生物技术与工程导学案2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

课题 选修3第一章第一节《传统发酵技术的应用》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.简述传统发酵技术的特点，说出常见的传统发酵食品。 2.概述微生物发酵的原理。 3.尝试制作泡菜、果酒和果醋，说出传统发酵技术应用的优点与不足。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 酿造葡萄酒，所用微生物__________ 酿造食用醋，所用微生物__________ 酿造酱油，所用微生物________ 一、发酵与传统发酵技术 1．发酵的概念 发酵是指人们利用_______，在适宜的条件下，将原料通过_______的代谢转化为人类所需要的产物的过程。 2．腐乳的制作 (1)参与的微生物：_______、_____和_____等，其中起主要作用的是_______。 (2)腐乳的特点：豆腐中的蛋白质被分解成小分子的____和氨基酸，味道鲜美，易于_______，便于_______。 3．传统发酵技术 (1)概念：直接利用_______中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的_______、_______等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。 (2)类型：传统发酵以混合菌种的_______发酵及_______发酵为主，通常是_______式或______式的。 (3)发酵产品：利用传统发酵技术制作的食品有腐乳、酱、____、醋、______和豆豉等。 二、尝试制作传统发酵食品制作类型 菌种 公式 备注 泡菜 泡菜坛子加一圈水密封，形成无氧环境，利于发酵。 果酒 前期有氧：释放能量繁殖 后期无氧：产生酒精 果醋 有糖： 缺糖： 一直需氧 泡菜制作相关问答 ①盐的作用： ②盐水煮沸的目的： ③冷却的目的： ④加入“陈泡菜水”的目的 ⑤为什么泡菜坛中的菜料只能装八成满： 泡菜发酵过程中乳酸菌数量、乳酸含量和亚硝酸盐含量的变化情况发酵时期 乳酸菌数量 乳酸含量 亚硝酸盐含量 初期 中期 后期 曲线 果酒制作相关问答 ①冲洗目的 ②不能反复冲洗目的： ③在冲洗后去梗目的： ④葡萄汁装入发酵瓶时，为何要留有1/3的空间 ⑤每隔12 h左右将瓶盖拧松一次的目的 ⑥拧松但不打开的目的： 发酵装置结构及作用 装置图 结构 作用 充气口 排气口 长而弯曲的胶管 出料口 基础达标 1．下列关于传统发酵技术的叙述，错误的是(　　) A．传统发酵常常是固体发酵或者半固体发酵 B．传统发酵利用的微生物一般为天然存在的单一菌种 C．酱油、醋、泡菜等可通过传统发酵获得 D．传统发酵存在杂菌情况不明、过程控制缺乏标准等问题 2．下列关于腐乳制作原理的叙述，不正确的是(　　) A．腐乳制作实质就是利用发酵技术，将大分子有机物分解为小分子的过程 B．腐乳制作中，起作用的微生物多为异养型真菌 C．传统发酵利用的是天然存在的菌种，所生产食品安全性更高 D．家庭自制腐乳时，一般不需单独接种菌种 3．以下是以泡菜坛为容器制作泡菜时的4个处理：①沸盐水冷却后再倒入坛中；②盐水需要浸没全部菜料；③盖好坛盖后，向坛盖边沿的水槽中注满水；④检测泡菜中亚硝酸盐的含量。下列说法正确的是(　　) A．①主要是为了防止菜料表面的醋酸杆菌被杀死 B．②的主要目的是用盐水杀死菜料表面的杂菌 C．③是为了使气体只能从泡菜坛排出而不能进入 D．④可检测到完整发酵过程中亚硝酸盐含量逐渐降低 4．如图为果酒与果醋发酵的简易装置及兴趣小组设计的改进装置示意图，下列说法不正确的是(　　) A．用体积分数为70%的酒精对上述装置进行消毒后，再装入果汁 B．甲装置在酿酒过程中被杂菌污染的机会比其他两装置大 C．丙装置转为果醋发酵更容易，只需通过气阀2通气即可 D．与甲装置相比，乙装置中的气压更容易保持相对稳定 5．下列关于发酵的说法，不正确的是(　　) A．人们了解发酵的本质是从巴斯德开始的 B．利用前一次发酵保存下来的面团进行发面，属于传统发酵技术 C．不同的微生物发酵会产生不同的产物 D．传统发酵以液体发酵为主 6．腐乳是利用霉菌将豆腐发酵腌制而成的豆制食品，被誉为“东方奶酪”。苏州的腐乳呈黄白色，口味细腻；北京的腐乳呈红色，略带甜味；四川的腐乳则香辣油润。下列有关腐乳的叙述，错误的是(　　) A．多种微生物参与了豆腐的发酵，有酵母菌、曲霉和毛霉等 B．毛霉有成形的细胞核，属于真核生物，代谢类型为异养需氧型 C．发酵过程中豆腐坯上长出的“白毛”为乳酸菌的直立菌丝 D．各地腐乳的色泽风味各不相同是由腌制过程中添加的香辛料不同导致 7．关于果酒、果醋和泡菜这三种传统发酵产物的制作，下列叙述正确的是(　　) A．发酵所利用的微生物都属于原核生物 B．发酵过程都在无氧条件下进行 C．发酵过程都在同一温度下进行 D．发酵后形成的溶液都呈酸性 8．泡菜酸脆爽口，是人们喜爱的佐餐佳品。正确是(　　) A．泡菜坛只装八成满有利于乳酸菌有氧呼吸进行繁殖 B．为防止杂菌污染，腌制时要多放盐并将盐水与食材一同煮沸 C．腌制泡菜时，可加入适量陈泡菜水增大乳酸菌的浓度 D．泡菜制作过程中冒出的气泡是乳酸菌发酵产生的CO2 9．下列有关制作泡菜的叙述，错误的是(　　) A．乳酸菌产生的乳酸不利于其他杂菌的生长，在泡菜制作过程中无需严格灭菌 B．泡菜腌制的方法和温度的高低等条件都会影响亚硝酸盐的含量 C．发酵期间，当泡菜中乳酸的质量分数为4%～8%时，泡菜的口味、品质最佳 D．盖好坛盖后向坛盖边沿的水槽注满水是为了给乳酸菌提供无氧环境 10．制醋、制饴、制酒是我国传统发酵技术。醋酸菌属于好氧型原核生物，常用于食用醋的发酵。下列叙述错误的是(　　) A．食用醋的酸味主要来源于乙酸 B．醋酸菌不适宜在无氧条件下生存 C．醋酸菌含有催化乙醇氧化成乙酸的酶 11．下列关于葡萄酒和葡萄醋发酵的叙述，错误的是(　　) A．葡萄酒自然发酵过程中，起主要作用的是葡萄皮表面附着的野生酵母菌 B．葡萄酒发酵过程中，酸性、缺氧的环境不利于醋酸菌等杂菌的繁殖 C．葡萄醋制作过程中发酵液表面一般会形成一层菌膜 D．葡萄醋发酵阶段酵母菌仍会产生较多的酒精 12．如图表示果酒和果醋制作过程中的物质变化过程，下列叙述正确的是(　　) A．过程①和②都发生在细胞质基质，过程③和④都发生在线粒体中 B．醋酸发酵是否产生乙酸，可用pH试纸来检验 C．可利用碱性重铬酸钾检测是否有酒精产生 D．过程①～④所需的最适温度相同 拔高突破 13．下列有关酵母菌和醋酸菌的叙述，不正确的是(　　) A．两者的正常繁殖都离不开氧气 B．在无氧条件下，酵母菌可以产生酒精，但醋酸菌不能产生乙酸 C．两者都是异养生物，生存都离不开葡萄糖 D．醋酸菌可以用酵母菌的某种代谢产物为原料合成乙酸 14．某同学在制作泡菜前，查阅资料得知，可以向泡菜坛中加入一些“陈泡菜水”。在制作泡菜时，他在不同时间测定了泡菜中的亚硝酸盐含量，结果如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．该同学制作出的泡菜“咸而不酸”，可能的原因是食盐浓度过高、发酵温度过低等 B．泡菜制作过程中检测亚硝酸盐含量的目的是了解乳酸菌的生长状况 C．泡菜制作过程中加入的“陈泡菜水”需要进行灭菌处理 D．泡菜制作过程中，亚硝酸盐含量越积越多，因此泡菜的取食时间越早越好 15．《齐民要术》早有记载可用酒酿醋，具体做法为“粟米饭掸冷如人体投之(米酒醅)，杷搅，绵幕瓮口，每日再度搅之。”意思是将煮好的粟米饭摊开降至人体温度，与米酒醅混合，搅拌均匀，用棉纱布盖住罐口，每天重复搅拌几次。下列说法不正确的是(　　) A．“粟米饭”与“米酒”的混合物可以作为酿醋的原材料 B．“粟米饭掸冷如人体”避免了高温影响发酵微生物的活性 C．“绵幕瓮口”是为了更好地让发酵微生物进行无氧发酵 D．“每日再度搅之”让底层发酵更充分以增加发酵产物量 16.如图是探究果酒与果醋发酵的装置示意图。下列相关叙述正确的是(　　) A．气体入口与气体出口可以交换使用 B．果酒发酵时通入氮气，酵母菌将从有氧呼吸转变为无氧呼吸 C．果醋的发酵周期与实验设定的温度密切相关，一般设定为18～30 ℃ D．当缺少糖源和氧气时，醋酸菌可将乙醇变为乙酸 17．为提高泡菜品质，某兴趣小组选取了多个不同的乳酸菌菌种和萝卜切条分别进行发酵实验，实验结果绘制曲线如图。回答下列问题： (1)小强同学第一次尝试做泡菜时将煮沸后还未放凉的盐水倒进已装好干净蔬菜的坛中，此举存在不当之处，原因是_____________________，请你根据泡菜的发酵原理给小强提出简单有效的补救措施_________________________。 (2)从开始制作到泡菜质量最佳这段时间内，泡菜液逐渐变酸，这段时间内泡菜坛中乳酸菌和其他杂菌的数量变化分别是______，原因是_____________。若在适宜温度下，制作的泡菜“咸而不酸”，最可能的原因是__________________。 (3)从实验结果分析，图中适合泡菜发酵的菌种为__________，依据是_____________________。 发酵初期多种菌种都存在，后期因温度、pH等改变，逐步只适应一类优势菌株发酵。 韩国胃癌发病率高原因！ 课题 选修3第一章第二节第一课时《微生物的基本培养技术》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.概述培养基的成分和配制方法。 2.区分消毒和灭菌，掌握不同物品的灭菌方法。 3.概述微生物纯培养的基本操作要求。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 细菌真菌的培养方法：________、_______、_______、________ 一、培养基的配制 1．培养基的概念：人们按照微生物对______的不同需求，配制出供其______的营养基质——培养基，用以培养、分离、鉴定、保存微生物或积累其代谢物。 2．培养基的种类 培养基种类 划分标准 培养基特点 作用 固体培养基 微生物的分离与鉴定，活菌计数，保藏菌种 半固体培养基 观察微生物的运动、分类鉴定 液体培养基 常用于工业生产 3．培养基的营养构成 (1)主要营养物质：水、_____、_____和无机盐。 (2)某种常见的细菌培养基——牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成 组分 含量 提供的主要营养 牛肉膏 5 g 蛋白胨 10 g NaCl 5 g 无机盐 H2O 定容至1 000 mL 水 (3)培养基还需满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。 二、无菌技术 消毒 灭菌 概念 指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。 指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。 对象 方法 常见消毒、灭菌方法及范围 项目 主要方法 应用范围 消毒 巴氏消毒法 ____℃消毒30 min或____ ℃处理15 s或 80～85 ℃处理10～15 s 牛奶、啤酒、果酒和酱油等不耐高温的液体 煮沸消毒法 100 ℃煮沸5～6 min 家庭餐具等生活用品 紫外线消毒 30 W紫外灯照射30 min(损伤细菌的DNA) ____、________ 化学药物消毒 用体积分数为70%的____ 擦拭实验者双手 水源 灭菌 灼烧灭菌 直接在酒精灯火焰的____层灼烧 接种工具，如____、____、____或其他金属用具、____或____等 干热灭菌 干热灭菌箱中，____℃的热空气中维持____ h ____、____的物品，如玻璃器皿、金属用具等 高压蒸汽灭菌(湿热灭菌) ____ kPa、____ ℃的条件下，维持____ min ____等 思考： 牛奶的消毒常采用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法，与煮沸消毒法相比，这两种方法的优点是什么？_________________________________________ 体积分数为70%的酒精杀菌效果最好，若酒精浓度过高，___________________；若酒精浓度过低_____________________。 三、微生物的纯培养 1．概念 (1)培养物：接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类_____________。 (2)纯培养物：由___________繁殖所获得的微生物群体。 纯培养：获得___________的过程。 2．步骤：微生物的纯培养包括_______、______、______、_____和____步骤。 3．酵母菌的纯培养 (1)原理：微生物群体分散或稀释成单个细胞，单个细胞繁殖成单个菌落。 菌落：分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的_____________，这就是菌落。 (2)获得单菌落的方法：采用_____________法和_____________法 (3)步骤制备培养基 接种和分离酵母菌 培养酵母菌 配制培养基―→灭菌―→倒平板。 倒平板注意事项： a.温度：50 ℃左右； b.操作：在酒精灯火焰附近； c.冷凝后平板倒置。 通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。经数次划线后培养，可以分离得到单菌落。 完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入28 ℃左右的恒温培养箱中培养24～48 h。 倒置：平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，将平板倒置，既可以防止皿盖上的水珠落入培养基，又可以避免培养基中的水分过快挥发。 50℃：倒平板时温度高于50 ℃会烫手，低于50 ℃时，若不及时操作，琼脂会凝固。 未接种空白：确定培养基是否被污染或灭菌是否彻底。 倒平板：使锥形瓶的瓶口迅速通过火焰。通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。 最后一次的划线已经将微生物稀释成单个的细胞，如果与第一次的划线相连则增加了微生物的数目，得不到纯化的效果。 灼烧时期 目的 取菌种前 每次划线前 接种结束后 杀死接种环上残留菌种，避免微生物污染环境和感染操作者 基础达标 1．关于微生物的营养，下列说法正确的是(　　) A．同一种物质不可能既作碳源又作氮源 B．凡是碳源都能提供能量 C．除水以外的无机物仅提供无机盐 D．无机氮源也可能提供能量 2．下列有关微生物培养基种类及配制原则的叙述，正确的是(　　) A．任何培养基都必须含有碳源、氮源、水、无机盐及特殊的营养物质 B．液体培养基可用于观察菌落，固体培养基可用于工业生产 C．微生物的生长除受营养因素影响外，还受pH、O2、渗透压等的影响 D．淀粉可作为所有微生物的碳源 3．下列有关无菌技术的说法，正确的是(　　) A．无菌技术的关键是杀灭实验室中所有的微生物 B．培养微生物的试剂和器具都要进行湿热灭菌 C．经巴氏消毒法处理的食品因微生物未被彻底消灭，不能在常温下长期保存 D．无菌技术中，若处理对象为液体，则只能消毒，不能灭菌 4．下列关于实验室无菌技术的叙述，错误的是(　　) A．接种室、超净工作台可以用紫外线照射进行消毒 B．在100 ℃条件下煮沸5～6 min属于灭菌方法 C．实验结束后使用过的培养基应灭菌处理后再丢弃 D．金属接种工具直接在酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧灭菌 5．下列有关微生物的分离与培养的叙述，错误的是(　　) A．获得纯净培养物的关键是防止杂菌污染 B．倒置平板可防止培养皿皿盖上的冷凝水落入培养基 C．倒平板时将培养皿的皿盖拿开，以便于将锥形瓶中的培养基倒入培养皿 D．检验培养基是否被杂菌污染的最有效方法是将未接种的培养基放在恒温培养箱中培养 6．在分离、纯化细菌的实验中，划线接种(甲)、培养结果(乙)如图，a、b、c、d是划线的四个区域。下列叙述错误的是(　　) A．每次划线前后都要对接种环灼烧灭菌 B．连续划线的目的是获得单个细菌形成的菌落 C．图甲中的a区域为划线的起始区域 D．蘸取菌液和划线要在酒精灯火焰旁进行 7．下列有关培养基的叙述，错误的是(　　) A．培养基中一般都含有碳源、氮源、水和无机盐等主要营养物质 B．根据微生物对碳源需求上的差别，可在培养基中增减不同的碳源 C．某些细菌生长过程中需要额外补充营养物质，如在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素 D．微生物只能在琼脂固体培养基表面生长并产生菌落 8．某异养自生固氮菌能将大气中的氮还原成氨，若在实验室中分离土壤中的该菌，则配制培养基时，一般不需要加入的物质是(　　) A．蒸馏水 B．葡萄糖 C．氯化钠 D．蛋白胨 9．下列关于微生物培养基的叙述，正确的是(　　) A．培养基是为微生物的生长繁殖提供营养的基质 B．培养基中的营养物质浓度越高，对微生物的生长越有利 C．固体培养基中加入少量水即可制成液体培养基 D．在培养细菌时，一般需要将培养基调至酸性 10．下列操作不属于消毒方法的是(　　) A．牛奶在63～65 ℃下煮30 min以杀死其中的微生物 B．用体积分数为70%的酒精擦拭实验者双手 C．接种室、接种箱使用前用紫外线照射30 min D．接种中试管口等易被污染的部位通过火焰 11．微生物的实验室培养要进行严格的灭菌和消毒。下列关于灭菌和消毒的叙述，正确的是(　　) A．煮沸消毒法中100 ℃煮沸5～6 min可以杀死全部微生物的细胞和芽孢、孢子 B．培养皿用酒精直接擦拭即可达到彻底灭菌的目的 C．灼烧灭菌的对象是金属器具，不可以是玻璃器具 D．消毒和灭菌的原理是相同的 12．下列关于实验室培养和纯化酵母菌过程中的部分操作的说法，正确是(　　) A．培养酵母菌的试剂和器具都要进行湿热灭菌 B．制作培养基时，湿热灭菌后还需要调pH C．倒好的平板要立即使用，以免表面干燥，影响酵母菌生长 D．将平板倒置放入适宜温度的恒温培养箱中培养 13．采用平板划线法能将单个微生物分散在固体培养基上，下列有关平板划线操作的叙述，错误的是(　　) A．第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物 B．每次划线前，灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种 C．在第二区域内划线时，接种环上的菌种直接来源于菌液 D．划线结束后，灼烧接种环，能及时杀死接种环上的菌种，避免微生物污染环境和感染操作者 14．如图是实验室培养和纯化酵母菌过程中的部分操作步骤，错误的是(　　) A．①步骤使用的培养基已经灭菌 B．①②③步骤操作时均需要在酒精灯火焰旁进行 C．④步骤操作时，不能将第1区和第5区的划线相连 D．④操作过程中，需灼烧接种环5次 拔高突破 15．如表中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是用来培养微生物的三种培养基。甲、乙、丙都能在Ⅲ中正常生长繁殖；甲能在Ⅰ中正常生长繁殖，而乙和丙都不能；乙能在Ⅱ中正常生长繁殖，甲、丙都不能。下列说法正确的是(　　) 注：“＋”表示含有该物质，“－”表示不含有该物质。 A．甲、乙、丙都是异养型微生物 B．甲、乙都是自养型微生物、丙是异养型微生物 C．甲是固氮微生物、乙是自养型微生物、丙是异养型微生物 D．甲是异养型微生物、乙是固氮微生物、丙是自养型微生物 16.生长图形法是一种测定微生物营养需求的简便方法。为探究某嗜热菌所需生长因子的种类，某研究小组把该菌的悬浮液与不含任何特殊营养物质但含有其他必需营养物质的培养基混合后倒平板，然后在平板上划分数区，将甲、乙、丙三种生长因子分别添加到不同区域，培养结果如图所示。不正确的是(　　) A．倒平板后直接培养可判断有无污染 B．将所有平板放置在适宜的37 ℃下倒置培养并观察 C．图示结果表明该菌需要特殊营养物质乙和丙 D．生长图形法还可用于某些菌种的筛选 17．关于无菌技术，下列叙述错误的是(　　) A．消毒只能杀死物体表面的部分微生物 B．消毒采用较温和的物理、化学或生物方法 C．灭菌能杀死物体内外所有微生物，包括芽孢和孢子 D．操作者的双手需要进行消毒处理，避免操作过程中的污染 18．某研究小组用平板划线法从有机废水中分离微生物用于废水处理。下列叙述正确的是(　　) A．倒平板后应立即将培养皿倒置 B．转换划线角度时不需灼烧接种环即可进行划线 C．接种时不能划破培养基，否则难以达到分离单菌落的目的 D．划线操作时完全打开皿盖，划完立即盖上 19．请根据所学微生物培养的知识，回答下列问题： (1)在液体培养基中加入______后制成的固体培养基，是实验室最常用的培养基。 (2)实验室中常用__________法对培养基及器皿进行灭菌。不同培养基的具体配方不同，但一般都含有水、_________、________和无机盐。 (3)培养微生物时，将培养皿倒置的目的是____________________________。实验结束后，应对使用过的培养基进行_______________________处理。 20．化合物S被广泛应用于医药、食品和化工工业。用菌株C可生产S，S的产量与菌株C培养所利用的碳源关系密切。为此，某小组通过实验比较不同碳源对菌体生长和S产量的影响，结果见表。 碳源 细胞干重/(g·L－1) S产量/(g·L－1) 葡萄糖 3.12 0.15 淀粉 0.01 0.00 制糖废液 2.30 0.18 回答下列问题： (1)通常在实验室培养微生物时，需要对所用的玻璃器皿进行灭菌，灭菌的方法有____________________________________________(答出2点即可)。 (2)由实验结果可知，菌株C生长的最适碳源是______________；用菌株C生产S的最适碳源是______________。菌株C的生长除需要碳源外，还需要__________________(答出2点即可)等营养物质。 (3)由实验结果可知，碳源为淀粉时菌株C不能生长，其原因是______________。 (4)(4分)若以制糖废液作为碳源，为进一步确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路：_______________________________。 (5)利用制糖废液生产S可以实现废物利用，其意义是________________________________。 固体培养基中的琼脂仅作为凝固剂，不能为微生物生长提供能量和碳源。 培养自养型微生物时，一般不需要添加碳源，微生物可以利用空气中的二氧化碳；培养固氮微生物时，一般不需要添加氮源，微生物可以利用空气中的氮气。 芽孢：有些细菌在一定的条件下，细胞里面形成一个椭圆形的休眠体(不是繁殖体)，叫作芽孢。 孢子：细菌、原生动物、真菌和植物等产生的一种有繁殖或休眠作用的生殖细胞。 无菌技术还能有效避免污染环境以及操作者自身被微生物感染。 　 正确的顺序是：_____________________ 图d中共划了5个区域，在每次划线_____(填“前”“后”或“前后”)均需要对接种环灼烧灭菌，因此共需要灼烧接种环_____次。 课题 选修3第一章第二节第二课时《微生物的选择培养和计数》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.阐明微生物选择培养的原理。2.进行土壤中分解尿素的细菌的分离和计数。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 细菌、真菌生存条件____________、__________、_________ 一、选择培养基、微生物的选择培养和数量测定 1、选择培养基 自然界中目的菌的筛选 实验室中目的菌的筛选 热泉中筛选出的_________中提取出来→耐高温的DNA聚合酶 人为提供有利于_________生长的条件，同时________其他微生物的生长。 水生栖热菌能在_________的高温条件下生存，而绝大多数微生物在此条件下不能生存。 利用选择培养基分离 2、微生物的选择培养 方法：对样品进行充分稀释，然后将_______涂布到制备好______培养基上。 系列稀释操作 a．编号为1×102～1×107试管中分别盛有9 mL无菌水。 b．将10 g土样加入盛有90 mL无菌水的锥形瓶中，充分摇匀。 c．取1 mL上清液加入盛有9 mL无菌水的试管中，依次等比稀释。 涂布平板操作 取菌液：取0.1 mL菌液，滴加到______表面 涂布器消毒：将涂布器浸在盛有__________的烧杯中 涂布器灭菌：将涂布器放在火焰上灼烧，待酒精燃尽、涂布器_______后，再进行涂布 涂布平板：用涂布器将______均匀地涂布在培养基表面。涂布时可转动培养皿，使涂布均匀 培养 待涂布的菌液被培养基吸收后，将平板______，放入30～37 ℃的____________中培养1～2 d。 4号试管的结果表明每克土壤中的活菌数约为_______个 3、微生物的数量测定 稀释涂布平板法 显微镜直接计数法 当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个______。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少____。 特定的细菌计数板或血细胞计数板 每克样品中的菌株数＝×稀释倍数 统计的结果一般是____________的总和 常见选择培养基 类型 条件 分离得到的菌种 改变培养条件 70～80 ℃的高温 水生栖热菌 添加某种化学物质 加入青霉素 酵母菌、霉菌等真菌 高浓度食盐 金黄色葡萄球菌 特殊碳源、氮源 石油是唯一碳源 能消除石油污染的微生物 营养缺陷 不加碳源 自养型微生物 不加氮源 固氮菌 二、探究·实践——土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 选择培养基：尿素唯一氮源 1．测定土壤中细菌的总量和能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？为什么？ 2利用尿素作为唯一氮源的培养基分离出的微生物都是能分解尿素的微生物吗？并说明理由。 