小學(xué)勞動與技術(shù)教案
發(fā)表時間:2020-11-16生物技術(shù)藥物與疫苗。
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時能夠胸有成竹,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容,減輕高中教師們在教學(xué)時的教學(xué)壓力。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢?下面是由小編為大家整理的“生物技術(shù)藥物與疫苗”,僅供參考,大家一起來看看吧。
第3節(jié)生物技術(shù)藥物與疫苗
知識與能力方面:
1.簡述生物技術(shù)藥物的概念。
2.舉例說明基因工程藥物、細(xì)胞工程藥物的生產(chǎn)原理和意義。
3.舉例說明生物技術(shù)疫苗的生產(chǎn)原理和意義。
4.進(jìn)一步體驗科學(xué)技術(shù)是一個不斷發(fā)展的過程及理解科學(xué)、技術(shù)、社會三者間的關(guān)系。過程與方法方面:
本節(jié)課主要采取學(xué)生通過小組合作探究的方法,并通過瀏覽網(wǎng)站資料來了解當(dāng)前在生物技術(shù)藥物和疫苗技術(shù)的科學(xué)進(jìn)展。能夠說書生物技術(shù)藥物的各個種類及生產(chǎn)過程,在小組合作探究中理解科學(xué)、技術(shù)、社會三者的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生的合作探究精神,和自我學(xué)習(xí)、搜集信息和處理信息的能力。
情感態(tài)度、價值觀方面:
1.基因工程藥物、細(xì)胞工程藥物的生產(chǎn)原理和意義。
2.生物技術(shù)疫苗的生產(chǎn)原理和意義。
細(xì)胞工程藥物的生產(chǎn)原理。
講授法和學(xué)生合作學(xué)習(xí)相結(jié)合
2課時。
(導(dǎo)入新課)師:教師用課件展示資料介紹中國發(fā)生的SARS對國民的危害,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師提出問題:目前有沒有治療SARS的方法?學(xué)生圍繞著這個問題展開討論,然后小組匯報交流。
教師:生物技術(shù)藥物內(nèi)容是什么?目前主要的方法有哪些?
(學(xué)生活動)學(xué)生閱讀教材解答以上兩個問題。
生物技術(shù)藥物的內(nèi)容是:生物技術(shù)藥物一般是利用DNA重組技術(shù)或其他生物技術(shù)的藥物。包括基因工程藥物、酶工程藥物、發(fā)酵工程藥物、細(xì)胞工程藥物等等。
教師:生產(chǎn)各種生物技術(shù)藥物的過程分別是什么?教師對學(xué)生進(jìn)行分組,不同的組承擔(dān)不同的藥物生產(chǎn)過程內(nèi)容的探究。(主要探究基因工程和細(xì)胞工程研制的藥物)
學(xué)生分組探究學(xué)習(xí)結(jié)束后,進(jìn)行交流。解答以下問題并展示:
1.基因工程藥物
(1)過程
(2)常見的基因工程藥物(教師用多媒體展示)
:
(3)在基因工程藥物的生產(chǎn)的過程中,最主要的環(huán)節(jié)是構(gòu)建工程菌,即通過轉(zhuǎn)基因工程技術(shù)將目的基因轉(zhuǎn)入細(xì)菌(大腸桿菌)中,形成基因重組工程細(xì)菌。
2.細(xì)胞工程的大致過程
(1)植物細(xì)胞培養(yǎng)制備藥物的流程
(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)過程
教師:(提出問題)何為生物技術(shù)疫苗?目前常見的生物技術(shù)疫苗有哪些?
