高中生物选修三全套课件 177页

选修３　现代生物科技专题第一讲　基因工程第二讲　细胞工程第三讲　胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题第四讲　生态工程目　录\n[教材知识问题化梳理]一、基因工程的基本工具1．限制性核酸内切酶(1)来源：主要从生物中分离纯化而来。(2)作用：识别特定的并切开相应两个核苷酸之间的。(3)结果：产生或平末端。原核核苷酸序列磷酸二酯键黏性末端\n2．DNA连接酶常用类型E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶来源__________T4噬菌体功能连接黏性末端连接________________结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键大肠杆菌黏性末端和平末端\n3．载体(1)常用载体——质粒双链环状DNA分子限制酶标记基因(2)其他载体：λ噬菌体衍生物、等。动植物病毒\n二、基因工程的操作程序基因文库PCR技术农杆菌转化法花粉管通道法显微注射启动子标记基因\nDNA分子杂交分子杂交抗原－抗体杂交个体生物学水平\n三、蛋白质工程(1)目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对进行分子设计。(2)操作手段：基因修饰或基因合成。(3)设计流程：蛋白质结构\n一、在小题集训中洞悉命题视角判断下列叙述的正误。(1)限制酶只能用于切割目的基因。()(2)DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。()(3)E·coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。()(4)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体。()[效果自评组合式设计]××√×\n(5)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。()(6)利用PCR技术能合成目的基因。()(7)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。()(8)检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原－抗体杂交技术。()(9)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。()(10)蛋白质工程的操作对象是蛋白质分子。()√××√√×\n二、在回顾教材图表中强化学科能力据农杆菌转化法示意图回答下列问题：(1)农杆菌T质粒中T－DNA具有怎样的特点？答案：能转移到受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。\n(2)农杆菌转化法的基本原理是什么？答案：利用农杆菌T－DNA的可转移性，将目的基因插入T－DNA上通过农杆菌的转化，将目的基因导入受体细胞，并整合到植物细胞的染色体上。(3)农杆菌转化法主要适用于哪类植物？答案：双子叶植物和裸子植物。\n基因工程的操作工具\n1．限制性核酸内切酶\n(2)切割后产生末端的种类——黏性末端和平末端。当限制性核酸内切酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制性核酸内切酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的则是平末端，如下图所示：\n2．限制性核酸内切酶与DNA连接酶的关系3．载体具备的条件条件适应性稳定并能复制目的基因稳定存在且数量可扩大有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择\n[联前系后]—————————————————————————限制酶与连接酶的作用位点(1)限制酶与连接酶都作用于磷酸二酯键。(2)切割质粒需使用限制酶1次，切割目的基因则需要使用相同的限制酶2次。因为质粒是环状DNA，而目的基因在DNA分子链上。—————————————————————————\n[例1]下图是基因工程中利用pBR322质粒(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因)与抗病基因构建重组质粒的示意图，该质粒上的PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制性核酸内切酶的识别序列及切割位点见下表。结合图表分析，下列叙述错误的是()\nA．pBR322质粒、抗病基因和重组质粒的基本组成单位都是脱氧核苷酸B．形成重组质粒时，应选用限制性核酸内切酶PstⅠ和EcoRⅠ对含抗病基因的DNA、质粒进行切割C．一个质粒被限制性核酸内切酶EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ同时切割后可得到3个DNA片段和6个黏性末端D．将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养，可筛选出已导入抗病基因的受体细胞\n[解析]图中pBR322质粒、抗病基因和重组质粒都是DNA分子，其基本组成单位都是脱氧核苷酸；通过分析含抗病基因的DNA，可知该DNA含三个限制性核酸内切酶切割位点，其中SmaⅠ的切割位点位于抗病基因内部，因此用PstⅠ、EcoRⅠ才能完整地切下该抗病基因；一个质粒被限制性核酸内切酶EcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ同时切割后可得到3个DNA片段，产生6个末端，从表格信息可知，EcoRⅠ、PstⅠ切割产生的4个末端是黏性末端，而SmaⅠ切割产生的2个末端是平末端；当EcoRⅠ切割质粒时，氨苄青霉素抗性基因(Ampr)已受到破坏，因此，在筛选时，应将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养。