生物选修三教学建议实用教案

1、一、本模块教材(jioci)的特点1.具体内容标准的特点（课标P28） 共17项，其中简述8项，举例说出6项，关注2项，讨论1项。知识性目标以了解水平为主；情感性目标以经历（感受:参与、交流）和反应（认同：表示(biosh)感受、态度和价值判断）水平为主；技能性目标体现在活动建议中，主要是参观、调查、资料收集、撰写专题综述报告等。 第1页/共97页第一页，共97页。2. 以专题形式介绍现代生物科学和技术中一些重要领域的研究热点、发展趋势与应用前景；各个专题相对独立，但又相互联系。 本模块知识内容(nirng)的构建顺序：从微观到宏观的顺序（分子水平、细胞水平、个体水平、群体水平）3. 突出基本

2、原理的介绍生物科技的原理和过程介绍较为详细；4. 同样需要学生关注生物科技对社会产生的各种影响。第2页/共97页第二页，共97页。第3页/共97页第三页，共97页。 二、模块(m kui)解读1、本模块的内容(nirng)范围基因工程(jyn gngchng)细胞工程（克隆技术）胚胎工程生物技术的安全性和伦理问题生态工程第4页/共97页第四页，共97页。2、核心知识(zh shi)间的联系第5页/共97页第五页，共97页。3 3、该模块内容、该模块内容(nirng)(nirng)在课标中的地位在课标中的地位 本模块的知识性目标以了解水平为主，情感性目标以经历（感受）水平为主，技能性目标体现在活

3、动建议(jiny)中，主要是调查、资料收集和处理以及实践操作等。第6页/共97页第六页，共97页。三、本模块的总体教学(jio xu)建议1 1、认真、认真(rn zhn)(rn zhn)研读课标，把握重点难度要求。鉴于课程标准中要求大多是了解水平，研读课标，把握重点难度要求。鉴于课程标准中要求大多是了解水平，教学中要避免讲得过深过专。建议学时：教学中要避免讲得过深过专。建议学时：3030课时。课时。第7页/共97页第七页，共97页。1414项，项，关注关注2 2项，讨论项，讨论1 1项项第8页/共97页第八页，共97页。 2.重视(zhngsh)基本原理和基本步骤的学习，避免变成泛泛的科普介

4、绍。基因工程的基本原理及基本步骤植物组织培养的基本原理及基本步骤胚胎(piti)工程的基本原理及基本步骤单克隆抗体生产的基本原理及及基本步骤生态工程的基本原理第9页/共97页第九页，共97页。如：基因文库、基因组文库、如：基因文库、基因组文库、 cDNA cDNA文库、文库、PCRPCR技术、技术、DNADNA聚合酶、引物聚合酶、引物农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法、显微注射技术农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法、显微注射技术DNADNA分子杂交技术、放射性同位素、（基因）探针、碱基配对原理分子杂交技术、放射性同位素、（基因）探针、碱基配对原理(yunl)(yunl)、杂交带、杂交带抗原

5、抗原- -抗体杂交抗体杂交3.重视生物技术(jsh)的专有技术(jsh)名词的学习第10页/共97页第十页，共97页。 4、有些内容较难理解，教师要想办法将这些内容深入浅出、通俗生动地呈现给学生。 如结合教材中“重组DNA分子的模拟制作”，帮助学生准确(zhnqu)理解限制酶的切割部位和DNA连接酶的连接部位，理解两种酶的作用。第11页/共97页第十一页，共97页。5.重视图片和流程图的学习(xux)，建构理解和记忆的载体。例：单克隆抗体(kngt)的制备 借助于流程图：既要关注宏观步骤，也要关注对一些重要细节的解读(ji d)和理解。第12页/共97页第十二页，共97页。第13页/共97页第

6、十三页，共97页。 6.在教学中，要注意不同知识的比较与综合，形成(xngchng)网络化和结构化的知识结构体系。例如：比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同；分析基因工程与蛋白质工程的差异；细胞工程中植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系，动物细胞培养与体细胞克隆的区别与联系，植物组织培养与动物细胞培养条件的区别；胚胎(piti)工程中精子和卵子的产生过程的比较等。 第14页/共97页第十四页，共97页。 7. 要积极引导要积极引导(yndo)和组织学生查阅有关资料，围绕生物科技与生活实际的关系，组织好资料和组织学生查阅有关资料，围绕生物科技与生活实际的关系，组织好资料搜集分析、讨论和辩论等

