2022年新人教版高中生物選擇性必修三答案與提示

選擇性必修三生物技術(shù)及工程

第1章發(fā)酵工程

第1節(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用

從社會(huì)中來(lái)

葡萄酒和葡萄醋都是由葡萄發(fā)酵而來(lái)，但是一個(gè)經(jīng)酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生了酒精，另一個(gè)經(jīng)醋酸菌有氧呼吸

產(chǎn)生了醋酸,因此口感不同。(P4)

探究?實(shí)踐

.1用水密封泡菜壇的目的是給泡菜壇內(nèi)制造無(wú)氧環(huán)境，這說(shuō)明泡菜制作需要在無(wú)氧條件下進(jìn)展。(P6)

2在泡菜發(fā)酵初期，由蔬菜外表帶入的大腸桿菌、酵母菌等較為活潑，它們可進(jìn)展發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物中

有較多的CO2,假設(shè)泡菜壇裝得太滿，發(fā)酵液可能會(huì)溢出壇外。

另外，泡菜壇裝得太滿，會(huì)使鹽水不太簡(jiǎn)潔完全漂浮菜料，從而導(dǎo)致壇內(nèi)菜料變質(zhì)腐爛。泡菜

壇留有肯定的空間，也更便利拿取泡菜。(P6)

.3提示：依據(jù)實(shí)際狀況答復(fù)。(P6)

探究?實(shí)踐

1,在葡萄酒的制作過(guò)程中，發(fā)酵液中會(huì)產(chǎn)生氣泡，這是由于酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生co2?

假設(shè)是用紫色葡萄制作葡萄酒，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，由果皮進(jìn)入發(fā)酵液的花青素會(huì)越來(lái)凝多，因而發(fā)酵液的

顏色會(huì)漸漸加深變成深紅色。果醋發(fā)酵過(guò)程中一般不會(huì)消滅氣泡，發(fā)酵完成時(shí)，在發(fā)酵液的液面上會(huì)消滅一層

菌膜，這是醋酸菌膜。(P7)

2.果酒中除了酵母菌，還有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖、甘油、酒石酸等，

從而使果酒變質(zhì)?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整發(fā)酵的溫度、果酒的pH等來(lái)把握乳酸菌的含量。果汁中的糖也是

醋酸菌重要的碳源和能源。在有氧的狀況下，醋酸菌能把糖分解成醋酸：在缺少糖源的狀況下，乙醇便

是醋酸菌的碳源和能源，它將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，再將乙醛變?yōu)榇姿?。由于醋酸菌在有氧的條件下才能進(jìn)

行旺盛的代謝活動(dòng)，因此在制作果酒的過(guò)程中盡量削減。2含量，可以抑制醋酸菌的生長(zhǎng)生殖。此外，通過(guò)

調(diào)整發(fā)酵的溫度、果酒的pH等同樣可以把握醋酸菌的含量。

3.隨著醋酸發(fā)酵的進(jìn)展，發(fā)酵液的pH、發(fā)酵溫度等均不利于酵母菌的生長(zhǎng)生殖，因此酵母菌活性

很低。在我們的試驗(yàn)條件下，當(dāng)翻開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會(huì)進(jìn)入發(fā)酵液中大量生殖，其他的菌因不

適應(yīng)環(huán)境條件而不能生殖。在工業(yè)上，后期醋的發(fā)酵需要人工接種醋酸菌。我們制作果醋時(shí)，可以先買

一瓶醋，將其翻開暴露于空氣中，一段時(shí)間后在醋的外表會(huì)有一層薄膜(實(shí)際上是醋酸菌),用這層薄膜進(jìn)

展接種可以明顯縮短制作果醋的時(shí)間。(P7)

4.提示：依據(jù)實(shí)際狀況答復(fù)。(P7)

到社會(huì)中去

從少量制作轉(zhuǎn)向大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，會(huì)遇到很多問(wèn)題。例如，少量制作果醋時(shí)，不需要特地的攪拌裝置，而大規(guī)

模生產(chǎn)果醋時(shí)，由于發(fā)酵罐容積很大，就需要安裝攪拌器，以保障醋酸菌對(duì)02的需求?？梢娫诖笠?guī)模生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)

品時(shí)，需要進(jìn)展更為全面周詳?shù)目紤]，如考慮原料的來(lái)源與選擇、菌種的選育與培育、發(fā)酵設(shè)備的選擇、發(fā)酵條

件的自動(dòng)化把握、發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量把握、本錢價(jià)格等。自己制作的果酒和果醋并非商品意義上的產(chǎn)品。在

實(shí)際生產(chǎn)中還需要經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾、滅菌、裝瓶等過(guò)程才能獲得成品酒或醋。果酒還需要在肯定條件下進(jìn)展后續(xù)

發(fā)酵，以獲得特定的風(fēng)味和色澤。通過(guò)深入思考，可以感悟到工程、技術(shù)與科學(xué)的不同，科學(xué)以“覺(jué)察”為核心，

技術(shù)以“制造”為核心，工程以“建筑”和"產(chǎn)品”為核心。技術(shù)要通過(guò)工程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，將一系列相關(guān)技術(shù)體系化地

組合起來(lái)，才能轉(zhuǎn)化應(yīng)用在工程中，大規(guī)模生產(chǎn)人們需要的產(chǎn)品。(P8)

練習(xí)與應(yīng)用

-'概念檢測(cè)

1.(l)x(2)x(3)<(P8)

2.D(P8)

二'拓展應(yīng)用

1.提示：腐乳、泡菜、醬、豆豉等都是生活中常見的傳統(tǒng)發(fā)酵食品。(P8)

2.(1)應(yīng)當(dāng)在發(fā)酵10天后食用比較適宜，由于這時(shí)亞硝酸鹽含量已經(jīng)降到較低的水平。(P8)

(2)可能是食鹽濃度過(guò)高、發(fā)酵溫度過(guò)低等緣由導(dǎo)致泡菜未能正常發(fā)酵。(P8)

(1)“陳泡菜水''中含有純度較高的乳酸菌，參加“陳泡菜水”相當(dāng)于接種乳酸菌。(P8)

3.C同學(xué)的裝置更適合制作果醋。出料口可以用來(lái)取樣；充氣口可以在發(fā)酵時(shí)連接充氣泵進(jìn)展充氣，從而

有利于醋酸菌更好地進(jìn)展有氧呼吸，提高發(fā)酵效率；排氣口可以用來(lái)排出在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的氣體，它通過(guò)一個(gè)

長(zhǎng)而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是防止空氣中微生物的污染。

進(jìn)一步改進(jìn)：可以在充氣口填充棉花或者安裝其他過(guò)濾裝置，以防止充入的氣體攜帶外來(lái)雜菌污染發(fā)酵液等。

(P8)

第2節(jié)微生物的培育技術(shù)及應(yīng)用

01微生物的根本培育技術(shù)

從社會(huì)中來(lái)

應(yīng)領(lǐng)先對(duì)制作用具和原料進(jìn)展滅菌處理，再接種純的菌種，并把握發(fā)酵條件，避開雜菌進(jìn)入。(P9)

旁欄思考題

培育基中的氮元素是微生物合成蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)所必需的。(P10)

旁欄思考題

無(wú)菌技術(shù)還能有效避開操作者被微生物感染。(P1O)探

究?實(shí)踐

1.在未接種的培育基外表應(yīng)當(dāng)沒(méi)有菌落生長(zhǎng)，假設(shè)有，說(shuō)明培育基被雜菌污染。(P13)

2.略。(P13)

3.提示：依據(jù)實(shí)際狀況答復(fù)。(P13)

