动物细胞工程考点,动物细胞工程题目及答案.ppt

第3课动物细胞工程考点一动物细胞培养与核移植技术【核心知识突破】1.动物细胞培养：(1)地位：其他动物细胞工程技术的基础。(2)过程：(3)培养条件。无菌、无毒的环境：a.对培养液和所有培养用具进行_处理；b.添加_，以防_；c.定期更换_，以清除代谢产物，防止_对细胞自身造成危害。无菌抗生素培养过程中的污染培养液细胞代谢产物积累营养：除正常的有机和无机营养外，需加入_等一些天然成分。适宜的温度和pH：温度为_(哺乳动物)，pH为_。气体环境：含95%空气加5%CO2的混合气体，其中后者的作用是_。血清、血浆36.50.57.27.4维持培养液的pH(4)应用：生物制品的生产、检测_、医学研究。有毒物质2.动物体细胞核移植技术和克隆动物：(1)原理：_。(2)核移植分类：_移植和体细胞核移植。动物细胞核具有全能性胚胎细胞核(3)核移植过程(以克隆高产奶牛为例)：(4)结果：获得与供体_基本相同的个体。遗传物质(5)应用。加速家畜_进程，促进优良畜群繁育。保护_。生产医用蛋白。作为异种移植的供体。用于组织器官的移植。遗传改良濒危物种(6)存在问题：_、克隆动物存在健康问题、动物食品的安全性问题等。成功率低3.【教材易漏知识】选修3P44“寻根问底”胰蛋白酶处理动物组织时对细胞的消化情况：(1)短时间内不会消化细胞：细胞表面具有糖蛋白，对细胞具有一定的保护作用。(2)长时间后细胞会被消化：细胞表面糖蛋白的保护作用是有限的；细胞膜的主要成分包括磷脂和蛋白质，蛋白质可被胰蛋白酶水解。【微点警示】动物细胞培养和核移植的三个易错点(1)在分散细胞时，需用胰蛋白酶分散细胞，不能用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶作用的适宜pH约为1.8，胰蛋白酶作用的适宜pH为7.27.8，而多数动物细胞培养的适宜pH为7.27.4。(2)取供体动物的体细胞培养，不选用10代以后的细胞，因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型，保证了供体细胞正常的遗传基础。(3)克隆动物不是完全复制，而是由重组的细胞经培养而来的，该重组细胞的细胞质基因来源于受体细胞，细胞核基因来源于提供细胞核的亲本，其遗传物质来自两个亲本。【秒判正误】1.制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理。()分析：胃蛋白酶的最适pH为强酸性，强酸性环境对肝细胞有伤害，应用胰蛋白酶处理。2.肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸。()分析：动物细胞培养时加入5%的CO2的作用是维持培养液一定的pH。3.胚胎细胞核移植的难度大于体细胞核移植。()分析：胚胎细胞分化程度低，核移植的难度小于体细胞核移植。4.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。()分析：保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上形成单层细胞。5.动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。()分析：动物细胞核移植的受体细胞应为处于减数第二次分裂中期的卵母细胞。6.克隆动物的性状与供体动物完全相同。()分析：克隆动物细胞质中的遗传物质来自卵母细胞，与供核细胞不完全相同。【命题案例研析】【典例】(2016全国卷)下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物(二倍体)的流程。回答下列问题：(1)图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为_。过程表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_的方法。代表的过程是_。(2)经过多次传代后，供体细胞中_的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_。【审答技巧】(1)审题技巧：题干信息解读。流程分析：图示过程涉及核移植、早期胚胎培养和胚胎移植三项技术。题干文字分析：第(3)小题克隆动物与供体动物性状不完全相同的原因，除考虑细胞核基因遗传外，还要考虑细胞质基因遗传。(2)满分答题：应准确、完整。第(1)小题A的性染色体组成不能只考虑XX或XY，应同时考虑。第(3)小题作答时，不仅考虑细胞核基因遗传，还要考虑细胞质基因遗传。【解析】(1)流程图中没有说明该哺乳动物的供体是雄性还是雌性，故性染色体组成有XX或XY两种可能。过程表示去核过程，通常做法是将培养至M期的卵母细胞利用显微操作法去除细胞核。重组细胞在体外培养至囊胚或桑椹胚时，需通过胚胎移植转入代孕母体内继续发育。(2)传代培养的细胞一般传至10代后就不易培养下去了，在传到1050代左右时，细胞增殖就会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的核型(遗传物质)会发生变化。