專題16 現(xiàn)代生物科技專題

專題16 現(xiàn)代生物科技專題【瀏覽知識網(wǎng)絡——胸懷全局】第2頁共28頁【高考考情分析——知己知彼】考綱要求考綱要求基因工程的誕生基因工程的原理及技術(shù)基因工程的應用蛋白質(zhì)工程植物的組織培養(yǎng)動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆細胞融合與單克隆抗體動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎胚胎干細胞的移植胚胎工程的應用轉(zhuǎn)基因生物的安全性生物武器對人類的威脅（3）生物技術(shù)中的倫理問題第3頁共28頁簡述生態(tài)工程的原理生態(tài)工程的實例考情分析高頻考點基因工程的操作步驟基因工程和蛋白質(zhì)工程的區(qū)別植物組織培養(yǎng)的過程和植物體細胞雜交的過程單克隆抗體制備核移植和試管動物技術(shù)胚胎干細胞的特點和應用生態(tài)工程的原理考查形式基因工程主要考查基因工程的操作工具、操作過程以及應用；細胞工程主要考查植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交技術(shù)、動物細胞培養(yǎng)、核移植技術(shù)、動物細胞融合以及單克隆抗體制備；胚胎工程主要考查體內(nèi)受精和胚胎發(fā)育、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)以及胚胎移植、胚胎分割和胚胎干細胞的知識；生態(tài)工程主要考查原理以及相應的應用，主要與新農(nóng)村建設、生態(tài)農(nóng)業(yè)等相聯(lián)系。命題角度常見化合物的化學組成、常見化合物的鑒定方法、蛋白質(zhì)的形成、糖類和脂質(zhì)的種類及作用、DNA和RNA的基本組成單位及DNA多樣性形成的原因。常見題型選擇題、綜合題備考建議注意構(gòu)建完整的知識體系，借助知識框架，理解并掌握各種基本概念備考建議注意構(gòu)建完整的知識體系，借助知識框架，理解并掌握各種基本概念和基本原理；借助基本步驟流程圖、過程示意圖，熟練掌握各種現(xiàn)代生物技術(shù)的操作流程，突破重點和難點。材料乙：T溶菌酶在溫度較高時易失去活性，科學家對編碼T溶菌酶的基因進行改造，使其4 4第4頁共28頁表達的T溶菌酶的第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?，在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之4間形成了一個二硫鍵，提高了T溶菌酶的耐熱性。4回答下列問題：材料甲屬于基因工程的范疇。將基因表達載體導入小鼠的受精卵中常用法構(gòu)建基因表達載體常用的工具酶在培育轉(zhuǎn)基因植物是常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化發(fā)，農(nóng)桿菌的作用。材料乙屬工程范疇。該工程是指以分子生物學相關(guān)理論為基礎通過基因修飾或基因合成進行改造或制造制造一技術(shù)在該實例中引起T溶菌酶空間結(jié)構(gòu)改變的原因是組成該酶肽鏈序4列發(fā)生了改變?！竟ヂ约记伞苛斜肀容^基因工程和蛋白質(zhì)工程的區(qū)別。項目項目蛋白質(zhì)工程基因工程預期蛋白質(zhì)功能→設計預期的獲取目的基因→構(gòu)建基因表達過蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應有的氨基酸載體→將目的基因?qū)胧荏w細胞程序列→找到對應的脫氧核苷酸序→目的基因的檢測與鑒定列區(qū)定向改造生物的遺傳特性，以別實定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白獲得人類所需的生物類型或生物質(zhì)質(zhì)產(chǎn)品結(jié)一般是生產(chǎn)自然界已有的蛋白生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)果 質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎上延伸出來的第二代基因工程；對第5頁共28頁現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過基因修飾或基因合成實現(xiàn)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過基因修飾或基因合成實現(xiàn)攻略二巧用圖解分析植物組織培養(yǎng)過程【例2013·據(jù)圖回答下列問題：過程①所需的酶。