新高考高考生物二轮复习 专题4 现代生物科技专题课件.ppt

专题4现代生物科技专题 真题印证 2016课标全国 40 某一质粒载体如图所示 外源dna插入到ampr或tetr中会导致相应的基因失活 ampr表示氨苄青霉素抗性基因 tetr表示四环素抗性基因 有人将此质粒载体用bamhi酶切后 与用bamhi酶切获得的目的基因混合 加入dna连接酶进行连接反应 用得到的混合物直接转化大肠杆菌 结果大肠杆菌有的未被转化 有的被转化 被转化的大肠杆菌有三种 分别是含有环状目的基因 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌 回答下列问题 1 质粒载体作为基因工程的工具 应具备的基本条件有 答出两点即可 而作为基因表达载体 除满足上述基本条件外 还需具有启动子和终止子 2 如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选 在上述四种大肠杆菌细胞中 未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的 其原因是 并且 和 的细胞也是不能区分的 其原因是 在上述筛选的基础上 若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落 还需使用含有 的固体培养基 3 基因工程中 某些噬菌体经改造后可以作为载体 其dna复制所需的原料来自于 答案 1 能自我复制 具有标记基因 具有一个至多个限制酶切割位点 答出两点即可 2 二者均不含有氨苄青霉素抗性基因 在该培养基上均不生长含有质粒载体含有插入了目的基因的重组质粒 或答含有重组质粒 二者均含有氨苄青霉素抗性基因 在该培养基上均能生长四环素 3 受体细胞 解析 1 质粒载体作为基因工程的工具 应具备的基本条件有 具有一个或多个限制酶酶切位点 具有标记基因 能够在宿主细胞中复制表达等 2 由于未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞 均不含氨苄青霉素抗性基因 因而在含有氨苄青霉素的培养基上都不能生长 所以是不能区分的 含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞 因二者都含氨苄青霉素抗性基因 在含有氨苄青霉素的培养基上都能生长 因此也是不能区分的 在上述筛选的基础上 若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落 还需使用含有四环素的固体培养基 因目的基因插入后 导致四环素抗性基因 tetr 失活 含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌在该培养基中不能生长 而含有质粒载体的则能正常生长 3 噬菌体侵染细菌时 其进入细菌的dna 利用细菌细胞中的物质合成子代噬菌体的dna和蛋白质外壳 据此推知 基因工程中 某些噬菌体经改造后可以作为载体 其dna复制所需的原料来自于受体细胞 1 2016湖北5月模拟 40 我国拥有自主知识产权的抗虫棉 是将苏云金芽孢杆菌的bt毒蛋白基因导入到棉花的叶肉细胞中培育而成 回答下列问题 1 在该基因工程中 bt毒蛋白基因属于 离体棉花叶肉细胞属于 bt毒蛋白基因可从基因组文库中获取 也可从cdna文库中获取 含有基因中启动子的文库是 文库 2 获取的bt毒蛋白基因需要与载体结合构建基因表达载体 在基因工程中使用的载体有质粒 噬菌体的衍生物 等 其中质粒的化学成分是 3 科学家最初做抗虫棉实验时 虽已经检测出棉花植株中含有抗虫基因 但让棉铃虫食用棉花叶片时 棉铃虫并没有被杀死 这说明bt毒蛋白基因 为此 科学家对棉植株中的bt毒蛋白基因进行了修饰 结果食用了棉叶的棉铃虫中毒死亡了 从变异类型分析 这种对bt毒蛋白基因的修饰属于 4 转基因植物存在一定的安全性问题 为避免bt毒蛋白基因通过花粉传播进入其他植物 一般将bt毒蛋白基因转入棉花细胞的 填 细胞核 或 叶绿体 答案 1 目的基因受体细胞基因组 2 动植物病毒dna 3 没有成功表达基因突变 4 叶绿体 解析 1 在该基因工程中 bt毒蛋白基因属于目的基因 离体棉花叶肉细胞属于受体细胞 bt毒蛋白基因可从基因组文库中获取 也可从cdna文库中获取 含有基因中启动子的文库是基因组文库 