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现代分子生物技术在遗传育种中的应用基因工程技术在遗传育种中的应用草业科学伊晨刚分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。
分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。
现代生物技术是以生命科学为基础，利用生物（或生物组织、细胞及其他组成部分）的特性和功能，设计、构建具有预期性能的新物质或新品系，以及与工程原理相结合，加工生产产品或提供服务的综合性技术。
这门技术内涵十分丰富，它涉及到：对生物的遗传基因进行改造或重组，并使重组基因在细胞内表达，产生人类需要的新物质的基因技术（如“克隆技术”）；从简单普通的原料出发，设计最佳路线，选择适当的酶，合成所需功能产品的生物分子工程技术：利用生物细胞大量加工、制造产品的生物生产技术（如发酵）；将生物分子与电子、光学或机械系统连接起来，并把生物分子捕获的信息放大、传递。
转换成为光。
电或机械信息的生物耦合技术；在纳米（即百万分之一毫米）尺度上研究生物大分子精细结构及其与功能的关系。
并对其结构进行改造利用它们组装分子设备的纳米生物技术：模拟生物或生物系统。
组织、器官功能结构的仿生技术等等。
分子生物技术作为现代生物技术的一个分支，目前在遗传育种中应用最多的就是基因工程技术。
基因工程技术是实现基因工程目的的手段，其核心技术是DNA的重组技术，重组即利用供体生物的遗传物质或人工合成的基因，经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组DNA分子，然后在将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物，该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。
除DNA重组技术外，基因工程技术还应包括基因的表达技术，基因的突变技术，基因的导入技术等。
第1课时胚胎工程的理论基础课标内容要求核心素养对接简述胚胎形成经过了受精及早期发育的过程.1。
生命观念：以精子和卵细胞的结构为例,阐述细胞的结构与功能的适应。
2．科学思维：以过程图的形式表示受精作用和胚胎发育的过程。
一、胚胎工程1．概念：对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求.2．主要技术：体外受精、胚胎移植和胚胎分割.二、受精1．概念：精子与卵子结合形成合子(即受精卵)的过程。
2．场所：雌性动物的输卵管内.3．过程三、胚胎早期发育1．场所：输卵管。
2．过程受精卵↓卵裂期错误!↓桑葚胚：卵裂产生的子细胞逐渐形成致密的细胞团形似桑葚↓孵化:囊胚进一步扩大，会导致透明带破裂，胚胎从其中伸展出来↓原肠胚:形成外胚层、内胚层和中胚层→各种组织、器官判断对错(正确的打“√”,错误的打“×"）1．刚排出的精子即能与卵子受精。
(×）提示：精子必须在生殖道中获能后才能与卵子受精。
2．精子和卵子相遇结合形成受精卵的部位是子宫。
提示：精子和卵子相遇形成受精卵的部位是输卵管。
3．精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体，形成雌原核。
（√）4．囊胚期细胞还没有分化.提示：囊胚期细胞已分化形成内细胞团和滋养层细胞。
5．原肠胚变大导致透明带破裂而孵化出来.提示：发生孵化的是囊胚。
受精的准备及过程1．准备阶段（1）精子获能刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力。
（2)卵子的准备卵子要在输卵管内进一步成熟，到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。
2．受精过程3．防止多精入卵的两道屏障（1）透明带反应：精子触及卵细胞膜的瞬间，会产生阻止后来的精子进入透明带的生理反应，称作透明带反应,它是防止多精入卵受精的第一道屏障。