3、细菌合成的脲酶将尿素分解为氨，氨会使培养基的碱性增强，pH升高，因此可以通过检测培养基pH的变化来判断是否发生了该化学反应，进而判断该菌是否为尿素分解菌。依据以上原理，如何对分离得到的微生物是否是分解尿素的细菌作进一步鉴定？ 基础达标 1．研究者拟从堆肥中取样并筛选能高效降解羽毛、蹄角等废弃物中角蛋白的嗜热菌。根据堆肥温度变化曲线(如图)和选择培养基筛选原理来判断，下列最可能筛选到目标菌的条件组合是(　　) A．a点时取样、尿素氮源培养基 B．b点时取样、角蛋白氮源培养基 C．b点时取样、蛋白胨氮源培养基 D．c点时取样、角蛋白氮源培养基 2．如图是纯化微生物时采用的两种接种方法接种后培养的效果图，下列相关叙述正确的是(　　) A．图甲三个平板中所用培养液的稀释倍数相同 B．图甲、乙均适合分离微生物，但乙不适合对微生物进行计数 C．图甲、图乙所用的接种工具分别是接种环和涂布器 D．图乙每次划线应从同一起点开始，以便使聚集的菌种逐步稀释获得单菌落 3．下列关于“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验操作的叙述，不正确的是(　　) A．利用稀释涂布平板法准确估计菌落数目的关键是有恰当的稀释度 B．若要判断选择培养基是否起到了选择作用，需要设置未接种的牛肉膏蛋白胨培养基作为对照 C．该实验应采用稀释涂布平板法 D．用以尿素为唯一氮源且添加了酸碱缓冲剂的培养基来培养该细菌后不会使酚红指示剂变红 4．在做“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”的实验时，甲同学从对应稀释倍数为106的培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只筛选出大约50个菌落。下列有关叙述错误的是(　　) A．甲同学出现这种结果的原因可能是土样不同，也可能是操作过程出了问题 B．将甲同学配制的培养基在不加土样的情况下进行培养作为空白对照，可以证明培养基是否受到污染 C．让其他同学用与甲同学一样的土壤进行实验，如果结果与甲同学一致，则可以证明甲同学无误 D．B、C选项的实验思路都遵循了实验的对照原则 5．下列是某同学分离高产脲酶菌的实验设计，不合理的是(　　) A．选择农田或公园土壤作为样品分离目的菌株 B．在选择培养基中需添加尿素作为唯一氮源 C．适当稀释样品是为了在平板上形成单菌落 D．可分解酚红指示剂使其褪色的菌株是产脲酶菌 6．原油中含有大量有害的、致癌的多环芳烃。土壤中有些细菌可以利用原油中的多环芳烃为碳源，在培养基中形成分解圈。为筛选出能高效降解原油的菌株并投入除污，某小组同学设计了相关实验。下列有关实验的叙述，不正确是(　　) A．应配制来源于被原油污染土壤的土壤稀释液备用 B．配制以多环芳烃为唯一碳源的选择培养基 C．将土壤稀释液灭菌后接种到选择培养基上 D．在选择培养基上能形成分解圈的即为所需菌种 7．油烟污染由多种有害物质组成，不易降解。某同学从长期受到油烟污染的环境中分离出油烟降解菌，其筛选分离过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．图中①～③的过程为梯度稀释 B．在培养基中加入油烟污染物，其作用是为微生物提供碳源和能源 C．④使用的是固体培养基，需加入琼脂作为微生物生长繁殖的营养物质 D．过程④可采用稀释涂布平板法或平板划线法分离菌种并进行计数 8．稀释涂布平板法是微生物培养与计数中常用的方法，下列叙述错误的是(　　) A．由于土壤中细菌的数量庞大，需将土壤溶液稀释后再涂布在选择培养基上培养计数 B．稀释涂布平板法操作时可用无菌水进行稀释 C．涂布器使用前和使用后均需要灼烧灭菌 D．在同一稀释度下至少对3个平板进行重复计数，统计的菌落数目往往比活菌数目多 9．从自然界筛选嗜盐菌(好氧型)的一般步骤：采集菌样→富集培养→纯种分离→计数及性能测定。图1表示上述步骤中的一个环节，图2表示该筛选过程中一个培养基上菌落的分布情况，其中白色部分为透明圈，黑点代表大小不同的菌落。下列相关叙述正确的是(　　) A．富集培养必须在固体培养基中进行 B．图1所示的接种方法也适用于对细菌进行计数 C．图2中嗜盐菌的耐盐性能最强的是乙 D．按用途划分，图1所示的培养基属于鉴别培养基 10．养殖池中存在的有毒物质主要是氨及亚硝酸，这两种物质可被硝化细菌吸收利用。在“养殖池底泥中硝化细菌的分离和计数”实验中，正确的是(　　) A．需要配制添加一定浓度铵盐的牛肉膏蛋白胨培养基，以筛选硝化细菌 B．应对采集底泥使用的工具进行灭菌，全部接种过程均需在酒精灯火焰旁进行 C．采用平板划线法进行分离和计数时，还需与未接种的空白培养基同时培养 D．若空白对照组上长出了菌落，需要在实验组数据的基础上减去空白对照组的菌落数 11．下列有关稀释涂布平板法计数和显微镜直接计数法的叙述，不正确是(　　) A．利用血细胞计数板计数属于显微镜直接计数法，其缺点是不能区分死菌与活菌 B．两种计数方法，其统计值与实际值相比，均有差异，但产生差异的原因不同 C．两种计数方法均能在计数的同时观察到所研究微生物的形态特征 D．当菌落数目稳定时，一般选取菌落数在30～300的且差异不大的平板进行计数 12．如图为“土壤中分解尿素的细菌的分离和计数”实验示意图。据图分析，下列相关叙述错误的是(　　) A．4号试管中稀释液进行平板培养得到的菌落平均数可能是5号试管中的10倍 B．5号试管中稀释液进行平板培养的结果表明每克该土壤中的菌株数目为1.7×106个 C．当样品稀释度足够高时，一般平板上一个单菌落来源于一个活菌 D．某一稀释度下至少涂布3个平板，确保实验结果的准确性 拔高突破 13．解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色，乙菌菌落周围不变色，下列说法错误的是(　　) A．甲菌属于解脂菌 B．实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源 C．可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比 D．该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力 14．筛选是分离和培养微生物新类型常用的手段，下列有关技术中不能筛选成功的是(　　) A．在全营养的LB培养基(普通培养基)中，筛选大肠杆菌 B．在尿素固体培养基中，筛选能够分解尿素的微生物 C．用以纤维素为唯一碳源的培养基，筛选能分解纤维素的微生物 D．在培养基中加入不同浓度的氯化钠，筛选抗盐突变体的微生物 15．精氨酸依赖型菌株不能在缺少精氨酸的培养基上正常生长，但可作为鸟氨酸发酵的优良菌种。如图为野生型谷氨酸棒状杆菌经诱变获得精氨酸依赖型菌并进行筛选的过程示意图。下列相关叙述不正确的是(　　) A．野生型菌液的培养皿中不会出现菌落 B．乙培养基与甲相比可能缺少了精氨酸 C．紫外线照射可导致谷氨酸棒状杆菌发生可遗传变异 D．乙中的菌落A为鸟氨酸发酵的优良菌种 12．(16分)某生物兴趣小组试图探究山羊瘤胃中的微生物对尿素是否有分解作用，设计了以下实验，并成功筛选到能降解尿素的细菌(目的菌)。实验步骤如图所示。请回答下列问题： 稀释倍数 103 104 105 106 107 菌落数 500 367 248 36 18 (1)该实验中所用培养基在成分上的特殊要求是_________________；培养基中的KH2PO4和Na2HPO4的作用有______________________。 (2)实验中采用的分离纯化细菌的方法是_______________________。实验过程中，除了需将接种后的平板放在适宜的环境中培养一段时间后观察，还需要设置在相同条件下培养的______，作为对照实验，其目的是_______________。 (3)为了计数细菌，将取自瘤胃中的液体进行稀释，接种在培养基上，放置在37 ℃恒温培养箱中培养24～48 h，统计菌落数，结果如上表。其中________倍的稀释倍数比较适合计数。有同学认为，该计数方法统计的细菌数目会比实际数目________，他的理由是______________________________________________。 用台盼蓝染液进行染色，被染色的是____细胞 伊红—亚甲蓝琼脂培养基鉴定大肠杆菌(若有，菌落呈深紫色，并有金属光泽) 课题 选修3第一章第三节《发酵工程及其应用》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.掌握发酵工程的基本环节。 2.理解发酵工程在农业、食品工业、医药工业及其他工业生产上有重要的应用价值。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 酿酒：_____________发酵 酸奶、泡菜：_____________发酵 酿醋：_____________发酵 发酵工程的基本环节 发酵罐 发酵工程的应用食品工业 医药工业（基因工程+蛋白质工程） 农牧业 其他 大豆→酱油（曲霉） 谷物→酒（酵母菌） 谷物→柠檬酸（黑曲霉） 谷物→谷氨酸（谷氨酸棒状杆菌） →淀粉酶、果胶酶、脂肪酶…… →抗生素、 →氨基酸、 →激素、 →免疫调节剂 →微生物肥料（根瘤菌、固氮菌） →微生物农药（苏云金杆菌、白僵菌、井冈霉素） →微生物饲料（单细胞蛋白） 嗜热菌、嗜盐菌可以用来生产洗涤剂 嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量。 基础达标 1．果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产相比，共同点有(　　) A．都利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理 B．都需要在无氧环境供发酵菌种繁殖 C．发酵前都需要对原料进行灭菌 D．发酵结束后都必须进行消毒以延长保存期 2．下列有关发酵工程的叙述，正确的是(　　) A．单细胞蛋白就是从人工培养的微生物菌体中提取的蛋白质 B．可通过诱变育种、基因工程等方法选育出性状优良的菌种进行扩大培养 C．发酵工程与传统发酵技术最大的区别是前者可以用微生物进行发酵 D．通常所指的发酵条件包括温度、溶解氧、pH和酶的控制等 3．下列关于微生物发酵过程的说法，正确的是(　　) A．菌种选育是发酵工程的中心环节 B．只要不断地向发酵罐中通入液体培养基，就能保证发酵的正常进行 C．在发酵过程中，要严格控制温度、pH、溶解氧、通气量与转速等发酵条件，否则会影响菌种代谢物的形成 D．在发酵工程的发酵环节中，发酵条件会影响微生物的生长繁殖，但是不影响微生物的代谢途径 4．通过发酵罐发酵可大规模生产谷氨酸，生产中常用的菌种是好氧的谷氨酸棒状杆菌。下列有关谷氨酸发酵过程的叙述，正确的是(　　) A．配制高浓度营养物质的培养基，会使谷氨酸棒状杆菌大量繁殖 B．用一般的过滤、沉淀等方法无法将谷氨酸从培养液中分离提取出来 C．排出发酵罐中的谷氨酸，不利于谷氨酸的合成和产量的提高 D．发酵液pH呈碱性时，谷氨酸棒状杆菌易形成谷氨酰胺 5．下列有关发酵工程基本环节的叙述中，不合理的是(　　) A．由于工业发酵罐所需接入的菌种总体积一般都比较大，所以，在发酵之前还需要对菌种进行扩大培养 B．在菌种确定之前，要先制备好培养基 C．发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种 D．如果发酵产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品 6．发酵工程可实现发酵产品的大规模生产，如图为发酵工程的基本环节，下列相关叙述正确的是(　　) A．①②可以是诱变育种或基因工程育种 B．开始发酵后就不能再往发酵罐内添加营养物质，避免杂菌污染 C．产物浓度的检测必须在发酵结束后进行 D．发酵条件为室温和近中性的pH等 7．与传统发酵技术相比，发酵工程的产品种类更加丰富，产量和质量明显提高。下列叙述错误的是(　　) A．传统发酵技术多是混合菌种发酵，发酵工程一般为纯种发酵 B．通过发酵工程可以从微生物细胞中提取单细胞蛋白 C．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身 D．发酵工程通常可以采用连续培养的方法以最大限度地获得人类所需的产品 8．下列关于发酵工程在食品工业上的应用的叙述，错误的是(　　) A．生产传统发酵产品，如利用产生蛋白酶的霉菌酿造酱油 B．生产各种各样的食品添加剂，可以改善食品的口味但不能增加食品的营养 C．生产食品酸度调节剂，如柠檬酸可以通过黑曲霉的发酵制得 D．生产酶制剂，少数酶制剂由动植物生产，绝大多数通过发酵工程生产 9．近年来，在农牧业生产上，微生物肥料、微生物农药和微生物饲料得到广泛应用。下列相关叙述错误的是(　　) A．微生物肥料是利用微生物代谢产生的有机酸、生物活性物质等发挥作用 B．微生物农药指的是微生物的代谢物，而不是微生物本身 C．微生物饲料主要是利用微生物大量繁殖产生的高蛋白菌体来生产饲料的 D．单细胞蛋白被作为饲料使用，是因为微生物的蛋白质含量高，繁殖快 10．下列关于发酵工程应用的说法，正确的是(　　) A．食品添加剂可以改善食品的色、香、味，使用时应尽量多添加 B．利用放线菌产生的井冈霉素防治水稻枯纹病是化学防治的有效手段 C．在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，同时提高动物免疫力 D．一些极端微生物已应用于生产实践，例如，嗜热菌有助于提高热敏性产品的产量 拔高突破 11．青霉菌处在葡萄糖浓度不足的环境中时，会通过分泌青霉素杀死细菌，以保证自身生存所需的能量供应。目前已实现青霉素的工业化生产，关于该生产过程，下列说法错误的是(　　) A．发酵液中的碳源不宜使用葡萄糖 B．可用深层通气液体发酵技术提高产量 C．选育出的高产菌株经扩大培养后才可接种到发酵罐中 D．青霉素具有杀菌作用，因此发酵罐不需严格灭菌 12．某高校采用如图所示的发酵罐进行葡萄酒主发酵过程的研究，下列叙述正确的是(　　) A．夏季生产果酒时，常需对罐体进行升温处理 B．乙醇为挥发性物质，故发酵过程中空气的进气量不宜太大 C．正常发酵过程中罐内的压力会低于大气压 D．可以通过监测发酵过程中残余糖的浓度来决定何时终止发酵 13．啤酒的工业化生产中，大麦经发芽、焙烤、碾磨、糖化、蒸煮、发酵、消毒等工序后，最终过滤、调节、分装。下列说法不正确的是(　　) A．用赤霉素处理大麦，可使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶 B．焙烤是为了利用高温杀死大麦种子胚并进行灭菌 C．糖浆经蒸煮、冷却后需接种酵母菌进行发酵 D．在菌种选育上，使用基因工程改造的啤酒酵母，可以加速发酵过程，缩短发酵周期 14．下列对发酵工程应用的叙述，错误的是(　　) A．发酵工程的产品主要包括微生物的代谢物、酶及菌体本身 B．谷氨酸发酵生产中，要将pH严格控制在中性或弱酸性 C．从某些微生物中分离出的抗生素，可以作为微生物农药用于防治作物疾病 D．发酵工程生产的微生物肥料可能抑制土壤中病原微生物的生长 15．青霉素是一种常用的抗生素，其工业化生产流程如图所示。请据图分析回答下列问题： (1)培育青霉素高产菌株的育种方法是_________，过程①②属于发酵工程的____________环节，其主要目的是______________________________。 (2)过程③不能用化学药物进行灭菌处理，原因是_________________________。 (3)发酵过程中必须严格控制好___________________(至少答出3点)等发酵条件，使发酵全过程处于最佳状态；同时定期检测______________(至少答出2点)等，以了解发酵进程。 (4)过程④常用的方法是________。 16．啤酒是以大麦芽、啤酒花、水为主要原料，经酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。啤酒中的低分子糖和氨基酸很容易被吸收利用，在体内产生大量的热量，被称为“液体面包”。图1是啤酒生产工艺流程简图。回答下列问题： (1)图1中焙烤的目的是降低麦芽水分，并___________，但不使淀粉酶失活，然后去根制成成品麦芽。将粉碎的麦芽等原料用温水分别在糊化罐、糖化罐中混合，调节温度以制造麦汁，破碎麦芽的目的是____________________________。 (2)____________________是发酵工程的中心环节。麦汁冷却后再加入啤酒酵母使其发酵，麦汁冷却的目的是_______________________________________。 (3)现代发酵工程使用的大型发酵罐均具有计算机控制系统，能使发酵全过程处于最佳状态，图2为发酵罐示意简图。发酵过程有机物分解释放的能量会引起发酵罐温度升高，常用冷却水对发酵罐进行温度的调节，冷却水进入口和排出口分别是______(填图2中的标号)。酵母菌酒精发酵过程中要“先通气后密封”，通过空气入口________(填图2中的标号)来控制溶解氧。发酵还需要用排气管调节罐压，原因是________________________________________。 菌种的选育、对原材料的处理、发酵过程的控制、产品的消毒等，都有助于提高啤酒的产量和品质。 课题 选修3第二章第一节第一课时《植物细胞工程的基本技术》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.概述植物组织培养的原理和过程。2.概述植物体细胞杂交的原理和过程。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 植物组织培养:____________生殖，优势_____、______、______ 一、细胞工程概念及植物组织培养技术 1．细胞工程 (1)概念：应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过_____、_____或_____水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。 (2)分类：依据操作对象分为__________工程和__________工程。 2．细胞的全能性 (1)概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整_____或分化成其他_____的潜能。 (2)在生物的生长发育过程中，并不是所有细胞都表现出全能性的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会_____地表达。 3．植物组织培养：将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在__________上，给予适宜的培养条件，诱导其形成_____的技术。这些离体培养的植物器官、组织或细胞被称为_____。 愈伤组织不含_______ 愈伤组织的培养基,_____有机物 ____和________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素 再分化_______光照 　外植体愈伤组织芽、根等―→试管苗完整植株。 植物组织培养的条件： (1)离体；(2)无菌；(3)培养基(4)适宜的培养条件 生长素用量与细胞分裂素用量的比值 结果 比值高 比值低 比值适中 二、植物体细胞杂交技术 1．概念：将______的植物体细胞，在一定条件下融合成______，并把杂种细胞培育成新______的技术。 2．过程 (1)去壁：用_____和_____去除植物细胞壁，获得原生质体。 (2)人工诱导原生质体融合的方法 ①物理法：_____法、_____法 ②化学法：__________融合法、_____________融合法 3．原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的_____，杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的_____。 4．意义：打破_____，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 1．A种原生质体与B种原生质体融合后，有______种类型(只考虑两两融合)，分别是_____________，其中我们需要的是______，所以原生质体融合后，我们要对融合后的原生质体进行______。 2．若A细胞具有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb。B细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则通过植物体细胞杂交技术获得的新植株的染色体条数：______；染色体组数：______；基因型：______；属于可遗传变异类型中的____________。 3．“番茄—马铃薯”杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下结马铃薯，主要原因是生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的。 基础达标 1．下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是(　　) A．用自然生长的茎进行组织培养需要用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒 B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换 C．再生植株需要去除根部残留的培养基进行锻炼后才能移种大田 D．试管苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富 2．如图是植物组织培养过程示意图，下列相关说法正确的是(　　) A．上述植物组织培养过程依据的生物学原理是植物细胞具有全能性 B．需要对外植体进行严格的灭菌处理，以防止杂菌污染 C．外植体若是月季的花药，则图中的①过程需要光照 D．外植体若是菊花的根尖组织，因细胞中没有叶绿体，故培养成的新植株叶片无色 3．人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是(　　) A．细胞融合前应去除细胞壁 B．高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合 C．融合的细胞即为杂交细胞 D．杂交细胞可能具有生长快速的优势 4．如图为植物体细胞杂交技术的流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析，下列叙述错误的是(　　) A．经过程①获得的a、b称为原生质体，过程②利用了细胞膜的流动性 B．c细胞只有AABB这一种类型 C．过程④和⑤分别是脱分化和再分化 D．获得的植株d，因为在减数分裂时同源染色体能正常配对，所以理论上是可育的 5．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是(　　) A．玉米种子萌发长成新植株，说明植物细胞具有全能性 B．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因 C．用花粉培育成的植株往往高度不育，说明花粉细胞不具有全能性 D．利用植物组织培养技术培育花卉的原理是植物细胞具有全能性 6．利用植物的花瓣就能培育出完整的植株，下列相关叙述不正确的是(　　) A．组成花瓣的细胞具有全能性 B．花瓣细胞中有个体发育所需要的全套遗传物质 C．利用花瓣培育出完整的植株涉及细胞分裂和细胞分化 D．在生物的生长发育过程中，细胞都能表现出全能性 7．关于“菊花的组织培养”的实验操作，下列说法错误的是(　　) A．培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌 B．幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间 C．培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值显著高于1时，可促进愈伤组织分化出根 D．接种时用镊子夹取菊花茎段全部插入培养基中即可 8．菊花组织培养过程中，需要用到①诱导愈伤组织培养基、②诱导生根培养基和③诱导生芽培养基。下列有关叙述正确的是(　　) A．菊花的幼茎茎段在离体培养过程中，最后用到的培养基是③ B．若接种的外植体是花药，则离体培养得到的植株都是单倍体 C．培养基中含有营养物质，故诱导愈伤组织、生根、生芽期间都不需要光照 D．生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素 9．下列关于植物组织培养的叙述，错误的是(　　) A．培养基中添加蔗糖可以提供营养和调节渗透压 B．过程甲、乙中生长素与细胞分裂素含量的比值相同 C．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织细胞核基因数目可能不同 D．过程乙的实质是基因的选择性表达 10．设计植物体细胞杂交实验是为获得性状优良的新品种作物，通常不需要考虑的是(　　) A．选择具有优良性状的亲本 B．选择去除细胞壁的酶 C．亲本间存在的生殖隔离 D．培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例 11．研究者通过体细胞杂交技术，探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列相关叙述正确的是(　　) A．从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁 B．原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡 C．检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，活的原生质体被染色 D．聚乙二醇促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞 12．如图为番茄(2n＝24)和马铃薯(4n＝48)体细胞杂交示意图，①～⑤表示过程，a～f表示结构。下列相关说法错误的是(　　) A．a和b均为原生质体，②过程可采用电融合法、离心法或PEG融合法 B．