高中生物選修 三 3 《現(xiàn)代生物科技》 全套教案 人教新課標(biāo) 志鴻 優(yōu)化

《高中生物選修 三 3 《現(xiàn)代生物科技》 全套教案 人教新課標(biāo) 志鴻 優(yōu)化》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中生物選修 三 3 《現(xiàn)代生物科技》 全套教案 人教新課標(biāo) 志鴻 優(yōu)化（39頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 高中生物選修課教案 《現(xiàn)代生物科技專題》（人教版選修3） 專題一 基因工程 第一節(jié) 基因工程的簡(jiǎn)介 教學(xué)目標(biāo)： 1．知識(shí)方面 （1）了解基因工程的基本概念。 （2）基因操作的工具和基本操作程序。 （3）舉例說(shuō)出基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。 2．態(tài)度價(jià)值觀方面 （1）通過(guò)學(xué)習(xí)基因工程的概念，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究需要的嚴(yán)謹(jǐn)，激發(fā)為祖國(guó)而奮斗的精神。 （2）通過(guò)學(xué)習(xí)基因操作的工具和基本程序及應(yīng)用，使學(xué)生樹(shù)立結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的辯證唯物主義觀念。 3．能力方面 （1）通過(guò)對(duì)圖片、動(dòng)畫(huà)等

2、的觀察，讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)的觀察方法，培養(yǎng)觀察能力。 （2）通過(guò)利用課本以外的資料和網(wǎng)絡(luò)信息解決學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力。 （3）通過(guò)多媒體課件對(duì)基本概念、基本原理的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程的探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的獲取新知的能力、分析和解決問(wèn)題的能力及交流與合作的能力。 教學(xué)重點(diǎn)：基因操作的工具和基本程序及應(yīng)用。 教學(xué)難點(diǎn)： 1．限制酶和運(yùn)載體的作用。 2．提取目的基因的方法和目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的途徑。 3．基因工程的應(yīng)用。 教學(xué)方法：以探究法、談話法、材料教學(xué)法相結(jié)合。 具體方法： 1．以具體事例講述，學(xué)生制作模型，使學(xué)生切身體會(huì)基因工程“剪、拼、接、

3、轉(zhuǎn)”的主要過(guò)程。 2．搜集資料，采用思考、分析、想像、推斷和辯論等方法，明確基因工程的應(yīng)用。 教學(xué)課時(shí)：3課時(shí) 教學(xué)過(guò)程： [第一課時(shí)]：DNA重組技術(shù)的基本工具 一．復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課 教師活動(dòng)：投影幻燈片，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析討論。 1．遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？ 2．生物體遺傳的基本單位是什么？ 3．為什么生物界的各種生物間的性狀有如此大的差別呢？ 4．生物的性狀是怎樣表達(dá)的？ 5．各種生物的性狀都是基因特異性表達(dá)的結(jié)果，那么，人類能不能改造基因 呢？使原來(lái)本身沒(méi)有某一性狀的生物而具有某個(gè)特定的性狀呢？ 6．各種生物間的性狀千差萬(wàn)別，這是為什么呢？ 引導(dǎo)學(xué)生回答：生物

4、體的不同性狀是基因特異性表達(dá)的結(jié)果。 教師舉例： 1．青霉菌能產(chǎn)生對(duì)人類有用的抗生素——青霉素 2．豆科植物的根瘤菌能夠固定空氣中的氮?dú)? 3．人的胰島B細(xì)胞能分泌胰島素調(diào)節(jié)血糖的濃度 教師提問(wèn)：以上幾種生物各有其特定的性狀，這些性狀都是基因特異性表達(dá)的結(jié)果。但是人類能不能改造基因呢？ 在引導(dǎo)學(xué)生思考、探究的同時(shí)引出本節(jié)課題。 二、講授新課 1．基因工程的概念： 課前布置學(xué)生自學(xué)教材上的知識(shí)內(nèi)容，讓學(xué)生理解基因工程的概念，并引導(dǎo)學(xué)生回答表中內(nèi)容。 基因工程的別名 基因拼接技術(shù)或DNA管理費(fèi)用技術(shù) 操作環(huán)境 生物體外 操作對(duì)象 基因 操作水平 DNA分子水平 基

5、本過(guò)程 剪切——拼接——導(dǎo)入——表達(dá) 結(jié)果 人類需要的基因產(chǎn)物 教師活動(dòng)：投影問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生討論，引出基因操作的工具。 基因工程的操作水平是在DNA分子水平進(jìn)行的，所以用普通的操作工具能夠在如此微觀的條件下操作嗎？ 2．基因操作的工具 基因工程培育抗蟲(chóng)棉的簡(jiǎn)要過(guò)程 蘇云金芽孢桿菌（有抗蟲(chóng)特性） 提取 抗蟲(chóng)基因 普通棉花（無(wú)抗蟲(chóng)特性） 棉花細(xì)胞（含抗蟲(chóng)基因） 與運(yùn)載體DNA 拼接、導(dǎo)入 棉花植株（有抗蟲(chóng)特性） 教師活動(dòng)：投影基因工程抗蟲(chóng)棉的簡(jiǎn)要過(guò)程。（見(jiàn)下表） 學(xué)習(xí)探究1：在基因工程培育抗蟲(chóng)棉的過(guò)程中

6、，關(guān)鍵步驟或難點(diǎn)是什么？ 學(xué)生活動(dòng)：分析、討論，學(xué)生與教師共同對(duì)基因工程關(guān)鍵歸納總結(jié)。 關(guān)鍵步驟一：抗蟲(chóng)棉從蘇云金孢桿菌細(xì)胞內(nèi)提取。 關(guān)鍵步驟二：抗蟲(chóng)基因與運(yùn)載體DNA拼接。 關(guān)鍵步驟三：抗蟲(chóng)基因進(jìn)入棉花細(xì)胞。 學(xué)習(xí)探究2：怎樣才能在蘇云金芽孢桿菌DNA分子中的眾多基因中找到所需抗蟲(chóng)基因呢？又怎樣將它從DNA長(zhǎng)鏈中提取出來(lái)？又如何將提取出的抗蟲(chóng)基因與棉花細(xì)胞的DNA結(jié)合在一起呢？ 引導(dǎo)學(xué)生探究、分析、總結(jié)： （1）“分子手術(shù)刀”又叫基因剪刀——限制性內(nèi)切酶 ① 分布：主要在微生物中 ② 作用特點(diǎn)：特異性，即識(shí)別特定的核苷酸序列，切割特定的切點(diǎn)。 ③ 結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端（堿基

7、互補(bǔ)配對(duì)）。 播放投影幻燈片的實(shí)例。 限制酶切割DNA分子示意圖 C ︱ G A A T T G ︱ C T T A A ︱ ︱ ︱ ︱ 黏性末端 T T A A G | C C ︱ G A A T T （2）“分子縫合針”又叫基因針線——DNA連接酶 ① 連接部位：磷酸二酯鍵。 DNA連接酶作用示意圖 C ︱ G A A T T G ︱ C T T A A ︱ ︱ ︱ ︱ ② 結(jié)果：兩個(gè)相同的黏性

8、末端的連接。 學(xué)習(xí)探究3：用DNA連接酶連接兩個(gè)相同的黏性末端要連接幾個(gè)磷酸二酯鍵？用限制性內(nèi)切酶切一個(gè)特定基因要切斷幾個(gè)磷酸二酯鍵？ （3）“分子運(yùn)輸車”又叫基因的運(yùn)輸工具——基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體 ① 作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。 ② 具備的條件：能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存；具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)；具有某些標(biāo)記基因。 ③ 種類：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。 ④ 質(zhì)粒的特點(diǎn)： 質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體； 最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒； 是細(xì)胞染色體外能自我復(fù)制的小型環(huán) 狀DNA分子； 質(zhì)粒的大小只有普通細(xì)菌染色體的1% 左右； 存在于

9、許多細(xì)菌及酵母菌等微生物中； 質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞生存沒(méi)有決定 性的作用； 質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。 （自身細(xì)胞中也可） 學(xué)習(xí)探究4： 1、質(zhì)粒上會(huì)存在某些標(biāo)記基因，這些標(biāo)記基因有什么用途？ 2、要想將某個(gè)特定基因與質(zhì)粒相連，需要用幾種限制性內(nèi)切酶和幾DNA連接酶處理？ 課堂小結(jié)：基因工程的概念和的基本操作工具。 課后記： 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)基因工程的基本概念和基因工程的基本操作工具，學(xué)生能充分利用自己查找和老師提供的教學(xué)資料進(jìn)行學(xué)習(xí)探究，效果較好。但學(xué)生在質(zhì)粒的認(rèn)識(shí)上還有待進(jìn)一步提高。下節(jié)課應(yīng)重新啟發(fā)學(xué)生復(fù)習(xí)有關(guān)知識(shí)，提高學(xué)生的認(rèn)知能力。 [第二課時(shí)

