高三二輪復習-生物工程專題

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第八專題：生物工程主備人:邱紅巖使用人：【考綱要求】考點要求基因工程的原理、技術、應用基因工程的誕生和蛋白質工程植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(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移植胚胎工程的應用生物技術的安全性和倫理問題DNA的粗提取與鑒定IIIIIIIIIIIII獨立完成【課前自主梳理】【知識梳理】(1）基因工程①DNA重組技術的基本工具、、,運載體應具備的條件：。②基因工程基本操作程序步驟：、、、.③基因表達載體的組成。④將目的基因導入受體細胞的方法。⑤思考：如何進行目的基因的檢測與鑒定？a._____________________________________________________________________b______________________________________________________________________c。_____________________________________________________________________d.______________________________________________________________________⑥蛋白質工程和基因工程最大的區(qū)別。（2）植物組織培養(yǎng)①植物組織培養(yǎng)的原理是②過程：離體的→→→。③植物組織培養(yǎng)必需滿足的條件是。④人工種子是如何制備的？為提高種子的成活率，可對人工胚乳進行哪些操作？⑤植物體細胞雜交和動物細胞融合比較細胞工程植物體細胞雜交動物細胞融合理論基礎細胞融合方法誘導手段用途（3）動物細胞培養(yǎng)①概念：。②過程：取幼齡動物的組織→剪碎組織→處理組織分散成→制成→放入內,置于適宜的環(huán)境中培養(yǎng)，動物細胞培養(yǎng)的條件。(4)動物細胞核移植①概念：.從供體中獲得體細胞→從供體中獲得體細胞→培養(yǎng)→大量供體細胞采集卵母細胞→體外培養(yǎng)得到→無核卵母細胞胚胎移植得到(5）動物細胞融合與單克隆抗體的制備①動物細胞融合常用的誘導因素是。②簡單概括單克隆抗體的制備過程：③單克隆抗體的優(yōu)點是。（6)胚胎工程①胚胎工程的概念：胚胎工程是指對或所進行的多種顯微操作和技術處理，如、、、等技術。經處理后獲得，還需移植到動物體內產生后代，以滿足人類的各種需求。②胚胎發(fā)育分哪幾個階段？各有哪些特點？(7）體外授精與早期胚胎培養(yǎng)①體外受精主要包括、和等步驟。（8）胚胎移植與胚胎分割①胚胎移植的生理學基礎是：a.______________________________________________________________________;b。______________________________________________________________________；c。______________________________________________________________________;d.______________________________________________________________________。②胚胎分割時應選什么樣的胚胎？對胚胎進行分割時有什么操作要求？③胚胎干細胞的特點有哪些？（9）生物技術的安全性和倫理問題①轉基因生物的安全性表現在哪幾個方面？②生物武器的種類有哪些？與常規(guī)武器相比有哪些特點?(10）DNA的提取與鑒定1、DNA粗提取的原理：————————-——-——--———————溶解規(guī)律2mol/LNaCl0.14mol/LNaClDNADNA溶DNA溶解度0。14mol/L2mol/L0。