资源简介

2013届高考生物一轮复习学案
50　克隆技术(人教版)
考纲要求　1.植物的组织培养(Ⅱ)。2.动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ)。3.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。
一、植物细胞工程
1．理论基础：细胞________性。
2．植物组织培养：____组织试管苗植物体
3．植物体细胞杂交
(1)过程
(2)意义：克服________________的障碍。
4．植物繁殖的新途径：(1)微型繁殖——高效快速地______________。(2)作物脱毒。
(3)人工种子的特点：后代无________；不受____________和地域限制。
二、动物细胞工程
1．动物细胞培养
(1)过程
(2)条件：____________的环境；营养——合成培养基；温度和pH(36.5±0.5℃，pH为7.2～7.4)；____环境：95%的________和5%的________。
(3)应用：生产生物制品、培养________动物、检测____________的毒性和进行医学研究等。
2．体细胞核移植(克隆)
(1)过程：(以克隆牛为例)
(2)存在的问题：成功率低；克隆动物的健康问题；克隆动物食品的安全性问题。
3．动物细胞融合
(1)原理：细胞膜的________。
(2)方法：聚乙二醇、________的病毒、电激等。
(3)意义：①突破有性杂交方法的局限，使____杂交成为可能；②细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的研究；③__________的制备。
4．单克隆抗体
(1)制备
(2)特点：化学性质专一、________、________，并可以大量制备。
(3)应用：①作为诊断试剂：准确识别各种____________物质并特异性结合。②用于治疗疾病和运载药物：制成________。
探究点一　植物组织培养与植物体细胞杂交
1．理解植物组织培养的概念及培养条件，完成下列填空。
(1)概念：植物组织培养就是在________和人工控制条件下，将________的植物器官、组织或细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生______________、________，最终形成完整的植株。
(2)植物组织培养的条件：________，提供营养物质(有机物、无机物)、________和其他适宜条件。
2．依据植物体细胞杂交技术流程图(如图)，完成下列填空。
(1)①去除细胞壁的方法为________。
(2)②人工诱导的方法：a.________法包括离心、振动、____________等；b.化学法一般是用________________________________________________________________________。
(3)③指________，④指________。
(4)融合成功的标志是________________________。
(5)植物体细胞杂交利用了细胞膜具有一定的________和细胞的________的原理。
思维拓展
1．生长素和细胞分裂素在植物体内含量很低，因此植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和细胞分裂素类似物。细胞分裂素/生长素的比例适中，有利于外植体脱分化，比例升高有利于愈伤组织再分化形成丛芽，比例降低则有利于生根。
2．进行植物组织培养时应注意的问题
(1)所有实验用具严格灭菌。
(2)接种过程严格的无菌操作。
(3)愈伤组织培养：最初避光培养，后期见光培养。
(4)试管苗培养：要先进行生芽培养，再进行生根培养，试管苗培养要在光照条件下进行。
探究示例1　已知番茄的红果(Y)对黄果(y)为显性，二室(M)对多室(m)为显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验。请据图回答问题。
(1)图Ⅰ过程由番茄韧皮细胞形成幼苗A的过程要经过脱分化形成________________，再分化形成幼苗，该过程依据的原理是___________________________________________。
(2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、激素、温度和光照外，还必须在________的条件下培养。
(3)用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验。则Ⅱ过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是________________________。植物体C的基因型有________________________________________________________________________。
(4)图Ⅲ、Ⅳ过程中需要去除细胞壁，此时要用到的酶是________。
(5)在图Ⅳ过程中，通常植物体D能表现出两个亲本的遗传性状，根本原因是________________________________________________________________________。
听课记录：　
　
探究点二　动物细胞培养与核移植技术
1．简述动物细胞培养需要满足的条件？
　
　
　
2．完成下表填空，理解动物细胞培养与动物体细胞核移植过程与应用。
项目 动物细胞培养 动物体细胞核移植
原理 细胞增殖 动物细胞的细胞核具有全能性
过程 动物胚胎或幼龄动物的组织或器官细胞悬浮液→____培养→____培养→细胞群体 →→构建________→移植到代孕母体内→得到克隆动物
应用 利用动物细胞培养技术可生产____、干扰素、单克隆抗体等。还可以用于检测____物质，判断某种物质的毒性，以及临床医学 ①加速家畜____改良进程，促进优良畜群繁育；②保护____物种，增加存活数量；③转基因克隆动物作为生物反应器，生产珍贵的医用蛋白；④作为____移植的供体；⑤用于组织器官的移植等
思维拓展
1．在动物细胞培养的过程中有贴壁生长和接触抑制现象。
2．动物细胞培养过程中两次用到胰蛋白酶，第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从瓶壁上脱落下来。
3．细胞核移植选用去核卵(母)细胞的原因：虽然细胞核内具有发展成为一个完整个体所需的全套基因，但动物体细胞分化程度较高，因此很难表达全能性。而卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞的细胞质多，营养丰富，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。将体细胞核移植入去核卵(母)细胞内，既保证了重组细胞的完整性，又能刺激体细胞核表达其全能性，发育成为一个新的个体。
4．与克隆动物有关的亲本的遗传关系：动物体细胞核移植产生的新个体的亲本有三个：体细胞核供体、卵(母)细胞细胞质供体、代孕母体。新个体细胞核基因型与体细胞核供体完全一样，因此新个体性状与体细胞核供体基本相同。卵(母)细胞细胞质中也有少量的DNA，新个体性状与卵(母)细胞细胞质供体有一些地方相同。代孕母体没有为新个体提供遗传物质，新个体性状与代孕母体基本没有联系。
探究示例2　(2010·浙江理综，4)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是(　　)
A．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞
B．克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变
C．二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的
D．恶性细胞系的细胞可进行传代培养
听课记录：　
　
探究点三　动物细胞的融合与单克隆抗体的制备
完成下列填空：
1．原理：细胞膜的________。
2．诱导融合的因素：聚乙二醇(PEG)、________________、电激等。
3．意义：最重要的用途是制备________________。
4．单克隆抗体的制备过程
探究示例3　近年来，我国死于狂犬病的人数有上升之势。狂犬病病毒的核酸是RNA，机体感染病毒后产生的特异性lgG抗体，能消除狂犬病病毒，这是接触狂犬病病毒后及时注射疫苗和特异性抗体的重要依据。我国利用地鼠的肾细胞培养狂犬病疫苗，已取得良好效果。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)狂犬病病毒的毒力可发生变异。从自然感染动物体内分离的病毒株称为野毒株，其致病力强。将野毒株在家兔脑内连续传50代后，变成固定毒株。固定毒株对人及动物致病力弱，不引起狂犬病。巴斯德首先利用固定毒株制成减毒活疫苗，预防狂犬病。制成减毒活疫苗需要用________培养。
(2)特异性抗体获取的方法可用单克隆抗体制备法。在制备单克隆抗体的过程中，应用的动物细胞工程的技术是___________________________________________________________。
(3)下图是单克隆抗体制备过程示意图，请据图回答：
①图中A过程从小鼠的脾脏中取得的“小鼠细胞”是________细胞，该细胞能够产生________________。从小鼠体内提取分离该细胞之前，应给小鼠注射特定的物质是________。
②图中B过程是细胞融合，该过程需要用灭活的________________、聚乙二醇或电激等诱导。
③特异性抗体获取的方法也可以采用向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需抗体。与这种方法制备的抗体相比，单克隆抗体具有___________
_____________________________________________________________________等优点。
(4)动物细胞体外培养需要满足的环境条件有__________________________________
________________________________________________________________________。
(5)单克隆抗体技术还有哪些用途？___________________________________________。
听课记录：　
　
题组一　植物组织培养与植物体细胞杂交
1．下列有关植物细胞与组织培养的叙述中，错误的是(　　)
A．花药、胚不能作为组织培养的材料
B．植物细胞具有全能性
C．外植体是指用于培养的植物组织或器官
D．外植体可诱导出愈伤组织
2．(2011·江苏卷，16)下列有关植物组织培养的叙述，正确的是(　　)
A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子
D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得
3．在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是(　　)
①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株
②获取大量的脱毒苗
③利用基因工程培养抗棉铃虫的植株
④单倍体育种
⑤无子西瓜的快速大量繁殖
A．①②③ B．③④⑤ C．①②④⑤ D．②③④⑤
4．(2011·南京模拟)植物体细胞杂交能解决不同植物之间由于生殖隔离而不能进行有性杂交的问题。植物体细胞杂交过程不涉及(　　)
A．使用限制性核酸内切酶
B．使用纤维素酶和果胶酶
C．诱导两种不同的细胞融合
D．选择利于杂交细胞分裂和分化的培养基
5．(2011·泰州模拟)科学家利用细胞工程培育了“白菜—甘蓝”杂种植株，如图所示，请据图回答下列问题：