③为再生细胞壁，c的形成是原生质体诱导融合成功的标志 C．④过程通常需要避光培养，e需培养在无菌的容器中 D．图中杂种植株理论上为可育的六倍体，每个染色体组中染色体数相同 拔高突破 13．植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异 B．过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合 C．过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素 D．可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株 14．植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应(如表)。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是(　　) 条件 基因表达产物和相互作用 效应 ① WOX5 维持未分化状态 ② WOX5＋PLT 诱导出根 ③ WOX5＋ARR2，抑制ARR5 诱导出芽 A.WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性 B．WOX5＋PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累 C．ARR5促进细胞分裂素的积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性 D．体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制 15．组培苗在移栽前一般需要炼苗，目的是提高组培苗对外界环境条件的适应性。如图是不同炼苗方式组合对白兰地红枫组培苗移栽存活率的影响，下列有关叙述正确的是(　　) A．炼苗初期的环境应与室外环境条件完全相同 B．开盖炼苗期间应控制的环境条件为：无菌、无光，并保持一定的湿度 C．图中白兰地红枫组培苗的最佳炼苗方式是闭盖炼苗6 d后，再开盖炼苗2 d D．白兰地红枫组培苗的移栽存活率随着闭盖炼苗时间的增加而升高 16．如图表示菊花茎段细胞通过无菌操作接种到试管培养基上后，在一定的条件下，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，培养基中应含有营养物质和激素。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______________进行灭菌处理。B阶段需要光照，原因是________________________________________。 (4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因_____的结果。 17．两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如图1所示。 请回答下列问题： (1)过程①需要用__________去除细胞壁，过程③要用到的方法有____________两大类，过程②紫外线的作用是____________，原生质体融合成功的标志是_____________________________________。 (2)杂种细胞通过过程④培养得到杂种植株要借助______________技术。 (3)如图2是采用特异性引物对双亲及再生植株1～4进行PCR扩增后电泳的结果。据图判断，再生植株1～4中一定是杂种植株的有_______，判断依据是__________。若要筛选得到耐盐的小麦，需要将杂种植株种植在____的土壤中。 愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、不定形的薄壁组织团块。 原生质体融合成功的标志是再生出细胞壁。植物体细胞杂交完成的标志是培育出杂种植株。 课题 选修3第二章第一节第二课时《植物细胞工程的应用》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.通过对植物细胞工程应用实例的分析，了解这些应用涉及的技术流程和应用的优势。 2.认同植物细胞工程在生产实践中具有重要的应用价值。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 单倍体育种：利用_________，使用__________，培育出__________ 好处是：_______________ 一、植物繁殖的新途径 快速繁殖 作物脱毒 二、作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产 单倍体育种 突变体的利用 细胞产物的工厂化生产 次生代谢产物：不是植物基本生活所必须的产物（小分子化合物） 案例：紫草宁、紫杉醇、人参皂苷 植物组织培养和植物细胞培养的比较 比较项目 植物组织培养 植物细胞培养 目的 获得植物体 获得细胞产物 原理 植物细胞的全能性 细胞增殖 过程 应用 快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等 细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、人参皂苷、紫杉醇等 基础达标 1．某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可利用该植株的一部分器官或组织进行离体培养，培育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的(　　) A．茎尖 B．子房壁 C．叶片 D．花粉粒 2．为给工厂繁殖脱毒甘薯苗提供技术上的支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示。下列相关叙述正确的是(　　) A.在不同的培养阶段，培养基中的激素种类和比例不同 B．脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用 C．培育脱毒苗时依据的原理有基因突变和细胞的全能性 D．0.3～0.5 mm大小的茎尖最有利于获得抗病毒的特性 3．花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。培育四季柑橘(2n＝18)花粉植株的过程如图所示，有关叙述错误的是(　　) A．花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养 B．过程③是细胞再分化，诱导丛芽产生时应适当降低生长素与细胞分裂素的比值 C．4种培养基均属于固体培养基，②过程需要在适宜的温度和避光条件下进行 D．观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到18条染色体 4．利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是(　　) A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物 B．植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产 C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养 D．该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量 5．下列有关快速繁殖技术的说法错误的是(　　) A．可以保持亲代的优良性状 B．可以高效、快速地培育植物种苗 C．快速繁殖属于有性生殖 D．快速繁殖已广泛应用于观赏植物、经济林木等的繁育 6．利用马铃薯的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会因感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是(　　) A．选择优良品种进行杂交 B．进行远缘植物体细胞杂交 C．利用芽尖进行组织培养 D．人工诱导基因突变 7．如图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经过过程②获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述正确的是(　　) A．带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同 B．可推测过程②的温度处理有利于组织中的病毒失去活性 C．过程③④均属于再分化，所以培养基A和B各成分含量相同 D．图中获得的脱毒苗与原甘蔗苗相比细胞核遗传物质发生了改变 8．利用基因型为HhRr的玉米(2n＝20)的幼苗茎尖细胞进行如图实验，下列相关分析错误的是(　　) A．植株A的体细胞内最多有4个染色体组 B．植株A和植株B的基因型相同 C．获得植株B的过程为单倍体育种，该过程涉及染色体变异和基因重组 D．获得幼苗的①②过程都应用了植物组织培养技术 9．在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是(　　) A．培养的细胞一直处于不断增殖的状态 B．培养基营养丰富，易于植物生长 C．纺锤体的形成容易受抑制 D．DNA复制容易受抑制 10．人们可以利用可遗传变异来改良农作物的性状或对生物进化机制进行科学解释。中国科学院的科研人员利用重离子辐射诱变育种技术，选育了多种粮食作物的优良突变体。下列相关叙述正确的是(　　) A．人工设置诱变条件可让农作物朝人们需要的方向进行突变 B．诱变育种过程可能会导致处理材料细胞中发生染色体变异 C．经诱变育种获得的突变体对自然环境的适应能力更强 D．人为耕种管理的某种农作物种群的基因频率不会发生改变 11．紫草细胞中富含紫草宁，科研人员利用紫草新生的营养芽进行培养获得愈伤组织，再进行细胞悬浮培养，以获得更多的紫草宁。下列叙述正确的是(　　) A．紫草宁是紫草细胞生长和生存所必需的次生代谢物 B．愈伤组织是由高度分化的一团薄壁细胞组成，无特定形态 C．愈伤组织细胞可用于细胞产物的工厂化生产，利用了愈伤组织细胞分裂快、代谢旺盛的特点 D．愈伤组织的诱导受植物激素配比的影响，不受营养物质和光照等因素的影响 12．迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是(　　) A．迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体 B．诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸 C．悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团 D．茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率 拔高突破 13．如图表示植株A(杂合子Aa)和植株B培育植株①②③④⑤的过程，下列说法正确的是(　　) A．培育植株①的过程为单倍体育种，获得的植株为纯合子 B．选择植物的愈伤组织进行诱变处理获得优质的突变体，未体现细胞的全能性 C．需要通过植物组织培养技术获得的植株只有①③④ D．植株①②④⑤与植株A基因型相同的概率分别是0、0、1、0(不考虑基因突变) 15．辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域，其获得途径如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A．图中愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系的获得都体现了植物细胞的全能性 B．图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化和再分化过程 C．②过程需要用适宜配比的生长素和细胞分裂素溶液处理 D．用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶 16．科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图所示。下列相关叙述不正确的是(　　) A．培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞的全能性 B．培育脱毒苗的过程涉及脱分化和再分化两个阶段 C．实验结果表明，茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低 D．根据本实验可知，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm 17．豆科植物苦参产生的苦参碱具有调节免疫、抗癌等作用。科研人员利用苦参下胚轴进行育苗和生物碱提取，过程如图。下列说法正确的是(　　) A．下胚轴切段需用无水乙醇和次氯酸钠进行消毒处理 B．过程①和过程②分别发生了细胞的脱分化和再分化 C．过程③所得苦参幼苗具有抗病毒的遗传特性 D．通过植物细胞培养获得苦参碱的过程不需要实现细胞的全能性 18.草莓是人们经常食用的一种水果，有较高的营养价值。草莓是无性繁殖的作物，长期种植会使病毒积累在体内，使其产量减少，品质下降。如图是利用植物组织培养技术培育脱毒草莓苗的过程，请据图回答下列问题： 外植体愈伤组织胚状体―→脱毒苗―→草莓植株 (1)培育脱毒苗时，一般选取________作为外植体，其依据是_________________。 (2)①是脱分化过程，细胞脱分化是指已经分化的细胞，经过诱导后，失去其________________而转变为未分化细胞的过程。②是_________________过程。在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素及氨基酸外，还需要在培养基中加入______________。 (3)研究表明，多倍体草莓产量高于二倍体，利用组织培养技术获得多倍体草莓的方法有两种：一是使用______________(药剂)处理草莓的愈伤组织，再经培养获得多倍体植株；二是利用______________________(药剂)诱导草莓体细胞融合形成杂种细胞后，再经组织培养获得多倍体植株。 (4)在植物组织培养的过程中，可以对_________________________进行化学或物理的诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株，从中选育出优良品种。这种作物新品种的培育方法属于_________________________。 花粉作外植体会出现性状分离,减数分裂基因重组 单倍体若不加倍，高度不育 课题 选修3第二章第二节第一课时《动物细胞培养》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.阐明动物细胞培养的条件和过程。2.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 如何培养病毒？______________ 病毒只能_______________ 一、动物细胞培养的条件和过程 1．动物细胞工程 常用技术：_____________（基础）、______________和__________________。 2．动物细胞培养——原理是细胞增殖 从动物体中取出相关的组织，将它分散成________，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞________和________的技术。 过程培养基=_______+血清（未知营养） 定期更换：_____________________ 温度：_______________ pH :_________________ 气体：_____、______（维持pH） 两次使用胰蛋白酶 1、使组织细胞分散开 2、传代培养：使细胞从瓶壁上脱离下来，分散成单个细胞，便于分瓶后继续培养。 项目 动物细胞培养 植物组织培养 理论基础 培养前处理 取材 培养基性质 培养基成分 结果 相同点 二、干细胞培养及其应用 胚胎干细胞(简称ES细胞) 成体干细胞 分布 存在于___________中 ______组织或器官内的干细胞。 局限 胚胎干细胞必须从______中获取，这涉及伦理问题. 具有______，只能分化成特定的细胞或组织，______发育成完整个体的能力。 应用 实验动物ES细胞可以在体外分化成心肌细胞、神经元和造血干细胞等细胞。 ①造血干细胞：白血病治疗 ②神经干细胞：神经损伤、帕金森、阿尔兹海默 诱导多能干细胞 通过体外诱导_________细胞、已分化的T细胞、B细胞等，获得类似胚胎干细胞的一种细胞，被称为诱导多能干细胞(简称iPS细胞)。 优点：诱导过程无须破坏胚胎；iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免免疫排斥反应。 制备方法：借助_______将特定_____导入细胞中、 直接将特定______导入细胞中 用___________等来诱导形成iPS细胞。 基础达标 1．某兴趣小组开展小鼠原代神经元培养的研究，结果发现其培养的原代神经元生长缓慢，其原因不可能是(　　) A．实验材料取自小鼠胚胎的脑组织 B．为了防止污染将培养瓶瓶口密封 C．血清经过高温处理后加入培养基 D．所使用的培养基呈弱酸性 2．从小鼠胚胎中分离获取胚胎成纤维细胞进行贴壁培养，在传代后的不同时间点检测细胞数目，结果如图。下列叙述正确的是(　　) A．传代培养时，培养皿需密封防止污染 B．选取①的细胞进行传代培养比②更合理 C．直接用离心法收集细胞进行传代培养 D．细胞增长进入平台期可能与细胞密度过大有关 3．研究人员研究肥胖机理时发现了一种与脂肪细胞的分化形成有关的蛋白质M，其细胞分化过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．已分化的细胞不可能继续分化为其他类型的细胞 B．肌肉细胞与脂肪细胞中均含控制蛋白质M合成的基因 C．促进蛋白质M的合成是解决肥胖问题的一条途径 D．间充质细胞是一种成体干细胞，其分化过程具有组织特异性 4．肌萎缩侧索硬化症即“渐冻症”，该病病因之一是突变的基因导致有毒物质积累，使运动神经元损伤。最新研究结果表明，利用诱导多能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞，然后移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。下列关于诱导多能干细胞的叙述，不正确的是(　　) A．iPS细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞种类增多 B．iPS细胞分化成的多种细胞中所有核酸均相同，蛋白质却不完全相同 C．若将突变的相关基因替换，或许可以起到治疗该病的作用 D．经体外诱导产生造血干细胞，在小鼠骨髓中能够增殖分化出B细胞 5．下列哪项条件不是动物细胞培养所需要的(　　) A．无菌、无毒的环境 B．充足的营养物质 C．适宜的温度和pH D．95%的空气和5%的氧气 6．下列有关动物细胞培养的叙述，错误的是(　　) A．培养过程中，应定期更换培养液，以便清除细胞代谢物 B．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 C．培养过程中，添加CO2的目的是维持培养液的pH D．通常需要在合成培养基中加入血清等天然成分 7．关于动物细胞培养的条件，下列叙述正确的是(　　) A．动物细胞培养基中加入血清的主要目的是补充细胞所需的未知成分 B．动物细胞培养可以在液体培养基或固体培养基中进行 C．动物细胞培养需要在无菌、无毒环境中进行，该条件只受环境因素的影响 D．动物细胞培养无需考虑渗透压问题 8．下列关于动物细胞培养的叙述，错误的是(　　) A．用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织 B．选用胰蛋白酶处理细胞时，可能会对动物细胞造成损伤 C．传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集，无须再用酶处理 D．体外培养的细胞既能贴壁生长又能悬浮生长，都会发生接触抑制现象 9．实验小鼠皮肤细胞培养的基本过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．培养液中往往添加一定量抗生素，以防止培养过程被污染 B．乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶等处理 C．丙过程属于原代培养，此过程的细胞在培养液中悬浮生长 D．丁过程属于传代培养，培养的皮肤细胞可能会出现接触抑制现象 10．航天员叶光富和王亚平在天宫课堂上展示了培养的心肌细胞跳动的视频。下列相关叙述正确的是(　　) A．培养心肌细胞的器具和试剂都要先进行高压蒸汽灭菌 B．培养心肌细胞的时候既需要氧气也需要二氧化碳 C．心肌细胞在培养容器中通过有丝分裂不断增殖 D．心肌细胞在神经细胞发出的神经冲动的支配下跳动 11．下列有关干细胞的叙述，错误的是(　　) A．干细胞可来源于早期胚胎、骨髓和脐带血等 B．胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化 C．造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病 D．iPS细胞可用于阿尔茨海默病、心血管疾病治疗的研究 12．如图为诱导多能干细胞(iPS细胞)用于治疗糖尿病的示意图，错误的是(　　) A．干细胞存在于多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等 B．诱导iPS细胞分化的实质是动物细胞核具有发育的全能性 C．除图中的成纤维细胞外，已分化的T细胞和B细胞等均能被诱导为iPS细胞 D．将分化得到的胰岛细胞移植回病人体内治疗，理论上可避免免疫排斥反应 拔高突破 13．常规动物细胞培养在平面条件下培养出的单层细胞不同于人体内的组织结构，在药物研究中有一定局限性。三维细胞培养技术是在体外为细胞提供类似体内的生长环境，使细胞形成三维立体结构，更有利于药理学的研究。下列相关叙述正确的是(　　) A．细胞培养过程中，混合气体中CO2的主要作用是刺激细胞呼吸 B．定期更换培养液的主要目的是防止培养过程中细胞被杂菌污染 C．与常规细胞培养相比，三维细胞培养技术不存在接触抑制现象 D．三维细胞培养技术可以用于检测药物对组织内部细胞的作用 14．动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果，不能获得的结论是(　　) A．正常细胞与癌细胞的增殖速率相同 B．有无血清对正常细胞培养的影响较大 C．培养基中补充血清有助于正常细胞的培养 D．培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大 15．卡铂为广谱抗肿瘤药，通过抑制DNA复制而起效。卡铂微溶于水，其水溶液在光下不稳定，溶液中的Cl－也会促进其分解。临床上用5%葡萄糖溶液与卡铂制成卡铂试剂后注射治疗，相关实验的设计思路如图。正确的是(　　) A．本实验的自变量是DNA复制抑制剂的有无 B．本实验可用生理盐水代替5%葡萄糖溶液来配制卡铂试剂 C．本实验预期结果为①与④组数据接近，②与③组数据接近 D．宫颈癌细胞无接触抑制因而培养时可形成多层细胞 16．2012年诺贝尔生理学或医学奖获得者发现，利用逆转录病毒将Oct3/4等4个关键基因导入已分化的体细胞中并表达，可使这个细胞成为类似干细胞的诱导多能干细胞(iPS细胞)。如图为该技术在人体细胞中的实验示意图，下列相关叙述错误的是(　　) A．由iPS细胞产生其他种类细胞的过程称为细胞分化 B．利用患者的iPS细胞对其自身受损器官进行修复，与传统器官移植相比，成功率更高 C．iPS细胞的增殖难以控制，具有衰老细胞的特征 D．与ES细胞相比，iPS细胞用于再生医学可回避伦理争议 17．动物器官的体外培养技术对研究器官的生理、病理过程及其机制的意义重大。如图是一个新生小鼠的肝脏小块培养装置示意图，请回答下列问题： (1)体外培养肝脏小块要满足的条件：适宜的温度、pH、渗透压、气体环境、营养和____________________________________。 (2)气室中充入5%CO2的主要作用是__________________________。 (3)有机物X有毒性，可诱发染色体断裂。利用如图所示装置和下列提供的材料用具，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用。 材料用具：肝脏小块、外周血淋巴细胞、淋巴细胞培养液、植物血凝素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜、载玻片、盖玻片、玻璃皿、滴管；吉姆萨染液(使染色体着色)、有机物X溶液等。实验过程如下： ①在淋巴细胞培养液中加入植物血凝素培养淋巴细胞，取4等份，备用。 ②利用甲、乙、丙、丁4组装置(与上图相同)，按下表所示步骤操作(“ √ ”表示已完成步骤)表中还需进行的操作是__________________________________。 ③培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用的淋巴细胞培养液中并继续培养淋巴细胞。 ④一段时间后取淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察_______________，并对比分析。若只有丙组淋巴细胞出现异常，甲组的淋巴细胞正常，则说明_________________________。 18．科学家仅使用小分子化合物的组合对体细胞进行处理，成功地将已高度分化的小鼠成纤维上皮细胞诱导成多潜能干细胞，并将其命名为诱导多能干细胞(iPS细胞)。如图是利用iPS细胞对镰状细胞贫血小鼠进行基因治疗的技术流程。 (1)从小鼠体内获得成纤维上皮细胞后，对其进行的初次培养称为____________。 (2)胚胎干细胞存在于________________中，具有分化为成年动物体内的__________________的细胞，并进一步形成机体的______________________甚至________的潜能。 (3)配制培养液时，通常需要在合成培养基的基础上添加动物血清等一些天然成分，目的是_________________________________________________。 (4)iPS细胞的诱导成功具有重要的医学价值，又因为诱导过程无须____________，而且iPS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，理论上可以避免_____________，所以科学家普遍认为iPS细胞的应用前景优于胚胎干细胞。 培养动物细胞一般使用液体培养基，也称为培养液 95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱。 课题 选修3第二章第二节第二课时《动物细胞融合技术与单克隆抗体》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.阐明动物细胞融合技术的概念，举例说出诱导动物细胞融合的方法。 2.概述单克隆抗体的制备过程。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 _________细胞产生抗体 抗体与________特异性结合 一、动物细胞融合技术 1．概念：使____或____动物细胞结合形成__________的技术。 2．原理：________________。 3．诱导融合的方法 4．意义：细胞融合技术突破了______的局限，使______成为可能。 5．应用 (1)成为研究细胞______、细胞______、肿瘤和培育____________等的重要手段。 (2)用于制造____________。 植物细胞杂交技术 动物细胞融合技术 原理 诱导方法 结果 二、单克隆抗体及其应用 1．传统抗体的获得 (1)方法：向动物体内反复注射某种_______，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需_____。 (2)缺陷：_____、纯度低、______。 2．单克隆抗体的制备 设想 B淋巴细胞________________。 解决方案 制备过程多种B淋巴细胞？抗体有多个抗原决定簇，刺激产生多种B淋巴细胞 培养基上共_____种细胞，________________ 杂交细胞共_____种，其中只有一种符合要求 第一次筛选：筛选出杂交瘤细胞 ①细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基蝶呤阻断。 ②免疫的B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但它不能分裂增殖，其本身也不能在体外长期存活。 ③鼠骨髓瘤细胞中只有D途径，没有S途径，但它能不断分裂增殖。如果它的D途径被阻断的话，它会因不能合成DNA而死亡。 特定的选择培养基进行筛选。培养基中加入_________。在该培养基上持续增值的就是杂交瘤细胞 第二次筛选：筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。 方法是________。其原理是______________________________。通常用“有限稀释法”来选择。将杂交瘤细胞稀释，用96孔板培养，使每一个孔中尽量只接种一个杂交瘤细胞，通过培养让其增殖。然后检测各孔上清液中细胞分泌的抗体，那些上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞(统计学稀释，个别孔0个、个别孔2个)，挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释，一般需要进行3～4次，直至确信每个孔中增殖的细胞为能产生特定抗体的杂交瘤细胞。该过程即为杂交瘤细胞的克隆化培养。 3．单克隆抗体的优点 (1)能准确地识别_______的细微差异。 (2)可以与特定抗原发生________结合。 (3)可以_______制备。 4．单克隆抗体的应用 (1)用作诊断试剂，可定位诊断肿瘤、心血管畸形等疾病。 (2)运载药物，如ADC(抗体—药物偶联物)。 (3)直接用于治疗疾病。 基础达标 1．如图表示仙台病毒诱导动物细胞融合的部分过程，下列叙述正确的是(　　) A．细胞A和细胞B必须为同种细胞才能融合 B．细胞C同时有细胞A和细胞B的遗传物质 C．该融合过程体现了细胞膜具有选择透过性 D．此过程的原理是动物细胞具有全能性 2．对比动物细胞融合和植物体细胞杂交技术，下列论述合理的是(　　) A．均可使用PEG、电融合或灭活病毒诱导细胞融合 B．两者都可以跨越种属间的生殖隔离 C．两者都可以体现细胞的全能性 D．在适宜的条件下，均可产生完整个体 3．甲状旁腺激素(PTH)水平是人类多种疾病的重要诊断指标。研究者制备单克隆抗体用于快速检测PTH，有关制备过程的叙述不正确的是(　　) A．需要使用动物细胞培养技术 B．需要制备用PTH免疫的小鼠 C．利用抗原—抗体结合的原理筛选杂交瘤细胞 D．筛选能分泌多种抗体的单个杂交瘤细胞 4．将特定药物与单克隆抗体相结合制成的“生物导弹”，能够用于杀死人类某些癌细胞，其过程如图所示。“生物导弹”主要由两部分组成，一是“瞄准装置”，二是杀伤性“弹头”。下列相关叙述错误的是(　　) A．“脾脏中的细胞”是从经免疫处理的实验动物中获取的B淋巴细胞 B．杂交瘤细胞在培养瓶中培养时不会出现接触抑制的现象 C．“瞄准装置”是指能够特异性识别癌细胞的单克隆抗体 D．构成“弹头”的抗癌药物具有选择性杀伤癌细胞的功能 5．与植物体细胞杂交相比，动物细胞融合原理及其特有的诱导方法分别是(　) A．细胞膜的流动性、离心 B．细胞膜的流动性、灭活病毒诱导法 C．细胞的全能性、电融合法 D．细胞的全能性、灭活病毒诱导法 6．下列关于动物细胞融合技术的叙述，错误的是(　　) A．细胞融合技术能应用于细胞遗传、细胞免疫等研究 B．动物细胞融合的成功是细胞膜具有流动性的有力证据 C．动物细胞融合的基本原理与植物原生质体融合的基本原理不同 D．除了化学法和物理法外，动物细胞融合还可以由灭活病毒诱导 7．如图表示A、B两种动物细胞融合的一些过程。下列有关说法错误的是(　　) A．需要用物理或化学手段使仙台病毒失去感染能力 B．图中C细胞进行的细胞分裂方式为有丝分裂 C．将A、B细胞等量混合诱导得到的融合细胞即为杂交细胞 D．动物细胞融合技术为制备单克隆抗体开辟了新的途径 8．下列关于单克隆抗体制备的说法，正确的是(　　) A．将特定抗原注射到小鼠体内，可以从小鼠血清中获得单克隆抗体 B．经特定抗原免疫过的B淋巴细胞在体外培养时可分泌单克隆抗体 C．培养杂交瘤细胞必须提供动物血清 D．筛选出杂交瘤细胞后，需利用特定抗原再次筛选分泌所需抗体的细胞 9．研究表明，髓系细胞触发受体2(TREM2)是一种免疫抑制受体，在肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用。因此，TREM2抗体药物有望提高肿瘤免疫疗法的疗效。如图为TREM2单克隆抗体的制备流程图，下列说法正确的是(　　) A．步骤①和步骤⑤分别向小鼠注射TREM2蛋白和分泌TREM2抗体的杂交瘤细胞 B．从小鼠脾脏中获得B细胞，因为脾脏是B细胞产生和成熟的场所 C．可将杂交瘤细胞注入小鼠血液中实现单克隆抗体的大规模生产 D．步骤③和④的培养孔中均含有TREM2蛋白，依据的原理都是抗原—抗体特异性结合 10．如图表示抗人体胃癌的单克隆抗体的制备过程，不正确的是(　　) A．图中实验小鼠注射的甲是能与抗人体胃癌抗体特异性结合的抗原 B．利用PEG融合法、灭活病毒诱导法和电融合法等均可诱导细胞融合获得乙 C．用特定的选择培养基对乙筛选，融合细胞均能生长，未融合细胞均不能生长 D．丙需进行克隆化培养和抗体检测，经多次筛选后可获得大量能分泌所需抗体的丁 11．如图所示，将由2种不同的抗原分别制备的单克隆抗体分子，在体外解偶联后重新偶联可制备双特异性抗体，简称双抗。下列说法错误的是(　　) A．双抗可同时与2种抗原结合 B．利用双抗可以将蛋白类药物运送至靶细胞 C．筛选双抗时需使用制备单克隆抗体时所使用的2种抗原 D．同时注射2种抗原可刺激B细胞分化为产双抗的浆细胞 12．科学家将能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体与药物结合，制成了抗体—药物偶联物(ADC)，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。下列叙述错误的是(　　) A．ADC由抗体、接头和药物三部分组成 B．ADC可与肿瘤细胞表面受体特异性结合 C．ADC进入细胞的过程依赖膜的流动性 D．单克隆抗体可特异性地杀伤肿瘤细胞 拔高突破 13．为制备抗犬冠状病毒(CCV，RNA病毒)特异性单克隆抗体，以灭活的CCV为抗原免疫小鼠4次，将提取的小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞用聚乙二醇诱导细胞融合，通过两次筛选获得抗体检测呈阳性的杂交瘤细胞，经克隆化培养，获得稳定分泌抗CCV单克隆抗体的杂交瘤细胞。下列叙述正确的是(　　) A．免疫小鼠4次的目的是增加小鼠体内的单克隆抗体的量 B．实验中使用的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞在单独培养时均会出现接触抑制现象 C．诱导后需进行两次筛选，第一次筛选的目的是筛选出既能无限增殖又能产生所需抗体的杂交瘤细胞 D．利用CCV对杂交瘤细胞进行抗体检测可获得分泌特定抗体的杂交瘤细胞 14．如图表示利用细胞融合技术进行基因定位的过程，在人—鼠杂种细胞中人的染色体会以随机方式丢失，通过分析基因产物进行基因定位。现检测细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中人的4种酶活性，只有Ⅱ具有芳烃羟化酶活性，只有Ⅲ具有胸苷激酶活性，Ⅰ、Ⅲ都有磷酸甘油酸激酶活性，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有乳酸脱氢酶活性。下列相关叙述错误的是(　　) A．加入灭活仙台病毒的作用是促进细胞融合 B．细胞Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为人—人、人—鼠、鼠—鼠融合细胞 C．芳烃羟化酶基因位于2号染色体上，乳酸脱氢酶基因位于11号染色体上 D．胸苷激酶基因位于17号染色体上，磷酸甘油酸激酶基因位于X染色体上 15．如图是科研人员将药物与单克隆抗体连接形成的抗体—药物偶联物 (ADC) 的示意图，它由抗体、接头和小分子药物三部分组成，能实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。例如，用于治疗乳腺癌的Kadcyla是由曲妥珠单抗和药物美坦新偶联的ADC。下列叙述不正确的是(　　) A．单克隆抗体由杂交瘤细胞以胞吐方式释放体现了细胞膜的流动性 B．药物美坦新识别并杀伤乳腺癌细胞体现了抗原—抗体的特异性结合 C．ADC中接头稳定性偏低，会导致药物分子容易脱落，对正常细胞造成损伤 D．ADC设计需要综合考虑抗体选择、药物分子大小及其细胞毒性等问题 16．如图，核苷酸合成有两个途径，物质A可以阻断其中的全合成途径。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缺乏转化酶。现用加入H、A、T三种物质的“HAT培养基”来筛选特定的杂交瘤细胞。下列关于筛选原理的叙述，正确的是(　　) A．免疫的B淋巴细胞及其相互融合的细胞因全合成途径被A阻断，在HAT培养基上不能增殖 B．骨髓瘤细胞及其相互融合的细胞因无法进行上述两个途径，而在HAT培养基上不能增殖 C．杂交瘤细胞因为可进行上述两个途径，能在HAT培养基上大量增殖 D．HAT培养基上筛选出的所有杂交瘤细胞，既能大量增殖又能产生较高纯度的目标抗体 17．为降低乳腺癌治疗药物的副作用，科研人员尝试在单克隆抗体技术的基础上，构建抗体—药物偶联物(ADC)，过程如图1所示。请回答下列问题： (1)本实验中，小鼠注射的特定抗原应取自____________________。 (2)步骤②的细胞必须经过步骤③才能筛选得到符合要求的杂交瘤细胞，杂交瘤细胞的特点是_______________________________________。杂交瘤细胞可采用注射到小鼠腹腔内培养或进行_________培养的方式进行扩大培养。 (3)单克隆抗体的特点是____________________________(至少答出两点)。 (4)步骤④是将获得的a____________和b________________这两部分，通过接头结合在一起，从而获得ADC。 (5)研究发现，ADC在患者体内的作用如图2所示。 ①ADC能降低乳腺癌治疗药物的副作用，是因为____________能精确地定位乳腺癌细胞，该过程依赖于______________________________反应。 ②ADC进入乳腺癌细胞后，细胞中的溶酶体可将其____________，释放出的药物最终作用于____________，可导致癌细胞凋亡。 18．某病毒对动物养殖业危害十分严重。我国学者拟以该病毒外壳蛋白A为抗原来制备单克隆抗体，以期快速检测该病毒，其主要技术路线如图所示。回答下列问题： (1)与小鼠骨髓瘤细胞融合前，已免疫的脾细胞(含浆细胞)________(填“需要”或“不需要”)通过原代培养扩大细胞数量；添加脂溶性物质PEG可促进细胞融合，该过程中PEG对细胞膜的作用是_______________________________。 (2)在杂交瘤细胞筛选过程中，常使用特定的选择培养基(如HAT培养基)，该培养基对_____________________和_______________生长具有抑制作用。 (3)单克隆抗体筛选中，将抗体与该病毒外壳蛋白进行杂交，其目的是__________________。 灭活病毒诱导细胞融合的原理：病毒表面含有的糖蛋白和一些酶能够与细胞膜上的糖蛋白发生作用，使细胞互相凝聚，细胞膜上的蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合。 课题 选修3第二章第二节第三课时《动物体细胞核移植技术和克隆动物》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.阐明动物细胞核移植的概念和原理。 2.概述体细胞核移植的过程。 3.认同体细胞核移植技术的应用前景，客观分析技术存在的问题。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 克隆动物移植_________，小羊多利长得与提供________母羊一致 1．动物细胞核移植技术 (1)概念：将动物一个细胞的________移入去核的________中，使这个重新组合的细胞发育成________，继而发育成动物个体的技术。 (2)原理：________的全能性。 (3)哺乳动物核移植分类 种类 难易程度 原因 胚胎细胞核移植 体细胞核移植 (4)非人灵长类动物的体细胞核移植困难的原因 ①供体细胞的细胞核在去核卵母细胞中___________________________。 ②对非人灵长类动物胚胎进行操作的技术尚不完善。 (1)成功率非常低，各个技术环节也有待进一步改进。 (2)相对于技术研究，核移植的理论研究较为滞后，需要与发育生物学、细胞生物学和分子遗传学等学科更深层次的理论研究相结合。 (3)绝大多数克隆动物存在健康问题，表现出遗传和生理缺陷，如体形过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷和免疫失调等。 1．为什么要选择MⅡ期卵母细胞作为受体细胞？ 2．在将体细胞的细胞核移植到卵母细胞之前，必须先对卵母细胞进行去核操作，目的是__________________________________目前普遍使用的去核方法是________________ 3．在进行动物细胞核移植操作时，注入卵母细胞的是供体细胞还是其细胞核？为什么？ 基础达标 1．通过体细胞核移植技术培育克隆牛的过程中，未涉及的操作是(　　) A．从供体取出组织用动物细胞培养技术培养 B．用灭活的病毒促进体细胞核与MⅡ期的去核卵母细胞融合 C．用物理或化学方法激活重构胚，使其完成发育进程 D．选择合适时期的胚胎进行移植，使其发育成完整个体 2．华南虎是原产中国的老虎品种，已有近30年没有野生华南虎出现的报告，一些专家认为野生华南虎已经濒临灭绝。科学工作者尝试用普通老虎完成体细胞克隆华南虎的研究，如图是其培育过程。请据图回答下列问题： (1)克隆华南虎的遗传性状与虎________(填字母)基本一致。 (2)A、B、C 3只虎没有提供遗传物质的是________。 (3)克隆华南虎的过程是否遵循孟德尔的遗传定律？___________。为什么？____________________________________。 (4)有人设想将虎的体细胞与牛的体细胞进行融合，以获得新物种“虎—牛”，你认为依据目前的生物技术和理论能否实现这一愿望？__________________。原因是_____________________________________________。 3．下列对动物细胞核移植技术的描述中，错误的是(　　) A．哺乳动物细胞核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植 B．体细胞核移植的过程中可通过显微操作去除卵母细胞中的核 C．体细胞核移植过程中通常采用减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞作为受体细胞 D．通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对供核动物进行了100%的复制 4．在动物体细胞核移植中，非人灵长类动物的体细胞核移植非常困难，我国科学家攻克了这一障碍，成功获得了体细胞克隆猴。下列关于体细胞克隆猴相关技术及意义的叙述，错误的是(　　) A．非人灵长类供体细胞核在去核卵母细胞中能够完全恢复其分化前的状态 B．体细胞克隆猴为探索建立更接近人类的医学动物模型提供了新途径 C．可用梯度离心、紫外线短时间照射等方法在没有穿透卵母细胞透明带的情况下实现去核或使其中DNA变性 D．形成重构胚后可加入化学药物将其激活，且需要在体外培养一段时间 5．核移植的受体细胞是MⅡ期卵母细胞，下列有关说法错误的是(　　) A．MⅡ期卵母细胞的细胞质中含有促进细胞核全能性表达的物质 B．MⅡ期卵母细胞体积比较大，操作起来相对容易 C．可以把供体细胞直接注入去核的卵母细胞中 D．MⅡ期卵母细胞对克隆动物的遗传特性没有任何影响 6．下列有关动物细胞核移植的说法错误的是(　　) A．哺乳动物体细胞核移植的难度高于胚胎细胞核移植 B．对MⅡ期的卵母细胞去核操作实质上是去除纺锤体—染色体复合物 C．核移植得到克隆动物的过程属于无性生殖 D．动物体细胞表现全能性的难易程度与其分化程度无关 7．从母羊甲的体细胞中取出细胞核，移植入母羊乙的去核卵母细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再植入母羊丙的子宫内。正确的是(　　) A．生出小羊的性状与甲羊完全相同 B．一般来说生出的小羊的核基因型与甲羊完全相同 C．生出小羊的遗传物质由甲、乙双亲共同决定，所以该过程为有性生殖 D．生出小羊的性状由甲、乙、丙3个亲本的基因型与环境共同决定 8．根据体细胞核移植技术的特点进行推断，体细胞核移植技术可以用来(　　) ①有效提高濒危动物的遗传多样性 ②提高某些良种家畜自然繁殖率 ③解决人体器官移植供体来源短缺的问题 ④为科学研究提供实验动物 ⑤构建转基因克隆动物，作为生物反应器，大规模生产珍贵医用蛋白 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑤ D．③④⑤ 9．动物细胞核移植技术可以用来研究胚胎发育过程中细胞核和细胞质的功能及二者之间的相互关系，也可以用来探讨遗传、发育和细胞分化等方面的一些问题。下列相关叙述错误的是(　　) A．将该技术用于优良动物的克隆，可使某种性状的个体数量增加 B．通过体细胞核移植技术获得克隆动物技术的成功率已经非常高 C．克隆遗传背景相同的动物，可通过它们之间的对比来分析致病基因 D．克隆特定疾病模型的动物，利于研究致病机理以及开发合适的药物 10．下列关于动物细胞核移植技术和克隆动物的叙述，正确的是(　　) A．目前在实验中，科学家可以用类似植物组织培养的方法获得完整的动物个体 B．核移植得到的克隆动物一般不存在健康问题 C．利用动物细胞核移植技术可有选择地繁殖某一性别的动物个体 D．核移植过程中的受体细胞最好是受精卵 拔高突破 11．常用的核移植方法主要有细胞质内注射法和透明带下注射法两种。前者是用微型注射针将供体细胞的细胞核吸出注入去核卵母细胞的细胞质内；后者是直接将供体细胞注入去核卵母细胞透明带内，然后促使两个细胞融合，从而具有发育的全能性。我国科学家培育出的体细胞克隆猴“中中”和“华华”采用的就是后者。下列有关叙述正确的是(　　) A．供体细胞注入卵母细胞透明带内后，就可自行进入卵母细胞 B．“中中”和“华华”的性状由多个亲本共同决定，属于有性生殖 C．相比之下，透明带下注射法对供体细胞核和卵母细胞的损伤更小 D．“中中”“华华”核DNA均来自供体细胞，质DNA均来自去核卵母细胞 12．中国科学家首次利用基因编辑方法，并通过体细胞克隆技术，获得5只生物节律核心基因BMAL1敲除的克隆猴，这5只小猴的生物节律紊乱。下列说法错误的是(　　) A．体细胞克隆猴的成功培育对于医学研究具有重要意义 B．该过程运用了细胞核移植技术，接受供体细胞核的是发育到MⅡ期的次级卵母细胞 C．培育生物节律紊乱的小猴过程中，需要对重构胚进行培养并进行胚胎移植 D．培育生物节律紊乱的小猴过程中，不可以用蛋白酶合成抑制剂激活重构胚 13．培育克隆猴的流程如图所示，下列相关叙述错误的是(　　) A．体细胞克隆猴的线粒体DNA都来自去核的卵母细胞 B．体细胞克隆猴的培育成功体现了动物体细胞核的全能性 C．去除卵母细胞的细胞核时，可通过显微操作技术去除细胞核 D．组蛋白的甲基化水平降低和乙酰化水平升高可提高重构胚的发育率 14．某研究人员将患有线粒体疾病妇女的受精卵中的细胞核移植到健康妇女捐献的去核的卵母细胞中，最终产下了健康的婴儿。下列叙述不正确的是(　　) A．此项技术的基础是动物细胞培养 B．此项技术的原理与克隆羊“多莉”完全相同 C．健康妇女捐献的卵母细胞的细胞质具有调控移入细胞核发育的作用 D．婴儿出生后具有患病妇女及其丈夫以及捐献健康卵母细胞的妇女三方的遗传特征 15．2017年11月27日，世界上首例体细胞克隆猴“中中”诞生；12月5日，第二例克隆猴“华华”诞生。我国科学家攻克了与人类相近的灵长类动物猕猴的体细胞克隆的难题。获得克隆猴的流程如图所示，据图回答下列问题： (1)“中中”“华华”的性状与________(填“核供体”“卵母细胞供体”或“代孕”)动物的性状基本无关。 (2)图示过程运用了___________(填“胚胎细胞核移植”或“体细胞核移植”)技术，该技术难度________，原因是_____________________________。 (3)欲获得单个雌猕猴体细胞，可用__________________酶处理动物组织。过程①表示去除卵母细胞的细胞核，该过程一般要将卵母细胞培养至______期再进行。 (4)与克隆羊“多莉”培养成功一样，“中中”和“华华”克隆猕猴的成功证明了__________________________________________________________。 14．科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)。请结合图示回答下列问题： (1)通过以上过程获得奶牛的方式属于____________(填“无性”或“有性”)生殖，除基因工程技术外，所用到的细胞工程技术包括_____________________。 (2)将供体细胞核移植到卵母细胞之前，必须先对卵母细胞进行____________去核﹐其目的是__________________________________________________。 (3)获得的克隆动物与体细胞供体动物性状________(填“完全”或“不完全”)相同，从遗传物质的角度分析，其原因是________________________________。 (4)在现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体，而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵母细胞中才能发育成新个体，你认为原因最可能是________。 A．卵母细胞大，便于操作 B．卵母细胞含有的营养物质多 C．卵母细胞的细胞质可使体细胞核全能性得到表达 D．重组细胞才具有全能性 克隆≠细胞核移植技术 克隆来源于拉丁语clone，无性繁殖 课题 选修3第二章第三节第一课时《胚胎工程的理论基础》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.简述受精前精子和卵子的准备以及受精的过程。 2.简述胚胎早期发育的过程及其主要特点。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 精子与卵细胞结合形成___________，它是新生命的_________ 精子和卵细胞相遇的位置_____________ 一、受精 1．胚胎工程的概念 (1)操作对象：动物_______、受精卵或_______细胞。 (2)技术基础：如_______、胚胎移植、_______等。 (3)特点：经过多种显微操作和处理后获得的胚胎，还需移植到_______动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。 2．受精 (1)概念：_______与_______结合形成合子(即_______)的过程。 (2)场所：哺乳动物的_______内。 (3)过程准备阶段 精子获能 在雌性动物的生殖道内完成 卵子的准备 在输卵管发育到______期才具备受精能力 受精阶段 相遇 精子释放多种______，溶解_______膜外的结构 膜融合 ________发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带 精子进入 ________膜发生生理反应，拒绝其他精子在进入卵内 雌、雄原核形成 精子：尾部____，原有_____破裂形成新核膜，形成______ 卵子：被精子激活后，完成___________，排出________，形成______ 雌、雄原核结合 受精完成标志 受精的标志：是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体； 受精完成的标志：是雌、雄原核的融合。 二、胚胎早期发育 1．开始发育场所：______。 2．分裂方式：______。 3．卵裂 (1)场所：______。 (2)特点①细胞的数量不断______。 ②胚胎的总体积______。 4．主要阶段及特点 (1)桑葚胚：卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团，形似______。 (2)囊胚 ①胚胎进一步发育，细胞逐渐______。 ②聚集在胚胎一端的细胞形成______，将来发育成______。 ③滋养层细胞将来发育成______。 ④胚胎的内部出现了含有液体的腔——______。 ⑤孵化：囊胚进一步扩大，______破裂，胚胎从其中伸展出来。 (3)原肠胚：形成外胚层、中胚层、内胚层三个胚层，这三个胚层将逐渐分化形成___________、______等。 基础达标 1．下列关于体内受精过程的排序，正确的是(　　) ①受精卵第一次分裂开始②释放第二极体③获能后的精子与卵子相遇并释放多种酶④精子穿越卵细胞膜外的结构⑤雌、雄原核的形成⑥两个原核靠近，核膜消失 A．①②③④⑤⑥ B．③②④⑤⑥① C．④⑤②①③⑥ D．③④②⑤⑥① 2．下列有关受精过程的说法，不正确的是(　　) A．精子的细胞膜和卵细胞膜相互融合依赖于细胞膜的流动性 B．精子在雌性动物的生殖道中获能后才能参与受精 C．受精过程中透明带和卵细胞膜都会发生相应生理反应来防止多精入卵 D．精子入卵后，保留原有的核膜，细胞核体积增大成为雄原核 3．如图为受精卵发育至囊胚的过程中的某一变化，若横坐标表示时间，则纵坐标可表示(　　) A．有机物总量 B．每个细胞DNA的含量 C．所有细胞体积之和 D．所有细胞表面积总和与体积总和的比值 4．某实验室通过提高小鼠胚胎干细胞pSTAT3基因的表达水平，体外制备出桑葚胚样全能细胞。该细胞在分子水平及发育潜能上均具有自然胚胎桑葚胚期细胞特性，并在体外成功模拟了小鼠胚胎发育至原肠胚阶段。下列有关叙述正确的是(　　) 注：pSTAT3是调控胚胎发育的关键基因。 A．桑葚胚发育成囊胚的过程中，pSTAT3的表达上升 B．诱导桑葚胚样细胞时，基因的碱基序列和表达的情况都发生改变 C．囊胚期细胞重置至桑葚胚样细胞的过程类似于脱分化 D．桑葚胚样细胞不可诱导发育至囊胚期 5．下列关于高等动物受精作用的叙述，错误的是(　　) A．常以观察到两个极体作为受精的重要标志 B．精子和卵子结合的过程中，卵子完成减数分裂Ⅱ C．精子细胞膜与卵子细胞膜的融合依靠了细胞膜的结构特点 D．精子获能后与刚排出的卵子在子宫内受精 6．下列有关受精的说法错误的是(　　) A．可直接利用雌性动物的生殖道使精子获能 B．精子入卵后有核膜破裂和再生的现象 C．精子能释放多种酶以溶解卵细胞膜外的一些结构，同时借助自身的运动接触卵细胞膜 D．受精的实质是精子的头部进入卵子 7．下列关于卵裂的叙述，正确的是(　　) A．卵裂期细胞不断分裂，胚胎体积不断增大 B．卵裂处于囊胚形成的过程中，每个细胞的体积不断增大 C．卵裂过程进行有丝分裂，胚胎中DNA总量不断增加 D．卵裂需要消耗能量，有机物总量和种类都不断减少 8．嵌合体是指同一个生物体中同时存在两种或两种以上染色体组成不同的细胞，且这些细胞相互间处于嵌合状态。下列相关叙述错误的是(　　) A．两个8细胞胚合并为16细胞胚的形成过程存在细胞的融合 B．桑葚胚阶段及此前的每个细胞都属于全能细胞 C．囊胚期细胞逐渐分化，出现内细胞团、囊胚腔和滋养层等结构 D．由该嵌合体发育而来的小鼠可能表现为黑白相间 9．如图为受精作用及胚胎发育示意图，a、b代表两个发育时期。正确的是(　　) A．受精卵的DNA一半来自精子 B．a、b分别是原肠胚和囊胚时期 C．①～④过程细胞只分裂不分化 D．a时期可分离获得内细胞团细胞 10.如图为早期胚胎发育过程中的某一时期示意图。不正确的是(　　) A．图中①②③依次为透明带、滋养层、内细胞团 B．高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于图示时期，终止于生命结束 C．胚胎从①中伸展出来的过程叫作孵化 D．②将来发育成胎儿，③将来发育成胎盘和胎膜 11．下列有关哺乳动物早期胚胎发育的叙述，正确的是(　　) A．受精完成并开始发育的标志是在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体 B．在囊胚阶段胚胎的内部开始出现含有液体的腔 C．受精卵发育为桑葚胚的过程是在透明带内完成的，孵化后进入囊胚阶段 D．胚胎发育至原肠胚时期即开始了细胞分化，随后发育形成三个胚层 12．如图为受精作用及早期胚胎发育示意图，下列叙述不正确的是(　　) A．①过程的完成需要依赖细胞表面糖蛋白的识别，精子会释放出特殊的水解酶 B．②过程通过有丝分裂增殖，细胞的细胞核与细胞质两者的体积之比逐渐变小 C．③过程除了存在细胞的分裂，还存在细胞的分化 D．囊胚在④过程中需发生孵化，否则将无法继续发育 拔高突破 13．目前发现的双胞胎有同卵双胞胎、异卵双胞胎和“半同卵双胞胎”。1对“半同卵小姐弟双胞胎”形成过程如图所示，图中染色单体分离后分别移向细胞的三个不同方向，从而分裂成a、b、c三个细胞，染色体全部来自父系的“合子”致死。其中两个细胞发育成姐弟二人。下列说法正确的是(　　) A．精子入卵后，精子的核体积直接变大发育成雄原核 B．卵子在子宫内发育成熟并完成受精过程 C．若细胞a的染色体组成为MP1，则细胞b的染色体组成为MP2 D．这对双胞胎来源于母亲的染色体相同，来源于父亲的染色体也相同 14．胎牛血清(FBS)是天然的培养基，能够在多种动物卵母细胞的成熟过程中提供足够的营养物质，起到非常好的促进效果。如表是后期胚胎培养液(CR2后液)中添加不同浓度FBS对牛核移植胚胎发育的影响情况，下列叙述正确的是(　　) 组别 培养液 卵裂率/% 囊胚率/% 对照组 CR2后液 59.17±1.34 13.53±2.04 实验组1 10%FBS＋CR2后液 62.14±1.78 13.78±2.77 实验组2 20%FBS＋CR2后液 68.95±4.15 26.09±2.20 实验组3 30%FBS＋CR2后液 62.02±8.64 8.78±3.20 A.若统计每组实验的桑葚胚率，其数值应小于囊胚率 B．添加20%FBS是促进牛核移植胚胎发育的最适浓度 C．胚胎培养过程要在CO2培养箱中进行 D．添加不同浓度的FBS对卵裂率和囊胚率均有促进作用 15．胚胎工程为优良牲畜的大量繁殖和稀有动物的种族延续提供了有效的解决办法，在畜牧业和制药业等领域发挥了重要的作用，具有光明的应用前景。哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律是研究胚胎工程重要的理论基础。下列说法正确的是(　　) A．卵裂期，胚胎中细胞数目和所含的有机物总量不断增加 B．胚胎发育过程中，囊胚的滋养层细胞将来发育形成胎盘和胎膜 C．卵子排出后需要在输卵管进一步成熟，到MⅠ期才具备受精能力 D．哺乳动物排出的卵子有的可能是次级卵母细胞，有的可能已经完成减数分裂Ⅱ 16．如图为获得小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞系的流程图。不正确的是(　　) A．过程①中，用于受精的卵母细胞应处于MⅡ期 B．过程②中，胚胎中细胞数目不断增加，但胚胎的总体积并不增加 C．通过直接培养图中的卵母细胞也能获得小鼠孤雌单倍体胚胎干细胞系 D．“早期胚胎”最可能是囊胚，其中的内细胞团细胞具有发育的全能性 17．根据哺乳动物受精过程示意图，回答下列问题： (1)图中字母表示的结构名称是a.____________，b.________。 (2)图中数字表示的过程是①_________，②___________，③____________。 (3)在精卵相遇之前，精子在雌性动物生殖道内发生相应的生理变化，具有了受精能力，这个过程叫____________。卵子一般在排出后都要在________中进一步成熟，当达到________时，才具备与精子受精的能力。 (4)动物胚胎是由合子经有丝分裂形成的，合子只由一个精子和卵子结合的生理基础是________________________________。 18．受精卵的形成标志着受精过程圆满结束，新生命发育的历程由此开始。回答下列问题： (1)自然孕育时，精子与卵子在__________(填器官)中完成受精过程，判断卵子受精的标志是__________________________________________。 (2)如图所示，孵化是指[　　]__________从[　　]__________中伸展出来的过程。桑葚胚的所有细胞及囊胚的[　　]__________细胞都具有发育的全能性([　　]填字母或数字，横线上填名称)。 (3)胚胎发育后期所需要的营养都是通过胎盘从母体中获得的，胎盘由囊胚的 __________细胞发育而来， __________(填“属于”或“不属于”)全能性胚胎干细胞。 精子获能=获得能力 直接利用雌性动物的生殖道获能 人工配制的获能液获能等（肝素、Ca2＋载体等） 卵巢排出的次级卵母细胞位于减Ⅱ中 囊胚期的内细胞团细胞具有全能性，而滋养层细胞没有。 胚胎发育过程中开始分化的阶段是囊胚期。 课题 选修3第二章第三节第二课时《胚胎工程技术及其应用》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.简述体外受精的主要操作步骤。 2.简述胚胎移植的生理学基础和基本流程。 3.简述胚胎分割概念。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 克隆技术中：代孕母羊提供________________，与胚胎没有遗传联系 体外受精、体内受精属于________生殖（有性、无性） 一、体外受精和胚胎移植 1．体外受精 (1)试管动物：通过人工操作使卵子在______受精，经培养发育为______后，再进行______产生的个体。 (2)体外受精的步骤 ①卵母细胞的采集：要培养成熟，即培养到______期。 ②精子的获取：要进行______处理。 ③受精。 (3)意义：是提高动物______的有效措施，还可以为______提供可用的胚胎。 2．胚胎移植 (1)概念：指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到______、______相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。 (2)供体和受体 ①供体：______胚胎的个体。 ②受体：______胚胎的个体。 (3)基本程序(以牛的胚胎移植为例) (4)胚胎移植的意义 ①充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。 ②大大缩短了供体本身的______。 ③对供体施行超数排卵处理后，增加后代数量。 二、胚胎分割 1．概念：指采用_____方法将_____切割成2等份、4等份或8等份等，经移植获得_______________的技术。 2．实质：动物的_____繁殖或克隆。 3．特点：后代__________相同。 4．主要仪器设备：__________和__________。 5．操作程序 (1)选择发育良好、形态正常的_____或_____，移入盛有_______的培养皿中。 (2)在显微镜下用_________或分割刀分割，在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将__________均等分割。 (3)分割后的胚胎可以直接移植给受体，或经_____后，再移植给受体。 6．意义 (1)可以促进优良动物品种的繁殖。 (2)产生的遗传性状相同的后代是进行_____研究的宝贵材料。 (3)在胚胎移植前，进行__________、__________等，对于人工控制__________、动物繁育健康后代具有重要意义。 基础达标 1．科学家采用体外受精技术获得紫羚羊胚胎，并将其移植到长角羚羊体内，使后者成功妊娠并产仔，该工作有助于恢复濒危紫羚羊的种群数量。此过程不涉及的操作是(　　) A．超数排卵 B．精子获能处理 C．细胞核移植 D．胚胎培养 2．波尔山羊享有“世界山羊之王”的美誉，具有生长速度快、肉质细嫩等优点。生产中常采用胚胎工程技术快速繁殖波尔山羊。下列叙述错误的是(　　) A．选择遗传性状优良的健康波尔母山羊进行超数排卵处理 B．胚胎移植前可采集滋养层细胞进行遗传学检测 C．普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体 D．生产中对提供精子的波尔公山羊无需筛选 3．胚胎分割技术是一种现代生物技术，下列关于这一技术的叙述正确的是(　　) ①胚胎分割是将早期胚胎任意分割成多份　②胚胎分割技术可以获得同卵双胎或多胎　③胚胎分割技术属于无性繁殖，因此属于克隆　④胚胎分割技术可以分割任意时期的胚胎 A．①② B．②③ C．①③④ D．①②③④ 4．如图表示胚胎分割的过程，下列有关胚胎分割的说法，不正确的是(　　) A．为了获得良种后代，可以取少量滋养层细胞进行DNA分析 B．细胞A不一定是受精卵 C．为了获得更多的胚胎，分割胚胎时产生的份数越多越好 D．对胚胎进行分割后得到的个体性别相同 5．下列关于体外受精技术的说法中，错误的是(　　) A．体外受精技术操作前需对精子进行获能处理 B．体外受精需要对采集到的卵子进行成熟培养 C．体外受精技术已成为一项常规的动物繁殖生物技术 D．体外受精技术就是人工将获能的精子放入雌性动物的输卵管中以辅助受精 6．试管动物技术是指通过人工操作使精子和卵子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎后再经移植产生后代的技术。下列关于试管动物技术的叙述，不正确的是(　　) A．该技术可以更多、更有效地利用动物卵细胞 B．运用该技术繁育后代的过程属于有性生殖 C．可实现优良品种的快速、大量繁殖 D．运用试管动物技术培育动物的过程全部在体外进行 7．下列有关牛胚胎移植技术的叙述，不正确的是(　　) A．供体牛应选择具有人类所需优良性状的个体 B．受体牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力 C．胚胎移植前要对受体母牛进行同期发情处理 D．在孕育过程中，移入胚胎的遗传特性受代孕母体的影响 8．下列有关牛胚胎移植技术的叙述，错误的是(　　) A．胚胎工程的最终技术环节一般都是胚胎移植 B．供体雌牛和受体雌牛的选择必须是同一物种的良种，且需要进行同期发情处理 C．进行胚胎移植前，可用分子生物学的方法对胚胎进行性别鉴定 D．胚胎移植的生理学基础包括受体不会对移植胚胎发生免疫排斥反应 9．梅花鹿胚胎移植实验的主要流程如下，下列相关叙述正确的是(　　) ①供体超数排卵→②配种→③胚胎收集→④胚胎移植→子代梅花鹿 A．过程①需要注射有关激素，目的是获得更多的卵原细胞 B．过程③以哺乳动物早期胚胎与子宫建立了组织上的联系为前提 C．过程④中可移植的胚胎应发育到囊胚或原肠胚阶段 D．过程④成功率的高低主要决定于供、受体生理状况的一致性 10．如图表示牛胚胎移植的流程，其中①～④表示相应的操作流程。下列相关叙述错误的是(　　) A．过程①是注射相关激素，使供、受体同期发情 B．过程②是注射促性腺激素，使供体超数排卵 C．过程③主要涉及人工授精和从卵巢中冲取胚胎 D．过程④的主要目的是选择适合移植的胚胎 11．下列关于胚胎分割技术的说法，错误的是(　　) A．被分割的胚胎应该是发育良好的早期胚胎 B．要将内细胞团均等分割的原因是防止由分割而来的两个体遗传物质差异过大 C．来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质 D．胚胎分割是进行动物克隆的方法之一 12．下列关于胚胎分割的叙述不正确的是(　　) A．胚胎分割技术可以促进优良动物品种的繁殖 B．分割胚胎一般用分割针或者分割刀进行分割 C．胚胎分割所需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪 D．胚胎分割技术，可以取内细胞团细胞进行DNA分析性别鉴定 拔高突破 13．如图表示移植卵裂期胚胎和囊胚的流产率与受孕妇女年龄的关系，下列相关叙述正确的是(　　) A．体外受精时，需用促性腺激素处理使精子获能 B．卵裂期细胞和囊胚细胞均未分化 C．实验结果表明，卵裂期胚胎移植成功率较高 D．受孕妇女年龄越大，胚胎移植的流产风险越高 14．2023年1月，宁夏首批体细胞克隆高产长寿超级奶牛诞生，科研人员选择高产长寿和抗逆性能优异的“明星奶牛”，采集其耳缘组织，培养皮肤成纤维细胞，再通过核移植生产克隆胚胎，进行胚胎移植及妊娠。错误的是(　　) A．为获得更多的超级奶牛，可进行胚胎分割且分割的份数越多越好 B．胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移 C．胚胎移植的优势是可以充分发挥供体的繁殖潜力 D．体细胞核移植的成功率非常低，人类对克隆技术的应用还有很多问题需要解决 15．研究人员对新西兰白兔不同阶段胚胎在三种培养液中的分割效果进行研究，结果如表。下列相关叙述不正确的是(　　) A．应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚进行胚胎分割 B．结果显示在DMEM培养液中分割效果优于其他两种培养液 C．分割的两种胚胎数量应足够多以减少实验误差 D．胚胎分割技术可用于优良种畜的快速繁殖 16．研究人员探究不同冷冻处理方法对囊胚分割效果的影响，结果如表所示。下列有关叙述错误的是(　　) A.分割时，应将内细胞团均等分割 B．胚胎冷冻后分割，更有利于提高分割成功率 C．半胚移植后，可与受体子宫建立正常的组织联系 D．同一胚胎分割获得的不同个体性状不一定相同 17．请根据图示信息回答下面的问题： (1)试管牛和克隆牛的培育过程中均用到的生物工程技术有___________等。 (2)用来促进B牛超数排卵的激素是_________激素。为筛选出具有优良性状的母牛，胚胎移植前应取__________鉴定胚胎的性别，并在胚胎发育到______________阶段进行胚胎移植。若要获得更多胚胎，可采用_______技术，该技术属于________(填“有性”或“无性”)生殖。 (3)产生F牛的理论依据是________________________，其繁殖方式属于______(填“有性”或“无性”)生殖。 同期发情处理： 只有供体、受体生理环境条件高度一致，移入受体的胚胎才能被接受，并继续发育。 注意要将内细胞团均等分割。否则发育不均 做性别鉴定时选取滋养层细胞进行DNA分析 课题 选修3第三章第一节《重组DNA技术的基本工具》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 阐明重组DNA技术所需的三种基本工具及其作用。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 DNA结构_______，单体是________，单体之间用______________链接 两条单链形成________，碱基互补配对方式______________。 一、基因工程的概念和工具酶 1．基因工程：指按照人们的愿望，通过________等技术，赋予生物________性，创造出更符合人们需要的________________。由于基因工程是在________水平上进行设计和施工的，因此又叫作________________。 2．基因工程的工具酶 (1)限制性内切核酸酶(限制酶)——“分子手术刀” 来源 主要来自________ 种类 数千种 作用 识别双链DNA分子的________，并且使每一条链中________的________断开 结果 产生________或平末端 限制酶是原核生物的一种防御工具，用来切割侵入细胞的外源DNA，以保证自身安全。 限制酶不切割细菌本身的DNA分子的可能原因是 ①含某种限制酶的细菌的DNA分子不具备这种限制酶的识别序列， ②甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开 (2)DNA连接酶——“分子缝合针” ①作用：将________________连接起来，恢复被________切开的两个核苷酸之间的________________。 ②种类 种类 来源 特点 E.coli DNA连接酶 E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶 T4 DNA连接酶 T4噬菌体 练一练 有2个不同来源的DNA片段A和B，A片段用限制酶SpeⅠ进行切割，B片段分别用限制酶Hind Ⅲ、XbaⅠ、EcoRⅤ和XhoⅠ进行切割。各限制酶的识别序列和切割位点如图。 (1)请写出限制酶SpeⅠ、HindⅢ、XbaⅠ和XhoⅠ切割形成的黏性末端。 XhoⅠ XbaⅠ HindⅢ SpeⅠ (2)不同限制酶切割________(填“可能”或“不可能”)产生相同的黏性末端。 (3)限制酶_________切割B片段产生的DNA片段能与限制酶SpeⅠ切割A片段产生的DNA片段相连接，因为___________________________；连接完成后，该重组DNA分子的新连接处______(填“能”或“不能”)再被所用的限制酶切割，因为________________________________________________________。 二、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车” 1．种类：质粒、_________、动植物病毒等。 2．常用载体——质粒 (1)本质：质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有_________能力的环状双链DNA分子。 (2)质粒作为载体所具备的条件及原因条件 原因 具有__________________________，供外源DNA片段插入其中 能在受体细胞中进行自我复制，或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制 具有特殊的_______ 无毒害作用 (3)作用 ①作为运输工具，将外源基因导入_________。 ②质粒携带________________在细胞内大量复制或整合到受体DNA上，随受体DNA同步复制。 标记基因的筛选原理 载体上的标记基因一般是某种抗生素的抗性基因，而受体细胞没有抵抗该抗生素的能力。将含有某抗生素抗性基因的载体导入受体细胞，抗性基因在受体细胞内表达，受体细胞对该抗生素产生抗性。在含有该抗生素的培养基上，能够生存的是被导入了载体的受体细胞。如图所示： 如何提高筛选的准确性 当质粒上有两个标记基因时，可将目的基因插入其中一个标记基因中，也就是重组质粒上只含有一个有效标记基因，普通质粒上含有两个标记基因。则没有导入质粒的受体细胞不具有标记基因控制的性状，导入普通质粒的受体细胞具有两个标记基因控制的性状，导入重组质粒的受体细胞只具有一个标记基因控制的性状。这样可根据标记基因控制的性状准确筛选出含有重组质粒的受体细胞。 基础达标 1．如图是几种不同限制酶切割DNA分子后形成的部分片段。正确的是(　　) A．以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的 B．②片段是在识别序列为的限制酶作用下形成的 C．①和④两个片段在DNA聚合酶的作用下可形成重组DNA分子 D．限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键 2．下列有关DNA连接酶的叙述，错误的是(　　) A．DNA连接酶可以将任意的两个DNA片段连接成一个重组DNA分子 B．DNA连接酶发挥作用时不需要识别特定的脱氧核苷酸序列 C．DNA连接酶可以催化两个脱氧核苷酸之间磷酸二酯键的形成 D．有些DNA连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端 3．质粒是基因工程中最常用的目的基因运载工具。下列有关叙述正确的是(　　) A．质粒是只存在于细菌细胞质中能自我复制的小型环状双链DNA分子 B．在所有的质粒上总能找到一个或多个限制酶切割位点 C．携带目的基因的重组质粒只有整合到受体细胞的染色体DNA上才会随后者的复制而复制 D．质粒上的抗性基因常作为标记基因供重组DNA的筛选 4.某细菌质粒上有标记基因如图所示，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，如图所示是外源基因插入位置(插入点有a、b、c)示意图。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(　） A.①是c；②是b；③是a B．①是a和b；②是a；③是b C．①是a和b；②是b；③是a D．①是c；②是a；③是b 5．玉米的PEPC酶固定CO2的能力较水稻的强60倍。我国科学家正致力于将玉米的PEPC基因导入水稻中，以提高水稻产量。下列有关该应用技术的叙述，不正确的是(　　) A．该技术是在DNA水平上进行设计和施工的 B．该技术的操作环境是生物体内 C．该技术的原理是基因重组 D．该技术的优点是定向产生人类需要的生物类型 6．科学家把兔子血红蛋白基因导入大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中合成了兔子的血红蛋白。下列关于这一先进技术的理论依据，不正确的是(　　) A．所有生物共用一套遗传密码 B．基因能控制蛋白质的合成 C．兔子血红蛋白基因与大肠杆菌的DNA都是由四种脱氧核苷酸构成，都遵循相同的碱基互补配对原则 D．兔子与大肠杆菌有共同的原始祖先 7．据图所示，下列有关工具酶功能的叙述，不正确的是(　　) A．限制性内切核酸酶可以切断a处 B．