專題十四現(xiàn)代生物技術(shù)

1、學(xué)科: 生物 年級：高三版本：沖刺版 期數(shù)：2342本周教學(xué)內(nèi)容：專題十四 現(xiàn)代生物技術(shù)【知識聯(lián)系框架】生物技術(shù)（也稱生物工程）是生物科學(xué)與工程技術(shù)有機(jī)結(jié)合而興起的一門綜合性科學(xué)技術(shù)。它是以生物科學(xué)為基礎(chǔ)，運用先進(jìn)的科學(xué)原理和工程技術(shù)手段加工或改造生物材料，如 DNA、蛋白質(zhì)、染色體、細(xì)胞及至整個生物體，從而生產(chǎn)出人類所需要的生物或生物制品，甚至于改造我們?nèi)祟愖陨淼?。【重點知識聯(lián)系與剖析】 一、細(xì)胞工程 細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的方法，通過某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合技術(shù)科學(xué)。 細(xì)胞工程涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣

2、泛，就其技術(shù)范圍而言，大致有細(xì)胞融合技術(shù)、細(xì)胞拆合技術(shù)、染色體導(dǎo)入技術(shù)、基因轉(zhuǎn)移技術(shù)、胚胎移植技術(shù)和細(xì)胞組織培養(yǎng)技術(shù)等。 1細(xì)胞融合技術(shù)細(xì)胞融合技術(shù)是指把兩個細(xì)胞（可以是同種細(xì)胞，也可以是異種細(xì)胞）在融合劑的作用下，融合成一個細(xì)胞的技術(shù)。如圖14-1所示。應(yīng)用細(xì)胞融合技術(shù)進(jìn)行細(xì)胞雜交，能夠克服遠(yuǎn)緣雜交不育的缺陷，對培育新品種具有廣闊的應(yīng)用前景。圖14-1 2細(xì)胞拆合技術(shù) 細(xì)胞拆合技術(shù)也稱為細(xì)胞核（包括細(xì)胞器）移植技術(shù)，是將細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)用某種方法拆開，然后再把分離的細(xì)胞核和胞質(zhì)體重新組合成一個新細(xì)胞。把從細(xì)胞中分離出來的染色體或基因轉(zhuǎn)入另一個細(xì)胞中，賦予重建的細(xì)胞以某種新的功能，這屬于染色體導(dǎo)

3、入或基因轉(zhuǎn)移的技術(shù)范疇。 3細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是將生物體內(nèi)的某一組織分散成單個細(xì)胞，接種在人工配制的適于細(xì)胞生長發(fā)育的培養(yǎng)基上，然后在適當(dāng)?shù)臒o菌的生長條件下(如一定的光照、溫度或pH值等)進(jìn)行培養(yǎng)，使細(xì)胞能夠生長和不斷增殖的技術(shù)。由于從組織中分離單細(xì)胞并分化成生物體的技術(shù)難度較大，目前多采用組織培養(yǎng)技術(shù)。如通過植物胚胎（成熟或未成熟胚）或器官（根尖、莖尖、葉原基、花藥等）的離體培養(yǎng)，再生成新植株（試管苗）。這種方法能快速、大量繁殖一些有價值的苗林、花卉、藥材和瀕危植物等。 4細(xì)胞工程的應(yīng)用 單克隆抗體：將免疫B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合在一起，形成雜交瘤細(xì)胞。這種細(xì)胞既能像腫瘤細(xì)胞那樣長

4、期進(jìn)行無性繁殖，又能像B淋巴細(xì)胞那樣分泌抗體。而且由于這種抗體可以是由單一的無性繁殖細(xì)胞系的細(xì)胞產(chǎn)生的，故又稱為單克隆抗體。這種技術(shù)在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用。 植物組織培養(yǎng)：在人工操作下，將植物的器官、組織或細(xì)胞從植物體上取出，在一定的容器里供給適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)，使它們得到分化、發(fā)育和生長的培養(yǎng)技術(shù)。用于組織培養(yǎng)中的植物細(xì)胞或器官稱為外植體。外植體在人工培養(yǎng)基上恢復(fù)分裂后，形成一群形態(tài)、結(jié)構(gòu)相同或相似的還未分化的細(xì)胞群稱為愈傷組織，愈傷組織細(xì)胞在一定的外界因素的誘導(dǎo)下開始分化，最后發(fā)育成一個完整的植物體。該技術(shù)的基本原理是植物細(xì)胞的全能性。這一技術(shù)目前主要用于作物的改良和有用生理物質(zhì)的生產(chǎn)方面。