2 在基因工程中使用的载体有质 粒 噬菌体的衍生物 动植物病毒等 其中质粒的化学本质是小型环状dna 3 科学家最初做抗虫棉实验时 虽已经检测出棉花植株中含有抗虫基因 但让棉铃虫食用棉花叶片时 棉铃虫并没有被杀死 这说明bt毒蛋白基因没有成功表达 因为目的基因能否表达受到基因结构中非编码区上游的调控序列的控制 因此 要想解除非编码区上游对基因表达的抑制 必须对非编码区上游的调控序列进行修饰 所以从变异的角度分析 基因修饰使基因得到表达属于基因突变 真题印证 2015课标全国 40 已知生物体内有一种蛋白质 p 该蛋白质是一种转运蛋白 由305个氨基酸组成 如果将p分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸 240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸 改变后的蛋白质 p1 不但保留p的功能 而且具有了酶的催化活性 回答下列问题 1 从上述资料可知 若要改变蛋白质的功能 可以考虑对蛋白质的 进行改造 2 以p基因序列为基础 获得p1基因的途径有修饰 基因或合成 基因 所获得的基因表达时是遵循中心法则的 中心法则的全部内容包括 的复制 以及遗传信息在不同分子之间的流动 即 3 蛋白质工程也被称为第二代基因工程 其基本途径是从预期蛋白质功能出发 通过 和 进而确定相对应的脱氧核苷酸序列 据此获得基因 再经表达 纯化获得蛋白质 之后还需要对蛋白质的生物 进行鉴定 答案 1 氨基酸序列 或结构 2 pp1dna和rna 或遗传物质 dna rna rna dna rna 蛋白质 或转录 逆转录 翻译 3 设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能 解析 1 蛋白质p1是由蛋白质p改变了两个氨基酸得到的 故若要改变蛋白质的功能 可以考虑对蛋白质的氨基酸序列进行改造 2 p1基因可以在p基因的基础上经修饰改造而成 也可以根据氨基酸序列用化学方法合成 中心法则的内容为 包括dna的复制 rna的复制 遗传信息由dna rna 由rna dna 由rna 蛋白质五个过程 3 蛋白质工程的基本途径是 从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸序列 基因 该基因表达后得到相应蛋白质 蛋白质是否符合我们的设计要求 还需要进一步对蛋白质的生物功能进行检测与鉴定 失分预警 2 小问第三空容易漏掉 rna 学生须记牢中心法则的内容 2 下图是某种动物蛋白质工程示意图 请据图回答下列问题 1 目前 蛋白质工程中难度最大的是图中编号 所示的过程 实现 过程的依据有 2 在 过程中 连接酶既可以 缝合 双链dna片段互补的黏性末端 又可以 缝合 双链dna片段的平末端 3 为获得较多的受精卵进行研究 过程需用激素做 处理 若 过程所得的卵母细胞是从屠宰母畜的卵巢中获得的 则体外受精前的 过程表示在体外人工培养卵母细胞到 期 4 为提高培育成功率 进行 过程之前 需对胚胎进行质量检查 应取部分滋养层细胞 以 为探针进行dna分子杂交检测 对受体动物需要用特定的激素进行 处理 答案 1 氨基酸与密码子的对应关系 mrna与dna间的碱基互补配对原则 2 t4dna 3 超数排卵减数第二次分裂中 4 目的基因同期发情 真题印证 2013课标全国 40 甲 乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物 甲含有效成分a 乙含有效成分b 某研究小组拟培育同时含有a和b的新型药用植物 回答下列问题 1 为了培养该新型药用植物 可取甲和乙的叶片 先用 酶和 酶去除细胞壁 获得具有活力的 再用化学诱导剂诱导二者融合 形成的融合细胞进一步培养形成 组织 然后经过 形成 完整的杂种植株 这种培养技术称为 2 上述杂种植株属于多倍体 多倍体是指 假设甲和乙有性杂交的后代是不育的 而上述杂种植株是可育的 造成这种差异的原因是 3 这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖 经植物组织培养得到的 等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子 答案 1 纤维素果胶原生质体愈伤再分化植物体细胞杂交技术 