2010年暑假中学骨干生物教师培训基因工程和细胞工程-医学资料
《基因工程》实验教学教案
《基因工程》实验教学教案一、实验教学目标1. 让学生了解基因工程的基本概念、原理和操作步骤。
2. 培养学生运用基因工程技术解决实际问题的能力。
3. 帮助学生掌握基因克隆、基因编辑等实验技能。
二、实验教学内容1. 基因克隆实验：让学生通过PCR扩增目的基因，并进行琼脂糖凝胶电泳分析。
2. 基因编辑实验：让学生利用CRISPR/Cas9系统对目标基因进行编辑，并通过PCR和琼脂糖凝胶电泳验证编辑效果。
3. 基因表达实验：让学生将目的基因插入到表达载体中，转化大肠杆菌，并通过IPTG诱导表达。
4. 抗原-抗体反应实验：让学生利用基因工程方法制备重组抗原，并进行抗原-抗体特异性反应检测。
5. 基因工程应用实例：让学生了解基因工程在生物制药、农业、环保等领域的应用。
三、实验教学方法1. 讲授法：讲解基因工程的基本原理、操作步骤和实验技巧。
2. 演示法：演示基因克隆、基因编辑等实验操作，让学生直观地了解实验过程。
3. 实践操作：让学生动手进行实验，培养实验操作能力和团队协作精神。
4. 讨论法：引导学生针对实验结果进行分析和讨论，提高解决问题的能力。
四、实验教学准备1. 教材和参考资料：准备《基因工程》等相关教材和参考资料，为学生提供理论支持。
2. 实验器材：准备PCR仪器、琼脂糖凝胶电泳设备、表达载体、大肠杆菌等实验所需的器材和试剂。
3. 实验指导：制定详细的实验步骤和操作指南，方便学生查阅。
五、实验教学评价1. 过程评价：评价学生在实验操作过程中的规范性和团队协作精神。
3. 应用评价：评价学生运用基因工程知识解决实际问题的能力。
4. 学生互评：鼓励学生互相评价，提高自我认知和沟通能力。
六、实验教学流程1. 实验前准备：讲解实验原理、目的和操作步骤，检查实验器材和试剂。
2. 实验操作：按照实验指导进行基因克隆、基因编辑等实验操作。
3. 实验结果分析：对实验结果进行分析和讨论，解释实验现象。
5. 实验总结：总结实验收获和不足，提出改进措施。
选修3基因工程、细胞工程与必修模块知识的融合
选修3：基因工程、细胞工程与必修模块知识的融合一、命题指导思想1．以能力测试为主导，全面体现考试大纲的能力要求，注重概念和规律的理解2．强调知识之间的内在联系，注重理论联系实际，注意科学技术和社会、经济发展的联系，注意知识在生产、生活等方面的广泛应用，以有利于高校选拔新生3．激发考生学习科学的兴趣，培养事实就是的态度，形成正确的价值观4．促进“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三维考查目标的实现。
二、基因工程、细胞工程考纲要求备注：I：对所列知识点要知道其含义，能够在试题所给予的相对简单的情境中识别和使用它们。
Ⅱ：理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别，并能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。
三、考点解读1．考点盘点2、考点与必修知识融合解读基因工程——与必修模块2、3的渗透（要注意必修2）植物组织培养——要注意与必修1、2、3整合（细胞分化、细胞代谢、育种、植物激素等），动物的细胞培养与体细胞克隆——要注意注意原理、步骤、方法，细胞融合与单克隆抗体——要注意与必修整合（细胞结构、遗传等；后者：免疫等），注意技术步骤。
《基因工程》可用3课时教学；《植物细胞工程》可用2课时教学；《动物细胞工程》可用2课时教学。
2、细胞工程知识点——详细解读细胞工程：是建立在对细胞结构、功能、生理等研究基础上的新技术，在必修模块《分子与细胞》中，学生已学过动植物细胞的结构和功能、细胞的分化和全能性；在必修模块《遗传和进化》中，学生已学过生物变异在育种上的应用；在必修模块《稳态与环境》中，学生学习过人体内环境及免疫的知识，而这些都是学习本专题的知识基础。
生物技术各个分支领域是相互渗透、相互促进的。
细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞工程中的技术是其他生物工程的基础。
例如，细胞工程最主要和基础的技术是动植物细胞的培养技术，而基因工程中受体细胞的培养和筛选，胚胎工程中动物细胞的培养都需要细胞培养的技术。
生物培训总结
生物培训总结生物培训总结1今年暑假，我有幸参加了中小学骨干教师生物骨干教师的培训，多年来，我曾多次参加过生物教师的培训，但这次培训对我来说却是我一次很好的专业成长的机会。
在培训中，我感动于各位专家、老师的渊博知识和高超的专业技能，感动于我们培训老师的那种刻苦钻研的精神，同时，也深感自己专业知识的匮乏。
在之前，我总觉得作为一名中学生物教师，只要自己掌握一定的专业知识与专业技能，再加上一定的教学经验和一定的教学方法，就肯定能胜任初中生物的教育教学工作。
其实然，通过这十几天的学习,使我明白，在我们的教育教学工作过程中，我们教师尤其要关注自己的专业成长与发展，不能将自己局限在狭隘的经验圈子里。
只有通过不断的努力和学习，才能发现自己的不足，才能不断地完善和提高自己，才能胜任新形式下的教育教学工作。
同时，通过此次学习也使我深深地感受到了国家对农村中小学基础教育的重视和各位专家、领导、老师对每个学员的关心。
我有幸听到多位专家、教授的精彩讲学，我深受很大的启发，现遂一谈谈我的体会和收获：1、学习了李海燕老师的《教师的教学艺术》后，受益匪浅，通过本次学习，对自己自身的发展情况作了适当的定位，明白了自身专业发中存在的一些问题和不足之处，确定了今后自己专业的发展和努力的方向。
（1）、树立终身学习的观念，以读书、学习来丰富自己的知识面，促进自己专业的成长与发展。
