高考二轮生物复习 专题九现代生物科技专题课件

1(2011浙江理综，6)将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大 肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是 ()。 A每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada D每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子一、理解能力一、理解能力 解析将ada通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶，每 个大肠杆菌细胞中至少含有一个重组质粒，且每个质粒(重组质粒)至少含有 一个限制酶识别位点，但每个限制酶识别位点只能插入一个ada，插入的ada 成功表达，说明每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子。故C错误。 答案C 2(2011广东理综，3)华南虎是国家一级保护动物，可采用试管动物技术进行 人工繁殖，该技术包括的环节有 ()。 转基因核移植体外受精体细胞克隆胚胎移植 A B C D 解析试管动物技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受 精，并通过培养发育为早期胚胎后，再经移植产生后代的技术，该技术包括的 环节有体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植，不包括转基因、核移植和体细胞 克隆，故D正确。 答案D 3(2011四川理综，5)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个 氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基 因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是 ()。 A过程获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序 B将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增 强的抗冻蛋白二、获取信息的能力二、获取信息的能力 C过程构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选 D应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及 其完全表达 解析将多个抗冻基因编码区相连成能表达的新基因，合成的蛋白质为新的蛋白质，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白，故选项B正确；过程是利用反转录法合成目的基因，由于没有非编码区和编码区中的内含子，不能用于比目鱼基因组测序；用作运载体的质粒，必须具有标记基因才能便于检测和筛选；应用DNA探针技术，可检测转基因抗冻番茄中目的基因的存在和转录，但不能检测是否成功表达，故选项A、C、D错误。 答案B 4(2011上海理综，20)若将大熊猫和小熊猫的血清分别注射入家兔体内，产生 抗体后，将含有不同抗体的兔血清(简称抗血清)与受试动物的血清进行反应， 结果见下表。若用“”的个数表示反应强度，则通过这个实验可以判断与大 熊猫亲缘关系较近的是 ()。 A. 小熊猫 B黑熊和小熊猫 C马来熊和小熊猫 D马来熊和黑熊 解析从实验结果表中可以看出，兔血清(抗血清)与受试动物的血清反应强度 依次为大熊猫、马来熊和黑熊、小熊猫，由此可知，与大熊猫亲缘关系较近的 是马来熊和黑熊，而小熊猫与大熊猫的亲缘关系相对较远。 答案D 血清血清 抗血清抗血清受试动物受试动物大熊猫大熊猫小熊猫小熊猫马来熊马来熊黑熊黑熊大熊猫大熊猫小熊猫小熊猫 5(2011浙江理综，2)培育“试管山羊”的基本过程如下图所示 。若要培育成功，下 列叙述正确的是 ()。 A甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵 B乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟 C丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液 D丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内 解析分析图示可知，甲过程为卵母细胞的采集，一般用促性腺激素处理良种母 山羊，使其超数排卵。乙过程为精子获能以及受精，获能的精子和成熟的卵子在 获能溶液或专用的受精溶液中完成受精。丙过程为早期胚胎培养，在发育培养液 中进行。丁过程是胚胎移植，是指将早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的其 他雌性动物子宫内使继续发育。故A项正确。 答案A 6(2011山东理综，35)人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药 物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。 (1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠_中获取。 (2)图中的高血压相关基因作为_，质粒作为_，二者需用 _切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有_有关。 (3)子代大鼠如果_和_，即可分别在分子水平和个体水平上说明 高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。 (4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是_、 早期胚胎培养和胚胎移植。 