若想制作人工种子，应该选用__________(填编号)。
(4)若①是花粉，则④是__________，这项技术可用在________(填育种方法)上。
(5)若①是胡萝卜根尖细胞，则培养 ( http: / / www.21cnjy.com )成的④的叶片颜色是________，这说明了根尖细胞____________，与叶肉细胞相比，④的根细胞没有叶绿素，这是________________的结果。
(6)紫草素是紫草的细胞产物，可用于制造治疗烫伤、割伤的药物，若用此项技术生产紫草素，培养将进行到________(填编号)。
【审题导析】 (1)求解识图作答题的第一步是识图，识别出图中的结构和过程，然后再结合图形，根据所学知识逐项分析回答。
(2)根据图解，图中①、②、③、④分别表示离体的植物器官、组织或细胞(外植体)、愈伤组织、丛芽或胚状体、幼苗。
【精讲精析】 (1)由于细胞具有 ( http: / / www.21cnjy.com )全能性，所以①能被培养成为④。(2)③→④过程是叶等器官分化形成的过程，叶绿素的形成需要光照条件。(3)若想培育作物脱毒苗，需要选用无毒的外植体，植物茎尖的分生组织具有旺盛的分裂能力，没有病毒入侵；若想制作人工种子，应该选用③。(4)花粉离体培养获得的是单倍体植株，单倍体植株可用于单倍体育种。(5)根细胞具有发育成为完整个体所必需的全部基因，所以根细胞培养成的④的叶片是绿色的，由于基因的选择性表达，④的根细胞没有叶绿素。(6)愈伤组织能大量产生细胞产物，用组织培养技术生产紫草素应将培养进行到愈伤组织阶段。
【答案】 (1)离体的植物器官、组 ( http: / / www.21cnjy.com )织或细胞 细胞中含有发育成为完整个体所必需的全部遗传信息(全能性) (2)芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件 (3)茎尖 ③ (4)单倍体 单倍体育种 (5)绿色 具有全能性 基因选择性表达 (6)②
利用植物体细胞杂交培育新品种
【问题导思】
①利用植物体细胞杂交培育新品种的原理是什么？
②利用植物体细胞杂交培育新品种的操作包括哪些步骤？
1．概念
植物体细胞杂交就是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．原理
原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性。将杂种细胞培育成杂种植株是组织培养的过程，依赖于植物细胞的全能性。
3．过程
植物体细胞杂交其过程可概括 ( http: / / www.21cnjy.com )为四步：第一步，去除细胞壁。因为要获得的必须是有活力的原生质体，所以常用酶解法(纤维素酶和果胶酶)。第二步，诱导原生质体融合，这是关键环节。人工诱导的方法可分为物理法和化学法两大类。物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导细胞融合。第三步，由杂种细胞再生出新细胞壁。第四步，进行植物组织培养，得到杂种植株。
4．实质
植物体细胞杂交的实质就是两个不 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
1．植物体细胞杂交完成的标志是新细胞壁的形成。
2．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。
3．植物体细胞杂交过程仍以植物组织培养为前提，通过植物组织培养完成杂种植株的培育过程。
下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答：
(1)在“番茄—马铃薯”的培育过程中，主要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 ( http: / / www.21cnjy.com )育种的理想材料，理由是_________________________________________________。
(4)不同物种生物之间存 ( http: / / www.21cnjy.com )在着天然的__________，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源杂交不亲和的障碍。
(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。
【审题导析】 (1)番茄—马铃薯的培养过程包括去除细胞壁、促融和杂种细胞的培养。
(2)原生质体的融合利用了膜的流动性，杂种细胞培养成杂种植物利用了细胞的全能性。
【精讲精析】 (1)要形成番茄—马铃薯杂交植株，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。
(2)植物体细胞杂交时，首先要用酶解 ( http: / / www.21cnjy.com )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)。(3)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，可施予一些诱导因素，使其发生更多的变异。(4)自然条件下，物种之间存在生殖隔离。(5)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，可分别诱导根或芽的分化。
【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生状态，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)
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．细胞的全能性是指构成生物体的每个细胞都具有发育成一个新的生物个体的潜能。
2．植物细胞工程的技术基础是植物组织培养。
3．细胞全能性与分化程度有关，一般是受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞。
4．植物组织培养中植物激素是启动细胞分裂、分化的关键因素。
5．植物组织培养中常用的植物激素是生长素和细胞分裂素。
1．植物细胞表现出全能性的必要条件是( )
A．给予适宜的营养和外界条件
B．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
【解析】 高度分化的植物细胞的全能性只 ( http: / / www.21cnjy.com )有在离开母体后才能表现出来。成熟筛管的细胞无细胞核。导入其他植物细胞的基因属于基因工程，与细胞的全能性没有必然的联系。
【答案】 C
2．(多选)(2012·苏州高二检测)将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中一定需要的是( )
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．导入目的基因
【解析】 在进行植物组织培养时不需要导入目的基因。
【答案】 ABC
3．(2013·重庆高考)某兴趣小组拟用 ( http: / / www.21cnjy.com )组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述，错误的是( )
A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害
B．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞
C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控
D．生根时，培养基通常应含α 萘乙酸等生长素类调节剂
【解析】 消毒剂的使用既要杀死表面微生 ( http: / / www.21cnjy.com )物，又要防止伤害组织细胞，影响组织培养，A项正确；植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合，带有细胞壁的愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞，B项错误；出芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的选择性表达，C项正确；α 萘乙酸为生长素类似物，可诱导愈伤组织生根，D项正确。
【答案】 B
4．(2013·淮安高二检测)下列有关植物体细胞杂交的叙述，不正确的是( )
A．用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体
B．诱导两种植物的原生质体融合，进而形成杂种细胞
C．植物体细胞杂交的最终目的是获得细胞代谢产物
D．植物体细胞杂交技术可以克服不同物种间杂交不亲和的障碍
【解析】 植物体细胞杂交的最终目的是获得杂种植株，克服不同物种间的杂交育种障碍。
【答案】 C
5．美国科学家将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成了完整的新植株。过程图解如下，回答与之有关的问题：
(1)科学家所用的这种生物技术叫做____________。依据的理论基础是植物细胞具有________性。②过程称为________，③过程称为________，C经________________形成D。
(2)通过②过程产生的愈伤组织 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞与根的韧皮部细胞在染色体的数目上是否相同？________；染色体上所含的遗传物质是否相同？________；细胞的形态结构是否相同？________。
(3)在培养过程中，除了提供水分、 ( http: / / www.21cnjy.com )无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，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________。
(4)从育种的角度来看，植物组织培养与有性繁殖相比，优势主要有(列举两条) ______________________________。
【解析】 题图展示了一个植物 ( http: / / www.21cnjy.com )组织培养的过程，培养的过程中经过脱分化和再分化，再分化过程中有细胞分裂和细胞分化。在整个培养过程中细胞的分裂方式都是有丝分裂。因此，愈伤组织细胞与根的韧皮部细胞在染色体数目上是相同的，但由于基因的选择性表达，不同组织细胞的形态结构不同。在培养的整个过程中除了适宜的物质条件外，还必须保证无菌。植物组织培养具有保持母本的性状，培养周期短，繁殖效率高，能培育无病毒植株等优点。
【答案】 (1)植物组织培养 全能 脱分化 ( http: / / www.21cnjy.com )再分化 细胞分裂和细胞分化 (2)相同 相同 不同 (3)植物激素(或植物激素类似物) 无菌 (4)能保持母本的性状；培养周期短，繁殖效率高；能培育无病毒植株(列出两条即可)
一、选择题
1．细胞具有全能性的原因是( )
A．体细胞具有发育成完整个体的潜能
B．生物体的每个细胞都具有全能性
C．生物体的每个细胞都含有个体发育的全部基因
D．生物体的每个细胞都是由受精卵发育成的
【解析】 A项中指的是细胞的全能性，并非细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞全能性的原因。细胞之所以具有全能性，是由于细胞中含有发育为完整个体所必需的遗传物质，所以从理论上讲，生物体的每一个细胞都具有全能性。
【答案】 C
2．(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
3．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的胚状体等用合适 ( http: / / www.21cnjy.com )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
4．甘薯是无性繁殖的生物，种植 ( http: / / www.21cnjy.com )多年后易积累病毒而导致作物产量降低，品质变差。目前生产上采用甘薯茎尖分生组织，进行组织培养可以获得大量的脱毒苗，以保证该品种的品质和产量水平，这种通过组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的( )
A．有丝分裂 B．细胞分化
C．减数分裂 D．细胞的全能性
【解析】 减数分裂是有性生殖过程中的一种细胞分裂方式，植物组织培养属于无性生殖，所以并不涉及细胞的减数分裂。
【答案】 C
5．在离体的植物器官、组织或细胞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】 离体的植物组织、器官或细胞无营养物 ( http: / / www.21cnjy.com )质来源，在培养形成愈伤组织的过程中必须在严格的无菌条件下进行，并且需要适宜的温度、适宜的养料和激素。此过程在恒温箱内进行，不必见光，因为见光后会影响愈伤组织的形成。
【答案】 C
6．(2013·榆林高二测试)如图是人工种子的结构简图，下列对其叙述不正确的是( )
A．人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质，还可以添加农药和植物激素
B．人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量粮食
C．人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题
D．人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构
【解析】 人工种子是经植物 ( http: / / www.21cnjy.com )组织培养获得的具有生根发芽能力的胚状结构后，包裹上人工种皮而形成的。在人工种子的胚乳中除了添加种子萌发所需的营养物质外，还可以添加农药、植物激素、固氮菌等。
【答案】 D
7．(2013·三源中学月考)如图是关于植物组织培养及应用的示意图，关于此生物技术叙述合理的是( )
ⅠⅡⅢ―→Ⅳ
图a
图b
A．利用植物组织培养技术制造人工种子，应选用图a中的Ⅲ
B．利用物理或化学的手段诱导Ⅳ阶级细胞发生基因突变，培育突变新品种的效果最好
C．通常人工种子中被包入的固氮菌在生态系统中属于消费者
D．人工种子中的胚状体与正常种子中的胚都是新个体的幼体，都具有一个亲本的遗传物质
【解析】 A正确：图a中的 ( http: / / www.21cnjy.com )Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示离体的细胞(组织或器官)、愈伤组织、胚状体和植物体，制造人工种子应选用Ⅲ；B项误：培育突变新品种应选择分裂旺盛、易发生基因突变的Ⅱ(愈伤组织)细胞；C错误：通常人工种子中被包入的固氮菌是自生固氮菌，在生态系统中属于分解者；D错误：正常种子中的胚是由受精卵发育而来的，具备两个亲本的遗传物质和性状。
【答案】 A
8．(2012·南京市高二检测)如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】 该过程是植物组织培养，实际 ( http: / / www.21cnjy.com )上就是植物花药离体培养。B是配子细胞，脱分化形成C，此时全能性提高，由C再分化成D其全能性降低。花药是经过减数分裂形成的，因此，花药离体培养后得到的个体F(单倍体)——其染色体只有原母本植株A染色体的一半，其特点是高度不育的，所以要对其幼苗用秋水仙素处理使染色体加倍后再种植。
【答案】 C
9．“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育 ( http: / / www.21cnjy.com )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源杂交不亲和的障碍
【解析】 本题考查植物体细胞杂交技 ( http: / / www.21cnjy.com )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源杂交不亲和的障碍。
【答案】 C
10．(2012·海淀模拟)下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析不正确的是( )
A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶处理
B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变
C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能
D．③④过程需用适宜浓度的生长素和细胞分裂素处理
【解析】 ②过程中紫外线照射诱发基因突变是不定向的。
【答案】 B
二、非选择题
11．(2013·新课标全国卷Ⅱ) ( http: / / www.21cnjy.com )甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：
(1)为了培养该新型药用植物 ( http: / / www.21cnjy.com )，可取甲和乙的叶片，先用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成________组织，然后经过________形成完整的杂种植株。这种培育技术称为________________。
(2)上述杂种植株属于多倍体，多 ( http: / / www.21cnjy.com )倍体是指________________________。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是
