第38讲 细胞工程
[考纲要求] 1.植物的组织培养(Ⅱ)。2.动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ)。3.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。
考点一 理解植物组织培养技术
1． 判断正误
(1)理论上，每个正常活细胞都具有全能性
( √ ) ( × ) ( × )
(2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性 (3)愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的 2． 用流程图形式写出植物组织培养的操作流程
答案
3． 写出组织培养的条件
(1)离体、无菌。
(2)环境条件适宜：如营养物质(如水、无机盐、蔗糖、维生素等)、激素(如生长素和细胞分裂素)、适宜的温度和光照等。 易错警示 植物组织培养的6个易错点
(1)幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。
(2)对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要彻底灭菌。
(3)植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。 (4)不同细胞的全能性不同，具体表现为：受精卵>生殖细胞>体细胞，离体细胞的全能性表达与分化程度呈负相关，但生殖细胞特殊。
(5)脱分化形成愈伤组织的过程不需要光，再分化过程需要光，因为愈伤组织利用有机营养成分，而试管苗需要进行光合作用以自养。
(6)植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素不同，因为培养的目的不同(生根或生芽)。
1． 下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是
( )
A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织
D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成相同 答案 D
解析 错答本题的原因是忽视了采用绿色开花植物的生殖器官如花药进行培养获得的愈伤组织的基因组成和正常体细胞的不同，利用花药细胞培养得到的是单倍体植株，利用一般体细胞培养获得的是二倍体植株，两者的基因组成不同。
2． 下图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗
的培育过程，请据图回答下列问题：
(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括________和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。
(2)此过程依据的原理是__________________。A和B阶段主要进行的分裂方式是__________________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________等。
(3)此过程需要无菌操作，主要是指对________进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因__________________的结果。 答案 (1)无机物 生长素
(2)植物细胞的全能性 有丝分裂 分化
(3)培养基 芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件 (4)选择性表达
解析 植物组织培养是用离体的植物组织、器官或细胞接种到经消毒灭菌的培养基中，培养基含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还有供调节细胞分化和再分化的细胞分裂素和生长素。由外植体发育成试管苗，脱分化阶段细胞进行有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗，此阶段需要光照，原因是叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。
1． 脱分化和再分化的比较 比较内容 过程 形成体特点 需要条件 脱分化 外植体→愈伤组织 排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞 a.离体 b.适宜的营养 c.生长素/细胞分裂素的比例适中 再分化 愈伤组织→幼苗 有根、芽 a.离体 b.适宜的营养 c.生长素/细胞分d.不需光 裂素的比例高或低诱导生根或生芽 d.光照 2． 植物激素在组织培养中的作用
在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。其中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果。
(1)按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果。
使用顺序 先使用生长素，后使用细胞分裂素 先使用细胞分裂素，后使用生长素 同时使用 实验结果 有利于细胞分裂，但细胞不分化 细胞既分裂也分化 分化频率提高 (2)当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。 生长素与细胞分裂素的用量比值 比值高 比值低 比值适中
考点二 植物细胞工程及其应用
1． 观察植物体细胞杂交技术图示，完善相关问题
植物细胞的发育方向 有利于根的分化、抑制芽的形成 有利于芽的分化、抑制根的形成 促进愈伤组织的形成
(1)过程①为去除细胞壁获得具有活力的原生质体，常用方法是酶解法，所用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
(2)过程②是原生质体的融合，人工诱导的物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般用聚乙二醇(PEG)作诱导剂。
(3)过程③是原生质体融合后再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。 (4)植物体细胞杂交的意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。 2． 说出植物细胞工程的实际应用
(1)植物繁殖的新途径
①微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
??a.保持优良品种的遗传特性特点?
?b.高效快速地实现种苗的大量繁殖?
②作物脱毒：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技术。 ③人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
(2)作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用
突变体Aa中A为突变新基因，并控制着优良性状，利用单倍体育种，方法步骤如下：
优点：稳定遗传，缩短育种年限。
(3)细胞产物的工厂化生产：细胞产物有蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 易错警示 植物细胞工程的3个易错点 (1)对植物体细胞杂交和有性杂交辨析不清
①植物体细胞杂交：若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合，A含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，B含有2Y条染色体，2个染色体组，其基因型为ccDd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为2X＋2Y，基因型为AabbccDd。从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。②植物有性杂交的结果：子代细胞中染色体数、基因型分别为“X＋Y”、“AbcD”或“abcD”或“Abcd”或“abcd”，即先减半再相加。③有性生殖过程中符合孟德尔遗传规律，而植物体细胞杂交不符合孟德尔遗传规律。(2)利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。(3)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。
3． 以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有
的染色体组分别是AA和BB。据图分析不正确的是
( )
A．图中①过程发生的化学变化是纤维素和果胶水解 B．经过②和③过程形成的c细胞只有AABB这一种类型 C．过程②一般使用聚乙二醇作为诱导剂 D．过程④和⑤分别是脱分化和再分化 答案 B
解析 将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养，经过细胞融合，c的细胞类型包括没有融合的细胞、相同细胞的融合和不同细胞的融合，即AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。
4． 如图是利用基因型为AaBb的某二倍体植物作为实验材料所做的一些实验示意图，请分
析回答：
(1)途径1、2、3中①②过程所采用的生物技术是__________。
(2)由途径1形成的植株B的基因型有____________，植株B成熟时不可育的原因是________________________________________________________________________。 使植株B可育的方法是___________________________________________________。 (3)从植株A到植株C的培育过程，需要发挥调控作用的植物激素至少有____________和____________。
(4)一般情况下，相同发育程度的植株C与植株D的性状____________(“相同”“不相同”或“不一定相同”)。
(5)在相同条件和相同发育程度的情况下，植株D的表现型与植株A相同的可能性为____________。
答案 (1)植物组织培养 (2)AB、Ab、aB、ab 减数分裂时染色体联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞 幼苗期用秋水仙素处理，使染色体数目加倍 (3)细胞分裂素 生长素 (4)相同 (5)100%
解析 (1)实验中选用花药或植物体细胞离体培养后获得新植株，该项技术称为植物组织培养。(2)植株A的基因型为AaBb，经减数分裂形成的花粉粒有AB、Ab、aB、ab四种，花粉粒经植物组织培养形成的植株B也有AB、Ab、aB、ab四种基因型，均为单倍体植株，由于不能形成正常的生殖细胞而不可育，若使植株B可育常采取用秋水仙素处理使染色体数目加倍的方法。(3)植物组织培养中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。(4)植株C、D具有相同的基因组成，相同条件和相同发育程度的情况下，它们的性状表现相同。(5)植株D由植株A的花药壁(属于体细胞)经组织培养发育而成，属于无性生殖，不发生基因重组，故二者表现型应完全相同。
1． 植物组织培养和植物体细胞杂交的比较 名称 原理 植物组织培养 细胞的全能性 性 植物体细胞杂交 细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能
2014步步高大一轮复习讲义第十单元 第38讲细胞工程（免费下载）
