第1课时 胚胎工程的理论基础
导学 聚焦 1.运用结构与功能观，说明精子和卵细胞的结构与功能之间的关系。 2.基于受精和胚胎早期发育的过程，运用归纳与概括、模型与建模等方法说明受精卵和胚胎早期发育各阶段的特点
知识点（一） 受精
1.胚胎工程的概念
2.受精
（1）概念：精子与卵子结合形成 （即受精卵）的过程。
（2）场所：哺乳动物的受精在雌性动物的 内完成。
（3）过程
3.判断下列有关表述的正误
（1）精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是输卵管。（ ）
（2）刚排出的精子即能与卵子受精。（ ）
（3）精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。（ ）
（4）受精的标志是观察到两个极体；受精完成的标志是雌、雄原核融合形成合子。（ ）
（5）动物排出的卵子成熟程度不同，都要在卵巢中进一步发育到MⅡ期才具备受精能力。（ ）
探讨 探究受精过程
受精是精子与卵子结合形成合子（即受精卵）的过程。它包括受精前的准备阶段和受精阶段。阅读教材，观察图示并回答相关问题：
（1）刚排出的卵子具有受精能力吗？为什么？
（2）受精过程中卵子的哪些结构发生生理反应可以防止多精入卵？这有什么意义？
（3）判断卵子是否受精的标志是 。
（4）精子与卵细胞的结合，体现了细胞膜具有什么功能？
1.受精过程中的两大反应、两道屏障
2.受精过程认识的“三个误区”
（1）成熟的精子并不代表具有受精能力，必须获能后才具备受精能力。
（2）雌、雄原核不能理解成卵子、精子原来的核，而是在原来细胞核的基础上形成的新核，原核膜已破裂。
（3）受精的标志是观察到两个极体或雌、雄原核，受精完成的标志是雌、雄原核的融合。
1.下列关于体内受精过程的排序，正确的是（ ）
①受精卵第一次分裂开始 ②释放第二极体
③获能后的精子与卵子相遇并释放多种酶 ④精子穿越卵细胞膜外的结构 ⑤雌、雄原核的形成 ⑥两个原核靠近，核膜消失
A.①②③④⑤⑥ B.③②④⑤⑥①
C.④⑤②①③⑥ D.③④②⑤⑥①
2.如图是受精过程部分图解，据图分析下列叙述错误的是（ ）
A.精子和卵子发生的场所分别是睾丸和卵巢，受精作用的场所是子宫
B.当精子③与3接触的瞬间，精子①就不能进入2
C.当精子②入卵后，精子③就不能进入卵内
D.在2中观察到两个极体的现象可作为受精的标志
规律方法
两看法区别透明带反应、卵细胞膜反应
（1）从发生时间看：透明带反应发生在精子触及卵细胞膜的瞬间；卵细胞膜反应发生在精子入卵后。
（2）从生理作用看：透明带反应可防止多个精子穿越透明带，是防止多精入卵的第一道屏障；卵细胞膜反应是防止多精入卵的第二道屏障。
知识点（二） 胚胎早期发育
1.胚胎早期发育过程
2.判断下列有关表述的正误
（1）卵裂阶段的细胞分裂方式包括有丝分裂和减数分裂。（ ）
（2）胚胎发育过程中细胞开始出现分化的阶段是原肠胚期。（ ）
（3）囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来，这一过程叫作孵化。（ ）
（4）原肠胚变大导致透明带破裂而孵化出来。（ ）
探讨 分析胚胎早期发育过程中的相关变化
如图为哺乳动物胚胎早期发育的过程。
（1）图中所示胚胎的名称：Ⅰ表示 ，Ⅱ表示 ，Ⅲ表示 。
（2）图中a、b过程中，细胞的分裂方式为 ，这种早期分裂称为 ，其特点是
。
（3）图中开始出现细胞分化的时期是 ，该时期胚胎分化出 和 。
（4）胚胎发育过程中细胞分化最显著的阶段是哪个时期？细胞分化的原因是什么？
（5）请分析受精卵早期分裂时，胚胎中细胞或物质的变化规律，完成表格：
项目 变化
细胞数目
每个细胞体积
DNA总量
每个细胞内的DNA总量
有机物总量
物质种类
胚胎早期发育的过程
（1）胚胎发育的起点是受精卵，受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂。
（2）桑葚胚阶段细胞均未分化，细胞具有全能性。
（3）囊胚阶段开始出现细胞分化，但内细胞团细胞仍具有全能性。
（4）原肠胚阶段细胞进一步分化，已分化形成外、中、内三个胚层。
（5）胚胎早期发育的营养物质来自卵黄，后期通过胎盘从母体吸收营养物质。
1.（2024·辽宁丹东高二期末）如图为受精卵发育至囊胚的过程中的某一变化，若横坐标表示时间，则纵坐标可表示（ ）
A.有机物总量
B.每个细胞DNA的含量
C.所有细胞体积之和
D.所有细胞表面积总和与体积总和的比值
2.（2024·山东师范大学附中高二期中）如图为哺乳动物受精卵发育过程中某一时期的示意图，下列叙述错误的是（ ）
A.图中的细胞还没有分化，图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团
B.此图为囊胚期，胚胎的总体积并未增加，有机物的总量减少
C.对胚胎进行性别鉴定时，宜取②中的细胞
D.胚胎从①中伸展出来的过程叫作孵化
（1）胚胎工程技术基础是 等。
（2）胚胎工程技术的实质是 。
（3）在胚胎工程实际操作中，常以观察到两个极体作为受精标志的原因是 ；精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体。
1.下列关于受精过程的叙述，错误的是（ ）
A.获能后的精子与卵子相遇后，释放多种酶溶解卵细胞膜外的一些结构
B.卵细胞膜反应是防止多精入卵的第一道屏障
C.精子入卵后，尾部脱落形成雄原核
D.雄原核形成的同时，卵子完成减数分裂Ⅱ
2.关于桑葚胚和囊胚的比较，以下说法错误的是（ ）
A.细胞分化开始于桑葚胚
B.桑葚胚各细胞的结构、功能基本相同
C.囊胚期细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变
D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞的差异是转录水平上的差异引起的
3.（2024·山东济宁高二期末）体外受精技术实际上是在体外条件下，对人的自然受精条件进行的模拟操作。如图表示体内受精的部分过程，有关分析错误的是（ ）
A.图中的第一极体和卵子均处于减数分裂Ⅱ中期，故体外受精时应从卵巢中选择吸取减数分裂Ⅰ中期的卵子
B.①②过程卵细胞会通过透明带反应和卵细胞膜反应，拒绝其他精子再进入卵内
C.精子入卵后，被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核
D.受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂，开始发育
4.（2024·广东惠州期末）某实验室通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平，体外制备出桑葚胚样全潜能细胞。该细胞在分子水平及发育潜能上均具有自然胚胎桑葚胚期细胞特性，并在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段。根据该研究，下列叙述错误的是（ ）
注：pSTAT3是调控胚胎发育的关键基因。
A.桑葚胚样细胞可诱导发育至囊胚期
B.诱导桑葚胚样细胞时，基因的碱基序列和表达的情况都发生改变
C.囊胚期细胞重置至桑葚胚样细胞的过程类似于脱分化
D.据图推测，桑葚胚发育成囊胚的过程中，pSTAT3的表达下降
5.澳大利亚布里斯班一对小姐弟被确认为全球第二对半同卵双胞胎，发育成该对半同卵双胞胎的受精卵形成过程如图所示，图3中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成A、B、C三个细胞，其中只有两个细胞发育成姐弟二人。下列叙述不正确的是（ ）
A.图1表示卵子的异常受精过程，此时卵子发育到减数分裂Ⅱ
B.由图可知，该受精卵染色体复制早于雌、雄原核的融合
C.若图4细胞A包含父系和母系染色体组各1个，则细胞C含2个母系染色体组
D.这对小姐弟来源于母亲的染色体一般相同，来源于父亲的染色体一定不同
提示：完成课后作业 第2章 第3节 第1课时
7 / 71.科学思维——归纳比较植物体细胞杂交和多倍体育种及有性杂交
（1）植物体细胞杂交和多倍体育种的比较
项目 植物体细胞杂交 多倍体育种
不同点 原理 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 染色体数目变异
方法 通过原生质体融合和植物组织培养得到杂种植株 常用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使染色体数目加倍
染色体来 源和数目 变化 通过植物体细胞杂交得到的（杂种）植株中染色体数目是两融合细胞中的染色体数目之和，且染色体一般来自两种不同的植物体 通过染色体加倍得到的多倍体植株中的染色体数与原植株中的染色体数是倍数关系，且染色体来自同一个体，加倍的是同源染色体
相同点 通过改变细胞或植株染色体的数目来改变遗传物质，从而改变生物体的性状，从中选育出符合人们要求的新品种
（2）植物体细胞杂交和有性杂交的过程对比分析（A、B代表染色体条数）
1.为培育具有市场竞争力的无子柑橘，研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是（ ）
A.过程①需使用胰蛋白酶处理
B.实现过程②依赖膜的流动性
C.过程③需应用植物组培技术
D.三倍体植株可产生无子柑橘
2.自然条件下兰花杂交后代不易萌发。科研人员用四倍体品种绿宝石和二倍体品种春剑进行杂交，获得大量优质杂交兰，并对其进行染色体观察与计数，培育过程如图。下列分析不正确的是（ ）
A.调整培养基中植物激素的配比可影响原球茎的分裂与分化
B.春剑和绿宝石两个品种之间不存在生殖隔离
C.所得杂交兰植株的体细胞染色体数目为60条
D.目的植株杂交兰相对于春剑和绿宝石而言，发生了染色体数目变异
2.科学探究——HAT选择培养基与杂交瘤细胞的筛选
在单克隆抗体制备过程中，要用特定的HAT选择培养基筛选出杂交瘤细胞，筛选的过程利用了哺乳动物DNA合成的原理。哺乳动物DNA合成可分为两条途径：一是全合成途径，可被氨基喋呤（A）阻断；二是补救合成途径，在次黄嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）存在下，利用次黄嘌呤（H）和胸腺嘧啶脱氧核苷（T）补救性合成DNA。正常细胞中存在HGPRT，而骨髓瘤细胞中不存在HGPRT。在培养基中含有H、A、T的情况下，会导致骨髓瘤细胞和B细胞死亡，只有杂交瘤细胞才能存活并增殖，原因是培养基含有A且骨髓瘤细胞中不存在HGPRT，因此，骨髓瘤细胞不能用全合成途径和补救合成途径合成DNA，不能增殖而导致死亡；B细胞没有分裂增殖能力，也会死亡；杂交瘤细胞可以利用B细胞中的HGPRT，通过补救途径合成DNA，可正常分裂增殖。将筛选出的杂交瘤细胞进行克隆化培养和专一抗体检测，便可获得足够数量的能够分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
3.细胞合成DNA通常有2条途径：第1条途径是利用糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA；第2条途径是通过HGPRT利用核苷酸的前体合成核苷酸，进而合成DNA。HAT培养基是基本培养基添加了次黄嘌呤（H）、氨基喋呤（A）和胸腺嘧啶脱氧核苷（T），A可以阻断DNA合成的第1条途径，H和T则是第2条途径中合成核苷酸的原料。HAT培养基可以用于单克隆抗体制备杂交瘤细胞的选择，小鼠骨髓瘤细胞是一类HGPRT代谢缺陷型细胞。下列说法正确的是（ ）
A.小鼠免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合后，培养基上会有3种类型的细胞
B.HAT培养基中未融合的骨髓瘤细胞在A的阻遏下因不能合成DNA而死亡
C.HAT培养基中未融合的免疫B细胞仍具有增殖能力而持续进行细胞分裂
D.HAT培养基中选择出的杂交瘤细胞都能无限增殖和产生单克隆抗体
4.某种“生物导弹”的结构及其作用原理如图甲所示，没有与肿瘤细胞结合的“生物导弹”一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药，可抑制DNA和RNA的合成，对正常细胞也有一定毒性。回答下列问题：
（1）图甲中“生物导弹”由两部分构成，其中一部分被称为“瞄准装置”，它作用的原理是 。活化阿霉素可直接抑制细胞中基因的 过程。
（2）核酸合成有两条途径，如图乙所示，其中物质A可以阻断全合成途径。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶，制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。可将加入H、A、T三种物质的HAT培养基作为制备单克隆抗体时的选择培养基。
①融合前将小鼠的脾脏中的B细胞和骨髓瘤细胞分别置于含HAT的选择培养基中培养，一段时间后培养基中 （填“有”或“无”）细胞增殖，原因是
。
②通过HAT培养基筛选出的细胞是 ，理由是
。
3.社会责任——体外受精、人工授精与人类辅助生殖
（1）比较自然受精、人工授精和体外受精
项目 自然受精 人工授精 体外受精
不 同 点 过程不同 雌雄动物 交配完成 用人工的方法将公畜的精液注入母畜生殖道内，完成受精 人工获取精子、卵子，在体外培养液中完成受精过程
场所不同 雌性动物 输卵管中 雌性动物 输卵管中 体外培 养液中
相同点 （1）精子获能、卵子成熟后方能完成受精过程； （2）都是有性生殖
（2）辅助生殖是与自然生殖相对应的一种新技术，是利用现代生物学的最新成果和人工手段代替自然生殖过程的一部分或全部。辅助生殖技术主要包括：人工授精、体外受精、胚胎移植、卵（精子）和胚胎的冷冻保存、配子输卵管移植、单精子卵胞浆内显微注射、植入前遗传学诊断助孕等。现代的人工生殖技术已经形成包括人工授精、体外受精和无性生殖的三大领域。
5.下列有关人工授精、体外受精和自然受精的叙述，错误的是（ ）
A.人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性
B.体外受精能更有效地发挥母畜的繁殖潜能
C.人工授精、体外受精的本质与自然受精不同
D.人工授精过程中的精、卵结合在母畜体内，而体外受精中这一过程发生在体外培养液中
6.辅助生殖技术是人类辅助生殖技术（ART）的简称，其直接效应是使不育夫妇实现妊娠生子的愿望，包括人工授精技术、试管婴儿技术等。请回答下列问题：
（1）科学家发现 可以促进排卵，这为体外人工授精技术提供了条件。
（2）试管婴儿技术中，卵母细胞与精子在 中完成受精，受精过程中，体内阻止多精入卵的机制是 。另外，科学家通过显微注射法将单个精子注入处于 期的卵母细胞内，以提高受精率。
（3）当在 的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。试管婴儿技术涉及到胚胎移植，受体为胚胎存活创造的有利条件为 。
1.（2024·浙江1月选考8题）山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗，可恢复其原有的优质高产特性，流程如图。下列操作不可行的是（ ）
外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗
A.选择芽尖作为外植体可减少病毒感染
B.培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染
C.将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖
D.提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽
2.（2023·辽宁高考7题）大量悬浮培养产流感病毒的单克隆细胞，可用于流感疫苗的生产。下列叙述错误的是（ ）
A.悬浮培养单克隆细胞可有效避免接触抑制
B.用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清
C.当病毒达到一定数量时会影响细胞的增殖
D.培养基pH不会影响单克隆细胞的病毒产量
3.（2023·江苏高考13题）研究者通过体细胞杂交技术，探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列相关叙述正确的是（ ）
A.从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁
B.原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡
C.检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，活的原生质体被染色
D.聚乙二醇促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞
4.（2023·海南高考7题）某团队通过多代细胞培养，将小鼠胚胎干细胞的Y染色体去除，获得XO胚胎干细胞，再经过一系列处理，使之转变为有功能的卵母细胞。下列有关叙述错误的是（ ）
A.营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞不会发生接触抑制
B.获得XO胚胎干细胞的过程发生了染色体数目变异
C.XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化
D.若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞用于繁育
5.（2023·天津高考7题）根据下图，正确的是（ ）
A.子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B.过程1需要MⅡ期去核卵母细胞
C.过程2可以大幅改良动物性状
D.过程2为过程3提供了量产方式，过程3为过程1、2提供了改良性状的方式
6.（2023·广东高考3题）科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是（ ）
A.超数排卵 B.精子获能处理
C.细胞核移植 D.胚胎培养
5 / 5第2课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体
导学 聚焦 1.基于动物细胞能够融合的事实，阐明动物细胞融合的概念及需要的条件。 2.运用归纳和概括等方法，以文字、图示的形式表示单克隆抗体制备的过程。 3.认同生物科技是一把双刃剑，认识到动物细胞融合技术应用的潜在风险
知识点（一） 动物细胞融合技术
1.概念：使 或 动物细胞结合形成 的技术。
2.原理： 。
3.诱导融合的方法
4.意义：细胞融合技术突破了 的局限，使 成为可能。
5.应用
（1）成为研究细胞 、细胞 、肿瘤和培育 等的重要手段。
（2）用于制造 。
6.判断下列有关表述的正误
（1）动物细胞融合过程中既有细胞膜的融合也有核的融合。（ ）
（2）用灭活的病毒诱导能促进动物细胞融合，也能促进植物细胞融合。（ ）
（3）动物细胞融合的结果是形成单核的杂交细胞，植物体细胞杂交的结果是得到杂种植株。（ ）
（4）灭活的含义是用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但并不破坏它们的抗原结构。（ ）
探讨 分析动物细胞融合和植物体细胞杂交的异同
植物体细胞杂交技术，可以跨越植物种属间生殖隔离的屏障，培育出新的作物类型。科学家经过长期的探索，也实现了用不同种动物的体细胞进行杂交。
参考图示，回答问题。
（1）为什么灭活的病毒能作为诱导因素，而不灭活的病毒不能作为诱导因素？
（2）动物细胞融合和植物体细胞杂交技术的原理分别是什么？
（3）两者在方法上有什么异同？
（4）两者在最终结果上有什么不同？
植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较
1.（2024·哈尔滨三中高二检测）下列有关动物细胞融合的叙述，错误的是（ ）
A.指两个或多个细胞融合成一个细胞的现象
B.可以在基因型相同或不同的细胞间进行
C.常用的诱导动物细胞融合的方法有聚乙二醇融合法、灭活病毒诱导法、电融合法、紫外线照射等
D.其原理是细胞膜具有一定的流动性
2.如图为细胞融合的示意图，下列叙述正确的是（ ）
