专题3 植物的组织培养技术
在《生物技术实践》模块课程标准中，植物组织培养的具体要求是“尝试植物的组织培养”。尝试是技能性目标中的模仿水平，即学生仿照教师的示范性动作完成对实验对象的操作。
植物组织培养是一项操作复杂而精细，操作难度较大的实践活动，其操作流程包括：配制母液、培养基配制与灭菌、外植体选择和消毒、接种、形成愈伤组织、诱导丛芽和生根、组培苗移栽等操作环节。从操作的持续时间看，完成前四项活动需要一天，后三项活动需要1～2个月。为了确保在有限的时间内顺利地开展实验教学，需要确定学生动手操作的一些重要环节和步骤，并针对这些环节和步骤提前做好实验准备。
1 实验室的准备工作
本实验需要作好三项实验准备：一是提前配制各种母液；二是提前准备MS培养基；三是选择外植体并进行预处理。
1.1 配制母液
母液中含有大量元素、微量元素、激素（植物生物调节剂）和维生素等有机成分，母液浓度是实际溶液浓度的5～10倍。配制母液花费时间多，需要用到溶量瓶、移液管等精密仪器，无法由每位学生亲自操作，教师可带领部分学生在课外进行。母液的类型和配制顺序如下：
配制母液的注意事项：⑴自来水或河水中含有大量的矿质元素，勿用配制母液；⑵配制大量元素和微量元素母液时，应将每种化合物单独溶解后，再一一混合，同时还应用适量的蒸馏水清洗烧杯内壁，并将清洗后的蒸馏水倒入混合溶液中，这样可以保证每种元素的浓度，混合时要按照教材附表中的顺序进行，最后加入的是氯化钙溶液，这样可以避免发生沉淀；⑶配制好的母液要先倒入1 000 ml烧杯中，再由烧杯转入1 000 ml细口瓶中，不可由容量瓶直接倒入细口瓶中；⑷注意观察母液中是否有絮状物，出现絮状物表明离子之间发生反应，需要重新配制母液；⑸植物生长调节剂难溶于水，需要碱或酸助溶，一般生长素类物质用碱（0.1 mol/LNaOH1～3 ml）或酒精（75～95％的酒精1～3ml）助溶，细胞分裂素类物质一般用酸（0.1 mol/LHCL1～3 ml）助溶，加入蒸馏水定溶时要缓慢，也可用水浴法助溶；⑹用棕色细口瓶盛装有机物母液和植物生长调节剂母液，避免透射光损害母液中的有机成分；⑺在瓶壁上贴好各种母液的标签（下图所示）；⑻将配制好的母液放入冰箱中或阴凉处保存。
MS是穆拉希吉（Murashige）和斯库克（Skoog）两位科学家第一个字母的缩写，他们于1962年为培养烟草而设计了一种培养基，这就是组培使用中最为广泛的MS培养基；标签中间一行的数字及单位表示的意义如下，例如，100ml/L，即配制1升培养基只需从母液中提取100ml即可；50mg/100ml，表明100ml母液中含有50mg 萘乙酸，如取4mg的萘乙酸，只需提取8ml母液。
除母液需提前配制好外，消毒液也需要提前配制好。外植体消毒一般采用75％的酒精、2～10％的次氯酸钠溶液等。
1.2 培养基的配制与灭菌
培养基的类型有很多种，通常采用MS培养基。配制培养基的流程如下：
上述的培养基配制流程中，加入各种母液的时间是在琼脂溶化之后，这样既可避免加热使母液中的各种离子发生反应，又可避免有机物母液和植物生长调节剂因高温受到损害。将母液加入培养基的顺序是：先提取大量元素、微量元素、铁盐、有机物母液，后提取植物生长调节剂母液，切勿先提取植物生长调节剂母液，这是因为该溶液中含有酸或碱，容易与其他元素形成沉淀而失败。
培养基通常采用高压蒸汽灭菌，灭菌时间一般为15～20min，灭好菌的培养基不易保存过长时间，通常是现用现配。在对培养基灭菌的同时，也要对解剖刀、镊子、烧杯、锥形瓶、牛皮纸等必要的仪器设备进行灭菌。
1.3 外植体的选择和预处理
根据植物细胞的全能性原理，选择任何活的植物体都能培养出组培苗，但不同植物的各种组织和器官的分裂能力不同，同时还要考虑消毒处理的特殊情况，因此，选择恰当的外植体进行接种既有利于消毒，避免污染，又有利于在较短时间内形成组培苗，从而提高组培成功率。下面是选择外植体时需要考虑的一些因素及说明。
由于外植体的消毒工作非常重要，因此，要选择哪些表面相对光
选择好外植体后教师还要做一些预处理，以便学生进一步消毒时能有效地杀死外植体表面的微生物。预处理包括：用清水冲洗；用洗涤灵或洗衣粉清洗；芽作为外植体时要放在锥形瓶中加清水反复振荡，如果芽中有很多凹陷，还需要用毛刷轻刷；用自来水细流冲洗2～4小时左右。组培室要进行紫外线消毒，或用化学药剂如甲醛和高锰酸钾进行蒸汽消毒。操作台、接种器械、工作服等都要提前进行消毒，等等。
2 教学建议
2.1 重视实验原理的学习，帮助学生形成网络化的知识结构
组培的原理及过程是教学中的重点，对于学生理解组培在生产实践中的重要性具有十分积极的现实意义，同时，有助于学生理解生命的本质，以及人类对生命现象进行干预的意义。组培的原理、过程及作用可用下面的图示表示。
为帮助学生理解组培的原理、操作和过程，教学时可引导学生讨论下列问题：⑴灭菌和消毒的区别以及在组培中是如何应用的？⑵在脱分化和再分化过程中怎样使用植物生长调节剂? ⑶组培过程中有时需要换瓶操作，这是为什么（改变培养基中的植物生长调节剂的浓度比例）? ⑷组培过程中的每一步都需要光照吗（愈伤组织的形成不一定需要光照，但丛芽和根的形成需要光照）?⑸组培中用的蔗糖作为能源和原料物质，用葡萄糖行不行（使用蔗糖主要是考虑经济因素，也可用葡萄糖或果糖替代）？⑹花药离体培养获得的植物幼苗都是单倍体吗（不是，也有正常的植物体）？等等。
2.2 合理安排时间，确保学生动手操作关键的步骤
既然我们不可能让每一位学生都经历组培的全过程，但又要让学生实践操作，因此，选择什么样的操作环节让学生实践就显得尤为重要。以下的几种方案供参考和借鉴。
