（浙江专用）2013年高考生物第二轮复习 专题九 现代生物科技专题 浙教版

1 专题九专题九 现代生物科技专题现代生物科技专题 考纲点击考纲点击 知识内容要求 1 基因工程的诞生 2 基因工程的原理和技术 3 基因工程的应用 4 植物的克隆 5 动物克隆 6 动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础 7 胚胎工程的应用 8 生态工程的原理及主要类型 9 生态工程在农业生产中的应用 考场传真考场传真 1 2012 浙江理综 6 天然的玫瑰没有蓝色花 这是由于缺少控制蓝色色素合成的 基因 B 而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因 B 现用基因工程技术培育蓝玫瑰 下 列操作正确的是 A 提取矮牵牛蓝色花的 mRNA 经逆转录获得互补的 DNA 再扩增基因 B B 利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因 B C 利用 DNA 聚合酶将基因 B 与质粒连接后导入玫瑰细胞 D 将基因 B 直接导入大肠杆菌 然后感染并转入玫瑰细胞 2 2012 浙江理综 2 下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述 正确的是 A 绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性 B 卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大 C 囊胚的滋养层细胞具有发育全能性 D 原肠胚发育分化形成内外两个胚层 3 2011 浙江理综 6 将ada 腺苷酸脱氨酶基因 通过质粒 pET28b 导入大肠杆菌 并成功表达腺苷酸脱氨酶 下列叙述错误的是 A 每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B 每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C 每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada D 每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 4 2011 浙江理综 2 培育 试管山羊 的基本过程如下图所示 若要培育成功 下列叙述正确的是 A 甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵 B 乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟 C 丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液 D 丁过程中早期胚胎须移植到与供体性状相同的代孕母羊子宫内 5 2010 浙江理综 2 在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中 下列 操作错误的是 A 用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B 用 DNA 连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C 将重组 DNA 分子导入烟草原生质体 D 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 6 2010 浙江理综 4 下列关于动物细胞培养的叙述 正确的是 2 A 培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞 B 克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变 