（2）卵细胞膜反应:精子入卵后，卵细胞膜会立即发生一种生理反应,拒绝其他精子再进入卵内，称为卵细胞膜反应,这是防止多精入卵受精的第二道屏障.合作探究：(1)两道屏障防止多精入卵,其意义是什么？提示：两道屏障防止多精入卵，保证受精卵中遗传物质与亲代体细胞一致,从而保证遗传的稳定性。
2024年高考生物复习重点、难点、热点专项解析—细胞工程与基因工程高考感知课标要求——明考向近年考情——知规律12.1植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术12.2动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术12.3对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体12.4基因工程是一种重组DNA技术12.5蛋白质工程是基因工程的延伸12.6转基因产品的安全性引发社会的广泛关注12.7举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题12.8世界范围内应全面禁止生物武器2023·湖南基因工程在农牧业、制药及环境等方面的应用2023·湖北DNA重组技术的基本工具、基因表达载体的构建、目的基因的检测与鉴定2023·广东DNA的粗提取及鉴定的方法2023·新课标DNA重组技术的基本工具、基因表达载体的构建2023·北京动物细胞融合与单克隆抗体的制备2023·山东植物细胞工程的实际应用2023·广东植物体细胞杂交技术2023·广东动物的体外受精、胚胎的体外培养、胚胎移植技术2023·浙江动物的体外受精、胚胎的体外培养2023·浙江生物技术的安全性和伦理问题综合2023·海南将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定、基因工程的应用2023·山东PCR扩增的原理与过程、DNA重组技术的基本工具、基因表达载体的构建2023·湖北动物细胞融合与单克隆抗体的制备2023·浙江动物细胞融合与单克隆抗体的制备、动物体细胞核移植技术和克隆动物2023·全国遗传信息的翻译、基因表达载体的构建、目的基因的检测与鉴定命题趋势1.细胞工程，胚胎工程的命题多以选择题呈现，基因工程的命题多以简答题呈现，属于年年必考的题目。
2.试题情境以下列几种居多：（1）以单克隆抗体为情境考查细胞工程。
高二生物知识点总结高中生物知识点分为五个部分，分别是分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境、生物技术实践、现代生物技术。
其中，前三部分为必修，后两部分为选修。
1：分子与细胞细胞是生物体结构和功能的基本单位，生物学当然要研究"细胞"了，所以第一本教材便紧紧围绕"细胞"这一中心。
主要包括以下内容：(1)组成细胞的分子:这一部分主要介绍六种化合物的分布、结构、主要功能和鉴别方法。
(2)细胞结构:细胞膜、细胞质(各种细胞器的结构和功能)、细胞核。
这部分需要掌握各部分的结构和功能。
(3)细胞代谢(细胞中的各种生物化学反应统称细胞代谢)①物质的跨膜运输：细胞代谢伴随着物质的输入与输出该部分需掌握三种跨膜运输方式的特点及实例。
②ATP：细胞代谢伴随着能量的释放或吸收，而细胞生命活动直接利用的能量形式是ATP。
③酶：细胞代谢需要酶的催化该部分包含的考点主要有酶的化学本质、酶的作用特点、影响酶促反应速率的因素。
④两种重要的细胞代谢：光合作用与细胞呼吸(4)细胞的生命历程：细胞的.增殖、分化、衰老、凋亡、癌变2：遗传与进化遗传现象是生物的重要特征，遗传中存在变异，变异的积累使生物进化。
第二册教材的内容主要围绕遗传、变异、进化三个主题，遗传部分是高考的重点和难点，主要以选择题的形式出现。
(1)遗传部分：①孟德尔杂交实验的过程、结果及孟德尔两大遗传定律：基因分离定律和基因自由组合定律在解题中的应用②伴性遗传③遗传的细胞学基础：减数分裂亲子间遗传物质的桥梁细胞是雌雄配子，遗传的细胞学基础是雌雄配子减数分裂的形成。
④遗传的分子基础--DNA：主要包括DNA的复制、DNA上遗传信息的表达(转录、翻译)，它们构成了体现生物遗传信息传递过程的中心法则。
(2)变异和育种：可遗传变异的类型及特点、各种育种方式的原理及优缺点(3)生物的进化3：稳态与环境本教材中所说的稳态，不仅包括生物个体内环境的稳态和调节，还包括生物所生存的生态环境的稳态和调节。