故选择细胞时一般选用10代以内的细胞，以保证正常的二倍体核型(遗传物质)。(3)动物性状的表现是细胞核基因和细胞质基因共同作用的结果，克隆动物的细胞核基因全部来自供体，而细胞质基因则来自卵母细胞，所以克隆动物与供体动物的性状会有所差异。(4)克隆动物的成功培育说明了动物高度分化的体细胞的细胞核仍具有全能性。答案：(1)XX或XY显微操作胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性【高考长句应答特训】(1)卵母细胞在题中的“适当时期”时，染色体形态和行为具有怎样的特点？提示：无同源染色体，着丝点排列在赤道板上。(2)重组细胞在培养时，应选用固体培养基还是液体培养基？为什么？提示：应选择液体培养基。液体培养基中培养细胞与培养液接触更充分，有利于营养物质的充分利用。【考点题组诊断】角度一动物细胞培养1.(2019六安模拟)回答下列有关动物细胞培养的问题：(1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面_时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的_。此时，瓶壁上形成的细胞是_层。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，用到的酶是_。(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现_现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而获得_，该种细胞的黏着性_，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量_。(3)现用某种大分子染料对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不被染色，原因是_。(4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用有丝分裂_期的细胞在显微镜下进行观察。(5)在细胞培养过程中，通常在_条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中_的活性降低，细胞_速率降低。【解题指南】解答本题的关键是：(1)明确动物细胞培养过程及各阶段的细胞特点；(2)明确细胞膜的作用、有丝分裂各时期的特点、温度与酶活性的关系。【解析】(1)细胞接触抑制是指细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。基于上述特性，瓶壁上形成的细胞是单层排列的。需要用胰蛋白酶将贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。(2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡现象，但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成不死性细胞。该种细胞由于细胞表面糖蛋白减少，其黏着性降低。(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能通过，所以活细胞不被染色；死细胞的细胞膜失去了选择透过性，大分子染料可以通过，所以死细胞能被大分子染料染色。(4)有丝分裂中期时染色体的着丝点排列在赤道板上，染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体数目的最佳时期。(5)在细胞培养过程中，通常在冷冻(或超低温、液氮)条件下保存细胞。因为在这种条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低。答案：(1)相互接触接触抑制单(或一)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性降低减少(3)活细胞的细胞膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内(或死细胞的细胞膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色)(4)中(5)冷冻(或超低温、液氮)酶新陈代谢角度二核移植技术与克隆动物2.(2018全国卷)2018年细胞期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴“中中”和“华华”。回答下列问题：世纪金榜导学号(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指_。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目_(填“减半”“加倍”或“不变”)。