方案1：学生完成外植物体的消毒和接种工作。外植体的消毒工作至关重要，需要那些操作认真、细致的学生才能够很好地完成，因此这种方案要求学生具备一定的操作技能，并且做到耐心、细致。外植体的消毒流程如下。
上述流程中，酒精起到表面消毒的作用，次氯酸钠溶液的消毒作用更强。这两种消毒剂的使用时间可根据外植体的种类决定，一般而言，芽尖等相对幼嫩的组织消毒的时间要短些，而茎、根的消毒时间可用时长一些。总的原则是，既要杀灭外植体表面的全部微生物，又要避免损害和杀死外植体本身。除上述的消毒剂外，过氧化氢溶液（10％，5～15min）和氯化汞溶液（0.1～0.5％，2～7min）也是极好的消毒剂。通过以上操作学生能体会到无菌对于组织培养成功的重要作用，从而提高他们的实验操作技能、严谨认真的科学精神和态度。
方案2：学生完成愈伤组织的继代培养或分化换瓶。由于减少了外植体消毒这一重要的环节，操作相对简单，成功率很高，学生容易获得成功的满足感。因此，这种方案是针对那些实践操作能力一般的学生而设置的。一方面可以让学生体验组培接种的操作过程，另一方面保证了实验的成功率，节约了实验时间。
方案3：探讨植物生长调节剂的不同浓度对组培的影响。为强凋不同浓度的植物生长调节剂在诱导愈伤组织分化形成丛芽或生根中的作用，可配制植物生长调节剂不同浓度的培养基，然后让学生根据自己的意愿选择这些培养基进行换瓶操作。当学生看到植物生长调节剂的神奇作用时，一定能够深刻地理解激素对植物生长的重要作用，从而激发学生浓厚的探究兴趣。下表为组培中常用的植物生长调节剂的类型及作用。
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诱导外植体形成不定芽时，一般用细胞分裂素类物质的浓度较高，生长素类物质的浓度较低；如果这两类物质的浓度相同，则有利于形成愈伤组织；如果其比值小于1，则有利于生根。教学中可选择不同的配比浓度，探讨哪种配比浓度更有利于芽的形成，哪种配比浓度更有利于根的形成。
2.3 成立课外活动小组，培养学生中的积极分子
组培实验的操作繁多而复杂，需要教师提前做好大量的准备工作，因此，成立活动小组，培养学生中的积极分子十分重要。活动小组主要完成以下工作：（1）帮助老师完成实验室的前期准备，如各种母液的配制、各种培养基的配制和灭菌，等等；（2）做好接种的示范操作，并拍成录像，提供给其他学生借鉴；（3）接种后的观察和记录；（4）进行继代培养和分化转瓶；（5）幼苗的移栽及管理；（6）进行课题延伸项目的研究，等等。
高中生物选修三专题一试 题 篇一：高中生物选修三专题一基因工程知识点 专题一基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位 的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有
植物细胞工程和动物细胞工程默写 1、细胞工程是在或的操作 2、细胞工程按操作对象分为和 3、植物细胞工程通常采用的技术手段是：和 4、植物组织培养的理论基础是： 5、理论上每一个活细胞都应该具有。因为 6、受精卵的全能性最高，受精卵生殖细胞体细胞 7、为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？ 8、植物组织培养的外界条件：， 内在原理是： 9、植物组织培养的过程：经过形成 经由过程形成，最后移栽发育成。 10、是指已分化细胞经诱导，失去其特有的结构和功能而变为未分 化细胞的过程。 11、是指由外植体长出来高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成 的排列疏松无规则的组织。 12、植物体细胞杂交的意义（优势）：。 13、去除细胞壁的常用方法：（纤维素酶、果胶酶等） 14、人工诱导原生质体融合方法：物理法：等； 化学法： 15、融合完成的标志是： 16、植物体细胞杂交过程包括：和。 17、植物体细胞杂交的原理是：和
18、人工种子的特点是： 19、作物脱毒(1)材料: (2)脱毒苗: 20、单倍体育种：(1)方法: (2)优 点: ; 21、动物细胞工程常用的技术手段：(基础)、、 、 22、动物细胞培养的原理是：。 23、用处理，一段 时间后获得单个细胞。 24、细胞贴壁： 25、细胞的接触抑制： 26、原代培养：，培养的第1代细胞与传10代 以内的细胞称为原代细胞培养。 将原代细胞从培养瓶中取出，用处理后配制成，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为 27、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为 28、细胞株：原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡， 少数细胞存活到40~50代，这种传代细胞为细胞株。 细胞系：细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态，只有部分细胞由于遗传物质的改变，使其在培养条件下可以无限制传代，这种传代 细胞为细胞系。 细胞株和细胞系的区别：细胞系的遗传物质改变，具有癌细胞的特点，失 去接触抑制，容易传代培养。 29、动物细胞培养的条件：1. 2. 3. （培养 液的Ph为7.2-7.4）4.