14mol/L2mol/L溶解析出蛋白質NaCl溶液濃度從2mol/L降低過程中，溶解度逐漸增大部分發(fā)生鹽析沉淀溶解由上表可以看出，在NaCl溶液濃度為2mol/L時，DNA溶解，而部分蛋白質發(fā)生鹽析生成沉淀，通過過濾可除去部分蛋白質；NaCl溶液濃度為0。14mol/L時，DNA析出，過濾可除去溶解的部分蛋白質。2、方法步驟破碎細胞雞血細胞中加入一定量的蒸餾水，同時用玻璃棒沿一個方向快速攪拌紗布過濾,濾液中含DNA和其他核物質，如蛋白質、RNA等破碎細胞雞血細胞中加入一定量的蒸餾水，同時用玻璃棒沿一個方向快速攪拌紗布過濾,濾液中含DNA和其他核物質，如蛋白質、RNA等溶解核內DNA:上述濾液+2mol/L的NaCl溶液,玻璃棒沿同一方向攪拌溶解核內DNA:上述濾液+2mol/L的NaCl溶液,玻璃棒沿同一方向攪拌過濾除去不溶雜質過濾除去不溶雜質析出含DNA的絲狀物:向上述濾液中緩緩加入蒸餾水，并輕輕地沿一個方向攪拌，析出含DNA的絲狀物:向上述濾液中緩緩加入蒸餾水，并輕輕地沿一個方向攪拌，出現絲狀物,當絲狀物不再增加時，停止加水(此時NaCl濃度為0。14mol/L）過濾，取含DNA的絲狀物：用多層紗布過濾，含DNA的絲狀物留在紗布上過濾，取含DNA的絲狀物：用多層紗布過濾，含DNA的絲狀物留在紗布上DNA絲狀物再溶解：再次用2mol/L的NaCl溶解DNADNA絲狀物再溶解：再次用2mol/L的NaCl溶解DNA提取含雜質較少的DNA：將上述濾液+體積分數為95%的冷卻的酒精靜置2~3min，提取含雜質較少的DNA：將上述濾液+體積分數為95%的冷卻的酒精靜置2~3min，溶液中出現白色絲狀物，用玻璃棒沿一個方向攪拌，卷起絲狀物藍色沸水加熱3、DNA的鑒定藍色沸水加熱5min（1）原理:——--—-5min（2）步驟項目兩支20mL的試管1號2號實驗步驟加入2mol/L的NaCl溶液5mL5mL加入絲狀物（DNA）-√用玻璃棒攪拌—絲狀物溶解加入二苯胺試劑4mL4mL沸水浴加熱5min5min觀察現象不變藍變藍4、DNA提取的過程中，加入冷酒精的目的是,DNA鑒定的過程中,用作為鑒定試劑，在遇到該試劑在沸水浴中加熱呈色。【自我檢測】1、作為基因的運輸工具——載體，必須具備的條件及理由是()A、能夠在宿主細胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復制，以便提供大量的目的基因B、具有多個限制酶切點，以便于目的基因的表達C．具有某些標記基因,以便為目的基因的表達提供條件D、能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定保存，以便于進行篩選2、下列哪一項屬于克隆？（）將雞的某個DNA片段移植到小鼠的DNA分子中將抗藥基因引入草履蟲的細胞內將鼠骨髓瘤細胞與經過免疫的脾細胞融合成雜交瘤細胞將某腫瘤細胞在體外培養(yǎng)成一個細胞系3.下列哪項不是轉基因食物潛在的安全隱患（）A.轉基因植物有可能合成對人體有直接毒性或潛在毒性的蛋白質B.轉基因植物合成的某些新的蛋白質有可能成為某些人的過敏原C.某些轉基因生物可以合成干擾素，進入人體增強相應細胞的免疫能力D.某些基因足以使植物體內某些代謝途徑發(fā)生變化，導致轉基因農作物營養(yǎng)成分改變4．組織培養(yǎng)出來的植株一般很少有病毒危害，其原因在于A、在組織培養(yǎng)過程中，細胞進行的是快速分裂和分化B、人工配制的培養(yǎng)基上,植物病毒無法生存C、組織培養(yǎng)出的植物水分太少，無機鹽含量高D、組織培養(yǎng)過程中都是在無菌條件下進行的5、用動物細胞工程技術獲取單克隆抗體,下列錯誤的是A、將抗原注入小鼠體內，獲得能產生抗體的B淋巴細胞B、只考慮兩兩融合,融合細胞有3種C、用聚乙二醇作誘導劑，促使能產生抗體的B淋巴細胞與小鼠骨髓瘤細胞融合D、雜交瘤細胞只有一種，可直接進行克隆化培養(yǎng)，培養(yǎng)后提取單克隆抗體6、干擾素是一類具有很高生物活性的糖蛋白,它具有抑制多種病毒的復制功能，是一種廣譜抗病毒物質。(1）美國一家公司用轉基因技術生產干擾素，首先從人的T淋巴細胞中提取目的基因，使之與細菌的結合，這兩步所用的工具酶為。然后移植到酵母菌體內,使干擾素基因在酵母菌中得以表達。