高 二 年级第二学期 生物 学科 总第 课时教案
课题
使用时间： 主备人： 方娟
教学目标：
1、知识与技能：
掌握基因工程的定义、工具、过程、应用，蛋白质工程的定义、过程、应用。
2、过程与方法：
通过扣除知识梳理，形成知识网络
3、情感态度价值观：
培养学生梳理系统的观点。
教学重点：
基因工程的定义、工具、过程、应用，
教学难点：
基因工程过程和应用，
教学方法：
自学知识梳理、练习巩固
教具使用：
无
共案部分
个案部分
教学过程
教师主导活动
学生主体活动
课前：
一、在课前发给学生预习提纲，以问题的形式呈现教学内容。
（见导学案）
学生在课前通过复习，查找资料一一解决预习提纲提供的问题。
检查学生预习情况。归纳存在的主要问题。
课中：
二、根据学生复习的情况，研习教材。认真分析比较：
让学生完成基础知识梳理。
一、? 基因工程
1、基因工程的诞生
（一）基因工程的概念
2、基因工程的原理及技术
原理：基因重组
技术：（一）基因工程的基本工具
(二)基因工程的基本操作程序
（三）基因工程的应用
1.植物基因工程： 2.动物基因工程： 3.基因治疗：
（四）蛋白质工程的概念
（2）蛋白质工程的基本原理：
（见导学案）
三、对学生进行课堂检测，反馈教学效果。
（见导学案）
学生积极展示，比较概念之间的联系，发表自己观点。
学生独立完成课堂检测的题目，检查自己学习的效果。
根据学生存在的问题进行重点点拨。
及时观察学生课堂检测出现的共性问题，及时引导学生思考、讨论。对个性问题要求小组合作探究，讨论解决。
课后：
四、布置课后作业。
学生自我小结。
板书设计
教学札记
三、其他补充教学资料（各位教师根据各班教学特点选择补充资料，可另附纸）
一、? 基因工程
1、（a）基因工程的诞生
（一）基因工程的概念
基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
2、（a）基因工程的原理及技术
原理：基因重组
技术：（一）基因工程的基本工具
1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）
（1）主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶
(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较：
①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体
（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是 质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
（3）其它载体： 噬菌体的衍生物、动植物病毒
(二)基因工程的基本操作程序
第一步：目的基因的获取
1.目的基因是指： 编码蛋白质的结构基因 。
2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。
3.PCR技术扩增目的基因
（1）原理：DNA双链复制
（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
第二步：基因表达载体的构建
1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。
2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因
（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段 ，位于基因的尾端。
（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。
第三步：将目的基因导入受体细胞_
1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
2.常用的转化方法：
将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 农杆菌转化法，其次还有 基因枪法和 花粉管通道法等。
将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 显微注射技术。此方法的受体细胞多是 受精卵。
将目的基因导入微生物细胞：
3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
第四步：目的基因的检测和表达
1.首先要检测 转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子杂交技术。
2.其次还要检测 目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用 用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。
3.最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取 蛋白质，用相应的 抗体进行 抗原－抗体杂交。
4.有时还需进行 个体生物学水平的鉴定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
（三）（b）基因工程的应用
1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。
2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。
3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。
（四）（a）蛋白质工程的概念
蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）（1）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质
