人人文库网 > 教育资料 > 中学教育 > 2019-2020学年高中生物 第二章 克隆技术课件+学案+练习（打包9套）浙科版选修3
2019_2020学年高中生物第二章克隆技术第三节动物的克隆知能演练轻巧夺冠浙科版选修320200229013.doc
2019-2020学年高中生物 第二章 克隆技术课件+学案+练习（打包9套）浙科版选修3
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2019-2020学年高中生物
第二章
克隆技术课件+学案+练习（打包9套）浙科版选修3
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2019-2020学年高中生物 第二章 克隆技术课件+学案+练习（打包9套）浙科版选修3,2019-2020学年高中生物,第二章,克隆技术课件+学案+练习（打包9套）浙科版选修3,2019,2020,学年,高中生物,第二,克隆技术,课件,练习,打包,浙科版,选修
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第二章 克隆技术 章末知识构建 1 第二章克隆技术 第二章克隆技术 本部分内容讲解结束 按esc键退出全屏播放 章末综合检测(二)(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括20小题，每题2.5分，共50分)1下列有关克隆技术发展的正确顺序是()第一只胚胎细胞克隆羊的诞生克隆羊“多莉”的产生细菌的复制(增殖)dna的克隆abc d答案：c2下列各项不属于生物克隆的基本条件的是()a具有包括物种完整基因组的细胞核的活细胞b完成胚胎发育的必要的环境条件c具有能有效调控细胞核发育的细胞质物质d细胞的体积要足够大，便于操作解析：选d。生物克隆的理论条件是细胞的全能性，基本条件是：具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞；能有效调控细胞核发育的细胞质物质；完成胚胎发育的必要的环境条件。其中环境条件包括适宜温度、ph、一定的营养等。3植物组织培养的过程是()离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织形成根、芽脱分化再分化植物体a bc d解析：选b。植物组织培养的程序是：先配制培养基，切取组织块，诱导愈伤组织，愈伤组织再分化，发育成新植株。所以顺序应为。4当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，下列有可能使其表现出全能性，发育成完整植株的是()a细胞分裂素 b生长素c一定的营养物质 d包括以上三者解析：选d。植物细胞全能性的体现，首先要脱离母体，其次要给予一定的营养条件，包括有机营养和无机营养，另外，培养基中一定要含有一定配比的植物激素。5用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是()a该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的b该愈伤组织的细胞没有全能性c该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成的d该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构解析：选b。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。植物细胞只有在脱离了植物体，在一定外部因素的作用下，经细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性。6动物克隆技术的基础是()a动物细胞融合 b动物细胞的全能性c动物细胞和组织培养 d核移植答案：c7下列有关动物细胞全能性的叙述，错误的是()a低等动物细胞全能性一般比较容易体现b受精卵第一次卵裂产生的细胞具有全能性c造血干细胞在体外培养可培育成一个生物体d癌细胞仍可能分化成为各种正常细胞，因为它保留了基因组的完整性解析：选c。造血干细胞有多能造血干细胞和单能造血干细胞，它们都已出现了不同程度的分化，部分基因已关闭，不能表现全能性。8下列有关克隆技术的说法，错误的是()a若要获得玫瑰花的原生质体需用纤维素酶和果胶酶去掉细胞膜b利用植物细胞工程技术，可获得抗病虫害、抗干旱、抗盐碱和优质高产作物新品种c细胞克隆的主要用途之一是筛选出特殊基因的突变细胞系d原生质体的培养结合基因工程操作，为遗传学、植物生理学和细胞生物学问题提供了良好的研究系统解析：选a。原生质体的结构不包括细胞壁，故要获得玫瑰花的原生质体去掉的应为细胞壁，而非细胞膜。9下列关于植物细胞培养的叙述，不正确的是()a植物细胞培养是指在实验室工厂化生产的条件下，进行悬浮培养，从而获得大量细胞群体的一种技术b植物细胞培养是在植物组织培养技术的基础上发展起来的c植物细胞培养的培养基主要由水、无机营养、有机营养、天然附加物和生长物质等组成d根据培养对象不同可分为液体培养和固体培养解析：选d。根据培养基类型的不同分为液体培养和固体培养。