2020届-二轮复习-现代生物科技专题--课件-67-张--(全国通用)

专题十现代生物科技专题[考纲要求]1.基因工程的诞生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)。3.基因工程的应用(Ⅱ)。4.蛋白质工程(Ⅰ)。5.植物的组织培养(Ⅱ)。6.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)。7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。8.动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础(Ⅰ)。9.胚胎干细胞的移植(Ⅰ)。10.胚胎工程的应用(Ⅱ)。11.转基因生物的安全性(Ⅰ)。12.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)。13.生物技术中的伦理问题(Ⅰ)。14.简述生态工程的原理(Ⅱ)。15.生态工程的实例(Ⅰ)。16.DNA的粗提取与鉴定。知识主线思维串联DNA连接酶.基因表达载体的构建基因细胞的全能性、细胞膜的流动性细胞增殖动物细胞核的全能性给小鼠注射抗原产生专一抗体的杂交瘤细胞输卵管和子宫桑椹胚、囊胚培养法和化学诱导法早期胚胎的空间位置转移桑椹胚或囊胚早期胚胎或原始性腺具有发育的全能性环境1.基因工程的3种基本工具微专题1基因工程2.基因工程的操作流程(1)目的基因的获取提醒：①从cDNA文库获取的目的基因不含启动子和终止子。②利用乳腺生物反应器生产药物时，应将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子连接到一起。(2)基因表达载体的构建——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不同。②启动子、终止子a.启动子(DNA片段)≠起始密码子(位于mRNA上)。b.终止子(DNA片段)≠终止密码子(位于mRNA上)。③目的基因插入位置：启动子与终止子之间。(3)将目的基因导入受体细胞(4)目的基因的检测与鉴定3.转基因生物的三大安全性问题(1)安全：滞后效应、过敏原、营养成分改变等。(2)安全：对生物的影响等。(3)环境安全：对生态系统的影响等。食物生物多样性稳定性4.蛋白质工程基因合成新的蛋白质蛋白质结构脱氧核苷酸序列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)和精子中正常表达，但在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响，设计了如下实验。据图回答：(1)B基因在水稻卵细胞中不转录，推测其可能的原因是卵细胞中________(单选)。A.含B基因的染色体缺失B.DNA聚合酶失活C.B基因发生基因突变D.B基因的启动子无法启动转录(2)从水稻体细胞或________中提取总RNA，构建________文库，进而获得B基因编码蛋白的序列。将该序列与Luc基因(表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光)连接成融合基因(表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能)，然后构建重组表达载体。(3)在过程①、②转化筛选时，过程________中T－DNA整合到受体细胞染色体DNA上，过程________在培养基中应加入卡那霉素。(4)获得转基因植株过程中，以下鉴定筛选方式正确的是________(多选)。A.将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交B.以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交C.以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交D.检测加入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分离出胚，观察到细胞内仅含一个染色体组，判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行发育，由此表明______________________________________________。解析(1)启动子是一段有特殊结构的DNA片段，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA。B基因存在于水稻基因组中，其仅在体细胞和精子中正常表达，但在卵细胞中不转录，推测最可能的原因是卵细胞中B基因的启动子无法启动转录，D符合题意。(2)B基因在体细胞和精子中正常表达，说明在水稻的体细胞和精子中有B基因转录而来的mRNA。从水稻体细胞或精子中提取总RNA，反转录产生多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群体就叫做水稻的cDNA文库。(3)过程①是指含有目的基因的重组Ti质粒转入农杆菌，过程②是指将含有重组Ti质粒的农杆菌导入植物细胞，并且整合到受体细胞染色体DNA上。为了检测含有目的基因的重组Ti质粒是否转入农杆菌，过程①需在培养基中加入卡那霉素。(4)DNA分子杂交是将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放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基因片段制备成探针进行DNA分子杂交，不能用于筛选含目的基因的转基因植株，A错误；B－Luc融合基因中含有水稻B基因编码蛋白的序列和Luc基因，因此，以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交可达到实验目的，B正确；转基因植株卵细胞中的B基因能够转录出mRNA，因此以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交可达到实验目的，C正确；Luc基因表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光，因此检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光，可以达到实验目的，D正确。(5)一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育，而在转基因植株中能发现由未受精的卵细胞发育形成的胚，说明B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚。答案(1)D(2)精子cDNA(3)②①(4)BCD(5)B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚2.