[答案]C\n基因工程的操作过程1.获取目的基因(2)人工化学合成：适用于分子较小的基因。\n2．基因表达载体的构建——基因工程的核心(1)目的：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，同时使目的基因能够表达和发挥作用。\n(3)构建过程：\n3．将目的基因导入受体细胞生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射技术感受态细胞法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入到Ti质粒的T－DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子\n4.目的基因的检测与鉴定\n[例2]重组酵母乙肝疫苗是一种乙肝表面抗原(HbsAg)亚单位疫苗，它是采用现代生物技术将乙肝病毒表达表面抗原的基因进行质粒构建，导入啤酒酵母菌中，通过培养这种重组酵母菌来表达乙肝表面抗原亚单位。科学家利用基因工程生产乙肝疫苗的过程如图所示，请回答下列问题：\n(1)自1979年对乙型肝炎病毒基因组的DNA测序完成后，得知病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列。因此在①过程中可通过________获取HbsAg基因。(2)在②过程中需要用到的工具酶有________。重组DNA分子中除了具有HbsAg基因和标记基因外，还应包括________和________。(3)列举酵母菌作为基因工程的受体细胞的一个优点：________________。重组DNA导入酵母菌前，用________处理酵母菌，使之成为感受态细胞，有利于完成转化过程。(4)检测重组酵母菌中的HbsAg基因是否表达乙肝表面抗原亚单位的方法是________技术。\n[解析](1)如果目的基因比较小，核苷酸序列又已知可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。(2)②过程中应先用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，然后用DNA连接酶将切下来的DNA片段拼接成重组DNA。构建的基因表达载体除了目的基因和标记基因外，还必须有启动子、终止子。(3)基因工程用酵母菌作为受体细胞，是因为它具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等特点；将目的基因导入酵母菌时，首先用Ca2＋处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后将重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收重组DNA分子，完成转化过程。(4)检测目的基因是否翻译成蛋白质的方法是从重组酵母菌中提取蛋白质，且相应的抗体进行抗原—抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已表达。[答案](1)化学方法直接人工合成(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶　启动子　终止子(3)繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等Ca2＋(4)抗原—抗体杂交\n易误点不能区分酶的作用部位及蛋白质工程与基因工程失误类型知识理解类失误\n[认知纠偏]1．五种DNA相关酶的比较作用底物作用部位形成产物限制性核酸内切酶DNA分子磷酸二酯键黏性末端或平末端DNA连接酶DNA片段磷酸二酯键重组DNA分子DNA聚合酶脱氧核苷酸磷酸二酯键子代DNADNA解旋酶DNA分子碱基对间的氢键形成脱氧核苷酸单链DNA(水解)酶DNA分子磷酸二酯键游离的脱氧核苷酸\n2．蛋白质工程与基因工程的比较项目区别与联系蛋白质工程基因工程区　别过程预期蛋白质功能→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获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品结果可生产自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质联　系①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造\n[设误角度]高考命题常从以下角度设置陷阱(1)列举各种酶的功能及作用位点，从中予以判断和选择。(2)以过程图或流程图为素材，考查基因工程与蛋白质工程的区别和联系。\nA．限制性核酸内切酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNAB．DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接C．DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA或RNAD．逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA解析：DNA聚合酶只能从引物末端延伸DNA而不能延伸RNA；限制性核酸内切酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA；DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接；逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA。答案：C\n2．干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以用于治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计保存干扰素的生产流程图，据图分析错误的是()\nA．