2019-2020年高三生物專題復習 基因工程、細胞工程教案.doc

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2019-2020年高三生物專題復習 基因工程、細胞工程教案 一. 教學內容 復習基因工程、細胞工程 二. 學習重點 細胞質遺傳的特點、基因的結構、基因工程的步驟、生物膜系統(tǒng)、植物細胞工程、動物細胞工程。 三. 學習過程 （一）細胞質遺傳 1. 細胞質遺傳與細胞核遺傳的關系：生物的遺傳包括細胞核遺傳和細胞質遺傳兩大類。生物體絕大多數(shù)的性狀是由核基因控制的，極少數(shù)的性狀是由質基因控制的，還有一些性狀是由核基因和質基因共同控制的。 2. 細胞質遺傳的特點： （1）母系遺傳：受精卵的細胞質幾乎全部來自于卵細胞。 （2）雜交后代不出現(xiàn)一定的分離比：在細胞分裂時，細胞質是不均等的、隨機的分配。 3. 線粒體和葉綠體在遺傳中的作用：線粒體和葉綠體都含有遺傳物質DNA，具有獨立進行轉錄和翻譯的功能，但它們的自主程度是有限的，它們對核遺傳系統(tǒng)有很大的依賴性。 4. 關于三系配套： （1）保持系：必須具備兩個條件，一是用它作父本，二是除了它本身可育外，其它性狀應與不育系相同。 （2）恢復系：一是設法使某優(yōu)良雜交組合的父本核基因具有育性，二是生產雜交種時，不育系與恢復系的花期必須一致，或者不育系的花期稍早。 （3）不育系：具有可遺傳的雄性不育性狀 （4）隔離區(qū)：制雜交種時，為防止外來花粉的干擾，要建立兩個隔離區(qū)，一是繁殖不育系和保持系隔離區(qū)，另一個是繁殖雜交種和恢復系的隔離區(qū)。 （二）基因的結構 1. 原核細胞的基因結構：由編碼區(qū)和非編碼區(qū)構成 編碼區(qū)上游的非編碼區(qū)中有啟動子，控制著RNA聚合酶的結合，整個編碼區(qū)堿基序列能夠編碼蛋白質。 2. 真核細胞的基因結構：由編碼區(qū)和非編碼區(qū)構成 編碼區(qū)可分為外顯子和內含子，外顯子與內含子相間排列，編碼區(qū)中能夠編碼蛋白質的堿基序列是外顯子，不能編碼蛋白質的是內含子。 3. 真核細胞的基因結構與原核細胞的基因結構比較 相同點：都有編碼區(qū)和非編碼區(qū)，編碼區(qū)上游都有啟動子。 不同點：真核細胞的基因結構比原核細胞的基因結構更復雜，真核細胞的基因結構可分為外顯子和內含子，而原核細胞的基因結構不分為外顯子和內含子。 （三）基因工程簡介 1. 基因工程的概念：又叫DNA重組技術。它是按照人們意愿，把一種生物的基因導入到另一種生物的細胞中，定向的改變生物性狀。 2. 基因操作的工具： （1）基因的剪切工具——限制性內切酶。 （2）基因的連接工具——DNA連接酶。 （3）基因的運載工具——運載體。 3. 基因操作的基本步驟 （1）提取目的基因——直接分離基因和人工合成基因。 （2）目的基因與運載體結合——使目的基因載入到運載體中，形成重組DNA。 （3）將目的基因導入受體細胞——常采用顯微注射技術和感染法 （4）目的基因的檢測與表達——依據(jù)運載體上的標記基因判斷導入與否，據(jù)受體細胞表現(xiàn)出特定的性狀，判斷目的基因表達與否。 4. 基因工程的成果與發(fā)展前景 （1）醫(yī)藥衛(wèi)生：生產基因工程藥品；基因診斷（DNA探針）；基因治療。 （2）農牧業(yè)及食品工業(yè)：農業(yè)上獲得具抗性能力的新品種；畜牧養(yǎng)殖業(yè)培養(yǎng)優(yōu)良品種的轉基因動物；食品業(yè)為人類開辟新的食物來源。 （3）環(huán)境保護：環(huán)境監(jiān)測；環(huán)境的凈化 （四）生物膜系統(tǒng) 1. 概念：指活細胞內，核膜、線粒體、葉綠體以及內質網、高爾基體等由膜圍成的細胞器，在結構和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體，它們形成的結構和功能的體系。 2. 各種生物膜在結構上的聯(lián)系： 直接聯(lián)系：是指膜與膜直接相連，如內質網膜外連細胞膜，內連外層核膜； 間接聯(lián)系：是指膜之間通過小泡互相轉化，如內質網膜可以轉移到高爾基體膜，再轉移到細胞膜。 3. 各種生物膜在功能上的聯(lián)系：各種生物膜功能上的分工和聯(lián)系，如分泌蛋白的合成和分泌。 4. 研究生物膜的重要意義 （1）理論上：有助于闡明細胞的生命活動規(guī)律。 （2）實踐中：進行海水淡化處理，污水過濾、分離；研究農作物抗寒、抗旱、耐鹽的機理，改善農作物的品質；人工膜材料替代病變器官行使正常生理功能。 （五）植物細胞工程 1. 理論基礎：細胞全能性 細胞全能性比較：受精卵>生殖細胞>未分化細胞>成熟細胞 2. 植物組織培養(yǎng)： 應用：植物快速繁殖、植物脫毒、轉基因植物的培育。 3. 植物體細胞雜交： 意義：克服遠緣雜交不親和的障礙 （六）動物細胞工程 動物細胞工程常用技術——動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合、單克隆抗體、胚胎移植、核移植等。 1. 動物細胞培養(yǎng) 應用： ① 大規(guī)模的生產重要價值的蛋白質生物制品 ② 燒傷病人植皮 ③ 培養(yǎng)的動物細胞用于檢測有害物質 ④ 培養(yǎng)正常或病變細胞由于科研（如海拉細胞系） 2. 動物細胞融合 應用：單克隆抗體 3. 胚胎移植：屬于有性生殖 體外受精→胚胎初期→子宮內發(fā)育→幼體 4. 核移植：屬于無性生殖 【模擬試題】 一. 選擇題 1. 控制細胞質遺傳的載體是（　　） A. 染色體　 B. 線粒體　 C. 細胞質基質　 D. 線粒體和葉綠體 2. 在形成卵細胞的減數(shù)分裂過程中，細胞質遺傳物質的分配特點是（ ） ① 有規(guī)律分配 　② 隨機分配　 ③ 均等分配　 ④ 不均等分配 A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ②③ 3. 椎實螺外殼的螺旋方向，右旋對左旋是顯性。雜交實驗，當右旋♀X左旋♂，F(xiàn)1為右旋；當左旋♀X右旋♂時，F(xiàn)1為左旋，則椎實螺外殼螺旋方向的遺傳（　?。? A. 遵循伴性遺傳規(guī)律　　　　　　 B. 遵循基因的分離定律 C. 遵循基因自由組合定律　　　　 D. 后代不出現(xiàn)一定的分離比例 4. 下列關于細胞質遺傳的敘述正確的是（　　） A. 由基因控制，遵循遺傳定律 B. 由基因控制，不遵循遺傳定律 C. 不受基因控制，兩個親本雜交，后代的性狀沒有一定的分離比 D. F1總是表現(xiàn)出母本的性狀，故F1一定不會出現(xiàn)性狀分離 5. 若有一個保持系的基因型為S（rr），則它的雙親可能的基因型為（　?。? A. ♀N（Rr）X♂S（Rr）　　 B. ♀N（Rr）X♂N（RR） （　　） C. ♀S（RR）X♂N（Rr） D. ♀S（rr）X♂N（rr） 6. 