高考生物总复习讲义 考点6 细胞工程

考点 6 细胞工程

细胞的全能性植物细胞工程动物细胞工程及应用干细胞的培养与器官移植单克隆抗体与癌症治疗

经典易错题会诊

命题角度一

细胞的全能性

1．细胞的全能性是指

A．具有细胞膜、细胞质和细胞核结构的完整细胞能进行各种生理活动

B．具有细胞膜、细胞质，无细胞核也能完成特定的生理活动

C．生物体细胞具有使后代形成完整个体的潜能

D．具有该物种所特有的全套遗传物质的细胞

[考场错解]D

[专家把脉]审题不清导致错选。D选项是指细胞具有全能性的原因，细胞全能性的概念则是指生物体细胞具有使后代形成完整个体的潜能。

[对症下药]C

2．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

[考场错解]C D

[专家把脉]不能准确把握细胞全能性的概念，细胞的全能性是指细胞具有发育成完整生物体的潜能。把转入抗虫基因的棉花体细胞培养成植株运用了植物组织培养技术，同理把番茄马铃薯杂种细胞培养成植株也是运用了植物组织培养技术，其原理都是运用了植物细胞的全能性。而把玉米种子培养成植株则属于有性生殖范畴，并没有体现出植物细胞的全能性。

[对症下药] B

专家会诊

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。生物体的每一个活细胞都具有全能性。受精卵的全能性是最高的，生殖细胞尤其是卵细胞，虽然分化程度很高，仍具有较高的潜在全能性。在生物体内，细胞没有表现出全能性，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。植物细胞处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可以表现出全能性。

高度分化的植物细胞具有全能性，高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，高度分化的动物细胞的全能性有待进一步证实。

考场思维训练

甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的

A．有丝分裂 B分化 C．减数分裂 D．全能性

C解析：组织培养实质上是无性生殖。

命题角度二

植物细胞工程

1．关于植物体细胞杂交技术，错误的说法是

A．可以突破自然生殖隔离的限制而得到种间杂交植株

B．使用聚乙二醇可以诱导两种愈伤组织细胞直接融合

C．此项技术往往需要使用纤维素酶和果胶酶处理待融合细胞

D．植物组织培养是实现体细胞杂交的最基础工作手段

[考场错解]A

[专家把脉]思维定势导致错答，误以为植物体细胞杂交和传统的杂交育种类似，不能打破远缘杂交不亲和的障碍。植物体细胞杂交首先必须用酶解法去除细胞壁得到具有生活力的原生质体，然后在诱导剂作用下才能诱导融合。

[对症下药]B

2．物甲、乙是两种濒危药用植物(二倍体)。请按要求回答问题：

(1)以植物甲、乙的茎尖和叶片为材料，通过组织培养获得了再生植株，解决了自然繁殖率低的问题。这表明植物细胞具有。由叶片等材料形成的愈伤组织的形态结构特点是。

(2)图1和图2分别是植物甲、乙的萌发花粉粒和未受精胚珠的示意图。

在分离珠被细胞的原生质体时，通常使用纤维素酶和果胶酶破除细胞壁，其原因是利用了酶的性质。如果将图1中的1个精子与图2中的1个细胞或2个融合，可培育出三倍体植株。用适当浓度的秋水仙素处理该三倍体植株的幼苗，可能获得药用成分较高的六倍体植株。秋水仙素的作用机理是。

(3)植物乙自然结实率低，主要原因是花粉粒萌发后多数花粉管不能伸长。为探究生长

请结合表中数据对实验结果进行简要分析：

根据上述分析，可以得出的结论是：

[考场错解]思维受阻不能得出正确答案

[专家把脉]本题重点考查了植物组织培养、细胞的全能性、酶的专一性、秋水仙素的作用机理及实验设计等知识点，综合性较高。

把离体的茎尖和叶片培养成植物体，属于植物组织培养技术，其原理是植物细胞的全能性；酶解法去除细胞壁运用了酶的专一性；二倍体植物的精子及极核都含有一个染色体组，珠被细胞为体细胞含有两个染色体组，所以一个精子和一个珠被细胞或两个极核结合可获得三倍体；第(3)问中对实验结果分析时可就情境做答，作为图表题，由表中数据不难发现生长素对花粉管萌发的影响规律，在生长素浓度小于3.0时，随浓度增加，促进作用增强，在3.0和6.0之间则随浓度上升，其促进作用下降，6.0时，花粉管的平均长度为大于0.4，反而不如不加生长素时的0.5，所以此浓度下生长素反而抑制了花粉管的萌发。

[对症下药] (1)全能性；排列疏松、高度液泡化、薄壁细胞。(2)专一性；珠被；极核；抑制细胞有丝分裂过程中纺锤丝的形成。(3)结果简要分析：生长素浓度为3．0 mg/L时，花粉管平均长度最长，表明最适生长素浓度为3.0 mg/L；生长素浓度低于3.0 mg/L(O～3.0 mg/L)时，对花粉管的促伸长作用随浓度增加逐渐增强；生长素浓度高于3．0 mg/L(3.0～5.0 mg/L)时，对花粉管的促伸长作用随浓度增加逐渐减弱；生长素浓度等于或高于6.0 mg/L 时，对花粉管的伸长起抑制作用。结论：生长素对花粉管伸长的作用具有双重性(促进或抑

制)。

专家会诊

植物细胞工程主要包括植物组织培养和植物体细胞杂交。

(1)植物组织培养

①理论基础：植物细胞的全能性；

②过程：离体的植物器官、组织或细胞一(脱分化)愈伤组织一(再分化)根、芽一植物体；

③应用：快速繁殖、培育无病毒植物，生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等，制造人工种子，转基因植物的培育等。

(2)植物体细胞杂交

①概念：用两个来自不同生物的体细胞融合成一个杂种细胞，并将其培育成新的植物体的方法：

②理论基础：植物细胞的全能性；

③过程：

④植物体细胞杂交研究的现状。

这项研究在克服远源杂交不亲和的障碍、培育作物新品种方面取得的重大突破，大大扩大了杂交的亲本组合范围。目前植物体细胞杂交还有许多理论和技术问题没有解决，这项技术仍然处于研究阶段，距离推广应用还有一定差距。

考场思维训练

1 要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要

A．具有完整细胞核的细胞 B．离体状态 C．导入外源基因 D．一定的营养物质和激素

1．C解析：将胡萝卜韧皮部培养成完整的植株利用的是植物细胞的全能性。组织培养技术不是DNA重组技术。

2 美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新植株(如右图)请分析：

(1)这种生殖方式属于，所用的技术是。

(2)分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过分裂来完成的。

(3)细胞团中相同的细胞在发育成胚状体和植株过程中，形态、结构和生理功能逐渐向不同方向发生了变化，这种现象叫做细胞的。

(4)本实验说明植物细胞具有。

(5)在培养试管植物时，试管内应至少放人种矿质元素。其中应大量供给的元素是元素。

2．(1)无性生殖组织培养(2)有丝(3)分化(4)全能性 (5)14 N、P、K、S、Ca、Mg

解析：(1)组织培养实质上是无性生殖过程。(2)组织培养过程中细胞只进行有丝分裂。

(3)愈伤组织形成胚状体的过程是再分化过程。(4)组织培养技术能证明植物细胞具有全能性。(5)植物矿质营养要求若干大量和微量元素。

命题角度三

动物细胞工程及应用

1．列不属于动物细胞工程应用的是