7、活动；并指导学习撰写综述报告搜集分析、讨论和辩论等活动；并指导学习撰写综述报告12篇；同时通过科学实例，实现了篇；同时通过科学实例，实现了教学中的情感目标。教学中的情感目标。 第15页/共97页第十五页，共97页。 8. 要结合高考要求，强化有效训练和阶段性考试。可以从各种资源中精选习题，或者改编、自编。这些习题必须包括知识间的内在联系，而且应该理论联系实际，以提高学生综合(zngh)运用知识的能力。 第16页/共97页第十六页，共97页。四、对各专题(zhunt)的教学策略和教学活动的建议生物科技创造(chungzo)美好未来 自行阅读或者找个人读给大家听，一方面引导大家了解生命世界的美丽、

8、生物科技的美妙、另一方面让学生了解本书的学习(xux)内容、即将面对的多种学习(xux)模式，让学生进一步产生对生物学的兴趣。 编写科技探索之路的目的是：概述本领域的发展历编写科技探索之路的目的是：概述本领域的发展历程，激发学生的学习兴趣。介绍一些背景资料或呈现一程，激发学生的学习兴趣。介绍一些背景资料或呈现一些不同的观点，以激发学生学习的兴趣。加深学生对科些不同的观点，以激发学生学习的兴趣。加深学生对科学史和科学本质的理解和认识，增强学生对科学、技术学史和科学本质的理解和认识，增强学生对科学、技术与社会关系的理解。与社会关系的理解。第17页/共97页第十七页，共97页。专题专题(zhunt)

9、1 基因工程基因工程1.1 DNA重组(zhn z)技术的基本工具内容内容要求要求说说 明明基因工程基因工程的诞生的诞生I 简述基因工程的诞生历程简述基因工程的诞生历程 简述基因工程的概念简述基因工程的概念基因工程基因工程的原理及的原理及技术技术II 概述基因工程的理论基础概述基因工程的理论基础 说明基因工程基本工具的作用和特点说明基因工程基本工具的作用和特点 建议(jiny)：1课时第18页/共97页第十八页，共97页。教学时需要重点(zhngdin)处理的地方1.DNA连接酶分子(fnz)缝合针常用类常用类型型EcoliEcoli DNADNA连连接酶接酶T T4 4 DNADNA连接酶连

10、接酶来源来源大肠杆菌大肠杆菌T T4 4噬菌体噬菌体功能功能连接黏性末端连接黏性末端连接黏性末端和平连接黏性末端和平末端末端结果结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键间的磷酸二酯键第19页/共97页第十九页，共97页。2.为什么限制酶不能将自己(zj)的DNA分子剪切掉？1DNA分子不具备该种限制酶的识别切割(qig)序列；2通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上，使了限制酶不能切开。第20页/共97页第二十页，共97页。3.DNA聚合酶与聚合酶与DNA连接酶是同一种酶的不同连接酶是同一种酶的不同(b tn)名称吗名称吗?相同相同区别区别DNADNA

11、聚聚合酶合酶形成磷形成磷酸二酸二酯酯键键只能将单个核苷酸连接到核酸片段上只能将单个核苷酸连接到核酸片段上; ;以一条以一条DNADNA链为模板链为模板, ,形成互补的形成互补的DNADNA链。链。DNADNA连连接酶接酶将两个将两个DNADNA片段之是形成磷酸二脂键；片段之是形成磷酸二脂键；将将DNADNA双链上的两个缺口同时连接起来，双链上的两个缺口同时连接起来，不需要模板。不需要模板。第21页/共97页第二十一页，共97页。4.标记基因(jyn)的作用及其应用标记(bioj)基因抗四环素的基因(jyn)抗氨苄青霉素的基因特定颜色的基因四环素氨苄青霉素第22页/共97页第二十二页，共97页。

12、载体的三大功能(gngnng)：1）为外源基因提供进入受体细胞的转移能力。2）为外源基因提供在受体细胞的的复制能力或整合力。3）为外源基因提供在受体细胞的的扩增和表达能力。理想载体具备四个条件：1)具有对受体细胞的可转移性，提高导入细胞的效率。2)具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点，使外源基因在受体细胞中稳定遗传。3)具有多种单一(dny)的核酸内切酶识别切割位点，有利于外源基因的拼接插入。4)具有合适的选择标记（报告基因），便于DNA重组分子的检测。5.为什么需要(xyo)载体,直接将基因导入受体细胞行不行?第23页/共97页第二十三页，共97页。质粒的构建与改造质粒的构建与改造1

13、)1)删除删除(shnch)(shnch)不必要的不必要的DNADNA区域，缩小分子量，区域，缩小分子量，提高外源提高外源DNADNA片段装载量。片段装载量。2)2)灭活某些质粒的编码基因。灭活某些质粒的编码基因。3)3)加入易于识别的选择标记基因。加入易于识别的选择标记基因。 4)4)加入特殊的基因表达调控元件。加入特殊的基因表达调控元件。 一般来说，天然运载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些(mu xi)天然的运载体进行人工改建。 第24页/共97页第二十四页，共97页。1.2 基因工程(jyn gngchng)的基本操作程序内容内容要求要求说说 明明基因工

