2019版高考生物二輪復習 第一部分 專題突破 專題十五 現(xiàn)代生物科技專題課件.ppt

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專題十五現(xiàn)代生物科技專題 最新考綱 1 基因工程的誕生 2 基因工程的原理及技術 含PCR技術 3 基因工程的應用 4 蛋白質(zhì)工程 5 植物的組織培養(yǎng) 6 動物細胞培養(yǎng)與體細胞克隆 7 細胞融合與單克隆抗體 8 動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎 9 胚胎干細胞的移植 10 胚胎工程的應用 11 轉基因生物的安全性 12 生物武器對人類的威脅 13 生物技術中的倫理問題 14 簡述生態(tài)工程的原理 15 生態(tài)工程的實例 16 DNA的粗提取與鑒定 知識串聯(lián)回顧 核心考點突破 知識串聯(lián)回顧思維串聯(lián) 縱橫聯(lián)系 體驗真題 明考向 核心考點突破核心考點 高效突破 核心考點一基因工程 1 2018 全國 卷 38 回答下列問題 1 博耶 H Boyer 和科恩 S Coben 將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導入大腸桿菌細胞中進行了表達 該研究除證明了質(zhì)粒可以作為載體外 還證明了 答出兩點即可 解析 1 將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導入大腸桿菌中 該過程利用的技術是基因工程 該研究除了證明質(zhì)?？勺鳛檩d體外 還證明了體外重組的質(zhì)?？梢赃M入受體細胞 真核生物基因可在原核細胞中表達等 答案 1 體外重組的質(zhì)?？梢赃M入受體細胞 真核生物基因可在原核細胞中表達 2 體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2 參與的方法導入大腸桿菌細胞 而體外重組的噬菌體DNA通常需與組裝成完整噬菌體后 才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導入宿主細胞 在細菌 心肌細胞 葉肉細胞中 可作為重組噬菌體宿主細胞的是 解析 2 重組質(zhì)粒導入大腸桿菌細胞可采用Ca2 參與的轉化方法 體外重組噬菌體要通過將體外重組的噬菌體DNA和外殼蛋白 或噬菌體蛋白 進行組裝獲得 因為噬菌體是專門寄生在細菌中的病毒 所以宿主細胞選用細菌 答案 2 轉化外殼蛋白 或答噬菌體蛋白 細菌 3 真核生物基因 目的基因 在大腸桿菌細胞內(nèi)表達時 表達出的蛋白質(zhì)可能會被降解 為防止蛋白質(zhì)被降解 在實驗中應選用的大腸桿菌作為受體細胞 在蛋白質(zhì)純化的過程中應添加的抑制劑 解析 3 為防止蛋白質(zhì)被降解 在實驗中應選用酶缺陷型的大腸桿菌作為受體細胞 在蛋白質(zhì)純化過程中 為防止目的蛋白質(zhì)被降解 需要添加蛋白酶的抑制劑 答案 3 蛋白酶缺陷型蛋白酶 2 2016 全國 卷 40 圖 a 中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR BamH 和Sau3A 三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點 圖 b 為某種表達載體的示意圖 載體上的EcoR Sau3A 的切點是唯一的 根據(jù)基因工程的有關知識 回答下列問題 1 經(jīng)BamH 酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被酶切后的產(chǎn)物連接 理由是 解析 1 由題圖 a 三種限制酶的識別序列可知 BamH 酶與Sau3A 酶切割目的基因與表達載體后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端 答案 1 Sau3A 兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端 2 若某人利用圖 b 所示的表達載體獲得了甲 乙 丙三種含有目的基因的重組子 如圖 c 所示 這三種重組子中 不能在宿主細胞中表達目的基因產(chǎn)物的有 不能表達的原因是 解析 2 構建基因表達載體時 目的基因應插入在啟動子和終止子之間 甲中目的基因插入在啟動子的上游 丙中目的基因插入在終止子的下游 兩者的目的基因均不能被轉錄 答案 2 甲和丙甲中目的基因插入在啟動子的上游 丙中目的基因插入在終止子的下游 兩者的目的基因均不能被轉錄 3 DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶 常見的有 和 其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是 解析 3 常見的DNA連接酶有E coliDNA連接酶和T4DNA連接酶 其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端 答案 3 E coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶 命題感悟 從近五年高考統(tǒng)計看 基因工程考查頻率明顯多于其他工程 多結合情景考查基因工程特點 工具 操作程序 尤其是基因表達載體構建及目的基因檢測與鑒定 1 熟記基因工程操作程序中的 三 三 三 二 一 1 ?？急赜浀娜N工具 DNA連接酶 2 目的基因 三種獲取方法 從中獲取 基因組文庫 cDNA文庫 利用技術擴增 其實質(zhì)是在體外對目的基因進行大量復制 用PCR儀控制溫度 90 95 55 60 延伸 70 75 通過DNA合成儀用人工合成 用于核苷酸序列已知 且核苷酸數(shù)目較少的基因 利用mRNA反轉錄法合成 要點整合 提素養(yǎng) 限制性核酸內(nèi)切酶 載體 基因文庫 PCR 變性 復性 化學方法 3 將目的基因?qū)胧荏w細胞的 三種類型 導入植物細胞 法 花粉管通道法 基因槍法 導入動物細胞 法 導入受精卵 導入微生物細胞 法 4 目的基因檢測與鑒定的 兩個水平 農(nóng)桿菌轉化 顯微注射 轉化 5 基因工程操作的 一個核心 的構建 2 掌握PCR技術的原理和過程 1 原理 復制 即 基因表達載體 DNA 2 PCR反應過程 單鏈 Taq 3 結果 上述三步反應完成后 一個DNA分子就變成了個DNA分子 隨著重復次數(shù)的增多 DNA分子就以2n的形式增加 3 理解第二代基因工程 蛋白質(zhì)工程的概念和流程 1 概念 修飾 合成 兩 2 基本流程 預期蛋白質(zhì)的 設計預期的蛋白質(zhì)的 推測應有的序列 找到相對應的序列 功能 氨基酸 結構 脫氧核苷酸 素養(yǎng)培優(yōu) 基因工程與蛋白質(zhì)工程的比較 1 2018 山東濟寧模擬 如圖為轉基因抗病毒馬鈴薯培育過程圖 請回答 考向設計 通技法 考向一 圍繞基因工程操作的基本工具及PCR技術考查理解能力 解析 1 PCR反應中溫度呈現(xiàn)周期性變化 其中加熱到90 95 的目的是雙鏈DNA解聚為單鏈 然后冷卻到55 60 使引物與互補DNA鏈結合 繼續(xù)加熱到70 75 目的是在DNA聚合酶作用下進行延伸 PCR技術利用的基本原理是DNA 雙鏈 復制 