文档内容
第 2 章 细胞工程
第 1 节 植物细胞工程
01 植物细胞工程的基本技术
1.P 从社会中来：其芽葺葺,其叶青青,犹绿衣郎,挺节独立,可敬可幕。迨夫花开，凝晴滚露，万态千妍，薰
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风自来，四坐芬郁，岂非入兰室乎!岂非有国香乎!”这是我国历史上第一部兰谱一-《金漳兰谱》(宋.赵时庚)
中对兰花的一段描述。从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花。但是，
兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低;传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问
题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百
姓家呢?
2.P 探究·实践：菊花的组织培养
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(1)接种3-4d后，检查外植体的生长情况，统计有多少外植体被污染，有多少能正常生长，并分析它们被污
染的原因。根了吗?
(2)你培养出愈伤组织了吗?如果培养出来了，从刚接种的外植体到长出愈伤组织经历了多少天?这些愈伤组
织进一步分化出芽和
(3)观察外植体的分化情况，填好结果记录表，并及时分析结果。
(4)你培育的幼苗移栽到露地后，能够正常生长吗?
3.P 练习与应用
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一、概念检测1.下图是利用甲、乙两种植物的各自优势，通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程
图。”下列有关叙述， 错误的是( )
A.进行a处理时能用胰蛋白酶
B.b是诱导融合后得到的杂种细胞
C.c是培养后得到的具有耐盐性状的幼芽
D.进行d选择时要将植株种在高盐环境中
2.科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化
道提取液中可能含有什么成分?
二、拓展应用
“番茄一马铃薯"杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么?
02植物细胞工程的应用
4.P 到社会中去：市场上有一种叫作“手指植物”的工艺品受到很多人的欢迎。这些“手指植物”通常培
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育在装有彩色固体培养基的小玻璃瓶中，只要保证充足的光照和适宜的温度，不需要额外补充水分或营养
物质，它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久。学习了本节课之后，你也可以尝试制作“手指植物”。如
果有商店正在出售这种植物，你还可以做个市场调查，了解它们的销售情况和经济效益，分析它们为什么
受欢迎，并写出调查报告。
5.P 练习与应用
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一、概念检测1.判断下列表述是否正确。
(1)用花药离体培养得到单倍体植株和用秋水仙素处理萌发幼苗得到多倍体植株，都需要用到植物培养技术。
( )
(2)细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件,提高了单个细胞中次生代谢物的含量。( )
2.生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是( )
A.人工诱导基因突变 B.选择优良品种进行杂交 C.进行远缘植物体细胞杂交 D.取茎尖分生组织进行
组织培养
二、拓展应用
1.紫色非甜玉米(基因型为AASuSu)和白色甜玉米(基因型为asusu)杂交(Su和su代表- -对等位基因),得到的F
(AaSusu)再进行自交，R,会有紫色甜玉米的表型产生。如果运用常规育种方法，应该如何筛选出纯合的紫
色甜玉米?如果利用花药培养的技术，又应该怎样做呢?请你设计相关实验的思路。
2.甜叶菊是一种菊科植物，植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的 300倍左右，而它的热量却很低，所以它逐
渐成为一些用糖行业欢迎的新糖源。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖遗传性状不稳定;而扦插植株的
根系弱,且需要原始材料多，这些都会限制甜叶菊的生产。假如你是某甜叶菊生产公司的项目负责人，该公
司当前运行状况良好，但一直未能解决种子发芽率低的问题。为了提高公司的甜叶菊繁育效率，你应该如
何作出决策，并请说出理由。
第 2 节 动物细胞工程
01 动物细胞培养
1.P 从社会中来：在治疗大面积烧伤时，通常采用的方法是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植。但对这
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样的病人来说，自体健康皮肤非常有限，使用他人皮肤来源又不足，而且会产生免疫排斥反应。那么，怎样才能获得大量的自体健康皮肤?能不能用自体皮肤的单个细胞培养出可供移植的皮肤?
2.P 从旁栏思考题：进行动物细胞培养时常用胰蛋白酶分散细胞，这说明细胞间的物质主要是什么成分?
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用胃蛋白酶行吗?
3.P 思考 · 讨论：有关动物细胞培养的问题
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（1）幼龄与老龄动物的细胞比较，分化程度低的与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养?为什么?
（2）动物细胞培养与植物组织培养有什么相同和不同之处?
