2019高考生物一輪總復習 現(xiàn)代生物科技專題 考能提升9 生物工程課件 新人教版選修3.ppt

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選修三,考能提升(九)生物工程,易錯清零,易錯點1誤認為目的基因的插入是“隨機”的點撥：目的基因的插入位點不是隨意的：基因表達需要啟動子與終止子的調控，所以目的基因應插入到啟動子與終止子之間的部位，若目的基因插入到啟動子內部，啟動子將失去原功能。易錯點2混淆啟動子與起始密碼子，終止子與終止密碼子，不明確標記基因的作用點撥：啟動子≠起始密碼子，終止子≠終止密碼子,(1)啟動子：一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的首端。它是RNA聚合酶識別、結合的部位。(2)終止子：一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的尾端。作用是使轉錄過程停止。(3)起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上，分別控制翻譯過程的啟動和終止。(4)標記基因：一般為抗生素抗性基因或熒光基因等，其作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因(目的基因是否導入成功)，從而將含目的基因的細胞篩選出來。,易錯點3誤認為切取目的基因與切取載體時“只能”使用“同一種酶”點撥：(1)在獲取目的基因和切割載體時通常用同種限制酶，以獲得相同的黏性末端。但如果用兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端相同時，在DNA連接酶的作用下目的基因與載體也可以連接起來。(2)為了防止載體或目的基因的黏性末端自己連接即所謂“環(huán)化”可用不同的限制酶分別處理目的基因和載體，使目的基因兩側及載體上具有兩個不同的黏性末端。,易錯點4不清楚動物細胞培養(yǎng)時，為何使用胰蛋白酶而不使用胃蛋白酶點撥：進行動物細胞培養(yǎng)時用胰蛋白酶分散細胞，說明細胞間的物質主要是蛋白質。分散細胞時不能用胃蛋白酶，因為胃蛋白酶作用的適宜pH約為1.8。胰蛋白酶作用的適宜pH為7.2～7.8，而多數(shù)動物細胞培養(yǎng)的適宜pH為7.2～7.4。易錯點5混淆原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)點撥：(1)原代培養(yǎng)：細胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng)，沒有分瓶培養(yǎng)之前的細胞培養(yǎng)。(2)傳代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)的細胞生長、繁殖一定時間后，由于空間不足或細胞密度過大導致接觸抑制影響細胞的生長，因此需要重新用胰蛋白酶等處理，進行分瓶擴大培養(yǎng)，即傳代培養(yǎng)。,易錯點6誤認為動物細胞培養(yǎng)液中加入5%CO2的目的是維持氣體平衡或用于呼吸點撥：動物的細胞培養(yǎng)時，需向培養(yǎng)液中加入5%CO2(＋95%空氣)，加入CO2的目的是“維持培養(yǎng)液的pH”。易錯點7不清楚動物細胞克隆化培養(yǎng)時為何常選10代以內的細胞，而“瘤細胞”卻為“50代以后”點撥：取供體動物的體細胞培養(yǎng)，一般選用傳至10代以內的細胞，因為10代以內的細胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細胞正常的遺傳基礎。然而欲獲得“無限增殖”的“瘤細胞”則往往在“50代以后”，其遺傳物質已發(fā)生變化，具“癌變”特性。,易錯點8不清楚植物脫毒苗培養(yǎng)時選擇要求及原理點撥：由于植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少，所以常采用莖尖組織培養(yǎng)技術獲得脫毒苗。易錯點9誤認為植物組織培養(yǎng)均需“再分化至幼苗”，誤認為“人工種子”即平常所說的“種子”點撥：(1)組織培養(yǎng)的目的不同，培養(yǎng)的階段不同。如：生產細胞代謝產物，只需培養(yǎng)至愈傷組織時期；生產人工種子，則需要培養(yǎng)至胚狀體時期；獲得植株就需培養(yǎng)至幼苗時期。(2)人工種子是通過無性生殖(植物體細胞的組織培養(yǎng)技術)形成的，只有一個親本的性狀；自然種子是有性生殖的產物，具有兩個親本的性狀。