一、疑難解析
1．植物細胞為什么能表現(xiàn)出全能性？
植物細胞全能性的基本含義是：植物體的每個生活細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個活細胞都應該具有全能性。
2．在生物體內(nèi)為什么細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織或器官呢?
是因為基因在特定空間和時間條件下選擇性表達的結果。在個體發(fā)育的不同時期，生物體不同部位的細胞表達的基因是不同的，合成的蛋白質也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。植物細胞的全能性表達的條件：離體條件、有一定的營養(yǎng)物質、激素和其他外界條件。
3．在植物組培過程中，為什么要進行一系列的消毒，滅菌，并且要求無菌操作？
排除雜菌污染，避免微生物與外植體競爭，更重要的是微生物會產(chǎn)生毒素，危害培養(yǎng)物的生長甚至導致外植體死亡。
4．植物組培的培養(yǎng)基為什么用蔗糖？
在“植物的克隆”一節(jié)中涉及植物組織培養(yǎng)技術，在該技術中所用培養(yǎng)基的需要有適量的營養(yǎng)物質，其中含有蔗糖，而不是葡萄糖，原因為何?
選用蔗糖主要從以下幾個方面考慮的：
①提供碳源，高壓滅菌的蔗糖優(yōu)于過濾滅菌的葡萄糖。因為高壓滅菌能使蔗糖水解為更能被有效利用的糖份。如果糖等。
②誘導作用，在培養(yǎng)基成分中，增加生長素的濃度，導致木質部形成，增加蔗糖濃度則導致韌皮部形成。當生長素水平恒定時，2％蔗糖使分化出的全部是木質部，4％蔗糖使分化出的幾乎全部是韌皮部，3％蔗糖則可以分化出兩者。所以，生長素和蔗糖濃度決定愈傷組織中維管束的類型與數(shù)量。因此，在植物組培中要選用蔗糖而不選用葡萄糖。
③同樣作為碳源物質為植物細胞提供能量來源，蔗糖較葡萄糖能更好地調節(jié)培養(yǎng)基內(nèi)的滲透壓。配制相同質量分數(shù)的培養(yǎng)基，蔗糖形成的滲透壓要明顯低于葡萄糖，因此，若采用葡萄糖作為碳源，易使植物細胞脫水而生長不良。同時，植物細胞吸收蔗糖的速率要明顯慢于吸收葡萄糖的速率，所以蔗糖形成的滲透壓可相對長期的保持穩(wěn)定。
④植物組織培養(yǎng)過程中，要時刻注意防止培養(yǎng)基受到微生物的污染。微生物生長所需的碳源最常用的是葡萄糖，一般很少利用蔗糖。因此，采用蔗糖作為培養(yǎng)基的碳源，可一定程度上減少微生物的污染。
5．為什么誘導愈傷組織發(fā)生的過程中應避光培養(yǎng)？而在胚狀體分化成植株過程中需要光？
對于植物組織培養(yǎng)來說，光照條件非常重要，包括光照強度、時間和波長。但在由高度分化的組織形成愈傷組織的誘導階段往往要暗培養(yǎng)，而在分化形成試管苗的再生的過程中一定要有光照。誘導形成愈傷組織階段的暗培養(yǎng)有利于細胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織，如果在光照條件下容易分化產(chǎn)生維管等組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。由愈傷組織經(jīng)細胞有絲分裂和分化形成試管苗的過程中需要光照，原因是葉中葉綠素的合成需要光照條件，實現(xiàn)由異養(yǎng)→自養(yǎng)的轉變。
6．為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣 高中化學，地上長番茄、地下結馬鈴薯？
生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調控、相互影響的，所以馬鈴薯—番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質，但這些遺傳物質的表達受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質一樣有序表達，雜交植株不能地上長番茄、地下結馬鈴薯就是很自然的了。
7．動物細胞培養(yǎng)的“代”指的是什么？
在“動物的克隆”一節(jié)中動物細胞培養(yǎng)時提到“代”。很容易把“代”與“細胞分裂次數(shù)”等同。而實際上，培養(yǎng)細胞的“一代”指從把細胞接種到培養(yǎng)瓶至分離再培養(yǎng)的一段期間，與細胞世代或增殖不同。在“一代”中，細胞并不只是分裂一次，一般分裂3—6次。
8．細胞系和細胞株有什么區(qū)別？
