高三生物教案：《第二輪基因工程和細胞工程》教學(xué)設計

　　本文題目：高三生物教案：第二輪基因工程和細胞工程

　　【考綱要求】

　　1. 基因工程的誕生 I 5. 植物組織培養 II

　　2. 基因工程的原理及技術(shù) II 6. 動(dòng)物細胞培養和體細胞克隆I

　　3. 基因工程的應用 I 7. 細胞融合和單克隆抗體 II

　　4. 蛋白質(zhì)工程 I

　　【課前回顧區】

　　1. 利用關(guān)鍵詞構建網(wǎng)絡(luò )：基因工程、蛋白質(zhì)工程、細胞工程、植物組織培養、植物體細胞雜交技術(shù)、動(dòng)物細胞培養、動(dòng)物細胞核移植、動(dòng)物細胞融合、單克隆抗體的制備

　　2. 基因工程、蛋白質(zhì)工程、細胞工程、胚胎工程的操作對象

　　3. 基因工程的工具、核心、表達載體所包含的構件、如何對目的基因進(jìn)行檢測和鑒定

　　4. 細胞工程都有哪些技術(shù)，分別利用什么原理

　　5. 細胞表現全能性的條件

　　6. 原生質(zhì)體融合和動(dòng)物細胞融合的原理和方法一樣嗎?

　　7.雜交瘤特點(diǎn)和單克隆抗體的特點(diǎn)

　　【課堂探究區】

　　探究一：完成基因工程操作的步驟

　　思考：蛋白質(zhì)工程的操作和基因工程有何不同?

　　【典型例題1】下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請回答下列問(wèn)題：

　　限制酶 BamH Ⅰ Hind Ⅲ EcoR Ⅰ Sma Ⅰ

　　識別序列

　　及切割位點(diǎn) ↓

　　GGATCC

　　CCTAGG

　　↑ ↓

　　AAGCTT

　　TTCGAA

　　↑ ↓

　　GAATTC

　　CTTAAG

　　↑ ↓

　　CCCGGG

　　GGGCCC

　　↑

　　(1)一個(gè)圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma Ⅰ切割前后，分別含有________個(gè)游離的磷酸基團。

　　(2)若對圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的Sma Ⅰ酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩定性越______。

　　(3)用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構建重組質(zhì)粒，不能使用Sma Ⅰ切割，原因是__________________________________________________________。

　　(4)與只使用EcoR Ⅰ相比較，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止____________________________________________。

　　(5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入_________________酶。

　　(6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了______________ _____________________。

　　(7)為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉運蛋白基因，將重組質(zhì)粒導入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在__________________________________的培養基中培養，以完成目的基因表達的初步檢測。

　　探究二:畫(huà)出植物組織培養技術(shù)的操作流程

　　【典型例題2】科學(xué)家將魚(yú)抗凍蛋白基因轉入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相對寒冷的環(huán)境中生長(cháng)。質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四種限制酶切割位點(diǎn)，下圖是轉基因抗凍番茄培育過(guò)程的示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因)，其中①～④是轉基因抗凍番茄培育過(guò)程中的相關(guān)步驟，Ⅰ、Ⅱ表示相關(guān)結構或細胞。請據圖作答：

　　(1)在構建基因表達載體時(shí)，可用一種或者多種限制酶進(jìn)行切割。為了避免目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，在此實(shí)例中，應該選用限制酶________________分別對________________________進(jìn)行切割，切割后產(chǎn)生的DNA片段分別為_(kāi)_______種。

　　(2)培養基中的氨芐青霉素會(huì )抑制番茄愈傷組織細胞的生長(cháng)，要利用該培養基篩選已導入含魚(yú)的抗凍蛋白基因的番茄細胞，應使基因表達載體Ⅰ中含有________________作為標記基因。

　　(3)研究人員通常采用________________法將魚(yú)抗凍蛋白基因導入番茄細胞內。通常采用________________技術(shù)，在分子水平檢測目的基因是否翻譯形成了相應的蛋白質(zhì)。