,易錯點10誤認為克隆動物的產生體現(xiàn)了“動物細胞全能性”不能解釋克隆動物性狀“變異”的成因點撥：核移植形成重組細胞發(fā)育成一個新個體，體現(xiàn)了細胞核的全能性而非動物細胞的全能性。核移植技術獲得的動物與供核動物性狀不完全相同，主要源于如下三方面：①克隆動物絕大部分DNA主要來自于供體細胞核，但其核外線粒體中的DNA主要來自于受體卵細胞；②性狀是基因與環(huán)境共同作用的結果；③在個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變，產生供核動物沒有的性狀。,易錯點11誤認為精子“獲能”就是獲得能量并認為排卵就是排出卵子點撥：關注受精過程的3個易混點(1)精子獲能是指精子獲得受精“能力”，而不是獲得能量。(2)排卵是指卵子從卵泡中排出，而不是卵泡從卵巢中排出。(3)受精的標志≠受精完成的標志：受精的標志是在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體；而受精完成的標志是雌雄原核的融合。,易錯點12對卵裂階段物質含量和體積大小的變化模糊不清點撥：(1)卵裂階段的細胞分裂方式為有絲分裂；(2)受細胞膜制約，從受精卵到囊胚階段總體積不變或略有減小，但細胞數(shù)目增多，所以每個細胞體積減??；(3)伴隨細胞分裂，細胞數(shù)目增多，總DNA含量增多，但每個細胞中DNA含量保持相對穩(wěn)定；(4)該過程中有機物總量減少，因為細胞一直進行呼吸作用消耗有機物但不從外界吸收營養(yǎng)物質。,易錯點13誤認為胚胎移植的胚胎只能來自“體外受精”,易錯點14混淆“人工授精”與“體外受精”點撥：界定“人工授精”與“體外受精”人工授精是用人工的方法將公畜的精子注入母畜生殖道內，使精卵細胞結合；體外受精是將人工獲取的精子和卵母細胞在體外完成受精。這兩者的本質都是兩性生殖細胞的結合，只不過前者是在體內完成的，后者是在體外完成的。,易錯點15混淆克隆動物、試管動物與轉基因動物點撥：三類動物的比較如下,易錯點16混淆“傳統(tǒng)經濟”與“生態(tài)經濟”點撥：界定傳統(tǒng)經濟與生態(tài)經濟：(1)傳統(tǒng)經濟是大量使用化肥、農藥、機械的農業(yè)生產方式，不注重生態(tài)環(huán)境的保護，經濟的發(fā)展以巨大的生態(tài)環(huán)境破壞為代價。(2)生態(tài)經濟實現(xiàn)了“原料→產品→原料→產品”的生產體系，是實現(xiàn)了廢棄物資源化的循環(huán)經濟。具有少消耗、多效益、可持續(xù)的特點。,易錯點17混淆生態(tài)工程的“整體性原理”與“系統(tǒng)整體性原理”點撥：生態(tài)工程的整體性原理與系統(tǒng)整體性原理的比較(1)整體性原理整體性原理指社會、經濟、自然三方面協(xié)調統(tǒng)一，保障整個系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡，例如林業(yè)建設中自然系統(tǒng)、社會系統(tǒng)與經濟系統(tǒng)的關系問題，即種樹的同時考慮經濟收入，糧食、燃料等問題，如圖所示：,(2)系統(tǒng)整體性原理系統(tǒng)整體性原理強調整體大于部分之和，即“1＋1＞2”，目的是保持系統(tǒng)有很高的生產力，互利共生的生物能體現(xiàn)系統(tǒng)整體性原理，如藻類和珊瑚蟲、大豆和根瘤菌、地衣中藻類和真菌等。,易錯點18不能準確把握教材列舉的六大生態(tài)工程實例中的“關鍵點”點撥：六大生態(tài)工程實例中的“關鍵點”歸納(1)農村綜合發(fā)展型生態(tài)工程：核心是沼氣工程，優(yōu)點是開發(fā)可更新資源，減少環(huán)境污染。(2)小流域綜合治理生態(tài)工程：“綜合”表現(xiàn)在同時考慮到生態(tài)效益和經濟效益，不同氣候帶、不同自然條件和不同經濟發(fā)展水平的地區(qū)，各具特色。(3)大區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復工程：①考慮樹種生態(tài)適應性問題，種植適宜品種；②考慮樹種多樣性，保證防護林體系穩(wěn)定性。,(4)濕地生態(tài)恢復工程：①主要措施：退耕還湖；②主要困難：解決遷出湖區(qū)居民的生計問題。(5)礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程：①種植耐旱的灌木、草和樹；②確定合理載牧量；③改良表土。