10、]基因工程的基本操作程序 一、復(fù)習(xí)鞏固，引出課題 教師活動(dòng)：以談話的方式提出下列問(wèn)題 1、什么是基因工程？ 2、基因工程的工具酶有幾種？分別是什么？ 3、基因的剪刀是什么？其主要作用是什么？ 4、基因的針線是什么？其主要作用是什么？ 5、基因的運(yùn)輸工具是什么？ 6、運(yùn)載體必須具備的條件是什么？最常用的運(yùn)載體是什么？ 7、質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)是什么？ 學(xué)習(xí)探究1：有了基因操作的工具后，對(duì)基因是如何進(jìn)行操作的呢？ 二、講授新課 引導(dǎo)學(xué)生按幻燈片中提供的問(wèn)題進(jìn)行閱讀課文提供的材料，并討論、分析有關(guān)基因工程操作的基本程序。 ① 舉例說(shuō)明什么是目的基因？ ② 從供體細(xì)胞DNA中直接分離

11、基因的方法叫什么？ ③ 人工合成基因的方法有幾種？其操作過(guò)程分別是怎樣的？ ④ 將目的基因與用限制內(nèi)切酶處理后的運(yùn)載體混合并用DNA連接酶處理后會(huì)出現(xiàn)幾種結(jié)果？ ⑤ 將目的基因的重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)胞受體細(xì)胞的過(guò)程常用哪種化學(xué)試劑？其目的是什么？ ⑥ 在目的基因的檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)的對(duì)象是什么？ 通過(guò)觀看材料，思考問(wèn)題，引起師生在相關(guān)知識(shí)點(diǎn)上的共鳴。 （1）目的基因的提?。? ① 途徑：從供體細(xì)胞的DNA基因文庫(kù)中直接提取目的基因（一般用于原核生物）；人工合成目的基因（一般用于真核生物）。 “鳥(niǎo)槍法”——優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：操作量大，盲目性大 ③ 方法： 逆轉(zhuǎn)錄

12、法： 直接合成法——PCR技術(shù) 基本操作方法見(jiàn)下圖： 鳥(niǎo)槍法的過(guò)程 供體細(xì)胞中DNA 限制酶 許多DNA片段 載入 運(yùn)載體 導(dǎo)入 受體細(xì)胞 外源DNA擴(kuò)增 產(chǎn)生特定性狀 分離 目的基因 逆轉(zhuǎn)錄法的過(guò)程 目的基因的mRNA 逆轉(zhuǎn)錄酶 單鏈DNA 合成 雙鏈DNA （目的基因） 根據(jù)已知氨基酸序列合成DNA的過(guò)程 蛋白質(zhì)的氨基酸序列 推測(cè) mRNA的核苷酸序列 推測(cè) 結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列 化學(xué)合成 目的基因 質(zhì)粒

13、 DNA分子 同一種限制酶處理 一個(gè)切口的 兩個(gè)黏性末端 兩個(gè)切口的 獲得目的基因 DNA連接酶 重組DNA分子（重組質(zhì)粒） （2）目的基因與運(yùn)載體結(jié)合： 學(xué)習(xí)探究：目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合的結(jié)果可能有向種情況？ 受體細(xì)胞：細(xì)菌 氯化鈣 細(xì)胞壁的通透性增大 重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞 目的基因隨受體細(xì)胞的繁殖而復(fù)制 引導(dǎo)學(xué)生探究，歸納總結(jié)出相關(guān)內(nèi)容。 （3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞： 導(dǎo)入方法：借鑒細(xì)菌或病毒侵入細(xì)胞的途徑。 導(dǎo)入過(guò)程：運(yùn)載體為質(zhì)粒，受體細(xì)胞為細(xì)菌。 （4）目的基因的檢測(cè)和表達(dá)：

14、 引導(dǎo)學(xué)生生教材的有關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生明確檢測(cè)與表達(dá)的區(qū)別，并可按以下形式歸納。 檢測(cè)：通過(guò)檢測(cè)標(biāo)記基因的有無(wú)來(lái)判斷目的基因是否導(dǎo)入。 表達(dá)：通過(guò)特定性狀的產(chǎn)生與否來(lái)確定目的基因是否表達(dá)。 教學(xué)小結(jié)：引導(dǎo)學(xué)生復(fù)述。 課后記： 本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)是理清目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞及是否已導(dǎo)入、導(dǎo)入后是否得到了表達(dá)。通過(guò)學(xué)習(xí)探討，學(xué)生基本上能掌握本節(jié)的知識(shí)內(nèi)容。但還未能熟練掌握本節(jié)的知識(shí)要領(lǐng)，這將運(yùn)用練習(xí)來(lái)進(jìn)一步加以鞏固。 [第三課時(shí)] 基因工程的應(yīng)用 復(fù)習(xí)基因工程的操作的基本程序和重要工具。 檢查課前收集到的有關(guān)基因工程應(yīng)用的實(shí)例。（以學(xué)生匯報(bào)形式展示各自收集到的資料） 通過(guò)資料、

15、教學(xué)圖片展示，引出課題。 1982年，帕爾蒂曼和布林斯坦等人構(gòu)建了大鼠金屬硫蛋白和人的生長(zhǎng)激素融合基因，生產(chǎn)出生長(zhǎng)速度比正常小鼠快一倍的超級(jí)小白鼠。此后，許多實(shí)驗(yàn)室用人、豬、羊和牛的生長(zhǎng)激素基因生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因小鼠時(shí)，都獲得了類似結(jié)果。1988年，西曼克等人用豬的生長(zhǎng)激素和大鼠MT融合基因，生產(chǎn)出生長(zhǎng)快、瘦肉率高和表現(xiàn)正常的轉(zhuǎn)基因豬。 印發(fā)基因工程研究的現(xiàn)狀資料（另見(jiàn)材料），引導(dǎo)學(xué)生閱讀。 學(xué)習(xí)探究： 1．人類在基因工程領(lǐng)域取得了哪些成就呢？ 2．基因工程在環(huán)境保護(hù)過(guò)程中有何作用？ 通過(guò)學(xué)生匯報(bào)，討論、分析、概括如下： 一、基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生： 1．生產(chǎn)基因工程藥品：胰島素、干擾素等

16、。 2．用于基因診斷與基因治療：概念見(jiàn)課件。 二、基因工程與農(nóng)業(yè)、食品工業(yè)： 1．農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用： （1） 培育高產(chǎn)、穩(wěn)質(zhì)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物。 （2） 用基因工程的方法培養(yǎng)出具有各種抗逆性的作物新品種。 2．畜牧業(yè)上的應(yīng)用： （1）培育人們所需要的各種優(yōu)良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。 （2）利用某些特定的外源基因在哺乳動(dòng)物體內(nèi)表達(dá)。 3．食品工業(yè)上的應(yīng)用：為人類開(kāi)辟新的食物來(lái)源。 三、基因工程與環(huán)境保護(hù)： 1． 環(huán)境監(jiān)測(cè)：運(yùn)動(dòng)DNA分子雜交的方法進(jìn)行檢測(cè)。 特點(diǎn)：快速、靈敏、精確、高效。 2． 環(huán)境凈化。 課堂小結(jié)：讓學(xué)生交流對(duì)基因工程學(xué)習(xí)的體會(huì)，明確基因工程的前景和安

17、全性。 課后記： 本節(jié)課通過(guò)學(xué)生匯報(bào)、交流各自的材料收集，共同探討知識(shí)的相關(guān)內(nèi)容，課堂氣氛活躍，從爭(zhēng)辯中獲取相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)。但有極個(gè)別的學(xué)生對(duì)資料的收集不夠，仍需進(jìn)一步引導(dǎo)。 第二節(jié) 蛋白質(zhì)工程的崛起 教學(xué)目標(biāo) 1.舉例說(shuō)出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。 2.簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)工程的原理。 3.嘗試運(yùn)用逆向思維分析和解決問(wèn)題。 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 1.教學(xué)重點(diǎn) （1）為什么要開(kāi)展蛋白質(zhì)工程的研究？ （2）蛋白質(zhì)工程的原理。 2.教學(xué)難點(diǎn)：蛋白質(zhì)工程的原理。 教學(xué)方法：探究法、導(dǎo)讀法、分析交流 具體做法： 1.建議采用“問(wèn)題—探究—新問(wèn)題—再探究”的教學(xué)模式。 帶領(lǐng)學(xué)生回

