高三生物二輪復習 專題精講八 選修模塊 第2講 現(xiàn)代生物科技專題精講（選修3）課件.ppt

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1．DNA重組技術的基本工具有 、 和 。 2．限制性核酸內切酶主要從 中提取，具有 性，使特定部位的兩個核苷酸之間的 斷裂。 3．載體的種類有 、 、 等。 4．基因工程的基本操作程序： 的獲取→ 的構建→將 導入受體細胞→ 的檢測與鑒定。 5．獲取目的基因的方法有：從 中獲取，利用 和 獲取 6．基因表達載體包括 、 、 和 等。 7．目的基因導入植物細胞的方法有 法、 和 法。 8．目的基因導入動物細胞的方法是 法，常用的受體細胞是 。 9．蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系為基礎，通過 ，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。 10．面對轉基因技術的利弊，正確的做法是 ，而不能因噎廢食。,限制性核酸內切酶,DNA連接酶,載體,原核生物,專一,磷酸二酯鍵,質粒,λ噬菌體的衍生物,動植物病毒,目的基因,基因表達載體,目的基因,目的基因,基因文庫,PCR技術,人工合成法,目的基因,啟動子,終止子,標記基因,農桿菌轉化,基因槍法,花粉管通道,顯微注射,受精卵,基因修飾或基因合成,趨利避害,11．基因身份證是把個人的 基因和 基因檢測出來，記錄在磁卡上，做成個人基因身份證。 12.生物武器的種類包括 、 、生化毒劑，經過基因重組致病菌。 13.植物組織培養(yǎng)技術的理論基礎是植物細胞具有 性，過程是：離體的植物組織、器官或細胞→愈傷組織→胚狀體或叢芽→試管苗。 14．植物體細胞雜交技術中用 酶和 酶去除細胞壁獲得原生質體；誘導細胞融合的方法有 等物理方法或 等化學方法15．動物細胞工程常用的技術手段： 、動物細胞核移植技術、動物細胞融合等。 16．動物細胞培養(yǎng)過程：取動物組織塊→ (用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理)→ → →傳代培養(yǎng)。 17．動物體細胞核移植技術是將動物的一個細胞的 ，移入一個已經去掉細胞核的 中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為 。 18．動物細胞融合技術中涉及的促融方法有聚乙二醇(化學方法)、 (生物方法)或電激(物理方法)等。 19.雜交瘤細胞既能 ，又能產生某種 。 20.胚胎工程是指對動物 所進行的多種顯微操作和處理技術，如體外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)等技術。,致病,易感,致病菌,病毒,全能,纖維素,果膠,離心、振動、電激,聚乙二醇,動物細胞培養(yǎng),分散組織細胞,配制細胞懸液,原代培養(yǎng),細胞核,卵母細胞,動物個體,滅活的病毒,無限增殖,特異性抗體（單克隆抗體）,早期胚胎或配子,21.卵裂期的特點是細胞分裂方式為 ，細胞的數量不斷增加，但胚胎的總體積并不增加，或略有縮小。 22.早期發(fā)育的胚胎分為 、 和原腸胚3個階段。 23.哺乳動物的體外受精主要包括 的采集和培養(yǎng)、 的采集和獲能以及 等主要步驟。 24.培養(yǎng)哺乳動物早期胚胎的培養(yǎng)液成分： 、有機鹽類、維生 素、 、 、核苷酸等營養(yǎng)成分，以及血清等物質。 25.胚胎移植不屬于生殖方式，僅屬于一種技術，可用于 生殖產生的胚胎的移植。 26.胚胎移植的意義是 。 27.對囊胚進行分割時要注意將內細胞團 。 28.哺乳動物的 細胞簡稱ES或EK細胞，是由 中分離出來的一類細胞。在形態(tài)上，表現(xiàn)為體積 ，細胞核 ，核仁 ；在功能上，具有發(fā)育的 。 29.生態(tài)工程所遵循的基本原理有 原理、 原理、 原理、 原理、系統(tǒng)學和工程學原理。,有絲分裂,桑椹胚,囊胚,卵母細胞,精子,受精,無機鹽類,激素,氨基酸,有性和無性,可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,均等分割,胚胎干,早期胚胎或原始性腺,小,大,明顯,全能性,物質循環(huán)再生,物種多樣性,協(xié)調與平衡,整體性,1.(2015全國新課標Ⅰ卷)HIV屬于逆轉錄病毒，是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉栴}： (1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時，可先提取HIV中的，以其作為模板，在 的作用下合成。獲取該目的蛋白的基因，構建重組表達載體，隨后導入受體細胞。 (2)從受體細胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機體后，刺激機體產生的可與此蛋白結合的相應分泌蛋白是。該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是 。 (3)已知某種菌導致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分細胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。 (4)人的免疫系統(tǒng)有癌細胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤。,【答案】(1)RNA 逆轉錄酶 cDNA(或DNA) (2)抗體 抗原抗體特異性結合 (3)T(或T淋巴) (4)監(jiān)控和清除 【解析】本題考查了基因工程中目的基因的獲取及免疫調節(jié)等知識，意在考查考生對所學知識的綜合運用能力. (1)HIV屬于逆轉錄病毒，用基因工程制備HIV的某蛋白時，可先提取它的RNA，再在逆轉錄酶的作用下合成cDNA，再構成基因表達載體并導入受體細胞。 (2)目的蛋白進入機體后，作為抗原刺激機體產生相應的分泌蛋白即抗體。由于抗原抗體的結合具有特異性，故該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV。 (3)HIV進入機體后，主要攻擊機體的T淋巴細胞，從而降低患者的免疫力。 (4)免疫系統(tǒng)可監(jiān)控并清除體內已經衰老或被損壞的細胞以及癌變的細胞。,2.