　　(4)利用組織培養技術(shù)將導入含魚(yú)的抗凍蛋白基因的番茄組織細胞培育成植株。圖中③、④依次表示組織培養過(guò)程中番茄組織細胞的________________過(guò)程。

　　探究三:動(dòng)物體細胞核移植、單克隆抗體的制備流程

　　【典型例題3】有性生殖的生物產(chǎn)生后代需要進(jìn)行受精作用，植物體細胞雜交要進(jìn)行原生質(zhì)體的融合，單克隆抗體的制備需要進(jìn)行動(dòng)物細胞融合，可見(jiàn)細胞的融合技術(shù)有著(zhù)廣泛的應用。下列為細胞融合的簡(jiǎn)略過(guò)程，據圖回答相關(guān)問(wèn)題：

　　(1)若a、b分別是基因型為Hhrr、hhRr兩個(gè)煙草品種的花粉，且這兩對基因分別位于兩對同源染色體上。由于一對隱性純合基因(rr或hh)的作用，在光照強度大于800 lx時(shí)兩種煙草都不能生長(cháng)。要想從融合細胞的培養液中分離出基因型為HhRr的雜種細胞，較為簡(jiǎn)便的篩選方法是________________________________________。

　　(2)若a、b表示兩種植物體細胞，則由d細胞形成雜種植株的原理是_________________________，這種育種方法的優(yōu)點(diǎn)是_______________________________________________

　　(3)若a、b分別為骨髓瘤細胞和B淋巴細胞，則d細胞的特點(diǎn)是___________________________________。

　　由d細胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較，具有_______________________________的特點(diǎn)。生產(chǎn)上一般不能通過(guò)直接培養B淋巴細胞的方法生產(chǎn)單克隆抗體的主要原因是______________________________________________________________

　　(4)下列各圖表示單克隆抗體制備過(guò)程的各階段圖解，請用箭頭把代表各圖解的字母按單克隆抗體制備過(guò)程的順序連接起來(lái)。順序是___________________________________________________________。

　　【課后檢測】

　　1.人的血清白蛋白作為血漿容量擴充劑用途廣泛，是當前的研究熱點(diǎn)之一。圖T14-3是利用奶牛生產(chǎn)人類(lèi)血清白蛋白的圖解，請回答：

　　圖T14-3

　　(1)圖中所涉及的生物技術(shù)中，屬于細胞水平的是____________、____________。

　　(2)獲�、倩�因的常用方法有________________(舉一例)，基因工程的核心是____________________。

　　(3)②→③一般需用________酶處理，為獲取數量較多的未受精卵細胞，需用____________處理母牛。

　　(4)⑤→⑦為_(kāi)___________技術(shù)，操作的時(shí)期是________________。

　　專(zhuān)題15 基因工程和細胞工程

　　【答案】

　　【典型例題1】

　　1.(1)0、2

　　(2)高

　　(3)SmaⅠ會(huì )破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因

　　(4)質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化

　　(5)DNA連接

　　(6)鑒別和篩選含有目的基因的細胞

　　(7)蔗糖為唯一含碳營(yíng)養物質(zhì)

　　【典型例題2】

　　2.答案：　(1)PstⅠ、SmaⅠ　含魚(yú)抗凍蛋白基因的DNA、質(zhì)�！�4、2

　　(2)抗氨芐青霉素基因(ampr)　(3)農桿菌轉化(或基因槍法等，答案合理即給分)　抗原—抗體雜交

　　(4)脫分化、再分化

　　【典型例題3】

　　3.(1)大于800 lx光照

　　(2)植物細胞的全能性

　　克服了遠緣雜交不親和的障礙

　　(3)既能無(wú)限繁殖，又能產(chǎn)生特定的抗體

　　特異性強、靈敏度高、化學(xué)性質(zhì)單一

　　B淋巴細胞高度分化，不能增殖

　　(4)

　　【課后檢測】

　　1.(1)核移植技術(shù)　動(dòng)物細胞培養

　　(2)從基因文庫中提取(或PCR技術(shù)擴增、人工化學(xué)合成)　基因表達載體的構建

　　(3)胰蛋白　促性腺激素

　　(4)胚胎分割移植　桑椹胚或囊胚