（2）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。
基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白质工程特有的途径；以下按照基因工程的一般步骤进行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）
设计中的困难：如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列
课堂检测答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A
D
D
D
C
C
A
B
C
B
B
B
A
B
15
16
17
18
19
20
21
22
B
A
A
C
ABD
BCD
ABC
BCD
23．（1）基因文库
（2）mRNA 逆(反)转录
（3）特定的限制性内切酶 环状 黏性
（4）重组 原胰岛素基因(目的基因)
（5）将目的基因导入受体细胞 重组 扩增
24．（8分）（1）组成人和植物的DNA分子的空间结构和化学组成相同（2分）（2）遗传密码 共同的原始祖先 （3）抗病毒干扰素 （4）ABC（2分） （5）基因突变
25、（8分）（1）信使RNA（mRNA） 逆转录（反转录） 双链DNA（目的基因）
（2）动植物细胞
（3）3 运载体自连的、目的基因片段自连的、运载体与目的基因片段相连的环状DNA分子（3分）
高 二 年级第二学期生物学科 总第 课时导学案
课题 基因工程总复习
一、学习目标：
1、掌握基因工程的定义、工具、过程、应用，蛋白质工程的定义、过程、应用。
二、知识构成：
1、基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过 ，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在 水平上进行设计和施工的，又叫做 重组技术。
2、基因工程的基本工具：
1.“分子手术刀”——
（1）主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的 序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 键断开，因此具有 性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式： 末端和平末端。
2.“分子缝合针”—— 酶，与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将 加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接 的末端，形成磷酸二酯键。
3.载体具备的条件：①能在受体细胞中 并稳定保存。②具有 个限制酶切点，供外源DNA片段插入。③具有 基因，供重组DNA的鉴定和选择。
最常用的载体是 ,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有 能力的双链 DNA分子，其它载体：
(二)基因工程的基本操作程序
第一步： 的获取
第二步：基因表达载体的构建
第三步：将目的基因导入 _
1.转化的概念：是目的基因进入 内，并且在 内维持稳定和表达的过程。
2.常用的转化方法：
将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 法，其次还有 基因枪法和 花粉管通道法等。
将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 技术。此方法的受体细胞多是 。
3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
第四步：目的基因的检测和表达.检测 转基因生物的染色体DNA上是否插入了 ，方法是采用 DNA分子杂交技术。
（三）基因工程的应用
1.植物基因工程： 。
2.动物基因工程： 。
3.基因治疗： 。
（四）蛋白质工程的概念
蛋白质工程是指以 作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行 ，或制造一种 ，以满足人类的生产和生活的需求。
（1）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质
（2）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为 基因工程。
基本途径：从预期的 出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的 序列，找到相对应的 序列（基因）以上是蛋白质工程特有的途径。
三、学法和自检：
四、达标检测（基因工程总复习）
选择题：（单项选择题）
在基因工程中，切割载体和含有目的基因的DNA片段中，一般需使用 A.同种限制酶 B.两种限制酶 C.同种连接酶 D.两种连接酶
基因工程常用的受体有 ①大肠杆菌 ②枯草杆菌 ③结核杆菌 ④动植物细胞 A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
有关基因工程的叙述正确的是 A.限制酶只在获得目的基因时才用 B.重组质粒的形成是在细胞内完成的 C.质粒都可作为载体 D.蛋白质的结构成分为合成目的基因提供资料
下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体 A.细菌质粒 B.噬菌体 C.动植物病毒 D.细菌核区的DNA
基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是 A.人工合成目的基因 B.目的基因与运载体结合 C.将目的基因导入受体细胞 D.目的基因的检测表达