可编辑修改精选全文完整版新课标生物课程标准2017版与旧版本对照版一、课程的基本理念的不同新课程目标突出了生物学科核心素养。
学科核心素养融合了原有的“三维目标”（知识、能力、情感态度与价值观），是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科四、课程的结构的不同新旧课程结构发生了很大变化，课程结构图对比如下：必修：4学分必修：6学分1、必修一分子与细胞模块的内容包括：细胞的分子组成，细胞的结构，细胞的代谢，细胞的增殖以及细胞的分化、衰老和死亡五部分。
围绕着：“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”、“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖” 2个大概念组织教学。
共36学时，2学分。
2、必修二遗传与进化模块的内容包括：遗传的细胞基础、遗传的分子基础、遗传的基本规律、生物的变异、生物的进化五部分。
围绕着：“遗传信息控制生物性状，并代代相传”、“生物的多样性和适应性是进化的结果” 2个大概念组织教学。
共36学时，2学分。
3、选修1-1稳态与调节模块包括：人体的内环境与稳态、人和动物生命活动的调节、植物的激素调节等内容。
围绕着：“生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳定”这1个大概念组织教学。
共36学时，2学分。
4、选修1-2生物与环境模块包括：种群和群落、生态系统、生态环境的保护等内容。
围绕着：“组成生态系统的生物成分与非生物成分相互影响，共同实现系统的物质循环、能量流动和信息传递，生态系统通过自我调节保持相对稳定的状态”这1个大概念组织教学。
共36学时，2学分。
5、选修1-3生物与技术模块内容包括：发酵工程、基因工程、细胞工程、胚胎工程和生物技术安全与伦理等。
围绕着：“发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品”、“细胞工程通过细胞水平上的操作，获得有用的生物体或其产品”、“基因工程赋予生物新的遗传特性”3个大概念组织教学。
共36学时，2学分。
第二章遗传的细胞基础和胚胎工程第一节减数分裂和受精作用【新课标要求】1.说出减数分裂的概念及发生的部位2.阐明细胞的减数分裂并模拟分裂过程中染色体的变化解释同源染色体、联会、四分体等名词尝试模型建构方法，模拟减数分裂过程中染色体数目和行为变化，说明减数分裂的过程,说明减数分裂过程中的染色体和 DNA 的变化规律概述减数第一次分裂的主要特征,减数第二次分裂的主要特征区别减数分裂过程中各时期的典型图形,使用高倍镜，观察细胞的减数分裂，识别减数分裂不同阶段的染色体形态、数目和位置的变化3.举例说明配子的形成过程, 区别精子与卵细胞的形成过程的差异解释配子形成过程中染色体组合的多样性概述配子的形成与生物个体发育的联系4.举例说明受精过程说明受精作用的概念、特点和意义阐明减数分裂和受精作用对于生物遗传和变异的重要作用【基础知识】一、减数分裂和有性生殖细胞的形成（一）、减数分裂的概念1、范围：。
2、时期：。
3、过程：。
4、特点：。
5、结果：。
【指点迷津】：1、原始生殖细胞和成熟生殖细胞：原始生殖细胞，如哺乳动物的精原细胞、卵原细胞，被子植物的小孢子母细胞、大孢子母细胞，原始生殖细胞是特殊的体细胞。
与体细胞的相同点是：①、染色体数目相同，就二倍体生物而言，其染色体数目为2N；②、都能进行有丝分裂以增加自身的数目；与体细胞的不同点是原始生殖细胞还能进行减数分裂产生生殖细胞。
成熟生殖细胞如精子、卵细胞。
2、减数分裂与有丝分裂减数分裂包括连续的两次分裂，减数第一次分裂和减数第二次分裂，而每一次分裂也可以分为间期和分裂期，分裂期也可人为地分为前、中、后未四个时期。
但要注意的是减Ⅱ分裂之前不出现间期或间期极短（即使出现间期，也无染色体的复制）减数第一次分裂主要抓住同源染色体的行为和数量的变化：同源染色体联会形成四分体、非姐妹染色单体之间交叉互换、同源染色体分离、非同源染色体自由组合、染色体数目减半。