目的基因轉入后，并不影響酵母菌中其它基因的表達，原因是.（2）為了能在體外獲得大量的干擾素,有人進行了實驗，可是當將效應T淋巴細胞在體外培養(yǎng)繁殖了幾代后，細胞分裂就停止了。請你用細胞工程的方法,以小鼠為實驗對象，提出一個既能使效應T淋巴細胞在體外培養(yǎng)繁殖,又能獲得大量小鼠干擾素的實驗設計思路。7、讓羊產牛奶,科學家對此做了相關的構想,過程如下圖所示。請根據圖回答有關問題:(1）圖中涉及的現代生物技術有____________________________________________（至少寫出三種)（2)小羊a、小羊b、小羊c的形狀表現__________（填“相同”或“不同”）,你的理由是___________________________________________；小羊a與小羊N呢？__________，理由是___________________________________。（3)若研究發(fā)現羊N細胞中線粒體發(fā)達，故而他的產奶率高,則小羊a會有這一優(yōu)良性狀嗎?____________________________，你的依據是____________________________.（4）有人設想將羊體細胞與牛體細胞進行融合，以獲得新物種“羊---——牛”，你認為依據目前的生物技術和理論能否實現這一構想？______________，你的理由是_______________________________________。（5)2003年1月世界第一只克隆羊、年僅3歲的“多利”，因患老年羊常得的肺部感染疾病，研究人員不得對他實施“安樂死”，同時某些科學狂人宣布成功克隆了人“夏娃”,根據以上信息，談談你對克隆技術或克隆人的評價。8、醫(yī)學上常用器官移植來治療人類的某些疾病，而利用人類胚胎干細胞可以解決器官移植中的很多問題。分析以下材料回答問題：（1）上述各種器官的獲得所依據的生物學原理是。（2）③階段的細胞來自于囊胚中的.從細胞水平上看，卵裂的分裂方式是。(3）過程X稱為.（4）請說出一種胚胎干細胞的應用.【課堂點撥提升】點撥一、限制酶與DNA連接酶區(qū)別與聯(lián)系1、酶都具有專一性,限制酶的專一性表現在,與DNA連接酶一樣，都作用于，與氫鍵無關，但作用效果正好相反。同時注意切割目的基因和運載體用的是限制酶。例1：下列關于限制酶和DNA連接酶的理解正確的是A、其化學本質都是蛋白質B、DNA連接酶可以恢復DNA分子中的氫鍵C、在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA連接酶D、因為酶具專一性，所以它們的作用部位不同點撥二、植物組織培養(yǎng)的過程及應用的細胞、組織、器官（）（）小植株培養(yǎng)此類細胞，用于提取色素等物質制人工種子種皮人造胚乳育種植物組織培養(yǎng)的核心技術全能性表達的條件作物脫毒時的取材是例2：下面所列過程是植物組織培養(yǎng)的簡略過程。請據此回答：①→脫分化→②→再分化→③→④（1）①表示，它能被培養(yǎng)成④的根本原因是。（2）②表示,它的細胞特點是______________________________。(3）若想制造人工種子，應該選擇(寫編號）.(4）若①是花藥，則④是，這項技術可用在上。（５）若①是胡蘿卜根尖細胞，則培養(yǎng)成的④的葉片的顏色是,這說明根源細胞。點撥三、動物體細胞核移植，請同學思考并回答一下問題問題：體細胞核移植之前，受體卵母細胞為什么必須先去掉核？2、得到的克隆動物是對體細胞供體動物100％的復制嗎?例3:一只羊的卵細胞核被另一只羊的體細胞核置換后，這個卵細胞經過多次分裂,再植入第三只羊的子宮內發(fā)育，結果產下一只羊羔。這種克隆技術具有多種用途，但是不能A、有選擇的繁殖某一性別的家畜B、繁殖家畜中的優(yōu)秀個體C、用于保存物種D、改變動物的基因型BB淋巴細胞骨髓瘤細胞雜交瘤細胞細胞③①④體內培養(yǎng)體外培養(yǎng)點撥四：單克隆抗體的制備問題：制備單克隆抗體過程中要兩次篩選，篩選的作用是什么?例4:右圖為某同學根據雜交瘤技術的方法，設計的生產破傷風桿菌抗體的實驗方案。