,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,专题7小专题20现代生物科技专题,2.,细胞工程,植物组织培养、植物体细胞杂交、细胞核移植的比较：,植物组织培养,植物体细胞杂交,细胞核移植,原理,植物细胞的全能性,细胞膜的流动性、植物细胞的全能性,动物细胞核的全能性,方法,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,根、芽,植物体,去掉细胞壁,诱导,原生质体,融合,组织培养,核移植,胚胎移植,优点,快速繁殖、培育无病毒植株等,克服,远缘杂交不亲和,的障碍，培育出作物新品种,繁殖优良品种，用于保存濒危物种，有选择地繁殖某性别的,动物,缺点,技术要求高、培养条件严格,技术复杂，难度大；需植物组织培养等技术支持,导致生物品系减少，个体生存能力下降,举例,试管苗的培育、培养转基因植物,培育,“,番茄,马铃薯,”,杂种植株,“,多利,”,羊等克隆动物的培育,（续表）,3.,胚胎工程,(1),精子和卵子的发生,项目,精子发生,卵子发生,区,别,场所,睾丸曲细精管,卵巢,(,减,),、输卵管,(,减,),时间,初情期开始到生殖机能衰退,性别分化后开始，卵泡的形成和在卵巢内的储备是在,出生前,完成的，减,是在精卵结合过程中完成的,过程特点,减,和减,是连续的，需变形；细胞质均等分配,减,和减,是,不连续的,，不需变形；细胞质,不均等,分配,结果,形成,4,个精子,形成,1,个卵细胞和,2,个极体,(,有的有,3,个极体,),相同点,原始生殖细胞的增殖方式为有丝分裂；生殖细胞成熟为,减数分裂,(2),受精作用,条件：,精子获能、卵子发育到减,中期。,卵子完成受精的标志,：卵黄膜和透明带的间隙可见到两个极体；受精完成的标志：雌、雄原核融合。,受精过程的三大反应：,顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用。,(3),核移植技术和胚胎分割移植技术比较,过程不同,原理相同,核移植,均为细胞的全能性，属于,无性生殖,胚胎分,割移植,4.,生态工程,基本原理,理论基础,意义,实例,物质循环再生原理,物质循环,再生,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系统的抵抗力稳定性提高系统的生产力,“,三北,”,防护林建设中的问题,珊瑚礁生态系统的生物多样性问题,协调与平衡原理,生物与环境的协调与平衡,生物数量不超过环境承载力，可避免系统的失衡和破坏,太湖富营养化问题,基本原理,理论基础,意义,实例,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,林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题,系统学和工程学原理,系统的结构决定功能原理；分布式优于集中式和环式,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；,整体大于部分之和,(1+12),保持系统很高的生产力,珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系,（续表）,1,组织培养属于什么繁殖方式？,体细胞组织培养一般属于无性繁殖，但花药离体培养,(,单倍体的培育,),属于有性生殖。,2,动植物细胞融合产生的变异属于染色体变异。,3,基因工程、植物体细胞杂交都可打破生殖隔离，但后者范围有限，仅限于亲缘关系较近的物种。,4,生物工程技术应用的组合,转基因植物培育：,基因工程,+,植物组织培养；,转基因动物培育：,基因工程,+,动物细胞培养,+,胚胎移植；,核移植,(,克隆,),动物培养：,核移植,+,动物细胞培养,+,胚胎移植；,胚胎移植：,体外受精,(,或自然受精,)+,动物细胞培养,+,胚胎,移植；,植物体细胞杂交：,酶工程,+,体细胞融合,+,植物组织培养；,试管婴儿：,体外受精,+,动物细胞培养,+,胚胎移植。