高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題講練 第8單元 選修模塊 15 現(xiàn)代生物科技專題課件.ppt

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專題十五現(xiàn)代生物科技專題 返回目錄 真題聚焦拓展 核心考點整合 返回目錄 教師知識必備 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 返回目錄 教師知識必備 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 返回目錄 教師知識必備 1 本專題多以最新基因工程研究成果為載體 考查基因工程的工具與操作程序 用圖表比較法理解限制酶 DNA連接酶和載體的作用 用實例分析法理解基因工程的原理與過程 2 本專題以工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 畜牧業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)實踐中的具體事例為命題背景 考查植物組織培養(yǎng)的相關(guān)知識 通過列表比較法理解兩個不同 植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的不同 植物體細胞雜交與動物細胞融合的不同 利用圖解法理解單克隆抗體的制備過程 考情分析 返回目錄 教師知識必備 3 本專題以最新的胚胎工程 干細胞培養(yǎng)的研究成果為背景 考查胚胎工程的應(yīng)用 利用圖解分析法理解胚胎發(fā)育的過程和胚胎移植的程序 4 本專題多以當今生態(tài)問題為背景 考查生態(tài)工程的原理與應(yīng)用 利用列表比較法理解生態(tài)工程的五個原理與實例 考情分析 返回目錄 近年高考分析 返回目錄 近年高考分析 返回目錄 近年高考分析 返回目錄 考綱要求 1 基因工程 1 基因工程的誕生 2 基因工程的原理及技術(shù) 3 基因工程的應(yīng)用 4 蛋白質(zhì)工程 2 克隆技術(shù) 1 植物的組織培養(yǎng) 2 動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆 3 細胞融合與單克隆抗體 返回目錄 考綱要求 3 胚胎工程 1 動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(chǔ) 2 胚胎干細胞的移植 3 胚胎工程的應(yīng)用 4 生物技術(shù)的安全性和倫理問題 1 轉(zhuǎn)基因生物的安全性 2 生物武器對人類的威脅 3 生物技術(shù)中的倫理問題 5 生態(tài)工程 1 簡述生態(tài)工程的原理 2 生態(tài)工程的實例 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 1 2015 全國卷 已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì) P 該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運蛋白 由305個氨基酸組成 如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸 240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸 改變后的蛋白質(zhì) P1 不但保留P的功能 而且具有了酶的催化活性 回答下列問題 1 從上述資料可知 若要改變蛋白質(zhì)的功能 可以考慮對蛋白質(zhì)的 進行改造 2 以P基因序列為基礎(chǔ) 獲得P1基因的途徑有修飾 基因或合成 基因 所獲得的基因表達時是遵循中心法則的 中心法則的全部內(nèi)容包括 的復(fù)制 以及遺傳信息在不同分子之間的流動 即 返回目錄 真題聚焦拓展 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 3 蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程 其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā) 通過 和 進而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列 據(jù)此獲得基因 再經(jīng)表達 純化獲得蛋白質(zhì) 之后還需要對蛋白質(zhì)的生物 進行鑒定 返回目錄 真題聚焦拓展 答案 1 氨基酸序列 或結(jié)構(gòu) 2 PP1DNA和RNA 或遺傳物質(zhì) DNA RNA RNA DNA RNA 蛋白質(zhì) 或轉(zhuǎn)錄 逆轉(zhuǎn)錄 翻譯 3 設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列功能 解析 本題考查蛋白質(zhì)工程的相關(guān)知識 1 若要改變蛋白質(zhì)的功能 就要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行改造 而從材料中的內(nèi)容 可以看出是改造了氨基酸的序列 2 獲得P1基因的途徑有對原基因 P 進行修飾或者根據(jù)氨基酸序列直接合成目的基因 P1 中心法則即遺傳信息的傳遞途徑 包括遺傳物質(zhì) DNA或RNA 的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄 翻譯 逆轉(zhuǎn)錄的過程 3 蛋白質(zhì)工程的基本途徑 從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā) 設(shè) 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 真題聚焦拓展 計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 推測應(yīng)有的氨基酸序列 找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列 該目的基因表達產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì) 為確定該蛋白質(zhì)是否符合需要 還需對蛋白質(zhì)的生物功能進行鑒定 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 真題聚焦拓展 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 2 2014 新課標全國卷 某研究者用抗原 A 分別免疫3只同種小鼠 X Y和Z 每只小鼠免疫5次 每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價 能檢測出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù) 結(jié)果如圖T15 1所示 圖T15 1 真題聚焦拓展 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 若要制備雜交瘤細胞 需取免疫后小鼠的B淋巴細胞 染色體數(shù)目40條 并將該細胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞 染色體數(shù)目60條 按一定比例加入試管中 再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細胞融合 經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測 得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞 回答下列問題 1 制備融合所需的B淋巴細胞時 所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16000以上 則小鼠最少需要經(jīng)過 次免疫后才能有符合要求的 達到要求后的X Y Z這3只免疫小鼠中 最適合用于制備B淋巴細胞的是 小鼠 理由是 真題聚焦拓展 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 2 細胞融合實驗完成后 融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外 