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江苏省生物高考考前回归整理选修三【答案】 选修 3现代生物科技专题 1. 基因工程又叫DNA重组技术，原理是基因重组优点是可以打破物种界限，定向 改造生物的性状 2. 不同生物的 DNA 能拼接的原因是DNA 都是双螺旋结构、 都由四种脱氧核苷酸组成 转基因能在受体细胞中表达是因为地球上的所有生物几乎共用同一套遗传密码子 3. “分子手术刀”是指限制性核酸内切酶，简称限制酶在基因工程中用于切割目 的基因和运载体 该酶主要从原核生物中获得作用部位是两个核苷酸之间的磷酸二酯 键该酶识别的序列长度是4、5、6、8 个核苷酸，切割的结果是产生平末端或黏性末 端 4. “分子缝合针” 是指 DNA连接酶，作用是连接双链DNA片段可以分为 E coliDNA 连接酶和 T4DNA连接酶两类，前者只能连接黏性末端，后者能连接黏性末端和平末端 作用部位是磷酸二酯键DNA聚合酶的作用是将脱氧核苷酸聚合成DNA长链 5. “分子运输车”是指运载体，常用的运载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植 物病毒等质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外的，并具有自我复 制能力的很小的双链环状DNA分子作为载体的质粒应该具备的条件：能在受体细胞 中自我复制，稳定保存；有一个或多个限制酶切点，便于插入目的基因；具有某些 标记基因，便于筛选；必须是安全的，不会对受体细胞有害。

1.2 基因工程的基本操作程序 1. 基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：获取目的基因；构建表达载体 （核心）；导入受体细胞；目的基因检测与鉴定 2. 目的基因主要是编码蛋白质的基因，如，与生物抗逆性相关的基因、与优良品质 相关的基因获得方法有：从基因文库中获取目的基因；利用PCR技术扩增目的基 因；用化学方法直接人工合成 3. 将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体 菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库若包含了一种生物的所有基因，这 种基因文库叫做基因组文库；若只包含了一种生物的一部分基因，这种基因文库叫做部 分基因文库，如cDNA文库可以根据目的基因的有关信息，如基因的核苷酸序列、基 因的功能等特性从基因文库中获取目的基因基因库是一个种群中所有个体所含有的 全部基因） 4. PCR的中文名称是多聚酶链式反应，原理是DNA 复制应用的前提是要有一段已 知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物需要的条件：热稳定DNA聚合 酶（ Taq酶）、模板、 4 种脱氧核苷酸、 2 种引物大致过程经过变性复性延伸3 个步骤扩增的结果是目的基因呈指数形式扩增（约为2n，其中 n 为扩增循环次数）。

5. 基因比较小，核苷酸序列已知，可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成 6. 一个完整的基因表达载体应该包括启动子、终止子、目的基因和标记基因启动 子是一段有特殊结构的DNA片段，是 RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出 mRNA 终止子也是一段有特殊结构的DNA 片段，使转录在所需要的地方停下来标记基 因的作用是便于重组载体的鉴定和选择起始密码子是指mRNA 上的 3 个碱基，作为 翻译的起点；终止密码子是翻译的终点） 7. 目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过客中，称为转 化转化植物细胞常用的方法：农杆菌转化法：适用于双子叶植物、裸子植物和少数 单子叶植物，比较经济有效基因枪法：适用于单子叶植物，但成本较高花粉管 通道法：适用于被子植物，比较简便经济 8. 转化动物细胞一般用显微注射法，常用受精卵作为受体细胞 9. 转化微生物细胞一般受用感受态法：用Ca2+（一般用 CaCl2溶液）处理微生物， 使细胞处于一种能吸收周围环境中的DNA分子的生理状态 选用大肠杆菌作为受体是因 为其繁殖快、为单细胞、遗传物质相对较少 10. 目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是转基因生物的DNA上是否插入了 目的基因。

检测方法是DNA 分子杂交，通常选用单链的DNA作为探针检测目的基因是 否转录出 mRNA 的方法是 DNA-RNA 分子杂交检测目的基因是否翻译成蛋白质的方法是 抗原 -抗体杂交 11. 除了分子水平的检测，有时还要进行个体水平的检测，例如，转基因抗虫棉还 需要做抗虫实验 1.3 基因工程的应用 1. 植物基因工程的应用实例有：抗虫；抗病；抗逆；改良品质 2. 动物基因工程的应用实例有：提高生长速度；改良品质；生产药物；作 器官供体 3. 基因工程获得的药物有：胰岛素、白细胞介素、干扰素、乙肝疫苗等干扰素 是白细胞产生的一种糖蛋白） 4. 基因治疗是把正常人的基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而 达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段分为两类：体外基因治疗： 在体外完成转基因再输入患者体内；体内基因治疗： 直接向人体组织细胞中转移基因 1.4 蛋白质工程的崛起 1. 蛋白质工程崛起的缘由是：基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质， 这些天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和 生活的需要 2. 蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分 子设计。

它的基因途径是： 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）蛋白质工程是指以蛋白质分 子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白 质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求蛋白质工程是在 基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程应用实例：速效型胰岛素、蛋白质电 子原件等 专题 2 细胞工程 2.1 植物细胞工程 1. 细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞 器水平上的操作， 按照人的意愿改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学 技术根据操作对象不同，可以分为植物细胞工程和动物细胞工程 2. 脱分化是已经分化的细胞失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程 愈伤组织细胞特点：细胞排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞 3. 植物组织培养就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 形成完整的植株大致过程：外植体经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再分化形成胚状 体或丛芽，再经生长成为完整植株。