解析(1)胚胎工程中卵母细胞的采集常从活体输卵管中获取，也可以从已处死的雌性动物卵巢中获取。(2)图示为转基因技术在胚胎工程中的应用，图中的高血压相关基因为目的基因，质粒作为载体。构建重组质粒时，需用同种限制酶切割目的基因和质粒分子，由于二者有相同限制酶切割位点，二者可以连接形成基因表达载体。(3)目的基因的表达检测可以分别在分子水平和个体水平检测，即检测体内是否产生相关蛋白质和是否出现高血压症状。(4)题中转基因大鼠培育过程中，用到的生物技术有转基因技术、体外受精技术、早期胚胎培养和胚胎移植技术，其中后三者从属于胚胎工程技术。 答案(1)卵巢(2)目的基因载体同种限制性核酸内切酶(或：同种限制酶)限制酶切割位点(3)检测到体内有相关蛋白出现高血压(4)体外受精 7(2011福建理综，32)一对表现型正常的夫妇，生了一个镰 刀型细胞贫血症(常染色体隐性遗传病)患儿。在他们欲生 育第二胎时，发现妻子的双侧输卵管完全堵塞，不能完成 体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊 断，过程如图。 请回答下面的问题。 (1)过程是指在体外进行的_处理，从而使精子 与卵子结合形成受精卵；过程称为_。 (2)在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时， 要先从羊水中的胎儿细胞提取物质_进行PCR扩 增，然后用Mst对扩增产物进行切割，产生多个片段的 酶切产物。据此判断，Mst是一种_酶。(3)不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同，形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如，据此判断该胎儿为，据此判断该胎儿为_(正常正常/患者患者/携带者携带者)。 解析分析题中过程图可发现：过程指的是精子获能处理，则代表 胚胎移植；在产前基因诊断时，要先从羊水中的胎儿细胞提取DNA进行 PCR扩增，然后用限制性核酸内切酶Mst 进行切割，以得到多种不同 度的酶切产物(基因)；分析电泳带谱可判断，胎儿不含致病基因，表 应该正常。 答案(1)精子获能胚胎移植(2)DNA限制性核酸内切(3)正常 8(2011天津理综，8)絮凝性细菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物，能 与石油污水中的悬浮颗粒和有机物等形成絮状沉淀，起到净化污水的作 用。为进一步提高对石油污水的净化效果，将絮凝性细菌和石油降解菌 融合，构建目的菌株。其流程图如下。 据图回答： (1)溶菌酶的作用是_。 (2)PEG的作用是_。 (3)经处理后，在再生培养基上，未融合的A、B难以生长。图中AB融合菌能生长和繁殖的原因是_。 (4)目的菌株的筛选：筛选既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有_的培养基上生长的AB融合菌，选择效果最好的作为目的菌株。 (5)为探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果，将目的菌株进行发酵培养，定时取发酵液，加入石油污水中；同时设置_为对照组。经搅拌、静置各3 min后，分别测定上层水样的石油浓度和COD值(COD值越高表示有机物污染程度越高)，计算石油去除率和COD去除率，结果如下图。 (6)目的菌的种群增长曲线呈_型。在4044 h，发酵液对石油污水的净化效果最好，其原因是_。 解析(1)絮凝性细菌与石油降解菌融合时，首先需要溶菌酶分解细胞壁获得原生质体。(2)原生质体融合时，常用PEG诱导融合。(3)两种原生质体A、B分别经过热处理和紫外线处理后因失活难以生长，但两者失活部位不同，A、B融合后活性部位互补，故仍可在再生培养基上生长。(4)我们需要的目的菌株是既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有石油的培养基上生长。(5)设计实验探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果时，实验变量是发酵液的有无，对照组是不加发酵液的石油污 水，实验组是添加发酵液的石油污水。(6)据图知，目的菌株呈“S”型增长。4044小时，目的菌株及其产生的絮凝性高分子化合物的含量较高，发酵液对石油污水的净化效果最好。 答案(1)分解细胞壁(2)诱导原生质体融合(3)两亲本失活部位不同，融合后活性部位互补(4)石油(5)不加发酵液的石油污水(6)S此期间，目的菌及其产生的絮凝活性高分子化合物的含量高 9(2011江苏生物，29)池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等 引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如下图)。请回 答下列问题。 (1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性_。人工养 殖池塘水体的N、P含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物 大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死 亡，进一步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为_。 (2)与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有_。可以 通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的_， 有效减少水体中的N、P等含量。 (3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有_、_。 (4)该养殖系统中串联的池塘不宜过多，因为_ _ 。 (5)保持池塘水体中适当的N、P含量是必要的，该养殖系统可以通过_、_进行调控。 解析(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统中的组分较少，营养结构简单，抵抗力稳定性较低，恢复力稳定性较高。生态系统稳定性的维持是正反馈调节和负反馈调节共同作用的结果，正反馈调节使生态系统远离平衡状态，负反馈调节使生态系统维持在相对稳定的状态。(2)该生态系统属于人工设计的生态工程。与传统养殖池塘相比，增加了生态塘和潜流湿地等设施。生态塘和潜流湿地中的水生植物和滤食动物能够有效减少水体中N、P等的含量，起到净化水体的作用。(3)通过设备将前一池塘上层水导入下一个池塘的底部，可以实现上、下水层的交换，增加水中溶氧量和提高饵料利用率。(4)随着养殖塘中生物体排放的有机污水的积累，越靠后的 养殖塘中微生物分解有机物产生的N、P含量会越高，从而造成水体富营养化，故该养殖系统中串联的池塘不宜过多。(5)为保持池塘水体中适当的N、P含量，可以通过不间断地补水和排水来实现，或者是通过水泵控制水的流量来实现。 答案(1)高正反馈(2)生态塘和潜流湿地净化作用 (3)增加水中的溶氧量提高饵料的利用率(4)后面池塘水体中的N和P含量(浓度)越来越高(5)补水和排水水泵控制水的流量(循环频次) 10(2011安徽理综，31)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰 素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。 (1)进行转基因操作前，需用_酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个 细胞。 (2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰 素基因片段正确插入表达载体的_和_之间。 (3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体 系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2)、水、4种脱氧核糖核苷酸、 模板DNA、_和_。 (4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。 通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以_，增加 培养的细胞数量，也有利于空气交换。三、综合运用能力三、综合运用能力 解析(1)动物细胞间借胶原蛋白连在一起，故可用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理幼蚕组织，获得单个细胞；(2)来自cDNA文库的干扰素基因片段是通过逆转录得到的，其缺少非编码区上的启动子和终止子，为使其高效表达，必须把其插入表达载体的启动子和终止子之间；(3)利用PCR技术体外扩增目的基因时，必须加2种引物和耐高温的DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶)；(4)多孔的中空薄壁小玻璃珠可以扩大细胞贴壁生长的附着面积，从而增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。 答案(1)胰蛋白(或胶原蛋白)(2)启动子终止子(3)对干扰素基因特异的DNA引物对Taq DNA聚合酶 (4)扩大细胞贴壁生长的附着面积 生物工程是当前科学研究中发展最快、最前沿的科学，一直都是社会关注的热点，也是高考命题的热点。生物工程在新课标地区都被纳入了高考选考内容。考查内容主要是基因工程的原理、工具、操作技术及其应用；植物组织培养与植物体细胞杂交原理及其在农业上的应用；动物细胞的培养及其应用、单克隆抗体的特点与制备过程及其应用；胚胎发育的基本过程、胚胎工程的基本技术、胚胎移植的过程及其应用。试题的考查形式多是通过新材料、新情境、新进展等新颖的知识作为背景，综合考查多种生物工程与生物工程的安全性等知识，进而考查考生解决实际问题的能力。虽然试题综合性较强，但考查的知识点一般都比较基础。 进行本讲复习应从如下角度展开 一要注意强化对基础知识的理解记忆，特别是通过较多的各种示意图、模式图、流程图全面透彻地理解各种生物工程的原理、过程与应用。二要注意多比较各种生物工程的原理、操作过程、技术手段的异同点。三要多关注有关生物工程的新进展和社会热点问题，如利用生物工程研究甲型H1N1流感疫苗问题等，尝试分析其中的生物学原理和知识。专家箴言通过以上高考体验，可以归纳总结： 1基因工程的基本工具的比较(见下表)更清晰考点一基因工程相关知识整合考试说明考试说明(1)基因工程的诞生基因工程的诞生()/(2)基因工程的原理及技术基因工程的原理及技术() (3)基因工程的应用基因工程的应用()/(4)蛋白质工程蛋白质工程()限制酶限制酶DNA连接酶连接酶载体载体作用作用切割切割_和和载体载体拼接拼接DNA片段，形成片段，形成重组重组DNA携带携带_进入进入受体细胞受体细胞作用作用部位部位两核苷酸的脱氧核糖与磷酸两核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形成间形成的的_作用作用特点特点(条件条件)(1)识别双链识别双链DNA分子特定分子特定的核苷酸序列的核苷酸序列(2)在特定位点上切割在特定位点上切割(1)EcoliDNA连接酶连接酶只能连接只能连接_(2)T4DNA连接酶能连连接酶能连接黏性末端和平末端接黏性末端和平末端(1)能在宿主细胞内稳定能在宿主细胞内稳定存在并大量复制存在并大量复制(2)有有_个个限制酶切割限制酶切割位点位点(3)具有特殊的标记基因具有特殊的标记基因常用常用类型类型EcoR限制酶限制酶Sma限制酶限制酶EcoliDNA连接酶连接酶T4DNA连接酶连接酶_、噬菌体的衍噬菌体的衍生物、动植物病毒生物、动植物病毒目的基因目的基因目的基因目的基因磷酸二酯键磷酸二酯键黏性末端黏性末端多多质粒质粒 2.