過程②后，在顯微鏡下觀察融合的活細胞中有供體的 存在，這一特可作為初步篩選雜種細胞的標志。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)再生，進而分裂和脫分化形成愈傷組織。若分析再生植株的染色體變異類型，應剪取再生植株植株的根尖，通染色和制片等過程制成裝片，然后在顯微鏡下觀察比染色體的形態(tài)和數(shù)目。【解析】（1）過程①表示原生質(zhì)體的制備，要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細胞的細胞壁。（2）用于融第6頁共28頁【攻略技巧】可利用植物組織培養(yǎng)的過程圖來分析。攻略三巧用流程圖理解單克隆抗體制備過程例3【2013重慶】下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關(guān)敘述，正的是（ ）A．①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應T淋巴細胞B．②中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞的形成C．③同時具有脾臟細胞和鼠骨髓瘤細胞的特性D．④是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細胞群第7頁共28頁B攻略四理解胚胎干細胞的特點和意義例·ft繼而利用iPS從黑鼠體內(nèi)獲得體細胞后，對其進行的初次培養(yǎng)稱為 ，培養(yǎng)的細胞貼壁生長至鋪滿培養(yǎng)皿底時停止分裂，這種現(xiàn)象稱。圖中2-細胞胚胎可用人工方法從灰鼠輸卵管內(nèi)獲得該過程稱也可灰鼠體內(nèi)取出卵子，通后進行早期胚胎培養(yǎng)獲得。圖中重組囊胚通過 技術(shù)移入白鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，暫不移入的胚胎可使用第8頁共28頁方法保存。小鼠胚胎干細胞可由囊胚分離培養(yǎng)獲得iPS與ES細胞樣具有發(fā)育全能性，有望在對人類iPS細胞進行定后用于疾病的細胞治療?！竟ヂ约记伞颗咛ジ杉毎怯稍缙谂咛セ蛟夹韵僦蟹蛛x出來的一類細胞，在形態(tài)上，【名校試題演練——決勝2014】1．（2014屆湖南長沙重點中學高三第六次月考生物卷分)慢性病人常出現(xiàn)白蛋白值偏低的狀況（比如慢性肝病、慢性腎病、腫瘤等，缺乏白蛋白人就容易出現(xiàn)浮腫。人100ml3．8～4．8ft奶ft備藥用白蛋白的流程圖：要實現(xiàn)①超數(shù)排卵應在嶗ft奶ft羊A發(fā)情周期的某一階段處理然后在恰當時期采集卵子通過②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精要對精子進行獲第9頁共28頁處理對羊的精子常用化學誘導法即用一定濃度誘導精子能。若我們已知白蛋白基因的堿基序列，一般采獲取目的基因。要使的白蛋白基因在奶ft羊乳腺細胞中特異性表達，完整的基因表達載體要包括目的基因、標記基因等部分。過程④需將重組質(zhì)粒方法注入受精卵的雄原核內(nèi)，在顯鏡下判斷是否完成受精作用的標志。對移植前的胚胎進行性別鑒定時，宜取囊胚期細胞進行鑒定，般采用SRY-PCR方法，選擇出現(xiàn)陰性反應（性別）胚胎進行移植。為了使胚胎移植能成功，需要對代孕奶ft羊C進處理使之與供體的生理狀況保持相同。）如圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿?。ɑ蛉毕輰е乱葝uB細胞不能正常合成胰島素）請據(jù)圖回答：第10頁共28頁圖中所涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)等（寫3個）圖中①結(jié)構(gòu)表；選（時期）的卵母細胞核后作為受體細胞構(gòu)建重組細胞A。②所示的細胞。將健康胰島B細胞基因?qū)擘谥耙獦?gòu)，這是基因工程的核心除含目的基因外，還必須含等。