A.若a细胞和b细胞是植物细胞，需先脱分化再诱导融合
B.a细胞和b细胞之间的融合需要促融处理后才能实现
C.c细胞将同时表达a细胞和b细胞中的所有基因
D.动物细胞融合与传统的有性杂交相比，其优越性在于能定向地改造生物的性状
知识点（二） 单克隆抗体及其应用
1.传统抗体的获得
（1）方法：向动物体内反复注射某种 ，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需 。
（2）缺陷： 、纯度低、 。
2.单克隆抗体的制备
（1）大量制备单一抗体的思路
（2）存在的问题：B淋巴细胞 。
（3）解决方案
（4）制备过程
3.单克隆抗体的优点
（1）能准确地识别 的细微差异。
（2）可以与特定抗原发生 结合。
（3）可以 制备。
4.单克隆抗体的应用
（1）用作 ，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。
（2）运载药物，如ADC（抗体—药物偶联物）。
（3）直接用于治疗疾病。
5.判断下列有关表述的正误
（1）用特定的抗原对小鼠进行免疫后，从小鼠脾脏中只能得到一种B淋巴细胞。（ ）
（2）单克隆抗体是单个B淋巴细胞增殖并产生的抗体。（ ）
（3）单克隆抗体制备过程中的两次筛选目的相同。（ ）
（4）在进行免疫处理时，一般每隔一段时间，重复注射相同抗原，以获得更多的B淋巴细胞。（ ）
探讨 分析单克隆抗体的制备过程
下图为单克隆抗体制备流程（顺序已被打乱），请据图分析：
（1）请用箭头把代表各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来。
（2）图中B注射特定抗原的目的是什么？
（3）B淋巴细胞与骨髓瘤细胞经诱导融合后，培养基中共出现几种细胞？其中融合的细胞有几种？（如融合的话，只考虑两两融合）
（4）单克隆抗体制备过程中，第二次筛选的目的是什么？方法是什么？其原理是什么？
1.单克隆抗体制备过程中两次筛选的比较
2.腹腔培养与体外培养的比较
项目 腹腔培养 体外培养
优点 易于控制培养条件，成本较低 可大规模培养、大量生产
缺点 规模小，产量少 需要人为控制培养条件，成本相对较高
1.下列关于单克隆抗体制备的说法，正确的是（ ）
A.将特定抗原注射到小鼠体内，可以从小鼠血清中获得单克隆抗体
B.经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体
C.诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后，发生融合的细胞均为杂交瘤细胞
D.筛选出杂交瘤细胞后，需利用特定抗原再次筛选出能分泌所需抗体的细胞
2.（2024·山东师大附中高二检测）甘草酸是中药甘草中的主要活性成分。为了快速检测甘草酸，科研人员利用细胞工程技术制备了抗甘草酸的单克隆抗体，其基本操作过程如下图。下列相关叙述错误的是（ ）
A.过程①注射相应抗原后应立即从小鼠脾脏中提取细胞甲
B.过程②诱导细胞融合，利用了细胞膜的流动性
C.过程③④的筛选方法不同，细胞丙、丁的遗传物质也不相同
D.过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖
3.下图为单克隆抗体制备过程的示意图。下列相关叙述正确的是（ ）
A.每个脾B淋巴细胞可产生多种抗体
B.细胞融合可使用灭活病毒，灭活病毒的抗原结构依然存在
C.细胞筛选和细胞融合时所用的培养液在成分上相同
D.克隆化培养过程中杂交瘤细胞会出现接触抑制的现象
（1）动物细胞融合技术是指
。
（2）诱导动物细胞融合的常用方法有
等。
（3）制备单克隆抗体过程中有两次筛选，其目的分别是
。
（4）单克隆抗体的优点是
。
1.下列关于动物细胞融合的说法，错误的是（ ）
A.细胞融合前通常用酶解法将组织分散成单个细胞
B.细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性
C.融合后得到的杂交细胞具有两个或多个亲本细胞的遗传信息
D.融合后得到的杂交细胞具有两个细胞核
2.（2024·天津市高二月考）如图表示仙台病毒诱导动物细胞融合的部分过程，下列叙述正确的是（ ）
A.细胞A和细胞B必须为同种细胞才能融合
B.细胞C同时有细胞A和细胞B的遗传物质
C.该融合过程体现了细胞膜具有选择透过性
D.此过程的原理是动物细胞具有全能性
3.（2024·山东日照期末）某种肠道病毒可通过其表面蛋白与人肠道上皮细胞上的受体结合，侵入细胞而引发肠道病变。研究人员利用该病毒的表面蛋白制备了单克隆抗体，过程如下图，图中甲～丁代表不同细胞，a～f代表相关过程。下列叙述错误是（ ）
A.图中过程a表示用该病毒的表面蛋白免疫小鼠
B.过程c中的选择培养基可筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞
C.过程e和f分别表示杂交瘤细胞的体外培养和小鼠腹腔培养
D.该单克隆抗体能与该病毒特异性结合阻止其感染人体细胞
4.（2024·浙江联考期末）HCG是女性怀孕后滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，如图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，制备抗HCG单克隆抗体可用于早孕的诊断。有关叙述正确的是（ ）
A.体外培养单个B细胞也可以获得大量抗HCG的单克隆抗体
B.多孔玻璃板中的细胞为B淋巴细胞和鼠瘤细胞的融合细胞
C.过程③产生的细胞集落a～d既能大量繁殖，又能产生抗体
D.图中细胞集落c可用于扩大化培养生产抗HCG单克隆抗体
5.（2024·江苏南通高二期中）将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”，能够用于杀死人类某些癌细胞，其过程如图所示。“生物导弹”主要由两部分组成，一是“瞄准装置”，二是杀伤性“弹头”。下列相关叙述错误的是（ ）
A.“脾脏中的细胞”是从经免疫处理的实验动物中获取的B淋巴细胞
B.杂交瘤细胞在培养瓶中培养时不会出现接触抑制的现象
C.“瞄准装置”是指能够特异性识别癌细胞的单克隆抗体
D.构成“弹头”的抗癌药物具有选择性杀伤癌细胞的功能
提示：完成课后作业 第2章 第2节 第2课时
6 / 7第1课时 植物细胞工程的基本技术
导学 聚焦 1.基于对植物组织培养原理的理解，阐明植物生命发生、发展的过程。 2.运用模型与建模、归纳与概括的方法，掌握植物组织培养和植物体细胞杂交的流程。 3.能依据实验步骤，制订实验方案，完成菊花的组织培养操作
知识点（一） 植物组织培养技术
1. 细胞工程的定义
原理和方法 细胞生物学、分子生物学和发育生物学等
操作水平 、细胞或 水平
目的 获得特定的 或其产品
分类 植物细胞工程和动物细胞工程
2.植物细胞工程的理论基础
3.植物组织培养技术
（1）概念：将离体的 等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成 的技术。
（2）理论基础：植物细胞的 。
（3）基本过程
①脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的 ，转变成 的细胞，进而形成愈伤组织的过程。
②愈伤组织：脱分化形成的 团块。
③再分化：愈伤组织重新分化成 等器官的过程。
（4）菊花的组织培养
4.判断下列有关表述的正误
（1）植物体的任何细胞都具有全能性，也都能表现出全能性。（ ）
（2）脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。（ ）
（3）在植物组织培养时，对外植体要进行灭菌处理。（ ）
（4）诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样。（ ）
探讨 分析植物组织培养的过程和条件
1.观察植物组织培养流程图，将①～④序号填写在图中A～D所指的空格处。
①诱导生根 ②接种外植体 ③诱导愈伤组织 ④诱导生芽
2.观察菊花的组织培养流程图，探究以下问题：
（1）选用菊花的外植体时，一般选用形成层细胞或组织块，其原因是什么？
（2）菊花组织培养过程中，诱导外植体脱分化形成愈伤组织的培养基，其成分中是否应含有蔗糖等有机物？为什么？
（3）菊花组织培养中，前后三次用到的培养基其功能分别是什么？
（4）在植物组织培养的过程中，如何控制光照条件？
1.植物激素在植物组织培养中的作用
（1）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激素。
（2）生长素和细胞分裂素的浓度、比例等都影响植物细胞的发育方向。
生长素/细胞分裂素 作用效果
比值高时 促进根的分化、抑制芽的形成
比值低时 促进芽的分化、抑制根的形成
比值适中 促进愈伤组织的形成
2.植物组织培养过程中应注意的问题
（1）接种时注意外植体的方向，应将外植体的形态学下端插入培养基，不能倒插。
（2）培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，再进行生根培养。如果顺序颠倒，先诱导生根，就不容易诱导生芽了。
（3）菊花的组织培养中，愈伤组织的形成一般不需要光照，而在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。
（4）试管苗一般在高湿、弱光、恒温等条件下培养生长，出瓶后一定要注意保温、保湿。
（5）试管苗的光合作用能力弱，在移栽前应给予较强光照闭瓶炼苗，以促进幼苗向自养苗转化。
1.下面是植物组织培养过程示意图，相关说法正确的是（ ）
外植体愈伤组织长出丛芽生根移栽成活
A.上述植物组织培养的过程依据的生物学原理是植物细胞具有全能性
B.需要对外植体进行严格的灭菌处理，以防止杂菌污染
C.外植体若是月季的花药，则图中的①过程需要光照
D.外植体若是菊花的根尖组织，因细胞中没有叶绿体，故培养成的新植株叶片无色
2.某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列叙述正确的是（ ）
A.外植体消毒的过程：酒精消毒30 s→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次
B.愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块，诱导产生愈伤组织时每日应给予适时光照
C.诱导生芽的培养基与诱导生根的培养基相比，前者中细胞分裂素所占的比例和用量更高
D.打开封口膜后直接用流水冲洗掉幼苗根部培养基，再移植到消毒的蛭石环境中炼苗处理
知识点（二） 植物体细胞杂交技术
1.过程
（1）去壁：用 去除植物细胞壁，获得原生质体。
（2）诱导原生质体融合的方法
①物理法： 法、 法等。
②化学法： 融合法、 融合法等。
2.概念：将 的植物体细胞，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成 的技术。
3.意义：打破生殖隔离，实现 育种，培育植物新品种。
4.判断下列有关表述的正误
（1）在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体。（ ）
（2）植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种细胞。（ ）
（3）利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合。（ ）
（4）杂种细胞再生出细胞壁说明植物体细胞诱导融合成功。（ ）
探讨 植物体细胞杂交技术
如图为植物体细胞杂交部分过程示意图，请思考回答：
（1）植物体细胞杂交实现的基础和杂种细胞实现组织培养的理论基础分别是 。
（2）获得原生质体时，应在 （填“低渗”或“等渗”）溶液中进行，理由是 。
（3）将两个不同种的植物细胞A和B去除细胞壁后，经一定的方法促融，若只考虑两两融合，可以形成 种融合细胞，符合要求的杂种细胞是 。
（4）细胞融合完成的标志和植物体细胞杂交完成的标志分别是什么？
（5）二倍体番茄和二倍体马铃薯细胞杂交得到的“番茄—马铃薯”有多少个染色体组，是几倍体？
（6）从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术的最大优点是什么？
1.有关植物体细胞杂交的几个关注点
（1）植物体细胞融合的障碍：细胞壁。可以用纤维素酶和果胶酶去除。
（2）植物体细胞融合成功的标志：产生新的细胞壁。在此过程中高尔基体与细胞壁的形成有关，同时该过程还需要线粒体提供能量。
（3）植物体细胞杂交的结果：产生新的植株。
（4）融合后的杂种细胞筛选
假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B，则诱导融合后的产物有三类：未融合的细胞（A和B）；两两融合的细胞（AA、BB和AB）；多细胞融合体。两两融合的细胞中，只有AB型细胞是我们需要的杂种细胞，所以要进行筛选。
（5）植物体细胞杂交的生殖方式：无性生殖。
2.植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
名称 植物组织培养 植物体细胞杂交
原理 植物细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性
选材 选取根尖、茎尖等幼嫩部位 不同植物体细胞
技术 操作 脱分化、再分化等 除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合
关系 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂
1.（2024·天津静海一中高二期末）如图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是（ ）
A.①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得原生质体的过程
B.②过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合
C.③过程中高尔基体活动旺盛
D.最终获得的杂种植株体细胞内含19条染色体
2.甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。下列叙述错误的是（ ）
A.为了培育该新型药用植物，取甲和乙的叶片，先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B.用化学诱导剂PEG或高Ca2＋—高pH诱导二者融合
C.形成的融合细胞进一步培养形成愈伤组织，之后形成整个植株，这一过程中进行了植物组织培养
D.上述杂种植株属于二倍体
（1）细胞的全能性是指
。
（2）在生长发育过程中，细胞不能表现出全能性的原因是
。
（3）植物组织培养是将 等，培养在 ，给予适宜的培养条件，诱导其形成 的技术。
（4）植物体细胞杂交是指 。
1.（2024·河南洛阳联考）植物组织培养过程中分化成的幼苗需要移栽，下列关于移栽措施的说法错误的是（ ）
A.移栽时，应打开培养瓶的封口后马上移植
B.移栽的基质可以是消过毒的蛭石或者珍珠岩
C.移栽时需用流水清洗根部的培养基
D.最后幼苗需移植到消过毒的新环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中
2.（2024·湖北武汉联考）器官发生途径是指利用外植体脱分化产生愈伤组织再分化产生根与芽，或者直接从外植体上诱导不定芽并最终长成完整植株的过程。下列叙述错误的是（ ）
A.器官发生途径一般需要添加植物激素
B.器官发生途径能在母体植物上直接完成
C.器官发生途径过程中存在基因选择性表达
D.器官发生途径依赖于细胞核中的全套遗传信息
3.植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是（ ）
①植物细胞的全能性 ②离体植物器官、组织或细胞 ③芽、根 ④生长素和细胞分裂素 ⑤生长素和乙烯 ⑥愈伤组织 ⑦再分化 ⑧脱分化 ⑨植物体
A.①、②⑧⑥⑦③⑨、④
B.①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤
C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤
D.①、②⑨⑧⑥⑦③、④
4.（2024·河北唐山期末）土壤盐渍化是指盐分在土壤表层积累的现象。科学家利用甲、乙两个不同的物种培育耐盐新品种的过程如下图所示。下列分析正确的是（ ）
A.①过程可以使用胰蛋白酶去除植物细胞壁
B.②过程可以利用电融合法诱导原生质体融合
C.③④过程所用的培养基成分除盐浓度外均相同
D.耐盐植株一定表现出双亲全部优良性状
5.（2024·湖南株洲模拟）为获得利福平和链霉素双抗的黄色短杆菌菌株，科研人员用现有的甲、乙两种菌株进行细菌细胞融合（基本过程与植物体细胞杂交一致）。菌株甲抗利福平（Rifr）但对链霉素敏感（StrS），菌株乙抗链霉素（Strr）但对利福平敏感（RifS）。下列叙述正确的是（ ）
A.过程①中需要用纤维素酶和果胶酶处理细菌甲和细菌乙
B.为避免原生质体失水而影响融合，应将制备好的原生质体置于低渗环境中
C.融合后的融合子有3种，可用含利福平和链霉素的固体培养基进行筛选
D.过程②体现了细胞膜的选择透过性，PEG同样也可以诱导动物细胞融合
提示：完成课后作业 第2章 第1节 第1课时
7 / 7第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物
导学 聚焦 1.基于对高产奶牛体细胞核移植技术过程的理解，构建核移植流程模型图。 2.了解体细胞核移植技术已取得的进展和尚未解决的问题。理性看待体细胞核移植技术存在的问题
知识点（一） 体细胞核移植的过程
1.动物体细胞核移植技术
（1）概念：将动物一个细胞的 移入去核的 中，使这个 发育成 ，继而发育成动物个体的技术。
（2）分类：
种类 难易程度 原因
胚胎细胞核移植 分化程度 ，全能性容易表现
体细胞核移植 十分困难 分化程度 ，全能性难表现
（3）非人灵长类动物的体细胞核移植困难的原因
①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中 。
②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术 。
2.体细胞核移植的过程
小提醒：MⅡ期（减数分裂Ⅱ中期）细胞核解体，该时期无细胞核，去核的实质是去除纺锤体—染色体复合物。
3.判断下列有关表述的正误
（1）动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。（ ）
（2）体细胞核移植过程中采用MⅡ期卵母细胞作为受体细胞。（ ）
（3）通过电融合法使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚。（ ）
（4）动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。（ ）
（5）激活重构胚常用的方法有电刺激、Ca2＋载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等。（ ）
探讨 探究动物体细胞核移植相关问题
2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴在我国诞生，这是我国科学家历经五年取得的重大突破。这两只克隆猴名字叫“中中”“华华”，寓意为“中华”。克隆猴的诞生标志着我国的克隆技术走在了世界前列，如图表示克隆猴的培育流程。
（1）通过上述方式产生克隆猴属于 （填“有性”或“无性”）繁殖。
（2）选择MⅡ期卵母细胞作为受体细胞的理由是什么？
（3）在核移植过程中电融合的作用是 ，电刺激的作用是 。
（4）克隆猴的诞生是否证明了动物细胞具有全能性？原因是什么？
1.供体和受体的选择
（1）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。
（2）受体：选择MⅡ期的卵母细胞的原因
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。
1.下列为克隆羊“多莉”的培育过程示意图。下列各项有关表述错误的是（ ）