(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度_(填“大于”或“小于”)体细胞核移植，其原因是_。(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目_(填“相同”或“不相同”)，性染色体组合_(填“相同”或“不相同”)。【解析】(1)核移植是指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，这个胚胎最后发育为动物个体；通过核移植方法获得的克隆猴的细胞核来自供体，因此克隆猴体细胞的染色体数目和核供体一致。(2)胚胎细胞核移植的难度小于体细胞核移植，原因是动物胚胎细胞分化程度低，恢复其全能性相对容易。(3)哺乳动物雌性个体和雄性个体的体细胞染色体中的常染色体相同，性染色体前者是XX，后者是XY，因此分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目相同，性染色体组合不相同。答案：(1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中不变(2)小于胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易(3)相同不相同【加固训练】如图所示为用两栖动物未受精卵所做的实验图解，据图回答下列问题：(1)蝌蚪肠上皮细胞核中含有青蛙发育所需的_，重新组合的细胞相当于蛙的_细胞，经过_和_形成组织和器官。本实验结果说明_具有全能性。(2)图中A过程采用的技术手段称为_技术。(3)图中培养过程所用的营养液与植物组织培养基成分的主要不同是_。(4)通过图示过程产生新个体的生殖方式是_。【解析】(1)该过程重组的细胞经细胞分裂和分化能发育为完整的个体，因此重组细胞相当于受精卵，含有本物种所有的遗传信息。(2)图中获取重组细胞的过程采用了核移植技术。(3)动物细胞培养过程中为保证顺利增殖，培养液中一般要加入动物血清等。(4)该过程是由重组细胞直接发育成新个体，属于无性生殖。答案：(1)全部基因(全部遗传物质)受精卵细胞分裂分化动物细胞核(2)核移植(3)前者必须含有动物血清等(4)无性生殖考点二动物细胞融合与单克隆抗体的制备【核心知识突破】1.动物细胞融合：(1)概念：_个或_个动物细胞结合形成_个细胞的过程。两多一(2)诱导动物细胞融合的方法：物理法离心、振动、电激等；化学法_；生物法_。聚乙二醇灭活的病毒(3)原理：_。(4)结果：形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为_。细胞膜的流动性杂交细胞(5)意义：突破了_方法的局限，使_成为可能。成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育等的重要手段，为制造_开辟了新途径。有性杂交远缘杂交单克隆抗体2.单克隆抗体制备：(1)制备过程：(2)优点：特异性强、_，并可大量制备。(3)用途：作为_；制成“生物导弹”，用于治疗疾病和_。灵敏度高诊断试剂运载药物【微点警示】单克隆抗体制备过程中两次筛选分析项目项目第一次筛选第一次筛选第二次筛选第二次筛选筛选筛选原因原因诱导融合后会得到多诱导融合后会得到多种杂交细胞，另外还种杂交细胞，另外还有未融合的细胞有未融合的细胞由于小鼠在生活中还由于小鼠在生活中还受到其他抗原的刺激，受到其他抗原的刺激，所以经选择性培养获所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细能产生其他抗体的细胞胞项目项目第一次筛选第一次筛选第二次筛选第二次筛选筛选筛选方法方法用特定的选择培养基用特定的选择培养基筛选：未融合的细胞筛选：未融合的细胞和同种细胞融合后形和同种细胞融合后形成的细胞成的细胞(“BBBB”细胞、细胞、“瘤瘤瘤瘤”细胞细胞)都会死都会死亡，只有融合的杂交亡，只有融合的杂交瘤细胞瘤细胞(“B B瘤瘤”细胞细胞)才能生长才能生长用多孔培养皿培养，用多孔培养皿培养，在每个孔只有一个杂在每个孔只有一个杂交瘤细胞的情况下开交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体到能产生特异性抗体的细胞群的细胞群项目项目第一次筛选第一次筛选第二次筛选第二次筛选筛选筛选目的目的得到杂交瘤细胞得到杂交瘤细胞得到能分泌所需抗体得到能分泌所需抗体的杂交瘤细胞的杂交瘤细胞【秒判正误】1.植物原生质体融合与动物细胞融合原理相同。()分析：二者都依赖于细胞膜的流动性。2.B淋巴细胞均能产生单一抗体。()分析：只有浆细胞才能产生单一抗体。3.单克隆抗体可直接作为“生物导弹”用于疾病治疗。()分析：“生物导弹”是单克隆抗体和药物结合的产物。4.杂交瘤细胞进行体内培养，更容易控制培养条件。()分析：小鼠体内有相对稳定的内环境，培养条件容易控制。5.B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞融合后有三种细胞类型(只考虑两个细胞间融合)。