5、采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，用一小塊植物組織在一年內(nèi)就能培養(yǎng)出成千上萬甚至幾十萬株小苗，這對引入優(yōu)良品種或難以繁殖的名貴品種更具優(yōu)越性。由相物的莖尖通常不受病毒感染，利用莖地行組織培養(yǎng)就可以獲得無病毒植株。 試管動物（嬰兒）:通過體外受精和胚胎移植技術(shù)而產(chǎn)生的動物或嬰兒。在這一技術(shù)過程中，精子和卵子從動物（人）體內(nèi)取出來，在人工提供的生活條件下（通常是在試管中）進(jìn)行受精，并讓體外受精的受精卵在試管中發(fā)育，再把發(fā)育到一定階段的胚胎移植到“代理母親”動物（人）的子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育直到誕生。試管嬰兒主要是在夫妻間進(jìn)行的，其目的是解決不育問題。 克隆動物：一般是指通過無性繁殖形成動物后代。1997年，英國生物學(xué)

6、家首次用羊的體細(xì)胞成功地克隆了一只小母羊，即多利綿羊?？寺∈侵笩o性繁殖系，具體地說，是指從一個共同的祖先，通過無性繁殖的方法產(chǎn)生出來的一群遺傳特性相同的DNA分子、細(xì)胞或個體?？寺∫部芍笩o性繁殖的過程。多利綿羊的培育過程是：將一只母羊(A羊)卵細(xì)胞的細(xì)胞核中所有的染色體吸出，得到不含遺傳物質(zhì)的卵細(xì)胞。然后將實驗室里培養(yǎng)的另一只母羊（B羊）的乳腺上皮細(xì)胞的細(xì)胞核注入到無細(xì)胞核的卵細(xì)胞中，并進(jìn)行電激融合，這樣就形成了一個含有新的遺傳物質(zhì)的卵細(xì)胞。融合后的卵細(xì)胞開始卵裂，形成早期的胚胎。然后，把這個胚胎移植到第三只母（C羊）的子宮內(nèi)，讓它繼續(xù)發(fā)育。胚胎發(fā)育成熟后，C羊就產(chǎn)下了小母羊多利。如圖14-2

7、所示。這只小母羊的遺傳性狀與B羊的完全相同，簡直就是B羊的復(fù)制品。在這之前，我國生物學(xué)家曾用胚胎細(xì)胞作為供核細(xì)胞，培育出了克隆牛和克隆兔。但是，多利羊在技術(shù)上的突破之處在于供核細(xì)胞是體細(xì)胞。這說明高度分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核，仍然具有全能性，在合適的條件下，就可能發(fā)育成新的個體?？寺〖夹g(shù)在繁育優(yōu)良部、治療人類遺傳病、搶救瀕危物種和保護(hù)生物多樣性等方面有廣闊的應(yīng)用前景。 二、發(fā)酵工程發(fā)酵工程是指采用工程技術(shù)手段，利用生物，主要是微生物的某些功能，為人類生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品，或直接用微生物參與控制某些地生產(chǎn)過程的一種技術(shù)。人們熟知的利用酵菌發(fā)酵制造啤酒、果酒、工業(yè)酒精、利用乳酸菌發(fā)酵制造奶酪和酸牛奶

8、、利用真菌大規(guī)模生產(chǎn)青霉素等都是這方面的例子。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)酵技術(shù)精了很大的朋，并且已經(jīng)進(jìn)入能以為控制和改造微生物，使這些微生物為人類生產(chǎn)產(chǎn)品的現(xiàn)代發(fā)酵工程階段?，F(xiàn)代發(fā)酵工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)的一個重要組成部分，具有廣闊的前景。例如，利用DNA重組技術(shù)有目的地改造原有的菌種并且提高其產(chǎn)量；利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)藥品，如人的胰島素、干擾素和生長激素等。 三、酶工程 酶工程是指在一定的生物反應(yīng)器中，利用酶的生物催化作用，生產(chǎn)出人類所需產(chǎn)品的一門科學(xué)技術(shù)。作為生物技術(shù)重要支柱之一的酶工程真可以說是造福人類，成果喜人。 蔗糖幾乎全部是通過加工甘蔗或甜萊得到的。但是，甘蔗和甜菜的種植范圍都比較有限，因