利用平时有限时间，坚持长期、有效的读书和学习，力争每年读一到两本有关教育教学的或与自己和学科教学相关的各种理论知识书籍，做好读书笔记，并在实际教学行动中进行反复实践和积极的反思，从而促进自己的成长与发展。
（2）、通过微格教学训练、优秀教师的教学示范、同行教师赛课，教学研讨、集体备课、教学反思等形式，提高教育教学技能、技巧。
（3）、利用各种教师培训的机会和平台，走出去，开阔学科视野，更新观念，努力提升自己的专业水平和专业素养。
（4）、认真学习和实践新课标理念，深入钻研课程标准、教材与案例，认真备好、上好每一节课，并结合自己的教学实践积极、主动进行教学总结和反思，形成自己独特的教学风格。
高中生物 选修 基因工程 细胞工程 微生物 生态工程 练习题 有答案
于嘉弈选修部分练习题60min完成，或者分二次，每次5个选择3个填空，30min左右完成1、培育转基因抗虫棉，采用的方法是A．诱变育种B．杂交育种C．基因工程D．单倍体育种2、基因工程的操作步骤：①目的基因与运载体结合②将目的基因导入受体细胞③目的基因的检测与鉴定④提取目的基因。
正确的操作顺序是A．③②④①B．②④③①C．④①②③D．③④①②3、下列有关基因工程的叙述正确的是A．用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获相同黏性末端B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同C．检测到受体细胞中含有目的基因就标志着基因工程育种已经成功D．质粒上的抗生素抗性基因有利于质粒与外源基因连接4、下图是某生态工程示意图，有关说法错误的是A．用玉米的副产品玉米芯生产木糖醇，可增加经济效益B．用残渣来培育食用菌和蛆蛹，实现了物质的多级利用C．用蛆蛹粪便作为有机肥还田，运用了能量循环再生的原理D．该生态工程的运转离不开人的管理5、下列关于细胞工程的叙述，错误的是（）A．植物体细胞杂交过程和动物细胞融合的原理不完全相同B．去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理C．通过光学显微镜观察比较白菜细胞的形态，可以检验其细胞壁是否已被除去D．某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同6、相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，这是因为动物细胞A．没有成熟大液泡，渗透压调节能力差B．渗透压远高于细菌或植物细胞的渗透压C．没有细胞壁，对培养基的渗透压更敏感D．生长缓慢，各生长阶段对环境的渗透压要求不同7、下列有关植物组织培养的叙述，正确的是（）A．愈伤组织是一团具有分生能力的薄壁细胞B．愈伤组织有叶绿体，代谢类型是自养需氧型C．培育过程中包含着有丝分裂、减数分裂和细胞分化等过程D．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8、在微生物的实验室培养中，下列哪项操作不需要在无菌条件下进行A．配制培养基B．倒平板C．接种D．菌液稀释9、下列关于“检测土壤中细菌总数”实验操作的叙述中，不正确的是A．用蒸馏水配制牛肉膏蛋白胨培养基，高温、高压灭菌后倒平板B．取104、105、106倍土壤稀释液和无菌水各0.1ml涂布不同平板C．将实验组和对照组平板倒置，37℃恒温培养24~48小时D．确定对照组无菌后，选择菌落数在300以上的平板进行计数10、下列动植物克隆所用技术与原理不相符的是A．胰蛋白酶处理——酶的专一性B．离体植物体细胞培养成愈伤组织——脱分化C．动物细胞培养——细胞的全能性D．克隆羊的诞生——细胞核的全能性11、（15 分）科研人员将绿色荧光蛋白（GTP）基因导入金鱼的受精卵中进行有关研究，请回答：（1）上述过程中的GTP基因称为 , 该基因可由 mRNA 形成。
新高考高中生物核心专题突破：基因工程和细胞工程
第1讲基因工程和细胞工程[考纲要求] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)。
2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)。
3.基因工程的应用(Ⅱ)。
4.蛋白质工程(Ⅰ)。
5.植物的组织培养(Ⅱ)。
6.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)。
7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。
8.实验：DNA的粗提取与鉴定。
11．基因工程(1)基因工程的3种基本工具①限制性核酸内切酶：识别特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。
②DNA连接酶：a.E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端；b.T4 DNA连接酶能连接黏性末端和平末端。
③载体：需具备的条件包括：a.能在宿主细胞内稳定存在并大量复制；b.有一个至多个限制酶切割位点；c.具有特殊的标记基因，以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。
(2)获取目的基因的途径：①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增；③化学方法直接人工合成。
(3)基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子及标记基因等。
(4)将目的基因导入受体细胞①植物：体细胞或受精卵——常用农杆菌转化法(双子叶植物和裸子植物)、花粉管通道法、基因枪法(单子叶植物)。