18、憶原有知識(shí)：要想讓一種生物的性狀在另一種生物中表達(dá)，在種內(nèi)可以用常規(guī)雜交育種的辦法實(shí)現(xiàn)，但要使有生殖隔離的種間生物實(shí)現(xiàn)基因交流，就顯得力不從心了?；蚬こ痰恼Q生，為克服這一遠(yuǎn)緣雜交的障礙問(wèn)題，帶來(lái)了新的希望。于是取得了豐碩成果：大腸桿菌為人類生產(chǎn)出了胰島素，牛的乳腺生物反應(yīng)器為人類制造出了蛋白質(zhì)類藥物，煙草植物體內(nèi)含有了某種藥物蛋白……至此，人們也只是實(shí)現(xiàn)了世界上現(xiàn)有基因在轉(zhuǎn)基因生物中的表達(dá)。但一個(gè)新問(wèn)題出現(xiàn)了，生物產(chǎn)生的天然蛋白質(zhì)是在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的，它的結(jié)構(gòu)、性能不能完全滿足人類生產(chǎn)和生活的需要。為了加深這一點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，可調(diào)動(dòng)學(xué)生從書(shū)中找實(shí)例（干擾素例子、工業(yè)用酶的例子）加以佐證。于是要

19、對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，制造出目前從天然蛋白質(zhì)中找不到的蛋白質(zhì)。這樣人們又開(kāi)始了新一輪的探索，蛋白質(zhì)工程應(yīng)運(yùn)而生了。 2.建議加強(qiáng)與已有知識(shí)的聯(lián)系，用逆向思維的方法解決新問(wèn)題。 既然蛋白質(zhì)的功能是由DNA決定的，那么要 制造出新的蛋白質(zhì)，就要改造DNA。所以蛋白質(zhì) 工程的原理應(yīng)該是中心法則的逆推。 教學(xué)課時(shí)：1課時(shí) 教學(xué)過(guò)程： 復(fù)習(xí)舊課，導(dǎo)出新課題： 學(xué)習(xí)探究： 1、基因工程的實(shí)質(zhì)是什么？ 2、基因工程的基本操作程序有哪些？ 3、通過(guò)基因工程產(chǎn)生的蛋白質(zhì)都是屬于自然界的蛋白質(zhì)，即各種生物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中形成的。 隨著人們生活的改變，自然界現(xiàn)在的蛋白質(zhì)不一定

20、能滿足人 類生產(chǎn)和生活的需要，那么，有什么辦法可以獲得人類所需的蛋白質(zhì)呢？ 4、什么是蛋白質(zhì)工程？ 引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真閱讀課文中的材料，引出課題。 一、蛋白質(zhì)工程的概念： 根據(jù)蛋白質(zhì)工程的概念，關(guān)注兩方面的內(nèi)容： 1、蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)：基因工程。 2、蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)：按意愿產(chǎn)生人們所需要的蛋白質(zhì)。 學(xué)習(xí)探究： 1、對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過(guò)參基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)呢？ 2、蛋白質(zhì)工程是怎樣進(jìn)行的呢？ 二、蛋白質(zhì)工程的基本原理： 1、蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)：按人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定要求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子改造和設(shè)計(jì)。 2、蛋白質(zhì)合成的基本方法：

21、 通過(guò)人工的方法，先確定所需蛋 白質(zhì)的基本功能，再按逆向推出相關(guān)基因的基本組成，再進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯得到所需蛋白質(zhì)。 3、蛋白質(zhì)工程的基本途徑： 確定蛋白質(zhì)功能→應(yīng)有的蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)→應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→推測(cè)氨基酸序列→找到或合成相應(yīng)的堿基序列（基因）→改造的蛋白質(zhì) 4、實(shí)施蛋白質(zhì)工程的前提條件：了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能 三、蛋白質(zhì)改造的方法：基因定點(diǎn)誘變技術(shù)、重組DNA技術(shù) 1、制造出自然界中不存在的全新蛋白質(zhì)——大改 根據(jù)氨基酸性質(zhì)和特點(diǎn)來(lái)改造，使之具有特定氨基酸序列、空間結(jié)構(gòu)和預(yù)期功能。 2、在蛋白質(zhì)分子中替代一個(gè)肽段或一個(gè)特定的結(jié)構(gòu)——中改 3、改造蛋白質(zhì)分子中的幾個(gè)

22、氨基酸的殘基——小改 通過(guò)基因工程的定點(diǎn)誘變技術(shù)，有目的改造，以改善蛋白質(zhì)的性質(zhì)和功能。 引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文材料，探討蛋白質(zhì)工程在人類生活中的實(shí)際應(yīng)用及進(jìn)展情況。最后經(jīng)分析討論，得出相關(guān)結(jié)論。 四、蛋白質(zhì)質(zhì)工程的應(yīng)用： 1、提高蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性：主要是改造酶的結(jié)構(gòu)，提高酶的熱穩(wěn)定性 主要用于工業(yè)化生產(chǎn) （1）替換酶的部分氨基酸； （2）引入二硫鍵 2、改變蛋白質(zhì)的活性 3、合成嵌合抗體，用于臨床治療 五、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景： 課堂小結(jié)：蛋白質(zhì)工程的基本原理 課后記： 本節(jié)內(nèi)容少，且在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上較易掌握。關(guān)鍵在明確所需蛋白質(zhì)的功能，找出相關(guān)的基因結(jié)構(gòu)即可。

23、 輔助材料： （供教師在教學(xué)中為學(xué)生提供參考）：蛋白質(zhì)工程的崛起主要是工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)理論研究的需要。而結(jié)構(gòu)生物學(xué)對(duì)大量蛋白質(zhì)分子的精確立體結(jié)構(gòu)及其復(fù)雜的生物功能的分析結(jié)果，為設(shè)計(jì)改造天然蛋白質(zhì)提供了藍(lán)圖。分子遺傳學(xué)的以定點(diǎn)突變?yōu)橹行牡幕虿僮骷夹g(shù)為蛋白質(zhì)工程提供了手段。 在已研究過(guò)的幾千種酶中，只有極少數(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，絕大多數(shù)酶都不能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，這些酶雖然在自然狀態(tài)下有活性，但在工業(yè)生產(chǎn)中沒(méi)有活性或活性很低。這是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)中每一步的反應(yīng)體系中常常會(huì)有酸、堿或有機(jī)溶劑存在，反應(yīng)溫度較高，在這種條件下，大多數(shù)酶會(huì)很快變性失活。提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性是工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)非常重要的課題。一

24、般來(lái)說(shuō)，提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性包括：延長(zhǎng)酶的半衰期，提高酶的熱穩(wěn)定性，延長(zhǎng)藥用蛋白的保存期，抵御由于重要氨基酸氧化引起的活性喪失等。 下面舉一個(gè)如何通過(guò)蛋白質(zhì)工程來(lái)提高重組β-干擾素專一活性和穩(wěn)定性的例子。干擾素是一種抗病毒、抗腫瘤的藥物。將人的干擾素的cDNA在大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)，產(chǎn)生的干擾素的抗病毒活性為106 U/mg，只相當(dāng)于天然產(chǎn)品的十分之一，雖然在大腸桿菌中合成的β-干擾素量很多，但多數(shù)是以無(wú)活性的二聚體形式存在。為什么會(huì)這樣？如何改變這種狀況？研究發(fā)現(xiàn)，β-干擾素蛋白質(zhì)中有3個(gè)半胱氨酸（第17位、31位和141位），推測(cè)可能是有一個(gè)或幾個(gè)半胱氨酸形成了不正確的二硫鍵。研究人員將第1

25、7位的半胱氨酸，通過(guò)基因定點(diǎn)突變改變成絲氨酸，結(jié)果使大腸桿菌中生產(chǎn)的β-干擾素的抗病性活性提高到108 U/mg，并且比天然β-干擾素的貯存穩(wěn)定性高很多。 在基礎(chǔ)理論研究方面，蛋白質(zhì)工程是研究多種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能、蛋白質(zhì)折疊、蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)等一系列分子生物學(xué)基本問(wèn)題的一種新型的、強(qiáng)有力的手段。通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)工程的研究，可以深入地揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)和生命活動(dòng)的規(guī)律。 專題二 細(xì)胞工程 第一節(jié) 植物細(xì)胞工程 教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)方面： （1） 細(xì)胞的全能性。 （2） 植物細(xì)胞工程的主要技術(shù)——植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交。 2．態(tài)度觀念方面： （1） 通過(guò)介紹植物組織