下列雜交結果符合紫茉莉葉性狀的遺傳的是（　?。? A. ♀花斑X♂綠色→F1呈花斑　 B. ♀綠色X♂花斑→F1呈綠色 C. ♀白色X♂花斑→F1呈花斑　 D. ♀花斑X♂白色→F1呈白色 7. 下列說法正確的是（　?。? A. 原核細胞的基因結構中沒有內含子，只有外顯子 B. 終止子是一種轉錄終止的信號且其DNA序列與編碼區(qū)的終止密碼TAA相同 C. 在基因結構中，非編碼區(qū)不能編碼蛋白質編碼區(qū)序列都能編碼蛋白質 D. 基因結構中的非編碼區(qū)具有調控作用 8. 原核細胞基因的非編碼區(qū)組成是（　?。? A. 基因的全部堿基序列　　　 B. 能轉錄相應信使RNA的DNA序列 C. 信使RNA上的密碼序列　 D. 編碼區(qū)上游和下游的DNA序列　 9. 對真核細胞內的一個基因結構的敘述正確的是（　?。? A. 每一個基因中的外顯子和內含子數(shù)目相同　 B. 不同基因的內含子長度相同 C. 不同基因的外顯子長度相同 D. 不同基因的外顯子和內含子數(shù)目、長度均不相同 10. 原核細胞的基因結構和真核細胞的基因結構不同之處是（　　） A. 原核細胞的基因結構中沒有編碼區(qū) B. 原核細胞的基因結構中沒有調控遺傳信息表達的核苷酸序列 C. 原核細胞的基因結構中沒有RNA聚合酶的結合位點 D. 原核細胞的基因結構中沒有外顯子和內含子 11. 下列對基因結構的認識中，不正確的是（　　） A. 編碼區(qū)能夠轉錄為相應的RNA，參與蛋白質的合成 B. 啟動子、終止子包括在非編碼區(qū) C. 原核細胞與真核細胞的基因結構中都存在有外顯子和內含子 D. 內含子是不能編碼蛋白質的序列 12. 真核細胞基因的結構包括（　?。? ① 啟動子 ② 終止子 ③ 終止密碼 ④ 外顯子 ⑤ 內含子 A. ①②③　　　B. ①②④⑤ C. ①②③④⑤　　D. ③④⑤ 13. 從浩瀚的“基因海洋”中獲得特定的目的基因的方法有（　　） ① 從供體細胞的DNA中直接分離基因　 ② 從受體細胞的DNA中直接分離基因　 ③ 人工合成基因　　 ④ 復制 A. ①②　　　　B. ①③　　　C. ③④　　　D. ②④ 14. 下列說法正確的是（　?。? A. 質粒是基因工程中唯一的運載工具　　 B. 人工合成基因可以以RNA為模板 C. 檢測到標記基因所表達出來的性狀，則說明受體細胞中的目的基因已成功表達 D. 重組的DNA分子必須含有抗藥性基因，即標記基因。 15. 下列說法正確的是（　?。? A. 基因治療主要是對缺陷的細胞進行修復 B. 基因工程的產品是獲得大量的目的基因 C. 用苯丙氨酸羥化酶基因探針可以檢測出鐮刀型細胞貧血癥 D. 用DNA探針檢測飲水中病毒的含量，可精確到10個病毒每噸水 16. 下列說法不正確的是（　?。? A. 基因的運載體從本質上來看是一種分子量較小的DNA分子 B. 蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲基因可以通過基因工程在棉花細胞中表達 C. 基因工程的產品往往是一些蛋白質類物質 D.“工程菌”是從自然界分離出來，可作為基因工程中的受體細胞 17. 基因工程中科學家常采用細菌、酵母菌等微生物作為受體細胞的原因是（ ） A. 結構簡單，操作方便 B. 繁殖速度快 C. 遺傳物質含量少，易操作 D. 性狀穩(wěn)定，變異少 18. 連接細胞膜、高爾基體膜、核膜，使三者相互聯(lián)系，構成一個有機整體的結構是（ ）A. 中心體　　　B. 線粒體　　　C. 內質網　　　D. 質體 19. 下列對細胞內生物膜在結構上具有一定連續(xù)性的敘述錯誤的是（ ） A. 