重組細胞B在一定的細胞分化誘導劑作用下，可以定向分化形成具有正常胰島B細胞功能的胰島樣細胞其根本原因培養(yǎng)重組細胞B的培養(yǎng)液中營成分包（至少寫兩種。圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點。第11頁共28頁3．（2014屆ft東濰坊高三上期期末考試生物卷）（10分）下圖表示構(gòu)建轉(zhuǎn)人抗體基因小鼠生產(chǎn)人源性單克隆抗體的流程。請據(jù)圖回答問題：(1)圖示過程涉及的生物技術(shù)、 、 。(2)①過程使用的工具酶；構(gòu)建的基因表達載體除含有第12頁共28頁抗體基因、標記基因外，還應具。向轉(zhuǎn)基因小鼠注射特定的抗原后從小鼠中提取B淋巴細胞過程通常用 誘導。細胞X是 ．體外培養(yǎng)細胞X所用的培養(yǎng)液必須添加 等天然成分，培養(yǎng)過程中會產(chǎn)生接觸抑制嗎？【答案（1）轉(zhuǎn)基因技術(shù) 動物細胞培養(yǎng) 動物細胞融合 （2）限制酶DNA連酶 啟動子、2）問題，請回答：胚胎工程是對動物＿＿＿＿或＿＿＿＿工程任何一項技術(shù)獲得的胚胎，都必須通過＿＿＿＿給受體才能獲得后代。哺乳動物的體外受精主要包括＿＿＿＿、＿＿＿＿充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛能，可給供體注射＿＿＿＿，使其排出更多的卵子。卵子需要發(fā)育到＿＿＿＿時期，才具備受精能力。此時的卵子＿＿＿＿（能、不第13頁共28頁能）與直接取自附睪尾部的精子受精，原因是＿＿＿＿。精子與卵子在體外受精后，應將受精卵移入＿＿＿＿況和受精卵的發(fā)育能力。2）相關(guān)問題，請回答：通過花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株一般有兩種途徑：一種是花粉通過＿＿＿＿通常選擇＿＿＿＿的花蕾作為實驗材料，對華藥取樣后用＿＿＿＿檢發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的花粉含有兩個核，該時期花藥＿＿＿＿（適宜、不適宜）進行接種。＿＿＿＿?；ㄋ幣囵B(yǎng)在育種上有特殊意義。采用花藥培養(yǎng)的方法，可使花藥粒發(fā)育成＿＿＿＿倍體植株，在經(jīng)過人工誘導＿＿＿＿，使其能夠正常生殖。該育種技術(shù)的最大優(yōu)點是＿＿＿＿。第14頁共28頁6．（2014屆江西贛州六校高三上期期末聯(lián)考生物卷）（15分）以下是科學家采用不同方法培育良種牛的過程，請據(jù)圖回答下列有關(guān)問題：圖中對良種奶牛進行處理時用到的激素，①過程必須用酶過程使用的酶③表技術(shù)表示基因工程過程；若方法C是最常用的將目的基因?qū)雱游锛毎姆椒?，則方法C。第15頁共28頁如果轉(zhuǎn)基因牛D的牛奶中含則說明血清蛋白基因在個水平已表達成功，其他細胞中不含血清蛋白的結(jié)果。圖中A和B分別是指 。圖中奶牛的牛糞可以用于生產(chǎn)沼氣，沼氣工程利用的是生態(tài)工程原理。7．（2014屆河北邯鄲高三上期第二次模擬考試生物卷分）第16頁共28頁該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動從桑等生產(chǎn)開始，圖中屬于消費者的物。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)相比，該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)更能凈化環(huán)境，主要原被及時利用。該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為何能提高經(jīng)濟效益？實現(xiàn)了物質(zhì)和能量的多級利用，提，減少。。該生態(tài)工程的建設遵循了哪些基本原理、 。態(tài)工程與傳統(tǒng)工程相比較，具有少消耗、多效益等特點。第17頁共28頁8．2014屆甘肅民樂一中高三12月診斷考試生物卷）電影中度的蜘蛛絲，現(xiàn)實中的基因工程也創(chuàng)造出了“蜘蛛羊為保證實驗成功，產(chǎn)生蛛絲蛋白的基因需要基因/cDNA)文庫中取，并等調(diào)控組件重組在一起，然后與載體相連構(gòu)建成為表達載體；再通過 等方法，將表達載體導入羊，獲得重組細胞。