思維訓(xùn)練

所謂“酵素”，就是“酶”的另一種說(shuō)法。"酵素”制作就是利用微生物進(jìn)展無(wú)氧呼吸的原理，進(jìn)展像制作泡菜一

樣的發(fā)酵。這樣制作的“酵素”中可能有糖類(包括一些簡(jiǎn)潔的糖和膳食纖維等)、蛋白質(zhì)(包括多種酶)、有機(jī)酸等

成分，不存在它獨(dú)有的、特別的養(yǎng)分物質(zhì)，其中甚至可能含有微生物發(fā)酵產(chǎn)生的有毒物質(zhì)，食用后可能會(huì)危害

人體安康。因此，“吃水果，酵素，可以美容、減肥、促進(jìn)消化和提高免疫力”的論點(diǎn)值得疑心?？梢酝ㄟ^(guò)查閱專業(yè)

學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表的有關(guān)爭(zhēng)辯論文，或親自檢測(cè)水果“酵素”中的成分，獵取科學(xué)牢靠的證據(jù)進(jìn)展全面論證。

(P14)

練習(xí)與應(yīng)用

-、概念檢測(cè)

1.(1)X(2)Y(3)X(P14)

2.日常生活中保存食品的方法有干制、腌制、低溫儲(chǔ)存等。干制可以降低食品的水分含量；腌制可以通

過(guò)食鹽、糖等制造高滲環(huán)境，從而抑制微生物的生長(zhǎng)和生殖；低溫則是通過(guò)降卑微生物的代謝速率來(lái)抑制微生

物的生長(zhǎng)和生殖。(P14)

二'拓展應(yīng)用

1.(1)培育皿和培育基。(P14)(2)

接種(P14)

(3)通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果可以看到，洗手后手上還有一些微生物，不能直接進(jìn)展無(wú)菌操作?？梢酝ㄟ^(guò)用酒精棉球擦

拭雙手，或戴消過(guò)毒的手套等方法來(lái)避開手上微生物的污染。(P14)

2.(1)意味著培育液中GJ2含量不同。(P14)

(2)培育液中。2含量越高，酵母菌種群密度越大。(P14)

(3)這時(shí)候已經(jīng)乳達(dá)了環(huán)境容納量。(P14)

02微生物的選擇培育和計(jì)數(shù)

思考?爭(zhēng)辯

1,設(shè)計(jì)一種選擇培育基，用尿素作為唯一氮源，可以將分解尿素的細(xì)菌分別出來(lái)。(P16)

2.這種培育基與一般培育基相比，只是用尿素作為唯一氮源，培育基的其他養(yǎng)分成分根本一樣。（P16）探

究?實(shí)踐

1.假設(shè)沒(méi)有接種的培育基上沒(méi)有菌落生長(zhǎng)，說(shuō)明培育基沒(méi)有被雜菌污染。假設(shè)接種后的完全培育基

上的菌落數(shù)明顯多于選擇培育基上的菌落數(shù)，說(shuō)明選擇培育基篩選出了一些尿素分解菌。（P19）

2.假設(shè)得到了兩個(gè)或多個(gè)菌落數(shù)為30?300的平板，說(shuō)明稀釋度適宜，操作比較成功，能夠進(jìn)展菌落

的計(jì)數(shù)。（P19）

3,假設(shè)是用同一土樣進(jìn)展的操作，數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)比較接近。假設(shè)差異很大，就需要從操作是否標(biāo)準(zhǔn)、培育

基配制是否合理等方面查找緣由。（P19）

練習(xí)與應(yīng)用

-、概念檢測(cè)

1.（l）x（2）“3W（P20）

2.D?（P20）

二'拓展應(yīng)用

1.反芻動(dòng)物的瘤胃中有大量的微生物，其中就有分解尿素的微生物。由于瘤胃中的微生物多為厭氧菌，

接觸空氣后會(huì)死亡，因此分別其中能分解尿素的微生物除了需要預(yù)備選擇培育基，還應(yīng)當(dāng)參照厭氧菌的培育方

法進(jìn)展試驗(yàn)設(shè)計(jì)。（P20）

2.（1）提示：可以參考本節(jié)“探究?實(shí)踐”中的設(shè)計(jì)思路進(jìn)展設(shè)計(jì)。（P20）

⑵纖維素分解菌大多分布在富含纖維素的環(huán)境中，采集土樣時(shí)，可以選擇纖維素豐富的環(huán)境，如樹林

中多年落葉形成的腐殖土等。（P20）

（3）這是人工設(shè)置適合纖維素分解菌生存的環(huán)境，腐爛的濾紙上很可能有纖維素分解菌。（P20）

第3節(jié)發(fā)酵工程及其應(yīng)用

從社會(huì)中來(lái)

提示：?jiǎn)栴}僅作為引入本節(jié)學(xué)習(xí)的提示，本節(jié)將就此問(wèn)題開放具體表達(dá)。（P22）

旁欄思考題

我國(guó)幅員寬廣，地理生態(tài)環(huán)境多樣，為各種微生物的生長(zhǎng)生殖供給了條件，這有利于發(fā)酵工程選育菌種。

優(yōu)良的菌種不僅具有強(qiáng)健，不易退化，其發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)量高、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，它往往還會(huì)賜予發(fā)酵產(chǎn)品獨(dú)特

的風(fēng)味，因此菌種選育環(huán)節(jié)很大程度上打算了生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的成敗。（P22）

思考?爭(zhēng)辯

1.需要考慮的因素包括：在低本錢的培育基上能快速生長(zhǎng)生殖；生產(chǎn)所需代謝物的產(chǎn)量高；發(fā)酵條

件簡(jiǎn)潔把握；菌種不易變異、退化等。（P23）

2.要對(duì)溫度、pH、溶解氧等發(fā)酵條件進(jìn)展嚴(yán)格把握，使其最適合微生物的生長(zhǎng)生殖，同時(shí)準(zhǔn)時(shí)添

加必要的養(yǎng)分組分。（P23）

3.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)獲得的產(chǎn)物一般不是單一的組分，而是成分簡(jiǎn)單的混合物，很多時(shí)候不會(huì)再對(duì)產(chǎn)物進(jìn)

展分別和提純處理，或者僅承受簡(jiǎn)潔的沉淀、過(guò)濾等方法來(lái)分別和提純產(chǎn)物。在發(fā)酵工程中使用的分別和

提純產(chǎn)物的方法較多。在產(chǎn)物的初分別階段，常承受沉淀、萃取、膜分別、吸附和離子交換等方法；在進(jìn)

一步純化階段，會(huì)承受液相層析法、結(jié)晶法等方法。發(fā)酵工程產(chǎn)物無(wú)論是代謝物還是菌體本身，都需要進(jìn)

行質(zhì)量檢查，合格后才能成為正式產(chǎn)品。（P23）

4.不能。由于在進(jìn)展發(fā)酵生產(chǎn)時(shí)，微生物及其代謝物中都可能含有危害環(huán)境的物質(zhì)。為了削減或避開污

染物的產(chǎn)生和排放，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，應(yīng)當(dāng)對(duì)排出的氣體和廢棄培育液進(jìn)展二次清潔或滅菌處理JP23）思考?爭(zhēng)

辯

1.菌種的選育、對(duì)原材料的處理、發(fā)酵過(guò)程的把握、產(chǎn)品的消毒等，都有助于提高啤酒的產(chǎn)量和品質(zhì)。

（P25）

2.應(yīng)當(dāng)辯證地對(duì)待這一產(chǎn)品。一方面，這類產(chǎn)品具有多樣化的特點(diǎn)，能夠滿足一些人對(duì)獨(dú)特口感的需