图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能B．图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子才能表达C．图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构D．图中各项技术并没有涉及基因工程技术解析：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，进而生产相应的蛋白质。图中新的干扰素基因导入受体细胞中表达新的干扰素，说明该过程涉及基因工程技术。答案：D\n[课堂考点集训]考点一　基因工程的操作工具1．基因工程在操作过程中需要限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体三种工具。以下有关基本工具的叙述，正确的是()A．所有限制性核酸内切酶的识别序列均由6个核苷酸组成B．所有DNA连接酶均能连接黏性末端和平末端C．真正被用作载体的质粒都是天然质粒D．原核生物内的限制性核酸内切酶可切割入侵的DNA分子而保护自身\n解析：大多数限制性核酸内切酶的识别序列由6个核苷酸组成，也有少数限制性核酸内切酶的识别序列由4、5或8个核苷酸组成；DNA连接酶包括E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，前者只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来；在基因工程操作中真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。答案：D\n2．(2014·东城模拟)基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是－G↓GATCC－，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是－↓GATC－。根据图判断下列操作正确的是()\nA．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割解析：目的基因若用限制酶Ⅰ切割时，只能在目的基因的一侧切开，而不能将其切下；质粒若用限制酶Ⅱ切割，两种标记基因均将被破坏，所以只能用限制酶Ⅰ切割质粒。答案：D\n考点二　基因工程与蛋白质工程3．(2013•江苏高考)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是(多选)()A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列C．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D．一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞解析：蛋白质工程是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。由题意知该技术属于蛋白质工程。答案：A\n4．(2013•广东高考)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是()A．合成编码目的肽的DNA片段B．构建含目的肽DNA片段的表达载体C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽解析：该基因的表达产物多肽P1的抗菌性和溶血性均很强，要研发出抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先应根据P1的氨基酸序列设计模拟肽，再构建相应的DNA片段。答案：C\n考点三　基因工程的操作与应用5．(2012·福建高考)肺细胞中的let7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。\n请回答：(1)进行过程①时，需用________酶切开载体以插入let7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let7基因转录，该部位称为____________。(2)进行过程②时，需用____________酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。(3)研究发现，let7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2。据图分析，可从细胞中提取________进行分子杂交，以直接检测let7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中________________(RASmRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。\n解析：(1)过程①为基因表达载体的构建，该过程涉及的工具酶为限制性核酸内切酶和DNA连接酶，需用限制性核酸内切酶切开载体以插入let7基因。完整的基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等，而启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点。(2)进行过程②时，用胰蛋白酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于细胞的传代培养。(3)从图中可以看出，RASmRNA和let7基因转录的miRNA配对形成杂交分子，从而抑制了癌基因RAS的表达，故可以提取RNA进行分子杂交，以直接检测let7基因是否转录。答案：(1)限制性核酸内切　启动子(2)胰蛋白(3)RNARAS蛋白“课下综合检测”见“课时跟踪检测(三十三)”\n[教材知识问题化梳理]一、植物细胞工程1．植物组织培养(1)理论基础：。(2)操作过程：植物细胞的全能性图中①，②，A表示，B表示______________脱分化再分化愈伤组织胚状体或丛芽\n2．