(1)由D形成F过程所依据的原理是________________，从本质上讲，“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是________________________的结果。
(2)若“白菜—甘蓝”杂种植株为四倍体，则该植株的花粉经离体培养得到的植株是________倍体。
(3)“白菜—甘蓝”杂种植株的食用部分是叶，但叶又易受昆虫危害而影响产量，科学家又利用基因工程培育出带有抗虫基因的“白菜—甘蓝”植株，请你设计实验，检测此植株的抗虫基因是否表达。
①取昆虫幼虫放到带有抗虫基因的“白菜—甘蓝”植株甲上，再取等量生活状态基本一致的昆虫幼虫放在________________________________植株乙上。
②适宜条件下培养一段时间后，分别观察_________________________________________的生活情况。
③若____________________________，说明甲植株的抗虫基因未得到表达；若____________________________，说明甲植株的抗虫基因得到表达。
题组二　动物细胞工程
6．(2010·无锡模拟)在生物工程中一般都要用到酶，下列酶中属于动物细胞工程最常用的工具酶的是(　　)
A．限制酶 B．DNA连接酶
C．果胶酶 D．胰蛋白酶
7．(2010·潍坊模拟)下列关于单克隆抗体制备过程的叙述，不正确的是(多选)(　　)
A．制备过程中不需要动物细胞培养技术
B．杂交瘤细胞具有浆细胞与癌细胞的所有特点
C．经选择性培养基筛选出来的杂交瘤细胞即可用于单克隆抗体的生产
D．单克隆抗体最广泛的用途是用作体外诊断试剂
8．某研究小组为测定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。下列说法正确的是(　　)
A．在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，也可用胃蛋白酶处理
B．细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的作用是刺激细胞的呼吸
C．甲、乙细胞在持续的原代培养过程中，乙会出现停止增殖的现象
D．仅用该培养液也能用来培养乙肝病毒
9．(2011·无锡质检)用a表示骨髓瘤细胞，b表示浆细胞，则细胞融合过程中两次筛选的目的分别为(　　)
A．a、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→ab培养
B．a、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→ab培养
C．a、aa、ab、bb、b→ab→产生特定抗体的ab培养
D．a、aa、ab、bb、b→aa→能无限增殖的aa培养
题组三　综合题
10．(2011·江苏卷，14)关于现代生物技术应用的叙述，错误的是(　　)
A．蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质
B．体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体
C．植物细胞培养技术可用于植物茎尖脱毒
D．动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育
11．(2010·徐州质检)细胞工程是生物工程的基础技术，在细胞分裂、分化、生物的发育遗传等理论研究以及改良生物、培育新品种等生产实践上有重要作用。植物组织培养是研究得比较早、应用比较成熟的一项植物细胞工程技术，其基本过程如图所示：
―→植物体
(1)A表示______________，②表示______________。
(2)植物组织培养获得试管苗的成功，有力地证明了植物细胞的全能性，但全能性的表达需要一定的条件，也就是________________、一定的营养条件、激素和其他外界条件，其中，激素所起的作用是_____________________________________________________________。
(3)生产上常用植物的根尖或芽尖的生长点进行离体培养以获得试管苗，与其他植物组织培育出的试管苗相比的突出优点是________________________；这时，①过程中植物组织的代谢类型是____________________________________________________________________。
(4)世界上第一只克隆绵羊“多利”的培育成功是动物细胞工程方面的重大成果，证明了动物细胞核也具有全能性。其培育过程中要用到的三大细胞工程技术依次是________________、________________和__________________________________________。
学案50　克隆技术
课前准备区
一、1.全能　2.离体　愈伤　再分化　3.(1)原生质体　原生质体　诱导融合　(2)远缘杂交不亲和
4．(1)大量繁殖　(3)性状分离　气候、季节
二、1.(1)胰蛋白　未　原代　传代　(2)无菌、无毒　气体　空气　CO2　(3)转基因　有毒物质
2．(1)重组细胞　代孕
3．(1)流动性　(2)灭活　(3)①远缘　③单克隆抗体
4．(1)筛选　特定　(2)特异性强　灵敏度高　(3)①抗原　②生物导弹
课堂活动区
探究点一
1．(1)无菌　离体　愈伤组织　丛芽　(2)离体　激素
2．(1)酶解法　(2)物理　电刺激　聚乙二醇(PEG)诱导原生质体融合　(3)脱分化　再分化　(4)杂种细胞再生出细胞壁　(5)流动性　全能性
探究示例1　(1)愈伤组织　植物细胞全能性　(2)无菌
(3)有丝分裂　YYmm或Yymm或yymm　(4)纤维素酶和果胶酶　(5)具有两个亲本的遗传物质
解析　(1)Ⅰ中高度分化的植物细胞脱分化形成的是愈伤组织。而已分化的韧皮细胞再次成长为植物个体(幼苗)属于组织培养。其理论基础(原理)是植物细胞的全能性。(2)组织培养时由于营养物质丰富、外界环境条件(温度、光照、激素)优越，很适合生物生长，也特别适合细菌等微生物生长，为避免微生物过度繁殖对组织培养的影响，应保持组织培养的用具与环境无菌且进行无菌操作。(3)Ⅱ中花粉经组织培养直接长成的幼苗是单倍体，该过程属于单倍体体细胞的增殖，而体细胞增殖是通过有丝分裂完成的。植物C是基因型为Yymm的植株的花粉经过花粉两两融合后形成的细胞A以组织培养方式得到的。依据基因分离定律可知，亲本为Yymm的植物的花粉基因型为Ym或ym。这样融合细胞A可能是Ym与Ym的花粉融合得到，也可能是ym与ym的花粉融合得到，还可能是Ym与ym的花粉融合得到。即融合细胞A的基因型可能是YYmm、yymm、Yymm。组织培养得到的植物体C是细胞A全能性的体现，故植物体C的基因型取决于细胞A。所以植物C的基因型是YYmm或yymm或Yymm。(4)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，要去除植物细胞壁则必定要使用纤维素酶与果胶酶。(5)Ⅳ是植物体细胞杂交的过程。由于细胞B是番茄与马铃薯的体细胞融合而成，则细胞B具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质。植物D是由细胞B经组织培养而成，细胞B的基因型决定了植物D的基因型。故植物D与细胞B一样具有两亲本的遗传物质。
探究点二
1．(1)无菌、无毒的环境：培养液和所有的培养用具要进行无菌处理；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；应定期更换培养液，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
(2)营养：液体合成培养基成分包括糖、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)温度和pH：哺乳动物多以36.5±0.5℃为宜；多数细胞生存的适宜pH为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。
2．胰蛋白酶　原代　传代　减数第二次　重组胚胎　疫苗　有毒　遗传　濒危　异种
探究示例2　D　[保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上形成单层细胞。单一细胞经克隆后其基因型不变，二倍体细胞培养时通常为有限细胞系。恶性细胞系多为连续细胞系，可进行传代培养。]
探究点三
1．流动性
2．灭活的病毒
3．单克隆抗体
4．某抗原免疫过　诱导细胞融合　杂交瘤细胞　杂交瘤　大量增殖　专一抗体　能产生所需抗体　特异性强　灵敏度高
探究示例3　(1)活细胞　(2)动物细胞融合和动物细胞培养　(3)①B(或浆)　抗体　抗原(或狂犬病病毒)　②病毒(或仙台病毒)　③特异性强、灵敏度高，并可大量制备
(4)无菌、无毒、温度和pH、气体、营养物质　(5)作为诊断试剂、运载药物(或“生物导弹”)等
解析　病毒是营寄生生活的，所以在体外只能用活细胞来培养；B细胞受到抗原刺激后可分化成浆细胞，产生相应的抗体。动物细胞培养的用途之一就是制备单克隆抗体，单克隆抗体的特点和应用要熟练、准确地掌握。
构建知识网络
①植物组织培养　②植物繁殖新途径　③作物新品种培育　④动物细胞培养　⑤单克隆抗体制备
课后练习区
1．A　[植物离体的细胞与组织(包括体细胞、花药、胚等)均可用作外植体进行组织培养。其中用花药离体培养得到的是单倍体植株。]
2．D　[愈伤组织是一团排列疏松而无规则、高度液泡化的、呈无定形状态的、具有分生能力的薄壁细胞，不具有特定的结构和功能，A项错误；二倍体植株的花粉中只含一个染色体组，培养得到的个体为单倍体，高度不育，只有幼苗用秋水仙素处理后得到的植株才能稳定遗传，B项错误；人工种子中包裹的是再分化形成的胚状体或不定芽、顶芽和腋芽等，但不能是愈伤组织，C项错误；用特定的选择培养基可筛选出所需的突变体类型，如植物耐盐突变体的筛选可利用加适量NaCl的培养基进行，D项正确。]
3．D　[①属于多倍体育种，此过程不需要植物组织培养。②大量脱毒苗培育、③转基因植物的培育、④单倍体幼苗的培养都需要植物组织培养。⑤无子西瓜没有种子，不能繁殖后代，若要快速培育大量无子西瓜植株可利用三倍体植株进行组织培养，快速获得大量后代。]
4．A　[植物体细胞杂交首先要获取不同植物的体细胞，然后促其融合，最后将杂种细胞培育成新植物体。限制性核酸内切酶主要应用于基因工程。]
5．(1)植物细胞的全能性　基因选择性表达
(2)单
(3)①长势相似的普通“白菜—甘蓝”　②昆虫幼虫
③甲、乙植株上昆虫幼虫均正常生活　甲植株上昆虫幼虫死亡，乙植株上昆虫幼虫正常生活(②、③其他答案合理也可)
解析　(1)D→F的过程说明细胞具有全能性，杂种植物具有的性状是基因选择性表达的结果。(2)凡是由未受精的配子发育而成的个体都是单倍体。(3)应注意实验设计的对照原则、等量原则及单一变量原则。
6．D　[基因工程用到的是限制酶和DNA连接酶；植物体细胞杂交技术用到的是纤维素酶和果胶酶；动物细胞工程用到的是胰蛋白酶，它的作用是使动物组织中的细胞相互分散成为单个的细胞，便于在液体培养基中培养。]
7．ABC　[动物细胞培养是其他动物细胞工程的基础；杂交瘤细胞具有癌细胞的无限增殖特点和浆细胞合成分泌抗体的特点；选出的杂交瘤细胞还要经过二次筛选、选出能产特异性抗体的细胞方可克隆化培养。]
8．C　[胃蛋白酶最适pH值接近于2，呈酸性，而细胞培养液的pH值接近于中性，所以不能用胃蛋白酶处理。CO2的作用是调节细胞培养液的pH值。由于存在细胞接触抑制现象，在原代培养过程中，会出现停止增殖的现象，需要传代培养获得细胞株和细胞系。病毒在活细胞内才能增殖，不能用培养细胞的培养液进行培养。]
9．C　[第一次筛选是选出杂交瘤细胞即ab，第二次筛选是选出能产生特异性抗体的ab细胞。]
10．B　[蛋白质工程与基因工程不同，基因工程产生的是自然界中原有的蛋白质，而蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质，A项正确。体细胞杂交技术是植物细胞工程中培养杂种植株的一项技术，动物细胞工程中克隆动物常利用细胞核移植技术，而制备单克隆抗体常利用动物细胞融合技术，B项错误。用茎尖进行植物组织培养可获得脱毒苗，因为茎尖的细胞刚分裂产生还未被病毒感染，C项正确。动物细胞培养技术可为动物的转基因技术提供受体细胞等，D项正确。]