14、程的基因工程的原理及技术原理及技术II 概述基因工程的基本操作程序概述基因工程的基本操作程序建议：2课时(ksh).每课时(ksh)2个步骤第25页/共97页第二十五页，共97页。一、从整体上真正(zhnzhng)理解基因工程的操作步骤获取(huq)目的基因从基因文库中获取从基因文库中获取(huq)目的目的基因基因利用利用PCRPCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因基因表达载体的构建为什么要构建载体？为什么要构建载体？怎样构建载体？怎样构建载体？基因组文库和cDNA文库的区别将目的基因导入受体细胞将目的基因导入将目的基因导入植物细胞植物细胞常用方法：农杆菌转化法常用方法：农杆菌转化法将目的基因

15、导入将目的基因导入动物细胞动物细胞方法：显微注射技术方法：显微注射技术将目的基因导入将目的基因导入微生物细胞微生物细胞方法：用方法：用Ca2+处理细胞，形成感受态细胞，处理细胞，形成感受态细胞，再导入载体再导入载体DNA目的基因的检测与鉴定检测转基因生物的染色体检测转基因生物的染色体DNADNA上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因检测目的基因是否转录出检测目的基因是否转录出mRNAmRNA检测目的基因是否翻译出蛋白质检测目的基因是否翻译出蛋白质第26页/共97页第二十六页，共97页。二、教学时需要重点(zhngdin)处理的地方第27页/共97页第二十七页，共97页。基因组文库：一般针对原

16、核生物的基因，因为基因少部分基因文库：一般针对真核生物的基因，如cDNA文库文库类型文库类型cDNAcDNA文库文库基因组文库基因组文库文库大小文库大小小小大大基因中基因中启动子启动子无无有有基因中基因中内含子内含子无无有有基因多少基因多少某种生物的部分基因某种生物的部分基因某种生物的全部基因某种生物的全部基因物种之间的基物种之间的基因交流因交流可以可以部分基因可以部分基因可以说明说明基因文库的组建过程就包含基因工程的基本操基因文库的组建过程就包含基因工程的基本操作步骤作步骤。从基因文库中获取目的基因的优点是。从基因文库中获取目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目操作简便，缺

17、点是工作量大，具有一定的盲目性性重点一：基因文库的构建(u jin)方法第28页/共97页第二十八页，共97页。淡化处理“人工合成目的(md)基因”的方法第29页/共97页第二十九页，共97页。PCRPCR技术技术DNADNA复制复制过程过程DNADNA变性（变性（90909595）退火退火（复性（复性55556060）子链延伸子链延伸（70707575）重复循环重复循环DNADNA复制起始，复制起始，RNARNA引物形成引物形成DNADNA片段生成片段生成RNARNA引物水引物水解解完整的完整的DNADNA分子形成分子形成相同相同点点原则原则碱基互补配对碱基互补配对条件条件模板、原料（模板、

18、原料（dCTPdCTP、dATPdATP、dGTPdGTP、dTTPdTTP）、能量、酶、引物等）、能量、酶、引物等不同不同点点解旋方解旋方式式氢键在高温下断氢键在高温下断裂，双链全部解裂，双链全部解开开解旋酶催化氢键逐步断裂解旋酶催化氢键逐步断裂场所场所体外体外主要在细胞核中主要在细胞核中引物引物DNADNARNARNA酶酶热稳定热稳定DNADNA聚合酶聚合酶（TaqTaq酶）酶）解旋酶、解旋酶、DNADNA聚合酶、聚合酶、DNADNA连接酶等连接酶等结果结果在短时间内形成在短时间内形成大量的大量的DNADNA片段片段形成完整的形成完整的DNADNA分子分子重点二:利用PCR技术(jsh)扩

19、增目的基因第30页/共97页第三十页，共97页。问题讨论: 1.为什么要扩增目的基因(jyn)?(学生不理解) 2.为什么“利用PCR技术扩增目的基因(jyn)”是获取目的基因(jyn)的步骤？（教师和学生都不理)第31页/共97页第三十一页，共97页。细胞细胞类型类型常用方法常用方法 受体细受体细胞胞转化过程转化过程植物植物细胞细胞农杆菌转农杆菌转化法化法体细胞体细胞将目的基因插入将目的基因插入TiTi质粒的质粒的T-DNAT-DNA上上转入农杆菌转入农杆菌导入植物细胞导入植物细胞整整合到受体细胞的合到受体细胞的DNADNA动物动物细胞细胞显微注射显微注射技术技术受精卵受精卵将含有目的基因的

