專(zhuān)題九 生物科技和技術(shù)實(shí)踐

1、考綱要求,專(zhuān)題九 生物科技與技術(shù)實(shí)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(dá)載體的構(gòu)建方法,將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,目的基因的檢測(cè)與鑒定,導(dǎo)入檢測(cè):DNA 分子雜交技術(shù) , 即使用放射性同位素標(biāo)記的含目的基因的 DNA 片段作探針檢測(cè)。,,,,轉(zhuǎn)錄檢測(cè) : 分子雜交法 , 即目的基因表達(dá)檢測(cè) 作探針與 mRNA 雜交 翻譯檢測(cè) : 抗原—

2、抗體雜交法個(gè)體生物學(xué)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(xì)胞工程　　細(xì)胞工程包括動(dòng)物細(xì)胞工程和植物細(xì)胞工程。植物組織培養(yǎng)　　植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性。植物組織培養(yǎng)可培育繁殖速度快而且無(wú)病毒的植株,還可以通過(guò)大規(guī)模的植物、細(xì)胞培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)藥物、食品添加劑、香料、色素和殺蟲(chóng)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(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),植物體細(xì)胞雜交和

3、動(dòng)物細(xì)胞融合,,單克隆抗體制備過(guò)程中的兩個(gè)核心問(wèn)題 ◎ 為何制備單克隆抗體要將單個(gè) B 淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合? 體內(nèi)的 B 淋巴細(xì)胞數(shù)目很多 , 可以產(chǎn)生多達(dá)百萬(wàn)種以上的特異性抗體 , 這些抗體主要存在于動(dòng)物體血清中, 也存在于組織液及外分泌液中。如果從動(dòng)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(yīng)不靈敏。如果利用單個(gè) B 淋巴細(xì)胞通過(guò)無(wú)性繁殖 , 就可產(chǎn)生大量單一抗體

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

5、合、骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合、 B 淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合。而只有 B 淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的細(xì)胞才是需要的雜種細(xì)胞。第二次篩選是在雜交瘤細(xì)胞中篩選出能產(chǎn)生所需抗體的雜交瘤細(xì)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(dòng)物才有可能具有相同的生理特征。◎作為受體的雌性動(dòng)物應(yīng)為常見(jiàn)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?xún)?yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。,“生物

6、技術(shù)實(shí)踐”知識(shí)網(wǎng)絡(luò)建構(gòu),,,,,,,,微生物的培養(yǎng),生物技術(shù)在食品加工等方面的應(yīng)用,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,生物技術(shù)在食品加工等方面的應(yīng)用,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,生物技術(shù)在食品加工等方面

7、的應(yīng)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(xì)胞工程技術(shù)包括（ ）①細(xì)胞培養(yǎng) ②細(xì)胞融合 ③胚胎移植 ④細(xì)胞核移植① ② B. ① ③ C. ② ③ D. ③ ④,A

8、,例2 下列關(guān)于細(xì)胞工程的敘述，錯(cuò)誤的是（ ）A.電刺激可誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合或動(dòng)物細(xì)胞融合B.去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁和將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞均需酶處理C.小鼠骨髓瘤細(xì)胞和經(jīng)抗原免疫小鼠的B淋巴細(xì)胞融合可制備單克隆抗體D.某種植物甲乙兩品種的體細(xì)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(guān)植物細(xì)胞與組織培養(yǎng)的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ）A.花藥、胚不能作為組織培養(yǎng)的材料B.植物細(xì)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(dǎo)出愈傷組織,A,例4 不同的微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需要各不相同。下列有關(guān)一種以CO2為唯一碳源的自養(yǎng)生物營(yíng)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(wú)機(jī)鹽是該微生物不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)D.水是該微生物的營(yíng)養(yǎng)要素之一,B,例5 利用細(xì)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(guān)敘述正確的是（ ）A.用純化的核衣殼蛋白反復(fù)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(gè)效應(yīng)B細(xì)胞可以獲得大量針對(duì)SARS病毒的單克隆抗體C.將等量效應(yīng)B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞混合，經(jīng)PEG誘導(dǎo)融合后的細(xì)胞均為雜交瘤細(xì)胞D.利用該單克隆抗體與SARS病毒核衣殼蛋白特異性結(jié)合的方法可診斷出病毒感染者,D,例6 下列有關(guān)基因工程中限制性?xún)?nèi)切酶的描述，錯(cuò)誤的是（ ）A.一種限制性?xún)?nèi)切酶只能識(shí)別一種特定