________________________________________________________________________。
(3)这种杂种植株可通过制作人工种子 ( http: / / www.21cnjy.com )的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的________________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
【解析】 本题考查植物体细胞杂交。 ( http: / / www.21cnjy.com )(1)为了培养新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用纤维素酶和果胶酶处理，获得具有活力的原生质体A、B，再用化学诱导剂聚乙二醇诱导融合形成杂种细胞，进一步培养形成愈伤组织，经过再分化形成根、芽，长成完整植株，以上获得杂种植株的方法叫植物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)植物A、B体细胞杂交形成的杂种植株是四倍体，且该杂种植株减数分裂能形成正常配子，理论上是可育的；但如果是甲和乙有性杂交形成的二倍体，减数分裂由于不存在同源染色体无法联会，无法形成正常配子，不可育。(3)在植物组织培养至胚状体阶段，可包裹上人工种皮制备人工种子。
【答案】 (1)纤维素 果胶 原生质体 愈伤 再分化(或分化) 植物体细胞杂交
(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常
(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽
12．(2013·苏北四市调研)下图为白菜与甘蓝体细胞杂交育成白菜—甘蓝杂种植株的示意图。请根据此回答：
(1)图中①过程用到的酶是________________，作用的结果是获得________。
(2)在②过程中，常用的化学诱导剂是 ( http: / / www.21cnjy.com )________，若在容器中放置若干a、b，诱导完成且假设所有细胞发生了融合(只考虑细胞两两融合)然后经③过程，形成的d细胞的类型有________种，从中选出进行培养。
(3)图中④过程是________，④⑤过程合称________技术。
【答案】 (1)纤维素酶和果胶酶 (具有活力)原生质体
(2)聚乙二醇(PEG) 3 杂种细胞 (3)脱分化 植物组织培养
13．(2012·江苏高考)某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答下列问题。
(1)2,4 D常用于籼稻愈伤组织 ( http: / / www.21cnjy.com )的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需________(填“升高”“保持”或“降低”)2,4 D的浓度。
(2)当籼稻愈伤组织在只 ( http: / / www.21cnjy.com )含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽，通常在培养基中添加__________________，以促进幼苗形成。
(3)研究中用显微镜可以观察到的现象是________。(填下列序号)
①绿色芽点细胞排列松散 ②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离 ③胚状体细胞中有叶绿体
④分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致
(4)经组织培养筛选获得的 ( http: / / www.21cnjy.com )籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，叶绿素总量不变。某同学用________(填序号：①绿色；②红色；③蓝紫色；④黄色)光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第________条色素带(自上而下)窄于对照组。
(5)胚乳(3n)由一个精子与两 ( http: / / www.21cnjy.com )个极核受精发育而成。若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的________________，还可避免再生苗中混有________________________________________________________________________。
【解析】 (1)因为2,4 D对形 ( http: / / www.21cnjy.com )态的发生有一定的抑制作用，常用于诱导形成愈伤组织，故在愈伤组织的再分化培养基中要降低2,4 D的浓度。(2)愈伤组织再分化产生幼苗时，需要细胞分裂素和生长素的共同作用。(3)愈伤组织的细胞排列松散，而绿色芽点的细胞是具有分生能力的细胞，排列紧密；刚融合的籼稻和稗草杂交细胞还未形成新的细胞壁和大的液泡，因此不会发生质壁分离；胚状体的细胞是已经分化的具有生根发芽能力的细胞，其中有的细胞含有叶绿体；分化后的细胞在形态、结构和生理功能上会发生稳定性的变化。(4)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，故在绿光和黄光的照射下，突变体和对照组的叶片光合作用无明显差异。突变体的叶绿素a与叶绿素b的比值大于对照组，而叶绿素的总量不变，则叶绿素a的含量增多、叶绿素b的含量减少，故色素分离的结果是滤纸条自上而下的第4条色素带窄于对照组。(5)胚乳细胞中含3个染色体组，胚细胞中含2个染色体组，胚具有分裂和分化的能力，其存在可能会影响胚乳细胞诱导形成的愈伤组织细胞的增殖与分化，故需剔除，这样还可避免愈伤组织再分化形成的三倍体幼苗中混有二倍体幼苗。
【答案】 (1)降低 (2)适量的生长素 (3)③
(4)①④ 4 (5)增殖与分化 二倍体幼苗
第三节动物细胞工程
(教师用书独具)
●课标要求
1．简述动物的细胞培养与体细胞克隆。
2．举例说出细胞融合与单克隆抗体技术。
3．讨论生物技术中的伦理问题。
●课标解读
1．简述动物细胞的培养过程及所需条件。
2．掌握动物体细胞克隆技术，并关注其伦理问题。
3．举例说出细胞融合技术和单克隆抗体技术及应用。
●教学地位
动物细胞培养是动物克隆技术中最基础的 ( http: / / www.21cnjy.com )技术，高考中常结合其他技术手段考查培养动物细胞的条件等。单克隆抗体的制备和应用是近几年生物科学和医学发展的热点之一，高考中常考查单克隆抗体制备的过程，如二次筛选的目的、制备单克隆抗体的设计思路等。
●教法指导
1．动物细胞培养和动物细胞核移植都 ( http: / / www.21cnjy.com )是以过程为主的内容，可让学生先学习教材或演示过程，然后让学生自己总结或板书图解过程，调动学生学习的积极性。
2．“动物细胞融合”部分，由于考虑到其 ( http: / / www.21cnjy.com )基本原理与植物的原生质体融合相同，方法也类似，可以让学生来讲，教师给予补充和完善，突出学生自学能力和教师的指导作用。
3．单克隆抗体的内容是重点。教师 ( http: / / www.21cnjy.com )可以结合自己设置的问题“制备单克隆抗体时，为什么要选用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞？”启发学生思考，采用多媒体引导，让学生互相交流讨论，突破难点，也对学生进行科学方法的训练。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．引导学生复习回顾上节 ( http: / / www.21cnjy.com )课所学植物体细胞杂交技术的基本知识，提出问题：动物细胞能像植物原生质体那样融合吗？出示人—鼠细胞融合图片(PPT)，此实验说明动物细胞也是可以融合的。那么，如何实现动物细胞的融合，以及动物细胞融合后有何用途呢？这就是今天这节课我们要学习的内容。这样就很自然地引入新课。
2．“神舟”十号飞船上进行了包括曾被广泛 ( http: / / www.21cnjy.com )关注的细胞“太空婚礼”——动物细胞和植物细胞两项空间细胞融合试验： B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合、黄花烟草原生质体和“革新”一号烟草原生质体的融合两个科学实验，在电融合仪内经过160分钟后，终于获得成功。那动物细胞是如何进行融合的呢？细胞融合有什么样的用途呢？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P53～6 ( http: / / www.21cnjy.com )0有关内容填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2、3。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中的第二种方式之一导出课题。 步骤2：检测自学效果：①课件展示多利克隆过程填充有关内容；②作答【正误判断】并进行校正。 步骤3：多媒体展示动物细胞培养的过程，引导学生总结动物细胞培养的条件、过程，讨论应用，通过【课堂互动探究】探究1归纳，通过例1强化。
步骤6：引导学生以小组合作形式总 ( http: / / www.21cnjy.com )结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。完成【当堂双基达标】及【课后知能检测】。 步骤5：学生回答动物细胞融合的概念和方法，结合教材P58图解说出单克隆抗体生产的原理和过程，通过【课堂互动探究】探究3归纳，学生分析回答例3。 步骤4：多媒体课件展示克隆羊“多利”的生产过程，学生思考回答克隆动物的原理，板书图解动物克隆的过程，通过【课堂互动探究】探究2归纳，学生分析回答例2。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述动物细胞的培养过程及所需条件。2.掌握动物体细胞克隆技术，并关注其伦理问题。3.举例说出细胞融合技术和单克隆抗体技术及应用。 1.动物细胞培养的条件和过程。(重点)2.动物体细胞克隆的过程。(重点)3.单克隆抗体制备的原理和过程。(重难点)
动物细胞工程
1.理论依据：细胞生物学和分子生物学。
2．应用
(1)深入探索并改造生物的遗传特性。
(2)大量培养细胞。
3．技术手段：动物细胞与组织培养、细胞核移植、体细胞克隆、细胞融合、单克隆抗体制备等。
4．基础技术：动物细胞与组织培养。
动物细胞与组织培养
1.概念
(1)材料：取自动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织。
(2)场所：体外，并模拟动物内环境。
(3)条件：无菌、温度适宜和营养充足、pH等。
(4)目的：使动物细胞或组织继续生长、增殖并维持原有结构和功能。
2．过程
(1)动物细胞培养
动物组织单个细胞―→细胞悬液―→含营养液的液体培养皿培养―→形成一层细胞―→转移到新培养液中继续培养。
(2)动物组织培养
动物组织―→
培养瓶
中贴壁
培养
1．动物细胞培养与动物组织培养的区别是什么？
【提示】 两者的区别是是否用胰蛋白酶处理，将动物细胞分散成单个细胞。
3．培养基的类型
(1)天然培养基：主要取自动物血清、动物组织提取液和鸡胚汁等，其特点是营养价值高、成分复杂。
(2)合成培养基：人工配制的，其成分明确，便于控制实验条件，使用时需加入动物血清。
4．培养类型
(1)原代培养
①含义：从供体获取组织或细胞后的初次培养。
②培养代数：10代左右。
③应用：药物测试、基因表达等实验研究。
④特点：细胞的生物学特性未发生很大变化。
(2)传代培养
①含义：将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养。
②原因：在原代培养过程中，由于培养空间的限制、营养物质的消耗等导致细胞生长和增殖减缓。
③培养代数：10～50代左右。
5．应用
主要应用于医药领域，如疫苗生产、药物研制、肿瘤防治等。
2．动物细胞培养如何检测有毒物质毒性的大小？
【提示】 用含有一定浓度有毒物质的细胞培养液和正常细胞培养液同时培养正常细胞，通过对照观察变异细胞的百分数来确定其毒性强弱。
细胞核移植与动物体细胞克隆
1．克隆：指遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。
2．体细胞克隆：将供体体 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞的细胞核与受体去核卵细胞的细胞质进行人工组合，借助于卵细胞的发育能力，经过培养发育成胚胎进而形成个体的技术，其关键是细胞核移植技术。
3．细胞核移植：利用显微操作技术将某种动物细胞的细胞核移入同种或异种动物的去除细胞核的成熟卵细胞内的技术。
4．克隆动物过程
融合的细胞
5．克隆人体器官的过程
干细胞培养 组织或器官
6．克隆技术的意义
在克服动物种间杂交繁殖障碍、创造新物种等方面具有重要的科学意义和潜在的经济价值。
3．在进行动物细胞核移植克隆动物时，常以去核的卵母细胞为受体细胞，为什么？
【提示】 核移植一般选择去核的卵母细胞，因为卵母细胞体积大，易操作，含有促进细胞核全能性表达的物质和营养条件。
细胞融合
1．含义：在一定的条件下将2个或多个细胞融合为一个细胞的过程。
2．结果：形成杂种细胞，如鼠 鸡杂种细胞。
3．促融方法
(1)物理法：如离心、振荡、电场法。
(2)化学法：如聚乙二醇作为诱导剂。
(3)生物法：如仙台病毒作为诱导剂。
4．应用：制备单克隆抗体。
单克隆抗体
1.制备过程
产生特定抗体的杂交细胞
单克隆抗体。
2．杂交瘤细胞的特点：能迅速大量增殖、并能产生专一抗体。
3．单克隆抗体的成分：蛋白质。
4．单克隆抗体的优点：特异性强，纯度高，灵敏度高，产量大等。
5．单克隆抗体应用
(1)用于治疗恶性肿瘤。
(2)治疗免疫系统紊乱引起的疾病。
(3)用于器官移植。
1．动物细胞培养前要用胃蛋白酶处理分散成单个细胞。
(×)
【提示】 不能用胃蛋白酶处理，只能用胰蛋白酶处理，因为胃蛋白酶的适宜pH为1.5左右。
2．动物细胞培养的目的是为了获得动物新个体。(×)
【提示】 培养动物细胞的目的是获得更多的动物细胞。
3．克隆动物的性状与供体细胞动物完全相同。(×)
【提示】 克隆动物的性状绝大部分与供体动物相同，卵细胞的细胞质中含有少量DNA。
4．杂交瘤细胞既有瘤细胞无限增殖的特点又具有B淋巴细胞产生抗体的特点。(√)
动物细胞培养
【问题导思】
①动物细胞培养的条件有哪些？
②动物细胞培养的过程分为哪几步？
1．原理
细胞增殖。
2．培养条件
(1)无菌、无毒的环境：首先应 ( http: / / www.21cnjy.com )保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境，即对培养液和所有的培养用具进行无菌处理。通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。另外，应定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
(2)营养：细胞体外培养所需营 ( http: / / www.21cnjy.com )养物质与体内的环境基本相同。例如，需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。将细胞所需的上述营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时，通常需加入血清、血浆等一些天然成分。
(3)温度和pH：细胞体外培养的适 ( http: / / www.21cnjy.com )宜温度一般与动物的体温相近，哺乳动物多以36.5±0.5 ℃为宜。多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。
(4)气体环境：细胞培养所需气体主要有O ( http: / / www.21cnjy.com )2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。进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
3．过程
(1)原代培养与传代培养的分界点为分瓶的继续培养。
(2)细胞贴壁和接触抑制。悬液中 ( http: / / www.21cnjy.com )分散的细胞贴附在瓶壁上生长，称为贴壁生长。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
4．应用
(1)许多有重要价值的生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等，都可以借助动物细胞的大规模培养来生产。
(2)基因工程技术中常用的受体细胞。
(3)用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性。
(4)培养正常或各种病变的细胞，用于生理、病理、药理等方面的研究，如用于筛选抗癌药物，为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据。
(2013·信阳高二测试)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。
(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置 ( http: / / www.21cnjy.com )于培养瓶中培养，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，通常在合成培养基 ( http: / / www.21cnjy.com )中加入适量血清，其原因是___________________________________。细胞培养应在含5%CO2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， ( http: / / www.21cnjy.com )当乙细胞铺满瓶壁时，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 ( http: / / www.21cnjy.com )取的信息有：(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点， ( http: / / www.21cnjy.com )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
