專題九 生物科技和技術實踐

1、考綱要求,專題九 生物科技與技術實踐,合成,逆轉(zhuǎn)錄,基因工程★目的基因的獲取: 分為直接分離基因、人工合成基因。,,,基因表達載體的構建方法,將目的基因?qū)胧荏w細胞,目的基因的檢測與鑒定,導入檢測:DNA 分子雜交技術 , 即使用放射性同位素標記的含目的基因的 DNA 片段作探針檢測。,,,,轉(zhuǎn)錄檢測 : 分子雜交法 , 即目的基因表達檢測 作探針與 mRNA 雜交 翻譯檢測 : 抗原—

2、抗體雜交法個體生物學水平鑒定: 轉(zhuǎn)基因生物是否具有抗性或轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的功能活性。,,細胞工程　　細胞工程包括動物細胞工程和植物細胞工程。植物組織培養(yǎng)　　植物組織培養(yǎng)的理論基礎是細胞的全能性。植物組織培養(yǎng)可培育繁殖速度快而且無病毒的植株,還可以通過大規(guī)模的植物、細胞培養(yǎng)來生產(chǎn)藥物、食品添加劑、香料、色素和殺蟲劑等,另外，還可用植物組織培養(yǎng)方法形成的胚狀體,包裹上人工種皮,制成人工種子。,植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng),植物體細胞雜交和

3、動物細胞融合,,單克隆抗體制備過程中的兩個核心問題 ◎ 為何制備單克隆抗體要將單個 B 淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合? 體內(nèi)的 B 淋巴細胞數(shù)目很多 , 可以產(chǎn)生多達百萬種以上的特異性抗體 , 這些抗體主要存在于動物體血清中, 也存在于組織液及外分泌液中。如果從動物血清中分離出所需要的抗體 , 不僅獲得的抗體產(chǎn)量低 , 而且抗體的特異性差 , 純度低 , 反應不靈敏。如果利用單個 B 淋巴細胞通過無性繁殖 , 就可產(chǎn)生大量單一抗體

4、,但 B 淋巴細胞在體外不能無限增殖(從動物細胞培養(yǎng)的過程可以理解, 單個細胞要度過兩次“危機”幾乎是不可能的 ), 這就需要利用腫瘤細胞無限增殖的特點, 將單個 B 淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合, 可以使雜種細胞具有兩個親本的遺傳特性 , 也就是既具有無限增殖的特點, 又能產(chǎn)生單一抗體。,◎制備過程中為何須經(jīng)兩次篩選 ? 第一次篩選是在 B 淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合之后 , 因為有三種融合情況:B 淋巴細胞與 B 淋巴細胞融

5、合、骨髓瘤細胞與骨髓瘤細胞融合、 B 淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合。而只有 B 淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合的細胞才是需要的雜種細胞。第二次篩選是在雜交瘤細胞中篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細胞。,胚胎移植◎胚胎移植的供體和受體必須是同種生物,同一物種的動物才有可能具有相同的生理特征?！蜃鳛槭荏w的雌性動物應為常見或存量大的品種,供體則為優(yōu)良的品種。◎胚胎移植的意義: 大大縮短了供體本身的繁殖周期 , 充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。,“生物

6、技術實踐”知識網(wǎng)絡建構,,,,,,,,微生物的培養(yǎng),生物技術在食品加工等方面的應用,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,生物技術在食品加工等方面的應用,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,生物技術在食品加工等方面

7、的應用,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,果醋,沖洗,榨汁,,酒精發(fā)酵,醋酸發(fā)酵,果酒,挑選葡萄,,,植物芳香油三種提取方法,直接使用酶與固定化酶,例1 制備單克隆抗體所采用的細胞工程技術包括（ ）①細胞培養(yǎng) ②細胞融合 ③胚胎移植 ④細胞核移植① ② B. ① ③ C. ② ③ D. ③ ④,A

8、,例2 下列關于細胞工程的敘述，錯誤的是（ ）A.電刺激可誘導植物原生質(zhì)體融合或動物細胞融合B.去除植物細胞的細胞壁和將動物組織分散成單個細胞均需酶處理C.小鼠骨髓瘤細胞和經(jīng)抗原免疫小鼠的B淋巴細胞融合可制備單克隆抗體D.某種植物甲乙兩品種的體細胞雜種與甲乙兩品種雜交后代的染色體數(shù)目相同,D,例3 下列有關植物細胞與組織培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是（ ）A.花藥、胚不能作為組織培養(yǎng)的材料B.植物細胞具有全