可能還有 體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是 3 雜交瘤細胞中有 個細胞核 染色體數(shù)目最多是 條 4 未融合的B淋巴細胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后都不能存活 原因是 真題聚焦拓展 答案 1 四YY小鼠的血清抗體效價最高 2 B淋巴細胞相互融合形成的細胞 骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞細胞融合是隨機的 且融合率達不到100 3 1100 4 不能無限增殖 解析 1 據(jù)圖分析 第四次免疫后小鼠Y的血清抗體效價達到16000以上 達到要求后的X Y Z這3只小鼠中 小鼠Y的B淋巴細胞產(chǎn)生抗體效價最高 最適合用于制備單克隆抗體 2 融合體系中除了未融合的細胞和雜交瘤細胞之外 還有骨髓瘤細胞和B淋巴細胞的自身融合產(chǎn)物 由于細胞融合是隨機的 且融合率達不到100 故體系中會出現(xiàn)多種 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 真題聚焦拓展 類型的細胞 3 雜交瘤細胞形成后 由于核膜具有流動性 故小鼠的免疫B淋巴細胞細胞核與其骨髓瘤細胞細胞核會融合形成一個雜交的細胞核 因此染色體數(shù)目最多是100條 4 未融合的B淋巴細胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后 仍然是不能無限增殖的細胞 同時B淋巴細胞不可能度過原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)過程中的兩次 危機 而達到細胞系水平 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 真題聚焦拓展 3 2015 重慶卷 某課題組為解決本地種奶牛產(chǎn)奶量低的問題 引進了含高產(chǎn)奶基因但對本地適應(yīng)性差的純種公牛 1 擬進行如下雜交 A 具高產(chǎn)奶基因的純種 B 具適宜本地生長基因的純種 C選擇B作為母本 原因之一是胚胎能在母體內(nèi)正常 若C中的母牛表現(xiàn)為適宜本地生長 但產(chǎn)奶量并未提高 說明高產(chǎn)奶是 性狀 為獲得產(chǎn)奶量高且適宜本地生長的母牛 根據(jù)現(xiàn)有類型 最佳雜交組合是 后代中出現(xiàn)這種母牛的概率是 假設(shè)兩對基因分別位于不同對常染色體上 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 真題聚焦拓展 2 用以上最佳組合 按以下流程可加速獲得優(yōu)良個體 精子要具有受精能力 需對其進行 處理 卵子的成熟在過程 中完成 在過程 的培養(yǎng)基中含有葡萄糖 其作用是 為篩選出具有優(yōu)良性狀的母牛 過程 前應(yīng)鑒定胚胎的 子代母牛的優(yōu)良性狀與過程 的基因重組有關(guān) 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 圖T15 2 真題聚焦拓展 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 答案 1 生長發(fā)育或胚胎發(fā)育隱性 A C1 8 2 獲能或增強活力 供能性別 高產(chǎn)奶和適應(yīng)生長的基因 3 胚胎分割 解析 1 胚胎能在母體內(nèi)正常生長發(fā)育是動物雜交育種選擇母本的原因之一 純種高產(chǎn)奶量奶牛的后代未表現(xiàn)出高產(chǎn)奶性狀 說明高產(chǎn)奶是隱性性狀 假設(shè)由基因a控制 適宜本地生長的純種奶牛的后代表現(xiàn)為適宜本地生長 說明適宜本地生長是顯性性狀 假設(shè)由基因B控制 A 高產(chǎn)奶純種 C 非高產(chǎn)奶雜種 其后代雌性中有1 2具有高產(chǎn)奶性狀 A aabb B AABB C AaBb A aabbXY C AaBbXX 1 8aaBbXX 真題聚焦拓展 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 2 胚胎工程中精子要具有受精能力 需對其進行獲能處理 卵子的成熟在受精過程 即圖示 中完成 在胚胎培養(yǎng)過程中培養(yǎng)基中的葡萄糖的作用是供能 為篩選出具有優(yōu)良性狀 即高產(chǎn)奶 適宜本地生長 的母牛 在胚胎移植前須鑒定胚胎的性別 高產(chǎn)奶和適應(yīng)生長的基因 基因重組發(fā)生在減數(shù)第一次分裂過程中 3 采用胚胎分割技術(shù)可提高已有胚胎的利用率 真題聚焦拓展 4 2014 重慶卷 為治理某廢棄采石場的生態(tài)環(huán)境 對其進行公園化建設(shè) 1 對其進行整理和覆土 并選擇適生植物進行人工造林 不同恢復(fù)時期的植物物種數(shù)如圖所示 t0 t1 植物殘體及 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 圖T15 3 真題聚焦拓展 凋落物中的有機物被生態(tài)系統(tǒng)中的 轉(zhuǎn)化為無機物 使土壤條件得到改善 同時由于人工林土壤中存在 導(dǎo)致群落中植物物種數(shù)增加 t1 t3 人工林抵抗力穩(wěn)定性的變化是 群落中植物物種數(shù)逐漸增加 物種之間 加劇 2 通過人工林建設(shè)和園林景觀構(gòu)建 既改善了生態(tài)環(huán)境 又可提高社會和經(jīng)濟效益 這主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的 原理 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 真題聚焦拓展 答案 1 分解者種子或繁殖體增強競爭 2 整體性 系統(tǒng)論 解析 1 生態(tài)系統(tǒng)成分中的分解者將有機物轉(zhuǎn)化為無機物 供生產(chǎn)者利用 在群落次生演替中 土壤中原有的植物種子或繁殖體增加了人工林生態(tài)系統(tǒng)中的物種豐富度 圖示t1 t3階段 植物物種數(shù)增加 該生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性增強 隨物種數(shù)逐漸增加 物種之間競爭加劇 2 人工林的建設(shè)和園林景觀構(gòu)建 既可改善生態(tài)環(huán)境 又可提高社會和經(jīng)濟效益 體現(xiàn)了生態(tài)工程的整體性原理 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 真題聚焦拓展 備考指津 1 本專題考查的主要內(nèi)容包括基因工程 細胞工程和胚胎工程 其中基因工程是考查的重點 2 本專題的題目往往以基因工程為核心 綜合考查細胞工程和胚胎工程方面的知識 信息呈現(xiàn)形式往往是示意圖 需要準確識別圖中涉及的技術(shù)名稱 3 備考時 要結(jié)合示意圖理解并熟記相關(guān)的知識 并能熟練使用常用的生物學(xué)術(shù)語進行答題 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 真題聚焦拓展 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 考點一基因工程 考例探究 考向1基因工程的操作工具及步驟1 限制酶 DNA連接酶 DNA聚合酶和解旋酶的比較 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 2 基因表達載體的構(gòu)建基因表達載體的構(gòu)建是基因工程的核心 其過程一般是用同一種限制性核酸內(nèi)切酶分別切割目的基因和載體DNA 如質(zhì)粒 形成相同的黏性末端 用DNA連接酶將目的基因和載體DNA連接在一起 形成重組DNA分子 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 圖T15 4 核心考點整合 3 目的基因的檢測與鑒定 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 圖T15 5 核心考點整合 例1 2015 福建卷 GDNF是一種神經(jīng)營養(yǎng)因子 對損傷的神經(jīng)細胞具有營養(yǎng)和保護作用 研究人員構(gòu)建了含GDNF基因的表達載體 如圖甲所示 并導(dǎo)入到大鼠神經(jīng)干細胞中 用于干細胞基因治療的研究 請回答 