DNA聚合酶可以连接a处 C．解旋酶可以使b处解开 D．DNA连接酶可以连接c处 8．限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶，下列有关说法正确的是(　　) A．DNA连接酶能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段上形成磷酸二酯键 B．限制酶只能切割双链DNA片段，不能切割烟草花叶病毒的核酸 C．E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远高于T4 DNA连接酶 D．限制酶主要从原核生物中分离纯化而来，所以也能剪切自身的DNA 9．重组DNA技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶。下列相关叙述正确的是(　　) A．限制酶主要是从病毒中分离纯化而来的 B．真核细胞中任意一个DNA片段都能被限制酶切割 C．被SmaⅠ酶切割后的DNA可以用T4 DNA连接酶连接 D．限制酶在外源DNA上切开一个切口暴露出一个游离的磷酸基团 10．甲、乙、丙三种限制酶均识别6个核苷酸序列，下列有关说法错误的是(　　) A．甲、乙、丙黏性末端分别是由不同的限制酶切割产生的 B．甲、乙具有相同的黏性末端，可形成重组DNA分子，但甲、丙之间不能 C．DNA连接酶的作用位点是b处 D．切割产生甲的限制酶不能识别由甲、乙黏性末端形成的重组DNA分子片段 11．下列关于基因工程中载体的叙述，正确的是(　　) A．载体是基因工程所需的三种工具酶之一 B．载体中必须有抗生素抗性基因 C．必须具有自我复制能力 D．具有一个至多个限制酶切割位点，以便目的基因的插入 12．下列有关基因工程中载体的说法，正确的是(　　) A．基因工程中使用的载体只有质粒 B．质粒是细胞质中能够自我复制的环状DNA分子 C．噬菌体可以作为动物基因工程的载体 D．天然质粒均可以直接作为载体将目的基因送入受体细胞 拔高突破 13．如表列举了几种限制酶的识别序列及其切割位点(箭头表示相关酶的切割位点)。如图是酶切后产生的几种末端。下列有关说法正确的是(　　) A．BamHⅠ切割的是氢键，AluⅠ切割的是磷酸二酯键 B．Sau3AⅠ和BamHⅠ切割的序列产生的片段能够相连，连接后的片段还能被Sau3AⅠ切割 C．DNA连接酶能连接②⑤，不能连接②④ D．E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶都能连接①③，且二者连接效率相等 14．在噬菌体和宿主漫长的“军备竞赛”中，为抵御噬菌体的入侵，细菌进化出了多种系统进行防御，其中一类为“限制—修饰”系统，如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．该噬菌体侵染细菌的实验能说明噬菌体的遗传物质是DNA B．细菌A的DNA序列可能不含限制酶的识别序列而使自身DNA得以保护 C．若极少数噬菌体发生了这种防御逃逸，噬菌体的DNA可能被甲基化修饰 D．发生了这种防御逃逸的噬菌体，对治疗具有多药耐药性的致病细菌引起的疾病是不利的 15．下列有关限制性内切核酸酶的叙述，错误的是(　　) A．用限制酶酶切获得一个外源基因时得到两个切口，有4个磷酸二酯键被断开 B．限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大 C．—CATG↓—和—G↓GATCC—序列被限制酶切出的黏性末端不能用DNA连接酶连接 D．只有用相同的限制酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒 16．如表为常用的限制性内切核酸酶(限制酶)及其识别序列和切割位点，由此推断以下说法，错误的是(　　) 限制酶名称 识别序列和切割位点 限制酶名称 识别序列和切割位点 BamHⅠ KpnⅠ EcoRⅠ Sau3AⅠ HindⅡ SmaⅠ 注：Y＝C或T，R＝A或G。 A．限制酶SmaⅠ切割后形成的末端可用T4 DNA连接酶连接 B．Sau3AⅠ限制酶的切割位点在识别序列的外部 C．BamHⅠ和Sau3AⅠ两种限制酶切割后形成相同的黏性末端 D．一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列 17．BamHⅠ和BclⅠ是两种限制酶，其识别序列及切割位点如表所示。探究下列问题： 限制酶 BamH Ⅰ Bcl Ⅰ 识别序列及切割位点 (1)限制酶____________(填“能”或“不能”)切割原核细胞自身的DNA，推测其理由是___________________________________________________________。 (2)若某链状DNA分子中含有两个BamHⅠ的识别序列，该DNA分子将被切成________个片段，共断裂________个磷酸二酯键。 (3)请画出BclⅠ切割后产生的末端。 (4)BamHⅠ和BclⅠ切割后产生的黏性末端______(填“能”或“不能”)被DNA连接酶连接，理由是_________________________________________________。 18．用重组DNA技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中要使用多种工具酶，其中4种限制性内切核酸酶的切割位点如图所示。 (1)常用的DNA连接酶有E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶，题图中________________酶切割后的DNA片段可以用E.coli DNA连接酶连接，题图中___________________切割后的DNA片段可以用T4 DNA连接酶连接。 (2)DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是____________。 (3)重组DNA技术中所用的质粒载体具有一些特征，如质粒DNA分子上有复制原点，可以保证质粒在受体细胞中______________；质粒DNA分子上有_______________，便于外源DNA的插入；质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因)，利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是___________________________________________。 DNA连接酶无识别的特异性，对于相同(或互补)的黏性末端以及平末端都能连接。所以，限制酶种类多，DNA连接酶种类少。 回文序列 限制酶特异性识别和切割的部位具有回文序列，即在切割部位，一条链正向读的碱基顺序，与另一条链反向读的顺序完全一致。例如：EcoRⅠ限制酶识别的DNA序列为，为回文序列。 同尾酶： 识别序列不同，但恰巧粘性末端相同 作为载体的质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因。 课题 选修3第三章第二节第一课时《目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.简述PCR的原理、条件及过程。 2.简述基因表达载体的组成及构建过程。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 DNA聚合酶连接________________ DNA连接酶连接________________ 一、目的基因的筛选与获取 1．培育转基因抗虫棉的四个步骤 目的基因：用于改变受体细胞性状或获得预期__________等的基因 作用：__________ 获取目的基因的方法：(1)人工合成目的基因。 (2)常用_______特异性地快速扩增目的基因。 (3)通过构建基因文库来获取目的基因。 利用PCR获取和扩增目的基因 (1)含义：PCR是__________________的缩写。它是一项在体外提供参与DNA复制的_______与_______，对目的基因的_______进行大量复制的技术。 (2)原理：______________。 (3)基本条件 ①场所：在一定的_______液中进行，其中一般要添加Mg2＋。 ②模板：DNA母链。 ③原料：4种_______。 ④酶：_______的DNA聚合酶。 ⑤引物：使DNA聚合酶能够从引物的_______端开始连接脱氧核苷酸。 (4)过程 ①变性：当温度超过____℃时，双链DNA____为单链。 ②复性：当温度下降到____ ℃左右时，____通过碱基互补配对与两条单链DNA结合。 ③延伸：当温度上升到____℃左右时，溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下，根据碱基互补配对原则合成新的DNA链。 1．PCR扩增的_____(填“是”或“不是”)完整的模板DNA分子，理由是__________________________ 2．图1所示利用PCR技术扩增目的基因，在第_____轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段，这种DNA所占的比例是_____。 3．如果已知某目的基因的序列和结构，利用PCR筛选和扩增出该目的基因的关键是____________________ 1、第1组不合理的原因是___________________。 第2组不合理的原因是________________________ 2．要保证目的基因能与载体相连接，要在两种引物的___端分别添加上__________________。 6．如果循环n次，则共需消耗_________对引物。 辨析引物设计好不好？ 上一轮循环的产物可以作为下一个循环的_________，因而每一次循环后目的基因的量可以______，即成指数形式扩增(约为2n，其中n为扩增循环的次数)。 鉴定：常采用_______________来鉴定PCR的产物。 PCR中的数量关系 复制次数 DNA分子数 含引物的DNA分子数 含其中一种引物的DNA分子数 同时含两种引物的DNA分子数 共消耗引物的对数 含脱氧核苷酸链等长的DNA分子数 引物与DNA分子端部结合时①若一条引物从DNA分子端部结合，另一条引物从DNA分子中间部位结合，则第二轮PCR循环结束时出现两条单链等长的目的片段(如图)。 ②若两条引物均从 DNA分子端部结合，则第一轮PCR循环结束时出现两条单链等长的目的片段。 二、基因表达载体的构建 1．基因表达载体构建的目的 让目的基因在受体细胞中__________，并且遗传给下一代，同时使目的基因能够______和______。 2．基因表达载体的组成 3．基因表达载体的构建过程 (1)首先用一定的_______切割载体。 (2)然后用_______限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段。 (3)再利用_______将含目的基因的DNA片段拼接到载体的切口处(如图所示)。 练一练 (1)构建基因表达载体时，__________(填“能”或“不能”)用SmaⅠ酶切割质粒，因为__________________。 (2)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和Hind Ⅲ 两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点是_______________________________________________。 “双酶切法”。其优点和作用是： ①防止目的基因环化； ②避免目的基因与载体反向连接，即DNA连接酶连接后形成的重组DNA分子上，目的基因和载体启动子的方向(或描述为“RNA聚合酶的移动方向”)必须是相同的。否则目的基因导入后无法正常转录、表达。如图甲、乙也可选择PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶。 真、原核细胞基因的结构和表达 原核生物基因 真核生物基因 基础达标 1．下列有关获取目的基因的叙述，错误的是(　　) A．目的基因就是编码蛋白质的基因 B．获取目的基因是基因工程的第一步 C．来自苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基因可作为转基因抗虫棉的目的基因 D．序列比对工具的应用为科学家找到合适的目的基因提供了更多的机会 2．如图表示利用PCR技术扩增目的基因的部分过程，其原理与细胞内DNA复制类似。下列有关叙述错误的是(　　) A．耐高温的DNA聚合酶总将游离的脱氧核苷酸连接到3′端 B．在第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段 C．引物之间或引物自身发生碱基互补配对，则不能有效扩增目的基因 D．从理论上推测，第三轮循环产物中含有引物A的DNA片段占3/4 3．某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具，将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是(　　) A．质粒和目的基因都用酶3切割，常用E.coli DNA连接酶连接 B．质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接 C．质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接 D．质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coli DNA连接酶连接 4．用氨苄青霉素抗性基因(AmpR)、四环素抗性基因(TetR)作为标记基因构建的质粒如图所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的质粒，构建基因表达载体(重组质粒)，并转化到受体菌中。下列叙述错误的是(　　) A．若用Hind Ⅲ酶切，目的基因转录的产物可能不同 B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet(四环素)培养基中的菌落，不一定含有目的基因 C．若用ScaⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Tet(四环素)的培养基中能形成菌落 D．若用SphⅠ酶切，携带目的基因的受体菌在含Amp(氨苄青霉素)和Tet的培养基中能形成菌落 5．下列关于PCR技术的叙述，正确的是(　　) A．PCR技术建立在对扩增的目的基因序列完全已知的基础上 B．该技术需要解旋酶和耐高温的DNA聚合酶 C．该技术需要一对特异性的引物，要求一对引物的序列是互补的 D．该技术应用DNA半保留复制原理，也需要模板、原料、能量、酶等条件 6．用PCR扩增下面的DNA片段： 5′GACCTGTGGAAGC……CATACGGGATTG3′ 3′CTGGACACCTTCG……GTATGCCCTAAC5′ 供选择的引物有：①5′GACCTGTGGAAGC3′②5′CATACGGGATTG3′ ③5′GTATGCCCTAAC3′④5′CAATCCCGTATG3′ 共四种，应选择(　　) A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 7．用PCR技术特异性地拷贝“X基因”，经四轮循环后产物中有五种不同的DNA分子。下列有关叙述错误的是(　　) A．第一轮循环得到2个DNA分子，即①②各一个 B．第二轮循环得到4个DNA分子，即①②③④各一个 C．第三轮循环得到8个DNA分子，其中有2个是等长的，也就是有2个⑤ D．第四轮循环得到16个DNA分子，其中有4个⑤ 8．PCR引物的3′端为结合模板DNA的关键碱基，5′端无严格限制，可用于添加限制酶切点等序列。下列叙述正确的是(　　) A．该图表示PCR循环中的变性环节 B．PCR第四次循环要消耗15对引物 C．耐高温的DNA聚合酶催化相邻的两个游离的脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键 D．用图中引物扩增两个循环后即可获得添加限制酶切点的目的产物 9．RT－PCR是以提取的RNA为模板，经逆转录获得与之互补的DNA(cDNA)序列，再以cDNA序列为模板进行目的片段的扩增，具体过程如图所示。下列有关RT－PCR的叙述，正确的是(　　) A．过程1需要使用耐高温的DNA聚合酶 B．过程2中的引物B可与mRNA互补配对 C．游离的脱氧核苷酸只能加到引物的5′端 D．RT－PCR可用于对RNA病毒的检测与鉴定 10．下列关于基因表达载体的说法，不正确的是(　　) A．基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤 B．基因表达载体包含启动子、目的基因、终止子、标记基因等 C．终止子位于目的基因的下游，能够终止翻译过程 D．不同的目的基因所需的启动子不一定相同 11．科学家利用质粒(如图)成功构建了蛛丝蛋白基因的重组质粒，并在家蚕丝腺细胞中获得大量蛛丝蛋白。下列有关说法错误的是(　　) A．为防止目的基因自身环化，可以用限制酶XbaⅠ和SacⅠ来切割目的基因 B．构建基因表达载体时选用蚕丝蛋白基因的启动子利于基因在家蚕丝腺细胞中表达 C．启动子是DNA聚合酶的识别和结合部位，可以驱动遗传信息的转录 D．基因表达载体中的标记基因可以用来鉴别与选择含有蛛丝蛋白基因的受体细胞 12．如图表示pBR322质粒和人生长激素基因所在片段的结构信息，将二者构建的重组质粒导入受体菌并进行筛选。下列有关叙述正确的是(　　) 注：AmpR为氨苄青霉素抗性基因，TetR为四环素抗性基因。 A．可选择的限制酶组合是酶E和酶G B．所选用的受体菌不能含有AmpR和TetR基因 C．用含氨苄青霉素的培养基就能筛选出含重组质粒的受体菌 D．同时用三种限制酶处理图中质粒，电泳后可得到3个条带 拔高突破 13．当目的基因和质粒都用Hind Ⅲ处理、连接后，目的基因可能正向插入载体，也可能反向插入载体，为判断目的基因的插入方向，可使用限制酶处理，并进行电泳检测(如图)。下列选项中能判断目的基因插入方向的限制酶是(　　) 注：EcoRⅠ、BamHⅠ和Hind Ⅲ的识别序列、切割位点均不同，数字表示相邻两个限制酶切点之间的碱基对数(bp)，质粒全长20 000 bp。 A．Hind Ⅲ B．EcoRⅠ C．BamHⅠ D．EcoRⅠ和HindⅢ 14．研究人员用如图1中质粒和图2中含目的基因的片段构建重组质粒(图中标注了相关限制酶切割位点)，将重组质粒导入大肠杆菌后进行筛选及PCR鉴定。下列叙述不正确的是(　　) A．构建重组质粒的过程应选用BclⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶 B．使用DNA连接酶将酶切后的质粒和目的基因片段进行重组 C．能在添加四环素的培养基上生存的一定是含有重组质粒的大肠杆菌 D．利用PCR鉴定含目的基因的大肠杆菌时应选用引物甲和引物丙 15．下列有关PCR的叙述，正确的是(　　) A．PCR的原理是DNA半保留复制，解旋和复制是同时进行的 B．PCR的过程主要包括变性→延伸→复性，温度逐渐降低 C．PCR技术扩增时，一个DNA分子经过n轮复制共需引物2n对 D．常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物 16．聚合酶链式反应(PCR)是一种用于扩增特定DNA片段的分子生物学技术。下列关于PCR引物的叙述，错误的是(　　) A．为保证模板链与引物结合的效率，两种引物之间尽量避免存在互补序列 B．为了便于将扩增的DNA片段与载体连接，可在引物的3′端加上限制酶识别序列 C．在两种引物上设计加入不同的限制酶识别序列，主要目的是使目的基因定向插入载体并可避免目的基因自身环化 D．复性所需的温度、时长和延伸所需的温度、时长均与引物有关 17．科研人员想利用发绿色荧光的大肠杆菌来快捷检测出水中的毒物，将毒物诱导型启动子S插入图示质粒的P区，构建基因表达载体前需要利用PCR技术扩增启动子S。据图分析，下列叙述不正确的是(　　) A．扩增启动子S时，所用引物Ⅰ上最好有限制酶XhoⅠ的识别序列 B．若该重组质粒能在大肠杆菌中稳定遗传，则图示质粒还应有复制原点 C．为了便于筛选，所选用大肠杆菌原本不能具有抗氨苄青霉素的特性 D．启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，两者的结合不受外因影响 14．基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题： (1)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是______________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是_______________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的__________。 (2)目前在PCR反应中不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是______________________。 (3)含有限制酶的细胞中通常还具有相应的甲基化酶，这两种酶对DNA分子有相同的作用序列，但具有不同的催化功能。甲基化酶可以对DNA序列进行修饰，使限制酶不能对这一序列进行识别和切割。含有某种限制酶的细胞，可以利用限制酶切割外源DNA，但不破坏细胞自身的DNA，其原因可能有：①____________________________________________ ②______________________________________________。 (4)利用PCR扩增目的基因的过程由高温变性(90 ℃以上)、低温复性(50 ℃左右)、适温延伸(72 ℃左右)三个步骤构成一个循环，为使得DNA聚合酶能够重复利用，选用的酶应在__________________________处理后仍然具备催化活性。 15．某质粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三种限制酶切割位点，同时还含有四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图1所示，请回答下列问题： (1)将抗盐基因导入烟草细胞内，使烟草植株产生抗盐性状，这种新性状(变异性状)的来源属于____________。 (2)如果将抗盐基因直接导入烟草细胞，一般情况下，烟草不会具有抗盐特性，原因是抗盐基因在烟草细胞中不能_______，也不能______________________。 (3)在构建重组质粒时，应选用__________________两种酶对质粒和含抗盐基因的DNA进行切割，以保证重组DNA序列的唯一性。 (4)如图2表示运用影印培养法(使一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法)检测基因表达载体是否导入了农杆菌。 培养基除了含有细菌生长繁殖必需的成分外，培养基A和培养基B分别还含有____________、____________。从检测筛选的结果分析，含有目的基因的是____________(填图2中的数字)菌落中的细菌。 目的基因插入位点不是随意的。目的基因的表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子和终止子之间的部位，若目的基因插入启动子部位，启动子将失去原有的功能。 课题 选修3第三章第二节第二课时《将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.阐明将目的基因导入受体细胞的方法。 2.阐明目的基因的检测与鉴定的方法。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 被子植物雄蕊由_________和__________组成， 花药中有________，一粒中有_______粒________ 一、将目的基因导入受体细胞 1、导入植物细胞 花粉管通道法 农杆菌转化法 a．用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入_______中。 b．在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助____________进入胚囊。 农杆菌的特点：农杆菌细胞内含有_______质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的_______(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞内，并且将其整合到该细胞的_______上。 步骤:目的基因插入_______质粒的_____________中→导入_______→整合到受体细胞的_______上→表现出新性状的植株。 2、导入动物细胞——显微注射技术 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。 3、导入微生物细胞 常以大肠杆菌作为受体细胞，一般先用_____处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能___周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。 二、目的基因的检测与鉴定 (1)分子水平的检测 ①导入水平：通过_______等技术检测受体细胞的_______上是否插入了_______。 ②转录水平：利用PCR等技术检测目的基因是否转录出了_______。 ③翻译水平：用相应的抗体进行______检测目的基因是否翻译成蛋白质等。 (2)个体生物学水平的鉴定：抗虫、抗病接种实验等。 拓展 复制水平 转录水平 DNA单链（放射）-RNA分子杂交 翻译水平 抗原-抗体（放射）特异性结合 基础达标 1．如图为科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金杆菌中提取抗虫基因“放入”棉花细胞中，与棉花的DNA分子“结合起来”而发挥作用的过程示意图。