不是基因工程方法生产的药物是 A.干扰素 B.白细胞介素 C.青霉素 D.乙肝疫苗
在基因工程中用来修饰改造基因的工具是 A.限制酶和连接酶 B.限制酶和水解酶 C.限制酶和运载酶 D.连接酶和运载酶
下列哪项叙述不是运载体必须具备的条件 A.具有某些标记基因 B.决定宿主细胞的生存 C.能够在宿主细胞中复制 D.有一个或多个限制酶切点
水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中有三种氨基酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记。在转基因技术中，这种蛋白质的作用 A.促使目的基因导入宿主细胞中 B.促使目的基因在宿主细胞中复制 C.使目的基因容易被检测和选择 D.使目的基因容易成功表达
应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是指 A.用于检测疾病的医疗器械 B.用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子 C.合成β—球蛋白的DNA D.合成苯丙氨酸羟化酶的DNA片段
基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，这是应用了酶的 A．高效性 B.专一性 C．多样性 D.催化活性受外界条件影响
上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带白蛋白的转基因牛，还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍，转基因动物是指 A.提供基因的动物 B.基因组中增加外源基因的动物 C.能产生白蛋白的动物 D.能表达基因信息的动物
作为基因的运输工具——运载体，必须具备的条件之一及理由是 A.能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因 B.具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达 C.具有某些标记基因，以使目的基因能够与其结合 D.对宿主细胞无伤害，以便于重组DNA的鉴定和选择
下列黏性末端属于同一种限制酶切割而成的是： A．①② B．①③ C．①④ D．②③
下列平末端属于同一种限制酶切割而成的是 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
下列有关基因工程的叙述中，不正确的是 A.DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B.基因探针是指用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子 C.基因治疗主要是对有基因缺陷的细胞进行替换 D.蛋白质中氨基酸序列可为合成目的基因提供资料
下列关于基因成果的叙述，错误的是 A.在医药卫生方面，主要用于诊断治疗疾病 B.在农业上主要是培养高产、稳产、品质优良和具有抗药性的农作物 C.在畜牧养殖业上培育出了体形巨大以及品质优良的动物 D.在环境保护方面主要用于环境监察测和对污染环境的净化
“工程菌”是指 A.用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系 B.用遗传工程的方法，把相同种类不同株系的菌类通过杂交得到新细胞株系 C.用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系 D.从自然界中选取能迅速增殖的菌类
19. （多选） 目前常被使用的基因载体有
A．质粒 B．噬菌体 C．染色体 D．动、植物病毒
20. （多选）基因工程方法生产的药物有
A. 青霉素 B.白细胞介素 C. 干扰素 D.乙肝疫苗
21. （多选）下列属于获取目的基因的方法是
A.从物种中直接分离 B. 根据已知氨基酸序列推测合成法
C.以mRNA为模板反转录 D. 转录法
22．（多选）下列育种需要使用生物工程技术的是
A.获取高产青霉素的菌株 B.获得能分泌含抗体的乳汁的母牛
C.生长较快的鲤鲫鱼 D.利用工程菌生产的人胰岛素
23．1979年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内表达成功。请根据图回答问题： （1）基因工程的操作步骤：
。 （2）图中①DNA是以______________为模板，___________形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的基因。 （3）图中②代表的是_____________，在它的作用下将质粒（________DNA）切出__________末端。 （4）图中③代表___________________DNA，含______________________。 （5）图中④表示将__________________。⑤表示_________________DNA随大肠杆菌的繁殖而进行__________________。
24．将人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子中，可获得具有抗病毒能力的转基因烟草。试分析回答：
（1）人的基因之所以能接到植物体的DNA上，原因是： 。
（2）不同生物间基因表达，说明生物共有一套 ，从进化角度看，这些生物具有
(3) 烟草具有抗病毒能力，说明烟草体内产生了
(4) 在此过程中，质粒被选为基因载体的理由有（ ）
A．能自我复制，或整合到染色体DNA上同步复制
B．有一个或多个限制酶切点，供外源DNA片段（基因）插入其中
C．有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择
D．它是环状DNA分子
（5）科学家预言，此种“转基因烟草”独立种植若干代以后，植株出现不抗病毒，此现象来源于_________。