专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过________________________，赋予生物以 _____________________，创造出______________________________________。基因工程是在____________上进行设计和施工的，又叫做__________________。 1. （1 （2 （3 2. (1)两种DNA ②区别：E· (2)与DNA 酸二酯键。 3. （1 （2 _____________________的双链___________DNA （3）其它载体： _________________________________ (二)基因工程的基本操作程序 第一步：__________________________ 1.目的基因是指： ______________________________________________________ 。 2.目的基因可采取_______________-获得，也可以用_____________________。人工合成目的基因的常用方 法有________________和_________________。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：_____________________ 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是________________，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 _______________。此方法的受体细胞多是 ____________。将目的基因导入微生物细胞：★原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少， 最常用的原核细胞是 ____________，其转化方法是：先用 ________处理细
课题2 胡萝卜素的提取 课题目标 （一）知识与技能 1、了解有关胡萝卜素的基础知识 2、掌握提取胡萝卜素的基本原理 （二）过程与方法 1、掌握萃取法提取胡萝卜素的技术 2、学会纸层析的操作方法 （三）情感、态度与价值观 领悟科学探究的方法，形成严谨、创新以及勇于实践的科学态度 课题重点 胡萝卜素的提取，纸层析的操作 课题难点 胡萝卜素的提取 教学方法 启发式教学 教学工具 多媒体课件 教学过程 （一）引入新课 植物有效成分提取的方法有哪些？这一节我们再来学习萃取法提取胡萝卜素的原理、方法和提取技术 （二）进行新课 1．基础知识 1．1胡萝卜素的性质：橘黄色晶体，化学性质稳定，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等。 1．2胡萝卜素的来源：植物、岩藻、微生物发酵。 1．3方法：萃取法。 影响因素：萃取剂性质、用量；原料颗粒大小、紧密程度、含水量；温度、时间等。
选择控制：溶剂：石油醚 原料：颗粒小、干燥。 条件：温度较高，时间长。 2．实验设计 2．1实验流程：阅读教材图6－6。 溶剂：应选择使用水不溶性有机溶剂，如石油醚（为什么？）。 选择溶剂应注意哪些因素？：（提取效率、水溶性与水不溶性、沸点高低、有无毒性、是否易于产品分离等） 2．2实验步骤： ①原料加工：取500g新鲜胡萝卜，清水清洗，沥干、粉碎、烘干。 ②原料装填：将胡萝卜粉与200mL石油醚装入蒸馏瓶。 ③加热萃取：安装萃取回流装置，沸水浴加热萃取30min。 ④过滤：将萃取物过滤，除去固体物，得到萃取液。 ⑤浓缩：安装水蒸气蒸馏装置，加热萃取液，萃取剂挥发，得到胡萝卜素。 ＊注意事项： 烘干胡萝卜时，温度过高、时间过长，胡萝卜素会分解。 2．3胡萝卜素的纸层析鉴定： ①制备滤纸条：取18×30cm滤纸条，于距底端2cm处划基线，取ABCD四个点。 ②点样：用最细注射器针头分别吸取标准样品和提取样品在AD和BC点样，吹干。 ③层析：将滤纸卷成筒状并固定，放到盛有1cm深石油醚的密封容器中层析。 ④观察：取出滤纸条，使石油醚充分挥发后观察层析带。（BC处两个红色圆点是杂质形成的）＊注意事项： 滤纸条预先干燥处理； 点样时快速细致、样点圆点尽量细小； 滤纸筒的竖直边缘不能接触； 石油醚易挥发，注意层析容器要密封。 （三）板书设计
高中生物选修3基础知识复习提纲(最新详细) 专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接 起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯 键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合 成法_。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：DNA双链复制 （2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。 （3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞_ 1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法： 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。此方法的受体细胞多是受精卵。 将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用 Ca2+ 处理细胞，使其成为感受态细胞，再将 重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。 3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 第四步：目的基因的检测和表达 1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子杂交技术。 2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交。 3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原－ 抗体杂交。 