三维设计 生物学 选择性必修3（配人教版）课件 第2章 细胞工程

4．实验人员利用矮牵牛(二倍体，2n＝14)的红色花瓣细胞(液泡呈红色)与枸杞(四倍体，4n＝48)叶肉细胞，制备了相应的原生质体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是(

)A．获得该杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍B．可利用电融合法、离心法等方法诱导原生质体融合C．可利用光学显微镜观察，筛选出杂种原生质体D．若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目均为62条解析：获得该杂种植株的方法是植物体细胞杂交技术，其最大的优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍，A正确；诱导植物原生质体融合时，可以采用物理法(电融合法、离心法等)和化学法(聚乙二醇融合法等)，B正确；杂种原生质体的染色体数目是两种细胞染色体数目之和，可通过显微镜观察到染色体数目的变化，所以可利用显微镜筛选得到融合后的杂种原生质体，C正确；若原生质体均为两两融合，则会形成3种细胞，即矮牵牛细胞自身融合的细胞、枸杞细胞自身融合的细胞和杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目为28条、96条或62条，D错误。答案：D

[课堂巩固落实]1.某实验室植物组织培养的愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了4个实验，实验遵循单一变量原则。下列各图表示实验结果，据图可得出的初步结论是(

)A．污染主要是由培养基灭菌时间短造成的B．污染主要来源于组织培养所用的离体组织C．调节培养基pH能解决污染问题D．调节培养温度能解决污染问题解析：随培养基灭菌时间的延长，污染率在一定范围内波动，说明污染不是由培养基灭菌时间短造成的，A不符合题意；离体组织灭菌时间越长，污染率越低，说明污染主要来源于组织培养所用的离体组织，B符合题意；随着培养基pH的增大，污染率在一定范围内波动，说明调节培养基pH不能解决污染问题，C不符合题意；随着温度的升高，污染率在一定范围内波动，说明调节培养温度不能解决污染问题，D不符合题意。答案：B

“课下综合检测”见“课时跟踪检测（五）”

(单击进入电子文档)谢谢观看[在深化中提能]1．快速繁殖(也称微型繁殖)实质植物组织培养原理植物细胞的全能性优点①能保持亲本的遗传特性，子代个体的遗传物质与亲本相同；②使用材料少，培养周期短，繁殖率高；③不受自然生长季节的限制，便于自动化管理，有利于进行工厂化生产2．作物脱毒

进行作物脱毒的原因长期进行无性繁殖的作物(如马铃薯和草莓)，它们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累，从而导致作物产量降低，品质变差材料的选取在植物顶端分生区附近(如茎尖)的代谢十分旺盛、细胞分裂速度快，很少被病毒感染，甚至无病毒。因此，利用植物的分生组织进行组织培养，可以使新长成的植株不带病毒，从而获得脱毒苗。用脱毒苗进行繁殖，种植的作物就有可能不带病毒[典例]为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术上的支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示，下列相关叙述正确的是(

)茎尖大小/mm外植体数/个分化苗数/苗脱毒苗数/苗小于0.320110.3～0.520107大于0.520134A．在不同的培养阶段，培养基中生长素和细胞分裂素的比例不同B．脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用C．培育脱毒苗时依据的原理有基因突变和细胞的全能性D．0.3～0.5mm的茎尖最有利于获得抗病毒的特性[解析]在不同的培养阶段，培养基中激素比例不同，生长素和细胞分裂素的比例高时，利于根的分化，比例低时，利于芽的分化，A正确；脱分化过程中不需要光照，不能进行光合作用，B错误；培育脱毒苗时依据的原理是细胞的全能性，C错误；0.3～0.5mm的茎尖最有利于获得无病毒的特性，不是抗病毒的特性，D错误。[答案]

A2．单倍体育种和突变体育种的比较项目原理优点一般流程单倍体育种染色体变异明显缩短育种年限突变体育种基因突变产生新基因，大幅度改良某些性状转速/(r·min-1)55657585相对生长速率0.210.250.260.25细胞干重/(g·L-1)7.509.7011.49.50黄酮产量/(g·L-1)0.200.270.320.25[在应用中落实]1．(2023·山东高考)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是(

)A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物B．植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养D．该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量解析：有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，可利用植物细胞培养技术得到，A正确；利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物，故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B错误；一般认为次生代谢产物不是植物基本的生命活动所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢产物的产量，C错误；该技术主要利用促进细胞分裂的培养条件，提高多个细胞中次生代谢物的总含量，不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。答案：A