20、表达载体提纯将含有目的基因的表达载体提纯取卵取卵受精卵受精卵显微注射显微注射早期胚早期胚胎培养胎培养胚胎移植胚胎移植发育成为具有发育成为具有新性状的动物新性状的动物微生微生物细物细胞胞CaCa2+2+处理处理法法原核细原核细胞胞用用CaCa2+2+处理细胞处理细胞感受态细胞感受态细胞重重组表达载体组表达载体DNADNA分子与感受态细胞分子与感受态细胞混合混合感受态细胞吸收感受态细胞吸收DNADNA分子分子重点三:将目的基因(jyn)导入受体的方法第32页/共97页第三十二页，共97页。重点四:目的(md)基因的检测与鉴定检测检测步骤步骤目的目的方法方法原理原理工具工具现象现象1 1DNADNA

21、分子分子杂交技术杂交技术碱基互碱基互补配对补配对放射性同位素作放射性同位素作标记的含目的基标记的含目的基因的因的DNADNA片段片段杂交带杂交带2 2检测目的基因是检测目的基因是否转录出了否转录出了mRNAmRNADNADNA分子分子杂交技术杂交技术碱基互碱基互补配对补配对放射性同位素作放射性同位素作标记的含目的基标记的含目的基因的因的DNADNA片段片段杂交带杂交带3 3检测目的基因是检测目的基因是否翻译成蛋白质否翻译成蛋白质抗原抗原- -抗抗体杂交体杂交抗体的抗体的专一性专一性特定抗体特定抗体杂交带杂交带( (阳阳性反应性反应) )检测转基因生物(shngw)的染色体DNA上是否插入了目的

22、基因第33页/共97页第三十三页，共97页。1.3基因工程(jyn gngchng)的应用内容内容要求要求说说 明明基因工程基因工程的应用的应用II 概述基因工程在农业、医疗、环境保护概述基因工程在农业、医疗、环境保护等方面所取得的成果及其发展前景等方面所取得的成果及其发展前景 运用基因工程的基本原理分析解决实际运用基因工程的基本原理分析解决实际问题问题 1课时(ksh)第34页/共97页第三十四页，共97页。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

23、内，使该基因表达产物发挥作用。4.基因工程与环境监测：基因工程与环境污染(hunjng wrn)治理(基因探针、转基因指示生物、超级细菌分解石油)第35页/共97页第三十五页，共97页。1t1t水中只有水中只有1010个病毒也能被个病毒也能被DNADNA探针探针(tn zhn)(tn zhn)检测出来检测出来第36页/共97页第三十六页，共97页。基因工程(jyn gngchng)与环境监测 利用基因工程培育的指示生物能十分灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污染而大量死亡，甚至还可以(ky)吸收和转化污染物。第37页/共97页第三十七页，共97页。基因工程与环境污染(hunjng wrn)

24、(hunjng wrn)治理 基因工程做成的“超级(choj)(choj)细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质。第38页/共97页第三十八页，共97页。1.4蛋白质工程(gngchng)的崛起内容内容要要求求说说 明明蛋白质工程蛋白质工程I 说出蛋白质工程的概念说出蛋白质工程的概念 简述蛋白质工程的基本流程简述蛋白质工程的基本流程 举例说明蛋白质工程的发展前景举例说明蛋白质工程的发展前景建议(jiny)：1课时第39页/共97页第三十九页，共97页。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(zuwi)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

25、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(zhun l)翻译(fny)第40页/共97页第四十页，共97页。专题(zhunt)2 细胞工程 细胞(xbo)工程是指应用细胞(xbo)生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞(xbo)水平或细胞(xbo)器水平上的操作，按照人们的意愿来改变细胞(xbo)内的遗传物质或获得细胞(xbo)产品的一门综合科学技术。建议(jiny)：5课时第41页/共97页第四十一页，共97页。第42页/共97页第四十二页，共97页。2.1 植物(zhw)细胞工程内容内容要求要求说说 明明植物的组织植物的组织培养培养IIII 简述植

26、物细胞全能性的含义简述植物细胞全能性的含义 说出植物组织培养条件说出植物组织培养条件 概述植物组织培养过程概述植物组织培养过程 举例说明植物组织培养的应用举例说明植物组织培养的应用建议(jiny)：2课时第43页/共97页第四十三页，共97页。植物组织培养技术的理论植物组织培养技术的理论(lln)基础是基础是什么？什么？植物植物(zhw)细胞具有全能性。细胞具有全能性。细胞细胞(xbo)的全能性概念的全能性概念 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，即每个具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，即每个细胞都具有全能性。细胞都具有全能

27、性。为什么细胞具有全能性呢？为什么细胞具有全能性呢？ 每个细胞具有发育成完整个体所需的每个细胞具有发育成完整个体所需的 全部遗传信息（基因）。全部遗传信息（基因）。第44页/共97页第四十四页，共97页。思考讨论思考讨论 为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分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化成为不同的组织(zzh)(zzh)、器官？、器官？ 基因在特定空间和时间条件基因在特定空间和时间条件(tiojin)下下选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的，生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的，合成