DNA分子復制時 子鏈的延伸方向由5 到3 方向 應選擇圖中的B E引物對才能擴增目標片段 并加入熱穩(wěn)定DNA聚合 或Taq 酶參與催化 答案 1 使DNA解鏈 或變性 B和E熱穩(wěn)定DNA聚合 或Taq 1 使用PCR技術擴增目標片段時溫度呈現(xiàn)周期性變化 其中加熱到90 95 的目的是 然后冷卻到55 60 使引物與互補DNA鏈結合 繼續(xù)加熱到70 75 開始子鏈的合成 由于子鏈的延伸方向為5 3 因此應選擇圖中的引物 填字母 與模板DNA結合 并加入酶參與催化 2 構建重組質(zhì)粒時 常用兩種不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒 獲得不同的黏性末端 其主要目的是 重組質(zhì)粒上的使轉錄在所需要的地方停下來 解析 2 在構建基因表達載體時 常用兩種不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒 可獲得不同的黏性末端 以防止目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化和反向連接 終止子終止基因的轉錄 答案 2 防止目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化終止子 解析 3 重組細胞經(jīng)過激素的誘導 可以形成具有分生能力的薄壁細胞 進而形成愈傷組織 經(jīng)過再分化形成抗病毒植株 4 在確定目標片段導入植物細胞后 是否賦予了植物抗病毒特性 需要在個體水平上做抗病毒的接種實驗 答案 3 分生能力的薄壁再分化 4 抗病毒接種 或病毒感染 3 重組細胞經(jīng)過激素的誘導 可以形成具有細胞 進而形成愈傷組織 愈傷組織經(jīng)過形成抗病毒植株 4 目標片段導入植物細胞后是否賦予了植物抗病毒特性 需要做 實驗 以確定其是否具有抗病毒特性及抗性程度 2 2018 廣東惠州三調(diào) 抗菌肽是一類由昆蟲產(chǎn)生的多肽 同時具備抗霉菌 廣譜殺菌 抑制病毒 抑殺腫瘤細胞等多重功能 目前已獲得具有轉抗菌肽基因的轉基因動 植物 均具有較高抗病性 1 構建基因表達載體的過程中使用的兩種工具酶是 質(zhì)粒作為常用的運載體 應具備的基本條件有 寫出兩點即可 若重組質(zhì)粒如圖所示 抗菌肽能否正常表達 原因是 解析 1 構建基因表達載體的過程中使用的兩種工具酶是限制酶和DNA連接酶 質(zhì)粒作為常用的運載體 應具備的基本條件有能夠自我復制 具有標記基因 具有一個至多個限制酶切割位點 需具有啟動子和終止子等 圖中所示重組質(zhì)粒目的基因插入在啟動子的上游 無法開始轉錄 所以抗菌肽不能正常表達 答案 1 限制性核酸內(nèi)切酶 限制酶 DNA連接酶能夠自我復制 具有標記基因 具有一個至多個限制酶切割位點 需具有啟動子和終止子等否圖中目的基因插入在啟動子的上游 無法開始轉錄 2 選用抗菌肽PR39基因培育轉基因小鼠時 應將重組質(zhì)粒導入細胞 通過 可直接證明轉基因小鼠對細菌的抵抗力 解析 2 選用抗菌肽PR39基因培育轉基因小鼠時 通常將重組質(zhì)粒導入受精卵細胞 通過人工實施細菌感染實驗 比較轉PR39基因小鼠與野生型小鼠之間的抗菌能力的差異 可直接證明轉基因小鼠對細菌的抵抗力 答案 2 受精卵人工實施細菌感染 比較轉PR39基因小鼠與野生型小鼠之間的抗菌能力差異 3 選用抗菌肽PR39基因培育轉基因植物時 應將重組質(zhì)粒導入其細胞 再通過技術快速繁殖轉基因植物 此過程中 通過調(diào)節(jié) 激素 的配比誘導其脫分化與再分化過程 解析 3 選用抗菌肽PR39基因培育轉基因植物時 可將重組質(zhì)粒導入其體細胞 再通過植物組織培養(yǎng)技術快速繁殖轉基因植物 此過程中 通過調(diào)節(jié)生長素與細胞分裂素的配比誘導其脫分化與再分化過程 答案 3 正常 體植物組織培養(yǎng)生長素與細胞分裂素 3 蘇云金芽孢桿菌產(chǎn)生的Bt毒蛋白在害蟲的消化道內(nèi)能被降解成有毒的多肽 最終造成害蟲死亡 因此Bt基因廣泛用于培育轉基因抗蟲植物 1 培育轉基因抗蟲棉所需的目的基因來自的基因組 再通過PCR技術擴增 PCR反應中先加熱到90 95 然后冷卻到55 60 使引物與互補DNA鏈結合 繼續(xù)加熱到70 75 目的是 解析 1 Bt毒蛋白基因來自蘇云金芽孢桿菌 PCR技術擴增目的基因的步驟包括高溫 90 95 DNA變性解旋 降低溫度 55 60 復性 引物與模板結合 升溫 72 75 DNA子鏈延伸 答案 1 蘇云金芽孢桿菌在DNA聚合酶的作用下進行延伸 2 限制酶主要是從中獲得 其特點是能夠識別DNA分子某種 并在特定位點切割DNA 3 科研人員培育某品種轉基因抗蟲棉的過程中 發(fā)現(xiàn)植株并未表現(xiàn)抗蟲性狀 可能的原因是 解析 2 限制酶主要從原核生物中分離純化出來 其特點是能夠識別某種特定的核苷酸序列 3 轉基因抗蟲棉未表現(xiàn)抗蟲性狀 原因可能是目的基因未成功導入 也可能是導入的目的基因未成功表達 答案 2 原核生物特定的核苷酸序列 3 所轉的基因未成功導入 或?qū)氲幕蛭茨軠蚀_表達 4 在基因表達載體中 目的基因的首端和尾端必須含有 這樣目的基因才能準確表達 解析 4 構建基因表達載體時 目的基因必須插入到載體的啟動子與終止子之間 這樣目的基因才能準確表達 答案 4 啟動子 終止子 4 2018 海南卷 甜蛋白是一種高甜度的特殊蛋白質(zhì) 為了改善黃瓜的品質(zhì) 科學家采用農(nóng)桿菌轉化法將一種甜蛋白基因成功導入黃瓜細胞 得到了轉基因植株 回答下列問題 1 用農(nóng)桿菌感染時 應優(yōu)先選用黃瓜 填 受傷的 或 完好的 葉片與含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌共同培養(yǎng) 選用這種葉片的理由是 解析 1 當植物體受到損傷時 傷口處的細胞會分泌大量的酚類化合物 吸引農(nóng)桿菌移向這些細胞 因此用農(nóng)桿菌感染時 優(yōu)先選用黃瓜受傷的葉片 答案 1 受傷的葉片傷口處的細胞釋放出大量酚類物質(zhì) 可吸引農(nóng)桿菌移向這些細胞 考向二 圍繞基因工程操作的基本程序考查獲取信息能力 2 若在轉基因黃瓜中檢測到這種甜蛋白 則表明該重組質(zhì)粒中 已轉移到植物細胞中且能夠表達 用該轉基因黃瓜的某一植株與一株非轉基因植株雜交 發(fā)現(xiàn)子代中含甜蛋白個體數(shù)與不含甜蛋白個體數(shù)之比為1 1 則說明甜蛋白基因已經(jīng)整合到 填 核基因組 線粒體基因組 或 葉綠體基因組 中 解析 2 若在轉基因黃瓜中檢測到這種甜蛋白 說明目的基因 甜蛋白基因在受體細胞中已經(jīng)完成表達 若甜蛋白基因整合到線粒體基因組或葉綠體基因組中 在遺傳時遵循母系遺傳 不會出現(xiàn)固定的分離比 所以子代中含甜蛋白個體數(shù)與不含甜蛋白個體數(shù)之比為1 1 則說明甜蛋白基因已經(jīng)整合到核基因組 答案 2 甜蛋白基因核基因組 3 假設某種轉基因作物因為受到病毒感染而減產(chǎn) 若要以該轉基因作物為材料獲得脫毒苗 應選用作為外植體進行組織培養(yǎng) 4 通常 基因工程操作主要有4個步驟 即目的基因獲取 重組表達載體的構建 將目的基因?qū)胧荏w細胞 目的基因的檢測與鑒定 因此 基因工程的含義可概括為 解析 3 