3．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

2、离体的植物叶肉细胞可以培育成完整植株，其原理是　　　　　　　　　　

A、叶绿体的光合作用提供有机营养和O₂

B、植物的叶肉细胞具有全能性

C、线粒体的呼吸作用提供能量和CO₂

D、线粒体为叶绿体提供ATP、NADPH和C₃化合物

1．(2003天津卷)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

3．人类胚胎干细胞的研究

　 　胚胎干细胞是指早期胚胎细胞，即受精卵分裂至16-32个细胞时期的胚胎细胞。此时若将细胞分开，每个细胞都可发育成一个完整的胚胎，所以，细胞生物学家称这种细胞是全能细胞。胚胎干细胞可以发育成机体的各种类型的组织或细胞。当前，科学家们正试图利甩胚胎干细胞的“可塑性”来治疗各种细胞退化性疾病。

　 　假如有人患有糖尿病、进行性老年性疾呆、严重的心力衰竭或其他疾病，只要从他身上任何部位取下一些体细胞，将体细胞的细胞核显微注射到去核的人卵细胞中，这种包含与病人完全相同的遗传物质的杂合卵细胞在体外培养发育成囊胚，从中分离出“人类胚胎干细胞”，体外诱导它们分化成胰岛细胞、神经元、心肌细胞等，将这些细胞移植到发病部位，就能修复病人的组织或器官，使病人免受病魔煎熬。

　　 这项研究被誉为引发医学革命的关键技术，为发育生物学、遗传学等基础研究提供了极好的实验模型，由于胚胎干细胞可经体外定向诱导分化成特定功能的细胞，提供给临床进行细胞替代治疗，很多疾病不再是难治之症，同时也可结合组织工程提供替代组织器官。这可解决可供移植的器官和组织奇缺的问题；由于移植细胞与病人的基因完全相同，不会产生排斥反应。

　　 1999年美国等几个国家的科学家宣布，他们用不同的方法获得了具有无限增殖和全能分化潜力的人类胚胎干细胞，被国际自然科学学术权威机构评为“1999年世界十大科学突破”之一。

巩固练习

2．胚胎移植

　　 从一头受孕母畜(供体)的生殖管道取出受精卵或发育到一定时期的早期胚胎，移入与供体母畜同步发情的母畜(受体)的生殖管道的一定部位，继续生长、发育、长成子畜的技术称为胚胎移植。在人类中供体和受体妇女在排卵周期同步的情况下，转移受精卵或早期胚胎，在受体体内孕育到期的技术也叫做胚胎移植。

　　 胚胎移植有重要的实践意义，主要有以下几点：(1)提高良种母畜的繁殖力；(2)使母畜一次生胎；(3)进行胚胎性别选择；(4)减少精液消耗；(5)冻存良种胚胎；(6)试管婴儿。利用体外受精结合胚胎移植，可以解除人的某些不孕症。

1．植物体细胞杂交

　 　近年来研究正热的细胞杂交技术是对细胞全能性更高层次的利用，植物细胞融合技术在植物育种上有重大的应用价值，它不仅打破了常规有性杂交育种的不亲和性障碍，而且为实现“超远缘杂交”提供了可能。 植物体细胞杂交的过程包括原生质体的制备，原生质体融合的诱导，杂种细胞的筛选和培养，以及杂种植株的再生与鉴定等环节。下面以烟草和大豆的体细胞杂交为例，简要介绍植物体细胞杂交的过程。

　　 ①原生质体制备选取烟草植株上的幼嫩叶片和培养好的大豆细胞，用酶解法制备原生质体。烟草的原生质呈绿色，大豆为无色，在显微镜下很容易区别开来。

　　 ②原生质体融合取等量的烟草和大豆的原生质体混合后，加入聚乙二醇溶液。在显微镜下观察，可以看到原生质体相互粘集在一起。隔一段时间后，加入高钙、高pH的溶液，这时原生质体才开始融合。原生质体融合包括膜融合和核融合两个过程。诱导融合只能诱导细胞膜的融合，两个核的融合是在杂种细胞第一次有丝分裂时进行的。

　　 ③杂种细胞的筛选和培养。烟草与大豆的原生质体融合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时，在细胞混合物中，不仅有烟草--大豆杂种细胞，还有烟草细胞、大豆细胞、烟草--烟草细胞、大豆一大豆细胞。杂种细胞的筛选，可以用机械方法，也可以用生理学或遗传学的方法。以机械方法为例，根据两种亲本细胞在形态、色泽上的差异，将细胞分别接种在带有小格的培养皿中，每个小格中约放1-3个细胞。在显微镜下找出杂种细胞，并且标定位置。等杂种细胞分裂成细胞团时，转移到培养皿中，培养成愈伤组织。