9、此，蔗糖的產(chǎn)量也就受到了影響。能不能利用淀粉來生產(chǎn)類似蔗糖的物質(zhì)呢？科學(xué)家通過-淀粉酶、糖化酶和固定化葡萄糖異構(gòu)化酶，將淀粉轉(zhuǎn)化成和蔗糖具有同樣甜度的甜味劑高果糖漿。現(xiàn)在，一些發(fā)達(dá)國家高果糖漿的年產(chǎn)量已達(dá)到幾百萬噸，高果糖漿在許多飲料的制造中已經(jīng)逐漸替代了蔗糖。 胰島素是胰臟中胰島細(xì)胞分泌的一種激素，是由兩條肽鏈組成的一種蛋白質(zhì)：一條由21個氨基酸組成，稱為A鏈；另一條由30個氨基酸組成，稱為B鏈。胰島素是治療糖尿病的一種常用藥物。由于糖尿病患者很多，胰島素的需要量很大，所以許多糖尿病患者使用的曾是豬的胰島素。但是，豬胰島素與人胰島素在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有一處差別：豬胰島素B鏈上最后一個氨基酸是丙氨酸

10、，人胰島素B鏈上最后一個氨基酸是蘇氨酸。因此，用豬胰島素治療人的糖尿病，容易使一些患者產(chǎn)生免疫反應(yīng)。近些年來，科學(xué)家們采用酶工程的方法，利用一種專一性極高的酶，切下并移去豬胰島素B鏈上的那個丙氨酸，然后接上一個蘇氨酸。這樣豬的胰島素就魔術(shù)般地變成人的胰島素了。 現(xiàn)在，科學(xué)家正在研究如何修飾酶的化學(xué)結(jié)構(gòu)，以便改善酶的性能；用DNA重組技術(shù)大量地生產(chǎn)酶，甚至設(shè)計酶的基因，以便人工合成出自然界中沒有的酶來。 四、基因工程 基因工程也稱為遺傳工程，是生物技術(shù)的主體技術(shù)?；蚬こ淌侵赴凑杖祟惖脑竿?，將不同生物的遺傳物質(zhì)在體外人工剪切并和載體重組后轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)增，并表達(dá)產(chǎn)生所需蛋白質(zhì)的技術(shù)。基因工程能

11、夠打破種屬的界限，在基因水平上改變生物遺傳性，并通過工程化為人類提供有用產(chǎn)品及服務(wù)。 1基因工程的基本步驟 第一步：獲得符合人類意愿的基因，即獲得目的基因。目的基因是依據(jù)基因工程設(shè)計中所需要的某些DNA分子片段，含有所需要的完整的遺傳信息。獲得目的基因的方法很多，目前采用的分離、合成目的基因的方法主要有： 超速離心法：根據(jù)不同基因的組成不同，即其內(nèi)的堿基對的比例不同，其浮力、密度等理化性質(zhì)也不同的原理，應(yīng)用密度梯度超速離心機(jī)，直接將特殊的目的基因分離出來。 分子雜交法：采用加堿或加熱的方法使DNA變成單鏈，而后加入有放射性標(biāo)記的RNA，讓DNA在特定的條件下，結(jié)合成DNA和RNA的雜交分子，再

12、用多聚酶制備出足夠數(shù)量的雙鏈DNA分子，進(jìn)而獲得DNA目的基因。 反轉(zhuǎn)錄酶法：先分離出特定的mRNA，再用反轉(zhuǎn)錄酶做催化劑，以RNA為模板合成所需要的DNA目的基因。 合成法：如果已知目的基因的堿基排列順序，可用酶法或化學(xué)法，直接合成目的基因。目前此法已很少采用。 第二步：把目的基因接到某種運載體上，常用的運載體有能夠和細(xì)菌共生的質(zhì)粒、溫和噬菌體（病毒）等。 DNA重組技術(shù)：重組DNA就是讓DNA片段和載體連接。外源DNA是很難直接透過細(xì)胞膜進(jìn)入受體細(xì)胞的。即使進(jìn)入受體細(xì)胞之中，也會受到細(xì)胞內(nèi)限制性內(nèi)切酶的作用而分解。目的基因結(jié)合到經(jīng)過改造的細(xì)菌中的質(zhì)粒（細(xì)菌細(xì)胞中的小環(huán)狀DNA分子）或溫和噬

13、菌體（病毒）上后形成的組合體稱為重組體DNA。在這一技術(shù)中，限制性內(nèi)切酶是一種常用的工具酶，它能“切開”質(zhì)粒的環(huán)形DNA，也能切取目的基因，然后把目的基因DNA片段與質(zhì)粒DNA分子的兩端，在連接酶的作用互補連接形成重組體DNA。 第三步：通過運載體把目的基因帶入某生物體內(nèi)，并使它得到表達(dá)。目的基因的表達(dá)是指目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后能準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)錄和翻譯。目的基因能否表達(dá)是基因工程是否成功的關(guān)鍵。 目前，人類已經(jīng)利用外源基因，如人的生長激素基因、人胸腺激素基因、人干擾素基因、牛生長激素基因等，導(dǎo)入細(xì)菌中，生產(chǎn)出相應(yīng)的產(chǎn)品，在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 2轉(zhuǎn)基因技術(shù) 198

