高中生物选修三《现代生物技术专题》总复习

专题一 基因工程一、基因工程的工具限制酶DNA连接酶载体二、基因工程的程序获取 构建 导入 检测1.用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是 （ ）A.常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒B.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达 C.DNA连接酶和 RNA聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶D.可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 C2.下列关于基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是（ ）A.一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B.限制性内切酶的活性受温度的影响C.限制性内切酶能识别和切割 RNAD.限制性内切酶可从原核生物中提取C含重组质粒 土壤农杆菌抗虫基因含 kanr质粒 重组质粒A构建 土壤农杆菌导入 B培养选择侵 染转基因抗虫植株离体棉花叶片组织愈伤组织C诱导选择再生植株分化D检测3.在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（ kanr）常作为标记 基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。 含重组质粒 土壤农杆菌抗虫基因含 kanr质粒重组质粒A构建 土壤农杆菌导入 B培养选择侵 染转基因抗虫植株离体棉花叶片组织愈伤组织C诱导选择再生植株分化D检测请据图回答：（ 1） A过程需要的酶有 _。（ 2） B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是 _。（ 3） C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入 _。（ 4）如果利用 DNA分子杂交原理对再生植株进行检测， D过程应该用 _ _ _ 作为探针。限制性内切酶和 DNA连接酶具有标记基因；能在宿主细胞内复制并稳定保存卡那霉素放射性同位素（或荧光分子）标记后的抗虫基因（ 5）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。 将转基因植株与 _杂交，其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为 1： 1。 若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型 的数量比为 _。 若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上作离体培养，则获得 的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占_%。含重组质粒土壤农杆菌抗虫基因含 kanr质粒重组质粒A构建 土壤农杆菌导入 B培养选择侵 染转基因抗虫植株离体棉花叶片组织愈伤组织C诱导选择再生植株分化D检测非转基因植株3： 1100三、基因工程的应用（一）植物基因工程（一）植物基因工程u抗虫转基因植物抗虫转基因植物u抗病转基因植物抗病转基因植物u抗逆转基因植物抗逆转基因植物u改良植物品质改良植物品质如 转基因抗虫棉（水稻） 减轻农药对环境的污染抗病毒（细菌、真菌）转基因植物， 如 抗病毒转基因小麦、抗病毒转基因烟草等如 转鱼抗冻蛋白基因番茄、转基因抗除草剂玉米如 富含赖氨酸的转基因玉米、转番茄基因的延熟番茄（二）动物基因工程（二）动物基因工程u提高动物生长速度提高动物生长速度u改善畜产品的品质改善畜产品的品质u生产药物生产药物u做器官移植供体做器官移植供体如 转生长激素基因鲤鱼如 低乳糖转基因牛（转肠乳糖酶基因）如 乳腺生物反应器利用基因工程 改造供体器官 ， 抑制或去除 供体器官 抗原决定基因的表达 ，获得 没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官（三）基因工程药物（三）基因工程药物利用基因工程技术，通过 微生物生产蛋白质类药品。u生长激素生长激素u干扰素干扰素u胰岛素胰岛素u体外基因治疗体外基因治疗从病人体内获得某种细胞，进行培养，在 体外 完成 基因转移 ， 筛选 成功转移的细胞 扩增培养重新输入 患者体内的治疗方法。u体内基因治疗体内基因治疗直接向人体组织细胞中转移基因的治病方法。（四）基因治疗（四）基因治疗基因治疗就是将 正常基因 导入病人体内，使该基因的 表达产物发挥功能 ，从而 达到治疗疾病的目的。基因治疗是治疗遗传病最有效的手段。专题二 细胞工程植 物 细 胞 工 程植物组织培养是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成 完整的植株 。动 物 细 胞 工 程（三）动物细胞培养的条件（三）动物细胞培养的条件1. 无菌、无毒的环境添加一定量的抗生素，定期更换培养液。2. 营养物质糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素以及 动物或人血清 等。3. 温度和 pH温度pH4. 气体环境与体内相近 36.50.57.27.4O2CO2细胞代谢所必需维持 pH（二）单克隆抗体技术l 每一个 B淋巴细胞只合成和分泌一种特异性抗体。由单个 B淋巴细胞克隆形成的细胞群产生的化学性质单一、特异性强的抗体就是 单克隆抗体。l B淋巴细胞：能产生抗体， 体外培养不能无限增殖。l 骨髓瘤细胞：体外培养可无限传代， 不能产生抗体。现有 A和 B两个肉牛品种， A品种牛的细胞组成可表示为 A细胞核、 A细胞质， B品种牛则为 B细胞核、 B细胞质。