　　 ④杂种植物的再生与鉴定。杂种植株的再生是指从愈伤组织培养出杂种植株的过程。由于烟草和大豆分属于茄科和豆科，二者的原生质体融合后，只能长成杂种愈伤组织，还不能分化，因此谈不上杂种植株的再生和鉴定。对于 能够再生出杂种植株的，如烟草--海岛烟草、白菜一甘 蓝、胡萝卜--羊角芹等，长出的植株究竟是不是杂种，还需要经过鉴定才能确定下来。杂种植株的鉴定方法有形态 学方法、生化方法(如电泳)、细胞学方法(如染色体组型分 析)、分子生物学方法(如分子杂交)等。

4．花药离体培养属于植物组织培养吗？

答：花药离体培养主要在无菌条件下，取出花药或从花药中取出花粉粒，置于人工培养基上进行培养，形成花粉胚或花粉愈伤组织，通过再分化长出根茎叶，最后长成花粉植株。由于这种植株所含的染色体数目只有正常植株的一半，故又称为单倍体植株。因此花药离体培养属于植物组织培养。只不过是利用成熟的生殖细胞进行离体培养，因此这个过程应该属于特殊的有性生殖过程。

名师点拨

例1(2004年上海卷)下列关于细胞工程的叙述中，错误的是

A．植物细胞融合必须先制备原生质体

B．试管婴儿技术包括人工受精和胚胎移植两方面

C．经细胞核移植培育出的新个体只具有一个亲本的遗传性状

D．用于培养的植物器官或组织属于外植体

考点分析　 本题主要考查与细胞工程相关的知识。

解题思路　 由于受细胞壁的影响，植物细胞在融合前先要去除细胞壁，得到原生质体。试管婴儿是利用精子和卵细胞在体外人工受精，形成受精卵，培养成早期胚胎，然后把胚胎移植到母体子宫内，继续完成后面的胚胎发育过程。细胞核移植后，重构的细胞中细胞核中的遗传物质来自一个亲本，而细胞质中存在的遗传物质来自另一个亲本。C选项中叙述的内容与之有冲突。本题正确答案是C。

失分陷阱　 没有认识到生物的遗传中核遗传和质遗传共同作用的结果，同时对各种细胞工程的具体过程不了解，对有关的术语不理解，都是失分主要原因。

例2 (2000年新课程理综卷)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到去核的卵细胞内

考点分析　 本题考查关于植物细胞全能性的相关知识。

解题思路　高度分化的植物细胞仍然有发育成完整植株的潜能，这就是植物细胞的全能性。但是，细胞在体内并没有表现出全能性，当植物细胞脱离了原来植物体而处于离体况态时，在一定的营养物质、激素和适宜的外界条件下，就可表现出全能性，发育成完整的植株。因此C是惟一正确的选项。选项A仅仅给予适宜的外界条件和营养物质，没有说明离体这个条件，是不对的。细胞在体时受其它细胞的影响和制约，不可能表现出全能性。选项B的错误在于，如果导入基因，就不能叫细胞有全能性，而成为基因工程了。植物细胞的全能性不需要导入任何基因。选项D要把成熟的筛管的细胞核移植到去核的卵细胞中，其实成熟的筛管是没有细胞核的生活细胞。本题正确答案是C。

失分陷阱　 对于细胞全能性的概念理解不到位，特别是“潜能”一词，忽视了离体这一条件，而错选A。把动物细胞的全能性主要是指细胞核的全能性与植物细胞全能性概念相混淆，而错选了D。

例3 (2003年江苏卷) 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

　　　 D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构

考点分析　 本题主要考查植物组织培养技术和它的生物学原理的理解程度。

解题思路　 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。愈伤组织中虽然有些细胞发生分化，但仍具有全能性，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。本题答案为B。

失分陷阱　没有理解愈伤组织的概念和特点。

例4 (2001年上海卷)现有甲、乙两个烟草品种(2n＝48)，其基因型分别为aaBB和AAbb，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于800勒克司时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因(aa或bb)作用的结果。

取甲乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生细胞团。然后，放到大于800勒克司光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的能分化发育成植株。请回答下列问题：

(1)甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为　　　　 和　　　　 。

(2)将叶肉细胞制成原生质体时，使用　　　　　　　 破除细胞壁。

(3)在细胞融合技术中，常用的促融剂是　　　　 。

(4)细胞融合后诱导产生的细胞团叫　　　　　 。

(5)在大于800勒克司光照下培养，有　　　 种细胞团不能分化；能分化的细胞团是由　　　 的原生质体融合来的(这里只考虑2个原生质体的相互融合)。由该细胞团分化发育成的植株，其染色体数是　　　　　　 ，基因型是　　　　　 。该植株自交后代中，在大于800勒克司光照下，出现不能生长的植株的概率是　　　　　　 。

