第2章 章末 核心素养统率下的单元整体教学设计-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程教师用书word（人教版 单选版）

核心素养统率下的单元整体教学设计 [建构知识体系] 　　温馨提示 　　由一线名师倾心打造的“课题活动——重视理论应用,探索细胞工程与生产生活”从学以致用出发,拓展思维,对接高考,同学们可通过微信小程序“一帆书匠馆”自主付费在线学习。 [统整学科素养] 　　本章教材侧重于引导学生运用生命观念来理解细胞工程及其相关技术的原理。例如,教材在“动物细胞工程”一节中介绍动物细胞培养的条件时指出,动物机体提供了充足的营养、稳定的内环境等适宜的条件,才能使体内的细胞维持正常的生命活动,这体现了稳态与平衡观。教材在介绍植物组织培养、动物细胞培养等技术时,都提到人工提供适宜的营养基质(培养基)可以满足它们的生长需求,这体现了生命的物质性。动物体细胞核移植技术的原理体现了细胞的结构对其功能的影响。 　　[浸润素养] 1.下列关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述,错误的是 (　　) A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同 B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶 C.烟草叶片离体培养能产生新个体,小鼠细胞离体培养能增殖 D.动物细胞培养可用于检测有毒物质,植物茎尖培养可用于作物脱毒 解析:选B　动物细胞培养和植物组织培养所用培养基存在差异,A正确;动物细胞培养过程中要加入胰蛋白酶,而植物组织培养过程中不用,B错误;植物细胞具有全能性,所以烟草叶片离体培养能形成新个体,而小鼠细胞离体培养能增殖,C正确;植物组织培养中常用根尖、茎尖等培养脱毒苗,而动物细胞培养的一个重要应用是检测有毒物质,D正确。 2.北方白犀牛曾经广泛分布于非洲中部等地,但由于猖獗的盗猎和自然栖息地的丧失,它们的数量不断减少,2018年3月,仅剩两头雌性个体。在此之前,研究人员设法保存了北方白犀牛的精子用于拯救该物种。下列说法正确的是 (　　) A.可利用人工授精、胚胎移植等无性繁殖技术培育北方白犀牛的试管动物 B.可利用雌性北方白犀牛体细胞核移植技术进行克隆,得到多头子代后让其自行繁衍 C.可利用两头雌性个体的体细胞两两融合,再经胚胎培养培育出新个体 D.可在体视显微镜下进行内细胞团的均等分割以获得同卵双胎或多胎的北方白犀牛 解析:选D　人工授精有精卵结合形成受精卵的过程,为有性繁殖技术,A错误;利用雌性北方白犀牛体细胞核移植技术进行克隆,得到的子代均为雌性,无法相互交配繁殖,B错误;由于动物细胞全能性的限制,目前仍无法利用动物细胞融合技术培育动物新个体,且将白犀牛的体细胞两两融合得到杂交细胞,该细胞的染色体数目是北方白犀牛体细胞的两倍,遗传物质发生了改变,C错误;可在体视显微镜下进行内细胞团的均等分割以获得同卵双胎或多胎的北方白犀牛,D正确。 3.(2025·赤峰模拟)我国科学家利用体外受精及培养技术成功建立了小鼠(2n=40)单倍体胚胎干细胞系,过程如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.该过程运用了体外受精、胚胎培养、胚胎移植等多种生物技术 B.图中“?”处的处理应为将精子放入ATP溶液使其获得能量 C.对早期胚胎进行胚胎分割可获得更多的单倍体胚胎干细胞 D.小鼠单倍体细胞在进行细胞分裂时最多出现40对同源染色体 解析:选C　据图分析,图示过程运用了体外受精(精子与卵细胞结合)、早期胚胎培养技术,但不涉及胚胎移植技术,A错误;图中“?”处的处理是精子获能,是指精子获得受精的能力而非获得能量,应将精子放入获能液中,B错误;胚胎分割是一种无性生殖技术,对早期胚胎进行胚胎分割可获得更多的单倍体胚胎干细胞,C正确;小鼠(2n=40)单倍体胚胎干细胞不存在同源染色体,D错误。 　　本章运用逻辑推理、归纳演绎等方法分析细胞工程问题,如分析单克隆抗体制备中杂交瘤细胞筛选的原理。运用归纳法比较植物体细胞杂交与多倍体育种及有性杂交等,同时包含批判性思维,例如评估不同细胞培养技术的优缺点,或对细胞工程技术应用中的伦理争议进行理性判断。 　　[浸润素养] 1.为培育具有市场竞争力的无子柑橘,研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是 (　　) A.