10下列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：选b。动物细胞培养的培养基中需加入动物血清，植物组织培养的培养基中需加入植物激素等，a项正确。动物细胞培养需利用胰蛋白酶将动物组织分散成单个细胞再进行培养，植物组织培养中不需要将细胞分离，b项错误。叶片细胞高度分化，但仍具有全能性，可以通过植物组织培养形成新个体；小鼠杂交瘤细胞具备瘤细胞的遗传特性，能够不断分裂增殖，c项正确。有毒物质会影响细胞正常的生命活动，故可根据细胞在培养过程中生命活动的变化情况检测有毒物质；植物茎尖细胞分裂较快，细胞中几乎无病毒，故可用茎尖通过植物组织培养形成脱毒苗，d项正确。11单克隆抗体制备过程中使用的骨髓瘤细胞是一种缺陷型细胞，在含有次黄嘌呤、氨基嘌呤和胸腺嘧啶的培养基(hat)中无法生长，而小鼠脾细胞是正常细胞，在hat培养基中可正常存活。用聚乙二醇诱导细胞融合后，经过数代培养，最终可在hat培养基上存活的细胞是()a骨髓瘤细胞之间形成的融合细胞b脾细胞之间形成的融合细胞c骨髓瘤细胞与脾细胞之间形成的融合细胞d脾细胞解析：选c。骨髓瘤细胞与脾细胞之间形成的融合细胞能无限增殖，并能在hat培养基上正常存活。脾细胞高度分化，不能进行大量增殖。12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过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶处理b过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变c过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能d过程需用适宜浓度的生长素和细胞分裂素处理解析：选b。过程能增大基因突变的频率，但不可能产生定向突变。13下列关于细胞克隆的说法，错误的是()a细胞克隆的遗传性状均一，表现的性状相似b细胞克隆的最基本要求是保证克隆后的后代细胞均来源于单个细胞c细胞克隆过程中需要o2，不需co2d细胞克隆的最主要用途之一就是从普通细胞系中分离出缺乏特殊基因的突变细胞系解析：选c。细胞克隆是把一个单细胞单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体，由于细胞进行有丝分裂，后代细胞的遗传性状均一，表现的性状相似；细胞克隆的主要用途就是分离出突变细胞系。但在细胞克隆过程中不仅需要o2，还要使用co2培养箱用以调节ph。14离体的植物组织或细胞在适当培养条件下发育成完整的植株，离体动物体细胞却没有发育成动物的成熟个体，原因是()a动物细胞内没有成套的遗传物质b动物细胞的全能性随分化程度提高而受到限制，分化潜能变弱c动物细胞的细胞核太小d动物细胞的全能性低于植物细胞解析：选b。动物细胞的全能性随分化而受限变弱，只能通过核移植实现克隆动物的目的。15下列有关细胞培养的叙述，正确的是()a动物细胞培养过程中要注意细胞分裂素和生长素的适宜比例b植物细胞培养过程中，首先要用胰蛋白酶处理部分组织使细胞分散获得单个细胞c动物细胞培养时，有的连续细胞系获得了不死性，但保留接触抑制现象，不致癌d用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物细胞原生质体失去了全能性解析：选c。细胞分裂素和生长素用于植物组织培养过程；胰蛋白酶用于动物细胞培养过程，处理组织使细胞分散获得单个细胞；失去细胞壁的原生质体仍保留全能性。16下列关于体细胞克隆的叙述中，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：选d。一方面克隆后代的遗传物质中只有核遗传物质与供体的遗传物质相同，细胞质中的遗传物质来自于提供卵细胞的个体，另一方面表现型与环境有关。17家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药。下列说法不正确的是()a家蚕细胞培养所需二氧化碳的主要作用是维持培养液的phb来自cdna文库的干扰素基因片段必须插入表达载体的启动子和终止子之间c采用pcr技术扩增干扰素基因的实验中是以干扰素基因为模板d进行转基因操作前，需用纤维素酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞答案：d18进行生物工程设计时，下表各组所选择的常用实验材料与实验目的配置错误的是()组别实验目的实验材料材料特点a获得克隆动物卵(母)细胞细胞大，细胞质能有效调控核发育b植物的诱变育种愈伤组织细胞分裂能力强，突变率高c获得表达生长激素的转基因动物乳腺细胞分泌乳汁产生生长激素d烧伤患者移植皮肤自体干细胞分裂能力强，且不会引起免疫排斥解析：选c。要获得表达生长激素的转基因动物，需要把生长激素基因转入到动物的受精卵中，再进行体外培养，胚胎移植等阶段，最后获得转基因动物，就可以达到分泌乳汁并产生生长激素的目的。19将一只羊的体细胞的细胞核植入另一只羊的去核卵细胞中，形成重组细胞，这个重组细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果生下了一只羊羔，这种克隆技术具有多种用途，但是不能()a有选择地繁殖某一性别的家畜b繁殖家畜中的优秀个体c用于保存物种d改变动物的基因型解析：选d。