25-26学年高中生物(人教版)选择性必修第三册课件：第2章 细胞工程

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（2）细胞工程CONTENTS第一节 植物细胞工程第1课时 植物细胞工程的基本技术练习与应用1.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？蜗牛消化道提取液中可能有纤维素酶、果胶酶。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，要分解植物细胞壁应该用纤维素酶和果胶酶，即蜗牛消化道提取液中，可能含有纤维素酶和果胶酶。概念检测练习与应用概念检测2.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。下列相关叙述中，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A为获得原生质体，应使用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁，A错误；由图可知，PEG能诱导细胞的融合，故b是诱导融合后得到的杂种细胞，B正确；由图可知，c是培养后得到的具有耐盐性状的幼芽，C正确；选择目的植株时，需要将植株种在高盐环境中，D正确。练习与应用拓展应用“番茄—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？杂种细胞中具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达可能会相互干扰，不能按人类意愿表达。科学家利用马铃薯和番茄为材料，获得了“番茄—铃薯”超级杂种植株，却没有像科学家所想像的那样，地上结番茄、地下结马铃薯，原因是杂种细胞中具备两个物种的遗传物质，且两类作物间存在着生殖隔离，并不能存在完全融合，生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控的，遗传物质的表达可能会相互干扰，不能按人类意愿表达。CONTENTS第一节 植物细胞工程第2课时 植物细胞工程的应用练习与应用概念检测1.运用植物细胞工程技术可以培育单倍体植株和进行细胞产物的工厂化生产。判断下列相关表述是否正确。（1）用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术。( )（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。( )√√植物组织培养过程：离体的器官、组织或者首先进行脱分化，形成愈伤组织，愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官，最后形成完整植株。该技术利用了植物细胞的全能性，一般可以在植物基因工程、单倍体育种、植物体细胞杂交等过程中运用。花药离体培养得到单倍体植株就是利用的植物组织培养的技术，故说法正确。×细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一，培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞，培养的愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产物，提高了多个细胞次生代谢物的含量，故说法错误。练习与应用概念检测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.取茎尖分生组织进行组织培养D.进行远缘植物体细胞杂交CA、植物长期无性繁殖，病毒在体内积累，基因突变不会消除病毒，A错误；B、选择优良品种进行杂交会使子代获得优良性状，不会消除病毒，B错误；C、植物长期无性繁殖，病毒在体内积累，植物的茎尖无毒或病毒极少，可以组织培养获得无病毒植株，C正确；D、进行远缘植物体细胞杂交，细胞内的病毒不会消失，D错误。故选：C。练习与应用拓展应用1.紫色非甜玉米（基因型为AASuSu）和白色甜玉米（基因型为aasusu）杂交（Su和su代表一对等位基因），得到的F1（AaSusu）再进行自交，F2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。将F2中紫色甜玉米单独种植，后代不发生性状分离的为纯合紫色甜玉米（将F2中紫色甜玉米连续自交，自交代数越多，子代纯合子所占比例越大）或将F2中紫色甜玉米与白色甜玉米杂交，若后代全为紫色植物，则该紫色甜玉米为纯合子。如果利用花药培养技术，取F1花粉，进行花药培养，再用秋水仙素处理得到幼苗，进一步培养得到的紫色甜玉米即为纯合子。练习与应用拓展应用1、杂交育种：（l）概念：是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。（2）方法：杂交→自交→选优→自交。（3）原理：基因重组。通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。（4）优缺点：方法简单，可预见强，但周期长。（5）实例：水稻的育种。2、单倍体育种常用的过程是花药离体培养和用秋水仙素处理萌发的幼苗，一般情况下单倍体不含等位基因，因此染色体加倍后形成的个体均为纯合子。根据题意可知，紫色非甜玉米（基因型为AASuSu）和白色甜玉米（基因型为aasusu）杂交（Su和su代表一对等位基因），得到的F2（AaSusu）再进行自交，则F2紫色甜玉米的基因型可能为Aasusu或AAsusu，如果运用常规育种方法，将F2中的紫色甜玉米进行自交，从中筛选紫色甜玉米，不断逐代自交，直至不再发生性状分离，则后代紫色甜玉米的基因型为纯合的AAsusu紫色甜玉米。