11、的脫氧核苷酸序列B.限制性?xún)?nèi)切酶的活性受溫度影響C.限制性?xún)?nèi)切酶能識(shí)別和切割RNAD.限制性?xún)?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(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類(lèi)所需要的產(chǎn)品。下列選項(xiàng)中能說(shuō)明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是（ ）A.棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲(chóng)基因B.大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC.山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列D.酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白,D,例8

12、 單克隆抗體技術(shù)在疾病診斷和治療以及生命科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于單克隆抗體的敘述，錯(cuò)誤的是（ ）A.特異性強(qiáng)，靈敏度高B.與抗癌藥物結(jié)合可制成“生物導(dǎo)彈”C.體外培養(yǎng)B淋巴細(xì)胞可大量分泌單克隆抗體D.由效應(yīng)B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合而成的雜交瘤細(xì)胞分泌,C,例9 下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，正確的是（ ）A.基因治療就是把缺陷基因誘變成正?；駼.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(cè)水體中的各種病毒D.原核基因不能用來(lái)進(jìn)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(xì)胞中，再進(jìn)一步篩選D.由蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測(cè)mRNA,B,例11 【現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題】 天然釀酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶類(lèi)，用作發(fā)酵原料的淀粉需經(jīng)一系列復(fù)雜的轉(zhuǎn)化

14、過(guò)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(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）將淀粉酶基因切割下來(lái)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(gòu)建。,解析：基因工程的步驟是：獲取目的基因、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)和鑒定。用限制酶將

15、目的基因切割下來(lái)，再用DNA連接酶連接形成重組DNA分子，將重組DNA分子導(dǎo)入釀酒酵母菌細(xì)胞中。,限制性核酸內(nèi)切酶,DNA連接酶,導(dǎo)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(cè)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(cè)；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(shí)間后，加入碘液，工程菌周?chē)霈F(xiàn)透明圈，

16、請(qǐng)解釋該現(xiàn)象發(fā)生的原因。,解析：目的基因的檢測(cè)過(guò)程包括三個(gè)步驟：用基因探針檢測(cè)受體細(xì)胞中是否有目的基因、用基因探針檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA、用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測(cè)是否有相應(yīng)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(xì)菌的部位不具有淀粉，滴加碘液后沒(méi)有藍(lán)色反應(yīng)出現(xiàn)，產(chǎn)生透明圈。,DNA分子雜交技術(shù),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(lán)色，產(chǎn)生透明圈。

17、,（3）如何進(jìn)一步鑒定不同的轉(zhuǎn)基因工程菌菌株利用淀粉能力的大?。?解析：該實(shí)驗(yàn)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(qiáng)。,答案：測(cè)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(lǐng)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(xì)胞、易培養(yǎng)、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等特點(diǎn)，因此，一般用微生物作為受體細(xì)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(lái)自微生物?；蚬こ痰某Ｓ眠\(yùn)載體有：質(zhì)粒、動(dòng)植物病毒、λ噬菌體的衍生物，其中質(zhì)粒是微生物細(xì)胞染色體外能夠自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子。,答案：①工具酶主要來(lái)自微生物；②最重要的目的基因供體庫(kù)之一；③目的基因的載體之一；④作為受體細(xì)胞；⑤提供用于發(fā)酵的工程菌。,例12 【生物技術(shù)實(shí)踐】科學(xué)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(qiáng)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(chǎng)中的________不同而實(shí)現(xiàn)分離。（2）可用金黃色葡萄球菌來(lái)檢驗(yàn)該蛋白的體外抗菌特性?？咕鷮?shí)驗(yàn)所用培養(yǎng)基中的牛肉膏和蛋白胨主要為細(xì)菌生長(zhǎng)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(shí)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(xì)菌培養(yǎng)常用的接種方法有________________和___________________。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)使用過(guò)的培養(yǎng)基應(yīng)進(jìn)行__________處理。,解析：本題考查《生物技術(shù)實(shí)踐》中的基礎(chǔ)知識(shí)，知識(shí)點(diǎn)覆蓋面大，答案容易組織。有關(guān)物質(zhì)的分離與提取方法，設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)樣品中各種分子的分離。有關(guān)微