A.克隆羊“多莉”的性状主要与甲羊一致，因其细胞核基因来自甲羊
B.此过程说明高度分化的动物细胞具有全能性
C.乙羊的去核卵母细胞为重构胚基因表达提供了细胞内的环境条件
D.克隆羊“多莉”的培育过程中采用的生物技术有动物细胞核移植技术和胚胎移植技术
2.（2024·江苏苏州高二检测）我国首例完全自主培育的克隆猫“大蒜”于2019年7月21日经代孕猫自然分娩顺利出生，它是从本体猫“大蒜”的大腿部采集了一块皮下组织，提取体细胞的细胞核与去核的卵母细胞融合，构建重构胚，激活后的胚胎再植入代孕猫的子宫内，直至分娩。下列相关叙述错误的是（ ）
A.用显微操作法去除卵母细胞的细胞核时，可用吸管一并吸出细胞核与第一极体
B.将皮下组织细胞注射到去核卵母细胞中，用Ca2＋载体诱导两细胞融合
C.重组细胞需在无毒、无菌的环境中培养，在使用的合成培养基中常添加血清、血浆
D.克隆猫“大蒜”的培育说明动物细胞核有全能性，克隆猫与供体猫的性状不完全相同
知识点（二） 体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题
1.体细胞核移植技术的应用前景
（1）畜牧生产方面：加速家畜 进程、促进优良畜群繁育。
（2）医药卫生领域
①转基因克隆动物作为 ，生产珍贵的 。
②转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以用于 。
③人核移植胚胎干细胞，经诱导分化能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时可避免发生 反应。
（3）科学研究
①了解胚胎发育及衰老过程。
②用克隆动物做 ，使人们更好地研究疾病的致病机制和开发相应的药物。
（4）保护濒危物种方面：可增加濒危动物的存活数量。
2.体细胞核移植技术存在的问题
3.判断下列有关表述的正误
（1）利用动物细胞核移植技术可以培育克隆动物。（ ）
（2）目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作。（ ）
（3）克隆一批遗传背景相同的动物，可以通过它们之间的对比来分析致病基因。（ ）
（4）研究克隆动物可使人类更深入地了解胚胎发育及衰老过程。（ ）
探讨 探究体细胞核移技术的应用前景及存在的问题
1.动物细胞核移植技术在器官移植方面有何应用前景？
2.体细胞核移植技术在研究和应用上还存在什么问题？请你查阅资料，了解这方面的前沿动态。
1.根据体细胞核移植技术的特点进行推断，体细胞核移植技术可以用来（ ）
①有效提高濒危动物的遗传多样性 ②提高某些良种家畜自然繁殖率 ③解决人体器官移植供体来源短缺的问题 ④为科学研究提供实验动物 ⑤核移植技术与干细胞诱导技术结合，可用于修补人体损伤的器官
A.①②③④⑤ B.①②③④
C.②③④⑤ D.③④⑤
2.生物技术的发展速度很快，已灭绝生物的“复生”将不再是神话。如果世界上最后一头野驴刚死亡，以下提供的“复生”野驴个体的方法中能够成功的是（ ）
A.将野驴的体细胞取出，利用细胞培养技术，可培育成新个体
B.取出野驴的体细胞核移植到雌性家驴的去核卵母细胞中，经孕育培养成新个体
C.将野驴的体细胞两两融合，再经组织培养培育成新个体
D.将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，培育成新个体
（1）动物细胞核移植技术是指 。
（2）动物细胞核移植技术的原理是 。
（3）动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植的原因是
。
（4）动物细胞核移植技术中去核的方法有
。
1.下列对哺乳动物体细胞核移植技术的描述，错误的是（ ）
A.该技术的难度明显高于胚胎细胞核移植
B.采用去核的卵母细胞作为受体细胞
C.可通过显微操作法除去卵母细胞的细胞核
D.克隆动物是对提供体细胞的动物进行了完全复制
2.（2024·山东青岛高二期中）核移植的受体细胞是MⅡ期卵母细胞，下列有关说法错误的是（ ）
A.MⅡ期卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质
B.MⅡ期卵母细胞体积比较大，操作起来相对容易
C.可以把供体细胞直接注入去核的卵母细胞中
D.MⅡ期卵母细胞对克隆动物的遗传特性没有任何影响
3.（2024·河北张家口高二期中）下列有关动物核移植的说法错误的是（ ）
A.通过核移植得到的细胞称为重组细胞
B.对MⅡ期的卵母细胞去核操作实质上是去除纺锤体—染色体复合物
C.核移植得到克隆动物的过程属于无性生殖
D.动物体细胞表现全能性的难易程度与其分化程度无关
4.从母羊甲的体细胞中取出细胞核，移植入母羊乙的去核卵母细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入母羊丙的子宫内。下列相关叙述正确的是（ ）
A.生出小羊的性状与甲羊完全相同
B.一般来说生出的小羊的核基因型与甲羊完全相同
C.生出小羊的遗传物质由甲、乙双亲共同决定，所以该过程为有性生殖
D.生出小羊的性状由甲、乙、丙3个亲本的基因型与环境共同决定
5.（2024·山东聊城期中）“中中”和“华华”是两只在我国出生的克隆猕猴，它们也是国际上首例利用体细胞克隆技术获得的非人灵长类动物。如图表示培育“中中”和“华华”的流程。下列相关叙述错误的是（ ）
A.图示过程中利用的技术有核移植和动物细胞培养技术等
B.这两只克隆猕猴是由同一受精卵发育而成的双胞胎
C.融合细胞的培养过程需要无菌、无毒的环境和营养等条件
D.利用A猴的胚胎干细胞核移植获得克隆猕猴的难度更小些
提示：完成课后作业 第2章 第2节 第3课时
5 / 5第2课时 植物细胞工程的应用
导学 聚焦 1.能基于事实和证据，运用归纳与概括等方法，论述生物工程与技术的原理及与社会之间的关系。 2.通过对快速繁殖、作物脱毒及细胞产物工厂化生产的认识，形成保护环境、珍稀濒危植物的意识
知识点（一） 植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
2.作物脱毒
3.判断下列有关叙述的正误
（1）快速繁殖不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。（ ）
（2）作物脱毒后不再感染病毒。（ ）
（3）作物脱毒所培养的材料常选自顶端分生组织。（ ）
（4）快速繁殖本质上是一种无性繁殖。（ ）
探讨 分析快速繁殖和作物脱毒
植物细胞工程作为一门新兴的生物技术，已经普遍应用于社会生产的方方面面。下图都利用了植物组织培养，观察并回答问题：
（1）植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？
（2）作物培养过程中为什么要进行作物脱毒，如何进行作物脱毒？
（3）从所需条件上来看，微型繁殖与传统育种方法相比优点有哪些？
1.如图表示用两种不同技术将草莓①培育得到草莓②和③。若不考虑突变，下列叙述正确的是（ ）
A.两种技术培育得到子代草莓均体现了植物细胞的全能性
B.①→③的过程需要严格无菌操作，①→②不需要
C.愈伤组织的形成过程需要适宜的营养、光照和激素
D.两种技术培育得到的草莓遗传信息相同
2.（2024·天津静海区高二检测）科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响。结果见下图，下列相关叙述错误的是（ ）
A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性
B.培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段
C.实验结果表明，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低
D.根据本实验，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm
易错提醒
脱毒苗≠抗毒苗。脱毒苗是选择植物的顶端分生区（几乎不含有病毒）进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴；而抗毒苗是把某抗病基因导入植物细胞，属于基因工程的范畴。
知识点（二） 作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产
1.作物新品种的培育
（1）单倍体育种
（2）突变体的利用
2.细胞产物的工厂化生产
3.判断下列有关表述的正误
（1）单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。（ ）
（2）突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生产的细胞产物也来自愈伤组织细胞。（ ）
（3）工厂化生产的细胞次生代谢物，其化学成分都是蛋白质。（ ）
（4）通过植物细胞培养获得细胞产物，一般培养到愈伤组织阶段即可。（ ）
探讨一 分析植物细胞工程在作物新品种的培育中的应用
1.回答下列与单倍体育种有关的问题：
（1）以流程图的形式表示单倍体育种过程。
（2）单倍体育种的优点是 。
（3）单倍体育种为什么能为体细胞诱变育种和研究遗传突变提供理想材料？
2.如图表示突变体的利用过程，请据图分析回答下列问题：
（1）突变体育种的原理是 。
（2）在培养至愈伤组织时进行诱变处理的原因是
。
（3）诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？
探讨二 分析植物细胞工程在细胞产物的工厂化生产中的应用
3.紫杉醇是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物，在临床上已经广泛应用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗，如图是通过植物细胞工程技术工厂化生产紫杉醇的途径。
（1）图中①过程为 ，该过程需控制好培养基中 的比例。
（2）②过程为将愈伤组织分散成单个细胞，同时需要筛选出 的细胞。
（3）③过程为 ，其所依据的原理是 。
（4）生产紫杉醇的过程能否体现植物细胞的全能性？说出你的理由。
1.初生代谢与次生代谢的区别
2.植物组织培养与植物细胞培养的比较
项目 植物组织培养 植物细胞培养
目的 获得植物体 获得细胞产物
培养基 固体培养基 液体培养基
过程
实例 各种转基因 植物、脱毒苗 人参皂苷的生产
1.（2024·山东日照高模拟）离子束诱变育种是利用离子束处理植物的种子、细胞或其他器官等，诱发其产生遗传性改变，从而获得各种各样的变异类型，经人工选择培育新品种的方法。离子束处理具有生理损伤轻、突变频率高、突变范围广等优点。下列叙述正确的是（ ）
A.离子束诱发基因突变只能发生在细胞分裂前的间期
B.没有外界因素的诱发，细胞内的基因不发生突变
C.离子束能诱导基因发生定向突变，获得较多的优良变异类型
D.离子束诱变育种可以改变原有基因的结构而导致新品种出现
2.（2023·山东高考14题）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
3.紫草宁具有抗菌、消炎等效果。在工厂化生产中，取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫草宁形成培养基，然后再将细胞破碎后提取出紫草宁。下列相关叙述中，正确的是（ ）
A.在紫草宁的工厂化生产过程中，使用的是固体培养基
B.愈伤组织无法进行光合作用，需从培养基中吸收有机物
C.紫草植株组织诱导形成愈伤组织过程中遗传物质发生改变
D.紫草的愈伤组织细胞在低渗溶液中会涨破
（1）微型繁殖技术是指 。
（2）单倍体育种的原理是 。
（3）次生代谢物是指
。
（4）利用茎尖进行组织培养可获得脱毒苗的原理是
。
1.植物细胞工程的应用取得了显著的社会效益和经济效益，以下技术和相应优点的对应关系中，正确的是（ ）
A.微型繁殖技术——打破生殖隔离
B.单倍体育种技术——利于获得突变体
C.植物体细胞杂交技术——精准控制成体性状
D.植物组织培养技术——不占用耕地，几乎不受季节限制
2.（2023·河北高考13题）植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术。下列叙述错误的是（ ）
A.植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理
B.经纤维素酶和果胶酶充分处理后，植物细胞团分散为单个完整的悬浮细胞
C.为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压
D.利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗
3.为给工厂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 外植体数/个 分化苗数/株 脱毒苗数/株
小于0.3 mm 20 1 1
0.3～0.5 mm 20 10 7
大于0.6 mm 20 13 4
A.在不同的培养阶段，培养基中的激素种类和比例不同
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.0.3～0.5 mm大小的茎尖最有利于获得抗病毒的特性
4.某植株的基因型AaBb，其中A和b基因控制的性状对提高产量是有利的。利用其花粉进行单倍体育种，过程如下图所示。下列相关分析错误的是（ ）
花粉植株A植株B
A.该育种方法的育种原理是染色体数目变异
B.过程②可用适当的低温处理，低温作用时期为有丝分裂前的间期
C.若未对植株A进行筛选，则植株B中符合要求的类型约占1/4
D.该育种方法的优点是缩短育种年限
5.（2024·山东东营高二期末）大黄素是虎杖细胞产生的一种次生代谢物，它可用于医疗、保健和日用化工品中，利用愈伤组织培养可以实现大黄素的工厂化生产。为了确定大黄素的最佳收获时机，某科研小组进行了相关研究，结果如图所示。下列分析正确的是（ ）
A.愈伤组织是外植体经过再分化形成的不定形的薄壁组织团块
B.大黄素是虎杖细胞在整个生命进程中一直合成且必需的物质，所以可以从愈伤组织中获取
C.12 d左右时，大黄素含量较低可能是愈伤组织生长缓慢导致
D.30 d左右时，愈伤组织干重下降可能与愈伤组织中生长素和细胞分裂素大量合成有关
提示：完成课后作业 第2章 第1节 第2课时
7 / 7学习讲义部分
第1章 发酵工程
第1节 传统发酵技术的应用
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.微生物 微生物的代谢 不同代谢物
2. 原材料 发酵物 固体 半固体 家庭式
酵母 曲霉 毛霉 毛霉 ⑩肽 氨基酸
3.（1）× 提示：发酵是指人们利用微生物，在适宜条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物。
（2）√ （3）√
互动探究
（1）提示：制作腐乳利用了空气中存在的酵母、曲霉和毛霉等微生物，其中起主要作用的是毛霉。
（2）提示：空气中的毛霉孢子在豆腐上生长形成的。
（3）提示：发酵的生产条件不易控制，容易受杂菌污染。
学以致用
1.D 传统发酵常常是固体发酵或者半固体发酵，D错误。
2.C 传统发酵利用的是天然存在的菌种，没有经过严格灭菌，所生产食品安全性较低，C错误。
知识点（二）
自主学习
1.异养厌氧 2C3H6O3
2. 5％～20％ 条状 蒜瓣、生姜及其他香辛料
八成 没过全部菜料 注满水 温度
3.（1）√
（2）× 提示：制备泡菜时，盐水煮沸后应冷却后再用。
（3）× 提示：泡菜的制作应始终保持无氧环境。
（4）√
互动探究
（1）①调味、抑制微生物生长 ②杀菌（杀灭水中的微生物及除去水中氧气） ③为了不影响乳酸菌等微生物的生命活动
（2）提示：提供乳酸菌菌种。
（3）提示：泡菜盐水浓度过高，乳酸菌会通过渗透作用失水，乳酸菌生长被抑制，制作的泡菜会“咸而不酸”。
（4）提示：①选择气密性好的泡菜坛。②盐水煮沸后冷却待用。③装坛时压实，盐水没过全部菜料。④盖上坛盖后要在坛盖边沿的水槽中注满水；发酵期间不宜开盖，并在发酵过程中注意经常向水槽中补水。
（5）提示：10天后食用比较合适。因为此时亚硝酸盐含量低。
学以致用
1.B 泡菜制作过程中起主要作用的微生物是乳酸菌，乳酸菌是厌氧菌，发酵时需要营造无氧环境，因此“泥头”的目的是为该菌提供无氧环境，A正确；泡菜发酵时盐水的质量分数应是5％～20％，B错误；乳酸菌的生存需要适宜的渗透压等环境，“咸则味恶”的原因可能是由于溶液浓度过高，使乳酸菌失水死亡，从而导致发酵效果降低，C正确；亚硝酸盐的含量与发酵时间有关，若腌制时间少于“七日”，可能导致泡菜中亚硝酸盐含量高，影响泡菜品质，D正确。
2.A 乳酸菌发酵的产物是乳酸，A错误；乳酸菌是严格厌氧微生物，制作泡菜时用水密封泡菜坛，其目的是保持无氧的环境，B正确；从图中曲线可看出第8天后亚硝酸盐含量与之前相比含量降低，故与第3天相比，第8天后的泡菜更适于食用，C正确；在此过程中乳酸菌进行了乳酸发酵，产生的乳酸导致泡菜坛内pH下降，D正确。
知识点（三）
自主学习
1.酵母菌 醋酸菌 需氧型 30～35 ℃ C6H12O62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量 C6H12O6＋2O22CH3COOH（乙酸）＋2H2O＋2CO2＋能量 C2H5OH＋O2CH3COOH（乙酸）＋H2O＋能量
2. 洗洁精 酒精 枝梗 1/3 18～30 10～12 柠松 30～35 7～8
3.（1）√
（2）× 提示：醋酸菌是需氧型微生物，乙酸发酵需要氧气。
（3）√
（4）× 提示：在葡萄酒的制作过程中，采摘的葡萄冲洗1～2次即可，且要先冲洗再除枝梗。
互动探究
（1）提示：“先来水”的原因是酵母菌先进行有氧呼吸产生水。“后来酒”的原因是在无氧条件下酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。
（2）提示：①温度不同。果酒制作和果醋制作所用微生物不同，果酒制作利用的是酵母菌，温度应控制在18～30 ℃；果醋制作利用的是醋酸菌，温度应控制在30～35 ℃。②气体条件不同。果酒制作时需先通气，后密封；果醋制作时需一直通气。
（3）提示：不会。随着乙酸发酵的进行，发酵液的pH、发酵温度等均不利于酵母菌的生长繁殖，因此酵母菌活性很低，且乙酸发酵过程需氧，酵母菌无法进行酒精发酵。
学以致用
1.A ①过程将发酵瓶等清洗干净后用体积分数为70％的酒精消毒，防止污染，但不能杀死物体内外所有的微生物，A错误；材料处理时选用新鲜葡萄先用清水冲洗1～2次，再除去枝梗和腐烂的籽粒，避免杂菌污染，B正确；将温度控制在18～30 ℃进行果酒发酵，并需适时拧松瓶盖放气，C正确；果醋发酵菌种是醋酸菌，为好氧型细菌，发酵最适温度为30～35 ℃，④需要调高温度至30～35 ℃，该过程几乎不产生气体，D正确。
2.C 题述实验中用体积分数为70％的酒精对上述装置进行消毒后，再装入果汁进行发酵，目的是避免杂菌污染，A正确；甲装置在酿酒过程中需要通过拧松瓶塞排气，而其他的两个装置不需要，因此甲装置被杂菌污染的机会比其他两装置大，B正确；丙装置转为果醋发酵时，需通过气阀1通气，且需提高发酵温度，C错误；因为乙装置中的碳酸钠溶液能够将酵母菌发酵产生的二氧化碳吸收掉，而甲装置中的二氧化碳需要专门排放，否则会爆裂，因此与甲装置相比，乙装置中的气压更容易保持相对稳定，D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）人们利用微生物，在适宜的条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程 （2）直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术 （3）发酵菌种差异、杂菌情况不明和发酵过程的控制缺乏标准
课堂演练
1.D 参与果酒制作的微生物是酵母菌，属于真核生物，A错误；参与果醋制作的醋酸菌是好氧菌，因此果醋发酵需要有氧条件，B错误；不同的发酵产物需要的温度不同，如果醋发酵所需温度是30～35 ℃，而果酒发酵温度较低，C错误；发酵过程会进行细胞呼吸，细胞呼吸释放的能量多数以热能散失，故发酵都是放热过程，D正确。