學(xué)生活動(自主看書)
目前常見的疫苗有:
1.利用基因工程將病原體的某個抗原基因或某幾個抗原基因轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)乃拗鳎M(jìn)行表達(dá),獲得的表達(dá)產(chǎn)物作為免疫原使用,這稱為基因工程疫苗。例如,乙型肝炎抗原疫苗,就是將乙肝抗原基因轉(zhuǎn)入到酵母菌或動物細(xì)胞。
2.核酸疫苗包括DNA疫苗和RNA疫苗,是近年備受人們關(guān)注的新型疫苗。它是由編碼能夠引起保護(hù)性免疫反應(yīng)的病原體抗原的基因片段和載體構(gòu)建而成,然后導(dǎo)入人體進(jìn)行表達(dá),產(chǎn)生抗原,引起免疫反應(yīng)。
1.在基因工程藥物的生產(chǎn)過程中,最重要的一步是:
A.從受體細(xì)胞獲得目的基因
B.目的基因的檢測
C.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞
D.工程菌大規(guī)模繁殖
2.通過基因工程,把乙型肝炎抗原基因轉(zhuǎn)移到番茄中,人吃這種番茄能夠預(yù)防乙肝。下列說法正確的是:
A.番茄的體細(xì)胞中含有青霉素,是青霉素其主要作用。
B.番茄能夠通過體液免疫產(chǎn)生對抗異性肝炎病毒的抗體。
C.番茄在生長發(fā)育中,發(fā)生了基因突變,產(chǎn)生了抗體。
D.轉(zhuǎn)入的乙型肝炎抗原基因在番茄的體細(xì)胞中合成了對抗乙肝病毒的物質(zhì)。
3.在動物細(xì)胞培養(yǎng)的過程中要加入胰蛋白酶,加入胰蛋白酶的作用是
A.分解蛋白質(zhì),為細(xì)胞的繁殖提供營養(yǎng)。
B.使細(xì)胞分散開,便于充分接觸培養(yǎng)液,
C.是為了保證細(xì)胞的活性
D.為細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝提供酶。
4.利用基因工程產(chǎn)生的胰島素的作用是
A.治療冠心病
B.對胰臟患者起一定的療效
C.治療糖尿病
D.進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),催化葡萄糖分解
5.下列物質(zhì)是核酸疫苗的是
A.DNAB.氨基酸C.胰島素D.乙酰膽堿
做學(xué)案上的練習(xí)題
生物技術(shù)藥物和疫苗這一節(jié)內(nèi)容是比較前沿的知識,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中比較感興趣。加上本節(jié)課有大量的生活實例都與基因工程及疫苗有關(guān)。所以,在授課過程中,學(xué)生參與的比較高,加上采取了合作教學(xué),學(xué)生討論的很熱烈。但由于本節(jié)課介紹的知識很寬泛,具體的操作流程,還需要教師幫助學(xué)生所搜集一些相關(guān)的知識以及典型題目,對所學(xué)的知識進(jìn)行加深、鞏固和升華。
延伸閱讀
選修1:生物技術(shù)實踐
經(jīng)驗告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。作為高中教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識點(diǎn),幫助高中教師提前熟悉所教學(xué)的內(nèi)容。所以你在寫高中教案時要注意些什么呢?下面是由小編為大家整理的“選修1:生物技術(shù)實踐”,僅供參考,希望能為您提供參考!
本模塊是實驗課,所說的生物技術(shù),是指廣義的生物技術(shù),而不限于(甚至主要不是)現(xiàn)代生物技術(shù)。內(nèi)容包括微生物的利用、酶的應(yīng)用、生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用和生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用四部分。教師應(yīng)根據(jù)本校的條件,指導(dǎo)學(xué)生選做本模塊中的5~7個實驗。每個實驗不限于1個或2個學(xué)時。有的實驗需要連續(xù)進(jìn)行若干天,但每天所需時間不一定很長。這些實驗中有的是使學(xué)生了解基本原理或獲得基本知識的,有的是偏重于實際應(yīng)用的。本模塊對學(xué)生的要求是在自學(xué)有關(guān)知識的基礎(chǔ)上,在教師的指導(dǎo)下自己設(shè)計并進(jìn)行實驗,然后收集和整理資料,寫出報告,進(jìn)行口頭交流,相互討論。教師的主要任務(wù)不是詳細(xì)講解,而是給學(xué)生提供實驗條件及必要的參考資料,指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計和進(jìn)行實驗,參加和輔導(dǎo)學(xué)生的討論。根據(jù)實驗內(nèi)容和實驗室條件,每個實驗可以1人、2人或多人1組,原則是使每個學(xué)生都有充分的動手機(jī)會。
4.1微生物的利用
具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)
活動建議
進(jìn)行微生物的分離和培養(yǎng)。測定某種微生物的數(shù)量。
研究培養(yǎng)基對微生物的選擇作用。
探討微生物的利用。
嘗試?yán)梦⑸镞M(jìn)行發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物。用大腸桿菌為材料進(jìn)行平面培養(yǎng),分離菌落。