14、2年，美國科學(xué)家采用基因工程把從大鼠細(xì)胞分離出來的大鼠生長素基因通過處理，用顯微注射法注射入小鼠受精卵內(nèi)，妊娠結(jié)果分娩出21只小鼠，其中7只帶有大鼠生長激素基因，6只小鼠的生長速度非常快，超出同窩其他小鼠的18倍，成為“巨型小鼠”?！熬扌托∈蟆睕]有什么經(jīng)濟(jì)價值，但是，這證明了外源基因可以直接導(dǎo)入高等動植物的細(xì)胞或受精卵中去，并能在這些細(xì)胞中得到表達(dá)，這種技術(shù)稱為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。導(dǎo)入外源基因的動、植物稱為轉(zhuǎn)基因動、植物。轉(zhuǎn)基因植物已經(jīng)在培養(yǎng)抗蟲植物、抗病毒作物、抗除草劑作物、抗衰老作物等方面取得重要成果。如利用蘇云菌桿菌毒蛋白基因轉(zhuǎn)入煙草、番茄等植物體內(nèi)，已經(jīng)產(chǎn)生很好的抗蟲效果。在轉(zhuǎn)基因動物研究方面

15、，轉(zhuǎn)基因牛、轉(zhuǎn)基因綿羊和山羊、轉(zhuǎn)基因豬及轉(zhuǎn)基因禽類和轉(zhuǎn)基因魚等方面也取得了許多重大的成果。【經(jīng)典例題解析】 例題1 在細(xì)胞工程原生質(zhì)體融合育種技術(shù)中，其技術(shù)的重要一環(huán)，就是要將營養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞壁除去，通常采用的方法是酶解破壁法。(1)你認(rèn)為普通的植物細(xì)胞應(yīng)選用哪兩種酶將細(xì)胞壁去掉？(2)如果將去除細(xì)胞壁的植物細(xì)胞放在等滲溶液中，細(xì)胞呈現(xiàn)什么形狀？理由是什么？ 解析 植物細(xì)胞的細(xì)胞壁對植物細(xì)胞具有支持和保護(hù)作用，完成植物細(xì)胞的細(xì)胞融合，首先必須除去細(xì)胞壁。細(xì)胞壁的成分主要是纖維素和果膠，所以選用的酶應(yīng)是纖維素酶和果膠酶。去除細(xì)胞壁的植物細(xì)胞稱為原生質(zhì)體。由于酶具有專一性，所以用酶法去除植物細(xì)胞的細(xì)

16、胞壁一般不會破壞原生質(zhì)體的細(xì)胞，使植物細(xì)胞仍然保持活力。去除掉細(xì)胞壁的植物細(xì)胞已經(jīng)沒有細(xì)胞壁的保護(hù)，在其等滲溶液中，細(xì)胞的形狀由于其表面張力的作用而成圓球。如果將其放入清水中，就會吸水膨脹，甚至破裂。答案 (1)應(yīng)選用纖維素酶和果膠酶 (2)呈圓球形 失去了細(xì)胞壁保護(hù)的細(xì)胞，在等滲溶液中由于其細(xì)胞表面張力的作用形成的 例題2 單克隆抗體是指（ ） A單個骨髓瘤細(xì)胞增殖產(chǎn)生的抗體B單個B淋巴細(xì)胞增殖產(chǎn)生的抗體 C單個雜交瘤細(xì)胞增殖產(chǎn)生的抗體D單個抗體通過克隆化，產(chǎn)生大量抗體 解析 詳見“重點知識聯(lián)系與剖析”中的相關(guān)知識。答案 C 例題3 能克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性技術(shù)是（ ） A組織培養(yǎng)B細(xì)胞融合

17、C動物胚胎移植D單倍體育種 解析 植物組織培養(yǎng)的優(yōu)勢能夠提高自然繁殖率比較低的名貴花卉、瀕危物種等的無性繁殖率。動物胚胎移植能夠提高動物的繁殖率。單倍體育種可以加快育種的進(jìn)程。細(xì)胞融合能夠克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性。答案 B 例題4 下列哪項技術(shù)與“試管嬰兒”無關(guān)（ ） A體外受精B動物胚胎移植C細(xì)胞培養(yǎng)D細(xì)胞拆合技術(shù) 解析 詳見“重點知識聯(lián)系與剖析”中的相關(guān)知識。答案 D 例題5 2001年全國高考理科綜合(江蘇、浙江)卷在啤酒生產(chǎn)過程中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程大致如下：將經(jīng)過滅菌的麥芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌種后輸入發(fā)酵罐。初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，產(chǎn)生白色泡沫，溶解氧漸漸耗盡。隨后，