(2015全國新課標Ⅱ卷)已知生物體內有一種蛋白質(P)，該蛋白質是一種轉運蛋白，由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}： (1)從上述資料可知，若要改變蛋白質的功能，可以考慮對蛋白質的______進行改造。 (2)以P基因序列為基礎，獲得P1基因的途徑有修飾_____基因或合成_____基因。所獲得的基因表達時是遵循中心法則的，中心法則的全部內容包括_____的復制以及遺傳信息在不同分子之間的流動，即：___________________________________________________。 (3)蛋白質工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預期蛋白質功能出發(fā)，通過____和_____，進而確定相對應的脫氧核苷酸序列，據此獲得基因，再經表達、純化獲得蛋白質，之后還需要對蛋白質的生物______進行鑒定。,(1)氨基酸序列(或結構)(2)PP1DNA和RNA(或遺傳物質)DNA→RNA、RNA→DNA RNA→蛋白質(或轉錄、逆轉錄、翻譯)(3)設計蛋白質的結構推測氨基酸序列功能 【解析】本題主要考查蛋白質工程和中心法則的內容，意在考查考生的理解能力。(1)蛋白質的功能由蛋白質的三維結構決定，而蛋白質的三維結構與氨基酸序列有關，因此，若要改變蛋白質的功能，可以考慮對蛋白質的氨基酸序列進行改造。(2)P基因與P1基因的根本區(qū)別是堿基序列不同，因此可以通過對P基因進行修飾獲得P1基因，也可以直接合成P1基因。 中心法則的內容可以通過下圖體現(xiàn)： (3)蛋白質工程的基本途徑：從預期的蛋白質功能出發(fā)→設計預期的蛋白質結構→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)。,3.（2014全國新課標Ⅰ卷）某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數)，結果如下圖所示。 若要制備雜交瘤細胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數目40條)，并將該細胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數目60條)按一定比例加入試管中再加入聚乙二醇誘導細胞融合，經篩選培養(yǎng)及抗體檢測，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞。 回答下列問題： (1)制備融合所需的B淋巴細胞時，所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16 000以上，則小鼠最少需要經過 次免疫后才能有符合要求的。達到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細胞的是 小鼠，理由是 。 (2)細胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有 ，體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是 。 (3)雜交瘤細胞中有 個細胞核，染色體數目最多是 條。 (4)未融合的B淋巴細胞經多次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是 。,【答案】（1）4 Y Y小鼠的血清抗體效價最高 (2)B淋巴細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞 細胞融合是隨機的，且融合率達不到100% (3)1 100 (4)不能無限增殖 【解析】(1)據圖分析，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價均達到16 000以上，小鼠Y的血清中抗體效價最高，最適用于制備單克隆抗體。(2)融合體系中除了未融合的細胞和雜交瘤細胞之外，還有骨髓瘤細胞和B淋巴細胞的自身融合產物，由于細胞膜具有流動性，且誘導之后的細胞不具有特異性，故體系中會出現(xiàn)多種類型的細胞。(3)雜交瘤細胞形成后，由于核膜具有流動性，故小鼠的免疫B淋巴細胞核與其骨髓瘤細胞核會融合形成一個雜交的細胞核。融合后的雜交瘤細胞內的染色體包括了小鼠的骨髓瘤細胞中的染色體和小鼠的B淋巴細胞中的染色體(40+60)，共計100條。(4)未融合的B淋巴細胞經多次傳代培養(yǎng)后，仍然是不能無限增殖的細胞，B淋巴細胞不可能度過原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)過程中的兩次危機達到細胞系水平。,4.(2014海南卷)下圖是將某細菌的基因A導入大腸桿菌內，制備“工程菌”的示意圖。 據圖回答： (1)獲得A有兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在_____酶的催化下，合成互補的單鏈DNA，然后在_____的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因；二是根據目標蛋白質的____序列，推測出相應的mRNA序列，然后按照堿基互補配對原則，推測其DNA的_____序列，再通過化學方法合成所需基因。 (2)利用PCR技術擴增DNA時，需要在反應體系中添加的有機物質有____、_____、4種脫氧核糖核苷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴增過程可以在PCR擴增儀中完成。 (3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為____。 (4)在基因工程中，常用Ca2+處理D，其目的是____________________.,【答案】(1)逆轉錄酶 DNA聚合酶 氨基酸 脫氧核苷酸（其他合理答案也給分)(2)引物 模板DNA (3)重組DNA(其他合理答案也給分) (4)提高受體細胞的轉化率（其他合理答案也給分) 【解析】(1)利用逆轉錄法合成目的基因的過程是：以RNA為模板，在逆轉錄酶的催化作用下，合成單鏈DNA，然后在DNA聚合酶的作用下合成雙鏈DNA分子。根據蛋白質工程合成目的基因的過程是：根據目標蛋白質分子的氨基酸序列，推測相應的mRNA序列，然后按照堿基互補配對原則，推測DNA中脫氧核苷酸的排列順序，通過化學的方法合成。(2)PCR過程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。(3)目的基因和運載體結合，形成重組DNA。(4)在利用大腸桿菌做受體細胞時，需要先用Ca2+處理，使之成為感受態(tài)細胞，有利于其吸收重組DNA分子，提高受體細胞的轉化率。