4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。 （三）基因工程的应用 1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。 3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。 （四）蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质） 转录翻译 专题2 细胞工程 （一）植物细胞工程 1.理论基础（原理）：细胞全能性 全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞 2.植物组织培养技术 （1）过程：离体的植物器官、组织或细胞―→愈伤组织―→试管苗―→植物体 （2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
专题二微生物的培养与应用 课题一微生物的实验室培养 ·培养基：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质，是进行微生物培养的物质基础。 ·培养基按照物理性质可分为液体培养基半固体培养基和固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂琼脂（是从红藻中提取的一种多糖，在配制培养基中用作凝固剂）后，制成琼脂固体培养基。微生物在固体培养基表面生长，可以形成肉眼可见的菌落。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。液体培养基应用于工业或生活生产，固体培养基应用于微生物的分离和鉴定，半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。 ·按照成分培养基可分为人工合成培养基和天然培养基。合成培养基是用成分已知的化学物质配制而成，其中成分的种类比例明确，常用于微生物的分离鉴定。天然培养基是用化学成分不明的天然物质配制而成，常用于实际工业生产。 ·按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物生长，促进所需要的微生物的生长。鉴别培养基是根据微生物的特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的，用以鉴别不同类别的微生物。 ·培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等。 ·碳源：能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如CO2、NaHCO3等无机碳源；糖类、石油、花生粉饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。 ·氮源：能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、NH3、NO3-、NH4+（无机氮源）蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨（有机氮源）等。只有固氮微生物才能利用N2。 ·培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时须将培养基的pH调至酸性，培养细菌是需要将pH调至中性或微碱性，培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件 ·无菌技术·获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，要注意以下几个方面： ①对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。 ②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。 ③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。 ④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
选修1基础知识点背诵 《果酒和果醋和制作》 一、果酒制作 1．原理：菌种 ，属于 核生物，新陈代谢类型 ，有氧时，呼吸的反应式为： ；无氧时，呼吸的反应式为： 。 2．条件：繁殖最适温度 ，酒精发酵一般控制在 。 （传统发酵技术所使用的酵母菌的来源） 3．菌种来源：???。：。：菌菌种分离获得得纯净的酵母 人工培养型酵母菌附着于葡萄皮上的野生自然发酵 现在工厂化生产果酒，为提高果酒的品质，更好地抑制其它微生物的生长，采取的措施 是 。 4．实验设计流程图 挑选葡萄→冲洗→______________→_______________→_______________ ↓ ↓ 果酒 果醋 5．根据教材P4操作提示设计实验步骤及装置。 充气口作用 ； 排 气口作用 ； 出料口作用 。 排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接，其目的 是 。 使用该装置制酒时，应该关闭 ； 制醋时，应将充气口 。 6．实验结果分析与评价：可通过嗅觉和品尝初步鉴 定，并用______________检验酒精存在。可观察到的 现象为 二、果醋的制作： 1．原理：菌种：___________，属于___________核生物，新陈代谢类为_________ 醋酸生成反应式是___________________ _________ 。 2．条件：最适合温度为__________，需要充足的______________。 3．菌种来源：到______________或______________购买。 4．设计实验流程及操作步骤： 果酒制成以后，在发酵液中加入______________或醋曲，然后将装置转移至 ______________0C 条件下发酵，适时向发酵液中______________。如果没有充气 装置，可以将瓶盖打开，在瓶盖上纱布，以减少空气中尘土污染。 三、操作过程应注意的问题 （1）为防止发酵液被污染，发酵瓶要用 消毒。 （2）葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约 的空间。 （3）制作葡萄酒时将温度严格控制在 ，时间控制在 d 左右，可通过 对发酵的情况进行及时的监测。