26、培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展史、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)所取得的進(jìn)展和尚未解決的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生探索生命科學(xué)奧秘的興趣，通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生達(dá)到用發(fā)展的眼光看問(wèn)題、分析問(wèn)題，勇于開(kāi)拓、推陳出新。 （2） 在植物細(xì)胞工程兩在技術(shù)的學(xué)習(xí)中，滲透科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法和科學(xué)精神的養(yǎng)成教育，培養(yǎng)學(xué)生形成正確的的唯物主義世界觀和人生觀。 3．能力方面： （1） 合理利用錄像、軟件等多媒體課件，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析應(yīng)用能力和整合信息的綜合能力。 （2） 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題，在質(zhì)疑、探究中培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、推理判斷和創(chuàng)造性思維能力。 （3） 通過(guò)聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。 教學(xué)重點(diǎn)： 1．植物組織培養(yǎng)的原理和過(guò)

27、程。 2．植物體細(xì)胞雜交的原理。 3．植物細(xì)胞工程應(yīng)用的實(shí)例。 教學(xué)難點(diǎn)：植物體細(xì)胞雜交 教學(xué)方法：探究法、談話法、講授法相結(jié)合。 具體教學(xué)思路： 1．課前布置預(yù)習(xí)； 2．溫故知新，復(fù)習(xí)細(xì)胞全能性理論。 3．充分利用學(xué)生已有知識(shí)，借助多媒體教學(xué)手段，提供更多的資料供學(xué)生閱讀，讓學(xué)生探究知識(shí)的奧秘。 4．智能訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的正向遷移。 教學(xué)課時(shí)：2課時(shí) 教學(xué)過(guò)程： 教師活動(dòng)：課堂課件展示，提出問(wèn)題，導(dǎo)入新課。 1．結(jié)合基因工程成果與展望的有關(guān)知識(shí)，簡(jiǎn)述“超級(jí)細(xì)菌”的培育過(guò)程。 2．如果將三種假單孢桿菌與第四種假單孢桿菌融合或?qū)⑵鋬?nèi)的細(xì)胞器移入第 四種假單孢桿菌體

28、內(nèi)，使之具有分解四種烴類化合物的功能。這樣的生物技術(shù)應(yīng)屬于何種生物工程？ 學(xué)生活動(dòng)：分析、討論，歸納總結(jié)。（見(jiàn)課件） 學(xué)生預(yù)習(xí)中出現(xiàn)的問(wèn)題（見(jiàn)課件） 一．細(xì)胞的全能性： 1． 概念： 2． 實(shí)例： 3． 形成原因：細(xì)胞內(nèi)含有本物種的整套遺傳物質(zhì)。 二．植物組織培養(yǎng)： 在學(xué)生充分復(fù)習(xí)、認(rèn)真預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，教師通過(guò)教學(xué)設(shè)問(wèn)以談話方式引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出植物組織培養(yǎng)的過(guò)程。 相關(guān)問(wèn)題： 1． 植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是什么？ 2． 離休的器官、組織或細(xì)胞如果不進(jìn)行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整的植物體？ 3． 決定植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？ 4． 在植物組織培養(yǎng)過(guò)程

29、中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒、滅菌，并且要求無(wú)菌操作？ 通過(guò)教師啟發(fā)，學(xué)生討論，共同歸納、總結(jié)。（見(jiàn)圖） 植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用方面：生產(chǎn)藥物、食品添 加劑、香料和殺蟲(chóng)劑。 小結(jié)：在生物體內(nèi)，由于基因的選擇性表達(dá)，細(xì) 胞不能表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的 組織、器官。當(dāng)已分化的植物細(xì)胞、組織或 器官脫離母體后（即脫分化），在一定的營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)、激素等外界條件作用下，脫分化形成 愈傷組織（一種相對(duì)沒(méi)有分化的細(xì)胞團(tuán)），再 在植物激素等誘導(dǎo)下發(fā)生再分化，才能表達(dá) 出全能性，發(fā)育成完整的植株。 問(wèn)題情境： 1．在生產(chǎn)藥物、食品添加劑、香料、色素和殺蟲(chóng) 劑時(shí)進(jìn)行的過(guò)程屬于植物

30、組織培養(yǎng)嗎？（前者 為植物細(xì)胞培養(yǎng)，即培養(yǎng)到愈傷組織即可；后 者需誘導(dǎo)產(chǎn)生完整的植物體。） 2．20世紀(jì)60年代，有的科學(xué)家提出了這樣一個(gè)設(shè)想：讓番茄和馬鈴薯雜交，培育出一種地上結(jié)番茄果實(shí)，地下結(jié)馬鈴薯塊莖的植物。 如果要實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想，你認(rèn)為可以采用哪些方法？ 引導(dǎo)學(xué)生閱讀課文資料，回答下列問(wèn)題： （1）要想讓兩個(gè)來(lái)自不同植物的體細(xì)胞融合在一起，遇到的第一個(gè)障礙是什么？ （2）有沒(méi)有一種溫和的去細(xì)胞壁的方法？ （3）如果兩個(gè)來(lái)源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細(xì)胞，下一步該對(duì)此細(xì)胞做何種處理？ （4）如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？ 組織學(xué)生分小組討論、分析，得出相關(guān)結(jié)論。

31、 三．植物體細(xì)胞雜交： 1．概念：用兩個(gè)來(lái)自不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的方法。 過(guò)程 原生質(zhì)體制備： 用酶解法去除細(xì)胞壁。 纖維素酶 果膠酶 原生質(zhì)體融合： 膜融合 核融合 ：高鈣、高PH誘導(dǎo)膜融合 ：雜種細(xì)胞第一次有絲分裂時(shí)融合 方法： 物理方法 化學(xué)方法 ：離心、振動(dòng)、電刺激 ：聚乙二醇（PEG） 機(jī)械法、生理法、遺傳法 雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)： 雜種植株的再生與鑒定： 由愈傷組織再培養(yǎng)出雜種植株的過(guò)程。 2．雜交的時(shí)間：植物細(xì)胞雜交是從細(xì)胞融合開(kāi)始，到培育成的新植物體結(jié)束。 3．過(guò)程：

32、 4.優(yōu)點(diǎn)：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，擴(kuò)大雜交親本范圍，培養(yǎng)新品種。 課堂小結(jié)：細(xì)胞全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)，而植物組織培養(yǎng)又是植物體細(xì)胞雜交的技術(shù)環(huán)節(jié)之一。 智能訓(xùn)練：課本的《思考與探究》 課后記： 通過(guò)學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)，使學(xué)生了解了植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的進(jìn)展情況和前景，也鞏固了舊知識(shí)，掌握了新知。本節(jié)課學(xué)生的閱讀能力得到了增大的提高。 [第二課時(shí)]植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用 學(xué)習(xí)探討：印發(fā)課堂閱讀資料。 1.通過(guò)查閱資料，請(qǐng)你再列舉出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在我們生活中的另外一些應(yīng)用。 2.請(qǐng)查閱植物人工種子制備技術(shù)的詳細(xì)過(guò)程，設(shè)計(jì)出制備技術(shù)的主要流程圖。

33、誘導(dǎo)植物愈傷組織→體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)→體細(xì)胞胚的成熟→體細(xì)胞胚的機(jī)械化包裹→貯藏或種植 3.請(qǐng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)出一種植物花藥組織培養(yǎng)和染色體加倍的實(shí)驗(yàn)流程。 花藥花粉細(xì)胞培養(yǎng)愈傷組織分化出小植物單倍體植株正常植株 4．人們利用植物的微型繁殖技術(shù)來(lái)進(jìn)行工廠化育苗生產(chǎn)，這是利用了該項(xiàng)技術(shù)的哪些特點(diǎn)？ 5．人工種子之所以神奇，是由于它具有天然種子不可比擬的特點(diǎn)，想一想它們具有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 6．人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長(zhǎng)成小植株的關(guān)鍵部分，請(qǐng)?zhí)接懭斯しN皮中應(yīng)該具有的有效成分是什么？為了促進(jìn)胚狀體的生長(zhǎng)發(fā)育，我們還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？ 7．高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福

34、人類，但卻為瀕危的紅豆杉帶來(lái)一場(chǎng)滅頂之災(zāi)。以“我們能否利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅豆杉”呢？ 四、植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用 1、開(kāi)辟植物繁殖的新途徑： （1） 植物微型繁殖； （2） 培養(yǎng)無(wú)毒植株； （3） 制作人工種子。 2、改良作物： （1） 單倍體育種： （2） 突變體的利用。 3、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：生產(chǎn)人參皂甙干粉、生產(chǎn)紅杉醇等。 課堂小結(jié)：略 隨堂練習(xí)：見(jiàn)資料 課后記：略 [知識(shí)拓展] 1.什么是細(xì)胞全能性? 細(xì)胞全能性（cell totipotency）比較權(quán)威的定義是1984年國(guó)際組織培養(yǎng)協(xié)會(huì)做出的：“細(xì)胞全能性為細(xì)胞的某種特征，

