2019版高考生物二輪練習(xí)：專題10四 現(xiàn)代生物科技專題 專題復(fù)習(xí)自查案 專題14(含解析) .doc

1、專題復(fù)習(xí)自查案專題14現(xiàn)代生物科技專題一、基因工程和蛋白質(zhì)工程1.掌握基因工程的3種工具:(1)限制性核酸內(nèi)切酶:識別特定核苷酸序列,并在特定位點切割DNA分子,切開磷酸二酯鍵,產(chǎn)生黏性末端或平末端。(2)DNA連接酶:連接兩個DNA片段形成磷酸二酯鍵。(3)載體:有質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒等。2.掌握基因工程的操作流程:(1)獲取目的基因的3種途徑:從基因文庫中獲取。利用PCR技術(shù)擴增。通過化學(xué)方法人工合成。(2)基因表達載體的構(gòu)建:目的基因。啟動子:RNA聚合酶識別和結(jié)合部位,驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄。終止子:RNA聚合酶脫離部位,終止轉(zhuǎn)錄。標記基因:鑒別受體細胞中是否導(dǎo)入含有目的基因的基因表

2、達載體。(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞:導(dǎo)入方法根據(jù)生物的種類不同而不同:植物:農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法。動物:顯微注射技術(shù)(導(dǎo)入受精卵)。微生物:感受態(tài)細胞法(Ca2+處理)。(4)目的基因的檢測與鑒定:檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細胞:DNA分子雜交技術(shù)。來源:Zxxk.Com檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA:分子雜交技術(shù)。檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì):抗原-抗體雜交技術(shù)。個體生物學(xué)水平鑒定:根據(jù)表達性狀判斷。3.PCR技術(shù):(1)原理:DNA雙鏈復(fù)制。(2)條件:引物、DNA模板、TaqDNA聚合酶、四種脫氧核苷酸。(3)過程:變性復(fù)性延伸。來源:學(xué).科.網(wǎng)(4)結(jié)果:目的基因呈指數(shù)

3、形式擴增(約為2n,n為擴增循環(huán)次數(shù))。(5)與體內(nèi)DNA復(fù)制不同:不需要解旋酶,需耐高溫的DNA聚合酶。4.蛋白質(zhì)工程:(1)原理:中心法則的逆推。(2)實質(zhì):改造基因。(3)產(chǎn)物:產(chǎn)生自然界中沒有的新蛋白質(zhì)。二、細胞工程1.植物組織培養(yǎng):(1)條件:離體,一定營養(yǎng)物質(zhì),激素(生長素、細胞分裂素)等。(2)培養(yǎng)基狀態(tài):固體培養(yǎng)基。(3)植物組織培養(yǎng)的目的不同,培養(yǎng)階段也就不一樣:若生產(chǎn)人工種子,則培養(yǎng)到胚狀體階段。若提取細胞產(chǎn)物,則培養(yǎng)到愈傷組織階段。若培育新個體,則應(yīng)培養(yǎng)到試管苗階段。2.植物體細胞雜交:(1)植物體細胞雜交技術(shù):將不同的植物體細胞,在一定條件下融合成雜種細胞,并把雜種細胞

4、培育成新的植物體的過程。不管是染色體數(shù)、基因組數(shù),還是染色體組都采用直接相加的方法計算。(2)酶解法:用纖維素酶和果膠酶處理去除細胞壁。(3)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合:物理法(離心、振動、電激)、化學(xué)法(聚乙二醇)。(4)原生質(zhì)體融合成功的標志再生出新的細胞壁。(5)雜種植物細胞培育成功的原理:植物細胞的全能性。3.動物細胞培養(yǎng)的特殊營養(yǎng)條件:(1)液體培養(yǎng)基,加入動物血清、血漿等。(2)通入氧氣以滿足代謝的需要。(3)通入二氧化碳以維持培養(yǎng)液的pH。4.動物體細胞核移植技術(shù):(1)流程圖:(2)原理:動物細胞核的全能性。(3)卵母細胞去核的方法:顯微操作法。(4)供體細胞:傳代10代以內(nèi)的細胞。因為