11．(1)愈伤组织　再分化
(2)离体状态　调控细胞分裂和分化过程(或调控脱分化及再分化过程)
(3)获得无病毒感染的植株　异养需氧型
(4)核移植　动物细胞培养　胚胎移植(注：顺序不能颠倒)
解析　离体的组织先经脱分化形成愈伤组织，然后经再分化形成具有茎、叶的植物体。多利羊的培育先经核移植再经动物细胞培养，再经胚胎移植到代孕母羊子宫内才能产生“多利”。2013届高考生物一轮复习学案
51　胚胎工程(人教版)
考纲要求　1.动物胚胎发育的基本过程(Ⅰ)。2.胚胎工程的理论基础(Ⅰ)。3.胚胎干细胞的移植(Ⅱ)。4.胚胎工程的应用(Ⅰ)。
一、受精
1．准备阶段：包括________和____________。
2．受精阶段：(1)精子与卵子相遇时，首先发生________，以形成精子穿越放射冠的通路。(2)防止多精子入卵受精的两道屏障是____________和____________作用。
记住了吗　判断卵子是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙可观察到什么结构？　
二、胚胎发育
1．卵裂期特点
2．早期胚胎发育的阶段
(1)桑椹胚：这一阶段的细胞都属于________。
(2)囊胚
(3)原肠胚：具有______、中胚层和______三个胚层，以及由内胚层包围的______。
三、体外受精和早期胚胎培养
1．体外受精阶段：(1)________的采集和培养；(2)____的采集和获能；(3)受精。
2．胚胎的早期培养
(1)培养液成分包括无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及________等物质。
(2)牛、羊一般培养到________或囊胚阶段；人的试管胚胎一般要培养到________________阶段。
四、胚胎工程
1．胚胎移植
(1)概念：将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到____________________的其他雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。
(2)理论基础：①排卵后，供、受体________的生理变化是相同的。②早期胚胎形成后，在一定时间内处于______，未与母体子宫建立组织上的联系。③受体对外来胚胎基本上不发生________反应。④供体胚胎可与受体子宫建立正常的____________联系，而________不受影响。
(3)基本程序：①对供受体的____________。②配种或进行________。③对胚胎的收集、检查、培养或保存。④对胚胎进行________。⑤移植后的检查。
2．胚胎分割
(1)概念：采用机械方法将________切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得________或________的技术。
(2)材料：应选择发育良好、形态正常的________或________。
知道了吗　在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割，为什么？　
五、胚胎干细胞
1．来源：是由________或________中分离出来的一类细胞。
2．特点
探究点一　体内受精和早期胚胎发育
1．比较精子和卵子的发生，完成表格填空。
项目 精子 卵子
不同点 场所 睾丸的曲细精管 ____(MⅠ)、________(MⅡ)
时间 从______开始，直到____________ MⅠ在________完成，MⅡ在________过程中完成
过程特点 MⅠ和MⅡ是连续的，需变形；细胞质均等分配 MⅠ和MⅡ是不连续的，不需要变形，细胞质______分配
结果 形成____精子 形成____卵细胞和3个极体
相同点 原始生殖细胞的增殖为________，生殖细胞的成熟为减数分裂，成熟过程均经过____复制和____分裂，子细胞染色体数目____
2.简述受精过程的两个阶段。
　
　
　
　
3．简述早期胚胎发育的过程和特点。
思维拓展
1．排卵是指卵子从卵泡中排出。
2．受精的标志是卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体，受精过程结束的标志是雌、雄原核融合成合子。
3．受精过程中有三大反应(作用)：顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用。三大反应(作用)的作用不同：顶体反应主要是形成精子穿越放射冠的通路；透明带反应是防止多精子入卵受精的第一道屏障；卵黄膜封闭作用则是防止多精子入卵受精的第二道屏障。
探究示例1　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，释放顶体酶穿过透明带进入放射冠
B．透明带反应是防止多精入卵的第一道屏障
C．精子与卵黄膜相互融合，精子入卵
D．雄原核形成的同时，卵子完成减数第二次分裂
听课记录：　
　
探究点二　体外受精和早期胚胎培养
1．完成哺乳动物体外受精过程示意图：
2．完成胚胎的早期培养填空：
(1)培养液的成分：无机盐、______、______、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分和____等物质。
(2)当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向________或____保存。
思维拓展
1．早期胚胎一般指可用于移植的胚胎，在原肠胚之前的囊胚、桑椹胚甚至更早的阶段。
2．牛的体外受精技术水平最高。
3．胚胎早期培养液成分与动物细胞培养液成分基本相同，除无机盐、营养成分和调节物质外，还需要血清，两者都是液体培养基，但植物组织培养为固体培养基，其中加入琼脂，所需植物激素主要是生长素和细胞分裂素两大类。
探究示例2　采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。以下原因不正确的是(　　)
A．卵子从输卵管中冲出也要经历类似精子获能的过程
B．动物排出的卵子成熟程度不同
C．体外人工培养至减数第二次分裂中期时，才算成熟
D．冲出的卵子还需要培养一段时间由小变大
听课记录：　
　
探究点三　胚胎工程的应用及前景
1．完成胚胎移植基本程序(以牛胚胎移植为例)。
2．完成胚胎分割基本程序。
3．简述胚胎干细胞的特征与应用前景。
　
　
　
　
思维拓展
1．与胚胎移植有关的几条规律
(1)该过程中两次使用促性腺激素，第一次对受、供体进行同期发情处理；第二次用于供体的超数排卵。
(2)该过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母牛是否妊娠进行检查。
(3)产下的犊牛性状取决于所用公牛和供体牛，性别取决于公牛提供何种类型的精子，二者与受体牛没有关系。
(4)冲卵的含义是从子宫中冲出胚胎，而非冲出卵子。
2．如何区分试管动物与克隆动物
试管动物 克隆动物
技术环节 ①体外受精；②早期胚胎培养；③胚胎移植 ①细胞融合；②早期胚胎培养；③胚胎移植
生殖方式 有性生殖 无性生殖
3.几项技术手段的比较
类型 过程及原理 遗传物质来源 后代性状表现 生殖方式
受精卵移植 精子＋卵细胞受精卵母体 两个亲本 两个亲本的显性性状 有性生殖
核移植 主要来自供体细胞核，少量来自卵细胞质 主要性状与核供体相似，少量性状与卵供体相似 无性生殖
胚胎移植 胚胎分割移植 同一受精卵胚胎多个母体 两个亲本 基因型相同，表现型基本一致 无性生殖
试管婴儿 精子＋卵子受精卵一定阶段的胚胎胎儿 两个亲本 两个亲本的显性性状 有性生殖
探究示例3　(2010·南京二调)世界卫生组织解释克隆为“遗传上同一机体或细胞系(株)的无性繁殖”。相对于植物克隆而言，动物尤其是高等动物的克隆比较困难，下图表示哺乳动物克隆的几种方法的主要步骤，据图回答下列问题：
(1)方法2获得的小牛的细胞核遗传物质来源于____________________。方法3中①和②发育成的小牛的遗传
物质________(相同/不同)。
(2)细胞B取自囊胚的________，具有全能性，称为________细胞。囊胚________(已经/尚未)出现分化。
(3)应用图示方法________得到的小牛与供体1遗传物质最相似。
(4)克隆也可以理解为复制、拷贝，结合世界卫生组织的定义，你认为还有哪些现代生物技术也属于克隆？______________。
(5)2009年3月9日，美国总统奥巴马签署行政令，决定解除对使用联邦政府资金支持胚胎干细胞研究的限制。对此，各界反应不一，你的态度及理由是________________________
________________________________________________________________________。
听课记录：　
　
题组一　早期胚胎培养和体外受精
1．(2011·浙江卷，2)培育“试管山羊”的基本过程如下图所示。若要培育成功，下列叙述正确的是(　　)
A．甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵
B．乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟
C．丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液
D．丁过程中早期胚胎须移植到供体性状相同的代孕母羊子宫内
2．(2011·江苏卷，18)下列关于胚胎工程的叙述，错误的是(　　)
A．体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精
B．受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
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
3．(2011·苏州模拟)关于桑椹胚和囊胚的比较，以下说法不正确的是(　　)
A．桑椹胚的各细胞结构功能基本相同
B．囊胚期细胞出现了细胞分化，但遗传物质未发生改变
C．囊胚期细胞分化是由遗传物质突变引起的
D．囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平上的差异，而是转录水平上的差异引起的
4．下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析回答问题。
(1)进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下(光照14 h，黑暗10 h)饲养成年雌鼠，并注射促性腺激素，目的是____________________。然后从雌鼠输卵管中取出卵子，在一定条件下培养成熟；并从雄鼠附睾中取出精子，在一定条件下培养一段时间，目的是________________________________________________________________________。
再在37℃、5%CO2条件下，精卵共同作用4 h，冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5天可以看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎____________期开始的标志。
(2)如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管吸除雄核，再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞)，处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中，由重组细胞发育成小鼠丙，则小鼠丙的基因来源于
