高中生物教案必修三

人教版高中生物选修三2.1.1植物细胞工程的基本技术学案。

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容，帮助教师营造一个良好的教学氛围。教案的内容要写些什么更好呢？下面是小编为大家整理的“人教版高中生物选修三2.1.1植物细胞工程的基本技术学案”，欢迎大家阅读，希望对大家有所帮助。

2.1.1植物细胞工程的基本技术

1.举例说明植物细胞具有全能性。
2.简述植物组织培养的原理。
3.概述植物组织培养技术。
4.举例说出植物体细胞杂交技术及其应用。

一、细胞的全能性
1.概念：具有某种生物的任何一个细胞，都具有发育成，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点。
2．现实表现：在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种。
3．原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有地表达出各种，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同。
二、植物组织培养技术
1.原理：植物细胞的。
2．过程：离体的植物器官、组织、细胞――→一定的营养、激素愈伤组织――→含有不同激素成分的培养基再分化胚状体或丛芽―→试管苗。
3．脱分化：已的细胞经过诱导后，失去其特有的而转变成未分化细胞的过程。
4．植物组织培养的条件
(1)的植物细胞、组织、器官。
(2)和人工控制。
(3)培养在上。
(4)给予的培养条件。
三、植物体细胞杂交技术
1.概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成，并把杂种细胞培育成的技术。
2．过程：细胞――→纤维素酶果胶酶不同种细胞原生质体――→人工诱导原生质体
――→再生细胞壁杂种细胞――→组织培养杂种植株。
3．意义：因为不同种生物之间存在隔离，此项技术在克服不同生物的障碍上，取得了巨大的突破。
思考交流
1．体细胞具有全能性，由它产生的生殖细胞也具有全能性吗？为什么？

2．在去掉细胞壁的时候为什么想到用酶解法，且用纤维素酶和果胶酶？

正误判断
1．植物的种子能发育成完整的植株，体现了细胞的全能性。()
2．植物组织培养的过程不需要在无菌条件下进行。()
3．植物体细胞杂交与细胞膜的流动性无关。()
4．只要将两个去壁的植物细胞放在一起就能发生融合。()

一、细胞的全能性
什么是细胞的全能性？细胞具有全能性的原因是什么？在证明细胞全能性方面，动物与植物存在什么不同？植物细胞实现全能性的条件有哪些？

一般来说：（1）随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。(生殖细胞较特殊，其分化程度高，全能性也高)；（2）体细胞：分化程度低的＞分化程度高的；细胞分裂能力强的＞细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞＞衰老的细胞。
例1　下列有关植物细胞全能性的叙述中，正确的是()
A．植物体只有高度分化的体细胞才具有发育成完整个体的潜能
B．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
C．植物细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础
D．植物细胞脱分化过程体现了植物细胞的全能性
　C
二、植物组织培养技术
植物组织培养的原理是什么？具体步骤有哪些？在植物组织培养的培养基中经常添加的植物激素有哪些？

例2下图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下，形成试管苗的培育过程。请据图回答下列问题：
(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括________和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。
(2)此过程依据的原理是________。A和B阶段主要进行的分裂方式是________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________等。
(3)此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是________的结果。
(5)A、B两过程能否在同一培养基上进行？________________________________________。
　(1)无机物　生长素
(2)细胞的全能性　有丝分裂　分化
(3)培养基　芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件
(4)基因选择性表达
(5)不能
三、植物体细胞杂交
植物体细胞杂交的原理是什么？操作流程是怎样的？植物体细胞杂交成功的标志是什么？

例3白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜和甘蓝进行体细胞杂交可得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗。
(1)白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在________隔离。自然条件下，这两个物种间不能通过________的方式产生后代。从杂交细胞到获得“白菜—甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基础是植物细胞具有______________。
(2)白菜和甘蓝的体细胞在融合前应先用________________处理两种细胞的细胞壁获得原生质体，再用____________作为促融剂诱导原生质体融合进而获得杂种细胞，杂种细胞继续培养，________(填“需要”或“不需要”)进行脱分化。
(3)经筛选获得的“白菜—甘蓝”杂种幼苗体细胞中的染色体是________条。
(1)生殖　杂交(有性生殖)　全能性(2)纤维素酶、果胶酶　聚乙二醇(PEG)　需要(3)38