生物的各种性状是由遗传物质dna控制的，由细胞核内的dna控制的遗传叫细胞核遗传。由细胞质(主要存在于线粒体、叶绿体)内的dna控制的遗传叫细胞质遗传。目前的克隆技术是将一个体细胞的细胞核植入一个去核的卵细胞中，在试管内培养一段时间后，再移入另一个体的子宫内发育、分娩的技术。通过该技术，能够保持优良性状，能够保持性别不变，也能够用于保存物种，但不能改变动物的基因型，这是因为基因型的改变是通过动物的有性生殖(减数分裂)完成的。20某生物制药厂利用动物细胞培养的方法生产细胞产物生长因子。这样的细胞培养属于()a原代培养 b传代培养c直接培养 d间接培养解析：选b。制药厂大规模培养的动物细胞一般是能连续增殖的细胞，这样的细胞培养应该属于传代培养。二、非选择题(本题包括4小题，共50分)21(12分)如图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病的过程图解。请据图回答下列问题：(1)图中、所示的结构名称分别是_、_。(2)图中、所示的生物技术名称分别是_、_。(3)过程通常用去核的卵母细胞作为受体细胞的原因除了它体积大、易操作、营养物质丰富外，还因为它_。(4)过程通常用作为受体细胞的原因是_。(5)图示方法与一般的异体核移植相比最大的优点是_，该种基因治疗所属类型为_。解析：(1)是从供体(患者)体细胞中分离出的细胞核，是从核移植得到的重组细胞a培养形成的早期胚胎中提取的胚胎干细胞。(2)表示核移植技术，表示转基因技术。(3)核移植的受体细胞一般是卵母细胞，原因是它体积大、易操作，含有供胚胎发育的营养物质，它还含有促进细胞核全能性表达的物质。(4)早期胚胎中的干细胞分化程度低，全能性高，可诱导分化成各种组织器官。(5)图示培育出的细胞(胰岛细胞)核来自患者本人，所以移植后不发生免疫排斥反应；图中所示基因治疗是体外转基因，故所属类型为体外基因治疗。答案：(1)细胞核胚胎干细胞(2)核移植技术转基因技术(基因工程、dna重组技术、基因拼接技术)(3)含有促进细胞核全能性表达的物质(4)这些细胞分化程度极低，具有很高的全能性，可以定向地诱导分化为各类细胞(5)没有排斥反应体外基因治疗22(10分)基因型为aabb的水稻(24条染色体)的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。(1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成中，必须从培养基中获得_和小分子有机物等营养物质。(2)花药在培养基所提供的特定条件下发生多次细胞分裂，形成愈伤组织，此过程叫作_，细胞分裂的方式是_。(3)诱导愈伤组织分化出芽和根，最后长成植株。这一过程叫_。该植株是_植株，其特点是_，生产上没有推广应用的价值。(4)要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_和_两类激素。(5)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和茎。这一过程中必须给予光照，其原因是：_；_。(6)试管苗的细胞核中含有_个dna分子。(7)培养成的试管苗可能出现的基因型有_。如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种，后面的育种步骤是_。解析：(1)愈伤组织不能进行光合作用，其全部的营养均来自培养基。(2)在植物组织培养过程中，细胞只进行有丝分裂。(3)花药离体培养得到的植株为单倍体，该种植株在生产上无使用价值，其价值体现在育种方面。(4)生长素和细胞分裂素可以调节细胞分裂和细胞分化过程。(6)该试管苗为单倍体，核dna分子数为12。(7)提供花药的植株基因型为aabb，故该单倍体幼苗的基因型为ab、ab、ab、ab四种。答案：(1)水、无机盐 (2)脱分化有丝分裂 (3)再分化单倍体长势弱小，高度不育 (4)生长素细胞分裂素 (5)光是叶绿体形成的必要条件光合作用需要光 (6)12 (7)ab、ab、ab、ab秋水仙素处理单倍体幼苗23(12分)细胞融合技术有着广泛应用。下图为细胞融合的简略过程，据图回答下列相关问题：(1)若a、b分别是基因型为yyrr和yyrr的两个玉米品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上。科学家分别将它们的花粉除去细胞壁，然后诱导其融合，再将这些融合细胞培育出玉米新品种。这两个品种的花粉可用化学诱导剂_诱导融合，共可产生_种基因型的融合细胞(仅考虑两两融合)，这些融合细胞经过脱分化形成_，再经培养可能得到_种不同于亲本基因型的玉米新品种。若想培育出基因型为yyrr的玉米植株，也可直接用基因型为_(填“yyrr”或“yyrr”)的植株的花粉进行离体培养得到单倍体植株后再经过_处理并筛选获得，这种方法叫作_。(2)若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞，请据图回答：在“番茄马铃薯”的培育过程中，运用了植物细胞工程中的_技术，植物体细胞融合完成的标志是_。a、b细胞融合之前，要用_处理，得到有活力的_。