18、酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，酒精濃度漸漸上升，泡沫不斷增多。當(dāng)糖濃度下降一定程度后，結(jié)束發(fā)酵。最后分別輸出有形物質(zhì)和鮮啤酒。 根據(jù)上述過程回答以下問題：(1)該過程表明啤酒酵母異化作用的特點是_。(2)初期酵母菌迅速繁殖的主要方式是_。(3)經(jīng)測定酵母菌消耗的糖中，985形成了酒精和其他發(fā)酵產(chǎn)物，其余15則是用于_。(4)請寫出由麥芽糖葡萄糖酒精的反應(yīng)方程式。(5)如果酵母菌消耗的糖（設(shè)為麥芽糖，其分子量為342）有985（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）形成了酒精（分子量為460）和其他發(fā)酵產(chǎn)物。設(shè)有500t麥芽汁，其中麥芽糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80，發(fā)酵后最多能生產(chǎn)酒精濃度為32（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的啤酒多少噸？ 解

19、析 這是一道以發(fā)酵為主線，聯(lián)系代謝的類型及基本的化學(xué)計算的綜合性測試題，對考生的能力要求較高，要求考生能運用所學(xué)的知識，解決生產(chǎn)實際中的問題。酵母菌是一種真菌，在生態(tài)系統(tǒng)中屬于分解者。代謝類型同化作用方式為異養(yǎng)型，異化作用方式在有氧條件下可進(jìn)行有氧呼吸，在無氧條件下可進(jìn)行無氧呼吸。在有氧條件下酵母菌通過有氧呼吸獲得的能量多，能夠進(jìn)行繁殖，繁殖的主要方式是出芽生殖。在無氧條件下酵母菌通過無氧呼吸獲得的能量少，不能夠進(jìn)行繁殖，只能維持基本的生命活動。酵母菌在有氧條件下通過無氧呼吸只需分解少量的葡萄糖即能獲得足夠的能量用于生長、發(fā)育和繁殖。但在無氧條件下，通過無氧呼吸獲得的能量很少，只有通過分解大量

20、的葡萄糖指才能獲得生命活動所需的最低能量需求。第(4)小題酵母菌以麥芽糖為基質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)方程式為： 第一步將麥芽糖分解為葡萄糖：C12H22H11+H2O2C6H12O6； 第二步將葡萄糖分解為乳酸：C6H12O62C2H5OH+2CO2。 第(5)小題的計算是在生產(chǎn)實際中的一種知識的應(yīng)用。由于題目中提供的數(shù)量都是質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以計算時均以質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算。計算的思路是：先計算500t麥芽汁中含有的麥芽精的實際質(zhì)量為：500t×80=40t；其中用于發(fā)酵的麥芽糖的質(zhì)量為：40t×985=394t；按1個麥芽糖分子經(jīng)酵母菌的發(fā)酵產(chǎn)生4分子酒精計算，394t麥芽糖經(jīng)酵母

21、完全發(fā)酵最多可產(chǎn)生的酒精質(zhì)量為：設(shè)產(chǎn)生的酒精為對xt1 C12H22H114C2H5OH 342 4×46 394t xx=394t×4×4634221197661t 由于啤酒的酒精濃度為 32，所以可生產(chǎn)啤酒的量為：21197661t÷3266243t。計算的總算式為：500t×80%×985%××66243t答案 (1)既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無氧呼呼 (2)出芽生殖(3)酵母菌自身的生長和繁殖(4)C12H22O11+H2O2C6H12O6；C6H12O62C2H5OH+2CO2(5)C2H5OH的分子量為4

22、60500t×8.0%×98.5%××662t 例題6 在現(xiàn)代發(fā)酵工程中，利用下列哪一項技術(shù)，有目的地改造原有的菌種并且提高其產(chǎn)量（ ） A細(xì)胞融合B誘變育種C克隆DDNA重組技術(shù) 解析 詳見“重點知識聯(lián)系與剖析”中的相關(guān)知識。答案 D 例題7 將豬的胰島素轉(zhuǎn)變成人的胰島素所使用的技術(shù)是（ ） A細(xì)胞融合技術(shù)B酶工程技術(shù) C基因轉(zhuǎn)移技術(shù)D組織細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 解析 細(xì)胞融合技術(shù)是指兩個細(xì)胞（可以是同種細(xì)胞，也可以是異種細(xì)胞）在融合因子的作用下，融合成一個細(xì)胞，這一技術(shù)在育種過程中有著重要的意義，它可以克服遠(yuǎn)緣雜交的不育性，從而可以培育出新的品種?；蜣D(zhuǎn)移技術(shù)