课堂达标
1．细胞工程技术是一门综合科学技术，下列哪项技术不属于细胞工程()
A．有性杂交　B．体细胞杂交C．组织培养D．细胞核移植
2．在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的()
A．消毒灭菌B．适宜的温度C．充足的光照D．适宜的养料和激素
3．下列属于植物组织培养的是()
A．花粉培养成单倍体植株B．芽发育成枝条
C．根尖分生区发育成成熟区D．受精卵发育成植株
4．植物体细胞融合完成的标志是()
A．细胞膜发生融合B．产生新的细胞壁
C．细胞质发生融合D．细胞核发生融合
5．下列有关植物体细胞杂交的叙述，错误的是()
A．有可能把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上
B．需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C．利用聚乙二醇可以促进原生质体融合
D．植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞
6．下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答问题。
(1)在“番茄—马铃薯”的培育过程中，运用了植物细胞工程中的________________技术，原理是
________________________________________________________________________。
(2)可用______________________对番茄和马铃薯细胞进行处理获得原生质体；诱导番茄和马铃薯原生质体融合的化学试剂一般用__________________________________。
(3)愈伤组织常用作诱变育种的理想材料，理由是_________________________________________。
(4)不同物种生物之间存在着天然的________，用传统的有性杂交方法不可能得到二者的杂种后代，而体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍。
(5)植物组织培养的培养基中除了含有一定的营养物质之外，还必须含有______________，从而促进愈伤组织的形成和再分化。
课外强化
1．以下不能说明细胞全能性的实验是()
A．玉米花粉粒培育出植株
B．转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株
C．烧伤病人的健康细胞培养出皮肤
D．核移植获得的组装细胞培育出的鲤鲫移核鱼
2．韧皮部细胞是高度分化的植物细胞，用韧皮部细胞进行组织培养可以形成愈伤组织。下列叙述错误的是()
A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和细胞分裂形成的
B．该愈伤组织的细胞没有全能性
C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成
D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
3．下列关于运用植物组织培养技术产生新个体的叙述，错误的是()
A．属于无性生殖
B．主要理论依据是植物细胞具有全能性
C．培养过程中由于人工培养基含大量营养，不需光照就能发育成完整植株
D．人工培养基中含植物生长发育所需的全部营养物质，包括矿质元素、糖、维生素等
4．下图为植物组织培养过程，有关说法错误的是()
A．b试管中细胞全能性最高
B．d试管中培育出的个体都是纯合子
C．a→b的过程需要激素的刺激
D．a→d的细胞分裂都是有丝分裂
5．下列对植物组织培养过程中的脱分化，叙述正确的是()
A．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程
B．体内分化的细胞形态、结构和功能发生改变的过程
C．高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程
D．愈伤组织分裂产生大量相同细胞的过程
6．某二倍体植物是杂合子，下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答问题。
(1)图中①表示的是该花粉培养过程中的________过程，②表示的是________过程。X代表的是_________________，③表示的是________过程，④表示的是诱导________过程。
(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中________________________________________________________________________
的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为________植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有__________________________。
(3)对植株甲进行________，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过________的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是________植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种。花药离体培养在育种上的特殊意义是________________，从而开辟育种新途径。

相关知识

人教版高中生物选修三第2章细胞工程学案

第2章细胞工程（学案28）
学习目标
1、植物的组织培养
2、动物的细胞培养与体细胞克隆
3、细胞融合与单克隆抗体
预习探究
1.细胞工程
(1)操作水平：。
(2)目的：按照人的意愿来改变细胞内的或获得。
2.植物细胞的全能性
(1)概念：具有某种生物全部的任何一个细胞，都具有发育成的潜能。
(2)原理：细胞内含有本物种的。
(3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的和其他适宜外界条件。
3.植物组织培养技术
(1)原理：植物细胞具有。
(2)过程