2.A 腌制时间过短，亚硝酸盐含量较高，一般在腌制5天后，亚硝酸盐含量开始下降，10天后亚硝酸盐含量较低，A正确；高温灭菌会杀死附着在萝卜上的乳酸菌，B错误；乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2，C错误；萝卜腌制后细胞已经死亡，盐和糖通过扩散作用进入萝卜细胞，D错误。
3.D 发酵过程中，乳酸含量不断增多，不仅可以抑制其他微生物的生长，也会影响乳酸菌的活性，因此乳酸菌数量不会一直增多，D错误。
4.C 缺少糖源时，醋酸菌会将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸，所以需要先隔绝空气进行果酒发酵，然后供氧进行果醋发酵，A正确；适当加大接种量可以提高发酵速率，更快产生较多代谢物，从而抑制杂菌繁殖，B正确；发酵液中的醋酸菌属于原核生物，其通过二分裂的方式进行增殖，C错误；果酒制作过程中会产生二氧化碳，二氧化碳溶于水，使pH降低，果醋制作过程中产生乙酸，同时会使pH下降，D正确。
5.B 将米煮熟可以杀死米中绝大多数杂菌，有利于后续根霉曲的繁殖，促进其分解糯米中的有机物，A正确；蒸米之后直接加根霉曲，可能由于米本身温度太高，根霉曲会被高温杀死，所以需要冷淋，B错误；加酵母曲后应先通入一段时间无菌空气，促进酵母菌有氧呼吸，进行大量繁殖，再进行无氧发酵，C正确；发酵结束后保存米酒，米酒发酵过程中可能还保留部分杂菌，需要对发酵液进行灭菌，可延长米酒的保存期，D正确。
第2节 微生物的培养技术及应用
第1课时 微生物的基本培养技术
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1） 营养物质 生长繁殖 培养、分离、鉴定、保存 代谢物 液体 固体 （2）①水、碳源、氮源、无机盐 ②维生素 酸性 中性或弱碱性
2.（1）× 提示：固体培养基中添加了凝固剂，加少量水不能制成液体培养基。
（2）√ 提示：硝化细菌为自养型生物，可以二氧化碳为碳源合成有机物。
（3）× 提示：培养固氮微生物的培养基中可以不加入氮源。
（4）√
互动探究
（1）提示：固体 该培养基的配方中含有凝固剂琼脂
（2）提示：牛肉膏和蛋白胨
（3）提示：异养型微生物 该微生物的碳源和氮源是有机物
（4）提示：不一定，例如培养自养微生物时，一般不需要添加碳源，微生物可以利用空气中的二氧化碳；培养固氮微生物时，一般不需要添加氮源，微生物可以利用空气中的氮气。
学以致用
1.B 微生物生长繁殖需要氮源，氮源物质为该微生物提供必要的氮元素，A正确；该碳源物质是CO2，属于无机物，不能作为微生物的能源物质，B错误；无机盐是微生物生长繁殖不可缺少的营养物质，C正确；生物的生命活动离不开水，水是该微生物的营养要素之一，D正确。
2.C 培养基不一定都含有碳源、氮源，如培养自养型微生物的培养基中不需加入碳源，培养自生固氮菌的培养基中不需加入氮源，A错误；一般固体培养基可用于观察菌落，液体培养基可用于工业生产，B错误；某些微生物不能利用淀粉，而只能利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖等糖类，D错误。
知识点（二）
自主学习
1. 杂菌污染 温和的物理、化学 巴氏消毒法 所有的微生物 湿热灭菌 灼烧灭菌
2.①消毒 ②灭菌 ③酒精灯火焰 ④周围的物品
3.（1）√ （2）√
（3）× 提示：没有生物活性的材料不一定要用高压蒸汽灭菌法灭菌，如玻璃器皿可用干热灭菌法灭菌。
互动探究
1.63～65 72～76 5～6 30 接种室 接种箱 超净工作台 酒精 氯气 充分燃烧 涂布器 接种环 接种针 试管口 瓶口 160～170 1～2 h 耐高温的和需要保持干燥 100 kPa、121 ℃ 15～30 min 培养基
2.提示：在达到消毒目的的同时，营养物质损失较少。
3.提示：无菌技术还能有效避免操作者自身被微生物感染。
学以致用
1.B 实验操作者双手用体积分数为70％的酒精消毒，可防止杂菌污染，A不符合题意；试管用高压蒸汽灭菌法灭菌前要加棉花堵塞，但不能用脱脂棉花，因脱脂棉易吸水，容易引起杂菌污染，B符合题意；在超净台上完成操作，可防止杂菌污染，C不符合题意；接种环需要灼烧灭菌，可保证接种时不会引起杂菌污染，D不符合题意。
2.B 在100 ℃条件下煮沸5～6 min属于煮沸消毒法，B错误。
知识点（三）
自主学习
1.（1）微生物的群体 单一个体 纯培养物 （2）配制培养基、灭菌、接种、分离和培养
2.（1）①固体培养基 子细胞群体 ②平板划线法 稀释涂布平板法 单个微生物 （2） 琼脂 蒸馏水 干热灭菌箱 50 ℃ 酒精灯火焰 单 恒温
3.（1） 右手 左手 通过 稍大于 立即
倒过来 下 上 （2） 灼烧 火焰旁 火焰
接种环蘸取 三至五条平行线 接种环 末端
第一次
4.（1）× 提示：培养基应灭菌后再分装到培养皿中。
（2）√ （3）√
（4）× 提示：接种环经火焰灭菌冷却后再挑取菌落。
（5）√
互动探究
1.（1）提示：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。
（2）提示：可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
（3）提示：可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉温度下降到刚刚不烫手即可。
2.（1）提示：d→b→f→a→e→c→h→g。
（2）原有的微生物 上次划线的末端 每次划线时菌种数目逐渐减少 单个细菌
（3）提示：划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
（4）提示：培养未接种培养基的作用是对照，未接种的培养基在恒温箱中保温1～2 d后无菌落生长，说明培养基的制备是成功的。若有菌落形成，说明培养基灭菌不彻底，或培养基被污染了，需要重新制备。
学以致用
1.B 步骤①表示倒平板，培养基需要先调节pH后灭菌，冷却后倒平板，A错误；接种环在每次接种前和接种结束后都要通过灼烧来灭菌，所以步骤③到步骤④的过程中5次划线操作前都要灼烧灭菌，接种结束后还需灼烧灭菌1次，防止造成污染，由此可见，步骤③到④的过程中共需灼烧接种环6次，C错误；步骤④操作结束后需在培养皿的底上做好标记并倒置后放入培养箱中进行培养，D错误。
2.B 为了能彻底灭菌，配制的培养基需进行高压蒸汽灭菌，A正确；起始划线的区域长出的菌落多且密，甲中d区域为划线的起始位置，a区域为划线的结束位置，B错误；连续划线的目的是获得单个微生物繁殖形成的菌落，C正确；由于每次使用接种环前后都要灼烧灭菌，图示甲中共有4次划线接种，故接种环灼烧了5次，D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质 （2）使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物 （3）由单一个体繁殖所获得的微生物群体
课堂演练
1.D 培养该菌时，需要加入蒸馏水；该微生物为异养生物，需要葡萄糖作为碳源；培养该微生物需要无机盐，故需要加入氯化钠；该微生物可以自己固氮，不需要加入氮源，故不需要加入蛋白胨，D符合题意。
2.A 培养基是为微生物的生长繁殖提供碳源、氮源、水和无机盐等营养的基质，A正确；微生物培养基的主要营养物质有碳源、氮源、水和无机盐等，有的自养型微生物的碳源是二氧化碳，固氮菌的氮源是氮气，此时培养基中不需要加碳源或氮源，B错误；牛肉膏蛋白胨培养基属于天然培养基，营养全面，C错误；不同微生物生长的最适pH不同，如霉菌一般适合在酸性环境中生长，细菌一般适合在中性或弱碱性环境中生长，D错误。
3.D 倒平板正确的操作顺序应该是丙→乙→甲→丁，A正确；将培养基倒入培养皿（甲），在酒精灯火焰附近进行可以避免杂菌污染，B正确；丁操作为将培养基倒置，必须要等待平板冷却凝固后才能进行，C正确；培养基冷却到50 ℃左右时既不烫手，也不发生凝固，适宜进行倒平板，而不是防止杂菌污染，D错误。
4.D 灭菌可以杀死环境中的一切微生物，包括芽孢和孢子，消毒只能杀死物体表面或内部一部分微生物，A错误；玻璃器皿等耐高温、需要保持干燥的实验器具，应采用干热灭菌法进行灭菌，而用酒精直接擦拭达不到彻底灭菌的目的，B错误；灼烧灭菌的对象可以是金属器具，也可以是玻璃器具，C错误；消毒和灭菌的原理是相同的，都是使微生物的蛋白质变性，D正确。
5.C 灼烧接种环，杀灭环上残留菌液，待冷却后再进行划线，A错误；划线时注意不要将最后一区5的划线与第一区1相连，B错误；在5个区域中，只要有单个活细菌，通过培养即可获得所需菌落，D错误。
6.B 将浸泡在体积分数为70％的酒精中的涂布器拿出后还需要经过灼烧灭菌及冷却后才能进行涂布，A错误；接种环经火焰灼烧灭菌之后还需要冷却后才能挑取菌落，C错误；倒平板时，用拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，将培养基（10～20 mL）倒入培养皿，立即盖上培养皿的皿盖，D错误。
第2课时 微生物的选择培养和计数
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1）①生存环境 （2）①目的菌 抑制或阻止 ②特定 抑制或阻止
2.（1）①无菌水 ②10 （2） 0.1 酒精 冷却 涂布器 （3）涂布的菌液被培养基吸收 单菌落
3.（1）√ （2）√ （3）√ （4）√
互动探究
（1）提示：取1 mL样品上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释。
（2）提示：杀死涂布器上的杂菌，防止杂菌污染。
（3）提示：a→b→c→d。
（4）提示：出现杂菌污染的可能原因有：培养基制备过程中被杂菌污染；接种过程中，无菌操作不符合要求；系列稀释时，无菌操作不符合要求等。
学以致用
1.C 进行涂布平板操作前，要对涂布器进行灭菌，一般的做法是先将涂布器浸在盛有体积分数为70％酒精的烧杯中，然后将蘸有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，A正确；将蘸有少量酒精的涂布器在火焰上引燃，待酒精燃尽后冷却再进行涂布，C错误。
2.B 根据图甲中三个平板的菌落密度可知，三个平板中所用培养液的稀释倍数不相同，A错误；甲、乙中若均为选择培养基，均可用于分离微生物，图乙是平板划线法接种后的结果，不适合对微生物进行计数，B正确；稀释涂布平板法接种使用涂布器，平板划线法接种使用接种环，C错误；图乙每次划线应从上一次划线的末端开始，以便使聚集的菌种逐步稀释获得单菌落，D错误。
知识点（二）
自主学习
1. 一 活菌 30～300 平均值 少 菌落
细菌计数板 血细胞计数板 显微镜 ⑩活菌 死菌 快速直观
2.（1）√ （2）√
（3）× 提示：由于当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，所以统计的菌落数往往比活菌的实际数目少。
（4）× 提示：平板划线法不能用于细菌的计数。
互动探究
（1）提示：不真实。为增加实验的说服力与准确性，应设置重复实验，在同一稀释度下至少涂布3个平板，统计结果后计算平均值。
（2）提示：不合理。微生物计数时，如果实验中出现重复实验的结果差别很大的情况，应分析实验过程中可能的影响因素，找出差异的原因，而不能简单地将结果舍弃后进行计数。
（3）提示：105的稀释度下取0.1 mL涂布的三个平板上的菌落数都在30～300范围内，计算其平均值为（212＋234＋287）/3≈244。进一步可以换算出1 g样品中活菌数为（244÷0.1）×105＝2.44×108。
学以致用
1.D 将1 mL样品稀释100倍，在3个平板上分别接入0.1 mL稀释液，经适当培养后，3个平板上的菌落数分别为56、57和58，据此可得出每升样品中的活菌数为（56＋57＋58）÷3÷0.1×1 000×100＝5.7×107，A正确；由于两个或多个细胞连在一起时，在平板上观察到的只是一个菌落，所以统计的菌落数往往比实际的活菌数目低，B正确；为保证结果准确，一般选择菌落数为30～300的平板进行计数，C正确；显微镜直接计数法统计的是稀释液中所有菌体的数目，包括活菌和死菌，D错误。
2.A 获得纯培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，因此两种纯化方法的核心都是要防止杂菌污染，保证培养物的纯度，A正确；因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，因此用稀释涂布平板法进行微生物的计数时，所得数据往往比实际数据偏小，B错误；通常对接种室用紫外线照射30 min，照射前可适量喷洒苯酚等消毒液来增强消毒效果，C错误；接种环可用灼烧灭菌，涂布器要蘸少量酒精在火焰上引燃进行灭菌，D错误。
知识点（三）
自主学习
1.（1）②3～8 cm （2）1×104、1×105和1×106 宽
（3）①温度 30～37 1～2 ②菌落数目稳定时 形状、大小和颜色
2.（1）①灭菌 ②火焰旁 （2）稀释度
3.（1）× 提示：从土壤中取样时，一般取表层土。
（2）× 提示：不同微生物的稀释倍数不同。
（3）√
互动探究
1.（1）提示：该选择培养基的配方中，尿素是培养基中的唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
（2）提示：分解尿素的微生物能合成脲酶，而脲酶可催化尿素分解产生NH3，NH3可作为微生物生长的氮源。
2.（1）提示：不一定是 固氮细菌利用氮气为氮源，也能在以尿素为唯一氮源的培养基上生长
（2）提示：在以尿素为唯一氮源的选择培养基中加入酚红指示剂。
学以致用
1.D 酶具有专一性，能产生脲酶的细菌可以分解利用尿素，A正确；稀释度越低，细菌培养基上菌落数越多，稀释度越高，细菌培养基上菌落数越少，因此逐级稀释的程度会直接影响细菌培养基上的菌落数量，B正确；细菌的生长繁殖需要无机盐作为营养物质，培养基中添加的KH2PO4、Na2HPO4可提供无机盐，同时也可以作为缓冲剂，C正确；培养基①为选择培养基，以尿素作为唯一氮源，培养基②为鉴别培养基，通过加入酚红指示剂，观察菌落周围指示剂是否变红，不是用于纯培养产脲酶的细菌，D错误。
2.D B选项的实验思路遵循了实验的对照原则，C选项的实验思路遵循了实验的重复原则，D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基
（2）当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌
（3）当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
课堂演练
1.B 能分解尿素的细菌是一种分解者，属于异养型生物，不能以尿素的分解产物CO2作为碳源，B错误。
2.D 由于两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，所以利用稀释涂布平板法获得的菌落数往往少于实际的活菌数，A错误；平板划线法不需要稀释菌液，是将菌液通过接种环连续划在固体培养基表面，B错误；稀释涂布平板法是将不同稀释度的菌液涂布到固体培养基中进行培养，C错误。
3.C 步骤③筛选分解尿素的细菌的培养基中，应以尿素为唯一氮源，不能含有其他氮源，不能加入牛肉膏蛋白胨，C错误。
4.D 在含哺乳动物尿液的土壤中有较多含脲酶的细菌，因此土样从有哺乳动物尿液的地方取，获得目的菌种的概率很高，A正确；取不同稀释倍数的土壤稀释液各0.1 mL，分别涂布于牛肉膏蛋白胨固体培养基、尿素固体培养基上，其中牛肉膏蛋白胨固体培养基是对照，B正确；在尿素固体培养基上生长的细菌大多数是以尿素为氮源的细菌，可能还有一些可以利用空气中氮的微生物等，D错误。
第3节 发酵工程及其应用
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1. 代谢特点 品质 诱变育种 基因工程育种 温度 pH 溶解氧 产物浓度 营养成分 ⑩分离 纯化
2.（1）× 提示：发酵工程的菌种也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。
（2）× 提示：发酵工程的中心环节是发酵罐内发酵的过程。
（3）× 提示：培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。
（4）√
互动探究
（1）环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成 （2）菌种大多为单一菌种
（3）提示：如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。
（4）提示：不能。要防止排出的气体和废弃培养液中的微生物或活性物质污染环境。
学以致用
1.C 发酵工程的内容包括选育菌种、扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵和产品的分离与提纯等方面，其中发酵过程是发酵的中心阶段，A错误；发酵过程中应随时检测培养液中的微生物数目、产物浓度等，同时应对发酵过程中的一些条件进行控制才能保证发酵的正常进行，B错误；微生物发酵过程中要严格控制温度、pH、溶解氧与转速等发酵条件，因为环境条件的变化不仅会影响菌种的生长和繁殖，还会影响代谢物的形成，C正确；谷氨酸棒状杆菌在谷氨酸发酵的过程中，当pH呈酸性时，会生成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺，D错误。
2.D 延长稳定期可以提高代谢物的产量，要达到这一目的可采用连续培养的发酵方式，B正确；人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物遗传特性、控制生产过程中的各种条件（即发酵条件）等，D错误。
知识点（二）
自主学习
1. 温和 丰富 低廉 专一 污染小
容易处理
2.（1）②食品添加剂 ③酶制剂 （3）①有机酸、生物活性物质 ②微生物或其代谢物 ③单细胞蛋白 （4）粮食、环境、健康和能源
3.（1）√
（2）× 提示：单细胞蛋白就是微生物菌体。
（3）× 提示：发酵工程一般用液体培养基
（4）√
互动探究
（1）提示：①②③。生产单细胞蛋白饲料、利用工程菌生产胰岛素、工厂化生产青霉素均需要利用发酵工程技术。
（2）提示：酱油、各种酒类、柠檬酸和谷氨酸的发酵生产利用的微生物分别是霉菌（如黑曲霉）、酿酒酵母、黑曲霉和谷氨酸棒状杆菌。
（3）提示：乙醇可通过粮食发酵制得，是可再生能源，推广使用乙醇汽油可以节省石油资源；乙醇燃烧生成二氧化碳和水，能减少汽车尾气的污染等。
（4）提示：接种单一高质量菌种、严格的消毒和灭菌措施、培养基中营养物质协调、严格的发酵条件控制等，都使啤酒的产量和质量明显提高。
学以致用
1.C 乙型肝炎疫苗可用发酵工程的方法生产，这种方法生产的乙型肝炎疫苗的优点是酵母菌繁殖快，代谢旺盛，单位时间内的产量高，C错误。
2.D 糖化主要是将麦芽中的淀粉等有机物水解为小分子的过程，因此大麦发芽释放的淀粉酶可参与糖化过程，A正确；破碎过程有利于大麦中淀粉酶的释放，从而使淀粉酶与淀粉充分接触，促进淀粉分解，提升反应速率，B正确；蒸煮过程中淀粉酶的活性丧失，因此蒸煮过程可以终止淀粉酶的进一步作用，并对糖浆灭菌，C正确；在缺氧、酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，但随着无氧呼吸过程中酒精含量的增多，酵母菌的生长受到抑制，因此酵母菌发酵过程未必待糖分消耗完全后才会终止，D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品分离、提纯 （2）自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种 （3）过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥 提取、分离和纯化
课堂演练
1.C 过量使用食品添加剂会对人体健康造成影响，甚至危及生命，所以不能过量使用，A错误；加酶洗衣粉中酶制剂在最适温度下活性最高，沸水条件会使酶失活，洗涤效果变差，B错误；在青贮饲料中添加乳酸菌，通过乳酸菌的发酵，可以提高饲料品质，使饲料保鲜，同时提高动物免疫力，C正确；与使用化学农药相比，使用微生物农药具有成本低、无污染的特点，D错误。