但这种方法比较繁琐，耗时也较长。如果利用单倍体育种技术，用F1产生的花粉进行花药离体培养形成单倍体幼苗，再将花粉培育的单倍体幼苗进行秋水仙素诱导染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合子（AAsusu)。这种方法可以大大缩短育种周期。练习与应用拓展应用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。使用快速繁殖技术繁殖甜叶菊。使用材料少，培养周期短，繁殖率高，适合自动化管理，有利于进行工厂化培养。既能高效、快速地实现种苗大量繁殖，还可以保持甜叶菊的遗传特性。为了提高公司的甜叶菊繁殖效率，应该使用快速繁殖技术繁殖甜叶菊。使用材料少，培养周期短，繁殖率高，适合自动化管理，有利于进行工厂化培养。既能高效、快速地实现种苗大量繁殖，还可以保持甜叶菊的遗传特性。CONTENTS第二节 动物细胞工程第1课时 动物细胞培养练习与应用概念检测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）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。( )×需要CO2维持培养液的pH。×动物细胞培养不需要脱分化。√培养液中通常含有糖类、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清。√细胞培养过程中会出现接触抑制现象而停止分裂增殖。练习与应用概念检测2.干细胞有着广泛的应用前景。下列相关叙述中，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AA、胚胎干细胞是从早期胚胎或原始性腺中分离提取的细胞，干细胞不一定来自胚胎，如造血干细胞，A错误；B、造血干细胞可以分化为各种血细胞，B正确；C、不同类型的干细胞，它们的分化潜能是有差别的，如胚胎干细胞的分化潜能大于多能干细胞，C正确；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，D正确。故选A。练习与应用拓展应用现在关于iPS细胞的研究正在不断深人。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？提前取成纤维细胞诱导形成iPS细胞，培养iPS细胞并保存。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，如果考虑疾病的不可预测性，可以提前利用成纤维细胞诱导形成iPS细胞，并且保存。练习与应用拓展应用（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？可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。解决因不能产生生殖细胞而不能采用辅助生殖技术或药物的问题，可用于试管婴儿、试管动物的获得。可能存在诱导效率不高，诱导和应用过程中出现安全性问题等情况。可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。解决因不能产生生殖细胞而不能采用辅助生殖技术或药物的问题，可用于试管婴儿、试管动物的获得。可能存在诱导效率不高，诱导和应用过程中出现安全性问题等情况。CONTENTS第二节 动物细胞工程第2课时 动物融合技术与单克隆抗体练习与应用概念检测4.下列有关动物细胞融合与植物体细胞杂交比较的叙述中，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.融合前都需要用纤维素酶或果胶酶处理细胞D.前者主要是为了获得细胞产品，后者主要是为了获得杂种植株A、动物细胞融合与植物体细胞杂交的原理都涉及细胞膜的流动性，前者的原理是细胞膜具有流动性，后者的原理是细胞膜具有流动性和细胞的全能性，A正确；B、动物细胞融合与植物体细胞杂交都可用电融合法或聚乙二醇作为融合诱导剂，B正确；C、植物体细胞杂交需要用纤维素酶或果胶酶处理细胞，而动物细胞融合前用胰蛋白酶处理，C错误；D、动物细胞融合主要是为了获得细胞产品，如单克隆抗体，后者主要是为了获得杂种植株，D正确。故选C。C练习与应用概念检测5.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，从小鼠血清中分离的抗体为单克隆抗体A、单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点，因此利用该单克隆抗体与SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者，A正确；B、单个效应B细胞有产生抗体的能力，但没有无限增殖的本领，因此在体外培养单个效应B细胞不可能获得大量针对SARS病毒的单克隆抗体，B错误；C、将等量B细胞和骨髓瘤细胞混合，经诱导融合后的细胞不都是杂交瘤细胞，还有B细胞自身融合的细胞、骨髓瘤细胞自身融合的细胞等，C错误；D、用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，使其产生免疫反应，以获得相应的B细胞，从小鼠血清中分离的抗体数量少，不是单克隆抗体，D错误。故选A。A练习与应用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？解决这些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。开放性问题，答案略。解决的问题：①解决传统抗体制备特导性差、纯度的、产量低，反应不够灵敏等缺点。