(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和b淋巴细胞，则d细胞的特点是_。由d细胞产生的抗体与普通血清抗体相比较，具有_的特点。解析：(1)聚乙二醇是诱导细胞融合的常用化学诱导剂。细胞融合过程中会产生自身融合细胞和异种融合细胞。基因型为yyrr和yyrr的玉米产生的花粉的基因型分别为yr、yr和yr，两两融合后细胞的基因型有yyrr、yyrr、yyrr、yyrr、yyrr、yyrr 6种，其中基因型为yrrr、yyrr、yyrr、yyrr的杂种细胞培养成的玉米新品种的基因型不同于亲本。(2)植物体细胞杂交包括植物体细胞融合和植物组织培养。细胞融合前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁。植物体细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和b淋巴细胞，则d细胞为杂交瘤细胞，其特点是既能无限增殖，又能产生特定的抗体。产生的抗体为单克隆抗体，同普通血清抗体相比，它具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等特点。答案：(1)聚乙二醇6愈伤组织4yyrr染色体加倍(秋水仙素)单倍体育种(2)植物体细胞杂交杂种细胞再生出细胞壁纤维素酶和果胶酶原生质体(3)既能无限增殖，又能产生特定的抗体特异性强、灵敏度高、可大量制备24(16分)人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为rna病毒，该病毒表面的a蛋白为主要抗原。疫苗生产和抗体制备的流程如下图：(1)过程代表的是_。过程可以通过_技术大量扩增a基因，该技术的原理是_。(2)过程构建a基因重组载体时，必须使用限制性核酸内切酶和_两种工具酶。(3)若受体细胞为动物细胞，过程常用的方法是_。(4)动物细胞融合过程中，区别于植物细胞常用的诱导方法是_。(5)在将x进行扩大培养之前，至少需要经过两次筛选，方法分别是用_筛选和用_检测。(6)以上实验操作过程中用到的技术除了pcr技术还有_。(7)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的_来制备疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体内分离出病毒与已知病毒进行核酸序列比较，或用图中的_与分离出的病毒进行特异性检测。答案：(1)逆转录pcrdna复制(2)dna连接酶(3)显微注射法(技术)(4)用灭活的病毒诱导(5)选择性培养基专一抗体(6)转基因技术(基因工程)、动物细胞融合技术、动物细胞培养技术(7)a蛋白抗a蛋白的单克隆抗体9第一节什么是克隆(略) 第二节植物的克隆1简述植物细胞全能性的含义。2.简述植物组织培养的程序。(重点)3.举例说明植物细胞全能性的体现。4简述植物细胞、器官培养的方法和意义。(重点)5.简述植物原生质体获得的方法及理解植物细胞工程的概念、操作过程和应用。(难点)6.简述多途径的植物克隆实践。一、植物组织培养1理论基础植物细胞的全能性(1)含义：植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性，因而都具有发育成完整植株的潜能。(2)特点不同种类植物或同种植物的不同基因型个体的细胞全能性的表达程度大不相同。长期培养中，培养物的胚胎发生和器官形成能力下降。2程序(1)半固体培养基的配制：培养基中含有适当营养物质、植物生长调节剂及0.7%1%的琼脂；把培养基倒入灭菌试管中凝固成半固体。(2)小组织块的切取：从消毒的根、茎、叶上切取。(3)愈伤组织的获得：植物组织块切口处的细胞在创伤的刺激下发生脱分化，成为分裂的细胞。在创伤表面形成一种由相对没有分化的活的薄壁细胞团组成的新生组织，即为愈伤组织。(4)新植株的再生诱导愈伤组织，使其产生出芽和根的顶端分生组织，并由此再生出新的植株。将愈伤组织分散成单个细胞，再在适宜培养基上培养发育成胚状体，进而发育成新的植株。3成功的条件(1)深入探讨特定植物细胞全能性的表达条件。(2)在植物克隆试验研究中，尽量选择性状优良、细胞全能性表达充分的基因型。1植物组织培养过程中，应如何操作才能成功？提示：离体条件；无菌操作。二、细胞培养和器官培养1措施：通过平衡的植物激素配比进行调控。(1)适量的激动素和细胞分裂素配比可诱导芽的分化。(2)适量的吲哚乙酸及适当减除其他某些激素，可诱导生根。2意义(1)利于植物的受精过程、胚胎发育过程及调节控制这些过程的环境因素、遗传基础和分子及生理生化机理的研究。(2)通过遗传工程的操作，研究与植物生长发育有关的重要基因或影响因素。(3)培育植物新品种。三、原生质体培养与植物细胞工程1原生质体的获得方法在0.50.6 mol/l的甘露醇溶液环境(较高渗透压)下用纤维素酶和果胶酶混合液处理根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞，除去细胞壁。2植物细胞工程(1)操作过程(dna)(包括原生质体受体)(2)应用培育作物新品种。为遗传学、植物生理学和细胞生物学问题提供了良好的研究系统。2利用紫草细胞经植物组织培养，一般到哪一阶段，便可大量生产提取中药紫草素？提示：愈伤组织阶段。