9、能性C.外植體是指用于培養(yǎng)的植物組織或器官D.外植體可誘導出愈傷組織,A,例4 不同的微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需要各不相同。下列有關一種以CO2為唯一碳源的自養(yǎng)生物營養(yǎng)的描述中，不正確的是（ ）A.氮源物質(zhì)為該微生物提供必要的氮素B.碳源物質(zhì)也是該微生物的能源物質(zhì)C.無機鹽是該微生物不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)D.水是該微生物的營養(yǎng)要素之一,B,例5 利用細胞工程方法，以SARS病毒核衣殼蛋白為抗原制備出單克隆抗體。下列相

10、關敘述正確的是（ ）A.用純化的核衣殼蛋白反復注射到小鼠體內(nèi)，產(chǎn)生的血清抗體為單克隆抗體B.體外培養(yǎng)單個效應B細胞可以獲得大量針對SARS病毒的單克隆抗體C.將等量效應B細胞和骨髓瘤細胞混合，經(jīng)PEG誘導融合后的細胞均為雜交瘤細胞D.利用該單克隆抗體與SARS病毒核衣殼蛋白特異性結合的方法可診斷出病毒感染者,D,例6 下列有關基因工程中限制性內(nèi)切酶的描述，錯誤的是（ ）A.一種限制性內(nèi)切酶只能識別一種特定

11、的脫氧核苷酸序列B.限制性內(nèi)切酶的活性受溫度影響C.限制性內(nèi)切酶能識別和切割RNAD.限制性內(nèi)切酶可從原核生物中提取,C,例7 利用外源基因在受體細胞中表達，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項中能說明目的基因完成了在受體細胞中表達的是（ ）A.棉花二倍體細胞中檢測到細菌的抗蟲基因B.大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNAC.山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列D.酵母菌細胞中提取到人干擾素蛋白,D,例8

12、 單克隆抗體技術在疾病診斷和治療以及生命科學研究中具有廣泛的應用。下列關于單克隆抗體的敘述，錯誤的是（ ）A.特異性強，靈敏度高B.與抗癌藥物結合可制成“生物導彈”C.體外培養(yǎng)B淋巴細胞可大量分泌單克隆抗體D.由效應B細胞與骨髓瘤細胞融合而成的雜交瘤細胞分泌,C,例9 下列關于基因工程應用的敘述，正確的是（ ）A.基因治療就是把缺陷基因誘變成正常基因B.基因診斷的基本原理是DNA分子雜交C.一種基因

13、探針能檢測水體中的各種病毒D.原核基因不能用來進行真核生物的基因改良,B,例10 在已知某小片段基因堿基序列的情況下，獲得該基因的最佳方法是（ ）A.用mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成DNAB.以4種脫氧核苷酸為原料人工合成C.將供體DNA片段轉(zhuǎn)入受體細胞中，再進一步篩選D.由蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測mRNA,B,例11 【現(xiàn)代生物科技專題】 天然釀酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶類，用作發(fā)酵原料的淀粉需經(jīng)一系列復雜的轉(zhuǎn)化

14、過程才能被利用。研究者從某絲狀真菌中獲取淀粉酶基因并轉(zhuǎn)入釀酒酵母菌，獲得的釀酒酵母工程菌可直接利用淀粉產(chǎn)生酒精。請回答下列問題：（1）將淀粉酶基因切割下來所用的工具是______________，用__________將淀粉酶基因與載體拼接成新的DNA分子，下一步將該DNA分____________，以完成工程菌的構建。,解析：基因工程的步驟是：獲取目的基因、目的基因與運載體結合、目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測和鑒定。用限制酶將

15、目的基因切割下來，再用DNA連接酶連接形成重組DNA分子，將重組DNA分子導入釀酒酵母菌細胞中。,限制性核酸內(nèi)切酶,DNA連接酶,導入釀酒酵母菌,（2）若要鑒定淀粉酶基因是否插入釀酒酵母菌，可采用的檢測方法是_____________________；若要鑒定淀粉酶基因是否翻譯成淀粉酶，可采用_________________________檢測；將該工程菌接種在含淀粉的固體平板培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一定時間后，加入碘液，工程菌周圍出現(xiàn)透明圈，

