【专题10】现代生物科技

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1、12011 届生物二轮复习专题 10【专题十】现代生物科技【考情分析】 本专题内容包括选修三现代生物科技专题全部内容。本部分内容在高考中以非选择题呈现的较 多，多为二选一模式。本专题内容在高考中的主要考点有：基因工程的原理及应用；克隆技术、动植物 细胞工程的方法、步骤、特点及应用；胚胎工程的原理及应用等。 【知识网络】生生态态工工程程原原理理生生态态工工 程程实实例例生生态态工工程程生生态态工工程程建建设设生生态态工工程程原原理理生生态态工工 程程实实例例生生态态工工程程生生态态工工程程建建设设基基因因工工程程 的的基基本本工工具具蛋蛋白白质质工工程程基基因因工工程程应应用用基基因因工工程程的

2、的 基基本本操操作作程程 序序基基因因工工程程基基因因工工程程 的的基基本本工工具具蛋蛋白白质质工工程程基基因因工工程程应应用用基基因因工工程程的的 基基本本操操作作程程 序序基基因因工工程程现现代代生生物物科科技技 专专题题 植植物物细细胞胞工工程程的的技技术术植植物物细细胞胞工工程程的的应应用用动动物物细细胞胞培培养养和和核核移移 植植技技术术细细胞胞融融合合与与 单单克克隆隆抗抗体体细细胞胞工工程程植植物物细细胞胞工工程程的的技技术术植植物物细细胞胞工工程程的的应应用用动动物物细细胞胞培培养养和和核核移移 植植技技术术细细胞胞融融合合与与 单单克克隆隆抗抗体体细细胞胞工工程程转转基基因因

3、生生物物 的的安安全全性性生生物物技技术术中中 的的伦伦理理问问题题禁禁止止生生物物武武 器器转转基基因因生生物物 的的安安全全性性生生物物技技术术中中 的的伦伦理理问问题题禁禁止止生生物物武武 器器胚胚胎胎工工程程应应用用及及前前景景体体内内受受精精和和早早期期胚胚胎胎发发育育体体外外受受精精和和早早期期胚胚胎胎培培养养胚胚胎胎工工程程胚胚胎胎工工程程应应用用及及前前景景体体内内受受精精和和早早期期胚胚胎胎发发育育体体外外受受精精和和早早期期胚胚胎胎培培养养胚胚胎胎工工程程【知识综合】 一、基因工程的操作程序一、基因工程的操作程序 （1）目的基因的获取途径有：从基因文库中获取、PCR 技术扩

4、增、化学法人工合成。 （2）基因表达载体的构建：是基因工程的重要环节，需要用同种限制酶分别切割载体和目的基因， 再用 DNA 连接酶把两者连接，基因表达载体包括标记基因、启动子、终止子和目的基因。 （3）将目的基因导入受体细胞： 植物细胞： 农杆菌转化法 动物细胞： 显微注射法 微生物细胞：感受态细胞法 （4）目的基因的检测和鉴定： 1）分子水平上的检测 检测是否插入目的基因：利用 DNA 分子杂交技术 检测是否转录出了 mRNA：利用分子杂交技术 检测是否翻译成蛋白质：抗原抗体杂交 2）个体水平上的检测 抗虫 、抗病鉴定。 提醒：提醒：受体细胞是植物细胞可以是卵细胞、受精卵、体细胞，动物细胞

5、一般是受精卵。目的基因导入受体细胞不是基因工程成功的标志，基因工程是否成功是目的基因是否表达成功。 二、植物细胞、动物细胞工程二、植物细胞、动物细胞工程22011 届生物二轮复习专题 101 1、植物组织培养与动物细胞培养的比较、植物组织培养与动物细胞培养的比较比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养原理原理细胞的全能性细胞的全能性细胞增殖细胞增殖培养基性质培养基性质固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基培养基特有成分培养基特有成分蔗糖蔗糖 植物激素植物激素葡萄糖葡萄糖 动物血清动物血清培养结果培养结果植物体植物体细胞株、细胞系细胞株、细胞系培养目的培养目的快速繁殖、