25、基因工程又叫基因拼接技术。
（1）在该技术中，用人工合成方法获得目的基因的途径之一是：以目的基因转录的 为模板， 成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成 。
（2）基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、 。
（3）假设以大肠杆菌质粒作为运载体，并以同一种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因，将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶。连接产物至少有 种环状DNA分子，它们分别是 、 、 。（3分）
五、学习小结和课外作业：
1、学习小结：
2、上本作业：
3、补充练习：
高 二 年级第二学期 生物 学科 总第 课时教案
课题 细胞工程总复习
使用时间： 主备人： 方娟
教学目标：
1、知识与技能：
掌握细胞工程的定义、类型、过程、应用，植物细胞工程的定义、类型、过程、应用，动物细胞工程的定义、类型、过程、应用。
2、过程与方法：
通过扣除知识梳理，形成知识网络
3、情感态度价值观：
培养学生梳理系统的观点。
教学重点：
细胞工程的定义、类型、过程、应用，
教学难点：
动、植物细胞工程的定义、类型、过程、应用，
教学方法：
自学知识梳理、练习巩固
教具使用：
无
共案部分
个案部分
教学过程
教师主导活动
学生主体活动
课前：
一、在课前发给学生预习提纲，以问题的形式呈现教学内容。
（见导学案）
学生在课前通过复习，查找资料一一解决预习提纲提供的问题。
课中：
二、根据学生复习的情况，研习教材。认真分析比较：
（一）植物细胞工程
1.理论基础（原理）：
2.植物组织培养技术（b）
（1）过程：（2）用途：
3.植物体细胞杂交技术
（1）过程：
（2）诱导融合的方法（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
（二）动物细胞工程
1. 动物细胞培养（a）
（1）概念：
（2）动物细胞培养的流程：
（3）细胞贴壁和接触抑制：
（4）动物细胞培养需要满足条件
（5）动物细胞培养技术的应用： 2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
3.动物细胞融合
动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：
4.单克隆抗体
（1）抗体：
（2）单克隆抗体的制备过程：
（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。
（4）单克隆抗体的优点：
（5）单克隆抗体的作用：
（见导学案）
三、对学生进行课堂检测，反馈教学效果。
（见导学案）
学生积极展示，比较概念之间的联系，发表自己观点。
重点比较细胞工程的不同类型。
列表比较植物细胞工程和动物细胞工程的异同点。
学生认真完成课堂检测的题目，检查自己学习的效果。
根据学生存在的问题进行重点点拨。
及时观察学生课堂检测出现的共性问题，及时引导学生思考、讨论。对个性问题要求小组合作探究，讨论解决。
课后：
四、布置课后作业。
学生自我小结。
板书设计
教学札记
三、其他补充教学资料（各位教师根据各班教学特点选择补充资料，可另附纸）
（一）植物细胞工程
1.理论基础（原理）：细胞全能性
2.植物组织培养技术（b）
（1）过程：离体的植物器官、组织或细胞 ―――→愈伤组织 ―――→试管苗 ――→植物体
（2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
A 植物繁殖
微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖
作物脱毒：采用茎尖组织培养来除去病毒（因为植物分生区附近的病毒极少或没有）
人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输
B 作物新品种培育
单倍体育种：
a过程：植株（AaBb）通过减数分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四种类型）；对花粉进行花药离体培养（技术是植物组织培养）；得到单倍体植株；对其幼苗时期进行秋水仙素处理；得到了正常的纯合二倍体植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型）。
b 优点：明显缩短育种年限
C 突变体利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体）
D 细胞产物的生产：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从而让它们能够产生大量的细胞产物。
（3）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
3.植物体细胞杂交技术
（1）过程：
（2）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。
（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
（二）动物细胞工程
1. 动物细胞培养（a）
（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。
（2）动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
（4）动物细胞培养需要满足以下条件
①无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。
④气体环境：95%空气＋5%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