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 圖T15 6 注 bp表示堿基對 載體和基因片段上的小箭號表示相關(guān)限制酶的酶切位點 甲 乙 核心考點整合 1 在分離和培養(yǎng)大鼠神經(jīng)干細胞的過程中 使用胰蛋白酶的目的是 2 構(gòu)建含GDNF基因的表達載體時 需選擇圖甲中的 限制酶進行酶切 3 經(jīng)酶切后的載體和GDNF基因進行連接 連接產(chǎn)物經(jīng)篩選得到的載體主要有3種 單個載體自連 GDNF基因與載體正向連接 GDNF基因與載體反向連接 如圖甲所示 為鑒定這3種連接方式 選擇Hpa 酶和BamH 酶對篩選得到的載體進行雙酶切 并對酶切后的DNA片段進行電泳分析 結(jié)果如圖乙所示 圖中第 泳道顯示所鑒定的載體是正向連接的 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 4 將正向連接的表達載體導(dǎo)入神經(jīng)干細胞后 為了檢測GDNF基因是否成功表達 可用相應(yīng)的 與提取的蛋白質(zhì)雜交 當培養(yǎng)的神經(jīng)干細胞達到一定密度時 需進行 培養(yǎng)以得到更多數(shù)量的細胞 用于神經(jīng)干細胞移植治療實驗 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 答案 1 使細胞分散開 2 Xho 3 4 抗體傳代 解析 本題考查基因工程 動物細胞培養(yǎng)的相關(guān)知識 1 分析題意可知 使用胰蛋白酶的目的是使細胞分散開 2 構(gòu)建GDNF基因的表達載體時 需選擇圖中的Xho 限制酶進行酶切 3 選擇Hpa 酶和BamH 酶對正向連接的載體進行雙酶切時 得到的DNA片段為6000bp和700bp 電泳結(jié)果如第 泳道所示 4 分析題意可知 為檢測GDNF基因是否表達成功 用抗原 抗體雜交的方法進行鑒定 即用相應(yīng)的抗體與提取的蛋白質(zhì)雜交 當細胞培養(yǎng)達到一定密度時 需進行傳代培養(yǎng)才能得到更多數(shù)量的細胞 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 考向2基因工程的應(yīng)用1 植物基因工程的應(yīng)用 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 2 動物基因工程的應(yīng)用 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 3 基因診斷 1 概念 又稱DNA診斷 是采用基因檢測的方法來判斷患者是否出現(xiàn)了基因異常或攜帶病原體 2 方法 DNA分子雜交技術(shù) 它的基本原理是互補的DNA單鏈能夠在一定條件下結(jié)合成雙鏈 即能夠雜交 這種結(jié)合是特異的 即嚴格按照堿基互補配對的原則進行 當用一段已知基因的單鏈作探針 常用同位素 熒光分子等進行標記 與變性后的單鏈基因組DNA接觸時 如果兩者的堿基完成配對 互補地結(jié)合成雙鏈 表明被測基因組DNA中含有已知的基因序列 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 4 基因治療 1 概念 利用正?；蛑脫Q或彌補缺陷基因的治療方法 2 方法 基因置換 基因修復(fù) 基因增補 基因失活等 如ADA基因缺陷癥的基因治療 3 基因治療的途徑 體外基因治療 先從病人體內(nèi)獲得某種細胞進行培養(yǎng) 然后 在體外完成基因轉(zhuǎn)移 再篩選成功轉(zhuǎn)移的細胞擴增培養(yǎng) 最后重新輸入患者體內(nèi) 體內(nèi)基因治療 用基因工程的方法 直接向人體組織細胞中轉(zhuǎn)移基因的治療方法 核心考點整合 例2螢火蟲發(fā)光是體內(nèi)熒光素酶催化一系列反應(yīng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象 如果熒光素酶存在于植物體內(nèi) 也可使植物體發(fā)光 一直以來熒光素酶的唯一來源是從螢火蟲腹部提取 但加利福尼亞大學(xué)的一組科學(xué)家成功地通過轉(zhuǎn)基因工程實現(xiàn)了將熒光素酶基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi) 并在大腸桿菌體內(nèi)產(chǎn)生熒光素酶 請你根據(jù)已有的知識回答下列有關(guān)問題 1 在此轉(zhuǎn)基因工程中 目的基因是 具體操作過程中 圖T15 7所示的黏性末端是由 種限制酶作用產(chǎn)生的 返回目錄 核心考點整合 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 圖T15 7 2 將此目的基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi)需要載體的幫助 則作為載體必須具備能夠在宿主細胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存以及 至少答出兩點 等條件 3 本實驗中將目的基因?qū)氪竽c桿菌的載體可以是 多選 A 質(zhì)粒B 動物病毒C 噬菌體的衍生物D 植物病毒 4 在此轉(zhuǎn)基因工程中 將體外重組DNA導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi) 并使其在細胞內(nèi) 的過程稱為轉(zhuǎn)化 最常用的轉(zhuǎn)化方法是首先用Ca2 處理大腸桿菌 目的是 返回目錄 核心考點整合 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 5 目的基因在受體細胞中是否轉(zhuǎn)錄出mRNA 可用 技術(shù)來檢測 目的基因是否表達出相應(yīng)的蛋白質(zhì) 除了通過大腸桿菌是否發(fā)光來確定外 還可以通過 特異性反應(yīng)來判斷 返回目錄 核心考點整合 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 答案 1 熒光素酶基因2 2 具有特定的限制酶切割位點 具有某些標記基因 3 A C 4 維持穩(wěn)定和表達使大腸桿菌細胞處于能夠吸收周圍環(huán)境中DNA分子的狀態(tài) 或使大腸桿菌細胞處于感受態(tài) 5 分子雜交抗原 抗體 解析 1 在此轉(zhuǎn)基因工程中 目的基因是熒光素酶基因 圖中所示的黏性末端雖然都相同 但是由2種限制酶作用產(chǎn)生的 其中第一個和第三個是由一種限制酶切割產(chǎn)生的 另外兩個是由另一種限制酶切割產(chǎn)生的 2 基因工程中的載體必須具備的條件 要具有限制酶的切割位點 要有標記基因 如抗性基因 能在宿主細胞中穩(wěn)定存在并 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 復(fù)制 是安全的 對受體細胞無害 3 常用的運載體有質(zhì)粒 噬菌體的衍生物 動植物病毒 由于受體細胞是大腸桿菌 因此可選用質(zhì)粒和 噬菌體的衍生物作為載體 4 將目的基因?qū)胛⑸锛毎Ｓ酶惺軕B(tài)細胞法 即用Ca2 處理大腸桿菌 使大腸桿菌細胞處于能夠吸收周圍環(huán)境中DNA分子的狀態(tài) 即處于感受態(tài) 有利于目的基因?qū)胧荏w細胞 5 檢測目的基因在受體細胞中是否轉(zhuǎn)錄出mRNA 可用分子雜交技術(shù) 檢測目的基因是否表達出相應(yīng)的蛋白質(zhì) 常用抗原 抗體雜交技術(shù) 返回目錄 核心考點整合 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 返回目錄 核心考點整合 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 對點訓(xùn)練 1 圖T15 8為培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的技術(shù)流程 請據(jù)圖回答 1 進行過程 先要用到的酶是 2 基因工程核心步驟的名稱是 圖T15 8 返回目錄 核心考點整合 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 3 在培育成功的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的傳種接代過程中 抗蟲基因和標記基因是否遵循基因的自由組合定律 為什么 4 過程 采用最多的方法是 在實驗室中 