()分析：B淋巴细胞和骨髓瘤细胞经细胞两两融合后，会出现B-B型、瘤-瘤型和杂交瘤细胞三种。【命题案例研析】【典例】(2014全国卷改编)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠X、Y和Z(2n=40)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如图所示。若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题。(1)制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16 000以上，则小鼠最少需要经过_次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是_小鼠，理由是_。(2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有_，体系中出现多种类型细胞的原因是_。(3)显微镜观察处于有丝分裂中期的杂交瘤细胞，可观察到_个细胞核，_条染色体。(4)杂交瘤细胞并不一定能产生所需要的抗体，原因是_。【审答技巧】(1)审题技巧：图示信息解读。由图可知，随免疫次数增加，血清抗体效价逐渐提高。不同小鼠在相同免疫次数的前提下，免疫效价不同。(2)满分答题：解释清楚“体系中出现多种类型细胞”的原因：“多种类型细胞”不仅包括未融合的细胞和杂交瘤细胞，还包括同种细胞两两融合产生的细胞。明确有丝分裂中期特点：没有细胞核，且着丝点排列在赤道板上。【解析】(1)据题图分析，第4次免疫后X、Y、Z小鼠的血清抗体效价均达到16 000以上，免疫后小鼠Y的B淋巴细胞产生抗体效价最高，最适用于制备单克隆抗体。(2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞和B淋巴细胞的自身融合产物，由于细胞膜具有流动性，且诱导之后的细胞融合不具有特异性，故体系中会出现多种类型的细胞。(3)杂交瘤细胞有丝分裂过程中核膜在前期解体，所以中期没有细胞核，小鼠B淋巴细胞和骨髓瘤细胞染色体数目均为40条，融合后的杂交瘤细胞在有丝分裂中期含有80条染色体。(4)从小鼠体内获得的B淋巴细胞有多种，所以与骨髓瘤细胞融合后获得的杂交瘤细胞也有多种。答案：(1)4YY小鼠的抗体效价最高(2)B淋巴细胞相互融合形成的细胞，骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞细胞融合是随机的，且融合率达不到100%(3)080(4)从小鼠体内获得的B淋巴细胞有多种【高考长句应答特训】(1)随免疫次数增加，小鼠血清抗体效价逐渐升高，为什么？提示：随免疫次数增加，小鼠体内记忆细胞数量增多，再次遇到抗原时，可迅速增殖分化形成浆细胞，进而产生大量抗体。(2)与单克隆抗体相比，血清抗体纯度低，特异性差，为什么？提示：血清中存在多种抗体。【考点题组诊断】1.(金榜原创预测)类风湿性关节炎(RA)是一种自身免疫病，致残性强。研究表明，该病的致病机理与肿瘤坏死因子-(TNF-)密切相关，而一种人鼠嵌合的抗TNF-单克隆抗体能有效治疗RA。如图为该单克隆抗体制备过程示意图，请据图回答下列问题：世纪金榜导学号(1)单克隆抗体的制备涉及细胞工程中的_、_技术。(2)图中抗原A是_，HAT培养基的作用是_。B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞具有的特点是_。(3)医疗上，把单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成的“生物导弹”具有疗效高、毒副作用小的特点，其原因是_。【解析】(1)单克隆抗体的制备涉及动物细胞融合和动物细胞培养技术。(2)图中刺激免疫动物产生抗TNF-单克隆抗体的抗原是肿瘤坏死因子-(TNF-)。HAT培养基的作用是筛选出杂交瘤细胞。杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。(3)“生物导弹”借助单克隆抗体的定向作用将药物带到病变细胞处并将其杀死，既不损伤正常细胞，又减少了药物用量。答案：(1)动物细胞融合动物细胞培养(2)肿瘤坏死因子-(或TNF-)筛选出杂交瘤细胞既能大量增殖，又能产生特异性抗体(3)借助单克隆抗体的定向作用将药物带到病变细胞处并将其杀死2.(教材素养新命题选修3P54“小知识”变式)如图为抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体制备流程示意图。(1)人绒毛膜促性腺激素是由和两条肽链组成的糖蛋白，链与垂体分泌的促进甲状腺发育的_激素基本相似。图中过程是_。过程的目的是_。过程的目的是获得_。(2)在培养过程中为防止杂菌感染，应向培养基中添加_。(3)若要大量制备抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的_中使其增殖。