2.D 高产青霉菌株是通过诱变育种获得的，A正确；发酵工程所用培养基和设备必须严格控制无菌，避免杂菌污染，B正确；发酵过程要随时检测培养液中的微生物数量、产物浓度、溶解氧等，以保证发酵过程的顺利进行，C正确；仅通过过滤、沉淀等方法将青霉菌体分离、干燥，不能获得青霉素，还需经过萃取、脱色等，D错误。
3.B 果酒发酵的适宜温度为18～30 ℃，因此夏季生产果酒时，常需对罐体进行降温处理，A正确；乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，因此发酵过程中不需要通入空气，B错误；发酵过程中酵母菌无氧呼吸产生了二氧化碳，但是没有消耗氧气，因此发酵罐中的气压不会低于大气压，C正确；葡萄酒发酵的原料是糖类，因此可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵，D正确。
4.（1）添加缓冲液 代谢物的积累（或酸碱物质的消耗不均等） （2）4 3 （3）是否通入无菌空气 （4）通气量 溶氧量降低（或pH降低） （5）把无菌空气打成细小的气泡，增加溶氧量；使菌种与培养液充分接触 不受大的影响
章末整合提升
综合归纳
1.A 利用以石油为唯一碳源的选择培养基能从被石油污染的土壤中筛选BGQ-6，A错误；对微生物进行计数时，应该选择的接种方法是稀释涂布平板法，B正确；为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，C正确；由单一的BGQ-6繁殖所获得的群体称为BGQ-6纯培养物，D正确。
2.A 根瘤菌为固氮菌，可利用空气中的氮气作为氮源，该培养基缺少氮源，可用于筛选和富集固氮菌，甘露醇可以作为碳源，A错误；要形成菌落需要利用固体培养基，微生物实验中通常利用琼脂作为培养基的凝固剂，B正确；培养基灭菌后待冷却至50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板，以防止杂菌污染，C正确。
3.A 用稀释涂布平板法进行菌落计数时，当样品的稀释倍数足够高时，平板上形成的一个菌落来自一个活菌，故稀释到一定倍数就能出现单菌落，A错误；富集培养基中含有酵母膏和蛋白胨等，酵母膏能提供碳源和氮源，可获得数目较多的塑料降解菌，B正确；对PVC塑料膜进行传统填埋、焚烧容易造成二次污染，黄粉虫肠道微生物对PVC塑料膜进行的是生物降解，不会造成二次污染，C正确；选择培养基中需加入PVC塑料膜作为唯一碳源，能降解PVC的微生物可以生长繁殖，同时抑制或阻止其他微生物的生长，D正确。
4.A 酒精发酵是利用酵母菌的无氧呼吸，果酒发酵时，每日放气需迅速，避免空气回流入发酵容器，影响酒精发酵，A正确；果酒发酵时，发酵液中的葡萄糖不断被消耗，因此用斐林试剂检测葡萄汁中还原糖含量变化，砖红色沉淀逐日减少，B错误；若以酒精为底物进行乙酸发酵，酒精与氧气发生反应产生乙酸和水，几乎没有气泡产生，发酵液产生的气泡量明显少于果酒发酵时，若以葡萄糖为底物进行乙酸发酵，发酵液产生的气泡量与果酒发酵时相当，C错误；重铬酸钾用于检测酒精，不能用于测定乙酸含量，D错误。
5.D 酒精在酸性条件下遇到重铬酸钾变成灰绿色，故果汁发酵后，检测是否有酒精产生所用的试剂是重铬酸钾，A、B正确；营造反应的酸性环境所用的酸是H2SO4，物质的量浓度为3 mol/L，C正确；重铬酸钾可以检测酒精的有无，且反应产物中酒精浓度越高，颜色越深，D错误。
真题体验
1.B 筛选目的菌时应从富含目的菌的环境中去取样，酸奶和泡菜中富含乳酸菌，可以从中采样进行分离纯化，A正确；平板倒置培养是为了防止培养皿皿盖上的水珠落入培养基造成污染，不是创造无氧环境，B错误；筛选的是能平衡肠道菌群和降解胆固醇的乳酸菌，所以，初步筛选后，还需要进一步进行目的菌胆固醇降解能力的测定，以获得符合要求的乳酸菌，C正确；因筛选出的目的菌是在肠道发挥作用，所以，还需要检测目的菌株对消化道环境的耐受力，D正确。
2.D 为防止杂菌感染，接种前需要对培养基、培养皿、微生物采样器进行灭菌，对实验操作者的双手进行消毒，A正确；纯培养时，为防止污染培养基和水分蒸发，培养皿应倒置放在恒温培养箱内培养，B正确；微生物计数时在同一稀释度下，应至少需要对3个菌落数目在30～300的平板进行计数，以确保实验的准确性，C正确；使用稀释涂布平板法对微生物计数，数值往往偏小，原因是当两个或多个细胞连在一起时，在平板上只能观察到一个菌落，D错误。
3.A 细菌是原核生物，酵母菌是真核生物，不同微生物对营养物质的需求不一样，通常酵母菌培养基比细菌培养基有更高的碳氮比，A正确；通常细菌的生长速度比酵母菌快，但部分细菌的菌落小于酵母菌的菌落，B错误；通常细菌和酵母菌的培养基都可以用高压蒸汽灭菌法灭菌，C错误；血细胞计数板适用于真菌的计数，细菌计数板用于细菌的数量测定等，D错误。
4.C ①沸盐水冷却后再倒入坛中，是为了杀灭杂菌，冷却之后使用是为了保证乳酸菌等微生物的生命活动不受影响，A错误；②盐水需要浸没全部菜料，造成无氧环境，有利于乳酸菌无氧呼吸，B错误；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水，是排气减压、隔绝空气、防止杂菌污染等，C正确；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量，腌制泡菜过程中亚硝酸盐的含量先增多后减少，D错误。
5.D 适量提高乳酸链球菌的接种量，可以使菌体数量增加较快，进而使Nisin浓度更快提高，因此可以缩短发酵生产周期，在较短时间收获产品，A正确；蔗糖是乳酸链球菌的营养物质，随着发酵的进行，发酵液中蔗糖含量逐渐降低，因此中后期补加一定量的蔗糖溶液利于菌体生长，B正确；乳酸菌生长过程中产生的乳酸会使发酵罐内pH下降，因此在发酵过程中向发酵罐内适时适量添加碱液，可以创造适于Nisin生产的pH条件，C正确；如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥获得产品。如果产品是分泌到发酵液中的，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施从发酵液中获得产品。Nisin为乳酸链球菌的分泌产物，主要存在于发酵液，D错误。
第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
第1课时 植物细胞工程的基本技术
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.细胞器 组织 细胞、组织、器官、个体
2.完整生物体 其他各种细胞 选择性地表达
3.（1）植物器官、组织或细胞 完整植株 （2）全能性
（3）植物器官、组织或细胞 愈伤组织 ①结构和功能 未分化 ②不定形的薄壁组织 ③芽、根 （4） 无菌水
次氯酸钠 0.5～1 cm 1/3～1/2 愈伤组织 封口膜 生芽 生根 封口膜 ⑩生长
4.（1）× 提示：具有某种生物全部遗传信息的细胞在离体的情况下才能表现出全能性。
（2）√
（3）× 提示：对外植体进行消毒处理。
（4）× 提示：不一样，生长素和细胞分裂素的含量不同。
互动探究
1.② ③ ④ ①
2.（1）提示：形成层细胞由于分裂旺盛，全能性高，容易诱导形成愈伤组织，其他部分如叶、花全能性低，不易培养成小植株。
（2）提示：应含有；因为此时外植体不能进行光合作用制造有机物，需要依赖于环境中的有机物才能生存。
（3）提示：第一次：诱导外植体脱分化形成愈伤组织；第二次：诱导愈伤组织生芽；第三次：诱导愈伤组织生根。
（4）提示：脱分化过程中一般不需要光照，但是再分化过程中需要给予适当时间和强度的光照。
学以致用
1.A 植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，A正确；外植体一般只消毒，不进行灭菌处理，以保持外植体的活性，B错误；①过程是脱分化，月季花药的脱分化过程不需要光照，再分化过程才需要一定的光照，C错误；菊花根尖组织的细胞中含有控制叶绿体形成的基因，在培养过程中，基因的选择性表达会使培养成的新植株叶片呈绿色，D错误。
2.C 消毒的原则是既要杀死材料表面的微生物，又要减少消毒剂对细胞的伤害，故外植体消毒可先用体积分数为70％的酒精消毒30 s，然后立即用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次，A错误；诱导形成愈伤组织的脱分化过程不需要光照条件，B错误；生长素和细胞分裂素的比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成，即诱导生芽的培养基中细胞分裂素所占的比例和用量更高，C正确；移栽前应先将培养瓶的封口膜打开，让试管苗在培养箱内生长几日，用流水清洗掉根部的培养基后，再移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中炼苗处理，D错误。
知识点（二）
自主学习
1. 原生质体融合 细胞壁 脱分化 愈伤组织 再分化 （1）纤维素酶和果胶酶 （2）①电融合 离心
②聚乙二醇（PEG） 高Ca2＋—高pH
2.不同来源 杂种细胞 新植物体
3.远缘杂交
4.（1）√
（2）× 提示：植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种植株。
（3）× 提示：植物细胞去除细胞壁后才能诱导融合。
（4）√
互动探究
（1）提示：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
（2）等渗 低渗溶液中原生质体易吸水涨破
（3）提示：3（AA、BB、AB）。AB。
（4）提示：杂种细胞再生出细胞壁；培育出杂种植株。
（5）提示：四。四。
（6）提示：能够打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。
学以致用
1.D 最终获得的杂种植株体细胞内所含的染色体数通常是两亲本细胞染色体数之和，即含有20＋18＝38（条）染色体，D错误。
2.D 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，利用纤维素酶和果胶酶可以除去植物细胞壁，获得具有活力的原生质体，A正确；诱导原生质体融合可用化学诱导剂PEG或高Ca2＋—高pH，B正确；形成的融合细胞经植物组织培养，脱分化形成愈伤组织，之后形成植株，C正确；甲、乙都是二倍体，体细胞杂交得到的是异源四倍体，D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能 （2）在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达 （3）离体的植物器官、组织或细胞 人工配制的培养基上 完整植株
（4）将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术
课堂演练
1.A 移栽前应先将培养瓶的封口膜打开，让试管苗在培养箱内生长几日，A错误；移栽的基质可以是消过毒的蛭石或者珍珠岩，等幼苗长壮后再移栽到土壤中，B正确；移栽时需用流水清洗根部的培养基，C正确；最后幼苗需移植到消过毒的新环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中，D正确。
2.B 利用外植体得到根与芽或完整植株的过程一般需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，A正确；由题干可知，器官发生的两种途径都需要利用外植体诱导得到根与芽或完整植株，而不能在母体植物上直接完成，B错误；器官发生途径过程中通过诱导外植体经细胞分裂、分化得到，这一过程中存在基因选择性表达，C正确；器官发生的原理是植物细胞的全能性，植物细胞具有全能性的原因是高度分化的细胞的细胞核中具有该物种的全套遗传信息，D正确。
3.A 植物组织培养技术依据的原理是植物细胞的全能性，即①；植物组织培养的过程是将离体的植物器官、组织或细胞经脱分化过程形成愈伤组织，再经再分化过程形成芽、根，最终发育成完整植物体，即②⑧⑥⑦③⑨；决定植物脱分化和再分化的关键因素是生长素和细胞分裂素的比例，即④。
4.B 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，①过程用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，A错误；人工诱导原生质体融合的方法包括物理法（电融合、离心法）、化学法（聚乙二醇）等，B正确；③表示脱分化、④表示再分化，培养的目的不一样，培养基的成分有差别，例如③与④中植物激素的浓度不同，C错误；获得的耐盐植株由于基因表达的调控，不一定能表现出双亲全部优良性状，D错误。
5.C 细菌细胞融合与植物体细胞杂交的基本过程一致，首先都是要去除细胞壁，细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，不能使用纤维素酶和果胶酶来处理，A错误；失去细胞壁保护的原生质体更容易受到外界环境的影响，在低渗环境中很容易吸水涨破，因此制备好的原生质体应该置于等渗环境中，B错误；形成的两两融合的融合子共有3种，分别是菌株甲互融、菌株乙互融、菌株甲与菌株乙互融，其中只有菌株甲与菌株乙互融形成的融合子才是所需要的双抗菌株，可用含有利福平和链霉素的固体培养基进行筛选，C正确；过程②是原生质体甲、乙相互融合的过程，该过程体现了细胞膜的流动性，PEG是常用的细胞融合诱导剂，除此之外还可以诱导动物细胞融合以及植物细胞的融合，D错误。
第2课时 植物细胞工程的应用
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.高效 快速 保持
2.顶端分生区 茎尖
3.（1）√
（2）× 提示：作物脱毒并不抗病毒，可能再感染病毒。
（3）√ （4）√
互动探究
（1）提示：植物组织培养到愈伤组织的阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而可获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。
（2）提示：对于无性繁殖的作物，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。在植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植物就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
（3）提示：①高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性；②使用材料少，培养周期短，繁殖率高；③不受季节、气候、自然灾害等因素的影响；④便于自动化管理，可实现工厂化生产。
学以致用
1.B 草莓的①的匍匐茎最终形成草莓②的过程中没有离体，不能体现细胞的全能性，A错误；①→③的过程是花粉离体培养的过程，需要严格无菌操作，①→②不需要，B正确；愈伤组织的形成不需要光照，C错误；根据题图分析，两种草莓②和③遗传信息不同，D错误。
2.A 马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是细胞全能性，A错误；培育脱毒苗的过程中利用了植物组织培养技术，涉及脱分化和再分化两个阶段，B正确；题图所示的实验结果表明，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，C正确；由实验结果可知，茎尖外植体大小为0.27 mm时，脱毒率和成苗率均较高，D正确。
知识点（二）
自主学习
1.（1）单倍体 诱导染色体加倍 育种的年限 （2） 不断增殖 培养条件 诱变因素 对人们有用
2.必需 植物细胞培养
3.（1）× 提示：单倍体育种的原理是染色体变异和植物细胞的全能性，突变体培育的原理是基因突变和植物细胞的全能性。
（2）√
（3）× 提示：次生代谢物一般不是植物基本生命活动所必需的产物，次生代谢物是一类小分子有机化合物，如酚类、萜类和含氮化合物等。
（4）√
互动探究
1.（1）提示：正常植株花药单倍体幼苗纯合子选择所需类型。
（2）提示：极大地缩短了育种年限。
（3）提示：由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。
2.（1）提示：基因突变和植物细胞的全能性。
（2）提示：愈伤组织细胞分裂旺盛，且一直处于不断增殖的状态，此时易发生基因突变。
（3）提示：大多数都不可以。因为基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物体有害；还有些基因突变既无害也无益，是中性的。
3.（1）脱分化 植物激素（或生长素和细胞分裂素）
（2）高产紫杉醇 （3）植物细胞培养 细胞增殖
（4）提示：不能。获得紫杉醇的过程中离体的外植体并未发育成完整个体或分化成其他各种细胞，故并未体现细胞的全能性。
学以致用
1.D 基因突变主要发生在细胞分裂前的间期，但也可以发生在其他时期，A错误；基因可以自发突变，外界因素可以提高基因突变的频率，B错误；基因突变是不定向的，C错误；离子束诱变育种可以使植物发生基因突变，改变原有基因结构，产生新的基因，导致新品种的出现，D正确。
2.A 可利用植物细胞培养技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物，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；次生代谢物不是植物生长所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢物的产量，C错误；细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件，提高了多个细胞中次生代谢物的含量，而不是提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。
3.B 细胞产物的工厂化生产需要从培养物中提取特定的成分，一般使用液体培养基，A错误；愈伤组织细胞不含叶绿体，无法进行光合作用，因此需要从培养基中吸收有机物，B正确；紫草植株组织脱分化形成愈伤组织过程中遗传物质不会发生改变，C错误；紫草的愈伤组织细胞具有细胞壁，因此其在低渗溶液中通常不会涨破，D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 （2）植物细胞的全能性和染色体变异 （3）植物代谢产生的，一般认为不是植物基本生命活动所必需的产物 （4）植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒
课堂演练
1.D 植物微型繁殖技术具有的优点：能保持植物原有的优良的遗传特性，繁殖速度快，不受季节、气候和地域的限制等，但不能打破生殖隔离，A错误；单倍体育种可以快速获得具有优良性状的纯合子，缩短育种年限，而非有利于获得突变体，B错误；植物体细胞杂交技术的优点是克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍（或克服生殖隔离），该技术培育的成体可能不会按照人们的意愿表达出双亲的优良性状，其原因可能是不同物种的基因在表达时相互干扰，从而不能有序表达，C错误；植物组织培养技术是在无菌和人工控制的条件下，让离体的组织和细胞在特定培养基上先脱分化得到愈伤组织，然后经再分化得到胚状体、丛芽等，进而得到新植株，该技术可实现作物的工厂化生产，且不占用耕地，几乎不受季节限制，D正确。
2.B 为了避免杂菌污染，植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理，A正确；纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得的是原生质体，不能获得单个完整的悬浮细胞，B错误；细胞的正常生长需要适宜的条件，因此，为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压，C正确；利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗，同样也不受季节和天气的限制，D正确。