23、是指將一個目的基因（所需要的基因）通過一定的途徑轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)胞，賦予重建細(xì)胞以某種新的功能。組織細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是指通過細(xì)胞分裂來繁殖大量細(xì)胞的技術(shù)，從繁殖的大量細(xì)胞中可以提取某物質(zhì)，從而轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，如人生長素的制造、試管苗的大量生產(chǎn)等。酶工程技術(shù)是利用酶的催化作用在適宜的條件將一種物質(zhì)轉(zhuǎn)變成另一種物質(zhì)，從而達(dá)到為人類生物某種產(chǎn)品的目的。答案 B 例題8 現(xiàn)在生產(chǎn)的許多飲料和糖果中的甜味劑不是蔗糖而是高果糖漿，高果糖漿是淀粉通過一系列酶的催化作用轉(zhuǎn)化而來的，下列哪一種酶在這一過程中是不需要的（ ） A.-淀粉酶B糖化酶C葡萄糖異構(gòu)酶D纖維素酶 解析 詳見“重點知識聯(lián)系與剖析”中的相關(guān)知識。答案

24、 D 例題9 已獲得了某種蛋白質(zhì)的mRNA，通過利用這個mRNA分子獲得目的基因，在下列獲得目的基因的方法中，哪一種最可?。?） A超速離心法B分子雜交法C逆轉(zhuǎn)錄酶法D合成法 解析 詳見“重點知識聯(lián)系與剖析”中的相關(guān)知識。答案 C 例題10 基因工程的正確操作步驟是（ ） 目的基因與運載體相結(jié)合 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 檢測目的基因的表達(dá)提取目的基因 ABCD 解析 詳見“重點知識聯(lián)系與剖析”中的相關(guān)知識。答條 C本周強化練習(xí)：【能力訓(xùn)練】一、選擇題 1把胡蘿卜的單個韌皮部的細(xì)胞放入配制的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，獲得了許多完整的植株。這種繁殖方式和細(xì)胞工程技術(shù)分別屬于（ ） A抱子生殖和細(xì)胞拆合技術(shù)B無

25、性生殖和組織培養(yǎng)C配子生殖和細(xì)胞融合技術(shù)D卵式生殖和細(xì)胞培養(yǎng) 2將重組DNA導(dǎo)入細(xì)菌生產(chǎn)激素或蛋白質(zhì)的過程一般稱為（ ）A基因工程B細(xì)菌工程C酶工程D微生物工程3.切取動物控制合成生長激素的基因，注入鲇魚受精卵中，與其DNA整合后產(chǎn)生生長激素，從而使鲇魚比同種正常魚增大34倍。此項研究遵循的原理和這項技術(shù)分別是（ ）ADNARNA蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)基因技術(shù)BRNADNA蛋白質(zhì)和DNA重組技術(shù)CDNA蛋白質(zhì)RNA和轉(zhuǎn)基因技術(shù)DRNA蛋白質(zhì)RNA和細(xì)胞核移植技術(shù) 4將甲綿羊體細(xì)胞的細(xì)胞核移入乙綿羊的去核卵細(xì)胞中，再將此卵細(xì)胞植入丙綿羊的子宮內(nèi)發(fā)育，出生的小綿羊即“克隆綿羊”，此“克隆綿羊”（ ）A基因型與

26、甲相同，性別一定與甲不同B基因型與乙相同，性別一定與乙相同C基因型與丙相同，性別一定與丙不同D基因型與甲相同，性別一定與甲相同 5在植物細(xì)胞工程中，當(dāng)原生質(zhì)體融合成一個細(xì)胞后，需要誘導(dǎo)產(chǎn)生出細(xì)胞壁，參與這一過程的細(xì)胞器是（ ）A葉綠體、高爾基體B線粒體、高爾基體C葉綠體、線粒體D線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 6將人的胰島素基因，通過基因工程的方法轉(zhuǎn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，結(jié)果在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)而產(chǎn)生胰島素，說明：不同種生物共用一套（ ）A遺傳信息B遺傳密碼CDNADRNA 7植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、培養(yǎng)過程的順序及誘導(dǎo)的植物激素分別是（ ） 體細(xì)胞全能性 離體植物器官、組織或細(xì)胞 根、芽 生長素和細(xì)胞分裂素生長