28、的蛋白质也不一样，从而形成了不同的合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。组织和器官。第45页/共97页第四十五页，共97页。植物细胞表现植物细胞表现(bioxin)(bioxin)出全能性的条件有哪些？出全能性的条件有哪些？ 细胞离体、无菌、一定的营养物细胞离体、无菌、一定的营养物质、激素质、激素(j s)(j s)和其他外界条件。和其他外界条件。 第46页/共97页第四十六页，共97页。离体的植物(zhw)器官、组织或细胞愈伤组织(zzh)幼根、幼芽（胚状体或从芽）幼根、幼芽（胚状体或从芽）植物体植物体脱分化脱分化(fnhu)再分化再分化植物组织培养过程植物组织培养过程（必修1）

29、第47页/共97页第四十七页，共97页。获得(hud)大量的愈伤组织愈伤组织接种(jizhng)到分化培养基上植物材料消毒接种到诱导培养基诱导出愈伤组织愈伤组织转接到继代培养基上完整植株幼苗接种到生根培养基上分化出幼苗移栽到大田（选修(xunxi)3）第48页/共97页第四十八页，共97页。愈伤组织(zzh)： 植物一些分化的细胞，经过激素的诱导，植物一些分化的细胞，经过激素的诱导，可以脱分化成为一团排列可以脱分化成为一团排列(pili)(pili)疏松而无疏松而无规则，高度液泡化的、无定形状态的具有分规则，高度液泡化的、无定形状态的具有分生能力的薄壁细胞团。生能力的薄壁细胞团。脱分化(fnh

30、u)： 已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而变成未分化的细胞。第49页/共97页第四十九页，共97页。再分化(fnhu)： 脱分化产生的愈伤组织继续进行培养脱分化产生的愈伤组织继续进行培养(piyng)，又可以重新分化成根或芽等器官，又可以重新分化成根或芽等器官的过程。的过程。 这样经过脱分化和再分化，离体的植物这样经过脱分化和再分化，离体的植物细胞、组织或器官就形成了一个新的植株。细胞、组织或器官就形成了一个新的植株。 第50页/共97页第五十页，共97页。方法：花药(huyo)的离体培养花药 花粉细胞培养 愈伤组织 分化出小植物(zhw) 单倍体植株正常植物(zhw)接种接

31、种(jizhng)离离体培养体培养脱分化脱分化再分化再分化移栽移栽染色体加倍染色体加倍第51页/共97页第五十一页，共97页。植物的组织培养:讲清(jin qn)原理、理解应用、操作方法和步骤(重点)外植体脱分化脱分化(fnhu)（去分化（去分化(fnhu)）愈伤组织(zzh)再分化再分化形成胚状体或丛芽生长类激素、细生长类激素、细胞分裂类激素胞分裂类激素条件条件营养条件激素温度无菌水、无机盐、蔗糖、水、无机盐、蔗糖、氨基酸、有机酸等氨基酸、有机酸等光光第52页/共97页第五十二页，共97页。因为因为(yn wi)(yn wi)不同种生不同种生物之间存在着生殖隔离，物之间存在着生殖隔离，所以用

32、传统的有性杂交方所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。法是不可能做到这一点的。于是，这些科学家试图用这两种植物的体细于是，这些科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美妙胞进行杂交，来实现这一美妙(mimio)(mimio)的的设想。设想。二、植物体细胞二、植物体细胞(xbo)(xbo)杂交杂交技术技术这幅番茄这幅番茄马铃薯图利马铃薯图利用传统有性杂交方法能用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？实现吗？为什么？“Potamato”第53页/共97页第五十三页，共97页。细胞杂交(zjio)的技术流程图第54页/共97页第五十四页，共97页。为什么“番茄马铃薯”超级杂种植株(zh

33、zh)(zhzh)没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？ 生物基因的表达不是孤立的，他们之生物基因的表达不是孤立的，他们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯番茄番茄(fnqi)(fnqi)杂交植株的细胞中虽然具杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄番茄(fnqi)(fnqi)植株中的遗传物质一样有序植株中的遗传物质一样有序表达。表达。第55页/共97页第五十五页，共97页。动物细胞工程(gngchng)一、动物细

34、胞培养的过程、条件(tiojin)和应用建议(jiny)：3课时第56页/共97页第五十六页，共97页。（一） 培养(piyng)条件：实质：根据人体的细胞生活在内环境中的条件为细胞创设一个良好的体外生活和生长(shngzhng)环境。（）体外培养细胞时需要提供那些物质？（）体外培养的细胞需要什么样的环境条件？ 营养(yngyng)与人体内环境的成份基本相同（加入血清、血浆等天然成分） 温度与动物体温相似 pH7.2-7.4 无菌、无毒环境 气体环境主要有O2、CO2,通常为95%空气加5% CO2的混合气体。CO2气体能够调节培养基的pH。第57页/共97页第五十七页，共97页。CO2培养箱