细胞全能性及其表现条件1生物细胞的全能性生物体细胞一般都是由受精卵经有丝分裂形成，因而都含有生物一整套的遗传物质，都具有发育成完整个体的潜能。但在生物体上时不能表现出全能性，只能通过细胞分化形成不同的组织、器官，这是在特定的环境、激素等的影响下基因选择性表达的结果。2细胞表现全能性的条件(1)首要条件是脱离母体。(2)植物组织培养时，培养基中除含有一定的水分、无机盐外，还要添加一定的植物激素(如生长素、细胞分裂素)，这有助于愈伤组织分化为不同组织、器官。(3)在植物组织培养的前期对光照无需求，在后期需要光照条件，这有利于细胞生长、分化。(4)动物细胞由于受到某些因素的制约，其全能性不易表达，但其核仍具有全能性。3细胞全能性高低的比较(1)植物细胞动物细胞。(2)受精卵生殖细胞(精子、卵细胞)体细胞。(3)幼嫩细胞衰老的细胞。(4)分化程度低分化程度高(体细胞)。以下不能说明细胞全能性的实验是()a胡萝卜韧皮部细胞培育出植株b紫色糯性玉米种子培育出植株c转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株d番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株解析细胞的全能性应是离体的已分化的细胞在一定条件下培养，具有发育成完整个体的潜能。玉米种子有完整的胚，自然条件下种植即可发育成新个体，不能说明细胞具有全能性。答案b思维升华(1)有人说只要找到秋海棠的一个细胞，就能再生出秋海棠，这依据的生物学原理是什么？提示：能让一个细胞发育成一个个体，依据的是细胞的全能性。(2)全部基因等同于全套基因吗？提示：全套基因全部基因：细胞具有全能性是因为细胞中具有发育成完整个体所必需的“全套基因”而不是“全部基因”，配子中有全套基因，因此仍然具有全能性。(1)只有由单个细胞发育成完整个体，才算是体现出了细胞的全能性，仅发育成一部分，不能体现出全能性。例如，壁虎断尾之后，仍可长出，就不是全能性的体现。(2)全能性降低的因素由于染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生；激素平衡被打破或细胞对外源生长物质的敏感性发生改变；缺乏成胚性的细胞系。 下列关于植物细胞全能性的叙述，错误的是()a植物细胞表达全能性的根本原因是细胞核内含有本物种的全套基因b植物细胞的全能性比动物细胞更容易体现c不同个体之间细胞全能性的表达程度不同d培养物可无限制地长期克隆解析：选d。在长期培养过程中，培养物由于染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生等，而且这些变异皆不可逆，从而导致培养物的胚胎发生和器官形成受阻，因此，培养物不可能无限制地克隆下去。植物组织培养1原理：植物细胞具有全能性。2过程外植体(离体的植物器官、组织或细胞)愈伤组织根、芽植物体。3培养过程中应注意的问题(1)所有实验用具要严格灭菌。(2)接种过程要求无菌操作。(3)适宜的温度和光照。愈伤组织培养最初避光培养，后期见光培养。(4)激素：主要是细胞分裂素和生长素。(5)试管苗培养：要先进行生芽培养，再进行生根培养；试管苗的培养需要在光照条件下进行。4与植物细胞培养的区别(1)含义不同植物组织培养：指在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，把植物离体的器官、组织或细胞培养成完整的植物体。植物细胞培养：是将组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行悬浮培养，得到分散游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量的细胞群体的一种技术。(2)目的不同植物组织培养：得到更多的植物体。植物细胞培养：获得人类所需要的细胞代谢产物。5植物克隆的应用(1)培育抗逆、高产及优质的转基因植株。(2)细胞重要次生代谢产物(如某些中药)的工业化生产。(3)在培养基中加入不同浓度的nacl或病原体的毒蛋白，诱发和筛选抗盐或抗病突变体。(4)在培养基中加入不同浓度的赖氨酸类似物，筛选出抗赖氨酸类似物突变体。脱分化、再分化和细胞分化(1)脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化(分化程度较高分化程度较低)。(2)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根、芽等器官，这个过程叫做再分化(针对于脱分化，分化程度较低分化程度较高)。(3)细胞分化：指在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能上的特化过程(分化程度较低分化程度较高)。如图表示植物组织培养过程，据图回答下列问题：(1)图中过程获得的细胞是正常植物体经_形成的，在这一过程中的染色体的变化是_。(2)要顺利完成过程，除了需要各种无机营养物质外，还需要在培养基中加入_、_(两类不同功能的物质)。该过程形成的细胞与正常体细胞相比，具有_的特点。(3)从过程的结果看，它的实质是_。(4)某人在探究细胞脱分化和再分化的实验中，得到了如下结果：只有细胞分裂素时，组织块产生愈伤组织；细胞分裂素生长素时，愈伤组织不分化；细胞分裂素生长素时，愈伤组织分化出芽；细胞分裂素生长素时，愈伤组织分化出根。