河北省永年縣第一中學高考生物《現(xiàn)代生物科技專題》復習教案.doc

河北省永年縣第一中學2013屆高考生物現(xiàn)代生物科技專題復習教案【知識體系】【考情分析】本專題內(nèi)容包括選修三現(xiàn)代生物科技專題全部內(nèi)容。本部分內(nèi)容在高考中是選做題（但是我們學生為必做題）以非選擇題呈現(xiàn)分值為15分。本專題內(nèi)容在高考中的主要考點有：基因工程的原理及應用；克隆技術、動植物細胞工程的方法、步驟、特點及應用；胚胎工程的原理及應用、生態(tài)工程的原理和實力等?！究枷蝾A測】預計今年在高考中全國卷將考查胚胎工程或以胚胎工程為主干結合動物細胞培養(yǎng)或基因工程來對學生加以考查?！驹\斷報告】1. 基因工程存在如下問題：反轉錄法獲取目的基因過程掌握不準確。 語言表達不準確如：分離、純化、篩選、檢測等運用不準。 基因工程的操作過程具體應用中語言組織不準確。2細胞工程存在如下問題：植物組織培養(yǎng)的具體應用掌握不好，如人工種子是否可育。植物組織培養(yǎng)過程中的激素種類和比例把握不好。植物體細胞雜交產(chǎn)生的雜種植株的染色體組數(shù)辨析不清，是否可育辨析不清。動物細胞培養(yǎng)過程和培養(yǎng)液的成分記憶不準，核移植技術的操作過程記憶不準。單克隆抗體的制備過程中兩次篩選的過程和目的掌握不好。3胚胎工程存在如下問題：體外受精過程掌握不準確。早期胚胎培養(yǎng)過程和相應培養(yǎng)液記憶不準確。胚胎移植的生殖類型辨析錯誤。胚胎移植和胚胎分割的過程掌握不熟練生態(tài)工程存在問題答題語言組織不準確。生態(tài)工程的基本原理理解不到位。【復習目標】.熟練掌握基因工程操作過程各個環(huán)節(jié)的具體操作步驟和目的，準確記憶運用科學術語。.掌握細胞工程各個技術的原理和過程，明確各個技術中各個操作環(huán)節(jié)的目的和具體操作。.掌握胚胎工程的應用中技術操作過程以及相關注意問題.能在具體生態(tài)工程實例中分析用到的原理?！緩土曋攸c】細胞工程和胚胎工程【復習難點】細胞工程、胚胎工程和基因工程的綜合運用?！究键c突破】課時一、基因工程（課下需要自主掌握下列內(nèi)容，以基因工程的操作程序為主線構建出主干知識框架）一基因工程的工具限制性核酸內(nèi)切酶：來源、特點、作用的產(chǎn)物dna連接酶：分類（依據(jù)來源）、不同類酶的作用差別、作用部位、與dna聚合酶的區(qū)別和聯(lián)系、對脫氧核苷酸序列有無專一性。運載體：必須具備的條件是什么？什么是質粒？標記基因的作用是什么？常用的載體有哪些？二、基因工程的操作程序（1）目的基因的獲取途徑有：從基因文庫中獲取、pcr技術擴增、化學法人工合成。（2）基因表達載體的構建：是基因工程的重要環(huán)節(jié)，需要用同種限制酶分別切割載體和目的基因，再用dna連接酶把兩者連接，基因表達載體包括標記基因、啟動子、終止子和目的基因。（3）將目的基因導入受體細胞的方法：植物細胞：（3種） 動物細胞： 微生物細胞：（4）目的基因的檢測和鑒定：1）分子水平上的檢測 檢測是否插入目的基因：利用dna分子雜交技術檢測是否轉錄出了mrna：利用分子雜交技術檢測是否翻譯成蛋白質：抗原抗體雜交2）個體水平上的檢測 抗蟲 、抗病的接種試驗鑒定。提醒：受體細胞是植物細胞可以是卵細胞、受精卵、體細胞，動物細胞一般是受精卵。 目的基因導入受體細胞不是基因工程成功的標志，基因工程是否成功是目的基因是否表達成功。（教師需要做重點講解的環(huán)節(jié)）一、 目的基因的獲取1.基因文庫中獲?。?）基因組文庫的構建（2）cdna文庫的構建 反轉錄法獲取目的基因：（以胰島素基因為例來介紹）設問:a.可以從任意細胞中獲取mrna嗎？為什么？ b.具體過程是什么？ c.獲取的目的基因是否和細胞內(nèi)的基因序列相同？能否直接與運載體結合用來構建基因的表達載體？為什么？2pcr技術a.要想獲得大量的cdna應用什么技術？原理是什么？需要哪些條件？具體過程是什么？例1.(2012福建卷)肺細胞中的let7基因表達減弱，癌基因ras表達增強，會引發(fā)肺癌。