35、有這種能力的細(xì)胞保留形成有機(jī)體所有細(xì)胞類型的能力”。這個(gè)定義比一般所說(shuō)的概念“一個(gè)細(xì)胞中包含著這種生物的全部遺傳信息（基因），在適當(dāng)?shù)臈l件下可以發(fā)育成一個(gè)完整的生物體”更基本和全面。它不但包含了培養(yǎng)細(xì)胞再生成植株的情況（分化成各種類型的細(xì)胞，并以一定形式構(gòu)建成植物），同時(shí)也包含了培養(yǎng)細(xì)胞生產(chǎn)次生代謝物的情況（不分化或只分化成某種類型細(xì)胞，但仍留著分化為其他細(xì)胞類型的能力）。前者成為組織培養(yǎng)和轉(zhuǎn)基因植物需要進(jìn)行植株再生的理論基礎(chǔ)，后者成為像微生物發(fā)酵一樣培養(yǎng)細(xì)胞，生產(chǎn)人們所需要的次生代謝產(chǎn)物的理論基礎(chǔ)，如通過(guò)紅豆杉的細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇。 2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)是如何發(fā)展起來(lái)的？ 技術(shù)和理論是一

36、對(duì)孿生兄弟，相輔相成，技術(shù)手段的發(fā)明會(huì)促進(jìn)理論的創(chuàng)新，理論的創(chuàng)新又會(huì)指導(dǎo)技術(shù)的實(shí)踐活動(dòng)。植物組織培養(yǎng)也是如此。 早在1902年，哈伯蘭特（Haberlandt）提出高等植物的器官和組織可以不斷地分割，直至單個(gè)細(xì)胞的觀點(diǎn)，預(yù)言植物體細(xì)胞在適宜的條件下，有發(fā)育成完整植株的潛力，提出了植物細(xì)胞全能性的設(shè)想，并且用植物細(xì)胞組織進(jìn)行了培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。他雖然未能獲得再生植株，卻是植物組織培養(yǎng)的開(kāi)創(chuàng)者。1902年他發(fā)表了著名論文《植物細(xì)胞離體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)》，論文中提出的植物細(xì)胞全能性的理論是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。 從哈伯蘭特提出植物細(xì)胞全能性的理論，到1958年斯圖爾德（F.C.Steward）等人第一次用胡蘿

37、卜根的韌皮部細(xì)胞證實(shí)了植物細(xì)胞的全能性，用了整整56年。56年中許多科學(xué)家做的事情歸納起來(lái)都是在探索哈伯蘭特提出的“植物細(xì)胞在適宜條件下，有發(fā)育成完整植株的潛力”中的適宜條件。 20世紀(jì)60年代以后，植物組織培養(yǎng)進(jìn)入了迅速發(fā)展階段，并逐步走向生產(chǎn)應(yīng)用，如快繁脫毒、單倍體育種、種質(zhì)資源保存、生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物等，也為人工種子、細(xì)胞融合、轉(zhuǎn)基因植物等奠定了基礎(chǔ)。 3.怎樣制備胡蘿卜培養(yǎng)基（供參考）？ （1）誘導(dǎo)胡蘿卜愈傷組織 在MS培養(yǎng)基［注］中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5 mg/L的6-BA和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5 mg/L的NAA （2）誘導(dǎo)胡蘿卜叢芽 在MS培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2mg/L的KT

38、和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2mg/L的NAA （3）誘導(dǎo)胡蘿卜生根：在1/2MS培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1 mg/L的NAA ［注］：MS培養(yǎng)基的配制方法見(jiàn)《選修1附錄3中八》。 4.植物組織培養(yǎng)中的愈傷組織是如何形成及再分化的？ 植物組織培養(yǎng)中使用的外植體一般是高度分化了的細(xì)胞，在植物體中是不會(huì) 再分裂繁殖的，只是執(zhí)行某種功能直至死亡。這些細(xì)胞在培養(yǎng)基上培養(yǎng)時(shí)會(huì)由原來(lái)的分化狀態(tài)，變成分生狀態(tài)的細(xì)胞，分裂產(chǎn)生愈傷組織，這個(gè)過(guò)程稱為脫分化（dedifferentiation）過(guò)程。這種轉(zhuǎn)變?cè)诩?xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化上都會(huì)產(chǎn)生一系列變化。組織培養(yǎng)的研究結(jié)果表明分化細(xì)胞的脫分化需要兩個(gè)條件，即創(chuàng)傷

39、和外源激素。 目前人們對(duì)于脫分化過(guò)程的本質(zhì)還不清楚。分化細(xì)胞在細(xì)胞周期中是處于一 種相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的細(xì)胞（G0期細(xì)胞），脫分化是要打破這種狀態(tài)，使細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期中的G1期，并沿著G1期→S期→G2期→M期的循環(huán)進(jìn)行細(xì)胞分裂，形成愈傷組織?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期受基因調(diào)控，一種稱為編碼細(xì)胞周期依賴性激酶CDK（cycilin dependent kinase）的基因和一種細(xì)胞周期蛋白（cyclin）可能與植物細(xì)胞脫分化的第一次分裂啟動(dòng)有關(guān)。那么，什么因素誘導(dǎo)細(xì)胞周期調(diào)控基因的作用，培養(yǎng)實(shí)踐證明與外源激素有關(guān)。至于激素如何誘導(dǎo)以及誘導(dǎo)作用的過(guò)程目前仍不清楚，有待深入研究。分化細(xì)胞脫分化后細(xì)胞結(jié)構(gòu)有兩

40、點(diǎn)明顯的變化：一是在細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)液泡蛋白；二是葉綠體轉(zhuǎn)變成原質(zhì)體。 當(dāng)細(xì)胞脫分化形成愈傷細(xì)胞后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)期的分裂，細(xì)胞群體變成不是一 種細(xì)胞類型的均一群，又會(huì)產(chǎn)生分化，形成分生細(xì)胞或分生細(xì)胞團(tuán)，由此再生成植株有兩條途徑：一是形成體細(xì)胞胚（功能類似于受精過(guò)程產(chǎn)生的胚），通過(guò)體細(xì)胞胚形成再生植株。二是走器官發(fā)生的途徑再生植株，分生細(xì)胞在一定的誘導(dǎo)條件下重建芽的分生組織，分化出芽后再生根，成為完整的植株。 5.為什么要在避光條件下培養(yǎng)愈傷組織？ 對(duì)于植物組織培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，光照條件非常重要，包括光照強(qiáng)度、時(shí)間和波長(zhǎng)。 但在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng)，而在分化再生的過(guò)程中一定要有光照。愈傷組織

41、誘導(dǎo)階段的暗培養(yǎng)有利于細(xì)胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織，如果在光照條件下容易分化產(chǎn)生維管等組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。 6.什么是人工種子？ 人工種子（artificial seed）是指通過(guò)植物組織培養(yǎng)的方法獲得的具有正 常發(fā)育能力的材料，外面包被著特定的物質(zhì)，在適宜的條件下可以發(fā)芽成苗的植物幼體。人工種子的概念中包含的“具有正常發(fā)育能力的材料”通常是指胚狀體（目前國(guó)外有使用不定芽、頂芽和腋芽的），它可以由三種途徑產(chǎn)生： （1）由已脫分化的外植體直接產(chǎn)生； （2）由愈傷組織產(chǎn)生； （3）由懸浮細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生。 對(duì)胚狀體的基本要求是：①播種后能快速出苗；②根和芽幾乎同時(shí)生長(zhǎng)，不 產(chǎn)生

42、愈傷組織；③同步化程度高；④活力強(qiáng)；⑤形成的幼苗的形態(tài)與生長(zhǎng)要正常。 “外面包被著特定的物質(zhì)”是指人工種皮，制作人工種皮的材料有海藻酸 鈉、明膠、樹(shù)脂、瓊脂糖、淀粉等。對(duì)人工種皮的要求是：能保持胚狀體的活力，有利于貯藏運(yùn)輸和萌發(fā)。選取的材料要有韌性，耐壓，對(duì)胚狀體無(wú)毒害，含有胚狀體發(fā)芽所需要的營(yíng)養(yǎng)成分或植物激素，還應(yīng)含有殺菌劑，以防播種后微生物的侵害。 人工種子目前還存在不少問(wèn)題。例如，現(xiàn)有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物產(chǎn)生胚狀體 能力弱，難以形成同步化的有強(qiáng)活力的胚狀體；成本較高；運(yùn)輸貯藏以及機(jī)械化播種問(wèn)題也未解決。因此，現(xiàn)在很少有人以生產(chǎn)為目的進(jìn)行人工種子的研制。 7.植物微型繁殖技術(shù)高效快