4.植物细胞工程的应用
(1)微型繁殖：优点是能够。
(2)作物脱毒：利用等无毒组织进行微型繁殖。
(3)培育：可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。
(4)作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用。
(5)细胞产物的工厂化生产：即利用技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。
5.动物细胞培养条件
①无菌、无毒的环境：对和所有培养用具进行无菌处理，添加，定期更换培养液以清除。
②营养：除正常的有机和无机营养外，需加入等一些天然成分。
③适宜的温度和pH：温度为℃(哺乳动物)，pH为。
6.动物细胞融合
(1)原理：。
(2)融合方法：聚乙二醇(PEG)、、电激等。
(3)意义：突破了的局限，使成为可能，也为制造
开辟了新途径。
7.单克隆抗体
(1)制备过程
(2)优点：特异性强、，可大量制备。
(3)用途：作为诊断试剂；用于治疗疾病和。
④气体环境：含95%空气加5%CO2的混合气体，其中后者的作用是。
(3)应用：生物制品的生产、检测、医学研究。
8.动物体细胞核移植技术和克隆动物
(1)动物体细胞核移植技术的过程
(2)原理：。
(3)结果：。
课堂探究
1.动物细胞培养过程中，也需要将动物细胞分散开来，这与观察植物细胞的有丝分裂中的解离作用类似。两种处理方法的结果最大的区别是什么？

2．通过动物体细胞核移植技术获得的克隆动物，其遗传物质是否和供核细胞的遗传物质完全一样？

3.单克隆抗体制备过程中，第一次筛选和第二次筛选的目的有何不同？

当堂达标
1.下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述不正确的是()
A.该途径依据的原理是植物细胞具有全能性
B.过程①需控制好培养基中植物激素的比例
C.经过程①细胞的形态和结构发生了变化
D.过程③需使用液体培养基，有利于细胞增殖
2.“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。如图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图。以下说法正确的是()
A.除去细胞壁形成原生质体，可运用的酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶
B.通常可诱导上述原生质体相互融合的方法是PEG和灭活的病毒诱导
C.杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁
D.愈伤组织形成“白菜—甘蓝”植物体必须经过脱分化和再分化两个过程
3.某研究小组为测定某种药物对体外培养细胞的毒性，准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行动物细胞培养。下列叙述正确的是()
A.制备肝细胞悬液时，可用胃蛋白酶处理肝组织块
B.恒温培养箱中的CO2浓度维持在5%左右，以促进细胞呼吸
C.为了保证细胞培养所需的无毒环境，需大量添加各种抗生素
D.本实验应设置对照实验，以检测药物对甲、乙细胞的毒性大小
4.如图所示为哺乳动物生殖的过程。其中b为卵细胞，c为体细胞。下列叙述不正确的是()
A.形成动物①②的过程分别属于有性生殖和无性生殖
B.产生动物②的过程中可发生基因突变、基因重组等
C.动物②的产生表明动物细胞的细胞核具有全能性
D.a、b、c细胞的形成过程，仅c细胞为有丝分裂
5.关于下面制备单克隆抗体过程示意图的叙述，不正确的是()
A.①表示已免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的
B.②促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导
C.④中的筛选是通过抗原—抗体反应进行的
D.⑤可以无限增殖
6.植物叶肉细胞原生质体的分离和培养的主要过程可用下面所示图解简单表示：
叶片――――――――――→a洗净、灭菌、切条、酶解原生质体悬液――――→b过滤、离心纯净的原生质体―――――→c培养基中培养愈伤组织―→d胚状体―→e植株
(1)培育胚状体利用了__________________这一项生物技术，胚状体再继续培养，则可培育出完整的植株，这体现了________________。培养基中除了含有一定的营养外，还必须含有____________________等植物激素，还需要对培养基进行严格的________________。
(2)如果愈伤组织是三七叶肉细胞培养产生的，若为了获得三七的细胞产物，则只需要培养到________________；若为了获得三七的人工种子，则需要培养到________________。如果愈伤组织是棉花叶肉细胞培养产生的，通过基因工程要获取抗虫棉，目的基因导入棉花愈伤组织细胞常用的方法是________________法。
(3)从叶片的叶肉细胞到获得胚状体的过程中，必须要经过________________。
①无丝分裂　②有丝分裂　③减数分裂　④原代培养　⑤传代培养　⑥植物体细胞杂交　⑦细胞融合　⑧脱分化　⑨再分化
7.野生黑芥(染色体数为2A)具有黑腐病的抗性基因，而花椰菜(染色体数为2B)易感染黑腐病菌而患病，用生物工程技术获得抗黑腐病杂种黑芥—花椰菜植株，操作流程如图。请据图回答下列问题：
(1)图中涉及到的生物工程技术有________________。过程①PEG的作用是______________，此时培养液需要保持一定渗透压的目的是________________。
(2)经过①操作后，筛选出融合的杂种细胞，进而脱分化形成________________，经过②________________形成杂种植株。
(3)若要分析杂种植株的染色体变异类型，应剪取该植株根尖和双亲植株的根尖，制成临时装片，然后在显微镜下观察比较有丝分裂中期染色体的________________。
(4)用上述方法培养的该杂种植株含有的染色体数目是________________；用黑腐病菌感染杂种植株，筛选出具有________________________________的杂种植株。
8.科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄—马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示，请据图回答下列问题：
(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有________________________________。
(2)过程①常用的酶是____________________，细胞融合完成的标志是__________________。
(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂____________诱导融合，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到__________种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况)，当观察到______________________________________时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。
(4)过程③和过程④依次为_______________________________________________________，
过程④中的培养基常添加的植物激素是__________________________。
(5)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含______条染色体。若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于____________植株。