3.紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的高效抗癌物质，利用植物细胞培养生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的重要途径。下图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。请回答下列问题：(1)以南方红豆杉叶为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的__________，愈伤组织细胞具有较强的分裂、分化能力。这一技术的成功实现了组织培养技术在一个重要领域的应用，即______________。(2)对比分析两个曲线图可知，培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能是________________________________________________________________________________________；在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答三点)；与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有______________________________________________________________(答两点即可)等优点。(3)植物激素在植物组织培养中具有极其重要的作用，其中________________________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性因素。解析：(1)以南方红豆杉叶为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的脱分化过程，愈伤组织细胞具有较强的分裂、分化能力。这一技术的成功实现了细胞产物的工厂化生产。(2)对比分析两个曲线图可知，培养后期，活细胞数量减少、某些代谢产物积累等导致紫杉醇产量下降。植物细胞培养过程中要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是防止微生物污染，保证O2供应充足，使细胞与培养液充分接触。与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有产量高、节约资源、保护环境等优点。(3)生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性因素。答案：(1)脱分化细胞产物的工厂化生产(2)活细胞数量减少、某些代谢产物积累等防止微生物污染，保证O2供应充足，使细胞与培养液充分接触产量高、节约资源、保护环境(3)生长素和细胞分裂素“课下综合检测”见“课时跟踪检测（六）”

(单击进入电子文档)谢谢观看4．胚胎干细胞研究在医学上有重大应用价值,通过移植胚胎干细胞有望治疗的疾病是

(

)①糖尿病②高血压③唐氏综合征(21三体综合征)

④阿尔茨海默病⑤白化病⑥肝衰竭A．①②⑤ B．②③⑥C．①④⑥ D．③④⑤解析：胚胎干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞，移植胚胎干细胞可以使坏死或退化的部位得以修复和恢复正常功能，因此，通过移植胚胎干细胞期望可以治疗的疾病是①糖尿病、④阿尔茨海默病、⑥肝衰竭；而②高血压是不良生活习惯或遗传引起的，③唐氏综合征(21三体综合征)是染色体变异引起的，⑤白化病是遗传引起的，C正确。答案：C

[在深化中提能]1．图解动物细胞培养的过程2．辨析细胞贴壁和接触抑制细胞贴壁体外培养的细胞有些需要贴附于某些基质表面才能生长增殖，这类细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，称为细胞贴壁接触抑制当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制3.辨析原代培养和传代培养区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象第一次用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理，使其分散成单个细胞后进行培养，为原代培养第二次细胞培养过程中出现接触抑制，用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来，然后，将其分散到多个培养瓶中继续培养，为传代培养续表[在应用中落实]1．下列关于ES细胞和iPS细胞及其应用的说法，正确的是(

)A．ES细胞存在于早期胚胎中，能分化成各种功能细胞，不能形成生物个体B．ES细胞存在于成体组织和器官内，能分化成特定的组织C．iPS细胞存在于成体组织和器官内，能分化成特定的组织D．iPS细胞是人工诱导产生的，也可诱导分化成为各种组织细胞解析：ES细胞存在于早期胚胎中，能分化成各种类型的细胞，并进一步形成机体的所有组织、器官甚至生物个体，A、B错误；iPS细胞是分化的体细胞在体外经人工诱导培养形成的类似胚胎干细胞的一种细胞，在特定条件下可诱导分化成各种组织细胞，C错误，D正确。答案：D

3．科学家们从27种候选分子中，通过排列组合实验，最终选取了8种在卵子发育早期十分关键的分子。通过基因工程的方法改造胚胎干细胞，使其具有制造这8种蛋白质的能力。这些蛋白质表达以后，通过调控细胞的分化，将这些胚胎干细胞转化成了像卵子一样的细胞，它们甚至还可以与精子受精，并且发育成一个早期胚胎。下列相关叙述正确的是

(

)A．胚胎干细胞制造出这8种蛋白质是细胞全能性的体现B．上述方法得到的早期胚胎能够发育为正常个体C．胚胎干细胞转化成像卵子一样的细胞是通过细胞分化来实现的D．胚胎干细胞能够不断分裂和分化，不会发生衰老和凋亡解析：细胞全能性的体现必须是具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，胚胎干细胞制造出8种蛋白质并未体现细胞全能性，A错误；由于题述方法得到的早期胚胎是由胚胎干细胞转化后与精子受精结合形成的，胚胎干细胞是体细胞，并不是经过减数分裂得到染色体减半的卵细胞，故得到的早期胚胎不能发育为正常个体，B错误；据题干信息，通过基因工程赋予胚胎干细胞制造8种蛋白质的能力，在这些蛋白质表达以后，通过调控细胞的分化，将这些胚胎干细胞转化成了像卵子一样的细胞，C正确；胚胎干细胞也会发生衰老和凋亡，D错误。答案：C

“课下综合检测”见“课时跟踪检测（七）”

(单击进入电子文档)谢谢观看[在应用中落实]1．(2022·山东高考)如图所示，将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子，在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体，简称双抗。下列说法错误的是(