求，或者滿足一些人的時(shí)尚追求。另一方面，這類產(chǎn)品是手工作坊式生產(chǎn)的，存在啤酒品質(zhì)不穩(wěn)定、價(jià)

格昂貴的問(wèn)題。（P25）

旁欄思考題

提示：淀粉酶、過(guò)氧化氫酶等。(P26)

到社會(huì)中去

提示：依據(jù)實(shí)際狀況答復(fù)。(P28)練習(xí)與應(yīng)用

-'概念檢測(cè)

1.x2.“3.44.x(P28)

二'拓展應(yīng)用

1.(1)可以用基因工程的方法，將血紅蛋白基因轉(zhuǎn)入青霉素生產(chǎn)菌來(lái)提高菌體對(duì)氧的吸取和利用率。

(P28)

(2)可以對(duì)兩種酶的基因進(jìn)展改造或敲除其中一種酶的基因，從而使青霉素生產(chǎn)菌只生產(chǎn)一種產(chǎn)物。

(P28)

2.提示：學(xué)生通過(guò)查找資料可以知道，這一風(fēng)險(xiǎn)是存在的。在生產(chǎn)燃料乙醇時(shí)，為了躲避這一風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)當(dāng)

使用陳化糧食(如陳化的稻谷等)或者非糧食生物材料(如秸稈等)。使用陳化糧食來(lái)生產(chǎn)燃料乙醇，還有利于防止

問(wèn)題糧食流入市場(chǎng)。(P28)

第一章：復(fù)習(xí)與提高

1.(1)篩選出可以降解化合物A的微生物；選擇。(P30)

⑵顯著降低；擴(kuò)增。(P30)

(3)細(xì)菌計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)；S型增長(zhǎng)。(P30)

(4)目的菌能否在自然環(huán)境中大量生長(zhǎng)生殖、是否會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的代謝物、降解化合物A后是否會(huì)

產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題都需要爭(zhēng)辯清楚后，才能進(jìn)展實(shí)踐。(P30)

(5)目的菌能否在自然環(huán)境中大量生長(zhǎng)生殖、是否會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的代謝物、降解化合物A后是否會(huì)

產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題都需要爭(zhēng)辯清楚后，才能進(jìn)展實(shí)踐。(P30)

2.(1)①不同意。提示：只檢測(cè)一個(gè)冰激凌數(shù)據(jù)太少，不能排解偶然因素的影響。

②沒(méi)有必要。提示：依據(jù)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，自來(lái)水中的大腸桿菌數(shù)目應(yīng)當(dāng)是格外少的。即使冰激凌中大腸桿菌

數(shù)目超標(biāo)了，也不行能很離譜，假設(shè)進(jìn)展梯度稀釋，最終培育出來(lái)的菌落數(shù)可能不在計(jì)數(shù)要求的范圍內(nèi)，從而

導(dǎo)致結(jié)果誤差大。解答這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生明白并不是全部的細(xì)菌檢測(cè)培育都需要進(jìn)展梯度稀釋，而

是要依據(jù)實(shí)際狀況來(lái)確定培育方案。

③需要設(shè)置比照組。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)設(shè)置兩組比照組。一組為陰性比照組，不進(jìn)展涂布或者用無(wú)菌水涂布

平板：另一組為陽(yáng)性比照組，涂布大腸桿菌。前者可以說(shuō)明培育基是否被污染，后者可以說(shuō)明該培育基能否培

養(yǎng)出大腸桿菌。(P30)

(2)Bo(P30)

(3)說(shuō)明冰激凌中不僅有大腸桿菌，還有其他細(xì)菌或真菌等。統(tǒng)計(jì)結(jié)果比實(shí)際值偏少。由于有些菌落可

能會(huì)重疊，統(tǒng)計(jì)時(shí)簡(jiǎn)潔將其誤認(rèn)為是一個(gè)菌落，并且這種計(jì)數(shù)方法統(tǒng)計(jì)的是活菌的數(shù)目。(P30)

(4)提示：應(yīng)當(dāng)馬上去小店告知店主這批冰激凌不能再賣了；還要告知食品衛(wèi)生治理部門，以對(duì)這批

冰激凌的來(lái)源進(jìn)展追蹤調(diào)查。其他合理答案也可。(P30)

第2章細(xì)胞工程

第1節(jié)植物細(xì)胞工程

01植物細(xì)胞工程的根本技術(shù)

探究?實(shí)踐

1,用于植物組織培育的培育基同樣適合某些微生物的生長(zhǎng)，如一些細(xì)菌、真菌等的生長(zhǎng)。培育物一旦

受到微生物的污染，就會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)前功盡棄，因此，要進(jìn)展嚴(yán)格的無(wú)菌操作。導(dǎo)致外植體被污染的原因可

能有：培育基、接種工具滅菌不徹底；外植體消毒不徹底；操作過(guò)程不符合無(wú)菌操作要求等。(P36)

2.提示：觀看試驗(yàn)結(jié)果，看看是否培育出了愈傷組織，記錄多長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)出了愈傷組織。從剛接種的外

植體到長(zhǎng)出愈傷組織一般需要2周左右的時(shí)間。統(tǒng)計(jì)更換培育基后愈傷組織進(jìn)一步分化成芽和根的比例

和時(shí)間。(P36)

3.提示：做好統(tǒng)計(jì)和比照，填好結(jié)果記錄表，培育嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。從試驗(yàn)的第一步開頭就要做好試

驗(yàn)記錄，可以分組配制不同的培育基，如誘導(dǎo)愈傷組織的培育基、誘導(dǎo)生芽的培育基等，還可以進(jìn)展不

同配方的比較。(P37)

4.生根苗移栽技術(shù)的關(guān)鍵是既要充分清洗根系外表的培育基，又不能傷及根系。一般使用無(wú)土栽培的

方法。培育基質(zhì)要提前消毒，可以向培育基質(zhì)噴灑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的高鐳酸鉀，并用塑料薄膜掩蓋12ho掀開

塑料薄膜24h后才能移栽。移栽的組培苗要在溫室過(guò)渡幾天，待其長(zhǎng)壯后再移植到大田或盆中?？梢栽?/p>

課后統(tǒng)計(jì)移栽的成活率，看看移栽是否合格。(P37)

練習(xí)與應(yīng)用

-、概念檢測(cè)

1.Ao(P38)

2.纖維素酶和果膠酶。(P38)

二'拓展應(yīng)用

1978年，梅爾徹斯(G.Melchers)等人首次獲得了馬鈴薯與番茄的體細(xì)胞雜種植株。他們將培育的二

倍體馬鈴薯和番茄的葉片細(xì)胞原生質(zhì)體進(jìn)展融合，產(chǎn)生了雜種植株一一“番茄-馬鈴薯“，它同時(shí)具有馬鈴

薯和番茄的形態(tài)特征。其中一些植株形成了“類似塊莖的生殖根”，但是并沒(méi)有產(chǎn)生可結(jié)實(shí)的花、果實(shí)以及

真正意義上的塊莖。到目前為止，“番茄-馬鈴薯”一類的體細(xì)胞雜交植物還不能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，但是其爭(zhēng)辯

價(jià)值不行無(wú)視?！胺?馬鈴薯''沒(méi)有像人們預(yù)想的那樣地上結(jié)番茄、地下長(zhǎng)馬鈴薯，主要緣由是：生物體內(nèi)

基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以“番茄-馬鈴薯”雜種植株的細(xì)胞

中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)相互干擾，它們不能再像馬鈴薯或番茄植株中

的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，雜種植株自然就不能地上結(jié)番茄、地下長(zhǎng)馬鈴薯了。近年來(lái)，有報(bào)道稱利用

