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动物细胞工程的原理范文1
关键词：细胞工程；教学改革；人才培养
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）46-0089-02
细胞工程是以细胞生物学和分子生物学为理论基础，应用于生产实践，在细胞水平和细胞器水平，根据人们的需要和设计来改变细胞内遗传物质并获得细胞产品的一门综合性应用性技术学科[1、2]。应用型地方本科院校在师资力量、实验仪器设施条件等方面相对较弱，为了适应应用型本科院校为社会培养应用型人才的需要，提高学生的学习积极性，为学生以后走上工作岗位或继续深造奠定坚实的基础，笔者在细胞工程课程教学改革方面进行了一些初步的探索，取得了一定的成效，现总结如下。
一、教学内容改革
细胞工程是生物工程专业的一门实践性和应用性很强的专业课，也是生物工程的一个重要方面，包括植物细胞工程和动物细胞工程两方面。我校是一所地方性本科院校，有生物科学与生物工程二个专业开设细胞工程专业选修课，根据我校“注重学理，亲近业界”的才培养理念和具体专业特点，教研组组织任课教师进行讨论，确定教学内容，制定教学大纲。
在教材选择上，我们选择科学出版社出版的杨淑慎主编的《细胞工程》为教材，同时参考整合其他现有教材内容，编写教学教案，并根据细胞工程发展快的特点，在教学教案中增加近期研究新进展。
在教学内容上，不同专业教学内容有所侧重[3]；生物科学专业尤其是农业生物技术专业在教学中以植物细胞工程内容为主，动物细胞工程内容以自学加讨论的形式来完成，在教学中着重讲解植物细胞工程的原理与基础，并结合实例讲解植物无性快繁技术、植物脱病毒技术、植物细胞培养与次生代谢产物的生产技术、植物胚培养技术等；生物工程专业尤其是生物制药专业以动物细胞工程内容为主，植物细胞工程内容以自学加讨论的形式来完成，在教学内容中重点讲解动物细胞体外培养技术及细胞培养中的注意事项、动物干细胞培养与诱导研究进展、动物单克隆抗体制备原理与技术、动物体外受精与胚胎移植技术、动物染色体工程等。
在教学过程中围绕细胞工程的理论基础一基本技术手段一主要应用领域一最新研究进展一发展前景的主线进行讲解，根据具体情况适当增加细胞工程的最新进展，将细胞工程领域的研究成果引入教师教案，丰富更新授课内容，如介绍近年来诺贝尔生理学或医学奖获奖成果等，这些内容可以激发学生的学习兴趣，增强其对细胞工程的认识和探索未知领域的决心。
二、教学方法改革
细胞工程是一门专业基础课，在传统的教师课堂讲授基础上，我们探索以专题形式进行课堂教学，开学公布教学方案及计划进度，提前一周布置任务，课堂上围绕专题进行以学生为主的教学讨论，教师根据课程内容及时进行补充与总结，实现学生对细胞工程基础知识的理解和掌握。如在讲述植物细胞工程时，植物脱病毒技术作为一个专题，提前一周让学生进行预习，课堂上用学生参与的形式边讲解边提问同学生一起总结植物脱病毒技术的原理、方法、应用及成就等；在讲述动物细胞工程时，单克隆抗体作为一个专题，以1975年Kohler和Milstein创立单克隆抗体生产技术，1984年获诺贝尔生理学或医学奖为引子，在课堂上让学生讲解并讨论单克隆抗体技术的理论基础、技术关键、应用及产业前景，充分激发学生的求知欲，鼓励学生积极参与到课堂教学过程中，让学生真正成为课堂的主体，变学生被动接受为主动学习。
细胞工程是近年来发展较快的一门技术性、实用性很强的专业基础课，是细胞生物学发展的实践应用，基础理论内容多，科学进展信息量大，应用性和实践性强，涉及多个实验体系和多种实验技能。根据细胞工程课程的课程特点与教学内容安排要求，为了使学生在有限的课时内充分理解领会教学内容，获得好的学习效果，在细胞工程课堂教学过程中，我们采用传统板书和多媒体教学相结合的手段，通过多媒体课件、视频和动画等现代化教学手段，展示细胞工程各种技术的原理和操作要点，把抽象的理论基础、技术关键用直观的图像演示出来，提高学生的学习兴趣，加深学生的理解，提高教学效果。
三、实验环节改革
细胞工程是一门实践性和应用性很强的课程[4]，由基本原理、基本技术、实践应用等三部分组成，根据我校实际情况，我们注重理论课教学的同时，不断完善实践教学体系，压缩原理和理论讲授学时，加大知识应用实践学时，在调整课堂理论课讲授的同时，增加了实验课和实习实训锻炼的课时，使课程结构更加适应细胞工程专业学习需求，符合我校建设服务地方的应用型本科院校的大方向。
通过多年的教学实践，在细胞工程实验教学中我们建立了包括课程实验和生产实习两个方面的实践教学体系。保留传统的基础性实验内容，如培养基配制、初代培养、继代培养、培养产物观察等内容，培养和训练学生细胞工程基础实验操作技能和细胞工程基本实验技术，并对实验内容进行整合和优化，在有限的实验课时和现有实验条件下，合理规划实验内容，使实验环节紧密衔接。结合课程内容，设计综合性实验，让学生组成团队自选实验材料、全程参与独立完成整个实验过程，从准备材料、配制试剂、高压灭菌、无菌操作到结果观察，统计分析，对学生的实验技能和实验技术进行全面的综合性训练，同时培养学生的团队协作精神和科学探究精神，也可以结合教师科研项目和大学生科技创新项目进行，提高学生的综合实验动手能力和基本的科研素质。另外组织学生观看细胞工程相关实训视频、与企业对接，参观相关企业、与企业领导和技术人员座谈交流、参加企业生产实习，真实感受细胞工程在生产中的应用，为毕业实践奠定基础。
四、考试改革
考核是教学过程中不可缺少的环节，通过考核对教学质量、教学效果的反馈进行检查，一方面，检查学生对知识的掌握程度，另一方面，教师可以在考核中发现教学中存在的问题，及时进行改进[5]。细胞工程课程考核分为三大部分，平时成绩占20%，实验成绩占30%，课程考试成绩占50%。平时成绩主要考核内容包括课堂表现（考勤，课堂提问）、专题讨论资料准备和课后作业等，是对学生平时表现的一种综合考核。实验成绩考核包括学生在实验课上的综合表现（实验报告、实验技能、实验态度等）、综合性实验和实习参观中的表现（实验实习报告、团队精神等）。期末考试在笔试试题设计上，提高主观试题的比例，降低客观试题的比例；表现为试题题型多样化，增加综合性试题和实验结果分析类题型，加强对学生分析问题解决问题能力的考核。引导学生平时加强学习，注重能力培养，防止以往教学过程中出现的期末突击复习应付考试现象，培养学生养成良好的学习态度，提高学生自主学习的能力。
细胞工程课程改革是我校生物工程专业课程体系改革的重要组成内容，其改革是一个长期的过程。我校是一所新建应用型地方本科院校，由于应用型教学师资技术基础弱、实验设施条件差，在培养应用型人才的教学目标和课程改革中对教师提出了更高的要求，在教学过程中不仅要不断学习和完善适合本校的细胞工程培养体系，更新自身的知识理论框架，而且在教学过程中要不断思考、探索和总结，与企业联姻合作，提高教学质量，为企业培养综合素质较高的具有创新能力的应用型人才。
参考文献：
[1]邵景侠，张小红，徐虹，等.《细胞工程》理论与实践教学的探索与研究[J].教育教学论坛，2015，（42）：117-118.
[2]姜振华，周大祥.地方本科院校细胞工程教学改革探索[J].教育教学论坛，2013，（27）：52-53.
[3]董丽丽.应用型本科教学背景下《细胞工程》教学改革探索[J].黄山学院学报，2014，16（3）：134-136.