細胞系指可連續(xù)傳代的細胞。原代培養(yǎng)物在首次傳代時就成為細胞系，能連續(xù)培養(yǎng)下去的細胞系稱為連續(xù)細胞系，不能連續(xù)培養(yǎng)下去的細胞系稱為有限細胞系。通過一定的選擇和純化方法，從原代培養(yǎng)物或細胞系中獲得的具有特殊性質的細胞稱為細胞株。可以連續(xù)多次傳代的細胞株稱為連續(xù)細胞株，可傳代次數(shù)有限的細胞株稱為有限細胞株。所以細胞系是泛指可傳代的細胞，細胞株是具有特殊性質的細胞系。
9． 為什么細胞融合過程中使用的病毒需要滅活？
不滅活的話會感染細胞，而不能誘導細胞融合。
10． 動物難以克隆的根本原因？
在動物的個體發(fā)育過程中，分化的結果使得細胞在形態(tài)和功能上高度特化，基因表達的調控使得細胞中合成了專一的蛋白質。特化細胞的細胞核中物種基因組完整，具有全能性，但是基因組中的基因并不同時進行活動，一類基因是維持生存的；另一類基因隨著組織器官和發(fā)育階段不同而選擇性表達。動物的體細胞的基因組中基因的活動并不完全，不能像受精卵那樣發(fā)揮細胞的全能性。
二、易錯題例析
1.以下不能說明細胞全能性的實驗是
A．菊花花瓣細胞培育出菊花新植株 B．紫色糯性玉米種子培育出植株
C．轉入抗蟲基因的棉花細胞培育出植株 D．番茄與馬鈴薯體細胞雜交后培育出植株
解析：植物體的每個生活細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個活細胞都應該具有全能性。A、C、D都有細胞→個體的植物組織培養(yǎng)過程，B中的紫色玉米種子已經(jīng)是一個個體，所以不能它不能說明細胞全能性。
答案：B
2.玉米是一種重要的農(nóng)作物，為了提高玉米的產(chǎn)量，科學家在玉米育種中和栽培中作了大量的研究。如圖是關于玉米培養(yǎng)的過程，據(jù)圖判斷下列說法中錯誤的是（ �。�
A．從繁殖原理上分析，A→D屬于無性生殖
B．植株D和G中的染色體組數(shù)不同
C．E→G不能體現(xiàn)細胞的全能性
D．E→F過程中獲得的植株一般沒有直接的使用價值即應用于大田生產(chǎn)。
解析：A→D過程為植物組織培養(yǎng)過程，屬于無性生殖；植株D為正常玉米植株，而G是為花藥離體培養(yǎng)得到的單倍體植株，其染色體組數(shù)為正常玉米植株的一半，花藥離體培養(yǎng)成單倍體植株也體現(xiàn)了細胞的全能性，由于單倍體植物長的弱小，高度不孕，所以其在大田生產(chǎn)中一般沒有直接使用價值。
答案：C
3.在下列各種細胞工程技術培育生物新產(chǎn)品，操作過程中不可能形成愈傷組織的技術是
A．細胞和組織培養(yǎng) B．植物細胞融合 C．動物克隆 D．細胞核移植
解析：愈傷組織是指植物細胞在組織培養(yǎng)過程中形成的一種排列疏松而無規(guī)則的無定形狀態(tài)、高度液泡化的薄壁細胞，在適宜的條件下，愈傷組織可再分化，形成芽、根，再生成植株。D選項中細胞核移植也可以是植物細胞移植，也可以形成愈傷組織。
答案：C
4.下列關于動物細胞培養(yǎng)的有關敘述中正確的是 �。ā 。�
A．細胞的癌變發(fā)生于原代培養(yǎng)向傳代培養(yǎng)的過渡過程中
B．動物細胞培養(yǎng)液中通常含有葡萄糖、氨基酸、無機鹽、生長素和動物血清等
C．動物細胞培養(yǎng)的目的是獲得大量的細胞分泌蛋白
D．動物細胞培養(yǎng)前和培養(yǎng)過程中都要用胰蛋白酶處理
解析：細胞的癌變一般是在多次傳代培養(yǎng)后才會發(fā)生，動物細胞培養(yǎng)液中不需要加入生長素，生長素是植物組織培養(yǎng)中會使用的植物激素，在動物細胞培養(yǎng)中，可以獲得細胞或者細胞代謝產(chǎn)物；在動物細胞培養(yǎng)前先要用胰蛋白酶處理使得組織分散成細胞懸浮液進行培養(yǎng)，在傳代過程也要用胰蛋白酶處理使細胞從培養(yǎng)瓶上脫離下來進行分裝。
答案：D
5.下圖所示為農(nóng)作物新品種的育種方式：
（1）圖示育種方式涉及到的生物工程技術有___________、____________。
（2）②③過程分別稱為__________、____________。
（3）⑤過程中常用的運載體是_______。⑤過程表示的基因操作步驟是__________、___________。
（4）上述育種與傳統(tǒng)雜交育種相比，具有的突出優(yōu)點是__________。
解析：解答該題需要從圖解中分析出包含的育種方式，在該圖解中，涉及到轉基因技術和植物體細胞雜交，另外還涉及到植物組織培養(yǎng)的過程，植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化的過程。