,本講主要考查基因工程的原理、技術操作和應用等內容，而與基因工程有關的生物技術的安全性考查相對較少，考查時往往聯(lián)系其他生物技術工程綜合命題，以達到考查基因工程應用和學生解決問題的能力的目的。而植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交、動物細胞融合及應用、胚胎工程操作及胚胎干細胞應用等也是高頻考點，重在考查現(xiàn)代生物工程技術的原理、操作及應用。此類題多以非選擇題形式出現(xiàn)。,1.與基因工程相關的幾種酶,2．載體 (1)作用： ①作為運載工具，將目的基因轉移到宿主細胞內。 ②利用它在宿主細胞內對目的基因進行大量復制。 (2)具備的條件： ①能在宿主細胞內穩(wěn)定保存并大量復制。 ②有多個限制酶切割位點，以便與外源基因連接。 ③具有特殊的標記基因，以便進行篩選。 (3)種類： ①質粒：一種裸露的、結構簡單、獨立于細菌擬核DNA之外，能夠自我復制的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。 ②噬菌體的衍生物。 ③動植物病毒。 3.基因工程的基本操作程序 (1)獲取目的基因： 方法從自然界已有物種中分離 從基因文庫中獲取 人工合成 ①基因文庫：是將含有某種生物不同基因的許多DNA片段導入受體菌的群體中通過克隆而儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因。 ②基因組文庫：含有一種生物所有的基因，也叫cNDA文庫。 ③部分基因文庫：含有一種生物的部分基因，如cDNA文庫。,④DNA復制與PCR技術的比較：,(2)基因表達載體的構建： ①一個基因表達載體的組成：目的基因、啟動子、終止子、標記基因等。 ②構建方法：,（3）將目的基因導入受體細胞：,(4)目的基因的檢測與鑒定：,①導入檢測：DNA分子雜交技術，即使用放射性同位素標記的含目的 基因DNA片段作為探針檢測。 ②表達檢測 轉錄檢測：分子雜交法，即目的基因作為探針與mRNA雜交 翻譯檢測：抗原——抗體雜交法 ③個體生物學水平鑒定：轉基因生物是否具有抗性或轉基因產品功能活性。,例 1 (2015河北保定三月模擬)回答有關基因工程的問題： （1)構建基因工程表達載體時，用不同類型的限制酶切割DNA后，可能產生黏性末端，也可能產生 末端。若要在限制酶切割目的基因和質粒后使其直接進行連接，則應選擇能使二者產生 (填“相同”或“不同”)黏性末端的限制酶。 （2)利用大腸桿菌生產人胰島素時，構建的表達載體含有人胰島素基因及其啟動子等，其中啟動子的作用是 。在用表達載體轉化大腸桿菌時，常用 處理大腸桿菌，以利于表達載體進入；為了檢測胰島素基因是否轉錄出了mRNA，可用標記的胰島素基因片段作探針與mRNA雜交，該雜交技術稱為 。為了檢測胰島素基因轉錄的mRNA是否翻譯成 ，常用抗原-抗體雜交技術。 (3)如果要將某目的基因通過農桿菌轉化法導入植物細胞，先要將目的基因插入農桿菌Ti質粒的 中，然后用該農桿菌感染植物細胞，通過DNA重組將目的基因插入植物細胞的 上。,【答案】 (1)平 相同 (2)驅動胰島素基因轉錄出mRNA CaCl2溶液(或Ca2+) 分子雜交技術 蛋白質 (3)T-DNA 染色體DNA 【解析】(1)DNA分子經限制酶切割產生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。當限制酶在它識別序列的中心軸兩側將DNA切開時，產生的是黏性末端，而當限制酶在它識別序列的中心軸線切開時，產生的是平末端。要使目的基因和質粒直接進行連接，應使用同種限制酶切割目的基因和質粒，使二者產生相同黏性末端。(2)一個基因表達載體的組成，除含有目的基因外，還必須有啟動子、終止子和標記基因。啟動子是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因首端，是RNA聚合酶識別和結合部位，可以驅動目的基因轉錄出mRNA。在用表達載體轉化大腸桿菌時，為便于表達載體進入，常用CaCl2溶液處理大腸桿菌。要檢測目的基因是否轉錄出對應的mRNA，可采用分子雜交技術，即用目的基因片段作探針，與mRNA雜交，如果顯示出雜交帶，則表明目的基因轉錄出了mRNA。(3)運用農桿菌轉化法將目的基因導入植物細胞時，要先將目的基因插入農桿菌Ti質粒的TDNA中，然后用該農桿菌感染植物細胞，通過DNA重組將目的基因插入到植物細胞的染色體DNA上。,限制酶的應用特點： (1)在獲取目的基因和切割載體時通常用同種限制酶，以獲得相同的黏性末端。 （2）為了防止載體或目的基因的黏性末端自己連接，可用不同的限制酶分別處理目的基因和載體。,變式1 圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度(bp即堿基對)和部分堿基序列，圖2表示一種質粒的結構和部分堿基序列。現(xiàn)有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4種限制性核酸內切酶，它們識別的堿基序列和酶切位點分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請回答下列問題：,(1)圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由 連接。 (2)若用限制酶SmaⅠ完全切割圖Ⅰ中DNA片段，產生的末端是 末端，其產物長度為 。 (3)若圖1中虛線方框內的堿基對被T—A堿基對替換，那么基因D就突變?yōu)榛騞。從雜合子中分離出圖1及其對應的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，產物中共有 種不同長度的DNA片段。 (4)若將圖2中質粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進行連接，形成重組質粒，那么應選用的限制酶是 。在導入重組質粒后，為了篩選出含重組質粒的大腸桿菌，一般需要用添加 的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。經檢測，部分含有重組質粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達，其最可能的原因是 。,【答案】(1)脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖 (2)平 537 bp、790 bp、661 bp（3）4（4）BamHⅠ抗生素B同種限制酶切割形成末端相同，部分目基因D與質粒反向連接 【解析】本題主要考查基因工程中限制酶的作用原理和重組質粒構建的相關知識。