嫁接技術(shù)培育出了地上結(jié)番茄、地下長(zhǎng)馬鈴薯的植株。(P38)

02植物細(xì)胞工程的應(yīng)用

到社會(huì)中去

提示：手指植物的制作方法用到了植物組織培育技術(shù)。在制作過(guò)程中，肯定要留意做好滅菌和消毒工作，

為了防止污染可在培育基中參加肯定量的抑菌劑。

另外，還可以依據(jù)個(gè)人喜好，在培育基中參加適量的色素或者熒光劑，使“手指植物''更具有欣賞價(jià)值。

(P42)

練習(xí)與應(yīng)用

-、概念檢測(cè)

1.⑴4(2)x(P42)

2.Do(P42)

~、拓展應(yīng)用

—1.F中的紫色甜玉米的基因型可能為Aasusu或Aasusu。假設(shè)運(yùn)用常規(guī)育種方法，將F中的紫色甜

22

玉米與白色甜玉米(aasusu)進(jìn)展測(cè)交，可以選擇出基因型為AASUSU的純種紫色甜玉米。但這種方法比較

煩瑣，耗時(shí)也較長(zhǎng)，需要至少三年的選種和育種時(shí)間。其實(shí)在F1產(chǎn)生的花粉中就可能有Asu的組合，假設(shè)利

用花藥培育的技術(shù)獲得單倍體植株，再經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)染色體加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的純合體。這種

方法可以大大縮短育種周期。(P42)

2.樂(lè)觀探究其他的繁育途徑。例如，爭(zhēng)辯如何利用植物組織培育技術(shù)繁育甜葉菊，爭(zhēng)辯內(nèi)容涉及植物

組織培育材料的選擇，培育基配方的優(yōu)化，提高試管苗移栽成活率的方法等，最終目的是建立一套利用

植物組織培育技術(shù)繁育甜葉菊的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)甜葉菊種苗的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。(P42)

第2節(jié)動(dòng)物細(xì)胞工程

01動(dòng)物細(xì)胞培育

從社會(huì)中來(lái)

1.提示：可以從病人身上取少量正常、安康的皮膚在體外進(jìn)展培育、擴(kuò)增。目前，科學(xué)家還在爭(zhēng)辯對(duì)皮

膚干細(xì)胞進(jìn)展培育，以獲得適合臨床上使用的人造皮膚。(P43)

旁欄思考題

用胰蛋白酶分散細(xì)胞，說(shuō)明細(xì)胞間的物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)。胃蛋白酶作用的適宜pH約為2,當(dāng)pH大于6

時(shí)，胃蛋白酶就會(huì)失去活性。多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞培育的適宜pH為7.2-7.4,胃蛋白酶在此環(huán)境中沒(méi)有活性，所

以用胃蛋白酶不行。(P44)

思考?爭(zhēng)辯

1.細(xì)胞的增殖力量與供體的年齡有關(guān)，幼齡動(dòng)物的細(xì)胞增殖力量強(qiáng)，有絲分裂旺盛，老齡動(dòng)物的細(xì)胞

則相反。所以，一般來(lái)說(shuō)，幼齡動(dòng)物的細(xì)胞比老齡動(dòng)物的細(xì)胞易于培育。同樣，分化程度越低的細(xì)胞，增殖

力量越強(qiáng)，所以更簡(jiǎn)潔培育。(P45)

2.提示：可以從培育的原理，所需的養(yǎng)分條件、環(huán)境條件以及培育的過(guò)程等方面進(jìn)展分析比較6P45)

練習(xí)與應(yīng)用

一'概念檢測(cè)

1.(l)x(2)x(3)4(4)x(P47)

2.A?(P47)

二'拓展應(yīng)用

(1)像建立骨髓庫(kù)一樣，有爭(zhēng)辯團(tuán)隊(duì)正在嘗試建立HA(HumanLeukocyteAntigen,人類白細(xì)胞抗原)多

態(tài)性豐富的iPS細(xì)胞庫(kù)，可以為需要的人找到HLA匹配度較高的iPS細(xì)胞，這樣不僅可以節(jié)約時(shí)間、本錢，

還能減輕異體干細(xì)胞移植后發(fā)生的免疫排斥反響。(P47)

⑵該技術(shù)可能被用于治療不孕癥；獲得足夠量的生殖細(xì)胞來(lái)進(jìn)展瀕危物種的克隆爭(zhēng)辯；獲得生殖細(xì)

胞進(jìn)展轉(zhuǎn)基因操作，再經(jīng)過(guò)受精、胚胎發(fā)育等過(guò)程來(lái)獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。該技術(shù)可能帶來(lái)一系列的倫理問(wèn)

題。例如，假設(shè)用同一個(gè)人的iPS細(xì)胞分別誘導(dǎo)形成精子和卵子，兩者受精可能培育出“單親”嬰兒；有

的人還可能有目的地選擇iPS細(xì)胞，從而“設(shè)計(jì)?”嬰兒。(P47)

02動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與單克隆抗體

旁欄思考題

病人體內(nèi)的病毒等誘導(dǎo)多個(gè)體細(xì)胞融合形成了多核細(xì)胞。(P49)思

考?爭(zhēng)辯

1抗體主要發(fā)揮靶向運(yùn)輸作用，即通過(guò)特異性結(jié)合靶細(xì)胞外表的抗原，將連接的藥物輸送到靶細(xì)胞；

藥物發(fā)揮治療效應(yīng)，如殺傷靶細(xì)胞。(P50)

2可以用放射性同位素標(biāo)記單克隆抗體進(jìn)展靶向放療。一些作用于細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的藥物可以通過(guò)

阻斷腫瘤細(xì)胞的信號(hào)通路來(lái)抑制其生長(zhǎng)，理論上也可以將這些藥物與單克隆抗體結(jié)合進(jìn)展治療。(P50)

3單克隆抗體診斷試劑盒中的單克隆抗體只與特定的抗原反響，因此檢測(cè)的特異性和靈敏度大大提

高；生產(chǎn)單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞可以傳代培育、冷凍保存和復(fù)蘇利用，有利于把握產(chǎn)品的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)化

生產(chǎn)診斷試劑盒。ADC能夠協(xié)同發(fā)揮抗體特異性識(shí)別的靶向作用和細(xì)胞毒素對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用，因

此它在臨床上具有靶點(diǎn)清楚、毒副作用小等優(yōu)點(diǎn)。(P50)

4單克隆抗體在臨床上的應(yīng)用涉及治療、診斷等方面。單克隆抗體藥物已被廣泛用于腫瘤、自身免疫

病等疾病的治療，如利妥昔單抗被用于治療復(fù)發(fā)難治的低分化B細(xì)胞淋巴瘤；曲妥珠單抗被用于治療乳腺

癌等。在臨床診斷方面，單克隆抗體被廣泛用于一些感染性疾病的檢測(cè)、腫瘤的診斷、激素和細(xì)胞因子的

測(cè)定等。以單克隆抗體在診斷腫瘤方面的應(yīng)用為例，用放射性同位素或熒光標(biāo)記抗腫瘤外表抗原的單克隆

抗體，可以用這些抗體來(lái)對(duì)體內(nèi)的腫瘤進(jìn)展定位關(guān)心診斷并確定腫瘤的復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移等。(P50)

練習(xí)與應(yīng)用

-,概念檢測(cè)

1.C(P51)

2.A(P51)

二'拓展應(yīng)用

1.可以利用動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)培育多倍體胚胎，爭(zhēng)辯其發(fā)育機(jī)制，甚至可能培育出的物種。但是，日前