內質網通過“出芽”形成小泡與高爾基體膜融合 B. 細胞質中的小泡與核糖體膜融合 C. 細胞膜向內凹陷形成小泡離開細胞膜回到細胞質中 D. 高爾基體膜突起形成小泡，離開高爾基體膜與細胞膜融合 20. 下列哪種物質的形成與內質網及上面的核糖體、高爾基體和線粒體都有關（　　） A. 血紅蛋白　　 B. 呼吸氧化酶　　C. 胃蛋白酶原　　D. 性激素 21. 下列有關生物膜轉化的敘述中，正確的是（　?。? A. 具膜結構中膜的轉化是不可逆的 B. 具膜小泡成為具膜結構的一部分要靠膜的融合 C. 一種膜結構的膜成為另一種膜結構的一部分，與膜的流動性無關 D. 生物膜的功能特征是膜之間轉化的前提條件 22. 下列有關生物膜系統(tǒng)的敘述中，正確的是（　?。? A. 細胞膜使細胞有相對穩(wěn)定的內環(huán)境 B. 細胞的化學反應都在細胞膜表面進行 C. 細胞膜把細胞分隔成許多小區(qū)室 D. 廣闊的膜面積為所有酶提供了附著的位點 23. 胰島的B細胞分泌胰島素過程，不能說明的是（　?。? A. 各種生物膜在結構上有一定的聯(lián)系 B. 各種生物膜在功能上既有明確分工，又有密切聯(lián)系 C. 生物膜結構有一定的聯(lián)系性 D. 分泌物的排出是主動運輸 24. 在一個生物體內，細胞沒有表現(xiàn)全能性，原因是（　?。? A. 細胞失去了全能性　　　　　　　　B. 細胞中的基因部分丟失 C. 細胞中的基因選擇表達　　　　　　D. 細胞中的基因變異不同 25. 有關全能性的表述中，不正確的是（　?。? A. 受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高 B. 生物體內細胞由于分化全能性不能表達 C. 卵細胞和受精卵一樣，細胞未分化，全能性很高 D. 植物細胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性 26. 下列屬于組織培養(yǎng)的是（　　） A. 花粉培養(yǎng)成單倍體植株　　　　　　B. 芽發(fā)育成枝條 C. 根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)　　　　　D. 未受精的卵細胞發(fā)育成植株 27. 用植物組織培養(yǎng)技術，可以培育出或生產出（　?。? A. 食品添加劑　　 B. 無病毒植物　　C. 人工種子　　　D. A、B、C都是 28. 當植物細胞脫離了原來所在的植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時，下列有可能使其表現(xiàn)出全能性、發(fā)育成完整植株的是（　?。? A. 細胞分裂素　 B. 生長素 C. 一定的營養(yǎng)物質　　D. 以上三者 29. 用動物細胞培養(yǎng)技術使細胞傳到50代以后仍能傳下的傳代細胞稱為（　?。? A. 原代細胞　　　B. 傳代細胞　　　C. 細胞系　　　　D. 細胞株 30. 不能人工誘導原生質體融合的方法是（　?。? A. 振動　　　 B. 刺激　　　　C. PEG試劑　　　 D. 重壓 31. 下列細胞中，不具有細胞全能性特點的細胞是（　?。? A. 心肌細胞　　　B. 神經細胞　　　C. 根的皮層細胞　 D. 木質部導管細胞 32. 動物細胞融合技術最重要的用途是（　?。? A. 培養(yǎng)多倍體的經濟動物　　　　　　 B. 培養(yǎng)具有雙親優(yōu)良性狀的經濟動物 C. 