檢測抗蟲基因是否整合到棉花細胞的DNA分子上的方法是 5 經(jīng)過 過程形成愈傷組織的細胞分裂方式是 6 過程 所表達的兩個重要的生理現(xiàn)象是 答案 1 限制性核酸內(nèi)切酶 2 基因表達載體的構(gòu)建 3 不遵循抗蟲基因和標記基因不是位于細胞核內(nèi)的兩對同源染色體上 4 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法DNA分子雜交技術(shù) 5 有絲分裂 6 生長和分化 解析 1 過程 為基因表達載體的構(gòu)建 先要用限制性核酸內(nèi)切酶切割運載體和含目的基因的DNA片段 然后再用DNA連接酶將運載體和目的基因連接在一起 形成重組質(zhì)粒 2 基因工程的核心步驟為基因表達載體的構(gòu)建 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 3 在培育成功的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的傳種接代過程中 由于抗蟲基因和標記基因不是位于細胞核內(nèi)的兩對同源染色體上 因此抗蟲基因和標記基因不遵循基因的自由組合定律 4 將目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ棉r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 在實驗室中 常采用DNA分子雜交技術(shù)來檢測抗蟲基因是否整合到棉花細胞的DNA分子上 5 愈傷組織的形成為細胞的有絲分裂過程 6 過程 為再分化 是細胞生長和分化的結(jié)果 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 2 血管內(nèi)皮生長因子 VEGF 能促進眼部視網(wǎng)膜血管的病理性生長 臨床上可用VEGF抗體的Fab片段 即抗體的活性片段 作為藥物治療視網(wǎng)膜病變 圖T15 9是利用大腸桿菌來大量合成該抗體片段的技術(shù)路線圖 請回答下列問題 圖T15 9 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 1 科學(xué)家已經(jīng)測出VEGF抗體的Fab片段的氨基酸序列 因此可以通過 法來獲取目的基因 獲取目的基因后 還需要在其兩端加上限制酶Hind 和Xho 的識別序列和啟動子T7等序列 T7的位置應(yīng)該在 填圖中序號 處 2 大腸桿菌經(jīng)Ca2 處理 成為 細胞 能吸收外源DNA 與重組質(zhì)粒混合培養(yǎng)一段時間后 培養(yǎng)基需添加 以篩選目的菌株 將篩選出的大腸桿菌進行擴大培養(yǎng) 可以用 作為抗原與提取出的蛋白雜交來鑒定是否合成VEGF抗體的Fab片段蛋白 核心考點整合 答案 1 人工合成2 2 感受態(tài)卡那霉素血管內(nèi)皮生長因子 VEGF 解析 1 科學(xué)家已經(jīng)測出VEGF抗體的Fab片段的氨基酸序列 因此可以通過人工合成法來獲取目的基因 即根據(jù)Fab片段的氨基酸序列推測出信使RNA序列 再推測出結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列 然后用化學(xué)方法以單核苷酸為原料合成目的基因 獲取目的基因后 還需要在其兩端加上限制酶Hind 和Xho 的識別序列和啟動子T7等序列 啟動子應(yīng)位于目的基因上游 且不能被限制酶切割去除 因此T7的位置應(yīng)該在圖中的2處 2 大腸桿菌經(jīng)Ca2 處理 成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細胞 由圖可知 構(gòu)建基因表達載體時 抗四環(huán)素基因被破壞 而抗卡那霉 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 素基因沒有被破壞 因此應(yīng)在培養(yǎng)基中添加卡那霉素以篩選目的菌株 將篩選出的大腸桿菌進行擴大培養(yǎng) 可以用血管內(nèi)皮生長因子 VEGF 作為抗原與提取出的蛋白雜交來鑒定是否合成VEGF抗體的Fab片段蛋白 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 考點二細胞工程 考例探究 考向1植物細胞工程1 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 1 原理 植物細胞具有全能性 2 過程 圖T15 10 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 2 植物體細胞雜交技術(shù) 1 去壁 酶解法 所用酶為纖維素酶和果膠酶 2 誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 物理法 離心 振動 電激等 化學(xué)法 常用聚乙二醇 PEG 作誘導(dǎo)劑 3 植物體細胞雜交成功的標志 雜種細胞再生出細胞壁 4 優(yōu)點 克服了遠緣雜交不親和的障礙 5 變異類型 染色體變異 圖T15 11 核心考點整合 例3花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病 野生黑芥具有黑腐病的抗性基因 用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化 并喪失再生能力 再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合 以獲得抗黑腐病的雜種植株 流程如圖T15 12所示 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 圖T15 12 核心考點整合 據(jù)圖回答下列問題 1 過程 所需的酶是 2 過程 后 在顯微鏡下觀察融合的活細胞中有供體的 存在 這一特征可作為初步篩選雜種細胞的標志 3 原生質(zhì)體培養(yǎng)液中需要加入適宜濃度的甘露醇以保持一定的滲透壓 其作用是 原生質(zhì)體經(jīng)過 再生 進而分裂和脫分化形成愈傷組織 4 若分析再生植株的染色體變異類型 應(yīng)剪取再生植株和 植株的根尖 通過 染色和制片等過程制成裝片 然后在顯微鏡下觀察比較染色體的形態(tài)和數(shù)目 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 5 對雜種植株進行 接種實驗 可篩選出具有高抗性的雜種植株 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 答案 1 纖維素酶和果膠酶 2 葉綠體 3 保持原生質(zhì)體的完整性細胞壁 4 雙親 或花椰菜和黑芥 解離漂洗 5 黑腐病菌 解析 1 過程 表示原生質(zhì)體的制備 此過程要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細胞的細胞壁 2 用于融合的兩個細胞 一個是黑芥苗的葉肉細胞 一個是花椰菜的根部細胞 其中供體細胞特有的結(jié)構(gòu)是葉綠體 因此可通過觀察葉綠體的有無作為初步篩選雜種細胞的標志 3 原生質(zhì)體沒有細胞壁的保護 需要加入適宜濃度的甘露醇以保證滲透壓的穩(wěn)定 原生質(zhì)體通過細胞壁再生形成雜種細胞 進而形成愈傷組織 4 分析再生植株染色體變異類型 可將再生 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 植株 黑芥苗與花椰菜植株的根尖制片 觀察并進行比較 制片的基本程序是解離 漂洗 染色 制片 5 給雜種植株接種黑腐病菌 能正常生長的即為具有高抗性的雜種植株 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 考向2動物細胞工程及單克隆抗體的制備1 動物細胞培養(yǎng) 1 動物細胞培養(yǎng)的流程 圖T15 13 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 2 動物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用 生產(chǎn)生物制品 疫苗 干擾素 抗體等 作為基因工程中的受體細胞 檢測有毒物質(zhì)及毒性 科研方面 篩選抗癌藥物 治療和預(yù)防疾病 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 2 動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物 