5、10代以內(nèi)的細胞能保持正常的二倍體核型。(5)細胞核移植技術(shù)中也可將供體細胞直接注入去核卵母細胞中。來源:5.動物細胞融合:(1)原理:細胞膜的流動性、細胞增殖。(2)誘導(dǎo)方法:物理法、化學(xué)法和生物法(滅活的病毒)。6.單克隆抗體:(1)三種細胞特點不同:免疫后的B淋巴細胞:能分泌抗體,不能增殖。骨髓瘤細胞:能大量增殖,不能分泌抗體。雜交瘤細胞:既能分泌抗體,又能大量增殖。(2)兩次篩選的目的不同:第一次篩選:通過選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞。第二次篩選:通過克隆化培養(yǎng)、抗體檢測,篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的細胞群。三、胚胎工程1.操作對象:早期胚胎或配子(生殖細胞、受精卵和早期胚胎細胞)。2.實質(zhì)

6、:在體外條件下,對動物自然受精和早期胚胎發(fā)育條件進行的模擬操作。3.理論基礎(chǔ):哺乳動物受精機制和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律。4.技術(shù):體外受精技術(shù)、胚胎移植技術(shù)、胚胎分割技術(shù)。5.胚胎移植過程中的四個解讀:(1)排卵是指卵子從卵泡中排出。(2)受精過程3大反應(yīng):頂體反應(yīng)、透明帶反應(yīng)、卵細胞膜反應(yīng)。(3)區(qū)別兩個標志:受精標志:卵細胞膜和透明帶的間隙可以觀察到兩個極體。受精完成標志:雌雄原核融合成合子。(4)防止多精入卵受精的兩大屏障:透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)。7.胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ):(1)胚胎移入的基礎(chǔ):哺乳動物發(fā)情排卵后,同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。(2)胚胎收集的基礎(chǔ):哺乳動物

7、的早期胚胎形成后,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)。(3)移入胚胎存活的基礎(chǔ):受體對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。(4)保留遺傳特性的基礎(chǔ):供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯(lián)系,但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。四、生態(tài)工程1.生態(tài)工程的原理:(1)物質(zhì)循環(huán)再生原理。(2)物種多樣性原理。(3)協(xié)調(diào)與平衡原理。(4)整體性原理。(5)系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。2.生態(tài)工程基本原理的判斷方法:(1)強調(diào)物質(zhì)循環(huán)、廢物利用、減輕環(huán)境污染物質(zhì)循環(huán)再生原理。(2)體現(xiàn)物種多,營養(yǎng)關(guān)系復(fù)雜物種多樣性原理。(3)強調(diào)生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡;涉及環(huán)境承載力

8、協(xié)調(diào)與平衡原理。(4)涉及自然、經(jīng)濟和社會,指整個系統(tǒng),如林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)整體性原理。(5)涉及結(jié)構(gòu)、功能,分布式、集中式、環(huán)式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理(系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理)。(6)涉及系統(tǒng)組分的比例關(guān)系、總體功能大于各部分之和,指系統(tǒng)內(nèi)部,如互利共生系統(tǒng)整體性原理(系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理)。1.下列有關(guān)基因工程和細胞工程的敘述,正確的是_。重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶和運載體。沒有與目的基因重組的質(zhì)粒也可以進入受體細胞。蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對基因進行操作。用人胰高血糖素基因制成DNA探針,檢測胰島A細胞中mRNA,可形成雜交分子。轉(zhuǎn)基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定必須通過分子檢測。外

9、植體應(yīng)進行消毒處理以防止雜菌污染。脫分化和再分化過程需要考慮不同激素的濃度比例,同時還需要避光處理。制備單克隆抗體時,需要誘導(dǎo)免疫的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合。選擇高度分化的動物體細胞進行培養(yǎng),有利于獲得大量細胞。2.下列有關(guān)胚胎工程和生態(tài)工程的敘述,正確的是。為獲取更多的卵(母)細胞,要對供體母羊注射促性腺激素,使其同期發(fā)情。早期胚胎的培養(yǎng)液中含有維生素、激素等多種能源物質(zhì)。采用胚胎分割技術(shù)產(chǎn)生同卵多胎數(shù)量是有限的。早期胚胎培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)液通常都需要加入血清。胚胎干細胞可以從早期胚胎和原始性腺中分離獲得。體外受精后的一定時間內(nèi),收集供體原腸胚用于胚胎分割。單一人工林比天然混合林穩(wěn)定

10、性低,易爆發(fā)病蟲害協(xié)調(diào)與平衡原理。林業(yè)生態(tài)工程建設(shè),既考慮種樹又考慮生活問題整體性原理。來源:學(xué)#科#網(wǎng)Z#X#X#K1.(2018全國卷)回答下列問題:(1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細胞中進行了表達。該研究除證明了質(zhì)粒可以作為載體外,還證明了_(答出兩點即可)。(2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2+參與的_方法導(dǎo)入大腸桿菌細胞;而體外重組的噬菌體DNA通常需與_組裝成完整噬菌體后,才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細胞,在細菌、心肌細胞、葉肉細胞中,可作為重組噬菌體宿主細胞的是_。(3)真核生物基因(目的基因)