过程①需使用胰蛋白酶处理 B.实现过程②依赖膜的流动性 C.过程③需应用植物组织培养技术 D.三倍体植株可产生无子柑橘 解析:选A　过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理,A错误;实现过程②原生质体的融合依赖膜的流动性,B正确;过程③需应用植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株,C正确;三倍体植株减数分裂时联会紊乱,不能产生正常配子,因此可产生无子柑橘,D正确。 2.(2025·南阳模拟)水牛克隆技术在农业领域中的应用主要是针对水牛的繁殖、育种及经济价值方面。其基本流程包括体细胞的采集、受体卵母细胞的获得和去核、体细胞核移植、细胞融合和激活、重构胚的培养与发育、胚胎移植等步骤。下列相关叙述正确的是 (　　) A.克隆动物与试管动物的生殖方式均为无性生殖 B.卵母细胞的去核方法有梯度离心、Ca2+载体等 C.进行胚胎移植前需对受体母牛进行同期发情处理 D.该过程涉及多项技术,如体外受精、核移植技术等 解析:选C　克隆动物的生殖方式为无性生殖,试管动物的生殖方式为有性生殖,A错误;卵母细胞的去核方法有显微操作法、梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等,Ca2+载体是激活重构胚的方法,B错误;胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移,胚胎移植时,受体母牛需要和供体处于相同的生理状态,故进行胚胎移植前需对受体母牛进行同期发情处理,C正确;水牛克隆过程涉及的技术有核移植、细胞融合和激活、早期胚胎培养、胚胎移植等,没有体外受精,D错误。 3.如图为植物细胞工程的过程示意图,据图回答问题: (1)据图可看出植物细胞工程的基础过程是[⑤]　　　　　　　　(填过程名称)。   (2)单倍体育种的过程是　　　　　　　　　(用数字和箭头表示)。   (3)诱导两种植物细胞融合成杂种细胞的化学方法是____________________________________________。 (4)通过④→⑤→⑥培养紫草细胞来提取紫草宁的过程的优点是___________________________________。 (5)据图设计一个通过植物细胞工程利用二倍体西瓜培育三倍体无子西瓜植株的方案。 解析:(1)植物细胞工程包括植物细胞培养、植物组织培养和植物体细胞杂交,据图可看出植物细胞工程的基础过程是[⑤]脱分化形成愈伤组织。 (2)单倍体育种的过程包括花药离体培养形成单倍体幼苗、诱导单倍体幼苗染色体加倍后再筛选,即③→⑤→⑦→⑨→⑩。 (3)诱导两种植物细胞融合成杂种细胞的化学方法是聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法。 (4)通过④→⑤→⑥培养紫草细胞来提取紫草宁的过程的优点是不占用耕地,几乎不受天气、季节等的限制,可工厂化大规模生产。 (5)利用二倍体西瓜通过植物细胞工程培育三倍体无子西瓜植株的方案:方案一:利用二倍体西瓜的花药培养成单倍体的西瓜植株,再将二倍体西瓜与单倍体西瓜的体细胞通过体细胞杂交后,培养成植株,从中筛选出三倍体西瓜。方案二:取二倍体西瓜的早期发育的种子的胚乳进行植物组织培养,即可获得三倍体无子西瓜。 答案:(1)脱分化形成愈伤组织　(2)③→⑤→⑦→⑨→⑩　(3)聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法　(4)不占用耕地,几乎不受天气、季节等的限制,可工厂化大规模生产　(5)方案一:利用二倍体西瓜的花药培养成单倍体的西瓜植株,再将二倍体西瓜与单倍体西瓜的体细胞通过体细胞杂交后,培养成植株,从中筛选出三倍体西瓜。　方案二:取二倍体西瓜早期发育的种子的胚乳进行植物组织培养,即可获得三倍体无子西瓜。 　　在单克隆抗体制备过程中,要用特定的HAT选择培养基筛选出杂交瘤细胞,筛选的过程利用了哺乳动物DNA合成的原理。哺乳动物DNA合成可分为两条途径:一是全合成途径,可被氨基蝶呤(A)阻断;二是补救合成途径,在次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)存在的情况下,利用次黄嘌呤(H)和胸腺嘧啶脱氧核苷(T)补救性合成DNA。正常细胞中存在HGPRT,而骨髓瘤细胞中不存在HGPRT。