請回答:（1)該方案能得到預期的效果嗎？原因是：(2）圖中②為過程，常用作為誘導劑，融合細胞的特點是。（3）圖中③是進行細胞培養(yǎng)，目的是（4）經③的培養(yǎng)后,還需要進行和__________，經多次篩選，即可獲得數量足夠多的能分泌所需抗體的細胞。(5）破傷風桿菌的抗體最終可從和中提取。（6）該方案的目的是制備點撥五、胚胎移植和胚胎分割胚胎移植過程中兩次用到，第一次是對受、供體進行處理，第二次用于對供體進行，所以兩次作用不一樣。胚胎分割時一定要選，操作時要對進行均等分割,以免影響分割后。例5:下圖是利用現代生物工程技術治療遺傳性糖尿病（基因缺陷導致胰島B細胞不能正常合成胰島素）的過程設計圖解，請據圖回答：（1)圖中①、②所示的結構分別是、。（2）圖中③、④所示的生物工程技術分別是、。此外圖示過程還應用了哪些生物工程技術？。（至少一種）(3）過程③通常用去核卵細胞作受體細胞的原因除了它體積大、易操作外，還因為。（4）過程④通常用②做受體細胞的原因是。（5)過程④的完成需要用到的基因操作工具有。（6）圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點是。點撥六、DNA的提取與鑒定例6：在采用雞血為材料對DNA進行粗提取的實驗中，若需進一步提取雜質較少的DNA，可以依據的原理是（）A、在物質的量濃度為0.14mol/L的氯化鈉溶液中DNA的溶解度最小B、DNA遇二苯胺在沸水浴的條件下會染成藍色C、DNA不溶于酒精而細胞中的一些物質易溶于酒精D、質量濃度為0。1g/mL的檸檬酸鈉溶液具有抗凝血作用【課后延伸訓練】1:下圖是關于“DNA的粗提取與鑒定”的實驗請回答：（1)實驗材料選用雞血細胞液，而不用雞全血，主要原因是雞血細胞液中含有較高含量的.(2）在圖中A所示的實驗步驟中加蒸餾水的目的是。通過圖中B所示的步驟取得濾液，再在溶液中加入2mol/LNaCl溶液的目的是;圖中C所示實驗步驟中加蒸餾水的目的是.2．下圖為利用生物技術獲得生物新品種的過程,據圖回答：(1）在基因工程中，A表示，B表示.（2）如果直接從蘇云金桿菌中獲得抗蟲基因，①過程和A→B過程共同使用的酶是,另外A→B過程還必需用酶,兩者的作用部位是。（3）B→C為轉基因綿羊的培育過程，其中④用到的生物技術主要有動物細胞培養(yǎng)和。（4）若使用棉花的體細胞為受體細胞，⑤表示的生物技術是.要確定目的基因（抗蟲基因）導入受體細胞后，是否能穩(wěn)定遺傳并表達,需進行檢測和鑒定工作，請寫出在個體水平上的鑒定過程:。3、以下是科學家采用不同方法培育良種牛的過程，a~h為操作過程，請據圖回答有關問題：aab公牛良種奶牛牛精子激素處理卵細胞受精卵外源基因轉基因牛Dh母牛子宮A、B牛C牛cdefg①②③（1）“試管?！奔夹g的操作流程是(填字母）。（2）圖中數字標號代表的結構名稱是①②③（3）d操作的名稱是，受體子宮內胚胎發(fā)育的賽程中，細胞不斷分裂,其分裂方式為。(4)圖中用到的激素是，過程h常用的方法是。4、請材料回答下列問題。B淋巴細胞aB淋巴細胞a①b②③C分離純化的單克隆抗體越來越重要的作用。英國科學家米爾斯坦和柯勒設計了一個用被免疫的B淋巴細胞制備單克隆抗體的實驗,圖示其實驗流程,請回答.（1)a是，b是①過程是，②表示在上進行培養(yǎng)。③過程包括體外培養(yǎng)和。（2)制備單克隆抗體時，選擇B淋巴細胞的原因是。（3）如何判斷經過②后的細胞就是雜交細胞.（4)單克隆抗體的主要優(yōu)點。（5)制備單克隆抗體要經過兩次篩選，發(fā)生在和過程中。雌性奶牛胚胎細胞雌性奶牛胚胎細胞人體血清蛋白基因基因導入重組細胞1重組細胞1的核去核牛卵細胞重組細胞2早期胚胎母牛1子宮母牛2子宮母牛3子宮小牛1小牛2小牛3發(fā)展與應用使利用動物生產人的血清蛋白成為可能，如圖是上海某研究所培育生產出血清蛋白奶牛的流程。根據右圖回答:（1）雌性奶牛胚胎細胞是(）A、雌性奶牛產生的卵細胞B、雌性奶牛產生的受精卵C、能發(fā)育成雌性奶牛的受精卵D、從奶牛胚胎上取出的細胞，這個奶牛胚胎將發(fā)育成雌性奶牛（2）此操作流程涉及的現代生物技術有動物細胞培養(yǎng)、基因工程技術、、和.