16、請解釋該現(xiàn)象發(fā)生的原因。,解析：目的基因的檢測過程包括三個步驟：用基因探針檢測受體細胞中是否有目的基因、用基因探針檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA、用抗原—抗體雜交技術檢測是否有相應蛋白質(zhì)的合成。該工程菌可分解淀粉，因此，在固體平板培養(yǎng)基上接種細菌的部位不具有淀粉，滴加碘液后沒有藍色反應出現(xiàn)，產(chǎn)生透明圈。,DNA分子雜交技術,抗原抗體雜交或淀粉酶活性,答案：該工程菌產(chǎn)生的淀粉酶可分泌至培養(yǎng)基，水解淀粉后的區(qū)域，遇碘不再變藍色，產(chǎn)生透明圈。

17、,（3）如何進一步鑒定不同的轉(zhuǎn)基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小？,解析：該實驗自變量為不同轉(zhuǎn)基因工程菌，因變量為淀粉酶活性或酒精產(chǎn)量。在相同條件下培養(yǎng)不同工程菌菌株，酒精產(chǎn)量較高的菌株利用淀粉的能力較強。,答案：測定相同培養(yǎng)條件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精產(chǎn)量。,（4）微生物在基因工程領域中有哪些重要作用？,解析：微生物具有繁殖周期短、多為單細胞、易培養(yǎng)、遺傳物質(zhì)相對較少等特點，因此，一般用微生物作為受體細胞和用于發(fā)酵的工程菌?；?/p>

18、因工程的工具酶有限制酶和DNA連接酶，其中限制酶主要來自微生物?；蚬こ痰某Ｓ眠\載體有：質(zhì)粒、動植物病毒、λ噬菌體的衍生物，其中質(zhì)粒是微生物細胞染色體外能夠自主復制的小型環(huán)狀DNA分子。,答案：①工具酶主要來自微生物；②最重要的目的基因供體庫之一；③目的基因的載體之一；④作為受體細胞；⑤提供用于發(fā)酵的工程菌。,例12 【生物技術實踐】科學家發(fā)現(xiàn)家蠅體內(nèi)存在一種抗菌活性蛋白。這種蛋白質(zhì)具有極強的抗菌能力，受到研究者重視。（1）分離該抗

19、菌蛋白可用電泳法，其原理是根據(jù)蛋白質(zhì)分子的_________________、大小及形狀不同，在電場中的________不同而實現(xiàn)分離。（2）可用金黃色葡萄球菌來檢驗該蛋白的體外抗菌特性?？咕鷮嶒炈门囵B(yǎng)基中的牛肉膏和蛋白胨主要為細菌生長提供___________和____________。（3）分別在加入和未加入該抗菌蛋白的培養(yǎng)基中接種等量菌液。培養(yǎng)一定時間后，比較兩種培養(yǎng)基中菌落的_____________，確定該蛋白質(zhì)的抗菌效

20、果。（4）細菌培養(yǎng)常用的接種方法有________________和___________________。實驗結束后，對使用過的培養(yǎng)基應進行__________處理。,解析：本題考查《生物技術實踐》中的基礎知識，知識點覆蓋面大，答案容易組織。有關物質(zhì)的分離與提取方法，設計分離蛋白質(zhì)的電泳法——電泳利用了待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、形狀的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分離。有關微

21、生物培養(yǎng)基的成分、種類與作用，涉及牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中的牛肉膏與蛋白胨分別為微生物提供碳源、氮源和維生素。有關微生物的接種和培養(yǎng)方法，常采用平板畫線法和稀釋涂布平板法對細菌進行接種。為防止細菌的污染，實驗結束后要對用過的培養(yǎng)基作滅菌處理。,電荷（帶電情況）,遷移速率,碳源,氮源,數(shù)量,平板劃線法,稀釋涂布平板法,滅菌,例13 【現(xiàn)代生物科技專題】為擴大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關注。我國科學家應用耐鹽

22、基因育出了耐鹽水稻新品系。（1）獲得耐鹽基因后，構建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中的_______處，DNA連接酶作用于_______。（填“a” 或“b”）（2）將重組DNA分子導入水稻受體細胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和________________________法。（3）由導入目的基因的水稻細胞培養(yǎng)成植株需要利用________________技術，該技術的核心是_________________和______

23、____。（4 ）為了確定耐鹽基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標記的_________________________作探針進行分子雜交檢測，又要用_______________________________________方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。,3’,5’,,a,a,解析：本題以“科學家應用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系”為背景，考查了《現(xiàn)代生物技術專題》中的有關基因工程和植物細胞工程的基本內(nèi)容。基因工程中的