（5）动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
（1）哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。
（2）选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰富。
（3）体细胞核移植的大致过程是：
高产奶牛（提供体细胞）进行细胞培养；同时采集卵母细胞，在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞，去核（显微操作）[注：为什么要用卵细胞？它可以提供充足的营养；操作简便；细胞质不会抑制细胞核全能性的表达]；将供体细胞注入去核卵母细胞；通过电刺激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎；将胚胎移入受体（代孕）母牛体内；生出与供体奶牛遗传基因相同的犊牛
（4）体细胞核移植技术的应用：
①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；②保护濒危物种，增大存活数量；
③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植等。
（5）体细胞核移植技术存在的问题：
克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。
3.动物细胞融合
（1）动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。
（2）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。
（3）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。
（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：
细胞工程
植物体细胞杂交
动物细胞融合
理论基础
细胞的全能性、细胞膜的流动性
细胞增殖、细胞膜的流动性
融合前处理
酶解法去除细胞壁（纤维素酶、果胶酶）
注射特定抗原，免疫处理正常小鼠
诱导手段
物理法:离心、振动、电激
化学法：聚乙二醇（PEG）
物理法:离心、振动、电激
化学法：聚乙二醇
生物法：灭活的病毒（灭活的仙台病毒）
诱导过程
第一步：原生质体的制备
（酶解法）
第二步：原生质体融合
（物、化法）
第三步：杂种细胞的筛选和培养
第四步：杂种植株的诱导与鉴定
正常小鼠免疫处理
动物细胞的融合
（物、化、生法）
杂交瘤细胞的筛选与培养
专一抗体检验阳性细胞培养
单克隆抗体的提纯
用途和意义
克服远缘杂交的不亲和障碍，大大扩展杂交的亲本组合范围
应用：白菜-甘蓝等杂种植株
制备单克隆抗体
诊断、治疗、预防疾病，例如“生物导弹”治疗癌症
4.单克隆抗体
（1）抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。
（2）单克隆抗体的制备过程：
对免疫小鼠注射特定的抗原蛋白（目的使小鼠产生了效应B细胞）；提取B淋巴细胞；同时用动物细胞培养的方法培养骨髓瘤细胞并提取；促使它们细胞融合[注：融合的结果是有很多不符合要求的；如有2个B淋巴细胞融合的细胞等，所以要进行筛选]；在特定的选择培养基上筛选出融合的杂种细胞[特点是能迅速大量增殖，又能产生专一的抗体]；然后对它进行克隆化培养和抗体检测[筛选出能够分泌所需抗体的杂种细胞]；最后将杂交瘤细胞在体外做大规模培养或注射入小鼠腹腔内增殖，从细胞培养液或小鼠腹水中可得到大量的单克隆抗体。
（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。
（4）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。
（5）单克隆抗体的作用：作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其它疾病。
细胞工程参考答案及评分标准
单项选择题：DCCBD CDDCB
多项选择题：AD ABD ABCD ABC BC
非选择题
16、（8分）（1）细胞分裂（1分） 细胞（组织）分化（1分）
组织器官的形成（或逐渐发育成为新的植物体） （1分）
（2）植物激素(或植物激素类似物) （1分） 无菌（1分）
（3）能保持母本的优良性状；培养周期短，繁殖效率高；能培育无病毒植物(2分，列出2条即可)
（4）动物血清（1分）
17、（8分）（1）纤维素酶、果胶酶（答出二者之一便可得分）
（2）离心、振动、电刺激（要求至少答出两种） 聚乙二醇 灭活的病毒 （3）高尔基体
（4）将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中去
（5）克服远缘杂交不亲合的障碍 制备单克隆抗体
18、（10分）（1）水 无机盐 （2）生长素 细胞分裂素 （3）叶绿体 （4）24
（5）AB、Ab、aB、ab （6）单倍体 用秋水仙素处理幼苗 （7）植物的组织培养
19、（5分）（1）纤维素 果胶
（2）3 绿色、白色、花斑色（写全给分） RRRR、 rrrr、RRrr（写全给分）
20、（6分）（1）植物组织培养 全能性 脱分化 再分化 （2）相同 相同 不同
高 二 年级第二学期生物学科 总第 课时导学案
课题 细胞工程总复习
一、学习目标：
掌握细胞工程的定义、类型、过程、应用，植物细胞工程的定义、类型、过程、应用，动物细胞工程的定义、类型、过程、应用。
二、知识构成：
1.植物细胞工程 理论基础（原理）：
2.植物组织培养技术
（1）过程：离体的植物器官、组织或细胞（也叫： ） ―――→ （ ）―――→试管苗 ――→植物体
（2）用途： 。
（3）地位：是培育 、 培育植物新品种的最后一道工序。
3.植物体细胞杂交技术
（1）过程：