4.P 练习与应用
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一、概念检测
1.判断下列有关动物细胞培养的表述是否正确。
(1)培养环境中需要O2,不需要CO2。( )
(2)培养时细胞要经过脱分化形成愈伤组织。( )
(3)培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清。( )
(4)培养瓶中的细胞需定期用胰蛋白酶处理，分瓶后才能继续增殖。
2.下列有关f细胞的叙述，错误的是( )
A.干细胞是从胚胎中分离提取的细胞 B.造血干细胞可以分化为各种血细胞
C.不同类型的干细胞，它们的分化潜能是有差别的D.由iPS细胞产生的特定细胞可以在新药的测试中发挥
重要作用
二、拓展应用
现在关于iPS细胞的研究正在不断深入。请你从以下两个方面来查阅资料进行思考。
(1)由于诱导iPS细胞、促使其分化都需要时间，因此用某人特异的iPS细胞进行医疗只限于时间比较充裕
的情形。从实际事故、疾病发生的不可预测性方面考虑，如果要将这些细胞用于紧急情况，应该提前采取什么措施?
(2)如果诱导iPS细胞定向分化为生殖细胞的技术发展成熟，该技术可能会有哪些应用?又可能带来哪些问题?
02 动物细胞融合技术与单克隆抗体
5.P 旁栏思考题：19世纪30年代，科学家曾在患肺结核、天花和庥疹等疾病的病人的病理组织中观察到
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多核细胞。如何解释这一现象?
6.P 思考·讨论：单克隆抗体的应用
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（1）ADC的抗体和药物各具有什么作用?
（2）除了细胞毒素，还有哪些物质理论上可以作为ADC偶联的药物?
（3）单克隆抗体诊断试剂盒和ADC在临床应用上各具有什么优势?
（4）单克隆抗体在临床上还有哪些应用?你可以课后搜集资料，然后以“单克隆抗体在临床上的应用”为
主题，出一期黑板报或制作电子板报宣传相关知识。6.P 练习与应用
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一、概念检测
1.下列关于动物细胞融合与植物体细胞杂交比较的叙述，错误的是( )
A.它们的原理都涉及细胞膜的流动性 B.都可以用电融合法或PEG融合法诱导融合
C.融合前都需用纤维素酶或果胶酶处理细胞 D.前者主要为了获得细胞产品，后者主要为了获得杂种
植株
2.科学家以SARS病毒的核衣壳蛋白为抗原，制备出了单克隆抗体。下列相关叙述，正确的是( )
A.利用该单克隆抗体可以诊断是否感染SARS病毒
B.体外培养单个B淋巴细胞可以获得针对SARS病毒的单克隆抗体
C.将等量B淋巴细胞和骨髓瘤细胞混合，.经诱导后融合的细胞即为杂交瘤细胞
D.将纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，从小鼠血清中分离出的抗体为单克隆抗体
二、拓展应用
假如你掌握了动物细胞融合技术，你想用这种技术来解决什么问题?解决这一问题的大致思路是怎样的?这
样做会有什么风险?请查阅相关资料，完善自己的思路，并形成文字报告，与同学交流。
03 动物体细胞核移植技术和克隆动物
1.P 思考·讨论：有关体细胞核移植的问题
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（1）在将体细胞的核移植到卵母细胞之前，为什么必须先对卵母细胞进行去核操作?
（2）你认为用上述体细胞核移植技术培育的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了 100%的复制吗?为什
么?（3）体细胞核移植技术与诱导iPS细胞相比，有什么相似或不同之处?请你预测它们应用前景的差异。
2.P 到社会中去：
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提示：根据査阅资料了解的信息，分析回答问题。（P55）
3.P 练习与应用
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一、概念检测
1.假设世界上最后一头野驴刚死亡，以下使它“复生”的方案中可行的是( )
A.将野驴的基因导入家驴的受精卵中，培育出新个体
B.将野驴的体细胞取出，利用组织培养培育出新个体
C.将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育出新个体
D.将野驴的体细胞核移植到家驴的去核卵母细胞中，经孕育培育出新个体
2.2017年，某国批准了首例使用细胞核移植技术培育“三亲婴儿”的申请。其
培育过程可选用如下技术路线。据图分析下列叙述，错误的是( )
A.该技术涉及动物细胞培养、细胞核移植等操作
B.该技术可避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代
C.捐献者携带的红绿色育基因能够遗传给“三亲婴儿”
D.“三亲婴儿”同时拥有自己父亲、母亲及卵母细胞捐献者的部分基因
二 、拓展应用
1. 大熊猫是我国的国宝。尽管我国政府采取了许多保护措施，但由于大熊猫的繁殖能力低，幼仔成活率
也低，它的数量仍然非常少。有科学家尝试采用体细胞核移植技术来克隆大熊猫。请你结合本节所学内容并搜集相关资料了解这方面的研究进展。也有人不赞成进行克隆大熊猫的研究，认为保护大熊猫的最好措
施就是保护现有大熊猫及其生存环境，对此你有什么看法?