圖T15 14 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 3 動物細胞融合技術(shù)的應(yīng)用 單克隆抗體的制備 1 過程 圖T15 15 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 說明 雜交瘤細胞的特點 既能無限增殖 又能產(chǎn)生單一抗體 制備單克隆抗體過程中有兩次篩選 第一次篩選是將未融合的B淋巴細胞 骨髓瘤細胞以及B B細胞 瘤 瘤細胞通過選擇培養(yǎng)基淘汰 篩選出雜交瘤細胞 第二次篩選是將產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞通過克隆化培養(yǎng)和抗體檢測篩選出來 因為從體內(nèi)獲取的免疫過的B淋巴細胞有很多種 因此形成的雜交瘤細胞也就有很多種 所以需篩選出產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 2 單克隆抗體的應(yīng)用 作為診斷試劑 準確識別各種抗原物質(zhì)的細微差異 并與特定抗原發(fā)生特異性結(jié)合 具有準確 高效 簡易 快速的優(yōu)點 用于治療疾病和運載藥物 主要用于癌癥治療 可制成 生物導(dǎo)彈 也有少量用于治療其他疾病 核心考點整合 例4單克隆抗體可用于疾病的診斷和治療 制備H7N9病毒單克隆抗體的流程如下 1 過程 用到的工具酶是 進行過程 前必須先構(gòu)建 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 圖T15 16 核心考點整合 2 過程 常用的方法是 H7N9抗原基因能否在受體細胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是 可采用 技術(shù)進行檢測 3 細胞 應(yīng)具有的特點是 體外培養(yǎng)細胞 首先應(yīng)保證其處于 的環(huán)境 4 若要預(yù)防H7N9禽流感 則可用圖中的 作為疫苗 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 答案 1 限制性核酸內(nèi)切酶 限制酶 基因表達載體 2 顯微注射法小鼠細胞 受體細胞 的DNA上是否插入了H7N9抗原基因 目的基因 DNA分子雜交 3 既能無限增殖 又能產(chǎn)生專一抗體無菌 無毒 4 抗原蛋白 解析 1 過程 是切取目的基因 用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶 限制酶 進行過程 將目的基因?qū)胧荏w細胞 前必須先構(gòu)建基因表達載體 2 過程 常用的方法是顯微注射法 H7N9抗原基因能否在受體細胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是小鼠 受體 細胞的DNA上是否插入了H7N9抗原基因 可采用DNA分子雜交技術(shù)進行檢測 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 3 細胞 是雜交瘤細胞 應(yīng)具有的特點是既能無限增殖 又能產(chǎn)生專一抗體 體外培養(yǎng)雜交瘤細胞 首先應(yīng)保證其處于無菌 無毒的環(huán)境 4 疫苗為毒性弱的抗原 因此要預(yù)防H7N9禽流感 可以用圖中的抗原蛋白作為疫苗 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 對點訓(xùn)練 1 科學(xué)家以番茄 2N 和馬鈴薯 4N 為材料 利用圖T15 17中的技術(shù)得到 番茄 馬鈴薯 植株 請回答下列問題 1 獲得a b所用的酶為 c和d的名稱依次是 圖T15 17 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 2 圖示技術(shù)名稱是 由d培育成植株的過程運用的技術(shù)手段是 其依據(jù)的原理是 3 過程 稱為 所用的化學(xué)誘導(dǎo)劑一般是 過程 成功的標志是 4 過程 是 過程 增殖的方式為 誘導(dǎo)f中植株生根過程中培養(yǎng)基中生長素與細胞分裂素的比值較過程 填 高 或 低 最終獲得的 番茄 馬鈴薯 屬于 倍體植株 核心考點整合 答案 1 纖維素酶和果膠酶正在融合的原生質(zhì)體雜種細胞 2 植物體細胞雜交技術(shù)植物組織培養(yǎng)植物細胞的全能性 3 原生質(zhì)體融合PEG 聚乙二醇 雜種細胞再生出細胞壁 形成新的細胞壁 4 脫分化有絲分裂高六 解析 1 為去掉細胞壁的過程 該過程需要采用酶解法 即使用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁 獲得原生質(zhì)體a b 是誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的過程 c是正在融合的原生質(zhì)體 d是經(jīng)過過程 再生細胞壁后形成的雜種細胞 2 圖示為利用植物體細胞雜交技術(shù)獲得 番茄 馬鈴薯 植株的過程 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 由雜種細胞培育成植株的過程運用的技術(shù)手段是植物組織培養(yǎng) 其依據(jù)的原理是植物細胞的全能性 3 是誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的過程 所用的化學(xué)誘導(dǎo)劑一般是PEG 聚乙二醇 過程 成功的標志是雜種細胞再生出細胞壁 4 為脫分化過程 由愈傷組織再分化形成試管苗的過程中細胞增殖的方式是有絲分裂 生長素與細胞分裂素的比值高時可促進根的分化 獲得的 番茄 馬鈴薯 植株具有二者的染色體 為異源六倍體植株 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 2 胰島B細胞移植是一種有效治療糖尿病的方法 利用小鼠再生胰腺提取物 RPE 可定向誘導(dǎo)人羊膜間充質(zhì)干細胞 hAMSCs 分化成胰島B細胞 請回答下列問題 1 取人羊膜組織刮除血塊 上皮細胞 沖洗后剪碎 然后用胰蛋白酶處理 制成hAMSCs懸液 將細胞懸液放入培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng) 先后出現(xiàn) 現(xiàn)象 直至細胞停止分裂增殖 這時需要將細胞進行相關(guān)處理 然后進行傳代培養(yǎng) 2 取傳至第3代的hAMSCs放入細胞培養(yǎng)板 同時加入RPE進行誘導(dǎo)分化培養(yǎng) 該代hAMSCs能保持細胞正常的 誘導(dǎo)分化培養(yǎng)15天后 提取細胞的 用胰島素基因作探針進行分子雜交 可初步檢測hAMSCs是否分化成胰島B細胞 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 3 用人的雜交瘤細胞來生產(chǎn)人源單克隆抗體難以成功 因此單克隆抗體大都來自鼠源 但鼠源單抗在人體內(nèi)使用時會產(chǎn)生較強的免疫原性 為解決這一問題 科學(xué)家發(fā)明了嵌合抗體 大致過程如圖T15 18所示 嵌合抗體能降低鼠源抗體的免疫原性 從圖中可以推測 免疫原性的產(chǎn)生主要與抗體的 填 V區(qū) 或 C區(qū) 有關(guān) 構(gòu)建的人鼠嵌合抗體基因表達載體除了標記基因和目的基因外 還有 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 圖T15 18 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 4 科學(xué)家利用細胞融合實驗證明 分化的細胞中存在 閑置不用 的結(jié)構(gòu)基因 他們把大鼠肝腫瘤細胞和小鼠成纖維細胞融合成雜交瘤細胞 篩選出含有兩套肝細胞染色體和一套成纖維細胞染色體的細胞 這些細胞既保持了合成大鼠肝細胞3種特異蛋白的能力 也合成了小鼠肝細胞的這3種蛋白 但是在正常的小鼠成纖維細胞中從不合成這些 由此可見 融合實驗證明了小鼠成纖維細胞 核心考點整合 答案 1 細胞貼壁生長接觸抑制 2 二倍體 核型RNA 或mRNA 3 C區(qū)啟動子 終止子 4 含有不表達的但肝細胞專一表達的基因 在特定條件下這些 閑置基因 也可表達 解析 1 取人羊膜組織刮除血塊 上皮細胞 沖洗后剪碎 然后用胰蛋白酶 或膠原蛋白酶 處理 制成hAMSCs懸液 將細胞懸液放入培養(yǎng)瓶中進行原代培養(yǎng) 當細胞貼壁生長到一定階段時 