植物体细胞杂交技术①过程①为去除获得具有活力的原生质体，常用方法是酶解法，所用到的酶是。细胞壁纤维素酶和果胶酶\n②过程②是原生质体的融合，人工诱导的物理法包括__等；化学法一般用作诱导剂。③过程③是原生质体融合后再生出，这是原生质体融合成功的标志。离心、振动、电刺激聚乙二醇细胞壁\n二、动物细胞培养1．概念与操作流程\n2．培养条件(1)的环境。(2)营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外，还通常需加入等天然成分。(3)适宜的温度和pH：温度为36.5℃±0.5℃，pH为7.2～7.4。(4)气体环境：CO2和O2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是。无菌、无毒血清维持培养液的pH\n三、体细胞核移植技术\n四、单克隆抗体(1)制备过程：\n[效果自评组合式设计]一、在小题集训中洞悉命题视角判断下列叙述的正误。(1)理论上，每个正常活细胞都具有全能性。()(2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。()(3)愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的。()(4)原生质体融合的原理是细胞膜的流动性。()(5)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。()√××√√\n(6)传代培养的细胞失去接触抑制现象。()(7)原代培养和传代培养都需要用胰蛋白酶处理。()(8)动物细胞核移植的受体细胞是卵细胞。()(9)克隆动物的性状与供体动物完全相同。()(10)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点。()(11)杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生专一性抗体。()×√××√√\n二、在回顾教材图表中强化学科能力\n据动物细胞培养过程回答下列问题：(1)能否用胃蛋白酶处理动物组织块，使之分散成单个细胞？为什么？答案：不可以，因为培养液pH为7.2～7.4，胃蛋白酶的最适pH为1.8左右。(2)细胞获得不死性是在原代培养过程中，还是在传代培养过程中？答案：传代培养过程中。(3)冷冻保存的细胞为什么要选10代以内的培养细胞？答案：保持细胞正常的二倍体核型。\n植物组织培养与动物细胞培养的比较\n1．植物组织培养与动物细胞培养的异同项目植物组织培养动物细胞培养理论基础植物细胞全能性细胞增殖培养基类型固体或半固体培养基液体培养基成分水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等取材植物幼嫩部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织\n项目植物组织培养动物细胞培养过程\n项目植物组织培养动物细胞培养结果新的组织或植株个体，可以体现全能性新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性目的①植株快速繁殖②脱毒植株的培育③人工种子④生产药物、杀虫剂等⑤转基因植物的培育①蛋白质生物制品的生产②皮肤移植材料的培育③检测有毒物质④生理、病理、药理学研究相同点①两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件\n2．相关概念的辨析(1)原代培养和传代培养：①原代培养：可有两种表述：a.细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养；b.第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养。两种表述没有本质区别。②传代培养：同样有两种表述：a.细胞悬液培养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养；b.传10代以后的细胞培养，统称为传代培养。\n(2)细胞株和细胞系：①细胞株：原代培养的细胞一般传至10代左右会出现生长停滞，衰老死亡，少数度过“危机”的细胞能传50代左右，形成细胞株。细胞株的遗传物质并没有发生改变。②细胞系：细胞株传至50代以后，会出现第二次危机，少数度过第二次危机的细胞能够无限传代下去，形成细胞系。细胞系的遗传物质发生了改变，带有癌变细胞的特点。\nA．植物体细胞杂交技术可以克服常规的远缘杂交不亲和障碍B．动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分相同C．动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同D．植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性\n[解析]植物体细胞杂交可以把来自不同植物的细胞融合在一起，克服了自然状态下植物间远缘杂交不亲和障碍，融合后的细胞能培育成一个植物个体，体现了植物细胞全能性，细胞融合原理是膜的流动性，但植物细胞培养基除基本成分外还需要植物激素，动物细胞培养液还需要动物血清。[答案]B\n植物体细胞杂交与动物细胞融合植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性过程\n植物体细胞杂交动物细胞融合相关酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶融合方法物理法：离心、电激、振动；化学法：聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导结果杂种植株杂交细胞意义克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能\n[例2](2014·广东名校质检)下面是“白菜－甘蓝”杂种植株培育过程示意图。下列叙述正确的是()\nA．