35、（教材(jioci)46页） 细胞培养中所用的培养箱一般称为CO2CO2培养箱，它的气体环境是95%95%的空气(kngq)(kngq)和5%5%的CO2CO2。 CO2CO2的作用：CO2CO2既是细胞代谢产物，也是细胞所需成分，它主要与维持培养液的pHpH有直接关系。动物细胞多数需要微碱性环境，pHpH为7.27.27.47.4，以不超出6.86.87.67.6为宜。在细胞培养过程中，随着CO2CO2释放量的增多，培养基会变酸，因此常加入NaHCO3NaHCO3（与CO2CO2溶于水后所形成的H2CO3H2CO3构成一个缓冲对）来调节pHpH。NaHCO3NaHCO3具有释放CO2CO2的

36、倾向，加入CO2CO2可以抑制这个反应的进行。培养箱中CO2CO2浓度应与培养液中NaHCO3NaHCO3浓度相平衡，如果培养箱中CO2CO2浓度设定在5%5%，培养液中NaHCO3NaHCO3的加入量应为1.97 g/L1.97 g/L；如果CO2CO2浓度维持在10%10%，则NaHCO3NaHCO3的加入量应为3.95 g/L3.95 g/L。 气体环境改为95%95%氧气和5%5%的CO2CO2，行不行？显然是不行的。氧气是一种氧化剂，浓度太高，会损伤细胞的。在有些细胞培养中，还需要加入抗氧化剂如巯基乙醇等。第58页/共97页第五十八页，共97页。（二）培养(piyng)过程 1.贴壁

37、生长(shngzhng)和接触抑制3.胰蛋白酶会损伤(snshng)和消化细胞吗？2.原代培养和传代培养的理解问题讨论第59页/共97页第五十九页，共97页。原代培养(piyng)和传代培养(piyng) 原代培养的最大优点是：组织细胞刚脱离机体，生物性状尚未发生较大变化，在一定程度上能够反映体内的状态。 原代培养的细胞在生长、繁殖一定时间后，由于空间不足或细胞密度过大导致(dozh)营养枯竭，会影响细胞的生长，因此需要进行扩大培养，即传代或称为传代培养（继带培养），也就是将细胞按1:21:4的比例传代。 从机体上获取的组织，通过酶或机械方法分散成单个细胞进行培养，在首次传代前的培养一般称为原

38、代培养（初代培养）。 但严格说来，不论在进行传代时稀释与否，将细胞从一个培养瓶转移到另一个培养瓶即称为传代培养。第60页/共97页第六十页，共97页。 在进行传代时，如果是悬浮细胞，只需简单稀释即可，若需完全更换培养液只需低速离心沉淀，再悬浮于合适的培养液中即可。一般细胞每毫升接种数量为51048105个，传代密度太低，细胞容易死亡，表现出细胞在达到增长前有较长的滞留期。在培养过程中，培养液会由于(yuy)pH下降而呈现黄色，表明细胞已经达到最大密度需要换液或进行传代培养。如果是单层贴壁的细胞，等长满培养瓶表面，即可进行传代，多数细胞需用胰蛋白酶处理将细胞从生长物表面分离下来，以促进传代培养。

39、关于(guny)传代培养第61页/共97页第六十一页，共97页。 胰蛋白酶除了可以消化细胞间的蛋白质外，长时间作用也会消化细胞膜蛋白，对细胞有损伤作用；作用时间太短，细胞不容易脱落，因此必须控制好作用时间。 实际应用中的处理：做预实验(shyn)，摸清效果最好时胰蛋白酶的用量和作用时间。胰蛋白酶会消化(xiohu)细胞吗？第62页/共97页第六十二页，共97页。细胞系和细胞株 细胞系和细胞株，两者曾一度混用，导致有些文献中概念不清。下面(xi mian)所指的概念是现在国内外比较通用的，也是绝大多数研究者接受的观点。 原代培养物经首次传代成功即称为细胞系（Cell Line），因此细胞系可泛指

40、一般可能传代的细胞。其中能够连续传代的细胞叫做连续细胞系或无限细胞系，不能连续培养的称为有限细胞系。大多数二倍体细胞为有限细胞系。 通过选择法或克隆形成法从原代培养物或细胞系中获得具有特殊性质或标志物的培养物称为细胞株（Cell Strain），也就是说，细胞株是用单细胞分离培养或通过筛选的方法，由单细胞增殖形成的细胞群。细胞株的特殊性质或标志必须在整个培养期间始终存在。第63页/共97页第六十三页，共97页。二、动物体细胞核移植技术(jsh)和克隆动物第64页/共97页第六十四页，共97页。体细胞核移植过程流程图体细胞核移植过程流程图(帮助帮助(bngzh)理解原理理解原理)教学策略：教学策

