2019-2020学年度高中《现代生物科技专题》生物第一章 基因工程第二节 基因工程的应用苏教版复习特训三十七
2019-2020年高中生物 第2课时 细胞的全能性备课资料 苏教版
2019-2020年高中生物第2课时细胞的全能性备课资料苏教版1.细胞全能性受精卵及早期的胚胎细胞都是具有全能性的细胞。
植物的体细胞在适宜的条件下可培育成正常的植株，这不仅是细胞全能性的有力证据，而且也广泛地应用在植物基因工程的实践中。
然而动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发育，细胞逐渐丧失了发育成个体的能力，仅具有分化成有限细胞类型及构建组织的潜能，这种潜能称为多潜能性。
一般情况下，在整个发育过程中，细胞分化潜能逐渐受到限制而变窄，即由全能性细胞转化为多能或单能干细胞。
但是对于细胞核而言，却始终保持其分化的全能性。
科学家用有限分化细胞的细胞核进行移植实验，证明了细胞核的全能性，实验显示在分化过程中，绝大多数细胞均保持其完整的基因组或染色体组不变。
近年来，在体外由胚胎干细胞诱导分化成造血细胞、神经细胞、肌肉细胞，以及神经干细胞可诱导分化成各种血细胞等一系列的研究结果，不仅加深了对细胞全能性和细胞分化机制的了解，而且在细胞治疗及用于组织与器官移植的组织工程的研究与实践中都具有重要意义。
2.全能性、多能性和单能性受精卵能够分化出各种细胞、组织，形成一个完整的个体，所以把受精卵的分化潜能称为全能性（totipotent）。
随着分化发育的进程，细胞逐渐丧失其分化潜能。
从全能性到多能性，再到单能性，最后失去分化潜能成为成熟定形的细胞。
植物的枝、叶、根都有可能长成一株完整的植株，细胞培养的结果也证明即使高度分化的植物细胞也可以培养成一个完整的植株，因此可以说绝大多数植物细胞具有全能性。
成熟动物细胞显然不具备全能性。
其原因并非在细胞核而在细胞质，如大量的核移植实验证实，分化细胞的核仍保留完整的基因组DNA。
我国发育生物学家童第周1978年成功地将黑斑蛙成熟的细胞核移入去核的受精卵细胞内，培育出了蝌蚪。
20世纪60年代的爪蟾和80年代小鼠的核移植，90年代末多利羊的诞生都证明了分化细胞具有完整的基因组DNA。
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第一章 基因工程
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பைடு நூலகம் 第一节 基因工程概述
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第二节 基因工程的应用
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0002页 0080页 0152页 0204页 0244页 0398页 0480页
第一章 基因工程 第二节 基因工程的应用 第二章 细胞工程 第二节 植物细胞工程概述 第三章 胚胎工程 第二节 胚胎干细胞的研究及其应用 第一节 生态工程的原理和类型
第一节 细胞工程概述
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第三节 蛋白质工程
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第二章 细胞工程
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2022生物现代生物科技专题第1讲基因工程教案3
第1讲基因工程1.基因工程的诞生(Ⅰ）2.基因工程的原理及技术（含PCR技术）(Ⅱ）3。
基因工程的应用(Ⅱ）4.蛋白质工程（Ⅰ）1。
基因的结构与功能（生命观念)2。
基因工程的操作流程图及蛋白质的流程图等(科学思维）3。
基因工程的应用和蛋白质工程(科学探究）4.正确看待转基因生物与环境安全问题（社会责任）考点一基因工程的基本工具及基本程序1．基因工程的概念（1)概念：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
(2)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
②与诱变育种相比：定向改造生物的遗传性状。
2．基因工程的基本工具（1）限制性核酸内切酶(简称限制酶）。
①来源：主要来自原核生物。
②特点：具有专一性，表现在两个方面：识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列.切割-—特定核苷酸序列中的特定位点。
③作用：断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