11、在大腸桿菌細胞內(nèi)表達時,表達出的蛋白質(zhì)可能會被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解,在實驗中應(yīng)選用_的大腸桿菌作為受體細胞,在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加_的抑制劑。【解析】(1)體外重組的質(zhì)粒進入受體細胞才能使子代細胞具有目的基因,故體外重組的質(zhì)粒,必須可以進入受體細胞。目的基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段,必須可在原核細胞中表達才能使受體細胞獲得新性狀。(2)外源基因?qū)胛⑸锸荏w細胞的方法是先用Ca2+處理大腸桿菌,使其成為感受態(tài)細胞,然后讓重組表達載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細胞混合,在一定溫度下促進感受態(tài)細胞吸收DNA分子,完成轉(zhuǎn)化過程。噬菌體屬于專門侵染細菌的病毒,而心肌細胞和葉肉細胞均屬于真

12、核細胞,故可作為重組噬菌體宿主細胞的是細菌。(3)由于大腸桿菌細胞內(nèi)含有可以分解目的基因表達的蛋白質(zhì)的酶,故實驗中需要選用蛋白酶缺陷型的大腸桿菌,蛋白質(zhì)純化時需要抑制蛋白酶的活性。答案:(1)體外重組的質(zhì)粒可以進入受體細胞;真核生物基因可在原核細胞中表達(2)轉(zhuǎn)化外殼蛋白(或噬菌體蛋白)細菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶2.(2018全國卷)2018年細胞期刊報道,中國科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細胞對非人靈長類動物進行克隆,獲得兩只克隆猴“中中”和“華華”?；卮鹣铝袉栴}:(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程,核移植是指_。通過核移植方法獲得的克隆猴,與核供體相比,克隆猴體細胞的染色體數(shù)目_(填“

13、減半”“加倍”或“不變”)。(2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植,胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度_(填“大于”或“小于”)體細胞核移植,其原因是_。(3)在哺乳動物核移植的過程中,若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體,通常,所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數(shù)目_(填“相同”或“不相同”),性染色體組合_(填“相同”或“不相同”)?！窘馕觥?1)核移植是指將動物的一個細胞的細胞核,移入一個已經(jīng)去掉細胞核的卵母細胞中,使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎,這個胚胎最后發(fā)育為動物個體;通過核移植方法獲得的克隆猴的細胞核來自供體,因此克隆猴體細胞的染色體數(shù)目和核供體一致。(

14、2)胚胎細胞核移植的難度小于體細胞核移植,原因是動物胚胎細胞分化程度低,恢復(fù)其全能性相對容易。(3)哺乳動物雌性個體和雄性個體的體細胞染色體中的常染色體相同,性染色體前者是XX,后者是XY,因此分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體,通常所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數(shù)目相同,性染色體組合不相同。答案:(1)將動物的一個細胞核,移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中不變(2)小于胚胎細胞分化程度低,恢復(fù)全能性相對容易(3)相同不相同3.(2016全國卷)某一質(zhì)粒載體如圖所示,外源DNA插入Ampr或Tetr中會導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因,Tetr表示四環(huán)素抗性基因)

15、。有人將此質(zhì)粒載體用BamH酶切后,與用BamH酶切獲得的目的基因混合,加入DNA連接酶進行連接反應(yīng),用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌,結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化,有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}:(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具,應(yīng)具備的基本條件有_(答出兩點即可)。而作為基因表達載體,除滿足上述基本條件外,還需具有啟動子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選,在上述四種大腸桿菌細胞中,未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的,其原因是_;并且_和_的細胞也是不能區(qū)分的,其原因是_。

16、在上述篩選的基礎(chǔ)上,若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落,還需使用含有_的固體培養(yǎng)基。(3)基因工程中,某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體,其DNA復(fù)制所需的原料來自_?！窘忸}指導(dǎo)】解答本題的關(guān)鍵有兩點:(1)理解基因工程中載體的特點。(2)熟悉導(dǎo)入重組質(zhì)粒的微生物的篩選方法?！窘馕觥勘绢}考查基因工程的相關(guān)知識。(1)質(zhì)粒被選用為基因工程的載體是因為:具有一個或多個限制酶切點;具有自我復(fù)制能力;帶有標記基因;對宿主細胞無害。(2)未轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞都不能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長,故這兩種不可區(qū)分。含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細胞在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上都能生長,這兩種也不