克隆及动物细胞核移植
【问题导思】
①如何从不同层次上理解克隆？
②动物细胞核移植的原理是什么？过程分为哪几步？
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)不同层次的克隆
①分子水平：如DNA复制。
②细胞水平：动物细胞培养。
③个体水平：“多利”羊的诞生。
2．细胞核移植技术的原理及条件
(1)原理：细胞核的全能性。
(2)动物细胞全能性的特点：动物细胞的 ( http: / / www.21cnjy.com )全能性随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到抑制，全能性表达很难，但动物的细胞核内仍含有该种动物的全部遗传基因，具有发育成完整个体的潜能，即动物的细胞核仍具有全能性。
(3)细胞核全能性表达的条件：只靠动物 ( http: / / www.21cnjy.com )的细胞核是不行的，必须提供促使细胞核表达全能性的物质和营养条件，要保证细胞核全能性的表达，去核的卵细胞是最合适的细胞，因为卵细胞体积大、易操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。
3．动物体细胞克隆
(1)克隆动物的一般过程
从图中可以看出，克隆动物的产生不 ( http: / / www.21cnjy.com )同于有性生殖(精子与卵细胞结合后的受精卵发育而成的个体)，它的主要遗传物质来自于供体生物(提供细胞核)，不是来自双亲。故克隆动物的产生属于无性繁殖。
(2)意义：在克服动物种间杂交繁殖障碍、创造新物种等方面具有重要的科学意义和潜在的经济价值。
(3)不足：成功率很低，还有许多技术有待进一步发展和完善。
科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育速度，可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示)。请结合图回答下列相关问题：
(1)在进行细胞培养之前，要对取自转基因奶牛的组织进行分离，形成单个细胞，这个过程中需要利用______酶处理。
(2)用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原因是__________________________________。
(3)在进行原代培养时，细胞增殖的方式是________，此外，细胞增殖还表现出________和细胞接触抑制等特点。
(4)将进行培养的供体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，去掉卵母细胞细胞核的目的是___________________。
(5)重组细胞在培养液中培 ( http: / / www.21cnjy.com )养成的重组胚胎移入受体母牛体内就会生出与供体奶牛遗传物质相同的牛犊，但也不是100%的复制，原因最可能是_________________________。
【审题导析】 (1)认清体细胞克隆动物的步骤。
(2)生物的性状受细胞核控制，同时受环境影响。
【精讲精析】 (1)要使动物组织细胞分离开来常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。
(2)传代10代以内的细胞代谢旺盛，分裂能力强，遗传物质没有发生改变，适于作核移植的供体细胞。
(3)在细胞培养时，细胞以有丝分裂的方式进行增殖，同时表现出贴壁生长和接触抑制现象。
(4)受体卵母细胞要除去细胞核，是为了使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。
(5)生物的性状是细胞核和细胞质共同作用的结果，同时生物的性状还受环境的影响，因此，克隆动物不可能是供体奶牛100%的复制品。
【答案】 (1)胰蛋白
(2)细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质没有发生改变
(3)有丝分裂 细胞贴壁生长
(4)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞
(5)①生物的性状受细胞核和细胞质共同控制；②生物的性状还受环境因素的影响
动物细胞融合与单克隆抗体
【问题导思】
①诱导动物细胞融合的方法有哪些？
②制备单克隆抗体的步骤有哪些？
1．动物细胞融合
(1)动物细胞融合：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。
(2)细胞融合完成的标志是细胞核融合成一个核。
(3)诱导方法：动物细胞融合特有的诱导方式为灭活的病毒处理，其他物理、化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体融合方法相同。
(4)融合结果：在诱导剂的作用下进 ( http: / / www.21cnjy.com )行细胞的诱导融合，在只考虑两个细胞相互融合的情况下，形成的杂种细胞有三种：AA型、BB型、AB型，只有AB型才是我们所需要的杂种细胞，所以需要用选择性培养基进行筛选。
(5)动物细胞融合的意义：克服了远源杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。
2．单克隆抗体的制备
(1)制备过程：
①取材：将特定抗原蛋白反复注射到小鼠的体内，取出小鼠的脾脏，制备B淋巴细胞悬浮液，同时制备骨髓瘤细胞悬浮液。
②细胞融合：用灭活的病毒或PEG诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。
③筛选杂交瘤细胞：用特定的选择培养基筛选出既能迅速大量繁殖，又能产生专一性的抗体的杂交瘤细胞。
④克隆化培养和抗体检测：筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
⑤生产单克隆抗体：体外培养或体内培养杂交瘤细胞。
⑥提取：从培养液或小鼠腹腔中提取单克隆抗体。
(2)单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高、可大量制备。
(3)应用：治疗恶性肿瘤，治疗由免疫系统的紊乱导致的各种疾病。
(2013·连云港高二测试)下图是单克隆抗体制备流程示意图。
(1)______________技术是单克隆抗体技术的基础。
(2)根据培养基的用途分类，图中HAT培养基属于________培养基。
(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性是__________________________。
(4)动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采用____________。
(5)选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的__________的特点，又具备淋巴细胞的________________的特点。
(6)淋巴细胞是由动物体________中的____________细胞分化、发育而来。
(7)杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是________________。
【审题导析】 (1)理解单克隆抗体制备流程的步骤。
(2)理解单克隆抗体制备的原理、淋巴细胞的来源。
【精讲精析】 抗体是由B淋巴 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞分泌的，每一种淋巴细胞只能分泌一种抗体。要想获得大量单一抗体，需要将某一种淋巴细胞大量克隆，但在体外培养的条件下，B淋巴细胞不能无限增殖，而骨髓瘤细胞可以在体外无限增殖。科学家将这两种细胞通过灭活的病毒诱导融合，在特定的选择培养基中筛选出杂交瘤细胞，再将杂交瘤细胞分开培养，从中选育出产生高特异性抗体的细胞进行体外大规模培养，从而获得大量的单克隆抗体。
单克隆抗体与常规抗体相比，特异性强，灵 ( http: / / www.21cnjy.com )敏度高，可被广泛应用到疾病诊断、治疗和预防等方面。淋巴细胞都是由动物骨髓中的造血干细胞分化发育来的。杂交瘤细胞培养过程中需要吸收氨基酸、葡萄糖等营养物质，是通过主动运输进入细胞内的。
【答案】 (1)动物细胞培养 (2)选择 ( http: / / www.21cnjy.com )(3)特异性强，灵敏度高 (4)灭活的病毒 (5)在体外大量增殖 分泌特异性抗体 (6)骨髓 造血干 (7)主动运输(主动吸收)
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．动物细胞培养分原代培养和传代培养，培养时均需用胰蛋白酶对细胞进行分散处理，培养液中通常要添加血清。
2．动物核移植的理论基础是细胞核具有全能性。
3．动物细胞融合也称细胞杂交，其优点是使远源杂交成为可能。
4．经过免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞具备双亲细胞的特点既能增殖又能产生抗体。
5．单克隆抗体的优点是特异性强、纯度高、灵敏度高、产量大、易标准化生产。
1．动物细胞工程技术的基础是( )
A．动物细胞融合
B．胚胎移植技术
C．动物细胞与组织培养
D．细胞核移植
【解析】 动物细胞工程包 ( http: / / www.21cnjy.com )括动物细胞与组织培养、细胞核移植、体细胞克隆、细胞融合、单克隆抗体制备等技术。而选项中的四项技术中，细胞核移植、动物细胞融合、体细胞克隆技术都要借助于动物细胞与组织培养技术才能完成，因此动物细胞工程技术的基础是动物细胞与组织培养。
【答案】 C
2．下列有关体细胞核移植技术的说法，不正确的是
( )
A．体细胞核移植技术在多种动物中获得了成功，成功率非常高
B．克隆技术的各个环节有待于进一步改进
C．大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题
D．克隆动物食品的安全性问题仍然存在争议
【解析】 由于体细胞核移植技术是一项新的技术，对于其原理并不完全清楚，成功率并不高，有许多问题仍待解决。
【答案】 A
3．(2013·大纲全国卷)关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是( )
A．动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同
B．动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
C．烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖
D．动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒
【解析】 植物组织培养不需要用胰蛋白酶，B错误。
【答案】 B
4．利用动物细胞融合技术可以获得杂交瘤细胞，下列针对单个杂交瘤细胞的叙述，不正确的是( )
A．需经筛选过程方可获得
B．具有双亲细胞的遗传物质
C．可分泌多种特异性抗体
D．体外培养条件下可大量繁殖
【解析】 由单个杂交瘤细胞获得的抗体是单克隆抗体，其抗体的种类只有一种而非多种。
【答案】 C
5．下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此完成后面的问题。
(1)容器A中放置的是动物器官或组织，它一般 ( http: / / www.21cnjy.com )取自______________________________________________。
(2)容器A中的动物器官或组织 ( http: / / www.21cnjy.com )首先要进行的处理是________，然后用________酶处理，这是为了使细胞分散开来，目的是_______________________________________。
(3)培养首先在B瓶中进行，瓶中的培养基 ( http: / / www.21cnjy.com )成分有________________________________等。在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这时培养到第__________代，称为__________。
(4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用________处理，然后配制成__________，再分装。
(5)在C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全部死亡，原因是______________。
【解析】 (1)动物细胞培养一般取材于动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织，这些细胞的分裂能力强。
(2)在进行培养时应尽量使细胞分散，便于与培养液充分接触，进行物质交换，使其分散需要用胰蛋白酶处理。
(3)动物细胞培养过程中应尽量使 ( http: / / www.21cnjy.com )培养基成分与体内基本相同，所以需要添加葡萄糖、氨基酸、无机盐、动物血清等。培养的过程分为原代培养和传代培养两个大阶段，当培养到第10代左右，会出现许多细胞衰老死亡现象，这时为原代培养。
(4)到第10代左右需要用胰蛋白酶处理，使细胞分散，从玻璃瓶壁上脱离下来，配制成细胞悬液继续培养。
(5)在C瓶中的培养属于传 ( http: / / www.21cnjy.com )代培养，在传代培养过程中，到50代时，如果有的细胞发生癌变，则会继续增殖；如果细胞均未发生癌变，则所有细胞将死亡。
【答案】 (1)胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织
(2)剪碎组织 胰蛋白 使细胞与培养液充分接触
(3)葡萄糖、氨基酸、无机盐和动物血清 10 原代培养
(4)胰蛋白酶 细胞悬液
(5)细胞没有发生癌变
一、选择题
1．(2013·浙江高考改编)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
实验小鼠皮肤组织皮肤细胞培养细胞1培养细胞2
A．甲过程需要对实验小鼠进行消毒
B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化
C．丙过程得到的细胞大多具有异体核型
D．丁过程得到的细胞具有异体核型
【解析】 进行细胞培养前需要对小鼠进 ( http: / / www.21cnjy.com )行消毒，A正确；进行培养的组织细胞用胰蛋白酶消化分散成单个细胞，B正确：丙过程属于原代培养，细胞的核型稳定，C错误；丁过程属于传代培养，期间部分细胞会出现异体核型，D正确。
【答案】 C
2．(2013·渭南高二模拟)下列各项属于克隆的是( )
A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠DNA分子中
B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内
C．将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
D．将某种瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系
【解析】 A和B属于转基因技术，C是细胞融合技术，D为动物细胞培养。
【答案】 D
3．(多选)将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞融合，可使融合的细胞经培养产生单克隆抗体，其依据是( )
A．B淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖
B．B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体
C．骨髓瘤细胞可以无限增殖，但不能产生抗体
D．骨髓瘤细胞可以产生抗体，但不能无限增殖
【解析】 B项，淋巴细胞无论 ( http: / / www.21cnjy.com )是否与骨髓瘤细胞融合都可产生抗体，因此是错误的。D项，骨髓瘤细胞不能产生抗体，因此是错误的，所以只有A、C两项正确。
【答案】 AC
4．通过细胞工程生产单克隆抗体时，通常要经 ( http: / / www.21cnjy.com )过三次筛选：①选出能产生抗体的B淋巴细胞 ②在特定培养基中筛选杂交瘤细胞 ③选出能产生特定抗体并能大量增殖的细胞群，这三个过程的先后顺序是( )
A．②③① B．①②③
C．①③② D．②①③
【解析】 根据单克隆抗体的制 ( http: / / www.21cnjy.com )备过程，首先是选出能产生抗体的B淋巴细胞——浆细胞，其次是筛选出杂交瘤细胞，最后是筛选出能产生特定抗体并能大量增殖的杂交瘤细胞。
【答案】 B
5．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 ( http: / / www.21cnjy.com )植技术的产物，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
6．(2013·南京高二月考)用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是( )
A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