动物细胞工程的原理范文2
例1某生物体内有基因A，该基因能控制合成A蛋白，A蛋白是某种药物的有效成分，下图是将A基因导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。据图回答：
（1）获得基因A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在酶的催化下，合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的序列，再通过方法合成所需基因。
（2）利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有、、4种脱氧核糖核苷酸和酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
（3）下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是。
A.DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接
B.RNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录
C.一种DNA限制酶能识别一种核糖核苷酸序列
D.胰蛋白酶能作用于离体的动物组织，使其分散成单个细胞
（4）图中的C称为，在基因工程中，常用Ca2+处理D，处理后D更易，此时D称为。
（5）图中最后一步“筛选”是指从转化细胞中筛选出能的大肠杆菌作为工程菌。
【知识要点复习】（1）利用反转录法合成目的基因的过程是：以mRNA为模板，在逆转录酶的催化下，合成单链的DNA，逆转录酶具有DNA聚合酶活性，在它的作用下，可合成双链DNA；根据蛋白质来获得目的基因的过程是：根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的脱氧核苷酸序列，再通过人工合成方法合成所需基因。
（2）PCR过程中需要引物、模板DNA、4种脱氧核糖核苷酸和热稳定性DNA聚合酶等物质，故在PCR反应体系中应添加这些物质。
（3）DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接，形成磷酸二酯键，A项正确；RNA聚合酶能与基因上的RNA聚合酶结合位点结合，催化遗传信息的转录，B项正确；一种DNA限制酶能识别一种“脱氧核糖核苷酸序列”而不是“核糖核苷酸序列”，C项错误；胰蛋白酶能将离体的动物组织细胞间质中的胶原蛋白分解，使其分散成单个细胞，D项正确。
（4）由图可知，A为目的基因，B为运载体，二者结合在一起，形成的C称为重组DNA（或重组质粒）。将目的基因导入微生物细胞，常用Ca2+处理受体细胞，使之更易吸收周围环境中的DNA，成为感受态细胞，提高受体细胞的转化率。
（5）目的基因导入受体细菌，是否可以稳定维持和表达其遗传性，可通过检测与鉴定，得到稳定遗传并能表达出A蛋白的细菌作为工程菌。
【答案】（1）逆转录氨基酸脱氧核苷酸
人工合成（化学）（2）引物模板DNA热稳定性DNA聚合（3）C（4）重组DNA（或重组质粒）吸收周围环境中的DNA感受态细胞（5）稳定遗传并能表达出A蛋白
二、胚胎工程、基因工程和细胞工程的综合命题
例2毛角蛋白Ⅱ型中间丝（KIFⅡ）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程图如下。
（1）过程①中最常用的运载工具是，这里也可以用动物病毒或作为运载工具，所需要的酶是限制酶和。
（2）在过程②中，用处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于和5% CO2的混合气体培养箱中进行培养，培养液中加入达到无菌环境，将成纤维细胞置于5% CO2的气体环境中，CO2的作用是。
（3）在过程③中，用处理以获取更多的卵（母）细胞。成熟卵（母）细胞在核移植前需要显微操作将吸出，处理后得到去核的卵母细胞。
（4）从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是。在胚胎移植前，通过技术可获得较多胚胎，此技术若选囊胚作材料，应注意的事项是。
【知识要点复习】（1）将KIFⅡ基因导入成纤维细胞内，获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的过程采用了转基因技术，而转基因技术的原理是基因重组，过程①是基因表达载体的构建过程，该过程中最常用的运载工具是质粒，此外也可用动植物病毒及λ噬菌体的衍生物作为运载工具，此处不宜用植物病毒；所需要的酶是限制酶和DNA连接酶。
（2）过程②为动物细胞培养过程，该过程需用胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）处理，使皮肤组织块分散成单个成纤维细胞，动物细胞培养需要一定的气体环境，即95%空气加5% CO2，CO2的主要作用是维持培养液的pH值。细胞培养需要无菌和无毒的环境，因此培养液中需加入（一定量的）抗生素以达到无菌环境。
（3）过程③表示活体采卵，该过程需用促性腺激素处理母羊使其超数排卵，以获取更多的卵（母）细胞，在体外培养到减数第二次分裂中期时，通过显微操作进行去核处理，将细胞核和第一极体一并吸出。
（4）从重组细胞到早期胚胎过程需采用（早期）胚胎培养技术。在胚胎移植前，通过胚胎分割技术可获得较多胚胎，此技术若选囊胚作材料，应注意的事项是将内细胞团均等分割。
【答案】（1）质粒λ噬菌体的衍生物DNA连接酶（2）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）95%空气（一定量的）抗生素维持培养液的pH值（3）促性腺激素细胞核和第一极体
（4）（早期）胚胎培养技术胚胎分割将内细胞团均等分割
三、细胞工程和胚胎工程的综合命题
例32015年2月3日，英国议会下院通过一项历史性法案，允许以医学手段培育“三亲婴儿”。三亲婴儿的培育过程可选用如下技术路线。
（1）此过程涉及试管婴儿的培育，它属于（填“无性”或“有性”）生殖，试管婴儿的培育用到的技术手段有：体外受精技术、技术和技术。
（2）该技术培育的“三亲婴儿”的染色体来自细胞，其细胞质基因来自细胞。
（3）据图分析，该技术（填“能”或“不能”）避免母亲的红绿色盲遗传病基因传递给后代，该技术能避免母亲的遗传性视神经病变遗传给后代，推测该疾病的致病基因位于上。
（4）细胞核移植技术一般选择减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞，其原因有：①卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质；②；③。
（5）高产奶牛“卢辛达”的培育也用到了细胞核移植技术，其过程大致如下图所示：
其中供体细胞来自（填“高产奶牛”或“普通奶牛”），将供体细胞注入去核的卵母细胞的透明带中，通过方法使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞中，体现细胞膜的特点；常用方法激活重组细胞，使其完成细胞分裂和发育。如果要提高重组胚胎的利用率，可对期的胚胎进行分割以获得多个可用于移植的胚胎，暂时不移植的胚胎可用方法保存。
【知识要点复习】（1）“三亲婴儿”的获得涉及“试管婴儿技术”，应属于有性生殖，体外受精技术得到受精卵后需要通过早期胚胎培养技术得到可用于胚胎移植的桑椹胚或囊胚，然后进行胚胎移植。
（2）通过题图分析可知，核移植是将母亲卵母细胞的核移植到捐献者去核的卵母细胞中，所以受精卵的细胞核内含有来自母亲的遗传物质和来自的父亲的遗传物质，而受精卵的细胞质基因几乎全部来自捐献者的去核的卵母细胞。
（3）母亲的红绿色盲遗传病基因可以通过细胞核进入受精卵，所以该技术不能避免母亲的红绿色盲遗传病基因传递给后代，该技术能避免母亲的遗传性视神经病变遗传给后代，因此“遗传性视神经病变”应属于细胞质基因控制的遗传病，即致病基因位于线粒体DNA上。
（4）细胞核移植技术一般选择减数第二次分裂中期的卵母细胞作为受体细胞，其原因有：①卵母细胞质内存在激发细胞核全能性表达的物质；②卵母细胞体积大，便于操作；③卵黄多，营养物质丰富，有利于早期的胚胎发育。