出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象 此時細胞停止分裂增殖 這時需要將細胞進行相關(guān)處理 然后進行傳代培養(yǎng) 2 傳代10代以內(nèi)的細胞可以保持正常的二倍體核型 因此傳至第3代的hAMSCs能保持細胞正常的 二倍體 核型 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達 因此要檢測hAMSCs是否分化成胰島B細胞 在誘導(dǎo)分化培養(yǎng)15天后 可提取細胞的RNA 或mRNA 用胰島素基因作探針進行分子雜交 3 從圖中可以推測 免疫原性的產(chǎn)生主要與抗體的C區(qū)有關(guān) 構(gòu)建的人鼠嵌合抗體基因表達載體除了標記基因和目的基因外 還有啟動子 終止子 4 把大鼠肝腫瘤細胞和小鼠成纖維細胞融合成雜交瘤細胞 篩選出含有兩套肝細胞染色體和一套成纖維細胞染色體的細胞 這些細胞既保持了合成大鼠肝細胞3種特異蛋白的能力 也合成了小鼠肝細胞的這3種蛋白 但是在正常的小鼠成纖維細胞中從不合成這些 由此可見 融合實驗證明了小鼠成纖維細胞含有不表達的但肝細胞專一表達的基因 在特定條件下這些 閑置基因 也可表達 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 考點三胚胎工程 考例探究 1 胚胎工程的操作流程分析 圖T15 19 核心考點整合 1 胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ) 能夠移入受體的生理基礎(chǔ) 哺乳動物發(fā)情排卵后 不管是否妊娠 在一段時間內(nèi) 同種動物的供 受體生殖器官的生理變化是相同的 收集的生理基礎(chǔ) 早期胚胎形成后 在一定時間內(nèi)不會與母體子宮建立組織上的聯(lián)系 而是處于游離狀態(tài) 在受體內(nèi)能夠存活的生理基礎(chǔ) 受體對移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng) 供體胚胎正常發(fā)育的生理基礎(chǔ) 供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系 且不影響供體胚胎的遺傳特性 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 2 胚胎移植的實質(zhì) 早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)換 而胚胎本身的遺傳物質(zhì)并不發(fā)生改變 因此各種性狀能保持其原來的優(yōu)良特性 3 胚胎移植的優(yōu)勢 充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力 從而大大縮短了供體本身的繁殖周期 大大推動了畜牧業(yè)的發(fā)展 4 胚胎移植過程中兩次使用激素 第一次常用孕激素對受 供體進行同期發(fā)情處理 第二次用促性腺激素處理供體使其超數(shù)排卵 5 胚胎移植過程中的兩次檢查 第一次對收集的胚胎進行檢查 第二次對受體母畜是否妊娠進行檢查 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 2 試管動物與克隆動物的比較 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 例5人的血清白蛋白在臨床上需求量很大 通常是從人血中提取 由于艾滋病病毒 HIV 等人類感染性病原體造成的威脅與日俱增 使人們對血液制品顧慮重重 如果應(yīng)用一定的生物工程技術(shù) 將人的血清白蛋白基因轉(zhuǎn)入奶牛細胞中 利用牛的乳腺細胞生產(chǎn)人血清白蛋白就成為可能 大致過程如下 a 將人體血清白蛋白基因?qū)?雌性奶牛胚胎 細胞 形成重組細胞 b 取出重組細胞 的細胞核 注入去核牛卵母細胞中 形成重組細胞 c 電脈沖刺激重組細胞 促使其形成早期胚胎 d 將早期胚胎移植到母牛的子宮內(nèi) 最終發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小牛 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 請回答下列問題 1 重組細胞 和 中的 填 或 實現(xiàn)了基因的重組 2 在實驗過程a中要選擇 雌性奶牛胚胎 的原因是 3 實驗過程b利用的技術(shù)是 胚胎工程操作中的最后環(huán)節(jié)是 4 若將早期胚胎分離成若干個胚胎細胞 讓其分別發(fā)育成小牛 這些小牛的基因型 填 相同 或 不同 理由是 此項技術(shù)稱為 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 5 運用細胞培養(yǎng)技術(shù)可以從哺乳動物的早期胚胎中獲得胚胎干細胞 ES細胞 培養(yǎng)如下 早期胚胎 內(nèi)細胞團 胚胎干細胞 在培養(yǎng)過程中 必須用 處理內(nèi)細胞團 使之分散成單個細胞 6 培養(yǎng)哺乳動物早期胚胎的營養(yǎng)液成分較復(fù)雜 除一些無機鹽和有機鹽外 還需要添加維生素 激素 氨基酸 核苷酸以及 等物質(zhì) 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 答案 1 2 雌性轉(zhuǎn)基因奶牛進入泌乳期后 可以從其乳汁中獲得人血清白蛋白 3 核移植技術(shù)胚胎移植 4 相同這些胚胎細胞都是同一個受精卵經(jīng)過有絲分裂得到的胚胎分割 5 胰蛋白酶 6 動物血清 解析 1 重組細胞 實現(xiàn)了基因的重組 2 選擇 雌性奶牛胚胎 的原因是雌性轉(zhuǎn)基因奶牛進入泌乳期后 可以從其乳汁中獲得人血清白蛋白 3 實驗過程b利用了核移植技術(shù) 胚胎移植是胚胎工程操作中的最后環(huán)節(jié) 4 由早期 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 胚胎分離成的若干胚胎細胞發(fā)育成的小?；蛐褪窍嗤?因為這些胚胎細胞都是同一個受精卵經(jīng)過有絲分裂得到的 此項技術(shù)稱為胚胎分割 5 從早期胚胎中獲取胚胎干細胞 必須用胰蛋白酶處理內(nèi)細胞團 使之分散成單個細胞 6 培養(yǎng)哺乳動物早期胚胎的營養(yǎng)液成分較復(fù)雜 除一些無機鹽和有機鹽外 還需要添加維生素 激素 氨基酸 核苷酸以及動物血清等物質(zhì) 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 對點訓(xùn)練 毛角蛋白 型中間絲 KIF 基因與絨山羊的羊絨質(zhì)量密切相關(guān) 獲得轉(zhuǎn)KIF 基因的高絨質(zhì)絨山羊的簡單流程如圖T15 20所示 請回答 圖T15 20 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 1 將KIF 基因?qū)胧荏w細胞內(nèi) 獲得轉(zhuǎn)KIF 基因的高絨質(zhì)絨山羊 這種新性狀的產(chǎn)生所依據(jù)的原理是 從基因文庫中獲得的KIF 基因可用 技術(shù)進行擴增 過程 中最常用的運載工具是 2 在過程 中 用 處理 將皮膚組織塊分散成單個成纖維細胞 在培養(yǎng)過程中 將成纖維細胞置于 的混合氣體培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng) 3 在過程 中 用 處理以獲取更多的卵 母 細胞 在體外培養(yǎng)到 期 通過顯微操作進行去核處理 4 從重組細胞到早期胚胎過程中所用的胚胎工程技術(shù)是 在胚胎移植前 通過 技術(shù)可獲得較多胚胎 核心考點整合 答案 1 基因重組PCR質(zhì)粒 2 胰蛋白酶 或膠原蛋白酶 95 空氣加5 CO2 3 促性腺激素減數(shù)第二次分裂中 4 早期 胚胎培養(yǎng)胚胎分割 解析 1 將KIF 基因?qū)胧荏w細胞內(nèi) 獲得轉(zhuǎn)KIF 基因的高絨質(zhì)絨山羊的過程中采用了轉(zhuǎn)基因技術(shù) 而轉(zhuǎn)基因技術(shù)的原理是基因重組 可用PCR技術(shù)擴增目的基因 過程 是基因表達載體的構(gòu)建 該過程中最常用的運載工具是質(zhì)粒 2 過程 中需用胰蛋白酶 或膠原蛋白酶 處理 使皮膚組織塊分散成單個成纖維細胞 動物細胞培養(yǎng)需要一定的氣體環(huán)境 即95 空氣加5 CO2 3 過程 中需用促性腺激素處理母羊 使其超數(shù)排卵 以獲取更多的卵 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 母 細胞 在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期 通過顯微操作進行去核處理 4 從重組細胞到早期胚胎過程中需采用 早期 胚胎培養(yǎng)技術(shù) 在胚胎移植前 通過胚胎分割技術(shù)可獲得較多胚胎 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 考點四生態(tài)工程 考例探究 1 生態(tài)工程的原理 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 2 生態(tài)農(nóng)業(yè)常見類型 1 ?