将目的基因导入受体细胞中的方法的比较(见下表)生物种类生物种类植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞常用方法常用方法农杆菌转化法农杆菌转化法_Ca2处理法处理法受体细胞受体细胞体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞转化过程转化过程目的基因插入目的基因插入Ti质质粒的粒的TDNA上上农农杆菌杆菌导入植物细导入植物细胞胞整合到受体细整合到受体细胞的染色体胞的染色体DNA表达表达目的基因表达载目的基因表达载体提纯体提纯取卵取卵(受受精卵精卵)显微注射显微注射受精卵发育受精卵发育获得具有新性状获得具有新性状的动物的动物Ca2处理细胞处理细胞_细胞细胞重重组表达载体与感受态细组表达载体与感受态细胞混合胞混合感受态细胞吸感受态细胞吸收收DNA分子分子感受态感受态显微注射法显微注射法 3.PCR技术与DNA复制的比较(见下表)PCR扩增仪扩增仪DNA分子分子脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNA聚合酶聚合酶 4.目的基因的检测内容和方法的比较(见下表)类型类型步骤步骤检测内容检测内容方法方法结果显示结果显示分子水平分子水平检测检测第一步第一步目的基因是否插目的基因是否插入受体细胞染色入受体细胞染色体的体的DNA上上DNA分子杂交技术分子杂交技术(DNA和和DNA之间之间)是否成功显示出是否成功显示出杂交带杂交带第二步第二步目的基因是否转目的基因是否转录出录出_核酸分子杂交技术核酸分子杂交技术(DNA和和mRNA之间之间杂交杂交)同上同上第三步第三步目的基因是否翻目的基因是否翻译出蛋白质译出蛋白质蛋白质分子杂交蛋白质分子杂交(抗抗原原抗体之间杂交抗体之间杂交)同上同上个体个体水平水平鉴定鉴定包括抗虫或抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性程度；基包括抗虫或抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性程度；基因工程产品与天然产品进行活性比较，以确定功能是否相同等因工程产品与天然产品进行活性比较，以确定功能是否相同等mRNA 5.两种基因治疗途径及其特点(见下表)途径途径方法方法特点特点不不 同同点点体外基因治疗体外基因治疗从患者体内获得某种细胞从患者体内获得某种细胞体外体外完成基因转移完成基因转移筛选、细胞扩增筛选、细胞扩增输入体内输入体内(实例中第一个实例中第一个)操作复杂，但效操作复杂，但效果较为可靠果较为可靠体内基因治疗体内基因治疗直接向患者体内组织中转移基因直接向患者体内组织中转移基因(实例中第二个实例中第二个)方法简便，但效方法简便，但效果难以控制果难以控制相相同同点点都属于都属于_，都是将正常的外源基因导入都是将正常的外源基因导入_，以代以代替、修复、纠正缺陷基因。目前两种方法都处于临床实验阶段替、修复、纠正缺陷基因。目前两种方法都处于临床实验阶段基因治疗基因治疗靶细胞靶细胞 6.基因工程的应用(见下表)表现方面表现方面具体内容具体内容植物基因工程植物基因工程抗虫转基因植物抗虫转基因植物抗病转基因植物抗病转基因植物抗逆转基因植物抗逆转基因植物利用转基因改良植物品质利用转基因改良植物品质动物基因工程动物基因工程提高动物生长速度提高动物生长速度用转基因动物生产药物用转基因动物生产药物(如乳腺生物反应器如乳腺生物反应器)用转基因动物作器官移植的供体用转基因动物作器官移植的供体用于改善畜产品的品质用于改善畜产品的品质基因工程药物基因工程药物控制药品合成的相应基因控制药品合成的相应基因基因治疗基因治疗体外基因治疗体外基因治疗体内基因治疗体内基因治疗 7.基因工程与蛋白质工程的比较(见下表)项目项目蛋白质工程蛋白质工程基因工程基因工程区别区别过过 程程预期蛋白质功能预期蛋白质功能设计设计预期的蛋白质结构预期的蛋白质结构推推测测_序列序列找找到对应的脱氧核苷酸序到对应的脱氧核苷酸序列列合成合成DNA表达出表达出蛋白质蛋白质获取目的基因获取目的基因构建构建_导入受体细胞导入受体细胞目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定实实 质质定向改造或生产人类所定向改造或生产人类所需的蛋白质需的蛋白质_改造改造生物的遗传特性，以获得生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品人类所需的生物类型或生物产品操作操作环境环境生物体外生物体外生物生物_操作操作核心核心基因基因基因基因操作操作起点起点目的基因目的基因预期的蛋白质功能预期的蛋白质功能结结 果果生产自然界生产自然界_的的蛋白质蛋白质生产自然界中已有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质联系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，因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基程，因为对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因修饰或基因合成实现氨基酸氨基酸基因表达载体基因表达载体定向定向体外体外没有没有 8.对DNA连接酶、DNA聚合酶等酶的理解(见下表)名称名称作用作用参与的生理参与的生理过程及过程及应应用用DNA连接酶连接酶连接两个连接两个DNA片段片段基因工程基因工程限制性限制性核酸内切核酸内切酶酶切割某种特定的切割某种特定的脱氧核苷脱氧核苷酸酸序列序列DNA聚合酶聚合酶在脱氧核苷酸链上添加单在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧核苷酸个脱氧核苷酸DNA复制复制RNA聚合酶聚合酶在核糖核苷酸链上添加单在核糖核苷酸链上添加单个核糖核苷酸个核糖核苷酸转录转录解旋酶解旋酶使碱基使碱基间间 _断裂断裂形成形成脱氧核苷酸链脱氧核苷酸链DNA复制及转录复制及转录逆转录酶逆转录酶以以RNA为模板合成为模板合成DNA逆转录、基因工程逆转录、基因工程氢键氢键 2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光。