减数第二次分裂与有丝分裂类似（对二倍体生物来说：有丝分裂有同源染色体但无同源染色体的行为和数量变化，减数第一次分裂有同源染色体也有同源染色体的行为和数量的变化，但减数第二次分裂无同源染色体），主要变化是染色体行为和数目的变化，染色体数目不减半。
（二）、精子的形成过程（以哺乳动物为例）1、形成场所：2、过程：Ⅰ.有丝分裂Ⅱ.减数分裂Ⅲ.变形Ⅱ.减数分裂1、减数第一次分裂（1）、减数第一次分裂间期主要变化：。
结果：每一条染色体上都有由一个着丝点连着的两条染色单体，精原细胞也变为了。
【思考题】：设精原细胞中染色体数目为2n个＝n对，则经过复制后的染色体的对数是对。
【指点迷津】：同源染色体的三个条件：分别来自父母双方、形态和大小一般相同（性染色体XY不同）、能联会。
【思考题】：来自父母双方的二条染色体一定是同源染色体？形态大小相同的二条染色体一定是同源染色体？能联会的二个染色体一定是同源染色体？因此，同源染色体的主要条件是。
（2）、前期Ⅰ：主要变化：同源染色体；有时，非姐妹染色单体进行，导致。
（与有丝分裂一样，也有两出现、两消失）【思考题】：①、图中有几对同源染色体？几条染色体、几条染色单体、几个DNA分子？②、该细胞中有个染色体组。
（3）、中期Ⅰ：主要变化：①、同源染色体的着丝点排列在赤道板的；②、每个着丝点的与纺锤丝相连。
（这是与有丝分裂不同的地方）【思考题】：①、具有该图所示细胞的生物体，其染色体在该期的赤道板两侧有种排列方式；每一个细胞只能实现其中的种方式。
（4）、后期Ⅰ主要变化：①、同源染色体分离，并移向细胞的两极；②、非同源染色体自由组合。
【思考题】：①、此图所示细胞的每一极有对同源染色体，有个染色体组。
②、具有该图所示细胞的生物体非同源染色体自由组合的方式有种；但每个细胞只能实现其中的种。
③、具该图所示细胞的生物体能形成种子细胞；该细胞能形成种子细胞。
【指点迷津】：减数分裂是遗传定律的细胞学基础1.遗传的第一定律：基因的分离定律原因：减数分裂第一次分裂后期同源染色体的分开导致位于其上的等位基因的分离2.遗传的第二定律：基因的自由组合定律原因：减数分裂第一次分裂后期同源染色体的分开时非同源染色体是自由组合的，导致位于其上的非等位基因自由组合（5）、未期Ⅰ主要变化：细胞分裂二，染色体数目减半【思考题】：①、该图所示的细胞有条染色体，条染色单体，对同源染色体，个染色体组。
2、减数第二次分裂（1）、前期Ⅱ：与减Ⅰ末期相同，细胞叫。
（2）、中期Ⅱ：染色体的行为与有丝分裂中期相同：着丝点排列在赤道板上，每个着丝点的两侧与纺锤丝相连。
细胞的名称叫。
（3）、后期Ⅱ：染色体的行为和数量与有丝分裂后期相同：染色体的着丝点一分为二，染色体数目暂时加倍，染色体平均分配并在纺锤丝的牵引下移向二极。
细胞的名称叫。
（4）、未期Ⅱ：染色体的行为与有丝分裂未期相同：染色体、纺锤体消失，重新出现核膜核仁，细胞缢裂为二（与减一前期大致相反）。
细胞的名称叫。
Ⅲ、变形：精原细胞经减数分裂后形成的是精子细胞，精子细胞必须经过变形后才能形成精子，变形后头部含有细胞核和少量的细胞质，而在尾的基部有较多的细胞质（如线粒体），为尾部的摆动提供能量，从而保证受精作用的顺利实现；也是细胞质遗传特点之一（母系遗传）的基础之一。
【思考题】：减数分裂过程中，染色体的减半发生在分裂，配子的种类取决于减数分裂的分裂，总结:（三）、减数第一次分裂与减数第二分裂的区别1、场所：2、过程：3、精子与卵细胞形成过程的比较(2)、图像的比较【思考题】：若A 细胞完成整个的分裂过程，则能形成 个子细胞、 种子细胞，子细胞中有 对同源染色体；B 细胞能形成个子细胞、 种子细胞；若C 细胞完成整个分裂过程，则能形成 个子细胞、 种子细胞， 个成熟的子细胞、 种成熟的子细胞，成熟的子细胞中有对同源染色体，；D 细胞能形成 个子细胞、 种子细胞，其子细胞的名称叫 。
（五）、有丝分裂与减数分裂比较A B C D2、数目的比较(以二倍体生物（2n ）细胞核内的变化为例)4、曲线的比较（以二倍体生物为例）【思考题】：①、A 、B 、C 、D 四个坐标曲线分别表示什么分裂的什么结构或物质的数量变化情况？请在图中分别标明。
并在四个坐标中注明细胞分裂的时期。
②、A 、B 中的实线和虚线各代表什么含义？ ③、C 坐标中：ab 段的原因是 ；Cd 段的原因是；ef 段的原因是A B C Da b e c d f g h i j k l b ＇。