（5）高产奶牛“卢辛达”的培育属于克隆，其中供体细胞为高产奶牛的体细胞，其操作流程如下：
将供体细胞注入去核的卵母细胞的透明带中，通过电刺激方法使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞中形成重组细胞，重组细胞还需通过物理或化学方法（如电脉冲、钙离子载体、乙醇等）激活才能继续分离和发育成重组胚胎。如果要提高重组胚胎的利用率，可对桑椹胚或囊胚期的胚胎进行分割以获得多个可用于移植的胚胎，暂时不移植的胚胎可用冷冻方法保存。
【答案】（1）有性早期胚胎培养（或动物细胞培养）胚胎移植（2）母亲的卵母细胞和捐献者的卵母（3）不能线粒体DNA（或细胞质DNA）（4）②卵母细胞体积大，便于操作③卵黄多，营养物质丰富（5）高产奶牛电刺激流动性物理或化学桑椹胚或囊胚冷冻
四、动物细胞工程和免疫知识的综合命题
例4下图是利用单克隆抗体技术制备三聚氰胺特异性抗体的过程。请据图回答：
（1）单克隆抗体的制备是动物细胞工程中技术的重要应用，该技术依据的原理是，而动物细胞培养依据的原理是。
（2）B淋巴细胞是由动物体内细胞增殖、分化、发育而来，主要参与动物体的免疫过程；单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是。
（3）由于三聚氰胺分子量过小，不足以激活高等动物的免疫系统，因此在制备抗体前必须对其进行①过程，下列物质中不适合作协助“扩容”抗原分子的是（）
A.蛋白质B.多糖
C.磷脂D.核苷酸
（4）③过程采用与植物细胞原生质体融合相同的诱导方法有，③过程特有的方法是。
（5）④过程涉及两次筛选，分别筛选出和；单克隆抗体与传统血清抗体相比具有的优点是。
【知识要点复习】（1）单克隆抗体的制备过程是将效应B细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞，然后经克隆化培养和抗体检测，最后得到单克隆抗体，所以单克隆抗体技术是细胞融合技术的重要应用；动物细胞融合依据的原理是细胞膜具有一定的流动性；动物细胞培养依据的原理是细胞增殖。
（2）B淋巴细胞是由动物体骨髓中的造血干细胞增殖、分化、发育而来的，主要参与动物体的体液免疫；单克隆抗体的制备所基于的免疫学基本原理是每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。
（3）协助“扩容”抗原分子必须是大分子物质，所以核苷酸作为小分子物质被排除。
（4）植物细胞原生质体融合常用化学方法（聚乙二醇PEG）和物理方法（离心、振动、电刺激）；诱导动物细胞融合的方法有三种，分别是生物方法（灭活的病毒）、化学方法（聚乙二醇PEG）和物理方法（离心、振动、电刺激）。
（5）单克隆抗体制备过程的两次筛选：第一次筛选杂交瘤细胞，第二次筛选产生特异性（抗三聚氰胺）抗体的杂交瘤细胞；单克隆抗体与传统血清抗体相比具有的优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备。
【答案】（1）动物细胞融合细胞膜具有一定的流动性细胞增殖（2）造血干体液每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体（3）D（4）化学方法（聚乙二醇）和物理方法（电刺激）生物方法（灭活的病毒）（5）杂交瘤细胞产生特异性（抗三聚氰胺）抗体的杂交瘤细胞特异性强、灵敏度高、可大量制备
五、动物细胞工程和植物细胞工程的综合命题
例5某同学在学习“细胞工程”时，列表比较了动植物细胞工程的有关内容，其中不正确的地方有（）处
植物细胞工程动物细胞工程技术
手段植物组织培养、植物体细胞杂交动物细胞培养和融合、单克隆抗体的制备特殊
处理机械法去除细胞壁胰蛋白酶处理、制备细胞悬浮液融合
方法物理方法、化学方法物理方法、化学方法、生物方法典型
应用人工种子、远缘杂交植株、作物脱毒单克隆抗体的制备、克隆动物培养液
区别蔗糖是离体组织赖以生长的成分动物血清不可缺少，需加一定量抗生素特点植物体细胞杂交技术可定向改造生物的性状单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高、可大量制备A.3处B.2处
C.1处D.0处
【解析】上表中有两处错误：一处是在植物细胞工程的体细胞杂交技术中去除细胞壁的方法是酶解法，即利用酶的专一性原理，用纤维素酶或果胶酶去除细胞壁；另一处是“植物体细胞杂交技术可定向改造生物的性状”，与传统的有性杂交相比，细胞融合技术的优点在于可以克服远缘杂交障碍，但不能定向改造生物的性状，故B项正确。
【答案】B
六、胚胎工程和减数分裂的综合命题
例6哺乳动物卵原细胞减数分裂形成成熟卵子的过程，只有在促性腺激素和的诱导下才能完成。下图是为获得试管动物记录的某哺乳动物卵子及早期胚胎的形成过程示意图（N表示染色体组数）。请回答：
（1）图中Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞的名称分别为、、；卵裂的细胞分裂方式为。上图中细胞Ⅱ处于细胞分裂后期时染色体数为，细胞Ⅲ处于细胞分裂后期时染色体数为，细胞Ⅳ处于细胞分裂后期时染色体数为。
（2）卵原细胞经两次细胞分裂形成卵子，减数第一次分裂发生在排卵前后，减数第二次分裂发生在过程中。若是体内受精，则受精作用发生的场所是，当观察到卵细胞膜与透明带之间时，说明已经受精，是防止多精入卵的第一道屏障。
（3）试管动物的培育主要包括和两个过程，前者需在获能液或“专门溶液”中完成。
（4）对于试管动物理解正确的是。
A.属于无性生殖
B.属于有性生殖
C.体内发育
D.体外发育
E.运用基因工程技术
F.运用细胞工程技术
【知识要点复习】（1）图中显示卵原细胞经过染色体复制（减数第一次分裂前的间期）成为细胞Ⅱ初级卵母细胞，它在促性腺激素的作用下完成减数第一次分裂，形成细胞Ⅲ次级卵母细胞，次级卵母细胞在减数第二次分裂中期与相遇完成受精作用，继续完成减数第二次分裂形成受精卵，受精卵经过卵裂形成早期胚胎。细胞Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分别为初级卵母细胞、次级卵母细胞和受精卵，卵裂的细胞分裂方式为有丝分裂。处于细胞分裂后期的Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ细胞中染色体数分别为2N、2N、4N。
（2）卵原细胞经历的两次细胞分裂分别发生在：减数第一次分裂发生在排卵前后，减数第二次分裂发生在受精作用过程中；体内受精发生的场所是输卵管，当观察到卵细胞膜与透明带之间有两个极体出现时，说明已进入卵细胞，卵细胞被激活完成减数第二次分裂，排出第二极体；第一个触及卵细胞膜的瞬间，透明带的穿透性立即发生改变以防止多个进入透明带，这叫透明带反应。
（3）试管动物的培育主要包括体外受精和胚胎移植两个过程。
（4）试管动物的培育属于有性生殖，涉及动物细胞培养技术，未涉及基因工程技术，试管动物的发育是将早期胚胎移入母体（代孕母体）子宫内发育，因此是体内发育，所以选BCF。
【答案】（1）初级卵母细胞次级卵母细胞
受精卵有丝分裂2N2N4N（2）受精作用输卵管有两个极体透明带反应（3）体外受精胚胎移植（4）BCF
七、胚胎干细胞的应用综合命题
例7下图表示利用胚胎干细胞（ES细胞）所作的一系列研究。请据图分析回答问题：
（1）过程Ⅰ将胚胎干细胞置于γ射线灭活的鼠胎儿成纤维细胞的饲养层上，并加入动物血清、抗生素等物质，维持细胞不分化的状态。在此过程中，饲养层提供干细胞增殖所需的，加入抗生素是为了，这对于研究细胞分化和细胞凋亡的机理具有重要意义。
（2）上图中的胚胎干细胞（ES细胞）可以从和中分离获取。过程Ⅱ将带有遗传标记的ES细胞注入早期胚胎的囊胚腔，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响的因素，这项研究利用了胚胎干细胞具有的特点。
（3）过程Ⅲ中目的基因导入胚胎干细胞最常用的方法是，将获得的目的基因转入胚胎干细胞前需构建，需要的工具酶有。