；~塘模式?；~塘是人工建立的高產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng) 做到蠶糞養(yǎng)魚肥塘 塘泥肥田 肥桑 從而獲得稻 魚 蠶繭三豐收 如圖T15 21所示 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 圖T15 21 核心考點整合 ?；~塘中的能量多級利用和物質(zhì)循環(huán)利用 桑葉喂蠶 蠶產(chǎn)蠶絲 桑樹的枯枝落葉和蠶糞落到魚塘中 作為魚的飼料 經(jīng)過魚塘內(nèi)的食物鏈過程 可以促進魚的生長 甘蔗可以榨糖 糖渣喂豬 豬的排泄物進入魚塘 魚的排泄物及其他未利用的有機物和底泥經(jīng)微生物的分解 又可作為桑樹和甘蔗的有機肥料 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 2 沼氣農(nóng)田立體養(yǎng)殖模式 如圖T15 22所示 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 圖T15 22 核心考點整合 例6南京古泉生態(tài)農(nóng)場是生態(tài)農(nóng)業(yè)的典范 該農(nóng)場將養(yǎng)豬 養(yǎng)魚 沼氣工程 養(yǎng)鴨 種植農(nóng)作物 養(yǎng)蘑菇 種桑養(yǎng)蠶 種植果樹等多個生產(chǎn)過程合理地有機結(jié)合起來 成為一種高效良性的循環(huán) 生態(tài)效益達到了良性發(fā)展 請根據(jù)此生態(tài)農(nóng)場的特點 完成下列問題 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 圖T15 23 1 2 核心考點整合 1 該生態(tài)農(nóng)場充分體現(xiàn)了生態(tài)工程基本原理中的 和 原理 2 在該生態(tài)農(nóng)場中存在如圖 1 所示的物質(zhì)循環(huán)過程 據(jù)圖分析 不符合生態(tài)工程原理的敘述是 A 物質(zhì)經(jīng)過多級利用 實現(xiàn)了良性循環(huán)B 每一級生產(chǎn)環(huán)節(jié)都獲得產(chǎn)品 提高了生態(tài)經(jīng)濟效益C 由于食物鏈延長 能量逐級損耗 系統(tǒng)總能量利用率降低D 由于各級產(chǎn)物都可以利用 減少了廢物和污染 3 該系統(tǒng)工程的核心之一是沼氣池 如圖 2 所示 如果將圖 2 中 無機物 農(nóng)田 這一環(huán)節(jié)去掉 對該生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)有何影響 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 4 根據(jù)生態(tài)工程的物種多樣性原理 有人認為生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)中 應(yīng)使食物鏈和營養(yǎng)級越長 越多越好 請你結(jié)合所學(xué)有關(guān)生態(tài)工程原理 分析該結(jié)論是否正確 為什么 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 答案 1 物質(zhì)循環(huán)再生物種多樣性整體性 2 C 3 土壤中的無機物得不到補充 物質(zhì)循環(huán)受到破壞 土壤肥力下降 4 不正確因為食物鏈長 各營養(yǎng)級中的生物數(shù)量難以達到一定規(guī)模 影響經(jīng)濟效益 營養(yǎng)級多 高營養(yǎng)級生物獲得的能量較少 該營養(yǎng)級生物數(shù)量也較少 解析 1 生態(tài)農(nóng)業(yè)是建立在物質(zhì)循環(huán)再生 物種多樣性和整體性等原理基礎(chǔ)上的 在實現(xiàn)經(jīng)濟效益的同時 也取得了良好的生態(tài)效益和社會效益 2 能量沿著食物鏈流動時 傳遞效率大約為10 20 因此最高營養(yǎng)級獲得的總能量最低 但系統(tǒng)的總能量包括各生產(chǎn)環(huán)節(jié)上輸出的產(chǎn)品中 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 的能量 顯然這個系統(tǒng)總能量利用率與單種作物的系統(tǒng)總能量利用率相比大大增加 3 如果把圖 2 中 無機物 農(nóng)田 這一環(huán)節(jié)去掉 勢必會造成物質(zhì)循環(huán)受到破壞 土壤中的無機物得不到及時補充 土壤肥力會下降 4 從能量流動逐級遞減的特點分析 食物鏈不能無限延長 一般不會超過5個營養(yǎng)級 因為食物鏈越長 各營養(yǎng)級中的生物數(shù)量難以達到一定規(guī)模 影響經(jīng)濟效益 營養(yǎng)級多 高營養(yǎng)級生物獲得的能量較少 該營養(yǎng)級生物數(shù)量也較少 所以食物鏈和營養(yǎng)級不是越長 越多越好 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 對點訓(xùn)練 請據(jù)圖回答 圖T15 24 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 1 圖甲為竇店村綜合發(fā)展生態(tài)工程示意圖 該工程主要運用了哪些生態(tài)工程的基本原理 至少答兩項 此生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者有 生命活動所需的能量歸根到底來自 燃燒沼氣為雞舍增加照明時間 可以增加產(chǎn)蛋量 這屬于 信息傳遞 2 圖乙為礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程流程圖 該恢復(fù)工程中 過程分別指 和 措施 該生態(tài)工程所遵循的主要原理是 核心考點整合 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 3 澳大利亞的大堡礁 生物多樣性非常高 珊瑚蟲和藻類組成了高效的植物 動物營養(yǎng)循環(huán) 因此珊瑚礁能夠保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力 此生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了生態(tài)工程的哪些基本原理 核心考點整合 答案 1 物質(zhì)循環(huán)再生原理 整體性原理 物種多樣性原理等谷物 藍綠萍太陽 能 物理 2 平整壓實土地人工制造表土整體性原理 協(xié)調(diào)與平衡原理 3 物種多樣性原理 系統(tǒng)整體性原理 解析 1 由圖甲可以看出 種植業(yè)的副產(chǎn)品秸稈可以作為飼料用于養(yǎng)殖業(yè) 動物的糞便作為沼氣池的原料或作為植物的肥料 體現(xiàn)了物質(zhì)循環(huán)再生的原理 該生態(tài)工程中涉及多種植物 動物及微生物 體現(xiàn)了物種多樣性原理 該生態(tài)工程中統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系 保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定 體現(xiàn)了整體性原理等 此生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者有谷物 藍 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 綠萍 生命活動所需的能量歸根到底來自太陽能 