C 二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的 D 恶性细胞系的细胞可进行传代培养 7 2010 浙江理综 6 将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中 在适宜的 温度和光照等条件下培养一段时间后 应出现的现象是 考向分析考向分析 本专题浙江理综每年都考查两题左右的选择题 连续四年都考查了基因工程 主要是涉 及基因工程的操作工具和操作步骤 2009 年和 2010 年是动物细胞培养 2010 年还有植物组 织培养 2011 年和 2012 年还考查了胚胎工程 由此可见 这部分内容的题目难度适中 以选择题形式将基因工程 动植物克隆技术和 胚胎工程的基础知识巧妙融合 进行知识的综合考查 本专题密切联系生产实际和科技前沿 可设置题目的内容较多 复习时首先要加强课本知识的理解和记忆 并适当关注生物科技的 发展现状 知识网络知识网络 3 热点例析热点例析 热点一 基因工程 1 基本工具 4 2 操作程序 1 获得目的基因 序列未知 从基因文库中获取 序列已知 a 化学方法 如反转录法 合成 b 聚合酶链式反应 PCR 扩增 2 形成重组 DNA 分子 3 将重组 DNA 分子导入受体细胞 4 目的基因的检测和鉴定 类型步骤检测内容方法结果显示 第一步 目的基因是否整合 到受体细胞染色体 的 DNA 上 DNA 分子杂交 DNA 和 DNA 之 间 分子检 测 第二步 目的基因是否转录 出 mRNA 分子杂交技术 DNA 和 mRNA 之 间 是否成功 显示出杂 交带 5 第三步 目的基因是否翻译 成蛋白质 抗原 抗体杂交 个体水 平鉴定 根据目的基因表达出的性状判断 包括做抗虫 抗病的接种实验 以确定是否有抗性以及抗性的程度 对基因工程产品与天然产品 的功能进行活性比较 以确定功能是否相同 例 1 抗旱植物体内的抗旱基因为 R 其等位基因为 r 研究表明 多数抗旱性农作 物能通过细胞代谢 产生一种代谢产物 调节根部细胞内的渗透压 此代谢产物在叶肉细胞 内很难找到 请根据上述材料回答下列问题 1 抗旱性农作物的叶肉细胞内难以找到与抗旱有关的代谢产物的原因是 2 现已制备足够多的 R 探针和 r 探针 通过探针来检测某植物相关的基因型 据图 分析回答 图中扩增基因常用的方法是 此方法用到的 DNA 聚合酶具有 的特点 若已提取到某抗旱植物 Rr 的叶肉细胞总 DNA 能或不能 以 DNA 为模板直接扩增抗旱基因 扩增过程中寻找抗旱基因的位置依靠 图中处理基因获取单链 DNA 常用的方法有 制备的探针需要用 等标记 图中 DNA 杂交发生在 两者之间 若被检测的植物发生 A 现象 未发生 C 现象 则被检测植物的基因型为 解析 解析 植物主要依靠根细胞的渗透作用从土壤中吸水或失水 因此根细胞内渗透压的变 化直接影响着植物的水分代谢 而叶肉细胞与此联系不紧密 故通过基因的选择性表达 根 细胞内可产生与抗旱有关的代谢产物 而叶肉细胞中几乎没有 进行基因扩增 生物体外复 制 DNA 常用的方法是 PCR 技术 通过特定引物与被扩增基因脱氧核苷酸链的起始端互补配 对而确定复制的起点 双链 DNA 通过解旋酶的作用可解旋成为单链 DNA 也可以通过高温使 DNA 变性而使双链 DNA 成为单链 DNA 基因探针的作用是与待测的单链 DNA 进行作用 以观 测其是否能形成杂交带 图中 A 结果表明待测单链 DNA 只与 R 探针形成杂交带 不能与 r 探 针形成杂交带 因此被检测植物的基因型是 RR 答案 答案 1 基因的选择性表达 2 PCR 技术 耐高温 能 引物 解旋酶处理或加热 放射性同位素 探针与 R 或 r 基因 单链 DNA RR 方法归纳方法归纳 1 基因文库不是直接保管相应基因 基因文库中的基因保存在受体菌中 2 在基因工程的五个操作步骤中 只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配 