如将纯种的白菜和甘蓝的卵细胞分别制成原生质体，按相同的方法操作也可得到与图示相同基因型的杂种植株B．可以通过观察在0.3g/mL蔗糖溶液中是否发生质壁分离来判断白菜原生质体的死活C．该培养过程中可能发生细胞分化、染色体变异、基因突变或基因重组D．植物组织培养和动物细胞培养的培养基、培养目的不完全相同，但诱导细胞或原生质体融合的方法完全相同\n[解析]A项用卵细胞杂交得到的植株细胞的遗传物质是体细胞杂交的一半。B项白菜的原生质体已经去掉了细胞壁，不会发生质壁分离。C项培养过程中可能发生细胞分化、染色体变异、基因突变或基因重组。D项植物组织培养是得到植株或细胞产物，而动物细胞培养是得到大量的细胞；细胞融合的方法也不完全相同，动物细胞融合可用灭活的病毒。[答案]C\n易误点不能准确掌握单克隆抗体的制备过程失误类型知识理解类失误\n[认知纠偏]1．单克隆抗体的制备过程\n2．两次筛选的目的不同(1)第一次筛选是将未融合的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及BB融合、瘤瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出B瘤融合的细胞。(2)第二次筛选是将产生特定抗体的B瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内取免疫过的B淋巴细胞时取出很多种，形成的杂交瘤细胞有很多种，所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。\n[设误角度]高考命题常从以下角度设置陷阱(1)给出单克隆抗体的制备过程，考查对相关过程的理解与掌握。(2)结合基因工程、细胞工程等知识，综合考查单克隆抗体的制备方法。\nA．①表示B淋巴细胞和骨髓瘤细胞均是从小鼠的脾脏中提取的B．④中的筛选是通过抗原、抗体反应进行的C．②促进细胞融合的方法可以利用聚乙二醇作介导D．⑤可以无限增殖\n解析：单克隆抗体是利用B淋巴(浆)细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合得到，融合方法可以有化学方法如聚乙二醇，生物方法如灭活病毒；如果要筛选可以通过检测抗原、抗体反应，如果有反应说明表达了抗体；融合细胞具有双亲特点，即能无限增殖又能产生单一抗体。骨髓瘤细胞是体外培养的。答案：Ａ\n2．(2014·南京一模)下列方案中不能制备出抗H1N1流感病毒单克隆抗体的是()A．将H1N1流感病毒抗原的基因导入骨髓瘤细胞，并使该基因表达B．将抗H1N1流感病毒抗体的基因导入骨髓瘤细胞，并使该基因表达C．将产生抗H1N1流感病毒抗体的效应B细胞和骨髓瘤细胞融合，筛选出杂交瘤细胞并进行体外大规模培养D．将骨髓瘤细胞中的癌基因导入能产生抗H1N1流感病毒抗体的效应B细胞中，并使癌基因表达\n解析：H1N1流感病毒的遗传物质是RNA，该病毒抗原的基因片段因不能与DNA连接而无法正常表达。答案：A\n[课堂考点集训]考点一　植物细胞工程\n\n\n\n\n考点二　动物细胞融合和单克隆抗体\n\n\n\n\n\n\n\n\n“课下综合检测”见“课时跟踪检测(三十四)”\n[教材知识问题化梳理]一、体内受精和早期胚胎发育\n1.精子的发生\n2.卵子的发生\n3．受精作用的过程准备阶段生殖道MⅡ中期放射冠透明带卵细胞膜封闭\n有丝分裂增多不增加或略有缩小32全能性胎儿的各种组织胎膜和胎盘表层下方4．早期胚胎发育\n5．胚胎干细胞(1)来源：或中分离。小大全能性早期胚胎原始性腺(2)特点\n二、胚胎移植(1)生理基础供、受体生殖器官的生理变化游离免疫排斥遗传特性\n(2)基本程序：对的选择和处理→配种或________→对胚胎的收集(冲卵)、检查、培养或保存→→检查。供、受体人工授精胚胎移植(3)胚胎分割囊胚或桑椹胚内细胞团\n三、生物技术的安全性和伦理问题1．转基因生物存在安全性的原因(1)目前对、调控机制及_______________了解有限。(2)目的基因往往是的基因。(3)外源基因往往是插入宿主细胞基因组的。基因的结构基因间的相互作用异种生物随机\n2．生物技术的伦理问题(1)克隆人：①中国政府的态度：禁止，但不反对治疗性克隆。②四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何的实验。(2)试管婴儿：设计试管婴儿需对胚胎进行。生殖性克隆生殖性克隆人基因检测\n3．生物武器(连线)\n[效果自评组合式设计]一、在小题集训中洞悉命题视角(1)精子和卵子的发生都是从初情期开始的。()(2)卵子形成过程中，MⅠ和MⅡ是不连续的。()(3)判断卵子是否受精的标志是在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体。()(4)透明带反应和卵黄膜封闭作用是防止多精子入卵的两道屏障。()×√√√\n(5)成熟的精子并不具有受精能力，必须获能后才具备受精能力()(6)排卵是指卵泡从卵巢中排出()(7)卵裂是在透明带内进行的。()(8)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘。()(9)采集的卵母细胞要在体外培养成熟后，才能与获能的精子受精。()(10)精子获能处理的方法有培养法和化学诱导法两种。()(11)在胚胎移植中，对供体母羊要做超数排卵处理，对供、受体要做同期发情处理。()√×√√√√×\n(12)胚胎分割移植应选取发育良好的、形态正常的囊胚或原肠胚。()(13)胚胎干细胞在体外培养条件下具有增殖而不发生分化的特点。()(14)中国政府禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。()×√√\n(15)胚胎移植时对供体和受体母牛都要进行相同激素处理(2012·江苏卷T9A)()(16)对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割()(17)囊胚的滋养层细胞具有发育全能性(2012·浙江卷T2C)()(18)胚胎分割的份数越多，操作技术的难度会越大，移植的成功率也越低()√×××\n二、在回顾教材图表中强化学科能力\n据胚胎移植过程示意图回答下列问题：(1)图中供体牛和受体牛分别是哪些？