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1、专题七 选修内容,小专题20 现代生物科技专题,1基因工程 (1)基因工程的工具 限制性核酸内切酶：能识别双链DNA分子的某种特 定核苷酸序列，并在特定位点上断开磷酸二酯键(特异性识别、切断DNA)。 DNA连接酶：连接被限制酶切开的磷酸二酯键，对脱氧核苷酸序列没有专一性。,运载体必须具备的条件： 能在宿主细胞中保存并大量复制； 有一个至多个限制酶切割位点； 有一定的标记基因，便于筛选； 载体DNA必须是安全的； 载体DNA大小适中。,(2)与基因工程有关的几种酶,(3)基因工程的基本操作程序,（续表）,2.细胞工程 植物组织培养、植物体细胞杂交、细胞核移植的比较：,（续表）,3.胚胎工程 (
2、1)精子和卵子的发生,(2)受精作用 条件：精子获能、卵子发育到减中期。 卵子完成受精的标志：卵黄膜和透明带的间隙可见到两个极体；受精完成的标志：雌、雄原核融合。 受精过程的三大反应：顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用。,(3)核移植技术和胚胎分割移植技术比较,4.生态工程,（续表）,1组织培养属于什么繁殖方式？ 体细胞组织培养一般属于无性繁殖，但花药离体培养(单倍体的培育)属于有性生殖。 2动植物细胞融合产生的变异属于染色体变异。 3基因工程、植物体细胞杂交都可打破生殖隔离，但后者范围有限，仅限于亲缘关系较近的物种。,4生物工程技术应用的组合 转基因植物培育：基因工程+植物组织培养； 转基
3、因动物培育：基因工程+动物细胞培养+胚胎移植； 核移植(克隆)动物培养：核移植+动物细胞培养+胚胎移植； 胚胎移植：体外受精(或自然受精)+动物细胞培养+胚胎 移植； 植物体细胞杂交：酶工程+体细胞融合+植物组织培养； 试管婴儿：体外受精+动物细胞培养+胚胎移植。,5几种杂交方法比较,【 热点考向1】基因工程的相关操作程序的考查 【例1】 (2011浙江卷)请回答基因工程方面的有 关问题： (1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。,图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。 从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占比例为_。 在第_
4、轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。,15/16,三,(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图)，请分别说明理由。,第1组：_ _； 第2组：_ _。,引物和引物局部发生碱基互补配,对而失效,引物自身折叠后会出现局部碱基,互补配对而失效,(3) PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为_ _。,苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上,DNA聚合酶只能将单个脱氧核,(4)用限制酶EcoR、Mbo单独或联合切割同一种质粒，得到DNA片段长度如下图(1 kb即1000个碱
5、基对)，请在指定位置画出质粒上EcoR、Mbo的切割位点。,【解析】(1)由图示PCR扩增DNA图示可知，在第二轮循环结束时，产物DNA中首次出现含引物A的子链DNA，且第二轮中含引物A的DNA片段所占的比例为3/4，第三轮中占7/8，即所有DNA片段中，只有一个片段不含引物A，故推测在第四轮中，含引物A的DNA片段所占的比例为15/16。 (2)第一组两引物有部分碱基对应互补配对，可能在扩增时失效；第二组引物可能自身首尾互补配对而失效。 (3)DNA聚合酶的作用是把游离的脱氧核苷酸连接到引物DNA的3端，形成磷酸二酯键。 (4)由题中图示即可得出答案。,【答案】(1)15/16 三 (2)引
6、物和引物局部发生碱基互补配对而失效 引物自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效 (3)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上 (4),【变式1】(2010江苏卷)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：,(1)一个图1所示的质粒分子经Sma切割前后，分别含有_个游离的磷酸基团。 (2)若对图中质粒进行改造，插入的Sma酶切位点越多，质粒的热稳定性越_。 (3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Sma切割，原因是_ _。,0、2,高,因、外源DNA中的目的基因,Sma会破坏质粒的抗性基,(4)与
7、只使用EcoR相比较，使用BamH和Hind两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_ _,片段自身环化。,质粒和含目的基因的外源DNA,(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入_酶。 (6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_ _。 (7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在_的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。,DNA连接,鉴别和筛选含有目的基因的细胞,以蔗糖为唯一含碳营养物质,【解析】本题考查基因工程的限制性内切酶的作用特点。(1)质粒切割前不含游离的磷酸基团，被酶切后，质粒变
8、为线性双链DNA分子，因每条链上含有一个游离的磷酸基团，因此切割后含有两个游离的磷酸基团。(2)由题中Sma识别的DNA序列只有G和C，每对G、C间为三个氢键，所以Sma酶切位点越多，热稳定性就越高。(3)由图2可知，标记基因和外源DNA目的基因中均含有Sma酶切位点，都可以被Sma破坏，故不能使用该酶剪切。,【解析】(4)只使用EcoR I，则质粒和目的基因两端的黏性末端相同，在连接酶连接时，可能产生质粒和目的基因自身连接物，避免自身连接的办法是双酶切。(7)丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体因为重组质粒的导入而具有利用蔗糖的能力。而不含有重组质粒的受体细胞因不能获得碳源而死亡，从而达到筛选目
9、的。,【例2】(2011全国新课标)现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池曝气池兼氧池植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题： (1)污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过_ _呼吸将有机物分解。,【热点考向2】生物工程的综合性考查,无氧和有,氧(或细胞),(2)植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了_ (生态系统、群落、种群)。在植物池的食物网中，植物位于第_营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于_所固定的_能。 (3)生态工程所遵循的基本原理有整体
10、性、协调与平衡、_和_等原理。 (4)一般来说，生态工程的主要任务是对_进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。,群落,一,生产者,太阳,物质循环再生,物种多样性,已被破坏的生态环境(或受损的生态系统),【解析】 (1)处理流程中有厌氧环境和曝气池，所以微生物能进行有氧呼吸和无氧呼吸。 (2)在一定地点的所有生物统称为群落，其中植物作为生产者位于第一营养级，生态系统中流动的总能量是生产者所固定的太阳能。 (3)生态工程遵循的基本原理包括整体性、协调与平衡、物质循环再生、物种多样性、系统学和工程学等原理。 (4)生态工程的主要任务是对己被破坏的生态环境进行修复，
11、提高生态系统的稳定性。,【变式2】 (2011湖南师大附中月考)如图为某生物科技工程操作流程模式图，请据图回答： (1)如果此图表示基因工程的操作流程图，如A为质粒，则B的获取一般采取_等方法。由A和B组成的C叫做_；如果D为受体细胞，则CD的过程采用_ _法。 (2)在植物体细胞杂交过程中，A和B形成C，属于植物_技术，形成的C称为_ _；从CD需经过分裂、_过程才能形成新的植株D。,逆转录法(基因文库),重组质粒(基因表达载体),(显微注射、花粉管通道等),导入,细胞融合,融合的原生,质体(或杂种细胞),分化,(3)若A为骨髓瘤细胞，B为B淋巴细胞，则C为_细胞，C细胞在无限增殖过程中，还能产生_，这项技术叫动物细胞融合技术。 (4)若此图为试管牛的工厂化生产的技术流程图，则A(精子)需_，从C发育到D(胚胎)需经历卵裂、_、_等阶段，然后进行_，让它在受体牛内发育。,杂交瘤,特异性抗体,体外获能,桑椹胚,囊胚,胚胎移植,(5)正确运用生态工程原理，可以提高生态系统的稳定性。若图中字母代表生态系统的各成分，请在题图上用“”表示它们之间的关系，以利实现物质的循环。(有多种答案，列举n种图示如下),