对 其余四个步骤都涉及碱基互补配对 3 原核生物繁殖快 多为单细胞 遗传物质相对 较少 有利于目的基因的复制与表达 因此常采用大肠杆菌等原核生物作为受体细胞 4 植物细胞的全能性较高 可经植物组织培养过程成为完整植物体 因此受体细胞可以是受精 卵也可以是体细胞 动物体细胞的全能性受到严格限制 因此动物基因工程中的受体细胞多 是受精卵 触类旁通触类旁通 1 2012 浙南浙北 3 月联考 基因工程又称基因拼接技术和 DNA 重组技术 是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术 是生物工程的一个重要分支 基因表达载体的 6 构建 即目的基因与载体结合 是实施基因工程的第二步 也是基因工程的核心 以下有关 说法正确的是 A 限制性核酸内切酶的功能是降解各种 DNA 分子 B 基因工程中经常用到的酶就是 DNA 连接酶和限制性核酸内切酶 C 将目的基因与载体结合的过程 实际上就是不同来源的 DNA 重新组合的过程 D 具有黏性末端的目的基因片段插入质粒的切口处 先形成磷酸二酯键 再形成氢键 热点二 克隆技术相关知识整合 1 细胞工程的流程图归纳 1 植物组织培养流程图 2 动物细胞培养流程图 3 核移植技术流程图 7 2 有关植物细胞工程和动物细胞工程的比较 植物组织培养动物细胞培养 原理植物细胞的全能性细胞增殖 结果培育成植株培育成细胞群 应用 快速繁殖 培育无病毒植株 生产 细胞工程产品 获得细胞产物 检测有毒物质等 例 2 2012 浙江绍兴二模 下列有关克隆技术的叙述 错误的是 A 在获得原生质体过程中 加入 0 6 mol L 甘露醇的目的是保护纤维素酶和果胶酶 B 长期植物组织培养过程中 培养物全能性下降的可能原因是发生了变异 C 长期的动物组织培养 结果经常只能使单一类型的细胞保存下来 D 动物细胞培养获得的连续细胞系大多数具有异倍体核型 解析 解析 0 6 mol L 甘露醇相对于植物细胞内溶液浓度来说是一种高渗溶液 可以确保没 有细胞壁保护的原生质体不会因吸水膨胀而破裂 答案 答案 A 触类旁通触类旁通 2 2012 北京海淀二模 下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传 改良的过程 据图分析不正确的是 A 过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶处理 B 过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变 C 过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能 D 过程需用适宜浓度的生长素和细胞分裂素处理 热点三 胚胎工程 1 早期胚胎发育过程 受精卵 个体发育的起点 囊胚Error 原肠胚 出现内 中 外三个胚层 并逐渐分化形成各种器官原基 幼体 8 2 试管动物培育及胚胎移植流程 1 试管动物生产流程 2 胚胎移植的培育流程 3 胚胎分割 指借助显微操作技术将早期胚胎 桑椹胚或囊胚 分割成 2 4 或 8 等份 或者用酶处 理等方式将卵裂球中的细胞分散开 再将分割的胚胎或细胞直接或在体外培养到囊胚阶段 再移植到受体 代孕母亲 子宫内着床发育 从而获得同卵双胎或多胎的技术 胚胎分割可 以看作动物无性繁殖或克隆 流程图如下 例 3 2012 江苏高考 9 通过胚胎移植技术 可以实现良种牛的快速繁殖 下 列相关叙述正确的是 A 对供体和受体母牛都要进行相同激素处理 B 受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行 C 对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植 D 胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低 