第2章細胞工程第1節植物細胞工程01植物細胞工程的基本技術1.P36從社會中來：其芽葺葺,其葉青青,猶綠衣郎,挺節獨立,可敬可幕。迨夫花開，凝晴滾露，萬態千妍，薰風自來，四坐芬郁，豈非入蘭室乎!豈非有國香乎!”這是我國歷史上第一部蘭譜一-《金漳蘭譜》(宋.趙時庚)中對蘭花的一段描述。從古至今，我國人民都把蘭花看作高潔、典雅的象征，很多人喜歡養蘭花。但是，蘭花種子通常發育不全，在自然條件下萌發率極低;傳統分株繁殖的方法又存在繁殖周期長、繁殖率低等問題，如果靠自然繁殖，蘭花的價格可想而知了。如何能讓名貴的蘭花大量、快速地繁殖，從而走入尋常百姓家呢?2.P36探究·實踐：菊花的組織培養(1)接種3-4d后，檢查外植體的生長情況，統計有多少外植體被污染，有多少能正常生長，并分析它們被污染的原因。根了嗎?(2)你培養出愈傷組織了嗎?如果培養出來了，從剛接種的外植體到長出愈傷組織經歷了多少天?這些愈傷組織進一步分化出芽和(3)觀察外植體的分化情況，填好結果記錄表，并及時分析結果。(4)你培育的幼苗移栽到露地后，能夠正常生長嗎?3.P38練習與應用一、概念檢測1.下圖是利用甲、乙兩種植物的各自優勢，通過植物細胞工程技術培育高產、耐鹽的雜種植株的實驗流程圖。”下列有關敘述，

錯誤的是()

A.進行a處理時能用胰蛋白酶B.b是誘導融合后得到的雜種細胞

C.c是培養后得到的具有耐鹽性狀的幼芽D.進行d選擇時要將植株種在高鹽環境中2.科學家在制備原生質體時，有時使用蝸牛消化道提取液來降解植物細胞的細胞壁。據此分析，蝸牛消化道提取液中可能含有什么成分?二、拓展應用“番茄一馬鈴薯"雜種植株沒有如科學家所想象的那樣，地上結番茄，地下長馬鈴薯，這是為什么?02植物細胞工程的應用4.P38到社會中去：市場上有一種叫作“手指植物”的工藝品受到很多人的歡迎。這些“手指植物”通常培育在裝有彩色固體培養基的小玻璃瓶中，只要保證充足的光照和適宜的溫度，不需要額外補充水分或營養物質，它們就能在玻璃瓶中生長三四個月之久。學習了本節課之后，你也可以嘗試制作“手指植物”。如果有商店正在出售這種植物，你還可以做個市場調查，了解它們的銷售情況和經濟效益，分析它們為什么受歡迎，并寫出調查報告。5.P42練習與應用一、概念檢測1.判斷下列表述是否正確。

(1)用花藥離體培養得到單倍體植株和用秋水仙素處理萌發幼苗得到多倍體植株，都需要用到植物培養技術。()

(2)細胞產物的工廠化生產主要是利用促進細胞生長的培養條件,提高了單個細胞中次生代謝物的含量。()