________________________________________________________________________。
(4)如果将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能的原因。______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组二　胚胎工程的应用前景
5．(2010·江苏卷，16)下列关于利用胚胎工程技术繁殖优质奶羊的叙述，错误的是(　　)
A．对受体母羊与供体母羊进行同期发情处理
B．人工授精后的一定时间内，收集供体原肠胚用于胚胎分割
C．利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎
D．一次给受体母羊植入多个胚胎，可增加双胞胎和多胞胎的比例
6．老年痴呆症患者的脑血管中有一种特殊的β－淀粉样蛋白体，它的逐渐积累可能导致神经元损伤和免疫功能下降，某些基因的突变会导致β－淀粉样蛋白体的产生和积累。下列技术能用于老年痴呆症治疗的是(多选)(　　)
A．胚胎移植技术 B．胚胎干细胞技术
C．单克隆抗体技术 D．基因治疗技术
7．请回答下列与胚胎移植有关的问题：
(1)动物的早期胚胎移植到同种且____________与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎，常用___________________________
激素对供体进行处理，其目的是获得更多的__________________，经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜_______________________________________________________________________。
(2)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可对发育到桑椹胚或囊胚阶段的早期胚胎进行______________处理，再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存，应将其置于____________条件下。
题组三　综合题
8．(2010·连云港模拟)控制哺乳动物性别对于畜牧生产具有重要意义。目前，通过分离精子技术选择含不同性染色体的精子进行受精是控制哺乳动物性别的有效方法。含X染色体的牛精子中DNA含量比含Y染色体精子高4%左右，人们现在能够利用这一差异把牛含X染色体的精子与含Y染色体的精子分离。
请结合图解回答：
(1)精子在受精以前必须进行________处理。
(2)受精卵在体外培养时，培养液中除加入必需的葡萄糖、氨基酸、无机盐离子、维生素、激素等外，还要加入少量的________及通入一定浓度的CO2，通入CO2的主要目的是________________。
(3)如果想利用牛乳腺反应器生产人的干扰素，应选择上图中的________________为受体细胞，将基因表达载体导入受体细胞的常用方法是________________；要最终确定目的基因是否表达，需要对牛的________进行检测，若________________________，说明目的基因成功表达，否则说明目的基因没有表达。
(4)该受体细胞培养至一定时期可通过________________________的方法，从而一次得到多个转基因牛个体。
9．(2010·广州质检)随着科学技术的发展，人们可以根据人类的需求来改造生物的性状，在许多领域取得了可喜的成果，如图是利用奶牛乳汁生产血清白蛋白的图解，根据下图回答：
(1)在此工程过程中涉及的现代生物技术主要有__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在基因工程中，我们称②为________，在②进入③之前要用________________等工具来构建基因表达载体。
(3)图中①一般经________处理可以得到③，从③到④的过程中一般用未受精的卵细胞去核后作为受体，不用普通的体细胞，原因是_________________________________________。
(4)从A～D中选出④到⑤的过程中正确的操作方法________，把⑤送入⑥的最佳时期是________________________________________________________________________。
(5)⑦是⑥生出的后代，那么⑦的遗传性状和________最相似，为什么？________________________________________，如果②的数量太少常用____________来扩增。要实现⑦批量生产血清白蛋白，则要求③的性染色体是________，利用该方法得到的动物叫做____________。
(6)用这种方法生产药物与工厂化生产药物的优越性在于________。⑦和某些转基因羊可通过分泌乳汁来生产人类所需药物，这类的转基因动物被称为________。
学案51　胚胎工程
课前准备区
一、1.精子获能　卵子的准备　2.(1)顶体反应　(2)透明带反应　卵黄膜封闭
记住了吗　两个极体。
二、1.(1)有丝分裂　(2)不增加　缩小　2.(1)全能细胞
(2)各种组织　胎膜和胎盘　(3)内胚层　外胚层　原肠腔
三、1.(1)卵母细胞　(2)精子　2.(1)血清　(2)桑椹胚　8～16个细胞
四、1.(1)同种的、生理状态相同　(2)①生殖器官　②游离状态　③免疫排斥　④生理和组织　遗传特性
(3)①选择和处理　②人工授精　④移植
2．(1)早期胚胎　同卵双胎　多胎　(2)桑椹胚　囊胚
知道了吗　若分割不均等会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
五、1.早期胚胎　原始性腺　2.(1)细胞核　核仁　(2)全能性　(3)分化
课堂活动区
探究点一
1．卵巢　输卵管　初情期　生殖机能衰退　排卵前后　受精作用　不均等　4个　1个　有丝分裂　一次　两次　减半
2．(1)受精前的准备阶段
精子获能：正常情况下在雌性动物的生殖道内完成。
卵子的准备：发育到减数第二次分裂中期，才具备与精子受精的能力。
(2)受精阶段
获能的精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜→精子外膜与卵黄膜融合，精子入卵→精、卵细胞经过一系列变化分别形成雄、雌原核→雄、雌原核充分发育后结合，形成受精卵完成受精过程。
3．受精卵：胚胎发育的起点
　↓
卵裂期：在透明带内进行有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎总体积并不增加，或略有缩小
　↓
桑椹胚：细胞的全能性最高，是胚胎分割的最佳时期
　↓
囊胚：
　↓
原肠胚：内含原肠腔
探究示例1　A　[本题考查受精原理。哺乳动物的受精过程主要包括：精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，雌雄原核结合。获能后的精子与卵子相遇后，首先释放顶体酶穿过放射冠进入透明带，当精子接触卵黄膜的瞬间，会产生透明带反应，阻止多个精子进入透明带。精子与卵黄膜相互融合，精子入卵后，形成雄原核，此时卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核，二者相互融合形成受精卵，受精过程完成。]
探究点二
1．卵巢　精子　MⅠ　MⅡ　获能　化学　体外受精　
2．(1)有机盐　维生素　血清　(2)受体移植　冷冻
探究示例2　D　[冲出的卵子还不成熟，只有培养至减数第二次分裂中期时，才具有与精子受精的能力。在此之前，也要经历类似精子获能的处理。]
探究点三
1．同期发情　超数排卵　冲卵　胚胎　分娩
2．囊胚腔　透明带　滋养层　内细胞团　滋养层　性别鉴定
3．(1)特点
①形态方面：体积小、细胞核大、核仁明显。②功能方面：具有发育的全能性。③体外培养：可以增殖而不发生分化。可以冷冻保存，也可以进行遗传改造。
(2)应用前景
①ES细胞可用于治疗人类的某些顽症。利用ES细胞可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。
②培育成人造组织器官，用于器官移植。
③对ES细胞的培养和诱导，为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效手段。
④ES细胞可用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究。探究示例3　(1)供体1和供体2　相同　(2)内细胞团　胚胎干　已经　(3)1　(4)单克隆抗体、植物组织培养、PCR等　(5)支持，胚胎干细胞的研究，有利于治疗人类某些顽症(治疗性克隆)，以及揭示细胞分化和细胞凋亡的机理等；反对，胚胎干细胞取自胚胎，胚胎也是生命，另外可能被用于克隆人研究，引起伦理问题(合理即可)
解析　方法1是用核移植克隆动物，供体1提供细胞核，供体3提供卵细胞。方法2是供体1和供体2体内受精，取其囊胚的胚胎干细胞，进行核移植。方法3是供体1和供体2体内受精，然后进行胚胎分割移植。克隆除去上述个体克隆外，植物的组织培养也是个体克隆，单克隆抗体是细胞的克隆，PCR是分子的克隆。
构建知识网络
受精卵　囊胚　内细胞团　胚胎分割　胚胎移植　获能
　成熟
课后练习区
1．A　[对小型动物而言，一般采用注射促性腺激素的方法来促进雌性个体的超数排卵，A项正确；乙过程为体外受精过程，B项错误；乙过程即受精时用获能培养液或者专门的受精溶液，丙过程为体外胚胎培养过程，所用溶液为发育培养液，C项错误；对代孕母羊的要求只是身体健康，而对它的性状无要求，D项错误。]
2．B　[体外受精是指获能的精子与成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精的过程，A项正确；胚胎移植应在早期胚胎培养至桑椹胚或囊胚期进行，B项错误；早期胚胎培养液中含有一些无机盐和有机盐类，含维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及激素、血清等物质，动物细胞培养液的成分为糖类、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素，还有血清等成分，故C项正确；试管婴儿技术与试管动物技术类似，包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术等，D项正确。]
3．C　[细胞分化并非遗传物质的改变，而是基因的选择性表达的结果，即转录水平上的调控。]
4．(1)促进排卵(或超数排卵)　使精子获能　囊胚
(2)容易获得纯合子并缩短育种时间　(3)小鼠甲(体细胞)的核基因和小鼠乙(卵细胞)的细胞质基因
(4)外源基因的插入使受精卵内生命活动所必需的某些基因不能正常表达
解析　第(1)小题中注射促性腺激素和在光控周期下饲养成年雌鼠的目的是促进排卵；取出的精子要在一定条件下培养是为了使精子获能；囊胚期开始的标志是胚胎收缩，细胞间隙扩大，胚胎内部出现裂隙。第(2)小题的处理类似于单倍体育种的方法，因此，能轻松总结出其优点是容易获得纯合子并能缩短育种时间。第(3)小题的方法是动物的“克隆”，其基因来源是：核基因来自小鼠甲，质基因来自小鼠乙。由第(4)小题的题干叙述可知外源基因要随机插入到小鼠的受精卵DNA中，在插入过程中可能会破坏原有基因的完整性，使其不能表达，假如破坏的基因是对小鼠生长发育至关重要的基因，则小鼠会死亡。
5．B　[本题考查了胚胎工程及考生理解问题的能力。进行胚胎分割要用囊胚或桑椹胚期的胚胎，B项错误。]
6．BCD　[本题考查了现代生物技术的应用。采用胚胎干细胞技术可以产生新的神经元细胞，单克隆抗体技术定向改善免疫能力，基因治疗技术可以从基因水平对老年痴呆症进行治疗，而胚胎移植技术则不能治疗老年痴呆，正确选项为A。]
7．(1)生理状态　促性腺　卵母细胞　对物质的吸收具有选择透过性
(2)胚胎分割　冷冻(或液氮)