相關(guān)技術(shù)還不成熟，存在融合率低、胚胎死亡率高等問(wèn)題，并且還可能帶來(lái)些倫理方面的問(wèn)題4P51)

03動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物

思考?爭(zhēng)辯

1.為了使核移植的胚胎或動(dòng)物的核遺傳物質(zhì)全部來(lái)自有重要利用價(jià)值的動(dòng)物供給的體細(xì)胞。（P54）

2.克隆動(dòng)物絕大局部DNA來(lái)自體細(xì)胞供體（核供體）動(dòng)物的細(xì)胞核，但其細(xì)胞核外的DNA,即線粒

體中的DNA同時(shí)來(lái)自核供體細(xì)胞和受體卵母細(xì)胞。所以，用教材中所述的方法克隆動(dòng)物不是對(duì)核供體動(dòng)物進(jìn)

展完全一樣的復(fù)制。此外，即便動(dòng)物的遺傳根底完全一樣，但由于動(dòng)物的發(fā)育及一些行為、習(xí)性的形成

與所處環(huán)境有很大關(guān)系，克隆動(dòng)物所生活的環(huán)境與核供體動(dòng)物生活的環(huán)境不會(huì)完全一樣。所以從這一角

度看，克隆動(dòng)物也不是對(duì)核供體動(dòng)物進(jìn)展100%的復(fù)制。（P54）

3.利用體細(xì)胞核移植技術(shù)和誘導(dǎo)iPS細(xì)胞都能生成干細(xì)胞，但它們的過(guò)程是完全不同的。通過(guò)體細(xì)

胞核移植技術(shù)可以生成帶有核供體細(xì)胞遺傳物質(zhì)的胚胎干細(xì)胞；誘導(dǎo)iPS細(xì)胞需要在細(xì)胞中表達(dá)幾個(gè)關(guān)鍵

基因，將細(xì)胞逆轉(zhuǎn)到類似胚胎干細(xì)胞的狀態(tài)。體細(xì)胞核移植技術(shù)對(duì)核供體細(xì)胞有較高要求，一般狀況下

體細(xì)胞的分化程度越高，它重編程為干細(xì)胞的成功率就越低：可誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞的細(xì)胞來(lái)源相對(duì)廣一

些。爭(zhēng)辯說(shuō)明，成纖維細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、脂肪干細(xì)胞等都可以誘導(dǎo)成為iPS細(xì)胞。體細(xì)胞核移植技術(shù)涉

及采集卵母細(xì)胞、去核、融合等簡(jiǎn)單的操作；誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)流程相對(duì)簡(jiǎn)潔，可能更適合用于生產(chǎn)

實(shí)踐。日前科學(xué)家還在爭(zhēng)辯由這兩種技術(shù)生成的干細(xì)胞在基因表達(dá)、DNA甲基化等方面的差異，這些爭(zhēng)辯

成果也將直接影響它們今后的應(yīng)用。（P54）

到社會(huì)中去

提示：依據(jù)查閱資料了解的信息，分析答復(fù)以下問(wèn)題。（P55）

練習(xí)與應(yīng)用

-、概念檢測(cè)

1.D（P55）

2.C（P55）

二、拓展應(yīng)用

1.提示：是否贊成克隆大熊貓，學(xué)生的答復(fù)只要言之有理，就應(yīng)當(dāng)予以支持，并且還應(yīng)當(dāng)讓他們生疏

到無(wú)論贊成還是反對(duì)克隆大熊貓的爭(zhēng)辯，都應(yīng)當(dāng)保護(hù)好大熊貓的生存環(huán)境，否則即使成功克隆了大熊貓,

它們沒(méi)有適宜的生存環(huán)境，也可能走向滅亡。（P55）

2,提示：在學(xué)生搜集證據(jù)的過(guò)程中，要提示他們留意證據(jù)的來(lái)源及其真實(shí)性和牢靠性，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)

生生疏到雖然目前對(duì)克隆動(dòng)物的早衰問(wèn)題存在爭(zhēng)辯，但這樣的爭(zhēng)辯有利于人類進(jìn)一步了解生命現(xiàn)象，也

有利于克隆技術(shù)更好地應(yīng)用于醫(yī)療、農(nóng)牧業(yè)等領(lǐng)域。（P55）

第3節(jié)胚胎工程

01胚胎工程的理論根底

從社會(huì)中來(lái)

提示：可以通過(guò)體外受精、胚胎分割等技術(shù)獲得多個(gè)良種奶牛的胚胎，然后移植給代孕母牛生下后代。

（P56）

思考?爭(zhēng)辯

1.比較而言，馬的胚胎進(jìn)入子宮時(shí)，發(fā)育程度最高，它處于囊胚階段。（P59）

2.小鼠應(yīng)選擇至少發(fā)育到桑甚胚階段的胚胎進(jìn)展移植。牛在自然狀況下，胚胎雖然最早可在8~16

細(xì)胞階段進(jìn)入子宮，但為了提高移植后胚胎的發(fā)育率和妊娠率，在實(shí)踐中通常用發(fā)育到囊胚階段的胚胎

進(jìn)展移植。（P59）

3.胚胎工程的很多技術(shù)都是在了解了哺乳動(dòng)物在自然條件下受精和胚胎早期發(fā)育規(guī)律的根底上實(shí)

現(xiàn)的。人們正是在生疏了這些自然規(guī)律的根底上，在體外進(jìn)展有效的模擬，才使卵母細(xì)胞能在體外成熟，

精子能在體外完成獲能，獲能的精子和培育成熟的卵子能在試管內(nèi)完成受精，獲得的受精卵能在人工培育

條件下連續(xù)發(fā)育等。（P59）

練習(xí)與應(yīng)用

-'概念檢測(cè)

1.（l）x（2）x（3）S59）

2.A（P59）

二'拓展應(yīng)用

1.細(xì)胞核和線粒體都是精子的重要構(gòu)造。其中，細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存的場(chǎng)所，打算后代的遺傳特性，

它參與受精過(guò)程。線粒體是精子進(jìn)展有氧呼吸的主要場(chǎng)所，為精子的生存和運(yùn)動(dòng)供給能量。(P59)

2.提示：出題的目的不是讓學(xué)生準(zhǔn)確地答出精子獲能的機(jī)制和防止多精入卵的具體機(jī)制，而是鼓舞有

興趣的學(xué)生去查閱資料或請(qǐng)教專家，并引導(dǎo)他們?nèi)ゲ殚喯鄬?duì)專業(yè)的書籍，這是學(xué)習(xí)的深入過(guò)程。

這里涉及的問(wèn)題，在一般生物學(xué)或者一般的細(xì)胞工程專著中可能找不到答案，需要查閱生殖生物學(xué)相關(guān)書籍。通

過(guò)查閱專業(yè)資料，學(xué)生能了解到，精子獲能的機(jī)制很奇特，防止多精入卵的機(jī)制同樣奇特而且格外簡(jiǎn)單，這都是

機(jī)體在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程中形成的、用來(lái)保障本物種連續(xù)的機(jī)制。精液由精子和精漿兩局部組成。精漿中含有一種

能抑制精子獲能的物質(zhì)，因此在一般狀況下，精液中的精子無(wú)法獲能。只有當(dāng)交配后精液進(jìn)入雌性動(dòng)物的生殖道

時(shí)，由生殖道分泌產(chǎn)生些物質(zhì)解除對(duì)精子獲能的抑制，才能引起精子獲能。不同動(dòng)物的精子在雌性動(dòng)物生殖道內(nèi)