人教版高中生物选修三学案：单元检测二——专题2细胞工程

一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性，教师在教学前就要准备好教案，做好充分的准备。教案可以让学生更好的消化课堂内容，帮助教师提前熟悉所教学的内容。关于好的教案要怎么样去写呢？为此，小编从网络上为大家精心整理了《人教版高中生物选修三学案：单元检测二——专题2细胞工程》，欢迎阅读，希望您能够喜欢并分享！

单元检测二——专题2　细胞工程
(时间：45分钟　满分：100分)
一、选择题(共12个小题，每小题5分，共60分)
1．下列事实能体现细胞全能性的是()
A．棉花根尖细胞经诱导形成幼苗
B．单细胞的DNA在体外大量扩增
C．动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体
D．胚胎干细胞经诱导培育成人体器官
2．下列有关细胞工程的叙述，不正确的是()
A．细胞工程应用的是细胞生物学和分子生物学的原理和方法
B．可以通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞核内的遗传物质
C．可以通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来获得细胞产品
D．根据操作对象的不同，可以分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域
3．在植物细胞工程的技术中，无须激素调节的是()
A．组织培养中促使细胞脱分化
B．制备原生质体时去除细胞壁
C．组织培养中促使细胞再分化
D．促使融合细胞形成愈伤组织
4．既可用于基因重组技术又可用于细胞融合技术的是()
A．病毒　B．纤维素酶
C．聚乙二醇D．质粒
5．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淋巴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
6．关于哺乳动物细胞体外培养的难易程度，下列表述正确的是()
A．乳腺癌细胞易于乳腺细胞；胚胎细胞易于脂肪细胞
B．乳腺细胞易于乳腺癌细胞；胚胎细胞易于脂肪细胞
C．乳腺细胞易于乳腺癌细胞；脂肪细胞易于胚胎细胞
D．乳腺癌细胞易于乳腺细胞；脂肪细胞易于胚胎细胞
7．下列有关细胞和细胞工程的说法错误的是()
A．细胞衰老时染色质固缩，染色加深，基因表达受阻，新陈代谢减慢
B．细胞分化时，在形态、结构和生理功能产生稳定性差异前，细胞内部就已发生了基因选择性表达
C．植物组织培养技术可用于培育无病毒植物、生产食品添加剂、制作人工种子
D．动物细胞融合可以克服远缘杂交不亲和障碍，扩大了用于杂交的亲本组合范围
8．在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是()
A．壁虎断尾后重新长出尾部
B．蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂
C．用体外培养的皮肤治疗烧伤病人
D．小鼠腺细胞的自我复制
9．名为“我的皮肤”的生物活性绷带自从在英国诞生后，给皮肤烧伤病人带来了福音。该活性绷带的原理是先采集一些细胞样本，再让其在特殊的膜片上增殖。5～7天后，将膜片敷在患者的伤口上，膜片会将细胞逐渐“释放”到伤口，并促进新生皮肤层生长，达到加速伤口愈合的目的。下列有关叙述中，不正确的是()
A．“我的皮肤”的获得技术属于动物细胞工程
B．人的皮肤烧伤后会因人体第二道防线的破坏而导致免疫力下降
C．种植在膜片上的细胞样本最好选自患者本人
D．膜片能否把细胞顺利“释放”到伤口，加速患者自身皮肤愈合与细胞膜上的HLA有关
10．某研究小组对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行培养，下列叙述正确的是()
A．制备肝细胞悬浮液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理
B．肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸
C．为了防止培养过程中杂菌的污染，可向培养液中加入适量的干扰素
D．用血球计数板计数的方法，可推断乙细胞比甲细胞增殖周期长
11．关于番茄—马铃薯杂种植株，下列叙述不正确的是()
A．若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞含n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞内含(m＋n)条染色体
B．过程②结束后需要淘汰自身融合的细胞
C．过程③不存在细胞分裂
D．⑤过程存在有丝分裂、减数分裂及细胞分化
12．下列实例与所利用的技术或原理不相符的是()
A．转基因抗虫棉的培育需要利用植物组织培养技术
B．植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性
C．植物原生质体融合和动物细胞融合利用了细胞膜的选择透过性
D．愈伤组织的形成和杂交瘤细胞的培养都与细胞分裂有关
二、非选择题(共40分)
13．(14分)通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据图甲、表乙回答问题。
离体的植物器官、组织或细胞――→①愈伤组织――→②胚状体――→培养植物体
图甲　植物组织培养过程
表乙：植物的花芽分别在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中的生长状况