制備單克隆抗體　　　　　　　　　 D. A、B兩項 33. 關于單克隆抗體不正確的是（　?。? A. 化學性質單一　 　 B. 用有性繁殖獲得 C. 特異性強　　　　　　　D. 可用于治病、防病 34. 能提高良種家畜繁殖能力的細胞工程技術是（　?。? A. 組織培養(yǎng)　　　B. 細胞融合　　　C. 胚胎移植　　D. 細胞核移植 35. 在動物細胞培養(yǎng)中，所培養(yǎng)的動物細胞大都取自（　?。? A. 幼齡動物器官　　　　　　　　B. 老齡動物器官 C. 中年動物器官　　　　　　　　D. 中年動物器官 二. 非選擇題 36. 中國科學家陳炬成功地把人的抗病毒干擾素基因植入煙草的細胞中并“嫁接”到其DNA分子上，使煙草獲得了抗病毒的能力。試分析回答： （1）人的抗病毒干擾素的化學本質是 。 （2）在該實驗操作過程用到的工具酶有 和 。 （3）人的抗病毒干擾素基因之所以能“嫁接”到植物的DNA分子上去，是因為 。 （4）煙草有了抗病毒的能力，這表明煙草體內產生了 。這個事實說明，人和植物共同有一套 ，蛋白質的合成方式 。 （5）這個事實也說明，現(xiàn)代地球上的生物是由共同的原始祖先經過漫長的地質年代進化而來,它們之間有著或遠或近的 關系。 37. 下圖表示胰腺細胞合成與分泌酶原顆粒的大體過程，請據(jù)圖回答有關問題： （1）如果圖示細胞是一個胰腺細胞，則酶原顆粒的合成場所是[ ] ，合成時必須在 直接指導下完成，對酶原顆粒進行加工和包裝的場所是[ ] 。 （2）如果圖示細胞是一個汗腺細胞，則該細胞中與胰腺細胞相比，明顯減少的細胞器是[ ] 和[ ] ，汗腺細胞的分泌物主要來自 。 （3）如果圖示細胞是一個小腸絨毛上皮細胞，則圖示細胞中與小腸絨毛上皮細胞的吸收功能不相符合的是 ，與其吸收葡萄糖和氨基酸提供條件有直接關系的細胞器是 和 。 38. 下圖為兩個種間植物細胞融合和再生植株示意圖，回答（一～八表示各步驟） （1）從步驟一到步驟二是植物細胞形成的 階段，其關鍵技術是 。 （2）從步驟二到三一般要用 作為促融劑。 （3）步驟五為 過程，完成體細胞雜交。 （4）在形成再生植物的過程中與組織培養(yǎng)有相似之處的步驟是 。 理由是 　　　　　。 （5）步驟八表示選擇體細胞雜種植株，雜種植株在形態(tài)上表現(xiàn)為 ，其根本原因是　　　　　　 。 （6）該項研究解決了育種過程中的什么問題？ 【試題答案】 一. 選擇題 1. D　 2. B　 3. D　 4. B　 5. D 6. B 7. D　 8. D　 9. D　 10. D　 11. C　 12. B 13. B　 14. B　 15. D　 16. D　 17. B 18. C 19. B 20. C 21. B 22. A 23. D 24. C 25. C 26. A 27. D 28. D 29. C 30. D 31. D 32. C 33. B 34. C 35. A 二. 非選擇題 36. （1）蛋白質　 （2）限制性內切酶；DNA連接酶 （3）人和植物的DNA分子，具有相同的結構（雙螺旋結構）和化學組成（基本組成單位） （4）人的干擾素基因；遺傳密碼；轉錄和翻譯 （5）親緣 37. （1）2核糖體；mRNA；3高爾基體 （2）2核糖體；3高爾基體；無機鹽 （3）分泌小泡；核糖體；線粒體 38. （1）一；分離原生質體，細胞壁的去除 （2）聚乙二醇 （3）原生質體融合 （4）六～七；都有轉移愈傷組織到新的培養(yǎng)基的過程 （5）具有兩個親本的特性；具有雙親的全部遺傳物質 （6）遠緣雜交不親和的問題