獲能的部位可能會(huì)全部差異，但主要是在子宮和輸卵管中。精子的獲能涉及以下變化：雌性動(dòng)物生殖道分泌的一

些物質(zhì)使精子外表的物質(zhì)發(fā)生變化(如某些酶將頂體外表的糖蛋白降解)；精子外表膜構(gòu)造一些物質(zhì)的比例發(fā)生變

化；膜的通透性發(fā)生變化等。這些變化可以暴露出精子外表與卵細(xì)胞相識(shí)別的受體，轉(zhuǎn)變精子的活力，為后續(xù)受

精做預(yù)備。關(guān)于防止多精入卵的機(jī)制，教材只進(jìn)展了簡(jiǎn)潔介紹，內(nèi)容主要涉及防止多精入卵的兩道重要屏障：透

明帶反響和卵細(xì)胞膜反響。它們分別發(fā)生在精子穿越透亮帶觸及卵細(xì)胞膜的瞬間及精子入卵之后。假設(shè)學(xué)生查閱

專業(yè)書籍，還會(huì)覺(jué)察，生殖道對(duì)精子具有初步的篩選作用，在經(jīng)過(guò)雌性動(dòng)物生殖道的一些屏障后，只有少數(shù)活動(dòng)

力強(qiáng)的精子能到達(dá)受精部位。在精子和卵細(xì)胞識(shí)別后會(huì)發(fā)生一些反響，如卵細(xì)胞外表的精子識(shí)別受體很快發(fā)生分

子修飾，使后來(lái)的精子外表的卵細(xì)胞結(jié)合蛋白不能識(shí)別受體等。

具體的生理、生化機(jī)制，請(qǐng)參閱有關(guān)專著。(P59)

02胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用

思考.爭(zhēng)辯

1不肯定能正常發(fā)育。一般狀況下檢驗(yàn)合格的胚胎需要移植到同種的、生理狀態(tài)一樣的受體子宮內(nèi)，

胚胎才能連續(xù)發(fā)育。在胚胎移植前要對(duì)受體進(jìn)展同期發(fā)情處現(xiàn)，使供體和受體生殖器官的生理變化同步，這樣

才能為供體的胚胎移入受體供給一樣的生理環(huán)境。(P62)

2受體對(duì)來(lái)自供體的胚胎根本上不會(huì)發(fā)生免疫排斥反響。(P62)

3胚胎移植后，經(jīng)受體孕育的后代的遺傳特性與供體保持全都。由于供體胚胎與受體子宮建立的僅是

生理和組織上的聯(lián)系，其遺傳物質(zhì)在孕育過(guò)程中不會(huì)發(fā)生任何變化。(P62)

4正確。由于胚胎移植的成功率與供體、受體生理環(huán)境條件的全都性親熱相關(guān)。

只有供體、受體生理環(huán)境條件高度全都，移人受體的胚胎才能被承受，并連續(xù)發(fā)育。

所以，我們可以把胚胎移植簡(jiǎn)潔概括為早期胚胎在一樣生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。(P62)到社

會(huì)中去

提示：學(xué)生可以向胚胎工程專家提出的問(wèn)題有：公司繁育成功的良種奶牛是將胚胎兒等分得到的后代？采

用胚胎分割技術(shù)，理論上一頭純種荷斯坦奶牛一年可由代孕母牛生下多少頭小牛？實(shí)際得到了多少頭？假設(shè)理

論值與實(shí)際值存在差異，產(chǎn)生差異的緣由是什么？胚胎分割后經(jīng)移植獲得的同卵雙胎或多胎，是否保持了良種

奶牛全部的優(yōu)良性狀？是否有生理缺陷？等等。(P64)

練習(xí)與應(yīng)用

-、概念檢測(cè)

1.(l)x(2)x(3)x(P64)

2.(1)體外胚胎培育、胚胎移植。(P64)

(2)可以對(duì)雌性杜泊羊進(jìn)展超數(shù)排卵處理。(P64)

(3)要對(duì)采集到的卵母細(xì)胞進(jìn)展成熟培育，對(duì)采集到的精子進(jìn)展獲能處理。(P64)

二'拓展應(yīng)用

⑴可以使用人工授精、體外受精、胚胎移植、體細(xì)胞核移植等技術(shù)來(lái)人工繁育北方白犀牛。運(yùn)用這

些技術(shù)不肯定能成功繁育北方白犀牛，由于任何一項(xiàng)技術(shù)都不能保證百分之百的成功率，何況現(xiàn)存的北

方白犀牛數(shù)量極少。(P64)

⑵這樣人工繁育的種群與野生種群相比，遺傳多樣性會(huì)降低，野外生存力量也會(huì)下降。(P64)

⑶多種多樣的生物是生態(tài)系統(tǒng)的重要成員，是一個(gè)個(gè)獨(dú)特的基因庫(kù)。任何一個(gè)物種的滅亡都可能產(chǎn)

生多米諾效應(yīng)，使其他相關(guān)物種受到影響，進(jìn)而威逼到生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。

保護(hù)瀕危的野生動(dòng)物，保護(hù)生物多樣性刻不容緩。(P64)

其次章復(fù)習(xí)與提高

1.(1)植物組織培育技術(shù)；白菜和甘藍(lán)雜交產(chǎn)生的子代沒(méi)有同源染色體，進(jìn)展減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)發(fā)生紊亂，

不能形成正常的配子，所以該子代一般不行育。(P66)

(2)B淋巴細(xì)胞；能大量增殖并能產(chǎn)生抗丙肝病毒的抗體。(P66)

(3)減數(shù)分裂I［中期(MH期)；獲能處理。(P66)

2.提示：此題看似是從幾個(gè)選項(xiàng)中選擇一個(gè)即可，其實(shí)并不是如此簡(jiǎn)潔。出題的目的是考察批判性思維

最終階段的技能，即作出決策。有爭(zhēng)辯者認(rèn)為，批判性思維的目標(biāo)在于作出明智的打算、得出正確的結(jié)論。在

作出決策時(shí)，決策者把握的資料應(yīng)當(dāng)正確、完整，應(yīng)當(dāng)能提出替代方案。所以，在解答類似的習(xí)題時(shí)，需要引

導(dǎo)學(xué)生思考：這些信息夠你作打算用嗎？假設(shè)不夠用，你認(rèn)為還需要補(bǔ)充什么信息？哪些信息是你作打算時(shí)參考

的關(guān)鍵信息？你作打算時(shí)，考慮備選方案了嗎?題干中列出的五條信息指明的方向，都有爭(zhēng)辯者在爭(zhēng)辯，也都有

提高青蒿素類藥物產(chǎn)量的可能性。每個(gè)學(xué)生都有自己的思考和見解，應(yīng)當(dāng)讓他們結(jié)合自己的理解或者假設(shè)的其他

條件來(lái)進(jìn)展推斷和選擇。(P66)

3.(1)誘導(dǎo)細(xì)胞融合。(P66)

⑵這兩種物質(zhì)都是通過(guò)轉(zhuǎn)變組蛋白的表觀遺傳修飾來(lái)調(diào)控基因表達(dá)。組蛋白去甲基化酶K,加4"的

mRNA可以表達(dá)組蛋白去甲基化酶，該酶能降低組蛋白的甲基化水平；組蛋白脫乙酰酶抑制劑TSA可以抑

制組蛋白脫乙酰酶的作用，提高組蛋白的乙?；?。(P66)

(3)“聰明的化學(xué)方法”是指對(duì)重構(gòu)胚的處理用了TSA以及將組蛋白去甲基化酶Kdm4d的mRNA注人了

重構(gòu)胚，這可以促進(jìn)囊胚的發(fā)育和提高代孕母猴的妊娠率。“操作技巧”是指科學(xué)家經(jīng)過(guò)大量的訓(xùn)練，能