(1)DNA單鏈中相鄰兩個堿基之間通過“脫氧核糖—磷酸—脫氧核糖”連接。(2)SmaⅠ識別的序列為GGGCCC，切割后會產生平末端；圖1所示的DNA分子中含有兩個SmaⅠ的識別位點，第一個識別位點在左端534 bp序列向右三個堿基對的位置；第二個識別位點在右端658 bp序列向左三個堿基對的位置，從這兩個位點切割會產生的DNA片段長度分別為534+3，796-3-3，658+3，即得到的DNA片段長度分別為537 bp、790 bp和661 bp。,(3)在雜合子體內含有基因D和基因d，基因D的序列中含有兩個識別位點，經過SmaⅠ完全切割會產生537 bp、790 bp和661 bp三種不同長度的片段，基因d的序列中含有一個識別位點，經過切割后會產生1 327 bp和661 bp兩種長度的片段。綜上所述，雜合子中分離到該基因的DNA的片段經過切割后產生4種不同長度的片段。(4)能夠獲取目的基因并切開質粒的限制酶有識別序列為GGATCC的BamHⅠ和識別序列為GATC的MboⅠ，若使用MboⅠ會同時破壞質粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因，所以要用BamHⅠ來切割目的基因和質粒切割后保留了完整的抗生素B抗性基因，便于篩選出含有重組質粒的大腸桿菌。因為目的基因和運載體是同種限制酶切割，所以目的基因的兩個末端和質粒切割后的兩個末端都能進行互補，可能出現(xiàn)目的基因反向連接在運載體上的情況，導致基因D不能正確表達。,1.蛋白質工程與基因工程的比較,2.“基因診斷”和“基因治療”的比較： ①基因診斷：基因診斷是用放射性同位素(如32P)、熒光分子等標記的DNA分子做探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，達到檢測疾病的目的。 ②基因治療：把健康動物的正常基因導入含有缺陷基因的受體細胞中，存在基因缺陷的病人細胞中既含有缺陷基因，又含有通過基因工程導入的正?；?，在病人體內兩種基因都能表達，正?；虻谋磉_產物掩蓋了缺陷基因的表達產物，從而治愈了基因缺陷引起的疾病。 3.動植物基因工程的應用,4.生物技術的安全性問題 (1)食物安全問題： ①出現(xiàn)滯后效應；②出現(xiàn)新的過敏原；③營養(yǎng)成分改變；④侵犯宗教信仰者或素食者的權益。 (2)生物安全問題： 人工組合的基因通過轉基因作物或家養(yǎng)動物擴散到其他栽培作物或自然野生物種，并成為后者基因的一部分，在環(huán)境生物學上則稱為“基因污染”。如：①成為新雜草；②成為“入侵的外來物種”，威脅其他生物生存；③通過基因重組產生“超級雜草”。 (3)環(huán)境安全問題： ①打破自然界物種的原有界限，破壞生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性；②重組微生物降解某些化合物的過程中產生污染環(huán)境的中間產物；③重組DNA與微生物雜交，產生有害病原微生物；④轉基因植物的花粉中含有的毒蛋白或過敏蛋白通過蜜蜂進入蜂蜜中，再經過食物鏈的傳遞，最后進入其他動物和人體。 (4)基因武器： 如果將生物技術應用于武器制造和戰(zhàn)爭，對人類可能將是一場比原子彈爆炸更為可怕和持久的災難。 (5)基因檢測引起的倫理問題： ①對個人隱私提出挑戰(zhàn)；②制造基因歧視。,例 2 （2015黃岡四月調研）在菲律賓首都馬尼拉郊外的一片稻田里，一種被稱為“金色大米”的轉基因水稻已經悄然收獲。這種轉基因大米可以幫助人們補充每天必需的維生素A。由于含有可以生成維生素A的β胡蘿卜素，它呈現(xiàn)金黃色澤故稱“金色大米”?！敖鹕竺住钡呐嘤鞒倘鐖D所示。請回答下列問題(已知酶Ⅰ的識別序列和切點是-G↓GATCC-，酶Ⅱ的識別序列和切點是-G↓GATC-)： (1)培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是 ，通過該操作形成了圖中的 (填字母)，它的構成至少包括 等。 (2)在研究過程中獲取了目的基因后采用 技術進行擴增。在構建c的過程中目的基因用 (填“限制酶Ⅰ”或“限制酶Ⅱ”)進行了切割。檢驗重組載體導入能否成功需要利用 作為標記基因。,(3)過程d通常采用 法，過程e運用了 技術，在該技術應用的過程中，關鍵步驟是利用含有一定營養(yǎng)和激素的培養(yǎng)基誘導植物細胞進行 和 。 (4)若希望該轉基因水稻生產的“金色大米”中維生素A含量更高、效果更好，則需要通過 工程手段對合成維生素A的相關目的基因進行設計。該工程是一項難度很大的工程，目前成功的例子不多，主要原因是 。,【答案】 (1)基因表達載體的構建 c 目的基因、啟動子、終止子、標記基因 (2)PCR 限制酶Ⅱ 基因Ⅰ (3)農桿菌轉化 植物組織培養(yǎng) 脫分化 再分化 (4)蛋白質 蛋白質的高級結構十分復雜，目前對很多蛋白質的高級結構還不了解 【解析】(1)基因工程操作的核心步驟是基因表達載體的構建，該過程需要限制酶和DNA連接酶處理，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因等。(2)獲得目的基因后擴增采用PCR技術，也就是DNA分子體外復制的過程；由題圖可知，目的基因兩端序列分別為-GGATCC-和-GATC-，所以應該用能同時切割兩種序列的限制酶Ⅱ切割目的基因，目的基因插入位點在基因Ⅱ處，因此檢驗基因表達載體是否導入只能檢測標記基因Ⅰ。(3)目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法，最常用的是農桿菌轉化法。過程e是將水稻細胞培育成符合要求的植株過程，運用了植物組織培養(yǎng)技術，包括脫分化和再分化過程。(4)對基因進行改造，從而改造蛋白質，獲得相應性狀的個體或產品，屬于蛋白質工程；蛋白質工程存在的最大難題在于蛋白質的高級結構十分復雜，目前對很多蛋白質的高級結構還不了解。,構建基因文庫是獲取目的基因的方法之一，但并不是唯一的方式。如果所需要的目的基因序列已知，就可以通過PCR方式從含有該基因的生物的DNA中直接獲得，也可以通過反轉錄(本題就是用這種方法)獲取。,變式2 (2013全國新課標Ⅰ卷)(現(xiàn)代生物科技專題) 閱讀如下材料： 材料甲 科學家將牛生長激素基因導入小鼠受精卵中，得到了體型巨大的“超級小鼠”；科學家采用農桿菌轉化法培育出轉基因煙草。 材料乙 T4溶菌酶在溫度較高時易失去活性?？茖W家對編碼T4溶菌酶的基因進行改造，使其表達的T4溶菌酶的第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?