41、略：P481.从宏观的角度从宏观的角度(jiod)理解技术理解技术流程流程2.从微观的角度从微观的角度(jiod)理解操作理解操作原理原理为什么不直接用体细胞，为什么不直接用体细胞，而要形成重组细胞？而要形成重组细胞？重组时为什么用的是供重组时为什么用的是供体细胞而不是体细胞而不是(b shi)(b shi)用用细胞核细胞核? ?产下的小牛的遗传物质产下的小牛的遗传物质有何特点，性别有何特点？有何特点，性别有何特点？第65页/共97页第六十五页，共97页。在体细胞核移植中，为什么注入(zh r)去核卵母细胞的是供体细胞而不是供体细胞的细胞核？（教材48页） 体细胞核移植技术最初是用玻璃微型吸管

42、将供体细胞的细胞核吸出，再注入到去核卵母细胞内，后来通过实验的不断摸索发展出了另外一种方法，即直接将供体细胞注入到去核卵母细胞透明带内，然后用病毒介导或者电脉冲等方式使两个细胞融合，因为这种方法操作简便(jinbin)，对卵母细胞损伤较小，现在较为常用。 第66页/共97页第六十六页，共97页。供体细胞的细胞质中的遗传物质是否也能表达(biod)出相应性状？ 两种来源的线粒体有三种可能的命运 供体来源的线粒体被降解 ，只剩下受体来源的线粒体；两种来源的线粒体同时存在，核移植个体的线粒体呈异质性； 受体来源的线粒体被选择性降解，供体来源的线粒体占主导。据研究发现，线粒体呈异质性的情况(qngku

43、ng)主要存在于核移植个体胚胎发育早期，大部分核移植个体后代中主要存留的是受体来源的线粒体，如多莉羊的线粒体中的DNA就来自于受体卵母细胞，只有少部分保留的是供体来源的线粒体。 目前，供体和受体来源的线粒体的命运如何还没有完全一致的规律，还有待于进一步深入的研究。第67页/共97页第六十七页，共97页。植物细胞杂交植物细胞杂交(zjio)与动物细胞融合的与动物细胞融合的比较比较比较项目比较项目植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合细胞融合原理细胞融合原理细胞融合方法细胞融合方法使用的酶使用的酶诱导方法诱导方法主要用途主要用途细胞细胞(xbo)膜的膜的流动性细胞流动性细胞(xbo)

44、的全能性的全能性细胞膜的流动性细胞膜的流动性纤维素酶、果胶酶纤维素酶、果胶酶胰蛋白酶胰蛋白酶(y dn bi mi)物理（离心、振荡、物理（离心、振荡、电刺激）电刺激）化学（聚乙二醇）化学（聚乙二醇）物理、化学方法物理、化学方法（同左）（同左）灭活的病毒灭活的病毒获得杂种植株获得杂种植株制备单克隆抗体制备单克隆抗体去除细胞壁后诱去除细胞壁后诱导原生质体融合导原生质体融合使细胞分散后使细胞分散后诱导细胞融合诱导细胞融合联系旧知识，学习新知识第68页/共97页第六十八页，共97页。1、提取、提取(tq)细胞并培养细胞并培养2、细胞细胞融合融合B淋巴细胞的融合淋巴细胞的融合(rngh)细胞细胞骨髓瘤

45、细胞骨髓瘤细胞(xbo)的融合细胞的融合细胞(xbo)B淋巴细胞和瘤细胞融合的细胞淋巴细胞和瘤细胞融合的细胞3、获得的杂交瘤细胞、获得的杂交瘤细胞 （继承双亲的特点）（继承双亲的特点）检验和筛选检验和筛选4、产生专一性抗体的杂交瘤细胞产生专一性抗体的杂交瘤细胞 进行细胞培养进行细胞培养5、得到化学性质单一的，针对得到化学性质单一的，针对性强的抗体性强的抗体培养基筛选培养基筛选第69页/共97页第六十九页，共97页。专题3 胚胎(piti)工程内容内容要求要求说说 明明动物胚胎发动物胚胎发育的基本过育的基本过程与胚胎工程与胚胎工程的理论基程的理论基础础 说出动物早期胚胎发育的基本规律说出动物早期

46、胚胎发育的基本规律 简述胚胎工程的操作流程简述胚胎工程的操作流程 简述胚胎工程的理论基础简述胚胎工程的理论基础胚胎干细胞胚胎干细胞的移植的移植 举例说出胚胎干细胞的研究对人类社举例说出胚胎干细胞的研究对人类社会发展的影响会发展的影响胚胎工程的胚胎工程的应用应用 概述胚胎工程在生物学基础研究、医概述胚胎工程在生物学基础研究、医疗、畜牧业等方面的应用及其发展前景疗、畜牧业等方面的应用及其发展前景第70页/共97页第七十页，共97页。3.1 体内受精和早期胚胎(piti)发育 本节是学习本专题的基础，要重点阐述精子和卵的发生过程、受精过程；对哺乳动物的早期胚胎(piti)发育，不仅要简述其过程，更要