（2）诱导融合的方法：物理法包括 等。化学法一般是用 作为诱导剂。
（3）意义： 。
4.动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的 ，将它分散成 ，然后放在适宜的 中，让这些细胞 。
动物细胞培养的流程： 。
动物细胞培养需要满足的条件
动物细胞培养技术的应用： 。
5.动物体细胞核移植技术和克隆动物：选用去核 的原因：卵(母)细胞 ；卵(母)细胞 。
体细胞核移植的大致过程是：
体细胞核移植技术的应用：
体细胞核移植技术存在的问题：
6.动物细胞融合
（1）动物细胞融合也称 ，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来 细胞遗传信息的单核细胞，称为 。
（2）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有 等。
（3）动物细胞融合的意义：克服了 ，成为研究 的重要手段。
（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：
细胞工程
植物体细胞杂交
动物细胞融合
理论基础
融合前处理
诱导手段
诱导过程
用途和意义
7.单克隆抗体
（1）抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种 。从血清中分离出的抗体 。
（2）单克隆抗体的制备过程：
（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量 ，又能产生 。
（4）单克隆抗体的优点： 。
（5）单克隆抗体的作用： ：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟 发生特异性结合，具有 的优点。用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗 ，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其它疾病。
三、学法和自检：
四、达标检测（基因工程总复习）
一、单项选择题
1．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是
A．培养中的人效应T细胞能产生单克隆抗体 B．培养中的人B细胞能够无限地增殖
C．人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株 D．用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞
2．单克隆抗体技术在疾病诊断和治疗以及生命科学研究中具有广泛的应用。下列关于单克隆抗体的叙述，错误的是
A．特异性强、灵敏度高 B．与抗癌药物结合可制成“生物导弹”
C．体外培养B淋巴细胞可大量分泌单克隆抗体
D．由效应B细胞与骨髓瘤细胞融合而成的杂交瘤细胞分泌
3．下列不属于动物细胞工程应用的是
A．大规模生产干扰素．用于抵抗病毒引起的感染 B．为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞
C．大规模生产食品添加剂、杀虫剂等 D．利用胚胎移植技术，加快优良种畜的繁殖
4．以下不能说明细胞全能性的实验是
A．菊花花瓣细胞培育出菊花新植株 B．紫色糯性玉米种子培育出植株
C．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 D．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株
5．细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列不正确的是
A．分化发生在生物体的整个生命进程中
B．分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果
C．未离体的体细胞不会表现出全能性 D．分化过程中遗传物质发生了改变
6．英国生物学家首次用羊的体细胞成功地克隆出小羊“多利”。克隆羊的生殖方式属于
A．分裂生殖 B．孢子生殖 C．无性生殖 D．有性生殖
7．将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是
A．具有完整细胞核的细胞 B．一定的营养物质和植物激素
C．离体状态 D．导入特定基因
8．关于单克隆抗体，下列叙述不正确的是
A．可以制成诊断盒．用于疾病的珍断 B．可以与药物结合，用于病变细胞的定向治疗
C．可以利用基因工程技术生产 D．可以在生物体内生产，不能体外生产
9．下列关于细胞工程的叙述中，错误的是
A．植物细胞融合必须先制备原生质体 B．试管婴儿技术包括人工受精和胚胎移植两方面
C．经细胞核移植培育出新个体只具有一个亲本的遗传性状 D．用于培养的植物器官或属于外植体
10．用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中错误的是
A．将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞
B．用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞
C．用聚乙二醇（PEG）作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合
D．筛选杂交资金积累细胞，并从中选出能产生所需抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体
二、多项选择题
11．下面关于植物细胞工程的叙述，正确的是
A．叶肉细胞脱分化后可形成无定形状态的薄壁细胞 B．叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织
C．融合植物叶肉细胞时，应先去掉细胞膜 D．叶肉细胞离体培养时，可以表现出全能性