借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况，帮助推断蛋白质的功能。GFP基因可作为目的基因用于培育绿色荧光小鼠，如图表示培育绿色荧光小鼠的基本流程(见下图)。 请根据上述材料回答下列问题。 (1)用于培育绿色荧光小鼠的基因表达载体的组成必须有启动子、_、_和_等。图中过程常用的方法是_；过程利用的生物技术是_； 在进行过程前，利用_可以获得数目更多且基因型相同的绿色荧光小鼠。强信心 【例例1】 (2)GFP基因与目的基因一起构建到载体上不影响目的基因的表达，也不影响由目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能，且对细胞无毒性，因此GFP基因可以作为基因表达载体上的_。 (3)目前科学家们通过_工程制造出了蓝色荧光蛋白、黄色荧光蛋白等，该工程是直接改造GFP分子，还是改造GFP基因？_。该工程的基本流程是_ _ _ _。 解析基因表达载体主要由4部分组成，分别是目的基因、启动子、终止子、标记基因。把目的基因导入动物受体细胞的常用方法是显微注射技术。由受精卵培养得到早期胚胎，这属于早期胚胎培养技术或细胞培养技术，可以利用胚胎分割技术由一个胚胎获得多个胚胎。GFP基因不影响目的基因控制合成的蛋白质的结构与功能，且对细胞无毒性，又可以发出荧光，因此可以作为标记基因。蛋白质工程是指通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，获得各种各样的自然界中没有的蛋白质。蛋白质工程的基本流程：预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应基因的脱氧核苷酸序列修饰(或合成)相应的基因表达出相应蛋白质。 答案(1)GFP基因终止子标记基因显微注射法早期胚胎培养技术(或细胞培养技术)胚胎分割 (2)标记基因 (3)蛋白质GFP基因(绿色荧光蛋白基因)预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应基因的脱氧核苷酸序列修饰(或合成)相应的基因表达出相应蛋白质 1细胞工程的几个过程流程图比较(见下表)更清晰考点二克隆技术相关知识整合考试说明考试说明(1)植物的组织培养植物的组织培养()/(2)动物的细胞培养与体细胞克隆动物的细胞培养与体细胞克隆() (3)细胞融合与单克隆抗体细胞融合与单克隆抗体()细胞工细胞工程技术程技术技术过程图示技术过程图示植物组植物组织培养织培养植物体植物体细胞细胞杂交杂交细胞工细胞工程技术程技术技术过程图示技术过程图示动物细动物细胞培养胞培养动物细动物细胞的融胞的融合合细胞工细胞工程技术程技术技术过程图示技术过程图示核移植核移植单克隆单克隆抗体的抗体的制备制备 2.植物组织培养与动物细胞培养的比较(见下表)植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养原理原理细胞的全能性细胞的全能性_培养基的培养基的物理性质物理性质固体固体液体液体(合成培养基合成培养基)培养基培养基的成分的成分水、无机盐、维生素、蔗糖、氨基水、无机盐、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂等酸、琼脂等葡萄糖、氨基酸、无机盐、葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等维生素、动物血清等结果结果新的植株或组织新的植株或组织新的细胞系或细胞株新的细胞系或细胞株应用应用微型繁殖微型繁殖作物脱毒作物脱毒生产人工种子生产人工种子单倍体育种单倍体育种突变体的利用突变体的利用细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产蛋白质生物制品的生产蛋白质生物制品的生产皮肤移植材料的培育皮肤移植材料的培育检测有毒物质检测有毒物质生理、病理、药理学研究生理、病理、药理学研究条件条件均需无毒环境、无菌操作，适宜的营养、温度、均需无毒环境、无菌操作，适宜的营养、温度、pH、O2等等细胞增殖细胞增殖 3.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较(见下表)细胞工程细胞工程植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合实质内容实质内容改变遗传物质、产生新的性状，获得细胞产品改变遗传物质、产生新的性状，获得细胞产品(使后代具有双亲的使后代具有双亲的特性特性)理论基础理论基础植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性细胞增殖细胞增殖诱导手段诱导手段物理法：离心、振动、电激物理法：离心、振动、电激化学法：化学法：_物理法：离心、振动、电激物理法：离心、振动、电激化学法：聚乙二醇化学法：聚乙二醇生物法：生物法：_诱导过程诱导过程去细胞壁去细胞壁(纤维素酶、果胶酶纤维素酶、果胶酶)原生质体融合原生质体融合(获得杂种原生质体获得杂种原生质体)植物细胞培养植物细胞培养(获得植株获得植株)获得分离的单个动物细胞获得分离的单个动物细胞(胰蛋白酶处理胰蛋白酶处理)诱导融合诱导融合动物细胞培养动物细胞培养(细胞产品细胞产品)应用应用白菜白菜甘蓝等杂种植物甘蓝等杂种植物单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备(杂交瘤细胞杂交瘤细胞)聚乙二醇聚乙二醇灭活的病毒灭活的病毒 4.