(4)用抗人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体做成的“早早孕诊断试剂盒”准确度在90%以上，原因是该抗体具有_特点。【解析】(1)垂体分泌的促进甲状腺发育的激素是促甲状腺激素，过程是向小鼠体内注射人绒毛膜促性腺激素，过程表示诱导浆细胞与骨髓瘤细胞融合。单克隆抗体制备过程中需进行两次筛选：是利用选择培养基筛选杂交瘤细胞，过程是利用克隆化培养和抗体检测筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(2)动物细胞培养需要提供无菌、无毒的条件，在培养过程中为防止杂菌感染，应向培养基中添加抗生素。(3)杂交瘤细胞可在小鼠的腹腔中进行体内培养。(4)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点，所以“早早孕诊断试剂盒”准确率高。答案：(1)促甲状腺向小鼠体内注射人绒毛膜促性腺激素筛选杂交瘤细胞能产生特异性抗体的杂交瘤细胞(2)抗生素(3)腹腔(4)特异性强、灵敏度高【加固训练】(2018武汉模拟)如图是某实验室做的通过动物纤维母细胞等获得单克隆抗体的实验研究。据图回答相关问题：(1)X、Y、Z细胞的名称分别是_、_、_。(2)过程类似于植物组织培养技术中的_过程。与纤维母细胞相比，诱导干细胞的全能性较_。(3)过程中需用到的化学诱导剂是_。(4)处需要筛选，其目的是_。(5)用含32P标记的脱氧核苷酸的培养基培养Z细胞，细胞质中能测到32P的细胞器是_。【解析】(1)X、Y、Z细胞的名称分别是骨髓瘤细胞、抗原刺激过的B淋巴细胞(或浆细胞)、杂交瘤细胞。(2)过程是将甲小鼠的纤维母细胞诱导成诱导干细胞，相当于植物组织培养技术中的脱分化过程。与纤维母细胞相比，诱导干细胞的全能性较高。(3)诱导动物细胞融合，需用到的化学诱导剂是聚乙二醇。(4)将Z细胞进行选择培养，才能筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(5)脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位，动物细胞的线粒体中含有少量DNA。答案：(1)骨髓瘤细胞抗原刺激过的B淋巴细胞(或浆细胞)杂交瘤细胞(2)脱分化高(3)聚乙二醇(4)筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞(5)线粒体答案速填：1血浆或血清2维持培养液的pH3胰蛋白4减中期卵母细胞5细胞膜的流动性6聚乙二醇7灭活病毒8特异性强，灵敏度高，可大量制备第2课植物细胞工程考点一植物细胞工程的基本技术【核心知识突破】1.细胞工程：(1)操作水平：_。(2)目的：按照人的意愿来改变细胞内的_或获得_。细胞水平或细胞器水平遗传物质细胞产品2.细胞的全能性：(1)含义：具有某种生物_的任何一个细胞，都具有_的潜能。(2)物质基础：细胞内含有本物种全部的_。全部遗传信息发育成完整生物体遗传信息(3)表达条件。具有完整的细胞结构。处于_状态。提供一定的_和其他适宜外界条件。离体营养、激素3.植物组织培养技术：(1)原理：植物细胞具有_。全能性(2)过程：(3)培养条件。无菌：培养基_、培养材料和培养器械_。固体培养基：大多由无机营养成分、_、激素、琼脂四部分组成。光照：_阶段不需要光照，再分化阶段需要光照。灭菌消毒有机营养成分脱分化激素调控：培养基中_和_的比例调控组织培养进程。生长素细胞分裂素4.植物体细胞杂交技术：(1)概念：将_的植物体细胞，在一定条件下融合成_，并把杂种细胞培育成_的技术。不同种杂种细胞新的植物体(2)操作流程：去壁：对应图中_过程，即去除_，获得具有活力的原生质体，用到的酶是_。a细胞壁纤维素酶和果胶酶促融：对应于图中_过程，即原生质体的融合。b培养：过程d是_，其原理是_。植物组织培养植物细胞的全能性(3)意义：克服_的障碍。远缘杂交不亲和5.【教材易漏知识】选修3P36“小知识”培养基中的营养物质：(1)无机营养物质：水分、无机盐。(2)有机营养物质：小分子糖类、氨基酸、核苷酸。【微点警示】激素比例与细胞分裂分化的关系(1)适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根。(2)适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽。(3)比例适中诱导产生愈伤组织。如图所示：【秒判正误】1.棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性。()分析：一个细胞经培养发育为完整的新个体，体现细胞的全能性。2.植物的每个细胞都能表现出细胞的全能性。()分析：表现细胞全能性的前提是细胞具有完整的结构，植物的筛管细胞没有细胞核，不具有全能性。3.在愈伤组织形成幼苗的再分化过程中，不会发生细胞的增殖。()分析：增殖是细胞分化的前提，在分化过程中存在细胞的增殖过程。4.愈伤组织的形成需要光照。