②动物：受精卵——显微注射技术。
③微生物：细菌(常用大肠杆菌)——感受态细胞法(钙离子处理法)。
(5)目的基因的检测与鉴定方法2①检测目的基因是否插入转基因生物的DNA上：DNA分子杂交技术。
②检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。
③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。
④个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。
易混辨析①限制酶≠DNA酶≠解旋酶限制酶的作用是识别双链DNA分子上某种特定的核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNA酶的作用是将DNA水解为基本组成单位；解旋酶的作用是将DNA两条链间的氢键打开形成两条单链。
②DNA连接酶≠DNA聚合酶DNA连接酶能连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。
高中生物第一单元生物技术与生物工程第一章基因工程和蛋白质工程第2节基因工程的应用学案中图版选修3
高中生物第一单元生物技术与生物工程第一章基因工程和蛋白质工程第2节基因工程的应用学案中图版选修31、举例说出基因工程的应用及取得的丰硕成果。
(重点)2、了解基因工程在农业和医学等方面的应用。
(难点)基因工程在农业上的应用1、抗虫棉(1)目的基因：苏云金杆菌的毒蛋白基因。
(2)培育过程：通过基因工程的四步操作将毒蛋白基因导入棉花细胞并且在棉花细胞内成功表达出毒蛋白。
(3)意义：抗虫作物的培育和种植，不但降低了作物的生产成本，使作物能稳产、高产，还降低了农药的使用，减少对环境的污染。
2、金米(1)目的基因：有关胡萝卜素合成的酶的基因。
(2)培育过程：通过基因工程的四步操作将有关胡萝卜素合成的酶的基因导入水稻细胞中，并诱导它们在水稻细胞内得以表达，使水稻中的双香叶素二磷酸转化成β胡萝卜素。
(3)作用：人们食用“金米”后，其中的β胡萝卜素在人体内转化成维生素A，为深受维生素A缺乏症之苦的人们带来了“金色希望”。
科学家通过基因工程的方法，将苏云金杆菌的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。
探讨：Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有TDNA中是利用TDNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上。
探讨：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，在基因工程中称为什么？提示：转化。
探讨：将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的方法是什么？提示：农杆菌转化法。
探讨：目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是什么？提示：目的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上。
1、抗虫转基因植物(1)方法：将从某些生物中分离出的具有杀虫活性的基因导入农作物中，使其具有抗虫性。
(2)杀虫基因种类：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
(3)成果：抗虫棉、抗虫水稻等。
(4)意义：减少化学农药的使用，降低生产成本，减少环境污染，降低了对人类健康的损害。
【专业文档】高中生物知识点系列讲座(十)--基因工程、细胞工程doc-.doc
基因工程、细胞工程一. 教学内容复习基因工程、细胞工程二. 学习重点细胞质遗传的特点、基因的结构、基因工程的步骤、生物膜系统、植物细胞工程、动物细胞工程。
三. 学习过程（一）细胞质遗传1. 细胞质遗传与细胞核遗传的关系：生物的遗传包括细胞核遗传和细胞质遗传两大类。
生物体绝大多数的性状是由核基因控制的，极少数的性状是由质基因控制的，还有一些性状是由核基因和质基因共同控制的。
2. 细胞质遗传的特点：（1）母系遗传：受精卵的细胞质几乎全部来自于卵细胞。
（2）杂交后代不出现一定的分离比：在细胞分裂时，细胞质是不均等的、随机的分配。
3. 线粒体和叶绿体在遗传中的作用：线粒体和叶绿体都含有遗传物质DNA，具有独立进行转录和翻译的功能，但它们的自主程度是有限的，它们对核遗传系统有很大的依赖性。
4. 关于三系配套：（1）保持系：必须具备两个条件，一是用它作父本，二是除了它本身可育外，其它性状应与不育系相同。
（2）恢复系：一是设法使某优良杂交组合的父本核基因具有育性，二是生产杂交种时，不育系与恢复系的花期必须一致，或者不育系的花期稍早。
（3）不育系：具有可遗传的雄性不育性状（4）隔离区：制杂交种时，为防止外来花粉的干扰，要建立两个隔离区，一是繁殖不育系和保持系隔离区，另一个是繁殖杂交种和恢复系的隔离区。
（二）基因的结构1.原核细胞的基因结构：由编码区和非编码区构成编码区上游的非编码区中有启动子，控制着RNA聚合酶的结合，整个编码区碱基序列能够编码蛋白质。
2. 真核细胞的基因结构：由编码区和非编码区构成编码区可分为外显子和内含子，外显子与内含子相间排列，编码区中能够编码蛋白质的碱基序列是外显子，不能编码蛋白质的是内含子。
3. 真核细胞的基因结构与原核细胞的基因结构比较相同点：都有编码区和非编码区，编码区上游都有启动子。
不同点：真核细胞的基因结构比原核细胞的基因结构更复杂，真核细胞的基因结构可分为外显子和内含子，而原核细胞的基因结构不分为外显子和内含子。
细胞工程复习题及答案.