12．甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程涉及细胞的：
A．有丝分裂 B．分化 C．减数分裂 D．全能性
13．愈伤组织进行分化并产生出植物的各种组织和器官，进而发育成完整的植株，通常需要适合的
A．光照 B．温度 C．营养物质 D．激素
14．对细胞全能性的表述不正确的有
A．没有离体植物细胞也能表现出全能性 B．动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现
C．单克隆抗体的制备原理依据是细胞的全能性 D．花粉可培育成单倍体，是细胞全能性的体现
15．下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是
A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因
B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C．植物细胞的全能性是植物体细胞杂交的理论基础
D．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同
三、非选择题
16、 (8分)我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放进培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株示意图，请据图回答：
(1)过程④和⑤要经过 、 和 。
(2)在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，还需要在培养基中加入 。同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证 。
(3)从育种的角度来看。植物组织培养与有性繁殖相比，优势主要有(列举两条)
(4)与植物组织培养的培养基相比，用于动物细胞培养的培养液除含有水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸等之外，通常还要添加 。
17、（8分）下图是植物细胞杂交过程示意图，请据图回答：
（1）植物体细胞杂交的第①步是去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体。目前此步聚最常用的方法是酶解法，也就是在温和的条件下用 等分解植物的细胞壁。
（2）②过程的发生，必须进行人工诱导。人工诱导原生质体融合的物理方法是：利用 等（至少写出两种）促使原质体融合；化学方法是：用 等试剂作为诱导剂诱导融合。动物细胞融合与植物生质体融合的基本原理相同，诱导融合的方法类似，动物细胞的融合还常用到 作为诱导剂。
（3）③表示融合后的原生质体再产生样的细胞壁，新细胞壁的产生与细胞内________(细胞器)有密切关系。
（4）在④⑤过程中,细胞分裂的主要方式是有丝分裂,此种分裂方式的重要意义(或称特征)是___________。
（5）植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值，其突出的优点是可以 。目前，动物细胞融合技术最重要的用途是 。
18、（10分）下图表示水稻（体细胞有24条染色体）的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培养过程，已知水稻的基因型为AaBb。
（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，在愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得 和 小分子有机物等营养物质
（2）要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应有 和 两类激素。
（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再发育成具根、茎和叶的植物体。这一过程必须给予光照，其原因是 利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。
（4）试管苗的细胞中含有 条脱氧核苷酸链。
（5）培育出的试管苗可能出现的基因型有 。
（6）这种利用花药离体培养成的试管苗属于 体。要使它繁殖后代必须采取的措施是 。
（7）从细胞工程角度看这种育种方法叫 。
19、（5分）紫茉莉的花色受核遗传物质控制,基因型为RR、rr的紫茉莉分别开红花与白花，而基因型为R、r同时存在开粉红色花。紫茉莉枝条的颜色是由细胞质中质体颜色决定的：绿色枝条叶肉细胞中含有叶绿体；白色枝条的叶肉细胞中只含白色体；花斑色枝条有的细胞只含叶绿体，有的只含白色体，有的既含有叶体又含白色体。从绿色白花紫茉莉的绿叶上取一些叶肉细胞，再从花斑色红花紫茉莉的白色枝条上取一些叶肉细胞，去掉细胞壁后，用诱导剂让其融合。
(1）细胞融合过程中，去掉细胞壁用 酶和 酶。
（2）两两融合后，可出现 种融合细胞，若用融合细胞进行组织培养，理论上讲发育成的后代的枝条颜色是 ，控制花色的基因型依次是 。
20、（6分）美国科学家将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成了完整的新植株。过程图解如下，回答与之有关的问题：
（1）科学家所用的这种生物技术叫做 。依据的理论基础是植物细胞具有 性。B过程称为_____________，C过程称为_________
（2）通过B过程产生的愈伤组织的细胞与根的韧皮部细胞在染色体的数目上是否相同？ ；染色体上所含的遗传物质是否相同？ ；细胞的形态结构是否相同？
五、学习小结和课外作业：
1、上本作业：列表比较动物细胞工程和植物细胞工程的类型和应用。
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