由实验结果，你能得出什么结论？解析(1)单倍体性细胞是经减数分裂形成的，其特点是染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目减半。(2)图中是脱分化，在培养基中除需加入无机营养物质外，还需加入有机营养物质和植物激素，形成的愈伤组织是高度液泡化、无定形状态的薄壁细胞。(3)图中是再分化，从结果上看是基因的选择性表达。(4)分析实验结果可得出的结论是：细胞分裂素与生长素含量不同，对愈伤组织的形成和分化的影响不同。答案(1)减数分裂染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目是亲代细胞的一半(2)有机营养物质植物激素排列疏松、高度液泡化、细胞壁薄(3)基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果(4)植物激素的种类和含量不同，对愈伤组织的形成和分化的影响不同。思维升华(1)若题干过程只分裂，但没有根和茎的分化，可能的原因是什么？提示：植物激素的配比不对。(2)由该胚状体产生的个体都是纯合子吗？提示：是否是纯合子，取决于亲本。(1)植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物组织细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、根、芽，最终形成完整的植株。(2)愈伤组织再分化产生新植株的途径中其中的两条是：可以直接诱导出芽和根，也可以诱导出胚状体，再发育成植株，取决于培养基中激素的配比。 植物组织培养过程可以归纳为，下列相关叙述错误的是()a通常选取根尖、茎叶、形成层等诱导形成愈伤组织b过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂c培养过程中，应在培养基中加入水、无机盐、蔗糖、氨基酸、植物激素等物质d将经脱分化培养成时，得到胚状体或丛芽解析：选d。外植体通常选用根尖、茎尖、形成层等容易诱导形成愈伤组织的部位，a正确；过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂，b正确；培养过程中，应在培养基中加入水、无机盐、蔗糖、氨基酸、植物激素等物质，c正确；将经脱分化培养成时，得到愈伤组织，将经再分化培养成时，得到胚状体或丛芽，d错误。 随堂检测1细胞的全能性是指()a生物体内的细胞形成完整个体的特性b生物体的细胞具有细胞膜、细胞质和细胞核的特性c生物体的细胞能完成各种生理活动的特性d生物体内的高度成熟和分化的细胞形成完整个体的潜能解析：选d。所谓细胞全能性是指生物体内的高度成熟和分化的细胞形成完整个体的潜能。生物体的每一个细胞包含有该物种所特有的全套基因，都有发育成个体所必需的全套遗传信息，因而从理论上讲，生物的每一个体细胞都具有全能性，所以只要条件适宜，都能发育成一个完整的个体。2下列关于愈伤组织的叙述，不正确的是()a是高度液泡化呈无定形状态的一群薄壁细胞b是失去分裂能力高度分化的一群细胞c既有分裂能力又有分化能力的一群细胞d具有发育成完整植物体的潜能解析：选b。愈伤组织是高度液泡化呈无定形状态的一群薄壁细胞，具有分裂和分化能力，并且具有发育成完整植物体的潜能。3如图为植物组织培养过程，下列有关说法不正确的是()ab试管中细胞全能性最高bd试管中培育出的个体都是纯合子cab的过程需要激素的刺激dad的细胞分裂都是有丝分裂解析：选b。植物组织培养能保持亲本的优良性状。ab需要激素刺激。ad只发生有丝分裂，不发生减数分裂。d试管中是否为纯合子取决于亲本。4下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体进行遗传改良的过程，据图分析下列叙述错误的是()a过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理b过程能定向诱导原生质体产生优良性状的改变c过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能d过程需用适宜配比的激素处理解析：选b。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此常选用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，a正确；紫外线照射诱导生物变异属于基因突变，具有多方向性，b错误；过程为脱分化，其目的是使原有细胞恢复分裂和分化能力，即失去了其特有的结构和功能，c正确；过程为再分化，需用适宜浓度配比的激素进行诱导，d正确。5某兴趣小组拟用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 萘乙酸等生长素类调节剂 解析：选b。消毒主要是为了杀死材料表面的微生物，同时要注意减少消毒剂对植物细胞的伤害，a项正确；植物细胞融合前必须先去除细胞壁才能诱导融合，直接在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，不能得到融合细胞，b项错误；出芽从细胞水平上看，是细胞分化的结果，从分子水平上看，是基因选择性表达的结果，c项正确；生长素类调节剂可促进愈伤组织生根，因此生根时，培养基中应含有生长素类调节剂，d项正确。