24、工具酶——限制酶和DNA連接酶的作用是斷開或連接兩核苷酸間的磷酸二酯鍵。將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法。目的基因的檢測和鑒定，常利用DNA分子雜交技術（探針）等作分子水平的檢測和個體生物學水平的鑒定。植物組織培養(yǎng)的基本過程是植物在離體狀態(tài)下，進行脫分化與再分化。,答案：（1）a a (2)基因槍、花粉管通道 (3)植物組織培養(yǎng) 脫分化（去分化） 再分化

25、 (4)耐鹽基因（目的基因）一定濃度鹽水澆灌（移栽到鹽堿地中）,例14 【現(xiàn)代生物科技專題】回答下列有關動物細胞培養(yǎng)的問題：（1）在動物細胞培養(yǎng)過程中，當貼壁細胞分裂生長到細胞表面__________時，細胞會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細胞的_____________。此時，瓶壁上形成的細胞層數(shù)是_______________。要使貼壁的細胞從瓶壁上分離下來，需要用酶處理，可用的酶是_______________。（2）隨著

26、細胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細胞分裂停止，進而出現(xiàn)_________________的現(xiàn)象；但極少數(shù)細胞可以連續(xù)增殖，其中有些細胞會因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成____________細胞，該種細胞的黏著性____________，細胞膜表面蛋白質(zhì)（糖蛋白）的量___________。（3）現(xiàn)用某種大分子染料，對細胞進行染色時，觀察到死細胞被染色，而活細胞不染色，原因是___________________________________

27、__________________________________________________________________________________________________________________________。（4 ）檢查某種毒物是否能改變細胞染色體的數(shù)目，最好選用細胞分裂到_____期的細胞用顯微鏡進行觀察。（5）在細胞培養(yǎng)過程中，通常在________________________條件下

28、保存細胞。因為在這種條件下，細胞中______的活性降低，細胞___________的速率降低。（6）給患者移植經(jīng)細胞培養(yǎng)形成的皮膚組織后，發(fā)生了排斥現(xiàn)象，這是因為機體把移植的皮膚組織當作__________進行攻擊。,解析：本題考查《現(xiàn)代生物科技專題》中的有關動物細胞培養(yǎng)的基礎知識。在動物細胞的培養(yǎng)過程中，細胞因相互接觸而出現(xiàn)接觸抑制并具有貼壁現(xiàn)象，可用胰蛋白酶將貼壁細胞分離下來。隨著細胞培養(yǎng)傳代次數(shù)的增多，大多數(shù)細胞失去了分裂能力

29、而衰老死亡，只有少數(shù)細胞仍具有分裂能力，這少數(shù)的細胞具有癌細胞的特征，其細胞膜上的糖蛋白減少，細胞的黏著性下降。細胞膜具有選擇透過性，故染料分子不能使活細胞著色。溫度能影響細胞內(nèi)酶的活性而影響細胞的新陳代謝，故可低溫保存培養(yǎng)的細胞。,答案：（1）相互接觸 接觸抑制 單層（或一層）胰蛋白酶 （2）衰老甚至死亡 不死性 降低 減少 （3）由于活細胞的膜具有選擇透過性，大分子染料不能進入活細胞內(nèi)，故活

30、細胞不能著色（或由于死細胞的膜喪失了選擇透過性，大分子染料能夠進入死細胞內(nèi)而著色） （4）中 （5）冷凍（或超低溫、液氮）酶 新陳代謝 （6）抗原,例15 以重組DNA技術為核心的基因工程正在改變著人類的生活。請回答下列問題。（1）獲得目的基因的方法通常包括____________________和_______________________。（2）切割和連接DNA分子所使用的酶分別是____________

31、______________和___________________。（3）運送目的基因進入受體細胞的載體一般選用病毒或_____，后者的形狀呈____________________________。（4）由于重組DNA分子成功導入受體細胞的頻率_____，所以在轉(zhuǎn)化后通常需要進行_________操作。（5）將人胰島素基因分別導入大腸桿菌與酵母菌，從兩者中生產(chǎn)的胰島素在功能和___________序列上是相同的。,解析：考查基

32、因工程的相關內(nèi)容?；蚬こ痰幕静襟E是：目的基因的獲得、將目的基因與運載體結合、將目的基因?qū)胧荏w細胞和目的基因的檢測與鑒定。目的基因的獲得主要有兩種：直接從供體DNA中分離和根據(jù)已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測出DNA的序列，人工合成目的基因。第二步用同種限制酶來切割目的基因和小型環(huán)狀DNA分子——質(zhì)粒，產(chǎn)生相同的黏性末端，再用DNA連接酶將DNA片段連接形成重組DNA分子。重組DNA分子導入完成后根據(jù)質(zhì)粒中的標記基因進行檢測，以確定導入是