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第一节细胞工程概述[随堂检测]知识点一细胞工程的发展1．下列技术中，一般不属于细胞工程的是()A．1907年哈里森进行的蛙胚神经组织培养B．1972年卡尔逊获得了体细胞杂交植株C．1982年帕米特采用显微注射技术获得了巨型小鼠D．1996年韦尔穆特利用核移植技术克隆出绵羊“多莉”解析：选C。帕米特采用显微注射技术将经过重组的带有大鼠生长激素基因的质粒转入小鼠受精卵内，并将早期胚胎植入小鼠体内妊娠，分娩出了带有大鼠生长激素基因的巨型小鼠，这一实验被认为是基因工程发展史上的一个里程碑。知识点二细胞工程的基本技术2．胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的()A．愈伤组织B．再分化C．形成完整植株D．取离体组织解析：选B。植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或根、芽，所以胚状体是在植物组织培养的再分化阶段形成的。3．下列对细胞全能性的表述，正确的是()A．离体的植物细胞均能表现出全能性B．肝脏细胞是高度分化的动物细胞，没有全能性C．花粉可培育成单倍体植株是细胞全能性的表现D．植物体内细胞由于分化，全能性不能表达解析：选C。离体的植物细胞要表现出全能性还需营养物质、植物激素和其他适宜外界条件。肝脏细胞是高度分化的动物细胞，全能性受到限制，但其细胞核仍具有全能性。分化的植物细胞具有全能性，但细胞要表达全能性必须要在一定条件下离体培养。4．为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是()A．用限制性核酸内切酶EcoRⅠ和连接酶构建重组质粒B．用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞C．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞D．用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上解析：选C。目的基因C和质粒都有可被EcoRⅠ切割的酶切位点，另外需要DNA连接酶将切好的目的基因和质粒连接起来，A项正确；愈伤组织全能性较高，是理想的植物受体细胞，将目的基因导入植物受体细胞的方法通常为农杆菌转化法，B项正确；质粒中含有潮霉素抗性基因，因此选择培养基中应该加入潮霉素，C项错误；使用分子杂交方法可检测目的基因是否整合到受体染色体上，D项正确。5．如图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是()A．①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得原生质体的过程B．②过程常用聚乙二醇诱导原生质体融合C．③过程中高尔基体活动旺盛D．最终获得的杂种植物体细胞内含19条染色体解析：选D。图中①是去除细胞壁的过程，常利用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁获得原生质体，故A项正确；②是诱导原生质体融合的过程，常用的诱导方法有物理法(电刺激、离心、振动)和化学法(聚乙二醇)，故B项正确；③是形成新细胞壁的过程，植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关，因此该过程中高尔基体活动旺盛，故C项正确；最终获得的杂种植物体细胞内含有两个亲本的全部遗传物质，即含有20＋18＝38条染色体，故D项错误。6．中科院上海生理与生态研究所为“神舟”四号上一批特殊“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，20min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)。请回答相关问题：(1)由于细胞的密度不同，因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”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[课时作业]一、选择题1．下列关于细胞工程技术的叙述中，错误的是()A．以细胞为基本单位进行操作B．植物细胞间融合时需要去除细胞壁C．核移植时主要借助显微操作仪D．20世纪70～80年代已经培育出动植物之间杂交的新品种解析：选D。细胞工程发展到现在还没有培育出动植物之间的杂交新品种，体细胞的杂交还只局限于在植物与植物、动物与动物、微生物与微生物之间进行。2．下列关于运用植物组织培养技术产生新个体的叙述，错误的是()A．属于无性生殖B．主要理论依据是植物细胞具有全能性C．培养过程中由于人工培养基含大量营养，不需光照就能发育成完整植株D．人工培养基中含植物生长发育所需的全部营养物质，包括矿质元素、糖、维生素等解析：选C。植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的理论，利用植物离体的器官、组织或细胞，在无菌和适宜的人工培养条件下，诱导出愈伤组织、不定芽、不定根，最后形成完整的植株，属于无性生殖。人工培养基中虽含有植物生长发育所需的全部营养物质，但仍需光照、温度等条件。3．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，并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．