受精作用、原生质体融合、动物细胞融合的比较(见下表)受精作用受精作用原生质体融合原生质体融合动物细胞融合动物细胞融合不不同同点点细胞类型细胞类型不同不同精子与精子与卵细胞卵细胞体细胞体细胞体细胞体细胞细胞来源不同细胞来源不同来自同种生物来自同种生物个体个体一般来自不同种一般来自不同种的生物个体的生物个体一般来自不同一般来自不同种的生物个体种的生物个体染色体数目染色体数目变变化不同化不同2N2N2N，不一，不一定是定是2N22N2N，不一，不一定是定是2N2融合条件不同融合条件不同不需人工诱导不需人工诱导需人工诱导需人工诱导需人工诱导需人工诱导相同点相同点都有两个细胞融合成一个细胞，并且融合成这个都有两个细胞融合成一个细胞，并且融合成这个细胞的遗传物质都是由原来的两个细胞决定的细胞的遗传物质都是由原来的两个细胞决定的 如图表示通过二倍体植株甲(自花受粉植物)和植株乙培育植株A、B、C、D、E的过程，其中植株甲的基因型为AaBb，两对等位基因分别位于两对同源染色体上。请据图回答下面的问题。 (1)植株A是_倍体，经秋水仙素处理后获得的植株B的基因型为_。 (2)植株C与植株甲表现型相同的概率为_。 强信心 【例例2】 (3)培养植株D的过程中，由离体细胞形成愈伤组织的过程称为_，若要制备人工种子，则需诱导愈伤组织形成_结构，再包裹上人工种皮。 (4)获得植株E的过程称为_，其过程中两个原生质体融合时常用的诱导剂是_。 (5)植株A、D、E的培育过程中都需要采用的生物技术是_，其理论基础是_，其培养过程一定要保证_条件，防止培养失败。植株A、B、C、D、E中可能与植株甲的基因型相同的是植株_。 状体之后即可。植株E是两种不同的植物经过植物体细胞杂交形成的新物种，两个原生质体融合时常用的诱导剂是聚乙二醇。植株A、D、E的培育过程中都是由细胞培养得到植株，都需要采用的生物技术是植物组织培养，其理论基础是细胞的全能性，培养过程中一定要注意保证无菌条件，防止杂菌污染导致培养失败。植株D与植株甲的基因型一定是相同的，植株C中有部分与植株甲的基因型相同。 阅读抗A、抗B血型定型试剂(单克隆抗体)说明书的部分内容，请据此回答下列问题。 抗A、抗B血型定型试剂(单克隆抗体)说明书 【组成与性状】 本品系用产生抗A、抗B抗体的杂交瘤细胞培育的上清液配制而成，专供鉴定人ABO血型用。 【使用方法】 将本品与受检红细胞盐水混合，按照有无凝集判定结果。抗A试剂能和A型血、AB型血凝集，抗B试剂能和B型血、AB型血凝集(略) 【注意事项】 略 【保存及年限】 有效期一年，保存于28 。 (1)该定型试剂(单克隆抗体)是通过_技术制备的。制备过程中，首先要利用A型血的红细胞或者B型血的红细胞作为_反复注射给实验动物，一段时间后从实验动物体内提取出_细胞，并诱导其与骨髓瘤细胞融合，通常采用的生物诱导剂是_。之后还需要通过多次_、_和培养，才能获得足够的用于生产单克隆抗体的杂交瘤细胞。【例例3】 (2)传统工艺中抗A血型定型试剂是从B型血的血清中提取的，与传统工艺生产的抗A血型定型试剂相比，本试剂的突出优点是_ _。 (3)该试剂的保存温度条件苛刻，主要是避免_ _。 (4)某中学兴趣小组进行“ABO血型系统基本类型的鉴定”，设计了如下表格，完成表头中a、b的设计。 血型鉴定表 反应现象反应现象姓名姓名与抗与抗A血型定型试血型定型试剂反应剂反应(现象现象)a._b._李李 文文不凝集不凝集凝集凝集B型型 解析单克隆抗体的制备属于动物细胞工程中的细胞融合技术。要获得抗体就要有相应的抗原刺激机体的免疫系统，这样才会得到所需的能分泌特定抗体的浆细胞。动物细胞融合一般是采用灭活病毒的方法诱导。在诱导融合之后要经过多次的筛选和抗体检测才可以得到所需的杂交瘤细胞。单克隆抗体的优点就是特异性强、灵敏度高。单克隆抗体的成分是蛋白质，高温容易导致蛋白质失活，使抗体失效。根据表中的内容就可以推出表头。 答案(1)动物细胞融合(或动物细胞工程)抗原(能产生抗A或抗B抗体的)B淋巴(或浆)灭活的病毒筛选抗体检测(2)特异性强、灵敏度高(3)因温度过高导致蛋白质分子变性失活(4)a.与抗B血型定型试剂反应(现象) b血型 几种特殊的生殖方式的比较更清晰考点三胚胎工程相关问题整合考试说明考试说明(1)动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础() (2)胚胎干细胞的移植胚胎干细胞的移植() (3)胚胎工程的应用胚胎工程的应用()生殖生殖方式方式一般过程一般过程实实 质质说说 明明试管试管婴儿婴儿体外受精、体外一定体外受精、体外一定程度的胚胎发育、胚程度的胚胎发育、胚胎移植到子宫内继续胎移植到子宫内继续发育发育_生殖生殖与人类正常生殖情况与人类正常生殖情况相比，主要是改变了相比，主要是改变了受精和早期胚胎发育受精和早期胚胎发育的场所的场所克克 隆隆将体细胞的将体细胞的_移移到去核的卵母细胞到去核的卵母细胞中，将重组胚胎移植中，将重组胚胎移植到子宫内，逐渐发育到子宫内，逐渐发育为新个体为新个体体细胞繁体细胞繁殖，属于无殖，属于无性生殖性生殖克隆过程证明了动物克隆过程证明了动物_的的全能性全能性有性有性细胞核细胞核核物质核物质植植物物组组织织培培养养体细胞体细胞组织培养组织培养植物体细胞在离体情况植物体细胞在离体情况下，在培养基上经细胞分下，在培养基上经细胞分裂裂、_逐渐逐渐形成一个形成一个新植株新植株无性生殖无性生殖这一过程充分这一过程充分证明了植物细证明了植物细胞的胞的_花药离体花药离体培养培养成熟的花粉未经受精，直成熟的花粉未经受精，直接人工培育为接人工培育为_植植株株有性生殖细胞离体有性生殖细胞离体培育为新个体，属培育为新个体，属于有性生殖范畴于有性生殖范畴胚胎移植胚胎移植将桑椹胚或囊胚期胚胎移将桑椹胚或囊胚期胚胎移植到经激素处理的代孕母植到经激素处理的代孕母亲子宫内，继续发育亲子宫内，继续发育根据胚胎来源确定根据胚胎来源确定生殖方式，若来源生殖方式，若来源于精卵结合的受精于精卵结合的受精卵则为有性生殖，卵则为有性生殖，若来源于核移植得若来源于核移植得到的重构卵则为无到的重构卵则为无性生殖性生殖早期胚胎在体早期胚胎在体外发育外发育胚胎分割胚胎分割移植移植将早期胚胎将早期胚胎(桑椹胚或囊桑椹胚或囊胚胚)切割成许多等份，同时切割成许多等份，同时移植到多个代孕母亲的子移植到多个代孕母亲的子宫内发育宫内发育认定早期胚胎只来认定早期胚胎只来源于同一个胚胎则源于同一个胚胎则为无性生殖，属于为无性生殖，属于克隆，若从胚胎来克隆，若从胚胎来源上分析同胚胎移源上分析同胚胎移植植早期胚胎发育早期胚胎发育场所相同，一场所相同，一个胚胎可获得个胚胎可获得多个个体多个个体细胞分化细胞分化单倍体单倍体全能性全能性 1胚胎工程各技术间关系图更系统 2胚胎工程的操作流程 (1)试管动物生产流程(见下图) (2)克隆动物的培育流程(见下图) 根据发育成新个体D的重组细胞核由动物B提供，而性别及大多数遗传性状是由核内遗传物质决定的，故B、D两者的性别及大多数遗传性状相同。 