细胞工程复习题一、名词解释1.细胞工程：以生物细胞、组织或器官为研究对象，运用工程学原理，按照预定目标，改变生物性状,生产生物产品，为人类生产或生活服务的科学。
2.外植体：指用于离体培养的活的植物组织、器官等材料3.植物组织培养：将植物的器官、组织或细胞，在无菌条件下接种于人工配置的培养基上，使其细胞分裂、增值、分化、发育，甚至形成完整植株的方法。
4.愈伤组织：在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞，多在外植体切面上产生。
5．离体无性繁殖:简称离体繁殖，是指利用组织培养方法进行植物离体培养，在短期内获得大量遗传性一致个体的方法。
6．继代培养：更换新鲜培养基来繁殖同种类型的材料（愈伤组织.芽等）。
7.体细胞杂交：（原生质体融合）指在人工控制条件下不经过有性过程，两种体细胞原生质体相互融合产生杂种的方法。
8 细胞分化：即由于细胞的分工而导致的细胞结构和功能的改变，或发育方式改变的过程。
9 细胞脱分化：培养条件下使一个已分化的细胞回复到原始无分化状态或分生细胞状态的过程就是细胞脱分化。
10 细胞再分化：即脱分化后的分生细胞在特定的条件下，重新恢复细胞分化能力，并经历器官发生形成单极性的芽或根，或经历胚胎发生形成双极性的胚状体，进一步发育成完整植物体，这一过程成为细胞再分化。
11 人工种子：指植物离体培养中产生的胚状体或不定芽包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳和人工种皮中所形成的能发芽出苗的颗粒体。
12 植物细胞全能性：指植物体的每一个活细胞都具有该植物的全套遗传信息，具备发育完整植株的潜在能力。
13 胚状体：在离体培养过程中产生一种形似胚（具有明显的根端和芽端），功能与胚相同的结构。
14 单倍体植物：单倍体是指具有配子体染色体数的孢子体(植物个体)。
具有单套染色体的细胞在人工离体条件下培养，使其单性发育成植物体。
这种具有单套染色体的植物称为单倍体植物。
15 离体受精：（离体授粉）在无菌条件下培养未受精脂肪或胚珠和花粉，使花粉萌发进入胚珠，完成受精作用。
生物选修三基因工程与细胞工程精简总结
基因提取方法 鸟枪法
优点
操作简便 广泛使用
缺点
工作量大，盲目，分离出来 的有时并非一个基因
1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基 有何独特之处？
主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血 清等。独特之处有：1、液体培养基 2、成分中有动物 2血、清为等什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细 胞培养材料？
成
的积累抑制谷氨酸脱氢酶的活性
意义
既保证代谢需要又避免浪费，增强微 不会积累大量的代谢产物，保证
生物对环境适应能力
各种代谢经济高效进行
一基因工程的概念
• 基因工程生产人的胰岛素：
关键步骤一： 胰岛素基因从人的细胞内 提取出来
关键步骤 二：
胰岛素基因与运载体DNA பைடு நூலகம்接
关键步骤三： 人的基因导入受体(大肠杆 菌)细胞
细胞 工程
细 胞 的 全 能 性
概念
应用的原理和方法 研究的水平 研究的目的
细胞生物学和分 子生物学
细胞整体水平 或细胞器水平
理论基础:细胞的全能性
按照人们的意愿来改 变细胞内的遗传物质 或获得细胞产品
植物细胞工程
技术手段 植物组织培养 植物体细胞杂交
分类
细胞工程
动物
技术手段
动物细胞培养 核移植技术 动物细胞融合
• 一、DNA的一级结构
无限传代
黑面绵羊去核卵 细胞
克隆羊培育过程
细胞核移植 重组细胞
电脉冲刺激 早期胚胎
胚胎移植
另一头绵羊的子宫
妊娠、出生 克隆羊多利
• 脱氧核糖核酸的排列顺序 – 可以用碱基排列顺序表示
• 连接键：3’，5’-磷酸二酯键 – 磷酸与戊糖顺序相连形成主链骨架 – 碱基形成侧链
中考生物工程专题：细胞工程与基因工程PPT课件 人教版
2、植物组织培养
离体组织
脱分化
愈伤组织 再分化
器官细胞 营养激素、无菌
具根、芽胚状体
植物体
？（1）植物组织培养液成分与无土栽培成分与有何 不 同？
植物组织培养需有机物和激素
（2）若用根细胞培养成的植物，叶片为何种颜色？ 为什么？
绿色。根细胞中含表达叶绿体的基因。
（3）若用无籽西瓜、无籽番茄果肉细胞经组织培 养形成植物理论上所得果实中是否有种子？无、有
B
（3）若A细胞为骨髓瘤细胞，B细胞为淋巴细胞，那么D
细胞称为 杂交瘤 细胞，由D细胞连续分裂产生大量
细胞的过程称为 克隆 过程。这种细胞即能无限繁殖，
又能产生 特异性抗体
。
（4）若A为人细胞，B为鼠细胞，并分别用红、绿荧光染 料标记细胞膜上的蛋白质，在C细胞时，细胞一半发红色 荧光，一半发绿色荧光。到D细胞阶段，两种颜色的荧光 均匀分布，请解释原因： 细胞膜上的蛋白质可以移动
（2）单克隆抗体制成“生物导弹”依据是什 么原理？
根据抗原－抗体特异性结合，把药物带 到特定的部位
（3）
原理 项目
融合 方法
诱导 方法
用途
植物体细 细胞膜 胞杂交 流动性
去壁后 诱导原 生质体 融合
离心、 克服远缘
电刺激、 杂交不亲
振动、 和障碍得
PEG
到杂种植 物
动物细 细胞膜 胞融合 流动性
使细胞 同上，还 制单克 分散后 可用灭活 隆抗体 融合 仙台病毒
合成
DNA单链 酶 双链DNA（目的基因）
②用已知蛋白质
推测
推测
mRNA序列
合成
基因碱基序列
目的基因
（2）目的基因与运载体结合
(高中段)专题十二基因工程和细胞工程
1．若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则一定有
利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定。 (2020·浙江 7 月选考，T24A)(×) 2．切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别 6 个核苷酸序列。 (×)