莖尖細胞中幾乎不含病毒 因此獲得脫毒苗 常選用莖尖作為材料 4 基因工程是指按照人們的愿望 進行嚴格的設計 并通過體外DNA重組和轉基因等技術 賦予生物新的遺傳特性 從而創(chuàng)造出符合人們需要的新生物類型和生物產(chǎn)品 答案 3 莖尖 4 按照人們的愿望進行設計 并通過體外重組和轉基因等技術 賦予生物新的遺傳特性 創(chuàng)造出符合人們需要的新生物類型 5 2018 河南新鄉(xiāng)一模 噬菌體抗體庫技術是指將人的全部抗體基因插入噬菌體的基因組中 然后讓該噬菌體感染大腸桿菌 最終使抗體以融合蛋白的形式表達于噬菌體的表面 形成含有全套抗體譜的噬菌體抗體庫 請回答下列問題 1 人體內(nèi)的抗體是在 細胞名稱 中合成后 以胞吐的方式分泌到內(nèi)環(huán)境中的 解析 1 人體內(nèi)的抗體是在漿細胞中合成后 以胞吐的方式分泌到內(nèi)環(huán)境中 答案 1 漿細胞 2 若要獲取人的抗體基因 可以從細胞中提取相應的RNA 通過逆轉錄過程獲取片段 再合成目的基因 采用PCR技術擴增目的基因的過程中 需要的物質(zhì)除模板鏈 四種脫氧核苷酸外 還需要 解析 2 從人的細胞中提取抗體基因的RNA 通過逆轉錄過程獲取cDNA片段 再合成目的基因 采用PCR技術擴增目的基因的過程中 需要的物質(zhì)除模板鏈 四種脫氧核苷酸外 還需要引物和熱穩(wěn)定性DNA聚合酶 Taq酶 答案 2 cDNA引物和熱穩(wěn)定性DNA聚合酶 Taq酶 3 構建重組DNA分子的目的是 在噬菌體抗體庫的構建過程中 是否需要利用CaCl2處理大腸桿菌以制備感受態(tài)細胞 請寫出原因 解析 3 構建重組DNA分子 基因表達載體 的目的是 使人的抗體基因在大腸桿菌細胞中穩(wěn)定表達 并能傳遞給下一代 由于噬菌體可以侵染大腸桿菌 將重組DNA分子注入到大腸桿菌 因此在噬菌體抗體庫的構建過程中 不需要利用CaCl2處理大腸桿菌以制備感受態(tài)細胞 答案 3 使人的抗體基因在大腸桿菌細胞中穩(wěn)定表達 并能傳遞給下一代不需要 噬菌體可以侵染大腸桿菌 將重組DNA分子注入大腸桿菌 4 檢測大腸桿菌轉錄出的相應RNA時應采用技術 即從原核細胞中提取RNA 以為探針 與RNA雜交 該技術的原理是 解析 4 檢測大腸桿菌轉錄出的相應RNA時應采用分子雜交技術 即從原核細胞中提取RNA 以放射性同位素標記的目的基因 放射性同位素標記的抗體基因 為探針 與RNA雜交 該技術的原理是堿基互補配對 答案 4 分子雜交放射性同位素標記的目的基因 放射性同位素標記的抗體基因 堿基互補配對 6 經(jīng)典高考題 已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì) P 該蛋白質(zhì)是一種轉運蛋白 由305個氨基酸組成 如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸 240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸 改變后的蛋白質(zhì) P1 不但保留P的功能 而且具有了酶的催化活性 回答下列問題 1 從上述資料可知 若要改變蛋白質(zhì)的功能 可以考慮對蛋白質(zhì)的進行改造 解析 1 從題中所述資料可知 將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸 240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸后 該蛋白質(zhì)的功能發(fā)生了改變 此過程是通過對構成蛋白質(zhì)的氨基酸的排列順序進行改造 進而改變了蛋白質(zhì)的結構 從而改變了蛋白質(zhì)的功能 答案 1 氨基酸序列 或結構 其他合理答案也可 考向三 圍繞蛋白質(zhì)工程考查理解能力 2 以P基因序列為基礎 獲得P1基因的途徑有修飾基因或合成基因 所獲得的基因表達時是遵循中心法則的 中心法則的全部內(nèi)容包括 的復制 以及遺傳信息在不同分子之間的流動 即 解析 2 在蛋白質(zhì)工程中 目的基因可以以P基因序列為基礎 對生物體內(nèi)原有P基因進行修飾 也可以通過人工合成法合成新的P1基因 中心法則的內(nèi)容如圖所示 由圖可知 中心法則的全部內(nèi)容包括 DNA以自身為模板進行的復制 DNA通過轉錄將遺傳信息傳遞給RNA 最后RNA通過翻譯將遺傳信息表達成蛋白質(zhì) 在某些病毒中RNA可自我復制 如煙草花葉病毒等 在某些病毒中能以RNA為模板逆轉錄合成DNA 如HIV 這是對中心法則的補充 答案 2 PP1DNA和RNA 或遺傳物質(zhì) DNA RNA RNA DNA RNA 蛋白質(zhì) 或轉錄 逆轉錄 翻譯 3 蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程 其基本途徑是從預期蛋白質(zhì)功能出發(fā) 通過和 進而確定相對應的脫氧核苷酸序列 據(jù)此獲得基因 再經(jīng)表達 純化獲得蛋白質(zhì) 之后還需要對蛋白質(zhì)的生物進行鑒定 解析 3 蛋白質(zhì)工程的基本途徑是預期蛋白質(zhì)功能 設計預期的蛋白質(zhì)結構 推測應有的氨基酸序列 合成DNA 表達出蛋白質(zhì) 經(jīng)過該過程得到的蛋白質(zhì) 需要對其生物功能進行鑒定 以保證其發(fā)揮正常作用 答案 3 設計蛋白質(zhì)的結構推測氨基酸序列功能 7 2018 山東菏澤期末 糖尿病發(fā)病率在我國近30年來增長極為迅速 發(fā)病的年齡大大提前 這與人們不健康的生活方式有關 同時也與患者體內(nèi)胰島素的缺乏有關 生產(chǎn)速效胰島素以及利用轉基因技術實現(xiàn)胰島素的批量生產(chǎn)就成為了目前治療糖尿病的新思路 回答下列有關問題 1 速效胰島素的獲得是科學家將胰島素B鏈的第28與第29個氨基酸調(diào)換順序后實現(xiàn)的 該過程中 需要對 填 胰島素 胰島素基因 或 胰島 進行定向改造 解析 1 速效胰島素是通過蛋白質(zhì)工程獲得的 所以需要對胰島素基因定向改造 答案 1 胰島素基因 2 利用轉基因技術實現(xiàn)胰島素的批量生產(chǎn) 其關鍵操作環(huán)節(jié)是 解析 2 基因工程的核心步驟是構建基因表達載體 答案 2 基因表達載體的構建 3 對于胰島素基因的獲取 一是通過從細胞中提取合成的胰島素mRNA 經(jīng)過過程合成 二是通過分析胰島素的序列 進行人工合成 利用上述兩種方法獲得的基因結構 填 相同 或 不同 解析 3 獲取目的基因 胰島素基因 一是通過從能表達胰島素基因的胰島B細胞中提取合成的胰島素mRNA 經(jīng)過逆轉錄過程合成 二是通過分析胰島素的氨基酸序列 進行人工合成 利用上述兩種方法獲得的基因結構是不同的 因為密碼子具有簡并性 答案 3 胰島B逆轉錄氨基酸不同 4 為了將改造后的分子順利導入大腸桿菌體內(nèi) 一般需要用CaCl2處理大腸桿菌細胞 使之成為細胞 若將重組的DNA導入植物細胞可采用的方法有 寫出兩種 解析 4 受體細胞是大腸桿菌時 為了使目的基因能順利導入大腸桿菌細胞內(nèi) 一般需要用CaCl2處理 目的是增大大腸桿菌的通透性 使其成為感受態(tài)細胞 將重組的DNA導入植物細胞常采用的方法有三種 農(nóng)桿菌轉化法 基因槍法 花粉管通道法 答案 