②进行单克隆抗体的制备。大致思路：①让小鼠脾细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞。②经过克隆化培养专一抗体检测等可多次筛选③得到能无限增殖又能产生专一抗体的杂交瘤细胞瘤细胞。风险：小鼠产的单克隆抗体可能会引起宿主的免疫系统攻击。CONTENTS第二节 动物细胞工程第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物练习与应用概念检测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用体细胞进行动物克隆，目前只能通过体细胞核移植技术实现，该技术需要将待克隆动物体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中，形成重构胚，再经过动物细胞培养和胚胎移植，最终培育出新个体。D练习与应用概念检测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.卵母细胞捐献者携带的红绿色盲基因能够遗传给“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该技术涉及动物细胞培养、动物细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植技术等，A项正确。母亲的线粒体基因不能遗传给后代，B项正确。红绿色盲基因属于核基因，捐献者的红绿色盲基因不能遗传给“三亲要儿”，C项错误。“三亲婴儿”的核基因全部来自自己的母亲和父亲，线粒体基因来自卵母细胞捐献者，D项正确。C练习与应用拓展应用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？开放性问题利用体细胞核移植技术增加濒危动物的存活数量，可以保护濒危物种，但建立自然保护区保护大熊猫及其栖息环境，提高大熊猫的环境容纳量，是保护大熊猫的最好的措施。练习与应用拓展应用2.2003年，世界上第一只用体细胞克隆的动物一一多莉，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。多莉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，早衰是一种必然现象。另一些研究者则认为，克隆动物的遗传物质是正常的，目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。开放性问题支持早衰迹象的证据：各国科学家在相继克隆出牛、鼠、猪等动物的同时也陆续发现一些克隆动物的早衰现象，这些克隆动物中最著名的代表就是多莉羊。推翻早衰现象的证据：科学家也发现一些克隆动物没有早衰现象。比如美籍华裔科学家杨向中曾利用老年牛的体细胞培育出克隆牛，结果这几头克隆牛自2001年6月以来通过自然有性繁殖产下了正常的牛犊。这说明克隆过程可以使牛的生理年龄得以送转。克隆动物存在的其他问题：克隆动物健康问题很多，世界各地的克隆动物流产、夭折、畸形现象都非常严重。CONTENTS第三节 胚胎工程第1课时 胚胎工程的理论基础练习与应用概念检测1.判断下列有关哺乳动物受精的表述是否正确。（1）在自然条件下，受精在子宫中完成。( )（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）精子入卵后，卵细胞膜会发生反应阻止其他精子入卵。( )××在自然条件下，哺乳动物的受精在雌性动物的输卵管内完成。√排出的卵子需在输卵管内进一步发育到减数分裂Ⅱ中期，才具备与精子受精的能力。精子入卵后，卵细胞膜会发生顶体反应阻止其他精子入卵。练习与应用概念检测2.下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，错误的是( )A.在桑甚胚阶段，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在囊胚阶段，胚胎的内部开始出现含有液体的腔，A项错误。A练习与应用拓展应用1.精母细胞在变成精子的过程中，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。细胞核和线粒体都是精子结构中的重要组成部分。其中，细胞核是精子遗传物质储存和复制的场所，参与精卵结合，是后代遗传特性与细胞代谢活动的控制中心；而线粒体则是精子进行有氧呼吸产生能量的主要场所，精子的线粒体集中于尾的基部形成线粒体鞘，可以为精子的运动提供能量，使其能够到达卵子处完成受精。细胞核是精子遗传物质储存的场所和代谢活动的控制中心，而线粒体则是精子进行有氧呼吸分解有机物产生能量的主要场所，因此精细胞变形为精子的过程中，细胞核和线粒体都保留下来。练习与应用拓展应用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？精液是由精子和精清（精浆）两部分组成的。精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中的精子无法获能。只有在交配后精液进入雌性动物的生殖道时，由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制，才能引起精子获能。精子在雌性动物生殖道内获能的部位因种类而异，但主要是子宫和输卵管。动物进化出的皮层反应可阻止多精入卵。练习与应用拓展应用精子在雌性生殖道内获能的原理是：精液由精子和精清（精浆）两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质，因此，在一般情况下，精液中的精子无法获能。