解析　(1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。为了获得更多的早期胚胎，可以对供体母畜进行超数排卵处理，给供体注射促性腺激素，使其排出更多的卵子。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时，发现活胚胎细胞不能被染色，其原因是活细胞膜对物质的吸收具有选择透过性。(2)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体，可在移植前进行胚胎分割。放在液氮(冷冻)条件下可使早期胚胎长期保存。
8．(1)获能　(2)动物血清　调节pH　(3)受精卵甲　显微注射法　乳汁　牛乳中含有人的干扰素　(4)胚胎分割移植
解析　(1)精子获能后才具备受精能力。(2)在培养受精卵时，培养液中要加入动物血清使受精卵正常分裂，通入CO2调节培养液的pH。(3)用牛的乳腺反应器生产人的干扰素，转基因牛必须为雌性，应选择受精卵甲为受体细胞，因为受精卵甲为XX，发育为雌性。目的基因导入动物受体细胞一般为显微注射法。若目的基因表达成功，则牛的乳汁中含有人的干扰素。(4)一次得到多个转基因牛可利用胚胎分割技术将早期胚胎分割为多份，再进行胚胎移植。
9．(1)基因工程、核移植技术、动物细胞培养等　(2)目的基因　限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体
(3)胰蛋白酶　卵细胞体积大易操作、分化程度低，体细胞的细胞核在卵细胞质中才能表现出全能性
(4)C　桑椹胚和囊胚　(5)荷斯坦奶牛　因为个体⑦的核遗传物质来自荷斯坦奶牛，⑥主要为胚胎发育提供营养和场所　PCR技术　XX　转基因克隆动物　(6)节约资源、降低成本等　乳腺(房)生物反应器
解析　(1)该图表示胚胎移植的过程，涉及基因工程、核移植技术、动物细胞培养等技术。(2)图中②为目的基因，目的基因导入③之前要用限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体等工具来构建基因表达载体，然后使用显微注射法把其导入受体细胞。(3)由组织得到单个细胞，必须使用胰蛋白酶处理，核移植过程中，由于卵细胞大，细胞质中含有刺激细胞核全能性表达的物质，因此选用卵细胞作为细胞核的受体。(4)胚胎分割的关键是要把内细胞团均等分割。(5)⑦的核基因与荷斯坦奶牛一致，因此其性状与荷斯坦奶牛最相似；目的基因的扩增通过PCR技术完成，由于血清白蛋白从乳汁中提取，因此必须培育母牛，其性染色体为XX，培育出的这种动物称为转基因克隆动物。2013届高考生物一轮复习学案
52　生物技术的安全性和伦理问题(人教版)
考纲要求　1.转基因生物的安全性(Ⅰ)。2.生物技术中的伦理问题(Ⅰ)。3.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)。
一、转基因生物的安全性
1．转基因成果
2．对安全性问题的争论
(1)食物安全：毒性蛋白、__________、营养成分的__________。
(2)生物安全：对____________的影响。
(3)环境安全：对________________的影响。
3．理性善待转基因技术
正确的伦理舆论导向；____________和________的保障。
二、生物技术的伦理问题：克隆人、试管婴儿、基因身份证。
思考　试管婴儿和设计试管婴儿的区别是什么？
　
三、禁止生物武器
1．生物武器
种类：病菌、________、生化毒剂及经________的致病菌。
散布方式：通过________、____________等散布到敌方。
危害：对____________造成大规模杀伤后果。
2．禁止________的国际公约。
查一查　我国对生物武器的态度是什么？
　
探究点一　转基因生物的安全性
1．简述转基因生物存在安全性的原因？
　
　
　
2．补充完成转基因生物的优缺点对比表：
优点 缺点
①解决粮食短缺问题②减少农药使用，减少________③增加食物营养，提高附加值④增加食物种类，提升食物品质⑤提高生产效率，带动相关产业发展 ①可能产生新病毒或________②可能产生抗________的杂草③可能使疾病的传播跨越____障碍④可能会损害生物______⑤可能干扰________的多样性
思维拓展　要理性看待转基因技术：(1)首先需要认识到转基因技术的应用前景是非常广阔的，以基因工程为代表的大批生物技术成果进入人类的生产和生活，特别是在医药领域和农业生产上发挥了极大的作用；(2)要正视转基因技术带来的安全性问题，切实认识到个别有害转基因生物的危害性，要趋利避害；(3)完善相应的法令法规，利用法制手段确保转基因生物的安全性。增强科学家的法制意识，提高科学家的科学研究道德水平。
探究示例1　(2010·苏州模拟)某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，积累于茎叶中，让取食它的害虫的消化酶受抑制无法消化食物而死亡。下列就该玉米对人类安全性的评论中，不符合生物学原理的是(　　)
A．不安全。这种玉米的果实(种子)中也可能含有蛋白酶抑制剂，使人食用后因无法消化食物而患病
B．不安全。该玉米的蛋白酶抑制剂基因可通过食物链富集并在人体细胞内表达，使人体无法消化食物而患病
C．安全。因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米的蛋白酶抑制剂对人体很可能无影响
D．安全。人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，不会影响人的消化
听课记录：　
　
变式训练1　香蕉原产热带地区，是我国南方重要的经济作物之一。广东省冬季常受强寒潮和霜冻影响，对香蕉生长发育影响很大。由香蕉束顶病毒(BBTV，单链环状DNA病毒)引起的香蕉束顶病，对香蕉生产的危害十分严重。当前香蕉栽培品种多为三倍体，由于无性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遗传变异特性，因此利用基因工程等现代科技手段提高其种质水平，具有重要意义。
在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值，该基因可以从这些鱼的DNA中扩增得到。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)如何利用afp基因，通过转基因技术获得抗寒能力高的香蕉植株？
(2)在使用转基因香蕉的过程中，在生态安全方面可能会出现什么问题？(列举两点)
探究点二　关注生物技术的伦理问题
1．构建克隆人过程。
2．补充完成克隆人分类表，加深对治疗性克隆和生殖性克隆的认识。
类型项目 治疗性克隆 生殖性克隆
区别 目的 治疗________ 用于生育，产生______
水平 ____水平 ____水平
联系 都属____繁殖；产生新个体、新组织，遗传信息相同
3.对比完成试管婴儿技术与设计试管婴儿技术。
设计试管婴儿 试管婴儿
技术手段 多了胚胎移植前进行________这一环节 不需进行________
实践应用 用于白血病、贫血病等疾病的____ 解决________
二者都是____受精，体外早期胚胎发育，再进行________，从生殖方式上应为____生殖
思维拓展
1．基因检测指通过基因芯片对被检测者细胞中的DNA分子进行检测，分析出被检测者所含的各种致病基因和疾病易感基因的情况的一种技术。
2．基因身份证是指把每个人的致病基因和易感基因都检测出来，记录在磁卡上。基因身份证只是检测少数、个别基因，如某些遗传病基因、某人特有性状的基因，而不是检测每个人的所有基因。
探究示例2　严重冲击婚姻、家庭和两性关系等伦理道德观念的技术是(　　)
A．基因检测 B．设计试管婴儿性别
C．克隆人 D．对植入前胚胎进行遗传学诊断
听课记录：　
　
变式训练2　(2011·济南质检)供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这些问题。下图是治疗性克隆的过程图解。
(1)“治疗性克隆”的结果说明高度分化的体细胞的核仍然具有________。相同的胚胎干细胞，“克隆”的结果各种各样，如有的是胰岛细胞，有的是血细胞，有的是心肌细胞，究其本质原因是基因的________。
(2)重组的新细胞经过发育，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用________技术。
(3)若将上述技术用于白血病病人的骨髓移植，图中患者是O型血，提供卵细胞的女性是AB型血，则骨髓移植成功后患者的血型是________型。
(4)科学家为何要将患者的体细胞的核植入去核的卵细胞，而不直接用体细胞进行细胞培养？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)按上述方法克隆器官在器官移植方面的主要优点是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
探究点三　禁止生物武器
1．简述生物武器的特点及传播途径。
　
　
　
2．简述中国政府对待生物武器的态度。
　
　
思维拓展
1．生物武器的主要特点：拥有生命力、能够在宿主体内繁殖，并随宿主移动散布到不同的地方。
2．生物武器的种类
种类 例证
病菌 炭疽杆菌、伤寒杆菌、霍乱弧菌
病毒 天花病毒、动物痘病毒
生化毒剂 肉毒杆菌毒素
经基因重组的致病菌 通过转基因技术改造的蜡状杆菌、重组流感病毒
3.散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。
4．人们对待生物武器的态度是：禁止生物武器的研发、生产、储存、扩散、使用。
探究示例3　把生物战剂做成干粉或液体，喷洒在空气中，形成有害的气雾云团，叫做生物战剂气溶胶。生物战剂气溶胶的颗粒很小，约为0.5～5微米，肉眼很难看见，渗透力强，杀伤范围广，被人吸入呼吸道后，可以进入肺泡和血管。所以使人致死量比其他感染途径剂量小，一些通常由食物或昆虫传播的致病原也可以通过气溶胶由呼吸道感染。
根据以上材料回答下列问题：
(1)有可能作为生物战剂气溶胶的致病原，应该分属于哪些生物类群？(请你至少指出三类)
①________________；②________________；③________________。
(2)生物战剂气溶胶通常从什么途径侵入人体？此外，它还可能通过什么途径侵入人体？(请你至少指出两条途径)
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
(3)你认为针对生物战剂的防御研究可能从哪些方面取得成效，并简要说明理论依据。(至少讲出一个方面)
________________________________________________________________________。
(4)有人说，生物武器给人造成的危害要远远超出核武器。你认为这种说法有道理吗？为什么？
听课记录：　
题组一　转基因生物的安全性
1．下列关于转基因生物与环境安全的叙述，错误的是(　　)
A．重组的微生物在降解污染物的过程中可产生二次污染
B．种植抗虫棉可以减少农药的使用量，对环境没有任何负面影响
C．如果转基因花粉中含有毒蛋白或过敏蛋白，可能会通过食物链传递到人体内
D．转基因生物有可能对生态系统的稳定性和人类的生活环境造成破坏
2．随着转基因技术的发展，“基因污染”应运而生。关于“基因污染”的说法正确的是(多选)(　　)
A．转基因作物的外源基因可以通过花粉扩散到它的近亲作物上，从而污染生物基因库
B．杂草、害虫从它的近亲获得的抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性
C．基因污染是一种不增殖不扩散的污染
D．基因污染的危害在于引起了遗传物质的改变，难以一下子消除
3．关于转基因食品的安全性评价应做到多环节。下面哪些属于转基因食品安全性评价的环节(　　)
①转基因农作物的研究　②转基因农作物的农田试种　③转基因农作物的大面积种植　④转基因食品的商品化
A．①② B．①②③ C．②③ D．①②③④
题组二　生物技术伦理
4．(2011·苏州质检)下列有关生物技术安全和伦理问题的观点不合理的是(　　)
A．对于转基因技术，我们应该趋利避害，理性看待