(6)城市環(huán)境生態(tài)工程；①解決大氣污染措施：禁止使用有鉛汽油；②水污染：減少或禁止污水排放，進行污水凈化。,核心強化,1．基因工程操作程序中的“三、三、四、一”(1)目的基因“三種獲取方法”①從基因文庫中獲取(基因組文庫、cDNA文庫如反轉錄形成的DNA)②利用PCR技術擴增：其實質是在體外對目的基因進行大量復制。用PCR儀控制溫度：變性(95℃)→復性(55℃)→延伸(72℃)③通過DNA合成儀用化學方法人工合成(用于序列已知，且核苷酸數(shù)目較少者),(2)將目的基因導入受體細胞的“三種類型”①導入植物細胞——農桿菌轉化法(花粉管通道法、基因槍法)；②導入動物細胞——顯微注射法(導入受精卵)；③導入微生物細胞——使用Ca2＋處理細胞。(3)目的基因檢測與鑒定的“四個層面”,(4)基因工程操作的“一個核心”——基因表達載體的構建①基因表達載體的組成：,②構建過程：2．植物細胞工程的知識歸納(1)植物組織培養(yǎng)的關鍵①條件：離體，一定營養(yǎng)物質，激素(生長素、細胞分裂素)等。②培養(yǎng)基狀態(tài)：固體培養(yǎng)基(需脫分化生根培養(yǎng)基及生芽培養(yǎng)基)③體內細胞未表現(xiàn)全能性的原因：基因的表達具有選擇性。,(2)植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用(3)光照的使用脫分化階段不需要給予光照，再分化階段需要給予光照，以利于葉綠素的形成。,(4)植物體細胞雜交后的遺傳物質分析①遺傳特性：雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質，故雜種植株具備兩種植物的遺傳特性。②染色體組數(shù)A染色體組數(shù)＝兩種植物體細胞內染色體組數(shù)之和。B植物體細胞雜交形成的雜種植株，有幾個染色體組就稱為幾倍體。3．動物細胞培養(yǎng)的知識歸納(1)動物細胞培養(yǎng)時選用幼齡動物組織或胚胎進行細胞培養(yǎng)的原因：幼齡動物組織或胚胎的細胞分化程度低，增殖能力很強，更易于培養(yǎng)。,(2)正常動物細胞培養(yǎng)的特點——貼壁生長和接觸抑制。懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為貼壁生長。細胞數(shù)目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面相互接觸時，細胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的接觸抑制。而癌細胞喪失了以上特性。(3)培養(yǎng)過程,4．動物細胞融合與單克隆抗體制備的歸納(1)制備單克隆抗體時選用一種抗原處理的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行細胞融合，產生雜交瘤細胞，雜交瘤細胞兼有兩個親本細胞的特性——在體外培養(yǎng)條件下能不斷增殖，同時能產生出某種特異性的抗體。(2)進行動物細胞的誘導融合，形成的雜種細胞有三種：AA型、BB型、AB型。只有AB型才是我們所需要的雜種細胞，所以需要用選擇性培養(yǎng)基進行篩選。,(3)單克隆抗體制備過程中的兩次篩選。第一次篩選：利用特定選擇培養(yǎng)基篩選，獲得雜交瘤細胞，即AB型細胞(A為漿細胞，B為骨髓瘤細胞)，篩選掉A、B、AA、BB型細胞。第二次篩選：利用多孔板法和抗原—抗體雜交法篩選，獲得產生特定抗體的雜交瘤細胞。,5．受精過程中的“三大反應”與防止多精入卵受精的“兩道屏障”(1)頂體反應：精子膜和頂體外膜發(fā)生一系列改變并釋放頂體酶的過程即為頂體反應。頂體反應的主要作用是形成精子穿越放射冠的通道，是精子和卵子結合必不可少的條件。(2)透明帶反應：精子觸及卵細胞膜的瞬間，會產生阻止后來的精子進入透明帶的生理反應，稱做透明帶反應，它是防止多精入卵受精的第一道屏障。(3)卵細胞膜反應：精子入卵后，卵細胞膜會立即發(fā)生一種生理反應，拒絕其他精子再進入卵內，稱為卵細胞膜反應，這是防止多精入卵受精的第二道屏障。,6．胚胎發(fā)育過程,7．胚胎分割3個易錯點(1)將內細胞團均等分割，以免影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。(2)同一胚胎經分割移植形成的后代具有相同的遺傳物質，該過程中沒有減數(shù)分裂、有性生殖細胞的形成、有性生殖細胞的結合，屬于無性繁殖或克隆。(3)胚胎分割應選取桑椹胚或囊胚時期的胚胎。,8．干細胞種類及胚胎干細胞的培養(yǎng)(1)干細胞的種類,②胚胎干細胞的培養(yǎng)流程,9．