只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时，由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制，才能引起精子获得受精能力的过程叫精子获能。防止多精入卵的两道防线的形成机制是：精子在雌性动物生殖道内获能的部位因种类而异，但主要是子宫和输卵管。防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障。在受精过程中，当精子穿越透明带触及卵黄膜时，透明带会立即封闭，阻止后来的精子进入透明带，可看做是防止多精受精的第一道屏障。而精子入卵后，卵黄膜会立即拒绝其他精子再进入卵内，可看做是防止多精受精的第二道屏障。我提出的问题是：简述防止多精受精的生理生化机制。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？CONTENTS第三节 胚胎工程第2课时 胚胎工程技术及其应用练习与应用概念检测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。( )×要分别对采集来的卵母细胞和精子进行成熟培养和获能处理，才能用于体外受精。×经胚胎移植产生的后代，其遗传特性与供体保持一致。×胚胎移植时，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应。练习与应用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。概念检测练习与应用（1）请将图中括号内的内容补充完整。图中括号内内容分别为从受精卵到早期胚胎，将早期胚胎移植到当地普通绵羊的过程，故分别为培养、（胚胎）移植过程。培养移植概念检测练习与应用（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？获得数量较多的卵母细胞的方法为对良种母畜（雌性杜泊羊）用促性腺激素进行超数排卵处理。概念检测用促性腺激素使其超数排卵需将卵母细胞培养至减数分裂Ⅱ期，对精子进行获能处理进行体外受精前，需将卵母细胞培养到减数分裂Ⅱ期（减数第二次分裂中期）；同时对精子进行获能处理。练习与应用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，世界上最后一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。练习与应用拓展应用据题目可知，仅存两头雌性北方白犀牛，但是保留了北方白犀牛的精子。根据体外保存的精子，可以采用体外受精和胚胎移植的方法进行北方白犀牛的孕育。该种方法不一定成功，这与体外受精、胚胎移植的影响因素有关，具体原因是：①体外受精的成功与否和精子、卵细胞的质量有很大的联系，若精子、卵细胞的质量差，则体外受精的成功率会大大下降；②胚胎移植能否成功，与供体和受体的生理状况有关，若受体体内的生理状况很差，即使胚胎成功植入，胚胎也很可能停止发育，导致孕育失败。动物细胞培养、动物细胞核移植、体外受精、胚胎移植、胚胎分割等技术。不一定。尽管相关技术已经在多种动物中获得成功，但其成功率仍然非常低。技术的具体环节也有待进一步改进。不同动物操作过程中也会有差异练习与应用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，世界上最后一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。（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？由于亲本个体少，人工繁育的种群的基因多样性比野生种群的低，基因库小，对环境的适应能力弱与野生种群相比，人工繁育的种群具有饲养繁殖相对容易、对于野生的自然环境适应性较差等特点。练习与应用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，世界上最后一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。（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？保护生物多样性如果繁育不成功，则告诉我们不要过分依赖生物技术，应该保护野生动物，杜绝滥杀滥捕现象，同时生物技术是一把双刃剑，生物技术的安全性需要我们谨慎对待，合理运用。CONTENTS第2章 复习与提高练习与应用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？植物组织培养技术。“白菜—甘蓝”子代可育，但白莱和甘蓝杂交子代不可育，因为白菜和甘蓝都是二倍体，二者的杂交子代是异源二倍体，细胞中无同源染色体，减数分裂时无法联会，无法产生正常配子，所以不可育。植物组织培养技术。“白菜—甘蓝”子代可育，但白莱和甘蓝杂交子代不可育，因为白菜和甘蓝都是二倍体，二者的杂交子代是异源二倍体，细胞中无同源染色体，减数分裂时无法联会，无法产生正常配子，所以不可育。练习与应用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。（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？B细胞代表能产生特定抗体的B淋巴细胞。C细胞既能无限增殖，又能产生抗丙肝病毒的专一抗体。若该图表示抗丙肝病毒的单克隆抗体制备过程中的一环,根据单克隆抗体由杂交瘤细胞产生,若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞,则B细胞代表小鼠体内能产生特定抗体的B淋巴细胞(浆细胞),C细胞为杂交瘤细胞,符合要求的杂交瘤细胞具有的特点是既能无限增殖,又能产生抗丙肝病毒的专一抗体。