，在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了一個二硫鍵，提高T4溶菌酶的耐熱性。 材料丙 兔甲和兔乙是同一物種的兩個雌性個體，科學家將兔甲受精卵發(fā)育成的胚胎移植到免乙的體內，成功產出兔甲的后代，證實了同一物種的胚胎可在不同個體的體內發(fā)育。 回答下列問題：,（1）材料甲屬于基因工程的范疇。將基因表達載體導入小鼠的受精卵中常用 法。構建基因表達載體常用的工具酶有 和 。在培育轉基因植物時，常用農桿菌轉化法，農桿菌的作用是 。 (2)材料乙屬于蛋白質工程范疇。該工程是指以分子生物學相關理論為基礎,通過基因修飾或基因合成，對 進行改造，或制造一種 的技術。在該實例中，引起T4溶菌酶空間結構改變的原因是組成該酶肽鏈的 序列發(fā)生了改變。 (3)材料丙屬于胚胎工程的范疇。胚胎移植是指將獲得的早期胚胎移植到 種的、生理狀況相同的另個雌性動物體內，使之繼續(xù)發(fā)育成新個體的技術。在資料丙的實例中，兔甲稱為 體，兔乙稱為 體。,【答案】(1)顯微注射 限制性內切酶 DNA連接酶 農桿菌可感染植物，將目的基因轉移到受體細胞中 (2)蛋白質 現(xiàn)有的蛋白質 新蛋白質 氨基酸 (3)同供受 【解析】本題綜合考查基因工程、蛋白質工程和胚胎工程等相關知識。(1)目的基因導入動物受精卵中常用的方法是顯微注射法。構建基因表達載體時，一般用限制酶切割目的基因和載體，以產生相同的黏性末端，并用DNA連接酶連接成重組載體。農桿菌可感染植物，將目的基因轉移到受體細胞中。(2)蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。因T4溶菌酶第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?，所以肽鏈的氨基酸序列發(fā)生了改變。(3)胚胎移植是指將雌性動物體內的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動物的體內，使之繼續(xù)發(fā)育為新個體的技術。其中提供胚胎的個體稱為“供體”，接受胚胎的個體稱為“受體”。,1．植物細胞的全能性 (1)概念：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。 (2)全能性實現(xiàn)的條件：離體、提供適宜的營養(yǎng)條件。 (3)影響全能性表達的原因：在特定的時間和空間條件下，細胞中的基因會有選擇性地表達出各種蛋白質，從而構成生物體的不同組織和器官。 2．植物組織培養(yǎng) (1)概念：在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其產生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。 (2)過程 (3)地位：是培育轉基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。,3．植物體細胞雜交 (1)概念：將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術。 (2)過程 （3）意義：克服了不同生物遠緣雜交不親和的障礙。 4.植物細胞工程的應用 (1)植物繁殖的新途徑： ①微型繁殖： a．概念：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)法。 b.特點保持優(yōu)良品種的遺傳特性 高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖 ②作物脫毒：選擇作物無毒組織(如莖尖)進行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗。 ③人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體等為材料，經過人工薄膜包裝得到的種子。 (2)培育作物新品種：用植物的花藥進行離體培養(yǎng)形成單倍體，再經人工誘導染色體加倍后篩選出需要的新品種；利用組織培養(yǎng)過程中出現(xiàn)的突變體，培育新的品種。 (3)細胞產物的工廠化生產：用人工培養(yǎng)的愈傷組織提取中的某種成分。,例 3 （2015南京模擬）下圖所示為科學家利用番茄葉細胞和馬鈴薯葉細胞雜交培育“番茄——馬鈴薯”植株的過程，請回答下列問題： (1)①②過程使用了 酶，以使植物原生質體相互分離，此處使用的溶液濃度較大，以保證植物細胞會發(fā)生 ，以保護原生質體不被破壞；在動物細胞培養(yǎng)技術中，使細胞分離開來的酶是 。 (2)過程③在化學藥劑 的作用下會發(fā)生細胞融合；動物細胞融合的方法與植物細胞不相同的是 。 (3)過程 屬于脫分化，過程 屬于再分化，細胞發(fā)生分化的根本原因是 。 (4)過程⑤⑥⑦細胞工程技術是 ，其培養(yǎng)時選用材料通常是分生組織，原因是 。 (5)植物體細胞雜交的研究在 方面，取得了巨大突破,【答案】(1)纖維素酶和果膠 質壁分離 胰蛋白酶 (2)聚乙二醇 可以使用滅活的病毒 (3)⑤⑥基因的選擇性表達 (4)植物組織培養(yǎng)全能性高，易培養(yǎng)形成愈傷組織（5）克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙 【解析】植物細胞的細胞壁主要由纖維素和果膠組成，因此可以用纖維素酶和果膠酶將其水解得到原生質體，然后用聚乙二醇或物理方法誘導原生質體融合，再生細胞壁形成雜種細胞。⑤⑥是雜種細胞經過脫分化、再分化形成幼苗的過程，體現(xiàn)了植物細胞的全能性。在較高濃度的溶液中，有細胞壁的植物細胞可以發(fā)生質壁分離與復原。植物體細胞雜交克服了不同生物遠緣雜交不親和的障礙。,細胞分裂素與生長素對細胞分化的影響,變式3 (2015湖北重點中學聯(lián)考)如圖是“白菜—甘藍”雜種植株的培育過程(已知兩種植物均為二倍體)。請據圖回答有關問題： (1)①②過程所用的化學試劑依次為 、 。 (2)培育出的新植株既有白菜生長期短的優(yōu)點，又有甘藍易于儲存的特性，從分子水平來說，這是由于 。 (3)新的植物體能克服遠緣雜交不親和的障礙而結種子，是因為 。 (4)某同學提出，用上圖所示方法不能獲得純種，若用白菜和甘藍的花粉細胞代替圖中的體細胞再采用上圖所示的過程即可獲得純種。該同學的方案中有缺陷，請對該方案加以完善： 。,(5)在培養(yǎng)雜種細胞至幼苗的過程中，培養(yǎng)基中通常要加入植物激素。下圖表示研究人員配制了不同的細胞分裂素和生長素比例后，植物組織培養(yǎng)時生長的狀況，請分析圖回答有關的問題： ①在進行植物組織培養(yǎng)的過程中，圖中兩種激素的配合使用是為了人為地控制細胞的 和 過程。 ②分析圖可知，組織培養(yǎng)要獲得大量的莖葉，則細胞分裂素和生長素的比例應控制在 ，如果通過組織培養(yǎng)要獲得大量紫草素，則細胞分裂素和生長素的比例應控制在 (填“大于1”“小于1”或“等于1”)。,【答案】(1)纖維素酶和果膠酶 聚乙二醇 (2)白菜和甘藍的基因選擇性表達的結果 (3)細胞中有白菜和甘藍各兩個染色體組，同源染色體能正常聯(lián)會和分離，產生可育配子 (4)融合的原生質體培養(yǎng)成幼苗后，需要用秋水仙素加倍才能篩選出純合體 (5)①脫分化 再分化 ②大于1 等于1 【解析】植物體細胞雜交過程中，先用纖維素酶和果膠酶去掉植物細胞的細胞壁，得到原生質體，然后用聚乙二醇(化學方法)或者振蕩、離心、電激(物理方法)誘導原生質體融合。(2)生物體性狀主要通過蛋白質體現(xiàn)出來，雜種植株既有白菜的性狀，又有甘藍的性狀，是因為兩種生物的基因都能進行選擇性表達，產生出相應蛋白質的結果。(3)生物是否可育，關鍵看減數分裂時染色體是否能正常聯(lián)會和分離。雜種植株具有白菜和甘藍各兩個染色體組，減數分裂時同源染色體能正常聯(lián)會和分離，產生可育配子。,(4)花粉融合后只能得到含白菜和甘藍各一個染色體組的雜種細胞，屬于異源二倍體，是高度不育的。為了使其可育，應該用秋水仙素使其加倍。 (5)組織培養(yǎng)過程中，細胞分裂素和生長素配合使用，可以誘導植物細胞脫分化和再分化。當兩者比例較高時，促進芽的形成；比例較低時，促進根的分化；兩者比例適中，促進愈傷組織形成。依題意，要得到莖葉，需要誘導芽的形成，故比例大于1。要得到紫草素，培養(yǎng)到愈傷組織階段即可，需要兩者比例適中，即等于1。,1.動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較,2．單克隆抗體的制備,3.動物體細胞核移植與克隆動物 (1)原理 動物細胞核的全能性。動物細胞核移植是將動物的一個細胞的細胞核，移入一個已經去掉細胞核的卵母細胞中，使其重組并發(fā)育成一個新胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育為動物個體。用核移植的方法得到的動物稱為克隆動物。 (2)供核細胞 一般選優(yōu)良動物的傳代培養(yǎng)10代以內的細胞。 (3)受體細胞 去核的MⅡ期卵母細胞。 4.克隆人技術引起的倫理問題 （1）克隆人流程圖： （2）倫理問題： ①嚴重違反人類倫理道德；②沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念；③人為制造在心理上和社會地位上都不健全的人；④中國政府對克隆技術的態(tài)度：禁止生殖性克隆人，不反對治療性克隆。四不原則：不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實驗。,例 4 (2013海南卷)單純皰疹病毒Ⅰ型(HSV-1)可引起水泡性口唇炎。利用雜交瘤技術制備出抗HSV-1的單克隆抗體可快速檢測HSV-1?；卮鹣铝袉栴}： (1)在制備抗HSV-1的單克隆抗體的過程中，先給小鼠注射一種純化的HSV-1蛋白，一段時間后，若小鼠血清中抗 的抗體檢測呈陽性，說明小鼠體內產生了 反應，再從小鼠的 中獲取B淋巴細胞。將該B淋巴細胞與小鼠的 細胞融合，再經過篩選、檢測，最終可獲得所需的雜交瘤細胞，該細胞具有的特點是 。 (2)若要大量制備抗該蛋白的單克隆抗體，可將該雜交瘤細胞注射到小鼠的 中使其增殖，再從 中提取、純化獲得。 (3)通過上述方法得到的單克隆抗體可準確地識別這種HSV-1蛋白，其原因是該抗體具有 和 等特性。,【答案】 (1) HSV-1蛋白 體液免疫 脾臟 骨髓瘤 無限增殖且產生專一抗體 (2)腹腔 腹水 (3)純度高 特異性強 【解析】(1)制備單克隆抗體時，需要先給小鼠注射特定抗原(HSV-1蛋白)，當小鼠血清中抗HSV-1蛋白的抗體檢測呈陽性時，就可從小鼠脾臟中獲取B淋巴細胞，將B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，經過篩選和克隆化培養(yǎng)，最終獲得既能無限增殖又能產生專一抗體的雜交瘤細胞。(2)單克隆抗體的獲取有兩條途徑，一是從體外細胞培養(yǎng)液中提純獲得，二是將雜交瘤細胞注射到小鼠的腹腔中使其增殖，再從腹水中提取、純化獲得。(3)單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高、純度高等特點。,核移植技術應注意的問題： (1)該技術形成重組細胞發(fā)育成一個新個體，體現(xiàn)了細胞核的全能性而非動物細胞的全能性。 (2)克隆屬于無性繁殖，產生新個體的性別、絕大多數性狀與供核親本一致。 (3)核移植技術獲得的動物與供核動物性狀不完全相同：①克隆動物絕大部分DNA來自于供體細胞核，但其核外線粒體中的DNA主要來自于受體卵細胞。②性狀是基因與環(huán)境共同作用的結果。供核動物生活的環(huán)境與克隆動物所生活的環(huán)境不會完全相同，其性狀也不可能和供核動物完全相同。③在個體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變，產生供核動物沒有的性狀。,變式4(2015河北張家口四月模擬) 目前人及動物使用的流行性感冒病毒疫苗的生產大多采用雞胚。這種傳統(tǒng)的方法勞動強度大，雞胚用量大，需要繁瑣的純化工藝去除雞胚蛋白減少過敏反應。流感的大流行性以及新發(fā)流感的流行迫切需要一種新的疫苗生產方法。如圖是一種RNA流感病毒疫苗研制流程。請回答有關的問題： (1)圖中步驟①所代表的過程是 ；步驟③可用 處理大腸桿菌，使其處于 ；檢驗S基因是否翻譯成S蛋白的方法是 。 (2)如果要生產抗流感病毒單克隆抗體，請幫助完成制備單克隆抗體主要步驟： ①用該流感病毒對小鼠進行注射，從產生免疫反應小鼠的脾臟中得到相應的B淋巴細胞。 ②設法將鼠的 與B淋巴細胞融合，再用特定的選擇性培養(yǎng)基進行篩選，得到既能 ，又能 的雜交瘤細胞。,③對上述雜交瘤細胞，還需進行 和抗體檢測，經多次篩選，就可獲得足夠數量的能分泌所需抗體的細胞。 ④將雜交瘤細胞在體內或 培養(yǎng)，就可以從中提取出大量的能抗該流感病毒的單克隆抗體了。 【答案】(1)逆轉錄 Ca2+ 感受態(tài)細胞 抗原-抗體雜交實驗 (2)②骨髓瘤細胞 迅速大量繁殖 產生專一抗體 ③克隆化培養(yǎng) ④體外 【解析】(1)步驟①所代表的過程是逆轉錄，由RNA為模板合成DNA。