4 感受態(tài)農(nóng)桿菌轉化法 基因槍法 花粉管通道法 易錯提醒 限制酶及其切點分析 1 一般用同一種限制酶切割載體和獲取目的基因 但用單酶切在連接時會出現(xiàn)載體或目的基因自身環(huán)化現(xiàn)象 雙酶切就不會出現(xiàn)此現(xiàn)象 同時雙酶切可以保證目的基因與載體的正確連接 2 不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端 3 一個至多個限制酶切點 作為載體必須具有一個至多個限制酶切點 以便與外源基因連接 4 每種酶有一個切點 每種酶的切點最好只有一個 因為某種限制酶只能識別單一切點 若載體上有一個以上的該酶切點 則切割重組后可能丟失某些片段 若丟失的片段含復制原點區(qū) 則進入受體細胞后便不能自主復制 一個載體若只有某種限制酶的一個切點 則酶切后既能把環(huán)打開接納外源DNA片段 又不會丟失自己的片段 體驗真題 明考向 核心考點二細胞工程 1 2018 全國 卷 38 2018年 細胞 期刊報道 中國科學家率先成功地應用體細胞對非人靈長類動物進行克隆 獲得兩只克隆猴 中中 和 華華 回答下列問題 1 中中 和 華華 的獲得涉及核移植過程 核移植是指 通過核移植方法獲得的克隆猴 與核供體相比 克隆猴體細胞的染色體數(shù)目 填 減半 加倍 或 不變 2 哺乳動物的核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植 胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度 填 大于 或 小于 體細胞核移植 其原因是 解析 1 核移植是指將動物的一個細胞核 移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中 形成重組細胞 重組細胞形成的早期胚胎可移植到受體子宮內(nèi)進一步發(fā)育 最終分娩得到克隆動物 因為染色體在細胞核中 所以與核供體相比 克隆動物體細胞的染色體數(shù)目不變 2 由于動物的胚胎細胞分化程度低 恢復全能性相對容易 而動物的體細胞分化程度高 恢復全能性十分困難 因此 動物體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植 答案 1 將動物的一個細胞核 移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中不變 2 小于胚胎細胞分化程度低 恢復全能性相對容易 3 在哺乳動物核移植的過程中 若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體 通常 所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數(shù)目 填 相同 或 不相同 性染色體組合 填 相同 或 不相同 解析 3 哺乳動物雌雄個體的體細胞中 細胞核內(nèi)常染色體的數(shù)目是相同的 性染色體組合是不同的 若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體 則得到的克隆動物的體細胞中常染色體的數(shù)目相同 性染色體組合不同 答案 3 相同不相同 2 2018 全國 卷 38 某種熒光蛋白 GFP 在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光 這一特性可用于檢測細胞中目的基因的表達 某科研團隊將某種病毒的外殼蛋白 L1 基因連接在GFP基因的5 末端 獲得了L1 GFP融合基因 簡稱為甲 并將其插入質(zhì)粒P0 構建了真核表達載體P1 其部分結構和酶切位點的示意圖如下 圖中E1 E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同 解析 1 由題意可知 L1基因和GFP基因合成了L1 GFP融合基因 簡稱為甲 題圖中顯示了四個酶切位點 當將L1 GFP融合基因插入質(zhì)粒P0時 可用E1和E4限制酶進行酶切 用這兩種酶進行酶切不會破壞甲的完整性 同時能保證甲按照正確的方向與載體連接 答案 1 E1和E4甲的完整甲與載體正確連接 回答下列問題 1 據(jù)圖推斷 該團隊在將甲插入質(zhì)粒P0時 使用了兩種限制酶 這兩種酶是 使用這兩種酶進行酶切是為了保證 也是為了保證 解析 2 若在牛皮膚細胞中觀察到了綠色熒光 則說明L1 GFP融合基因得到表達 即目的基因在受體細胞中通過轉錄和翻譯合成了熒光蛋白 3 為了獲得含有甲的牛 可將含有目的基因的細胞的細胞核移入牛的去核卵母細胞中 然后進行體外培養(yǎng) 胚胎移植等 答案 2 轉錄翻譯 3 細胞核去核卵母細胞 2 將P1轉入體外培養(yǎng)的牛皮膚細胞后 若在該細胞中觀察到了綠色熒光 則說明L1基因在牛的皮膚細胞中完成了和過程 3 為了獲得含有甲的牛 該團隊需要做的工作包括 將能夠產(chǎn)生綠色熒光細胞的移入牛的中 體外培養(yǎng) 胚胎移植等 解析 4 利用PCR技術擴增目的基因 可以檢測目的基因是否存在 PCR擴增的模板是DNA 答案 4 核DNA 4 為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中 某同學用PCR方法進行鑒定 在鑒定時應分別以該牛不同組織細胞中的 填 mRNA 總RNA 或 核DNA 作為PCR模板 命題感悟 對細胞工程的考查頻率僅次于基因工程 考查內(nèi)容多涉及動物細胞培養(yǎng)與融合技術 體細胞核移植技術 常滲透考查胚胎工程技術 單克隆抗體的制備及植物組織培養(yǎng)和體細胞雜交技術 1 熟記植物細胞工程的兩個關鍵點 1 有關植物組織培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)的2個關鍵 要點整合 提素養(yǎng) 固體 植物激素的使用 細胞分裂素比例較高 促進分化 抑制形成 生長素比例較高 促進分化 抑制形成 光照的使用 脫分化階段 填 需要 或 不需要 給予光照 再分化階段 填 需要 或 不需要 給予光照 以利于葉綠素的形成 2 植物體細胞雜交的關鍵 酶解法 用去除細胞壁 促融劑 雜種細胞的形成標志 的形成 培養(yǎng)雜種植株的技術 植物組織培養(yǎng) 芽 根 根 芽 不需要 需要 纖維素酶和果膠酶 聚乙二醇 新細胞壁 2 牢記動物細胞工程三個關鍵點 1 動物細胞培養(yǎng)的特殊條件 營養(yǎng)條件 加入動物等 通入氧氣以滿足代謝的需要 通入二氧化碳以維持培養(yǎng)液的 胰蛋白酶的兩次使用 首先用胰蛋白酶處理動物的器官或組織 以制備單細胞懸液 培養(yǎng)過程中發(fā)生時 同樣要用胰蛋白酶使細胞分散開 避免雜菌污染的措施 培養(yǎng)液及培養(yǎng)用具處理 加入一定量的 定期更換 2 動物體細胞核移植技術的關鍵點 受體細胞 去核的細胞 用去核的卵母細胞作為受體細胞的原因 營養(yǎng)豐富 體積大 易操作 含有刺激細胞核恢復分裂能力的物質(zhì) 血清 血漿 pH 接觸抑制 滅菌 抗生素 培養(yǎng)液 卵母 3 制備單克隆抗體 3種細胞特點不同a B淋巴細胞 能分泌 不能大量增殖 b 骨髓瘤細胞 能大量 不能分泌抗體 c 雜交瘤細胞 既能分泌 又能大量 2輪篩選目的不同a 第1輪 獲得能的雜交細胞 b 第2輪 獲得能分泌的雜交瘤細胞 抗體 抗體 