④作用结果错误!—错误!（2）DNA连接酶(3)载体①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒的特点错误!③运载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。
3．基因工程的基本操作程序（1)目的基因的获取①从基因文库中获取②人工合成错误!③利用PCR技术扩增（2）基因表达载体的构建—-基因工程的核心①目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
②基因表达载体的组成(3）将目的基因导入受体细胞①转化含义：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内遗传和表达的过程.②转化方法生物类型植物动物微生物受体细胞体细胞受精卵大肠杆菌或酵母菌等(4)目的基因的检测与鉴定4。
PCR技术(1)原理：DNA复制。
（2)前提：已知目的基因的一段核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。
（3）条件：DNA模板、引物、热稳定DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸.（4)扩增过程变性温度上升到90～95 ℃左右，双链DNA解链为单链复性温度下降到55～60 ℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合延伸温度上升到70～75 ℃左右，Taq 酶从引物起始合成互补链,可使新链由5′端向3′端延伸（5）结果：上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加.PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。
第一章 基因工程概述
或新性状的DNA体外操作程序，也称为分子克隆技术。
因此，供体、受体、载体是重组DNA技术的三大基
本元件。
基因工程的基本概念
B 基因工程的基本定义
基因工程是指重组DNA技术的产业化设计与应用，
包括上游技术和下游技术两大组成部分。上游技术指的
是基因重组、克隆和表达的设计与构建（即重组DNA技
术）；而下游技术则涉及到基因工程菌或细胞的大规模
酶工程
基因工程的基本概念
D 基因工程的基本形式
第一代基因工程 蛋白多肽基因的高效表达 经典基因工程 第二代基因工程 蛋白编码基因的定向诱变 蛋白质工程
第三代基因工程 代谢信息途径的修饰重构 途径工程
第四代基因工程 基因组或染色体的转移
基因组工程
第二节 基因工程的诞生和发展
一、基因
泛基因阶段
孟德尔遗传因子阶段
（如胰岛素）、干扰素、乙肝疫苗等 研制新型疫苗（HIV、霍乱、单纯疱疹病毒等）
生产具有药用价值的生物制剂，如水蛭素等
3. 基因诊断
– 遗传性疾病的分子诊断
– 癌症的分子诊断 – DNA指纹
4. 基因治疗
是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异 常引起的疾病，以达到治疗目的。
3．断裂基因
1个基因被间隔区分成不连续的若干区段，这种编码序列不连续的间断基因被称为 断裂基因。
4．假基因
不能合成出功能蛋白质的失活基因 。
5．重叠基因
不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的 即重叠的。
现代对基因的定义是DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列， 是遗传物质的最小功能单位。
二、 基因工程的诞生
顺反子阶段
1957 年，本泽尔（Seymour Benzer）以T4噬菌 体为材料，在DNA分子水平上研究基因内部的精细结 构，提出了顺反子（cistron）概念。 顺反子是1个遗传功能单位，1个顺反子决定 1条多肽链。
2019-2020年高中生物基因工程及其应用教案新课标人教版必修2
2019-2020年高中生物基因工程及其应用教案新课标人教版必修2一、教学目标1.简述基因工程的基本原理。
2.举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用。
3.关注转基因生物和转基因食品的安全性。
二、教学重点和难点1.教学重点（1）基因工程的基本原理。
（2）基因工程的安全性问题。
2.教学难点（1）基因工程的基本原理。
（2）转基因生物与转基因食品的安全性。
三、教学策略本节教学可用2课时。
第一课时从对杂交育种及诱变育种的特点总结入手，结合“问题探讨”，引入基因工程的概念。
在第一课时，教师应将重点放在引导学生了解基因工程的基本原理和大致过程上。
教学中，教师可以结合学生熟悉的具体事例来讲述，还可以安排学生制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使学生切身体会基因工程“剪、拼、接、转”的主要过程。