解析 解析 胚胎工程中对供体牛的处理 其目的是使供体牛超数排卵 激素为促性腺激素 而对受体牛的处理目的在于同期发情 激素是性激素 孕激素等 超数排卵的雌性个体可以 体内受精 早期的胚胎发育也可在牛体内进行 冲卵 是将早期胚胎从牛体内冲洗出来 此 时的胚胎应发 育到桑椹胚或囊胚期 目前 胚胎分割实现同卵双胎的成功率较高 而同卵多 胎的成功率较低 9 答案 答案 D 方法归纳方法归纳 1 早期胚胎是指可用于移植的胚胎 在原肠胚之前的囊胚 桑椹胚甚至更 早的阶段 2 受精后形成的受精卵需经早期发育培养 才能完成植入或着床 3 胚胎早 期培养液成分与动物细胞培养液成分基本相同 除无机盐 营养成分和调节物质外 还需要 血清 抗生素等 两者都是液体培养基 植物组织培养为固体培养基 其中加入琼脂 所需 植物激素主要是生长素和细胞分裂素两大类 触类旁通触类旁通 3 下列关于胚胎工程的叙述 错误的是 A 体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精 B 受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植 C 早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清 D 试管婴儿技术主要包括体外受精 早期胚胎培养和胚胎移植技术 热点四 生态工程 1 生态工程的主要类型 主要类型设计目标主要措施案例 物质循环利用 的生态工程 1 物质的良性循 环 2 减少环境污染 1 将城市生活垃圾进行减量 化 无害化 资源化处理 2 将生活垃圾中有机部分 人畜的粪便等转化为优质生态 复合肥 3 种植业和畜牧业 合理优化 对动植物体内剩余 能量的多级利用 桑基鱼塘 节水和废水处 理与应用的生 态工程 对工业废水 生活污 水等实施减量 回收 再生 再循环 1 干旱和半干旱地区开展雨 水和地表水的收集 2 在广 大农业区实施节水灌溉技术 3 城市 工业节水系统的开 发 抚仙湖水 污染治理 生态工程 山区小流域 综合治理 与开发的 生态工程 综合治理 减少表层 土壤伴随雨水的冲刷 而产生的流失 保持 水土 在治理恢复小流域生态环境的 基础上 可持续利用小流域自 然资源 将治坡 治沟 修梯 田与发展草业 牧业 林业结 合起来 三北 长江中上 游防护林 生态工程 清洁及可再生 能源系统组合 利用的生态工 程 为社会提供能效高 对环境影响小 可持 续的能源服务 1 修建沼气池 2 开发 利用太阳能 风能 我国北方 农区的一 种 四位 一体 生 态工程 2 我国农业生态工程的主要技术 农业生态工程主要技术实例或主要措施 物质的良性循环技术 蔬菜 鸡 猪 沼气的庭院生态系统 桑基鱼塘生态工程 农作物秸秆 过腹还田 洁净可再生的新能源开发技术 太阳能利用 利用发酵技术产生沼气开发生物能 开发风 能和潮汐能等 种植业和畜牧业合理优化技术 尽量少用农业生态系统外部的化肥和农药 提高农作物产 量和畜牧业产品的产量 退耕还林 退耕还草 多种立体种植技术间种 套种 轮种 生物防治技术 以虫治虫 以菌治虫 如利用瓢虫 蜘蛛 食蚜蝇等大面 积防治小麦蚜虫和棉花蚜虫 利用苏云金杆菌防治玉米螟 稻苞虫 棉铃虫 菜青虫等 例 4 生态农业是指运用生态学原理 在环境与经济协调的思想指导下应用现代科学 技术建立起来的多层次 多功能的综合农业生态体系 下图为桑基鱼塘生态系统 它是我国 10 南方各省农村比较常见且行之有效的生态系统 下列有关说法错误的是 A 该生态系统实现光合产物的分层多级利用 B 桑树的凋落物 蚕沙撒入鱼塘中 经池塘内食物链的作用实现了能量的重复利用 C 该系统具有结构协调 资源高效利用 内部良性循环 稳定持续发展的特点 D 该体系中获得蚕丝 食品 鱼类和沼气等 在经济和保护农业生态环境上大有好处 解析 解析 我国生态农业的主要意义 有效地促进了物质循环 能量流动 信息流动的畅通 人与环境和谐相处 经济 生态环境和社会效益的同步发展 其中在生态农业中人类主要是 