步驟③可用Ca2+處理大腸桿菌，使其處于感受態(tài)細胞；檢驗S基因是否翻譯成S蛋白的方法是抗原——抗體雜交實驗。(2)②設法將鼠的骨髓瘤細胞與B淋巴細胞融合，再用特定的選擇性培養(yǎng)基進行篩選，得到既能迅速大量繁殖，又能產生專一抗體的雜交瘤細胞；③為了獲得足夠數量的能分泌所需抗體的細胞，還需進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測；④雜交瘤細胞產生單克隆抗體有兩種方法：體內或體外培養(yǎng)。,1．胚胎工程的要點 (1)兩個標志——受精的標志和受精過程完成的標志。 ①受精標志：在透明帶和卵細胞膜之間觀察到兩個極體。 ②受精過程完成的標志：雌、雄原核的融合。 (2)卵子和精子能夠受精的前提條件比較： ①成熟的精子并不代表具有受精能力，必須獲能后方才具備受精能力。 ②動物排出的卵子并未成熟且成熟程度因動物種類不同而異，但只有達到減Ⅱ中期時，才具備與精子受精的能力。 (3)兩個保障： ①同種生物精卵結合的保障：卵細胞透明帶上存在精子的特異性識別的受體，只允許同種生物的精子與卵細胞結合。 ②防止多精入卵的保障：a．透明帶反應。b．卵細胞膜封閉作用。 2．早期胚胎發(fā)育過程,3.胚胎移植的培育過程 4.試管動物培育流程,5.設計試管嬰兒及其引發(fā)的倫理問題 （1）設計試管嬰兒： (2)倫理問題： ①把試管嬰兒當作人體零配件工廠，是對生命的不尊重；②拋棄或殺死配型不合適的多余胚胎，無異于“謀殺”。,例 5 (2015陜西寶雞九校三月聯(lián)考)長期以來，優(yōu)良種畜的繁殖速度始終是限制畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的瓶頸，近年來發(fā)展起來的細胞工程和胚胎工程技術為優(yōu)良種畜的快速繁殖帶來了無限生機，請據圖完成下列問題： (1)在試管牛和克隆羊的培育過程中都必須用到的生物技術有 、 。 (2)和受精有關的過程有①第一次卵裂開始；②釋放第二極體；③頂體反應；④穿越透明帶；⑤雌、雄原核的形成；⑥核膜消失，雌、雄原核融合。其正確的順序為 (填序號）。 (3)超數排卵技術的處理措施是對供體母牛注射 ；沖卵實質上是用特定裝置，將供體母牛子宮內的 沖洗出來。 (4)從A到E中，適宜牛的胚胎移植時期有 ；圖中標號3為 ，它將來可發(fā)育為胎膜和胚盤。,(5)試管牛的性別為 ，克隆羊“多利”的性狀和 (填“黑面綿羊”或“白面綿羊”)最接近。 (6)從哺乳動物早期胚胎或原始性腺中分離出來的細胞，稱為ES或EK細胞。這類細胞的形態(tài)特征有 。,【答案】(1)動物細胞培養(yǎng) 胚胎移植 (2)③④②⑤⑥① (3)促性腺激素(早期)胚胎 (4)DE 滋養(yǎng)層細胞 (5)雌性或雄性(或不能確定) 白面綿羊 (6)體積小、細胞核大、核仁明顯 【解析】(1)試管牛的培育過程中需要用到的技術有體外受精、動物細胞培養(yǎng)(早期胚胎培養(yǎng))和胚胎移植，克隆羊的培育過程中需要用到的技術有細胞核移植、動物細胞培養(yǎng)和胚胎移植。(2)受精過程的順序是頂體反應→穿越透明帶→釋放第二極體→雌、雄原核的形成→核膜消失，雌、雄原核融合→第一次卵裂開始。(3)促性腺激素能促進性腺發(fā)育和排卵；沖卵實質是把受精卵發(fā)育形成的(早期)胚胎從供體母牛子宮內沖洗出來。(4)牛的胚胎移植時期是桑椹胚或囊胚期(即D、E)，題圖中標號3為滋養(yǎng)層細胞，將來可發(fā)育為胎膜和胚盤。(5)試管牛屬于體外受精，是精子和卵細胞結合成受精卵，再由受精卵發(fā)育成個體，屬于有性生殖，性別無法確定?？寺⊙颉岸嗬钡男誀詈吞峁┘毎说木d羊(即白面綿羊)最接近。(6)胚胎干細胞具有體積小、細胞核大、核仁明顯等特點。,生物工程技術應用的組合可簡單表示如下： (1)轉基因植物培育：基因工程+植物組織培養(yǎng)。 (2)轉基因動物培育：基因工程+動物細胞培養(yǎng)+胚胎移植。 (3)核移植(克隆)動物培養(yǎng)：核移植+動物細胞培養(yǎng)+胚胎移植。 (4)胚胎移植：體外受精(或自然受精)+動物細胞培養(yǎng)+胚胎移植。 (5)植物體細胞雜交：體細胞融合+植物組織培養(yǎng)。 (6)試管動物：體外受精+動物細胞培養(yǎng)十胚胎移植。 胚胎分割、胚胎移植易混淆的問題：①材料選擇：發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。②囊胚期分割要求：內細胞團均等分割，以免影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。,變式5 （2015黃岡二模）如圖哺乳動物胚胎干細胞及其分化的示意圖，請回答： (1)胚胎干細胞是從動物胚胎發(fā)育至 期的內細胞團或從胎兒的 中分離得到的一類細胞。 (2)圖中分化程度最低的干細胞是 。在體外培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)液中加入 因子，可誘導該種干細胞向不同類型的組織細胞分化。 (3)在機體內，皮膚干細胞分化成皮膚細胞是機體細胞中基因 的結果。 (4)某患者不能產生正常的白細胞，通過骨髓移植可以達到治療的目的。骨髓移植的實質是將上圖中的 細胞移植到患者體內。 (5)若要克隆某種哺乳動物，從理論上分析，上述紅細胞、白細胞、皮膚細胞、神經細胞中不能選用作為供體細胞的是成熟的 ，其原因是 。 (6)若某藥物可抑制肝腫瘤細胞DNA的復制，則用該藥物可使肝腫瘤細胞停留于細胞周期的 期。 (7)在制備單克隆抗體過程中的細胞融合階段，用 細胞與骨髓瘤細胞融合，經多次篩選最終得到能分泌 的雜交瘤細胞。,【答案】(1)囊胚 原始性腺細胞 (2)胚胎干細胞 分化誘導 (3)選擇性表達 (4)造血干 (5)紅細胞 細胞中無細胞核 (6)間 (7)已免疫的B淋巴 特異性抗體 【解析】(1)囊胚的內細胞團與原始性腺中的細胞具有全能性。(2)胚胎干細胞能分化成皮膚干細胞、造血干細胞等多種干細胞，分化程度最低，在培養(yǎng)液中加入誘導因子可誘導胚胎干細胞向不同類型的組織細胞分化。(3)基因的選擇性表達實現(xiàn)了細胞分化。(4)造血干細胞分化成各種血細胞，使患者血液中血細胞正常。(5)胚胎移植的供體提供細胞核，成熟紅細胞無細胞核。(6)間期DNA分子進行復制。(7)已免疫的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞雜交，形成雜交瘤細胞，通過篩選可得到產生特異性抗體的雜交瘤細胞。,1.生態(tài)工程的原理,2.生態(tài)工程的實例,3.