高中生物选修三核心知识

高中生物选修三核心知识（一）考点一：基因工程1．基因工程的基本工具2．基因工程的基本操作程序(填空)(1)目的基因的获取途径：(2)基因表达载体的构建——重组质粒的构建：①表达载体的组成：目的基因＋＋＋标记基因＋复制原点。②启动子和终止子：启动子是结合位点，启动转录；终止子是的位点。(3)将目的基因导入受体细胞：(4)目的基因的检测与鉴定：①导入检测：技术(使用DNA探针)。②表达检测eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(转录检测：分子杂交技术检测,翻译检测：用相应的抗体进行,))③个体生物学水平鉴定：如对转基因作物进行等接种实验。3．蛋白质工程1、易错判断(1)启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用()(2)携带链霉素抗性基因受体菌的筛选必须通过分子检测()(3)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是依据P1氨基酸序列设计多条模拟()(4)重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接 ()(5)每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 ()2．为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将从陆地棉基因库中获取的酶D基因与位于拟南芥叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得转基因油菜品种。酶D基因、转运肽基因所含三种限制酶(ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ)的切点如图所示。请回答下列问题：(1)用限制酶________和________酶处理两个基因后，可得到A、D端相连的目的基因。(2)将上述目的基因插入如图所示质粒的_______中，构建______，然后将其导入农杆菌中。(3)利用______________法将目的基因导入油菜叶片中，并通过筛选获得转基因油菜细胞，通过_______技术可培育成转基因油菜植株。(4)用_________法可检测转基因油菜的染色体DNA上是否插入了目的基因，用______法可检测转基因油菜植株中的目的基因是否翻译成蛋白质。3．金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题：(1)从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA，通过________获得________用于PCR扩增。(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2)，为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的____________位点。设计引物时需要避免引物之间形成_____________，而造成引物自连。(3)图中步骤1代表________，步骤2代表退火(复性)，步骤3代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。(4)PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏____________的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但________的引物需要设定更高的退火温度。(5)如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有_____(填序号：①升高退火温度②降低退火温度③重新设计引物)。考点二、克隆技术1．植物细胞工程的基本技术2．动物细胞培养3．动物细胞核移植技术4．动物细胞融合与单克隆抗体(1)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物组织培养 ()(2)细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行()(3)去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理 ()(4)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞 ()(5)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体体现了细胞的全能性 ()(6)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体 ()2．研究小组用土壤农杆菌与陆地棉叶肉细胞原生质体共同培养获得了转基因陆地棉，过程如下。请回答下列问题：(1)图a表示从已经消毒的叶片中剪取部分植物组织细胞，图b表示制备原生质体，培养皿中要加纤维素酶和果胶酶，其原因是______________。(2)图c表示用培养基培养原生质体，培养基中加入了适宜浓度的蔗糖，其主要作用是_____________________和__________________。培养一段时间后，将其与土壤农杆菌混合培养，使重组Ti质粒进入________________，重组Ti质粒上___________段携带了目的基因，可以整合到植物细胞的_________________上。然后通过离心(图d)的方法，除去多余的土壤农杆菌。(3)图e表示将原生质体培养成愈伤组织，然后将其转移到含有一定抗生素的培养基中进行培养(图f)，抗生素的作用是____________________。(4)将愈伤组织转移培养基继续培养(图g)，同时注意调整植物生长调节剂的种类和含量，其原因是_______________，最终获得完整的植株(图h)。