43、速的實(shí)例有哪些？ 植物脫毒（virus-free）和離體快繁（in vitro propagation）是目前植物 組織培養(yǎng)應(yīng)用最多、最有效的方面。生產(chǎn)上許多無(wú)性繁殖作物均受到病毒的侵染，從而導(dǎo)致品種的嚴(yán)重退化、減產(chǎn)和降低品質(zhì)。利用植物分生組織進(jìn)行培養(yǎng)可以使新長(zhǎng)成的植株脫去病毒。利用這種方法生產(chǎn)無(wú)病毒苗的農(nóng)作物有馬鈴薯、甘薯、大蒜、草莓、蘋(píng)果、香蕉等，并已大規(guī)模應(yīng)用于生產(chǎn)。離體快繁技術(shù)可以使一些植物的擴(kuò)增速度比常規(guī)方法快數(shù)萬(wàn)倍乃至百萬(wàn)倍，而且產(chǎn)生的幼苗遺傳背景均一，重復(fù)性好，不受季節(jié)和地區(qū)限制。目前世界上已建成很多年產(chǎn)百萬(wàn)苗木的組培工廠，成為一種新興產(chǎn)業(yè)。離體快繁技術(shù)在觀賞植物、園藝植物、

44、經(jīng)濟(jì)林木和無(wú)性繁殖作物上已得到廣泛應(yīng)用。 8.植物體細(xì)胞雜交的過(guò)程是怎樣的？ 體細(xì)胞雜交是克服植物有性雜交不親和性、打破物種之間的生殖隔離、擴(kuò)大 遺傳重組范圍的一種手段。操作過(guò)程包括：原生質(zhì)體制備、原生質(zhì)體融合、雜種細(xì)胞篩選、雜種細(xì)胞培養(yǎng)、雜種植株再生以及雜種植株鑒定等步驟。 原生質(zhì)體制備是用纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶將植物細(xì)胞壁分解掉，只 留下細(xì)胞膜（質(zhì)膜）包裹著細(xì)胞內(nèi)含物。原生質(zhì)體融合是指兩個(gè)原生質(zhì)體的質(zhì)膜 重新組合排列形成一個(gè)質(zhì)膜，其中含有兩個(gè)細(xì)胞核。在細(xì)胞工程中一般是誘導(dǎo)融合，形成的融合細(xì)胞中所含有的兩個(gè)細(xì)胞核是來(lái)自不同的物種，稱之為異核體（heterokaryon）。誘

45、導(dǎo)融合的手段有化學(xué)誘導(dǎo)和物理誘導(dǎo)。在誘導(dǎo)因素的作用下形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步產(chǎn)生核融合，進(jìn)行第一次有絲分裂。雜種細(xì)胞的篩選方法有：①細(xì)胞系互補(bǔ)的選擇方法，包括葉綠素缺失互補(bǔ)、營(yíng)養(yǎng)缺陷互補(bǔ)和抗性互補(bǔ)等；②利用物理特異性差異的選擇方法：這是利用兩個(gè)原生質(zhì)體物理特異性差異的一種選擇，包括原生質(zhì)體的大小、顏色、浮密度等的不同來(lái)選擇；③利用生長(zhǎng)特異性差異的選擇方法。需要注意的是上述選擇方法只適合部分雜交細(xì)胞的情況，有時(shí)無(wú)法選擇，就不加選擇地進(jìn)行培養(yǎng)和再生成植株，然后對(duì)再生植株的雜種性狀進(jìn)行鑒定。雜種細(xì)胞培養(yǎng)方法與原生質(zhì)體的培養(yǎng)方法相似。體細(xì)胞雜種的鑒定方法有：①形態(tài)學(xué)鑒定。利用雜種植株與雙親在表現(xiàn)型上的差異

46、進(jìn)行比較分析，如葉片大小與形狀，花的形狀與顏色、葉脈、葉柄、花梗及表皮毛有無(wú)等；②細(xì)胞學(xué)鑒定。雜種植株細(xì)胞中的染色體數(shù)目是否比任何一方親本細(xì)胞中的染色體數(shù)目增多？理論上講如果染色體不丟失，雜種細(xì)胞中染色體數(shù)目應(yīng)為雙親染色體數(shù)目之和。也可以用基因組原位雜交的分子細(xì)胞學(xué)方法進(jìn)行鑒定；③同功酶鑒定。同功酶是功能相同的酶的多重分子形態(tài)，它們是特異基因的產(chǎn)物。雜種細(xì)胞中的同功酶譜一般是雙親酶譜之和，但有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)雙親沒(méi)有的新帶；④分子生物學(xué)鑒定。常用的方法有限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（RFLP）、隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性（RAPD）和擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性（AFLP）等。 值得注意的是體細(xì)胞雜交尚存在一些問(wèn)題：①親緣關(guān)系

47、越遠(yuǎn)，染色體排斥丟 失的現(xiàn)象就越嚴(yán)重；②由于是兩個(gè)物種的全部遺傳物質(zhì)的合并，各種基因都在其中，選擇符合需要的個(gè)體難度大；③有時(shí)缺乏選擇雜種細(xì)胞的有效方法。因此目前整體對(duì)稱融合的工作比較少，而是采用非對(duì)稱融合，即一方親本包括了全部遺傳物質(zhì)，另一方親本只取一部分遺傳物質(zhì)，如用不具有核的原生質(zhì)體與之進(jìn)行融合。 9.物理和化學(xué)方法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的基本原理是什么？ 化學(xué)融合的機(jī)制：常用化學(xué)融合方法有高pH—高Ca2+法和聚乙二醇（PEG） 法。高pH—高Ca2+法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的基本原理是中和原生質(zhì)體表面所帶的電荷，使原生質(zhì)體的質(zhì)膜緊密接觸，從而有利于質(zhì)膜的接觸融合。PEG處理原生質(zhì)體可以使

48、原生質(zhì)體聚集促進(jìn)融合，但PEG誘導(dǎo)融合的真正機(jī)制目前并不清楚。 物理融合的機(jī)制：常用方法為電融合法。此法是先將兩種原生質(zhì)體以適當(dāng)?shù)? 比例混合成懸浮液，將其滴入電融合小室中，給小室兩極以交變電流，使原生質(zhì)體沿電場(chǎng)方向排列成串珠狀，接著給以瞬間高強(qiáng)度的電脈沖，使原生質(zhì)體膜產(chǎn)生局部破損而導(dǎo)致融合。 10.工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過(guò)程是什么？ 第一步，選擇人參根作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)選擇找 到增殖速度快而且細(xì)胞內(nèi)人參皂甙含量高的細(xì)胞株作為種質(zhì)，其中一部分作為保存用，以備下一次生產(chǎn)用，一部分進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。 第二步，將第一步選擇到的細(xì)胞株在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進(jìn)行液體培

49、 養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量。 第三步，將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行破碎，從中提取人參皂甙。 第二節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞工程 教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)方面： （1） 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)。 （2） 簡(jiǎn)述通過(guò)動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過(guò)程和應(yīng)用前景。 （3） 簡(jiǎn)述動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體的制備及應(yīng)用。 2．態(tài)度觀念方面： （1） 初步培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、不斷創(chuàng)新的精神和合作精神。 （2） 通過(guò)向?qū)W生介紹幾種動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及一些新的研究成果，使學(xué)生明確對(duì)生命奧秘的揭示愈加廣泛和深入，形成終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。 3．能力方面： （1） 學(xué)生通過(guò)閱讀、自學(xué)、質(zhì)疑、討論、訓(xùn)練和總結(jié)等

50、環(huán)節(jié)，逐步提高獨(dú)立獲取知識(shí)的能力、邏輯思維能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 （2） 由植物體細(xì)胞雜交技術(shù)導(dǎo)出動(dòng)物細(xì)胞融合過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力，思維能力。 （3） 讓學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)單克隆抗體的制備過(guò)程，使學(xué)生了解生物科學(xué)的認(rèn)識(shí)模式，以發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性能力。 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)： 1.教學(xué)重點(diǎn) （1）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程及條件。 （2）用動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過(guò)程。 （3）單克隆抗體的制備和應(yīng)用。 2.教學(xué)難點(diǎn) （1） 用動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過(guò)程。 （2） 單克隆抗體的制備過(guò)程。 教學(xué)方法：采用自學(xué)——指導(dǎo)、啟發(fā)探究、師生交流等教學(xué)相結(jié)合。利用課件、資料等手