6某二倍体植物是杂合子，下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答下列问题：(1)图中表示的是该花粉培养过程中的_过程，表示的是_过程。x代表的是_，表示的是_过程，表示的是诱导_过程。(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中_的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为_植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有_。(3)对植株甲进行_，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过_的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是_植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为_种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为_种。花药培养在育种上的特殊意义是_，从而开辟育种新途径。解析：(1)图示过程形成愈伤组织，所以应是脱分化过程，过程形成丛芽，说明是再分化过程，而丛芽经过过程形成植株，说明是分化生根的过程。另外愈伤组织在不同的培养基上也可先生根，再分化形成芽，形成完整植株，所以x就是胚状体。(2)培养基中所含的激素种类和比例不同，诱导形成的结构不相同。花粉细胞含有本物种全套的遗传信息，具有发育的全能性，离体培养成的个体都是单倍体。(3)植物甲为单倍体，只含有配子的染色体组成，是高度不育的，只有其染色体加倍后，才能产生正常的配子，因染色体加倍后形成的是纯合子，每株植物减数分裂只能形成一种基因组成相同的配子，因杂合子植株含有多对等位基因，所以这样的群体产生的配子有许多种。因单倍体育种形成的是纯合子，自交后代不发生性状分离，在育种上可明显地缩短育种年限。答案：(1)脱分化再分化胚状体分化(或发育)生根(2)激素单倍体细胞的全能性(3)染色体加倍无性繁殖乙(或经过染色体加倍的)一多缩短育种年限课时作业一、选择题1生物体内细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，这是因为()a细胞丧失了全能性b基因的选择性表达c不同的细胞内基因不完全相同d在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化解析：选b。在正常个体中，细胞全能性受到限制，因为基因是选择性表达的，只有当细胞处于离体状态并给予一定的外界条件如营养物质及激素时，才能表现出全能性。2下列实例中能体现细胞全能性的是()用液体悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株植物用种子进行繁殖烟草花药离体培养得到了单倍体植株abcd解析：选b。全能性的体现，要使单个细胞发育成完整个体，而种子不是单个细胞，所以不是。3在脱分化形成愈伤组织的过程中，下列各项为非必要条件的是()a培养基需消毒灭菌b给予适宜的温度c给予充足的光照d给予适宜的养料和激素解析：选c。在植物组织培养过程中，将离体的组织细胞置于相应的培养基中，在一定的激素刺激下，使其发生脱分化形成愈伤组织，并在此基础上逐渐再分化形成具有根、芽的植物胚状体。同时在脱分化形成愈伤组织的过程中，由于植物细胞脱离了植物体，所有营养必须从培养基中获得，并且在此过程中易受到细菌的感染而死亡，因此必须对培养基进行消毒灭菌。愈伤组织再分化成根、芽时，需给予光照刺激，以促进叶绿素的合成，为随后的光合作用提供有利条件，而在细胞脱分化形成愈伤组织的过程中光照是非必要条件。4下列关于植物细胞工程的叙述，不正确的是()a离体的组织块在脱分化形成愈伤组织过程中，需在培养基中添加有机物b由于同种植物的不同基因型个体之间遗传性的差异，细胞全能性表达程度大不相同c用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁，可以获得植物细胞原生质体d愈伤组织细胞的特点是细胞质丰富、液泡小、细胞核小解析：选d。愈伤组织细胞的特点是细胞质丰富、液泡小、细胞核大，是一种相对没有分化的活的薄壁细胞。5玉米是一种重要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家在玉米育种和栽培中做了大量的研究。下图是关于玉米培养的过程，据图判断下列说法中错误的是()a从繁殖原理上分析，ad属于无性繁殖b植株d和g中的染色体组数不同ceg不能体现细胞的全能性def过程中获得的植株一般不能直接应用于大田生产解析：选c。eg是植物组织培养过程，属于无性繁殖，进行有丝分裂，染色体数目不变，也体现了细胞的全能性。6辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。