（4）过程Ⅳ得到的小鼠畸胎瘤中里面全是软骨、神经管、横纹肌和骨骼等人类组织和器官。实验时，获得免疫缺陷小鼠的方法是，该过程研究的意义在于解决临床上供体器官不足或器官移植后免疫排斥等问题。
（5）克隆转基因小鼠常用的技术手段有、、早期胚胎培养技术和。
【知识要点复习】（1）胚胎干细胞培养时所用的饲养层细胞可以供给干细胞增殖所需的营养物质，加入抗生素是为了防止杂菌污染。
（2）胚胎干细胞（ES细胞）可以从早期胚胎和原始性腺中分离获取；胚胎干细胞具有发育的全能性，通过组织化学染色，用于研究动物体器官形成的时间、发育过程以及影响因素。
（3）将基因表达载体导入动物细胞最常用的方法是显微注射法，在导入前需构建基因表达载体（完成后称为“重组DNA”），需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶。
（4）获得免疫缺陷小鼠的方法有射线照射破坏胸腺法和直接手术摘除胸腺法，这样小鼠就不能形成T细胞，不发生细胞免疫，移植组织细胞就不会被排斥。
（5）克隆转基因小鼠涉及克隆，则涉及细胞核移植技术和胚胎移植技术，该小鼠又是“转基因小鼠”，所以又涉及转基因技术。
【答案】（1）营养物质防止杂菌污染（2）早期胚胎原始性腺发育全能性（3）显微注射法基因表达载体限制酶和DNA连接酶（4）破坏小鼠胸腺（5）核移植技术转基因技术胚胎移植技术
【同步训练】
1.英国科学家维尔穆特首次用羊的体细胞（乳腺细胞）成功地培育出一只小母羊，取名“多利”，这一方法被称之为“克隆”。我国中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作，通过将大熊猫的细胞核植入到去核后的兔子卵细胞中，在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎，这表明我国的大熊猫人工繁殖技术再次走在世界前列。以下说法正确的是（）
A.在形成早期胚胎的过程中，依次经历了卵裂、囊胚、原肠胚等几个阶段
B.在形成早期胚胎的过程中，尚未出现细胞的分化
C.将兔的早期胚胎分割后，分别植入两只母兔的子宫内，并最终发育成两只一样的兔子，此方法与“多利”的培养本质相同，涉及的技术也完全相同
D.兔子卵细胞质的作用只是激发大熊猫细胞核的全能性
2.下列实践与基因工程的说法不正确的是（）
A.利用DNA探针检测饮用水是否含病毒属于基因工程的运用
B.农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，目的基因的最终插入位置是在染色体的DNA上
C.选择大肠杆菌作为“工程菌”生产的胰岛素并不具生物活性
D.培育转基因抗虫棉用到了细胞融合技术
3.下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（）
A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列
B.PCR反应中温度的周期性变化是为了配合DNA聚合酶催化不同的反应
C.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因
D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达
4.现有两个烟草品种A（Hhrr）和B（hhRr）的花粉若干（两对基因分别位于两对同源染色体上），利用诱导因素促使原生质体融合（只考虑两两融合）。只要有一对隐性基因纯合（rr或hh）时，在光照强度大于800 lx条件下，就不能生长。下列叙述正确的是（）
①实验开始时必须除去不利于原生质体融合的物质②实验中得到A、B花粉之间融合细胞的基因型有6种③要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，可在大于800 lx光照下培养，收集增殖分化的细胞团④从理论上分析，将融合细胞的培养液放在大于800 lx光照下培养，有5种基因型的融合细胞不能增殖分化
A.①②④B.①②③
C.②③④D.①③④
5.某农业生态工程基地按照生态和经济规律，对种植业和养殖业进行了优化设计。
（1）通过套种、间种和等技术的应用，使种植的农作物为该生态系统组成成分中的提供更多的食物。
（2）作为生态农业，他们用作物秸秆作饲料发展畜禽养殖，人畜粪便大力发展沼气池，沼渣用来养鱼，卖到市场增加了效益，这个基地运用了生态工程的等原理。
（3）在农业生产中尽量不施用农药，其目的是。
A.减少水土流失B.减少土壤肥力
C.减少环境污染D.减少生物多样性
6.水稻种子中70%的磷以植酸形式存在，植酸易与蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，而植酸酶可降解植酸。科学家研究发现酵母菌中含有植酸酶，设想将酵母菌的植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：
（1）图中基因组文库cDNA文库（填“大于”或“小于”），B过程需要的酶是。
（2）为获得大量的目的基因，可以用技术进行扩增，其原理是，该过程中需要以图中的或为模板，所用酶的显著特点是。
（3）植酸酶基因能在水稻体内稳定遗传的关键是，可以用DNA分子杂交技术进行检验。
（4）用限制酶处理载体和目的基因后，用酶处理，能连接平末端的酶，形成重组的基因表达载体，该载体的化学本质是。
7.下图是我国南方开始尝试的农业生态系统的结构模式图，其中利用植物秸秆中的原料生产的燃料乙醇，是一种“绿色能源”，可减少对石油资源的依赖。请据图回答：
（1）生态系统的主要功能是和，从生态学角度分析，人们建立图示的农业生态系统的主要目的是。建立该生态工程所遵循的基本原理主要是（至少答两点）等。
（2）植物秸秆经预处理后，应该利用微生物A所产生的纤维素酶进行水解，使之转化成发酵所需的葡萄糖。若从土壤中分离获取微生物A，应采用具有选择功能的培养基，培养基中的碳源为。
（3）为了提高植物秸秆的利用率，可以利用基因工程对微生物A进行改造，其基本方法是：先用同时切割和，然后用DNA连接酶将上述切割产物连接，构建并将其导入到受体菌中。
8.植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。
（1）理论上，基因组文库含有生物的基因；而cDNA文库含有生物的基因。
（2）将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物乙的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的是否得到提高。
（3）假如用得到的二倍体转基因耐旱植株进行自交，如果子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为，则可推测该耐旱基因整合到了同源染色体的一条染色体上；如果子代中表现为，则可推测该耐旱基因整合到了同源染色体的两条染色体上。
【参考答案】
1.A2.D3.D4.D
5.（1）轮种消费者（2）物质循环再生、整体性（物种多样性）（答出两点即可）（3）C
6.（1）大于逆转录酶（2）PCRDNA复制目的基因Ⅰ目的基因Ⅱ耐高温（3）插入（整合）到染色体上的DNA中
（4）DNA连接T4DNA连接DNA
7.（1）物质循环能量流动实现生态系统内能量和物质的多级利用，提高农产品的产量，减少环境污染（合理地调整生态系统中的能量流动关系，提高能量利用率，减少环境污染）物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理（2）纤维素（3）同种限制性核酸内切酶
目的基因运载体基因表达载体
动物细胞工程的原理范文3
【教材分析】
高等植物细胞和动物细胞最大的区别在于外有一层细胞壁，原生质体是基础研究的理想材料，原生质体融合技术已成为作物改良的最有效的工具之一。在实现植物细胞融合之前必需获得再生能力强、活性高的原生质体，同时原生质体比较“脆弱”，培养条件和影响因素很多，因此通过这一节的学习要让学生掌握原生质体培养的方法和原理，原生质体培养过程中可能会出现的问题及如何解决。
【学情分析】
本科二年级已学过《细胞生物学》和《植物生理学》课程，对植物细胞的结构和植物细胞生长所需基本元素有所了解，这为本节教学奠定了基础。在此基础上，进一步了解原生质体培养方法、条件、注意事项等，为下一节“原生质体融合”课作好铺垫。