用土壤浸出液進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng),僅以尿素為氮源,測定能生長的細(xì)菌的數(shù)量。
觀察并分離土壤中能分解纖維素的微生物,觀察該微生物能否分解其他物質(zhì),討論這類微生物的應(yīng)用價值。
4.2酶的應(yīng)用
具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)
活動建議
研究酶的存在和簡單制作方法。嘗試?yán)妹富盍y定的一般原理和方法。
探討酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用。
嘗試制備和應(yīng)用固相化酶。探究利用蘋果勻漿制成果汁的最佳條件,檢測果膠酶的活性,觀察果膠酶對果汁形成的作用。收集果膠酶其他方面利用的資料。
研究并試驗將有油漬、汗?jié)n、血漬的衣物洗凈的辦法。嘗試應(yīng)用脂肪酶、蛋白酶的洗滌效果。用實驗找出在什么條件下使用加酶洗衣粉效果最好。
制成固相化乳糖酶并檢測牛奶中乳糖的分解。通過此實驗了解并探討固相化酶的應(yīng)用價值。
4.3生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用
具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)
活動建議
研究從生物材料中提取某些特定成分。運(yùn)用發(fā)酵食品加工的基本方法。
測定食品加工中可能產(chǎn)生的有害物質(zhì)。設(shè)計一種簡單裝置,從芳香植物材料(如橘皮、玫瑰花、薄荷葉等)中提取芳香油。
利用酒酵母由果汁制酒,再利用乙酸菌由酒制醋。設(shè)計并安裝簡單的生產(chǎn)果汁酒以及生產(chǎn)醋的裝置。
制作腐乳,并分析制作過程的科學(xué)原理及影響腐乳品質(zhì)的條件。
制作泡萊,嘗試用比色法測定其亞硝酸鹽含量的變化,并討論與此相關(guān)的食品安全問題。
4.4生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用
具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)
活動建議
嘗試植物的組織培養(yǎng)。嘗試蛋白質(zhì)的提取和分離。
嘗試PCR(DNA多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)的基本操作和應(yīng)用。
用組織培養(yǎng)法培養(yǎng)花卉等幼苗,并進(jìn)行露地栽培。
以動物血清為材料,提取其中的乳糖脫氫酶并分離其同工酶。
用某一DNA片段進(jìn)行PCR擴(kuò)增。
生物技術(shù)的倫理問題
一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計劃,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生們有一個良好的課堂環(huán)境,有效的提高課堂的教學(xué)效率。那么一篇好的高中教案要怎么才能寫好呢?小編經(jīng)過搜集和處理,為您提供生物技術(shù)的倫理問題,相信能對大家有所幫助。
4.2生物技術(shù)的倫理問題
一、知識與技能目標(biāo)
簡述克隆人、試管嬰兒、基因檢測等生物技術(shù)在應(yīng)用中可能和已經(jīng)帶來的利和弊。
二、過程與方法目標(biāo)
通過討論、閱讀、查找資料等活動,關(guān)注上述問題可能給人類生活帶來的影響,形成自身的心理準(zhǔn)備和理性的思考。
三、情感與價值觀目標(biāo)
認(rèn)同對生物技術(shù)倫理問題討論的必要性。
四、教學(xué)過程
(一)克隆技術(shù)引發(fā)的倫理問題
(二)設(shè)計試管嬰兒技術(shù)引發(fā)的倫理問題
(三)基因檢測引發(fā)的倫理問題
1.基因身份證: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。
2.基因檢測的優(yōu)點(diǎn):通過基因檢測可及早采取措施,適時治療,挽救患者生命。
3.基因檢測引發(fā)的問題及解決辦法
(1)問題:①目前,人類對基因結(jié)構(gòu)及基因相互作用尚缺乏足夠認(rèn)識,要想通過達(dá)到預(yù)防疾病的目的是困難的;②基因檢測結(jié)果本身會給受檢者帶來巨大的;③個人基因資訊泄露會造成,導(dǎo)致失業(yè)、婚姻困難、人際關(guān)系疏遠(yuǎn)等。
(2)解決辦法:對于基因歧視現(xiàn)象,可以通過正確的、教育和立法得以解決。
五、例題分析
例1英國愛丁堡盧斯林研究所胚胎學(xué)家維爾莫特博士于1996年8月成功地繁殖出世界上第一只克隆綿羊多利。據(jù)有關(guān)背景材料回答問題。
背景材料:1997年2月7日,《自然》雜志報道,英國愛丁堡大學(xué)的盧斯林研究所將一只6歲母羊(A羊)的乳腺上皮細(xì)胞核導(dǎo)入另一只母羊(B羊)的去核卵細(xì)胞中,經(jīng)體外培養(yǎng)并胚胎移植到第三只母羊(C羊)的子宮內(nèi),終于培育出一只名為多利(DolIy)的小綿羊,它就是提供細(xì)胞核的那只6歲母羊的克隆或拷貝。這是在哺乳動物中首次利用體細(xì)胞核作為核供體獲得自體復(fù)制的成功實例。這一消息一公布立即轟動了整個世界??寺【d羊被列為1997年的世界十大科技新聞的榜首。
(1)克隆羊多利的遺傳性狀基本與A綿羊一致。
(2)三只綿羊中哪一只羊沒有為多利提供遺傳物質(zhì)?