()分析：愈伤组织的形成不需要光照，再分化过程需要光照。5.植物细胞的原生质体指完整的植物细胞。()分析：植物细胞的原生质体指去掉细胞壁的植物细胞。6.用盐酸水解法可去掉细胞壁，获得原生质体。()分析：盐酸水解细胞壁的同时会破坏膜结构，伤害原生质体。【命题案例研析】【典例】(2017海南高考)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是_。(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到_。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是_(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是_。A中的愈伤组织是叶肉细胞经_形成的。(4)若该种植物是一种杂合体(子)的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，_(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_。【审答技巧】(1)审题技巧：抓住题干关键信息。愈伤组织：是一团未分化的大型薄壁细胞。经减数分裂得到的花粉：染色体数目是体细胞染色体数目的一半。(2)满分答题：应准确、完整。第(3)小题最后一空，不能答为“分裂”，应用植物组织培养的专有名词作答。第(4)小题最后一空，不能仅考虑花粉染色体数目和体细胞染色体数目的关系，应答出花粉和体细胞经组织培养得到的植株基因型的关系。【解析】(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株。(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖，若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是具有完整的细胞核，因为细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。(3)A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是细胞分裂素和生长素，二者对于根和芽的形成具有重要调节作用，二者的用量比例影响根和芽的发育顺序。A中的愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。(4)若该种植物是一种杂合体(子)的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，由于对杂合体(子)植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培养得到的花卉的基因型不同于原植株，因此不能采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体。答案：(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖具有完整的细胞核(3)细胞分裂素、生长素脱分化(4)不能对杂合体(子)植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培养得到的花卉的基因型不同于原植株【高考长句应答特训】(1)根据你所了解的蔗糖的相关知识，分析蔗糖在植物组织培养中的作用是什么。提示：可以为植物细胞提供能量和有机物；可以被植物细胞缓慢吸收，从而维持培养基一定的渗透压。(2)出现上题C中培养结果，培养基中两种激素的含量有何关系？提示：当生长素与细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化，抑制芽的形成。【考点题组诊断】角度一植物组织培养技术1.(2019保定模拟)为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题：世纪金榜导学号(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为_。(2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图所示。细胞干重在12 d后下降的原因有_；培养液中蔗糖的作用是_、_。(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经_处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和_酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2N)经诱导处理后，观察到染色体数为8N的细胞，合理的解释是_、_。【解析】(1)外植体经诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。