下列叙述中错误的是()a图中和分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化(或去分化)和再分化过程b图中获得愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系的培养基中都有凝固剂琼脂c过程中，培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化d用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶解析：选b。外植体形成愈伤组织为脱分化，愈伤组织形成根、芽为再分化。培养高产细胞系的培养基是液体培养基，不含琼脂。再分化过程中，生长素和细胞分裂素用量的比值低时有利于芽的分化。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时常用的酶是纤维素酶和果胶酶。7下列对如图所示的培养过程的叙述，正确的是 ()aa、b、c、d中的植物细胞都具有完全相同的dna和rnabab与bc的培养过程中，植物生长调节剂的种类可能相同，但比例不同c此为植物花药离体培养，其中花药经ad发育成试管苗的过程中可能存在基因突变、基因重组和染色体畸变等变异dd中的试管苗可以直接转移至土中培养 解析：选b。a、b、c、d中的植物细胞都具有完全相同的dna，但因细胞分化，细胞中的rna不同；ab与bc分别是脱分化和再分化，两过程均需要相同的植物激素调节，但比例不同；花药经ad发育成试管苗的过程中可能存在基因突变和染色体畸变等变异；d为单倍体，需要用秋水仙素处理后再移栽土中。8下列有关高等植物原生质体制备和培养的叙述，正确的是()a纤维素酶和果胶酶混合液可用于制备悬浮培养细胞的原生质体b加入0.6 mol/l甘露醇的目的是保护纤维素酶和果胶酶c从不同植物组织分离得到的原生质体大小、形状相同d愈伤组织经原生质体培养均可得到再生植株解析：选a。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶；加入0.6 mol/l甘露醇的目的是保护植物细胞去除细胞壁后获得的原生质体；从不同植物组织分离得到的原生质体大小不同，形状均为球形。二、非选择题9铁皮石斛是中国特有的名贵药材，有关铁皮石斛的研究已成为国内外生命科学研究的热点和前沿，为提高其药用价值，铁皮石斛种子随“神九”进行了一次太空之旅，其种植前景将更加广阔。结合已有知识回答下列问题： (1)铁皮石斛有性生殖繁殖率很低，所以繁殖常用无性繁殖方式进行，如分株、扦插，也可用现代生物技术如_的方式进行繁殖。通过此方法利用茎尖繁殖的植株几乎无病毒，主要原因是_。若取同一株铁皮石斛不同部位的细胞进行培养获得的愈伤组织的基因型_(填“相同”或“不一定相同”)。(2)某小组为研究培养铁皮石斛的培养基中蔗糖和光的各自作用，进行了对照实验，结果如下：培养条件加蔗糖不加蔗糖光正常生长，分化不生长，死亡暗只生长，不分化不生长，死亡根据以上实验结果，你得出的结论是_。解析：(1)依据题意，铁皮石斛的有性生殖繁殖率很低，故采用无性繁殖，除题中提及到的无性繁殖方式外，还可以利用植物组织培养的方法，通过此方法利用茎尖繁殖的植株几乎无病毒，主要原因是新形成的茎尖几乎不含有病毒。若取同一株铁皮石斛不同部位的细胞进行培养获得的愈伤组织的基因型不一定相同，如取其花粉进行培养时，所得的植株体细胞中细胞核中的基因只是正常植株体细胞中的一半。(2)从表中提供的信息可以看出在加蔗糖的情况下，有光则能分化，无光则不能分化，说明光影响细胞的分化；不加蔗糖，不管有没有光，都不能生长，故蔗糖是植物组织培养必需的物质，它可为生长、分化提供能量等。答案：(1)植物组织培养茎尖几乎无病毒不一定相同(2)蔗糖为生长、分化提供能量，光促进细胞分化10红豆杉是濒危植物，其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗效。如图是红豆杉植株组织培养和细胞培养的流程图。请据图回答下列问题：(1)图中为愈伤组织，通过b过程可最终产生新的植株，通过c过程可产生大量细胞，则图中a、b、c分别表示的过程为_。其中b过程的实质是_。(2)对的培养一般要采用_培养基，且要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是_。(3)从生殖方式上分析属于_生殖。(4)若是红豆杉的花药，则得到的个体为()a单倍体b二倍体c单体d多倍体解析：图中为红豆杉离体的植物器官、组织或细胞(外植体)，为愈伤组织，为试管苗(胚状体)，为植物体，为大量的红豆杉细胞；再分化的实质是细胞内基因的选择性表达。的培养目的是使细胞快速增殖，一般采用液体培养基进行培养，在培养过程中通入无菌空气是为了保证细胞生长过程中氧气的供应，不断搅拌的目的是让细胞和培养液充分接触。答案：(1)脱分化、再分化、有丝分裂基因的选择性表达(2)液体保证氧气的供应、使细胞和培养液充分接触(3)无性(4)a11美国科学家将胡萝卜韧皮部的细胞培养产生完整植株的过程如图所示，请回答下列问题：(1)科学家所用的胡萝卜韧皮部的细胞，在正常生物体内能否进行有丝分裂？说明原因。_。(2)韧皮部细胞通过_和_形成的
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