以上三者均是解析：选D。植物组织培养的培养基的组成有无机成分(水和无机盐)、有机营养成分、激素(生长素和细胞分裂素)、琼脂。4．韧皮部细胞是高度分化的植物细胞，用韧皮部细胞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细胞分裂形成的B．该愈伤组织的细胞没有全能性C．该愈伤组织由排列疏松的薄壁细胞组成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。愈伤组织是由离体的植物器官、组织或细胞通过细胞分裂产生的，此过程称为植物细胞的脱分化。愈伤组织中的细胞排列疏松而无规则，主要是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。愈伤组织具有全能性，在一定条件下继续培养，细胞会发生再分化，生成芽和根，进而发育成完整植株。愈伤组织的形态发生方式主要有不定芽方式和胚状体方式两种。其中，胚状体方式是指由愈伤组织细胞诱导分化出具有胚芽、胚根和胚轴的胚状结构，进而长成完整植株。5．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母细胞内解析：选C。植物细胞全能性得以表现的必要条件是细胞脱离母体、营养物质和植物激素以及适宜的外界条件。6．植物体细胞杂交育种具有比一般杂交育种更为突出的优点，如用此方法培育普通小麦，会使育种过程简单且时间大大缩短。这个优点()A．使杂种细胞的全能性大大提高B．使育种周期明显缩短，减小了盲目性C．克服了远缘杂交不亲和的障碍D．能保持杂种优势解析：选C。普通杂交育种一般只能在同种生物的不同基因型个体之间进行，由于不同种生物之间存在生殖隔离，所以通过种间杂交育种很难实现。而植物体细胞杂交育种突破了种间生殖隔离的限制，克服了远缘杂交不亲和的障碍，能产生出自然界中没有的新品种。7．下列关于细胞融合的叙述，不正确的是()A．采用自发或人工的方法使两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：选B。在促融合因子的作用下，细胞之间的细胞膜发生粘连、破裂，细胞质发生融合，进而发生核融合，形成杂种细胞。8．我国科学工作者曾成功地将分别属于两个科的植物，烟草和菠菜杂交成功，从而获得一种新型的烟草品种。在此过程中，下列不是必需的是()A．杂交前要除去两种细胞的细胞壁B．原生质体融合后，要选出烟草—菠菜融合细胞加以培养C．要诱导愈伤组织进行再分化D．原生质体融合前要先脱分化解析：选D。脱分化发生在原生质体融合后，当形成新的细胞壁后再进行植物组织培养的过程就发生了脱分化。9．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”。下列有关植物组织培养的叙述错误的是()A．植物组织培养过程中要注意细胞分裂素和生长素的适宜比例B．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C．同种植物的不同基因型个体的细胞全能性表达程度会大不相同D．植物愈伤组织经液体悬液培养可以得到具有胚性细胞特征的单细胞解析：选B。用纤维素酶和果胶酶水解法只是破坏了细胞壁，获得的植物细胞原生质体仍有全能性。10．将甲、乙两个物种的二倍体植物体细胞融合的杂交细胞，用植物组织培养的方法培育成植株，此植株是()A．二倍体B．三倍体C．四倍体D．单倍体解析：选C。因甲、乙两种植物均是二倍体，故由它们的体细胞融合成的杂交细胞及由该细胞发育成的植株均含有四个染色体组。11．下图为植物组织培养过程，有关说法正确的是()A．实验中②试管细胞全能性最高B．④试管中培育出的个体都是纯合子C．①→②的过程需要光照D．①→④过程培养基保持不变解析：选A。①试管中的组织块经脱分化形成②试管中的愈伤组织，愈伤组织是未分化的细胞，全能性最高；植物组织培养属于无性生殖，不改变基因型，所以产生的个体基因型与母本是相同的，可能是纯合子也可能是杂合子；脱分化形成愈伤组织的过程中需要避光培养，不需要光照；在植物组织培养的不同阶段需要的条件不同，培养基中所含有的物质比例也不同，如生长素和细胞分裂素比例适中时有利于形成愈伤组织，比例高时，有利于根的分化。12．超氧化物歧化酶(SOD)是一种源于生命体的活性物质。如图为人工培育含SOD植物新品种的过程，相关叙述正确的是()植物细胞（二倍体）――→SOD基因①新细胞――→②愈伤组织――→③胚状体―→新品种A．①过程只能用农杆菌转化法导入SOD基因B．②③过程所用的激素种类和比例都相同C．SOD催化反应的机制是为反应提供活化能D．图示育种过程体现了植物细胞的全能性解析：选D。目的基因导入植物细胞的方法有：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，A错误；②脱分化、③再分化过程所用的激素种类相同是细胞分裂素和生长素，但比例不同，B错误；SOD催化反应的机制是为反应降低活化能，C错误；植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，D正确。二、非选择题13．叶肉细胞原生质体的分离和培养的主要过程可以用下面的图解简单表示，根据图解完成问题：叶片――→洗净、灭菌切条、酶解原生质体悬浮液――→过滤离心纯净的原生质体――→培养愈伤组织Ｋ(1)图解中“酶解”所用的酶应该包括________和________。(2)原生质体的结构由_________________