B．用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
C．用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
D
(教师用书独具)
●课标要求
1．讨论克隆技术的社会意义。
2．搜集通过动物体细胞核移植进行克隆的实例。
●课标解读
1．了解细胞工程的发展。
2．简述细胞工程的基本技术。
3．举例说明细胞工程的应用。
●教学地位
本节通过实例介绍了细胞工程的基本技术和细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞工程的应用，让学生对细胞工程有一个整体的了解，并激发学生的学习兴趣，并为下面两节植物细胞工程和动物细胞工程做好准备。细胞工程的基本技术在生产上应用很广，因此在高考中考查的次数较多，多以选择题的形式考查。
●教法指导
1．本节内容中细胞工程的基本技术和细胞工程 ( http: / / www.21cnjy.com )的应用都是通过实例说明的，因此教学中要通过多媒体课件展示两方面的实例，让学生感受细胞工程的技术和应用的意义，也可让学生通过其他媒体搜集细胞工程技术和应用。
2．采用比较的方法对细胞工程的各项技术进行比较，加深对细胞工程技术的理解。
(教师用书独具)
●新课导入建议
通过课件展示花卉和苗木快速繁殖的工厂化生产 ( http: / / www.21cnjy.com )。以轰动全世界的克隆羊“多利”的诞生及山东曹县五里墩的克隆牛“福福”等的诞生为例，播放它们诞生的流程。通过这些细胞工程的实例引出课题。
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P3 ( http: / / www.21cnjy.com )9～44有关内容，填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】导入新课。 步骤2：尝试作答【课前自主导学】部分的【正误判断】，检查自学效果。 步骤3：学习细胞工程的概念，并让学生与基因工程进行比较，通过【课堂互动探究】探究1进行列表比较，通过例1强化。
步骤7：诵读【结论语句】，尝试构建最优 ( http: / / www.21cnjy.com )知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。完成【当堂双基达标】。 步骤6：通过多媒体展示细胞工程应用的实例，学生总结细胞工程的应用，通过【课堂互动探究】探究3归纳，通过例3强化。 步骤5：通过多媒体展示细胞工程的各项技术，引导学生对细胞工程的各项技术进行比较，通过【课堂互动探究】探究2归纳总结，通过例2强化。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.了解细胞工程的发展。2.简述细胞工程的基本技术。3.举例说明细胞工程的应用。 1.细胞工程的基本技术。(重点)2.农作物的脱毒。(重难点)
细胞工程的发展
1.1907年，哈里森采用盖玻片悬滴培养蛙胚神经组织，开创了动物细胞培养的先河。
2．1937年，高特里特等人几乎同时离体培养了胡萝卜组织，这是首次成功进行的植物细胞与组织培养。
3．1972年，美国卡尔逊等人用硝酸钠作为促融合因子，成功地将2个不同种的烟草细胞原生质体进行融合，获得了世界上第一个体细胞杂交植株。
4．1997年，伊恩·维尔穆特等人利用成年芬兰白面母羊体细胞的细胞核与苏格兰黑面母羊的去核卵细胞首次克隆出绵羊“多利”。
细胞工程的基本技术
1.细胞工程的概念
(1)操作水平：细胞。
(2)条件：体外无菌条件下进行培养、繁殖。
(3)根据所使用技术的不同，细胞工程中可分为植物细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植、染色体工程等。
(4)目的：使细胞某些生物学特性按照人们的意愿发生改变。
(5)结果：改良生物品种、创造新品种和加速繁育生物个体，以及获得某些有用的细胞代谢产物的技术。
2．分类
根据研究对象分为：植物细胞工程、动物细胞工程、微生物细胞工程。
1．细胞工程和基因工程的操作对象有什么不同？
【提示】 细胞工程的操作对象是细胞，基因工程的操作对象是DNA分子。
3．细胞工程的基本技术
(1)植物细胞与组织培养技术：在无 ( http: / / www.21cnjy.com )菌条件下分离植物细胞或组织，将其放在适当的培养基上，给予必要的生长条件，使它们在体外继续生长、增殖与分化，形成新的组织、器官和个体的技术。
(2)细胞融合技术：采用自然或人工 ( http: / / www.21cnjy.com )的方法使2个或多个不同细胞融合为一个细胞的技术。常用的促融合方法有生物法、化学法和物理法等。植物细胞融合前需要用纤维素酶等去除细胞壁。
(3)细胞核移植技术：将一个细胞的细胞核转移到另一个去除细胞核的细胞中，从而使受体细胞获得新的遗传信息，产生新的生命现象的技术。
(4)染色体工程：人们按照一定的设计，有计划地消减、添加或替换同种或异种染色体，从而达到定向改变遗传性状和选育新品种的一种技术。
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。
细胞工程的应用
1.快速培养花卉及濒危植物：利用离体的植物细胞、组织或器官在特定的条件下，通过脱分化、再分化等过程培育新植株，如培育名贵花卉郁金香等。
2．获得无病毒作物：植物分生区附近，如茎尖、根尖，因很少被病毒感染，甚至无病毒，而被用来培育无病毒植株。
3．开发洁净能源减少环境污染：如利用单细胞生物在特定条件下产生的氢气作为燃料。
4．繁殖优良家畜品种及濒危动物。
5．在医疗领域的应用
(1)开发和生产各种疫苗、抗体等生物活性物质。
(2)通过细胞工程培育不同的人体细胞、组织或器官，成为器官移植的新来源等。
细胞工程与其他生物工程的关系
1.细胞工程利用基因工程中的转基因技术实现转基因植物和动物的培养。
2．细胞工程中获得的新细胞株可用于蛋白质工程生产药物或酶制剂。
3．细胞工程为发酵工程提供了稳定的培养对象，以完成生物制品的规模化生产。
1．植物组织培养的过程不需在无菌条件下进行。(×)
【提示】 植物组织培养需要在无菌条件下进行，防止杂菌污染导致培养物迅速死亡。
2．植物体细胞融合的最终目的是产生杂种植株。(√)
3．染色体工程使生物的遗传性状发生的变异属于基因重组。(×)
【提示】 属于染色体变异。
4．植物组织培养产生的新个体能保持亲代的优良性状。(√)
细胞工程与基因工程的比较
【问题导思】
①基因工程和细胞工程的操作水平、技术方法有什么不同？
②基因工程和细胞工程的相同点是什么？
细胞工程 基因工程
不同点 操作水平 细胞或细胞器水平 DNA分子水平
技术方法 细胞融合、细胞培养、细胞核移植、染色体工程 体外对基因“剪切”和“拼接”等方法
实施目的 培育新品种或新物种，及获得细胞代谢产物 改良生物品种，获得人类需要的基因产物
相同点 两者都可以定向改变生物体内的遗传物质，从而使人们获得基因产物或生物新品种，在育种上都能打破物种间的界限
细胞工程与基因工程相比，下列叙述错误的是
( )
A．细胞工程是在细胞或细胞器水平上进行的操作，而基因工程则是在分子水平上进行的操作
B．细胞工程与基因工程都属于人为操作
C．两者所造成的改变均是按人的意愿来进行的
D．两者目前都能较为容易地实现人们的意愿
【审题导析】 比较基因工程和细胞工程的操作水平、实施目的、技术方法等内容。
【精讲精析】 基因工程和细胞工程虽然都取得了很大的研究和应用成就，但是还没有达到较为容易实现的程度。
【答案】 D
细胞工程基本技术的比较
【问题导思】
①细胞工程的基本技术有哪些？
②细胞工程技术的手段有哪些？
概念 条件(手段) 结果
细胞融合技术 是采用自然或人工的方法，使2个或多个不同细胞融合为一个细胞的技术 促融合因子、植物细胞融合前需用纤维素酶等去除细胞壁 形成杂种细胞
细胞核移植技术 是将一个细胞的细胞核转移到另一个去除细胞核的细胞中，使受体细胞获得新的遗传信息，产生新的生命现象的技术 显微操作仪 重组形成新细胞
染色体工程 是人们按照一定的设计，有计划地消减、添加或替换同种或异种染色体，达到定向改变遗传性状和选育新品种的一种技术 消减、添加或替换染色体 定向改变遗传性状和培育新品种
不同融合方法的比较
不同融合方法的目的是相同的，都是要获得融合的细胞；不同融合方法所依据的原理也是相同的，即都依据细胞膜所具有的流动性。
类型区别 生物法 化学法 物理法
诱导剂(方法) 疱疹病毒、仙台病毒、天花病毒、腮腺炎病毒等 聚乙二醇、高浓度钙离子等 电场
常用方法 灭活的仙台病毒诱导 聚乙二醇诱导 电场诱导
优点 易培养，对各种动物细胞都适宜，融合率高 使用方便，诱导细胞融合频率高 频率高，对细胞无毒害，操作简便，可重复性好
(2013·平顶山高二月考)下列不属于细胞工程技术的是( )
A．利用植物体细胞杂交技术获得多倍体植物
B．利用体细胞融合技术生产单克隆抗体
C．通过大规模的细胞培养生产紫杉醇抗癌
D．利用细菌的连续培养技术生产谷氨酸
【审题导析】 (1)明确细胞工程的基本技术。
(2)知道细胞工程与发酵工程的区别与联系。
【精讲精析】
选项 分析判断
A 利用植物体细胞杂交技术获得多倍体植物属于细胞融合技术
B 利用体细胞融合技术生产单克隆抗体属于细胞融合技术
C 通过大规模细胞培养生产紫杉醇属于植物细胞培养
D 利用细菌的连续培养技术生产谷氨酸属于发酵工程，不属于细胞工程技术
【答案】 D
细胞工程的应用
【问题导思】
①细胞工程都有哪些方面的应用？
②举例说明细胞工程在生物育种上的应用。
1．快速培养花卉及濒危植物
利用离体的植物细胞、组织或器官在特定的条件下，通过脱分化、再分化等过程培育新植株。
(1)利用的技术：植物细胞与组织培养。
(2)过程：离体的植物细胞、组织或器官愈伤组织根、芽―→植物体。
2．获得无病毒作物
植物分生区附近，如茎尖、根尖，因很少被病毒感染，甚至无病毒，而被用来培育无病毒植株。
3．开发洁净能源减少环境污染
利用细胞工程产氢技术，将蓝藻、绿藻、光合细菌 ( http: / / www.21cnjy.com )等单细胞生物在特定的条件下产生的氢气作为燃料，是开发洁净新能源的途径之一，对减轻环境污染具有重要意义。
4．繁殖优良家畜品种及濒危动物
(1)利用的技术：体细胞克隆技术。
(2)意义：在快速繁殖具有优良性状的畜牧新品种、濒临灭绝的珍贵动物的种族繁衍等方面具有重大意义。
(2012·无锡高二检测)如图所示为农作物新品种的育种方式，请据图回答下列问题。
(1)图示育种方式涉及的生物工程技术有：_______、_________、_________。
(2)⑤过程中常用的载体是 ( http: / / www.21cnjy.com )__________；⑤过程表示的基因操作步骤是__________________________________。
(3)上述育种与传统杂交 ( http: / / www.21cnjy.com )育种相比，突出优点是__________________________________________________。
【审题导析】 图示提供的解题的关键信息为：①②③④过程为体细胞杂交育种；⑤②③④过程为基因工程育种。
【精讲精析】 (1)图中⑤过程涉及基因工程，①过程为植物体细胞杂交，两者都需要植物细胞与组织培养技术的支持。
(2)基因工程中的载体为质粒，⑤过程是转化受体细胞。
(3)不管是基因工程育种还是植物体细胞杂交育种，都会打破物种的界限——生殖隔离，实现生物性状的定向改变。
【答案】 (1)基因工程 植物细胞与组织培养 植物体细胞杂交(细胞融合)
(2)质粒 转化受体细胞
(3)打破生殖隔离、克服了远源杂交不亲和的障碍
1．植物组织培养的细胞或组织是离体的细胞或组织，其来源有：体细胞、生殖细胞(如花粉)、融合成的杂种细胞或通过基因工程改造后的细胞等。
2．由于植物组织培养的目的和条件不同，培养的结果可是愈伤组织细胞、分化成的球状胚或完整的植物体。
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．植物组织培养和细胞核移植技术的生物学原理是细胞全能性。
2．细胞融合技术依据的生物学原理是细胞膜的流动性。
3．细胞工程技术实现了不同物种间杂交，形成了前所未有的新杂交物种。
4．植物组织培养成功的关键是避免微生物污染，因此应在无菌条件下进行。
1．(2013·江苏高考)某种极具观赏 ( http: / / www.21cnjy.com )价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的是( )
A．利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗
B．采用花粉粒组织培养获得单倍体苗
C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上
D．采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养
【解析】 茎段扦插、幼芽嫁接、植物组织 ( http: / / www.21cnjy.com )培养都是无性繁殖，可以大量快速得到与原有性状相同的个体，A、C、D均可选用，采用花粉粒离体培养可获得单倍体幼苗，但由于花粉粒为雄配子，发育来的单倍体植株会发生性状分离，不能保持亲代的优良性状，B错误。
【答案】 B
2．(2013·连云港高二检测)下列属于植物组织培养的是( )
A．花粉培养成单倍体植株
B．芽发育成枝条
C．根尖分生区发育成成熟区
D．未受精的卵发育成植株
【解析】 植物组织培养是指离体的植 ( http: / / www.21cnjy.com )物器官、组织或细胞经脱分化、再分化形成完整植物体的过程。花粉能培养成单倍体植株，是在一定条件下离体形成的；芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区，是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分；未受精的卵发育成植株，不是在人工培养的情况下进行，而是在母体的调控下完成。
【答案】 A
3．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2个或多个不同细胞融合为一个细胞
B．在促融合因子的作用下，仅仅使细胞核发生融合
C．常用的促融合因子有电场、聚乙二醇等
D．在植物细胞融合前需用纤维素酶等去除细胞壁
【解析】 在促融合因子的作用下，细胞之间的质膜发生粘连、融合，细胞质发生融合，进而发生核融合，形成杂种细胞。
【答案】 B
4．(多选)下列生物工程技术的应用中属于细胞工程的是( )
A．利用茎尖培养获得脱毒马铃薯
B．通过体细胞克隆技术培育出克隆牛
C．含有人胰岛素基因的大肠杆菌生产胰岛素
D．将某人的肝癌细胞在实验室中繁殖为一个细胞系
【解析】 含有人胰岛素基因的大肠杆菌是转基因生物，属基因工程育种的结果。而试管动物、克隆技术、细胞培养都是在细胞水平上操作的生物工程技术。
【答案】 ABD
5．(2013·仙桃高二检测)“白菜—甘 ( http: / / www.21cnjy.com )蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期短、耐热性强和易储藏等优点。如图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图，请回答下列问题。
(1)过程①应使用______________酶。
(2)过程②常用的化学试剂是______________。
(3)过程④的细胞分裂方式为______________。
(4)通常情况下，白菜和甘蓝不能杂交成功，原因是________________，上述方法克服了________________的障碍。
【解析】 过程①是去除细胞壁的过程， ( http: / / www.21cnjy.com )常用的方法是酶解法；用诱导剂诱导细胞融合，进而用组织培养法可获得杂种植株。由于白菜、甘蓝为不同物种，存在生殖隔离，利用上述方法可克服远源杂交不亲和的难题。
【答案】 (1)纤维素酶和果胶 (2)聚乙二醇
(3)有丝分裂 (4)存在生殖隔离 远源杂交不亲和
一、选择题
1．(2012·广东高考)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是( )
A．组织培养 B．细胞杂交
C．显微注射 D．核移植
【解析】 培育草莓脱毒苗是利用草莓的茎 ( http: / / www.21cnjy.com )尖分生组织细胞几乎不带病毒的特点，进行植物组织培养形成无毒种苗的过程，A项正确。植物体细胞杂交是将不同种的植物体细胞在一定条件下融合成杂种细胞，培育成新的植物体的技术；显微注射是将目的基因导入动物细胞的方法；细胞核移植用于获得克隆动物，B、C、D项错误。
【答案】 A
2．百合利用它的球茎进行无性繁 ( http: / / www.21cnjy.com )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
3．(多选)细胞融合技术中常用的促融合方法有( )
A．病毒诱导融合法
B．电场诱导融合法
C．秋水仙素处理
D．聚乙二醇诱导融合法
【解析】 秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成。
【答案】 ABD
4．关于培育脱毒植物的说法，不正确的是( )
A．应该选用植物根部成熟区的细胞进行组织培养
B．应该选取植物体分生区细胞进行组织培养
C．用马铃薯和草莓等植物的脱毒苗进行繁殖，种植的作物就不会或极少感染病毒
D．脱毒植物比未经脱毒的植物品质好、产量高
【解析】 因为植物根部成熟区的细胞很可能含有一些病毒，故用其培育不出一定不含病毒的植物。
【答案】 A
5．(2013·仙桃高二检测)下列四项中，没有采用植物细胞与组织培养技术的一项是( )
A．利用花药离体培养得到单倍体植株
B．用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株
C．利用基因工程培育的抗虫棉
D．利用细胞工程培育的“番茄—马铃薯”杂种植株