2.2003年，世界上第一只用体细胞克隆的动物--多利，因患有严重的肺部疾病被实施了安乐死。它只活了7
岁，而普通绵羊的平均寿命在12岁左右。多利的死亡引发了关于克隆动物是否早衰的争论。一些研究者认
为，克隆动物的端粒比较短，基因表达不正常，早衰是-种必然现象。另一些研究者则认为，克隆动物的遗
传物质是正常的，日前发现的早衰迹象是在克隆过程中的一些技术问题造成的;或者克隆动物在发育过程中
出现了变异，早衰只是偶然现象。请你搜集资料，寻找支持各方观点的研究证据。你也可以调查克隆动物
存在的其他问题，并说明科学家是如何解决这些问题的。
第 3 节 胚胎工程
01 胚胎工程的理论基础
1.P 从社会中来：我国对奶类的总需求量很大，但与奶业发达的国家相比，我国奶牛的单产水平还存在一
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定差距。奶牛品种是影响产奶量的主要因素之一，而引进一头成年奶牛往往需要数万元，高昂的价格使得
靠大量引进优良品种来提高产量不太可行。能不能让引进的良种奶牛快速、大量繁殖呢?遗憾的是，牛的
生育率很低，一头母牛一胎一般只产一头犊牛，一生约生育四五次。如何解决这个难题呢?
2.P 思考·讨论：不同动物受精卵发育的比较
59（1）表中哪种动物的胚胎在进入子宫时发育程度最高?
（2）将体外培养的小鼠胚胎移植到母鼠子宫时，应选择至少发育到什么阶段的胚胎?如果换成牛又该怎样
处理?
（3）为什么说关于动物的体内受精和胚胎发育的研究，会为胚胎工程提供理论基础? 请结合所学习的内容
举例说明。
3.P 练习与应用
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一、概念检测
1.判断下列表述是否正确。
(1)在自然条件下，受精是在雌性动物的子宫中完成的。()
(2)精子需要获能才能与卵子结合，而卵子一经排出就具备受精能力。()
(3)胚胎发育的场所是输卵管和子宫。( )2.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是( )
A.在桑葚胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔
B.胚胎干细胞是一类未分化的细胞，可以从早期胚胎中分离获得
C.桑葚胚的细胞一般都具有全能性，囊胚的细胞逐渐分化
D.受精卵早期分裂时，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加
二、拓展应用
1.精母细胞在变成精了的过程中，很多结构会消失，而细胞核与线粒体都保留了下来，请尝试用你所了解
的哺乳动物受精的相关知识来解释这一现象。
2.精子在雌性动物的生殖道内是如何获能的?除了教材中介绍的，防止多精入卵的机制还有哪些?感兴趣的
话，请通过查阅相关资料或请教专家来进行了解。关于受精作用，你还能提出其他问题吗?
02 胚胎工程技术及其应用
1.P 思考·讨论：胚胎移植的生理学基础
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（1）将检验合格的胚胎移植到任何一个受体的子宫内，胚胎都能正常发育吗?如果不能，在胚胎移植前应
该对受体进行怎样的处理?
（2）受体会不会对来自供体的胚胎发生免疫排斥反应?
（3）胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性与供体还是受体保持-致?为什么?（4）胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗?为什
么?