选择标准是什么？答案：供体牛：良种公、母牛；受体牛：低产奶牛和母黄牛。标准：供体是遗传性能和生产性能优秀的个体，受体是健康，有繁殖能力的个体。(2)对供体牛和受体牛要进行怎样的处理？答案：对供体牛进行超数排卵处理；对供受体进行同期发情处理。\n(3)用于移植的早期胚胎应是发育到哪些阶段的胚胎？答案：桑椹胚或囊胚。(4)排卵和冲卵有什么区别？答案：排卵是指卵子从卵泡中排出，冲卵是把供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。\n1．精子和卵子的发生项目精子卵子场所睾丸曲细精管卵巢时间初情期后胚胎时期性别分化以后\n项目精子卵子过程\n项目精子卵子结果4个精子细胞1个卵细胞；3个极体MⅠ和MⅡ是否连续是否\n2．早期胚胎发育(1)过程：受精卵→卵裂期→桑椹胚→囊胚→原肠胚。(2)图示：\n[例1](2012·浙江高考)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\n[解析]同种动物的精卵细胞的表面有特异性相互识别的蛋白，这是同种动物的精卵能结合的原因之一，选项A正确；受精卵不断进行细胞分裂即卵裂，卵裂产生的细胞团称卵裂球，随着卵裂次数的增加，细胞逐渐变小，选项B错误；滋养层细胞不具有发育的全能性，即不能分化出成体动物的所有组织和器官，选项C错误；原肠胚发育分化会形成各种器官原基，选项D错误。[答案]A\n1.胚胎移植的理论基础胚胎移入的基础哺乳动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的胚胎收集的基础哺乳动物的早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于游离状态移入胚胎存活的基础受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应保留遗传特性的基础供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响\n2．胚胎移植的基本程序\n\n(1)胚胎移植属于有性生殖。(2)胚胎分割移植是动物无性繁殖或克隆的方法之一，其理论基础是细胞的全能性。(3)胚胎分割的操作要求：内细胞团均等分割，以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。\n3．胚胎干细胞的培养过程\n[例2](2012·江苏高考)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\n[解析]A项，在胚胎移植时，需用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，而受体母牛则不需要；B项，胚胎移植技术中，移植的胚胎可来自体内受精发育形成的受精卵；C项，移植的胚胎不能用原肠胚，而应是发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，某些生物可在更早的阶段移植；D项，目前以二分胚胎的分割和移植效率最高，而同卵多胎的成功率较低。[答案]D\n易误点混淆治疗性克隆、生殖性克隆及试管婴儿和设计试管婴儿失误类型知识理解类失误\n1．克隆人(1)克隆人的培育过程：\n(2)治疗性克隆和生殖性克隆的比较：类型项目治疗性克隆生殖性克隆区别目的治疗人类疾病用于生育，产生新个体水平细胞水平个体水平联系都属无性繁殖；产生的新个体、新组织遗传信息相同\n2．试管婴儿和设计试管婴儿的比较\n(1)不同点：①所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断，试管婴儿不需进行遗传学诊断或基因诊断。②应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症的治疗。(2)相同点：都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。\n高考命题常从以下角度设置陷阱此类问题常结合“克隆”、“试管婴儿”等热点问题，考查生物技术中的伦理问题。考查的问题中多涉及“治疗性克隆”和“生殖性克隆”的区别。\n克隆羊“多利”的问世引起了许多人对“治疗性克隆”的关注。下图所示为人类“治疗性克隆”的大概过程，请据图作答：\n(1)过程A表示________，由此产生的重组细胞②的主要遗传物质来自图中的________。(2)图中B表示的生物技术名称是________；C表示定向诱导技术，其诱导的对象是[]________细胞。(3)如果进行生殖性克隆人，则不需要进行定向诱导，但必须进行________，使得胚胎能正常发育成完整个体，该操作一般在________时期进行。(4)对于“治疗性克隆”仍然存在许多争论，有一男子患有白血病，经医生利用其出生时保留的脐带血进行治疗后康复，你认为这种做法符合伦理道德吗？为什么？\n解析：(1)过程A表示细胞核移植技术，得到的重组细胞遗传物质主要来自供体乙。(2)B过程是重组细胞经过动物细胞培养发育成胚胎的过程，C过程是将从囊胚内细胞团中获得胚胎干细胞，诱导分化形成不同组织器官的过程，即治疗性克隆过程。(3)胚胎在囊胚(或桑椹胚)阶段可以通过胚胎移植技术转移到其他母体内继续发育，直至形成完整的个体，这是生殖性克隆。(4)这是对治疗性克隆是否符合伦理道德知识的考查。\n答案：(1)细胞核移植　乙(2)动物细胞培养④内细胞团(或胚胎干细胞)(3)胚胎移植　桑椹胚或囊胚(4)符合，因为脐带血不是来自胚胎，其中的造血干细胞属于成体细胞(或脐带血是身外之物，属于废物利用，符合伦理道德)。\n[课堂考点集训]考点一　体内受精和早期胚胎发育1．下列不属于精子、卵细胞发生区别的是()A．初级精母细胞、初级卵母细胞的形成时间B．MⅠ和MⅡ的时间连续性C．成熟生殖细胞是否经过变形D．成熟生殖细胞中染色体的数量\n解析：初级精母细胞是雄性动物初情期开始后，才由精原细胞分裂形成的，而初级卵母细胞是在胎儿期性别分化后完成的。精子的产生过程中，MⅠ和MⅡ是连续的，而卵细胞产生通过MⅠ形成次级卵母细胞，在精子与卵子的结合过程中才完成MⅡ。