3．DNA 连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来。
(×)
4．E·coli DNA 连接酶既可以连接平末端，又可以连接黏性末端。
DNA 序列(虚线处省略了部分核苷酸序 列)
已知 序列
PCR 引物
(4)对 PCR 产物测序，经分析得到了片段 F 的完整序列。下列 DNA 单链序列 中(虚线处省略了部分核苷酸序列)，结果正确的是________。 A．5′AACTATGCG……AGCCCTT3′ B．5′AATTCCATG……CTGAATT3′ C．5′GCAATGCGT……TCGGGAA3′ D．5′TTGATACGC……CGAGTAC3′
解析：途径甲中，过程Ⅰ应将干扰素基因和乳腺蛋白基因的启动子重组，这样 才能使目的基因只在乳腺组织中表达，A 正确；途径乙中，过程Ⅱ是将目的基 因导入植物细胞，一般所采用的方法是农杆菌转化法，B 正确；途径丙中，过 程Ⅱ是将目的基因导入微生物细胞，可用 Ca2＋处理大肠杆菌，以制备感受态 细胞，使其容易吸收周围环境中的 DNA 分子，C 正确；三条途径中，过程Ⅲ 依据的生物学原理不完全相同，其中途径甲和途径乙的原理是细胞具有全能 性，过程丙的原理是细胞增殖，D 错误。 答案：D
解析：(1)根据题图可知，步骤Ⅰ是获取目的 DNA 片段，所用的 EcoR Ⅰ是一种 限制酶，其能识别特定的核苷酸序列，并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。(2)步骤Ⅱ是将目的 DNA 片段连接成环状，其中 DNA 连接酶的作用是催化相邻核苷酸之间的 3′羟基和 5′磷酸间形成磷酸二酯键。 PCR 循环中，升高温度到 95 ℃是为了打开氢键使双链解旋，获得 DNA 单链； Taq DNA 聚合酶的作用是催化游离的脱氧核苷酸连接到引物 3′端，合成 DNA 子链。(3)引物的作用是使 DNA 聚合酶能够从引物的 3′端开始延伸 DNA 子链， 因为 DNA 的合成方向总是从子链的 5′端向 3′端延伸，故为扩增未知序列， 选择的与模板链相结合的引物应为 5′TCATGAGCGCATAGTT3′(引物④)和 5′GCAATGCGTAGCCTCT3′(引物②)。(4)分析题意可知，片段 F 的两端为 限制酶 EcoRⅠ切割后产生的黏性末端，因此其 5′端序列应为 AATT,3′端序 列应为 TTAA，B 正确。 答案：(1)限制性核酸内切(或限制) 核苷酸序列 (2)磷酸二酯键 DNA 单链 以 DNA 为模板的 DNA 链的延伸 (3)②④ (4)B
《基因工程》实验教学教案
《基因工程》实验教学教案一、实验背景基因工程是一门应用生物学的分支，通过对基因的操作和重组，实现对生物性状的改良和功能的研究。
本实验教学旨在让学生了解基因工程的基本原理，掌握基因克隆、表达和检测的方法，培养学生动手实践能力和创新思维。
二、实验目标1. 了解基因工程的基本原理及实验步骤；2. 掌握PCR扩增、DNA提取、酶切、连接、转化等实验技术；3. 学会分析实验结果，提高学生解决实际问题的能力；4. 培养学生团队合作精神和创新思维。
三、实验内容1. 基因克隆：利用PCR扩增目的基因，并进行酶切、连接，将目的基因插入到载体中；2. 基因转化：将重组载体导入受体细胞，筛选转化成功的细胞；3. 基因表达：对转化成功的细胞进行诱导表达，检测目的蛋白的表达情况；4. 实验结果分析：分析实验数据，探讨实验过程中可能存在的问题，并提出改进措施；四、实验材料与仪器1. 材料：大肠杆菌、质粒、PCR试剂、酶切酶、连接酶等；2. 仪器：PCR仪器、电泳仪、离心机、恒温培养箱、显微镜等。
五、实验步骤1. 实验前的准备工作：了解实验原理，阅读相关文献，准备实验材料和仪器；2. 基因克隆：设计引物，进行PCR扩增，酶切目的基因和载体，连接目的基因与载体，转化大肠杆菌；3. 基因转化：将重组载体导入受体细胞，筛选转化成功的细胞；4. 基因表达：对转化成功的细胞进行诱导表达，检测目的蛋白的表达情况；5. 实验结果分析：分析实验数据，探讨实验过程中可能存在的问题，并提出改进措施；注意事项：1. 严格遵循实验步骤和操作规范，确保实验安全；2. 实验过程中遇到问题，及时与教师沟通，寻求帮助；3. 注重团队合作，共同完成实验任务。
六、实验教学安排1. 理论讲解：2课时2. 实验操作：4课时3. 实验结果分析与讨论：2课时七、实验评价1. 实验操作的正确性和熟练程度；2. 实验结果的准确性及分析的深度；4. 团队合作与沟通能力的展现。
《基因工程》课程教学大纲
《基因工程》课程教学大纲课程名称：基因工程课程类别：专业主干课适用专业：生物技术考核方式：考试总学时、学分：32 学时 2 学分其中实验学时：0 学时一、课程教学目的通过对本门课程的学习，使学生掌握基因工程技术的基本原理、常用技术和工作思路，了解基因工程技术的应用及发展趋势，为进一步学习有关专业课及参加相关领域的生产和科研工作奠定基础。
二、课程教学要求本门课是以遗传学、生物化学、微生物学、细胞生物学、分子生物学等学科为基础的学科，要求学生有扎实的上述课程基础。
本课程的主要内容包括: 基因工程载体、基因工程的酶学基础、目的基因的克隆、ＤＮＡ连接和转化、转化子的筛选与重组子的鉴定、大肠杆菌基因工程、酵母菌基因工程、高等动物基因工程、高等植物基因工程等。
要求学生掌握基因工程的基本原理和常用方法与技术，了解该领域的研究动态与发展方向。
课程的基本内容随着本学科的发展而调整并限定其广度和深度，在保证达到一定培养规格的前提下，考虑学生的接受能力和学习负担，同时注意本课程和其它相关课程的相互联系与衔接，防止疏漏和不必要的重复。
三、先修课程生物化学、微生物学、遗传学、细胞生物学、分子生物学。
四、课程教学重、难点教学重点：基因工程载体、基因工程的酶学基础、目的基因的克隆、ＤＮＡ连接和转化、转化子的筛选与重组子的鉴定。
