南海中学和深大附中:《克隆技术》疑难解析及易错题例析

一、疑难解析

1．植物细胞为什么能表现出全能性？

植物细胞全能性的基本含义是：植物体的每个生活细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。

2．在生物体内为什么细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织或器官呢?

是因为基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。植物细胞的全能性表达的条件：离体条件、有一定的营养物质、激素和其他外界条件。

3．在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？

排除杂菌污染，避免微生物与外植体竞争，更重要的是微生物会产生毒素，危害培养物的生长甚至导致外植体死亡。

4．植物组培的培养基为什么用蔗糖？

在“植物的克隆”一节中涉及植物组织培养技术，在该技术中所用培养基的需要有适量的营养物质，其中含有蔗糖，而不是葡萄糖，原因为何?

选用蔗糖主要从以下几个方面考虑的：

①提供碳源，高压灭菌的蔗糖优于过滤灭菌的葡萄糖。因为高压灭菌能使蔗糖水解为更能被有效利用的糖份。如果糖等。

②诱导作用，在培养基成分中，增加生长素的浓度，导致木质部形成，增加蔗糖浓度则导致韧皮部形成。当生长素水平恒定时，2％蔗糖使分化出的全部是木质部，4％蔗糖使分化出的几乎全部是韧皮部，3％蔗糖则可以分化出两者。所以，生长素和蔗糖浓度决定愈伤组织中维管束的类型与数量。因此，在植物组培中要选用蔗糖而不选用葡萄糖。

③同样作为碳源物质为植物细胞提供能量来源，蔗糖较葡萄糖能更好地调节培养基内的渗透压。配制相同质量分数的培养基，蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖，因此，若采用葡萄糖作为碳源，易使植物细胞脱水而生长不良。同时，植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢于吸收葡萄糖的速率，所以蔗糖形成的渗透压可相对长期的保持稳定。

④植物组织培养过程中，要时刻注意防止培养基受到微生物的污染。微生物生长所需的碳源最常用的是葡萄糖，一般很少利用蔗糖。因此，采用蔗糖作为培养基的碳源，可一定程度上减少微生物的污染。

5．为什么诱导愈伤组织发生的过程中应避光培养？而在胚状体分化成植株过程中需要光？

对于植物组织培养来说，光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波长。但在由高度分化的组织形成愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化形成试管苗的再生的过程中一定要有光照。诱导形成愈伤组织阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，如果在光照条件下容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。由愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗的过程中需要光照，原因是叶中叶绿素的合成需要光照条件，实现由异养→自养的转变。

6．为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？

生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。

7．动物细胞培养的“代”指的是什么？

在“动物的克隆”一节中动物细胞培养时提到“代”。很容易把“代”与“细胞分裂次数”等同。而实际上，培养细胞的“一代”指从把细胞接种到培养瓶至分离再培养的一段期间，与细胞世代或增殖不同。在“一代”中，细胞并不只是分裂一次，一般分裂3—6次。

8．细胞系和细胞株有什么区别？

细胞系指可连续传代的细胞。原代培养物在首次传代时就成为细胞系，能连续培养下去的细胞系称为连续细胞系，不能连续培养下去的细胞系称为有限细胞系。通过一定的选择和纯化方法，从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊性质的细胞称为细胞株。可以连续多次传代的细胞株称为连续细胞株，可传代次数有限的细胞株称为有限细胞株。所以细胞系是泛指可传代的细胞，细胞株是具有特殊性质的细胞系。

9． 为什么细胞融合过程中使用的病毒需要灭活？

不灭活的话会感染细胞，而不能诱导细胞融合。

10． 动物难以克隆的根本原因？

在动物的个体发育过程中，分化的结果使得细胞在形态和功能上高度特化，基因表达的调控使得细胞中合成了专一的蛋白质。特化细胞的细胞核中物种基因组完整，具有全能性，但是基因组中的基因并不同时进行活动，一类基因是维持生存的；另一类基因随着组织器官和发育阶段不同而选择性表达。动物的体细胞的基因组中基因的活动并不完全，不能像受精卵那样发挥细胞的全能性。