第三只羊
(3)克隆羊多利的成功,在技術(shù)上突破之處是()
A.供核細(xì)胞是體細(xì)胞B.供核細(xì)胞是胚胎細(xì)胞
C.胚胎移植技術(shù)D.細(xì)胞核移植技術(shù)
(4)克隆多利的過程是否遵循孟德爾的遺傳分離規(guī)律?為什么?
克隆為無性繁殖過程,而孟德爾的遺傳規(guī)律僅在進(jìn)行有性生殖的有性生物的減數(shù)分裂過程中起作用。
(5)你是否贊同克隆人?談?wù)勀愕目捶ā?br>
不贊同,贊同治療性克隆,反對生殖性克隆。
2.下列哪種技術(shù)或過程與試管嬰兒的形成無關(guān)()E
A.體外培養(yǎng)B.人工授精
C.胚胎移植D.正常妊娠
E.克隆技術(shù)
3.下列哪項不是解決基因歧視的正確方法()B
A.通過正確的科學(xué)知識傳播和倫理道理教育
B.杜絕基因檢測
C.保護(hù)個人遺傳信息隱私權(quán)
D.建立完善的法規(guī),通過立法解決
4.所謂的“設(shè)計試管嬰兒”比一般所說的試管嬰兒要多一步驟,是哪一步()C
A.體外受精B.胚胎移植
C.基因檢測D.細(xì)胞核移植
六、課后鞏固
一、單選題
1.嚴(yán)重沖擊婚姻、家庭和兩性關(guān)系等倫理道德觀念的技術(shù)是()C
A.基因檢測B.設(shè)計試管嬰兒性別
C.克隆人D.植入前胚胎遺傳學(xué)診斷
2.提供骨髓中的造血干細(xì)胞并不會對試管嬰兒造成損傷,其原因是()C
A.骨髓造血干細(xì)胞可以無限再生
B.骨髓造血干細(xì)胞完成功能后不再發(fā)揮作用
C.骨髓造血干細(xì)胞具有再生能力,捐獻(xiàn)后可刺激骨髓加速造血
D.骨髓造血干細(xì)胞已高度分化
3.我國衛(wèi)生部在《體外受精~胚胎移植及其衍生技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定:“實施體外受精一胚胎移植及其衍生技術(shù)規(guī)范必須獲得衛(wèi)生部的批準(zhǔn)證書”。這說明()D
A.我國是一個十分重視倫理道德的國家
B.我國的法律、法規(guī)比較健全
C.我國倡導(dǎo)克隆技術(shù)和試管嬰兒技術(shù)
D.我國對試管嬰兒技術(shù)有嚴(yán)格的規(guī)范(分析:允許設(shè)計嬰兒的性別,但要有定格的證書,嚴(yán)防濫用)
4.基因身份證是指()A
A.記錄個人某些基因資訊的證件
B.能夠提供個人完整遺傳信息的證件
C.能夠證明個人全部基因結(jié)構(gòu)的證件
D.用于進(jìn)行遺傳咨詢和基因檢測的證件
5.基因不是疾病的唯一決定者,下列哪項不是其原因()B
A.由遺傳因素和環(huán)境共同決定B.個別病癥由隱性基因控制
C.疾病還與生活習(xí)慣及環(huán)境有關(guān)D.有許多疾病是多基因病
6.基因檢測的好處在于()A
A.及早采取預(yù)防措施,適時進(jìn)行治療B.受檢者帶來巨大的心理壓力
C.利于基因治療D.可以預(yù)知未來
7.中國政府的“四不原則”是針對下列哪項技術(shù)來講的()C
A.轉(zhuǎn)基因動物B.設(shè)計試管嬰兒C.克隆人D.人類基因組計劃
二、多選題
8.有的倫理學(xué)家極力反對克隆人,他們認(rèn)為克隆人嚴(yán)重地違反了人類倫理道德(ABC)
A.嚴(yán)重地違反了人類倫理道德
B.沖擊了現(xiàn)有的倫理道德觀念
C.是人為地制造心理上和社會地位上都不健全的人
D.有基因缺陷
9.下列屬于哺乳動物克隆實驗缺點(diǎn)的是(ABC)
A.流產(chǎn)率高B.重構(gòu)胚胎成功率低
C.胎兒畸形率高D.克隆后的胚胎著床率高
10.個人基因資訊的泄露會造成的基因歧視,可能涉及的方面包括(ACD)
A.人際關(guān)系B.宗教C.婚姻D.就業(yè)
三、簡答題
