专题16 现代生物科技专题

专题16 现代生物科技专题【浏览知识网络——胸怀全局】第2页共28页【高考考情分析——知己知彼】考纲要求考纲要求基因工程的诞生基因工程的原理及技术基因工程的应用蛋白质工程植物的组织培养动物的细胞培养与体细胞克隆细胞融合与单克隆抗体动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础胚胎干细胞的移植胚胎工程的应用转基因生物的安全性生物武器对人类的威胁（3）生物技术中的伦理问题第3页共28页简述生态工程的原理生态工程的实例考情分析高频考点基因工程的操作步骤基因工程和蛋白质工程的区别植物组织培养的过程和植物体细胞杂交的过程单克隆抗体制备核移植和试管动物技术胚胎干细胞的特点和应用生态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、操作过程以及应用；细胞工程主要考查植物组织培养、植物体细胞杂交技术、动物细胞培养、核移植技术、动物细胞融合以及单克隆抗体制备；胚胎工程主要考查体内受精和胚胎发育、体外受精和早期胚胎培养以及胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞的知识；生态工程主要考查原理以及相应的应用，主要与新农村建设、生态农业等相联系。命题角度常见化合物的化学组成、常见化合物的鉴定方法、蛋白质的形成、糖类和脂质的种类及作用、DNA和RNA的基本组成单位及DNA多样性形成的原因。常见题型选择题、综合题备考建议注意构建完整的知识体系，借助知识框架，理解并掌握各种基本概念备考建议注意构建完整的知识体系，借助知识框架，理解并掌握各种基本概念和基本原理；借助基本步骤流程图、过程示意图，熟练掌握各种现代生物技术的操作流程，突破重点和难点。材料乙：T溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T溶菌酶的基因进行改造，使其4 4第4页共28页表达的T溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之4间形成了一个二硫键，提高了T溶菌酶的耐热性。4回答下列问题：材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用法构建基因表达载体常用的工具酶在培育转基因植物是常用农杆菌转化发，农杆菌的作用。材料乙属工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础通过基因修饰或基因合成进行改造或制造制造一技术在该实例中引起T溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链序4列发生了改变。【攻略技巧】列表比较基因工程和蛋白质工程的区别。项目项目蛋白质工程基因工程预期蛋白质功能→设计预期的获取目的基因→构建基因表达过蛋白质结构→推测应有的氨基酸载体→将目的基因导入受体细胞程序列→找到对应的脱氧核苷酸序→目的基因的检测与鉴定列区定向改造生物的遗传特性，以别实定向改造或生产人类所需蛋白获得人类所需的生物类型或生物质质产品结一般是生产自然界已有的蛋白生产自然界没有的蛋白质果 质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程；对第5页共28页现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现攻略二巧用图解分析植物组织培养过程【例2013·据图回答下列问题：过程①所需的酶。过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的 存在，这一特可作为初步筛选杂种细胞的标志。原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是 。原生质体经再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株植株的根尖，通染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比染色体的形态和数目。【解析】（1）过程①表示原生质体的制备，要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁。（2）用于融第6页共28页【攻略技巧】可利用植物组织培养的过程图来分析。攻略三巧用流程图理解单克隆抗体制备过程例3【2013重庆】下图是单克隆抗体制备流程的简明示意图。下列有关叙述，正的是（ ）A．①是从已免疫的小鼠脾脏中获得的效应T淋巴细胞B．②中使用胰蛋白酶有利于杂交瘤细胞的形成C．③同时具有脾脏细胞和鼠骨髓瘤细胞的特性D．