精子细胞形成后变形为蝌蚪状，卵细胞不需要变形。成熟的精子和卵细胞经过减数分裂形成，都含有相当于亲本体细胞一半的染色体数目。答案：D\n2.(2014·江苏名校联考)右图是牛囊胚示意图，下列有关该图的叙述错误的是()A．透明带是初级卵母细胞在减数第一次分裂时形成的B．囊胚腔是一个充满液体的腔C．内细胞团将来分化成内胚层D．滋养层将来发育成胎膜和胎盘解析：内细胞团将来发育成胎儿的各种组织。答案：C\n考点二　生物技术的安全性和伦理问题3．(2013•江苏高考)下列关于转基因生物安全性的叙述，错误的是(　　)A．种植转基因作物应与传统农业种植区隔离B．转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中C．种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性D．转基因植物的目的基因可能转入根际微生物\n解析：种植转基因作物(如抗虫棉)应与传统农业(普通棉花)种植区隔离，否则传统农业种植区的产量会受到很大的影响；目的基因的本质为DNA，动物食用后会将其消化分解成小分子脱氧核苷酸，所以目的基因不会转入动物体细胞中；转基因作物可能由于目的基因通过花粉扩散而影响野生植物的遗传多样性；导入转基因生物的目的基因有可能与感染转基因作物的某些细菌或病毒杂交，从而重组出对人类或其他生物有害的病原体。答案：B\n4．为解决不孕夫妇的生育问题而诞生的试管婴儿与设计试管婴儿的区别是()A．前者根据愿望设计婴儿性别B．前者在操作过程中需要对基因进行检测C．后者可以根据需要取用婴儿的造血干细胞D．后者可以根据需要取用婴儿的器官\n解析：通过试管婴儿技术帮助不孕夫妇孕育胎儿并顺利出生，符合人类的伦理道德。但如果同时设计胎儿性别，则是违背伦理道德的，会造成严重的社会后果。试管婴儿技术不需要检测基因。为了给已有的孩子治病而设计试管婴儿，在胚胎植入母体前需要进行遗传学诊断，以确定这个胚胎是否符合要求，符合要求的胚胎被植入母体并生出婴儿，取其某些细胞如造血干细胞用于治疗是多数人能够接受的，如果取其器官用于治疗则是决不允许的，这无异于谋杀。答案：C\n考点三　胚胎移植\n\n\n\n“课下综合检测”见“课时跟踪检测(三十五)”\n[教材知识问题化梳理]一、生态工程的基本原理1．建设目的遵循自然界的规律，充分发挥潜力，防止，达到和的同步发展。物质循环资源的生产环境污染经济效益生态效益\n2．特点、多效益、的工程体系。3．基本原理(1)物质循环再生原理：物质能够在各类生态系统中，进行和_____，，分层分级利用。(2)物种多样性原理：程度高，可以在有限的资源条件下，产生或容纳更多的，提高系统生产力。少消耗可持续区域小循环全球地质大循环循环往复生物多样性生物量\n(3)协调与平衡原理：处理好生物与环境的，需要考虑环境承载力，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。(4)整体性原理：在进行生态工程建设时，不但要考虑到____________的规律，还要考虑到等系统的影响力。协调与平衡失衡和破坏自然生态系统经济和社会\n(5)系统学和工程学原理：①系统的结构决定功能原理：在生态工程建设中，需要利用此原理来改善和优化系统的结构，从而达到功能改善的效果。②系统整体性原理：系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1＋1>2”。\n二、生态工程的实例(连线)\n一、在小题集训中洞悉命题视角判断下列叙述的正误。(1)“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理。()(2)在建设高新农业时，沼气池的建立是遵循物质循环再生原理。()(3)根据协调与平衡原理，一个生态系统中种群的数量不应超过环境容纳量。()(4)“总体功能大于各部分之和的效果”是利用系统整体性原理。()(5)在建设生态工程时，既要考虑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。()[效果自评组合式设计]×√√√√\n二、在回顾教材图表中强化学科能力\n据窦店农村综合发展生态工程示意图回答问题。(1)该生态工程遵循的主要原理有哪些？答案：物质循环再生原理、物种多样性原理和整体性原理。(2)该生态工程实现物质循环再生的主要措施是什么？答案：建立沼气池，实现了废物再利用。\n生态工程的基本原理项目理论基础意义实例物质循环再生原理物质循环可避免环境污染及其对系统稳定和发展的影响“无废弃物农业”物种多样性原理生态系统的稳定性生物多样性程度高，可提高生态系统的抵抗力稳定性“三北”防护林建设中的单纯林问题；珊瑚礁生态系统的生物多样性问题\n项目理论基础意义实例协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡可避免系统的失衡和破坏太湖富营养化问题整体性原理社会—经济—自然复合系统统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定林业建设中自然生态系统与社会、经济系统的关系问题\n项目理论基础意义实例系统学和工程学原理系统的结构决定功能原理：分布式结构优于集中式和环式结构改善和优化系统的结构以改善功能桑基鱼塘系统整体性原理：总体功能大于各部分之和能保持很高的系统生产力珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系\n[例1]下列有关生态工程的原理和事例中，错误的是()选项有关事例相关的生态工程原理A.无废弃物农业遵循物质循环再生原理B.在人工林中增加植被的层次遵循物种多样性原理C.无锡太湖水体富营养化引起大面积水华违反协调与平衡原理D.前面造林，后面砍树违反系统学和工程学原理\n[解析]如果违反生态工程的整体性原理，农民的生计得不到保证，随时会发生“前面造林，后面砍树”的现象。