27、素和乙烯 愈傷組織 再分化 脫分化 植物體A、B、C、D、 8能提高良種家畜繁殖能力的生物工程技術(shù)是（ ）A組織培養(yǎng) B細(xì)胞融合 C胚胎移植 D細(xì)胞核移植 9用于組織培養(yǎng)中的植物器官或組織，稱為（ ）A.組織切片 B原生質(zhì)體 C外植體 D愈傷組織 10.下列有關(guān)動物胚胎移植的敘述中，不正確的一項是（ ） A從受孕母畜體內(nèi)取出的受精卵或胚胎均能移植 B受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情狀態(tài) C超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素D試管嬰兒只是受精及早期卵裂過程在試管內(nèi)進(jìn)行 11英國科學(xué)家應(yīng)用哪一種關(guān)鍵的細(xì)胞工程技術(shù)，培育出著名的“克隆綿羊”多利（ ）A細(xì)胞和組織培養(yǎng)B細(xì)胞融合C動物胚胎移植D細(xì)胞核移植

28、12在運用下列各種細(xì)胞工程技術(shù)培育生物新產(chǎn)品，操作過程中不可能形成愈傷組織的技術(shù)是（ ）A細(xì)胞和組織培養(yǎng)B植物細(xì)胞融合C動物胚胎移植D細(xì)胞核移植 13在以下4種細(xì)胞工程技術(shù)中，培育出的新個體中，體內(nèi)遺傳物質(zhì)均來自一個親本的是（ ）A細(xì)胞和組織培養(yǎng)B細(xì)胞融合C動物胚胎移植D細(xì)胞核移植 14當(dāng)前生物化學(xué)的研究方法和技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上被廣泛應(yīng)用的一項新技術(shù)是（ ）A酶工程B遺傳工程C發(fā)酵工程D細(xì)胞工程 15英國克隆羊“多利”的產(chǎn)生、“抗蟲棉”的培育、“番茄馬鈴薯”的創(chuàng)造、單克隆抗體的制備、抗生素的生產(chǎn)依次是下列哪項生物技術(shù)取得的成果（ ） 基因工程 細(xì)胞工程 發(fā)酵工程 酶工程ABCD 16(1998

29、年上海高考試題)表現(xiàn)型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。產(chǎn)生這一結(jié)果最可能的原因是（ ）A試管動物培養(yǎng)B胚胎移植C胚胎分割移植D受精卵移植 17(1999年廣東高考試題)下列哪一項屬于克?。?）A將雞的某個DNA分子片段整合到小鼠的DNA分子中 B將抗藥菌的某基因引入草履蟲的細(xì)胞內(nèi) C將鼠骨髓瘤細(xì)胞與經(jīng)過免疫的脾細(xì)胞融合成雜交瘤細(xì)胞D將某腫瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)繁殖成一個細(xì)胞系二、非選擇題1生物學(xué)家做了下列實驗(如圖14-3)：用紅色熒光染料標(biāo)記人細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)；用綠色熒光染料標(biāo)記鼠細(xì)胞膜上的抗原；把人和鼠的細(xì)胞融合為一，此細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光，然后把此細(xì)胞在37 下培養(yǎng)40分

30、鐘，再檢查，兩種顏色的熒光均勻分布在整個細(xì)胞表面。根據(jù)上述實驗現(xiàn)象回答下列問題：圖14-3(1)細(xì)胞融合時常用的病毒促融劑是_。(2)上述細(xì)胞表面的兩類熒光染料最終呈均勻分布狀態(tài)，這是由于細(xì)胞具有_的結(jié)果。(3)這個實驗證明構(gòu)成細(xì)胞膜的_分子和_分子大都是可以_的，不是靜止固定的。(4)人和鼠細(xì)胞膜表面的抗原屬于構(gòu)成膜結(jié)構(gòu)的_。2用一根玻璃針將一個變形蟲切成兩半，有核的一半能繼續(xù)生活，無核的一半死亡。如果將一個變形蟲的核取出，無核部分能短期生存但不能繁殖后代，單獨的細(xì)胞核則無法生存。如果在去核后3天，再植回一個細(xì)胞核，這個變形蟲生活正常，如圖14-4所示。根據(jù)上述結(jié)果回答下列問題：圖14-4(

31、1)正常細(xì)胞中核與質(zhì)的關(guān)系是_。(2)去核后的變形蟲仍能生活一段時間，其原因是_。(3)單獨的細(xì)胞核不能生存的原因是_。 31978年，美國科學(xué)家利用生物工程技術(shù)，將人類胰島素基因拼接到大腸桿菌的DNA分子中，然后通過大腸桿菌的繁殖，生產(chǎn)出了人類胰島素。請回答：(1)上述人類胰島素的合成是在_處進(jìn)行的，其決定氨基酸排列順序的mRNA的模板是由_基因轉(zhuǎn)錄而成的。(2)合成的該胰島素含有51個氨基酸，由2條多肽鏈組成，那么決定它合成的基因中至少應(yīng)含有堿基_個，若核苷酸的平均分子量為300，則與胰島素分子對應(yīng)的mRNA的分子量應(yīng)為_；若氨基酸的平均分子量為90，該胰島素的分子量約為_。(3)不同種生