【教学目标】
知识目标：掌握原生质体的制备方法和培养条件。
能力目标：通过研究性教学和实践，加强学生对细胞工程实验原理和方法的迁移能力和创新能力的培养，提高学生动手和解决问题的能力，更好地适应社会的需要。
情感目标：在学生讨论与交流的基础上进行研究性教学，通过课堂讲授、提问、交流、讨论以及实验数据的分析等培养学生解决细胞工程教学中理论和实践相结合的能力，从而激发学生学习生物技术和细胞工程的兴趣。
【教学手段】
教师讲授、分组讨论、模拟实验和实验设计相结合的方法。
【教学重点】
原生质的制备以及培养条件。
【教学过程】
一、课前预习
1.什么是植物细胞培养？
植物细胞培养是指在离体培养条件下，将植物愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，通过振荡培养分散成游离的悬浮细胞，继代培养使细胞增殖，获得大量细胞群体的一种技术。
2.植物细胞壁的主要成分是什么？
（1）纤维素，占细胞壁干重的25%～50%不等；（2）半纤维素，平均约占细胞壁干重的53%左右；（3）果胶质，一般占细胞壁的5%。
二、课堂教学
【问题1】植物细胞和动物细胞不同，外面有一层细胞壁，如何获得去壁的的植物细胞？这就是我们说的原生质体。
【学生讨论环节】
【老师小结】第一种方法是用机械切割的方法，第二种方法是通过酶解的方法。酶解方法的原理是植物细胞壁的主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质，使用纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶可以降解细胞壁成分，获得的植物细胞，即原生质体。
【问题2】细胞壁对植物细胞有保护作用，如果用酶解的方法去除细胞外面的细胞壁，如何才能保持细胞不会破裂？
【学生讨论环节】培养液中加入一种渗透稳定剂，保持原生质体膜的稳定，避免破裂。
【老师小结】是的，通常有二种方法来保持渗透平衡：
（1）糖溶液系统：包括甘露醇、山梨醇、蔗糖和葡萄糖等成分；（2）盐溶液系统：KCl、KH2PO4和MgSO4等成分。
【问题3】用酶学的方法获得原生质体取材的时候有什么考虑？
【学生讨论】选取生长旺盛的组织来作为实验材料，如无菌试管苗叶片、下胚轴和子叶、培养细胞等。
【实验演示】原生质体制备过程和仪器设备
仪器和设备：离心机，无菌培养皿，离心管，无菌操作台。
试剂：酶液，洗液，液体培养基。
【研究探索】在原生质体分离过程中，有酶解、离心，如何检测收集到原生质体的活性？请同学们根据已有的知识，在讨论的基础上，写出你们的实验方案。针对下列问题开展讨论：
（1）如何设计实验方案？（2）如何测定原生质体的活性？
【学生分组参与】
1.目测法：通过显微镜的观察，根据细胞形态和流动性来确定所分离的原生质体活力。
2.伊凡蓝法：伊凡蓝这种物质不能自由穿过质膜，只有当质膜受到严重损坏的时候细胞才能被染色，所以通过细胞是否被染色来确定分离的原生质体活性。
3.FDA法：二乙酸荧光素（FDA）是一种非极性化学物质，可以自由地穿越细胞质膜，在活细胞内FDA被酯酶裂解可以发出荧光，由于荧光素不能自由通过质膜，在荧光显微镜下通过观察具荧光的细胞来确定所分离的原生质体活性。
【问题4】影响所分离的原生质体活性的因素有哪些？
【师生】结合上述分离方法，对影响因素进行分析
1.实验所用材料的生理状态和幼嫩程度；
2.酶解条件：酶的质量和浓度，酶解温度和时间，酶溶液的渗透压等；
3.分离条件：离心的次数和速度、纯化方法和分离所持续的时间长短；
4.环境条件：实验操作过程中环境的温度以及分离用具等。
【问题5】如何对收集到的原生质体进行计数？
【生活实例】平时你感冒的时候医生要对你血细胞进行计数。
所用仪器：计数器，显微镜。
【师生探索】
1.需要测量和记录哪些实验数据？
【学生参与】通过计数每一个大方格里的原生质体数，移动不同视野求3个方格（红色）分别的计数，求其平均数。学生动手计数并算出平均数。
2.如何通过计数器来换算原生质体的密度？
【老师】通常原生质体在104个/mm3条件上生长的比较好，如何通过计数来调节原生质体的密度？
【学生参与】计数器上显示方格的深是0.1mm，面积是0.0025mm2，一个方格的体积是0.1×0.0025=0.00025mm3，如图所示，如果在红色方格中有10个原生质体，它密度就是10/0.00025mm3=4×104/mm3，现在所得到的密度要比理想生长的大4倍，如何处理？
【学生】用培养液来稀释4倍。
【问题6】如何进行培养，培养条件如何？
【老师】原生质体培养方法
（1）液体浅层培养；（2）固体培养；（3）液体—固体双层培养。
培养基的成分：
1.无机盐：大量元素浓度；NO3-和NH4+的比例；Ca2+浓度。
2.有机成分：维生素、氨基酸、糖及糖醇等，酵母提取物、水解酪蛋白。
3.激素：常用的激素：NAA、IAA、6-BA与2，4-D。
4.pH值。
三、课后拓展
1.你是否想到有其他原生质体培养方法和技术？
2.实验中有哪些因素可能会影响原生质的分离效果？你如何减少这些因素的影响？为了减小实验误差和污染的可能性，在实验中应注意哪些环节和问题？
四、教学反思
“探究型教学法”目的是让学生在学习知识的同时拓展学生的思维能力和提高他们的创新能力，通过探究性教学为学生能力的提升创造良好的环境。在日常教学过程中，不同个体之间存在着差异。学生所设计的实验方案和技术路线有可能不够完美，甚至是错误的。如何解决学生在实验操作过程中的不规范，从而导致原生质培养过程中的污染。但每个学生通过参与了原生质制备全过程，对所学的知识理解更透彻，记忆更持久，尤其是变被动地接受理论知识为主动去探究新的知识。学生的学习兴趣、注意力和科学态度就在无意中得到培养。当然，教师应该根据课程内容灵活加以应用，每章安排一些“探究型教学课”来引导学生去自由探索，对活跃课堂气氛，提高学生的实验动手能力、思维能力、创新能力，培养学生学习细胞工程以及生物技术的兴趣以及和团队协作的精神有极大的好处。
动物细胞工程的原理范文4
一、教学目标：
知识目标
1.简述植物细胞全能性的含义。
2.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
3.尝试或了解植物组织培养过程。
能力目标
1.通过对植物组织培养和植物体细胞杂交的过程设计，培养知识的迁移能力。
2.通过对基本概念、基本原理的正确理解和掌握，逐步形成判断、分析、综合等思维能力。
情感、态度和价值观目标
通过对植物组织培养和植物体细胞杂交的设计，体验植物组织培养，激发学生勇于探索、敢于实践科学精神。
二、学情分析
学生已经具备了一定的细胞学基础，一些内容和原理在必修模块中已埋下伏笔，但作为一项新内容。尤其是植物体细胞杂交技术，学生以前没有涉及，因此在理解上存在困难。教师在教学中可采用创设情景、问题驱动、层层设疑并结合讨论的方法实现教学目标。
三、重难点
教学重点：
1．植物组织培养的原理和过程。
2．植物体细胞杂交的原理和过程。
教学难点：
植物组织培养的实验。
四、教学过程
2.1第一学时
活动一、导入：在正式上课之前，我们先来看一个新闻报道。
现实真的有点残酷，我相信同学们也在思考，如果我们不对这些濒危植物加以保护，不久之后它们将会从我们的身边消失，如何挽救这一现状呢？
我们可以用到植物组织培养技术，这属于我们要研究的专题二
细胞工程的范畴。
所谓细胞工程他指的就是在利用分子生物学以及细胞生物学的原理，在细胞整体水平或者是细胞器水平上，按照人们的意愿去改变细胞内的遗传物质进而获得细胞产品的一项技术，根据操作的对象，我们可以把它分成植物细胞工程和动物细胞工程这两部分，那么，这节课我们共同学习植物细胞工程的相关内容。
活动二、活动
温故知新：我们来看张图片，这么多美丽的，带给我们视觉的享受，但是这些并不是通过有性生殖这样的传统技术去种植得到的，而是通过的花瓣来培育整个植株，
那为什么用的花瓣就可以培育成整个植株呢？它的原理是？
对，细胞的全能性，这也是我们今天所要学习的植物细胞工程的理论基础
细胞全能性是我们必修一的内容，我们来回顾一下：
1.
什么是细胞的全能性呢？
2.
为什么细胞会具有全能性呢？
3.