增殖 增殖 分泌抗體 所需特異性抗體 素養(yǎng)培優(yōu) 區(qū)分 克隆 動物與 試管 動物 1 2018 北京北師大實驗中學測試 如圖所示為科學家利用番茄葉細胞和馬鈴薯葉細胞雜交培育 番茄 馬鈴薯 植株的過程 請回答下列問題 1 過程使用了酶 以使植物原生質(zhì)體相互分離 此處使用的溶液濃度較大 以保證植物到細胞會發(fā)生 以保持原生質(zhì)體不被破壞 在動物細胞培養(yǎng)技術中 使細胞分離開來的酶是 考向設計 通技法 考向一 圍繞植物細胞工程考查理解能力 解析 利用植物體細胞雜交技術培育雜種植物細胞 具體過程包括誘導植物細胞融合成雜種細胞和植物組織培養(yǎng)技術培育成雜種植株兩過程 過程 是通過酶解法去除細胞壁獲得原生質(zhì)體 過程 是通過物理或化學方法 如聚乙二醇試劑 誘導原生質(zhì)體融合 過程 是再生細胞壁形成雜種細胞 過程 是脫分化過程形成愈傷組織 過程 是再分化生成完整植株 過程 和 是植物組織培養(yǎng)技術培育完整植株 1 為去壁過程 該過程需要采用酶解法 即使用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁 此處使用的溶液濃度較大 以保證植物細胞會發(fā)生質(zhì)壁分離 以保持原生質(zhì)體不被破壞 在動物細胞培養(yǎng)技術中 用胰蛋白酶或膠原蛋白酶使組織細胞分離開來 答案 1 纖維素酶和果膠質(zhì)壁分離胰蛋白酶 2 過程 在化學藥劑的作用下會發(fā)生植物原生質(zhì)體的融合 動物細胞融合的方法與植物細胞不相同的是 3 過程屬于脫分化 過程屬于再分化 細胞發(fā)生分化的根本原因是 前兩空用圖中的數(shù)字作答 解析 2 是誘導原生質(zhì)體融合的過程 該過程可采用化學方法 聚乙二醇 動物細胞融合的方法與植物細胞不相同的是用滅活的病毒做誘導劑 3 圖中 為脫分化過程 為再分化過程 細胞發(fā)生分化的根本原因是基因的選擇性表達 答案 2 聚乙二醇可以使用滅活的病毒 3 基因的選擇性表達 解析 4 形成雜種細胞后還需要采用植物組織培養(yǎng)技術將其培育成雜種植株 因此圖中過程 為植物組織培養(yǎng)過程 其原理是植物細胞具有全能性 植物組織培養(yǎng)時選用的材料通常是分生組織 原因是分生組織的全能性高 易培養(yǎng)形成愈傷組織 5 植物體細胞雜交的研究在克服了不同生物遠緣雜交不親和的障礙方面 取得了巨大突破 其育種的原理是染色體變異 答案 4 植物組織培養(yǎng)全能性高 易培養(yǎng)形成愈傷組織 5 克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙染色體變異 4 過程 的細胞工程技術是 其培養(yǎng)時選用的材料通常是分生組織 原因是 5 植物體細胞雜交的研究在方面 取得了巨大突破 其育種的原理是 2 2018 湖北武漢二月調(diào)研 為探究某種植物愈傷組織的培養(yǎng)條件 某研究小組配制了含有兩種濃度2 4 D的培養(yǎng)基 然后接種初始質(zhì)量相同的幼苗子葉切塊并分別培養(yǎng)在光照及黑暗條件下 一段時間后 測量愈傷組織的生長量 結果如下圖 回答下列問題 1 在該實驗中 自變量是 進行植物組織培養(yǎng)的實驗 要嚴格控制雜菌污染的原因是 解析 1 從圖示內(nèi)容和題干可知 黑暗和光照處理及兩種濃度的2 4 D培養(yǎng)基 則光照強度和2 4 D濃度均為實驗的自變量 由于微生物繁殖速度快 與植物組織競爭營養(yǎng) 產(chǎn)生大量有毒物質(zhì)殺死植物細胞 故對植物組織培養(yǎng)時 應嚴格控制污染 答案 1 光照的有無 2 4 D的濃度 培養(yǎng)的時間 不作要求 雜菌可以在培養(yǎng)基上生長爭奪營養(yǎng) 雜菌產(chǎn)生的物質(zhì)影響植物組織的生長 2 由圖中實驗數(shù)據(jù)分析 在培養(yǎng)基中添加2 4 D的作用是 3 幼苗子葉切塊轉變成愈傷組織的過程稱 為大量獲得該植物的愈傷組織適宜采取 填 黑暗 或 光照 培養(yǎng) 解析 2 2 4 D是植物生長素類似物 生長素具有促進細胞生長作用 故添加2 4 D的作用是促進愈傷組織的生長 3 植物組織培養(yǎng)是在離體的情況下 經(jīng)脫分化形成愈傷組織 再分化形成胚狀體 從圖示坐標曲線分析 黑暗條件下愈傷組織生長更好 答案 2 促進愈傷組織的生長 3 脫分化黑暗 4 光照在培養(yǎng)過程中不作為愈傷組織的能量來源 原因是 解析 4 愈傷組織細胞中均不含葉綠體 無法利用光能進行光合作用 而光照促進葉綠素的合成 抑制細胞脫分化 促進細胞再分化 故脫分化過程通常是在黑暗條件下進行 再分化在光下進行 答案 4 經(jīng)脫分化形成愈傷組織及愈傷組織的增殖階段 細胞中均不含葉綠體 無法利用光能進行光合作用 3 2018 江西宜春模擬 動植物細胞工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 醫(yī)藥衛(wèi)生等領域有著廣泛的用途 回答下列問題 1 在將兩種植物細胞進行雜交之前 需要用酶進行處理 若將處理后的細胞放入較高濃度的蔗糖溶液中 會發(fā)生 誘導兩種植物細胞融合可以采用的物理或化學方法進行 常用的物理方法有 寫2種即可 解析 1 植物體細胞雜交過程有兩個關鍵 一個是在把植物細胞雜交之前 必須去除細胞外的細胞壁 該過程需要用到纖維素酶和果膠酶 另外一個是誘導原生質(zhì)體的融合 方法包括物理法 離心 振動 電刺激 和化學法 聚乙二醇 若將處理后的細胞放入較高濃度的蔗糖溶液中 會發(fā)生滲透失水皺縮現(xiàn)象 答案 1 纖維素酶和果膠酶滲透失水離心 振動 電刺激 2 融合的細胞形成愈傷組織 在愈傷組織的培養(yǎng)過程中 當生長素和細胞分裂素的比值 填 高 或 低 時 有利于叢芽的分化 通過上述過程獲得雜種植株依據(jù)的原理是 解析 2 在愈傷組織的培養(yǎng)過程中 當生長素和細胞分裂素的比值低時 有利于叢芽的分化 通過上述過程獲得雜種植株依據(jù)的原理是細胞膜具有一定流動性和植物細胞具有全能性 答案 2 低細胞膜具有一定流動性和植物細胞具有全能性 3 在制備單克隆抗體的過程中 若融合的結果隨機出現(xiàn)多種不同的雜交細胞 就需要在特定的上進行篩選 從而得到細胞 單克隆抗體與傳統(tǒng)方法獲得的抗體相比 具有的特點 因此廣泛用于疾病的診斷等方面 解析 3 用特定的選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞 該雜種細胞既能夠增殖又能產(chǎn)生抗體 與傳統(tǒng)方法獲得的抗體相比 單克隆抗體具有特異性強 靈敏度高 可大量制備的特點 答案 3 選擇培養(yǎng)基雜交瘤特異性強 靈敏度高 可大量制備 4 2018 四川成都一診 人絨毛膜促性腺激素 HCG 是女性懷孕后胎盤滋養(yǎng)層細胞分泌的一種糖蛋白 人工制備的抗HCG單克隆抗體可用于早孕的診斷 回答下列問題 1 制備單克隆抗體過程中要用到和技術 制備單克隆抗體過程中 給小鼠注射的HCG相當于 使小鼠產(chǎn)生能分泌相應抗體的漿細胞 解析 1 制備單克隆抗體過程用到動物細胞培養(yǎng)和動物細胞融合技術 給小鼠注射的HCG相當于注射抗原 使小鼠產(chǎn)生分泌抗HCG抗體相應的效應B淋巴細胞 答案 1 