11.2001年5月,英國廣播公司(BBC)報道,“美國科學(xué)家創(chuàng)造了世界上第一批轉(zhuǎn)基因嬰兒。他們從年輕的健康婦女的卵細(xì)胞中提取出細(xì)胞質(zhì),然后注入年紀(jì)較大的不育婦女的卵細(xì)胞,主要是為了卵細(xì)胞注入健康的線粒體,以增加不育婦女的受孕機(jī)會。”
請分析回答:
(1)為什么在卵細(xì)胞內(nèi)注入健康的線粒體,會增加年齡較大的不育婦女的受孕機(jī)會?
線粒體是細(xì)胞能量的“動力工廠”,能為卵細(xì)胞提供足夠能量。
(2)由此培育的嬰兒的核遺傳物質(zhì)來自一父二母。這種說法對嗎?為什么?
不對,雖然卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中具有來自捐贈婦女的線粒體DNA,但受精卵的核遺傳物質(zhì)來自父母雙方各一半。
(3)2000年9月,美國有一位名叫瑪尼的女孩患上了一種致命的貧血病,需要進(jìn)行造血干細(xì)胞移植,這個女孩的父母也通過設(shè)計試管嬰兒的辦法,生下了一位名叫安蒂姆的男嬰,醫(yī)生用其臍帶血中的造血干細(xì)胞挽救了瑪尼的生命。設(shè)計試管嬰兒技術(shù)的問世,引起了全球各界的激烈爭論。你是支持還是反對?試說明理由。
分析:
反對:把試管嬰兒當(dāng)作人體零配件工廠,是對生命的不尊重;拋棄或殺死配型不合適的胚胎,無異于“謀殺”。
支持:①符合人類倫理道德,體現(xiàn)了父母強(qiáng)烈的愛子之心;是救治患者最好,最快捷的方法之一;②提供骨髓中造血干細(xì)胞不會對試管嬰兒造成損傷。
2011屆高考生物現(xiàn)代生物技術(shù)
學(xué)科:生物年級:
版本:沖刺版期數(shù):2342
本周教學(xué)內(nèi)容:專題十四現(xiàn)代生物技術(shù)
生物技術(shù)(也稱生物工程)是生物科學(xué)與工程技術(shù)有機(jī)結(jié)合而興起的一門綜合性科學(xué)技術(shù)。它是以生物科學(xué)為基礎(chǔ),運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)原理和工程技術(shù)手段加工或改造生物材料,如DNA、蛋白質(zhì)、染色體、細(xì)胞及至整個生物體,從而生產(chǎn)出人類所需要的生物或生物制品,甚至于改造我們?nèi)祟愖陨淼取?/p>
一、細(xì)胞工程
細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的方法,通過某種工程學(xué)手段,在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上,按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合技術(shù)科學(xué)。
細(xì)胞工程涉及的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛,就其技術(shù)范圍而言,大致有細(xì)胞融合技術(shù)、細(xì)胞拆合技術(shù)、染色體導(dǎo)入技術(shù)、基因轉(zhuǎn)移技術(shù)、胚胎移植技術(shù)和細(xì)胞組織培養(yǎng)技術(shù)等。
1.細(xì)胞融合技術(shù)
細(xì)胞融合技術(shù)是指把兩個細(xì)胞(可以是同種細(xì)胞,也可以是異種細(xì)胞)在融合劑的作用下,融合成一個細(xì)胞的技術(shù)。如圖14-1所示。應(yīng)用細(xì)胞融合技術(shù)進(jìn)行細(xì)胞雜交,能夠克服遠(yuǎn)緣雜交不育的缺陷,對培育新品種具有廣闊的應(yīng)用前景。
圖14-1
2.細(xì)胞拆合技術(shù)