理论上来讲，每个细胞都有发育成完整个体的潜能，但是不同细胞它的全能性的程度相同吗？
①
我们来比较一下，这几种细胞它的全能性的高低，受精卵
生殖细胞
还有体细胞
谁的全能性最高啊？也就是说受精卵是最容易发育成完整个体的
②
那植物细胞和动物细胞相比呢？
植物细胞的全能性更容易体现出来
那么既然植物细胞的全能性比较高，我们怎么把它的全能性给它表现出来呢？也就是说，用什么样的技术可以把一块组织去培育成一个完整个体呢？
关于植物组织培养这项技术，在必修一的时候我们有一个初步的认识，还记不记得当时我们用什么实验材料了？
用胡萝卜的根的细胞来进行组织培养，那这个图大家还记得吗？我们先用这个胡萝卜的根的细胞然后经过诱导，得到的这个叫什么？
在由愈伤组织去诱导得到什么？
胚状体，然后去生根发芽得到幼苗，最后发育成一个个体，和原来的一模一样，这是我们对植物组织培养的一个初步了解，
活动三、活动
合作探究、精讲点拨：今天，我们来阅读一下教材33-35
页，来详细研究一下植物组织培养技术的方法，在阅读的同时，思考前面的这几个问题。3min
讨论一下3min
我们首先来看第一个问题，请同学回答一下
1.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？
避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。所以我们看植物组织培养过程要在超净工作台上进行，都是无菌的。切取的时候也要对外植体进行消毒
2.那我们在切取的时候，比如胡萝卜作为实验材料，我们选择的是胡萝卜的，这四部分哪部分的细胞最好呢？
①为什么？容易形成愈伤组织！细胞分裂旺盛。
②那么我们选取别的地方不行吗？能不能也得到愈伤组织呢？只是不容易
因为我们刚才说了，理论上来讲植物细胞都是具有全能性的！
③
那不仅说明这几个地方的细胞可以形成愈伤组织，生殖细胞可以吗？花药离体培养
部位选好了就可以接种了，把它放到适宜的培养基中去培养这些细胞，我们来看一看培养室。你看这些架子上都是。所以植物组织培养可以大规模培养，得到大量子代。当然，在得到子代之前，我们首先要获得什么？先有外植体得到愈伤组织。
3.愈伤组织有什么特点？具有很强的分裂
分化能力，愈伤组织是一团白色或淡黄色的。它的分化程度比较低，分裂能力比较强。
①
而我们之前选择的那个胡萝卜根部细胞的分化程度呢？已经高度分化了。我们知道在生物体内，由分化程度低的细胞到高度分化的细胞的过程叫分化。
②
那么由高度分化的细胞到分化程度很低的愈伤组织的过程，正好与之相反。叫?脱分化。
③
这个过程就得到了愈伤组织，实际上就是使细胞回到了类似于受精卵状态。之后我们要想在得到生根发芽，需要什么过程？再分化。经过再分化才可以得到幼苗！那我们不能让它一直待在锥形瓶中，移栽到大田中。这就是植物组织培养的大致过程。
4.
现在我们来看
顺序是打乱的.
找同学排序。
①在脱分化和再分化过程中是否需要给予一定的光照呢？
5.
那我们就要考虑了，在植物组培过程当中，植物细胞的全能性可以体现，最后得到了一个个体，那这个细胞如果还在原来的植物体内，这个全能性能体现出来吗？想想表现全能性需要哪些条件？离体，激素，营养。在整个培养过程中还需要适宜的温度和ph。
①在这些条件中
哪个是决定脱分化和再分化的主要因素？
我们总结一下。所以呢，在不同过程需要不同的条件。这样才会得到我们想要的结果！这就是植物组织培养的过程。
过渡：那植物组织培养这项技术，
它可以用少量的实验材料去获得大量的相同性状的子代，科学家研究出这项技术之后，并没有就此满足
而是开始了其他的探究。
活动四、活动
设疑引新知：比如说，我们来看这两种植物我们都认识吧？番茄
土豆
我们都知道西红柿是在地上结的，
土豆地下结，如果我们能培养出这样的一种神奇的植物，地上结番茄，地下结土豆，是不是很节省空间啊，是不是可以有很大的经济效益啊。
这个想法很好啊，那我们怎样去实现它？
想一想
咋得到啊
。大家有没有好的办法啊？
如果说按照咱们以前学过遗传的那部分内容，你要想把两个品种的优良性状集中在一个品种上，正常我们用什么方法？杂交！可是能够杂交的生物必须得是：同一物种，番茄和马铃薯是不同物种不能杂交，存在生殖隔离。
那生殖细胞虽然不能杂交
科学家想到了好办法
用植物的体细胞来进行杂交，
介绍概念和意义。
那我们就一起重走一遍科学家们的探索之路来看看他们是如何得到这个杂种植株的。
活动五、自主探究，理解新知：下面请同学们自主阅读教材36页第三段，解决黑板上的这几个问题。
1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？
2．有没有一种温和的去壁方法呢？
3．为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？诱导融合的方法？
4．如果两个来源不同的原生质体发生了融合，若只考虑两两融合，可形成几种融合细胞？下一步该做何处理？
5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
这个过程大体上分为
去壁、
融合以及植物组织培养技术三个阶段。
那么得到的这个杂种植株是不是真的地上结番茄，地下结马铃薯呢？很遗憾让大家失望了。并没有。这是为什么呢？
关键是它们这些基因在一起的时候会互相干扰到底表达哪些基因，基因表达受多种因素的影响。
虽然出现了这样一个失败的例子，可是科学家并没有就此放手，而是继续的进行其他的植物体细胞杂交，那最后也有成功的，比如说白菜和甘蓝的体细胞融合在一起得到了白菜
甘蓝，
有什么优点呢？
活动六、畅所欲言，巧谈新知：有同学可能觉得这有什么意思啊，跟原来差的也不多呀，当然如果你觉得这个不过瘾的话，我们来个大胆的假设：异想天开！能不能得到这样的牛呢？
来异想天开
能不能得到这样的牛？
不过这个也有一定科学道理的，介绍眼虫那个。、
活动六、引导小结，升华新知：先找学生谈，最后总结
活动七、课堂练习，运用新知。
1、植物组织培养依据的原理、培养过程的顺诹及
诱导的植物激素分别是（
）
①体细胞全能性
②离体植物器官、组织
或细胞
③根、芽
④生长素和细胞分裂素
⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织
⑦再分化
⑧脱分化
⑨植物体
A.
①、
②
⑧
⑥
⑦
③
⑨
、
④
B.
①
、
②
⑦
⑥
⑧
③
⑨
、
⑤
C.
①、
⑥
②
⑨
⑧
③
⑦、
⑤
D.