3．科学家将某些诱导基因转入小鼠的纤维母细胞中成功获取诱导干细胞，这类细胞经诱导可分化为肝细胞、神经细胞、上皮细胞等，同时诱导干细胞也为单克隆抗体的制备提供了一条新思路，具体过程如图所示。请回答下列相关问题：(1)与纤维母细胞相比，诱导干细胞分化程度________。过程②的实质是________。在培养诱导干细胞时需要无菌、无毒的环境，通常需要在培养液中添加一定量的_______，以防培养过程中的污染；同时为了满足营养需求，在人工配制的合成培养基中通常需要加入______等一些天然成分。细胞培养所需要的气体主要是氧气和二氧化碳，二氧化碳的作用是________。(2)图中的Y细胞通常从小鼠的________(填器官名称)中抽取。③过程如果采用化学试剂诱导融合，则该化学试剂通常是______________。只考虑细胞两两融合，Z细胞的类型有________种，如果Z细胞为X细胞和Y细胞融合后的杂种细胞，则Z细胞的特点是__________________。与传统抗体相比，单克隆抗体的优点是_____________________。4．(2014·全国卷Ⅰ)某研究者用抗原(A)分别免疫3只同种小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如图所示。若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的B淋巴细胞(染色体数目40条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目60条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗A抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题：(1)制备融合所需的B淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16000以上，则小鼠最少需要经过________次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的X、Y、Z这3只免疫小鼠中，最适合用于制备B淋巴细胞的是________小鼠，理由是_______________________________。(2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有_________________，体系中出现多种类型细胞的原因是________________________。(3)杂交瘤细胞中有______个细胞核。(4)未融合的B淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是____________________。4．为培育出含β-胡萝卜素的“黄金大米”，科研人员提出以下两套培育方案。请分析回答下列问题：(1)甲方案中，β-胡萝卜素基因能在玉米和水稻体内出现相同表达结果的原因是______________________。若研究人员已知β-胡萝卜素基因序列，可采用______________方法获得β-胡萝卜素基因。②过程中可用____________技术检测水稻体细胞DNA上是否插入了β-胡萝卜素基因。(2)通过⑤获得“黄金大米”幼苗需要______________两个过程，依据的原理是________________。在培养过程中，除了在培养基中添加营养物质外，还需要添加_________________。(3)与传统育种方法相比，甲、乙两套方案共同的优点是___________。选修三（二）考点三胚胎工程1．了解早期胚胎发育过程2．理清胚胎工程各技术间的关系3．把握胚胎移植成功的四个基础(1)发情排卵后，在一段时间内，供、受体生殖器官的生理变化相同，能为胚胎的生长发育提供相同的生理环境。(2)早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，为胚胎收集提供了可能。(3)受体对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，为胚胎的存活提供了可能。(4)胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受影响。4．熟记胚胎工程的操作流程(1)胚胎移植过程中两次使用激素，第一次常用孕激素对受、供体进行同期发情处理；第二次用促性腺激素对供体进行超数排卵处理。(2)胚胎移植过程中的两次检查：第一次对收集的胚胎进行检查；第二次对受体母畜是否妊娠进行检查。(3)胚胎移植是有性生殖还是无性生殖，取决于胚胎是由受精卵形成的，还是由核移植技术形成的重组细胞发育而成或胚胎分割形成的。(1)早期胚胎的培养液中含维生素、激素等多种能源物质(×)(2)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其同期发情(×)(3)卵裂球细胞的总体积随分裂次数增加而不断增大(×)(4)早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清(√)(5)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎(√)(6)胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点(×)2．我国科技人员历经多年，成功培育出一批人乳铁蛋白转基因奶牛，其牛奶中的重组人乳铁蛋白含量显着提高，转基因奶牛培育过程如图所示，据图回答下列问题：(1)转基因过程用到的工具酶有____________________________________________；含目的基因的载体除包括目的基因外，还必须有___________及标记基因等；方法C是___________技术。