A组B组C组D组E组
吲哚
乙酸03ppm3ppm0.03ppm0
细胞
分裂素00.2ppm0.002ppm1.0ppm0.2ppm
花芽生
长状况仍是组织切块形成愈伤组织愈伤组织分化出根愈伤组织分化出嫩芽稍生长

(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是____________________。
(2)用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构，若包裹上人造种皮，制成人工种子，可能解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是图甲中[]________和[]________过程，在此过程中被培养的细胞始终受________的调节(“[]”中填序号)。
(3)应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株，其原因是________________________________________________。
(4)从表乙的实验结果可看出：吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的两种重要物质。其中，新芽形成必需的条件是________________________；而在培养形成完整新个体过程中，对它们的调控关键是____________________________________________。
14．(13分)絮凝性细菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物，能与石油污水中的悬浮颗粒和有机物等形成絮状沉淀，起到净化污水的作用。为进一步提高对石油污水的净化效果，将絮凝性细菌和石油降解菌融合，构建目的菌株。其流程图如下。
据图回答：
(1)溶菌酶的作用是________。
(2)PEG的作用是____________。
(3)经处理后，在再生培养基上，未融合的A、B难以生长。图中AB融合菌能生长和繁殖的原因是_______________________________________________________________。
(4)目的菌株的筛选：筛选既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有________的培养基上生长的AB融合菌，选择效果最好的作为目的菌株。
(5)为探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果，将目的菌株进行发酵培养，定时取发酵液，加入石油污水中；同时设置________________为对照组。经搅拌、静置各3分钟后，分别测定上层水样的石油浓度和COD值(COD值越高表示有机物污染程度越高)，计算石油去除率和COD去除率，结果如下图。
(6)目的菌的种群增长曲线呈__________型。在40～44小时，发酵液对石油污水的净化效果最好，其原因是______________________________________________________________。
15．(13分)下图为某同学根据杂交瘤技术的方法设计的生产破伤风杆菌抗体的实验方案，据图回答相关问题。
(1)该方案能达到预期效果吗？________，原因是__________________________
________________________________________________________________________。
(2)图中②为________过程，常用____________作为诱导剂，该细胞继承了__________________________，因此不仅能分泌________________，还有____________________的本领。
(3)破伤风杆菌的抗体最终可以从________和________中提取。

人教版高中生物选修三1.1DNA重组技术的基本工具学案

1.1DNA重组技术的基本工具

1.简述DNA重组技术所需三种基本工具的作用。
2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。

一、基因工程的概念
1.操作意图：按照人们的愿望，进行严格的。
2．操作场所：在外进行。
3．操作技术：利用了体外DNA重组和等技术。
4．操作结果：赋予生物以新的，从而创造出更符合人们需要的新的和生物产品。
5．操作水平：是在水平上进行设计和施工的。
二、DNA重组技术的基本工具
1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
(1)主要。
(2)作用：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列并且能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的断开。
(3)结果：形成DNA片段末端。限制酶切割DNA分子产生的DNA片段末端有两种形式，即和。
2．DNA连接酶——“分子缝合针”
(1)作用：将切下的双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的，拼接成新的DNA分子。
(2)种类：
①E·coliDNA连接酶：从中分离得到，只连接双链DNA片段互补的末端。
②T4DNA连接酶：从中分离出来，对于两种末端都能连接，但对的连接效率比较低。
3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
(1)载体的条件
①能够在细胞中。
②有一个至多个，便于外源基因的插入。
③具有，供重组DNA的鉴定和选择。
(2)载体的种类
①质粒是一种裸露的、结构简单、独立于之外，并具有能力的很小的链环状DNA分子。含有一个至多个，供外源基因插入其中，并带有特殊的，是基因工程最常用的载体。
②λ噬菌体的衍生物。
③动植物病毒。
思考交流
1．只有DNA连接酶能连接形成磷酸二酯键吗？