32、物之間的基因移植成功，說明了生物共用的是同一套_。(4)從進(jìn)化的角度分析，它能說明_。4我國青年科學(xué)家陳炬成功地把人的干擾素基因嫁接到煙草的DNA分子上，使煙草獲得了抗病毒的能力，試分析：煙草有了抗病毒的能力，這表明，煙草體內(nèi)產(chǎn)生了_。這說明人和煙草共用一套_，蛋白質(zhì)合成的方法_，也說明了DNA是_。5某科學(xué)家從細(xì)菌中分離出耐高溫淀粉酶(Amy)基因a，通過基因工程的方法將基因a轉(zhuǎn)移到馬鈴薯植物中，經(jīng)檢測，Amy在成熟塊莖細(xì)胞的細(xì)胞間隙中發(fā)現(xiàn)。若將圖14-5比作塊莖細(xì)胞，請據(jù)圖回答（題內(nèi)如有括號，請在其中寫出結(jié)構(gòu)的標(biāo)號，根線上寫有關(guān)內(nèi)容）:圖14-5(1)a已整合到圖中 _結(jié)構(gòu)中。(2)在細(xì)胞

33、核是以a為模板合成Amy的_。(3)Amy合成后，經(jīng) _加工分泌到細(xì)胞外，定位在細(xì)胞間隙中。(4)以本圖比作塊莖細(xì)胞的缺陷是該圖中多畫了 _。(5)如將該細(xì)胞置于30蔗糖溶液中，細(xì)胞內(nèi)的水勢將比細(xì)胞外的水勢_。6圖14-6是用蘿卜根組織培養(yǎng)的某些過程示意圖，請據(jù)圖回答：(1)請把組織培養(yǎng)的過程按正常順序排列（以字母表示）_。(2)圖D上的細(xì)胞團(tuán)是_，它的特點是_。(3)圖C和圖D的培養(yǎng)基_。(4)圖C的培養(yǎng)物的變化是_。(5)從原理上講，植物細(xì)胞有形成再生植株的可能性，這是_的表現(xiàn)。 圖14-6 圖14-7 7圖14-7可示為細(xì)胞融合技術(shù)的一些過程，請據(jù)圖回答：(1)從A細(xì)胞和B細(xì)胞到C細(xì)胞的

34、過程中，必須用_處理。(2)若A、B細(xì)胞為植物細(xì)胞，那么這樣的細(xì)胞已經(jīng)用酶降解脫掉_。這種酶可能是_酶，由此生成的A和B細(xì)胞稱為_。(3)若A細(xì)胞為骨髓瘤細(xì)胞，B細(xì)胞為淋巴細(xì)胞，那么D細(xì)胞稱為_細(xì)胞，由D細(xì)胞連續(xù)分裂產(chǎn)生大量細(xì)胞的過程，稱為_過程。這種細(xì)胞既能無限繁殖，又能產(chǎn)生_。(4)若A為人細(xì)胞，B為鼠細(xì)胞，并分別用熒光染料標(biāo)記細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，在C細(xì)胞時，細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光，一半發(fā)綠色熒光。到D細(xì)胞階段，兩種顏色的熒光均勻分布，其原因是_。8.(1999年上海高考試題)世界上第一只克隆綿羊“多利”的培育程序如圖14-8所示。請仔細(xì)看圖后回答下列問題：(1)寫出圖中a、b所指的細(xì)胞工程名稱

35、：a._；b._。(2)實施細(xì)胞工程a時，所需的受體細(xì)胞大多采用動物卵細(xì)胞的原因是_。(3)“多利”面部的毛色是_，請根據(jù)遺傳學(xué)原理說明判斷根據(jù)：_。(4)繼植物組織培養(yǎng)成功之后，克隆綿羊培育成功，證明動物細(xì)胞也具有_。(5)請舉一例，說明克隆綿羊培育成功的實際意義：_。 9(2000年廣東高考試題)目前有關(guān)國家正在聯(lián)合實施一項“人類基因組計劃”。這項計劃的目標(biāo)是繪制4張圖，每張圖均涉及人類一個染色體組的常染色體和性染色體，具體情況如下：兩張圖上的染色體上都標(biāo)明人類全部的大約10萬個基因的位置（其中一張圖用遺傳單位表示基因間的距離，另一張圖用核苷酸數(shù)目表示基因間的距離）；一張圖顯示染色體上全部DNA約30億個堿基對的排列順序；還有一張圖是基因轉(zhuǎn)錄圖。參加這項計劃的有美、英、日、法、