細(xì)胞拆合技術(shù)也稱為細(xì)胞核(包括細(xì)胞器)移植技術(shù),是將細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)用某種方法拆開,然后再把分離的細(xì)胞核和胞質(zhì)體重新組合成一個新細(xì)胞。把從細(xì)胞中分離出來的染色體或基因轉(zhuǎn)入另一個細(xì)胞中,賦予重建的細(xì)胞以某種新的功能,這屬于染色體導(dǎo)入或基因轉(zhuǎn)移的技術(shù)范疇。
3.細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)
細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是將生物體內(nèi)的某一組織分散成單個細(xì)胞,接種在人工配制的適于細(xì)胞生長發(fā)育的培養(yǎng)基上,然后在適當(dāng)?shù)臒o菌的生長條件下(如一定的光照、溫度或pH值等)進(jìn)行培養(yǎng),使細(xì)胞能夠生長和不斷增殖的技術(shù)。由于從組織中分離單細(xì)胞并分化成生物體的技術(shù)難度較大,目前多采用組織培養(yǎng)技術(shù)。如通過植物胚胎(成熟或未成熟胚)或器官(根尖、莖尖、葉原基、花藥等)的離體培養(yǎng),再生成新植株(試管苗)。這種方法能快速、大量繁殖一些有價值的苗林、花卉、藥材和瀕危植物等。
4.細(xì)胞工程的應(yīng)用
單克隆抗體:將免疫B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合在一起,形成雜交瘤細(xì)胞。這種細(xì)胞既能像腫瘤細(xì)胞那樣長期進(jìn)行無性繁殖,又能像B淋巴細(xì)胞那樣分泌抗體。而且由于這種抗體可以是由單一的無性繁殖細(xì)胞系的細(xì)胞產(chǎn)生的,故又稱為單克隆抗體。這種技術(shù)在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用。
植物組織培養(yǎng):在人工操作下,將植物的器官、組織或細(xì)胞從植物體上取出,在一定的容器里供給適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì),使它們得到分化、發(fā)育和生長的培養(yǎng)技術(shù)。用于組織培養(yǎng)中的植物細(xì)胞或器官稱為外植體。外植體在人工培養(yǎng)基上恢復(fù)分裂后,形成一群形態(tài)、結(jié)構(gòu)相同或相似的還未分化的細(xì)胞群稱為愈傷組織,愈傷組織細(xì)胞在一定的外界因素的誘導(dǎo)下開始分化,最后發(fā)育成一個完整的植物體。該技術(shù)的基本原理是植物細(xì)胞的全能性。這一技術(shù)目前主要用于作物的改良和有用生理物質(zhì)的生產(chǎn)方面。采用植物組織培養(yǎng)技術(shù),用一小塊植物組織在一年內(nèi)就能培養(yǎng)出成千上萬甚至幾十萬株小苗,這對引入優(yōu)良品種或難以繁殖的名貴品種更具優(yōu)越性。由相物的莖尖通常不受病毒感染,利用莖地行組織培養(yǎng)就可以獲得無病毒植株。
試管動物(嬰兒):通過體外受精和胚胎移植技術(shù)而產(chǎn)生的動物或嬰兒。在這一技術(shù)過程中,精子和卵子從動物(人)體內(nèi)取出來,在人工提供的生活條件下(通常是在試管中)進(jìn)行受精,并讓體外受精的受精卵在試管中發(fā)育,再把發(fā)育到一定階段的胚胎移植到“代理母親”動物(人)的子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育直到誕生。試管嬰兒主要是在夫妻間進(jìn)行的,其目的是解決不育問題。