21、生物培養(yǎng)基的成分、種類(lèi)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(guān)微生物的接種和培養(yǎng)方法，常采用平板畫(huà)線法和稀釋涂布平板法對(duì)細(xì)菌進(jìn)行接種。為防止細(xì)菌的污染，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要對(duì)用過(guò)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(zhuān)題】為擴(kuò)大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開(kāi)發(fā)利用備受關(guān)注。我國(guó)科學(xué)家應(yīng)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(gòu)建重組DNA分子所用的限制性?xún)?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(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和________________________法。（3）由導(dǎo)入目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要利用________________技術(shù)，該技術(shù)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(biāo)記的_________________________作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要用_______________________________________方法從個(gè)體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。,3’,5’,,a,a,解析：本題以“科學(xué)家應(yīng)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(shù)專(zhuān)題》中的有關(guān)基因工程和植物細(xì)胞工程的基本內(nèi)容?；蚬こ讨械?/p>

24、工具酶——限制酶和DNA連接酶的作用是斷開(kāi)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(xì)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(cè)和鑒定，常利用DNA分子雜交技術(shù)（探針）等作分子水平的檢測(cè)和個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程是植物在離體狀態(tài)下，進(jìn)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(zhuān)題】回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問(wèn)題：（1）在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到細(xì)胞表面__________時(shí)，細(xì)胞會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱(chēng)為細(xì)胞的_____________。此時(shí)，瓶壁上形成的細(xì)胞層數(shù)是_______________。要使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來(lái)，需要用酶處理，可用的酶是_______________。（2）隨著

26、細(xì)胞傳代次數(shù)的增多，絕大部分細(xì)胞分裂停止，進(jìn)而出現(xiàn)_________________的現(xiàn)象；但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖，其中有些細(xì)胞會(huì)因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成____________細(xì)胞，該種細(xì)胞的黏著性____________，細(xì)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(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色時(shí)，觀察到死細(xì)胞被染色，而活細(xì)胞不染色，原因是___________________________________

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

28、保存細(xì)胞。因?yàn)樵谶@種條件下，細(xì)胞中______的活性降低，細(xì)胞___________的速率降低。（6）給患者移植經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)形成的皮膚組織后，發(fā)生了排斥現(xiàn)象，這是因?yàn)闄C(jī)體把移植的皮膚組織當(dāng)作__________進(jìn)行攻擊。,解析：本題考查《現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題》中的有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)。在動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程中，細(xì)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(xì)胞分離下來(lái)。隨著細(xì)胞培養(yǎng)傳代次數(shù)的增多，大多數(shù)細(xì)胞失去了分裂能力

29、而衰老死亡，只有少數(shù)細(xì)胞仍具有分裂能力，這少數(shù)的細(xì)胞具有癌細(xì)胞的特征，其細(xì)胞膜上的糖蛋白減少，細(xì)胞的黏著性下降。細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，故染料分子不能使活細(xì)胞著色。溫度能影響細(xì)胞內(nèi)酶的活性而影響細(xì)胞的新陳代謝，故可低溫保存培養(yǎng)的細(xì)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(xì)胞的膜具有選擇透過(guò)性，大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)，故活

30、細(xì)胞不能著色（或由于死細(xì)胞的膜喪失了選擇透過(guò)性，大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)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(shù)為核心的基因工程正在改變著人類(lèi)的生活。請(qǐng)回答下列問(wèn)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(yùn)送目的基因進(jìn)入受體細(xì)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(dǎo)入受體細(xì)胞的頻率_____，所以在轉(zhuǎn)化后通常需要進(jìn)行_________操作。（5）將人胰島素基因分別導(dǎo)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(guān)內(nèi)容。基因工程的基本步驟是：目的基因的獲得、將目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞和目的基因的檢測(cè)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(cè)出DNA的序列，人工合成目的基因。第二步用同種限制酶來(lái)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(dǎo)入完成后根據(jù)質(zhì)粒中的標(biāo)記基因進(jìn)行檢測(cè)，以確定導(dǎo)入是