考点分析　 本题创设一个新情境，综合考查有关植物细胞杂交、减数分裂、遗传规律和单倍体育种的掌握情况和应用能力。

解题思路　 在只考虑两个原生质体相互融合的情况下，任意两个原生质体(aB与aB、Ab与Ab、aB与Ab)融合后细胞的基因型为aaBB、AAbb和AaBb，其中基因型aaBB和AAbb的细胞团在大于800勒克司的光照下培养，不能分化，基因型为AaBb的细胞团则能分化发育成植株，该植株为二倍体(2n＝48)。AaBb的植株自交后代中，在大于800勒克司的光照下不能生长的植物，即含有一对以上隐性基因(aaB＿、A＿bb和aabb)的植株出现概率为1/4×3/4+3/4×1/4+1/4×1/4＝7/16。本题正确答案为(1)aB　 　Ab　(2)纤维素酶和果胶酶　(3)聚乙二醇　(4)愈伤组织　(5)2　甲乙两品种　48　AaBb　7/16

失分陷阱　 本题是以植物细胞杂交为情境的综合题。本题失分主要原因是想当然地认为两种植物细胞原生质体融合的可能性就只有AaBb型一种，而导致失分。同时不能用生物学术语进行表达，而导致失分。

　例5 (2003年江苏卷) 将小鼠骨髓瘤细胞与一种B淋巴细胞融合，可使融合的细胞经培养产生单克隆抗体，其依据是　

　　　 A．B淋巴细胞可以产生抗体，但不能无限增殖

　　　 B．B淋巴细胞只有与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体

　　　 C．骨髓瘤细胞可以无限增殖，但不能产生抗体

　　　 D．骨髓瘤细胞可以产生抗体，但不能无限增殖

　 　考点分析　本题主要考查制备单克隆抗体的有关内容。

解题思路　 人们把由单个杂交瘤细胞经过克隆(无性繁殖)形成细胞群，再由细胞群产生的化学性质单一、特异性强的抗体称为单克隆抗体。杂交瘤细胞是由骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合得到的，其中骨髓瘤细胞的特点是能够在体外无限增殖，但不能产生抗体；B淋巴细胞的特点是能够产生抗体，但不能无限增殖。融合形成杂交瘤细胞后，由于它继承了双亲细胞的遗传物质，因此它不仅具有产生抗体的能力，还具有无限增殖的本领。本题正确答案是A、C。

失分陷阱　由于对单克隆抗体的制备过程和原理理解不完整，没有结合体液免疫的原理，认为只有B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后才能产生抗体，而错选了B。

例6(2001年上海卷)胚胎移植技术目前主要应用于

A　 解决某些不孕症者的生育问题　　 B　 治疗某些遗传病

C　 提高良种家畜的繁殖力　　　　　 D　 提高动物的抗病力

考点分析　 本题主要考查细胞工程领域新技术及应用，是当今高考的热点问题。

解题思路　 胚胎移植技术(用于人类即平常我们所说的试管婴儿)主要是从母体取出卵细胞，在体外进行人工受精、分割、培养，当胚胎发育到-定时期，再将胚胎移植到母体子宫内继续发育成胎儿的技术。胚胎移植技术应用于人类，解决了某些不孕症者的生育问题；应用于家畜，则是为了提高家畜的繁殖能力(-头奶牛正常情况下，一生最多只能繁殖10头小牛，而用胚胎移植技术，一生则能生40头小牛)。该技术不能提高动物的抗病能力，也不能治疗某些遗传病。本题正确答案是A、C。

失分陷阱　 没有关注细胞工程领域的新进展，不了解胚胎移植技术及其应用价值。

拓展提升

3．植物体细胞杂交与动物细胞融合有何区别？

答：植物体细胞杂交是用两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新植物体的方法。从这句话可以看出，植物体细胞杂交是从细胞融合开始，到培育成新的植物体结束。动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是相同的，诱导融合的方法类似，动物细胞的融合还常常用到灭活的病毒作为诱导剂。植物体细胞杂交的一项重要目的是克服植物间远源杂交不亲和的障碍，培育作物新品种。动物细胞融合技术最重要的用途，不是以培养新品种为目的，而是制备单克隆抗体。单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面，与常规抗体相比，特异性强，灵敏性高，优越性非常明显。

2．植物细胞体现出全能性需要那些条件？

答：植物体内的生活细胞尽管具有全能性，但受基因选择性表达的调控，一般要进行定向的、不可逆转的分化，因此全能性不能表现出来。当已发生分化的细胞处于离体状态，且环境条件适合(营养物质、激素、温度)，这时方可进行脱分化而表现出全能性，发育成完整的植株。

命题研究

提分关键

1．如何理解细胞的全能性？

答：细胞全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育的潜能，大量科学实验证明，高度分化的植物细胞仍然有发育为完整植株的能力。例如，1958年曾有美国科学家将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，而最终发育成完整的新植物，体现了细胞的全能性。

　　 细胞全能性的原因是，由于体细胞一般是通过有丝分裂繁殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的染色体，携带有本物种相同的DNA分子。因此，分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。在合适的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。

　　 高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，它的细胞全能性受到限制，主要是细胞质内的遗传物质有所变化，但是它的细胞核仍然保持着全能性，这是因为细胞核内含有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质。

　　 可以说，任何一个具有完整结构的体细胞都可以在一定条件下发育成一个完整的生物体的能力。现代克隆技术的理论基础就是细胞的全能性。