(2)观察图示可知，12 d后蔗糖浓度和pH都下降到较低水平，影响能量的供应和酶的活性，导致细胞干重下降。培养液中的蔗糖具有提供能源、调节渗透压的作用。(3)在细胞分裂过程中，用低温或秋水仙素处理，都可抑制纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，从而使细胞中染色体数目加倍。愈伤组织的细胞之间含有纤维素和果胶，欲将其分散成单个细胞，压片前需用纤维素酶和果胶酶处理。愈伤组织细胞经诱导处理后，有的细胞染色体数目加倍(4N)，有的细胞染色体数目未加倍(2N)，也可能有的细胞在连续分裂中每次都因低温或秋水仙素抑制了纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目连续加倍，出现染色体数目为8N的细胞。所以染色体数目加倍到4N的细胞处于有丝分裂后期时染色体数目为8N，染色体数目加倍到8N的细胞处于有丝分裂中期时染色体数目也为8N。答案：(1)脱分化(2)蔗糖浓度下降，pH降低提供能源调节渗透压(3)秋水仙素(或低温)果胶经加倍到4N的细胞处于有丝分裂后期经加倍到8N的细胞处于有丝分裂中期角度二植物体细胞杂交技术2.(金榜原创预测)野生的香蕉是二倍体，栽培的香蕉是三倍体，抗病性状主要存在于野生的香蕉中。科学家利用多种现代生物技术培育抗病品种。请回答以下问题：(1)栽培的香蕉很难产生正常配子的原因是_，所以传统杂交技术难以让栽培的香蕉获得抗病性状，但可通过_、植物体细胞杂交、人工诱变等现代生物技术使其获得抗病性状。(2)香蕉体细胞组织培养时，由于愈伤组织_，可利用物理或化学因素来处理使其发生基因突变，从而获得抗病性状。(3)将三倍体和二倍体香蕉的体细胞用_酶处理获得原生质体，在此过程中，除考虑酶的活性外，还需要考虑酶的_和酶的_等影响游离原生质体数量和活力的因素。将获得的原生质体用物理法或化学法诱导融合后，再生出_，经植物组织培养即可获得具有抗病性状的杂种植株。【解题指南】(1)关键信息：让栽培的香蕉获得抗病性状、现代生物技术。(2)关键知识：纤维素酶和果胶酶的浓度和处理时间对原生质体活力的影响。【解析】(1)无子香蕉是三倍体，体细胞中含3个染色体组，其减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，很难产生正常配子，因此传统杂交技术难以让栽培的香蕉获得抗病性状，但可通过基因工程、植物体细胞杂交、人工诱变等现代生物技术使其获得抗病性状。(2)植物组织培养过程中，由于愈伤组织处于不断分生状态(分裂能力强)，可以利用物理或化学因素诱导其发生基因突变，从而获得抗病性状。(3)香蕉体细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶处理可以获得有活力的原生质体，该过程中要充分考虑酶的活性、酶的浓度、酶的处理时间等对游离原生质体数量和活力的影响；将获得的原生质体用物理法或化学法诱导融合后，再生出细胞壁，经植物组织培养即可获得具有抗病性状的杂种植株。答案：(1)(减数分裂过程中同源染色体)联会紊乱基因工程(2)处于不断分生状态(或分裂能力强)(3)纤维素酶和果胶浓度处理时间细胞壁【加固训练】传统的人工繁殖兰花的方法是分株繁殖和种子繁殖，随着科学技术的进步，人们开始采用“组织培养繁殖兰花”，如图所示。(1)图中过程为_，的名称为_，其细胞与叶肉细胞相比，不含有的细胞器是_。(2)兰花的叶肉细胞之所以能培养为新个体，是因为细胞中含有_，具有发育成完整个体的潜能。(3)图中过程为_。与过程相比较，培养基中各种激素的种类_(填“相同”或“不同”，下同)，各种激素的含量_。(4)有人想利用植物体细胞杂交技术解决兰花生根速度慢、幼苗生存能力弱的难题，但操作后得到的“韭菜兰花”并没有预想中的“繁殖容易，香气浓郁”，可能的原因是_。【解析】(1)离体的组织细胞通过脱分化过程失去其特有的形态、结构，形成愈伤组织。愈伤组织细胞中不含有叶绿体。(2)细胞具有全能性的原因是细胞中含有本物种生长、发育所需要的全部遗传信息。(3)愈伤组织经过再分化过程形成胚状体，脱分化过程与再分化过程相关的培养基中均含有生长素和细胞分裂素，但两种激素的含量不同。(4)两个物种的细胞发生融合后，二者的遗传物质可能相互影响，导致某些基因无法正常表达。答案：(1)脱分化愈伤组织叶绿体(2)本物种的全部遗传信息(3)再分化相同不同(4)两个物种之间的基因相互影响，导致某些基因无法正常表达考点二植物细胞工程的应用【核心知识突破】1.植物繁殖的新途径：(1)微型繁殖：保持优良品种的_，高效快速地实现大量繁殖。(2)作物脱毒：利用_(如茎尖)培养获得_。遗传特性分生组织脱毒苗(3)人工种子：_、不定芽、顶芽和腋芽等包上人工种皮制成。胚状体2.作物新品种的培育：(1)单倍体育种：原理：染色体变异。优点：明显_。缩短育种年限3.细胞产物的工厂化生产：(1)细胞产物：_、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。(2)培养阶段：_阶段。(3)技术基础：_。蛋白质愈伤组织植物组织培养技术【秒判正误】1.