腐乳的制作 .................. 一、腐乳制作的原理 1．发酵微生物 (1)类型：参与豆腐发酵的微生物有青霉、酵母、曲霉、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。 (2)毛霉：是一种丝状真菌，分布广泛，生长迅速，具有发达的白色菌丝。 2．发酵原理 (1)蛋白质――→蛋白酶 小分子的肽和氨基酸 (2)脂肪――→脂肪酶 甘油和脂肪酸 二、腐乳制作的流程 让豆腐上长出毛霉??? 毛霉来源：空气中的毛霉孢子或直接人工接种条件控制：温度为15～18 ℃，并保持一定的湿度 1．腐乳制作过程中起主要作用的微生物是毛霉，来源于空气中的毛霉孢子。 2．毛霉产生的蛋白酶和脂肪酶将蛋白质和脂肪分解成小分子的肽和氨基酸、 甘油和脂肪酸。 3．腐乳制作的实验流程： 让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制 4．加盐腌制时应逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口表面的 盐要铺厚一些。 5．加盐既可析出豆腐中的水分，又能抑制微生物的生长。 6．卤汤是由酒和香辛料配制而成的，既能防腐杀菌，又能调味。 7．豆腐含水量以70%为宜；卤汤中酒的含量一般控制在12%左右。
加盐腌制????? 加盐方法：随层数加高而增加盐量，接近 瓶口表面的盐要铺厚一些腌制时间：约8 d 左右 加盐目的??? 析出豆腐中的水分抑制微生物的生长 配制卤汤????? 酒??? 含量：12%左右作用：抑制微生物生长，使腐乳具有独 特香味 香辛料：调制腐乳风味，还具有防腐杀菌 的作用 密封腌制：加入卤汤后，用胶条将瓶口密封 三、实验操作注意事项 1．控制好材料的用量 (1)盐的用量??? 过高：影响腐乳口味过低：不足以抑制微生物生长，导致豆腐 腐败变质 (2)酒的含量??? 过高：腐乳成熟的时间会延长过低：不足以抑制微生物生长，导致豆腐 腐败 2．防止杂菌污染 (1)所用玻璃瓶洗刷干净后要用沸水消毒。 (2)装瓶时要迅速小心；封瓶时，最好将瓶口通过酒精灯的火焰，以防止瓶口被污染。 1．制作果酒、果醋、腐乳的主要微生物从细胞结构来看( ) A ．三种均为真核生物 B ．三种均为原核生物 C ．两种真核生物，一种原核生物 D ．两种原核生物，一种真核生物
选修3《现代生物科技专题》知识点总结 1.1 DNA重组技术的基本工具 1、基因工程的概念 又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基 因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。 优点：定向地改造生物的遗传性状； 实现基因在不同物种之间的转移，迅速培育出生物新品种 2、基因拼接的理论基础： （1）大多数生物的遗传物质是DNA （2）DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 （3）双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。 3、外源基因在受体内表达的理论基础： （1）基因是控制生物性状的独立遗传单位。 （2）遗传信息的传递都遵循中心法则。 （3）生物界共用一套遗传密码。 （一）基因工程的基本工具 1?“分子手术刀”一一限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是原核生物 （2）功能：能够识别双链DNA分子的特定的核苷酸序列，有特定的切割位点（专一性）。 （3）作用部位：磷酸二酯键 （3）结果：形成两种末端：黏性末端和平末端。 注意：用同种限制酶分别切割目的基因和载体，从而形成相同的黏性末端，然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来 2?“分子缝合针” 一一DNA连接酶 ①作用：恢复磷酸二酯键。 ②种类：E?coliDNA连接酶：来源于大肠杆菌，连接黏性末端；
T4DNA连接酶：来源于噬菌体，连接黏性末端和平末端。 3. “分子运输车”--- 载体 (1)载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害 (2)常用的载体：细菌的质粒、入噬菌体的衍生物、动植物病毒(天然质粒不能直接使用) 1.2 基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1. 目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2. 方法：①从基因文库中获取目的基因 (方法：根据基因的核苷酸序列、基因的功能在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA 基因翻译产物蛋白质等特性。) ②利用PCR技术扩增目的基因(适用于已知目的基因的一段核苷酸序列) ③通过化学方法人工合成(适用于目的基因较小，或已知目的基因核苷酸序列) 3. 基因组文库与cDNA文库的区别 4. PCR技术扩增目的基因 (1)PCR的含义：全称多聚酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。 (2)目的：快速获取大量的目的基因 (3)原理：DNA M制 (4)使用的前提：已知目的基因的一段核苷酸序列 (5)条件：模板DNA、引物、热稳定DNA聚合酶、四种脱氧核苷酸 (6)过程：第一步：变性，加热至90?95C DNA解链为单链，断裂氢键； 第二步：退火，冷却到55?60C,引物与两条单链DNA结合，形成局部双链DNA