動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合抗原 考向二 圍繞動物細胞工程考查獲取信息能力 2 在細胞內(nèi)DNA合成一般有兩條途徑 主要途徑是在細胞內(nèi)由糖和氨基酸合成核苷酸 進而合成DNA 而氨基喋呤可以阻斷此途徑 另一輔助途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情況下 經(jīng)酶催化合成DNA 而骨髓瘤細胞的DNA合成沒有此輔助途徑 根據(jù)這樣的原理 向經(jīng)誘導后的漿細胞與骨髓瘤細胞混合培養(yǎng)液中添加氨基喋呤 填 能 或 不能 能篩選雜交瘤細胞 原因是 解析 2 氨基喋呤可以阻斷在細胞內(nèi)由糖和氨基酸合成核苷酸 進而合成DNA 因此配制的HAT培養(yǎng)基中添加氨基喋呤的成分具有篩選雜交瘤細胞的作用 答案 2 能漿細胞不能增殖 骨髓瘤細胞中的DNA合成途徑被阻斷不能增殖 雜交瘤細胞可通過輔助途徑合成DNA 能夠增殖 3 篩選獲得的雜交瘤細胞具有的特點 利用雜交瘤細胞生產(chǎn)的單克隆抗體可以與特異性結合 從而診斷早孕 解析 3 雜交瘤細胞的特點 既能大量增殖 又能產(chǎn)生特異性抗體 利用雜交瘤細胞生產(chǎn)的單克隆抗體可以與人絨毛膜促性腺激素特異性結合 答案 3 能無限增殖并分泌特異性抗體人絨毛膜促性腺激素 或HCG 解析 1 血清中的甲型胎兒蛋白 絨毛膜促性腺激素等屬于蛋白質(zhì) 檢測這些物質(zhì)常用抗原 抗體雜交技術 專一抗體通常用細胞工程技術生產(chǎn)的純度高的單克隆抗體 該抗體最主要的優(yōu)點在于特異性強 靈敏度高 可大量制備 答案 1 抗原 抗體雜交單克隆抗體特異性強 靈敏度高 可大量制備 5 2018 山東泰安一檢 21三體綜合征是一種常見的染色體病 通過產(chǎn)前診斷等手段可有效預防該遺傳病的產(chǎn)生 常用的方法有 1 唐氏篩查 抽取孕婦血液化驗 檢測血清中的甲型胎兒蛋白 絨毛膜促性腺激素等指標 然后進一步檢查鑒定 檢測這些物質(zhì)常用技術 以細胞工程技術生產(chǎn)的純度高的為試劑進行檢測 該試劑最主要的優(yōu)點在于它的 解析 2 羊水檢查通常將脫落的胎兒細胞通過動物細胞培養(yǎng)技術以擴大細胞的數(shù)量 再進行觀察 三體比正常人多了一條21號染色體 其形成原因是減數(shù)分裂時21號染色體不能正常分離 答案 2 動物細胞培養(yǎng)減數(shù)分裂時21號染色體不能正常分離 2 羊水檢查 胎兒的某些細胞會脫落在羊水中 通過羊水穿刺 可以得到胎兒的細胞 將這些細胞通過技術以擴大細胞的數(shù)量 對細胞中的染色體進行核型分析 了解胎兒細胞染色體的結構和數(shù)目是否正常 患者比正常人多了一條21號染色體 其形成原因是 3 無創(chuàng)基因檢測 在孕婦的血液中存在胎兒游離DNA片段 可以對21號染色體上的特有基因DSCR3和非21號染色體上的基因GAPDH 做參照 進行實時熒光定量PCR擴增 以測定DSCR3基因和GAPDH基因的含量 計算2種基因劑量的比值如下表 要利用胎兒游離的DNA片段擴增出相應的基因 關鍵是的設計 據(jù)表格分析 正常人與21三體患者基因的差異主要是 解析 3 利用胎兒游離的DNA片段擴增出相應的基因 要應用PCR擴增技術 其關鍵是設計合適的引物 根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知正常人的DSCR3 GAPDH比值小 因此正常人的DSCR3基因數(shù)量比三體患者少 答案 3 引物正常人的DSCR3基因數(shù)量比三體患者少 易錯提醒 動物細胞工程中的兩個易錯點 1 在動物細胞培養(yǎng)過程中 一般情況下10代以內(nèi)的細胞核型不變 10代以后有些細胞核型可能會發(fā)生改變 50代以后的細胞可能發(fā)生癌變 2 核移植獲得的克隆動物與提供細胞核的親本性狀可能不同 克隆動物遺傳物質(zhì)來自兩個親本 發(fā)育過程中可能發(fā)生基因突變或染色體變異 外界環(huán)境條件可能引起不遺傳的變異 體驗真題 明考向 核心考點三胚胎工程及生物技術的安全性和倫理問題 1 經(jīng)典高考題節(jié)選 閱讀如下材料 資料 兔甲和兔乙是同一物種的兩個雌性個體 科學家將兔甲受精卵發(fā)育成的胚胎移植到兔乙體內(nèi) 成功產(chǎn)出兔甲的后代 證實了同一物種的胚胎可在不同個體的體內(nèi)發(fā)育 上述資料屬于胚胎工程的范疇 胚胎移植是指將獲得的早期胚胎移植到種的 生理狀態(tài)相同的另一個雌性動物體內(nèi) 使之繼續(xù)發(fā)育成新個體的技術 在資料的實例中 兔甲稱為體 兔乙稱為體 解析 胚胎工程中胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎 或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎 移植到同種的 生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內(nèi) 使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術 資料中兔甲提供受精卵 所以兔甲是供體 胚胎在兔乙子宮內(nèi)發(fā)育 所以兔乙為受體 答案 同供受 2 經(jīng)典高考題 如圖為哺乳動物的胚胎干細胞及其分化的示意圖 請回答 1 胚胎干細胞是從動物胚胎發(fā)育至期的內(nèi)細胞團或胎兒的 中分離得到的一類細胞 2 圖中分化程度最低的干細胞是 在體外培養(yǎng)條件下 培養(yǎng)液中加入因子 可誘導該種干細胞向不同類型的組織細胞分化 3 在機體內(nèi) 皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中基因的結果 4 某患者不能產(chǎn)生正常的白細胞 通過骨髓移植可以達到治療的目的 骨髓治療的實質(zhì)是將上圖的細胞移植到患者體內(nèi) 5 若要克隆某種哺乳動物 從理論上分析 上述紅細胞 白細胞和神經(jīng)細胞中不能選用作為供體的細胞是成熟的 其原因是 6 若某藥物可抑制肝腫瘤細胞DNA的復制 使用該藥物可使肝腫瘤細胞停留在細胞周期的期 7 在制備單克隆抗體過程中的細胞融合階段 用細胞與骨髓瘤細胞融合 經(jīng)多次篩選最終得到能分泌的雜交瘤細胞 解析 胚胎干細胞是指從動物胚胎發(fā)育成囊胚時期的細胞或胎兒的原始性腺中分離出來的一類細胞 胚胎干細胞是一種未分化細胞 它具有發(fā)育的全能性 在體外培養(yǎng)時 培養(yǎng)液中加入分化誘導因子后能分化出成體動物的所有組織和器官 細胞分化的實質(zhì)是基因選擇性表達的結果 骨髓移植實際移植的是骨髓中的造血干細胞 通過骨髓移植可以治療白血病 通過細胞增殖可以產(chǎn)生大量的克隆細胞 哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核 不能進行繁殖 DNA的復制發(fā)生在細胞分裂的間期 用藥物抑制腫瘤細胞DNA的復制可使腫瘤細胞停留在細胞分裂間期 制備單克隆抗體時 可用B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合 得到雜交瘤細胞 雜交瘤細胞既能無限增殖 又能產(chǎn)生特異性抗體 答案 1 囊胚原始性腺 