④是经筛选培养获得的能分泌特异性抗体的细胞群第7页共28页B攻略四理解胚胎干细胞的特点和意义例·ft继而利用iPS从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为 ，培养的细胞贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称。图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得该过程称也可灰鼠体内取出卵子，通后进行早期胚胎培养获得。图中重组囊胚通过 技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用第8页共28页方法保存。小鼠胚胎干细胞可由囊胚分离培养获得iPS与ES细胞样具有发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定后用于疾病的细胞治疗。【攻略技巧】胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，在形态上，【名校试题演练——决胜2014】1．（2014届湖南长沙重点中学高三第六次月考生物卷分)慢性病人常出现白蛋白值偏低的状况（比如慢性肝病、慢性肾病、肿瘤等，缺乏白蛋白人就容易出现浮肿。人100ml3．8～4．8ft奶ft备药用白蛋白的流程图：要实现①超数排卵应在崂ft奶ft羊A发情周期的某一阶段处理然后在恰当时期采集卵子通过②采集的精子不能直接使成熟的卵子受精要对精子进行获第9页共28页处理对羊的精子常用化学诱导法即用一定浓度诱导精子能。若我们已知白蛋白基因的碱基序列，一般采获取目的基因。要使的白蛋白基因在奶ft羊乳腺细胞中特异性表达，完整的基因表达载体要包括目的基因、标记基因等部分。过程④需将重组质粒方法注入受精卵的雄原核内，在显镜下判断是否完成受精作用的标志。对移植前的胚胎进行性别鉴定时，宜取囊胚期细胞进行鉴定，般采用SRY-PCR方法，选择出现阴性反应（性别）胚胎进行移植。为了使胚胎移植能成功，需要对代孕奶ft羊C进处理使之与供体的生理状况保持相同。）如图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病（基因缺陷导致胰岛B细胞不能正常合成胰岛素）请据图回答：第10页共28页图中所涉及的现代生物技术等（写3个）图中①结构表；选（时期）的卵母细胞核后作为受体细胞构建重组细胞A。②所示的细胞。将健康胰岛B细胞基因导入②之前要构，这是基因工程的核心除含目的基因外，还必须含等。重组细胞B在一定的细胞分化诱导剂作用下，可以定向分化形成具有正常胰岛B细胞功能的胰岛样细胞其根本原因培养重组细胞B的培养液中营成分包（至少写两种。图示方法与一般的异体移植相比最大的优点。第11页共28页3．（2014届ft东潍坊高三上期期末考试生物卷）（10分）下图表示构建转人抗体基因小鼠生产人源性单克隆抗体的流程。请据图回答问题：(1)图示过程涉及的生物技术、 、 。(2)①过程使用的工具酶；构建的基因表达载体除含有第12页共28页抗体基因、标记基因外，还应具。向转基因小鼠注射特定的抗原后从小鼠中提取B淋巴细胞过程通常用 诱导。细胞X是 ．体外培养细胞X所用的培养液必须添加 等天然成分，培养过程中会产生接触抑制吗？【答案（1）转基因技术 动物细胞培养 动物细胞融合 （2）限制酶DNA连酶 启动子、2）问题，请回答：胚胎工程是对动物＿＿＿＿或＿＿＿＿工程任何一项技术获得的胚胎，都必须通过＿＿＿＿给受体才能获得后代。哺乳动物的体外受精主要包括＿＿＿＿、＿＿＿＿充分发挥优良母畜的繁殖潜能，可给供体注射＿＿＿＿，使其排出更多的卵子。卵子需要发育到＿＿＿＿时期，才具备受精能力。此时的卵子＿＿＿＿（能、不第13页共28页能）与直接取自附睾尾部的精子受精，原因是＿＿＿＿。精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入＿＿＿＿况和受精卵的发育能力。2）相关问题，请回答：通过花药培养产生花粉植株一般有两种途径：一种是花粉通过＿＿＿＿通常选择＿＿＿＿的花蕾作为实验材料，对华药取样后用＿＿＿＿检发现大多数的花粉含有两个核，该时期花药＿＿＿＿（适宜、不适宜）进行接种。＿＿＿＿。花药培养在育种上有特殊意义。采用花药培养的方法，可使花药粒发育成＿＿＿＿倍体植株，在经过人工诱导＿＿＿＿，使其能够正常生殖。该育种技术的最大优点是＿＿＿＿。第14页共28页6．（2014届江西赣州六校高三上期期末联考生物卷）（15分）以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，请据图回答下列有关问题：图中对良种奶牛进行处理时用到的激素，①过程必须用酶过程使用的酶③表技术表示基因工程过程；若方法C是最常用的将目的基因导入动物细胞的方法，则方法C。第15页共28页如果转基因牛D的牛奶中含则说明血清蛋白基因在个水平已表达成功，其他细胞中不含血清蛋白的结果。图中A和B分别是指 。图中奶牛的牛粪可以用于生产沼气，沼气工程利用的是生态工程原理。