2．如果受体细胞分别是动物细胞和细菌，所用的载体相同吗？

正误判断
1．限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列。()
2．天然的质粒可直接用作基因工程的载体。()
3．限制性核酸内切酶与DNA连接酶作用位点相同，作用结果相反。()
4．限制酶、DNA连接酶和载体是基因工程中常用的工具酶。()
5．基因工程中的载体与细胞膜上的载体本质相同。()
6．不同限制酶的识别序列不同，这属于酶的专一性特点。()

一、如何理解基因工程的概念？
应用技术DNA重组、转基因等技术
操作环境
操作对象
操作水平
基本过程剪切→拼接→导入→表达
结果人类需要的性状或基因产物

例1下列叙述不符合基因工程的是()
A．将人的干扰素基因重组到质粒后导入细菌的技术是转基因技术
B．基因工程是在分子水平上进行的生物技术
C．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上
D．通过转基因技术可以将某些“特殊”基因转移到受体生物中，从而得到人类需要的产物
　C
二、基因工程中各种工具的具体作用有哪些？各种工具有什么作用特点？

例2现有一长度为1000个碱基对(bp)的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用KpnⅠ单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子，用EcoRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是()
(2)位置判断，新增加的一种酶将原有酶切开的DNA片段再次切开，消失的DNA片段上有该酶的切点。
D从题干中“用限制性核酸内切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1000bp”，再结合选项中DNA分子的可能酶切图谱分析可知，此DNA分子是环状，故A、B排除。同理，从“用KpnⅠ单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子”，又可推知图谱中应有两个KpnⅠ酶切位点，故选D。
三、列表比较
1.两类DNA连接酶的比较
种类E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶
来源大肠杆菌T4噬菌体
功能特性只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低
相同点都能缝合
　
　2.DNA连接酶与DNA聚合酶的比较
比较项目DNA连接酶DNA聚合酶
相同点催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键
不同点模板不需要模板需要DNA的一条链为模板
作用对象
作用结果形成完整的DNA分子
用途基因工程DNA复制
三、运载体的作用在基因工程中的作用是什么？作为运载体应具备哪些条件？

课堂达标
1科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术——基因工程，实施该工程的最终目的是()
A．定向提取生物体的DNA分子B．定向地对DNA分子进行人工“剪切”
C．在生物体外对DNA分子进行改造D．定向地改造生物的遗传性状
2．下列属于“分子缝合针”的是()
①E·coilDNA连接酶　②T4DNA连接酶　③DNA聚合酶　④解旋酶　⑤RNA聚合酶
A．①②③B．①②C．①②⑤D．②④
3．下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是()
A．一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
B．限制性核酸内切酶的活性受温度的影响
C．限制性核酸内切酶能识别和切割RNA
D．限制性核酸内切酶可从原核生物中提取
4．下列哪项不是基因工程中经常使用的运载目的基因的载体()
A．细菌质粒　B．λ噬菌体C．细菌核区中的DNAD．动植物病毒
5．一DNA分子碱基对序列片段为：…GAATTC……CTTAAG…，有一种酶能识别GAATTC序列，并在G和A之间将DNA分子切开。据此，回答下列问题：
(1)该酶破坏的是哪种化学键？________________。该酶的名称叫________。
(2)DNA分子经该种酶切割产生的DNA分子片段末端通常有两种形式，上述DNA分子经切割后形成的末端是哪一种？________________。
(3)若想把切口重新连接起来，则需要用________酶，根据酶的来源不同，可以将这些酶分为两类，该题中应该用哪一类？___________________________________。
课外强化
1．美国科学家培育出世界上首只转基因夜光猫，这是美国新奥尔良德班濒危物种研究中心的一项基因试验。夜光猫的培育施工是在DNA分子水平上进行的。下列有关说法中正确的是
A．基因工程中的工具酶有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体
B．DNA连接酶可将任意的DNA片段通过形成磷酸二酯键而连接起来
C．质粒上必须有标记基因才可作为载体
D．质粒是原核生物细胞质中的环状DNA分子
2．在基因工程中用来修饰、改造生物基因的工具是()
A．限制酶和水解酶B．限制酶和DNA连接酶
C．限制酶和载体D．DNA连接酶和载体
3．质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如下图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转入成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因插入位置(插入点有a、b、c)，请根据表中提供的细菌生长情况，推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是()
细菌在含氨苄青霉素的培养基上的生长状况细菌在含四环素的培养基上的生长状况
①能生长能生长
②能生长不能生长
③不能生长能生长