2 胚胎干細胞分化誘導 3 選擇性表達 4 造血干 5 紅細胞紅細胞中無細胞核 6 間 7 B淋巴特異性抗體 命題感悟 往年未專項考查胚胎工程 只是將胚胎移植 胚胎分割 體外受精等技術滲透于動物細胞工程或基因工程中予以考查 備考需要的是 萬全之策 故仍需重視 尤其應重視胚胎移植及干細胞應用等技術 1 早期胚胎的發(fā)育過程 要點整合 提素養(yǎng) 有絲分裂 并不增加或略有縮小 發(fā)育的全能性 內(nèi)細胞團 滋養(yǎng)層 囊胚 發(fā)育的全能性 胎膜和胎盤 2 胚胎工程的操作流程 促性腺 激素 沖卵 桑椹胚或囊 胚胎 移植 胚胎分割 妊娠 原始性腺 內(nèi)細胞 團 新的組織細 分化 3 胚胎工程中常考的6個 兩 1 兩種標志 受精的標志 卵細胞膜和之間觀察到兩個極體 受精完成的標志 完成 2 胚胎移植過程中兩次使用激素第一次是對供受體進行 第二次用于供體的 3 胚胎移植過程中兩次檢查第一次對進行檢查 第二次對受體是否進行檢查 透明帶 雌雄原核融合 同期發(fā)情處理 超數(shù)排卵 收集的胚胎 妊娠 4 兩次沖卵 胚胎移植過程沖出的是 體外受精過程沖出的是 5 可胚胎移植或分割的兩個時期 和 6 胚胎干細胞的兩個來源 早期胚胎 卵子 桑椹胚 囊胚 早期胚胎和原始性腺 素養(yǎng)培優(yōu) 生物技術的倫理問題總結 1 治療性克隆和生殖性克隆的區(qū)別與聯(lián)系 2 試管嬰兒與克隆人的差異 考向圍繞胚胎工程的操作流程及應用 生物技術的安全性和倫理問題考查理解能力 考向設計 通技法 1 2018 石家莊畢業(yè)班模擬一 人的血清白蛋白 HAS 在臨床上需求量很大 目前通常將人的血清白蛋白基因轉入奶牛細胞中 利用牛的乳腺細胞生產(chǎn)血清白蛋白 基本步驟如下 采集良種供體奶牛的卵母細胞和精子 通過體外受精 形成受精卵 將人血清白蛋白基因?qū)肽膛Ｊ芫?形成重組細胞 電脈沖刺激重組細胞 促使其形成早期胚胎 將胚胎移植到受體母牛的子宮中 最終發(fā)育成轉基因小牛 解析 1 防止多精入卵的兩道屏障為透明帶反應 卵細胞膜反應 自然條件下 受精作用的場所為輸卵管 答案 1 透明帶反應卵細胞膜反應輸卵管 請回答下列問題 1 步驟 中 卵母細胞與精子結合過程中防止多精入卵的生理反應包括 自然條件下 受精卵是在雌性動物的內(nèi)完成的 2 步驟 中 將人的血清白蛋白基因?qū)肱Ｊ芫炎顬橛行У姆椒ㄊ?導入基因前 需要將血清白蛋白基因與奶牛乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起 這一步驟稱為 解析 2 將目的基因?qū)雱游锛毎姆椒轱@微注射技術 將血清白蛋白基因與奶牛乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起 稱為構建基因表達載體 答案 2 顯微注射技術構建基因表達載體 3 步驟 中 進行動物早期胚胎的體外培養(yǎng)時 培養(yǎng)液中除了含有各種無機鹽和有機鹽 維生素 氨基酸 核苷酸等營養(yǎng)成分外 還需要添加 和動物血清 一般情況下 通常在合成培養(yǎng)基中加入一定量的抗生素 其目的是 4 步驟 中 應選擇性別為的奶牛胚胎進行移植 解析 3 早期胚胎培養(yǎng)過程中 培養(yǎng)液中除了含有各種無機鹽和有機鹽 維生素 氨基酸 核苷酸等營養(yǎng)成分外 還需要添加激素和動物血清 為防止污染 在合成培養(yǎng)基中加入抗生素 4 血清白蛋白要從乳汁中提取 只有雌性奶牛才能產(chǎn)生乳汁 因此胚胎移植時 必須選取雌性奶牛的胚胎進行移植 答案 3 激素防止污染 4 雌性 2 2018 廣東肇慶統(tǒng)一檢測 隨著科學技術的發(fā)展 人們可以通過結合多種現(xiàn)代生物技術大量生產(chǎn)出人類需求量大的一些藥物 如我國基因工程藥物的研制和生產(chǎn)就已取得極大的成功 目前科學家已在牛和羊等動物的乳腺生物反應器中表達出了抗凝血酶 血清白蛋白 生長激素等重要藥品 大致過程如圖所示 1 哺乳動物的體外受精主要包括 a b 和受精等幾個主要步驟 若要充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛能 可給供體注射 使其排出更多的卵子 解析 1 哺乳動物的體外受精主要包括精子的獲取 卵母細胞的采集和受精等幾個主要步驟 若要充分發(fā)揮優(yōu)良母畜的繁殖潛能 可給供體注射促性腺激素 使其排出更多的卵子 答案 1 精子的獲取卵母細胞的采集促性腺激素 2 在過程c中需要用到的工具酶有限制酶 DNA連接酶 構建好的重組質(zhì)粒在其目的基因前要加上特殊的啟動子 啟動子是識別 結合位點 3 d過程常用的方法是 e過程的名稱為 胚胎移植的實質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下的轉移 解析 2 啟動子是RNA聚合酶識別 結合位點 3 將目的基因?qū)胧芫阎谐Ｓ蔑@微注射法 e過程將早期胚胎通過胚胎移植技術移植到受體母牛的子宮內(nèi) 胚胎移植的實質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉移 答案 2 RNA聚合酶 3 顯微注射法胚胎移植空間位置 4 若要一次獲得多只完全相同的轉基因牛 應采用胚胎分割技術 通常選擇發(fā)育良好 形態(tài)正常的或桑椹胚 解析 4 若要一次獲得多只完全相同的轉基因牛 應采用胚胎分割技術 通常選擇發(fā)育良好 形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚 答案 4 囊胚 易錯提醒 與胚胎工程相關的3個誤區(qū) 1 誤認為桑椹胚是由受精卵分裂分化形成的 誤認為囊胚已進行細胞分化 其細胞均無全能性 桑椹胚是由受精卵分裂形成的 沒有分化 而囊胚期雖然已進行細胞分化 但囊胚的內(nèi)細胞團仍具有全能性 2 誤將克隆動物與試管動物都當作無性繁殖 克隆動物的產(chǎn)生是無性繁殖 而試管動物則是在體外受精形成受精卵 由受精卵發(fā)育成的個體 因此屬于有性繁殖 區(qū)別胚胎移植的生殖類型 胚胎移植是有性生殖還是無性生殖 取決于胚胎是由受精卵形成的 還是由核移植技術形成重組細胞發(fā)育而成或胚胎分割形成的 3 誤認為胚胎移植的胚胎只來源于體內(nèi)受精的胚胎 胚胎移植的胚胎有三個來源 體內(nèi)正常受精的胚胎 核移植的胚胎和體外受精產(chǎn)生的早期胚胎 體驗真題 明考向 核心考點四生態(tài)工程 1 經(jīng)典高考題 現(xiàn)有一生活污水凈化處理系統(tǒng) 處理流程為 厭氧沉淀池 曝氣池 兼氧池 植物池 其中植物池中生活著水生植物 昆蟲 魚類 蛙類等生物 污水經(jīng)凈化處理后 可用于澆灌綠地 回答問題 1 污水流經(jīng)厭氧沉淀池 曝氣池和兼氧池后得到初步凈化 在這個過程中 微生物通過呼吸將有機物分解 解析 1 生活污水流經(jīng)厭氧沉淀池時 厭氧微生物通過無氧呼吸將有機物分解 流經(jīng)曝氣池時 其中的需氧微生物通過有氧呼吸將有機物分解 流經(jīng)兼氧池時 其中的微生物則通過有氧呼吸和無氧呼吸將有機物分解 答案 1 無氧和有氧 或細胞 2 植物池中 水生植物 昆蟲 魚類 蛙類和底泥中的微生物共同組成了 填 生態(tài)系統(tǒng) 群落 或 種群 在植物池的食物網(wǎng)中 植物位于第營養(yǎng)級 