6、培育无病毒植株快速繁殖、培育无病毒植株获得细胞或细胞分泌蛋白获得细胞或细胞分泌蛋白2 2、植物体细胞杂交与动物细胞融合的区别、植物体细胞杂交与动物细胞融合的区别主要用于制备主要用于制备单克隆抗体单克隆抗体获得杂种植株获得杂种植株用用 途途物理、化学方法物理、化学方法（同左）（同左）灭活的病毒灭活的病毒物理（离心、振物理（离心、振荡、电刺激）荡、电刺激）化学（聚乙二醇）化学（聚乙二醇）诱导方法诱导方法使细胞分散后诱使细胞分散后诱 导细胞融合导细胞融合去除细胞壁后诱去除细胞壁后诱导原生质体融合导原生质体融合细胞融合的过程细胞融合的过程细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞膜的流动性、细胞膜的流动性、植物

7、细胞全能性植物细胞全能性细胞融合的原理细胞融合的原理动物细胞融合动物细胞融合植物体细胞杂交植物体细胞杂交比较项目比较项目 三、胚胎工程三、胚胎工程 1 1、精子、卵子发生的比较、精子、卵子发生的比较项目精子发生卵子发生场所睾丸的曲细精管（唯一场所）卵巢（MI） 、输卵管（MII） （场所不唯一）区时间初情期开始到生殖机能衰退性别分化后开始，卵泡的形成和在 卵巢内的储备，是在出生前（胎儿 期）完成的，减数第二次分裂是在 精子和卵子的结合过程中（受精过 程）完成的32011 届生物二轮复习专题 10过程特点1. MI 和 MII 是连续的，需变形 2. 细胞质均等分配1、MI 和 MII 是不连续

8、的，不需变形 2、细胞质不均等分配别结果形成 4 个精细胞形成 1 个卵细胞和 3 个极体（极体 将来退化）相同点1. 原始生殖细胞的增殖为有丝分裂 2. 生殖细胞的成熟为减数分裂 3. 成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减半2 2、胚胎移植的培育流程、胚胎移植的培育流程 对供、受体雌性个体进行选择并用激素进行同期发情处理 用激素对供体雌性做超数排卵处理 超数排卵的雌性发情后，选择同种优秀雌性进行配种或人工授精 胚胎收集（冲卵） 胚胎质量检查，此时胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段 胚胎移植 对受体进行是否妊娠的检查 产下胚胎移植的幼体 【典例导航】 1、 （2010全国新课标38,1

9、5 分）请回答： （1）植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的 ，繁殖种苗的 速度 。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有 该植物的全部 。 （2）把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免 的污染。 （3）微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗 ，而与 配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促进 愈伤组织产生和生长，需要使用的生长素调节剂是（脱落酸、2、4D） 。 （4）将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单 株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中

10、蔗糖浓度的增加， 光合作用强度的变化趋势是 ，单株鲜重的变化趋势是 。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量 （能、不能）满足自身 最佳生长的需要。 （5）据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应 （降低，增加） 培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。 答案：（1）遗传特性 快 遗传信息 （2）微生物 （3）生根 2,4D（脱落酸、2,4D） 。 （4）逐渐减小 先增加后下降 不能 （5）降低 解析：解析：植物组织培养技术是利用植物细胞全能性的原理进行的，是植物细胞工程的基础。因为培42011 届生物二轮复习专题 10养过程中，使用的培养基营养物

