人教版选修三现代生物科技专题复习.docx
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人教版选修三现代生物科技专题复习
选修三《现代生物科技专题》复习对策及题型预测
本专题负责人：
张文伟（石中（狮山））、戴燕（桂中）
一、课标、考纲、考纲说明对本模块的要求
全国统一考试大纲（的说明）
课程标准
知识内容和学习目标
要求
各水平要求
5－1基因工程
（1）基因工程的诞生（简述）
（2）基因工程的原理及技术（简述）
a.基因工程的概念
b.基因工程（DNA重组技术）的基本工具
c.基因工程的基本操作程序
（目的基因的获取及利用PCR技术扩增目的基因的过程、基因表达载体的构建、将目的基因导入植物细胞的方法、将目的基因导入动物细胞的方法——显微注射技术、将目的基因导入微生物细胞的方法——氯化钙法、目的基因的分子检测和个体生物学水平的鉴定）
（3）基因工程的应用（举例说出）
a.基因工程在农业上的应用（植物基因工程）
b.基因工程在畜牧业上的应用（动物基因工程）
c.基因工程在药学上的应用（基因工程药物）
d.基因工程在生态环境保护中的应用
e.基因诊断
f.基因治疗
（4）蛋白质工程（简述）
a.蛋白质工程崛起的缘由
b.蛋白质工程的概念
c.蛋白质工程的基本原理
d.蛋白质工程的进展和前景
I
II
II
I
了解
应用
理解
理解
5－2克隆技术
（1）植物的组织培养（简述）
a.细胞全能性
b.植物组织培养技术（概念、过程）
c.植物细胞工程的实际应用（植物繁殖新途径、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化生产）
（2）动物的细胞培养与体细胞克隆（简述）
a.动物细胞培养（概念、过程、条件、应用）
b.动物体细胞核移植技术和克隆动物（概念、过程、应用前景、存在问题）
（3）细胞融合与单克隆抗体（举例说出）
a.植物体细胞杂交技术（概念、过程）
b.动物细胞融合（概念、过程、应用）
c.单克隆抗体（概念、制备、过程、应用）
II
I
II
了解
了解
理解
5－3胚胎工程
（1）动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础（简述）
a.体内受精和早期胚胎发育（精子的发生、卵子的发生、受精、胚胎发育）
b.体外受精和早期胚胎培养（发展试管动物技术的意义、体外受精的主要步骤、早期胚胎培养）
c.胚胎移植（意义、生理学基础、基本程序）
d.胚胎分割
e.性别控制技术
（2）胚胎干细胞的移植（举例说出）
a.胚胎干细胞的特征
b.胚胎干细胞的培养和胚胎干细胞核移植
c.胚胎干细胞的应用
（3）胚胎工程的应用（举例说出）
a．哺乳动物胚胎工程的应用
I
I
II
了解
理解
理解
5－4生物技术手段的安全性和伦理问题
（1）转基因生物的安全性（关注）
a.转基因生物的安全性问题
b.转基因生物与食品安全
c.转基因生物与生物安全
d.转基因生物与环境安全
（2）生物武器对人类的威胁（举例说出）
（3）生物技术中的伦理问题（讨论）
I
I
I
理解
了解
了解
实验
要求
DNA的粗提取与鉴定
见“一、考核目标与要求”中的“2.实验与探究能力”要求
注：
本专题“生态工程”并未列入2007年考试大纲的要求。
二、2008年高考中本模块的分数及题型：
本专题的内容属于非选择题的选做题部分，占10分。
38题为选修一，39题为选修三
三、2007年部分试题的考点分布和命题特点的分析
1．考点分布及题型
试题
考点
题型
2007年广州市一模
1．基因工程的基本操作程序的主要步骤及各步骤涉及的概念、技术原理等
填空
2．转基因生物的安全性
选择
3．蛋白质工程的基本原理
填空
4．DNA的粗提取和鉴定实验
作图
5．单克隆抗体的制备过程
填空
6．胚胎移植、胚胎发育、胚胎工程的应用
填空
2007年广州市二模
1．基因工程的基本操作程序的主要步骤
填空
2．植物的组织培养
填空、
简答
3．胚胎分割和克隆技术
填空
2007年深圳第一次调研
1．基因工程的基本操作程序的主要步骤及各步骤涉及的概念、技术原理等
作图、
填空
简答
2．蛋白质工程的基本原理
填空
2007年深圳第二次调研
1．单克隆抗体的制备
填空、
2．动物细胞培养
简答
3．动植物细胞融合
填空
4．植物体细胞杂交技术
填空
2007年广东省高考
1．植物的组织培养
简答
2．无病毒植株的培养和植物细胞的全能性
填空
3．基因的检测技术
简答
4．DNA的粗提取和鉴定实验
简答
5．转基因技术的应用和转基因生物的生态安全
简答
6．植物体细胞杂交技术的应用
简答
7．蛋白质工程的应用
简答
2．命题预测：
1）从考查内容来看：
基因工程是生物工程的重要领域，是当前生命科学研究的热点和前沿，因此仍可能是考查的重点内容；而且基因工程还可以和其他技术组合运用，达到定向改造生物、培育生物新品种的目的，因此可与胚胎工程、克隆技术等内容结合，考查学生综合运用生物工程技术手段解决实际问题的能力。
细胞工程涉及植物细胞的全能性、植物组织培养、植物体细胞杂交、动物细胞培养、细胞核移植技术、动物细胞融合、单克隆抗体等技术手段，常见以工农业生产和医学实践的应用及科技发展为情境，以专题内知识的综合考查为主。
胚胎工程的内容是新课程开始首次编入选修教材的内容，其又是生物技术的重要组成部分，已成为各国研究的重点和科技竞争的热点之一，预计将成为2008年高考本专题最有可能考查的内容。
生物技术手段的安全性和伦理问题从2007年的试题来看，主要是结合到生物工程的内容中考查。
2）从考查形式来看，可以分为以下几种情况：
形式一：
基本概念、原理、步骤的识记——填充和简述
形式二：
基本原理的应用——简述
形式三：
基本原理和过程的分析、运用——填充、简述、作图
四、模块特点与复习建议
1．主要特点：
1）以专题方式呈现，各专题之间存在相互联系与渗透关系；
2）知识性目标以了解水平为主；
3）较多地采用图解式的技术流程。
2．复习建议
2．1构建完整的知识体系
首先，让学生明确本模块的知识体系，帮助学生建立模块内容的整体认识。
其次，展示专题的知识框架并让学生了解专题内容在考试大纲中的要求。
同时，可以向学生列出（或引导学生自己找出）本专题与必修本的哪些内容有关联。
还可以通过具体的习题帮助学生挖掘本专题与模块内其他专题内容的联系等。
专题内容
必修本相关内容
各专题间内容的联系与比较
基因工程
酶的特性、DNA分子的结构和功能、基因与性状的关系、DNA是主要的遗传物质、基因重组及其意义、生物变异在育种上的应用、基因工程及其应用
转基因植物的培养——植物组织培养；转基因动物受体细胞的培养——动物细胞培养；转基因动物的培育——胚胎移植技术；克隆动物与胚胎移植技术；克隆动物与胚胎分割技术；动物细胞核移植与胚胎早期培养；基因工程与转基因生物和转基因食品的安全性等
蛋白质工程
蛋白质的结构和功能、基因指导蛋白质的合成、中心法则
细胞工程
细胞的结构、细胞的分化、细胞的全能性、营养与代谢、植物的激素调节、免疫调节
胚胎工程
配子的形成过程、受精作用、动物生命活动通过激素的调节
生物技术手段的安全性和伦理问题
关注转基因生物和转基因食品的安全性
2．2重视学法指导
在复习过程中，重视学法指导可以达到化繁为简、深入浅出的学习效果。
下面以基因工程为例，谈谈一些具体的做法。
2．2．1借助专题知识框架，突出基本概念和基本原理。
基因工程是该专题的核心概念，由基因工程可以辐射出本专题的主要内容，突出基本概念和原理，再引导学生以“踩地雷”的模式突破概念、原理的内涵以及细化各部分内容。
2．2．2借助基本步骤流程图、过程示意图，突破重点和难点
本专题的核心内容和主干知识是基因工程的基本操作程序、蛋白质工程的原理。
利用教材中相应的流程图、示意图进行复习，能帮助学生简明形象地理解和记忆相应的知识，突破重点和难点。
试题中经常会以简述或填图的形式考查学生理解和应用原理、过程解决实际问题的能力，所以复习过程中可以以默写或填写流程图、示意图，看图讲述过程的形式训练学生的图文转换能力。
2．2．3结合创设问题串，全面掌握相关知识
以“基因工程的基本操作流程图”为例，在复习过程中，列出主干流程，以问题串的形式引导学生细化复习每个环节涉及的概念、原理、药品、试剂及注意事项等内容：
（1）获取目的基因有什么方法？
（从基因文库中获取目的基因、人工合成目的基因）
（2）如何从基因文库中获取目的基因？
（3）如何从生物材料中直接获取目的基因？
（3）简述利用PCR技术扩增目的基因的前提和过程。
（4）基因工程的核心是什么？
（5）一个基因表达载体包括哪些部分？
分别有什么作用？
（6）简述目的基因与运载体结合的过程。
（7）基因工程常有的受体细胞有哪些？
（8）将目的基因导入植物细胞有哪些方法？
采用最多的方法是什么？
试简述该方法的操作过程。
（9）简述运用显微注射技术将目的基因导入动物细胞的基本操作程序。
（10）将目的基因导入大肠杆菌最常用的转化方法是什么？
原理如何？
（11）简述目的基因的分子检测的步骤和方法。
2．2．4运用比较法，避免认识误区
比较法常用于区分两种有关联或某方面的特征相似，容易混淆的概念、原理的方法。
在复习过程中，运用比较法有助于使基本概念、原理清晰化，突出专有名词和术语的合理使用，避免学生张冠李戴，生搬硬套。
“基因工程”专题
“细胞工程”专题
“胚胎工程”专题
1）基因组、基因文库（基因组文库、cDNA文库）、目的基因
2）DNA复制、PCR技术、
基因克隆、DNA分子杂交技术
3）运载体、载体蛋白
4）限制性核酸内切酶、
DNA连接酶、DNA聚合酶、
5）基因工程、蛋白质工程
6）基因工程、细胞工程
1）植物组织培养、植物体细胞杂交
2）脱分化、去分化
3）植物组织培养、动物细胞培养
4）动物细胞融合、植物体细胞杂交
5）动物细胞融合、单克隆抗体制备、动物细胞培养
6）动物细胞融合、受精作用
7）细胞株、细胞系
8）原代培养、传代培养
9）原生质、原生质体、原生质层
1）精子的发生、卵子的发生
2）透明带反应、
卵黄封闭作用
3）体内受精、
体外受精
4）早期胚胎发育、
早期胚胎培养
5）胚胎移植、
胚胎分割、
6）试管动物、
克隆动物
2．3加强有效的课堂训练
2．3．1抓扎实的基本功：
1）默写流程图2）挖空填写3）背诵重要的过程、原理
2．3．2．重视能力培养：
通过精选或自编涉及模块内综合性强的、有代表性的试题训练，提高学生图文转换、综合分析、审题答题等能力。
其中具备审题答题能力和根据设问情境还原问题的能力在今年的高考41题中尤为突出，表现在需要弄清题目中所涉及到的知识与背景，正确还原问题，找准问题与知识之间的关系。
该题除了第一、二小题以直接设问和填充的形式考查学生之外，其他小题都考查学生是否能够根据问题情境和关键词语找准相关的知识点回答。
学生除了有扎实的基础知识外，有较强的审题能力、理解能力和还原问题的能力，才能在较短的时间内答出相应的答案。
附：
（07高考广东卷第41题、现代生物科技专题、15分）
香蕉原产热带地区，是我国南方重要的经济作物之一。
广东省冬季常受强寒潮和霜冻影响，对香蕉生长发育影响很大。
由香蕉束顶病毒（BBTV，单链环状DNA病毒）引起的香蕉束顶病，对香蕉生产的危害十分严重。
当前香蕉栽培品种多为三倍体，由于无性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遗传变异性，因此利用基因工程等现代科技手段提高其种质水平，具有重要意义。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）简述香蕉大规模快速繁殖技术的过程。
（2）脱毒香蕉苗的获得，可采用＿的方法，此方法的依据是＿和＿。
（3）建立可靠的BBTV检测方法可以监控脱毒香蕉苗的质量，请问可用哪些方法检测病毒的存在？
（列举两种方法）
（4）在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值，该基因可以从这些鱼的DNA中扩增得到。
试述在提取和纯化DNA时影响提纯效果的因素及其依据。
（列举两点）（即影响DNA提纯效果的因素）
（5）如何利用afp基因，通过转基因技术获得抗寒能力提高的香蕉植株？
在运用转基因香蕉的过程中，在生态安全方面可能会出现什么问题？
（列举两点）
（6）从细胞工程的角度出发，简述一种培育抗寒香蕉品种的方法及其依据。
另外，抑制果胶裂解酶的活性可以延长香蕉果实储藏期，请描述采用蛋白质工程技术降低该酶活性的一般过程。
2．4关注人类健康和社会生活中的生物学问题
基因工程是生命科学中最具活力的前沿领域之一，是生物科学的核心技术，其在农牧业、医疗卫生、环境保护等领域广泛应用与细胞工程技术、胚胎工程技术以及生态环境保护都有
着密切的联系。
关系人类健康和社会生活的生物学问题都可以成为试题中的情境内容，综合考查学生对各专题知识的识记理解以及合理运用相关技术手段解决实际问题的能力。
复习过程中应注意加强各专题的应用前景的交叉联系，还可以通过列举要点的方法促使学生加强记忆。
如基因工程在农业上、畜牧业上、药学上、生态环境保护中的应用；植物组织培养的应用；动物细胞培养技术的应用；体细胞核移植技术的应用；单克隆抗体的应用；试管动物技术的意义；胚胎移植的意义；胚胎分割的意义；干细胞的分离和培养的应用价值；转基因生物的安全性等。
五、预测题型训练：
1、糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致发达国家把它列为第三号“杀手”。
（1）目前对糖尿病Ⅰ型的治疗，大多采用激素疗法，所用激素为_____________，由_________________细胞分泌。
（2）让一健康人和糖尿病患者于空腹时同时口服葡萄糖，服用量按每人每千克体重1克计算，随后每隔一段时间，测定各人的血糖浓度，如上图所示，图中表示糖尿病患者的曲线是____________。
（3）这种治疗用的激素过去主要是从动物的内脏中提取，数量有限，20世纪70年代后，开始采用基因工程的方法生产，如下图所示，请回答：
①指出图中2、4、6、7的名称:
2_____________，4_____________，6_____________，7_____________。
②一般获取4采用的方法是_____________。
③6的获得必须用_____________切割3和4，使它们产生相同的_____________，再加入适量的_____________酶，才可形成。
2．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因a，通过基因工程将a转移到马铃薯植物中。
经检测，Amy在成熟块茎细胞的细胞间隙中发现。
请回答：
（1）在基因工程中，a叫______________，提取它的一个必要步骤是__________________。
它与基因运载工具_________结合前还必须经过的处理步骤是_________。
（2）Amy在成熟块茎细胞间隙中的发现，说明细菌的基因a已整合到上图中的［］_________或［］_________结构中。
（3）合成Amy的过程分为转录和翻译两大步骤，Amy合成并分泌到细胞外，定位在细胞间隙中，参与该过程的细胞器有［］____________________________，（4）Amy的基本组成单位是_________，各组成单位间靠_________相连。
（5）以本图比作马铃薯块茎的缺陷细胞是该图多画了［］_________。
3、番茄果实成熟过程中，某种酶（PG）开始合成并显著增加，促使果实变红变软。
但不利于长途运输和长期保鲜。
科学家利用反义RNA技术（见图解），可有效解决此问题。
该技术的核心是，从番茄体细胞中获得指导PG合成的信使RNA，继而以该信使RNA为模板人工合成反义基因并将之导入离体番茄体细胞，经组织培养获得完整植株。
新植株在果实发育过程中，反义基因经转录产生的反义RNA与细胞原有mRNA（靶mRNA）互补形成双链RNA，阻止靶mRNA进一步翻译形成PG，从而达到抑制果实成熟的目的。
请结合图解回答：
（1）反义基因像一般基因一样是一段双链的DNA分子，合成该分子的第一条链时，使用的模板是细胞质中的信使RNA，原料是四种______________，所用的酶是______________。
（2）开始合成的反义基因第一条链是与模板RNA连在一起的杂交双链，通过加热去除RNA，然后再以反义基因第一条链为模板合成第二条链，这样一个完整的反义基因被合成。
若要以完整双链反义基因克隆成百上千的反义基因，所用复制方式为_____________________________。
（3）如果指导番茄合成PG的信使RNA的碱基序列是–A–U–C–C–A–G–G–U–C–，那么，PG反义基因的这段碱基对序列是_____________________。
（4）将人工合成的反义基因导入番茄叶肉细胞原生质体的运输工具是__________________，该目的基因与运输工具相结合需要使用的酶有__________________________，在受体细胞中该基因指导合成的最终产物是__________________。
4、基因工程又叫基因拼接技术。
（1）在该技术中，用人工合成方法获得目的基因的途径之一是：
以目的基因转录的为模板， 成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成 。
（2）基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、 。
（3）假设以大肠杆菌质粒作为运载体，并以同一种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因，将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶。
连接产物至少有 种环状DNA分子，它们分别是 、 、 。
5、聚合酶链式反应（PCR技术）是在实验室中以少量样品DNA制备大量DNA的生化技术，反应系统中包括微量样品DNA、DNA聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP等。
反应中新合成的DNA又可以作为下一轮反应的模板，故DNA数以指数方式扩增。
其简要过程如右图所示。
（1）某个DNA样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:
G:
T:
C=1:
2:
3:
4，则经过PCR仪五次循环后，将产生个DNA分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是个。
（2）分别以不同生物的DNA样品为模板合成的各个新DNA之间存在差异，这些差异是。
（3）请指出PCR技术与转录过程的三个不同之处：
①。
②。
③。
6、植物的抗逆性是指植物在不利的环境条件下出现的如抗寒、抗冻、抗盐、抗病虫害等的抗逆性状。
请分析回答下列问题：
（1）一种植物出现的优良抗逆性状，在自然状态下很难转移到其他种类的植物体内，主要是因为存在。
（2）自然界抗性基因的来源是；目前用于育种的优良基因大多是来自于丰富多彩的野生植物，说明是培养农作物新品种不可缺少的基因库。
（3）在不利的环境条件下，许多植物发生遗传变异，以适应恶劣的环境条件，表现出一些抗逆性，如抗寒等，这说明突变的有害和有利并不是绝对的，它取决于。
（4）请用现代生物进化理论分析基因工程育种与传统育种技术相比具有哪些优点。
7、金茶花是中国特有的观赏品种，但易得枯萎病，降低观赏价值。
科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，用转基因方法培育出了抗枯萎病的新品种。
请据图回答：
（1）获得②一般用的方法，①和②结合能形成③，最重要的是①和②经处理后具有。
（2）在⑤→⑥过程中，获得抗病基因的金茶花细胞将经历和过程后才能形成⑦。
（3）抗枯萎病金茶花的培育成功说明一种生物的基因表达系统能够识别来自另一种生物的DNA的___________。
（4）欲快速培育大量该抗病新品种，应该采用的技术是____________________。
通过转基因方法获得的抗病金茶花，将来产生的配子中是否一定含有抗病基因？
。
8、美英两国的两位科学家因为在胚胎干细胞研究方面的“基因靶向”技术获得2007年度诺贝尔生理学或医学奖。
通过“基因靶向”技术可以对小鼠染色体组进行特异性的遗传修饰，包括简单的“基因敲除”、点突变的引入、染色体组大片段的删除和重排以及外源基因的定位整合等。
下图是“基因靶向”技术的主要步骤，请据图回答下列问题：
（1）ES细胞具有胚胎细胞的特性,在形态上,表现为,
在功能上,具有。
（2）在胚胎移植过程中，供、受体动物选择好后，要用激素进行同期发情处理的原因是，以保证移植的胚胎能够继续正常发育。
（3）复合型免疫缺陷症是一种遗传病，实施基因治疗的一般方法是取患者的作为受体细胞，将正常的外源基因插入受体细胞后，再回输体内，以替代、修复或纠正有缺陷的基因，但如果外源基因随机插入会因位置效应引起紊乱，而很好地解决了这一问题。
（4）要检测上述小鼠染色体的DNA上是否插入了靶基因可采用，
DNA分子探针要用标记。
如果靶基因的核苷酸序列为…ACGTGTT…，请写出作为探针的DNA分子的脱氧核苷酸序列。
（5）上述步骤所涉及的动物细胞培养过程中，进行传代培养时用胰蛋白酶分散细胞，说明细胞间的物质主要是。
改用胃蛋白酶行吗？
为什么？
（6）与动物细胞培养不同，植物组织培养最终能形成完整的植株，可应用于快速繁殖。
广东省是我国甘蔗主产区之一，请简述甘蔗大规模快速繁殖技术的过程：
。
脱毒香蕉苗的获得，可采用的方法。
9．【07江苏生物·42】很久以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造一种对昆虫有毒的蛋白质，当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因（抗虫基因）转移到农作物中，以降低昆虫对农作物造成的危害。
20世纪90年代，美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种。
下图为这一转基因玉米的主要培育过程。
（1）获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因外，还可以。
将目的基因与运载体结合时必须用酶和DNA连接酶。
在基因工程中，常用的运载体有等，而作为运载体必须具备相应的条件，例如应具有以便进行筛选。
（2）由转基因玉米细胞经过形成愈伤组织，然后发育成胚状体和试管苗。
若要制备转基因玉米的人工种子，可选择上述实验过程中的再包裹合适的等。
10．（2006年江苏卷35题）下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。
（1）技术是单克隆抗体技术的基础。
（2）根据培养基的用途分类，图中培养基属于培养基。
（3）单克隆抗体与常规的血清抗体相比。
最大的优越性是。
（4）动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用诱导剂外，还可以采用
。
（5）选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的特点，又具备淋巴细胞的
特点。
（6）淋巴细胞是由动物体中的细胞分化、发育而来。
（7）杂交瘤细胞从培养基中吸收葡萄糖、氨基酸的主要方式是。
11．已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。
人淋巴细胞中有这DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。
鼠骨髓细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖。
将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇促融，获得杂
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