（3)將人的血清蛋白基因導入奶牛胚胎受體細胞時，常用的方法是;選擇早期胚胎細胞作為外源基因受體的原因是。（4)重組細胞1的特點是。（5）重組細胞2的特點是。（6)小牛1、2、3的性別是性,性狀.6、經過一個世紀的發(fā)展，植物細胞工程技術解決了人類生存的關鍵問題（糧食問題）,為人類創(chuàng)造了巨大的財富。圖示植物組織培養(yǎng)的部分過程。離體的器官、組織或細胞離體的器官、組織或細胞A①②植物體(1）植物組織培養(yǎng)中常用的兩種植物激素是和。（2）①過程是，②過程是，A是。(3）目前，蘭花、香蕉等植物的生產都是通過微型繁殖技術來提供試管苗，其優(yōu)點是.采用微型繁殖所用的材料最好是該植物的細胞；因為該處的細胞進行組織培養(yǎng)，再生的植物就有可能。①②③④⑤⑥⑦—①②③④⑤⑥⑦—珠蛋白基因DNA單鏈mRNA據圖回答：(1）上述分子雜交的原理是；細胞中-珠蛋白基因編碼區(qū)不能翻譯的序列是（填寫圖中序號）。（2）細胞中-珠蛋白基因開始轉錄時，能識別和結合①中調控序列的酶是。（3）若一個卵原細胞的一條染色體上,-珠基因編碼區(qū)中一個A替換成T，則由該卵細胞產生的卵細胞攜帶該突變基因的概率是。（4)上述突變基因的兩個攜帶者婚配，其后代中含該突變基因的概率是.8、科學家通過基因工程,成功培育出能抗棉鈴蟲的棉花植株——抗蟲棉,其過程大致如下圖所示:（1）上述過程中，將目的基因導入棉花細胞內使用的方法是，這種導入方法較經濟、有效。目的基因能否在棉株體內穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性的關鍵是目的基因是否插入到受體細胞染色體DNA上，這需要通過檢測才能知識,檢測采用的最好方法是。（2）導入植株細胞的目的基因成功表達的標志是什么？（3)利用基因工程技術培育抗蟲棉，相比誘變育種和雜交育種方法，具有目的性強和等突出的優(yōu)點。(4）簡述制備重組質粒的主要過程。答案【自我測試】1—5、ADCDD6、（1)質粒同一種限制酶和DNA連接酶DNA分子的不同基因之間具有相對獨立性（基因是控制生物性狀的結構和功能的基本單位）（2）將效應T淋巴細胞與小鼠的瘤細胞在體外融合,篩選出既能產生干擾素又能無限增殖的雜交瘤細胞，然后在適宜條件下進行細胞培養(yǎng)。7．（1）基因工程核移植胚胎移植胚胎分割動物細胞的培養(yǎng)（2)相同這些個體都是由同一個重組細胞發(fā)育成的不完全相同小羊a細胞質中的遺傳物質來自羊O，生物體部分性狀屬于細胞質遺傳（3）不會線粒體中的基因一般通過細胞質傳遞給后代，小羊a的細胞質主要來自于羊D（4）不能因為高度分化的動物體細胞的全能性受到限制，由羊體細胞和牛體細胞融合得到的雜交細胞不能正常發(fā)育成為完整個體，即使得到一個個體也不能成為一個新物種,因為它不能正常生殖（具有開放性，其他合理答案也可)(5)就目前情形看,克隆技術還不夠成熟，還有許多問題需要探討，克隆人除了會帶來社會、倫理、法律等方面的問題外,還可能帶來克隆個體生命質量的問題，這也是對克隆人的不負責任.8、（1）細胞的全能性（2）內細胞團有絲分裂（3)細胞核移植（4）用于研究細胞分化和細胞凋亡的機理；用于器官移植等【點撥提升】點撥一能識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵同一種A點撥二無菌和人工控制條件離體脫分化愈傷組織再分化叢芽單倍體分生區(qū)例2、（1）離體的植物器官、組織或細胞植物細胞的全能性(2)愈傷組織細胞排列疏松、高度液泡化、無定形狀態(tài)（3）③（4）單倍體植株單倍體育種（5）綠色含有表達葉綠體的基因點撥三1、為使核移植的胚胎或動物的遺傳物質全部來自有重要利用價值的動物提供的體細胞,在供體細胞的細胞核移至受體細胞之前，必須將受體細胞的遺傳物質去掉或將其破壞。2、克隆動物絕大部分DNA來自于供體細胞核，但其核外還有少量的DNA，即線粒體中的DNA是來自于受體卵細胞。所以克隆動物不是供核動物的完全復制,但核物質全部來自供核體細胞,基因型和性別也與供核個體完全相同。例3、D點撥四第一次篩選是將雜交瘤細胞通過選擇培養(yǎng)基的辦法篩選出來,淘汰未融