下列相关说法不正确的是(　　) A．图中Ⅰ是质粒，步骤①需要用到限制酶和DNA连接酶 B．图中Ⅱ是含目的基因的重组质粒，步骤②是将重组质粒导入棉花细胞 C．图中Ⅲ是农杆菌，通过步骤③将目的基因导入植物细胞 D．剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因不会影响抗虫基因的表达 2．科学家将苏云金杆菌中的Bt抗虫蛋白基因(抗虫基因)导入棉花的愈伤组织细胞并进行组织培养获得棉花植株。经棉铃虫饲喂实验，发现棉花植株并无抗虫性状，科学家提取棉花叶片细胞中的有关成分进行了如下操作。下列有关分析错误的是(　　) A．提取细胞中的蛋白质，采用抗原—抗体杂交技术进行检测，若检测到细胞中无Bt抗虫蛋白，则说明抗虫基因不能表达 B．若经A检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白，可采用PCR等技术检测细胞中的RNA，若检测到Bt抗虫蛋白的mRNA，则说明抗虫基因能正常转录和翻译 C．若经B检测确定细胞中无Bt抗虫蛋白的mRNA，可采用PCR等技术检测细胞中的DNA，若能检测到抗虫基因，则可能是抗虫基因反向插入载体中或抗虫基因不能正常转录 D．若经C检测确定细胞中无抗虫基因，则可能是将没有目的基因的载体DNA分子导入了受体细胞 3．我国科学家在进行抗虫棉的培育过程中独创了“花粉管通道法”，该方法有多种操作方式。如图表示花粉管通道法介导植物基因转移。错误的是(　　) A．相比于农杆菌转化法，花粉管通道法还适用于玉米等单子叶植物转基因培育 B．相比于农杆菌转化法，花粉管通道法省去了植物组织培养这一操作 C．花粉管通道法的操作方式还可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中 D．外源DNA不需要构建基因表达载体，就能借助花粉管通道进入受体细胞并表达 4．下列关于将目的基因导入受体细胞的叙述，错误的是(　　) A．用一定浓度的CaCl2溶液处理大肠杆菌，以改变大肠杆菌细胞的生理状态 B．将目的基因转入微生物细胞常用显微注射技术 C．对于动物来说，受体细胞一般是受精卵 D．通过基因工程大量获得胰岛素时，受体细胞选择酵母菌比大肠杆菌更有优势 5．科学家将苏云金杆菌中的Bt基因(抗虫基因)利用农杆菌转化法导入棉花的愈伤组织细胞，并进行组织培养获得棉花植株。下列相关检测方法与结果的分析错误的是(　　) A．提取棉花细胞核DNA，利用PCR技术检测Bt基因是否插入T－DNA上 B．提取棉花细胞中的RNA，利用PCR技术检测Bt基因是否转录出了mRNA C．提取棉花细胞中的蛋白质，利用抗原—抗体杂交技术检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白 D．用棉花的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予棉花抗虫特性以及抗性程度 6．目的基因导入受体细胞后，需要检测目的基因是否可以维持稳定和表达其遗传特性。下列关于目的基因的检测和鉴定的叙述，正确的是(　　) A．目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是能否转录出mRNA B．可采用PCR检测目的基因是否转录和翻译 C．可从转基因生物中提取蛋白质来检测目的基因是否翻译成相应蛋白质 D．抗虫、抗病检验用于确定转基因生物是否具备相关性状属于分子水平的检测 7．下列叙述不正确的是(　　) A．启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游 B．在基因工程的基本步骤中，不需要进行碱基互补配对的是将目的基因导入受体细胞 C．细菌常常用作基因工程的受体细胞，主要原因是繁殖速度快 D．某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，可以想象这头牛发生了基因突变 8．科学家将人的生长激素基因与某种细菌(不含抗生素抗性基因)的DNA分子进行重组，并成功地在该细菌中得以表达(如图)。下列相关叙述错误的是(　　) A．过程①合成人生长激素基因的过程需要用到逆转录酶 B．过程③是将重组质粒溶于缓冲液后与经Ca2＋处理的细菌B混合 C．成功导入了重组质粒的细菌B在含有氨苄青霉素的培养基上不能生长 D．可采用抗原—抗体杂交技术检测工程菌中生长激素基因是否成功表达 9．下列叙述正确的是(　　) A．欲培育出在肝细胞特异性表达目的基因的转基因小鼠，需将基因表达载体导入小鼠肝细胞 B．PCR扩增目的基因需设计特异性的引物 C．构建基因表达载体需要限制酶和RNA聚合酶 D．通过PCR检测目的基因是否完成表达 10．科研人员利用农杆菌转化法将水稻的耐低磷基因OsPTF转移到大豆植株中，获得转基因大豆。图为重组Ti质粒上T－DNA的序列结构示意图。错误是(　　) A．通过PCR扩增获得大量OsPTF基因时需要了解该基因的全部序列 B．RNA聚合酶识别到终止子后，会使转录过程停止 C．可通过含除草剂的选择培养基筛选含有目的基因的大豆愈伤组织 D．用图中所示两种限制酶切割重组Ti质粒后，至少得到两条不同长度的片段 拔高突破 11．α1-抗胰蛋白酶缺乏症是北美常见的一种单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。利用基因工程技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培育出能在乳腺细胞表达人α1-抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更容易获得这种酶。下列关于该过程的叙述中，错误的是(　　) A．载体上绿色荧光蛋白基因(GFP基因)的作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞 B．将目的基因导入羊受精卵中，可以使用显微注射技术 C．培养出的转基因羊的所有细胞中都含有该目的基因，故该羊有性生殖产生的后代也都能产生α1-抗胰蛋白酶 D．转基因母羊乳腺细胞中α1-抗胰蛋白酶基因才会得以表达，因此可以从乳汁中提取α1-抗胰蛋白酶 12．如图是利用转基因技术培育新品种植物的部分操作程序，错误的是(　　) A．过程①需使用不同的限制酶切割 B．过程②可用T4 DNA连接酶连接 C．过程③需采用农杆菌转化法介导 D．过程④需采用选择性培养基进行筛选 13．双向启动子可同时结合两个RNA聚合酶来驱动下游基因的表达，研究人员构建了如图所示的基因表达载体，以检测双向启动子作用效果。下列分析不正确的是(　　) A．可用农杆菌转化法将含目的基因的T－DNA导入植物细胞 B．为连入GUS基因，需用SalⅠ和SphⅠ酶切已整合了双向启动子及LUC基因的质粒 C．在培养基中添加潮霉素可筛选出导入T－DNA的植物细胞 D．可通过观察是否出现荧光和蓝色物质确认双向启动子的作用 14．科学家通过基因工程技术，将苏云金杆菌的Bt抗虫蛋白基因转入到普通棉株细胞内，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。其大致过程如图所示。 (1)用Ti质粒作为载体，是因为Ti质粒上有____________，它能将Bt抗虫蛋白基因整合到棉花细胞的____________________上。 (2)将Bt抗虫蛋白基因导入棉花细胞内采用的方法是_____________。将基因表达载体转入农杆菌，首先必须用_______处理农杆菌，目的是________________。 (3)检测Bt抗虫蛋白基因在抗虫棉中是否成功表达，在分子水平上的检测方法是___________；要确定抗虫棉是否具有抗虫特性，还需要进行____________水平的鉴定。 15．科研人员构建了可表达J－V5融合蛋白的重组质粒并进行了检测，该质粒的部分结构如图甲所示，其中V5编码序列表达标签短肽V5。 (1)与图甲中启动子结合的酶是____________。除图甲中标出的结构外，作为载体，质粒还需具备的结构有____________________(答出2个结构即可)。 (2)构建重组质粒后，为了确定J基因连接到质粒中且插入方向正确，需进行PCR检测，若仅用一对引物，应选择图甲中的引物____________。已知J基因转录的模板链位于b链，由此可知引物F1与图甲中J基因的________(填“a链”或“b链”)相应部分的序列相同。 (3)重组质粒在受体细胞内正确表达后，用抗J蛋白抗体和抗V5抗体分别检测相应蛋白是否表达以及表达水平，结果如图乙所示。其中，出现条带1证明细胞内表达了____________，条带2所检出的蛋白________(填“是”或“不是”)由重组质粒上的J基因表达的。 受精时，花粉落到柱头上，刺激长出花粉管。 肺炎链球菌转化实验？ 课题 选修3第三章第三节《基因工程的应用》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.举例说出基因工程在农牧业、医药卫生和食品工业等方面的应用。2.乳腺生物反应器的制备过程 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 基因与性状的关系_____________________________ 一、基因工程在农牧业方面的应用 转基因抗虫植物 转基因抗病植物 转基因抗除草剂植物 __________基因 __________基因 __________基因 成果 转基因植物培育过程 转基因动物的培育过程(以转基因牛培育过程为例) 技术：___________、_____________ 技术：_______、_______、______、_______ 二、基因工程在医药卫生领域的应用利用微生物、离体动植物细胞 利用哺乳动物 （乳腺生物反应器、 动物血液生物反应器 动物膀胱生物反应器） 移植器官工厂 调控基因表达的DNA序列→供体基因组→克隆技术（无排斥克隆器官） （抑制/去除抗原决定基因） 优势比较 酵母菌生产人的胰岛素的优势是酵母菌为真核生物，有生物膜系统，可通过内质网和高尔基体对产生的胰岛素进行加工和修饰，从而产生有活性的胰岛素。 膀胱生物反应器的优点是正常尿液中蛋白质含量很少，所以从尿液中更容易提取分离产物；不受年龄、性别限制，受体来源更广泛 动物乳腺生物反应器生产药用蛋白的优势：动物乳腺有完整的蛋白质翻译后修饰系统，生产的蛋白质活性高，更稳定；产物直接经乳汁分泌，易提取 三、基因工程在食品方面应用 氨基酸 合成_________、_________→阿斯巴甜 酶 合成________→奶酪、 合成________→糖浆 合成________→烘烤食品原料 维生素 基础达标 1．盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平，影响H2O2的跨膜转运，如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的 B．PIP2s蛋白磷酸化被抑制，促进H2O2外排，从而减轻其对细胞的毒害 C．敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力 D．从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径 2．下列有关目的基因的操作能够改善产品品质的是(　　) A．将草鱼的生长激素基因导入鲤鱼体内 B．将肠乳糖酶的基因导入奶牛的基因组 C．将降解或抵抗某种除草剂的基因导入玉米 D．将Bt抗虫蛋白基因整合到烟草或棉花的基因组并实现表达 3．下列关于用转基因动物作器官移植供体的研究的叙述，不正确的是(　　) A．人体移植器官短缺和免疫排斥是目前制约人体器官移植的两大难题 B．猪的内脏构造、大小和血管分布与人的极为相似 C．灵长类动物体内隐藏的、可导致人类疾病的病毒少于猪 D．无论以哪种动物作为供体，都需要在其基因组中导入调控基因表达的DNA序列，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因 4．下列关于利用乳腺生物反应器生产药用蛋白的叙述，错误的是(　　) A．需要将编码药用蛋白的基因与能在乳腺中特异性表达的基因的启动子等调控元件重组在一起 B．常使用显微注射技术将基因表达载体导入乳腺细胞 C．需要借助于早期胚胎培养和胚胎移植技术培育出转基因动物 D．药物的生产受到转基因动物性别和年龄的限制 5．下列说法正确的是(　　) A．基因工程培育的抗虫植物也能抗病毒 B．动物基因工程的应用是培育体型巨大、品质优良的珍稀动物 C．基因工程可用来培育高产、稳产、品质优良和抗逆性强的作物 D．科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质导入植物体中，以提高氨基酸的含量 6．下列有关基因工程在农牧业方面应用的叙述，错误的是(　　) A．将来源于某些病毒、真菌等的抗病基因导入植物，可培育出转基因抗病植物 B．将降解或抵抗某种除草剂的基因导入作物，可培育出转基因抗除草剂作物 C．植物基因工程通常涉及基因工程、植物组织培养等技术 D．将基因工程生产的肠乳糖酶作为药物添加在牛奶中，可解决人的乳糖不耐受问题 7．SOD是一种抗氧化酶，它能将O转化成H2O2，增强植物的抗逆性。如图为培育农作物新品种的一种方式。下列有关叙述正确的是(　　) A．过程①可以用动物病毒作为载体 B．从该农作物新品种的细胞中检测出了SOD基因，说明该基因工程成功了 C．新品种的获得属于可遗传的变异，可能将抗逆性状遗传给子代 D．基因工程又叫重组DNA技术，所用工具酶有限制酶、DNA连接酶和载体 8．科研人员将野生大豆GsSAMS基因(S－腺苷甲硫氨酸合成酶基因)导入水稻，获得转基因株系，与野生型相比转基因水稻的盐碱胁迫耐受性明显提高。下列有关说法错误的是(　　) A．推测GsSAMS基因会阻碍植物渗透调节过程相关基因的表达 B．培育转基因水稻的核心工作是过程①构建基因表达载体 C．导入基因表达载体可采用过程②③农杆菌转化法侵染水稻愈伤组织 D．过程④依据植物细胞的全能性原理 9．基因工程应用广泛，成果丰硕。下列不属于基因工程应用的是(　　) A．制造能降解石油的“超级细菌” B．利用乳腺生物反应器生产药物 C．从大肠杆菌细胞内获得干扰素 D．培育青霉菌并从中提取青霉素 10．人抗凝血酶Ⅲ由人体肝细胞产生，具有抗凝血、防血栓的作用。研究人员通过培育山羊乳腺生物反应器大量生产人抗凝血酶Ⅲ。正确的是(　　) A．目的基因的上游需连接山羊乳腺中特异表达的基因的启动子 B．在该转基因山羊中，人抗凝血酶Ⅲ基因只存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中 C．用显微注射技术将基因表达载体导入山羊乳腺细胞来获得转基因动物 D．若用大肠杆菌作为受体细胞也能获得活性高的人抗凝血酶Ⅲ 11．从转基因牛、羊乳汁中提取药物工艺简单，甚至可直接饮用治病。如果将药用蛋白基因转入动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中，从转基因牛、羊尿液中提取药物比从乳汁中提取药物的更大优越性在于(　　) A．技术简单 B．膀胱上皮细胞容易表达药用蛋白 C．膀胱上皮细胞全能性较高 D．无论是雌性还是雄性个体，在任何发育时期都可以产生所需药物 12．科学家利用基因工程培育出了能产生乙肝病毒蛋白质的西红柿，被称之为“乙肝疫苗西红柿”。具体操作是：将乙肝抗原基因M导入农杆菌，然后利用农杆菌将M导入西红柿细胞。实验显示小白鼠连续五周吃这样的西红柿，体内产生了抗乙肝病毒的抗体，下列叙述错误的(　　) A．用PCR技术对M基因进行扩增，需要两种引物 B．含M的重组Ti质粒导入农杆菌之前，需要用Ca2＋处理农杆菌 C．含M的重组Ti质粒进入西红柿细胞中后会插入到西红柿染色体DNA上 D．因为加热会破坏有效蛋白，“乙肝疫苗西红柿”需要生吃 拔高突破 13．为使玉米获得抗除草剂性状，科研人员进行了相关操作(如图所示)。含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达，其正确表达产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，可能会导致未被转化的愈伤组织在含除草剂的培养基中生长。下列叙述正确的是(　　) A．T－DNA可将基因G转移并整合到农杆菌细胞的染色体DNA上 B．利用无色物质K和氨苄青霉素进行筛选1，可以获得农杆菌的蓝色菌落 C．利用无色物质K和除草剂进行筛选2，更易获得抗除草剂的转基因植株 D．构建基因表达载体时用两种限制酶就可防止酶切产物自身环化 14．如图是科研人员利用乙烯形成酶的反义基因，通过转基因技术获得耐储存的转基因番茄的过程。下列相关叙述不正确的是(　　) A．该转基因技术所用的目的基因是乙烯形成酶基因 B．乙烯形成酶的反义基因与乙烯形成酶基因的区别是转录的模板链不同 C．由图可知，过程⑤依据的原理是碱基互补配对原则 D．转基因番茄中乙烯含量低的原因可能是乙烯形成酶基因的翻译过程受阻 15．如图是利用猪唾液腺生产大量高纯度人神经生长因子(hNGF)的流程图，下列相关说法错误的是(　　) A．人hNGF基因需与唾液淀粉酶基因的启动子等重组后再导入猪成纤维细胞A B．人hNGF基因导入猪成纤维细胞A可以采用显微注射的方法 C．为确保操作成功，需要对代孕猪C注射适量免疫抑制剂 D．猪唾液腺作为生物反应器具有不受性别限制的特点 16．如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答下列问题： (1)在基因工程中，A表示目的基因，如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因，①过程使用的酶是________________；B表示构建的基因表达载体，其组成除了目的基因外，还必须有启动子、终止子、复制原点以及________________等，其中启动子是________________酶识别和结合的部位。 (2)B→C为转基因绵羊的培育过程，其中②过程常用的方法是________________，使用的绵羊受体细胞为________________，④过程用到的生物技术主要有动物细胞培养和____________。若转基因绵羊可通过分泌的乳汁来生产人类蛋白质，在基因表达载体中，目的基因的首端必须含有________________________，这种转基因动物被称为______________。 (3)B→D为转基因抗虫棉的培育过程，其中③过程常用的方法是________________，若使用的棉花受体细胞为体细胞，⑤表示的生物技术是___________________。要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，检测目的基因是否转录出了mRNA的方法是________________。 17．“绿水逶迤去，青山相向开。”大力发展低碳经济已成为全社会的共识。基于某些梭菌的特殊代谢能力，有研究者以某些工业废气(含CO2等一碳温室气体，多来自高污染排放企业)为原料，通过厌氧发酵生产丙酮，构建一种生产高附加值化工产品的新技术。回答下列问题： (1)研究者针对每个需要扩增的酶基因(如图)设计一对______，利用PCR技术，在优化反应条件后扩增得到目标酶基因。 (2)研究者构建了一种表达载体pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因组合表达库，经筛选后提高丙酮的合成量。该载体包括了启动子、终止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是_________________________________，终止子的作用是____________________________________________。 (3)培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时，出现了生长迟缓的现象，推测其原因可能是_________________________________________，此外丙酮的积累会伤害细胞，需要进一步优化菌株和工艺才能扩大应用规模。 (4)这种生产高附加值化工产品的新技术，实现了______________，体现了循环经济的特点。从“碳中和”的角度看，该技术的优势在于_______________________________，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。 转基因棉花优势：减少了化学农药的使用量，降低了环境污染；降低了生产成本 利用“超级细菌”来处理环境污染，利用经过基因改造的微生物来生产能源。 课题 选修3第三章第四节《蛋白质工程的原理和应用》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.举例说出蛋白质工程崛起的缘由。2.简述蛋白质工程的基本原理。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 基因如何控制性状①直接：_______________________________ ②间接：_______________________________ 一、蛋白质工程 通过______或_____，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质。 二、蛋白质工程崛起的缘由 ①基因工程的实质：将一种生物的_____转移到另一种生物体内，后者可以产生它本不能产生的_____，进而表现出_____。 ②基因工程的不足：基因工程在原则上只能生产自然界中_____的蛋白质。 ③天然蛋白质的不足：天然蛋白质的结构和功能符合_____生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。 三、蛋白质工程的基本原理 (1)目标：人们对蛋白质____的特定需求，对蛋白质的____进行设计改造。 (2)方法：改造或合成____。 (3)基本思路：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的____→推测应有的________序列→找到并改变相对应的________序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。 四、蛋白质工程的应用 医药工业 其他工业 农业方面 ①科学家通过对_________基因的改造，研发出速效胰岛素类似物产品。 ② ③人－鼠嵌合抗体：降低免疫反应强度。 用于改进酶的性能或开发新的工业用酶 ①科学家尝试改造某些________，以提高植物光合作用的效率，增加粮食的产量。 ②科学家利用蛋白质工程的思路来设计优良________，通过改造微生物蛋白质的结构，增强微生物防治病虫害的效果。 区别基因工程vs蛋白质工程 基因工程 蛋白质工程 天然蛋白质 非天然 仅切割DNA 基因进行改造 未改造mRNA mRNA改造或反向设计出 PCR定点突变技术在基因改造中的应用 重叠延伸PCR 大引物PCR 该技术要使用四条引物。其中引物2和3的突起处代表与模板链不能互补的突变位点，而这两条引物有部分碱基(包括突变位点)是可以互补的。因此，分别利用引物1和2、引物3和4进行 PCR后，得到的DNA片段可以通过引物2和3互补的碱基杂交在一起，再在DNA聚合酶的作用下延伸，就能成为一个完整的DNA。最后，用引物1和4进行扩增得到含有突变位点的 DNA片段。通过测序可以检验定点突变是否成功。 该技术需要用到三条引物进行两轮PCR，这三条引物分别是突变上游引物、常规上游引物和常规下游引物。第一轮PCR利用突变上游引物和常规下游引物进行扩增，得到不完整的含有突变位点的DNA片段；第二轮PCR利用第一轮扩增产物中的一条DNA链作为下游大引物，它与常规上游引物一起扩增得到完整的含有突变位点的DNA片段。 基础达标 1．下列各项与蛋白质工程没有直接关系的是(　　) A．利用各种高科技手段分析蛋白质的分子结构 B．研究并改变某种蛋白质相关基因的碱基序列 C．设计和制造自然界中没有的人工蛋白质 D．将编码牛凝乳酶的基因导入酵母菌的基因组中获得凝乳酶 2．腈水合酶(N0)广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)。下列有关叙述错误的是(　　) A．N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一 B．加入连接肽需要通过改造基因实现 C．获得N1的过程需要进行转录和翻译 D．检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境 3．下列关于蛋白质工程的说法，错误的是(　　) A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要 B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构 C．蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子 D．蛋白质工程的操作起点是从预期的蛋白质功能出发，设计出相应的基因，并借助基因工程实现 4．某生物中发现一种基因的表达产物是具有较强抗菌性和溶血性的多肽P1，科研人员预期在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的蛋白质药物，下一步要做的是(　　) A．构建含目的肽DNA片段的表达载体 B．合成编码多肽P1的DNA片段 C．设计抗菌性强但溶血性弱的蛋白质结构 D．利用抗原—抗体杂交的方法对表达产物进行检测 5．科学家将胰岛素的第28和29位的氨基酸调换顺序，成功获得了速效胰岛素，生产速效胰岛素时需要定向改造的对象是(　　) A．胰岛素 B．胰岛素mRNA C．胰岛素基因 D．胰岛B细胞 6．蛋白质工程是在深入了解蛋白质分子的结构与功能关系的基础上进行的，它最终要达到的目的是(　　) A．分析蛋白质的三维结构 B．研究蛋白质的氨基酸组成 C．获取编码蛋白质的基因序列信息 D．改造现有蛋白质或制造新的蛋白质 7．近年来，人工智能(AI)算法在蛋白质工程领域的应用已经被开发，下列关于AI算法在蛋白质工程领域应用的设想中，实现难度最大的是(　　) A．根据人类对蛋白质的功能需求设计蛋白质的高级结构 B．根据蛋白质的空间结构推测其氨基酸序列 C．按照设定的氨基酸序列推测mRNA的碱基序列 D．