2024-2025学年高二生物人教版选择性必修3 第2章 微专题 细胞工程综合考查.docx

细胞工程综合考查

一、植物细胞工程的综合考查

1．细胞的全能性

(1)概念：细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。

(2)原因：构成生物体的所有体细胞都是由受精卵通过有丝分裂发育而来的，含有相同的遗传物质，都含有本物种的所有遗传信息，因此每个体细胞都有发育成完整个体的潜能。生物的生殖细胞在一定条件下也具有全能性，是因为生殖细胞中含有本物种生长发育的全套遗传信息，尽管其遗传物质是体细胞的一半。

(3)表达的条件：由于基因的选择性表达，细胞的全能性在植物体内受到限制不能表达，只有在离体条件下，在营养、激素和其他条件适宜的情况下，细胞才能表达其全能性。动物细胞难以表达其全能性，但是通过核移植后，细胞核仍可表达其全能性。

(4)表达的难易程度：植物细胞的全能性易表达，而动物细胞的全能性不易表达，但动物细胞核的全能性可以表达。在所有细胞中，受精卵可直接发育为个体，有的生殖细胞也可在一定条件下表达其全能性。

(5)意义：细胞的全能性是植物组织培养和植物体细胞杂交的理论基础，也是现代动物体细胞克隆技术的理论基础。

2．植物激素在组织培养过程中的重要作用

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激素，其作用及特点如表：

激素使用

实验结果

使用顺序

先使用生长素，后使用细胞分裂素

有利于细胞分裂，但细胞不分化

先使用细胞分裂素，后使用生长素

细胞既分裂也分化

生长素与细胞分裂素同时使用

分化频率提高

生长素用量/细胞分裂素用量的比值

该比值高时

有利于根的分化，抑制芽的形成

该比值低时

有利于芽的分化，抑制根的形成

该比值适中时

促进愈伤组织的形成

例1水竹是单子叶禾本科植物，易管理和培植，干净而雅致。水竹配上假山奇石，制作成小盆景，极具自然之美感。如图为通过植物组织培养大量获得水竹幼苗的过程。回答下列问题：

(1)通过植物组织培养获得水竹幼苗的原理是________________________；尽量选择分裂旺盛、带有分生区的部位作为外植体，原因是_________________________________________。

(2)过程①为脱分化，脱分化是指___________________________________________________。

过程②的实质是________________________________________________________________。

(3)水竹的种子一般在9～10月成熟，但其收获易受气候的影响，其优良杂种的后代也会因发生____________而丧失其优良特性，利用植物组织培养技术可以克服这些缺陷。

(4)在水竹植物组织培养过程中，经过筛选还可能获得大量有用的突变体，突变体产生的原因是在培养过程中，培养细胞_______________________________________________________。

答案(1)植物细胞的全能性这样的外植体容易诱导形成愈伤组织(2)已经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基因的选择性表达(3)性状分离(4)一直处于不断增殖的状态，容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变

解析(3)杂种后代自交易发生性状分离而丧失其优良特性，利用植物组织培养技术可以克服这些缺陷。(4)植物组织培养过程中，可能获得大量的突变体，突变体产生的原因是在培养过程中，培养细胞一直处于不断增殖的状态，容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。

例2请回答下列有关植物组织培养的问题：

(1)用于植物组织培养的植物材料称为_____________________________________________。

(2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为______________。

(3)在再分化阶段所用的培养基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如图所示。据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系。

①当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时，___________________________________。

②当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，____________________________________。

③当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时，__________________________________。

(4)生产上用试管苗保存植物的优良性状，其原因是__________________________________。

答案(1)外植体(2)脱分