教学难点：目的基因的克隆、ＤＮＡ连接和转化、转化子的筛选与重组子的鉴定。
五、课程教学方法与教学手段以教师讲授为主，要求教师认真备课，熟悉本课程的基本内容以及该学科的最新发展趋势，以合适的形式进行教学，提倡采用多媒体作为辅助教学手段；学生可以通过阅读相关的英文资料了解本学科的研究状况与发展方向，也可以阅读一些感兴趣的参考资料，训练其针对所感兴趣的问题进行深入探讨的能力。
六、课程教学内容第一章概述（1学时）1．教学内容（1）基因工程的概念；（2）基因工程的发展和历史；（3）基因工程的研究意义。
2．重、难点提示（1）重点：基因工程的概念；（2）难点：基因工程的基因原理及在生物工程中的地位。
二轮复习选修3基因工程和细胞工程学案
基因工程和细胞工程 复习学案*考点突破：一、基因工程的操作工具和操作程序： 【知识应用】1、（2012·新课标，40）根据基因工程的有关知识，回答下列问题。
（1）限制性内切酶切割DNA 分子后产生的片段，其末端类型有 和 。
（2）质粒运载体用Eco R Ⅰ切割后产生的片段如：为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA 除可用Eco R Ⅰ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是______________________________________________。
（3）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA 连接酶有两类，即 DNA 连接酶和 DNA 连接酶。
（4）反转录作用的模板是 ，产物是 。
若要在体外获得大量反转录产物，常采用 技术。
（5）基因工程中除质粒外， 和 也可作为运载体。
2、应用生物工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。
请据图回答下列问题： （1）在培育转人生长激素基因牛的过程中，①过程是指 ，被称为基因工程的核心步骤。
其需要的工具酶是 ，②过程常用的方法是 。
（2）在抗虫棉的培育过程中，进行④过程最常采用的方法是 ，当棉花受体细胞是体细胞时，可利用 ，培育出抗虫棉个体（3）转基因技术是否成功，需要对受体细胞进行分子水平的检测，首先是检测受体细胞 上是否插入目的基因，这是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键，检测的方法是 。
最后还要检测目的基因是否翻译成了相应蛋白质，利用的技术是_________________。
【归纳总结】1．思考与操作工具有关的问题 (1)三种操作工具化学本质都一样吗？(2)质粒都可以当做运载体吗？运载体的必要条件是什么？2．思考与操作程序有关的问题(1)基因工程的基本操作步骤中哪几步用到了限制酶？基因表达载体的构建必须用到同一种限制酶吗？(2) 将目的基因导入受体细胞二、细胞工程（一）植物细胞工程： 图为马铃薯一番茄植株的栽培过程示意图，据图回答。
年暑假中学骨干生物教师培训基因工程和细胞工程资料
外显子
内含子 转录、加工修饰
结构基因
mRNA
反转录酶
cDNA
克隆、转化、培养、鉴定cDNA构建基因的基本程序1)提取研究对象基因组DNA，制备合适大小的DNA片段， 或提取组织或器官的mRNA并反转录成cDNA；
2) DNA片段或cDNA片段与经特殊处理的载体连接形成 重组DNA；
3)重组DNA转化宿主细胞或体外包装后侵染受体菌； 4)阳性重组菌落或噬菌斑的筛选。
将RNA分子从电泳凝胶转移到硝酸纤维 素滤膜或其他化学修饰的活性滤纸上，进 行核酸杂交的一种实验方法。
Northern杂交的过程
①提取总RNA ②分离mRNA，利用亲和层析的原理纯化mRNA。 ③制备RNA探针，根据mRNA序列合成同源DNA探针， 或以cDNA为探针。 ④Northern杂交，通过显影检查目的DNA所在的位 置。
显 微 镜 下 细 胞 融 合 过 程
细胞融合的常用方法
一、灭活病毒法 ①两种细胞在一起培养，加入灭活病毒，在4℃条件下病毒 附着在细胞膜上。并使两细胞相互凝聚； ②在37℃中，病毒与细胞膜发生反应，细胞膜受到破环，此 时需要Ca2+和Mg2+，最适PH为8.0一8.2； ②细胞膜连接部穿通，周边连接部修复，此时需Ca2+和ATP； ④融合成大细胞，需ATP 。
N大肠杆菌=ln(1-0.99)/ln(11/4.6/20×103)=1.1×103
N人=ln(1-0.99)/ln(1-1/2.8/20×106)=6.5×105
常见载体容量
载体
质粒
λ 黏粒 细菌人工 酵母人工
噬菌体
染色体 染色体
（BAC） （YAC）
容量 10
高三生物总复习 基因工程和细胞工程教案
教学重点1．基因工程操作工具的作用及特点2．基因工程的操作流程分析3．植物组织培养的原理、过程及应用4．动物细胞培养的原理、过程及应用5．单克隆抗体制备的过程教学难点1．基因工程操作工具的作用及特点2．基因工程的操作流程分析3．植物组织培养的原理、过程及应用4．动物细胞培养的原理、过程及应用5．单克隆抗体制备的过程教学过程一、课堂导入(1)用比较、归纳法来掌握基因工程操作工具的种类、作用以及基因工程操作流程中各步骤的原理、方法。
(2)以流程图的形式复习植物组织培养、体细胞杂交、动物细胞培养、单克隆抗体制备的原理和操作步骤。