在10s內(nèi)完成對(duì)卵母細(xì)胞的去核操作，能在15s內(nèi)將體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞，這樣快速的操作大大減

少了對(duì)卵母細(xì)胞的損傷。(P66)

(4)在醫(yī)學(xué)爭(zhēng)辯中通常需要用到遺傳背景相像或一樣的試驗(yàn)動(dòng)物，這樣試驗(yàn)組和比照組的比較才更具

有說(shuō)服力。小鼠因其能快速地進(jìn)展近親生殖，產(chǎn)生大量遺傳背景相像的后代，而被廣泛用作試驗(yàn)動(dòng)物。

但是小鼠與人的親緣關(guān)系太遠(yuǎn)，很多在小鼠體內(nèi)有效的候選藥物，用在人身上不肯定有效，或有很大的

副作用；在小鼠體內(nèi)存在的致病機(jī)制也不肯定存在于人體內(nèi)。由于猴與人的親緣關(guān)系極近，培育大批具

有一樣遺傳背景的克隆猴，對(duì)人類疾病致病機(jī)制的爭(zhēng)辯和藥的研發(fā)等具有重要意義。特別是在腦爭(zhēng)辯

方面，克隆猴的培育將大大促進(jìn)人類腦疾病的爭(zhēng)辯和治療。例如，我們可以培育一批“模型猴”，標(biāo)記它

們的某一類神經(jīng)元，追蹤其神經(jīng)連接，由于這些猴的遺傳背景全都，所以在爭(zhēng)辯中可以最大限度排解由

基因差異造成的大腦構(gòu)造外形不一的問(wèn)題。克隆猴的成功培育標(biāo)志著我國(guó)在非人靈長(zhǎng)類疾病動(dòng)物模型研

究方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平。(其他合理答案均可)(P66)

第3章基因工程

第1節(jié)重組DNA技術(shù)的根本工具

從社會(huì)中來(lái)

科學(xué)家用到了限制酶、DNA連接酶、載體等“分子工具”。限制酶能識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核甘酸

序列，并將DNA雙鏈切斷，形成具有黏性末端或平末端的片段。DNA連接酶催化磷酸二酯鍵的形成，即

催化一個(gè)DNA片段3”端的羥基與另一個(gè)DNA片段5“端的磷酸基團(tuán)上的羥基連接起來(lái)形成酯鍵。載體上可

以插入外源基因，它能攜帶該基因進(jìn)入受體細(xì)胞，并在受體細(xì)胞中進(jìn)展自我復(fù)制，或者整合到受體DNA上,

隨著受體DNA同步復(fù)制。載體一般還帶有標(biāo)記基因，以便進(jìn)展重組DNA分子的篩選。(P70)旁欄思考題

原核生物簡(jiǎn)潔受到自然界外源DNA的入侵，所以它在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了套完善的防范機(jī)制。限制酶

就是它的一種防范性工具。當(dāng)外源DNA入侵時(shí)，它會(huì)利用限制酶來(lái)切割外源DNA,使之失效，以保證自身的

安全。(P71)

旁欄思考題

不是一回事。雖然DNA連接酶和DNA聚合酶都是催化磷酸二酯鍵形成的酶，但兩者存在顯著的區(qū)

別。

(l)DNA聚合酶只能催化單個(gè)核甘酸加到己有的核酸片段3”末端的羥基上，形成磷酸二酯鍵；而DNA

連接酶是催化兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，不是催化單個(gè)核甘酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵。

⑵DNA聚合酶以一條DNA鏈為模板，催化形成與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈；而DNA連接酶催化具有互

補(bǔ)黏性末端或平末端的DNA片段連接起來(lái)，它不需要模板。此外，兩者雖然都是蛋白質(zhì)，但它們的組成和

性質(zhì)各不一樣。(P72)

思考?爭(zhēng)辯

1,剪刀代表限制酶；透亮膠條代表DNA連接酶。(P73)

2.提示：依據(jù)學(xué)生實(shí)際操作的狀況進(jìn)展指導(dǎo)。假設(shè)制作的黏性末端的堿基不能互補(bǔ)配對(duì)可能是剪切位

點(diǎn)或連接位點(diǎn)選得不對(duì)，也可能是其他緣由。(P73)

3.不能，由于基因的長(zhǎng)度一般在100個(gè)堿基對(duì)以上。(P73)

到社會(huì)中去

提示：在調(diào)查中需要了解企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品的種類和產(chǎn)量、銷售渠道和銷售狀況等，這樣才有可能對(duì)

企業(yè)的經(jīng)營(yíng)狀況進(jìn)展正確的推斷。(P73)

練習(xí)與應(yīng)用

-、概念檢測(cè)

1.C(P74)

2.A(P74)

二'拓展應(yīng)用

1.迄今為止，在基因工程操作中使用的限制酶絕大局部都是從細(xì)菌或霉菌中提取出來(lái)的，它們可以識(shí)別

DNA上特定的堿基序列并使特定部位的磷酸二酯鍵斷開。微生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善的防范機(jī)

制，可以將外源入侵的DNA降解。細(xì)菌中限制酶之所以不切割自身的DNA,是由于含有某種限制酶的細(xì)胞的

DNA分子或者不具備這種限制酶的識(shí)別序列，或者通過(guò)甲基化酶將甲基轉(zhuǎn)移到了限制酶所識(shí)別序列的堿基上，

使限制酶不能將其切開。這樣，盡管細(xì)菌中含有某種限制酶，也不會(huì)使自身的DNA被切斷，并且可以防止外源

DNA入侵。(P74)

2.(l)XbaIo由于Xbal與SpeI切割產(chǎn)生了一樣的黏性末端。(P75)

(2)識(shí)別DNA分子中不同核甘酸序列，但能切割產(chǎn)生一樣黏性末端的限制酶被稱為同尾酶。同尾酶使構(gòu)建載

體時(shí)，切割位點(diǎn)的選擇范圍擴(kuò)大。例如，我們選擇了用某種限制酶切割載體，假設(shè)目的基因的核甘酸序列中恰好

含有該限制酶的識(shí)別序列，那么用該限制酶切割含有目的基因的DNA片段時(shí)，目的基因就很可能被切斷；這時(shí)

可以考慮用適宜的同尾酶(目的基因的核甘酸序列中不能有它的識(shí)別序列)來(lái)獵取目的基因。(P75)

第2節(jié)基因工程的根本操作程序

從社會(huì)中來(lái)

提示：參見本節(jié)正文中的內(nèi)容。(P76)

旁欄思考題

mRNA不行以直接擴(kuò)增，需要將它逆轉(zhuǎn)錄成cDNA再進(jìn)展擴(kuò)增。由

mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA的過(guò)程是：

第一步，逆轉(zhuǎn)錄酶以RNA為模板合成一條與DNA鏈，形成RNA-DNA雜交分子。其

次步，核酸酶H降解RNA-DNA雜交分子中的使之變成單鏈DNA。

第三步，以單鏈DNA為模板，在DNA聚合酶的作用下合成另DNA鏈，形成雙鏈DNA分子(圖3-1)。

RNAfeJDNA隹

逆轉(zhuǎn)錄的核酸廨HDNA聚合疑

--------?--------?----------->

(RNaseH)

電鏈RNA雜交雙鏈WDNA雙能DNA

圖3-1由mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA的過(guò)程示意圖

(P79)