培养脱毒苗可通过转基因技术。()分析：通过转基因技术可培育抗毒苗，不能培育脱毒苗。2.微型繁殖过程中涉及减数分裂。()分析：微型繁殖过程只涉及有丝分裂。3.离体的植物细胞经脱分化形成的愈伤组织包上人工种皮可得到人工种子。()分析：愈伤组织经再分化形成的胚状体包上人工种皮可得到人工种子。4.愈伤组织容易发生基因突变是由于细胞分裂旺盛，DNA复制容易出现差错。()分析：细胞分裂间期需要进行DNA复制，DNA复制时解螺旋，容易发生差错。5.秋水仙素处理单倍体的种子可得到纯合子。()分析：单倍体高度不育，难以结种，秋水仙素应处理单倍体幼苗。【命题案例研析】【典例】(2019太原模拟)草莓是无性繁殖的作物，长期种植会使病毒积累在体内，使其产量减少，品质下降，利用植物组织培养技术可以培育脱毒草莓苗。请回答下列问题：(1)植物组织培养过程中，细胞脱分化就是让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的_而转变成未分化细胞的过程；愈伤组织再分化出幼根和芽的实质是_。(2)培育草莓脱毒苗时，一般选取_作为外植体，其依据是_。将草莓的外植体接种到培养基上的操作需要在超净工作台上进行，其目的是避免_的污染。(3)研究表明，多倍体草莓产量高于二倍体，利用组织培养技术获得多倍体草莓的方法有两种：一是_(填药剂名称)处理草莓的愈伤组织，再经培养获得多倍体植株；二是先用_酶处理得到草莓的原生质体，再用_(填药剂名称)诱导草莓的原生质体融合，经组织培养获得多倍体植株。【审答技巧】(1)审题技巧：根据细胞分化的特点反向分析脱分化的特点。明确再分化即是分化过程，进而分析其实质。(2)满分答题：解答第(2)小题最后一空时，应明确导致污染的微生物不仅有病菌，还可能有病毒。解答第(3)小题时，根据空线后的限定词确定应填的答案。【解析】(1)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叫脱分化；细胞再分化过程实际上是基因选择性表达的人工调控过程，其实质是基因的选择性表达。(2)培育草莓脱毒苗时，一般选取茎尖(或芽尖或根尖)作为外植体，因为这些部位含有的病毒极少，甚至没有病毒。为了避免微生物的污染，一般将草莓的外植体接种到培养基上的操作过程需要在超净工作台上进行。(3)利用组织培养技术获得多倍体草莓的方法有多倍体育种和植物体细胞杂交两种方法，前者是用秋水仙素处理草莓的愈伤组织，再经培养获得多倍体植株；后者是用纤维素酶和果胶酶处理草莓获得原生质体，再用PEG诱导原生质体融合获得杂种细胞，最终经过组织培养获得多倍体植株。答案：(1)结构与功能基因的选择性表达(2)茎尖(或芽尖或根尖)该部位病毒极少，甚至无病毒微生物(3)秋水仙素纤维素酶和果胶聚乙二醇(PEG)【高考长句应答特训】(1)用秋水仙素处理草莓的愈伤组织容易获得多倍体植株，原因是什么？提示：愈伤组织细胞分裂旺盛，容易受到秋水仙素的影响，导致染色体数目加倍。(2)多倍体草莓产量高于二倍体，试解释可能的原因。提示：多倍体中染色体组成倍增加，基因数量增加，基因产物数量也增加。【考点题组诊断】(教材素材新命题选修3P41【资料分析】)紫杉醇是一种生物碱类化合物，是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物。如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，据图回答下列问题：世纪金榜导学号(1)该途径_(填“体现”或“不体现”)植物细胞的全能性，原因是_。过程中生长素与细胞分裂素的用量比值应_(填“高”“低”或“适中”)。(2)过程需使用液体培养基，其优点在于_。(3)根据紫杉醇的化学本质，可以判断有关基因控制紫杉醇合成的方式是_。(4)若通过诱变育种技术选育紫杉醇含量高的细胞，可对图中的_进行诱变处理，然后进行筛选。常用的化学诱变剂是_等。【解析】(1)细胞全能性以细胞发育成个体为标志，而图中并没有形成完整植物体，因此不能体现细胞的全能性。当生长素与细胞分裂素的用量比值适中时，有利于愈伤组织的形成。(2)液体培养基可以使培养细胞与培养液充分接触，有利于营养物质的充分利用，有利于培养细胞的增殖。(3)紫杉醇的化学本质不是蛋白质，因此可以判断有关基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制紫杉醇的合成。(4)愈伤组织细胞分裂旺盛，对诱变剂较为敏感，对愈伤组织进行处理，可得到较多的突变细胞。甲基磺酸乙酯、叠氮化钠是常用的化学诱变剂。答案：(1)不体现没有形成完整植物体适中(2)使培养细胞与培养液充分接触，有利于营养物质的充分利用(3)有关基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制紫杉醇的合成(4)愈伤组织甲基磺酸乙酯、叠氮化钠【加固训练】1.(2018保定模拟)植物叶肉细胞原生质体的分离和培养的主要过程可用下面所示图解简单表示：(1)培育胚状体利用了_这一项生物技术，胚状体再继续培养，则可培育出完整的植株，这