【解析】 花药的离体培养是单倍体育种的 ( http: / / www.21cnjy.com )一项基础技术，其基本原理就是组织培养。利用基因工程培育抗虫棉和利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株的过程中，都必须经过组织培养才能形成完整植株。而利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株，没有利用细胞和组织培养技术。
【答案】 B
6．将植物的茎尖、叶片、茎段、花药等，在无 ( http: / / www.21cnjy.com )菌的条件下，培养在人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株。这种技术不仅可以用来培育新品种，而且还可以快速繁殖植物及防止植物病毒的危害。下列关于这种技术的叙述正确的是( )
①这种技术利用了植物细胞的全能性
②这种技术叫做植物细胞与组织培养，可以克隆生物体
③这种技术属于植物细胞工程的应用领域之一
④这种技术属于无性繁殖
A．① B．①②
C．①②③ D．①②③④
【解析】 将植物的茎尖、叶片 ( http: / / www.21cnjy.com )、茎段、花药等在无菌的条件下培养成完整的植株，属于无性繁殖，利用的原理是植物细胞的全能性，技术手段主要是植物细胞与组织培养技术。
【答案】 D
7．某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分 ( http: / / www.21cnjy.com )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与组织进行离体培养，发育成完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的( )
A．茎尖 B．子房壁
C．叶片 D．花粉粒
【解析】 花粉粒的离体培养是单倍体育种通常采用的方法，单倍体植株是变异的类型，性状会自然分离。
【答案】 D
8．(2012·厦门高二检测)基因型为Aa与基因型为Bb的动物体细胞混合，用灭活的仙台病毒处理后，不可能获得下列哪种基因型的细胞( )
A．AAAaaa B．AaBb
C．Aabb D．AaBBbb
【解析】 只考虑两个细胞之间的融合，将 ( http: / / www.21cnjy.com )会有三种细胞融合情况出现：Aa与Aa形成AAaa，Bb与Bb形成BBbb，Aa与Bb形成AaBb；若考虑三个细胞之间的融合，A选项是由三个Aa融合形成，D选项由一个Aa与两个Bb融合形成。
【答案】 C
9．(2013·徐州高二月考)以下四种细胞工程技术中，培养出的新个体不能同时具有两个亲本遗传性状的是( )
A．细胞融合 B．细胞与组织培养
C．细胞核移植 D．染色体工程
【解析】 本题比较了四种细胞工程技术。细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞融合可以实现两个同种或异种细胞融合，具有双亲的遗传性状；细胞核移植可使一个亲本的细胞核遗传物质和另一个亲本细胞质遗传物质重新组合在一个细胞中，具有了两个亲本的遗传性状；染色体工程中添加异种染色体时，可具有两个亲本的遗传性状；细胞与组织培养是利用体细胞进行无性繁殖的技术，所以不具备双亲的遗传性状。
【答案】 B
10．(多选)在2010年1月，广州—东莞首 ( http: / / www.21cnjy.com )届国际小型猪学术论坛上透露出最新消息：新型带有荧光标记的转基因克隆猪诞生，标志着广东转基因技术接近世界先进水平。在转基因克隆猪的培育过程中应用的技术包括( )
A．细胞培养技术 B．细胞核移植
C．细胞融合技术 D．基因工程技术
【解析】 本题考查转基因克隆猪产生的 ( http: / / www.21cnjy.com )过程。将带有荧光标记的基因导入猪体细胞，体外进行细胞培养得到大量的供体细胞，然后取其细胞核进行核移植，得到重组卵细胞。融合后的卵细胞经过体外细胞培养形成早期胚胎。然后把这个胚胎移植到代孕动物子宫中，这个过程利用了胚胎移植技术。胚胎就在代孕动物子宫内发育成熟，产下新型带有荧光标记的转基因克隆猪，该过程没有涉及细胞融合技术。
【答案】 ABD
二、非选择题
11．植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如图所示，回答相应的问题：
(1)这个实验中用到的培养基和器械都要 ( http: / / www.21cnjy.com )进行彻底__________，这是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)目前，兰花、香蕉等植物的生产 ( http: / / www.21cnjy.com )都是通过植物细胞与组织培养技术来提供试管苗，其优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)为了获得脱毒植株，外植体往往取自 ( http: / / www.21cnjy.com )植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
研究人员研究了茎尖外植体大 ( http: / / www.21cnjy.com )小对苗的成活率和脱毒率的影响，实验结果如下图：实验结果表明，茎尖越小，______________，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为________。
【答案】 (1)消毒或灭菌 培养基中含有丰 ( http: / / www.21cnjy.com )富的营养成分，如果带入杂菌，这些杂菌会迅速繁殖和生长，争夺营养和产生有害物质，导致培养的组织细胞死亡
(2)不仅可以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)这些部位很少受到病毒等病原体的侵害 脱毒率越高，成苗率越低 0.27 mm
12．中科院上海生理与生态研究所为“神舟”四 ( http: / / www.21cnjy.com )号上一批特殊“新人”——烟草细胞举办了特殊的“婚礼”。将两个“新人”放入融合室中，当充满液体的融合室中加入直流电场，两个原本相互游离的细胞一下子就贴到了一起，开始“窃窃私语”。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出了小孔，透过这微小的通道，两股细胞质展开了“心灵的沟通”。渐渐地，细胞核也扭捏着“亲热”起来，20 min 后，两细胞已是你中有我，我中有你，一个新的生命就这样诞生了。
地面实验结果显示：用于融合的两个“新人”，一 ( http: / / www.21cnjy.com )号开的是粉花，二号开的是黄花。融合后的细胞再生植株开的是黄花，但性状却和一号相同(称一号性状，另一个称二号性状)。
(1)由于细胞的密度不同，因 ( http: / / www.21cnjy.com )此在地面上细胞配对融合非常困难。从理论上讲，在太空中细胞融合更容易，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在“细胞婚礼”举行前，必须对“新人” ( http: / / www.21cnjy.com )进行特殊处理，方法是________________________________________________________________________。
在显微镜下观察，“新人”的细胞膜融合在 ( http: / / www.21cnjy.com )一起，细胞呈圆球状，这是因为________________________________________________________________________。
(3)粉花和黄花、一号性状和二号性状属于________，一号性状属于________。
(4)从染色体组成看，再生植株属于________体。
【解析】 (1)植物细胞融合的原理 ( http: / / www.21cnjy.com )是细胞膜的流动性，即膜上分子运动，因此，在地面实验室中融合，因受到重力的影响，分子运动的方向、速度等都受到限制。
(2)植物细胞融合的实质是原生质体的融合，而细胞壁阻碍了这一过程，因此实验中必须利用纤维素酶、果胶酶等处理细胞，以除去细胞壁。
(3)同种生物同一性状的不同表现 ( http: / / www.21cnjy.com )称为相对性状，融合后的杂种植物细胞中具有两种性状的相关基因，而表现出来的却为一号性状，因此可以判断控制一号性状的基因在细胞中为显性基因。
【答案】 (1)在微重力的条件下，重力的沉降现象消失了
(2)用纤维素酶、果胶酶等除去细胞壁 没有细胞壁，细胞膜具有流动性
(3)相对性状 显性性状 (4)多倍
第二节植物细胞工程
(教师用书独具)
●课标要求
简述植物的组织培养。
●课标解读
1．举例说明植物组织培养的原理、过程及应用。
2．对比植物组织培养，简述植物细胞培养的过程及应用。
3．举例说出植物体细胞杂交过程及应用。
●教学地位
植物组织培养技术解决了人类生存的关键问 ( http: / / www.21cnjy.com )题(粮食问题)，为人类创造了巨大的财富。植物克隆的技术基础“植物的细胞和组织培养”及理论基础“植物细胞的全能性”为近年高考的重点，常以模式图、流程图或选择题的形式考查。
●教法指导
1．细胞的全能性是植物组织培养的理 ( http: / / www.21cnjy.com )论基础。可采取先由学生去阅读教材P45有关内容，课件展示几个层层深入的问题，如“什么是细胞的全能性”、“为什么细胞具有全能性”、“全能性的体现”、“植物全能性实现的条件”等。由学生分组进行讨论，通过小组互评方式总结问题的答案。
2．组织培养是植物细胞工程的技术基础 ( http: / / www.21cnjy.com )，可先由课件展示胡萝卜的形成层细胞离体进行组织培养的流程，学生归纳基本程序，同时给予校正，并对两个关键环节“脱分化、再分化”进行重点剖析。
3．通过与植物组织培养比较的方法学习植物细胞培养，并让学生总结两项技术的相同点和不同点。
4．先通过课件演示植物体细胞杂交的过程，思考各个过程的原理和方法。
(教师用书独具)
●新课导入建议
上节课展示了花卉和苗木快速繁殖的工厂化生产，花卉和苗木快速繁殖需要怎样操作？经过怎样的过程？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P45～52，有 ( http: / / www.21cnjy.com )关内容，填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】导入新课。 步骤2：尝试作答【课前自主导学】部分的【正误判断】，检查自学效果。 步骤3：学生讨论回答细胞全能性的概念、原因、细胞表现全能性的条件，通过【课堂互动探究】探究1归纳总结，通过例1强化。
步骤6：诵读【结论语句】 ( http: / / www.21cnjy.com )，尝试构建最优知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。完成【当堂双基达标】。 步骤5：展示植物体细胞杂交过程后，学生回答植物细胞杂交过程，每一步的的原理、方法，通过【课堂互动探究】探究3归纳总结，通过例3加深理解。 步骤4：学习教材P45，学生总结植物组织培养的过程，引导学生讨论人工种子和天然种子的不同。学生回答植物细胞培养与植物组织培养的异同，通过【课堂互动探究】探究2归纳总结，通过例2强化提高。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.举例说明植物组织培养的原理、过程及应用。2.对比植物组织培养，简述植物细胞培养的过程及应用。3.举例说出植物体细胞杂交过程及应用。 1.植物细胞的全能性。(重点)2.植物组织培养的过程。(重难点)3.植物体细胞杂交的过程。(重难点)
植物组织培养
1.植物细胞的全能性
(1)全能性：已分化的细胞都具有发育成为一个新的生物个体的潜能。
(2)原因：几乎每一个细胞内都含有该物种的全套遗传物质。
(3)证据：植物的体细胞在适宜的条件下可培育成完整的正常植株。
2．植物组织培养
(1)原理：细胞的全能性。
(2)材料：植株的茎尖、根尖、叶片和花药等。
(3)过程
器官 原生质体 已经分化 愈伤组织
结构和功能 旺盛分裂 薄壁细胞 诱导分化 胚芽
1．诱导愈伤组织分化时需要的植物激素主要有哪些？
【提示】 生长素和细胞分裂素。
3．人工种子：胚状体外包裹人工胚乳和人工种皮制成。
(1)结构
人工种皮 海藻酸钠 人工胚乳 碳水化合物 微胶囊
(2)优点：①不受环境因素的制约；②繁殖速度快；③有利于保存该种系的优良性状。
(3)应用：在濒危植物保护、经济植物快速繁殖等方面具有广阔的应用前景。
植物细胞培养
1.细胞来源：组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织。
2．培养方法：在液体培养基中进行悬浮培养。
3．培养结果：通过继代培养获得大量细胞群体。
4．培养目的：获得人类所需的细胞次生代谢产物。
5．培养过程：筛选细胞―→获得次生代谢产物含量高、生长迅速的单细胞无性繁殖系―→扩大培养―→发酵生产―→次生代谢产物分离纯化。
6．优点
(1)可大量生产具有生理活性的次生代谢产物。
(2)生产过程快速、高效，而且不受季节、外部环境等条件的限制。
2．植物细胞培养与植物组织培养有何区别？
【提示】 培养目的不同，植物组织培养的目的是得到更多的组织和植物体，植物细胞培养的目的是为了获得人类所需的细胞次生代谢产物。
植物细胞工程与育种
1.植物原生质体培养与体细胞杂交
(1)原生质体：指去除植物细胞壁后获得的裸露的植物细胞结构等。
(2)原生质体的来源：
①各种植物的叶片、根尖等部位。
②从组织培养产生的愈伤组织中获得。
(3)制备原生质体的方法：利用纤维素酶、果胶酶等去除细胞壁，然后再用低速离心或采用相对密度漂浮法分离纯化并鉴定其活性。
(4)原生质体的用途：
①用于细胞培养或体细胞杂交。
②用于细胞工程的诱导融合、遗传操作。因为原生质体能摄入DNA、质粒、病毒、细菌、细胞器等外源物质。
(5)植物体细胞杂交过程：
不同来源植物细胞不同细胞原生质体融合的原生质体杂种细胞愈伤组织杂种植株。
(6)实例：白菜—甘蓝品种的获得。
2．单倍体诱导与利用
(1)过程：花粉单倍体胚或愈伤组织花粉植株纯合的二倍体植株。
(2)优点：缩短育种周期、获得纯系等。
1．植物的种子发育成完整植株体现了细胞的全能性。
(×)
【提示】 因为种子中的胚已完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，没有体现细胞发育成完整植物体。
2．植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性。(√)
3．人工种子与天然种子繁殖的方式相同。(×)
【提示】 天然种子是有性繁殖，人工种子是无性繁殖。
4．植物细胞培养的目的是为了得到植物新个体。(×)
【提示】 植物细胞培养的目的是为了获得细胞的次生代谢产物。
5．两种细胞的原生质体融合后形成的融合细胞只有一种。(×)
【提示】 只考虑两两融合的情况，会产生AA、BB、AB三种类型的融合细胞。
6．单倍体育种即是通过花药的离体培养形成新品种的过程。(×)
【提示】 花药培养形成的植株是单倍体，高度不育，需经秋水仙素处理形成二倍体或多倍体才形成可育的新品种。
细胞的全能性
【问题导思】
①如何判断一种生命现象是否体现了细胞的全能性？
②细胞的全能性表达需要哪些条件？
1．细胞全能性的原因(物质基础)
生物体的每个细胞都含有该物种所特有 ( http: / / www.21cnjy.com )的全套遗传信息，都有发育成为个体所需要的全部基因。从理论上来说，一个染色体组中含有发育成该物种的个体所需的全部基因。
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：分化程度低的＞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。
3．实现细胞全能性的条件
材 料 离体的细胞、组织或器官
营养条件 种类齐全、比例合适的营养物质
激素条件 常用的有生长素和细胞分裂素，如2,4 D、萘乙酸、吲哚乙酸和吲哚丁酸等，用于诱导细胞的分裂和根的分化。
环境条件 ①无菌操作；②光照；③适宜温度
离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时，需避光处理。愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理。
(多选)(2012·江苏高考)下列事实能体现细胞全能性的是( )
A．棉花根尖细胞经诱导形成幼苗
B．单细胞的DNA在体外大量扩增
C．动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体
D．小鼠体细胞经诱导培育成小鼠
【审题导析】 证明细胞全能性的实例必须满足三个条件：起点：高度分化的细胞；终点：形成完整的个体；外部条件：离体、营养物质。
【精讲精析】 细胞全能性 ( http: / / www.21cnjy.com )是指已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，所以判断是否体现细胞全能性的依据是看其能否发育成完整个体，选项中只有A、D项符合。B项DNA的扩增和C项杂交瘤细胞的培养分别属于分子和细胞水平上的克隆，不能体现细胞全能性。
【答案】 AD
植物组织培养与植物细胞培养的比较
【问题导思】
①植物组织培养与植物细胞培养的区别是什么？
②植物组织培养与植物细胞培养有什么关系？
植物组织培养 植物细胞培养
利用原理 细胞全能性 细胞增殖
培养基 固体培养基 液体培养基
培养对象 离体的植物器官、组织、细胞或原生质体 由愈伤组织分散得到的悬浮细胞
培养过程 外植体→脱分化→再分化→芽、根→植物幼苗 愈伤组织→分散成悬浮细胞→继代培养→细胞次生代谢产物
培养目的 植物幼苗 细胞的次生代谢产物
二者关系 细胞植物培养是在植物组织培养技术的基础上发展起来的；它们都属于植物细胞工程的范畴
植物组织培养中的脱分化、再分化过程的比较
过程名称 过程 形成体特点 条件