51、段進(jìn)行教學(xué)。 教學(xué)課時(shí)：3課時(shí)（含鞏固練習(xí)及講評(píng)） 教學(xué)過(guò)程： [第一課時(shí)] 教師活動(dòng)：播放課件，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)課本材料并回答相關(guān)提出問(wèn)題。 1．植物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有哪些？ 2．動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有哪些？ 3．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的主要成分是什么？較植物組織培養(yǎng)基有何獨(dú)特之處？ 4．為什么選用動(dòng)物胚胎或幼齡個(gè)體的器官或組織做動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)材料？ 5．為什么培養(yǎng)前要將組織細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞？ 6．為什么選用胰蛋白酶做上述處理？ 7．培養(yǎng)的細(xì)胞為何貼壁生長(zhǎng)？ 8．如何界定原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)以及細(xì)胞株和細(xì)胞系？ 學(xué)生活動(dòng)：通過(guò)閱讀課文，觀察課本中圖片和教師提供的動(dòng)畫(huà)，

52、進(jìn)行小組分析討論，在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上引出動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)。 知識(shí)要點(diǎn)： 動(dòng)物胚胎或幼 齡的器官組織 剪碎 胰蛋白酶 單細(xì)胞群 加培養(yǎng)液 細(xì)胞懸浮液 原代培養(yǎng) 傳代培養(yǎng) 細(xì)胞株 遺傳物質(zhì)改變 傳代培養(yǎng) 細(xì)胞系 （培養(yǎng)條件下無(wú)限傳代） 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程 細(xì)胞懸浮液 10代細(xì)胞 原代培養(yǎng) 50代細(xì)胞 細(xì)胞株 傳代培養(yǎng) 細(xì)胞系 細(xì)胞株和細(xì)胞系的界定 一、動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng) 1．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的成分：葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素和動(dòng)物血清等。 2．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液的特點(diǎn)：液體培養(yǎng)基、含動(dòng)物血清

53、 3．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件： （1） 無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境； （2） 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)； （3） 溫度和PH； （4） 氣體環(huán)境等。 4．動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用： 學(xué)習(xí)探討：如何解決為燒傷病人植皮問(wèn)題？ 引導(dǎo)學(xué)生討論、分析得出結(jié)論：利用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)中的細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制的特點(diǎn)，可用燒傷病人自己的健康皮膚細(xì)胞培養(yǎng)出大量的自身薄層皮膚細(xì)胞，以供植皮所需。 二．動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物 課堂提供閱讀資料，供學(xué)生分析討論： 材料一：核移植技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史（見(jiàn)人教版P51） 材料二：細(xì)胞核移植技術(shù)中能用作受體細(xì)胞的通常有MII期卵母細(xì)胞和受精卵（合子）。早期核移植技術(shù)中常用受精卵

54、，后來(lái)基本上用MII期卵母細(xì)胞取代了受精卵，主要因?yàn)閮烧叩募?xì)胞質(zhì)環(huán)境不同。有人認(rèn)為重組需要的因子存在于MII期卵母細(xì)胞的胞質(zhì)中，而在原核形成時(shí)這些因子已被降解或用光，因此，原核擴(kuò)張后受精卵去核可引起胞質(zhì)中重組因子缺乏。成熟促進(jìn)因子（MPF）是卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中重要的胞質(zhì)影響因子，MPF的活性在卵母細(xì)胞減數(shù)分裂的MI期和MII期達(dá)到最高，受精或激活后，MPF迅速滅活，因此，MII期卵母細(xì)胞中MPF活性高，而受精卵中MPF活性低。MPF水平的高低可影響供體核染色質(zhì)的狀態(tài)和復(fù)制。MII期卵母細(xì)胞細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)已成熟，而MI卵母細(xì)胞細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)尚未成熟，其細(xì)胞質(zhì)不能支持胚胎的全程發(fā)育，因此，盡管MI期

55、卵母細(xì)胞MPF活性也高，但不能用作受體卵母細(xì)胞。 也有人認(rèn)為用去核合子做受體時(shí)，可能由于合子去核時(shí)一些早期發(fā)育必需的因子隨原核的去除而被去掉了，而使去核受精卵缺乏發(fā)育能力。 因此，目前廣泛采用MII期卵母細(xì)胞做受體。 材料三：提供鯉、鯽魚(yú)核移植資料（見(jiàn)復(fù)印件） 材料四：提供克隆“多莉”羊資料（見(jiàn)復(fù)印件）. 在學(xué)生閱讀材料的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生分析、討論，共同概括、總結(jié)： 1．動(dòng)物核移植的概念：將一種生物的細(xì)胞核移植到另一種去核或不去核生物的細(xì)胞質(zhì)中，發(fā)育成雜合新個(gè)體的方式。 2．特點(diǎn)：主要是指不同種的細(xì)胞的拆合，新個(gè)體具備雙親的遺傳特性。 鯽魚(yú)卵細(xì)胞 無(wú)核細(xì)胞 鯉魚(yú)囊胚細(xì)胞

56、 細(xì)胞核 無(wú)核細(xì)胞 組裝細(xì)胞 鯉鯽魚(yú) 細(xì)胞核 3．過(guò)程： 4．克?。褐饕竿N細(xì)胞的拆合過(guò)程。 5．動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用： （1） 畜牧生產(chǎn)方面：培育良種動(dòng)物。 （2） 保護(hù)瀕危特種。 （3） 醫(yī)藥衛(wèi)生方面：生產(chǎn)醫(yī)用蛋白、器官和組織移植等。 課堂小結(jié)：根據(jù)已呢知識(shí)，完成下表 比較項(xiàng)目 原理 培養(yǎng)基 結(jié)果 培養(yǎng)目的 植物細(xì)胞培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 課后記： 本節(jié)課的要點(diǎn)在于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用，解決人類生活所需。通過(guò)學(xué)生自學(xué)和有關(guān)材料的查找、分析、討論，能較大程度掌握和運(yùn)用。 [第二課時(shí)]

57、動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體 教學(xué)過(guò)程： 復(fù)習(xí)舊課，導(dǎo)入新課： 復(fù)習(xí)兩種細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段，引出動(dòng)物細(xì)胞工程的其他技術(shù)。 三．動(dòng)物細(xì)胞融合： 教師活動(dòng)：?jiǎn)l(fā)學(xué)生回憶植物體細(xì)胞雜交過(guò)程，并引導(dǎo)學(xué)生大膽推測(cè)：動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交過(guò)程有何不同？動(dòng)物細(xì)胞融合相當(dāng)于植物體細(xì)胞雜交過(guò)程的哪一步？ 學(xué)生活動(dòng)：分析、討論并得出結(jié)論：動(dòng)物細(xì)胞融合相當(dāng)于植物體細(xì)胞雜交的原生質(zhì)融合過(guò)程。 引導(dǎo)學(xué)生閱讀資料后，師生共同總結(jié)： 動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的原生質(zhì)融合的基本原理相同，就邊誘導(dǎo)融合的方法也基本類似，只是除物理法、化學(xué)法外，還用到生物方法——即滅活的仙臺(tái)病毒。 1．理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的

58、全能性； 2．原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性； 3．誘導(dǎo)方法：物理法、化學(xué)法、生物法（滅活的仙臺(tái)病毒） 仙臺(tái)病毒 紫外線 喪失感染活性（不感染細(xì)胞） 保留融合活性（誘導(dǎo)細(xì)胞融合） 課件展示動(dòng)物細(xì)胞融合的過(guò)程。 教師活動(dòng)： 1．動(dòng)物細(xì)胞之間或動(dòng)物與人細(xì)胞之間都可以進(jìn)行融合，產(chǎn)生的融合細(xì)胞有多少種？ 2．動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)主要用途是什么？ 引導(dǎo)學(xué)生回憶：何謂抗體？其由何種細(xì)胞產(chǎn)生？主要分布在哪？ 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境： 1．長(zhǎng)期以來(lái)，人們?yōu)榱双@得抗體，采用的方法是什么？ 2．能否用動(dòng)物細(xì)胞融合的方法，使體內(nèi)的效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生成千上萬(wàn)的單一抗體呢？ 教師活動(dòng)：如果能用體內(nèi)

59、的效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生成千上萬(wàn)的單一抗體，那么，怎樣才能制備呢？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)相關(guān)的方案。 讓學(xué)生設(shè)計(jì)和匯報(bào)制備單克隆抗體的方案，并根據(jù)提綱閱讀課文： 1．為什么選用小鼠骨髓瘤細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合呢？ （參考：細(xì)胞同源性越近，融合的雜種細(xì)胞越易成活。） 2．骨髓瘤細(xì)胞是癌細(xì)胞嗎？（參考：有無(wú)限增殖能力即失去凋亡機(jī)制和接觸抑制等的細(xì)胞為腫瘤細(xì)胞；而具有轉(zhuǎn)移能力的腫瘤細(xì)胞為癌細(xì)胞。） 3．整個(gè)制備過(guò)程為何要經(jīng)過(guò)兩次篩選？（參考：第一次篩選可得到多種雜交瘤細(xì)胞，第二次篩選才能得到單一雜交瘤細(xì)胞。） 4．雜交瘤細(xì)胞在小鼠腹腔內(nèi)培養(yǎng)與體外培養(yǎng)有何區(qū)別？（參考：能不斷產(chǎn)生抗體） 5．雜交瘤細(xì)胞在小鼠腹腔內(nèi)

