专题十 现代生物科技专题精选.docx

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专题十现代生物科技专题精选

专题十　现代生物科技专题

[考纲要求]　1.基因工程的落生（Ⅰ）。

2.基因工程的道理及技巧（含PCR技巧）（Ⅱ）。

3.基因工程的应用（Ⅱ）。

4.卵白质工程（Ⅰ）。

5.动物的构造培养（Ⅱ）。

6.动物细胞培养与体细胞克隆（Ⅱ）。

7.细胞交融与单克隆抗体（Ⅱ）。

8.动物胚胎发育的全然过程与胚胎工程的实践根底（Ⅰ）。

9.胚胎干细胞的移植（Ⅰ）。

10.胚胎工程的应用（Ⅱ）。

11.转基因生物的平安性（Ⅰ）。

12.生物兵器对人类的挟制（Ⅰ）。

13.生物技巧中的伦理咨询题（Ⅰ）。

14.简述生态工程的道理（Ⅱ）。

15.生态工程的实例（Ⅰ）。

16.DNA的粗提取与判定。

常识主线　思维串联

微专题1　基因工程

1.基因工程的3种全然东西

2.基因工程的操纵流程

（1）目标基因的猎取

提醒：

①从cDNA文库猎取的目标基因不含启动子跟停止子。

②使用乳腺生物反应器花费药物时，应将目标基因与乳腺卵白基因的启动子连接到一起。

（2）基因表白载体的构建——重组质粒的构建

提醒：

①基因工程中的载体与细胞膜上的载体差别。

②启动子、停止子

a.启动子（DNA片断）≠肇端暗码子（位于mRNA上）。

b.停止子（DNA片断）≠停止暗码子（位于mRNA上）。

③目标基因拔出位置：

启动子与停止子之间。

（3）将目标基因导入受体细胞

（4）目标基因的检测与判定

3.转基因生物的三年夜平安性咨询题

（1）食品平安：

滞后效应、过敏原、营养身分修改等。

（2）生物平安：

对生物多样性的妨碍等。

（3）情况平安：

对生态系统动摇性的妨碍等。

4.卵白质工程

1.（2019·天津卷，9）B基因存在于水稻基因组中，其仅在体细胞（2n）跟精子中畸形表白，但在卵细胞中不转录。

为研究B基因表白对卵细胞的妨碍，计划了如下试验。

据图答复：

（1）B基因在水稻卵细胞中不转录，推测其可以的缘故是卵细胞中________（单项抉择）。

A.含B基因的染色体缺掉

B.DNA聚合酶掉活

C.B基因发生基因突变

D.B基因的启动子无奈启动转录

（2）从水稻体细胞或________中提取总RNA，构建________文库，进而获得B基因编码卵白的序列。

将该序列与Luc基因（表白的荧光素酶能催化荧光素发生荧光）连接成交融基因（表白的卵白质能保存两种卵白质各自的功能），而后构建重组表白载体。

（3）在过程①、②转化抉择时，过程________中T－DNA整合到受体细胞染色体DNA上，过程________在培养基中应参加卡那霉素。

（4）获得转基因植株过程中，以下判定抉择方法准确的选项是________（多项抉择）。

A.将随机断裂的B基因片断制备成探针进展DNA分子杂交

B.以Luc基因为模板计划探针进展DNA分子杂交

C.以B基因编码卵白的序列为模板计划探针与从卵细胞提取的mRNA杂交

D.检测参加荧光素的卵细胞中是否发出荧光

（5）从转基因植株未成熟种子中不离出胚，不雅看到细胞内仅含一个染色体组，断定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的，而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进展发育，由此说明______________________________________________。

剖析　

（1）启动子是一段有特不构造的DNA片断，是RNA聚合酶识不跟联合的部位，能驱动基因转录出mRNA。

B基因存在于水稻基因组中，其仅在体细胞跟精子中畸形表白，但在卵细胞中不转录，推测最可以的缘故是卵细胞中B基因的启动子无奈启动转录，D符合题意。

（2）B基因在体细胞跟精子中畸形表白，说明在水稻的体细胞跟精子中有B基因转录而来的mRNA。

从水稻体细胞或精子中提取总RNA，反转录发生多种互补DNA片断，与载体连接后储存在一个受体菌群中，谁人受体菌群体就叫做水稻的cDNA文库。

（3）过程①是指含有目标基因的重组Ti质粒转入农杆菌，过程②是指将含有重组Ti质粒的农杆菌导入动物细胞，同时整合到受体细胞染色体DNA上。

为了检测含有目标基因的重组Ti质粒是否转入农杆菌，过程①需在培养基中参加卡那霉素。

（4）DNA分子杂交是将转基因生物的基因组DNA提掏出来，在含有目标基因的DNA片断上用喷射性同位素等作标记，以此作为探针，将探针与基因组DNA杂交，看是否出现杂交带。