克隆動物:一般是指通過無性繁殖形成動物后代。1997年,英國生物學(xué)家首次用羊的體細(xì)胞成功地克隆了一只小母羊,即多利綿羊??寺∈侵笩o性繁殖系,具體地說,是指從一個共同的祖先,通過無性繁殖的方法產(chǎn)生出來的一群遺傳特性相同的DNA分子、細(xì)胞或個體??寺∫部芍笩o性繁殖的過程。
多利綿羊的培育過程是:將一只母羊(A羊)卵細(xì)胞的細(xì)胞核中所有的染色體吸出,得到不含遺傳物質(zhì)的卵細(xì)胞。然后將實驗室里培養(yǎng)的另一只母羊(B羊)的乳腺上皮細(xì)胞的細(xì)胞核注入到無細(xì)胞核的卵細(xì)胞中,并進(jìn)行電激融合,這樣就形成了一個含有新的遺傳物質(zhì)的卵細(xì)胞。融合后的卵細(xì)胞開始卵裂,形成早期的胚胎。然后,把這個胚胎移植到第三只母(C羊)的子宮內(nèi),讓它繼續(xù)發(fā)育。胚胎發(fā)育成熟后,C羊就產(chǎn)下了小母羊多利。如圖14-2所示。這只小母羊的遺傳性狀與B羊的完全相同,簡直就是B羊的復(fù)制品。在這之前,我國生物學(xué)家曾用胚胎細(xì)胞作為供核細(xì)胞,培育出了克隆牛和克隆兔。但是,多利羊在技術(shù)上的突破之處在于供核細(xì)胞是體細(xì)胞。這說明高度分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核,仍然具有全能性,在合適的條件下,就可能發(fā)育成新的個體??寺〖夹g(shù)在繁育優(yōu)良部、治療人類遺傳病、搶救瀕危物種和保護(hù)生物多樣性等方面有廣闊的應(yīng)用前景。
二、發(fā)酵工程
發(fā)酵工程是指采用工程技術(shù)手段,利用生物,主要是微生物的某些功能,為人類生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品,或直接用微生物參與控制某些地生產(chǎn)過程的一種技術(shù)。人們熟知的利用酵菌發(fā)酵制造啤酒、果酒、工業(yè)酒精、利用乳酸菌發(fā)酵制造奶酪和酸牛奶、利用真菌大規(guī)模生產(chǎn)青霉素等都是這方面的例子。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,發(fā)酵技術(shù)精了很大的朋,并且已經(jīng)進(jìn)入能以為控制和改造微生物,使這些微生物為人類生產(chǎn)產(chǎn)品的現(xiàn)代發(fā)酵工程階段?,F(xiàn)代發(fā)酵工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)的一個重要組成部分,具有廣闊的前景。例如,利用DNA重組技術(shù)有目的地改造原有的菌種并且提高其產(chǎn)量;利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)藥品,如人的胰島素、干擾素和生長激素等。
三、酶工程
酶工程是指在一定的生物反應(yīng)器中,利用酶的生物催化作用,生產(chǎn)出人類所需產(chǎn)品的一門科學(xué)技術(shù)。作為生物技術(shù)重要支柱之一的酶工程真可以說是造福人類,成果喜人。
蔗糖幾乎全部是通過加工甘蔗或甜萊得到的。但是,甘蔗和甜菜的種植范圍都比較有限,因此,蔗糖的產(chǎn)量也就受到了影響。能不能利用淀粉來生產(chǎn)類似蔗糖的物質(zhì)呢?科學(xué)家通過-淀粉酶、糖化酶和固定化葡萄糖異構(gòu)化酶,將淀粉轉(zhuǎn)化成和蔗糖具有同樣甜度的甜味劑——高果糖漿?,F(xiàn)在,一些發(fā)達(dá)國家高果糖漿的年產(chǎn)量已達(dá)到幾百萬噸,高果糖漿在許多飲料的制造中已經(jīng)逐漸替代了蔗糖。