二、复习预习答案：①限制酶②载体③基因表达载体的构建④目的基因的检测和鉴定⑤转基因动物⑥基因治疗⑦基因⑧可产生自然界没有的蛋白质⑨细胞的全能性、细胞膜的流动性⑩植物体细胞杂交⑪培育作物新品种⑫细胞增殖⑬动物细胞核的全能性⑭获得克隆动物个体⑮细胞膜流动性⑯给小鼠注射抗原⑰产生专一抗体的杂交瘤细胞三、知识讲解考点1 基因工程及蛋白质工程1．基因工程的基本工具和基本方法的比较基本工具的比较限制酶识别目的基因和载体上特定的核苷酸序列，在特定位点上切割DNA连接酶拼接DNA片段，形成重组DNA载体携带目的基因进入受体细胞；能在宿主细胞内稳定存在并大量复制，并有一个至多个限制酶切割位点，具有特殊的标记基因目的基因导入受体细胞方法的比较农杆菌转化法将目的基因整合到植物体细胞的染色体DNA上显微注射法将目的基因注入动物受精卵中Ca2＋处理法使处于感受态的原核生物细胞吸收基因表达载体目的基因的检测与鉴定方法的比较DNA分子杂交技术检测目的基因是否插入受体细胞染色体的DNA上分子杂交技术检测目的基因是否转录出mRNA抗原—抗体杂交技术检测目的基因是否翻译出蛋白质抗虫或抗病的接种实验等个体水平鉴定2.蛋白质工程(1)蛋白质工程流程图(2)蛋白质工程与基因工程的比较 项目蛋白质工程 基因工程 区别原理中心法则的逆推基因重组过程预期蛋白质功能→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→合成DNA→表达出蛋白质获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定区别实质定向改造或生产人类所需蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品结果生产自然界没有的蛋白质 生产自然界已有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出的第二代基因工程，因为是对现有的蛋白质的改造或制造新的蛋白质，所以必须通过基因修饰或基因合成实现易错点分析：1. 基因工程属于基因重组，是使基因异体表达的技术；2.基因工程属于DNA分子水平的操作，其本质是转基因，而蛋白质工程的才做水平还是DNA分子水平，其本质为改（造）基因。
高考生物大二轮复习精品教师用书：专题十六基因工程和细胞工程
专题十六基因工程和细胞工程H 核心判断exinpanduan(1)质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA 之外，并且具有自我复制能力的很小的环状DNA 分子。
(√)(2)DNA 分子经限制酶切割后产生的DNA 片段末端一定是黏性末端。
(×)(3)基因表达载体组成除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。
(√)(4)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。
(√)(5)基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程则可对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质。
(√)(6)微型繁殖技术既能保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
(√)(7)动物细胞培养中需用胃蛋白酶或胶原蛋白酶将组织细胞分散成单个细胞。
(×)(8)原代培养的细胞遗传物质没有改变，而传代培养的细胞有的已经发生突变，获得了不死性。
(√)(9)动物体细胞核移植技术获得的克隆动物在遗传性状上与供核母体完全一致。
(×)(10)动物细胞融合技术和植物体细胞杂交技术类似，也可获得杂种动物。
(×)考向一 基因工程Z 真题回放hentihuifang1．(2018·全国卷Ⅰ)回答下列问题：(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。
该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了__体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达__(答出两点即可)。
(2)体外重组的质粒可通过Ca 2＋参与的__转化__方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA 通常需与__外壳蛋白(或答噬菌体蛋白)__组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA 导入宿主细胞。
在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是__细菌__。
细胞和细胞工程(2010暑期培训)
细胞工程二、本专题复习建议:本部分内容以必修1、必修2和必修3中的相关内容为基础，为后面胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题的学习打下基础，共同构成一个相对完整的知识体系。
建议在复习中注意以下几点：1、注意不同知识的比较与综合，例如，植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系，动物细胞培养与体细胞克隆的区别与联系，植物组织培养与动物细胞培养条件的区别等。
2、对克隆技术的原理不宜拓展过多，对克隆技术的操作环节也不宜介绍过细。
3、加强选修与必修内容的综合，如细胞分裂、分化的相关知识，动物细胞培养基中添加抗生素的作用种类、比例，添加胰岛素的作用等，这样有利于促进学生理解这部分的内容，提升学生融会贯通的能力。
4、加强与与基因工程、胚胎工程联系，如在基因工程操作步骤的第三步“将目的基因导入受体细胞”，导入植物细胞与植物组织培养联系，导入动物细胞与动物细胞培养联系起来。