B．我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆
C．我国不发展、不生产、不储存生物武器、并反对其扩散
D．对于基因检测应该保护个人遗传信息的隐私权
5．基因工程等生物高科技的广泛应用，引发了许多关于科技与伦理的争论。有人欢呼，科学技术的发展将改变一切；有人惊呼，它将引发道德危机。对此，我们应持的正确态度是(多选)(　　)
A．摒弃现有的道德规范，推动科学发展
B．发挥道德规范的作用，限制负面效应
C．科技的发展必须以现有道德规范为准绳
D．适当调整现有道德规范，适应科技发展
6．供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这些问题。下图是治疗性克隆的过程图解。
(1)正常情况下，去核的卵细胞取自于女性卵巢排卵后在输卵管中________________期的卵细胞。
(2)重组细胞发育的过程中，细胞开始分化发生在______期。
(3)治疗性克隆所用到的技术名称是________________，要想获得基因型完全相同的两个胚胎，可采用________________技术。
(4)已知患者是红绿色盲的女性，图中提供卵细胞的为完全正常的年轻女性。移植器官后，该患者所生育子代红绿色盲的情况是__________________________________________。
7．(2011·南京质检)克隆羊“多利”的问世，很快在全世界引发了一场大讨论，其中关于“治疗性克隆”的问题也成为人们关注的焦点。下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图作答。
(1)过程A表示________，是目前实现体细胞克隆的关键技术，该技术的主要操作是应用患者的体细胞作为核供体，由①________细胞提供细胞质，进行人工重组。
(2)经过程B得到的结构中，④是未分化的细胞，因而这些细胞被认为是胚胎干细胞。在体外培养条件下，胚胎干细胞具有增殖能力并保持________状态。
(3)对于“治疗性克隆”仍然存在许多争论，有一男子患有白血病，后经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复，你认为这种做法符合伦理道德吗？为什么？
8．“试管婴儿”技术是通过将不孕夫妇的精子和卵细胞取出在试管中完成受精，并在试管中培养使其发育到如图所示的时期，再将胚胎移入女性子宫内发育成胎儿。它不仅使一部分不能生育的男女重新获得了生育的机会，也为人类的优生开辟了新的途径。据此回答：
(1)“试管婴儿”技术在生物学上所依据的原理是(　　)
A．有性生殖 B．组织培养
C．克隆技术 D．基因工程
(2)人的受精卵通过卵裂，逐渐形成大量形态、功能不同的细胞、组织，并进而形成器官和系统。从细胞水平看，卵裂的分裂方式是________________。
(3)该图示时期是胚胎发育的________期。
(4)在该图下一时期，b细胞最可能成为________胚层的一部分。
(5)“试管婴儿”的形成用到下列哪些技术？________。(填序号)
①体外培养　②人工授精　③胚胎移植　④核移植
(6)要得到“同卵双胞胎”，采用的技术是____________，双胞胎的性别是否相同？________________。
(7)“试管婴儿”技术诞生后，继而出现了“设计试管婴儿技术”，二者在对人类作用上的区别是什么？
________________________________________________________________________。
(8)现在大多数人反对设计婴儿性别，其原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
题组三　生物武器
9．生物武器有传染性强的特点，针对这一特点，下列哪项不是防治生物武器的有效措施(　　)
A．提前接种和个人的防护
B．发现病人，立即报告，及时隔离
C．注意切断传播途径
D．只注意环境消毒，不注意动植物灭菌
10．生物武器是指在战争中使人、畜致病，毁伤农作物的微生物及其毒素。通常包括致病菌、立克次氏体、衣原体、病毒和毒素等六大类。根据它们的类型，预测下列不是生物武器危害性特点的是(　　)
A．传染性强 B．传染范围广
C．传播途径多 D．传播不受气候影响
11．炭疽热是一种由炭疽杆菌引发的急性传染病，炭疽杆菌主要以孢子形式存在，孢囊具有保护功能，能使细菌不受阳光、热和消毒剂的破坏而在自然界中长期存活。通过空气传播的呼吸性炭疽热后果最为严重，致死率约为95%～100%。所以它也是一种重要的生物武器。
(1)生物武器多具有________________________________________等特点(答出两个方面即可)，目前有些国家用新技术制造全新致病菌，使感染者突然发病，无药可医，受害国极度恐慌，机构瘫痪。
(2)下列有关炭疽杆菌致病特点的叙述中，不正确的是________。
A．传染性极强
B．感染者死亡率极高
C．只要有0.001 mg就能引发炭疽病
D．造成人的精神失常
(3)1998年6月27日，中美联合声明中重申了在任何情况下________、不生产、________生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
学案52　生物技术的安全性和伦理问题
课前准备区
一、2.(1)过敏原　改变　(2)生物多样性　(3)生态系统稳定性　3.社会的监督　法规
二、思考　设计试管婴儿需对胚胎进行基因检测。
三、1.病毒　基因重组　食物　生活必需品　军队和平民
2．生物武器
查一查　在任何情况下，不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
课堂活动区
探究点一
1．(1)目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。
(2)目的基因往往是异种生物的基因。
(3)外源基因往往是随机插入宿主细胞基因组的。
2．环境污染　新过敏原　除草剂　物种　多样性　生态系统
探究示例1　B　[本题考查酶的特性，基因的化学本质。基因是有遗传效应的DNA片段，属于大分子有机物，外源基因进入动物和人体的消化道后会被消化成小分子物质，不能直接进入动物和人体细胞内，更谈不上通过食物链的富集和在细胞内表达。]
变式训练1　(1)将afp基因插入土壤农杆菌的质粒，构建基因表达载体，通过农杆菌的转化导入香蕉受体细胞，成功转化的香蕉细胞通过组织培养形成植株。(2)引发的生态安全问题包括：①外源基因扩散到其他物种(外源基因漂移)；②转基因植株扩散影响生态系统的结构和功能；③转基因植株扩散对生物多样性的影响；④转基因植物残体或分泌物对环境的影响。
解析　本题属于材料分析题，考查转基因技术的过程及转基因生物的安全性。对于第(2)小题，要求回答转基因香蕉在生态安全方面可能会出现什么问题，实际上就是要求学生运用教材中转基因生物与生物安全和环境安全的有关知识，分析回答问题。(1)要想获得抗寒能力高的香蕉植株，就要使香蕉获得抗寒基因，通过一定的操作把抗寒基因转移到香蕉的基因组中，并使之表达。目前最常用的方法是将目的基因插入土壤农杆菌的质粒，构建表达载体，通过农杆菌的转化导入受体细胞，再将成功转化的受体细胞通过组织培养形成植株。(2)转基因香蕉是原生态系统中不存在的作物，可能会带来一些生态问题，可以从以下几点着手回答：如转基因生物可能成为“入侵的外来物种”，威胁其他生物的生存，抗性基因有可能通过花粉传播进入杂草，而使杂草成为“超级杂草”；可能会打破自然物种原有的界限，改变生态系统中能量流动和物质循环。
探究点二
1.
2．人类疾病　新个体　细胞　个体　无性
3．遗传诊断　遗传诊断　治疗　不孕不育　体外　胚胎移植　有性
探究示例2　C　[严重冲击婚姻、家庭和两性关系等伦理道德观念的技术是克隆人，基因检测可应用于某些疾病的诊断，设计试管婴儿的性别只是对性别比例有影响，不会冲击伦理道德。]
变式训练2　(1)全能性　选择性表达　(2)胚胎分割
(3)O　(4)卵细胞体积大，含养分多，并含有控制细胞核基因程序性表达的物质，而体细胞是高度分化的细胞不再具有分裂分化能力　(5)解决了临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题
解析　(1)由图示可知，高度分化的细胞核仍然具有全能性，胚胎干细胞能够分化出各种各样的细胞，原因是细胞内基因的选择性表达。(2)通过胚胎分割技术可以得到两个基因型完全相同的胚胎。(3)血型由细胞核内的基因控制，O型血白血病病人通过治疗性克隆方法，获得骨髓进行骨髓移植，由于细胞核是患者本人提供的，因此血型不变。(4)卵细胞体积大，含养分多，并含有控制细胞核基因程序性表达的物质，因此用去核卵细胞作受体细胞进行动物细胞培养。(5)通过图示形成克隆器官，细胞核是患者提供的，无排异反应，可以解决临床上供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
探究点三
1．(1)生物武器的特点
①致病力强，传染性大；②有潜伏期，在潜伏期内一般症状不明显，难以被发现；③污染面积大，危害时间长；④传播途径多；⑤生物武器造价低，技术难度不大，可以在任何地方生产。
(2)生物武器的传播途径
直接或通过食物、生活必需品、空气、水等传播。
2．在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
探究示例3　(1)①病毒　②细菌　③真菌
(2)①呼吸道　②消化道、皮肤接种、血液(任选其一)
(3)①接种疫苗或抗毒素，使人产生自动或被动免疫。
②使用防毒面具，活性碳对微粒有吸附性。③使用抗生素，消灭敏感病原体(任选其一)
(4)有道理。因为作为生物武器使用的病原体几乎都是微生物，使用有限容积的盛载体可能播散的病原体数量极大，且在人或动物体内有机会增殖，可在群体中传播，这会使其杀伤范围不断扩大，由此造成的危害可能难以估量。
解析　本题通过生物战剂气溶胶创设情境，考查生物类别、免疫以及生物武器的相关知识。要求学生具备一定的课外知识，培养了学生学科内知识综合运用的能力。生物战剂气溶胶是指液体或固体生物战剂微粒分散并悬浮在空气中所形成的胶体分散体系。几乎所有生物战剂都可用气溶胶方式施放。作为生物战剂气溶胶的致病原主要有：①病毒；②细菌；③真菌。生物战剂气溶胶主要经呼吸道侵入人体，因此，保护好呼吸道非常重要。防护的方法主要有以下几种：①使用防毒面具；②使用防护口罩。此外，还需要保护好皮肤，以防有害微生物通过皮肤侵入身体。为了更有效地防止生物武器的危害，可以有针对性地注射疫苗或抗毒素或抗生素。
构建知识网络
食物　环境　理性　设计试管婴儿　基因身份证
课后练习区
1．B　[本题考查转基因生物与环境安全的知识。种植抗虫棉虽然可以减少农药的使用量，但抗虫害的转基因作物的长期大量种植，会使目标害虫发生群体改变，产生抗性，更难杀灭。]
2．ABD　[本题考查转基因生物的安全性问题。基因污染是一种可增殖可扩散的污染。外源基因可能通过花粉扩散到转基因作物的近亲作物上，污染生物基因库，杂草、害虫也可从它的近亲获得抗性基因，从而破坏生态系统的稳定性，基因污染的危害难以一下子清除。]
3．D　[转基因农作物从研究到商品化的各个环节，都要进行安全性评价，只有都无问题，才可保证转基因食物的安全。]
4．B　[我们应该利用转基因技术为人类造福。我国禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。]
5．BD
6．(1)MⅡ　(2)囊胚　(3)核移植技术　胚胎分割
(4)男孩红绿色盲，女孩不一定
解析　排卵后在输卵管中的卵细胞是已经进行完减数第一次分裂的细胞，即MⅡ期的卵细胞；治疗性克隆所用的技术名称为核移植技术，要想获得基因型完全相同的两个胚胎可采用胚胎分割技术。
7．(1)细胞核移植　(次级)卵(母)
(2)未分化　(3)符合，因为脐带血不是来自于胚胎，其中的造血干细胞属于成体干细胞(或脐带血是身外之物，属于废物利用，符合伦理道德)
解析　(1)从图中可以看出，A是细胞核移植的过程。(2)胚胎干细胞在体外培养的时候，能保持未分化的状态。
8．(1)A　(2)有丝分裂　(3)囊胚
(4)内　(5)①②③
(6)胚胎分割移植　相同