7．（2014届河北邯郸高三上期第二次模拟考试生物卷分）第16页共28页该农业生态系统的能量流动从桑等生产开始，图中属于消费者的物。与传统农业生态系统相比，该农业生态系统更能净化环境，主要原被及时利用。该农业生态系统为何能提高经济效益？实现了物质和能量的多级利用，提，减少。。该生态工程的建设遵循了哪些基本原理、 。态工程与传统工程相比较，具有少消耗、多效益等特点。第17页共28页8．2014届甘肃民乐一中高三12月诊断考试生物卷）电影中度的蜘蛛丝，现实中的基因工程也创造出了“蜘蛛羊为保证实验成功，产生蛛丝蛋白的基因需要基因/cDNA)文库中取，并等调控组件重组在一起，然后与载体相连构建成为表达载体；再通过 等方法，将表达载体导入羊，获得重组细胞。将获得的重组细胞培养成早期胚胎后，移植到经处理的受体母羊子宫内因为我们对细胞所需的营养条件还没有完全研究清楚所以在早期胚胎的培养中往往还需要添若需要一次产生两头转基“蜘蛛羊可将早期胚胎进 处理。若所得到的“蜘蛛羊（第18页共28页学家为判断问题所在，应该的方法，先检，若已确认步成,则应该继续检。）下表中列出了几种限制2一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含、 个游离的磷基团。若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性。12中外源DNASma第19页共28页是 。与只使用EcoRBamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒DNA的优点在于可以防止 。为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加酶。(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为。(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的大肠杆菌突变体然后的培养基中培养以完成目的基因表达的初步检测。(1)02(2)高(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA(4)质粒和含目的）烟草由于受烟草下图是转基因烟草培育过程示意图。第20页共28页请同答：引物I、II是根的脱氧核苷酸序列合成。从理论上推测，该DNA子通过PCR扩增三次，产物中含有引物I的DNA片段所占的比例。过程①表Ti质粒至少需含有一个至多位点，以抗烟草花叶病毒基因插入其中构建基因表达载体。过程②表，需在人工控制条件下，将烟草细胞通过形成愈伤组织，最终形成完整植株。该技术所依据的原理。植物组织培养 脱分化 植物（体）细胞的全能性【解析】试题分析（1DNA根据抗烟草花11．（2014届上海市吴淞中学高三上期第二次月考生物卷）（9分）1997年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中表达成功。请据图回答：第21页共28页首先根据胰岛素的氨基酸序列，推测出原胰岛素mRNA上的碱基序列，再根 原则，用人工方法合成通过这一过程获得基因。图中①从大肠杆菌的细胞中提，过程②须酶切割。图中⑤表示的的过程，图中③表示的分子。④过程表示分子导细胞。若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒对碱)上相应的E—F区域操作过程下图，那么所形成的重组质粒pZHZ2 。第22页共28页12．（2014届天津和平区高三上期期末考试生物卷分）二倍体哺乳动物体细胞不第23页共28页图中③过程通常采用的方法，启动子的作用。单倍体胚胎干细胞取自囊胚和生殖细胞相比单倍体胚胎干细在体外培养的条件下，可。在①过程中，科学家采用两种策略来获得小鼠的孤雄单倍体胚胎，—是将受精后得的合子胚胎的雌原核去除，另—种方法可能。④过程采用的技术手段由此可见单倍体胚胎干细胞能够代精子，使卵细胞成功“受精，支撑小鼠胚胎的全程发育。⑥过程用到的技术，早期胚胎能够在受体内存活的主要生理基础。第24页共28页13．（2014届河北冀州中学高三上期期末考试生物卷）(6分)科学家采用不同方法培育良种牛的过程．请据图回答有关问题：为提高良种奶牛的繁殖能力在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理目的．“转基因牛培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞，主要原。图中③将来发育，c→d过程需对其均等分割的目A、B牛基因型是否相同。在培育良种牛的过程中，都运用了动物细胞培养技术．在动物细胞培养过程中，于对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚因此在使用合成培养基时通常在培养基中加等一些天然成分。第25