植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于所固定的能 解析 2 水生植物 昆蟲 魚類 蛙類和底泥中的微生物組成的整體 不止一種生物 故排除種群 不包含無機環(huán)境 故排除生態(tài)系統(tǒng) 則這個整體屬于群落 植物為生產(chǎn)者 屬于第一營養(yǎng)級 生態(tài)系統(tǒng)中消費者和分解者的能量都是最終來源于生產(chǎn)者固定的太陽能 答案 2 群落一生產(chǎn)者太陽 解析 3 生態(tài)工程的建立要把社會 經(jīng)濟和自然作為一個統(tǒng)一的整體來考慮 需要考慮生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡 分層 分級利用廢棄物中的物質(zhì) 并增加生物的種類以增強生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 故生態(tài)工程需遵循的基本原理有整體性原理 協(xié)調(diào)與平衡原理 物質(zhì)循環(huán)再生原理和物種多樣性原理等 答案 3 物質(zhì)循環(huán)再生物種多樣性 3 生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性 協(xié)調(diào)與平衡 和等原理 4 一般來說 生態(tài)工程的主要任務是對進行修復 對造成環(huán)境污染和破壞的生產(chǎn)方式進行改善 并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力 解析 4 生態(tài)工程對恢復和重建受損的生態(tài)系統(tǒng)有著重要作用 通過生態(tài)工程對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復和改善 可提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力 答案 4 已被破壞的生態(tài)環(huán)境 或受損的生態(tài)系統(tǒng) 2 經(jīng)典高考題 為治理某廢棄采石場的生態(tài)環(huán)境 對其進行了公園化建設 1 對其進行整理和覆土 并選擇適生植物進行人工造林 不同恢復時期的植物物種數(shù)如圖所示 t0 t1 植物殘體及凋落物中的有機物被生態(tài)系統(tǒng)中的轉化為無機物 使土壤條件得到改善 同時由于人工林土壤中存在 導致群落中植物物種數(shù)增加 t1 t3 人工林抵抗力穩(wěn)定性的變化是 群落中植物物種數(shù)逐漸增加 物種之間加劇 2 通過人工林建設和園林景觀構建 既改善了生態(tài)環(huán)境 又可提高社會和經(jīng)濟效益 這主要體現(xiàn)了生態(tài)工程的原理 解析 1 t0 t1 植物殘體及凋落物中的有機物被生態(tài)系統(tǒng)中的分解者分解成無機物 使土壤條件得到改善 改造的廢棄采石場中的土壤中存在一些種子或其他繁殖體 所以在群落演替過程中植物物種數(shù)會增加 t1 t3 由于人工林中的植物物種數(shù)增加 所以人工林的自我調(diào)節(jié)能力逐漸增強 導致人工林的抵抗力穩(wěn)定性也逐漸增加 在一個群落中 植物之間因光照 土壤中的水分和無機鹽等因素而具有競爭關系 2 生態(tài)工程的整體性原理是指進行生態(tài)工程建設時 不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律 更重要的是 還要考慮到經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力 答案 1 分解者種子或繁殖體增強競爭 2 整體性 系統(tǒng)論 命題感悟 對本考點常結合種群 群落 生態(tài)環(huán)境保護 生態(tài)農(nóng)業(yè)推進環(huán)境污染治理 能量多級利用 物質(zhì)循環(huán)再生原理及提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面命題 1 理清生態(tài)工程的概念 原理與實例 1 概念 要點整合 提素養(yǎng) 經(jīng)濟 生態(tài) 循環(huán) 生態(tài) 2 生態(tài)學實例及其生態(tài)工程原理 物種多樣性原理 協(xié)調(diào)與平衡原理 整體性原理 物質(zhì)循環(huán)再生原理 系統(tǒng)的結構決定功能原理 系統(tǒng)學和工程學原理 素養(yǎng)培優(yōu) 生態(tài)工程設計的常用方法 1 生態(tài)工程設計的常用方法之一是食物鏈 網(wǎng) 的 相接 2 生態(tài)工程設計的常用方法之二是食物鏈 網(wǎng) 的 加環(huán) 加環(huán) 可為未被利用的能量部分找到出路 例如 用玉米的副產(chǎn)品玉米芯生產(chǎn)木糖醇等 其殘余物用來培養(yǎng)食用菌 栽培食用菌后的殘余物再用來養(yǎng)殖蛆蛹 蛆蛹糞再作為優(yōu)良有機肥還田等 考向圍繞生態(tài)工程的原理考查理解能力 考向設計 通技法 1 如圖是某研究性學習小組設計的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)圖解 請回答有關問題 解析 1 該生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)點是實現(xiàn)能量多級利用 提高能量利用率 2 圖中農(nóng)作物屬于第一營養(yǎng)級 蘑菇 蚯蚓及沼氣池中的微生物屬于分解者 各種生物所利用的能量最終來源于光能 答案 1 物質(zhì)循環(huán)再生 能量多級利用 廢棄物的資源化利用 減少環(huán)境污染 2 第一營養(yǎng)級分解者光能 1 該生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)點是 2 圖中的農(nóng)作物在生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構中屬于 蘑菇 蚯蚓及沼氣池中的微生物屬于生態(tài)系統(tǒng)組成成分中的 各種生物所利用的能量最終來源于 3 設計該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)時 從生物與環(huán)境的平衡與協(xié)調(diào)角度看 生物的數(shù)量不能超過 除此之外還運用的生態(tài)工程原理有 答出一個即可 解析 3 設計該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)時 從生物與環(huán)境的平衡與協(xié)調(diào)角度看 生物的數(shù)量不能超過環(huán)境容納量 該生態(tài)工程利用的原理有物質(zhì)循環(huán)再生原理 整體性原理 物種多樣性原理等 答案 3 環(huán)境容納量 環(huán)境承載力 物質(zhì)循環(huán)再生原理 整體性原理 物種多樣性原理等 2 2018 陜西第一次質(zhì)檢 請回答下列與基因工程 胚胎工程 生態(tài)工程有關的生物學問題 1 基因工程技術中獲得目的基因后 利用PCR技術