专题6 植物有效成分的提取 课题1 植物芳香油的提取 一、课题目标 本课题通过设计简易的实验装置来提取植物芳香油，使学生了解提取植物芳香油的基本原理，研究从生物材料中提取特定成分的方法，初步学会某些植物芳香油的提取技术。 二、课题重点与难点 课题重点：植物芳香油的提取技术；针对原料的不同特点，采用适宜的提取方法。 课题难点：植物芳香油的提取技术；针对原料的不同特点，采用适宜的提取方法。 三、课题背景分析 课题背景从古代人类将芳香植物或花卉制成干品，当作药物和香料使用谈起，引入到欧洲中世纪香料贸易的发展，促成了植物芳香油提取技术的诞生，反映了社会生活的需要对科学技术的推动。随着有机化学的发展，人造香料日益普及，但人们对天然植物芳香油仍情有独钟，它一方面说明了科学技术的发展赋予了人类更多的自由，同时也反映了人造物依旧很难取代自然产物的事实。在充分体现了植物芳香油与人类社会生产生活的紧密联系后，教材说明了本课题的目标：了解提取植物芳香油的原理，设计简单的实验装置，从橘皮或玫瑰花中提取芳香油。教师在教学中可充分利用上述素材，对学生进行生动的科学、技术、社会的教育，并激发学生动手实践的兴趣。 四、基础知识分析与教学建议 （一）植物芳香油的来源 教学建议：教师在介绍植物芳香油的来源时，宜结合教材提供的旁栏资料进行讲解，让学生对植物芳香油的广泛来源有一个初步的了解。教师还可以采取学生查阅资料和介绍相关的小故事等方式，使学生大致了解植物芳香油的发展历史。 （二）植物芳香油的提取方法 知识要点：提取植物芳香油的三种基本方法：蒸馏、压榨和萃取。 教学建议：教师可以通过列举日常生活中的一些具体事例，帮助学生熟悉提取植物芳香油的三种基本方法，并理解其原理。例如，实验室制备蒸馏水就用到了蒸馏的方法；超市出售的
镇巴中学2008—2009学年度第二学期第一次月考 高二生物试卷 （选修三专题一和专题二两部分，考试时间：90分钟） 一．选择题：（每小题只有一个选项最符合题意。请将正确答案的代号填入卷后的答题卡内。共40题。1.5×40=60分。） 1．下列关于基因工程的叙述，正确的是：（） A．基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因 B．细菌质粒是基因工程常用的运载体 C．通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA D．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体2．与“限制性内切酶”作用部位完全相同的酶是：（） A．反转录酶 B．DNA连接酶 C．RNA聚合酶 D．解旋酶 3．限制性内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断，一种能对GAATTC 专一识别的限制酶，打断的化学键是：（） A．G与A之间的键 B．G与C之间的键 C．A与T之间的键 D．磷酸与脱氧核糖之间的键4．除下列哪一项外，转基因工程的运载体必须具备的条件是：（） A．能在宿主细胞中复制并保存 B．具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接C．具有标记基因，便于进行筛选 D．是环状形态的DNA分子 5．下列关于染色体和质粒的叙述，正确的是：（） A．染色体只存在于真核生物细胞中，质粒只存在于原核生物细胞中 B．在基因工程中染色体和质粒均可以作为运载体 C．染色体和质粒均与生物的遗传有关 D．染色体和质粒的化学本质相同 6．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，其检测方法是：（）A．是否有抗生素抗性 B．是否能检测到标记基因 C．是否有相应的性状 D．是否能分离到目的基因 7．如果科学家通过转基因工程，成功地把一名女性血友病患者的造血细胞进行改造，使其凝血功能恢复正常。那么，她后来所生的儿子中：（） A．全部正常 B．一半正常 C．全部有病 D．不能确定
高二生物选修1教学案（三） DNA的粗提取与鉴定（选修IP54） 一、实验目的：初步掌握DNA的粗提取和鉴定的方法。 二、实验原理： 1．DNA的溶解性： 思考题1：DNA在氯化钠溶液中的溶解度有什么特点？对此有什么应用？ 思考题2：利用什么原理来将DNA与蛋白质分离开？ 2．DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性：蛋白酶能水解蛋白质，但对DNA没有影响。大多数蛋白质不能忍受60~80℃的高温，而DNA在80℃以上才会变性。洗涤剂能够瓦解细胞膜，但对DNA没有影响。 3．细胞在蒸馏水中易吸水而导致细胞膜和细胞核膜的破裂，据此可得到含有核DNA的溶液。4．DNA的鉴定： 思考题3：依据什么原理来鉴定DNA？ 三、实验材料：鸡血细胞液 思考题4：生活在牧区的人们，采集牛、羊和马血比较方便，他们能否选用牛、羊、马血做实验材料？为什么？ 四、实验步骤： 1．制备鸡血细胞液：在鸡血中加入质量浓度为0．1g/mL的柠檬酸钠溶液，离心处理； 2．提取鸡血细胞的细胞核物质：向鸡血细胞液中加入蒸馏水，搅拌、过滤； 思考题5：加入蒸馏水的目的是什么？为什么能达到此目的？ 3．溶解细胞核内的DNA：加入2mol/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态； 4．析出含DNA的黏稠物：加入蒸馏水，用玻璃棒搅拌； 思考题6：此时加入蒸馏水的目的是什么？ 5．滤取含DNA的黏稠物：过滤； 思考题7：这次过滤与上次过滤的目的一样吗？为什么？ 6．将DNA的黏稠物再溶解：加入2mol/L的氯化钠溶液，搅拌，使DNA呈溶解状态； 7．过滤含有DNA的氯化钠溶液：过滤； 思考题8：这一步骤的目的是什么？ 思考题9：为什么反复地溶解与析出DNA，能够去除杂质？ 8．提取含杂质较少的DNA：加入冷却的95%的酒精，搅拌； 思考题10：这一步骤的目的是什么？
专题一基因工程基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
第一章基因工程 一.基本工具 (一)限制性核酸内切酶 1.分布:原核生物 2.作用:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且在特定部位 进行切割,使两个核苷酸间的磷酸二酯键断开。 3.作用结果：产生黏性末端或平末端 （二）DNA连接酶 1.分类（1）E.coliDNA连接酶来源：大肠杆菌 功能：只能连接黏性末端 （2）T4DNA连接酶来源：T4噬菌体 功能：连接黏性末端和平末端 2.作用：将DNA连接起来 （三）基因进入受体细胞的载体 1.条件（1）具有多个限制酶切割位点，供外源基因插入 （2）可自我复制或整合到染色体DNA中进行同步复制。 （3）具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择 2.种类：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒、质粒 质粒：双链环状DNA分子，最常用，要人工改造 二。基本操作程序 （一）目的基因的获取 1.目的基因：编码蛋白质的基因或具有调控作用的因子 2.获取方法（1）从基因文库中获取 **基因组文库，部分基因文库 （2）利用PCR技术扩增目的基因 （3）化学方法直接人工合成：基因小，核苷酸序列已知（二）基因表达载体的构建（核心步骤） 1.目的(1)稳定存在，遗传给下一代 （2）表达和发挥作用