2.生產中培育香蕉脫毒苗常用的方法是()A.人工誘導基因突變B.選擇優良品種進行雜交C.進行遠緣植物體細胞雜交D.取莖尖分生組織進行組織培養

二、拓展應用

1.紫色非甜玉米(基因型為AASuSu)和白色甜玉米(基因型為asusu)雜交(Su和su代表-

-對等位基因),得到的F

(AaSusu)再進行自交，R,會有紫色甜玉米的表型產生。如果運用常規育種方法，應該如何篩選出純合的紫色甜玉米?如果利用花藥培養的技術，又應該怎樣做呢?請你設計相關實驗的思路。2.甜葉菊是一種菊科植物，植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的熱量卻很低，所以它逐漸成為一些用糖行業歡迎的新糖源。甜葉菊的種子小，發芽率低，種子繁殖遺傳性狀不穩定;而扦插植株的根系弱,且需要原始材料多，這些都會限制甜葉菊的生產。假如你是某甜葉菊生產公司的項目負責人，該公司當前運行狀況良好，但一直未能解決種子發芽率低的問題。為了提高公司的甜葉菊繁育效率，你應該如何作出決策，并請說出理由。第2節動物細胞工程01動物細胞培養1.P43從社會中來：在治療大面積燒傷時，通常采用的方法是取燒傷病人的健康皮膚進行自體移植。但對這樣的病人來說，自體健康皮膚非常有限，使用他人皮膚來源又不足，而且會產生免疫排斥反應。那么，怎樣才能獲得大量的自體健康皮膚?能不能用自體皮膚的單個細胞培養出可供移植的皮膚?2.P44從旁欄思考題：進行動物細胞培養時常用胰蛋白酶分散細胞，這說明細胞間的物質主要是什么成分?用胃蛋白酶行嗎?3.P45思考·討論：有關動物細胞培養的問題（1）幼齡與老齡動物的細胞比較，分化程度低的與分化程度高的細胞比較，哪些細胞更易于培養?為什么?（2）動物細胞培養與植物組織培養有什么相同和不同之處?4.P47練習與應用一、概念檢測1.判斷下列有關動物細胞培養的表述是否正確。(1)培養環境中需要O2,不需要CO2。(

)(2)培養時細胞要經過脫分化形成愈傷組織。()

(3)培養液中通常含有糖類、氨基酸、無機鹽、維生素和動物血清。()(4)培養瓶中的細胞需定期用胰蛋白酶處理，分瓶后才能繼續增殖。

2.下列有關f細胞的敘述，錯誤的是()A.干細胞是從胚胎中分離提取的細胞B.造血干細胞可以分化為各種血細胞

C.不同類型的干細胞，它們的分化潛能是有差別的D.由iPS細胞產生的特定細胞可以在新藥的測試中發揮重要作用

二、拓展應用

現在關于iPS細胞的研究正在不斷深入。請你從以下兩個方面來查閱資料進行思考。

(1)由于誘導iPS細胞、促使其分化都需要時間，因此用某人特異的iPS細胞進行醫療只限于時間比較充裕的情形。從實際事故、疾病發生的不可預測性方面考慮，如果要將這些細胞用于緊急情況，應該提前采取什么措施?

(2)如果誘導iPS細胞定向分化為生殖細胞的技術發展成熟，該技術可能會有哪些應用?又可能帶來哪些問題?02動物細胞融合技術與單克隆抗體5.P49旁欄思考題：19世紀30年代，科學家曾在患肺結核、天花和庥疹等疾病的病人的病理組織中觀察到多核細胞。如何解釋這一現象?6.P50思考·討論：單克隆抗體的應用（1）ADC的抗體和藥物各具有什么作用?

（2）除了細胞毒素，還有哪些物質理論上可以作為ADC偶聯的藥物?

（3）單克隆抗體診斷試劑盒和ADC在臨床應用上各具有什么優勢?

（4）單克隆抗體在臨床上還有哪些應用?你可以課后搜集資料，然后以“單克隆抗體在臨床上的應用”為主題，出一期黑板報或制作電子板報宣傳相關知識。6.P51練習與應用一、概念檢測1.下列關于動物細胞融合與植物體細胞雜交比較的敘述，錯誤的是()

A.它們的原理都涉及細胞膜的流動性B.都可以用電融合法或PEG融合法誘導融合C.融合前都需用纖維素酶或果膠酶處理細胞D.前者主要為了獲得細胞產品，后者主要為了獲得雜種植株

2.科學家以SARS病毒的核衣殼蛋白為抗原，制備出了單克隆抗體。下列相關敘述，正確的是()

A.利用該單克隆抗體可以診斷是否感染SARS病毒B.體外培養單個B淋巴細胞可以獲得針對SARS病毒的單克隆抗體

C.將等量B淋巴細胞和骨髓瘤細胞混合，.經誘導后融合的細胞即為雜交瘤細胞

D.將純化的核衣殼蛋白反復注射到小鼠體內，從小鼠血清中分離出的抗體為單克隆抗體

二、拓展應用

假如你掌握了動物細胞融合技術，你想用這種技術來解決什么問題?解決這一問題的大致思路是怎樣的?這樣做會有什么風險?請查閱相關資料，完善自己的思路，并形成文字報告，與同學交流。03動物體細胞核移植技術和克隆動物1.P54思考·討論：有關體細胞核移植的問題（1）在將體細胞的核移植到卵母細胞之前，為什么必須先對卵母細胞進行去核操作?