①、
②
⑨⑧
⑥
⑦
③
、
④
2、（多选）要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，
需要（
）
A、具有完整细胞核的细胞
B、离体状态
C、导入外源基因
D、一定的营养物质和激素
3、细胞具有全能性的原因是（
）
A、生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能
B、生物体的每一个细胞都具有全能性
动物细胞工程的原理范文5
一、分值分配
理综试题生物部分总分90分，题型题量基本不变，理综第Ⅰ卷1～6题是生物选择题，每题6分共36分，第Ⅱ卷为非选择题共54分，由29题（2009、2010、2011三年由Ⅰ、Ⅱ两部分组成）、30题（2009、2012、2013三年由Ⅰ、Ⅱ两部分组成）、31题（2010、2011两年由Ⅰ、Ⅱ两部分组成）组成。
二、试题图表与文字数目的情况
从上表中可以看出，三年来文字量、图表量都在变化，但变化幅度不大。选择题字数在900个左右，非选择题字数1440个左右，总字数在2350个左右，答案字数320个左右，并且图表总数约为4～6个。2009年有一道对实验结果作预测并绘出折线图题及一道遗传图解题，2010、2011、2012各有一道绘制遗传图解题，2013有一道题要求绘制食物网。试题的呈现注重图、表、文结合，进一步考查学生的识图表及图表文转化能力。加强对学生准确获取图表文信息及图表文转化能力的考查，这应该也是今后高考命题的趋势。
三、各模块分值的变化情况
通过上表可以看出：
（1）高考考点以必修2和必修3为主，约占生物总分的66%。
（2）本人认为今年安徽省的高考生物试题考查依然以必修2和必修3为主，生物技术实践一般以独立的知识点进行考查；而现代生物科技专题，则还是会结合必修中的有关知识进行考查。
四、考查知识点的变化
（一）2009年考查内容主要涉及细胞结构、细胞分化、衰老和凋亡、细胞代谢；遗传的基本规律；动物和人体生命活动的调节、植物激素调节；基因工程。
（二）2010年考查内容主要涉及生物膜系统、细胞的代谢、细胞的增殖；遗传的分子基础、遗传的基本规律；内环境与稳态、动物和人体生命活动的调节、种群和群落；植物组织培养。
（三）2011年考查内容主要涉及细胞结构、细胞分化、细胞代谢；遗传的分子基础、遗传的基本规律；植物激素调节、动物和人体生命活动的调节、种群、生态系统；动物细胞工程（细胞培养）、基因工程。
（四）2012年考查内容主要涉及物质跨膜运输、细胞凋亡、细胞代谢；遗传的基本规律；植物激素调节、动物和人体生命活动的调节；种群、生态系统；凝胶色谱法；动物细胞工程（克隆）、基因工程。
（五）2013年考查内容主要涉及细胞结构、细胞代谢、细胞的增殖、细胞癌变；遗传的基本规律；植物激素调节、神经调节、免疫调节、生态系统；微生物计数；基因工程。
通过以上分析可以得出：主干核心知识年年考，非主干知识轮流考。试卷以“代谢、遗传、调节”为三大命题中心。
五、命题特点
（一）三道非选择题：29题一般考查细胞代谢（呼吸作用或光合作用）和实验知识（2009、2010、2012）或细胞代谢、实验及生态知识（2011）；30题一般考查调节知识（2009、2010、2011、2013）或考查调节和生态知识（2012、2013）；31题一般考查遗传知识加选修部分（2009、2010、2011、2012、2013）。
（二）实验能力的考查常考常新。在运用所学知识分析、解决实际问题的能力测试方面，高考的重点是通过实验进行考查。生物实验不只是考查一些实验的原理、操作步骤、分析和解释实验现象、实验思路、实验原则和变量的确定，实验材料的选择、实验方案的评价等的考查，更主要的是以学生的基础知识为依托，创设实验问题情景，通过实验设计来考查学生实验方面的思维能力。如2011年安徽高考生物卷的29题许多学生无法找到题目中实验步骤的缺陷，即使有部分学生能找到缺陷也不能很准确的作答。这说明实验在高中学生学习中存在记忆背诵的学习方法，没有用实验思维进行实验的学习。
（三）命题材料依据课程标准和考试说明，但又不拘泥于教材。有些题目的题干背景新颖，其实理在课本上，重在考查学生的推理、分析和知识的迁移能力，如2012年第6道选择题的“留树保鲜”问题。
六、备考建议
（一）构建知识网络、扎实复习
在一轮复习中，不能让知识停留在零散状态，而应对章节知识进行反思、归纳和总结，对知识点进行整合和提高，对照《考试说明》的知识范围，全面系统地回顾和再现所学的知识，建立知识网络，对知识进行横向和纵向联系，能从知识点上升到知识面、从知识面上升到知识体，建立一个全方位、立体化的知识网络构架；提高对基础知识和主干知识掌握的准确度和熟练度，进行有针对性的试题训练，特别是解题能力和做题速度的训练；复习要到边到拐，猜题、押题都是不对的；重视基础，突出主干，复习时要以教材为核心，切忌在学习上构筑空中楼阁；减少一些无谓的资料和练习（不主张题海战术、但也不能不做一定量的题，要精选精练），增加自我思考、自我总结、自我反思的时间；对基础知识的复习关键在于理解，只有想通悟透生物学知识，才能以不变应万变，因为不管试题情景如何新颖变化，但解答它还是离不开课本知识。
（二）认真对待错题、整理错题，快速提高自己
错的原因：是知识没有掌握、还是粗心大意；是审题不清、还是思路不对；答题是否规范、完善完整。
（三）关注与生产生活的联系
（四）重视实验的技能和方法
（五）关注高考高频考点
1.必修1：（1）细胞中物质的鉴定；（2）细胞的渗透作用；（3）酶及其在代谢中的作用、特性、相关实验；（4）生物膜系统的结构与功能；（5）细胞呼吸；（6）光合作用过程及影响光合作用的因素；（7）细胞增殖、分化、凋亡、癌变及衰老。
2.必修2：（1）遗传变异的细胞基础；（2）遗传变异的分子基础；（3）基因对性状的控制（①通过控制蛋白质的合成直接控制性状；②通过控制酶的合成控制代谢途径来控制性状；③基因与性状的数量关系；④表现型由基因型和环境共同决定）；（4）遗传规律及其拓展（遗传的非典型现象：①一对相对性状的遗传中的非典型现象：若自交后代表现型为1：2：1是不完全显性；若是2：1则是致死基因型；②二对相对性状的遗传中的非典型现象：9：3：3：1的变形9：6：1、9：7、9：4：3、12：3：1、1：4：6：4：1）；（5）在育种中的应用；（6）人类的遗传病（①遗传病的概念（遗传病不一定带有致病基因）、类型及预防；②调查遗传病的方法；③系谱图与遗传病的判断）；（7）杂交实验与探究。
3.必修3：（1）植物激素调节；（2）动物生命活动调节（激素能不能口服；激素调节的特点；激素调节的机制：分级调节与反馈调节；神经调节：兴奋的传导、传递、反射弧、特点）；（3）免疫调节（淋巴因子可由T细胞和效应T细胞分泌）；（4）内环境与稳态调节（血糖调节及健康）；（5）生态系统的结构和功能（植物如问生态系统成分，答生产者；如问属于生态系统的营养结构答第一营养级）；（6）生态农业；（7）生物富集作用、水体富营养化。
最后，用好《考试说明》（考试说明后面的题型示例很有必要看，他有一定的导向性。考试说明中的“知识内容及要求”可以作为一个纲要，检查自己的知识点掌握情况，当然检查自己的知识点掌握情况还可以通过做题查找自己的知识盲点、漏点。两个结合起来，查缺补漏、找知识盲点效果非常好。）并做一些近年的高考真题，如全国卷、安徽卷等。
【参考文献】
动物细胞工程的原理范文6
关键词 高中生物复习 核心概念 教学策略
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
现行《普通高中生物课程标准（实验）》中明确指出：“注重学生在现实生活的背景中学习生物学，倡导学生在解决问题的过程中深入理解生物学的核心概念。”生物学核心概念是位于生物学科中心的概念性知识，包括对重要概念、原理、理论等的基本理解和解释。这些内容能够展现当代生物学科图景，是生物学科结构的主干部分，并能展现生物学科的逻辑结构;同时，它还具有高度的统领性、包摄性以及引领性，能够反映核心问题。教师围绕高中生物复习中的核心概念进行教学，能使学生少走弯路，少绕圈子，直达问题的主干及核心;围绕核心概念进行教学，还可把孤立、零乱的知识以点连线，以线带面地进行整合，把相关的知识进行有效的构建，从而达到高三一轮复习有效、高效的课堂教学。
1 核心概念的界定