将随机断裂的B基因片断制备成探针进展DNA分子杂交，不克不及用于抉择含目标基因的转基因植株，A过错；B－Luc交融基因中含有水稻B基因编码卵白的序列跟Luc基因，因此，以Luc基因为模板计划探针进展DNA分子杂交可到达试验目标，B准确；转基因植株卵细胞中的B基因可以转录出mRNA，因此以B基因编码卵白的序列为模板计划探针与从卵细胞提取的mRNA杂交可到达试验目标，C准确；Luc基因表白的荧光素酶能催化荧光素发生荧光，因此检测参加荧光素的卵细胞中是否发出荧光，可以到达试验目标，D准确。

（5）一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进展发育，而在转基因植株中能发觉由未受精的卵细胞发育形成的胚，说明B基因表白能使卵细胞不由受精开门见山发育成胚。

谜底　

（1）D　

（2）精子　cDNA　（3）②　①　（4）BCD　（5）B基因表白能使卵细胞不由受精开门见山发育成胚

2.（2019·华夏名校品质考评）科学家将人的成长激素基因与pBR322质粒进展重组，掉掉落的重组质粒导入牛的受精卵，使其发育为转基因牛，再通细致胞工程培养为转基因克隆牛。

pBR322质粒含有两个抗生素抗性基因跟5个限度酶切点（如图2）。

将重组质粒导入年夜肠杆菌，并胜利地在年夜肠杆菌中得以表白。

请据图答复以下咨询题：

（1）图1中表现的人的成长激素基因是通过人工剖析的，图中①过程需要的酶是________；与②过程比较，①过程所特有的碱基配对方法是________（用字母跟箭头表示）。

（2）图1中的mRNA是从人体的________细胞中猎取。

（3）重组质粒形成与否需要判定跟抉择，方法是将重组质粒的DNA分子导入年夜肠杆菌，通过含抗生素的培养基进展培养，不雅看年夜肠杆菌的成长、繁殖情况进展揣摸，如图3所示：

①假设受体菌在培养基A上能成长、繁殖形成菌落，而不克不及在培养基B上成长、繁殖，那么应用限度酶a的切点是图2中的____________，即目标基因拔出了____________中。

②假设受体菌在培养基A上不克不及成长、繁殖形成菌落，而在培养基B上能成长、繁殖，那么应用限度酶a的切点是图2中的________，即目标基因拔出了________中。

③假设受体菌在培养基A跟培养基B上都能成长、繁殖形成菌落，那么应用限度酶a的切点是图2中的________。

剖析　

（1）按照图1分析，目标基因是通过mRNA逆转录形成的，需要逆转录酶的催化。

RNA中的碱基是A、U、C、G，DNA中的碱基是A、T、C、G，因此①过程中碱基配对方法是A→T、U→A、G→C、C→G。

与②过程比较，①过程所特有的碱基配对方法是U→A。

（2）按照题意，人的成长激素基因是目标基因，该基因表白产品由垂体细胞排泄，因此需要从垂体细胞中提取响应的mRNA。

（3）①按照题意，受体菌能在含氨苄青霉素的培养基上生涯，不克不及在含四环素的培养基上生涯，因此限度酶切点位于四环素基因内部，由图可知，是切点3或切点4或切点5。

②按照题意，受体菌不克不及在含氨苄青霉素的培养基上生涯，能在含四环素的培养基上生涯，因此限度酶切点位于抗氨苄青霉素基因内部，由图可知，是切点1。

③按照题意，受体菌在含氨苄青霉素跟四环素的培养基上都能生涯，因此限度酶切点不会位于抗氨苄青霉素基因及抗四环素基因内部，由图可知，是切点2。

谜底　

（1）逆转录酶　U→A　

（2）垂体　（3）①切点3或切点4或切点5　抗四环素基因　②切点1　抗氨苄青霉素基因　③切点2

微专题2　PCR技巧跟DNA的粗提取与判定

1.PCR技巧道理与前提

2.PCR的反应过程及结果

3.DNA的粗提取与判定

1.（2019·天下卷Ⅰ，38）[生物——选修3：

现代生物科技专题]