2 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体在减数分裂过程中前者染色体联会异常 而后者染色体联会正常 3 胚状体 顶芽 不定芽 腋芽 答对一个即可 解析 1 该新型药用植物是通过植物体细胞杂交技术获得的 要获得有活力的原生质体才能进行体细胞杂交 因此首先用纤维素酶和果胶酶去掉植物的细胞壁 然后用peg化学诱导剂 物理方法 离心 振动等 诱导二者的原生质体融合 然后采用植物组织培养技术获得杂种植株 植物组织培养的主要过程是 先 脱分化形成愈伤组织 然后再分化形成植物体 利用了植物细胞的全能性 2 如果植物甲 乙是两个物种 二者不能通过有性杂交产生可育后代 原因是甲 乙有性杂交所产生的后代在减数分裂过程中同源染色体联会异常 也就是存在着生殖隔离 但植物甲 乙通过植物体细胞杂交技术产生的后代却是可育的 因为在减数分裂过程中同源染色体正常联会 产生正常的配子 由于甲 乙都是二倍体 因此 植物体细胞杂交得到的后代是异源多倍体 四倍体 3 经植物组织培养得到的胚状体 顶芽 不定芽 腋芽等 用人工薄膜包装后可得到人工种子 3 2016河北邯郸一中二模 40 我国菊花主要有杭菊 亳菊 怀菊 贡菊等8种 是药食兼优的代表性植物 研究发现杭菊具有明显的抗炎作用 怀菊具有良好的抗病毒作用 但是抗炎作用很弱 结合所学知识回答下列问题 1 欲培育兼有明显抗炎 抗病毒疗效的菊花新品种 用杭菊和怀菊杂交的方法是做不到的 原因是 2 基因工程方法为培育上述新品种提供了可能性 在实施基因工程过程中 最关键的步骤是 受体 细胞的选择直接关系到实验的成功与否以及新生植株的品质 我们一般选取未开花的幼枝的芽尖 理由有 写出两个 若想确定杭菊的受体细胞中是否导入了怀菊的抗病毒基因 常用的检测方法是 3 如果利用植物体细胞杂交的方法培育 杭菊怀菊 杂种植株 首先要获得这两种植物细胞的 用聚乙二醇诱导处理后 诱导实验材料再生出 再利用植物组织培养技术培育出杂种植株 4 理论上利用植物体细胞杂交和基因工程的方法均可以培育出抗炎 抗病毒的优良菊花 这两项技术的共同特点有 答案 1 二者存在生殖隔离 2 基因表达载体的构建不带病毒或带病毒极少分化程度低或易诱导脱分化和再分化 答案必须是两个方面 dna分子杂交技术 3 原生质体细胞壁 4 定向改造生物 或克服了远缘杂交不亲和障碍 解析 1 杭菊和怀菊属于两个不同的物种 二者之间存在生殖隔离 所以二者之间不能进行有性杂交 2 基因工 程的关键步骤是基因表达载体的构建 由于幼枝的芽尖具有不带病毒或带病毒极少 分化程度低或易诱导脱分化和再分化的特点 所以通常选取未开花的幼枝的芽尖作受体细胞 可用dna分子杂交技术检测怀菊的抗病毒基因 目的基因 是否导入了受体细胞 3 植物体细胞杂交技术首先要获得这两种植物细胞的原生质体 用聚乙二醇诱导处理后 诱导实验材料再生出细胞壁 再利用植物组织培养技术培育出杂种植株 4 植物体细胞杂交技术和基因工程的共同特点是定向改造生物 或克服了远缘杂交不亲和障碍 真题印证 2014课标全国 40 某研究者用抗原 a 分别免疫3只同种小鼠 x y和z 每只小鼠免疫5次 每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价 能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数 结果如下图所示 若要制备杂交瘤细胞 需取免疫后小鼠的b淋巴细胞 染色体数目40条 并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞 染色体数目60条 按一定比例加入试管中 再加入聚乙二醇诱导细胞融合 经筛选培养及抗体检测 得到不断分泌抗a抗体的杂交瘤细胞 回答下列问题 1 制备融合所需的b淋巴细胞时 所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到16000以上 则小鼠最少需要经过 次免疫后才能有符合要求的 达到要求后的x y z这3只免疫小鼠中 最适合用于制备b淋巴细胞的是 小鼠 理由是 2 细胞融合实验完成后 融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外 可能还有 体系中出现多种类型细胞的原因是 3 杂交瘤细胞中有 个细胞核 