有条件的学校也可以制作电脑动画来表现这一动态过程。
通过第一课时的学习，学生应该了解基因工程所用到的“工具”和基因工程的大致过程。
教科书根据学生的认识规律，先分别介绍几种“工具”，再简要介绍基因工程的连续过程。
教师在教学中应注意教学内容的组织和衔接。
值得强调的是，本节的侧重点是基因工程的原理，因此在教学深度的把握上应定位在学生了解基因工程的过程和方法，而不必引入过多的专业术语和详细的操作技术，语言力求形象生动，避免不适当的扩展，增加深度和难度。
有兴趣的学生可以在生物选修3《现代生物科技专题》中进一步学习。
第二课时可在列举基因工程各种应用的基础上，重点引导学生讨论基因工程应用的利与弊。
教师应布置学生搜集有关资料，采用思考、分析、想像、推断和辩论相结合的方法，围绕基因工程的利与弊，分析讨论是否需要关注转基因食品和转基因生物。
对于这个问题，教师不必刻意将学生的争论引向一致的结论，争辩的过程本身就是对学生思维的训练，能够给予学生不少启发。
教师要注意引导学生摆事实、讲道理，做出合乎逻辑的推断，鼓励学生积极参与。
教师可设计合适的情境，组织学生进行角色扮演、制作公益广告、撰写咨询报告等多种活动，让学生站在不同角度思考问题并做出判断，使学生体会到参与社会问题的讨论和决策的方法。
最新沪科教版高二生物选修3现代生物科技专题电子课本课件【全册】
第一章 基因工程和蛋白质工程
最新沪科教版高二生物选修3现代 生物科技专题现 代生物科技专题电子课本课件【
全册】目录
0002页 0004页 0006页 0008页 0010页 0012页 0014页 0038页 0040页 0042页 0044页 0046页 0048页 0050页
第一章 基因工程和蛋白质工程 第二节 基因工程的应用 课外阅读 基因芯片 第一节 动物细胞培养 第三节 细胞融合技术 第五节 克隆技术 第三章 胚胎工程 第二节 良种化胚胎工程 课外阅读 我国著名的胚胎学家——童第周 第一章 生态工程 第二节 我国的生态工程 第二章 生物安全与生物伦理 第二节 生物武器 课外阅读 玉米妈妈的圣洁被玷污了
2020年高考生物创新实验-基于核心素养的探究实验——设计实验鉴定转基因大肠杆菌
基于核心素养的探究实验——设计实验鉴别转基因大肠杆菌（第二课时）一、使用教材内容取自浙科版高中《生物学》——选修3《现代生物技术专题》，第一章第三节：基因工程的应用。
二、实验器材1．自主构建质粒及菌株：学生运用选修课所学技术自主构建质粒pcDNA 3.1-GFP，该重组质粒含有GFP（绿色荧光蛋白基因），再将该质粒导入受体细胞E.coli菌株DH5α，得到转基因大肠杆菌（含pcDNA 3.1-GFP）。
2．试剂：香柏油（上海生工，Order NO. A502219）、QuickCut™Eco R I（TaKaRa，Code No.1611）、QuickCut™Xba I（TaKaRa，Code No.1634）、琼脂糖（上海三杰，130101）、50×TAE 缓冲液（上海生工，Order NO. B548101）、DL10,000 DNA Marker（TaKaRa，Code No. 3584A）、DL2,000 DNA Marker（TaKaRa，Code No. 3427A）、6×Loading Buffer（TaKaRa，Code No. 9156）、ddH2O。
3．仪器：血球计数板（上海求精，XB.K.25）、光学显微镜(Motic，BA200)、荧光显微镜(Motic，MoticamPro 205B)、移液枪(Eppendorf，2.5/ 10/200/1000μL)、电子分析天平(上海衡平，JA3003)、恒温水浴锅（上海博讯，DK-8D）、高速离心机（Eppendorf，centrifuge5418）、电泳仪（Tanon，EPS300）、水平电泳槽(Tanon，HE-120)、凝胶成像仪(上海培清，JS-2012)三、实验教学创新1．教学设计创新：对浙科版生物教材《选修3 现代生物科技专题》与校本选修教材《基因工程技术》进行创新整合，使得实验教学内容更加充实、更具操作性。
高中生物学选择性必修3《生物技术与工程》目录(2019版)
科学家访谈生物科技创造美好未来——与杨焕明院士一席谈第1章发酵工程科技探索之路从传统发酵技术到发酵工程第1节传统发酵技术的应用探究·实践制作传统发酵食品第2节微生物的培养技术及应用一微生物的基本培养技术探究·实践酵母菌的纯培养拓展视野微生物菌种的高效筛选——高通量筛选二微生物的选择培养和计数探究·实践土壤中分解尿素的细菌的分离与计数与生物学有关的职业发酵工程制药工第3节发酵工程及其应用第2章细胞工程科技探索之路细胞工程的发展历程第1节植物细胞工程一植物细胞工程的基本技术探究·实践菊花的组织培养二植物细胞工程的应用第2节动物细胞工程一动物细胞培养二动物细胞融合技术与单克隆抗体与生物学有关的职业细胞培养工程师三动物体细胞核移植技术和克隆动物第3节胚胎工程一胚胎工程的理论基础二胚胎工程技术及其应用第3章基因工程科技探索之路基因工程的诞生和发展第1节重组DNA技术的基本工具探究·实践 DNA粗提取与鉴定第2节基因工程的基本操作程序探究·实践 DNA片段的扩增及电泳鉴定拓展视野历史不能忘记中国科学家对PCR的贡献第3节基因工程的应用第4节基因工程的延伸——蛋白质工程第4章生物技术的安全性与伦理问题科技探索之路生物技术引发的社会争论第1节转基因产品的安全性第2节关注生殖性克隆人第3节禁止生物武器附录1植物组织培养实验常用培养基的配方和配制方法附录2DNA的粗提取与鉴定实验相关试剂的配制方法附录3琼脂糖凝胶电泳实验相关试剂的配方。