基因工程中可以通过PCR技巧扩增目标基因。

答复以下咨询题。

（1）基因工程中所用的目标基因可以人工剖析，也可以从基因文库中获得。

基因文库包含________跟________。

（2）生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是________。

在体外使用PCR技巧扩增目标基因时，使反应系统中的模板DNA解链为单链的前提是________。

上述两个解链过程的独特点是破坏了DNA双链分子中的________。

（3）现在在PCR反应中应用Taq酶而不应用年夜肠杆菌DNA聚合酶的要紧缘故是

__________________________________________________________________。

剖析　

（1）基因文库包含基因组文库跟cDNA文库。

（2）生物体细胞内DNA复制开始时是使用解旋酶进展解旋的，而在体外使用PCR技巧扩增目标基因时，那么是通过加热至90～95℃进展解旋的，二者都破坏了碱基对之间的氢键。

（3）在PCR过程中，要加热至90～95℃，因此应用热动摇性高的Taq酶，而不应用在低温下会掉活的年夜肠杆菌DNA聚合酶。

谜底　

（1）基因组文库　cDNA文库

（2）解旋酶　加热至90～95℃　氢键

（3）Taq酶热动摇性高，而年夜肠杆菌DNA聚合酶在低温下会掉活

2.（2019·天一年夜联考）跟着现代科技的开展，基因工程获得了广泛应用，请答复以下咨询题：

（1）从基因文库中提取的目标基因需要通过PCR技巧进展扩增，使用PCR技巧扩增目标基因的道理是________________。

PCR技巧扩增目标基因的过程：

变性→________________，该过程中需应用一种特不的酶是____________________。

（2）构建基因表白载体的目标是使目标基因在受体细胞中动摇存在同时可以遗传给下一代；同时，_________________________________________________。

（3）假设将目标基因转入年夜肠杆菌，一般情况下，不克不及开门见山用未处理的年夜肠杆菌作为受体细胞，缘故是________________________________________________

_________________________________________________________________。

（4）我国科学家已培养出转基因抗虫棉，但因为抗虫基因拔出宿主基因组的部位每每是随机的，偶然候会出现一些意想不到的结果，因此，需检测抗虫棉的抗虫特征，可通过____________________（方法）在分子程度上进展检测，偶然还需要进展个人生物学程度的检测，在个人程度的检测判定过程可简述为_________________________________________________________________

__________________________________________________________________。

剖析　

（1）使用PCR技巧扩增目标基因的道理是DNA分子的复制；PCR技巧扩增目标基因的过程是：

变性→复性→延长，该过程中需要热动摇的DNA聚合酶（或Taq酶）。

（2）构建基因表白载体的目标：

一是使目标基因在受体细胞中动摇存在同时可以遗传给下一代，二是有利于目标基因的表白跟发挥感化。

（3）感触态的年夜肠杆菌能接收周围情况中的DNA分子。

（4）抗虫特征的检测，在分子程度上可通过抗原—抗体杂交方法进展检测；在个人程度上，可让益虫吞食转基因抗虫棉的叶片，不雅看益虫的存活情况，以断定抗虫棉是否存在抗虫性状。