在高中生物复习中，教师经常会对一些概念的理解存在偏差，比如对一般概念、重要概念以及核心概念的把握不准确，定位不精准，这些都会影响一轮复习的有效备考。因此，如何对教材核心概念进行界定，而不是简单通过感性印象对其甄别，显得尤为重要。美国课程专家埃里克森认为：“核心概念是指居于学科中心，具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法。这些核心概念具有广阔的解释空间，源于学科中各种概念、原理、理论和解释体系，为领域的发展提供了深入的角度，还为学科之间提供了联系。”国内课程专家刘恩山教授也指出：“核心概念是基于整个课程标准某个主题的知识框架中概括总结出来的，强调概念之间的关联和概念体系的结构。”基于学者们的观点，生物学教材中的核心概念是能够反映该教材核心问题，统领包摄教材章节中的基本概念、事实、原理及规律，是构建整个生物学教材的基本骨架，并且能经得起时间和实践的检验。
例如，在复习《选修3・现代生物科技》中“细胞工程”这一专题时，笔者通过罗列比较一般概念、重要概念，从而界定出该专题中具有统领和包摄作用的“核心概念”。在“细胞工程”专题中，一般概念有16个，分别是细胞工程、脱分化、微型繁殖、胚状体、外植体、细胞贴壁生长、接触抑制、原代培养、传代培养、原生质体、合成培养基、愈伤组织、生物反应器、细胞株、细胞系、克隆。而重要概念有7个，分别是细胞全能性、植物细胞组织培养、植物体细胞杂交、动物细胞培养、核移植、动物细胞融合、单克隆抗体。而通过比对、分析和界定后，发现该专题中的核心概念其实只有3个，是细胞全能性、植物组织培养技术、单克隆抗体。正是这三个核心概念，很好地诠释了整个细胞工程的核心内容和知识所在。比如一般概念中的脱分化、微型繁殖、胚状体、外植体、原代培养、传代培养、愈伤组织、细胞株、细胞系都是围绕细胞全能性这一核心概念进行阐述。这样，通过比较对比，学生就能够对这一专题进行深刻的理解和感悟了。
2 核心概念教学
2.1 运用概念图，整合新的核心概念
概念图是由概念节点和连线组成的一系列概念的结构化特征，概念节点是表示某一命题或知识领域的各概念，连线表示各概念间的逻辑关系。在高中生物复习当中，教师通过运用概念图进行教学，能清晰有效地呈现教材内容，有利于学生对已有知识进行迁移和联系，进行有效的复习备考;同时，也有利于理清相近概念的层级关系和逻辑关系，便于学生对核心概念和相关概念进行梳理和整合，培养学生对知识迁移、归纳的能力和兴趣。例如，在复习“植物组织培养”时，教师以必修部分的概念和原理为前提，利用概念图呈现核心概念和相关概念的联系，在学生唤醒原有知识的基础，促进理解和掌握新知识（图1）。
2.2 设计“问题串”，引导学生对核心概念的学习
所谓“问题串”，就是指教师为实现一定的教学目标，根据学生已有的知识或经验，针对学生学习过程中将要产生或可能产生的困惑，将教材知识转换为层次分明、具有系统性的一连串问题。在高考生物复习时，教师可以围绕核心概念精心设计一组具有针对性、探究性的问题，激发学生去发现、探索的欲望，从而培养学生热情和动力。如，在讲授“单克隆抗体”这一概念时，教师运用一组“问题串”（图2）进行巧妙设问，使得学生对这一概念的理解更加深刻，不易忘记。
2.3 演示认知过程，学概念
在高考生物复习中，有许多概念是纯理论性的，内容很抽象，学生理解起来相对比较困难，久而久之就会有挫败感，产生厌学的情绪。因此，教师在教学过程中可以适当地转换教学方式，把抽象的问题通过演示知识过程来帮助学生理解抽象的生物学核心概念。
以“通过神经系统的调节”一节内容中为例，“动作电位”这一核心概念并不是很好理解。教师倘若通过传统的教学方式让学生看教材，读概念“由相对静止变为显著活跃的电位变化过程”，则显得抽象不易理解。那么，如何通过形象生动的具体指标来展示“动作电位”，从而让学生掌握一些列的静息电位、电位差、电荷移动、局部电流等相关概念呢？教师可以利用图解（图3）逐一演示，并加以说明，使学生有逐步认知的过程。
首先，神经纤维处于静息状态，即相对静止时，膜上有一个“内负外正”的电势差，这电势差的形成是由靠能量来维持，而维系这一电势差的能量主要依靠膜上的3个结构。
第一个结构是“Na-K离子泵”，它是由蛋白质构成，在消耗一个ATP分子的情况下，能够向膜外泵出3个Na+，向膜内泵入2个K+。这样一个过程已经使得膜外的阳离子偏多。第二个结构称为“K+通道”，通过前面第一个过程，膜内K+浓度明显高于膜外，于是膜内外之间形成一个浓度差，使得膜内有一个向外扩散K+的趋势。在静息状态下，膜上仅有K+这个通道会打开，不断向外运输K+。通过上述两个结构，膜外的阳离子越聚越多，导致的结果就形成了一个“内负外正”的状态，这就是“静息电位”。第三个要介绍的是“Na+通道”。前面由于“Na-K离子泵”的作用，膜外的Na+浓度很高，当受到某一刺激时，Na+通道会迅速打开，在短时间内膜外的Na+会迅速向膜内回流，而回流的结果就使得膜内外的电势差瞬间发生改变，在一个非常短的时间内形成了一个“内正外负”的状态，这就是“动作电位”。利用以上图解，学生对于电位的形成机制及概念的相应内涵与要点都有了一个比较清晰的认识，从而也就达到了对“动作电位”这一核心概念深入理解的目的。
可见，演示认知是学概念的一个重要策略，也是学习教材内容，掌握学科知识的必要能力。通过演示知识呈现过程，使得许多抽象的概念知识形象易懂，从而提高高考生物复习的有效性。
2.4 利用生物科学史，构建核心概念
全国新课标卷Ⅰ相对广东卷而言，更注重生物科学史的考查。利用科学史促进高中生物核心概念建构，也是高中生物复习当中的一个重要策略。以科学发展史为材料，让学生重走科学家的研究历程，培养学生的科学探究能力，使学生体会概念的建构过程，加深对核心概念的理解。
例如，“DNA是遗传物质”的探索历程就是一个很好的素材。此前，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状由遗传因子控制;摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上;科学家接下来又发现：染色的成分是蛋白质和DNA，而染色体在遗传上具有连续性和稳定性。因此，探究遗传物质的本质无疑就落在蛋白质和DNA上了。对遗传物质的早期推测，一开始就有人认为是蛋白质，他们的理由是：蛋白质的基本组成单位――氨基酸，氨基酸多种多样的排列可能蕴含遗传信息，因而认为蛋白质是生物体主要的遗传物质。但又有不少人对这一观点提出质疑，挑战这一观点的有以下几个经典实验：1928年，格里菲思利用小鼠作为实验对象，进行了肺炎双球菌的体内转化实验，得出了“已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质――转化因子”的结论，但是转化因子究竟是什么，格里菲斯却未能搞清楚。紧接着，1940年艾弗里为了搞清楚什么是“转化因子”，以肺炎双球菌作为实验材料，进行了体外转化实验。他设法把S型细菌的各种成分相互分离，分别单独和R型细菌进行培养，结果发现，只有添加了S型细菌DNA成分的培养基上，部分R型会转化为S型细菌，并且这种转化后的S型细菌可以进行增殖，于是艾弗里得出了“转化因子是DNA，DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质”这一结论。遗憾的是，艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。于是1952年，赫尔希和蔡斯以“T2噬菌体”为实验材料，利用“放射性同位素标记”技术，完成了另一个更具有说服力的实验：“首先分别利用35S、32P标记的细菌培养噬菌体进行同位素标记，然后将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养，观察同位素的去向。”如此，巧妙地把蛋白质和DNA区分开，直接、单独地观察DNA和蛋白质的作用，从而进一步证明了“DNA是遗传物质”。
教师通过讲解“遗传物质的探索过程”这一生物科学史，让学生清楚地认识到科学探究是要经历了“发现问题―作出假设―实验验证―得出结论”的过程，从而形成质疑与严谨的科学态度以及良好的生物科学素养。同时，通过对发现史进行梳理，“DNA是遗传物质”这一核心概念也得到了构建。
3 小结
总之，高中生物复习教学关键在于核心概念的构建，针对不同的概念类型和教学内容，有选择地运用概念图、设计问题串、演示认知过程和利用生物科学史等策略进行核心概念的重构，是提高高中生物复习的重要策略。同时，教师还要加强学生梳理、归纳知识的能力，帮助他们正确理解和内化相关概念，从而提高概念教学的有效性。
参考文献：
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2011.
[2] 兰英，译.埃里克森.概念为本的课程与教学[M].北京：中国轻工业出版社，2003.
[3] 刘恩山，张颖之.课堂教学中的生物学概念及其表述方法[J].生物学通报，2010，45（7）：40-42.