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2019-2020学年度高中《现代生物科技专题》生物第一章基因工程第二节基因
工程的应用苏教版复习特训三十七
第1题【单选题】
2003年我国科学工作者用基因工程迅速研制出“非典”诊断盒。
其作用及机理是( )
A、治疗“非典”,利用的是抗原抗体反应
B、诊断“非典”,利用的是DNA分子杂交原理
C、诊断“非典”，利用的是抗原抗体反应
D、治疗“非典”，利用的是DNA分子杂交原理
【答案】：
【解析】：
第2题【单选题】
作物脱毒、改善畜产品的品质、抗除草剂作物、可保存的干扰素、检测有毒物质依次是下列哪项生物技术的应用( )
①基因工程②细胞工程③蛋白质工程
A、①②②③②
B、②①①③②
C、②①②③②
D、②①③③②
【答案】：
【解析】：
第3题【单选题】
现有甲（克隆羊）、乙（试管羊）、丙（转基因羊）三只羊．下列有关叙述正确的是( )
A、甲和丙的培育过程中都应用了体外受精和胚胎移植技术
B、与乙不同，甲的遗传物质可来自两个雌性亲本
C、培育三只羊都是通过相同的生殖方式获得亲本的优良性状
D、三只羊的体外早期胚胎培养都经历了受精卵、桑葚胚、囊胚、原肠胚等阶段
【答案】：
【解析】：
第4题【单选题】
下列有关生物工程的叙述，不正确的是
A、基因工程的核心步骤是构建基因表达载体
B、蛋白质工程可通过直接改造蛋白质的结构从而改变其功能
C、克隆羊的培育涉及细胞核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术
D、牛胚胎发育的历程是：受精卵→桑椹胚→囊胚→原肠胚→幼体
【答案】：
【解析】：
第5题【单选题】
采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊。
但是人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。
以下有关叙述，正确的是
A、人体细胞中凝血因子基因的碱基对数目，小于凝血因子氨基酸数目的3倍
B、可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵
C、在该转基因羊中，人凝血因子基因只存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中
D、人凝血因子基因开始转录时，在DNA连接酶的催化下以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
【答案】：
【解析】：
第6题【单选题】
为了防止转基因作物的目的基因通过花粉转移到自然界中的其他植物中,科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体基因组中。
其原因是( )
A、叶绿体基因组不会进入生殖细胞中
B、受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞
C、转基因植物与其他植物间不能通过花粉发生基因交流
D、植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比
【答案】：
【解析】：
第7题【单选题】
如果科学家通过转基因工程，成功地把一名女性血友病患者的造血细胞进行改造，使其凝血功能恢复正常。
那么，她后来所生的儿子中( )
A、全部正常
B、一半正常
C、全部有病
D、不能确定
【答案】：
【解析】：
第8题【单选题】
我国自主研制的复制型艾滋病疫苗，是把艾滋病病毒RNA的几个重要片段经某种处理后插入天花病毒DNA中，形成重组病毒疫苗。
该疫苗在人体内具有复制能力，产生的抗原蛋白可以持续刺激免疫系统，使人产生较强的免疫能力。
在该疫苗研制过程中①使用了逆转录酶②运用基因工程手段，用质粒作载体③可利用培养的动物细胞培养天花病毒④体现了天花病毒的间接使用价值
A、①②
B、③④
C、①③
D、②④
【答案】：
【解析】：
第9题【单选题】
上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。