,5,几种杂交方法比较,项目,杂交育种,植物体细胞杂交,动物细胞融合技术,分子杂交技术,原理,基因重组,细胞膜的流动性与植物细胞全能性,细胞膜的流动性,碱基互补配对,方法,植物母本去雄套袋，人工授粉后套袋,物理法,(,离心、振动、电激,),，化学法,(,聚乙二醇,),物理法,(,离心、振动、电激,),，化学法,(,聚乙二醇,),，灭活病毒,标记的单链,DNA,或,RNA,探针，利用杂交的高度特异性，检测靶序列,用途,培育新品种,克服远缘杂交不亲和的障碍，获得杂种植株,制备单克隆抗体,克隆基因的筛选、基因组中特定基因序列的定性、基因诊断,【热点考向1】,基因工程的相关操作程序的考查,【例,1】,(2011,浙江卷,),请回答基因工程方面的有 关问题：,(1),利用,PCR,技术扩增目的基因，其原理与细胞内,DNA,复制类似,(,如下图所示,),。,图中引物为单链,DNA,片段，它是子链合成延伸的基础。,从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物,A,的,DNA,片段所占比例为,_,。,在第,_,轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的,DNA,片段。,15/16,三,(2),设计引物是,PCR,技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物,(,只标注了部分碱基序列,),都不合理,(,如下图,),，请分别说明理由。,第,1,组：,_,_,；,第,2,组：,_,_,。,引物,和引物,局部发生碱基互补配,对而失效,引物,自身折叠后会出现局部碱基,互补配对而失效,(3),PCR,反应体系中含有热稳定,DNA,聚合酶，下面的表达式不能正确反映,DNA,聚合酶的功能，这是因为,_,_,。,苷酸连续结合到双链,DNA,片段的引物链上,DNA,聚合酶只能将单个脱氧核,(4),用限制酶,Eco,R,、,Mbo,单独或联合切割同一种质粒，得到,DNA,片段长度如下图,(1 kb,即,1000,个碱基对,),，请在指定位置画出质粒上,Eco,R,、,Mbo,的切割位点。,【解析】,(1),由图示,PCR,扩增,DNA,图示可知，在第二轮循环结束时，产物,DNA,中首次出现含引物,A,的子链,DNA,，且第二轮中含引物,A,的,DNA,片段所占的比例为,3/4,，第三轮中占,7/8,，即所有,DNA,片段中，只有一个片段不含引物,A,，故推测在第四轮中，含引物,A,的,DNA,片段所占的比例为,15/16,。,(2),第一组两引物有部分碱基对应互补配对，可能在扩增时失效；第二组引物,可能自身首尾互补配对而失效。,(3),DNA,聚合酶的作用是把游离的脱氧核苷酸连接到引物,DNA,的,3,端，形成磷酸二酯键。,(4),由题中图示即可得出答案。,【答案】,(1),15/16,三,(2),引物,和引物,局部发生碱基互补配对而失效,引物,自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效,(3),DNA,聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链,DNA,片段的引物链上,(4),【变式1】,(2010,江苏卷,),下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图,1,、图,2,中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：,(1),一个图,1,所示的质粒分子经,Sma,切割前后，分别含有,_,个游离的磷酸基团。,(2),若对图中质粒进行改造，插入的,Sma,酶切位点越多，质粒的热稳定性越,_,。,(3),用图中的质粒和外源,DNA,构建重组质粒，不能使用,Sma,切割，原因是,_,。,0,、,2,高,因、外源,DNA,中的目的基因,Sma,会破坏质粒的抗性基,(4),与只使用,Eco,R,相比较，使用,Bam,H,和,Hind,两种限制酶同时处理质粒、外源,DNA,的优点在于可以防止,_,_,片段自身环化。,质粒和含目的基因的外源,DNA,(5),为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入,_,酶。,(6),重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了,_,_,。