將獲得的重組細胞培養(yǎng)成早期胚胎后，移植到經(jīng)處理的受體母羊子宮內(nèi)因為我們對細胞所需的營養(yǎng)條件還沒有完全研究清楚所以在早期胚胎的培養(yǎng)中往往還需要添若需要一次產(chǎn)生兩頭轉(zhuǎn)基“蜘蛛羊可將早期胚胎進 處理。若所得到的“蜘蛛羊（第18頁共28頁學家為判斷問題所在，應該的方法，先檢，若已確認步成,則應該繼續(xù)檢。）下表中列出了幾種限制2一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaⅠ切割前后，分別含、 個游離的磷基團。若對圖中質(zhì)粒進行改造，插入的SmaⅠ酶切位點越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性。12中外源DNASma第19頁共28頁是 。與只使用EcoRBamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同時處理質(zhì)粒DNA的優(yōu)點在于可以防止 。為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加酶。(6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為。(7)為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因?qū)⒅亟M質(zhì)粒導入喪失吸收蔗糖能的大腸桿菌突變體然后的培養(yǎng)基中培養(yǎng)以完成目的基因表達的初步檢測。(1)02(2)高(3)SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA(4)質(zhì)粒和含目的）煙草由于受煙草下圖是轉(zhuǎn)基因煙草培育過程示意圖。第20頁共28頁請同答：引物I、II是根的脫氧核苷酸序列合成。從理論上推測，該DNA子通過PCR擴增三次，產(chǎn)物中含有引物I的DNA片段所占的比例。過程①表Ti質(zhì)粒至少需含有一個至多位點，以抗煙草花葉病毒基因插入其中構(gòu)建基因表達載體。過程②表，需在人工控制條件下，將煙草細胞通過形成愈傷組織，最終形成完整植株。該技術(shù)所依據(jù)的原理。植物組織培養(yǎng) 脫分化 植物（體）細胞的全能性【解析】試題分析（1DNA根據(jù)抗煙草花11．（2014屆上海市吳淞中學高三上期第二次月考生物卷）（9分）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。請據(jù)圖回答：第21頁共28頁首先根據(jù)胰島素的氨基酸序列，推測出原胰島素mRNA上的堿基序列，再根 原則，用人工方法合成通過這一過程獲得基因。圖中①從大腸桿菌的細胞中提，過程②須酶切割。圖中⑤表示的的過程，圖中③表示的分子。④過程表示分子導細胞。若用兩種識別切割序列完全不同的限制酶E和F從基因組DNA上切下目的基因，并將之取代質(zhì)粒對堿)上相應的E—F區(qū)域操作過程下圖，那么所形成的重組質(zhì)粒pZHZ2 。第22頁共28頁12．（2014屆天津和平區(qū)高三上期期末考試生物卷分）二倍體哺乳動物體細胞不第23頁共28頁圖中③過程通常采用的方法，啟動子的作用。單倍體胚胎干細胞取自囊胚和生殖細胞相比單倍體胚胎干細在體外培養(yǎng)的條件下，可。在①過程中，科學家采用兩種策略來獲得小鼠的孤雄單倍體胚胎，—是將受精后得的合子胚胎的雌原核去除，另—種方法可能。④過程采用的技術(shù)手段由此可見單倍體胚胎干細胞能夠代精子，使卵細胞成功“受精，支撐小鼠胚胎的全程發(fā)育。⑥過程用到的技術(shù)，早期胚胎能夠在受體內(nèi)存活的主要生理基礎。第24頁共28頁13．（2014屆河北冀州中學高三上期期末考試生物卷）(6分)科學家采用不同方法培育良種牛的過程．請據(jù)圖回答有關(guān)問題：為提高良種奶牛的繁殖能力在獲取卵母細胞之前需用促性腺激素對奶牛進行處理目的．“轉(zhuǎn)基因牛培育過程中，常用受精卵作為外源基因的受體細胞，主要原。圖中③將來發(fā)育，c→d過程需對其均等分割的目A、B?；蛐褪欠裣嗤?。在培育良種牛的過程中，都運用了動物細胞培養(yǎng)技術(shù)．在動物細胞培養(yǎng)過程中，于對細胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚因此在使用合成培養(yǎng)基時通常在培養(yǎng)基中加等一些天然成分。第25