3.A 在不同的培养阶段，培养基中的植物激素种类和比例不同，生长素和细胞分裂素的比值高，有利于根的分化，比值低有利于芽的分化，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植物细胞的全能性，C错误；0.3～0.5 mm大小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。
4.B 通过过程①得到的单倍体植株A，其基因型有AB、Ab、aB、ab四种，过程②是染色体加倍，原理是染色体数目变异，A正确；过程②可用适当的低温处理，作用时期为有丝分裂前期，作用机理是低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，B错误；通过过程①得到的单倍体植株A，其基因型有AB、Ab、aB、ab四种，比例约为1∶1∶1∶1，经过程②处理使染色体数目加倍，获得的植株B基因型有AABB、AAbb、aaBB、aabb四种，比例约为1∶1∶1∶1，若未对植株A进行筛选，则植株B中符合要求的类型约占1/4，C正确；该育种方法能明显缩短育种年限，育种原理是染色体变异，D正确。
5.C 愈伤组织是外植体经过脱分化形成的不定形的薄壁组织团块，A错误；次生代谢物不是植物生长所必需的产物，一般需要在特定的组织和时间条件下进行，不是一直生成的，B错误；12 d左右时，愈伤组织干重变化量小，所以大黄素含量较低可能是愈伤组织生长缓慢导致，C正确；激素具有微量高效的特点，不会大量合成，D错误。
第2节 动物细胞工程
第1课时 动物细胞培养
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.单个细胞 生长 增殖
2. 糖类 氨基酸 维生素 血清 液体
培养液 培养用具 无菌环境 36.5±0.5 ℃
⑩7.2～7.4 pH 培养皿 松盖培养瓶
CO2培养箱
3. 贴附 相互接触 分裂增殖 离心 胰蛋白酶 离心 胰蛋白酶、胶原蛋白酶 分瓶 初次培养 ⑩传代培养
4.（1）× 提示：多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为7.2～7.4。
（2）√
（3）× 提示：动物细胞培养技术的原理是细胞增殖。
（4）× 提示：应该用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理。
（5）× 提示：原代培养指动物组织经处理后的初次培养。
互动探究
1.（1）提示：人们对细胞所需的营养物质尚未全部研究清楚，血清等一些天然成分的营养成分比较齐全，可以弥补人工培养基的不足。
（2）提示：①需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作；
②培养液还需要定期更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
（3）提示：含有95％空气和5％ CO2的混合气体。空气中的O2维持细胞代谢，CO2维持培养液的pH。
2.（1）提示：①保证细胞所需要的营养供应；②保证细胞内有害代谢物的及时排出。
（2）提示：随着原代培养的进行，细胞密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏以及贴壁生长会出现接触抑制，细胞会逐渐停止分裂增殖，因此要传代培养。
（3）提示：在动物细胞培养过程中，会出现悬浮生长和贴壁生长两种类型，其中贴壁生长的类型会出现接触抑制现象。
（4）提示：癌细胞；癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少。
学以致用
1.D 用于人造皮肤的细胞取自患者本身而非其他个体，可以有效降低皮肤移植后的排斥反应，A正确；组织中细胞间的主要成分为蛋白质，可以用胰蛋白酶处理细胞组织，以便得到单个细胞，但是处理时间不宜过长，B正确；贴壁生长的皮肤细胞会发生接触抑制现象，当贴壁培养细胞出现接触抑制时，需要用胰蛋白酶处理，将接触的细胞分散为单个细胞，才可用离心法收集，之后再进行分瓶进行传代培养，C正确，D错误。
2.B 甲表示剪碎猪输卵管，乙表示制成细胞悬液，丙表示原代培养，丁表示传代培养，甲→乙和丙→丁过程都有细胞的分裂，不存在细胞分化，A错误；丙过程和丁过程均会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象，C错误；为避免培养过程中的杂菌污染，保证其气体需要，丙、丁过程中需松动培养瓶盖，将其置于含95％空气和5％CO2的混合气体的CO2培养箱中培养，D错误。
知识点（二）
自主学习
1.（1）早期胚胎 组织和器官 个体 （2）胚胎 （3）心肌细胞 神经元
2.（1）成体 （2）造血 神经 精原 （3）组织特异性 不具有 （4）分化潜能 修复 （5）①白血病 免疫系统
②组织损伤 退行性疾病
3.胚胎 免疫排斥反应
4.（1）× 提示：成体干细胞只能分化为某些特定的细胞。
（2）√ （3）√
（4）× 提示：胚胎干细胞来源于早期胚胎。
（5）√
互动探究
（1）提示：基因的选择性表达。
（2）提示：诱导多能干细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞，经移植可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常功能。
（3）提示：通过干细胞体外诱导分化，可以培育出人造器官，从而解决供体器官不足的问题。又由于人造器官是自身细胞经诱导分化形成的，所以可以避免免疫排斥反应。
学以致用
1.D ②表示细胞分化过程，该过程会使细胞的形态、结构和功能发生稳定性差异，A正确；与纤维母细胞相比，经过程①形成的诱导多能干细胞的分化程度较低，其全能性较高，B正确；肝细胞、神经细胞、上皮细胞都是由诱导多能干细胞分裂、分化形成的，含有相同的基因，但不同细胞选择性表达的基因不同，因此细胞中所含蛋白质有所区别，C正确；神经细胞已经高度分化，不再分裂，不具有细胞周期，D错误。
2.C 诱导获得iPS细胞的过程无须破坏胚胎，不存在早期生命的破坏或抛弃过程，不涉及伦理问题，A正确；用自身iPS细胞进行治疗的病人，一般不会发生免疫排斥反应，B正确；有自我更新能力及分化潜能的干细胞，需要经过体外实验后才可放心应用于临床治疗，C错误；分析题意，PD是由于DA神经元变性导致多巴胺分泌减少，从而引起一系列的神经功能障碍，而iPS细胞经定向诱导后能分化为有功能的DA神经元，可用于治疗患PD的大鼠，据此推测植入神经干细胞也能修复部分DA神经元，可缓解PD的症状，D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术
（2）一定的营养物质，无菌、无毒的环境，适宜的温度、pH和渗透压以及CO2和O2等气体环境
（3）细胞密度过大、有害代谢物积累和营养物质缺乏以及贴壁生长会出现接触抑制，细胞会逐渐停止分裂增殖
（4）iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，理论上可以避免免疫排斥反应，且获取iPS细胞无需破坏胚胎
课堂演练
1.D 用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理动物组织，以获得单细胞悬液，A错误；充入5％CO2的目的是维持培养液的pH，B错误；加入血清为动物细胞提供营养，高压蒸汽灭菌会破坏血清中的活性成分，C错误。
2.A 接触抑制是体外细胞培养时贴附型细胞生长的特性，悬浮型细胞不会出现接触抑制现象，A错误。
3.D 理论上来说，仅来自1只动物的干细胞，可制成的肉品数量，比宰杀1头牛还多100万倍，“人造牛肉”的培养可有利于牛肉的工厂化生产，同时也可减少对土地、饮用水和饲料的需求，且温室气体等其他环境污染物也会减少，A错误；胰蛋白酶处理动物组织，可以使组织分散成单个细胞，利于动物细胞培养，B错误；动物细胞培养的气体环境：95％空气（细胞代谢所必需的）和5％CO2，C错误；动物细胞培养过程中悬液中的细胞会很快贴附在瓶壁上。如果想得到大量的产物，可以增大细胞吸附面积，培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长，D正确。
4.C 由iPS细胞产生其他种类细胞的过程为细胞分化，图中①②③表示细胞分化，其实质是基因的选择性表达，A正确；iPS细胞来源于供体细胞，用其得到的新生器官替换供体病变器官，从理论上可以避免免疫排斥反应，大大提高器官移植成功率，B正确；iPS细胞是类似胚胎干细胞的一种细胞，说明其具有与胚胎干细胞相似的分化潜力，细胞分化程度低，不易衰老，C错误；根据图示分析，iPS细胞可能容易分散，分化成不同的组织、器官，D正确。
第2课时 动物细胞融合技术与单克隆抗体
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.两个 多个 一个细胞
2.细胞膜的流动性
3.电融合法 灭活病毒诱导法
4.有性杂交 远缘杂交
5.（1）遗传 免疫 生物新品种 （2）单克隆抗体
6.（1）√
（2）× 提示：灭活的病毒诱导只能用于动物细胞融合。
（3）√ （4）√
互动探究
（1）提示：①灭活的病毒能使细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。把两个动物细胞放在一起，用灭活的病毒处理后，先细胞膜融合，然后细胞质融合，最后细胞核融合，进而形成杂交细胞。②不灭活的病毒会感染细胞，因而不能用于诱导细胞融合。
（2）提示：动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性；植物体细胞杂交技术的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
（3）提示：都可用聚乙二醇（PEG）融合法和电融合法诱导融合；但动物细胞还可用灭活病毒诱导法诱导细胞融合。
（4）提示：动物细胞融合最终得到的是杂交细胞，而植物体细胞杂交技术最终得到的是杂种植株。
学以致用
1.C 动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程，融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息，A正确；细胞融合技术的优点是突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能，可以在基因型相同或不同的细胞间进行，B正确；常用的诱导动物细胞融合的方法有电融合法、聚乙二醇（PEG）融合法、灭活病毒诱导法等。紫外线照射不是诱导动物细胞融合的方法，C错误；细胞膜具有一定的流动性，所以通过一定的手段进行诱导，会发生动物细胞融合，D正确。
2.B a、b如果为植物细胞，则需要除去细胞壁，但不需要脱分化，A错误；两细胞融合需要用物理或化学等方法使其融合，其融合过程体现了细胞膜具有一定的流动性，B正确；融合后的杂种（交）细胞中的基因仍是选择性表达，不会表达全部的基因，C错误；细胞融合技术可以设计不同的细胞融合，但生物的性状不一定按照人们的设计表现出来，D错误。
知识点（二）
自主学习
1.（1）抗原 抗体 （2）产量低 特异性差
2.（2）不可能无限增殖 （3）大量增殖 特定
（4） 特定抗体 特定 选择培养基 杂交瘤
克隆化培养 腹腔 细胞培养液 腹水
3.（1）抗原 （2）特异性 （3）大量
4.（1）诊断试剂
5.（1）× 提示：免疫后的小鼠从脾脏中获取的是多种B淋巴细胞。
（2）× 提示：单克隆抗体是杂交瘤细胞产生的抗体。
（3）× 提示：第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，而第二次筛选是为了获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
（4）√
互动探究
（1）提示：
（2）提示：目的是刺激机体发生免疫应答，从而得到能产生特定抗体的B淋巴细胞。
（3）提示：共有5种细胞；其中融合的细胞有3种。
（4）提示：目的是筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞；方法是抗体检测；其原理是抗原—抗体的特异性结合。
学以致用
1.D 制备单克隆抗体过程中，可在体外杂交瘤细胞的培养液中，或小鼠体内腹水中获得纯化的单克隆抗体，A错误；免疫过的B淋巴细胞高度分化，不能增殖，无法分泌单克隆抗体，B错误；发生融合的细胞可能有三种（仅考虑两两融合），即B淋巴细胞与B淋巴细胞融合的细胞、B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞（杂交瘤细胞）、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合的细胞，C错误；制备单克隆抗体时，需筛选两次，第一次得到杂交瘤细胞，第二次得到既能大量增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞，D正确。
2.A 过程①注射相应抗原后应经过一段时间，使小鼠获得能产生相应抗体的B淋巴细胞，再从小鼠脾脏中提取细胞甲，A错误；过程②诱导细胞融合，利用了细胞膜的流动性，B正确；过程③筛选杂交瘤细胞，过程④筛选能产生所需抗体的杂交瘤细胞，二者筛选方法不同，细胞丙、丁的遗传物质也不一定相同，C正确；过程⑤无论在体内还是体外进行，细胞丁都可大量增殖，D正确。
3.B 脾B淋巴细胞只能产生针对相应抗原的抗体，每个脾B淋巴细胞只能产生一种抗体，A错误；灭活病毒诱导细胞融合的原理是病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，故灭活病毒的抗原结构依然存在，B正确；细胞筛选时获得杂交瘤细胞需要在选择培养基上筛选，细胞融合时所用的培养液需要再加入诱导剂，两者的成分上有差异，C错误；杂交瘤细胞具有无限增殖的特点，无接触抑制现象，因此该细胞克隆化培养过程中不会出现接触抑制，D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术 （2）PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法 （3）第一次筛选是为了获得杂交瘤细胞，第二次筛选是为了获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞 （4）能准确地识别抗原的细微差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可以大量制备
课堂演练
1.D 动物细胞融合前通常要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等将组织分散成单个细胞，A正确；动物细胞融合的原理是细胞膜具有一定的流动性，B正确；融合后得到的杂交细胞具有两个或多个亲本细胞的遗传信息，C正确；融合后得到的杂交细胞只有一个细胞核，D错误。
2.B 不同种的细胞也能融合，如人、鼠细胞融合，A错误；如图所示，细胞A、B融合成一个细胞C，细胞C同时有细胞A和细胞B的遗传物质，B正确；该融合过程体现了细胞膜具有流动性，C错误；此过程的原理是动物细胞膜具有流动性，D错误。
3.B 该病毒的表面蛋白可以作为抗原免疫小鼠，A 正确；c步骤筛选出两两融合的细胞，不一定是杂交瘤细胞，故过程c中的选择培养基不可筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞，B错误；过程e和f分别表示杂交瘤细胞的体外培养和小鼠腹腔培养，以获得单克隆抗体，C正确。
4.C 体外培养的单个B细胞无法无限增殖，不一定能产生符合需求的融合细胞，A错误；多孔玻璃板中有三种细胞，即未融合的亲本细胞、融合的具有同种核的细胞以及杂交瘤细胞，B错误；图中 a～d是经过筛选的杂交瘤细胞，所以既能大量繁殖，又能产生抗体，C正确；a能够产生阳性反应，故可用于大规模培养，生产抗HCG单克隆抗体，D错误。
5.D 构成“弹头”的抗癌药物没有特异性，“瞄准装置”中的单克隆抗体能将药物带到特定部位，从而选择性杀伤癌细胞，D错误。
第3课时 动物体细胞核移植技术和克隆动物
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1）细胞核 卵母细胞 重新组合的细胞 新胚胎
（2）相对容易 低 高 （3）①不能完全恢复其分化前的功能状态 ②尚不完善
2. MⅡ 显微 物理或化学 遗传物质基本相同
3.（1）√ （2）√ （3）√ （4）√ （5）√
互动探究
（1）无性
（2）提示：MⅡ期卵母细胞体积较大，其细胞质中含有激发细胞核全能性表达的物质和营养条件。
（3）提示：使两细胞融合，供体核进入卵母细胞，形成重构胚 激活重构胚，使其完成细胞分裂和发育进程
（4）提示：否。用体细胞核移植技术得到的克隆动物，仅仅说明动物体细胞的细胞核具有全能性，而不是动物细胞具有全能性。
学以致用
1.B 据图可知，克隆羊“多莉”的细胞核基因来自甲羊，因此“多莉”的性状主要与甲羊一致，A正确；此过程说明高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，B错误。
2.B 去除卵母细胞的细胞核普遍采用显微操作法，由于处于减数分裂Ⅱ中期的次级卵母细胞的细胞核的位置靠近第一极体，可以用微型吸管将处于MⅡ期的卵母细胞的细胞核和第一极体一并吸出，A正确；将皮下组织细胞注射到去核卵母细胞中，可通过电融合法促进两细胞融合，B错误；重组细胞需在无毒、无菌的环境中培养，由于人们对细胞所需营养物质还没有完全研究清楚，因此在使用合成培养基时，通常需添加血清等一些天然物质，C正确；克隆猫“大蒜”的培育说明动物细胞核有全能性，由于受受体卵母细胞的细胞质遗传物质和环境的影响，克隆猫与供体猫的性状不完全相同，D正确。
知识点（二）
自主学习
1.（1）遗传改良 （2）①生物反应器 医用蛋白 ②异种移植 ③免疫排斥 （3）②疾病模型
2.滞后 过大 失调
3.（1）√ （2）√ （3）√ （4）√
互动探究
1.提示：①转基因克隆动物的细胞、组织或器官可以作为异种移植的供体治疗人类疾病；②以患者作为供体培育的人核移植胚胎干细胞，经过诱导分化，能形成相应的细胞、组织或器官，将它们移植给患者时，可以避免免疫排斥反应。
2.提示：在研究方面，克隆动物基因组重新编程的机制尚不清楚，克隆技术效率低，克隆动物畸形率高、死亡率高、易出现早衰等问题。这些问题尚在研究中。在应用上，生产克隆动物费用昂贵，距大规模应用还有一定距离。
学以致用
1.D 利用体细胞核移植技术，只能增加动物的个体数量，不能提高遗传多样性，①不符合题意；核移植技术不能提高良种家畜自然繁殖率，自然繁殖率是生物的基因决定的，②不符合题意。
2.B 由于动物细胞的全能性受到限制，目前动物细胞还不能培养成动物个体，A、C不符合题意；将野驴的体细胞核移植到雌性家驴的去核卵母细胞中，可以克隆形成野驴，B符合题意；将野驴的一个基因导入家驴的受精卵中，只能培育出转基因驴，不能让野驴“复生”，D不符合题意。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术 （2）动物细胞核具有全能性 （3）动物体细胞分化程度高，表现其全能性十分困难 （4）有显微操作法、梯度离心、紫外线照射和化学物质处理等
课堂演练
1.D 克隆动物绝大部分遗传物质来自供核动物，但细胞质内有来自受体卵母细胞细胞质的遗传物质，其次生物的性状还受环境的影响，因此，克隆动物并不是对提供体细胞的动物进行了完全复制。
2.D 克隆动物的细胞核中遗传物质来自供体细胞核，细胞质中的遗传物质主要来自MⅡ期卵母细胞，因此卵母细胞对克隆动物的性状也会产生影响，D错误。
3.D 动物体细胞表现全能性的难易程度与其分化程度有关，分化程度越低，表现全能性越容易，D错误。
4.B 核移植获得克隆动物的生殖方式是无性生殖，生出小羊的遗传物质由甲、乙双亲共同决定，主要性状与甲羊相同，核基因型一般与甲羊完全相同，B正确。
5.B 这两只克隆猕猴是通过核移植、胚胎移植产生的，没有用到受精卵，B错误。
第3节 胚胎工程
第1课时 胚胎工程的理论基础
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.早期胚胎细胞 雌性动物 自然受精 早期胚胎发育
2.（1）合子 （2）输卵管 （3） 获能 MⅡ期 多种酶
透明带 卵细胞膜 原核 核膜 雄原核
减数分裂Ⅱ ⑩第二极体 雌原核
3.（1）√
（2）× 提示：刚排出的精子必须在生殖道中获能后才能与卵子受精。