三、同学自主学习（一）专题知识体系网络及单点基础知识自我检测（二）、依据下列知识纲要要点梳理教材基础知识第一节细胞工程概述1 、细胞工程的发展历史(时间、人物、事件、意义)2、细胞工程的概念(对象、条件、主要利用技术、目的、应用)3 、细胞工程的分类(分类依据、主要基本技术及其操作要点)4、细胞工程的应用(主要总体目的、具体应用<操作对象、意义>)5、细胞工程与其他生物工程的关系第二节细胞工程概述1、细胞全能性（含义、原理、全能性表达的条件、生物体内细胞不能表达全能性的原因、全能性大小差异的比较）2、植物组织培养（原理、条件、材料选择、一般过程、主要应用）注意：①概念理解：外植体、愈伤组织、脱分化、再分化、胚状体②植物组织培养的培养基成分和要求（注意联系选修一）③人工种子的结构及优点３、植物细胞培养（概念、原理、一般过程、生物反应器大规模培养植物细胞的过程、目的、分类、优点、应用）注意：①概念理解：悬浮培养、继代培养②植物细胞培养的培养基成分和要求（注意与植物组织培养的培养基比较）4、植物原生质体培养（原生质体的概念、来源、制备的基本过程、特点、主要应用５、植物体细胞杂交（概念、特点、基本过程、存在问题及原因）第三节动物细胞工程１、动物细胞工程（内容、基础）２、动物细胞和组织培养（原理、材料选择及原因、一般过程、培养条件、主要应用）注意：①概念理解：原代培养、传代培养、细胞株＜特点应用＞、细胞系②胰蛋白酶处理的原因、目的和注意事项③动物细胞培养和植物细胞和组织培养的区别3、细胞核移植和动物体细胞克隆①概念及体细胞克隆的关键技术②克隆羊的产生过程和分析（原理、材料＜卵细胞的细胞质＞选择的原因、应用的生物技术、性状的遗传特点）③克隆人和人体器官的技术路线分析④克隆动物的研究意义4、细胞融合和单克隆抗体①细胞融合技术的概念、应用、促进细胞融合的方法、最重要的用途②单克隆抗体的概念、特点、制备的一般过程、主要应用注意分析：⑴单克隆抗体的制备本过程利用了哪些原理？⑵为什么选用小鼠骨髓瘤细胞与B细胞融合？⑶如何进行杂交瘤细胞的抗体检测及克隆化培养？（三）、基础知识自我检测：1、细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，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内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
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外显子
内含子 转录、加工修饰
结构基因
mRNA
反转录酶
cDNA
克隆、转化、培养、鉴定cDNA构建基因的基本程序1)提取研究对象基因组DNA，制备合适大小的DNA片段， 或提取组织或器官的mRNA并反转录成cDNA；
2) DNA片段或cDNA片段与经特殊处理的载体连接形成 重组DNA；
3)重组DNA转化宿主细胞或体外包装后侵染受体菌； 4)阳性重组菌落或噬菌斑的筛选。
2019年暑假中学骨干教师培训
基因工一定大小范围第三步
第四步
获取目的基因 构建表达载体 导入受体细胞 得到转基因生物 目的基因检测与鉴定
基 因 工 程 选：核酸杂交(探针）和PCR （引物）
2.通过表达产物筛选：免疫学检测（抗原抗体反 应）
探针
探针是一小段带标记的单链DNA或者RNA片 段（大约是20到500bp）， 用于检测与其互 补的核酸序列。
最初是使用带放射性的DNA探针，通过放射 自显影来显示位置。后来又发明了免疫探针 法，将探针核苷酸的侧链加以改造，探针杂 交后，其侧链可被带有荧光标记的抗体所识 别，从而显示出位置。
排序； 克隆片段易于从载体分子上完整卸下； 重组克隆于某些RNA病毒的基因组 结构研究细菌中筛选法
滤膜（固定抗体）
+
放射性抗体检测法
沉淀素
菌落
免疫沉淀检测法为什么要建 基因？ 高等生物的基因组DNA十分复杂,单个基因在基因 组或某个特定发育阶段或特定组织中所占比例很 小。因此，要想从庞大的基因组中分离某个特定 的未知基因非常困难，因此先把材料DNA分成 若干易于处理的片段，然后确定目标序列在哪一 片段，再进一步从该片段寻找目标序列，事情就 变得容易了。
化学合成制备目的基因
磷酸二酯法 亚磷酸三酯法
获取目的基因的方法基因组DNAcDNA基因组的类型大，以减轻筛选工作的压力； 载体的装载量最好大于基因的长度，避免基因被分隔克隆； 克隆与克隆之间必须存在足够长度的重叠区域，以利于克隆
PCR法获取目的基因的前提是：要有足够制备
合适引物的信息
PCR法获取目的基因优点
1.简便快速：在有足够引物信息的情况下，可直 接从基因组DNA中克隆目的基因，大大减少了基 因分离的工作量；
2.灵敏度高：可从极微量的模板扩增出目的片段； 3.对起始材料质量要求低：由于其灵敏度高和特
异性强，极微量的材料或者混合的组织、部分已 降解的DNA材料都可以作为起始材料； 4.也可用于基因的构建。PCR法获取目的基因
已知基因：
参照其他物种中该基种中该基因的保守区段序列设计引物，RNA的结构和功能研究。
c，并且受细胞来外大量调控序列的结比例比较高，分离起来比较容易， 而低丰度mRNA的cDNA克隆所占的比例则 比较rary)
提取某生物组织或发育时期的总mRNA，经反转 录产生的cDNA片段分别与克隆载体重组，储存 于受体tary DNA，互补DNA)：是由生 物的某一特定器官或特定发育时期细胞内的 mRNA经体外反转录后形成的互补DNA。
生物材料
DNA 限制酶切割 一定大小范围DNA
mRNA 逆转录cDNA基因组PCRcDNA
获取目的基因
人工合成
第一步 第二步 第三步
第四步
获取目的基因 构建表达载体 导入受体细胞 得到转片段与适当的载体在体外重组后，转 化宿主细胞，通过筛选后得到大量的阳性菌 落(或噬菌体)，所有菌落或噬菌体的集合即为 该生物的基因。菌落原位杂交法（核酸杂交）
直接把菌落印迹转移到硝酸纤维素滤膜上, 经溶菌和变性处理后使DNA暴露出来并与 滤膜原位结合,再与特异性DNA探针杂交, 筛选出含有目的序列的菌落。
特点： 对应的菌斑或噬菌斑位置不变， 可以直接找出阳性菌落。
PCR筛选法
利用合适的引物，以从初选出来的阳性 克隆中提出的质粒为模板进行PCR，通过对 PCR产物的电泳分析，
mRNA 结构图 DNA 结构图基因组(Genomic library)
将某种生物体的全部基因组DNA用限制性内 切酶或机械力量切割成一定长度范围的DNA 片段，再与合适的载体在体外重组并贮存着该生物全部基因组 的信息，可用于分离目的基因和保存某种生 物的全部基因。