充分地利用了废弃物中的能量 但能量只能充分利用不可循环利用 答案 答案 B 触类旁通触类旁通 4 下图为生态庭院生态系统各成分的组成和相互关系的示意图 下列关于该生 态系统的分析中 正确的是 A 建立该生态系统的目的是实现物质和能量的循环利用 提高经济效益 B 若在果树间间作绿肥类杂草 能导致该系统中生物多样性增加 可有效控制果园中 某些害虫的数量从而减少对果树的危害 C 在庭院中饲养鸡鸭能提高生态系统中物质的利用效率 增加产量 但由于食物链延 长 生态系统中能量传递效率会降低 D 在庭院中建沼气池处理垃圾 粪便和植物枝叶 目的是尽可能减少分解者获得的能 量 从而使能量流向对人有益的部分 误区警示误区警示 1 基因工程中 受体细胞种类不同 导入方法不同Error 2 转基因植物的受体细胞一般为体细胞 导入目的基因后 经组织培养的方法培育成 完整个体 而动物的体细胞全能性受到限制 一般选用受精卵为受体细胞 3 基因工程的实质是基因重组 蛋白质工程的实质是改造基因 蛋白质工程的基础是 基因工程 4 动物细胞培养和植物组织培养的最主要区别是培养基不同 动物细胞培养的培养基 需添加动物血清 血浆等 5 克隆动物选取去核卵母细胞的原因有卵母细胞大 操作容易 含有丰富的营养物质 便于胚胎的早期培养 细胞质中含有有利于全能性表达的物质 6 植物组织培养并不都需培养到植株 若要获得细胞产品培养到愈伤组织即可进行提 取 获得人工种子则需培养到胚状体 包裹上人工种皮制成 7 排卵指卵子从卵泡中排出 而非卵泡从卵巢中排出 冲卵的目的是获得早期胚胎 而非获得卵细胞 8 桑椹胚细胞都具有全能性 而囊胚的内细胞团细胞也具有全能性 9 超数排卵使用促性腺激素 同期发情处理可以使用促性腺激素或孕激素 11 1 2012 浙江台州期末 下列关于基因工程的叙述正确的是 A DNA 连接酶 限制性核酸内切酶及载体是构建重组质粒必需的工具酶 B 基因工程技术是唯一能冲破远缘杂交不亲和障碍培育生物新品种的方法 C 标记基因的作用是筛选含有目的基因的受体细胞 D 基因工程经常以抗生素的抗性基因为目的基因 2 2012 浙江温州一模 基因工程利用某目的基因 图甲 和 P1 噬菌体载体 图乙 构建重组 DNA 图丙 限制性核酸内切酶的酶切位点分别是Bgl A GATCT EcoR G AATTC 和Sau3A GATC 下列分析合理的是 A 用EcoR 切割目的基因和 P1 噬菌体载体 B 用Bgl 和EcoR 切割目的基因和 P1 噬菌体载体 C 用Bgl 和Sau3A 切割目的基因和 P1 噬菌体载体 D 用EcoR 和Sau3A 切割目的基因和 P1 噬菌体载体 3 2012 杭州一模 进行生物工程设计时 下表各组所选择的常用实验材料与实验目 的配置错误的是 组别实验目的实验材料材料特点 A 获得克隆动物卵 母 细胞细胞大 细胞质能有效调控核发育 B 植物的诱变育种愈伤组织细胞分裂能力强 突变率高 C 获得表达生长激素的转 基因动物 乳腺细胞分泌乳汁产生生长激素 D 烧伤患者移植皮肤自体干细胞分裂能力强 且不会引起免疫排斥 4 2012 浙江温州一模 科学家利用小鼠成纤维细胞培养体系来培养肝细胞 下列叙 述正确的是 A 肝组织经胰酶处理和悬浮培养可获得肝细胞克隆 B 培养液中常添加抗生素 C 培养体系中小鼠成纤维细胞的细胞周期大于肝细胞 D 肝细胞贴壁生长时没有接触抑制现象 5 2012 浙江宁波统考 下列有关动物细胞克隆和胚胎工程的叙述 正确的是 A 经核移植 胚胎体外培养和胚胎移植技术可获得克隆蛙 B 运用胚胎移植获得的子代牛在性状上不完全相同 其原因是受体牛的基因不同 C 选择胚胎干细胞作为核供体进行核移植可提高动物克隆的成功率 D 培养胚胎干细胞过程中加入饲养层细胞是为了促进细胞的分化 6 下列有关现代生物技术的操作中 会发生肽键数改变的是 A 纤维素酶处理愈伤组织 B 胰岛素基因的克隆 C 胰蛋白酶分割早期胚胎 D 限制性核酸内切酶切割质粒 7 2012 浙江嘉兴一模 