④、D坐标中gh段的原因是；ij段的原因是；kl段的原因是。
5、图像的比较（1）、动物细胞、植物细胞分裂的辨别看细胞质分裂方式：细胞板隔裂——植物细胞分裂；细胞膜缢裂——动物细胞分裂。
看细胞的外形特性：矩形有壁为植物细胞；圆形无壁一般为动物细胞。
（2）、雄性、雌性减数分裂的辨别看细胞质分裂是否均等：均等分裂——雄性减数分裂或第一极体的分裂；不均等分裂——雌性减数分裂。
（3）、二倍体生物细胞分裂图像的鉴别Array①、“三看识别法”（见右图）一看染色体的数目（奇偶性）；二看有无同源染色体；三看有无同源染色体的行为。
这种方法简称“三看识别法”。
【指点迷津】：不要把有丝分裂后期和减数第二次分裂后期图像中姐妹染色单体分开后而形成的两个子染色体当作一对同源染色体。
着丝点分裂的时期，看同源染色体应看细胞的每一极。
【思考题】：指出上述表格中各细胞分裂图像各是什么分裂的什么时期？各细胞分别叫什么名称？各细胞中的同源染色体对数、染色体数、染色单体数、DNA数、染色体组数分别是多少？③、减数第二次分裂过程与有丝分裂过程的比较A、有丝分裂中期的图像和减数第二次分裂中期的图像的比较：在有丝分裂过程中自始至终存在着同源染色体，而在减数第二次分裂过程中一般不存在同源染色体。
【指点迷津】：区分同源染色体的依据在高中生物阶段有两点：一是染色体的大小，同源染色体一般形状和大小相似或相同；二是着丝点位置，着丝点的位置有端着丝点，也有中间着丝点的，同源染色体的着丝点位置应是相同的。
有丝分裂中期（如图A）染色体数目一般是偶数，染色体两两相同，每个染色体中有2个染色单体，着丝点排列在赤道板的中央。
减数第二次分裂中期（如图B）染色体数目有奇数，也有偶数，但找不到两两相同的染色体，即不是大小不同，就是着丝点位置不同， A B说明没有同源染色体，但每个染色体中还有2个染色单体，如图B 所示。
B 、有丝分裂后期和减数分裂后期分裂图像的比较有丝分裂后期和减数第二次分裂后期的共同特征是：着丝点分裂，每个染色体的2条染色单体彼此分开成为2条染色体，在纺缍丝的牵引下分别移向细胞两极。
但不同之处是：有丝分裂后期的细胞中应有同源染色体（如图C ），而减数第二次分裂后期的细胞中一般没有同源染色体（如图D ）。
在识图中应对移向同一方向（一极）的一组染色体进行分析。
（4）、单倍体和多倍体生物细胞分裂图像鉴别【思考题】：左图所示的细胞可能是什么生物细胞什么分裂的什么时期？ 。
此图所示的细胞有 个染色体组；有 对同源染色体。
【思考题】：左图所示的细胞可能是什么生物细胞什么分裂的什么时期？ 。
此图所示的细胞有 个染色体组，此图代表的生物体的细胞分裂过程中最多会出现 个染色体组。
若为胚乳细胞，则最多为 个染色体组。
【思考题】：左图所示的细胞可能是什么分裂的什么时期？细胞的名称叫什么？ 。
【思考题】：左图所示的细胞可能是什么分裂的什么时期？细胞的名称叫什么？【思考题】：左图所示细胞可能是什么生物的什么分裂的什么时期？ 。
（六）、绘图要能在理解减数分裂各期染色体行为和数量变化特点的基础上，科学、准确地绘制出四分体时期、中Ⅰ、后Ⅰ、中Ⅱ、后Ⅱ的图像。
绘图的着重点在染色体行为和数量变化特点，细胞中的其他结构可省略。
二、受精作用（一）、受精作用的概念： 。
（二）、受精作用的过程：精子的头部进入卵细胞、精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合。
（三）、受精作用的实质：精子核与卵细胞核融合的过程。
（四）、受精作用的细胞学基础1、细胞膜的识别功能——同种生物的两性生殖细胞才能融合。
2、生物膜的流动性——使两性生殖细胞融合为一个受精卵。
【思考题】：防止多精入卵受精的屏障有 。
（五）、受精作用的特点：受精卵中的核物质（染色体）一半来自父方一半来自母方，而细胞质几乎全部来自卵细胞。
【思考题】：生殖细胞是上下代之间的桥梁，受精卵细胞质中的遗传物质几乎全部来自母方，这就决定了细胞质遗传具有 特点。
【思考题】：（多选）下面是对高等动物通过减数分裂形成雌雄配子以及受精作用的描述，不正确的是A 、每个卵细胞继承了初级卵母细胞1/4的细胞质CDB、进入卵细胞并与之融合的精子几乎不携带细胞质C、等位基因进入卵细胞的机会并不相等，因为一次减数分裂只产生一个卵细胞D、雌雄配子的数量相等，且彼此结合的机会相等。