旁欄思考題

有人承受總DNA注射法進(jìn)展遺傳轉(zhuǎn)化，馬上一個(gè)生物的總DNA提取出來(lái)，花粉管通道法導(dǎo)入受體植物，

沒(méi)有進(jìn)展基因表達(dá)載體的構(gòu)建。這種方法針對(duì)性差，完全靠運(yùn)氣也無(wú)法確定哪些基因?qū)肓耸荏w植物。(P80)

到社會(huì)中去

L提示：這是一個(gè)開放性的問(wèn)題，需要學(xué)生查找資料來(lái)答復(fù)。隨著田間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的更科研論文發(fā)表，每

年學(xué)生獲得的證據(jù)是不一樣的。例如，科研人員對(duì)長(zhǎng)江流域種植的抗蟲棉進(jìn)展了監(jiān)測(cè)，2022年的數(shù)據(jù)

顯示，大局部轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種的抗蟲性屬于中抗及高抗水平；2022年的數(shù)據(jù)說(shuō)明，假設(shè)棉田四周存在大量自

然庇護(hù)所，靶標(biāo)害蟲棉鈴蟲、紅鈴蟲等基因的抗蟲棉產(chǎn)生明顯抗性。在我國(guó)、澳大利亞、印度等國(guó)的多個(gè)試驗(yàn)

室中，通過(guò)毒抗性篩選，已經(jīng)培育出多個(gè)高抗水平的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種。教師要留意引導(dǎo)學(xué)生搜集的證據(jù)，如

科研論文、權(quán)威的官方報(bào)道等。(P83)

2科研人員想出的延緩棉鈴蟲對(duì)Bt抗蟲蛋白產(chǎn)生抗性的措施有很多，主要可以分為幾個(gè)方面。

⑴基因策略。該策略是在分子水平上提高轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的抗蟲性和抗蟲長(zhǎng)久性，包括在棉花中轉(zhuǎn)入

多個(gè)殺蟲基因、構(gòu)建組織特異性表達(dá)的啟動(dòng)子、提高殺蟲基因的表達(dá)量等。例如，最早種植的抗蟲棉中

只轉(zhuǎn)入了一種Bt基因，抗性比較單一；現(xiàn)在經(jīng)常將兩種或兩種以上的Bt基因(如CrylAa和CrylAc基因)

同時(shí)轉(zhuǎn)入棉花細(xì)胞，這樣既可以提高殺蟲活性，又可以延緩害蟲抗性的產(chǎn)生和進(jìn)展，還可以通過(guò)不同基因

間的互補(bǔ)作用擴(kuò)大抗蟲范圍。

⑵田間策略。這是在種植時(shí)實(shí)行的措施，如供給庇護(hù)所、與其他作物輪作或套種等。

例如，在澳大利亞和美國(guó)等地普遍實(shí)行的措施是在轉(zhuǎn)基因棉田中，總面積的4%種植不使用任何殺蟲劑的非轉(zhuǎn)基

因棉花，或在轉(zhuǎn)基因棉田四周種植20%~30%面積的可使用化學(xué)殺蟲劑的非轉(zhuǎn)基因棉花；在印度，一些地區(qū)要求，

在轉(zhuǎn)基因棉田四周至少種植5行或者20%面積的非轉(zhuǎn)基因棉花。我國(guó)除疆棉區(qū)及大型農(nóng)場(chǎng)需設(shè)計(jì)特地的

庇護(hù)所外，其他棉區(qū)如長(zhǎng)江、黃河流域棉區(qū)多承受多種作物混作的耕作制度(如將轉(zhuǎn)基因抗蟲棉與番茄、向日葵、

高粱、玉米、辣椒等棉鈴蟲寄主作物混作)，這些作物可以構(gòu)成自然的庇護(hù)所，一般無(wú)須種植非轉(zhuǎn)基因棉花作為庇

護(hù)所。這樣做的原理是為少局部害蟲供給一個(gè)正常的取食環(huán)境，始終保持肯定的敏感目標(biāo)害蟲種群。這樣，即使目

標(biāo)害蟲對(duì)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉產(chǎn)生了抗性，但是由于其與敏感目標(biāo)害蟲交配，后代抗性基因會(huì)發(fā)生分別，所以抗性目標(biāo)害

蟲的種群也不至于快速增加。

⑶國(guó)家宏觀調(diào)控策略。該策略包括實(shí)施分區(qū)種植治理、加強(qiáng)抗性監(jiān)測(cè)、進(jìn)展嚴(yán)格的安全性評(píng)價(jià)等。

(P83)

練習(xí)與應(yīng)用

-'概念檢測(cè)

1.(1)A/(2)X(3)x(P83)

2.D(P83)

二'拓展應(yīng)用

1.外源基因插入基因組中可能為單位點(diǎn)插入，或者同一染色體多位點(diǎn)插入，或者不同染色體多位點(diǎn)插入。

大多數(shù)狀況下，插入的位點(diǎn)難以做到定點(diǎn)插入；插入的拷貝數(shù)也是隨機(jī)的。因此，外源基因在轉(zhuǎn)基因植物中的遺

傳是很簡(jiǎn)單的。例如，科研人員在對(duì)轉(zhuǎn)GUS基因(。-葡糖醛酸糖甘酶基因)的煙草進(jìn)展基因表達(dá)分析時(shí)，覺(jué)察局部

轉(zhuǎn)基因植株的染色體DNA中整合了多個(gè)拷貝的基因，從而導(dǎo)致GUS基因失活。除此之外，外源基因喪失、基

因重排等也都可能影響外源基因的穩(wěn)定性。(P83)

2.（l）ctrl基因和psy基因；Pmi基因：將目的基因送入水稻細(xì)胞。（P83）

⑵不能。假設(shè)目的基因序列中含有用到的限制酶的識(shí)別序列，限制酶可能將它切斷。（P83）

（3）提示：維生素A在人體內(nèi)具有格外重要的生理功能，對(duì)視力、骨骼生長(zhǎng)、免疫功能等都有調(diào)整作用。

但是，人體不能合成維生素A,需要從食物中攝取。維生素A缺乏癥是南亞地區(qū)常見的由養(yǎng)分不良導(dǎo)致的疾

病，該地區(qū)的居民一般以釉稻作為主食。供胡蘿卜素是維生素A的前體，在人體內(nèi)它可以轉(zhuǎn)化為維生素A。

因此，科學(xué)家將兩個(gè)參與胡蘿卜素合成的酶的基因轉(zhuǎn)入了粒稻中，使其胚乳中富含B-胡蘿卜素，期

望讓人們通過(guò)日常食用主食就能補(bǔ)充分夠量的維生素A,從而降低維生素A缺乏癥的患病率。關(guān)于“是否要

推廣“黃金大米””的爭(zhēng)辯主要圍繞其安全性、有效性等方面開放。在學(xué)生溝通爭(zhēng)辯的過(guò)程中，教師要留意

引導(dǎo)他們理性地說(shuō)明觀點(diǎn)和參與爭(zhēng)辯。（P83）

探究?實(shí)踐

I,可以通過(guò)在紫外燈下直接觀看DNA條帶的分布及粗細(xì)程度來(lái)評(píng)價(jià)擴(kuò)增的結(jié)果。（P85）

2.假設(shè)擴(kuò)增不成功，可能的緣由有：漏加了PCR的反響成分，各反響成分的用量不當(dāng)，PCR程序設(shè)

置不當(dāng)?shù)?。假設(shè)擴(kuò)增結(jié)果不止一條條帶,可能的緣由有：引物設(shè)計(jì)不合理，它們與非目的序列有同源性

或簡(jiǎn)潔聚合形成二聚體；退火溫度過(guò)低；DNA聚合酶的質(zhì)量不好等。（P85）

第3節(jié)基因工程的應(yīng)用

從社會(huì)中來(lái)

提示