答案：（1）基因工程、植物體細胞雜交；（2）脫分化、再分化；（3）質粒 目的基因和運載體結合 將目的基因導入受體細胞；（4）實現(xiàn)遺傳物質的定向改變、克服了遠源雜交不親積的障礙（和周期短）
6.葉肉細胞原生質體的分離和培養(yǎng)的主要過程可以用以下圖解簡單表示。
(1) 圖解中“酶解”所用的酶應該包括 和 。
(2) DPD培養(yǎng)基的成分中，除了各種營養(yǎng)成分外，還必須含有 、 才能獲得愈傷組織。
(3) 獲得原生質體后，需要對其活力進行檢查，下列哪些實驗最合適
A．觀察原生質體的結構是否完整 B．觀察細胞質流動 C． 觀察細胞有絲分裂
(4) 一般在培養(yǎng)基上培養(yǎng)24～48小時后，大部分原生質體已再生出細胞壁�？梢匀�，利用25％蔗糖溶液以及其他用具，通過 實驗來鑒別細胞壁是否已經(jīng)再生。
解析：該題圖解為植物原生質體培養(yǎng)的過程，在獲得植物原生質體時，需要用纖維素酶和果膠酶專一性處理破壞細胞壁；在培養(yǎng)基中需要加入合適的營養(yǎng)物質，另外，還要加入一定比例的生長素和細胞分裂素才能誘導產(chǎn)生愈傷組織；細胞質流動的情況可以反映細胞的活力；只有含有細胞壁的活細胞才會在25%蔗糖溶液中發(fā)生質壁分離和復原。
答案：(1)纖維素酶和果膠酶 (2)生長素 細胞分裂素 (3)B (4)植物細胞的質壁分離與復原
7.某研究小組進行藥物試驗時，以動物肝細胞為材料，測定藥物對體外培養(yǎng)細胞的毒性。供培養(yǎng)的細胞有甲、乙兩種，甲細胞為肝腫瘤細胞，乙細胞為正常肝細胞。
請回答下列有關動物細胞培養(yǎng)的問題：
（1）將數(shù)量相等的甲細胞和乙細胞分別置于培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)液及其它培養(yǎng)條件均相同。一段時間后，觀察到甲細胞數(shù)量比乙細胞數(shù)量__________。
（2）在動物細胞培養(yǎng)時，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是___________。細胞培養(yǎng)應在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進行，CO2的作用是____________________________。
（3）在兩種細胞生長過程中，當乙細胞鋪滿瓶壁時，其生長____________。藥物試驗需要大量細胞，兩種細胞頻繁傳代，甲細胞比乙細胞可以傳代的次數(shù)更_______。若用動物的肝臟組織塊制備肝細胞懸液，需用___________消化處理。
（4）為了防止細胞培養(yǎng)過程中細菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的_____________。
（5）已知癌細胞X過量表達與肝腫瘤的發(fā)生密切相關，要試驗一種抗腫瘤藥物Y對甲細胞生長的影響，可將甲細胞分為A．B兩組，A組細胞培養(yǎng)液中加入___________，B組細胞培養(yǎng)液中加入無菌生理鹽水，經(jīng)培養(yǎng)后，從A．B兩組收集等量細胞，通過分別檢測X基因在A．B兩組細胞中的________或_______合成水平的差異，確定Y的藥效。
解析：肝腫瘤細胞壁正常肝細胞的分裂能力強，細胞周期短，在其他條件相同時，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的子代細胞多，在動物細胞培養(yǎng)的過程中，需要加入適宜血清可以補充培養(yǎng)基中缺乏的物質，而5%CO2的作用可以起到緩沖物質作用，維持培養(yǎng)液pH；正常動物細胞在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)是存在接觸抑制現(xiàn)象，當鋪滿瓶壁時就停止生長，腫瘤細胞則沒有接觸抑制現(xiàn)象，而且可以更多次的進行傳代；培養(yǎng)瓶中加入抗生素可以抑制細菌的活動；（5）中要設計的實驗是要實驗抗腫瘤藥物Y對甲細胞生長的影響，所以A、B兩組肯定是一組加入Y，一組不加；而腫瘤細胞與一般細胞之間的在合成水平上的差異在于腫瘤細胞會合成較多的蛋白質，同時也會形成較多的mRNA。
答案：（1）多（2）血清可以補充合成培養(yǎng)基中缺乏的物質 維持培養(yǎng)液pH（3）停止 多 胰蛋白酶（4）抗生素 （5）Y mRNA 蛋白質
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