谜底　

（1）DNA分子的复制　复性（或引物联合到互补DNA链）→延长　热动摇的DNA聚合酶（或Taq酶）

（2）使目标基因可以表白跟发挥感化

（3）未处理的年夜肠杆菌接收质粒（外源DNA）的才能弱

（4）抗原—抗体杂交　让益虫吞食转基因抗虫棉的叶片，不雅看益虫的存活情况，以断定抗虫棉是否存在抗虫性状

微专题3　细胞工程

1.控制细胞工程六年夜技巧道理

2.动物构造培养过程

（1）动物构造培养的2个要害

提醒：

①固体培养基构成：

无机营养、无机营养、激素、琼脂。

②动物构造培养中增加蔗糖的目标是供给营养跟调节浸透压。

（2）针对三类目标（试管苗、人工种子、细胞产品）的培养或花费流程

3.动物体细胞杂交技巧

（1）细胞壁酶解方法：

用纤维素酶跟果胶酶处理。

（2）促融方法：

①物理法：

离心、振动、电激等；

②化学法：

聚乙二醇（PEG）。

（3）不雅点：

动物体细胞杂交确实是将差别种的动物体细胞，在必定前提下融剖析杂种细胞，并把杂种细胞培养成新的动物体的技巧。

杂种细胞中不管是染色体数、基因型仍然染色体组数都采纳开门见山相加的方法

（4）杂种细胞的形成标记——新细胞壁的形成。

（5）培养杂莳植株的技巧——动物构造培养。

4.动物细胞培养

提醒：

①动物细胞培养中两次应用胰卵白酶的感化差别：

第一次：

处理剪碎的构造，使其疏散成单个细胞。

第二次：

使贴壁成长的细胞从瓶壁上零落上去。

②传代细胞的特色

传代培养到10代以内的细胞核型动摇，10～50代时部分细胞核型可以发生变更，50代以后遗传物资可以发生变更。

③防止杂菌污染的办法：

培养液及培养用具灭菌处理，参加必定量的抗生素，活期更换培养液。

④辨别原代培养跟传代培养的要害是是否分瓶培养。

5.理清动物体细胞核移植

提醒：

（1）抉择受体细胞为去核卵母细胞的缘故

①营养丰富；②体积年夜，易操纵；③含有激发细胞核万能性表白的物资。

（2）核移植获得的克隆动物与供给细胞核的亲天性状可以差别的三个缘故：

①克隆动物遗传物资来自两个亲本。

②发育过程中可以发生基因突变或染色体变异。

③外界情况可以引起弗成遗传的变异。

6.单克隆抗体的制备

1.（2019·天下卷Ⅱ，38）[生物——选修3：

现代生物科技专题]

动物构造培养技巧在科学研究跟花费实践中掉掉落了广泛的应用。

答复以下咨询题。

（1）动物微型繁殖是动物繁殖的一种道路。

与常规的种子繁殖方法比拟，这种微型繁殖技巧的特色有________（答出2点即可）。

（2）通过构造培养技巧，可把动物构造细胞培养成胚状体，再通过人工种皮（人工薄膜）包装掉掉落人工种子（如以下列图），这种人工种子在合适前提下可萌发生长。

人工种皮存在透气性的感化是________________________。

人工胚乳可以为胚状体成长供给所需的物资，因此应含有动物激素、________跟________等多少类物资。

（3）用脱毒苗进展繁殖，可以增加作物沾染病毒。

为了获得脱毒苗，可以拔取动物的________进展构造培养。

（4）动物构造培养技巧可与基因工程技巧相联合获得转基因植株。

将含有目标基因的细胞培养成一个完整植株的全然次序是________________（用流程图表示）。

剖析　

（1）与常规的种子繁殖方法比拟，动物微型繁殖技巧存在能保持动物原有的遗传特征、繁殖速率快等特色。

（2）人工种皮存在透气性，有利于胚状体进展呼吸感化；人工胚乳可以为胚状体成长供给动物激素、矿质元素跟糖等物资。

（3）动物分生区附近的病毒少少，乃至无病毒。

为获得脱毒苗，可以拔取动物的茎尖进展构造培养。

（4）将含有目标基因的细胞培养成一个完整植株的全然次序是含目标基因的细胞

愈伤构造

小植株。

谜底　

（1）能保持动物原有的遗传特征，繁殖速率快

（2）有利于胚状体进展呼吸感化　矿质元素　糖

（3）茎尖

（4）含目标基因的细胞

愈伤构造

小植株

2.（2019·豫南九校联考）如图分不是单克隆抗体系备过程跟克隆羊培养过程表示图，请据图答复以下咨询题：

（1）图甲跟图乙所示的过程中，均用到的动物细胞工程技巧是________________。

（2）图甲中②过程——动物细胞交融技巧是指____________________，该过程中常用的引诱因素有聚乙二醇、________。

（3）克隆羊的性状与白面绵羊不完整一样，其要紧缘故是（不考虑情况因素妨碍）：

___________________________________________________________________

_________________________________________________________________。

（4）图乙过程的技巧存在多方面的用途。

在畜牧花费中，使用体细胞克隆技巧可以加速家畜遗传改良的过程，增进优良畜群繁育；在保护濒危物种方面，可望使用体细胞核移植技巧增加这些动物的存活数量。

请你列举一例说明该技巧在医药卫生范畴的应用：

__________________________________________________。

（5）在制备单克隆抗体的过程中，进展了两次抉择，其目标分不是_________________________________________________________________。

剖析　

（1）图甲跟图乙所示的过程中，都市用到的动物细胞工程技巧是动物细胞培养技巧。

（2）图甲中②过程为动物细胞交融技巧（或细胞杂交），是指两个或多个动物细胞联合形成一个细胞的过程。

此过程中常用的引诱因素有聚乙二醇、灭活的病毒跟电激等。

（3）克隆羊的性状并不完整像白面绵羊，因为卵母细胞细胞质的遗传物资也能把持某些性状。

（4）体细胞核移植技巧的应用：

在畜牧花费中，使用体细胞克隆技巧可以加速家畜遗传改良的过程，增进优良畜群繁育；在保护濒危物种方面，可望使用体细胞核移植技巧增加这些动物的存活数量。

在医药卫生范畴，转基因克隆动物可以作为生物反应器，花费很多珍贵的医用卵白；在治疗人类疾病时，转基因克隆动物细胞、构造跟器官可以作为异种移植的供体；人的核移植胚胎干细胞通过引诱分化，形成响应的构造、器官后，可以用于构造、器官的移植。