(2)精子体外获能通常采用培养法和____________两种方法。(3)图中的A和B分别表示________________________过程，A中的培养液除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、____________等营养成分，以及血清等物质。(4)如果想同时获得更多的相同子代，可采用__________技术，若对囊胚操作，应注意________________________。考点四生物技术的安全性和伦理问题1．对转基因生物安全性的争论在食物安全、生物安全、环境安全三个方面存在激烈的争论。2．治疗性克隆和生殖性克隆的区别和联系类型项目治疗性克隆生殖性克隆区别目的从胚胎中取出干细胞用于医学研究和治疗用于生育，获得人的复制品水平水平个体水平联系都属于；产生新个体或新组织，遗传信息相同(1)转基因生物即使扩散到种植区之外也不会造成“基因污染”(×)(2)转基因生物不改变生物原有的分类地位，但可减少农药使用、保护农田土壤环境(√)(3)我国禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆(√)(4)设计试管婴儿不需对胚胎进行基因检测(×)(5)转基因作物的种植应与传统农业种植区隔离(√)(6)种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性(√)2．转基因技术、生化武器、生物技术的安全性和伦理等问题成了人们热烈讨论的课题，请回答下列问题：(1)转基因食品是将含有________的生物及其产生的产品制成的食品。生产转基因食品首先要培育转基因生物。若培育转基因动物最好以________作为目的基因表达载体的受体细胞。植物可以对体细胞和生殖细胞进行培养直接产生试管植株，但动物的体细胞不能直接培养成动物新个体的原因是__________________________；克隆羊多利(Dolly)培育成功说明________________具有全能性。在培育转入胰岛素基因酵母菌过程中，若用反转录法获取目的基因，则提供RNA的供体细胞为______________(填“胰岛A细胞”“胰岛B细胞”“受精卵”或“干细胞”)。人们对转基因食品可能带给人类健康和环境方面的风险忧心忡忡，因为转基因生物存在______________，如生物入侵破坏原来的生态平衡、过敏反应、抗生素抗性、疾病流行、使人不育等。(3)中国政府对克隆人持反对态度，但认可对早期胚胎培养用于科学研究。用于人体细胞培养的培养基属于液体培养基，不使用固体培养基的原因之一是动物细胞存在________抑制。这种液体培养基一定要添加动物的________；细胞培养需要在95%的空气和5%的二氧化碳混合气体培养箱中进行，其中5%的二氧化碳的作用是____________。考点五生态工程1．理清生态工程的原理和实例2．把握生态工程实例与原理的对应生态工程实例生态工程原理无废弃物农业遵循物质循环再生原理在人工林中增加植被层次遵循物种多样性原理太湖水体富营养化引起大面积水华违反协调与平衡原理前面造林，后面砍树违反整体性原理(1)单一人工林比天然混合林稳定性低，易爆发虫害——协调与平衡原理(×)(2)草原确定合理载畜量，不能过度放牧——协调与平衡原理(√)(3)引种考虑适应环境——物种多样性原理(×)(4)林业生态工程建设，既考虑种树又考虑生活问题——整体性原理(√)(5)要实现人与自然的和谐发展，通过生物技术手段，转化淀粉生产可再生能源是最合理的(×)2．请据图分析回答下列问题：(1)图甲为窦店村综合发展生态工程示意图，该工程主要运用了哪些生态工程的基本原理？______________________________________________________(至少答两项)。此生态系统中的生产者有____________，生命活动所需的能量归根到底来自________。燃烧沼气为鸡舍增加照明时间，可以增加产蛋量，这属于________信息传递。(2)图乙为矿区废弃地的生态恢复工程流程图，该恢复工程中，①②是指通过____________措施，制造__________和压实。该生态工程所遵循的主要原理是______________________________________________。(3)澳大利亚的大堡礁，生物多样性非常高，珊瑚虫和藻类组成了高效的植物—动物营养循环，因此珊瑚礁能够保持很高的系统生产力。此生态系统体现了哪些生态工程的基本原理？_________________________________。1．(2015·山东高考)治疗性克隆对解决供体器官缺乏和器官移植后免疫排斥反应具有重要意义。流程如下：(1)过程①采用的是细胞工程中的____________技术，过程②采用的是胚胎工程中的______________技术。(2)体细胞进行体外培养时，所需气体主要有O2和CO2，其中CO2的作用是维持培养液的________。(3)如果克隆过程中需进行基因改造，在构建基因表达载体时必须使用________和________两种工具酶。基因表达载体上除目的基因外，还需有________基因，以便选出成功导入基因表达载体的细胞。(4)胚胎干细胞可以来自于囊胚中的________。在一定条件下，胚胎干细胞可以分化形成不同的组织器官。若将图中获得的组织器官移植给个体________(填“A”或“B”)，则不会发生免疫排斥反应。解析：(1)过程①表示细胞核与去核卵母细胞结合，即核移植技术；过程②表示早期胚胎培养技术。(2)体细胞进行体外培养时，CO2的主要作用是维持培养液的pH(或酸碱度)。(3)构建基因表达载体时需要限制酶和DNA连接酶两种工具酶；基因表达载体上的标记基因的作用是便于筛选出成功导入基因表达载体的细胞。(4)囊胚的内细胞团细胞具有发育的全能性，属于胚胎干细胞。在图示过程中，个体B提供的是细胞核，分化形成的组织器官的性状主要是由来自B的遗传物质决定的，因此体外培养获得的组织器官移入个体B不会发生免疫排斥反应。