染色体数目最多是 条 4 未融合的b淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活 原因是 答案 1 4yy小鼠的血清抗体效价最高 2 b淋巴细胞相互融合形成的细胞 骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞细胞融合是随机的 且融合率达不到100 3 1100 4 不能无限增殖 解析 1 分析题图可知 经4次免疫后 小鼠y的血清抗体效价就可达到16000以上 由于4次免疫后的y小鼠的血清抗体效价最高 故最适合用于制备b淋巴细胞 2 细胞 融合实验中 由于细胞融合是随机的 而且诱导融合率不可能达到100 所以会有未融合的b淋巴细胞和骨髓瘤细胞 融合的具有同种核的细胞和杂交瘤细胞三种类型 3 杂交瘤细胞同时具有b淋巴细胞和骨髓瘤细胞的核物质 但细胞核只有一个 由于杂交瘤细胞在分裂过程中染色体会丢失 故细胞核中染色体数目最多是40 60 100 条 4 b淋巴细胞已经分化 没有无限增殖的潜能 4 2016河北衡水模拟调研四 40 血管内皮生长因子 vegf 是目前发现的诱导肿瘤血管生成的最强烈的血锌生成因子 针对vegf生产的抗肿瘤药物 是治疗癌症的一个方向 芝加哥大学的katherineknight博士成功地在转基因兔中获得骨髄瘤样肿瘤 经技术改进 能高产量地生产兔单克隆抗体 我国江苏省某公司首次在全球成功开发出人源化兔单抗药物 注射用人源化抗vegf单克隆抗体 sim63 有效打破了跨国公司的技术垄断 人源化抗体可以大大减少异源抗体对人类机体造成的免疫副反应 请回答下列相关问题 1 动物细胞在体外培养的技术属于 工程 由于人们对动物细胞所需的营养物质没有完全搞清楚 在使用合成培养基时 通常需要加入 等一些天然成分 在培养时除提供细胞所需的o2外 还需要co2 其作用是 2 在基因工程中 将目的基因导入动物细胞现今极常用 极有效的方法是 要在短时间内扩增大量的目的基因采用 技术 这个技术中的关键酶是 3 当vegf作为抗原进入动物体内时 动物体内的某些b细胞分化为浆细胞 这种浆细胞只分泌针对vegf的一种抗体 但b细胞在体外培养不会无限增殖 解决这一问题的方法是通过动物细胞融合技术得到杂交瘤细胞 常用的化学诱导融合试剂为 要分离出杂交瘤细胞 应该用 培养基进行筛选 单克隆抗体最主要的优点是它的 并可大量制备 答案 1 动物细胞血清 或血浆 维持培养液的ph 2 显微注射pcr 多聚酶链式反应 taq酶 热稳定dna聚合酶 3 聚乙二醇 peg 选择特异性强 灵敏度高 真题印证 2016课标全国 40 下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物 二倍体 的流程 回答下列问题 1 图中a表示正常细胞核 染色体数为2n 则其性染色体的组成可为 过程 表示去除细胞核 该过程 一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行 去核时常采用 的方法 代表的过程是 2 经过多次传代后 供体细胞中 的稳定性会降低 因此 选材时必须关注传代次数 3 若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同 从遗传物质的角度分析其原因是 4 与克隆羊 多莉 利 培养成功一样 其他克隆动物的成功获得也证明了 答案 1 xx或xy显微操作 去核法 胚胎移植 2 遗传物质 3 卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响 4 已经分化的动物体细胞核具有全能性 解析 1 提供体细胞的供体可能为雌性 也可能为雄性 因此图中a 正常细胞核 的性染色体组成为xx或xy 常采用显微操作去核法来去除卵母细胞的细胞核 过程表示将早期胚胎移入受体 其过程为胚胎移植 2 取供体动物的体细胞培养 一般选用传代10代以内的细胞 因为10代以内的细胞一般能保持正常的二倍体核型 保证了供体细胞正常的遗传基础 超过10 代继续培养 则其遗传物质 或核型 的稳定性会降低 3 克隆动物的细胞核基因来自供体 因此大部分性状与供体相同 但细胞质基因来源于受体 或提供卵母细胞的个体 即卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响 