他们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了30多倍，标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。
以下与此有关的叙述中，正确的是( )
A、运用基因工程技术让牛合成人白蛋白，该技术将导致定向变异
B、可将白蛋白基因导入牛的卵细胞中，通过组织培养形成转基因牛
C、人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为只在转基因牛的乳腺细胞中才有人白蛋白
基因
D、所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因
【答案】：
【解析】：
第10题【单选题】
我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。
下列叙述不正确的是( )
A、抗虫基因的提取和运输都需要专用的工具
B、重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失
C、抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递到近缘作物，从而造成基因污染
D、转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的
【答案】：
【解析】：
第11题【单选题】
土壤农杆菌是基因工程中将目的基因导入植物细胞时常用的中间媒介。
它含有一个大型的Ti质粒（如图所示），在侵染植物细胞的过程中，其中的T—DNA片段转入植物的基因组。
若想用基因工程并通
过土壤农杆菌向某种植物中导入抗旱基因，以下分析不合理的是
A、若用Ti质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T—DNA片段内，且要保证复制起
始点和用于转移T—DNA的基因片段不被破坏
B、将重组Ti质粒导入土壤农杆菌中时，可以用CaCl2处理细菌以增加细胞壁的通透性
C、用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染正在组织培养中的植物细胞，再将被感染后的细胞培养
成植株，就可能获得具有抗旱基因的植物
D、若能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，则说明该基因工程项目获得成功
【答案】：
【解析】：
第12题【单选题】
下列关于限制酶和DNA连接酶的理解正确的是( )
A、其化学本质都是蛋白质
B、DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键
C、它们不能被反复使用
D、在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶
【答案】：
【解析】：
第13题【多选题】
A、A
B、B
C、C
D、D
【答案】：
【解析】：
第14题【综合题】
凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶，研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中并使之表达。
下图是基因工程中获取目的基因和构建重组质粒过程，请回答有关问题：
科学家己经测出该酶的氨基酸序列，因此可以通过______方法来获取目的基因，获得目的基因后，常利用PCR技术在体外将其大量扩增；②分析上图可知，构建重组DNA分子（如图所示）最好选用______限制酶，理由是______。
工业化生产过程中，最初多采用重组大肠杆菌或芽孢杆菌生产凝乳酶，将目的基因导入大肠杆菌或芽孢杆菌前所做的处理方法是______。
现在生产凝乳酶多采用重组毛霉或重组的酵母菌，毛霉或酵母菌作为受体细胞的优势是______。
研究发现，如果将该凝乳酶20位和24位氨基酸改变为半胱氨酸，其催化能力将提高2倍，科学家可以生产上述高效凝乳酶的现代生物工程技术是______。
该生物工程技术的实质是______。
转基因技术和细胞工程在动植物都有广泛应用，但是，胚胎工程只是指对动物的______所进行的多种显微操作和处理技术。
生态工程是实现循环经济最重要的手段之一，请写出它遵循的基本原理______（至少答二项）。
【答案】：
【解析】：
第15题【综合题】
如图是利用基因工程技术产生人胰岛素的操作过程示意图，请据图回答：
能否利用人的皮肤细胞来完成①过程？______，原因是______．
""
过程②必须的酶是______，过程③必须的酶是______，过程⑦中将A、B连接时必须的酶是______。
""
图中C的组成包括______、______、______、______和复制原点。
""
为使过程⑧更易进行可用______药剂处理D。
""
【答案】：
【解析】：。