答案：(1)(体细胞)核移植(早期)胚胎培养(2)pH(或：酸碱度)(3)限制性(核酸)内切酶(或：限制酶)DNA连接酶(注：两空可颠倒)标记(4)内细胞团B2．(2015·安徽高考)科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如下图。(1)由过程①获得的A为________________________。(2)在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是_____________________________________________。受体应选用________期卵母细胞。(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生________________，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)分析图示可知，过程①构建的A为含目的基因的表达载体。(2)核移植以前，必须去掉受体卵母细胞的核，目的是保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞。受体应该选用处于减数第二次分裂中期(MⅡ期)的卵母细胞。(3)在进行胚胎移植时，受体即代孕母羊对移入子宫的外来胚胎基本上不会发生免疫排斥反应。(4)转基因体细胞克隆产生的重组细胞具有全能性，培养产生的含目的基因的成纤维细胞可进行传代培养，因此理论上可获得无限个转基因绵羊。答案：(1)含目的基因的表达载体(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞MⅡ(3)免疫排斥反应(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养3．为了提高牛奶产量、增加经济效益，某农场应用现代生物技术培育高产奶牛，流程如图。请据图回答下列问题：(1)在过程①之前，需要对供体和受体母牛进行________________处理；供体良种公牛的精子需获能后才能完成受精作用，若在体外可将精子放在一定浓度的________溶液中使精子获能。(2)受精时，精子需顶体内________协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。卵子受精的标志是在透明带和卵细胞膜间隙观察到________。(3)②过程的名称是________，完成②过程后需对胚胎进行质量检查，这时的胚胎应发育到______________阶段。(4)③过程用到的胚胎工程技术是______________，它在胚胎工程中的意义在于____________________________。解析：(1)对供体和受体母畜需要进行同期发情处理，使两者处于相同的生理状态，以顺利完成胚胎移植和胚胎发育过程。精子可放在获能液中处理使精子获能，常用获能液为肝素或钙离子载体A23187。(2)受精时，精子的顶体释放顶体酶发生顶体反应，从而使精子打开进入卵细胞的通道。卵细胞受精的标志是在卵细胞的透明带和卵细胞膜间隙观察到两个极体。(3)②是冲卵，胚胎移植一般选择处于桑椹胚或囊胚时期的胚胎进行移植，此时的细胞还未分化或分化程度较低。(4)③过程常用胚胎移植技术，胚胎移植充分发挥了优良的雌性个体的繁殖潜能。答案：(1)同期发情肝素(或钙离子载体A23187)(2)顶体酶两个极体(3)冲卵桑椹胚或囊胚(4)胚胎移植充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力4．“无废弃农业”是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。如图是无废弃农业中对有机废弃物进行处理的几种方案，请回答问题：(1)生态工程是指人类应用____________等学科的基本原理，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行____________，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。(2)“无废弃农业”遵循的生态学原理主要是__________原理。施用有机肥料有利于提高农作物的产量，原因是土壤微生物分解有机肥料所产生的__________________使农作物的光合作用强度得到提高。(3)从资源化、无害化角度分析，途径②、③优于④的原因是通过________________有机废弃物中的物质，既充分利用有机物中的能量、又减少____________。(4)少量有机废弃物排入河流，不会使河流中的生物种类和数量发生明显变化，这说明生态系统具有__________能力。(5)焚烧塑料垃圾所产生的二英会诱发__________________基因突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。(6)能降解塑料的微生物属于生态系统的____________(成分)。若利用DNA重组技术将降解塑料的基因导入某些土壤微生物(如：根瘤菌)中，则土壤中的塑料有望得到较快降解，该技术的核心是__________________。解析：(1)生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理，通过系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复和重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展。(2)(3)无废弃物农业是我国传统农业特色，它遵循物质循环再生及能量多级利用的原则。有机肥料经过土壤微生物的分解作用，产生CO2及Na＋、K＋等无机盐离子，从而供植物光合作用利用。(4)生态系统在受到外界干扰时，依靠自我调节能力来维持自身的相对稳定。(5)细胞发生癌变是在致癌因子的作用下，细胞中的原癌基因和抑癌基因发生突变的结果。(6)基因表达载体的构建是基因工程的核心。答