A.①是c；②是b；③是aB．①是a和b；②是a；③是b
C．①是a和b；②是b；③是aD．①是c；②是a；③是b
4．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()
A．①②③④B．①②④③C．①④②③D．①④③②
5．下图为重组DNA分子构建的示意图，回答以下问题。
(1)图中，数字1、2、3、4代表____________________________，过程A、过程B和过程C所需要的工具分别是____________、____________和______________。
(2)写出结构5、6、7的名称。
结构5：________；结构6：_______________________；结构7：________________。
(3)进行过程A和过程B使用的工具必须是________________，它们主要从________中分离和提纯。
(4)图中整个操作环境是________。
A．细胞内B．细胞外C．细胞内和细胞外
(5)结构5主要来自于________(生物)，在基因工程中所起的作用是
________________________________________________________________________。

人教版高中生物选修三1.2基因工程的基本操作程序学案

一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性，高中教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生更好的消化课堂内容，帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。怎么才能让高中教案写的更加全面呢？急您所急，小编为朋友们了收集和编辑了“人教版高中生物选修三1.2基因工程的基本操作程序学案”，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

1.2　基因工程的基本操作程序

1.简述基因工程原理及基本操作程序。
2.尝试设计某一转基因生物的研制过程。

基因工程的基本操作程序
1.的获取。2．的构建。
3．将目的基因导入。4．目的基因的与鉴定。
一、目的基因的获取
1.目的基因：主要是指编码蛋白质的，也可以是一些具有。
2．基因文库
(1)基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多，导入的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。
(2)基因文库的种类
①基因组文库：含有一种生物的基因。
②部分基因文库：含有一种生物的基因。
3．获取目的基因的方法
(1)从基因文库中获取目的基因
(2)利用PCR技术扩增目的基因
①PCR的含义：是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。
②过程：目的基因受热形成，与引物结合，在的作用下延伸形成DNA。
③方式：指数扩增＝2n(n为扩增循环的次数)。
(3)人工合成法：若较小，序列已知，可以人工合成。
二、基因表达载体的构建

1.基因表达载体的组成

2．基因表达载体的功能
(1)使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以给下一代。
(2)使目的基因和发挥作用。
三、将目的基因导入受体细胞
1.转化：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．导入植物细胞
(1)方法：、基因枪法、花粉管通道法等。
(2)农杆菌的特点
①易感染和裸子植物。
②Ti质粒上的可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞上。
3．导入动物细胞
(1)常用方法：技术。(2)常用受体细胞：。
4．导入微生物细胞
(1)原核生物特点：繁殖快、多为、遗传物质相对等。
(2)对受体细胞的常用处理方法：用处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞称为)。
四、目的基因的检测与鉴定
1.检测方法
(1)技术：①检测转基因生物的上的目的基因；②检测目的基因是否转录出。
(2)抗原—抗体杂交技术：用于检测目的基因是否翻译成。
2．鉴定：鉴定、抗性鉴定等。
思考交流
1．利用PCR技术扩增目的基因时，需要提供哪些物质和条件？

2．一般情况下，基因工程操作获得成功的标志是什么？

正误判断
1．基因工程操作程序中的核心步骤是基因表达载体的构建。()
2．利用反转录法获取的目的基因在构建基因表达载体时，可以不另外添加启动子和终止子。()
3．基因表达载体中的启动子和终止子决定着翻译的开始与结束。()
4．将目的基因导入微生物细胞时，对受体细胞不需做任何处理。()
5．DNA分子杂交是在分子水平上进行的目的基因的检测。()