在培养基中含有H、A、T的情况下,会导致骨髓瘤细胞和B细胞死亡,只有杂交瘤细胞才能存活并增殖,原因是培养基含有A且骨髓瘤细胞中不存在HGPRT,因此,骨髓瘤细胞不能用全合成途径和补救合成途径合成DNA,不能增殖而导致死亡;B细胞没有分裂增殖能力,也会死亡;杂交瘤细胞可以利用B细胞中的HGPRT,通过补救途径合成DNA,可正常分裂增殖。将筛选出的杂交瘤细胞进行克隆化培养和专一抗体检测,便可获得足够数量的能够分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 　　[浸润素养] 1.细胞合成DNA通常有2条途径:第1条途径是利用糖和氨基酸合成核苷酸,进而合成DNA;第2条途径是通过HGPRT利用核苷酸的前体合成核苷酸,进而合成DNA。HAT培养基是基本培养基添加了次黄嘌呤(H)、氨基蝶呤(A)和胸腺嘧啶脱氧核苷(T),A可以阻断DNA合成的第1条途径,H和T则是第2条途径中合成核苷酸的原料。HAT培养基可以用于单克隆抗体制备中杂交瘤细胞的选择,小鼠骨髓瘤细胞是一类HGPRT代谢缺陷型细胞。下列说法正确的是 (　　) A.小鼠免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合后,培养基上会有3种类型的细胞 B.HAT培养基中未融合的骨髓瘤细胞在A的阻遏下因不能合成DNA而死亡 C.HAT培养基中未融合的免疫B细胞仍具有增殖能力而持续进行细胞分裂 D.HAT培养基中选择出的杂交瘤细胞都能无限增殖和产生所需单克隆抗体 解析:选B　若不考虑两个以上的细胞融合,小鼠免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合后,培养基上会有5种类型的细胞,但最终存活下来的只有杂交瘤细胞,A错误;由于小鼠骨髓瘤细胞是一类HGPRT代谢缺陷型细胞,因此骨髓瘤细胞合成DNA是第1条途径,但是A可以阻断DNA合成的第1条途径,所以HAT培养基中未融合的骨髓瘤细胞在A的阻遏下因不能合成DNA而死亡,B正确;免疫B细胞属于高度分化的细胞,不再增殖,C错误;HAT培养基中选择出的杂交瘤细胞都能无限增殖,但不是都能产生所需单克隆抗体,D错误。 2.某种抗体—药物偶联物(ADC)的结构及其作用原理如图甲所示,没有与肿瘤细胞结合的ADC一段时间后被机体清除。阿霉素是一种抗肿瘤药,可抑制DNA和RNA的合成,对正常细胞也有一定毒性。回答下列问题: (1)图甲中ADC由两部分构成,其中一部分被称为“瞄准装置”,它作用的原理是　　　　　　　　　　　　。活化阿霉素可直接抑制细胞中基因的　　　　　　　　过程。  (2)核酸合成有两条途径,如图乙所示,其中物质A可以阻断全合成途径。正常细胞内含有补救合成途径所必需的转化酶和激酶,制备单克隆抗体时选用的骨髓瘤细胞中缺乏转化酶。可将加入H、A、T三种物质的HAT培养基作为制备单克隆抗体时的选择培养基。 ①融合前将小鼠脾脏中的B细胞和骨髓瘤细胞分别置于含HAT的选择培养基中培养,一段时间后培养基中 ___________ (填“有”或“无”)细胞增殖,原因是________________________________________________。 ②通过HAT培养基筛选出的细胞是　　　　,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。  解析:(1)抗体具有特异性,“瞄准装置”的作用原理是抗体抗原特异性结合。阿霉素可抑制DNA和RNA的合成,说明活化阿霉素可直接抑制细胞中基因的复制和转录过程。 (2)①免疫的B细胞属于高度分化的细胞,不能进行增殖;根据题意可知,骨髓瘤细胞中缺乏转化酶,因此不能进行补救合成途径,在含HAT的选择培养基中其全合成途径又被阻断,故无法在HAT培养基上增殖。②通过HAT培养基筛选出的细胞是杂交瘤细胞,理由见答案。 答案:(1)抗原抗体特异性结合　复制和转录　(2)①无　B细胞不能增殖,骨髓瘤细胞在HAT培养基中既不能进行全合成途径也不能进行补救合成途径,从而不能增殖　②杂交瘤细胞　杂交瘤细胞具有B细胞和骨髓瘤细胞双方的遗传物质,可以进行补救合成途径又能无限增殖 　　本章介绍了大量利用细胞工程技术解决生产、环境保护及人类健康问题的实例,有利于学生建立科学技术观,使他们认识到社会的进步离不开科学技术的发展,从而激发他们学习科学技术的热情,培养运用科学技术造福人类的社会责任感和使命感。教材中还指出了技术应用可能存在的一些伦理问题,引导学生认识到要理性地运用生物技术。