（3）√ （4）√
（5）× 提示：动物排出的卵子成熟程度不同，都要在输卵管中进一步发育到MⅡ期才具备受精能力。
互动探究
（1）提示：不具有。卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程，要在输卵管内进一步成熟，到MⅡ期时，才具备与精子受精的能力。
（2）提示：阻止多精入卵有两道屏障：第一道屏障是透明带发生生理反应，第二道屏障是卵细胞膜发生生理反应。其意义是保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致，从而保证遗传的稳定性。
（3）提示：观察到两个极体或雌、雄原核。
（4）提示：体现了细胞膜具有进行细胞间的信息交流的功能。
学以致用
1.D 体内受精的具体过程为③获能后的精子与卵子相遇并释放多种酶→④精子穿越卵细胞膜外的结构→精子入卵→②卵子完成减数分裂Ⅱ并排出第二极体→⑤雌、雄原核的形成→⑥雌、雄原核靠近，核膜消失→①受精卵第一次分裂开始，D正确。
2.A 精子和卵子发生的场所分别是睾丸和卵巢，受精作用的场所是输卵管，A错误；当精子③与3（卵细胞膜）接触的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子（如精子①）进入2（透明带），B正确；当精子②入卵后，卵细胞膜会立即发生生理反应，拒绝其他精子（如精子③）进入卵内，C正确；当精子进入卵细胞膜后，卵细胞完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核，在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体的现象可作为受精的标志，D正确。
知识点（二）
自主学习
1. 输卵管 透明带 增加 胎儿的各种组织
透明带内壁 胎盘和胎膜 囊胚腔 表面
内胚层
2.（1）× 提示：卵裂阶段的细胞分裂方式是有丝分裂。
（2）× 提示：胚胎发育过程中细胞开始出现分化的阶段是囊胚期。
（3）√
（4）× 提示：发生孵化的是囊胚。
互动探究
（1）桑葚胚 囊胚 原肠胚 （2）有丝分裂 卵裂 细胞的数量不断增加，但胚胎总体积并不增加 （3）Ⅱ 内细胞团 滋养层
（4）提示：细胞分化最显著的阶段是原肠胚。细胞分化的原因是细胞内基因的选择性表达。
（5）增多 减小 增多 不变 减少 增多
学以致用
1.D 由受精卵发育至囊胚的过程中，细胞不断分裂消耗有机物，所以胚胎中的有机物总量有所减少，A不符合题意；受精卵发育至囊胚过程中的细胞分裂方式是有丝分裂，每个细胞中DNA含量基本不变，但胚胎中DNA总含量增加，B不符合题意；受精卵发育至囊胚过程中细胞数目不断增加，胚胎总体积并不增加，所有细胞的表面积总和越来越大，因此所有细胞表面积总和与体积总和的比值越来越大，C不符合题意，D符合题意。
2.A 题图为囊胚期示意图，囊胚时期细胞已出现分化，形成滋养层和内细胞团，A错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）体外受精、胚胎移植、胚胎分割 （2）在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作
（3）第一极体不进行减数分裂，不会形成两个第二极体
课堂演练
1.B 透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障，B错误。
2.A 细胞分化开始于囊胚期，A错误。
3.A 排出的卵子需要在输卵管内进一步成熟，才能参与受精，所以在体外受精时应从输卵管内冲取成熟的卵子，对于大型动物可从卵巢内获取卵母细胞，但需要在体外培养到减数分裂Ⅱ中期才能参与受精，A错误。
4.B 胚胎发育的过程为受精卵→桑葚胚→囊胚→原肠胚→幼体，因此桑葚胚样细胞可诱导发育至囊胚期，A正确；诱导桑葚胚样细胞时，基因的碱基序列并未发生改变，B错误；胚胎发育至囊胚期即开始了细胞分化，因此囊胚期细胞重置至桑葚胚样细胞的过程类似于脱分化，C正确；通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平，体外制备出桑葚胚样全潜能细胞，因此推断桑葚胚发育成囊胚的过程中，pSTAT3的表达下降，D正确。
5.C 图1两个精子进入一个卵细胞，是异常受精过程，发生在卵细胞的减数分裂Ⅱ中期，A正确；该受精卵中有三个染色体组，有丝分裂过程中，染色体复制，有丝分裂后期形成6个染色体组，通过三极纺锤体将六个染色体组拉开，每一极2个染色体组，移到每一极后融合，B正确；由图可知，若图4细胞A包含父系和母系染色体组各1个，C应该包含2个父系染色体组，C错误；该姐弟性别不同，来源于母亲的染色体是复制而来的，是相同的，来源于父亲的染色体由两个不同的精子提供，一定不同，D正确。
第2课时 胚胎工程技术及其应用
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1）体外 早期胚胎 （2）卵母细胞的采集 精子的获取 受精
2.（1）体外受精 同种的 生理状态相同 （2） 健康的体质 同期发情 超数排卵 人工授精 妊娠 （3）①繁殖潜力 ②繁殖周期 ③超数排卵
3.（1）× 提示：为了获得更多的卵母细胞，需用外源促性腺激素对供体进行处理。
（2）× 提示：胚胎移植时应在原肠胚以前，一般在桑葚胚或囊胚阶段，也可能在更早的时期。
（3）√ （4）√
互动探究
（1）MⅡ 该时期的卵母细胞具有受精能力
（2）提示：不相同。体外受精是在体外完成精子、卵子的结合，而人工授精是在体内完成的。
（3）桑葚胚或囊胚 早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移
（4）受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应
（5）提示：供体：遗传性状优良、生产能力强；受体：有健康的体质和正常繁殖能力。
（6）提示：胚胎移植产生的后代的遗传特性与供体保持一致，受体母畜只提供胚胎发育的场所（子宫）和营养，不影响供体胚胎的遗传特性。
学以致用
1.B ①过程需要注射促性腺激素，目的是获得更多的卵母细胞，A错误；③过程时哺乳动物早期胚胎在输卵管或子宫中处于游离状态，从而方便收集胚胎，B正确；④可移植的胚胎应发育到桑葚胚或囊胚期，C错误；⑤过程中移植的胚胎不需要与受体血型相同，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，胚胎健康即可，D错误。
2.C 大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，在进行胚胎移植时没有必要对供体和受体进行免疫检查，C符合题意。
知识点（二）
自主学习
1.机械方法 2等份、4等份或8等份
2.无性
3.体视显微镜 显微操作仪
4.（1）桑葚胚或囊胚 （2）分割针 内细胞团 （3）DNA分析，鉴定性别 （4）体外培养
5.遗传性状 性别鉴定 遗传病筛查
6.（1）√
（2）× 提示：做DNA分析、鉴定性别要取滋养层处的细胞。
（3）× 提示：胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚。
（4）√
互动探究
（1）提示：若分割时不能将内细胞团均等分割，会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强，少的部分发育受阻或发育不良，甚至不能发育等问题。
（2）提示：分割的份数越多，分割后胚胎成活的概率越小。
（3）提示：滋养层细胞；原因：①内细胞团将来发育成胎儿的各种组织，如果取了内细胞团细胞，可能会影响胎儿以后的发育。②滋养层细胞和内细胞团细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂和细胞分化形成，具有相同的遗传物质。
（4）提示：原肠胚不适合分割，多数是对桑葚胚或囊胚阶段的胚胎进行分割。因为原肠胚已分化出三个胚层，每个胚层细胞的分化方向已确定，只分割出一部分胚层细胞不可能发育为一个完整的幼体。
学以致用
1.B 胚胎分割是指采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术，但不能任意分割成多份，也不能分割任意时期的胚胎；通过胚胎分割获得后代的过程是无性繁殖，属于克隆。
2.C 胚胎分割可将早期胚胎分为2等份、4等份、8等份等，但胚胎分割份数越多，操作难度越大，成功率越低，C错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
（1）卵母细胞的采集、精子的获取和受精
（2）移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术
（3）采用机械方法将早期胚胎切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术
课堂演练
1.B 试管牛所采用的技术包含体外受精、胚胎移植，但不包含克隆技术，A错误；卵子只有培养至MⅡ期时，才具有与精子受精的能力，B正确；获得自己亲生孩子的前提是夫妻必须能产生有活力的生殖细胞，否则就不能得到自己的亲生孩子，C错误；试管动物的繁殖方式为有性生殖，D错误。
2.C 选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割，A正确；对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发展，B正确；表型由基因型和环境共同决定，胚胎分割产生的后代个体基因型相同，表型不一定完全相同，C错误；来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此胚胎分割可以看作动物的无性繁殖或克隆，D正确。
3.A 体外受精时对精子要进行获能处理，卵母细胞也需要培养至减数分裂Ⅱ中期，A错误；试管动物的生殖方式是有性生殖，克隆动物的生殖方式是无性生殖，B正确；早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清，为细胞提供生长所需的天然成分，C正确；试管婴儿首先进行体外受精获得受精卵，然后利用早期胚胎培养将受精卵培养到桑葚胚或囊胚阶段再进行胚胎移植，主要应用体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术等，D正确。
4.D 早期胚胎在相当一定时间内处于游离状态，未与子宫建立实质性联系，这为胚胎的移植提供了可能，A正确；移植的胚胎在一定时期后会与受体子宫建立生理上和组织上的联系，从而保证了以后正常发育所需要的营养条件，B正确；一般来说，同一物种的受体母畜对于移入子宫的外来胚胎没有免疫排斥现象，C正确；供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响，即性状与受体无关，D错误。
章末整合提升
综合归纳
1.A 制备原生质体时，需使用纤维素酶和果胶酶去掉细胞壁，A错误；原生质体的融合依赖细胞膜的流动性，B正确；过程③将细胞培养成植株，利用的是植物组织培养技术，C正确；三倍体植株在减数分裂过程中联会紊乱，不能形成正常的配子，因此不能形成种子，可产生无子柑橘，D正确。
2.B 植物激素的配比可影响植物的分裂与分化，A正确；春剑为二倍体生物，绿宝石为四倍体生物，形成的杂交兰为三倍体，不可育，说明春剑和绿宝石两个品种之间存在生殖隔离，B错误；春剑为二倍体生物，绿宝石为四倍体生物，杂交生成的杂种胚应该有20条染色体来自春剑，40条染色体来自绿宝石，故一共有60条，C正确；春剑为二倍体植株，绿宝石为四倍体植株，杂交后植株为三倍体，故目的植株对于春剑和绿宝石而言发生了染色体数目变异，D正确。
3.B 根据题意分析可知：小鼠免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合后，培养基上会有5种类型的细胞，但最终生存下来的只有杂交瘤细胞，A错误；由于小鼠骨髓瘤细胞是一类HGPRT代谢缺陷型细胞，因此骨髓瘤细胞合成DNA是第1条途径，但是A可以阻断DNA合成的第1条途径，所以HAT培养基中未融合的骨髓瘤细胞在A的阻遏下因不能合成DNA而死亡，B正确；免疫B细胞属于高度分化的细胞，不再增殖，C错误；HAT培养基中选择出的杂交瘤细胞都能无限增殖，但不是都能产生单克隆抗体，D错误。
4.（1）抗原—抗体特异性结合 复制和转录 （2）①无 B细胞不能增殖，骨髓瘤细胞既不能进行全合成途径也不能进行补救合成途径，从而不能增殖 ②杂交瘤细胞 杂交瘤细胞具有B细胞和骨髓瘤细胞双方的遗传物质，可以进行补救合成途径
解析：（1）抗体具有特异性，“瞄准装置”的作用原理是抗体—抗原特异性结合。基因是有遗传效应的DNA片段，依据中心法则可知，活化阿霉素可直接抑制细胞中基因的复制和转录过程。（2）免疫的B细胞属于高度分化的细胞，不能进行增殖；根据题意可知，骨髓瘤细胞中缺乏转化酶，因此不具备补救合成途径，在含HAT的选择培养基中其全合成途径又被阻断，故无法在HAT培养基上增殖。杂交瘤细胞是由B细胞和骨髓瘤细胞融合而成的，具有B细胞和骨髓瘤细胞双方的遗传物质，故可以进行无限增殖；其含有来自B淋巴细胞的补救合成途径所必需的转化酶和激酶，可以进行补救合成途径，因此可以在HAT培养基上大量增殖。
5.C 在人工授精时，一般选择优良品种公牛的精液进行受精作用，因此人工授精能更有效地发挥公畜的优良特性，A正确；体外受精是分别将卵子与精子取出后，在体外（培养皿中）使其受精，能更有效地发挥母畜的繁殖潜能，B正确；人工授精、体外受精的本质与自然受精相同，都是两性生殖细胞的结合，C错误；人工授精过程中的精、卵结合发生在母畜体内，而体外受精中这一过程发生在体外培养液中，D正确。
6.（1）促性腺激素 （2）获能溶液（或专用的受精溶液） 透明带反应和卵细胞膜反应 减数分裂Ⅱ中（或MⅡ） （3）卵细胞膜和透明带 对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
解析：（1）促性腺激素可以促进排卵。（2）试管婴儿技术中，卵母细胞与获能的精子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精，受精过程中，透明带反应和卵细胞膜反应可以阻止多精入卵。获能的精子与处于减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞完成受精作用。（3）当在卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，说明卵子已经完成了受精。胚胎移植时，受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，这为胚胎存活创造了有利条件。
真题体验
1.D 芽尖等分生组织分裂旺盛，且含病毒少，取材时常选用其作为外植体，A正确；培养基中有大量的营养物质容易被细菌污染，加入抗生素可降低杂菌的污染，B正确；将丛生芽切割后转移到新的培养基上继续进行扩大培养称为继代培养，其又可分为第二代培养、第三代培养等。大多数植物每隔4～6周进行一次继代培养，每进行一次继代培养，培养物一般能增殖3～4倍。正因为培养物可以不断继代培养，所以离体繁殖速度比常规方法通常要快数万倍，可实现快速繁殖，C正确；提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成根而不是芽，D错误。
2.D 悬浮培养单克隆细胞，可以保证足够的气体交换，通过振荡或转动装置使细胞始终悬浮于培养液内，可有效避免接触抑制，A正确；用于培养单克隆细胞的培养基通常需加血清，B正确；病毒借助于细胞进行繁殖，利用了活细胞的物质、能量、酶等，当病毒达到一定数量时细胞的生命活动受到影响，会影响细胞的增殖，C正确；细胞的正常生命活动需要适宜的pH，培养基pH会影响细胞代谢，进而影响单克隆细胞的病毒产量，D错误。
3.D 去除植物细胞壁需要使用纤维素酶和果胶酶，A错误；原生质体需置于等渗溶液中，置于低渗溶液中，原生质体会吸水涨破，B错误；检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，死的原生质体被染色，C错误；聚乙二醇促进原生质体融合后，两个细胞的叶绿体颜色有差异，可以以叶绿体颜色等差异为标志识别两种细胞融合后的杂种细胞，D正确。
4.A 营养供应充足时，传代培养的胚胎干细胞也会发生接触抑制，A错误；XO胚胎干细胞中丢失了Y染色体，因而该细胞的获得过程发生了染色体数目变异，B正确；XO胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化，C正确；若某濒危哺乳动物仅存雄性个体，可用该法获得有功能的卵母细胞，进而用于繁育，实现对濒危物种的保护，D正确。
5.D 子代动物的遗传性状与供体基本一致，A错误。核移植过程中需要处于MⅡ期的去核卵母细胞，而过程1是培育试管动物，需要培育到适宜时期（桑葚胚或囊胚等时期）进行胚胎移植，B错误。过程2得到的是克隆动物，是无性生殖的一种，不能大幅改良动物性状，C错误。过程2克隆技术可得到大量同种个体，为过程3提供了量产方式；过程3是转基因技术，转基因可导入外源优良基因，为过程1、2提供了改良性状的方式，D正确。
6.C 试管动物的培育过程主要包括：①精子的采集与体外获能处理，卵母细胞采集（注：为获得更多卵子可进行超数排卵处理）与成熟培养；②卵子与精子的体外受精；③胚胎早期的培养；④待胚胎生长到一定阶段后，进行胚胎移植。综上，C符合题意。
第3章 基因工程
第1节 重组DNA技术的基本工具
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1）转基因 DNA分子 遗传特性 生物类型
（2）DNA双螺旋结构 DNA PCR
2.（1）①原核生物 ②核苷酸序列 磷酸二酯键 ③黏性末端 平末端 （2）①两个DNA片段 限制酶 磷酸二酯键
3.（1）√
（2）× 提示：DNA重组技术的工具有限制酶、DNA连接酶和载体，没有DNA聚合酶。
（3）× 提示：限制酶在原来的原核细胞内用于切割外源DNA，使之失效，从而保护自身。
（4）√
（5）× 提示：E.coli DNA连接酶不能连接平末端。
互动探究
1.（1）① ②
（2）不同 专一性 （3）T4 DNA连接酶
（4）提示：断开2个磷酸二酯键；产生2个游离的磷酸基团；产生2个黏性末端；消耗2分子水。
2.（1）DNA连接酶 DNA聚合酶 （2）磷酸二酯
（3）提示：将单个的脱氧核苷酸连接到已经形成的脱氧核苷酸链上 连接DNA分子的两个片段
（4）①能 ②不能
学以致用
1.B 限制酶EcoR Ⅰ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶Sma Ⅰ和EcoRⅤ切割形成的是平末端，E.coli DNA连接酶只能连接黏性末端，而T4 DNA连接酶可连接黏性末端和平末端，但连接效率较低，A错误。DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键；DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键；RNA聚合酶将单个核糖核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键，B正确。一个限制酶切割一次，使DNA双链断开，会有两个磷酸二酯键断裂，形成2个黏性末端或平末端，形成2个游离的5'末端，C错误。若两种限制酶的识别序列相同，但由于识别的位点不同，切割形成的末端不同，故不一定能通过DNA连接酶相互连接，D错误。
2.A DNA连接酶可以连接平末端或互补配对的黏性末端，而非任意的两个DNA片段，A错误。
知识点（二）
自主学习
1.噬菌体
2.（1）环状双链DNA （2）自我复制或整合到受体DNA上 限制酶切割位点 标记基因 筛选 （3）①受体细胞 ②外源基因
3.（1）× 提示：作为载体的质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因。
（2）√
（3）× 提示：质粒是DNA，细胞膜中的载体是蛋白质。
（4）√
互动探究
（1）提示：不是；除了质粒外，载体还有动植物病毒和噬菌体等。
（2）提示：不可行；因为如果没有载体导入受体细胞，目的基因无法进行自我复制和稳定存在以及表达。
（3）提示：合理；因为仅导入载体的和导入目的基因的受体细胞均能在该培养基中存活。