第三代试管婴儿技术也称胚胎植入前遗传学诊断 指在胚胎 移植前 取胚胎细胞的遗传物质进行分析 筛选出健康胚胎进行移植的方法 下列有关说法 错误的是 A 胚胎植入前遗传学诊断过程需要进行羊膜腔穿刺取羊水细胞 B 体外受精后 必须经过胚胎体外培养后才能进行胚胎移植 C 胚胎移植的受体从技术上来说没有必要一定是胚胎的遗传学母亲 12 D 第三代试管婴儿技术的成熟并不意味着大家可以随意选择和定制孩子 8 2012 浙江台州一模 在林地果园中散养土鸡 让鸡采食大量的天然饲料 既可替 代人工除草 又可替代人工施肥 而且能提高鸡的品质 降低饲养成本 下列相关叙述错误 的是 A 果园养土鸡 使废物资源化 提高了果园的能量利用效率 B 鸡粪可直接为植物生长提供物质和能量 节约用肥 减少污染 C 果园是一个人工生态系统 结构简单 自动调节能力弱 D 种养结合降低了成本 获得了高经济效益和高生态效益 参考答案参考答案 命题调研命题调研 明晰考向明晰考向 考场传考场传真真 1 A 解析 解析 可以利用 mRNA 经逆转录合成目的基因后再进一步扩增 A 项正确 因为开 蓝色花的矮牵牛基因 B 的序列是已 知的 所以该目的基因宜采用化学方法合成或用聚合酶链 式反应 PCR 扩增 而不是从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取 B 项错误 目的基因必须 与运载体结合后才能导入受体细胞 且需要 DNA 连接酶缝合 C D 两项错误 2 A 解析 解析 异种精子不能与卵细胞融合 因为精卵细胞表面有特异性相互识别的蛋白 A 项正确 卵裂球几乎不生长即迅速地进行下次分裂 卵裂球细胞的体积越来越小 B 项错 误 滋养层将来发育成胎膜和胎盘 起营养辅助的功能 没有全能性 C 项错误 原肠胚发 育分化形成外胚层 中胚层和内胚层三个胚层 D 项错误 3 C 解析 解析 每个限制性核酸内切酶识别位点处只能插入一个ada 4 A 解析 解析 本题考查胚胎工程的知识 给母山羊注射促性腺激素可使其超数排卵 乙 过程的目的之一是促使卵母细胞进一步发育成熟到减数第二次分裂中期 精子是已经成熟的 细胞 乙过程和丙过程采用的培养液成分不同 丙过程中要加入促使细胞分化的激素等 供 体和受体应生理状态相同 不是性状相同 5 A 解析 解析 构建抗除草剂的烟草要用限制性核酸内切酶切割含抗除草剂基因的 DNA 与 运载体 而不是病毒核酸 6 D 解析 解析 保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上形成单层细胞 单一细胞经克隆后其基 因型不变 二倍体细胞培养时通常为有限细胞系 恶性细胞系多为连续细胞系 可进行传代 培养 7 B 解析 解析 无根幼苗可自身产生植物激素 诱导分化出根部 不可能脱分化形成愈伤 组织 也不会在下部分化出芽 体系构建体系构建 聚焦热点聚焦热点 热点例析热点例析 触类旁通 1 C 解析 解析 大肠杆菌等生物对付噬菌体和外来 DNA 的入侵 依赖于修饰 酶和限制性核酸内切酶 其中修饰酶是修饰宿主自身的 DNA 使之打上标记 避免自身的 DNA 被限制性核酸内切酶分解 限制酶的作用是降解外来的 DNA 自身 DNA 由于受到保护而 不会被降解 A 选项错误 基因工程常用的酶除了 DNA 连接酶和限制性核酸内切酶 还有 DNA 聚合酶 合成 DNA 片段 逆转录酶 用 mRNA 逆转录生成 DNA 等多种酶 B 选项错误 基因表达载体的构建时先用一定的限制酶切割载体 如质粒 使质粒出现一个缺口 露出 黏性末端 然后用同一种限制酶切割目的基因 使其产生相同的黏性末端 部分限制性内切 酶可切割出平末端 具有相同效果 将切下具有黏性末端的目的基因片段插入质粒的切口 处 首先是碱基互补配对结合 两个黏性末端吻合在一起 碱基之间形成氢键 再在 DNA 连 接酶的作用下 催化两条 DNA 链之间形成磷酸二酯键 从而将相邻的脱氧核糖核苷酸连接起 来 形成一个重组 DNA 分子 C 选项正确 D 选项错误 触类旁通 2