研究人員利用基因工程技術將let7基因導入肺癌細胞實現(xiàn)表達，發(fā)現(xiàn)肺癌細胞的增殖受到抑制。該基因工程技術基本流程如圖1。請回答：(1)進行過程時，需用 酶切開載體以插入let7基因。載體應有rna聚合酶識別和結合的部位，以驅動let7基因轉錄，該部位稱為 。(2)進行過程時，需用 酶處理貼附在培養(yǎng)皿壁上的細胞，以利于傳代培養(yǎng)。(3)研究發(fā)現(xiàn)，如let7基因能影響癌基因ras的表達，其影響機理如圖2。據(jù)圖分析，可從細胞中提取 進行分子雜交，以直接檢測let7基因是否轉錄。肺癌細胞增殖受到抑制，可能是由于細胞中 (ras mrna/ras蛋白質)含量減少引起的。答案：(1) 限制(限制性核酸內(nèi)切) 啟動子（2）胰蛋白（3）rna ras蛋白質 例2（安徽31、）（9分）家蠶細胞具有高效表達外源基因能力。將人干擾素基因導入家蠶細胞并大規(guī)模培養(yǎng)，可以提取干擾素用于制藥。(1)進行轉基因操作前，需用_酶短時處理幼蠶組織，以便獲得單個細胞。(2)為使干擾素基因在家蠶細胞中高效表達，需要把來自cdna文庫的干擾素基因片段正確插入表達載體的_和_之間。(3)采用pcr技術可驗證干擾素基因是否已經(jīng)導入家蠶細胞。改pcr反應體系的主要成分應該包含：擴增緩沖液（含mg2+）、水，4種脫氧核糖苷酸、模板dna、_和_。(4)利用生物反應器培養(yǎng)家蠶細胞時，的細胞會產(chǎn)生接觸抑制。通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反應器中，這樣可以_增加培養(yǎng)的細胞數(shù)量，也有利于空氣交換。答案：（1）胰蛋白酶（或膠原蛋白酶） （2）啟動子 終止子 （3）taqdna聚合酶 對干擾素基因特異性的dna引物對 （4）增大細胞貼壁生長的附著面積解析：考查的知識點為動物細胞培養(yǎng)和基因工程.(1)為了使組織分散開為單個細胞通常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶。(2)啟動子位于目的基因的首端，終止子位于目的基因的尾端。(3)pcr反應體系的主要成分應擴增緩沖液（含mg2+）、水，4種脫氧核糖苷酸、模板dna 、taqdna聚合酶、兩種引物。(4)細胞離體培養(yǎng)時通常表現(xiàn)出：貼壁生長和接觸抑制，多孔的中空薄壁小玻璃珠能增大貼壁生長的附著面積，增加培養(yǎng)的細胞數(shù)量.課時二、細胞工程（課下需要自主掌握下列內(nèi)容，以細胞工程中各技術的操作程序為主線構建出主干知識框架）一、植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的比較二、植物體細胞雜交與動物細胞融合的區(qū)別三、動物體細胞核移植（見課本）(1)原理 (2)過程四、單克隆抗體的制備（結合課本圖解和說明掌握）（1）原理 （2）方法 （3）過程 （4）雜交瘤細胞的特點 （5）單克隆抗體的特點教師重點講解：一、植物細胞工程與動物細胞工程的比較1核移植和植物體細胞雜交產(chǎn)生的后代中都含有兩個親本的遺傳物質；植物組織培養(yǎng)和人工種子產(chǎn)生的后代中都只含一個親本的遺傳物質。2植物體細胞雜交中去掉細胞壁的原因是這層細胞壁阻礙了植物體細胞雜交融合；動物細胞培養(yǎng)中用胰蛋白酶處理動物組織的目的是使組織分散成單個細胞。二、 植物細胞工程的基本技術及應用在做植物組織培養(yǎng)的題目時，只要掌握了植物組織培養(yǎng)的各個階段，脫分化和再分化用到的植物激素和植物組織培養(yǎng)的原理，就能很好地做好這類題目。植物體細胞雜交也是運用了植物組織培養(yǎng)技術，把去壁的植物細胞融合為一個雜交細胞，然后誘導成為一個植物體。記?。褐参锛毎こ虘玫氖侵参锛毎娜苄栽?，最終的結果是獲得了完整的植物體。三、 單克隆抗體的制備過程制備單克隆抗體的過程中有兩次篩選：第一次篩選是在b淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合之后，第二次篩選是在雜交瘤細胞中篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞。這是制備單克隆抗體的兩個重要環(huán)節(jié)。四、 染色體組的辨析一個染色體組中不含有同源染色體，也不含有異源染色體。以八倍體小黑麥和馬鈴薯番茄為例介紹五、 雜種植株是否可育的討論：判斷某種生物是否可育的標準是通過判斷其是否可正常進行減數(shù)分裂，判斷是否可進行減數(shù)分裂要判斷是否有同源染色體且可正常聯(lián)會?！纠?】(2012西安一模)如圖為細胞融合的簡略過程，請據(jù)圖回答：(1)若a、b是動物細胞，通常用_處理獲得分散的單個細胞。a、b到c的過程中，動物細胞融合常用的誘導方法是_。(2)若該圖是生產(chǎn)抗甲型流感病毒的單克隆抗體的制備過程。a為從小鼠體內(nèi)獲取的_，在獲得此細胞之前，小鼠需注射_，圖中b細胞是小鼠骨髓瘤細胞，符合要求的d細胞具有的特點是_。(3)若a、b是植物細胞，則之前已用_去除了細胞壁。常用來誘導細胞融合的化學試劑是_。(4)若a是番茄原生質體，b為馬鈴薯原生質體，d會再生出_。通過植物組織培養(yǎng)技術把d培養(yǎng)成雜種植株，d個體_(填“可育”或“不育”)。這種育種方式的優(yōu)點是_。利用上圖原理，育種工作者還可以進行_育種。(5)若a、b分別是將優(yōu)良奶牛的精子和卵細胞進行體外受精，一般要把b培養(yǎng)到_期。若要通過a、b獲得多個遺傳物質相同的且能產(chǎn)奶的個體，實際操作中用到的技術有_(至少寫四種)。【答案】(1)胰蛋白酶滅活的病毒(2)漿細胞滅活甲流病毒既能分泌抗甲流病毒抗體又能無限增殖(3)纖維素酶、果膠酶(酶解法)聚乙二醇(4)細胞壁可育按照人們的意愿改變了生物的遺傳物質，克服了遠緣雜交不親和的障礙多倍體(5)次級卵母細胞減數(shù)第二次分裂中體外受精技術、早期胚胎培養(yǎng)技術、性別鑒定、胚胎分割、胚胎移植技術等【例2】有性生殖的生物產(chǎn)生后代需進行受精作用，植物體細胞雜交要進行原生質體的融合，單克隆抗體的制備需進行動物細胞融合，可見細胞的融合技術有著廣泛的應用。下列為細胞融合的簡略過程，據(jù)圖回答相關問題：(1)若a、b分別是基因型為hhrr、hhrr兩個煙草品種的花粉，且這兩對基因分別位于兩對同源染色體上。由于一對隱性純合基因(rr或hh)的作用，在光照強度大于800 lx時都不能生長，要想從融合細胞的培養(yǎng)液中分離出基因型為hhrr的雜種細胞，較為簡便的篩選方法是_。(2)若a、b表示兩種植物體細胞，則由d細胞形成雜種植株的原理是_，這種育種方法的優(yōu)點是_(3)若a、b分別為骨髓瘤細胞和效應b細胞，則d細胞特點是_。由d細胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較，具有_的特點。生產(chǎn)一般不能通過直接培養(yǎng)效應b細胞的方法生產(chǎn)單克隆抗體的主要原因是_ _ _。(4)下列各圖表示單克隆抗體制備過程的各階段圖解，請用箭頭把代表各圖解的字母按單克隆抗體制備過程的順序連接起來，順序是_。答案(1)用大于800 lx光照 (2)植物細胞的全能性克服了遠緣雜交不親和的障礙 (3)既能無限繁殖，又能產(chǎn)生特定的抗體特異性強、靈敏度高、化學性質單一效應b細胞高度分化，不能增殖 (4)如圖課時三、胚胎工程（課下需要自主掌握下列內(nèi)容，以細胞工程中各技術的操作程序為主線構建出主干知識框架）一、精子、卵子發(fā)生的比較項目精子發(fā)生卵子發(fā)生區(qū)別場所睪丸的曲細精管（唯一場所）卵巢（mi）、輸卵管（mii）（場所不唯一） 時 間初情期開始到生殖機能衰退性別分化后開始，卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備，是在出生前（胎兒期）完成的，減數(shù)第二次分裂是在精子和卵子的結合過程中（受精過程）完成的過程特點1. mi和mii是連續(xù)的，需變形2. 細胞質均等分配1、mi和mii是不連續(xù)的，不需變形2、細胞質不均等分配結果形成4個精細胞形成1個卵細胞和3個極體（極體將來退化）相同點1. 原始生殖細胞的增殖為有絲分裂2. 生殖細胞的成熟為減數(shù)分裂3. 