本章习题中对大熊猫保护、北方白犀牛繁育有关问题的探讨,则可以让学生意识到生物多样性是人类可持续发展的重要基础,保护生物多样性是全人类的责任。 　　[浸润素养] 1.(2025·河北高考)生物工程在社会生产中的应用日益广泛,下列相关技术和方法错误的是 (　　) A.利用组织培养技术实现兰花的快速繁殖和优良性状的保持 B.在没有CO2的有氧环境中进行胚胎干细胞培养 C.利用灭活病毒诱导B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合 D.对供体母牛注射促性腺激素使其超数排卵用于胚胎制备 解析:选B　利用植物组织培养技术(无性繁殖)可实现兰花的快速繁殖和优良性状的保持,A正确;胚胎干细胞的培养需要CO2维持培养液的pH,B错误;诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等,C正确;应用促性腺激素可使供体母牛超数排卵,以获得更多的卵母细胞用于胚胎制备,D正确。 2.中国科学家用一种化学物质诱导方法,将成年鼠皮肤细胞制成多潜能干细胞,并用这种细胞培育出多只健康的小鼠。下列叙述错误的是 (　　) A.皮肤细胞制成多潜能干细胞的过程,类似于植物组织培养中的脱分化 B.多潜能干细胞培育出多只小鼠的过程,不需要用到胚胎移植技术 C.多潜能干细胞与皮肤细胞的基因型相同,化学物质的作用是诱导基因表达 D.此项技术可用自身细胞实现器官克隆,避免外来器官移植发生免疫排斥 解析:选B　皮肤细胞是高度分化的细胞,而多潜能干细胞的分化程度很低,所以皮肤细胞制成多潜能干细胞的过程,类似于植物组织培养中的脱分化,A正确;多潜能干细胞培育出多只小鼠的过程,需要用到胚胎移植技术,B错误;多潜能干细胞是皮肤细胞经化学物质诱导后形成的,所以两者的基因型相同,化学物质的作用是诱导基因表达,C正确;此项技术可用自身细胞实现器官克隆,由于是自身细胞克隆出来的器官,所以可以避免外来器官移植发生免疫排斥,D正确。 3.农业生产中,获得异源多倍体植物的常见方式如下图(A、B、C、D代表不同物种的一个染色体组),下列叙述不正确的是 (　　) A.图中丙含有A和B两个染色体组,因没有同源染色体,不能正常联会导致高度不育 B.操作①常处理幼苗,获得染色体组加倍的丁,恢复育性 C.操作②常采用纤维素酶和果胶酶处理,过程③通过脱分化即可形成杂种植株辛 D.方法一一般只能用于亲缘关系较近的不同物种,方法二则能实现远缘杂交育种 解析:选C　方法一表示杂交育种,图中丙含有A和B两个染色体组,没有同源染色体,不能正常联会导致丙高度不育,A正确;秋水仙素能诱导染色体数目加倍,操作①常采用秋水仙素处理幼苗,由此获得染色体组加倍的丁,恢复育性,B正确;方法二表示植物体细胞杂交,植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,因此操作②用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,过程③通过脱分化、再分化等过程能形成杂种植株辛,C错误;方法一表示杂交育种,一般只能用于亲缘关系较近的不同物种,方法二表示植物体细胞杂交,能实现远缘杂交育种,D正确。 4.(2025·湖北高考)利用犬肾细胞MDCK扩增流感病毒,生产流感疫苗,具有标准化、产量高等优点。但MDCK细胞贴壁生长的特性不利于生产规模的扩大,严重制约疫苗的生产效率。研究人员通过筛选,成功获得一种无成瘤性的(多代培养不会癌变)、可悬浮培养的MDCK细胞——XF06。下列叙述错误的是 (　　) A.XF06悬浮培养可提高细胞密度,进而提升生产效率 B.细胞贴壁生长特性的改变是由于流感病毒感染 C.可采用离心技术从感染病毒的细胞裂解液中分离出流感病毒 D.采用无成瘤性细胞生产疫苗,是为了避免疫苗中有致瘤DNA的污染 解析:选B　根据题意,与贴壁生长的细胞培养相比,XF06悬浮培养能更充分利用空间,提高细胞密度,从而提升生产流感疫苗的效率,A正确;细胞贴壁生长特性的改变可能是遗传物质发生改变导致的,不是流感病毒感染导致的,B错误;细胞裂解液中,流感病毒和其他细胞裂解物的密度、质量等性质不同,可采用离心技术从感染病毒的细胞裂解液中分离出流感病毒,C正确;根据题意可知,无成瘤性MDCK细胞经多代培养不会发生癌变,采用无成瘤性细胞生产疫苗,能避免疫苗中有致瘤DNA的污染,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $