2022年高三生物复习教案:专题现代生物科技专题.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 专题九 现代生物科技专题 核心考点整合 考点整合一:基因工程 1基因工程的基本操作程序 1)目的基因的猎取 从基因文库中猎取 基因组文库:包含一种生物全部基因的基因文库;部分基因文库:包含一种生物的一部分基因,如 cDNA文库;利用 PCR多聚酶链式反应)技术扩增目的基因目的猎取大量的目的基因;原理双链DNA的复制;条件需要DNA模板、引物、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶和酶促反应所需的离子,同时仍要掌握温度;过程变性、复性和延长;人工合成假如基因比较小、核苷酸序列已知,可以通过DNA合成仪用化学方法直接合 成;2)基因表达载体的构建 基
2、因工程的核心)一个基因表达载体的组成:目的基因、启动子、终止子和标记基因等;3)将目的基因导入受体细胞 导入植物细胞:农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等;导入动物细 胞:显微注射技术,即采纳显微注射仪将目的基因注入受精卵;导入微生物 细胞:转化法;早期用原核生物作为受体细胞,以大肠杆菌应用最广;一般是 将细菌用氯化钙处理制成感受态细胞,再与重组表达载体 DNA分子混合,在一 定温度下完成转化过程;1 / 23 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4)目的基因的检测与鉴定类型步骤检测内容DNA是否插入了目的基方法分
3、第一步转基因生物染色体的DNA分子杂交技术 DNA测其次步因mRNA 和 DNA之间)目的基因是否转录出分子杂交技术 DNA和mRNA之间)第三步目的基因是否翻译成蛋白质抗原抗体杂交技术抗原和抗体之间)个体水 包括抗虫、抗病的接种试验,以确定是否有抗性以及抗性程度;基因工程产品与自然平鉴定 产品活性比较,以确定功能活性是否相同等2. 基因工程中的工具1)运载体作为运载体必需具备三个条件:能在宿主细胞中储存下来并大量复制;有一个至多个限制酶切位点;有肯定的标记基因,便于进行挑选;如大肠杆菌割质粒携带的氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因,就可以作为挑选的标记基因;常用的运载体主要有质粒 双链环状
4、DNA分子)、噬菌体或某些病毒;2)相关酶酶的名称酶的作用DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并使每条链中特定部位的两个核限制性内切酶能够识别双链苷酸之间的磷酸二酯键断开,形成黏性末端或平末端DNA连接酶 将双链 DNA片段“ 缝合” 起来,复原被限制酶断开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键【例 1】 2022 天津理综)为从根本上解决水稻中的高植酸问题,可将植酸酶基因导入水稻,培育低植酸转基因水稻品种;下图是猎取植酸酶基因的流程;2 / 23 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 据图回答:图中基因组文库 _小于/ 等于/
5、大于) cDNA文库;B 过程需要的酶是 _;AC 过程中 _可以/ 不行以)使 用同一种探针挑选含目的基因的菌株;目的基因 I 和除从构建的文库中分别外,仍可以分别利用图中 _和 _;_为模板直接进行 PCR扩增,该过程中所用酶的显著特点是 大于 逆转录酶 可以 DNA DNA 耐高温 解读 解答第小问的关键是要搞清基因组文库和cDNA文库两个概念之间的区分;基因组文库为全部基因文库,cDNA文库为部分基因文库,二者的来源不同,前者为 DNA用限制酶切割所获得的肯定大小范畴的DNA,后者为 mRNA经反转录得到的互补 DNA,基因组文库所包含的信息大于 cDNA文库;由 mRNA形成DNA是
6、一个逆转录过程,需要用到的酶是逆转录酶;由于 AC 两过程的目的都是挑选出含相同目的基因的菌株,可以使用同一种探针进行挑选;解答第小问的依据是目的基因的猎取途径;目的基因除从文库中猎取外,仍可以通过PCR扩增,其做法就是通过利用图中3 / 23 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - DNA和 cDNA为模板进行扩增;答最终一空时要想到PCR过程的特点及酶与温度的关系,因该过程解链时的温度较高,9095,故用的酶必需是耐高温的,否就酶就会变性失活;【互动探究1】 下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图 2中
7、箭头表示相关限制酶的酶切位点;请回答以下问题:限制酶BamH Hind EcoR Sma 识别序列及切割位点GGATCC AAGCTT GAATTC CCCGGG CCTAGG TTCGAA CTTAAG GGGCCC 1)一个图 1 所示的质粒分子经 磷酸基团;Sma 切割前后,分别含有 _个游离的2)如对图中质粒进行改造,插入的 Sma 酶切位点越多,质粒的热稳固性越4 / 23 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - _;3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用Sma 切割,缘由是_;4)与只使用 Eco
8、R 相比较,使用BamH 和 Hind 两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_;0、2 高会破坏质粒的抗性基因、外源 DNA中的目的基因 质粒和含目的基因的外源 DNA片段自身环化 5)为了猎取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入 _酶;6 )重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_ _;7)为了从 cDNA文库中分别猎取蔗糖转运蛋白基因,将重组质粒导入丢失吸收蔗糖才能的大肠杆菌突变体,然后在_的培育基中培育,以完成目的基因表达的初步检测;DNA连接 鉴别和挑选含有目的基因的细胞 蔗糖为唯独含碳养分物质 解读 此题综合考查基因工程的工具与操作过程,意在考查考生的识图
9、分析 5 / 23 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 与应用学问的才能; 1)质粒为小型环状的DNA分子,环状 DNA分子中没有游离的磷酸基团;经 Sma 切割后在切口处每端各含 1 个游离的磷酸基团; 2)因 Sma 酶的识别序列中全部是 CG碱基对,而 GC碱基对间氢键数目比 AT 碱基对间多,故插入的 Sma 酶切位点越多,质粒的热稳固性越强;3)如用 Sma 切割质粒和外源DNA,就质粒中作为标记基因的抗性基因的结构被破坏,外源 DNA中目的基因的结构也会被破坏;4)如只使用 EcoR 切割目的基因和外源
10、DNA,就除了含目的基因的片段和质粒连接外,质粒和含目的基因的片段可能会自身连接而环化;5)含目的基因的片段与质粒连接形成重组质粒,需DNA连接酶将两个DNA片段的末端“ 缝隙” 连接起来;6)重组质粒中的抗性基因是作为标记基因便于鉴别和挑选含有目的基因的细胞;7)目的基由于蔗糖转运蛋白基因,所用的 受体细胞为丢失吸取蔗糖才能的大肠杆菌突变体,如将重组质粒导入了受体细 胞,就受体细胞应能从培育基中吸取蔗糖,故应在以蔗糖为唯独碳源的培育基上进行培育;考点整合二:细胞工程 1动物细胞培育与植物组织培育的比较工程动物细胞培育植物组织培育前处理无菌、用胰蛋白酶处理,使组织细胞无菌、离体相互分散开培育葡
11、萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素基成分子、微量元素、动物血清等等培育液体培育基固体培育基基状态过程动物胚胎或诞生不久的幼龄动物的器离体的植物器官、组织或细胞愈伤组官或组织原代培育传代培育细织根、芽植物体胞群6 / 23 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 能否培不能能养成个体应用大规模生产有重要价值的生物制品,快速繁衍、培育无病毒植株;生产药举例如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体物;制造人工种子;培育转基因作物等;皮肤移植;检测有毒物质的毒性等等2. 植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较工程植
12、物体细胞杂交动物细胞融合单克隆抗体的制备)理论基础细胞膜的流淌性、细胞的全能性细胞膜的流淌性、细胞增殖原理)融合酶解法去除细胞壁纤维素酶、果胶酶注射特定抗原,免疫小鼠,猎取效应B前处理等)淋巴细胞促融1)物理法:离心、振动、电激等;1)物化法:与植物细胞融合相同;过程2)化学法:聚乙二醇PEG)2)生物法:灭活的仙台病毒第一步:原生质体的制备;其次步:原第一步:正常小鼠免疫处理;其次用途生质体的融合;第三步:杂种细胞的筛步:动物细胞融合;第三步:杂交瘤选与培育;细胞挑选与培育;第四步:单克隆抗第四步:杂种植株的诱导与鉴定体的提纯1)克服远缘杂交不亲和的障碍,大大1)制备单克隆抗体;2)诊断、治
13、扩展杂交亲本的组合范畴;2)克服有疗疾病,如生物导弹性杂交的母系遗传,获得细胞质基因的杂合子,讨论细胞质遗传【例 2】 2022 东城区抽样测试)细胞工程是依据人们的意愿通过某种工程手段转变细胞内遗传物质或获得细胞产品的综合科学技术;科学家从红豆杉的体细胞中分别出具有特殊抗肿瘤的物质紫杉醇;由于全世界每年紫杉醇的需求量是 4000 kg ,但全世界紫杉醇的产量是250 kg ,供求严峻失衡,导致一些地区红豆杉资源遭到严峻破坏;现在可以采纳植物组织培育技术解决这一问 题;1)植物组织培养依据的原理是7 / 23 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 23 页精选学习资料 - -
14、 - - - - - - - _ _;2)在得到红豆杉的 _后,经过消毒就可以 在培育基上进行培育;人工合成的培育基中除水、蔗糖、维生素、有机添加物 外, _是其生长必需的,_是植物细胞 _就可 脱分化及再分化不能缺少的调剂物质;从该生产的目的看,得到 以提取紫杉醇;植物细胞的全能性 离体的植物器官、组织或细胞 矿质元素或无机盐 植物激素 愈伤组织 2)小题,解题 解读 植物组织培育的原理是植物细胞的全能性;要解答第 思路就是联系植物组织培育的过程图,环绕培育的各个环节;植物细胞的全能 性得以表达的前提条件是离体培育,所以操作的对象是离体的植物器官、组织或细胞,生长条件同时需要相宜的养分成分、
15、温度和pH 等,其中养分物质矿质元素或无机盐是必需的;依据培育的目的,可培育到愈伤组织阶段,利用愈 伤组织就可提取紫杉醇;【互动探究 2】 2022 南宁调研)有性生殖的生物产生后代需要进行受精作 用,植物体细胞杂交要进行原生质体的融合,单克隆抗体的制备需要进行动物 细胞融合,可见细胞的融合技术有着广泛的应用;以下为细胞融合的简略过 程,据图回答相关问题:8 / 23 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1)如 a、b 分别是基因型为Hhrr 、hhRr 两个烟草品种的花粉,且这两对基因分别位于两对同源染色体上;由于
16、一对隐性纯合基因 rr 或 hh)的作用,在光照强度大于 800 lx 时两种烟草都不能生长;要想从融合细胞的培育液中分别出 基 因 型 为 HhRr 的 杂 种 细 胞 , 较 为 简 便 的 筛 选 方 法 是_;2)如a、 b 表示两种植物体细胞,就由d 细胞形成杂种植株的原理是是_ ,这种育种方法的优点_ 大于 800 lx 光照植物细胞的全能性克服了远缘杂交不亲和的障碍3) 如a 、 b 分 别 为 骨 髓 瘤 细 胞 和B 淋 巴 细 胞 , 就 d 细 胞 的 特 点 是_;由 d 细 胞 产 生 的 抗 体 与 普 通 血 清 抗 体 相 比 较 , 具 有_的特点;生产上一般
17、不能通过直接培育 B淋 巴 细 胞 的 方 法 生 产 单 克 隆 抗 体 的 主 要 原 因 是_ 既能无限繁衍,又能产生特定的抗体9 / 23 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 特异性强、灵敏度高、化学性质单一 B淋巴细胞高度分化,不能增殖 4)以下各图表示单克隆抗体制备过程的各阶段图解,请用箭头把代表各图解 的 字 母 按 单 克 隆 抗 体 制 备 过 程 的 顺 序 连 接 起 来 ; 顺 序 是 _ _;考点整合三:胚胎工程 1体外受精中卵母细胞的采集和培育动物种类,家卵母细胞的采集方法用促性腺激素处理
18、雌性采集后的培育试验动物,如小鼠超数排卵直接与获能的精子在体畜猪、羊等动物,使其排出更多的外受精卵子,从输卵管中冲取 卵子大家畜或大型动物,如从屠宰后母畜卵巢中采从刚屠宰的母畜体内摘在体外经人工培育成熟牛、马等集卵母细胞出卵巢,经洗涤、保温后才能与获能的精子受10 / 23 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 后,在无菌条件下用注 精 射器或真空泵抽吸卵巢 表面肯定直径卵泡中的 卵母细胞;也可对卵巢 进行切片,收集卵母细 胞 从活体卵巢中采集卵母 借助超声波探测仪、内 细胞 窥镜或腹腔镜等直接从 活体动物的卵巢中吸
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- 2022 年高 生物 复习 教案 专题 现代 生物科技
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