脱分化 由离体细胞发育成为愈伤组织 排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团 ①离体；②提供营养物质(有机物、无机物)；③提供激素(生长素、细胞分裂素等)；④提供其他适宜条件(温度、无菌)
再分化 由愈伤组织发育成为丛芽或胚状体 有根、芽或有生根发芽的能力
(2013·漯河高二月考)下图是植物组织培养的简图。请据此回答：
①②③―→④
(1)①表示______________________，它能被培养成为④的根本原因是________________________。
(2)③→④过程需要光照，原因是____________________________。
(3)若想培育作物脱毒苗，①常选用植物的__________；若想制作人工种子，应该选用__________(填编号)。
(4)若①是花粉，则④是__________，这项技术可用在________(填育种方法)上。
(5)若①是胡萝卜根尖细胞，则培养 ( http: / / www.21cnjy.com )成的④的叶片颜色是________，这说明了根尖细胞____________，与叶肉细胞相比，④的根细胞没有叶绿素，这是________________的结果。
(6)紫草素是紫草的细胞产物，可用于制造治疗烫伤、割伤的药物，若用此项技术生产紫草素，培养将进行到________(填编号)。
【审题导析】 (1)求解识图作答题的第一步是识图，识别出图中的结构和过程，然后再结合图形，根据所学知识逐项分析回答。
(2)根据图解，图中①、②、③、④分别表示离体的植物器官、组织或细胞(外植体)、愈伤组织、丛芽或胚状体、幼苗。
【精讲精析】 (1)由于细胞具有 ( http: / / www.21cnjy.com )全能性，所以①能被培养成为④。(2)③→④过程是叶等器官分化形成的过程，叶绿素的形成需要光照条件。(3)若想培育作物脱毒苗，需要选用无毒的外植体，植物茎尖的分生组织具有旺盛的分裂能力，没有病毒入侵；若想制作人工种子，应该选用③。(4)花粉离体培养获得的是单倍体植株，单倍体植株可用于单倍体育种。(5)根细胞具有发育成为完整个体所必需的全部基因，所以根细胞培养成的④的叶片是绿色的，由于基因的选择性表达，④的根细胞没有叶绿素。(6)愈伤组织能大量产生细胞产物，用组织培养技术生产紫草素应将培养进行到愈伤组织阶段。
【答案】 (1)离体的植物器官、组 ( http: / / www.21cnjy.com )织或细胞 细胞中含有发育成为完整个体所必需的全部遗传信息(全能性) (2)芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件 (3)茎尖 ③ (4)单倍体 单倍体育种 (5)绿色 具有全能性 基因选择性表达 (6)②
利用植物体细胞杂交培育新品种
【问题导思】
①利用植物体细胞杂交培育新品种的原理是什么？
②利用植物体细胞杂交培育新品种的操作包括哪些步骤？
1．概念
植物体细胞杂交就是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．原理
原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性。将杂种细胞培育成杂种植株是组织培养的过程，依赖于植物细胞的全能性。
3．过程
植物体细胞杂交其过程可概括 ( http: / / www.21cnjy.com )为四步：第一步，去除细胞壁。因为要获得的必须是有活力的原生质体，所以常用酶解法(纤维素酶和果胶酶)。第二步，诱导原生质体融合，这是关键环节。人工诱导的方法可分为物理法和化学法两大类。物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导细胞融合。第三步，由杂种细胞再生出新细胞壁。第四步，进行植物组织培养，得到杂种植株。
4．实质
植物体细胞杂交的实质就是两个不 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
1．植物体细胞杂交完成的标志是新细胞壁的形成。
2．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。
3．植物体细胞杂交过程仍以植物组织培养为前提，通过植物组织培养完成杂种植株的培育过程。
下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答：
(1)在“番茄—马铃薯”的培育过程中，主要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 ( http: / / www.21cnjy.com )育种的理想材料，理由是_________________________________________________。
(4)不同物种生物之间存 ( http: / / www.21cnjy.com )在着天然的__________，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源杂交不亲和的障碍。
(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。
【审题导析】 (1)番茄—马铃薯的培养过程包括去除细胞壁、促融和杂种细胞的培养。
(2)原生质体的融合利用了膜的流动性，杂种细胞培养成杂种植物利用了细胞的全能性。
【精讲精析】 (1)要形成番茄—马铃薯杂交植株，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。
(2)植物体细胞杂交时，首先要用酶解 ( http: / / www.21cnjy.com )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)。(3)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，可施予一些诱导因素，使其发生更多的变异。(4)自然条件下，物种之间存在生殖隔离。(5)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，可分别诱导根或芽的分化。
【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生状态，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)
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．细胞的全能性是指构成生物体的每个细胞都具有发育成一个新的生物个体的潜能。
2．植物细胞工程的技术基础是植物组织培养。
3．细胞全能性与分化程度有关，一般是受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞。
4．植物组织培养中植物激素是启动细胞分裂、分化的关键因素。
5．植物组织培养中常用的植物激素是生长素和细胞分裂素。
1．植物细胞表现出全能性的必要条件是( )
A．给予适宜的营养和外界条件
B．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
【解析】 高度分化的植物细胞的全能性只 ( http: / / www.21cnjy.com )有在离开母体后才能表现出来。成熟筛管的细胞无细胞核。导入其他植物细胞的基因属于基因工程，与细胞的全能性没有必然的联系。
【答案】 C
2．(多选)(2012·苏州高二检测)将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中一定需要的是( )
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．导入目的基因
【解析】 在进行植物组织培养时不需要导入目的基因。
【答案】 ABC
3．(2013·重庆高考)某兴趣小组拟用 ( http: / / www.21cnjy.com )组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述，错误的是( )
A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害
B．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞
C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控
D．生根时，培养基通常应含α 萘乙酸等生长素类调节剂
【解析】 消毒剂的使用既要杀死表面微生 ( http: / / www.21cnjy.com )物，又要防止伤害组织细胞，影响组织培养，A项正确；植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合，带有细胞壁的愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞，B项错误；出芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的选择性表达，C项正确；α 萘乙酸为生长素类似物，可诱导愈伤组织生根，D项正确。
【答案】 B
4．(2013·淮安高二检测)下列有关植物体细胞杂交的叙述，不正确的是( )
A．用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体
B．诱导两种植物的原生质体融合，进而形成杂种细胞
C．植物体细胞杂交的最终目的是获得细胞代谢产物
D．植物体细胞杂交技术可以克服不同物种间杂交不亲和的障碍
【解析】 植物体细胞杂交的最终目的是获得杂种植株，克服不同物种间的杂交育种障碍。
【答案】 C
5．美国科学家将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成了完整的新植株。过程图解如下，回答与之有关的问题：
(1)科学家所用的这种生物技术叫做____________。依据的理论基础是植物细胞具有________性。②过程称为________，③过程称为________，C经________________形成D。
(2)通过②过程产生的愈伤组织 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞与根的韧皮部细胞在染色体的数目上是否相同？________；染色体上所含的遗传物质是否相同？________；细胞的形态结构是否相同？________。
(3)在培养过程中，除了提供水分、 ( http: / / www.21cnjy.com )无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，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________。
(4)从育种的角度来看，植物组织培养与有性繁殖相比，优势主要有(列举两条) ______________________________。
【解析】 题图展示了一个植物 ( http: / / www.21cnjy.com )组织培养的过程，培养的过程中经过脱分化和再分化，再分化过程中有细胞分裂和细胞分化。在整个培养过程中细胞的分裂方式都是有丝分裂。因此，愈伤组织细胞与根的韧皮部细胞在染色体数目上是相同的，但由于基因的选择性表达，不同组织细胞的形态结构不同。在培养的整个过程中除了适宜的物质条件外，还必须保证无菌。植物组织培养具有保持母本的性状，培养周期短，繁殖效率高，能培育无病毒植株等优点。
【答案】 (1)植物组织培养 全能 脱分化 ( http: / / www.21cnjy.com )再分化 细胞分裂和细胞分化 (2)相同 相同 不同 (3)植物激素(或植物激素类似物) 无菌 (4)能保持母本的性状；培养周期短，繁殖效率高；能培育无病毒植株(列出两条即可)
一、选择题
1．细胞具有全能性的原因是( )
A．体细胞具有发育成完整个体的潜能
B．生物体的每个细胞都具有全能性
C．生物体的每个细胞都含有个体发育的全部基因
D．生物体的每个细胞都是由受精卵发育成的
【解析】 A项中指的是细胞的全能性，并非细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞全能性的原因。细胞之所以具有全能性，是由于细胞中含有发育为完整个体所必需的遗传物质，所以从理论上讲，生物体的每一个细胞都具有全能性。
【答案】 C
2．(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
3．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的胚状体等用合适 ( http: / / www.21cnjy.com )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
4．甘薯是无性繁殖的生物，种植 ( http: / / www.21cnjy.com )多年后易积累病毒而导致作物产量降低，品质变差。目前生产上采用甘薯茎尖分生组织，进行组织培养可以获得大量的脱毒苗，以保证该品种的品质和产量水平，这种通过组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的( )
A．有丝分裂 B．细胞分化
C．减数分裂 D．细胞的全能性
【解析】 减数分裂是有性生殖过程中的一种细胞分裂方式，植物组织培养属于无性生殖，所以并不涉及细胞的减数分裂。
【答案】 C
5．在离体的植物器官、组织或细胞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】 离体的植物组织、器官或细胞无营养物 ( http: / / www.21cnjy.com )质来源，在培养形成愈伤组织的过程中必须在严格的无菌条件下进行，并且需要适宜的温度、适宜的养料和激素。此过程在恒温箱内进行，不必见光，因为见光后会影响愈伤组织的形成。
【答案】 C
6．(2013·榆林高二测试)如图是人工种子的结构简图，下列对其叙述不正确的是( )
A．人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质，还可以添加农药和植物激素
B．人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量粮食
C．人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题
D．人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构
【解析】 人工种子是经植物 ( http: / / www.21cnjy.com )组织培养获得的具有生根发芽能力的胚状结构后，包裹上人工种皮而形成的。在人工种子的胚乳中除了添加种子萌发所需的营养物质外，还可以添加农药、植物激素、固氮菌等。
【答案】 D
7．(2013·三源中学月考)如图是关于植物组织培养及应用的示意图，关于此生物技术叙述合理的是( )
ⅠⅡⅢ―→Ⅳ
图a
图b
A．利用植物组织培养技术制造人工种子，应选用图a中的Ⅲ
B．利用物理或化学的手段诱导Ⅳ阶级细胞发生基因突变，培育突变新品种的效果最好
C．通常人工种子中被包入的固氮菌在生态系统中属于消费者
D．人工种子中的胚状体与正常种子中的胚都是新个体的幼体，都具有一个亲本的遗传物质
【解析】 A正确：图a中的 ( http: / / www.21cnjy.com )Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示离体的细胞(组织或器官)、愈伤组织、胚状体和植物体，制造人工种子应选用Ⅲ；B项误：培育突变新品种应选择分裂旺盛、易发生基因突变的Ⅱ(愈伤组织)细胞；C错误：通常人工种子中被包入的固氮菌是自生固氮菌，在生态系统中属于分解者；D错误：正常种子中的胚是由受精卵发育而来的，具备两个亲本的遗传物质和性状。
【答案】 A
8．(2012·南京市高二检测)如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】 该过程是植物组织培养，实际 ( http: / / www.21cnjy.com )上就是植物花药离体培养。B是配子细胞，脱分化形成C，此时全能性提高，由C再分化成D其全能性降低。花药是经过减数分裂形成的，因此，花药离体培养后得到的个体F(单倍体)——其染色体只有原母本植株A染色体的一半，其特点是高度不育的，所以要对其幼苗用秋水仙素处理使染色体加倍后再种植。
【答案】 C
9．“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育 ( http: / / www.21cnjy.com )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源杂交不亲和的障碍
【解析】 本题考查植物体细胞杂交技 ( http: / / www.21cnjy.com )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源杂交不亲和的障碍。
【答案】 C
10．(2012·海淀模拟)下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析不正确的是( )
A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶处理
B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变
C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能
D．③④过程需用适宜浓度的生长素和细胞分裂素处理
【解析】 ②过程中紫外线照射诱发基因突变是不定向的。
【答案】 B
二、非选择题
11．(2013·新课标全国卷Ⅱ) ( http: / / www.21cnjy.com )甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：