2.结构：启动子、目的基因、终止子、标记基因、复制原点 **启动子：RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录 **终止子：使转录在所需要的地方停止； **标记基因：鉴别受体细胞中是否含目的基因。 （三）将目的基因导入受体细胞 1.转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内 维持稳定和表达 2.将目的基因导入植物细胞（1）农杆菌转化法（2）基因枪法 （3）花粉管通道法 3.将目的基因导入动物细胞：显微注射法 4.将目的基因导入微生物细胞：Ca+处理使细胞处于感受态 **原核细胞特点：繁殖快，单细胞，遗传物质相对较少（四）目的基因的检测与鉴定 1.分子水平的检测 （1）检测受体细胞中是否插入了目的基因:DNA分子杂交技术（2）检测目的基因是否转录出了 mRNA：DNA分子杂交技术（3）检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交法 **检测成功会出现杂交带 2.个体生物学水平的鉴定：接种实验 三．基因工程的应用 1.动物、植物基因工程的成果 （1）植物：提高抗逆性、改良品质、生产药物； （2）动物：品种改良、建立生物反应器、器官移植； 2.基因工程药物：细胞因子、抗体、疫苗、激素； 3.基因治疗（1）概念： （2）方法体外基因治疗体内基因治疗 四．蛋白质工程的崛起 1.理论推测，人工合成 2.基因工程，蛋白合成（自然界没有的蛋白质）
专题一基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术， 赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是 在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条 单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口， 是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间 的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间 的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接 DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA双链单链 模板不要模板要模板 连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段
课题1 微生物的实验室培养 ★课题目标 （一）知识与技能 了解有关培养基的基础知识；掌握培养基的制备、高压蒸汽灭菌和平板划线法等基本操作技术 （二）过程与方法 分析实验思路的确定和形成的原因，分析实验流程，对比前面的实验设计，归纳共性，分析差异，增加印象 （三）情感、态度与价值观 形成勇于实践、严谨求实的科学态度和科学精神 ★课题重点 无菌技术的操作 ★课题难点 无菌技术的操作 ★教学方法 启发式教学 ★教学工具 多媒体课件 ★教学过程 （一）引入新课 在传统发酵技术的应用中，都利用了微生物的发酵作用，其中的微生物来自于制作过程中的自然感染。而在工业化生产中，为了提高发酵的质量，需要获得优良菌种，并保持发酵菌种的纯度。这就要涉及到微生物的培养、分离、鉴别等基本技术。现在我们开始学习微生物的培养和应用专题。 （二）进行新课 1．基础知识 1．1 培养基的种类包括固体培养基和液体培养基等。 〖思考1〗琼脂是从红藻中提取的多糖，在配制培养基中用作为凝固剂。 【补充】培养基的类型及其应用：
1．2 培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源四类营养成分。 〖思考2〗从细胞的化学元素组成来看，培养基中为什么都含有这些营养成分？ C、H、O、N、P、S是构成细胞原生质的基本元素，约占原生质总量的97％以上。 【补充】碳源：如CO2、糖类、脂肪酸等有机物，构成微生物的结构物质和分泌物，并提供能量。 氮源：如N2、氨盐、硝酸盐、牛肉膏、蛋白胨等，主要用来合成蛋白质、核酸及含氮代谢物等。含有C、H、O、N的化合物既可以作为碳源，又可以作为氮源，如氨基酸等。 1．3 培养基除满足微生物生长的pH 、特殊营养物质和氧气等要求。 【补充】生长因子：某些微生物正常生长代谢过程中必须从培养基中吸收的微量有机小分子，如某些氨基酸、碱基、维生素等。 〖思考3〗牛肉膏和蛋白胨主要为微生物提供糖、维生素和有机氮等营养物质。 〖思考4〗培养乳酸杆菌时需要添加维生素，培养霉菌时需要将培养基pH调节为酸性，培养细菌时需要将pH调节为中性或微碱性。 活动2：阅读“无菌技术”，讨论回答下列问题： 1．4 获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。 1．5 无菌技术包括： （1）对实验操作空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒； （2）将培养器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌； （3）为避免周围微生物污染，实验操作应在酒精灯火焰附近旁进行；