47、突出卵裂期的特点（包括细胞分裂方式、细胞总体积的变化、每个细胞体积变化、细胞内总DNA量变化和有机物总量的变化等）、桑椹胚细胞的全能性以及囊胚内细胞团的分化能力。 第71页/共97页第七十一页，共97页。精子(jngz)的变形与细胞器的分化学生弄混淆(hnxio)的地方：（1）认为顶体是由核糖体分化而成；（2）中心体与尾之间的联系第72页/共97页第七十二页，共97页。顶体顶体反应反应顶体产生、释放顶体酶产生、释放顶体酶溶解溶解卵丘细胞之间的物质（放射冠）顶体酶顶体酶卵黄(lunhung)膜透明透明(tumng)带带反应反应产生产生(chnshng)阻止其他精子进入卵黄膜封卵黄膜封闭作用闭作用

48、精子入卵形成形成雄原核激活激活卵子减分裂受精卵受精卵雌原核 受精阶段的教学从流程中寻找重点问题：1、受精作用分为哪几步？2、顶体是由什么细胞器形成的？顶体酶的作用是什么？3、卵黄膜怎样阻止其他精子进入？4、阻止其他精子入卵的反应有哪几步？5、精子进入卵细胞时卵细胞处于分裂的什么时期？第73页/共97页第七十三页，共97页。总结(zngji)精子和卵子的发生及其受精(shu jng)作用第74页/共97页第七十四页，共97页。关于(guny)原肠胚（教材66-67页） 原肠胚发育到最后，出现三个胚层，但原肠胚有很长一段时间是没有三个胚层的。原来的教材强调的是一个完整的结果，现在教材给学生(xu

49、sheng)展示的是一个真是的发育情况。类似的情况，比如对于减数分裂的描述必修、选修不太一致，也是站的立足点不一样。第75页/共97页第七十五页，共97页。3. 2.体外受精(t wi shu jn)和早期胚胎培养第76页/共97页第七十六页，共97页。第77页/共97页第七十七页，共97页。 3.3.胚胎工程(gngchng)的应用第78页/共97页第七十八页，共97页。建议(jiny)：4课时第79页/共97页第七十九页，共97页。内容内容要求要求说说 明明转基因生物转基因生物的安全性的安全性 列举及比较转基因生物安列举及比较转基因生物安全性问题的不同观点及论据全性问题的不同观点及论据生物

50、武器对生物武器对人类的威胁人类的威胁 说出生物武器的种类及给说出生物武器的种类及给人类带来的危害人类带来的危害生物技术中生物技术中的伦理问题的伦理问题 举例说明克隆人、设计试举例说明克隆人、设计试管婴儿、基因检测等生物技管婴儿、基因检测等生物技术在应用中的利与弊术在应用中的利与弊第80页/共97页第八十页，共97页。为什么要讨论生物技术的安全性和伦理(lnl)问题？ 向公众传播正确(zhngqu)的科学知识，造就正确(zhngqu)的伦理舆论导向 建立起科学研究的道德规范，使科学家能够理性地进行科学研究 为国家制定相关的法规和政策提供哲学和社会学基础第81页/共97页第八十一页，共97页。中学

51、生学习(xux)这部分内容有什么用？ 学习这部分内容最终(zu zhn)目的是要能理性地看待生物技术的安全和伦理问题，将来能运用包括这些知识在内的科学背景改善自己的工作 这部分知识采用讨论方式，就是要告诉学生，他们不是知识的被动接受者，而应该积极参与学习的全过程，培养学生分担社会责任的意识 许多社会问题在不同的条件下，由不同的解，培养学生要用辩证的眼光看待复杂的社会问题第82页/共97页第八十二页，共97页。有效(yuxio)的教学策略是：第83页/共97页第八十三页，共97页。4.1 转基因生物(shngw)的安全性论坛1、2、3转基因生物与食品安全(nqun)转基因生物与生物安全(nqun)转基因生物与环境安全(nqun)一方的观点、另一方的观点，你自己的观点，来理性看待转基因技术建议(jiny)：1课时第84页/共97页第八十四页，共97页。转基因生物与食物(shw)安全反对观点反对观点赞成观点赞成观点反对反对“实质性等同实质性等同”“实质性等同实质性等同”是起点，不是终点是起点，不是终点担心出现滞后效应担心出现滞后效应多环节、严谨的安全性评价多环节、严谨的安全性评价担心出现