实践方面：

研究克隆动物跟克隆细胞可使人类更深入地理解胚胎发育及朽迈过程；用克隆动物做疾病模子，能使人们更好的追踪研究疾病的开展过程跟治疗疾病。

（5）在制备单克隆抗体的过程中，进展了两次抉择，其目标差别，第一次抉择是为了获得杂交瘤细胞；第二次抉择是为了获得能发生所需抗体的杂交瘤细胞。

谜底　

（1）动物细胞培养技巧

（2）两个或多个动物细胞联合形成一个细胞的过程　灭活的病毒、电激

（3）卵母细胞细胞质的遗传物资也能把持某些性状

（4）转基因克隆动物可以作为生物反应器，花费很多珍贵的医用卵白；在治疗人类疾病时，转基因克隆动物细胞、构造跟器官可以作为异种移植的供体；人的核移植胚胎干细胞通过引诱分化，形成响应的构造、器官后，可以用于构造器官的移植。

（答复出此中一项即可）

（5）第一次抉择出的是杂交瘤细胞，第二次抉择出的是能发生所需抗体的杂交瘤细胞（公道即可）

微专题4　胚胎工程与生态工程

1.理清胚胎移植、胚胎联系跟胚胎干细胞的内涵联系

巧记胚胎工程操纵的“4个两〞

①精子的两种获能处理方法：

培养法跟化学引诱法。

2.试管婴儿跟计划试管婴儿的异同点

计划试管婴儿比试管婴儿多出的是过程④，两种技巧均属于有性生殖，此中属于处理不孕匹俦生养咨询题的是试管婴儿技巧。

3.生态工程全然道理的揣摸方法

（1）夸年夜物资轮回、废料使用、减轻情况污染→物资轮回再生道理。

（2）表白物种多，营养关联庞杂→物种多样性道理。

（3）夸年夜生物与情况的和谐与平衡，涉及情况承载力→和谐与平衡道理。

（4）涉及天然、经济跟社会；指全部系统，如林业生态工程树破→全部性道理。

（5）涉及构造、功能，分布式、会合式、环式→系统的构造决定功能道理（系统学跟工程学道理）。

（6）涉及系统组分的比例关联、总体功能年夜于各部分之跟；指系统内部，如互利共生→系统全部性道理（系统学跟工程学道理）。

题型一　巧借胚胎干细胞的功能及应用，考察性命不雅点

1.（2019·天一年夜联考）日本明治年夜学跟京都府破年夜学的科学家团队通过转基因技巧，开发出一种在猪体内成长的可为人类供给移植器官的方法。

研究职员起首从胰腺病患者身上提取引诱性多能干细胞（iPSC），而后将干细胞注入猪胚胎中。

这种胚胎通过基因改革，不存在长出胰腺的才能，因此在猪身上腾出了一个空间，可供人体器官在猪胚胎内成长。

在母猪临盆之前，研究职员将子宫移走，带到无病原体房间将猪仔掏出，并用无菌天然牛奶饲养1个月，之后这些猪仔就可以进展器官移植了。

请答复以下咨询题：

（1）引诱性多能干细胞（iPSC）存在与胚胎干细胞类似的功能，可以发育成人体的种种构造跟器官。

人体内有很多的多能干细胞，如乳腺中的多能干细胞、胰腺中的多能干细胞及骨髓、外周血、脐带血中的造血干细胞等，最轻易猎取的多能干细胞是________。

多能干细胞的获得，不应用胚胎细胞或卵细胞，也不引诱发育成个人，因此，不会像生殖性克隆那样激发________咨询题。

（2）该类用于器官移植的猪的培养过程中，必须求经历________、早期胚胎培养跟________。

之因此能培养出长有人体器官的猪，可见猪与人的________反应较小；将从该猪身上摘下的胰腺移植到患者体内，________（填“必定有〞“必定不〞或“多少乎不〞）免疫排斥现象。

（3）这种猪的后辈是否也会发生人体器官？

________。

（4）为了多获得这种基因改革过的胚胎，可以采纳________的方