一、什么是基因文库、基因组文库、cDNA文库？

请列表比较基因组文库、cDNA文库。
文库类型cDNA文库基因组文库
概念

文库大小小大
基因中有无启动子
基因中有无内含子
基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因
物种间的基因交流可以
二、PCR技术与生物体内DNA复制的比较：
项目PCR技术DNA复制
不同点解旋方式解旋酶催化
场所主要在细胞核内
酶细胞内含有的DNA聚合酶
温度条件细胞内温和条件
结果形成整个DNA分子
相同点原理DNA双链复制(碱基互补配对)
原料四种游离的脱氧核苷酸
条件模板、ATP、酶等
三、获取目的基因的方法有哪些，分别在什么情况下使用？
1．如果不知道目的基因的核苷酸序列，可以通过的方法。
2．如果知道目的基因的核苷酸序列，而且基因比较小，可以通过。
3．如果只知道扩增目的基因的两端的核苷酸序列，而且基因又比较大，则可以通过目的基因。
四、构建基因表达载体的目的是什么？

基因表达载体在组成上至少应包括哪四部分，其各自的作用是什么？

例1将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是
A．每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒
B．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
C．每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada
D．每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子
　C
五、不同受体细胞的常用导入方法
生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞
常用方法农杆菌转化法显微注射法Ca2＋处理法
受体细胞体细胞受精卵原核细胞
转化过程目的基因插入Ti质粒的T－DNA上→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA→表达目的基因表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物Ca2＋处理细胞→感受态细胞→表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
例2我国中科院上海生化所合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽多糖(类似于人体中的糖蛋白)。在人体细胞中糖蛋白必须经过内质网和高尔基体的进一步加工才能形成。如果要采用基因工程和发酵工程技术让微生物来生产脑啡肽多糖，应该用下列哪种微生物作受体细胞
A．大肠杆菌　B．酵母菌C．T4噬菌体D．大肠杆菌质粒
　B
六、不同水平上对目的基因检测与鉴定的方法主要有哪些？
类型步骤检测内容方法结果显示
分子检测导入检测目的基因是否导入受体细胞DNA分子杂交技术：和之间是否成功显示出杂交带　
表达检测目的基因是否转录出mRNA核酸分子杂交技术：和之间是否成功显示出杂交带
目的基因是否翻译出蛋白质蛋白质分子杂交：和之间是否成功显示出杂交带
个体生物学
水平的鉴定①确定是否具有抗性及抗性程度②基因工程产品与天然产品的活性是否相同①抗虫或抗病的接种实验②基因工程产品与天然产品活性的比较是否赋予了预期抗性或蛋白质活性

课堂达标
1．下列不属于获取目的基因的方法是()
A．利用DNA连接酶复制目的基因B．反转录法
C．从基因文库中获取目的基因D．利用PCR技术扩增目的基因
2．下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是()
A．需要限制酶和DNA连接酶B．必须在细胞内进行
C．抗生素抗性基因可作为标记基因D．启动子位于目的基因的首端
3．目前，将目的基因导入动物细胞最常用和最有效的方法是()
A．显微注射法　B．农杆菌转化法C．基因枪法D．花粉管通道法
4．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是()
A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．将重组DNA分子导入烟草原生质体
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞
5．利用苏云金芽孢杆菌的抗虫基因培育的抗虫棉是否成功，最好检测()
A．是否有抗生素产生B．是否有目的基因表达
C．是否有抗虫的性状出现D．是否能分离到目的基因
6.科学家通过基因工程方法，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如下图所示。根据题意，回答下列问题。
(1)基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是：________________、________________、________________、________________。
(2)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T－DNA，把目的基因插入Ti质粒的T－DNA中是利用T－DNA____________________________的特点。
(3)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为________。
(4)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是________________。
(5)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是___________________________________，
这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是_______________________________________________。
课外强化
1．农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了广泛的运用。下图为农杆菌转化法的示意图，试回答下列问题。
(1)一般情况下农杆菌不能感染的植物是________，利用农杆菌自然条件下感染植物的特点，能实现__________________。具体原理是在农杆菌的Ti质粒上存在T－DNA片段，它具有可转移到受体细胞并整合到受体细胞的________上的特点，因此只要将携带外源基因的DNA片段插入到________(部位)即可。
(2)根据T－DNA这一转移特点，猜测该DNA片段上可能含有控制________________(酶)合成的基因。
(3)图中过程c中，能促进农杆菌移向植物细胞的物质是________类化合物。
(4)植物基因工程中将目的基因导入受体细胞的方法除了农杆菌转化法之外，还可采取的方法是。(至少写出两种)