(1)为了培养该新型药用植物 ( http: / / www.21cnjy.com )，可取甲和乙的叶片，先用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成________组织，然后经过________形成完整的杂种植株。这种培育技术称为________________。
(2)上述杂种植株属于多倍体，多 ( http: / / www.21cnjy.com )倍体是指________________________。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是
________________________________________________________________________。
(3)这种杂种植株可通过制作人工种子 ( http: / / www.21cnjy.com )的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的________________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
【解析】 本题考查植物体细胞杂交。 ( http: / / www.21cnjy.com )(1)为了培养新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用纤维素酶和果胶酶处理，获得具有活力的原生质体A、B，再用化学诱导剂聚乙二醇诱导融合形成杂种细胞，进一步培养形成愈伤组织，经过再分化形成根、芽，长成完整植株，以上获得杂种植株的方法叫植物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)植物A、B体细胞杂交形成的杂种植株是四倍体，且该杂种植株减数分裂能形成正常配子，理论上是可育的；但如果是甲和乙有性杂交形成的二倍体，减数分裂由于不存在同源染色体无法联会，无法形成正常配子，不可育。(3)在植物组织培养至胚状体阶段，可包裹上人工种皮制备人工种子。
【答案】 (1)纤维素 果胶 原生质体 愈伤 再分化(或分化) 植物体细胞杂交
(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常
(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽
12．(2013·苏北四市调研)下图为白菜与甘蓝体细胞杂交育成白菜—甘蓝杂种植株的示意图。请根据此回答：
(1)图中①过程用到的酶是________________，作用的结果是获得________。
(2)在②过程中，常用的化学诱导剂是 ( http: / / www.21cnjy.com )________，若在容器中放置若干a、b，诱导完成且假设所有细胞发生了融合(只考虑细胞两两融合)然后经③过程，形成的d细胞的类型有________种，从中选出进行培养。
(3)图中④过程是________，④⑤过程合称________技术。
【答案】 (1)纤维素酶和果胶酶 (具有活力)原生质体
(2)聚乙二醇(PEG) 3 杂种细胞 (3)脱分化 植物组织培养
13．(2012·江苏高考)某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答下列问题。
(1)2,4 D常用于籼稻愈伤组织 ( http: / / www.21cnjy.com )的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需________(填“升高”“保持”或“降低”)2,4 D的浓度。
(2)当籼稻愈伤组织在只 ( http: / / www.21cnjy.com )含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽，通常在培养基中添加__________________，以促进幼苗形成。
(3)研究中用显微镜可以观察到的现象是________。(填下列序号)
①绿色芽点细胞排列松散 ②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离 ③胚状体细胞中有叶绿体
④分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致
(4)经组织培养筛选获得的 ( http: / / www.21cnjy.com )籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，叶绿素总量不变。某同学用________(填序号：①绿色；②红色；③蓝紫色；④黄色)光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第________条色素带(自上而下)窄于对照组。
(5)胚乳(3n)由一个精子与两 ( http: / / www.21cnjy.com )个极核受精发育而成。若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的________________，还可避免再生苗中混有________________________________________________________________________。
【解析】 (1)因为2,4 D对形 ( http: / / www.21cnjy.com )态的发生有一定的抑制作用，常用于诱导形成愈伤组织，故在愈伤组织的再分化培养基中要降低2,4 D的浓度。(2)愈伤组织再分化产生幼苗时，需要细胞分裂素和生长素的共同作用。(3)愈伤组织的细胞排列松散，而绿色芽点的细胞是具有分生能力的细胞，排列紧密；刚融合的籼稻和稗草杂交细胞还未形成新的细胞壁和大的液泡，因此不会发生质壁分离；胚状体的细胞是已经分化的具有生根发芽能力的细胞，其中有的细胞含有叶绿体；分化后的细胞在形态、结构和生理功能上会发生稳定性的变化。(4)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，故在绿光和黄光的照射下，突变体和对照组的叶片光合作用无明显差异。突变体的叶绿素a与叶绿素b的比值大于对照组，而叶绿素的总量不变，则叶绿素a的含量增多、叶绿素b的含量减少，故色素分离的结果是滤纸条自上而下的第4条色素带窄于对照组。(5)胚乳细胞中含3个染色体组，胚细胞中含2个染色体组，胚具有分裂和分化的能力，其存在可能会影响胚乳细胞诱导形成的愈伤组织细胞的增殖与分化，故需剔除，这样还可避免愈伤组织再分化形成的三倍体幼苗中混有二倍体幼苗。
【答案】 (1)降低 (2)适量的生长素 (3)③
(4)①④ 4 (5)增殖与分化 二倍体幼苗
第三节动物细胞工程
(教师用书独具)
●课标要求
1．简述动物的细胞培养与体细胞克隆。
2．举例说出细胞融合与单克隆抗体技术。
3．讨论生物技术中的伦理问题。
●课标解读
1．简述动物细胞的培养过程及所需条件。
2．掌握动物体细胞克隆技术，并关注其伦理问题。
3．举例说出细胞融合技术和单克隆抗体技术及应用。
●教学地位
动物细胞培养是动物克隆技术中最基础的 ( http: / / www.21cnjy.com )技术，高考中常结合其他技术手段考查培养动物细胞的条件等。单克隆抗体的制备和应用是近几年生物科学和医学发展的热点之一，高考中常考查单克隆抗体制备的过程，如二次筛选的目的、制备单克隆抗体的设计思路等。
●教法指导
1．动物细胞培养和动物细胞核移植都 ( http: / / www.21cnjy.com )是以过程为主的内容，可让学生先学习教材或演示过程，然后让学生自己总结或板书图解过程，调动学生学习的积极性。
2．“动物细胞融合”部分，由于考虑到其 ( http: / / www.21cnjy.com )基本原理与植物的原生质体融合相同，方法也类似，可以让学生来讲，教师给予补充和完善，突出学生自学能力和教师的指导作用。
3．单克隆抗体的内容是重点。教师 ( http: / / www.21cnjy.com )可以结合自己设置的问题“制备单克隆抗体时，为什么要选用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞？”启发学生思考，采用多媒体引导，让学生互相交流讨论，突破难点，也对学生进行科学方法的训练。
(教师用书独具)
●新课导入建议
1．引导学生复习回顾上节 ( http: / / www.21cnjy.com )课所学植物体细胞杂交技术的基本知识，提出问题：动物细胞能像植物原生质体那样融合吗？出示人—鼠细胞融合图片(PPT)，此实验说明动物细胞也是可以融合的。那么，如何实现动物细胞的融合，以及动物细胞融合后有何用途呢？这就是今天这节课我们要学习的内容。这样就很自然地引入新课。
2．“神舟”十号飞船上进行了包括曾被广泛 ( http: / / www.21cnjy.com )关注的细胞“太空婚礼”——动物细胞和植物细胞两项空间细胞融合试验： B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合、黄花烟草原生质体和“革新”一号烟草原生质体的融合两个科学实验，在电融合仪内经过160分钟后，终于获得成功。那动物细胞是如何进行融合的呢？细胞融合有什么样的用途呢？
●教学流程设计
课前自主探究：阅读教材P53～6 ( http: / / www.21cnjy.com )0有关内容填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2、3。 步骤1：情景导课：以【新课导入建议】中的第二种方式之一导出课题。 步骤2：检测自学效果：①课件展示多利克隆过程填充有关内容；②作答【正误判断】并进行校正。 步骤3：多媒体展示动物细胞培养的过程，引导学生总结动物细胞培养的条件、过程，讨论应用，通过【课堂互动探究】探究1归纳，通过例1强化。
步骤6：引导学生以小组合作形式总 ( http: / / www.21cnjy.com )结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。完成【当堂双基达标】及【课后知能检测】。 步骤5：学生回答动物细胞融合的概念和方法，结合教材P58图解说出单克隆抗体生产的原理和过程，通过【课堂互动探究】探究3归纳，学生分析回答例3。 步骤4：多媒体课件展示克隆羊“多利”的生产过程，学生思考回答克隆动物的原理，板书图解动物克隆的过程，通过【课堂互动探究】探究2归纳，学生分析回答例2。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述动物细胞的培养过程及所需条件。2.掌握动物体细胞克隆技术，并关注其伦理问题。3.举例说出细胞融合技术和单克隆抗体技术及应用。 1.动物细胞培养的条件和过程。(重点)2.动物体细胞克隆的过程。(重点)3.单克隆抗体制备的原理和过程。(重难点)
动物细胞工程
1.理论依据：细胞生物学和分子生物学。
2．应用
(1)深入探索并改造生物的遗传特性。
(2)大量培养细胞。
3．技术手段：动物细胞与组织培养、细胞核移植、体细胞克隆、细胞融合、单克隆抗体制备等。
4．基础技术：动物细胞与组织培养。
动物细胞与组织培养
1.概念
(1)材料：取自动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织。
(2)场所：体外，并模拟动物内环境。
(3)条件：无菌、温度适宜和营养充足、pH等。
(4)目的：使动物细胞或组织继续生长、增殖并维持原有结构和功能。
2．过程
(1)动物细胞培养
动物组织单个细胞―→细胞悬液―→含营养液的液体培养皿培养―→形成一层细胞―→转移到新培养液中继续培养。
(2)动物组织培养
动物组织―→
培养瓶
中贴壁
培养
1．动物细胞培养与动物组织培养的区别是什么？
【提示】 两者的区别是是否用胰蛋白酶处理，将动物细胞分散成单个细胞。
3．培养基的类型
(1)天然培养基：主要取自动物血清、动物组织提取液和鸡胚汁等，其特点是营养价值高、成分复杂。
(2)合成培养基：人工配制的，其成分明确，便于控制实验条件，使用时需加入动物血清。
4．培养类型
(1)原代培养
①含义：从供体获取组织或细胞后的初次培养。
②培养代数：10代左右。
③应用：药物测试、基因表达等实验研究。
④特点：细胞的生物学特性未发生很大变化。
(2)传代培养
①含义：将原代培养的细胞分离稀释后转入新的培养瓶中继续培养。
②原因：在原代培养过程中，由于培养空间的限制、营养物质的消耗等导致细胞生长和增殖减缓。
③培养代数：10～50代左右。
5．应用
主要应用于医药领域，如疫苗生产、药物研制、肿瘤防治等。
2．动物细胞培养如何检测有毒物质毒性的大小？
【提示】 用含有一定浓度有毒物质的细胞培养液和正常细胞培养液同时培养正常细胞，通过对照观察变异细胞的百分数来确定其毒性强弱。
细胞核移植与动物体细胞克隆
1．克隆：指遗传上完全相同的分子、细胞或来自同一祖先的生物个体的无性繁殖群体。
2．体细胞克隆：将供体体 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞的细胞核与受体去核卵细胞的细胞质进行人工组合，借助于卵细胞的发育能力，经过培养发育成胚胎进而形成个体的技术，其关键是细胞核移植技术。
3．细胞核移植：利用显微操作技术将某种动物细胞的细胞核移入同种或异种动物的去除细胞核的成熟卵细胞内的技术。
4．克隆动物过程
融合的细胞
5．克隆人体器官的过程
干细胞培养 组织或器官
6．克隆技术的意义
在克服动物种间杂交繁殖障碍、创造新物种等方面具有重要的科学意义和潜在的经济价值。
3．在进行动物细胞核移植克隆动物时，常以去核的卵母细胞为受体细胞，为什么？
【提示】 核移植一般选择去核的卵母细胞，因为卵母细胞体积大，易操作，含有促进细胞核全能性表达的物质和营养条件。
细胞融合
1．含义：在一定的条件下将2个或多个细胞融合为一个细胞的过程。
2．结果：形成杂种细胞，如鼠 鸡杂种细胞。
3．促融方法
(1)物理法：如离心、振荡、电场法。
(2)化学法：如聚乙二醇作为诱导剂。
(3)生物法：如仙台病毒作为诱导剂。
4．应用：制备单克隆抗体。
单克隆抗体
1.制备过程
产生特定抗体的杂交细胞
单克隆抗体。
2．杂交瘤细胞的特点：能迅速大量增殖、并能产生专一抗体。
3．单克隆抗体的成分：蛋白质。
4．单克隆抗体的优点：特异性强，纯度高，灵敏度高，产量大等。
5．单克隆抗体应用
(1)用于治疗恶性肿瘤。
(2)治疗免疫系统紊乱引起的疾病。
(3)用于器官移植。
1．动物细胞培养前要用胃蛋白酶处理分散成单个细胞。
(×)
【提示】 不能用胃蛋白酶处理，只能用胰蛋白酶处理，因为胃蛋白酶的适宜pH为1.5左右。
2．动物细胞培养的目的是为了获得动物新个体。(×)
【提示】 培养动物细胞的目的是获得更多的动物细胞。
3．克隆动物的性状与供体细胞动物完全相同。(×)
【提示】 克隆动物的性状绝大部分与供体动物相同，卵细胞的细胞质中含有少量DNA。
4．杂交瘤细胞既有瘤细胞无限增殖的特点又具有B淋巴细胞产生抗体的特点。(√)
动物细胞培养
【问题导思】
①动物细胞培养的条件有哪些？
②动物细胞培养的过程分为哪几步？
1．原理
细胞增殖。
2．培养条件
(1)无菌、无毒的环境：首先应 ( http: / / www.21cnjy.com )保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境，即对培养液和所有的培养用具进行无菌处理。通常还要在细胞培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。另外，应定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
(2)营养：细胞体外培养所需营 ( http: / / www.21cnjy.com )养物质与体内的环境基本相同。例如，需要有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。将细胞所需的上述营养物质按其种类和所需数量严格配制而成的培养基，称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚，因此，在使用合成培养基时，通常需加入血清、血浆等一些天然成分。
(3)温度和pH：细胞体外培养的适 ( http: / / www.21cnjy.com )宜温度一般与动物的体温相近，哺乳动物多以36.5±0.5 ℃为宜。多数细胞生存的适宜pH为7.2～7.4。
(4)气体环境：细胞培养所需气体主要有O ( http: / / www.21cnjy.com )2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。进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，将其置于含95%空气加5%CO2的混合气体的培养箱中进行培养。
3．过程
(1)原代培养与传代培养的分界点为分瓶的继续培养。
(2)细胞贴壁和接触抑制。悬液中 ( http: / / www.21cnjy.com )分散的细胞贴附在瓶壁上生长，称为贴壁生长。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
4．应用
(1)许多有重要价值的生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等，都可以借助动物细胞的大规模培养来生产。
(2)基因工程技术中常用的受体细胞。
(3)用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性。
(4)培养正常或各种病变的细胞，用于生理、病理、药理等方面的研究，如用于筛选抗癌药物，为治疗和预防癌症及其他疾病提供理论依据。
(2013·信阳高二测试)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。