)A．双抗可同时与2种抗原结合B．利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞C．筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原D．同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞解析：根据抗原和抗体发生特异性结合的原理推测，双抗可同时与2种抗原结合，A正确；根据抗原与抗体能够发生特异性结合的特性，利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞，从而使药物发挥相应的作用，B正确；由于双抗是在两种不同的抗原刺激下，B细胞增殖、分化产生不同的浆细胞分泌形成的，因此，筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原来进行抗原—抗体检测，从而实现对双抗的筛选，C正确；同时注射2种抗原可刺激B细胞分化形成不同的浆细胞，而不是分化成产双抗的浆细胞，D错误。答案：D

“课下综合检测”见“课时跟踪检测（八）”

(单击进入电子文档)谢谢观看3．动物体细胞核移植技术的应用前景包括(

)①复活已灭绝的但仍保持完整细胞的动物②加速家畜遗传改良进程③培养可用于移植的组织、器官④作为疾病模型、研究疾病的发展和治疗疾病A．①②③ B．①②④C．①③④ D．②③④解析：动物体细胞核移植技术不能复活已灭绝的但仍保持完整细胞的动物，可加速家畜遗传改良进程，可培养用于移植的组织、器官，可作为疾病模型、研究疾病的发展和治疗疾病，故①错误，②③④正确。答案：D

新知探究动物体细胞核移植技术和克隆动物[在探究中学明]用动物细胞克隆动物,实际上是通过核移植来实现的。如图为动物克隆的一般过程，填图并回答问题：[在深化中提能]1．核移植中供体和受体的选择供体一般选用原代培养的细胞，保证了供体细胞正常的遗传基础受体选择MⅡ期的卵母细胞，其原因是：①卵母细胞的细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质；②卵母细胞体积大，便于操作；③卵母细胞内卵黄多，营养物质丰富2.克隆动物的遗传特点克隆动物的亲本有三个，即体细胞核供体、卵母细胞细胞质供体和代孕母体。(1)克隆动物的细胞核基因来自体细胞核供体，因此，克隆动物的性状与体细胞核供体基本相同。(2)克隆动物的细胞质基因来自卵母细胞，因此，克隆动物的性状与卵母细胞细胞质供体部分相同。(3)代孕母体没有为克隆动物提供遗传物质，因此，克隆动物的性状与代孕母体没有直接关系。“课下综合检测”见“课时跟踪检测（九）”

(单击进入电子文档)谢谢观看[典例]如图所示是某种动物胚胎发育的几个阶段，下列有关叙述不正确的是(

)A．在②～⑪的过程中，可能发生细胞的增殖和衰亡B．在①～⑪的过程中细胞的全能性逐渐减小C．图示细胞的增殖方式是有丝分裂D．细胞分化过程从②开始[解析]在②～⑪的过程中，可能发生细胞的增殖和衰亡，细胞增殖的方式是有丝分裂，A、C正确；在①～⑪的过程中细胞逐渐发生分化，细胞的全能性逐渐减小，B正确；细胞分化过程从囊胚期(⑦)开始，D错误。[答案]

D[课堂巩固落实]1．如图为某二倍体哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图。下列叙述错误的是(

)A.下丘脑、垂体分泌的相关的激素参与该哺乳动物次级卵母细胞的形成B.受精作用促进次级卵母细胞完成减数分裂ⅡC.细胞Ⅳ的卵细胞膜和透明带之间出现两个极体时,说明卵子已经受精D.个体性成熟后在排卵期，在相关激素的作用下完成细胞Ⅰ→细胞Ⅱ解析：据图可知，减数分裂Ⅰ完成需要促性腺激素处理，而下丘脑合成的促性腺激素释放激素作用于垂体，使得垂体分泌促性腺激素，A正确；次级卵母细胞在精子的作用下才能完成减数分裂Ⅱ，产生成熟的卵细胞，从而形成受精卵，B正确；在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体，说明卵细胞已经受精，这是判断卵细胞是否受精的重要标志，C正确；细胞Ⅰ→细胞Ⅱ表示卵原细胞的增殖和形成初级卵母细胞，在胚胎发育过程中已完成，D错误。答案：D

2．下列关于哺乳动物早期胚胎发育过程的叙述，错误的是(

)A．卵裂期细胞数目增多，胚胎的总体积增加B．卵裂期是在透明带内进行的，细胞分裂方式为有丝分裂C．桑葚胚以前的细胞均未分化，都是全能干细胞D．囊胚期细胞开始分化，其中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织解析：卵裂期细胞数目增多，胚胎的总体积不变甚至略微减小，A错误；卵裂期是在透明带内进行的，细胞分裂方式为有丝分裂，B正确；桑葚胚以前的细胞均未分化，都是全能干细胞，C正确；囊胚期细胞开始分化，其中的内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，D正确。答案：A

3．软体动物卵裂初期会从受精卵的植物极形成一个暂时性的细胞质突起，称为极叶(如图所示)。若人工将极叶除去，发育成的个体在足、眼等处有缺陷。相关叙述错误的是(

)A．本实验说明细胞质对细胞分化有重要作用B．极叶中可能含有一些胚胎发育必需的物质C．极叶是减数分裂中细胞质不均分的结果D．极叶的形