光照屬于物理信息 2 分析圖乙 要想在廢棄的礦區(qū)土地上種草 種樹 需要采取平整壓實土地 人工制造表土等措施 該生態(tài)工程所遵循的主要原理有整體性原理 協(xié)調(diào)與平衡原理 3 由于大堡礁的生物多樣性非常高 故此生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了物種多樣性原理 珊瑚礁能夠保持很高的系統(tǒng)生產(chǎn)力 故此生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了系統(tǒng)整體性原理 返回目錄 專題十五現(xiàn)代生物科技專題 核心考點整合 返回目錄 教師備用習(xí)題 1 備選理由 本題考查基因工程的操作工具及操作步驟 可作為例1的補充 絞股藍細胞中含有抗煙草花葉病毒 TMV 基因 可以合成一種抗TMV蛋白 使葉片對TMV具有抗感染性 煙草是重要的經(jīng)濟作物 由于TMV的感染會導(dǎo)致大幅度減產(chǎn) 研究人員利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出了抗TMV的煙草 主要流程如圖T15 25所示 圖T15 25 返回目錄 教師備用習(xí)題 請回答 1 科學(xué)家首先從絞股藍細胞中提取抗TMV基因轉(zhuǎn)錄出的RNA 然后合成目的基因 圖中過程 表示 獲得的DNA必須在兩端添加 和 2 過程 構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時 必須使用 和 兩種工具酶 3 由圖分析 在過程 構(gòu)建的重組Ti質(zhì)粒上應(yīng)該含有卡那霉素抗性基因作為 將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入煙草體細胞的方法是 返回目錄 教師備用習(xí)題 4 在過程 培養(yǎng)基中除含有卡那霉素及植物必需的各種營養(yǎng)成分外 還必須添加 以保證受體細胞能培養(yǎng)成再生植株 5 過程 可采取 的方法 檢測植株是否合成了抗TMV蛋白 在個體水平的鑒定過程中 可通過 的方法來確定植株是否具有抗性 返回目錄 教師備用習(xí)題 答案 1 逆 反 轉(zhuǎn)錄啟動子終止子 2 限制性核酸內(nèi)切酶 限制酶 DNA連接酶 3 標記基因農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 4 植物激素 生長素和細胞分裂素 5 抗原 抗體雜交接種煙草花葉病毒 解析 1 抗TMV基因轉(zhuǎn)錄出的RNA可以通過逆轉(zhuǎn)錄合成目的基因 獲得的DNA必須在兩端添加啟動子和終止子 2 過程 構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時 必須使用限制性核酸內(nèi)切酶 限制酶 和DNA連接酶 3 由圖分析 在過程 構(gòu)建的重組Ti質(zhì)粒上應(yīng)該含有卡那霉素抗性基因作為標記基因 可 返回目錄 教師備用習(xí)題 以用于檢測受體細胞是否含有目的基因 可以用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入煙草體細胞中 4 在過程 培養(yǎng)基中除含有卡那霉素及植物必需的各種營養(yǎng)成分外 還必須添加植物激素 生長素和細胞分裂素 以保證受體細胞能培養(yǎng)成再生植株 5 過程 可采取抗原 抗體雜交的方法 檢測植株是否合成了抗TMV蛋白 在個體水平的鑒定過程中 可通過接種煙草花葉病毒的方法來確定植株是否具有抗性 返回目錄 教師備用習(xí)題 2 備選理由 本題考查動物細胞工程方面的知識 可作為例4的補充 圖T15 26為單克隆抗體生產(chǎn)過程示意圖 請據(jù)圖回答問題 圖T15 26 返回目錄 教師備用習(xí)題 1 傳統(tǒng)制備抗體的方法是向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原 使 增殖 分化為漿細胞 漿細胞產(chǎn)生抗體 然后從動物 中分離所需抗體 2 與誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合不同的是 過程還可以使用 進行誘導(dǎo)融合 過程誘導(dǎo)后 用選擇性培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞 雜交瘤細胞的特點是 3 將經(jīng)過 過程得到的能分泌專一抗體的雜交瘤細胞注入小鼠腹腔中 一段時間后從小鼠 中就可以提取大量的鼠源性單克隆抗體 返回目錄 教師備用習(xí)題 4 給某患者連續(xù)隔周注射某種鼠源性單抗治療一種病毒感染性疾病 開始時病毒量明顯減少 一段時間后 病毒量又開始上升 上升的原因可能是病毒發(fā)生了 也可能是人體產(chǎn)生了能與鼠源性單抗特異性結(jié)合的 使鼠源性單抗不能發(fā)揮抗病毒的作用 5 研究人員可應(yīng)用 技術(shù) 改造鼠源性單抗分子的結(jié)構(gòu) 降低人體對鼠源性單抗的免疫反應(yīng) 返回目錄 教師備用習(xí)題 答案 1 B細胞和記憶細胞血清 2 滅活的病毒既可大量增殖 又能產(chǎn)生特異性抗體 3 腹水 4 變異抗體 5 蛋白質(zhì)工程 解析 1 傳統(tǒng)制備抗體的方法是向動物體內(nèi)反復(fù)注射某種抗原 使B細胞和記憶細胞增殖 分化為漿細胞 漿細胞產(chǎn)生抗體 然后從動物血清中分離所需抗體 2 誘導(dǎo)動物細胞融合特有的方法是用滅活的病毒作誘導(dǎo)劑 雜交瘤細胞的特點是既可大量增殖 又能產(chǎn)生特異性抗體 3 將得到的能分泌專一抗體的雜交瘤細胞注入小鼠腹腔中 一段時間后可以從小鼠腹水中提取大量的鼠源性單克隆抗體 返回目錄 教師備用習(xí)題 4 給某患者連續(xù)隔周注射某種鼠源性單抗治療一種病毒感染性疾病 開始時病毒量明顯減少 一段時間后 這種病毒量又開始上升 上升的原因可能是病毒發(fā)生了變異 也可能是人體把鼠源性單抗作為抗原進行了免疫反應(yīng) 產(chǎn)生了抗鼠源性單抗的抗體 中和了鼠源性單抗 使鼠源性單抗不能發(fā)揮抗病毒的作用 5 改造鼠源性單抗分子的結(jié)構(gòu)需要用蛋白質(zhì)工程技術(shù) 返回目錄 教師備用習(xí)題 3 備選理由 本題考查胚胎工程技術(shù)方面的知識 可作為例5的補充 我國科技人員歷經(jīng)多年 成功培育出一批人乳鐵蛋白轉(zhuǎn)基因奶牛 其牛奶中的重組人乳鐵蛋白含量在國際上是最高的 轉(zhuǎn)基因奶牛培育過程如圖T15 27所示 據(jù)圖回答下列問題 圖T15 27 返回目錄 教師備用習(xí)題 1 轉(zhuǎn)基因過程用到的工具酶有 含目的基因的載體除包括目的基因外 還必須有 及標記基因等 方法C是 技術(shù) 2 精子體外獲能通常采用培養(yǎng)法和 兩種方法 3 圖中的A和B分別表示 過程 A中的培養(yǎng)液除含一些無機鹽和有機鹽外 還需添加維生素 激素 等營養(yǎng)成分 以及血清等物質(zhì) 4 如果想同時獲得更多的相同子代 可采用 技術(shù) 若對囊胚進行操作 應(yīng)注意 返回目錄 教師備用習(xí)題 答案 1 限制性核酸內(nèi)切酶 限制酶 和DNA連接酶啟動子 終止子顯微注射 2 化學(xué)誘導(dǎo)法 3 早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植氨基酸 核苷酸 4 胚胎分割將內(nèi)細胞團均等分割 解析 1 轉(zhuǎn)基因過程用到的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶 限制酶 和DNA連接酶 基因表達載體的組成包括目的基因 啟動子 終止子和標記基因等 將目的基因?qū)雱游锛毎畛Ｓ煤妥钣行У姆椒ㄊ秋@微注射技術(shù) 2 精子體外獲能通常采用培養(yǎng)法和化學(xué)誘導(dǎo)法 3 由以上分析可知 圖中 返回目錄 教師備用習(xí)題 的A表示早期胚胎培養(yǎng) B表示胚胎移植 早期胚胎培養(yǎng)所需的培養(yǎng)液除含一些無機鹽和有機鹽外 還需添加維生素 激素 氨基酸 核苷酸等營養(yǎng)成分 以及血清等物質(zhì) 4 來自同一個胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì) 因此要想同時獲得更多的相同子代 可采用胚胎分割技術(shù) 若對囊胚進行操作 應(yīng)注意將內(nèi)細胞團均等分割 有利于分割后胚胎的恢復(fù)和進一步發(fā)育