(7)前者主要用于治疗不孕夫妇的不孕症，后者可以用于治疗需要骨髓移植或造血干细胞移植等的疾病；后者胚胎在移植前需要进行遗传学诊断
(8)破坏了人类正常的性别比例，严重违反了伦理道德
解析　(1)试管婴儿技术实际是体外受精，即经过了精卵结合，所以是有性生殖。(2)卵裂是指在透明带中进行的早期胚胎发育，细胞数目不断增多，此时的细胞分裂方式为有丝分裂。(3)此时期的特点是含有一个腔，即囊胚腔，所以称为囊胚期，聚集在胚胎一端，个体较大的细胞称为内细胞团。(4)内细胞团将来发育为胎儿的各种组织，囊胚期的下一时期为原肠胚期，内细胞团下方细胞即b细胞形成内胚层，将来继续发育成消化道、呼吸道上皮及胰腺等腺体。(5)试管婴儿的过程为：
受精卵早期胚胎(8～16个细胞)母体子宫―→婴儿。(6)要提高胚胎利用率进行胚胎分割，如将一个受精卵的早期胚胎一分为二，再移植到母体子宫发育，可形成两个婴儿，即同卵双胞胎，性别完全相同。(7)考查了普通试管婴儿与设计试管婴儿的区别。(8)有些人认为那些配型不合适的胚胎被丢弃或杀死是滥用设计试管婴儿的技术，如设计婴儿性别等引起性别比例失调，违反了伦理道德。
9．D　[防护生物武器，既要注意环境消毒，又要注意动植物灭菌，因为动植物都可以成为传染源。]
10．D　[由于生物武器主要使用致病微生物，它们的生存、繁殖、死亡，主要受气温和湿度的影响，其次风、水、烈日、雨、雪等都能影响生物武器的危害作用。]
11．(1)致病力强，传染性大；有潜伏期，一般潜伏期的症状不明显，难以及时发现；污染面积大，危害时间长，杀伤范围达数百至数千平方公里；传染途径多；生物武器造价低，技术难度不大，隐蔽性强(答出两个方面即可)　(2)D　(3)不发展　不储存
解析　要了解生物武器的特点和我国对生物武器的态度和观点。炭疽热事件作为一个社会热点，要能从生物学的角度来分析相关问题。一轮复习学案49　基因工程
考纲要求　1.基因工程的诞生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及技术(Ⅱ)。3.基因工程的应用(Ⅱ)。4.蛋白质工程(Ⅰ)。
一、基因工程的概念
基因工程：又叫做________技术或________技术，是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以________，然后放到另一种生物的细胞里，________地改造生物的遗传性状。
二、基因工程的操作工具
1．限制性核酸内切酶——“分子手术刀”，又称为________。
特点：能够识别DNA特定的______________，切开两个________之间的____________。
限制酶切割DNA产生的末端有两种形式：__________和________。
2．DNA连接酶——“分子缝合针”
作用：将双链________“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的____________。
3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
(1)常用载体：____。
(2)质粒载体的特点：①能够在细胞内________并稳定保存。②具有一个或多个________________，便于外源DNA片段插入其中。③具有特殊的________，供重组DNA的鉴定和选择。
三、基因工程的基本操作程序
1．目的基因的获取：(1)从______________中获取；(2)利用____________扩增目的基因；(3)________合成。
2．____________的构建(核心)
(1)目的：使________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。
3．将目的基因导入受体细胞(转化)
(1)将目的基因导入植物细胞：常用方法有__________法、基因枪法和__________法。
(2)将目的基因导入动物细胞：常用方法是________法。
(3)将目的基因导入微生物细胞：受体细胞
4．目的基因的________与________。
探究点一　基因工程的概念及操作工具
1．基因工程的概念是什么？
　
　
2．完成理解基因工程的操作工具比较表：
项目 限制性核酸内切酶(分子手术刀) DNA连接酶(分子缝合针) 运载体(分子运输车)
特性或条件 识别特定的______序列，并在__________切割DNA分子 一般作用于两条具有相同的______的DNA分子 能够在宿主细胞中____并稳定____；具有一个或____个限制酶切位点；具有____基因
作用 提取____基因，切割____ 构建重组DNA分子 将________转移到宿主细胞中并大量复制
结果 将DNA分子切成DNA片段，产生____末端 相同的黏性末端之间形成________键 形成重组________
思维拓展
1．对基因工程概念的理解
别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境 生物体外
操作对象 基因
操作水平 DNA分子水平
基本过程 剪切→拼接→导入→表达
结果 人类需要的基因产物
与杂交育种相比 克服远缘杂交不亲和的障碍
与诱变育种相比 定向改造生物性状
原理 基因重组
2.在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。
3．将一个基因从DNA分子上切割下来，需要2个限制酶，同时产生4个黏性末端。
4．不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶产生的黏性末端可能相同。
探究示例1　(2010·全国理综Ⅱ，5)下列叙述符合基因工程概念的是(　　)
A．B细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B细胞中的抗体基因
B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株
C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株
D．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
听课记录：　
　
探究点二　基因工程的基本操作程序
1．完成基因工程的基本操作流程图：
2．完成目的基因的检测与鉴定表，并加以理解、掌握：
类型 步骤 检测内容 方法
分子水平 第一步 目的基因是否插入受体细胞染色体的DNA上 ________________(DNA和DNA之间)
第二步 目的基因是否转录出mRNA ________杂交技术(DNA和mRNA之间)
第三步 目的基因是否翻译出蛋白质 蛋白质分子杂交(______________杂交法)
____水平鉴定 ____法或____法
思维拓展
1．在整个工程中，只有第三步将目的基因导入受体细胞过程中不发生碱基互补配对，其他步骤均发生配对。
2．切割质粒和目的基因的限制酶必须是同一种酶，以获得相同的黏性末端，利于基因表达载体的构建。
3．插入的目的基因只是结构基因部分，其表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入部位前须有启动子，后须有终止子。
4．PCR技术与DNA复制的比较
PCR技术 DNA复制
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
不同点 解旋方式 DNA在高温下变性解旋 解旋酶催化
场所 体外复制 主要在细胞核内
酶 热稳定的DNA聚合酶(Taq酶) 细胞内含有的DNA聚合酶
结果 在短时间内形成大量的DNA片段 形成整个DNA分子
探究示例2　(2011·浙江卷，6)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
听课记录：　
　
探究点三　基因工程的应用
完成基因工程的应用表格，了解应用成果。
转基因生物 目的基因 成果举例
植物基因工程 抗虫转基因植物 抗虫基因：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因 抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米
抗病转基因植物 抗____基因：病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因；抗____基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因 抗病毒烟草、抗病毒小麦、抗病毒番茄、抗病毒甜椒
抗逆转基因植物 抗逆转基因：渗透压调节基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因 抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、抗______的大豆和玉米
________的转基因植物 优良性状基因：提高必需氨基酸含量的蛋白质编码基因、控制番茄成熟的基因、与花青素代谢有关的基因 高______玉米、耐储存番茄、新花色矮牵牛
动物基因工程 提高生长速度的转基因动物 ____________基因 转基因绵羊、转基因鲤鱼
生产药物的转基因动物 药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的启动子 ____生物反应器
改善畜产品品质的转基因动物 ________基因 乳汁中含乳糖较少的转基因牛
作器官移植供体的转基因动物 外源的抗原决定基因表达的____因子或除去供体的____决定基因 利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官
基因治疗 体外基因治疗 腺苷酸脱氨酶基因 治疗______免疫缺陷症
体内基因治疗 治疗囊性纤维化病基因 治疗______囊性纤维化病
思维拓展　基因治疗是治疗人类遗传病的根本方法，但由于尚未全面了解基因调控机制和疾病的分子机理，基因治疗只处于初期的临床试验阶段。
探究示例3　(2010·上海综合能力测试)运用转基因技术培养的单细胞“工程硅藻”，可把光合作用合成的有机物以脂质形式储存起来。科学家计划在海水中大量培养“工程硅藻”，捕捞后从中提炼“生物柴油”。与矿物柴油相比，使用这种“生物柴油”的优点是(　　)
①可再生　②不显著增加碳排放　③不排放含硫废气
④不会对生态环境造成负面影响
A．①②③ B．①③④
C．①②④ D．②③④
听课记录：　
　
探究点四　蛋白质工程
1．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与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。
2．蛋白质工程的过程填充
蛋白质工程的过程：其基本途径是从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质________→推测应有的____________序列→找到相对应的____________序列(____________)。其流程图如下：
思维拓展
1．对蛋白质工程概念应从以下几个方面理解
(1)蛋白质工程的基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系；(2)蛋白质工程的实质：改造控制该蛋白质合成的基因；(3)蛋白质工程的产物：产生新的蛋白质，是自然界所没有的。
2．蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。
探究示例4　以下关于蛋白质工程的说法正确的是(　　)
A．蛋白质工程以基因工程为基础
B．蛋白质工程就是酶工程的延伸
C．蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造
D．蛋白质工程只能生产天然的蛋白质
听课记录：　
　
题组一　基因工程及基本操作
1．(2011·四川卷，5)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是(　　)