(2019·中原名校质量考评)科学家将人的生长激素基因与pBR322质粒进行重组，得到的重组质粒导入牛的受精卵，使其发育为转基因牛，再通过细胞工程培育为转基因克隆牛。pBR322质粒含有两个抗生素抗性基因和5个限制酶切点(如图2)。将重组质粒导入大肠杆菌，并成功地在大肠杆菌中得以表达。请据图回答问题：(1)图1中显示的人的生长激素基因是通过人工合成的，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式是________(用字母和箭头表示)。(2)图1中的mRNA是从人体的________细胞中获取。(3)重组质粒形成与否需要鉴定和筛选，方法是将重组质粒的DNA分子导入大肠杆菌，通过含抗生素的培养基进行培养，观察大肠杆菌的生长、繁殖情况进行判断，如图3所示：①如果受体菌在培养基A上能生长、繁殖形成菌落，而不能在培养基B上生长、繁殖，则使用限制酶a的切点是图2中的____________，即目的基因插入了____________中。②如果受体菌在培养基A上不能生长、繁殖形成菌落，而在培养基B上能生长、繁殖，则使用限制酶a的切点是图2中的________，即目的基因插入了________中。③如果受体菌在培养基A和培养基B上都能生长、繁殖形成菌落，则使用限制酶a的切点是图2中的________。解析(1)根据图1分析，目的基因是通过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，所以①过程中碱基配对方式是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式是U→A。(2)根据题意，人的生长激素基因是目的基因，该基因表达产物由垂体细胞分泌，所以需要从垂体细胞中提取相应的mRNA。(3)①根据题意，受体菌能在含氨苄青霉素的培养基上生存，不能在含四环素的培养基上生存，所以限制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根据题意，受体菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生存，能在含四环素的培养基上生存，所以限制酶切点位于抗氨苄青霉素基因内部，由图可知，是切点1。③根据题意，受体菌在含氨苄青霉素和四环素的培养基上都能生存，所以限制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。答案(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21.PCR技术原理与条件微专题2PCR技术和DNA的粗提取与鉴定2.PCR的反应过程及结果3.DNA的粗提取与鉴定0.14mol/L酒精二苯胺蓝色1.(2019·全国卷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技术扩增目的基因。回答下列问题。(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括________和________。(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是________。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的________。(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是________________________________________________________________。解析(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内DNA复制开始时是利用解旋酶进行解旋的，而在体外利用PCR技术扩增目的基因时，则是通过加热至90～95℃进行解旋的，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℃，所以使用热稳定性高的Taq酶，而不使用在高温下会失活的大肠杆菌DNA聚合酶。答案(1)基因组文库cDNA文库(2)解旋酶加热至90～95℃氢键(3)Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活2.(2019·天一大联考)随着现代科技的发展，基因工程获得了广泛应用，请回答下列问题：(1)从基因文库中提取的目的基因需要通过PCR技术进行扩增，利用PCR技术扩增目的基因的原理是________________。PCR技术扩增目的基因的过程：变性→_____________，该过程中需使用一种特殊的酶是_________________。(2)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代；同时，_________________________________________________。(3)若将目的基因转入大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是_______________________________________________________________________________________________________________。(4)我国科学家已培育出转基因抗虫棉，但由于抗虫基因插入宿主基因组的部位往往是随机的，有时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性，可通过____________________(方法)在分子水平上进行检测，有时还需要进行个体生物学水平的检测，在个体水平的检测鉴定过程可简述为___________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)利用PCR技术扩增目的基因的原理是DNA分子的复制；PCR技术扩增目的基因的过程是：变性→复性→延伸，该过程中需要热稳定的DNA聚合酶(或Taq酶)。(2)构建基因表达载体的目的：一是使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代，二是有利于目的基因的表达和发挥作用。(3)感受态的大肠杆菌能吸收周围环境中的DNA分子。(4)抗虫特性的检测，在分子水平上可通过抗原—抗体杂交方法进行检测；在个体水平上，可让害虫吞食转基因抗虫棉的叶片，观察害虫的存活情况，以确定抗虫棉是否具有抗虫性状。答案(1)DNA分子的复制复性(或引物结合到互补DNA链)→延伸热稳定的DNA聚合酶(或Taq酶)(2)使目的基因能够表达和发挥作用(3)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力弱(4)抗原—抗体杂交让害虫吞食转基因抗虫棉的叶片，观察害虫的存活情况，以确定抗虫棉是否具有抗虫性状1.把握细胞工程六大技术原理微专题3细胞工程细胞的全能性动物