（2）你認為用上述體細胞核移植技術培育的克隆動物，是對體細胞供體動物進行了100%的復制嗎?為什么?

（3）體細胞核移植技術與誘導iPS細胞相比，有什么相似或不同之處?請你預測它們應用前景的差異。2.P55到社會中去：提示：根據査閱資料了解的信息，分析回答問題。（P55）3.P55練習與應用一、概念檢測1.假設世界上最后一頭野驢剛死亡，以下使它“復生”的方案中可行的是()

A.將野驢的基因導入家驢的受精卵中，培育出新個體B.將野驢的體細胞取出，利用組織培養培育出新個體

C.將野驢的體細胞兩兩融合，再經組織培養培育出新個體

D.將野驢的體細胞核移植到家驢的去核卵母細胞中，經孕育培育出新個體

2.2017年，某國批準了首例使用細胞核移植技術培育“三親嬰兒”的申請。其培育過程可選用如下技術路線。據圖分析下列敘述，錯誤的是()

A.該技術涉及動物細胞培養、細胞核移植等操作

B.該技術可避免母親的線粒體遺傳病基因傳遞給后代

C.捐獻者攜帶的紅綠色育基因能夠遺傳給“三親嬰兒”

D.“三親嬰兒”同時擁有自己父親、母親及卵母細胞捐獻者的部分基因二、拓展應用大熊貓是我國的國寶。盡管我國政府采取了許多保護措施，但由于大熊貓的繁殖能力低，幼仔成活率也低，它的數量仍然非常少。有科學家嘗試采用體細胞核移植技術來克隆大熊貓。請你結合本節所學內容并搜集相關資料了解這方面的研究進展。也有人不贊成進行克隆大熊貓的研究，認為保護大熊貓的最好措施就是保護現有大熊貓及其生存環境，對此你有什么看法?2.2003年，世界上第一只用體細胞克隆的動物--多利，因患有嚴重的肺部疾病被實施了安樂死。它只活了7歲，而普通綿羊的平均壽命在12歲左右。多利的死亡引發了關于克隆動物是否早衰的爭論。一些研究者認為，克隆動物的端粒比較短，基因表達不正常，早衰是-種必然現象。另一些研究者則認為，克隆動物的遺傳物質是正常的，日前發現的早衰跡象是在克隆過程中的一些技術問題造成的;或者克隆動物在發育過程中出現了變異，早衰只是偶然現象。請你搜集資料，尋找支持各方觀點的研究證據。你也可以調查克隆動物存在的其他問題，并說明科學家是如何解決這些問題的。第3節胚胎工程01胚胎工程的理論基礎1.P56從社會中來：我國對奶類的總需求量很大，但與奶業發達的國家相比，我國奶牛的單產水平還存在一定差距。奶牛品種是影響產奶量的主要因素之一，而引進一頭成年奶牛往往需要數萬元，高昂的價格使得靠大量引進優良品種來提高產量不太可行。能不能讓引進的良種奶牛快速、大量繁殖呢?遺憾的是，牛的生育率很低，一頭母牛一胎一般只產一頭犢牛，一生約生育四五次。如何解決這個難題呢?2.P59思考·討論：不同動物受精卵發育的比較（1）表中哪種動物的胚胎在進入子宮時發育程度最高?

（2）將體外培養的小鼠胚胎移植到母鼠子宮時，應選擇至少發育到什么階段的胚胎?如果換成牛又該怎樣處理?

（3）為什么說關于動物的體內受精和胚胎發育的研究，會為胚胎工程提供理論基礎?