成熟過程均經(jīng)一次復制和兩次分裂，子細胞中染色體數(shù)目減半二、受精作用1條件：精子獲能、卵子發(fā)育到減中期。2卵子完成受精的標志：卵黃膜和透明帶的間隙可見到兩個極體；受精完成的標志：雌、雄原核融合。3受精過程的三大反應：頂體反應、透明帶反應、卵黃膜封閉作用。三、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)1、卵母細胞的收集方法和培養(yǎng)2、精子的采集方法和獲能方法3、體外受精4、早期胚胎的培養(yǎng)四、胚胎工程的應用1、胚胎移植的概念和意義2、胚胎移植的培育流程對供、受體雌性個體進行選擇并用激素進行同期發(fā)情處理用激素對供體雌性做超數(shù)排卵處理超數(shù)排卵的雌性發(fā)情后，選擇同種優(yōu)秀雌性進行配種或人工授精胚胎收集（沖卵）胚胎質量檢查，此時胚胎發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段胚胎移植對受體進行是否妊娠的檢查產(chǎn)下胚胎移植的幼體3、胚胎分割的概念和特點、常用方法和儀器、對要分割胚胎的要求以及操作過程和注意事項4、胚胎分割的過程5、胚胎干細胞的來源、結構和功能特點以及應用。教師重點介紹：一、精子的變型和受精過程二、試管動物技術三、胚胎移植中胚胎的來源以及生殖類型四、胚胎移植的過程五、胚胎分割的過程例1（2011山東理綜35.）【生物現(xiàn)代生物科技專題】 人類疾病的轉基因動物模型常用于致病機理的探討及治療藥物的篩選。利用正常大鼠制備遺傳性高血壓轉基因模型大鼠的流程如圖所示。（1）卵母細胞除從活體輸卵管中采集外，還可以從已處死的雌鼠_中獲取。（4）在上述轉基因大鼠的培育過程中，所用到的主要胚胎工程技術是_、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植。答案：（1）卵巢（2）目的基因 載體 同種限制性核酸內(nèi)切酶（或同種限制酶） 限制酶切割位點（3）檢測到體內(nèi)有相關蛋白質 出現(xiàn)高血壓 （4）體外受精課時四、生態(tài)工程學生結合課本自主學習如下內(nèi)容：一、生態(tài)工程的概念和特點二、生態(tài)工程的基本原理教師講解：1、結合典型實例引導學生學會分析其中運用了哪些基本原理。例題(2012襄陽調(diào)研)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。請就此生態(tài)農(nóng)場的特點，完成下列問題：(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_。(2)該系統(tǒng)工程的核心之一是沼氣池，沼氣的制作如圖所示，如果將“無機物農(nóng)田”這一環(huán)節(jié)去掉，對生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)有何影響？_。(3)在該生態(tài)農(nóng)場中存在如圖所示的物質循環(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【答案】(1)物質循環(huán)再生原理物種多樣性原理整體性原理協(xié)調(diào)與平衡原理系統(tǒng)學和工程學原理(任答三個即可)(2)土壤中的無機物得不到補充，物質循環(huán)受到破壞，土壤肥力下降(3)c【專題訓練】1、應用生物工程技術獲得人們需要的生物新品種或新產(chǎn)品。請據(jù)圖回答下列問題：（1）在培育轉人生長激素基因牛過程中，過程需要的工具酶是_ _，過程常用的方法是_ _。（2）轉人生長激素基因?？赏ㄟ^分泌的乳汁來生產(chǎn)人生長激素，在基因表達載體中，人生長激素基因的首端必須含有_。過程培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段，可以采用_ _和_技術，培育出多頭相同的轉基因犢牛。（3）prg能激發(fā)細胞不斷分裂，通過基因工程導入該調(diào)控基因來制備單克隆抗體，最可能是_細胞，代表的細胞具有_ _的特點。