这就决定了克隆动物的性状与供体不完全相同 4 克隆动物的培育采用的是核移植技术 核移植技术的原理是 已经分化的动物体细胞核具有全能性 失分预警 克隆动物虽然细胞核来自供体动物 但是克隆动物还得到了来自卵细胞的细胞质基因 5 2016湖北两校联考 40 下图为科学家采用不同方法培育良种牛的过程 请据图回答有关问题 1 与一般的繁育良种动物方式相比较 胚胎移植的优势是 为提高良种奶牛的繁殖能力 在获取卵母细胞之前需用促性腺激素对奶牛进行处理 目的是 2 转基因牛 d培育过程中 常用受精卵作为外源基因的受体细胞 主要原因是 3 图中数字标号 代表的结构为 将来发育为 c d过程需对其均等分割的目的是 a b牛基因型是否相同 4 在培育良种牛的过程中 都运用了动物细胞培养技术 在动物细胞培养过程中 为防止杂菌的污染而要加入一定量的 答案 1 可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力超数排卵 2 受精卵的全能性易于表达 3 内细胞团胎儿的各种组织有利于胚胎的恢复和进一步发育相同 4 抗生素 解析 1 与一般的繁育良种动物方式相比较 胚胎移植可充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力 对良种母牛注射促性腺激素可促使其超数排卵 2 由于受精卵的全能性易于表达 因此良种牛培育过程中 常用受精卵作为外源基因的受体细胞 3 图中 为内细胞团 将来发育为胎儿的各种组织 c d过程需对其均等分割 这样有利于胚胎的恢复和进一步发育 来自同一个胚胎的后代具有相同的基因型 因此a b牛的基因型相同 4 在动物细胞培养过程中 为防止杂菌的污染而要加入一定量的抗生素 真题印证 2013课标全国 40 阅读如下材料 资料甲 科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中 得到了体型巨大的 超级小鼠 科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草 资料乙 t4溶菌酶在温度较高时易失去活性 科学家对编码t4溶菌酶的基因进行了改造 使其表达的t4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸 在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键 提高了t4溶菌酶的耐热性 资料丙 兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体 科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内 成功产出兔甲的后代 证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育 回答下列问题 1 资料甲属于基因工程的范畴 将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法 构建基因表达载体常用的工具酶是 和 在培育有些转基因植物时 常用农杆菌转化法 农杆菌的作用是 2 资料乙中的技术属于 工程范畴 该工程是指以分子生物学相关理论为基础 通过基因修饰或基因合成 对 进行改造 或制造一种 的技术 在该实例中 引起t4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变 3 资料丙属于胚胎工程的范畴 胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的 生理状态相同的另一个雌性动物体内 使之继续发育成新个体的技术 在资料丙的实例中 兔甲称为 体 兔乙称为 体 答案 1 显微注射限制性内切酶dna连接酶农杆菌可感染植物将目的基因转移到受体细胞中 2 蛋白质现有蛋白质新的蛋白质氨基酸 3 同供受 解析 1 小鼠细胞为动物细胞 将基因表达载体导入动物细胞常用的方法是显微注射法 构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和dna连接酶 将基因表达载体导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法 农杆菌的作用是