按照设定的mRNA的碱基序列设计新基因 8．下列不属于蛋白质工程的成果的是(　　) A．改造蛋白质类酶的结构，提高其热稳定性 B．生产鼠—人嵌合抗体 C．将干扰素分子中的半胱氨酸替换为丝氨酸 D．将人的胰岛素基因整合到大肠杆菌体内生产胰岛素 9．下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述，错误的是(　　) A．基因工程是一种在体外进行的重组DNA技术 B．通过蛋白质工程可以获得功能更符合人类需求的蛋白质 C．基因工程可以改造出更符合人类需求的新的生物类型和生物产品 D．基因工程和蛋白质工程分别在DNA分子水平和蛋白质分子水平上进行设计和施工 10．下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是(　　) A．蛋白质工程技术是基因工程技术的延伸 B．蛋白质工程只能生产自然界中已存在的蛋白质 C．蛋白质工程的设计是按中心法则相反的途径进行的 D．蛋白质工程可对基因进行改造或合成新基因 拔高突破 11．已知生物体内有一种转运蛋白Y，由300个氨基酸组成。如果将Y中157位的L-异亮氨酸变成亮氨酸，261位的酪氨酸变成丝氨酸，改变后的蛋白质Y1不但保留了原有Y的功能，且具备了催化活性。下列说法正确的是(　　) A．蛋白质工程和基因工程的根本区别是操作对象的差异 B．可以通过对Y蛋白基因进行修饰或人工合成获得 Y1 蛋白基因 C．蛋白质工程操作过程中，不需要酶和载体作为工具 D．细胞内合成Y1蛋白与Y蛋白的过程中，遗传信息的流向是相反的 12．干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以用于治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计保存干扰素的生产流程图，据图分析，下列叙述不正确的是(　　) A．图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能 B．图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子才能表达 C．图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构 D．图中各项技术并没有涉及基因工程技术 13．人白细胞介素-2(IL-2)是一种细胞因子，含有3个半胱氨酸，分别位于第58、105、125位，其中58位与105位半胱氨酸之间形成的二硫键对保持IL-2活性起重要作用。用大肠杆菌生产IL-2，为保证产物活性，将IL-2基因中编码125位半胱氨酸的序列突变为编码丝氨酸的序列。下列叙述错误的是(　　) A．突变的IL-2基因的序列可能发生了碱基的替换 B．天然的IL-2是由白细胞分泌的具有免疫能力的抗体 C．突变的IL-2基因的表达降低了二硫键错配的可能 D．大肠杆菌中IL-2基因的复制和表达遵循中心法则 14．如图是科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，生产出效果更好的鼠—人嵌合抗体的过程。下列有关说法错误的是(　　) A．生产鼠—人嵌合抗体的过程属于蛋白质工程 B．对鼠源杂交瘤抗体进行改造的难点是设计嵌合抗体的空间结构 C．对鼠源杂交瘤抗体进行改造，是通过基因定点诱变技术改造基因实现的 D．鼠—人嵌合抗体的使用对人体的副作用减少 15．赖氨酸是人体必需氨基酸之一，能促进人体发育、增强免疫功能，并有提高中枢神经组织功能的作用。某农科所科技人员欲通过将玉米某种蛋白酶改造成“M酶”，从而大大提高玉米种子中赖氨酸的含量，以期待培育出高赖氨酸玉米新品种。请回答下列问题： (1)科技人员先从“提高玉米种子中赖氨酸的含量”这一功能出发，预期构建出________的结构，再推测出相对应目的基因的___序列，最终合成“M酶”基因。 (2)科技人员获得“M酶”基因后，常利用__________技术在体外将其大量扩增，此过程需要一种特殊的酶是________________________________。 (3)“M酶”基因只有插入___________，才能确保“M酶”基因在玉米细胞中稳定遗传。科技人员将“M酶”基因导入玉米细胞中需要借助________的运输。 (4)依据____的原理，可将含有“M酶”基因的玉米细胞培育成转“M酶”基因的玉米植株。为了确保育种成功，科技人员需要通过___，从个体水平加以鉴定。 DNA→mRNA→蛋白质 课题 选修3第四章第一节《转基因产品的安全性》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.关注转基因生物的安全性。 2.举例说出关于转基因生物安全性问题的不同观点及论据。 3.形成对待转基因生物安全性问题的理性、求实的态度。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 你认为，转基因食品安全吗？_____________________ 一、转基因成果微生物 动物 植物 微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。 生长迅速、营养品质优良 抵抗相应病毒 人类疾病的转基因动物模型。 抗虫、抗病、抗除草剂和耐储藏等新性状的作物 减少________→缩短啤酒发酵周期 基因工程菌→_____、____ 家禽、家畜 大豆、玉米、棉花、油菜 二、转基因生物的安全问题 食物安全(滞后效应、过敏原、营养成分改变)、 生物安全(对生物多样性的影响)、 环境安全(对生态系统稳定性的影响)。 三、保障 1．叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该技术能有效改良植物的品质。与传统的转基因技术相比，叶绿体转基因技术的优点是叶绿体转基因更稳定，其遗传方式不遵循孟德尔的遗传定律，不会随花粉传给后代，从而保持了母本的遗传特性。 2．在转基因研究工作中，科学家采取多种方法防止基因污染，例如，我国科学家将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。 基础达标 1．下列关于转基因应用的叙述，正确的是(　　) A．食用转基因大豆会导致人患癌症 B．转基因技术在农、医等领域有广阔的应用前景 C．转基因作物营养丰富、产量高，应加以全面推广 D．转基因生物进入自然界后不会与野生物种杂交而威胁其他生物的生存 2．下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是(　　) A．我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度 B．国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害 C．开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提 D．目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上 3．对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域。下列关于其原因的叙述，不正确的是(　　) A．微生物具有生理结构和遗传物质简单的优点 B．微生物具有生长繁殖快的优点 C．微生物具有适应性强、对环境因素不敏感的优点 D．微生物具有容易进行遗传物质操作的优点 4．下列有关植物基因工程的成果的叙述，正确的是(　　) A．转基因抗虫棉改善了作物品质 B．将毒素蛋白基因直接导入水稻的受精卵，可以得到抗虫水稻 C．转入调节细胞渗透压的基因，有利于植物抗盐碱、抗干旱 D．植物细胞中没有质粒，所以不能利用质粒作为植物基因工程的载体 5．下列不属于转基因动物方面的研究成果的是(　　) A．培育生长迅速、营养品质优良的转基因家畜、家禽 B．培育抵抗相应病毒的动物新品种 C．建立了某些人类疾病的转基因动物模型 D．制备单克隆抗体 6．下列关于基因工程应用的叙述，错误的是(　　) A．科学家可以利用转基因技术抑制乙烯形成酶的活性和乙烯的生成量来延长番茄的储藏时间 B．将某些抗病毒的基因导入动物体内，使获得的转基因动物能抵抗相应病毒 C．抗虫基因只要成功地插入植物细胞染色体上就都能正常表达 D．可利用工程菌大规模生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等药物 7．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产生基因交流 D．植物杂交的后代不会出现一定的性状分离比 8．有人认为“转基因生物和转基因食品不安全，要严格控制”，以下各项中支持此观点的是(　　) A．转基因作物能使贫穷国家的亿万人口摆脱饥饿，同时还能减少使用农药引起的环境污染 B．转基因食品与非转基因食品一样，都是由脂肪、蛋白质和糖类等物质组成的 C．对转入了苏云金杆菌基因的西红柿进行毒性分析表明，这种转基因西红柿对人体健康没有影响 D．帝王蝶的幼虫在吃了某种转基因玉米的花粉沾染过的牛奶草叶子后，近一半的个体死亡，幸存的也不能正常发育 9．当面对日常生活中与转基因技术有关的话题时，我们需要理性地表明观点和参与讨论。下列不属于理性看待转基因技术的是(　　) A．要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响 B．只要有证据表明产品有害，就应该禁止转基因技术的应用 C．要看到经济、文化和伦理道德观念等差异使人们对转基因技术有不同的看法 D．要在清晰地了解转基因技术的原理和操作规程的基础上来讨论转基因技术的相关问题 10．生物技术就像“一把双刃剑”：它既可以造福人类，也可能在使用不当时给人类带来潜在的危害。下列关于生物技术的叙述，错误的是(　　) A．来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因同时转入植物中能防止转基因花粉的传播 B．转基因产品具有优良的品质，实验室培育的转基因产品可直接上市推广 C．基因污染可能对生物多样性、生态环境和人体健康造成潜在威胁 D．玉米中α-淀粉酶基因的获取可通过PCR扩增，也可用化学方法人工合成 拔高突破 11．对于转基因生物的安全性问题，以下说法合理的是(　　) A．对外源DNA应进行认真选择，避免产生对人体有毒害的或能引起人体过敏的蛋白质 B．把重组DNA的转移限制在遗传上没有缺陷的生物上 C．一旦发现转基因生物出现了安全性问题，要马上停止实验，并封存重组生物 D．目前人们对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制已经完全掌握 12．转基因作物因其具有抗旱、抗寒、抗虫等能力而在粮食缺少的国家推广。但是反对者表示：对转基因食物进行的安全性研究都是短期的，无法有效评估人类进食转基因食物几十年后或更久以后的风险。下列叙述不正确的是(　　) A．转基因作物的基因可能传播到野生植物体内，造成基因污染 B．转基因技术使作物获得优良性状，但并没有增加生物的基因多样性 C．转入抗虫基因的植物，有可能会导致昆虫群体抗性基因频率增加 D．如果转基因植物的外源基因来源于自然界，则不会有安全性问题 13．矿业生产和农田不当使用化肥会导致重金属镉(Cd)在土壤中过度积累。通过基因工程，将酵母菌液泡镉转运蛋白(YCF1)定位在不育杨树株系的液泡膜上，可获得液泡中富集Cd的转基因杨树。再通过收集杨树的组织器官异地妥善储存等后续处理，可对Cd污染土壤进行修复。将长势一致的野生型和转基因杨树苗栽植在Cd污染土壤中，半年后测定数据如图所示。下列说法错误的是(　　) A．培育转基因不育株系可避免YCF1基因扩散造成基因污染 B．由图1可知，转基因植株对Cd污染具有更强的耐受能力 C．对杨树的茎叶进行后续处理对于修复Cd污染土壤最为方便有效 D．YCF1向液泡内转运镉离子的过程不需要消耗细胞代谢释放的能量 14．为评估外源基因Vgb在菊花中的稳定性以及对生态环境的影响，研究人员在种植转基因菊花的第二年，随机选取转基因菊花株系及周边非转基因菊花和各种杂草，提取DNA。根据Vgb设计特异性引物进行PCR扩增，电泳结果如图。下列说法不正确的是(　　) 注：CK表示质粒阳性对照，1为空白对照，2～10 为转基因株系， 11～15为不同种类杂草，16～20 为非转基因菊花。 A．设置空白实验是为了排除实验操作、试剂污染等对结果的影响 B．结果表明2年内Vgb基因在菊花细胞中稳定，且未发生向周边植物的扩散 C．转基因植物与周边其他植物之间不可能通过花粉发生基因交流 D．将Vgb基因转入其他植物时需要经过安全性评价 15．DBN9936是国内首批获得农业转基因生物安全证书的玉米品种，对危害玉米的玉米螟等主要鳞翅目害虫具有良好的抗性，同时能耐受较高浓度的草甘膦(除草剂的有效成分)。其基因操作的受体是玉米品种DBN318，目的基因cry1Ab来源于苏云金杆菌，其表达产物能够专一有效地抑制玉米螟、棉铃虫及黏虫等玉米鳞翅目害虫；目的基因epsps来源于土壤农杆菌，其表达产物使转化体可耐受草甘膦除草剂。同样获批安全证书的国产转基因玉米品种DBN9858耐除草剂，但不抗虫，可作为DBN9936的庇护材料使用。回答下列问题： (1)DBN9936的转化过程之一是将含有epsps基因表达载体的________与玉米DBN318幼胚经______过程形成的愈伤组织共同培养，该过程需在培养基中添加酚类化合物，且在无菌、________(填“黑暗”或“光照”)的环境中进行。 (2)利用PCR技术，可以鉴定共同培养后的愈伤组织中是否含有epsps基因。epsps基因的部分序列如图所示。 根据上述序列应制备引物________________________________(填序列)对epsps基因进行PCR，鉴定后得到的转基因愈伤组织经________过程获得DBN9936幼苗。幼苗移栽至大田前还需“炼苗”，“炼苗”时需逐渐降低湿度、________(填“增加”或“降低”)光照强度。 (3)DBN9858和DBN9936两个玉米品种混合种植，更有利于生态可持续发展。请从生物进化的角度阐释两个品种混合种植的优点：_____________________。 (4)玉米为异花传粉，花粉飘散的距离很远，容易造成基因漂移，有同学提出将DBN9936的目的基因cry1Ab整合到玉米受体细胞的叶绿体基因组中。你同意该同学的观点吗？请说明理由。_________________________________________。 16．害虫损伤番茄的叶片后，组成叶片细胞的细胞壁能释放出一种类激素物质，这种物质可以扩散到番茄的其他部位，诱导细胞内蛋白酶抑制剂基因表达，合成蛋白酶抑制剂，导致害虫不能消化食物而死亡。科学家利用转基因技术把番茄的蛋白酶抑制剂基因转移到玉米中，使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，有效地抵御了玉米螟对玉米的危害。请结合上面的材料，回答下列问题： (1)转入了番茄蛋白酶抑制剂基因的玉米，合成番茄蛋白酶抑制剂的具体部位是细胞中的__________，合成的化合物还需要在______________________中加工才具有生物活性。 (2)这种抗玉米螟玉米品种的培育技术属于转基因技术，该技术的核心是________________。 科学家预言，此种“转基因玉米”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的现象，此种现象缘于玉米螟发生了______________。 (3)有人认为在种植了这种转基因玉米的农田中的杂草不会出现抗玉米螟性状，分析可能的原因是_________________________，玉米的花粉不能传递给杂草。 (4)抗玉米螟玉米具有显著的生态效应，该项科技成果在环境保护上的重要作用是_____________________。但是，种植该玉米的农田还需要进行防虫管理，原因是____________________________。 (5)有人对食用该玉米的安全性表示担忧，你认为这种担忧的理由是__________。 课题 选修3第四章第二节《关注生殖性克隆人》、第三节《禁止生物武器》 设计人 审核人 课型 新授课 重难点 1.简述克隆人、设计试管婴儿等技术在应用中可能和已经带来的问题。 2.说出生物武器的主要种类。 3.举例说出生物武器给人类带来的威胁。 初高中衔接 知识 清单 重难点突破 当堂检测 知识回顾 传染病预防的三条途径________________________ 一、关注生殖性克隆人 生殖性克隆 治疗性克隆 通过克隆技术产生独立生存的______ 产生特定的细胞、组织和器官，用它们来___________受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。 对生殖性克隆人研究的不同见解 赞成 反对 ①生殖性克隆人研究是一项科学研究，应该允许科学家研究。 ②伦理道德观念是可以改变的。 ①生殖性克隆人“有违人类尊严”。 ②生殖性克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，严重地违反了人类伦理道德。 ③克隆技术还不成熟，生殖性克隆人会面临流产、死胎和畸形儿等问题，与人类传统的伦理道德背道而驰。 设计试管婴儿与试管婴儿的比较 设计XX：多了_______阶段 目的：救治患病亲属（白血病） 鉴定遗传病 不符合要求，人道销毁 二、禁止生物武器 生物武器的种类：________类、________类和__________类 特点 预防 (1)传染性极强。 (2)传播途径多、速度快。 (3)危害强、时间长。 (4)杀伤范围大，易于携带和释放，难防难治。 (5)对人的心理震慑作用大，容易制造恐慌。 (1)控制传染源 (2)切断传播途径 (3)保护易感人群 基础达标 1．下列有关克隆的叙述，正确的是(　　) A．我国政府不赞成、不允许、不支持、不接受任何克隆实验 B．利用PCR技术扩增目的基因也属于克隆的范畴 C．虽然克隆人的技术已经完全成熟，但因为存在较大的争议，所以我国禁止克隆人 D．克隆羊多莉的诞生，证明了动物细胞具有全能性 2．“设计试管婴儿”是在早期胚胎移入母体子宫之前，对胚胎进行遗传学诊断。下列有关叙述不正确的是(　　) A．植入前，可以通过诊断筛选出无遗传疾病的胚胎植入母体子宫 B．针对女方是血友病患者，而男方正常的夫妇，可以筛选出无遗传疾病的女胎植入母体子宫 C．针对男方是抗维生素D佝偻病患者，而女方正常的夫妇，可以筛选出无遗传疾病的男胎植入母体子宫 D．该技术是为了不生出患病孩子，因此无须考虑性别 3．下列生物不能用作生物武器的是(　　) A．炭疽杆菌 B．霍乱弧菌 C．埃博拉病毒 D．灭活的HIV病毒 4．下列关于生物武器的说法，错误的是(　　) A．生物武器包括致病菌类、病毒类、生化毒剂类等 B．利用炭疽杆菌制成的生物武器，具有传染性强、死亡率高的特点 C．中美两国发布联合声明，重申了在一般情况下不发展、不生产、不储存生物武器 D．彻底销毁生物武器是世界上大多数国家的共识 5．下列哪项是反对克隆人的生物学家的观点(　　) A．克隆技术还不成熟，很可能孕育出有严重生理缺陷的孩子 B．可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法弥补克隆技术的不足 C．克隆人冲击了现有的一些有关婚姻、家庭和两性关系的伦理道德观念 D．道德观念是可以改变的 6．下列关于生殖性克隆和治疗性克隆的说法，正确的是(　　) A．生殖性克隆和治疗性克隆的目的相同 B．生殖性克隆和治疗性克隆都需要进行胚胎移植 C．生殖性克隆人可以使人类基因的多样性更加丰富 D．克隆技术还不成熟，与社会伦理有严重冲突，可以研究治疗性克隆而禁止生殖性克隆人 7．如图表示培育试管婴儿的两条途径，下列相关叙述正确的是(　　) A．途径1为培育试管婴儿，途径2为设计试管婴儿 B．②为早期胚胎培养过程，该过程要在培养液中加入血清 C．①表示体内受精过程，在输卵管中进行 D．利用这两条途径获得试管婴儿的目的完全一致 8．大多数人认为，用设计试管婴儿的办法救治自己的孩子是符合伦理道德的。下列哪项不是他们的理由(　　) A．父母是出于爱子之心，为了救治孩子 B．这是救治患者最好、最快捷的办法 C．提供骨髓中的造血干细胞不会对婴儿造成伤害 D．把试管婴儿当作人体零配件工厂是对生命的不尊重 9．所谓“设计试管婴儿”，是指将体外受精形成的胚胎在植入母体孕育前，将其中一个细胞取出进行某些基因检测，当检测结果符合人们需要时，再把胚胎植入母体孕育。下列有关叙述正确的是(　　) A．“设计试管婴儿”运用了细胞核移植、早期胚胎培养、胚胎移植等技术 B．与“设计试管婴儿”相比，试管婴儿需要经过遗传学诊断 C．“设计试管婴儿”和试管婴儿都是有性生殖 D．对于“设计试管婴儿”技术，我们应该强行禁止 10．下列有关生物武器的叙述，错误的是(　　) A．生物武器的种类包括致病菌、病毒、毒品、生化毒剂等 B．鼠疫、炭疽、霍乱等的病原体都可以用来制造生物武器 C．与常规武器相比，生物武器不易被发现，受自然条件影响大 D．我国政府主张全面禁止和彻底销毁生物武器 11．下列关于生物武器的叙述，不正确的是(　　) A．生物武器是造价昂贵且具有大规模杀伤性的武器 B．生物武器具有强大的传染性和致命性 C．生物武器可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布 D．生物武器一旦使用，将对军队和平民造成大规模杀伤的后果 12．下列关于生物武器的说法，错误的是(　　) A．生物武器的致病能力强、攻击范围广 B．利用炭疽杆菌无法制成生物武器 C．生物武器没有明确的标识，潜在危害大 D．若有人以病毒作为生物武器，带来的危害将难以预估 拔高突破 13．研究人员利用CRISPR基因编辑技术成功修复了人类早期胚胎中与肥厚型心肌病相关的基因MYBPC3的突变，且定向非常精确，未出现“脱靶”效应。这项研究在攻克用基因组编辑技术治疗人类遗传病的若干技术问题的同时，也引起了一些伦理方面的争论。下列相关叙述错误的是(　　) A．运用该技术编辑少量的细胞就可以对遗传病进行治疗 B．运用该技术可能诱发基因歧视等诸多社会不公平现象 C．该技术潜藏着难以预测的、巨大的不确定性和风险 D．随着该技术的成熟，可以设计“完美婴儿”，促进人类的发展和进步 14．炭疽杆菌造成感染者死亡率极高的主要原因之一是它能产生两种成分为蛋白质的内毒素。有科学家将该菌的大型环状DNA分子破坏后，该菌仍能产生内毒素。据此判断，下列对炭疽杆菌的叙述，不正确的是(　　) A．控制内毒素合成的基因位于炭疽杆菌的拟核中 B．炭疽杆菌合成的内毒素属于代谢产物 C．将蜡样芽孢杆菌改造成像炭疽杆菌一样的致病菌需要通过转基因技术 D．若将炭疽杆菌用于军事用途或恐怖活动，则属于生物武器 15．2019年，中国科学院神经科学研究所利用CRISPR－Cas9基因编辑技术，用基因敲除的猴的体细胞通过克隆技术培育出5只克隆疾病猴。下列相关叙述错误的是(　　) A．克隆猴基因组成差异小，可减少个体差异对实验的干扰 B．受精卵经基因编辑后形成的胚胎不一定都能成功发育为克隆疾病猴 C．克隆疾病猴有助于研究该疾病致病机制和开发相应药物 D．可以运用该基因编辑技术进行生殖性克隆人的研究 16．嵌合病毒是一种基因工程重组病毒，即利用一些已知特性的病毒毒株作为受体，以另一病毒毒株作为供体提供结构蛋白基因，替换掉受体毒株的相应位置的基因，从而构建出一种新型病毒。作为重组病毒，嵌合病毒在安全性上有一定的风险，其可能被制成生物武器。下列相关叙述错误的是(　　) A．嵌合病毒是受体病毒毒株和供体病毒毒株融合形成的新型病毒 B．由嵌合病毒制成的生物武器可能具有目前人类难以预防和治疗的特点 C．我国对生物武器的观点是任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器 D．人体对嵌合病毒虽然能产生免疫反应，但嵌合病毒仍具有极大的危害性 17．生物技术就像把双刃剑，它既可以造福人类，也可能在使用不当时给人类带来灾难。回答下列问题： (1)“试管婴儿技术”诞生后，继而出现了“设计试管婴儿技术”，二者在技术手段上的区别是______________________________。有人认为用设计试管婴儿的办法救治自己的孩子不合乎伦理道德，其主要理由是___________________。 (2)2016年，“三亲试管婴儿”出生，如图表示“三亲试管婴儿”的培育过程。图示过程中代表婴儿母亲卵母细胞的是____________，“三亲试管婴儿”技术能避免母亲的____________遗传病基因传递给后代。该婴儿的孕育过程中依次使用了________、体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植等技术。 (3)“基因编辑婴儿”指通过基因编辑技术修改人体胚胎、精子或卵细胞细胞核中的DNA后生下的婴儿。基因编辑是应对遗传性疾病的一个潜在办法，但它极具争议性，因为这些修改将遗传给后代，最终有可能影响整个人类的________。 18．阅读资料，回答下列相关问题： 资料　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，叫作生物战剂气溶胶。生物战剂气溶胶的颗粒很小，约为0.5～5 μm，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，所以使人致死剂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。 (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？__________________________________________(请至少写出三类)。 (2)生物战剂气溶胶通常通过_________(请至少写出两条途径)等途径侵入人体。 (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。________________________________(至少举出一个方面)。 (4)有人说，生物武器给人类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？______________________________________________。 我国的四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验 1 学科网（北京）股份有限公司 $