基本原理是植物细胞的全能性 4. 细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能理论上具有 某种生物全部遗传信息的任何一个细胞都具有全能性未离体的组织细胞不能表现全能 性的原因是基因进行了选择性表达 5. “胡萝卜组织培养”要无菌操作的目的是防止杂菌与培养物争夺营养，杂菌产 生的有害物质会导致培养物死亡切取胡萝卜块时强调要切取含有形成层部分，原因是 这部分容易诱导形成愈伤组织 6. 植物组织培养的基本条件有离体、无菌、一定的营养、温度、pH、光照等 7. 植物组织培养的培养基一般含有无机营养成分、有机营养成分、激素（生长素和 细胞分裂素）、琼脂四部分还要注意控制好温度、pH 、光照（诱导愈伤组织一般要避 光）等 8. 植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并 把杂种细胞培育成新的植物体的技术基本原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能 性属于染色体（数目）变异优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍实例有白菜- 甘蓝、胡萝卜 -羊角芹等 9. 原生质体是指去掉细胞壁的植物细胞获得方法是用纤维素酶和果胶酶处理去 壁时应该在等渗或高渗溶液中进行，防止原生质体吸水涨破。

诱导融合的方法一般有两 类：物理方法：离心、振动、电击等；化学方法：用聚乙二醇作为诱导剂诱导成 功的标志是杂种细胞再生细胞壁（可通过观察杂种细胞是否会吸水涨破来判断成功与 否） 10. 微型繁殖采用的是植物组织培养技术，优点有高效性、可以保持亲本的优良特 性 11. 作物脱毒一般选用植物的茎尖进行组织培养，原因是该部分可能不带病毒抗 毒苗是通过基因工程获得的） 12. 人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经 过人工薄膜包装得到的种子人工种皮一般含有适量养分、无机盐、有机碳源、农药、 抗生素、有益菌、植物生长调节剂等人工种子的优点有可以完全保持优良品种的遗 传特性；不受季节、气候和地域限制；可以方便地贮藏和运输 13. 单倍体育种的2 个关键步骤：花药离体培养（获得单倍体）；人工诱导染 色体加倍（使单倍体可育）其原理是染色体（数目）变异优点是可以明显缩短育种 年限（一般得到是纯合体） 14. 在作物育种中，可以对植物的愈伤组织进行化学或物理的诱变处理，促使其发 生突变，再通过分化形成植物，从这些植物中筛选出高抗、高产、优质的突变体，就可 以培育成新品种 15. 细胞产物的获得一般需要将外植体培养到愈伤组织阶段即可，不需要培养成植 株。

实例有人参皂甙、紫草素等 2.2 动物细胞工程 1. 动物细胞培养是从动物机体取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在 适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖基本原理是细胞增殖 2. 将成块动物组织分散成单个细胞的方法是用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理目的是 解除细胞间的接触抑制，还有利于细胞从培养液中获得营养物质 3. 悬液中分散的细胞很快会贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁这要求培养瓶或培养皿 的内表面光滑、无毒，易于贴附 4. 当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为 细胞的接触抑制解除方法是用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理癌细胞没有接触抑制，是 由癌细胞表面糖蛋白减少所致 5. 人们通常将动物组织消化后的初次培养称为原代培养，分瓶继续培养称为传代培 养一般来说，细胞在传到1050代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，部分 细胞的细胞核型可能会发生变化目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10 代以内， 以保持细胞正常的二倍体核型 6. 动物细胞培养的条件：无菌、无毒的环境：培养液和培养用具进行无菌处理、 培养液中添加一定量的抗生素、定期更换培养液营养：糖、氨基酸、促生长因子、 无机盐、微量元素等，特别要加入血清、血浆等一些天然成分。

温度和pH：哺乳动物 多以 36.5 0.5 为宜， pH为 7.27.4 气体环境： 95% 空气+5%CO2（CO2的主要作用 是维持培养液的pH） 7. 动物细胞培养的应用实例：获得生物制品：如病毒疫苗、干扰素等；检测有 毒物质；用于生理、病理、药理研究 8. 动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞 中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体分为胚胎细 胞核移植和体细胞核移植两种类型由于动物胚胎细胞分化程序低，恢复全能性相对容 易基本原理是动物细胞核的全能性克隆动物属于无性繁殖，优点是可以保持供体亲 本的优良特性 克隆动物并不是对体细胞供体动物100% 的复制，因为核外还有少量DNA ， 另外，后代个体的表现还受环境影响 9. 动物体细胞核移植：供体细胞一般选用传代10 代以内的，是因为10 代以内的细 胞一般能保持正常的二倍体核型一般选择幼龄动物的、分化程度低的组织细胞作为供 体更易于培养 受体细胞一般选择MII 期的卵母细胞（因为MII 期卵母细胞核的位置靠 近第一极体， 用微型吸管可一并吸出细胞核与第一极体；卵母细胞中含有核全能性表达 所需的营养物质）。

10. 体细胞核移植技术的应用实例：加速家畜遗传改良进程、保护濒危物种、作为 生物反应器、作为器官移植供体等存在的问题有：成功率仍然比较低，克隆动物还存 在健康问题 11. 动物细。