A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序
B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻
蛋白
C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选
D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达
2．下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是(　　)
A．①②③④ B．①②④③ C．①④②③ D．①④③②
3．下列关于基因工程的叙述，不正确的是(多选)(　　)
A．基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因
B．细菌质粒是基因工程常用的运载体
C．通常用一种限制性核酸内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA
D．为培育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体
题组二　基因工程应用及蛋白质工程
4．(2010·镇江质检)科学家将β－干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使β－干扰素第十七位的半胱氨酸，改变成丝氨酸，结果大大提高了β－干扰素的抗病毒活性，并且提高了储存稳定性。该生物技术为(　　)
A．蛋白质工程 B．基因工程
C．基因突变 D．细胞工程
5．下列关于基因工程及其应用的叙述正确的是(　　)
A．若要生产转基因抗病水稻，可先将目的基因导入大肠杆菌中，再转入水稻细胞
B．用氨基酸序列推测合成的目的基因与原基因的编码区中的外显子一致
C．用DNA探针能检测饮用水中重金属物质的含量
D．作为运载体要有多种限制酶的切点，但对一种限制酶而言，最好只有一个切点
6．(2011·南师大附中学情分析)蛋白质工程中，直接需要进行操作的对象是(　　)
A．氨基酸结构 B．蛋白质空间结构
C．肽链结构 D．基因结构
7．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。请据图回答问题：
(1)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。
(2)图中②代表的是____________，在它的作用下将质粒(________DNA)切出________末端。
(3)图中④表示将________________。⑤表示________DNA随大肠杆菌的繁殖而进行________。
(4)采用蛋白质工程可以对胰岛素进行改造，使之起效时间缩短，保证餐后血糖高峰和血液中胰岛素高峰一致。如果你是科研工作者，请写出研制速效胰岛素的思路。
(5)下列关于蛋白质工程说法不正确的是(　　)
A．蛋白质工程能将人抗体某些区段替代鼠单克隆抗体的区段，降低鼠单克隆抗体免疫原性
B．蛋白质工程可对酶的催化活性、底物专一性、抗氧化性、热变性、碱变性等加以改变
C．理论上通过对关键氨基酸的置换与增删是进行蛋白质工程的唯一方法
D．蛋白质工程的崛起主要是工业生产和基础理论研究的需要
题组三　综合题
8．(2011·安徽理综，31Ⅱ)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。
(1)进行转基因操作前，需用________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。
(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的____________和__________之间。
(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2＋)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、_________________和____________________________。
(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以________________________增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。
9．干扰素是病毒侵入人体后由淋巴细胞产生的一种免疫活性物质，它具有广谱抗病毒的作用。利用现代生物技术生产干扰素的流程如下：
(1)过程①产生的物质A是______，cDNA文库______(大于/小于)人的基因组文库。
(2)过程④用到的工具酶是______________，过程⑤需先用____________________处理受体细胞，过程⑥通常采用________技术。
(3)过程⑧和⑨的关键技术分别是________、________。
(4)基因工程的核心步骤是图中的________________(填标号)。
学案49　基因工程
课前准备区
一、基因拼接　DNA重组　修饰改造　定向
二、1.限制酶　核苷酸序列　核苷酸　磷酸二酯键　黏性末端　平末端
2．DNA片段　磷酸二酯键　3.(1)质粒　(2)①自我复制　②限制酶切割位点　③标记基因
三、1.(1)基因文库　(2)PCR技术　(3)人工
2．基因表达载体　(1)目的　(2)标记　RNA聚合　终止　鉴别　筛选
3．(1)农杆菌转化　花粉管通道　(2)显微注射　(3)感受态　4.检测　鉴定
课堂活动区
探究点一
1．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或生物产品，又叫DNA重组技术。
2．核苷酸　特定的位点　黏性末端　复制　保存　多　标记　目的　运载体　目的基因　黏性　磷酸二酯　DNA
探究示例1　B　[基因工程是指按照人们的愿望，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，进而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。B细胞与肿瘤细胞融合，属于细胞工程；用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，进而筛选出青霉素高产菌株，属于人工诱变；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，并没有进行人为的加工，不属于基因工程。]
探究点二
1．mRNA　PCR　基因组文库　cDNA文库　构建基因表达载体　目的基因
2．DNA分子杂交技术　核酸分子　抗原—抗体　个体　侵染　感染
探究示例2　C　[大肠杆菌成功表达出腺苷酸脱氨酶，说明这些大肠杆菌都至少含有一个重组质粒，A项正确；作为载体的条件为至少含有一个或多个酶切位点，所以作为载体的质粒至少含有一个限制性核酸内切酶识别位点，B项正确；作为基因表达载体应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因四部分，但并不是每个酶切位点都至少插入一个ada，C项错误；由于这些目的基因成功表达，所以每个ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子，D项正确。]
探究点三
病毒　真菌　除草剂　改良品质　赖氨酸　外源生长激素　乳腺　肠乳糖酶　调节　抗原　复合型　遗传性
探究示例3　A
探究点四
2．结构　氨基酸　脱氧核苷酸　基因　转录　翻译　氨基酸　分子设计
探究示例4　A　[蛋白质工程以基因工程为基础，又称为第二代基因工程。蛋白质工程不仅能生产天然蛋白质，还可以定向改造控制蛋白质合成的相应基因中的脱氧核苷酸序列或人工合成所需要的自然界原本不存在的基因片段，从而合成自然界中原本不存在的蛋白质。]
构建知识网络
DNA连接酶　基因表达载体　检测　鉴定
课后练习区
1．B　[因为一种氨基酸可能对应多种密码子、真核生物体内的基因含有内含子等因素，导致逆转录合成的目的基因与原基因有较大的差异，所以人工合成的目的基因不能用于比目鱼基因组测序，A选项错误；抗冻蛋白的11个氨基酸的重复序列重复次数越多，抗冻能力越强，并不是抗冻基因的编码区重复次数越多抗冻能力越强，抗冻基因编码区依次相连形成的新基因已不是原来的抗冻基因，因此不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白，B选项正确；农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的最常用方法，不是为了筛选含有标记基因的质粒，C选项错误；应用DNA探针技术，可以检测转基因植物中目的基因的存在，但不能完成对目的基因表达的检测，D选项错误。]
2．C　[限制酶可在特定位点对DNA分子进行切割；DNA聚合酶在DNA分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链；DNA连接酶可将限制酶切开的磷酸二酯键连接在一起；解旋酶的作用是将DNA双链解开螺旋，为复制或转录提供模板。]
3．ACD　[基因工程经常以抗菌素抗性基因为标记基因；质粒是基因工程常用的运载体；通常用同一种限制酶切割目的基因和运载体，以获得相同的黏性末端；受体细胞可以是受精卵，也可以是体细胞。]
4．A　[基因工程是通过对基因的操作，将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体，使其高效表达，从中提取所需的基因控制合成的蛋白质，或表现某种性状，蛋白质产品仍然为天然存在蛋白质，而蛋白质工程却是对控制蛋白质合成的基因进行改造，从而实现对其编码的蛋白质的改变，所得到的已不是天然的蛋白质。题目中的操作中涉及的基因显然不再是原来的基因，其合成的β－干扰素也不是天然β－干扰素，而是经过改造的，是具人类所需优点的蛋白质，因而整个过程利用的生物技术为蛋白质工程。]
5．D　[转基因植物的培育中转入外源基因常用农杆菌转化法、基因枪法等；由于每种氨基酸可由不同的密码子决定，因此，用氨基酸序列推测合成的目的基因与原基因的编码区中的外显子不一定相同；DNA探针能检测饮用水中的病毒，由于作用原理是DNA分子杂交，因此对重金属无效；运载体有多种限制酶切点以便与外源基因结合，一种限制酶只有一个切点，才能确保结合的精确。]
6．D　[蛋白质工程是通过基因定点诱变或重组DNA技术改造基因，以定向改造天然蛋白质或创造新蛋白质的过程。]
7．(1)原胰岛素mRNA　逆转录　(2)特定的限制性核酸内切酶　环状　黏性　(3)目的基因导入受体细胞　重组　扩增　(4)确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基排列　(5)C
8．(1)胰蛋白(或胶原蛋白)　(2)启动子　终止子
(3)对干扰素基因特异的DNA引物对　TaqDNA聚合酶
(4)扩大细胞贴壁生长的附着面积
解析　(1)为了将动物组织分散并得到单个细胞，可以用胰蛋白酶处理动物细胞。(2)在基因工程中，构建表达载体时，需要将目的基因插入启动子和终止子之间，以使目的基因得到高效表达。(3)PCR过程模拟的是细胞内DNA分子的复制过程，需要模板、原料、能量、酶(DNA聚合酶)、适宜的温度和酸碱度等，同时需要加入设计好的引物。(4)为了防止发生接触抑制现象而放入小玻璃珠可以增加细胞贴壁生长的附着面积，同时珠内中空，有利于空气交换。
9．(1)mRNA　小于　(2)限制酶和DNA连接酶　Ca2＋　显微注射　(3)胚胎移植　细胞核移植　(4)④
解析　(1)cDNA来自mRNA的逆转录或根据mRNA的碱基序列人工合成，cDNA文库小于基因组文库。(2)构建基因表达载体用到限制酶和DNA连接酶。将目的基因导入大肠杆菌须用Ca2＋处理受体细胞；导入动物细胞用显微注射法。(3)过程⑧的关键技术是胚胎移植，过程⑨的关键技术是细胞核移植。(4)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，即④。

展开更多......

收起↑