(1)将数量相等的甲细胞和乙细胞分别置 ( http: / / www.21cnjy.com )于培养瓶中培养，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，通常在合成培养基 ( http: / / www.21cnjy.com )中加入适量血清，其原因是___________________________________。细胞培养应在含5%CO2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， ( http: / / www.21cnjy.com )当乙细胞铺满瓶壁时，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 ( http: / / www.21cnjy.com )取的信息有：(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点， ( http: / / www.21cnjy.com )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
克隆及动物细胞核移植
【问题导思】
①如何从不同层次上理解克隆？
②动物细胞核移植的原理是什么？过程分为哪几步？
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)不同层次的克隆
①分子水平：如DNA复制。
②细胞水平：动物细胞培养。
③个体水平：“多利”羊的诞生。
2．细胞核移植技术的原理及条件
(1)原理：细胞核的全能性。
(2)动物细胞全能性的特点：动物细胞的 ( http: / / www.21cnjy.com )全能性随着动物细胞分化程度的提高而逐渐受到抑制，全能性表达很难，但动物的细胞核内仍含有该种动物的全部遗传基因，具有发育成完整个体的潜能，即动物的细胞核仍具有全能性。
(3)细胞核全能性表达的条件：只靠动物 ( http: / / www.21cnjy.com )的细胞核是不行的，必须提供促使细胞核表达全能性的物质和营养条件，要保证细胞核全能性的表达，去核的卵细胞是最合适的细胞，因为卵细胞体积大、易操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。
3．动物体细胞克隆
(1)克隆动物的一般过程
从图中可以看出，克隆动物的产生不 ( http: / / www.21cnjy.com )同于有性生殖(精子与卵细胞结合后的受精卵发育而成的个体)，它的主要遗传物质来自于供体生物(提供细胞核)，不是来自双亲。故克隆动物的产生属于无性繁殖。
(2)意义：在克服动物种间杂交繁殖障碍、创造新物种等方面具有重要的科学意义和潜在的经济价值。
(3)不足：成功率很低，还有许多技术有待进一步发展和完善。
科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育速度，可以对此转基因奶牛进行克隆(如下图所示)。请结合图回答下列相关问题：
(1)在进行细胞培养之前，要对取自转基因奶牛的组织进行分离，形成单个细胞，这个过程中需要利用______酶处理。
(2)用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原因是__________________________________。
(3)在进行原代培养时，细胞增殖的方式是________，此外，细胞增殖还表现出________和细胞接触抑制等特点。
(4)将进行培养的供体细胞的细胞核注入去核的卵母细胞中，去掉卵母细胞细胞核的目的是___________________。
(5)重组细胞在培养液中培 ( http: / / www.21cnjy.com )养成的重组胚胎移入受体母牛体内就会生出与供体奶牛遗传物质相同的牛犊，但也不是100%的复制，原因最可能是_________________________。
【审题导析】 (1)认清体细胞克隆动物的步骤。
(2)生物的性状受细胞核控制，同时受环境影响。
【精讲精析】 (1)要使动物组织细胞分离开来常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理。
(2)传代10代以内的细胞代谢旺盛，分裂能力强，遗传物质没有发生改变，适于作核移植的供体细胞。
(3)在细胞培养时，细胞以有丝分裂的方式进行增殖，同时表现出贴壁生长和接触抑制现象。
(4)受体卵母细胞要除去细胞核，是为了使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。
(5)生物的性状是细胞核和细胞质共同作用的结果，同时生物的性状还受环境的影响，因此，克隆动物不可能是供体奶牛100%的复制品。
【答案】 (1)胰蛋白
(2)细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质没有发生改变
(3)有丝分裂 细胞贴壁生长
(4)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞
(5)①生物的性状受细胞核和细胞质共同控制；②生物的性状还受环境因素的影响
动物细胞融合与单克隆抗体
【问题导思】
①诱导动物细胞融合的方法有哪些？
②制备单克隆抗体的步骤有哪些？
1．动物细胞融合
(1)动物细胞融合：两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。
(2)细胞融合完成的标志是细胞核融合成一个核。
(3)诱导方法：动物细胞融合特有的诱导方式为灭活的病毒处理，其他物理、化学诱导融合的手段与植物体细胞杂交过程中原生质体融合方法相同。
(4)融合结果：在诱导剂的作用下进 ( http: / / www.21cnjy.com )行细胞的诱导融合，在只考虑两个细胞相互融合的情况下，形成的杂种细胞有三种：AA型、BB型、AB型，只有AB型才是我们所需要的杂种细胞，所以需要用选择性培养基进行筛选。
(5)动物细胞融合的意义：克服了远源杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。
2．单克隆抗体的制备
(1)制备过程：
①取材：将特定抗原蛋白反复注射到小鼠的体内，取出小鼠的脾脏，制备B淋巴细胞悬浮液，同时制备骨髓瘤细胞悬浮液。
②细胞融合：用灭活的病毒或PEG诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合。
③筛选杂交瘤细胞：用特定的选择培养基筛选出既能迅速大量繁殖，又能产生专一性的抗体的杂交瘤细胞。
④克隆化培养和抗体检测：筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞。
⑤生产单克隆抗体：体外培养或体内培养杂交瘤细胞。
⑥提取：从培养液或小鼠腹腔中提取单克隆抗体。
(2)单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高、可大量制备。
(3)应用：治疗恶性肿瘤，治疗由免疫系统的紊乱导致的各种疾病。
(2013·连云港高二测试)下图是单克隆抗体制备流程示意图。
(1)______________技术是单克隆抗体技术的基础。
(2)根据培养基的用途分类，图中HAT培养基属于________培养基。
(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比，最大的优越性是__________________________。
(4)动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用的诱导剂外，还可以采用____________。
(5)选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的__________的特点，又具备淋巴细胞的________________的特点。
(6)淋巴细胞是由动物体________中的____________细胞分化、发育而来。
(7)杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是________________。
【审题导析】 (1)理解单克隆抗体制备流程的步骤。
(2)理解单克隆抗体制备的原理、淋巴细胞的来源。
【精讲精析】 抗体是由B淋巴 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞分泌的，每一种淋巴细胞只能分泌一种抗体。要想获得大量单一抗体，需要将某一种淋巴细胞大量克隆，但在体外培养的条件下，B淋巴细胞不能无限增殖，而骨髓瘤细胞可以在体外无限增殖。科学家将这两种细胞通过灭活的病毒诱导融合，在特定的选择培养基中筛选出杂交瘤细胞，再将杂交瘤细胞分开培养，从中选育出产生高特异性抗体的细胞进行体外大规模培养，从而获得大量的单克隆抗体。
单克隆抗体与常规抗体相比，特异性强，灵 ( http: / / www.21cnjy.com )敏度高，可被广泛应用到疾病诊断、治疗和预防等方面。淋巴细胞都是由动物骨髓中的造血干细胞分化发育来的。杂交瘤细胞培养过程中需要吸收氨基酸、葡萄糖等营养物质，是通过主动运输进入细胞内的。
【答案】 (1)动物细胞培养 (2)选择 ( http: / / www.21cnjy.com )(3)特异性强，灵敏度高 (4)灭活的病毒 (5)在体外大量增殖 分泌特异性抗体 (6)骨髓 造血干 (7)主动运输(主动吸收)
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结 论 语 句
1．动物细胞培养分原代培养和传代培养，培养时均需用胰蛋白酶对细胞进行分散处理，培养液中通常要添加血清。
2．动物核移植的理论基础是细胞核具有全能性。
3．动物细胞融合也称细胞杂交，其优点是使远源杂交成为可能。
4．经过免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞具备双亲细胞的特点既能增殖又能产生抗体。
5．单克隆抗体的优点是特异性强、纯度高、灵敏度高、产量大、易标准化生产。
1．动物细胞工程技术的基础是( )
A．动物细胞融合
B．胚胎移植技术
C．动物细胞与组织培养
D．细胞核移植
【解析】 动物细胞工程包 ( http: / / www.21cnjy.com )括动物细胞与组织培养、细胞核移植、体细胞克隆、细胞融合、单克隆抗体制备等技术。而选项中的四项技术中，细胞核移植、动物细胞融合、体细胞克隆技术都要借助于动物细胞与组织培养技术才能完成，因此动物细胞工程技术的基础是动物细胞与组织培养。
【答案】 C
2．下列有关体细胞核移植技术的说法，不正确的是
( )
A．体细胞核移植技术在多种动物中获得了成功，成功率非常高
B．克隆技术的各个环节有待于进一步改进
C．大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类的健康问题
D．克隆动物食品的安全性问题仍然存在争议
【解析】 由于体细胞核移植技术是一项新的技术，对于其原理并不完全清楚，成功率并不高，有许多问题仍待解决。
【答案】 A
3．(2013·大纲全国卷)关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述，错误的是( )
A．动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同
B．动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶
C．烟草叶片离体培养能产生新个体，小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖
D．动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒
【解析】 植物组织培养不需要用胰蛋白酶，B错误。
【答案】 B
4．利用动物细胞融合技术可以获得杂交瘤细胞，下列针对单个杂交瘤细胞的叙述，不正确的是( )
A．需经筛选过程方可获得
B．具有双亲细胞的遗传物质
C．可分泌多种特异性抗体
D．体外培养条件下可大量繁殖
【解析】 由单个杂交瘤细胞获得的抗体是单克隆抗体，其抗体的种类只有一种而非多种。
【答案】 C
5．下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此完成后面的问题。
(1)容器A中放置的是动物器官或组织，它一般 ( http: / / www.21cnjy.com )取自______________________________________________。
(2)容器A中的动物器官或组织 ( http: / / www.21cnjy.com )首先要进行的处理是________，然后用________酶处理，这是为了使细胞分散开来，目的是_______________________________________。
(3)培养首先在B瓶中进行，瓶中的培养基 ( http: / / www.21cnjy.com )成分有________________________________等。在此瓶中培养一段时间后，有许多细胞衰老死亡，这时培养到第__________代，称为__________。
(4)为了把B瓶中的细胞分装到C瓶中，用________处理，然后配制成__________，再分装。
(5)在C瓶中正常培养了一段时间后，发现细胞全部死亡，原因是______________。
【解析】 (1)动物细胞培养一般取材于动物胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织，这些细胞的分裂能力强。
(2)在进行培养时应尽量使细胞分散，便于与培养液充分接触，进行物质交换，使其分散需要用胰蛋白酶处理。
(3)动物细胞培养过程中应尽量使 ( http: / / www.21cnjy.com )培养基成分与体内基本相同，所以需要添加葡萄糖、氨基酸、无机盐、动物血清等。培养的过程分为原代培养和传代培养两个大阶段，当培养到第10代左右，会出现许多细胞衰老死亡现象，这时为原代培养。
(4)到第10代左右需要用胰蛋白酶处理，使细胞分散，从玻璃瓶壁上脱离下来，配制成细胞悬液继续培养。
(5)在C瓶中的培养属于传 ( http: / / www.21cnjy.com )代培养，在传代培养过程中，到50代时，如果有的细胞发生癌变，则会继续增殖；如果细胞均未发生癌变，则所有细胞将死亡。
【答案】 (1)胚胎或出生后不久的幼龄动物的器官或组织
(2)剪碎组织 胰蛋白 使细胞与培养液充分接触
(3)葡萄糖、氨基酸、无机盐和动物血清 10 原代培养
(4)胰蛋白酶 细胞悬液
(5)细胞没有发生癌变
一、选择题
1．(2013·浙江高考改编)实验小鼠皮肤细胞培养(非克隆培养)的基本过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
实验小鼠皮肤组织皮肤细胞培养细胞1培养细胞2
A．甲过程需要对实验小鼠进行消毒
B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化
C．丙过程得到的细胞大多具有异体核型
D．丁过程得到的细胞具有异体核型
【解析】 进行细胞培养前需要对小鼠进 ( http: / / www.21cnjy.com )行消毒，A正确；进行培养的组织细胞用胰蛋白酶消化分散成单个细胞，B正确：丙过程属于原代培养，细胞的核型稳定，C错误；丁过程属于传代培养，期间部分细胞会出现异体核型，D正确。
【答案】 C
2．(2013·渭南高二模拟)下列各项属于克隆的是( )
A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠DNA分子中
B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内
C．将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
D．将某种瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系
【解析】 A和B属于转基因技术，C是细胞融合技术，D为动物细胞培养。
【答案】 D
3．(多选)将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞融合，可使融合的细胞经培养产生单克隆抗体，其依据是( )
A．B淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖
B．B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体
C．骨髓瘤细胞可以无限增殖，但不能产生抗体
D．骨髓瘤细胞可以产生抗体，但不能无限增殖
【解析】 B项，淋巴细胞无论 ( http: / / www.21cnjy.com )是否与骨髓瘤细胞融合都可产生抗体，因此是错误的。D项，骨髓瘤细胞不能产生抗体，因此是错误的，所以只有A、C两项正确。
【答案】 AC
4．通过细胞工程生产单克隆抗体时，通常要经 ( http: / / www.21cnjy.com )过三次筛选：①选出能产生抗体的B淋巴细胞 ②在特定培养基中筛选杂交瘤细胞 ③选出能产生特定抗体并能大量增殖的细胞群，这三个过程的先后顺序是( )
A．②③① B．①②③
C．①③② D．②①③
【解析】 根据单克隆抗体的制 ( http: / / www.21cnjy.com )备过程，首先是选出能产生抗体的B淋巴细胞——浆细胞，其次是筛选出杂交瘤细胞，最后是筛选出能产生特定抗体并能大量增殖的杂交瘤细胞。
【答案】 B
5．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 ( http: / / www.21cnjy.com )植技术的产物，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
6．(2013·南京高二月考)用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是( )
A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
B．用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
C．用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
D