练习与应用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。（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，一般要把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？A细胞要培养到减数分裂Ⅱ中期，B细胞要进行获能处理。若A.B分别是优良奶牛的精子和卵细胞,在进行体外受精时,一般要把A卵细胞培养到减数分裂Ⅱ中期,因为刚排出的卵子尚未完全成熟,一般仅完成减数第一次分裂,直到减数第二次分裂中期,卵细胞才具备与精子受精的能力。精子需进行获能处理后才具有受精能力,才能与A细胞结合为受精卵,本题结合图解,考查植物体细胞杂交、动物细胞融合、单克隆抗体的制备、体外受精等知识,明确植物体细胞杂交的过程,动物细胞融合的过程、单克隆抗体制备的原理及过程,体外受精的过程等是解答本题的关键。练习与应用2.2015年10月，我国科学家屠呦呦因发现青蒿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，提出一条提高青蒿素类药物产量的研究思路。（1）青蒿素的衍生物一双氢青蒿素也是很好的抗疟疾药物，并且它的药物活性比青蒿素的高很多；（2）青蒿素是从黄花蒿中提取的，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蒿素含量最高；（4）研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现它的愈伤组织中没有青蒿素，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。练习与应用用基因工程技术将青蒿素基因或双氢青蒿素基因导入微生物，利用徽生物合成青蒿素。用植物组织培养技术，将外植体脱分化形成愈伤组织，再诱导愈伤组织再分化成胚状体，获取青蒿素。将FPS酶基因作为目的基因插入农杆菌T-DNA中，用农杆菌转化法导入青蒿素细胞，整合到青蒿素染色体DNA上，再利用植物组织培养获得FPS酶基因表达能力强、青蒿素产量高的品种。用秋水仙素处理黄花蒿种子或幼苗使之成为四倍体，获取青蒿素。或采用其他合理方法。提高青蒿素类药物产量的研究思路:(1)用基因工程技术将青蒿素基因或双氢青蒿素基因导入微生物,利用微生物合成青蒿素。(2)用植物组织培养技术,将外植体脱分化形成愈伤组织,再诱导愈伤组织再分化成胚状体,获取青蒿素。(3)将FPS酶基因作为目的基因插入农杆菌T-DNA中,用农杆菌转化法导入青蒿素细胞,整合到青蒿素染色体DNA上,再利用植物组织培养获得FS酶基因表达能力强、青蒿素产量高的品种。(4)用秋水仙素处理黄花蒿种子或幼苗使之成为四倍体,获取青蒿素。练习与应用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10s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猴失败的障碍。培育克隆猴的流程如下图所示，请结合图回答问题。练习与应用（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？诱导胎猴体细胞和去核的卵母细胞融合。根据分析,灭活的仙台病毒可以诱导细胞的融合,在该实验中主要是诱导胎猴体细胞和去核的卵母细胞融合;练习与应用（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注入了重构胚，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？组蛋白修饰是表观遗传中重要的调控机制之一。组蛋白去甲基化酶参与形成不同组蛋白甲基化状态，调节DNA和组蛋白的缠绕程度，从而控制这些DNA与基因转录因子接触。调节与细胞分化、细胞周期阻滞等有关的蛋白质的表达。组蛋白脱乙酰酶抑制剂能选择性地恢复这些抑制因子，使细胞分化。组蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注入了重构胚,在胚胎细胞内表达相关的去甲基化酶,组蛋白去甲基化酶参与形成不同组蛋白甲基化状态,调节DNA和组蛋白的缠绕程度,从而控制这些DNA与基因转录因子接触。调节与细胞分化、细胞周期阻滞等有关的蛋白质的表达。组蛋白脱乙酰酶抑制剂能TSA选择性地恢复这些抑制因子,使细胞分化;练习与应用（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？用灭活的仙台病毒处理体细胞，Kdm4d的mRNA注入重构胚，同时用TSA处理。培育过程中用灭活的病毒处理使细胞融合,导入Kdm4d的mRNA使其翻译产生蛋白质、同时用TAS诱导分化都是聪明的操作技巧;练习与应用（4）你认为体细胞克隆猴的成功培育有什么意义？在保护濒危物种方面，可望利用体细胞核移植技术增加这些动物的存活数量。使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。用克隆动物做疾病模型能使人们更好地追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病等。克隆猴在在保护濒危物种方面,可望利用体细胞核移植技术增加这些动物的存活数量。使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程,用克隆动物做疾病模型能使人们更好地追踪研究疾病的发展过程和治疗疾病等。