巧記六類生態(tài)工程實例中所遵循的原理(1)在六類生態(tài)工程實例中除“礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程”外，其余五大生態(tài)工程均涉及“整體性”原理。(2)除“礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復工程”及“農村綜合發(fā)展型生態(tài)工程”外，均涉及“協(xié)調與平衡”原理。(3)只有“農村綜合發(fā)展型生態(tài)工程”涉及“物質循環(huán)再生”原理。(4)只有“農村綜合發(fā)展型生態(tài)工程”及“大流域生態(tài)系統(tǒng)恢復工程”涉及“物種多樣性”原理。(5)只有“小流域綜合治理生態(tài)工程”及“礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復工程”涉及“工程學”原理。,狀元筆記,批閱答卷——判斷對錯，查找誤區(qū)(2016山東威海一模)科學家將人的生長激素基因與某種細菌(不含抗生素抗性基因)的DNA分子進行重組，并成功地在該細菌中得以表達(如下圖)。請據(jù)圖分析回答：,案例生物工程規(guī)范審答案例,,(1)過程①所示獲取目的基因的方法是逆轉錄法(反轉錄法)①。(2)細菌是理想的受體細胞，這是因為它結構簡單②。(3)質粒A與目的基因重組時，首先要用限制性核酸內切③酶將質粒切開“缺口”，然后用DNA連接④酶將質粒與目的基因“縫合”起來。(4)若將細菌B先接種在含有四環(huán)素⑤的培養(yǎng)基上能生長，說明該細菌中已經導入外源質粒，但不能說明外源質粒是否成功插入目的基因；若將細菌B再重新接種在含有氨芐青霉素⑥的培養(yǎng)基上不能生長，則說明細菌B中已經導入了插入目的基因的重組質粒。,評析矯正——辨析誤區(qū)，規(guī)范審答,單純皰疹病毒I型(HSV－1)可引起水泡性口唇炎。利用雜交瘤技術制備出抗HSV－1的單克隆抗體可快速檢測HSV－1?；卮鹣铝袉栴}：(1)在制備抗HSV－1的單克隆抗體的過程中，先給小鼠注射—種純化的HSV－1蛋白，一段時間后，若小鼠血清中抗______________的抗體檢測呈陽性，說明小鼠體內產生了____________________________反應，再從小鼠的________________________中獲取B淋巴細胞。將該B淋巴細胞與小鼠的__________細胞融合，再經過篩選、檢測，最終可獲得所需的雜交瘤細胞，該細胞具有的特點是___________________________________________。,HSV－1蛋白,體液免疫(其他合理答案也可),脾臟(其他合理答案也可),骨髓瘤,無限增殖且產生專一抗體(其他合理答案也可),(2)若要大量制備抗該蛋白的單克隆抗體，可將該雜交瘤細胞注射到小鼠的__________中使其增殖，再從__________中提取、純化獲得。(3)通過上述方法得到的單克隆抗體可準確地識別這種HSV－1蛋白，其原因是該抗體具有__________和______________________________等特性。,腹腔,腹水,純度高,特異性強(其他合理答案也可),(2)欲大量培養(yǎng)小鼠的雜交瘤細胞，可將其注射到小鼠的腹腔中，不斷地增殖，產生所需抗體。(3)利用雜交瘤細胞產生的單克隆抗體能準確地識別特定的抗原，因為該抗體具有純度高、特異性強、靈敏度高等特點。?單克隆抗體的特點：特異性強、靈敏度高，可大量制備。易錯點：對單克隆抗體制備過程理解不清錯因分析：對雜交瘤細胞與單克隆抗體特點混淆不清。,(1)繁殖E牛時，獲能的精子和成熟卵子相遇后首先發(fā)生_______反應，之后精子接觸卵細胞膜，并進一步與卵結合，在該過程中，_____________和________________可以防止多精入卵。(2)培育克隆牛F時使用的不同于試管牛E的生物技術是__________，試管牛E的生殖方式屬于__________。(3)對重構卵發(fā)育成囊胚采用__________技術，可獲得更多基因型完全相同的F牛，該技術具體操作時的注意要點是____________________。(4)用來促進B牛多排卵的激素可能是_______分泌的促性腺激素。,頂體,透明帶反應,卵細胞膜反應,核移植,有性生殖,胚胎分割,將內細胞團均等分割,垂體,[解析](1)精子和卵子相遇后首先發(fā)生頂體反應，其內含有頂體酶能協(xié)助精子穿過放射冠和透明帶，而后發(fā)生透明帶反應防止多精子入卵；精子進入卵后發(fā)生卵細胞膜反應，防止多精入卵。