2.P 到社会中去：荷斯坦奶牛的产奶量很高。某良种公司引进了纯种荷斯坦奶牛，并用胚胎分割技术繁育
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了良种荷斯坦奶牛群体。如果你是一名科技专栏的记者，现在需要写一篇关于用胚胎分割技术繁育良种奶
牛的报道，请写出你准备向胚胎工程专家提出的三个问题，然后与其他同学交换问题，再以访谈录的形式
回答他提出的问题(可通过查阅网络、书籍.上的资料或向专家请教等方式解决自己回答不出的问题)。
3.P 练习与应用
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一、概念检测
1.体外受精和胚胎移植都是在医学和农业生产，上应用较多的胚胎工程技术。判断下列相关表述是否正确。
(1)采集来的卵母细胞和精子可以直接用于体外受精。( )
(2)经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与受体保持一致。( )
(3)进行胚胎移植前，要对供体和受体进行免疫检查，以防止发生免疫排斥反应。( )
2.杜泊羊以其生长速度快、肉质好等优点，成为受广大消费者喜欢的绵羊品种。科研工作者通过胚胎工程
快速繁殖杜泊羊的流程如下图所示。
(1)请将图中括号内的内容补充完整。
(2)为了获得数量较多的卵母细胞，可以对雌性杜泊羊进行怎样的
处理?(3)在进行体外受精操作之前，还要对获得的卵母细胞和精子进行怎样的处理?
二、拓展应用
北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地，但由于猖獗的盗猎和自然栖息地的丧失，它们的数量不断减少。
2018年3月，世界.上最后- -头雄性北方白犀牛去世，该物种仅剩下两头雌性。在此之前，研究人员设法保
存了北方白犀牛的精子。请回答下列问题。
(1)我们可以使用哪些现代生物技术来人工繁育北方白犀牛?运用这些技术一定能繁育成功吗?请说出你的理
由。
(2)如果繁育成功，这样人工繁育的种群与野生种群相比，有什么区别?
(3)如果繁育不成功，这一 物种将永远从地球上消失，从中我们能得到怎样的教训?
3.P 复习与提高
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1.若下图表示细胞工程操作中的某些过程，请回答下列问题。
（1）如果A.B分别是白菜和甘蓝的原生质体，则C细胞再生出细胞壁后需要通过什么技术才能发育成杂
种植株“白菜--甘蓝"?若白菜和甘蓝杂交产生了子代，该子代是否可育?为什么?
(2)若该图表示抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的一环，A细胞是小鼠骨髓瘤细胞。则B细胞表示什么?
符合要求的C细胞应具有哪些特点?(3)如果A.B分别是取自优良奶牛的卵细胞和精子。在进行体外受精时。-般要把A细胞培养到什么时期? B
细胞则要经过什么处理才能与A细胞结合为受精卵?
2.2015年10月，我国科学家居呦呦因发现青萬素可以有效降低疟疾患者的死亡率而获得了诺贝:尔生理学
或医学奖。青蒿素类药物的市场需求很大，请你根据所学内容及以下信息，提出一条提高青葛索类药物产
量的研究思路。
(1)青蒿素的衍生物---双氯青蒿素也是很好的抗疟疾药物，并且它的药物活性比青葛素的高很多;
(2)青蒿素是从黄花葛中提取的，在黄花蒿产生青蒿素的代谢过程中。某些酶(如FPS酶)起决定性作用:
(3)野生黄花蒿在生长过程中，处于花蕾期时体内青萬索含量最高;
(4)研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现它的重伤组织中没有青蓝素，但是由愈伤组织再分化形成的
芽和苗中均有青蒿素:
(5)四倍体黄花蒿体内青蒿素的含量比二倍体高38%，但四倍体植株比二倍体植株矮小很多。
3.在章首页中介绍的体细胞克隆猴的培育过程中，我国科学家经过多年的反复试验，可以在10 s之内对卵
母细胞进行去核操作，在15s之内将体细胞注入去核的卵母细胞里。有评论者认为:该研究的研究者利用
“聪明的化学方法和操作技巧"。攻克了多年来导致体细胞克隆报失败的障碍。培育克隆歌的流程如下图所
示，请结合图回答问题。(1)研究人员在将胎猴的体细胞注人去核的卵母细胞前，用灭活的仙台病毒进行了短暂处理。在此过程中，
灭活的仙台病毒所起的作用是什么?
(2)为了调节相关基因的表达，提高胚胎的发育率和妊娠率，研究人员将组蛋白去甲基化酶 Kdm4d的
mRNA注人了重构胚，同时用组蛋白脱乙酰酶抑制剂TSA处理了它。这两种物质发挥作用的机制是什么?
(3)评论者所说的培育过程中用到的“聪明的化学方法和操作技巧"，你认为具体体现在什么地方?
(4)你认为体细胞克隆猴的成功培育有什么意义”