請結合所學習的內容舉例說明。3.P59練習與應用一、概念檢測1.判斷下列表述是否正確。

(1)在自然條件下，受精是在雌性動物的子宮中完成的。()

(2)精子需要獲能才能與卵子結合，而卵子一經排出就具備受精能力。()

(3)胚胎發育的場所是輸卵管和子宮。(

)2.下列有關哺乳動物早期胚胎發育的敘述，錯誤的是()

A.在桑葚胚階段，胚胎的內部開始出現含有液體的腔

B.胚胎干細胞是一類未分化的細胞，可以從早期胚胎中分離獲得

C.桑葚胚的細胞一般都具有全能性，囊胚的細胞逐漸分化

D.受精卵早期分裂時，胚胎中細胞數目不斷增加，但胚胎的總體積并不增加

二、拓展應用

1.精母細胞在變成精了的過程中，很多結構會消失，而細胞核與線粒體都保留了下來，請嘗試用你所了解的哺乳動物受精的相關知識來解釋這一現象。

2.精子在雌性動物的生殖道內是如何獲能的?除了教材中介紹的，防止多精入卵的機制還有哪些?感興趣的話，請通過查閱相關資料或請教專家來進行了解。關于受精作用，你還能提出其他問題嗎?02胚胎工程技術及其應用1.P62思考·討論：胚胎移植的生理學基礎（1）將檢驗合格的胚胎移植到任何一個受體的子宮內，胚胎都能正常發育嗎?如果不能，在胚胎移植前應該對受體進行怎樣的處理?

（2）受體會不會對來自供體的胚胎發生免疫排斥反應?

（3）胚胎移植后，經受體孕育的后代，其遺傳特性與供體還是受體保持-致?為什么?（4）胚胎移植實質上是早期胚胎在相同生理環境條件下空間位置的轉移。你認為這樣的概括正確嗎?為什么?2.P64到社會中去：荷斯坦奶牛的產奶量很高。某良種公司引進了純種荷斯坦奶牛，并用胚胎分割技術繁育了良種荷斯坦奶牛群體。如果你是一名科技專欄的記者，現在需要寫一篇關于用胚胎分割技術繁育良種奶牛的報道，請寫出你準備向胚胎工程專家提出的三個問題，然后與其他同學交換問題，再以訪談錄的形式回答他提出的問題(可通過查閱網絡、書籍.上的資料或向專家請教等方式解決自己回答不出的問題)。3.P64練習與應用一、概念檢測1.體外受精和胚胎移植都是在醫學和農業生產，上應用較多的胚胎工程技術。判斷下列相關表述是否正確。

(1)采集來的卵母細胞和精子可以直接用于體外受精。()

(2)經胚胎移植產生的后代，其遺傳特性與受體保持一致。()

(3)進行胚胎移植前，要對供體和受體進行免疫檢查，以防止發生免疫排斥反應。(

)2.杜泊羊以其生長速度快、肉質好等優點，成為受廣大消費者喜歡的綿羊品種。科研工作者通過胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如下圖所示。(1)請將圖中括號內的內容補充完整。

(2)為了獲得數量較多的卵母細胞，可以對雌性杜泊羊進行怎樣的處理?

(3)在進行體外受精操作之前，還要對獲得的卵母細胞和精子進行怎樣的處理?

二、拓展應用北方白犀牛曾經廣泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盜獵和自然棲息地的喪失，它們的數量不斷減少。2018年3月，世界.上最后-

-頭雄性北方白犀牛去世，該物種僅剩下兩頭雌性。在此之前，研究人員設法保存了北方白犀牛的精子。請回答下列問題。

(1)我們可以使用哪些現代生物技術來人工繁育北方白犀牛?運用這些技術一定能繁育成功嗎?請說出你的理由。

(2)如果繁育成功，這樣人工繁育的種群與野生種群相比，有什么區別?

(3)如果繁育不成功，這一

物種將永遠從地球上消失，從中我們能得到怎樣的教訓?3.P66復習與提高1.若下圖表示細胞工程操作中的某些過程，請回答下列問題。（1）如果A.B分別是白菜和甘藍的原生質體，則C細胞再生出細胞壁后需要通過什么技術才能發育成雜種植株“白菜--甘藍"?若白菜和甘藍雜交產生了子代，該子代是否可育?為什么?

(2)若該圖表示抗丙肝病毒的單克隆抗體制備過程中的一環，A細胞是小鼠骨髓瘤細胞。則B細胞表示什么?符合要求的C細胞應具有哪些特點?

(3)如果A.B分別是取自優良奶牛的卵細胞和精子。在進行體外受精時。-般要把A細胞培養到什么時期?

B

細胞則要經過什么處理才能與A細胞結合為受精卵?

2.2015年10月，我國科學家居呦呦因發現青萬素可以有效降低瘧疾患者的死亡率而獲得了諾