克隆动物的起点是经过核移植形成的一个细胞，其遗传物质主要来自供核一方。 (3)胚胎移植的培育流程 以牛胚胎移植为例(见下图) 美国及日本两个研究团队的报告中证实，皮肤细胞经过“基因直接重组”后可以转化成为具有胚胎干细胞特性的细胞。这项发现一方面解决了利用胚胎进行干细胞研究的道德争议，另一方面也使得干细胞研究的来源更不受限。请回答下面有关胚胎工程的若干问题。 (1)在胚胎发育中，根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为_、_、_三个阶段。 (2)胚胎工程中的胚胎移植实际上是生产胚胎的_和孕育胚胎的_共同繁殖后代的过程，其生理学基础主要有哪些？_ _(至少答出两点)。强信心 【例例4】 (3)哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是由_分离出来的一类细胞。美日科学家的研究过程是利用病毒分别将四个基因导入皮肤细胞，促使普通的皮肤细胞产生变化，最后成为带有_性质的细胞，称为诱导式多能干细胞(iPS)。在基因工程中，这四个基因称为_，所利用的病毒称为_。与借助胚胎提取胚胎干细胞比较，这样获得干细胞的研究，其最大突破就是在不破坏细胞胚胎的前提下提取可以复制成器官或组织的细胞，不仅避开了长期以来有关生物技术的_方面的争议，也使其来源更加广泛而方便。 (4)通过体细胞核移植技术，从患者身上取出体细胞，将其细胞核植入去核的卵母细胞，从而获得早期人类胚胎，然后再从中培育患者自身的胚胎干细胞供医学临床使用的技术叫做_。这一技术也可以用来研究克隆人，中国政府对生殖性克隆人研究所持态度的“四不原则”是_、_、_、不接受任何生殖性克隆人的实验。 解析根据胚胎形态的变化，可将早期发育的胚胎分为以下几个阶段： 胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。其生理学基础主要有以下几个方面：胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致；哺乳动物的早期胚胎形成后处于游离状态；受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应；供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性不受任何影响。哺乳动物的胚胎干细胞是由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞。美日科学家得到的诱导式多能干细胞类似于胚胎干细胞。导入受体细胞的基因就是目的基因，利用病毒导入，此时的病毒就是载体。利用这种方式获得干细胞可避免借助胚胎提取胚胎干细胞，避开了长期以来有关生物技术的伦理(道德)问题方面的争议，也使其来源更加广泛而方便。通过体细胞核移植技术，从患者身上取出体细胞，将其细胞核植入去核的 卵母细胞，从而获得早期人类胚胎，然后再从中培育患者自身的胚胎干细胞供医学临床使用的技术是为了治疗，而非为了获得个体，此技术属于治疗性克隆，我国政府对克隆的态度是“四不原则”：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验，但不反对治疗性克隆。 答案(1)桑椹胚囊胚原肠胚(2)供体受体a胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致；b.哺乳动物的早期胚胎形成后处于游离状态；c.受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应；d.供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性不受任何影响(至少答出2点)(3)早期胚胎或原始性腺胚胎干细胞目的基因载体伦理(道德)问题(4)治疗性克隆不赞成不允许不支持 1生态工程原理比较(见下表)更清晰考点四生态工程(山东考区不作要求)考试说明考试说明(1)简述生态工程的原理简述生态工程的原理()/(2)生态工程的实例生态工程的实例()理论基础理论基础内容内容意义意义举例举例物质物质循环循环再生再生原理原理_ _物质能够在各类生态系统中进物质能够在各类生态系统中进行区域小循环和全球物质大循行区域小循环和全球物质大循环，循环往复，分层分级利环，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽，用之用，从而达到取之不尽，用之不竭的效果不竭的效果避免环境污染及避免环境污染及对其他系统稳定对其他系统稳定性和发展的影响性和发展的影响无废弃物农无废弃物农业业物种物种多样多样性原性原理理生态系统生态系统的抵抗力的抵抗力稳定性稳定性物种多，营养关系复杂的生态物种多，营养关系复杂的生态系统具有较系统具有较_的的抵抗力稳抵抗力稳定性，生物多样性程度高，可定性，生物多样性程度高，可以为各类生物提供多种机会和以为各类生物提供多种机会和条件。营养关系越复杂，有限条件。