11、质丰富，所以在操作过程中，应注意无菌操作，避免杂菌污染。适宜浓 度的生长素可以诱导生根，而如果要促进愈伤组织形成芽，则需要与细胞分裂素配比。促进形成愈伤组 织及其生长应使用生长素类似物2,4-D。 2、 （2010天津理综7,14 分）下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中 tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性金银，BamHI、HindIII、SmaI 直线所示为三种限制 酶的酶切位点。据图回答： （1）图中将人乳蛋白基因插入载体，需用 限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含 有重组载体的大肠杆菌首先需要在含 的培养基上进行。 （2）能使人乳铁蛋白基因在

12、乳腺细胞中特异性表达的调控序列是 （填字母代号） 。 A.启动子 B. tetR C.复制原点 D. ampR （3）过程可采用的操作方法是 （填字母代号） 。 A.农杆菌转化 B. 大肠杆菌转化 C.显微注射 D. 细胞融合 （4）过程可采用的生物技术是 。 （5）对早期胚胎进行切割，经过程可获得多个新个体。这利用了细胞的 性。 （6）为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用 （填字母代号）技术。 A.核酸分子杂交 B. 基因序列分析 C.抗原抗体杂交 D. PCR 答案：答案： .（14 分） (1)Hind和 BamH 氨苄青霉素 (2)A (3)C (4)胚胎移植技术 (5)全能 (6)C

13、 解析：I（1）据图，仅将人乳铁蛋白基因切割出来，需要在人乳铁蛋白基因的左侧用 BanHI 切割，右侧 用 HindIII 切割。当人乳铁蛋白基因和质粒连接成重组质粒后，TETR基因被人乳铁蛋白基因隔开，不是 完整的，而 anpR基因是完整的，所以筛选含有重组载体的大肠肝菌首先需要字含氨苄青霉素的培养基上 进行。 （2）基因表达的调控序列在启动子上。 （3）将重组质粒导入动物细胞，常采用显微镜的方法。 （4）过程的左侧是早期胚胎，右侧是代孕牛，过程采用的生物技术是胚胎移植。 （5）将细胞培养为个体，利用了细胞的全能性。 （6）检测目的基因在手提细胞中是否表达，常采用抗原-抗体杂交技术 3、 （

14、2010海南卷26,18 分） 请回答胚胎工程和基因工程方面的问题： （1）应用胚胎工程技术可以培育出“试管牛”。试管牛的培育需经过体外受精、以 及在母体中发育和产出等过程。 （2）在“试管牛”的培育过程中，要使精子和卵母细胞在体外成功结合，需要对精子进行处理，使其 。另外，培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中期，该时期在显微镜下可观察到次 级卵母细胞和。 （3）通常奶牛每次排出一枚卵母细胞，采用激素处理可使其一次排出多枚卵母细胞，常使用的激素是 。 （4）利用基因工程可以获得转基因牛，从而改良奶牛的某些性状。基因工程的四个基本操作步骤是 、基因表达载体的构建、和。若要获得的转基因牛分泌

15、52011 届生物二轮复习专题 10的乳汁中含有人干扰素，则所构建的基因表达载体必须包括：某种牛乳腺分泌蛋白基因及其启动子、 、和复制原点等。将该基因表达载体导入受体细胞所采用的方法是 （显微注射法、农杆菌转化法） ，为获得能大量产生人干扰素的转基因牛，该基因表达载体应 导入的受体细胞是（受精卵、乳腺细胞） 。 答案答案：（1）早期胚胎培养 胚胎移植 （2）获能 第一极体 （3）促性腺激素 （4）获取目的基因 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 人干扰素基因 终止子 标记基因 显微注射法 受精卵 解析：（1）胚胎工程的一般步骤包括体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植以及在母体中发育和产出等过 程。 （2）在受精时，需使精子获能后，才能完成受精作用。培养的卵母细胞需要发育至减数第二次分裂的中 期，该时期在显微镜下可观察到次级卵母细胞和第一极体。 （3）超数排卵常使用的激素是促性腺激素 （4）利用基因工程可以获得转基因牛，基因工程的一般步骤是获得目的基因、基因表达载体的构