60、增殖，會(huì)造成小鼠死亡嗎？單克隆抗體能用于人體疾病治療嗎？ 在教師引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)基礎(chǔ)上，分析、討論并總結(jié)歸納出知識(shí)要點(diǎn)。 四．單克隆抗體： 1．概念：由單個(gè)B淋巴細(xì)胞進(jìn)行無(wú)性繁殖形成的細(xì)胞系所產(chǎn)生出的化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的抗體。 2．特點(diǎn)：化學(xué)性質(zhì)單一，特異性強(qiáng)，靈敏度高。 （1）獲得雜交瘤細(xì)胞 ① 將抗原注入小鼠體內(nèi)獲得效應(yīng)B細(xì)胞 ② 效應(yīng)B細(xì)胞與小鼠骨髓瘤細(xì)胞融合 ③ 用特定培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞 （2）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) ① 篩選能夠產(chǎn)生所需抗體細(xì)胞群 ② 再生培養(yǎng)液或小鼠腹腔中培養(yǎng) （3）提取單克隆抗體 ：從培養(yǎng)液或小鼠腹水中提取 3．單克隆抗體的制備：（展示課件）

61、 4.單克隆抗體的應(yīng)用： （1）診斷疾病：診斷病毒引起的疾病和用癌細(xì)胞抗原制備的單克隆抗體定位診斷。 （2）藥物導(dǎo)向治療：運(yùn)用藥物與單克隆抗體連接在一起制成“生物導(dǎo)彈” （3）分離和純化抗原分子。 教學(xué)小結(jié)：應(yīng)抓住三個(gè)一，即“一種誘導(dǎo)細(xì)胞融合的新方法——滅活的病毒；一種新細(xì)胞——雜交瘤細(xì)胞；一種優(yōu)勢(shì)——單克隆抗體的特異性強(qiáng)、靈敏度高的抗體）。 課后記： 本節(jié)重點(diǎn)要學(xué)生理解單克隆抗體的應(yīng)用前景。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)單克隆抗體的形成原理和應(yīng)用有較深刻的認(rèn)識(shí)，掌握了設(shè)計(jì)單克隆抗體制備的一般方法，拓寬了視野，提高了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。但對(duì)雜交瘤細(xì)胞的篩

62、選，還有點(diǎn)不很明確。下節(jié)課前以復(fù)習(xí)形成展示附件來(lái)補(bǔ)充。 附件： 雜交瘤細(xì)胞分離的基本原理 骨髓瘤細(xì)胞缺少次黃嘌呤鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)化酶（HGPRT酶）和胸腺嘧啶激酶（TK酶），運(yùn)用培養(yǎng)液中加入次黃嘌呤、氨基蝶 呤、胸腺嘧啶制成選擇培養(yǎng)基。 核酸的合成有兩條途徑：主要途徑和補(bǔ)償途徑。 1、當(dāng)氨基蝶呤存在時(shí)，主要途徑將被阻斷，就由補(bǔ)償途徑合成核酸。 2、由于骨髓瘤細(xì)胞中缺少HGPRT酶和TK酶，因此不能合成核酸而死亡；雖然淋巴B細(xì)胞中有這兩種酶，但基壽命短，培養(yǎng)幾天后也死亡。 3、只有雜交瘤細(xì)胞具有壽命長(zhǎng)又能經(jīng)補(bǔ)償途徑合成核酸而繁殖。 核酸生物合成的主要途徑與補(bǔ)償途徑 D

63、NA RNA 主要的生 物合成途徑 補(bǔ)償途徑 HGPRT TK酶 胸腺嘧啶 氨 基蝶呤 次黃嘌呤 專題三 胚胎工程 第一節(jié) 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育 教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)目標(biāo)： （1）簡(jiǎn)述哺乳動(dòng)物的精子和卵子的發(fā)生及受精過(guò)程。 （2）簡(jiǎn)述哺乳動(dòng)物的胚胎發(fā)育過(guò)程及其主要特點(diǎn)。 （3）認(rèn)同胚胎工程建立及發(fā)展的意義。 2．態(tài)度觀念方面： （1）初步培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、不斷創(chuàng)新的精神和合作精神。 （2）通過(guò)向?qū)W生介紹動(dòng)物精卵細(xì)胞的形成和受精作用，使學(xué)生明確對(duì)生命奧秘的揭示愈加廣泛和深入，形成終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。 3．能力方面

64、： （1） 學(xué)生通過(guò)閱讀、自學(xué)、質(zhì)疑、討論、訓(xùn)練和總結(jié)等環(huán)節(jié)，逐步提高獨(dú)立獲取知識(shí)的能力、邏輯思維能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 （2） 通過(guò)學(xué)習(xí)精卵形成和受精過(guò)程，使學(xué)生聯(lián)系已有知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力，思維能力。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 1.教學(xué)重點(diǎn) （1）哺乳動(dòng)物精子和卵子的發(fā)生。 （2）哺乳動(dòng)物的受精過(guò)程。 （3）哺乳動(dòng)物的胚胎發(fā)育。 2.教學(xué)難點(diǎn) （1）哺乳動(dòng)物受精過(guò)程中精子的獲能、頂體反應(yīng)、透明帶反應(yīng)、卵黃膜封閉作用的概念和生理功能。 （2）哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育各階段的主要特點(diǎn)。 教學(xué)方法：以探究法、談話法和講授法相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)。 教學(xué)課時(shí)：2課時(shí) 教學(xué)過(guò)程：

65、 以提綱的方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“科技探索之路”并組織學(xué)生分組探討，從中領(lǐng)悟科學(xué)的發(fā)展就是不斷“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題——提出問(wèn)題——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——得出結(jié)論”的探究過(guò)程。。 （1）胚胎工程的建立可大致分為幾個(gè)階段？在每一個(gè)階段中，胚胎工程技術(shù)有什么重大突破？這些重大突破對(duì)推動(dòng)生產(chǎn)力的發(fā)展有什么作用？ （2）為什么說(shuō)胚胎移植技術(shù)的成功和應(yīng)用帶動(dòng)和加速了體外受精技術(shù)的研究？ （3）美籍華人科學(xué)家張明覺(jué)在動(dòng)物生殖生理學(xué)上有什么重大發(fā)現(xiàn)？這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)促進(jìn)胚胎工程實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化有何意義？ （4）通過(guò)胚胎工程的建立過(guò)程，你如何認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)三者之間的關(guān)系？ 通過(guò)學(xué)生交流，教師總結(jié)，引出課題（展示課題：第

66、一節(jié) 體內(nèi)受精和早期胚胎發(fā)育）。 教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生利用已有知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)提綱閱讀資料。 教學(xué)提綱： 1．高等生物的個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)是什么？（參考：受精卵） 2．一個(gè)受精卵是怎樣發(fā)育成一個(gè)完整的生物個(gè)體？（參考：通過(guò)細(xì)胞分裂、細(xì)胞分化、組織器官的形成，最終成為一個(gè)完整的生物個(gè)體。） 3．通常一只母羊只能生1~2只羊羔，遠(yuǎn)不能滿足人們的生活需要。那么，有什么方法可以一般的繁殖方式，可使牛羊等動(dòng)物快速繁殖呢？（參考：胚胎工程） 從學(xué)生的交流、探討中提出：什么是胚胎工程？動(dòng)物的早期胚胎是怎樣進(jìn)行的？ 一．精子和卵子的發(fā)生： 在教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀資料的基礎(chǔ)上回答如下問(wèn)題： 1.家畜每次射精排出的精子數(shù)以億計(jì)，但是通常只有一個(gè)精子能夠與卵子結(jié)合，這能說(shuō)是一種浪費(fèi)嗎？怎樣理解這一現(xiàn)象？ 提示：不是?？梢詮膬煞矫嬲f(shuō)明這一問(wèn)題：其一，在自然繁殖的條件下，為了使母畜排出的1個(gè)或幾個(gè)卵子完成受精，公畜一次射出幾億到幾十億的精子到發(fā)情母畜的生殖道內(nèi)，可以說(shuō)是動(dòng)物為繁殖后代、延續(xù)物種的一種生理保障機(jī)制；其二，在自然條件下，精子從射精部位運(yùn)行到受精部位，在通過(guò)母畜生殖道的過(guò)程中，復(fù)雜的組織