选修3 专题1 基因工程 DNA重组技术的基本工具 1、基因工程的概念 又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向改造生物的遗传性状。 优点：定向地改造生物的遗传性状； 实现基因在不同物种之间的转移，迅速培育出生物新品种 2、基因拼接的理论基础： (1)大多数生物的遗传物质是DNA。 【 (2)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 (3)双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。 3、外源基因在受体内表达的理论基础： (1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。 (2)遗传信息的传递都遵循中心法则。 (3)生物界共用一套遗传密码。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是原核生物 & （2）功能：能够识别双链DNA分子的特定的核苷酸序列，有特定的切割位点（专一性）。 （3）作用部位：磷酸二酯键 （3）结果：形成两种末端：黏性末端和平末端。 注意：用同种限制酶分别切割目的基因和载体，从而形成相同的黏性末端，然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 ①作用：恢复磷酸二酯键。 ②种类：E·coliDNA连接酶：来源于大肠杆菌，连接黏性末端； T4DNA连接酶：来源于噬菌体，连接黏性末端和平末端。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 # ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
④对受体细胞无害 （2）常用的载体：细菌的质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒（天然质粒不能直接使用） 基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2.方法：①从基因文库中获取目的基因 （方法：根据基因的核苷酸序列、基因的功能在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA、基因翻译产物蛋白质等特性。） ②利用PCR技术扩增目的基因（适用于已知目的基因的一段核苷酸序列） ( ③通过化学方法人工合成（适用于目的基因较小，或已知目的基因核苷酸序列） 3.基因组文库与cDNA文库的区别 技术扩增目的基因 （1）PCR的含义：全称多聚酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。（2）目的：快速获取大量的目的基因 （3）原理：DNA复制 （4）使用的前提：已知目的基因的一段核苷酸序列 （5）条件：模板DNA、引物、热稳定DNA聚合酶、四种脱氧核苷酸 （6）过程：第一步：变性，加热至90～95℃DNA解链为单链，断裂氢键； — 第二步：退火，冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合，形成局部双链DNA； 第三步：延伸，加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶（Taq酶）从引物起始进行互补链的合成。 （7）特点：指数(2n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位 （2）终止子：位于基因的尾端，使转录停止。
2021年-2022年最新【优化设计】2015-2016学年高中生物 1.3基因工程的应用教案新人教 版选修3 教学建议 1.本节可将教材中提供的实例列表总结,给出具体的转基因生物,指导学生整理教材中提供的信息,填写出相应的目的基因及其来源,增强学生分析、处理信息的能力。 2.将“基因工程的概念与原理”与本节内容一起学习,加强学生对基因工程概念的理解,通过一个又一个转基因生物实例,能更好理解“DNA分子水平”“定向改造生物性状”“基因重组”等基因工程这一概念中的关键词。既能学好概念,反过来又能帮助学习基因工程的实例。 3.教材中的一些难点,如关于乳腺生物反应器、工程菌、基因治疗等,可适当讲解。关于乳腺生物反应器,其基本过程与其他转基因动物操作过程相同,不同之处可单独提出,如需要使用乳腺组织中特异表达的启动子。关于工程菌,可结合基因工程操作程序以及微生物生长和代谢的特点,说明用其生产药物的优越性。关于基因治疗,可结合教材中的具体实例归纳出大致治疗过程。 参考资料 基因治疗 1.基因治疗的定义 基因治疗狭义上指用具有正常功能的基因置换或增补患者体内有缺陷的基因,从而达到治疗疾病的目的。而广义上指把某些遗传物质转移到患者体内,使其在体内表达,最终达到治疗某种疾病的方法。 2.基因治疗的分类 (1)基因治疗按基因操作方式分为两类,一类为基因修正和基因置换,即将缺陷基因的异常序列进行矫正,对缺陷基因精确地原位修复,不涉及基因组的其他任何改变。通过同源重组即基因打靶技术将外源正常的基因在特定的部位进行重组,从而使缺陷基因在原位特异性修复。另一类为基因增强和基因失活,是不去除异常基因,而通过导入外源基因使其表达正常产物,从而补偿缺陷基因等的功能;或特异封闭某些基因的翻译或转录,以达到抑制某些异常基因表达的目的。 (2)按靶细胞类型又可分为生殖细胞基因治疗和体细胞基因治疗。广义的生殖细胞基因治疗以精子、卵子和早期胚胎细胞作为治疗对象。由于当前基因治疗技术还不成熟,以及涉及一系列伦理学问题,生殖细胞基因治疗仍属禁区。在现有的条件下,基因治疗仅限于体细胞基因治疗。 3.基因治疗的基本步骤 (1)目的基因的转移:在基因治疗中迄今所应用的目的基因转移方法可分为两大类:病毒方法和非病毒方法。基因转移的病毒方法中,RNA和DNA病毒都可用作基因转移的载体。常用的有反转录病毒载体和腺病毒载体。转移的基本过程是将目的基因重组到病毒基因组中,然后让重组病毒感染宿主细胞,以使目的基因能整合到宿主基因组内。非病毒方法有磷酸钙沉淀法、脂质体转染法、显微注射法等。 (2)目的基因的表达:目的基因的表达是基因治疗的关键之一。为此,可运用连锁基因扩增等方法适当提高外源基因在细胞中的拷贝数。在重组病毒上连接启动子或增强子等基因表达的控制信号,使整合在宿主基因组中的新基因高效表达,产生所需的某种蛋白质。 几个重要概念 1.干扰素:是指动物或人体受到病毒侵染后产生的一种糖蛋白,几乎能抵抗所有病毒引起的感染。 2.外毒素:病原体产生的代谢产物,成分是蛋白质,抗原性强,刺激人体产生抗毒素。 3.抗生素:以前称抗菌素,微生物(细菌、真菌、放线菌)产生的代谢产物,干扰其他微生物细胞生长、发育,用于治疗细菌感染。 1