营养关系越复杂，有限资源下就可以容纳更多的生物资源下就可以容纳更多的生物量量避免生态系统结避免生态系统结构和功能失衡构和功能失衡单纯林引起单纯林引起的的“绿色荒绿色荒漠漠”问题问题物质循环物质循环高高协协调调与与平平衡衡原原理理生物与环生物与环境的协调境的协调与平衡与平衡生物与环境平衡，需要生物与环境平衡，需要考虑考虑_，即指某种环境所能养活即指某种环境所能养活的生物种群的最大数量的生物种群的最大数量避免生态系统的避免生态系统的失衡和破坏失衡和破坏赤潮和水华等水赤潮和水华等水体富营养化问题体富营养化问题整整体体性性原原理理社会自社会自然经济然经济复合系统复合系统生态工程的建设，既要生态工程的建设，既要考虑自然生态系统的规考虑自然生态系统的规律，还要考虑社会和经律，还要考虑社会和经济等系统的影响力济等系统的影响力统一协调各种关统一协调各种关系，保障系统的系，保障系统的_林业建设中自然林业建设中自然生态系统与社生态系统与社会、经济系统的会、经济系统的关系问题关系问题环境承载力环境承载力平衡与稳定平衡与稳定系系统统学学和和工工程程学学原原理理系统的结构决定系统的结构决定功能原理：功能原理：分布式分布式优于优于集中式和环式集中式和环式生态工程需要考虑系统内部不生态工程需要考虑系统内部不同组分之间的结构，通过改变同组分之间的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功和优化结构，达到改善系统功能的目的能的目的改善和优化改善和优化系统的结构系统的结构以改善功能以改善功能桑基鱼塘桑基鱼塘系统整体性原理：系统整体性原理：整体整体_部分部分之和之和系统各组分之间要有适当的比系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果于各部分之和的效果保持较高的保持较高的系统生产力系统生产力藻类和珊瑚藻类和珊瑚虫的关系虫的关系大于大于 2.生态工程实例(见下表)实实 例例问问 题题原原 理理对对 策策案案 例例农村综合农村综合发展型生发展型生态工程态工程实现物质的多实现物质的多级循环利用，级循环利用，在资源有限的在资源有限的条件下有较多条件下有较多的产出，以解的产出，以解决人多地少的决人多地少的矛盾矛盾物质循环再生原理、物质循环再生原理、_原理、原理、_原理原理建立综合发建立综合发展型生态工展型生态工程程窦店村以沼气为窦店村以沼气为中心的生态工程中心的生态工程小流域综小流域综合治理生合治理生态工程态工程小流域的水土小流域的水土流失流失_原理原理、协调、协调与平衡原理与平衡原理运用多种原运用多种原理，应用多理，应用多种措施综合种措施综合治理治理甘肃陇南县甘肃陇南县“九九子登科子登科”模式模式整体性整体性物种多样性物种多样性整体性整体性大区域生大区域生态系统恢态系统恢复工程复工程土地荒漠土地荒漠化化协调与平衡原理、协调与平衡原理、整体性原理整体性原理退耕还林还退耕还林还草、植树造林草、植树造林等等“三北三北”防护防护林退耕还林还林退耕还林还草工程草工程湿地生态湿地生态恢复工程恢复工程湿地缩小湿地缩小和破坏和破坏控制污染、退控制污染、退田还湖田还湖江西鄱阳湖湿江西鄱阳湖湿地生态恢复工地生态恢复工程程矿区废弃矿区废弃地的生态地的生态恢复工程恢复工程矿区生态矿区生态环境的破环境的破坏坏_原理原理修复土地、恢修复土地、恢复植被复植被赤峰市元宝山赤峰市元宝山矿区生态恢复矿区生态恢复工程工程城市环境城市环境生态工程生态工程环境污染环境污染协调与平衡原理、协调与平衡原理、整体性原理等整体性原理等城市绿化、污城市绿化、污水净化、废弃水净化、废弃物处理、合理物处理、合理布局等布局等污水及垃圾处污水及垃圾处理、城市绿化理、城市绿化系统学和工程学系统学和工程学 南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性的循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题。强信心 【例例5】(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的_、_和和_原理。原理。(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如上图所示。该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的制作如上图所示。在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。如果将如果将“无机物无机物农田农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？_。 (3)在该生态农场中存在如图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是_。 A物质经过多级利用，实现了良性循环 B每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益 C由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用效率降低 D由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染 (4)据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，应使食物链和营养级越长越多越好。请你结合所学有关生态工程原理，分析该结论是否正确，为什么？ 审题关键“特点”“基本原理”“物质循环”“影响”。 命题来源生态工程的基本原理。 思路分析(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生与物种多样性和整体性等原理基础上的，在实现经济效益的同时，也取得了良好的生态效益和社会效益。 (2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭，即物质循环再生原理。如果把“无机物农田”这一环节去掉，势必会造成物质循环受到破坏，土壤无机物得不到及时补充，土壤肥力会下降。 (3)能量沿着食物链流动时，能量逐渐递减，传递效率大约为10%20%，因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量，显然这个系统总能量利用率与单种作物的系统总能量利用率相比大大增加。 (4)从能量流动逐级递减的特点分析，食物链不能无限延长，一般维持在56级。 答案(1)物质循环再生原理物种多样性原理整体性 (2)如图所示： 土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降(3)C(4)不正确。因为食物链延长，各食物链中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级多，高层次营养级生物获得的能量较少，该营养级生物数量也较少。