（4）提示：噬菌体的宿主细胞是细菌，而不是家蚕。
学以致用
1.D 质粒不只分布于原核生物中，在真核生物（如酵母菌）细胞内也有分布，A错误；并不是所有的质粒上都能找到限制酶的切割位点而成为适合运载目的基因的工具，B错误；重组质粒进入受体细胞后，可以在细胞内自我复制，或整合到受体染色体DNA上后复制，C错误。
2.D 基因AmpR和TetR在同一个DNA分子上，不是一对等位基因，A错误；质粒是指一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子，动植物病毒的DNA不属于质粒，B错误；限制酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，C错误；重组质粒④中，氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏，因此用质粒④将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培养基上生长，D正确。
知识点（三）
自主学习
1. 酒精 NaCl溶液 2 mol/L 蓝色
2.纱布 4 酒精
3.（1）√
（2）× 提示：研磨之后，通过过滤或离心，DNA在上清液中。
（3）× 提示：在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。
互动探究
1.提示：研磨不充分会使细胞核内的DNA释放不完全，提取的DNA量变少，导致看不到白色丝状物，用二苯胺鉴定不显示蓝色。
2.提示：DNA不溶于酒精，加入预冷的酒精溶液有利于DNA的析出。预冷的酒精溶液具有以下优点：一是抑制核酸水解酶活性，防止DNA降解；二是降低分子运动，易于形成沉淀析出；三是低温有利于增加DNA分子柔韧性，减少断裂。玻璃棒沿着一个方向搅拌可防止丝状DNA破碎，可以完整地缠在玻璃棒上。
3.提示：搅拌时玻璃棒不能直插烧杯底部，搅拌要轻缓，并向一个方向搅拌以便获得较完整的DNA分子。
4.提示：2次静置或离心，目的是将DNA和杂质分子分开，第1次操作后，DNA存在于上清液中；第2次操作后DNA存在于析出的白色丝状物或离心管沉淀中。
学以致用
1.B 低温时，DNA酶的活性较低，过滤液沉淀过程在4 ℃冰箱中进行是为了防止DNA降解，A正确；离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀，B错误；沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；粗提取的DNA中可能含有RNA、脂质、少量蛋白质，D正确。
2.D 图1所示操作为析出DNA，溶液a是研磨液过滤静置后得到的上清液，A正确；加入预冷的酒精的目的是析出DNA、去除溶于酒精的蛋白质等杂质，原理是DNA不溶于酒精，而蛋白质等杂质能溶于酒精，B正确；图2所示操作中的错误是试管中的液面高于水浴的液面，导致试管受热不均匀，C正确；图2中试管1的作用是作为对照，排除NaCl溶液对实验结果的干扰，D错误。
【过程第1课时 动物细胞培养
导学 聚焦 1.运用结构与功能观分析并归纳概括动物细胞培养的条件。 2.基于事实和证据，采用归纳与概括等方法，以文字、模型构建的形式表示动物细胞培养过程。 3.通过对干细胞特性的理解，认可能用干细胞解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥反应的生活实际问题
知识点（一） 动物细胞培养的条件和过程
1.动物细胞培养的概念
是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成 ，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞 和 的技术。
2.动物细胞培养的条件
3. 动物细胞培养的过程
小提醒：使用胰蛋白酶时，要控制好作用时间，因为胰蛋白酶不仅能消化细胞间的蛋白质，长时间作用还会分解细胞膜蛋白等，对细胞造成损伤。
4.判断下列有关表述的正误
（1）多数动物细胞培养过程中其培养液所需的适宜pH为6.8～7.0。（ ）
（2）动物细胞培养要定期更换培养液，其目的是便于清除代谢物，防止代谢物积累对细胞自身造成伤害。（ ）
（3）动物细胞培养技术的原理是动物细胞的全能性。（ ）
（4）制备肝细胞悬液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理。（ ）
（5）培养动物细胞的第一代（即第一次细胞增殖）被称为原代培养。（ ）
探讨一 分析动物细胞培养的条件
1.体外培养的细胞和动物体内的细胞一样，也需要充足的营养和稳定的内环境。分析回答下列有关问题：
（1）动物细胞培养时，除了添加糖类、氨基酸等必要的营养成分外，往往还需添加血清等一些天然成分，原因是什么？
（2）在动物细胞培养时，如何操作才能创造无菌、无毒的培养环境？
（3）动物细胞培养需要控制什么样的气体环境？各自起什么作用？
探讨二 分析动物细胞培养的过程，提高理解能力
2.如图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据图回答：
（1）动物细胞培养时，为什么要将动物组织分散成单个细胞？
（2）培养瓶中的细胞培养为什么要进行传代培养？
（3）在动物细胞培养过程中，细胞有哪些生长类型，是否都会出现接触抑制现象？
（4）“细胞增殖到互相接触的时候，糖蛋白识别了这种信息，就会使细胞停止分裂增殖，出现接触抑制的现象”。试结合上述解释，举例说明哪种细胞无接触抑制现象，并阐述原因。
1.两组概念的辨析
（1）细胞贴壁和接触抑制
①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。
②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。
（2）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、胶原蛋白酶处理的对象。
①第一次：用胰蛋白酶、胶原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。
②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。
2.动物细胞培养和植物组织培养的比较
1.（2024·辽宁沈阳模拟）治疗大面积烧伤时，可通过细胞培养构建“人造皮肤”进行移植。下列叙述错误的是（ ）
A.使用烧伤病人健康皮肤细胞可培养出不产生免疫排斥反应的“皮肤”
B.用胰蛋白酶处理皮肤组织，目的是使它分散成单个细胞
C.贴壁生长的皮肤细胞会发生接触抑制现象
D.传代培养时，贴壁细胞直接用离心法收集，然后再分瓶培养
2.如图为猪输卵管上皮细胞培养过程示意图。下列有关叙述正确的是（ ）
A.甲→乙和丙→丁过程都有细胞的分裂和分化
B.丙为原代培养，丁为传代培养，二者都需要在添加血清的合成培养基中进行
C.丙过程会出现细胞贴壁生长和接触抑制现象，而丁过程不会出现此现象
D.为避免培养过程中的杂菌污染，丙、丁过程中培养瓶盖必须旋紧不漏气
知识点（二） 干细胞培养及其应用
1.胚胎干细胞（简称ES细胞）
（1）概念：存在于 中，具有分化为成年动物体内的任何一种类型的细胞，并进一步形成机体的所有 甚至 的潜能。
（2）局限：胚胎干细胞必须从 中获取，这涉及伦理问题，因而限制了它在医学上的应用。
（3）成果：目前科学家已经分离了兔、牛、猴和人等的ES细胞，并证明了ES细胞可以在体外分化成 、 和造血干细胞等细胞。
2.成体干细胞
（1）概念： 组织或器官内的干细胞。
（2）类型
（3）特点：具有 ，只能分化成特定的细胞或组织， 发育成完整个体的能力。
（4）作用：有着自我更新能力及 的干细胞，与组织、器官的发育、再生和 等密切相关。
（5）应用
①造血干细胞：治疗 及一些恶性肿瘤放疗或化疗后引起的造血系统、 功能障碍等疾病。
②神经干细胞：治疗神经 和神经系统 （如帕金森病、阿尔茨海默病等）。
3.诱导多能干细胞（iPS细胞）
功能 类似于 干细胞
优点 诱导过程无须破坏胚胎，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，理论上可以避免
4.判断下列有关表述的正误
（1）干细胞能分化成各种类型的细胞。（ ）
（2）造血干细胞主要存在于成体的骨髓、外周血和脐带血中。（ ）
（3）iPS细胞类似于胚胎干细胞，又称为诱导多能干细胞。（ ）
（4）胚胎干细胞可以来源于早期胚胎，也可以来源于成熟个体。（ ）
（5）神经干细胞可用于治疗帕金森病和阿尔茨海默病等。（ ）
探讨 分析iPS细胞的应用，增强社会责任
如图为iPS细胞的培养和利用过程，请据图回答：
（1）1→2过程的实质是 。
（2）诱导多能干细胞用于治疗人类的某些顽症的原理是什么？
（3）诱导多能干细胞为什么可以解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题？
三种干细胞的比较
1.某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述错误的是（ ）
小鼠纤维 母细胞诱导多能 干细胞肝细胞、神经细胞、 上皮细胞等
A.过程②是诱导多能干细胞的形态、结构和功能发生稳定性差异的过程
B.与纤维母细胞相比，经过程①形成的诱导多能干细胞的全能性较高
C.肝细胞、神经细胞、上皮细胞等细胞中基因组成相同，但蛋白质不完全相同
D.上述细胞中具有细胞周期的是诱导多能干细胞和神经细胞
2.帕金森病（PD）是由于多巴胺（DA）神经元变性导致多巴胺分泌减少，从而引起一系列神经功能障碍。研究发现，人的诱导多能干细胞（iPS细胞）经定向诱导后能分化为有功能的DA神经元，可用于治疗患PD的大鼠，有望应用于对人类PD的治疗。下列叙述错误的是（ ）
A.与胚胎干细胞相比，诱导获得iPS细胞的过程无须破坏胚胎，不涉及伦理问题
B.iPS细胞可来源于病人自身细胞，将它移植回病人体内理论上可避免免疫排斥反应
C.有自我更新能力及分化潜能的干细胞，可放心应用于临床治疗
D.推测植入神经干细胞也能修复部分DA神经元，缓解PD的症状
（1）动物细胞培养是指
。
（2）动物细胞培养需要的培养条件是
。
（3）贴壁生长的细胞随着原代培养的进行，要进行传代培养的原因是
。
（4）iPS细胞应用前景优于胚胎干细胞的理由是
。
1.（2024·河北保定高二调研）在进行动物细胞培养时，需要（ ）
A.用胃蛋白酶处理以获得单细胞悬液
B.充入5％CO2以刺激细胞正常呼吸
C.加入经高压蒸汽灭菌的血清以提供营养
D.定期更换培养液以清除代谢物
2.如图是动物细胞培养过程中可能出现的接触抑制现象，下列有关叙述错误的是（ ）
A.正常动物细胞培养过程中均会出现接触抑制现象
B.癌细胞无接触抑制因而培养时可形成多层细胞
C.出现接触抑制时细胞将停止分裂活动
D.出现接触抑制后需要用胰蛋白酶处理后才可进行传代培养
3.（2024·广东佛山期末）如图为科学家在实验室中培养“人造牛肉”的简要过程，下列相关叙述正确的是（ ）
A.“人造牛肉”的培养有利于牛肉的工厂化生产，但环境污染严重
B.用胃蛋白酶处理牛肌肉组织，获得分裂能力强的肌肉母细胞
C.生物反应器内应控制适宜的温度，并充入纯氧保证细胞呼吸
D.培养液中的支架提供了更多的细胞吸附面积，有利于细胞贴壁生长
4.利用逆转录病毒将4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达，可使这个细胞成为类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞（iPS细胞）。下图为该技术在人体细胞中的实验示意图。下列相关叙述错误的是（ ）
A.由iPS细胞产生其他种类细胞的过程为细胞分化
B.利用患者的iPS细胞对其自身受损器官进行修复，与传统器官移植相比成功率更高
C.目前iPS细胞在实际应用中还存在许多问题，例如，有研究发现iPS细胞的增殖难以控制，即iPS细胞具有衰老细胞的特征
D.结合以上信息分析，iPS细胞可能容易分散
提示：完成课后作业 第2章 第2节 第1课时
7 / 7第2课时 胚胎工程技术及其应用
导学 聚焦 1.基于胚胎移植的生理学基础，运用归纳与概括、对比与分析、模型与建模等方法，以文字和图示的形式说明体外受精和胚胎移植的过程。 2.关注试管动物技术在促进家畜快速繁殖中的应用。关注胚胎工程与畜牧业发展
知识点（一） 体外受精和胚胎移植
1.体外受精
（1）试管动物：通过人工操作使卵子在 受精，经培养发育为 后，再进行移植产生的个体。
（2）体外受精技术的主要步骤： 、 和 。
（3）过程
2.胚胎移植
（1）概念：是指将通过 及其他方式得到的胚胎，移植到 、 的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
（2）胚胎移植的基本程序
（3）胚胎移植的意义
①充分发挥雌性优良个体的 。
②大大缩短了供体本身的 。
③对供体施行 处理后，增加后代数量。
3.判断下列有关表述的正误
（1）为了获得更多的卵母细胞，需用性激素对供体进行处理。（ ）
（2）受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植。（ ）
（3）胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行，因为两者生理特征相近，易于成功。（ ）
（4）胚胎移植时，供体母畜需要具备优良的遗传性状。（ ）
探讨 分析胚胎移植的相关问题
试管动物技术正广泛应用于畜牧业生产，如图为试管牛的生产流程图，请回答下列问题：
（1）①过程中，获得的精子经获能处理后才具备受精能力，同时获得的卵母细胞应培养至 期，原因是 。
（2）从精子、卵子结合的场所分析体外受精和人工授精是否相同？请说明理由。
（3）②过程应选 进行胚胎移植，其实质是
。
（4）移入的早期胚胎能在受体子宫里面成活的原因是
。
（5）胚胎移植过程中，对供、受体的选择有哪些要求？
（6）胚胎移植后，经受体孕育的后代，其遗传特性是与供体还是受体保持一致？为什么？
1.胚胎移植的生理学基础
2.胚胎移植中的四个注意点
1.（2024·合肥高二期中）梅花鹿胚胎移植实验的主要流程：①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④对胚胎进行质量检查→⑤胚胎
移植→子代梅花鹿。下列相关叙述正确的是（ ）
A.①过程需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞并完成减数分裂
B.③过程是以哺乳动物早期胚胎在输卵管或子宫中处于游离状态为前提的
C.④可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚
D.⑤过程中移植的胚胎必须与受体血型相同
2.（2024·吉林通化高二检测）下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是（ ）
A.对供体、受体要进行选择
B.要用激素对供体进行超数排卵处理
C.供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应
D.受精卵移入相应的培养液中培养，待培养的胚胎发育到特定阶段再移植
知识点（二） 胚胎分割
1.概念：采用 将早期胚胎切割成 等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
2.实质：动物的 繁殖或克隆。
3.主要仪器设备： 和 。
4.操作程序
（1）选择发育良好、形态正常的 ，移入盛有操作液的培养皿中。
（2）在显微镜下用 或分割刀分割，在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将 均等分割。
（3）还可用分割针分割滋养层，做 。
（4）分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经 后，再移植给受体。
5.胚胎分割的意义
6.判断下列有关表述的正误
（1）胚胎的产生过程一般是有性生殖，但胚胎分割是无性生殖。（ ）
（2）做DNA分析、鉴定性别要取内细胞团处的细胞。（ ）
（3）胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。（ ）
（4）利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎。（ ）
探讨 分析胚胎分割时的注意事项
如图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题：
（1）对囊胚阶段的胚胎分割时，为什么将内细胞团均等分割？
（2）胚胎分割是不是分割的份数越多，效率越高？
（3）做性别鉴定时选取哪部分细胞进行DNA分析？为什么？
（4）原肠胚时期进行胚胎分割可以吗？为什么？
1.胚胎分割的基础
（1）理论基础：细胞的全能性。
（2）物质基础：每个细胞核内具有相同的遗传物质。
2.胚胎分割动物与体细胞核克隆动物的比较
项目 胚胎分割动物 体细胞核克隆动物
相同点 都属于无性生殖或克隆，最终技术是胚胎移植
不 同 点 胚胎的来源 雌性动物的早期胚胎或体外受精及其他方式得到的胚胎 通过核移植技术获得的重构胚
遗传物质 胚胎分割动物具有相同的遗传物质 克隆动物的核遗传物质主要由供体细胞的细胞核提供
起点 经过受精作用或其他方式形成的一个细胞 经过核移植形成的一个细胞
1.胚胎分割技术是一种现代生物技术，下列关于这一技术的叙述正确的是（ ）
①胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份 ②胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎 ③胚胎分割技术属于无性繁殖，因此属于克隆
④胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎
A.①② B.②③
C.①③④ D.①②③④
2.如图表示胚胎分割的过程，下列有关胚胎分割的说法，错误的是（ ）
A.为了获得良种后代，可以取少量滋养层细胞进行DNA分析
B.细胞A不一定是受精卵
C.为了获得更多的胚胎，分割胚胎时产生的份数越多越好
D.对胚胎进行分割后得到的个体性别相同
（1）体外受精的步骤主要包括
。
（2）胚胎移植是将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，
。
（3）胚胎分割是指
。
1.下列有关试管动物的说法，正确的是（ ）
A.试管牛所采用的技术中包含克隆技术和体外受精、胚胎移植
B.卵子在受精前也要经历类似精子获能的过程
C.试管婴儿技术让无法产生生殖细胞的夫妇得到自己的孩子
D.试管动物的繁殖方式为无性生殖
2.下列有关胚胎分割的叙述，错误的是（ ）
A.选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行分割
B.对囊胚进行胚胎分割时要保证将内细胞团均等分割
C.胚胎分割产生的后代个体表型一定完全相同
D.胚胎分割可以看成动物的无性繁殖或克隆
3.（2024·福建泉州高二检测）下列关于胚胎工程的叙述，错误的是（ ）
A.体外受精时对精子要进行获能处理，卵母细胞也需要培养至减数分裂Ⅰ中期
B.试管牛的培育过程属于有性生殖过程
C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清
D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术
4.（2024·福建厦门高二期中）下列关于胚胎移植生理学基础的说法，错误是（ ）
A.早期胚胎处于游离状态，为胚胎的移植提供了可能
B.供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理、组织的联系，这是供体胚胎正常发育的生理基础
C.受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内存活提供了可能
D.胚胎移植产下的个体在细胞质基因控制的性状上与受体性状相似
提示：完成课后作业 第2章 第3节 第2课时
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