,(7),为了从,cDNA,文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在,_,的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。,DNA,连接,鉴别和筛选含有目的基因的细胞,以蔗糖为唯一含碳营养物质,【解析】,本题考查基因工程的限制性内切酶的作用特点。,(1),质粒切割前不含游离的磷酸基团，被酶切后，质粒变为线性双链,DNA,分子，因每条链上含有一个游离的磷酸基团，因此切割后含有两个游离的磷酸基团。,(2),由题中,Sma,识别的,DNA,序列只有,G,和,C,，每对,G,、,C,间为三个氢键，所以,Sma,酶切位点越多，热稳定性就越高。,(3),由图,2,可知，标记基因和外源,DNA,目的基因中均含有,Sma,酶切位点，都可以被,Sma,破坏，故不能使用该酶剪切。,【解析】,(4),只使用,EcoR I,，则质粒和目的基因两端的黏性末端相同，在连接酶连接时，可能产生质粒和目的基因自身连接物，避免自身连接的办法是双酶切。,(7),丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体因为重组质粒的导入而具有利用蔗糖的能力。而不含有重组质粒的受体细胞因不能获得碳源而死亡，从而达到筛选目的。,【例,2,】(2011,全国新课标,),现有一生活污水净化处理系统，处理流程为“厌氧沉淀池曝气池兼氧池植物池”，其中植物池中生活着水生植物、昆虫、鱼类、蛙类等生物。污水经净化处理后，可用于浇灌绿地。回答问题：,(1),污水流经厌氧沉淀池、曝气池和兼氧池后得到初步净化。在这个过程中，微生物通过,_ _,呼吸将有机物分解。,【热点考向,2】,生物工程的综合性考查,无氧和有,氧,(,或细胞,),(2),植物池中，水生植物、昆虫、鱼类、蛙类和底泥中的微生物共同组成了,_(,生态系统、群落、种群,),。在植物池的食物网中，植物位于第,_,营养级。植物池中所有蛙类获得的能量最终来源于,_,所固定的,_,能。,(3),生态工程所遵循的基本原理有整体性、协调与平衡、,_,和,_,等原理。,(4),一般来说，生态工程的主要任务是对,_,进行修复，对造成环境污染和破坏的生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力。,群落,一,生产者,太阳,物质循环再生,物种多样性,已被破坏的生态环境,(,或受损的生态系统,),【解析】,(1),处理流程中有厌氧环境和曝气池，所以微生物能进行有氧呼吸和无氧呼吸。,(2),在一定地点的所有生物统称为群落，其中植物作为生产者位于第一营养级，生态系统中流动的总能量是生产者所固定的太阳能。,(3),生态工程遵循的基本原理包括整体性、协调与平衡、物质循环再生、物种多样性、系统学和工程学等原理。,(4),生态工程的主要任务是对己被破坏的生态环境进行修复，提高生态系统的稳定性。,【变式,2】(2011,湖南师大附中月考,),如图为某生物科技工程操作流程模式图，请据图回答：,(1),如果此图表示基因工程的操作流程图，如,A,为质粒，则,B,的获取一般采取,_,等方法。由,A,和,B,组成的,C,叫做,_,；如果,D,为受体细胞，则,CD,的过程采用,_,_,法。,(2),在植物体细胞杂交过程中，,A,和,B,形成,C,，属于植物,_,技术，形成的,C,称为,_,_,；从,CD,需经过分裂、,_,过程才能形成新的植株,D,。,逆转录法,(,基因文库,),重组质粒,(,基因表达载体,),(,显微注射、花粉管通道等,),导入,细胞融合,融合的原生,质体,(,或杂种细胞,),分化,(3),若,A,为骨髓瘤细胞，,B,为,B,淋巴细胞，则,C,为,_,细胞，,C,细胞在无限增殖过程中，还能产生,_,，这项技术叫动物细胞融合技术。,(4),若此图为试管牛的工厂化生产的技术流程图，则,A(,精子,),需,_,，从,C,发育到,D(,胚胎,),需经历卵裂、,_,、,_,等阶段，然后进行,_,，让它在受体牛内发育。,杂交瘤,特异性抗体,体外获能,桑椹胚,囊胚,胚胎移植,(5),正确运用生态工程原理，可以提高生态系统的稳定性。若图中字母代表生态系统的各成分，请在题图上用“”表示它们之间的关系，以利实现物质的循环。,(,有多种答案，列举,n,种图示如下,),