目的基因人的生長激素基因受精卵轉人生長激素基因牛無限增殖調(diào)控基因（prg）導入檢測篩選體外培養(yǎng)單克隆抗體棉花受體細胞抗蟲棉抗蟲基因重組ti質粒（4）在抗蟲棉培育過程中，過程中的受體細胞如果采用愈傷組織細胞，與采用葉肉細胞相比較，其優(yōu)點是_，過程采用的技術是_ _。2、下圖為經(jīng)過體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質奶牛的過程請回答下列問題：（1）a細胞是 ，在進行體外受精前要對精子進行 處理。（2）進行胚胎分割時，應選擇發(fā)育到 時期的胚進行操作。（3）通過胚胎分割產(chǎn)生的兩個或多個個體共有的根本特點是 。（4）在對囊胚階段的胚胎進行分割時，應注意 。3、繼哺乳動物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生物發(fā)生器的研究也取得了一定進展。最近，科學家培養(yǎng)出一種轉基因小鼠，其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：（1） 將人的生長激素基因導入小鼠受體細胞，常用方法是 。（2分）（2）進行基因轉移時，通常要將外源基因轉入 中，原因是 。（3）通常采用 技術檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。（2分）（4）在研制膀胱生物反應器時，應使外源基因在小鼠的 細胞中特異表達。（5）為使外源基因在后代長期保持，可將轉基因小鼠細胞的 轉入 細胞中構成重組細胞，使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個體。該技術稱為 。4、如下圖為植物細胞雜交過程示意圖，請分析回答：(1) 植物體細胞雜交的理論基礎是_ _。(2) 1過程中，目前最常用的方法是_法，也就是在溫和的條件下用_ 等分解植物的細胞壁。(3) 2過程的方法有物理法和化學法兩大類：物理法是利用_、振動、電激等；化學法是用_等作為誘導劑。(4)4和5過程可稱為_和_5、1997年，科學家將動物體內(nèi)的能夠合成胰島素的基因與大腸桿菌的dna分子重組，并且在大腸桿菌中表達成功。如右圖，請據(jù)圖回答問題。(1)此圖表示的是采取_方法獲取_基因的過程。(2)圖中dna是以_為模板，_形成單鏈dna，在酶的作用下合成雙鏈dna，從而獲得了所需要的_。(3)圖中代表的是_酶，在它的作用下將質粒切出_末端。(4)圖中代表重組dna，含_基因。 (5)圖中表示的過程是_。6、某女性患有輸卵管阻塞和色盲，借用別的女性的卵子，一次生殖過程中生出的兩個男孩，如圖3-7所示請分析回答: (1)過程y的細胞分裂方式是_。 (2)若這兩個男孩分別在兩個自然環(huán)境不同的地區(qū)長大，寫出兩者的一個相同性狀_ _ _ ；寫出兩者的一個不同性狀_ _ _。 (3)若個體甲的基因型是aa，而個體乙的基因型是aa，那么產(chǎn)生這一現(xiàn)象的最可能原因是 _。 (4)過程x和過程y所采用的生物學技術是_、_；_ (生物技術)是甲、乙產(chǎn)生的最后一道工序。7下面圖甲、圖乙分別表示稻魚蛙共生農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和普通稻田生態(tài)系統(tǒng)的物質能量轉化示意圖。請據(jù)圖回答問題：甲稻魚蛙共生農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng) 乙普通稻田生態(tài)系統(tǒng)(1)分析說明魚和蛙在該生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)中的積極作用是什么？ (2)分析說明稻魚蛙共生生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)優(yōu)勢。 (3)上述兩個生態(tài)系統(tǒng)中的各種生物所需的有機物都依賴于 ，生命活動所需的能量歸根到底都來自 。(4)甲和乙相比，抵抗力穩(wěn)定性較強的是，