（ 1）如果要获得一头克隆牛，使其细胞由 A细胞核和 B细胞质组成，基本步骤是，从 A品种牛体内取出体细胞，进行体外培养。然后再从培养细胞中取出_注入 B品种牛的 _卵母细胞，经过某处刺激和培养后，可形成胚胎，该胚胎被称为_，将该胚胎移入代孕母牛的 _中，通过培育可达到目的。细胞核 去核重组胚胎 子宫（ 2）一般来说，要想大量获得这种克隆牛比较难，原因之一是卵母细胞的数量 _，为解决这一问题，可以用 _激素处理 B品种母牛。（ 3）克隆牛的产生说明 _具有全能性。克隆牛的性状主要表现 _品种牛的特征。由A、 B两品种杂交得到的牛与克隆牛相比，杂交牛细胞核的遗传物质来自 _个亲本，细胞质来自_性亲本，克隆牛和杂交牛的遗传物质组成_（相同，不同）。不足促性腺A动物体细胞核2雌不同细胞核高尔基体中心体线粒体细胞内其他物质精子头的主要部分头部的顶体精子的尾线粒体鞘 (尾的基部 )原生质滴 (球状 ,最后脱落 )精细胞变形为精子专题三 胚胎工程卵子受精的标志卵黄膜和透明带的间隙可以观察到 两个极体 时，说明卵子已经完成了受精。三、胚胎发育受精卵桑椹胚囊胚（内含囊胚腔） 原肠胚（内含原肠腔）胎儿卵裂试管动物技术通过人工操作使卵子和精子在 体外 条件下 成熟 和 受精 ，并通过 培养 发育成 早期胚胎 后，再经 移植 产生 后代的技术。一、体外受精1.卵母细胞的收集和培养u超数排卵技术：利用 促性腺激素促性腺激素 处理，使得卵巢中有更多的卵泡发育，更多的卵被排出，这个过程就称为 超数排卵 。分别分别 采集雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在 体外 完成受精的过程。2.精子的采集和获能3.受精选择及同期发选择及同期发情处理情处理超数排卵处理超数排卵处理 配种或人工配种或人工受精受精胚胎收集胚胎收集 胚胎检测胚胎检测 胚胎保存胚胎保存妊娠检查妊娠检查 分娩分娩胚胎移植胚胎移植胚胎移植的基本程序 进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。（同期发情处理）（提供相同环境） 供体的早期胚胎应在一定时间内处于游离状态。（注意冲卵时间）（便于胚胎收集） 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥（供、受体同种）（利于胚胎存活） 供体胚胎与受体子宫建立正常的生理和组织联系（注意胚胎时期）（保持遗传特性）u胚胎移植成功与否的条件专题四 生态工程人类应用 生态学 和 系统学 等学科的基本原理和方法，通过 系统设计、调控和技术组装 ，对 已破坏的生态环境 进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而促进 人类社会和自然环境和谐发展。（一）生态工程建设目的遵循自然界 物质循环 的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止 环境污染 ，达到 经济效益 和 生态效益 的同步发展。(少消耗、多效益、可持续 )一、生态工程的基本原理（二）传统农业生产模式 石油农业 (2）弊端： 不注重生态环境的保护，没有考虑成本，经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。(1）模式内容： 大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。石油农业 ：是指大量使用化肥、农药、机械的农业生产方式。由于需要大量的石油、煤、天然气等作为原料或动力而得名。主要是通过实行 “ 循环经济 ” 原则，使一个系统产生出的 污染物 ，能够 成为 本系统或者另一个系统的 生产原料 ，从而实现废弃物的资源化，而实现循环经济最重要的手段之一是生态工程。（三）生态经济模式： 实现 原料 产品 原料 产品 的生产体系，实现废弃物的资源化。1、物质循环再生原理(1）内容：物质能够在各类生态系统中，进行 区域小循环 和 全球地质大循环 ，循环往复，分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭的效果。（四）生态工程所遵循的基本原理（ 3）意义： 可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响 。（ 2）理论基础 : 物质循环无废弃物农业(4）实例2、物种多样性原理（ 1）内容：物种繁多而 复杂 的生态系统具有 较高的抵抗力稳定性 ，可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。（ 3）意义： 避免系统结构或功能失衡 。（ 2） 理论基础 : 生态系统的稳定性（ 4）实例 正面： 由珊瑚虫和某些藻类共生组成的珊瑚礁区，物种繁多，系统稳定。 反面： 辽宁西部地区樟子松林的松毛虫肆虐；宁夏、内蒙古地区杨树天牛造成几十亿株杨树损毁。 纯樟子松林、杨树林的生物多样性低，食物链短而单调，缺少松毛虫、天牛的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而会导致了树林的毁坏。 3、协调与平衡原理（ 1）内容：处理好生物与环境的协调与平衡，需要考虑 环境承载力 即某种环境所能养活的生物种群的数量。如果生物的数量超过了环境承载力的限度，就会引起系统的失衡和破坏。（ 2）理论基础 : 生物与环境的协调与平衡（ 3）意义： 避免系统的失衡和破坏 。（ 4）实例： 太湖水葫芦泛滥4、整体性原理整体指 社会 -经济 -自然 复合而成的巨大系统生产生产 成本成本消费消费效益效益经济系统经济系统植物植物 动物动物微生物微生物非生物的因素非生物的因素自然系统自然系统政策政策管管理理科科学学文文化化社会系统社会系统(1）内容：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力。 (4）实例：在进行林业工程建设时，一方面要号召农民种树 ，另一方面要考虑贫困地区农民的生活问题，如粮食、烧柴及收入等。（ 3）意