對我國生態(tài)工程發(fā)展前景的分析與展望 (1)西方國家的生態(tài)工程，除了治理環(huán)境污染的目標之外，主要通過介于工程和依靠自然恢復力的一種中間途徑，集中于對破壞的生態(tài)系統(tǒng)，特別是開礦后的廢棄地以及濕地等進行生態(tài)恢復。 (2)我國目前面臨的生態(tài)危機，已經不單純是環(huán)境污染問題，而是與人口激增、環(huán)境與資源破壞，能源短缺等問題結合在一起的“并發(fā)癥”。生態(tài)工程不僅要重視對生態(tài)環(huán)境的保護，更要注意與經濟、社會效益的結合。 (3)我國的農業(yè)生態(tài)工程遵循“整體、協(xié)調、再生、循環(huán)”的基本原則。 (4)我國生態(tài)工程的不足之處：缺乏定量化模型的指導；設計缺乏高科技含量；生態(tài)系統(tǒng)的調控缺乏經驗及準確的監(jiān)測技術支持；缺乏理論性指導等。,例 6 （2015湖南重點中學聯(lián)考）請據圖回答下列問題： (1)圖甲為竇店村綜合發(fā)展生態(tài)工程示意圖，該工程主要運用了哪些生態(tài)工程的基本原理? (至少答兩項)。此生態(tài)系統(tǒng)中的生產者有 ，生命活動所需的能量歸根到底都來自 。燃燒沼氣為雞舍增加照明時間，可以增加產蛋量，這屬于 信息傳遞。 (2)圖乙為礦區(qū)廢棄地的生態(tài)恢復工程流程圖，該恢復工程中，①②分別指 和 措施。該生態(tài)工程所遵循的主要原理是 。 (3)澳大利亞的大堡礁，生物多樣性非常高，珊瑚蟲和藻類組成了高效的植物—動物營養(yǎng)循環(huán)，因此珊瑚礁能夠保持很高的系統(tǒng)生產力。此生態(tài)系統(tǒng)體現(xiàn)了哪些生態(tài)工程的基本原理? 。,【答案】(1)物質循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理 谷物、藍綠萍 太陽光能 物理 (2)平整壓實土地 人工制造表土 整體性原理、協(xié)調與平衡原理 (3)物種多樣性原理、系統(tǒng)整體性原理 【解析】(1)竇店村綜合發(fā)展生態(tài)工程主要運用了物質循環(huán)再生原理、整體性原理、物種多樣性原理。 竇店村生態(tài)工程的生產者是谷物、藍綠萍，生命活動所需的能量根本來源是太陽能。光屬于物理信息。(2)為了加速恢復礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，采取的首要措施是平整壓實土地、人工制造表土。礦區(qū)生態(tài)恢復工程遵循的主要原理有整體性原理、協(xié)調與平衡原理。,生態(tài)工程是指應用生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)原理，結合系統(tǒng)工程的最優(yōu)化方法設計的分層多級利用物質的生產系統(tǒng)，其目的是將生物群落內不同物種、物質與能量多級利用、環(huán)境自凈和物質循環(huán)再生等原理與系統(tǒng)工程的優(yōu)化方法相結合，達到資源多層次和循環(huán)利用的目的。,變式6 （2015黃岡6月調研）現(xiàn)有一生活污水凈化處理系統(tǒng)，處理流程為“厭氧沉淀池→曝氣池→兼氧池→植物池”，其中植物池中生活著水生植物、昆蟲、魚類、蛙類等生物。污水經凈化處理后，可用于澆灌綠地?；卮饐栴}： (1)污水流經厭氧沉淀池、曝氣池和兼氧池后得到初步凈化。在這個過程中，微生物通過 呼吸將有機物分解。 (2)植物池中，水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物共同組成了 (填“生態(tài)系統(tǒng)”“群落”或“種群”)。在植物池的食物網中，植物位于第 營養(yǎng)級。植物池中所有蛙類獲得的能量最終來源于 所固定的 能。 （3）生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協(xié)調與平衡、 和 等原理。 （4）一般來說，生態(tài)工程的主要任務是對 進行修復，對造成環(huán)境污染和破壞的生產方式進行改善，并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產力。,【答案】 (1)無氧和有氧 (2)群落 一 生產者 太陽能 (3)物質循環(huán)再生 物種多樣性(4)已被破壞的生態(tài)環(huán)境 【解析】（1）依據題干提供的信息分析，污水流經厭氧沉淀池時，有些微生物能通過無氧呼吸分解有機物；流經曝氣池時，有些微生物能通過有氧呼吸分解有機物；流經兼氧池后，微生物能通過有氧呼吸和無氧呼吸分解有機物。（2）水生植物、昆蟲、魚類、蛙類和底泥中的微生物組成的整體，不止一種生物，故排除種群；不包含無機環(huán)境，故排除生態(tài)系統(tǒng)，則這個整體屬于群落。在食物鏈中生產者位于食物鏈的起點，生態(tài)系統(tǒng)中能量最終來源于生產者固定的太陽能。（3）生態(tài)工程所遵循的基本原理有整體性、協(xié)調與平衡系統(tǒng)學和工程學、物質循環(huán)再生和物種多樣性等原理。（4）生態(tài)工程的主要任務是對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復。,判斷正誤 (1)利用大腸桿菌在宿主細胞內對目的基因進行大量復制的過程可稱為“克隆”（） (2)動物基因工程主要為了產生體型巨大的個體（） (3)DNA分子制作探針進行檢測時需先將雙鏈DNA分子打開（） (4)Bt毒蛋白基因產生的Bt毒蛋白有毒性（） (5)通過基因工程能制造生產出青霉素來（） (6)在對天然蛋白質進行改造時，是直接對蛋白質分子進行改造（） (7)細胞融合完成的標志是新的細胞壁的形成（） (8)形成雜種細胞是植物體細胞雜交的終點（） (9)動物細胞融合和植物體細胞雜交過程中對雜種細胞進行篩選的方法相同（） (10)對病原體滅活是指用物理或化學方法破壞病原體的抗原結構（） (11)誘導融合與原生質體融合的方法不同（） (12)體內受精過程中，精子在精液中即可獲能（）,(13)排卵指卵子從卵泡中排出，沖卵是從子宮中沖出胚胎（） (14)桑椹胚的細胞不具有全能性（） (15)胚胎移植成功率的高低決定于胚胎發(fā)育情況 （） (16)對囊胚階段的胚胎進行分割時，要將滋養(yǎng)層均等分割（） (17)ES細胞具有發(fā)育的全能性，體外培養(yǎng)可以分化為成年動物體內任何一種組織細胞（） (18)克隆產生的后代與親代不一定完全相同( ),【答案】（1）（2）（3）√（4）（5）（6） （7）（8）（9）（10）（11）√（12） （13）√ （14）（15）（16）（17）(18)√,