[答案]D\n生态工程的实例类　型问　题原　理对　策案　例农村综合发展型生态工程资源有限，人多地少物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理建立综合发展型生态工程窦店村以沼气工程为中心的生态工程小流域综合治理生态工程小流域的水土流失整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理运用多种原理，应用多种措施综合治理甘肃陇南县“九子登科”模式\n类　型问　题原　理对　策案　例大区域生态系统恢复工程土地荒漠化协调与平衡原理、整体性原理退耕还林还草、植树造林等“三北”防护林退耕还林还草工程湿地生态恢复工程湿地的缩小和破坏控制污染、退耕还湖江西鄱阳湖湿地生态恢复工程\n类　型问　题原　理对　策案　例矿区废弃地的生态恢复工程矿区生态环境的破坏系统学和工程学原理修复土地、恢复植被赤峰市元宝山矿区生态恢复工程城市环境生态工程环境污染协调与平衡原理、整体性原理等城市绿化、污水净化、废弃物处理、合理布局等污水及垃圾处理、城市绿化\n[例2]下图为生态养猪模式。从图中可知该生态工程属于()A．湿地生态恢复的生态工程B．节水和废水处理与应用的生态工程C．小流域综合治理与开发的生态工程D．清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程\n[解析]由于图示没有造成污染，所以不可能是湿地生态恢复的生态工程或小流域综合治理与开发的生态工程；题图中没有提及能量问题，也不可能是清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程。[答案]B\n易误点对生态工程实例所用的原理辨析不清失误类型审题偏差类失误\n①②[教你审题]\nA．在农村发展沼气有利于保护林草植被B．该工程充分体现了物质循环再生的原理C．保持生物比例合理遵循整体性原理D．能量可随着沼气的使用而流入生物体内[自主尝试]选____。AB\n关键点获取信息①图中所示生态家园，通过建立沼气池实现了废物的再利用，从而实现了物质的循环再生，沼气池可提供燃气，减少了木材燃料的消耗，利于保护林草植被②沼气池、猪舍、厕所和日光温室等保持了合理的结构和比例遵循系统学与工程学原理，而不是遵循整体性原理[解题指导]\n(1)因不能准确理解整体性原理和物质循环再生原理的区别，而误选C项。(2)因对能量单向流动的理解不透彻，而误选D项。[常见失分探因]\n[课堂考点集训]考点一　生态工程及其原理1．下列关于生态工程的叙述中，错误的是()A．生态工程是生态学与系统工程学的结合B．生态工程追求经济与生态的双赢C．生态工程是无消耗、多效益的工程D．生态工程的目的是促进人类社会和自然环境的和谐发展\n解析：生态工程遵循自然界物质循环的规律，充分发挥资源的生产潜力，减轻环境污染，达到经济效益和生态效益同步发展，与传统的生产模式相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。答案：C\n2．豆科植物和固氮菌互利共生，当把它们分开时，两者的生长都要受到损害，这体现的生态工程原理是()A．系统的结构决定功能原理B．整体性原理C．系统整体性原理D．协调与平衡原理\n解析：自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。将豆科植物和固氮菌分开，破坏了它们的整体性，所以这体现了系统整体性原理。答案：C\n考点二　生态工程的实例3．(2014·南通学情调研)“退耕还林还草”的生态工程建设措施属于()A．小流域综合治理生态工程B．城市环境生态工程C．大区域生态系统恢复工程D．湿地生态恢复工程解析：为了控制荒漠化的发展和水土流失，改善生态环境，提高人民的生活水平，我国实施了一系列森林或草原植被恢复的生态工程、水土保持的生态工程，如退耕还林还草生态工程等。答案：C\n4．南京古泉生态农场是生态农业的典范。该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来，成为一种高效良性的循环，生态效益达到了良性发展。请就此生态农场的特点，完成下列问题：(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的_____、________和________原理。(2)该系统工程的核心之一是沼气池，沼气的生产如右图所示：\n①在图中标出箭头，表示生产过程中的物质循环。②如果将“无机物——农田”这一环节去掉，对生态农业系统有何影响？______________________________________________________________________________________。(3)在该生态农场中存在如下图所示的物质循环过程，据图分析不符合生态工程原理的叙述是________(填序号)。\nA．物质经过多级利用，实现了良性循环B．每一级生产环节都获得产品，提高了生态经济效益C．由于食物链延长，能量逐级损耗，系统总能量利用率降低D．由于各级产物都可以利用，减少了废物和污染(4)根据生态工程中的物种多样性这一原理，有人认为生态农业建设中，食物链越长、营养级越多越好。请你结合所学有关生态工程的原理，分析该结论是否正确，为什么？\n解析：(1)生态工程中的生态农业是建立在物质循环再生、物种多样性和整体性等原理基础上的，在实现经济效益的同时，也取得了良好的生态效益和社会效益。(2)物质循环的特点是循环往复、分层分级利用，从而达到取之不尽、用之不竭，即物质循环再生原理。如果把“无机物→农田”这一环节去掉，势必会造成物质循环受到破坏，土壤无机物得不到及时补充，土壤肥力会下降。(3)能量沿着食物链流动时，传递效率大约为10%～20%，因此最高营养级获得的总能量最低。但系统的总能量包括各生产环节上输出的产品能量，显然这个系统总能量利用率与单种作物的总系统能量利用率相比大大增加。(4)从能量流动逐级递减的特点分析，食物链不能无限延长，一般不会超过5个营养级。\n答案：(1)物质循环再生原理　物种多样性原理　整体性(2)①如图所示：②土壤中的无机物得不到补充，物质循环受到破坏，土壤肥力下降(3)C\n(4)不正确。因为食物链长，各食物链中的生物数量难以达到一定规模，影响经济效益；营养级多，高层次营养级生物获得的能量较少，该营养级生物数量也较少。“课下综合检测”见“课时跟踪检测(三十六)”点击此图片进入“阶段验收评估（七）”