(2)克隆牛F是由核移植得到的，而試管牛E是由受精卵發(fā)育而來的，故后者的生殖方式為有性生殖。(3)通過胚胎分割處理可以獲得多個遺傳物質完全相同的個體，但具體操作時注意將內細胞團均等分割。(4)促性腺激素是由垂體分泌的。,(1)生物質炭孔隙結構發(fā)達，能改善土壤的通氣狀況，使根系細胞__________加強，__________合成增加，從而促進根系對土壤養(yǎng)分的吸收。(2)由表可知，施用含生物質炭污泥_______________________，從而促進黑麥草生長；污泥的施用使土壤和黑麥草的PAHs含量________，但生物質炭的輸入________________________，從而降低PAHs污染的風險。由此可見，生物質炭有望用作污泥改良劑，促進污泥的推廣應用。污泥的應用符合生態(tài)工程的_________________原理。,有氧呼吸,ATP,無機營養(yǎng)物質含量豐富,升高,能夠吸附污泥中的PAHs,物質循環(huán)再生,[解析](1)根據(jù)題目的信息，生物質炭孔隙結構發(fā)達，能夠改善土壤的通氣狀況，所以促進根細胞有氧呼吸，導致ATP合成增多，根細胞主要以主動運輸吸收無機鹽，需要消耗能量，ATP供應增多從而促進根系對土壤養(yǎng)分的吸收。(2)根據(jù)題目及表格中的信息，盆栽試驗表明，污泥、含7%生物質炭的污泥盆栽黑麥草比單純紅壤葉綠素含量及干重都高，表明含生物炭的污泥富含無機成分能促進作物生長。由表格中的數(shù)據(jù)信息可知，單純紅壤PAHs含量527，紅壤＋污泥PAHs含量是1079，紅壤＋7%生物炭污泥PAHs含量是765，黑麥草的PAHs含量分別是401、651、428，都有所升高，僅對比紅壤＋污泥PAHs數(shù)據(jù)和紅壤＋7%生物炭污泥PAHs數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)生物炭能夠吸附污泥中的PAHs，從而降低PAHs污染的風險，污水處理后的無機物被植物重新吸收利用，符合生態(tài)工程的物質循環(huán)再生原理。,〔訓練3〕囊性纖維病患者的CFTR基因缺失3個堿基，導致CFTR蛋白在508位缺少苯丙氨酸，進而影響了CFTR蛋白的結構，使CFTR轉運氯離子的功能異常。一對表現(xiàn)正常的夫婦，其家族中都有囊性纖維病患者。醫(yī)生對他們進行了遺傳咨詢后，決定運用設計試管嬰兒的方法實現(xiàn)他們的優(yōu)生愿望。,(1)從囊性纖維病可以看出基因可通過控制______________直接控制生物體的性狀。(2)醫(yī)生首先為女性注射_____________，刺激卵泡成長，實現(xiàn)控制性_____________，然后在局部麻醉下從卵巢中吸取__________，并在顯微鏡下將其移到含特殊培養(yǎng)液的培養(yǎng)皿中，置于37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，再從男性體內采集精子進行獲能處理，獲能處理的方法通常采用__________和____________。,蛋白質的結構,促性腺激素,超數(shù)排卵,卵母細胞,培養(yǎng)法,化學誘導法,(3)上圖中A、B、C流程的名稱分別是__________、__________、__________。(4)有些科學家認為：“基因領域方面的進步為消滅像囊性纖維病之類的遺傳疾病提供了‘絕佳機會’，不去發(fā)展它將是不道德的。”你的看法是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。,體外受精,基因檢測,妊娠檢查,反對：人不應該以任何方式操縱基因，而是應該只去決定哪些不帶有疾病基因,的胚胎可以被安全地植入母體(或贊成：這是消滅一些可怕疾病的絕佳機會，能,夠阻止某些人受苦，如果不去把握這個機會，那就是錯的，是不道德的),[解析](1)囊性纖維病產生的原因是CFTR蛋白的結構異常，使CFTR轉運氯離子的功能異常。因此，從囊性纖維病可以看出基因可通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。(2)對女性注射促性腺激素可促使其超數(shù)排卵，然后從卵巢中吸取卵母細胞，并將其移到含特殊培養(yǎng)液的培養(yǎng)皿中，置于37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。精子獲能的方法有培養(yǎng)法和化學誘導法。(3)由分析可知，圖中A、B、C流程的名稱分別是體外受精、基因檢測、妊娠檢查。,