胰島素是胰臟中胰島細(xì)胞分泌的一種激素,是由兩條肽鏈組成的一種蛋白質(zhì):一條由21個氨基酸組成,稱為A鏈;另一條由30個氨基酸組成,稱為B鏈。胰島素是治療糖尿病的一種常用藥物。由于糖尿病患者很多,胰島素的需要量很大,所以許多糖尿病患者使用的曾是豬的胰島素。但是,豬胰島素與人胰島素在化學(xué)結(jié)構(gòu)上有一處差別:豬胰島素B鏈上最后一個氨基酸是丙氨酸,人胰島素B鏈上最后一個氨基酸是蘇氨酸。因此,用豬胰島素治療人的糖尿病,容易使一些患者產(chǎn)生免疫反應(yīng)。近些年來,科學(xué)家們采用酶工程的方法,利用一種專一性極高的酶,切下并移去豬胰島素B鏈上的那個丙氨酸,然后接上一個蘇氨酸。這樣豬的胰島素就魔術(shù)般地變成人的胰島素了。
現(xiàn)在,科學(xué)家正在研究如何修飾酶的化學(xué)結(jié)構(gòu),以便改善酶的性能;用DNA重組技術(shù)大量地生產(chǎn)酶,甚至設(shè)計酶的基因,以便人工合成出自然界中沒有的酶來。
四、基因工程
基因工程也稱為遺傳工程,是生物技術(shù)的主體技術(shù)?;蚬こ淌侵赴凑杖祟惖脑竿?,將不同生物的遺傳物質(zhì)在體外人工剪切并和載體重組后轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)增,并表達(dá)產(chǎn)生所需蛋白質(zhì)的技術(shù)?;蚬こ棠軌虼蚱品N屬的界限,在基因水平上改變生物遺傳性,并通過工程化為人類提供有用產(chǎn)品及服務(wù)。
1.基因工程的基本步驟
第一步:獲得符合人類意愿的基因,即獲得目的基因。目的基因是依據(jù)基因工程設(shè)計中所需要的某些DNA分子片段,含有所需要的完整的遺傳信息。獲得目的基因的方法很多,目前采用的分離、合成目的基因的方法主要有:
超速離心法:根據(jù)不同基因的組成不同,即其內(nèi)的堿基對的比例不同,其浮力、密度等理化性質(zhì)也不同的原理,應(yīng)用密度梯度超速離心機(jī),直接將特殊的目的基因分離出來。
分子雜交法:采用加堿或加熱的方法使DNA變成單鏈,而后加入有放射性標(biāo)記的RNA,讓DNA在特定的條件下,結(jié)合成DNA和RNA的雜交分子,再用多聚酶制備出足夠數(shù)量的雙鏈DNA分子,進(jìn)而獲得DNA目的基因。
反轉(zhuǎn)錄酶法:先分離出特定的mRNA,再用反轉(zhuǎn)錄酶做催化劑,以RNA為模板合成所需要的DNA目的基因。
合成法:如果已知目的基因的堿基排列順序,可用酶法或化學(xué)法,直接合成目的基因。目前此法已很少采用。
第二步:把目的基因接到某種運(yùn)載體上,常用的運(yùn)載體有能夠和細(xì)菌共生的質(zhì)粒、溫和噬菌體(病毒)等。
DNA重組技術(shù):重組DNA就是讓DNA片段和載體連接。外源DNA是很難直接透過細(xì)胞膜進(jìn)入受體細(xì)胞的。即使進(jìn)入受體細(xì)胞之中,也會受到細(xì)胞內(nèi)限制性內(nèi)切酶的作用而分解。目的基因結(jié)合到經(jīng)過改造的細(xì)菌中的質(zhì)粒(細(xì)菌細(xì)胞中的小環(huán)狀DNA分子)或溫和噬菌體(病毒)上后形成的組合體稱為重組體DNA。在這一技術(shù)中,限制性內(nèi)切酶是一種常用的工具酶,它能“切開”質(zhì)粒的環(huán)形DNA,也能切取目的基因,然后把目的基因DNA片段與質(zhì)粒DNA分子的兩端,在連接酶的作用互補(bǔ)連接形成重組體DNA。
第三步:通過運(yùn)載體把目的基因帶入某生物體內(nèi),并使它得到表達(dá)。目的基因的表達(dá)是指目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后能準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)錄和翻譯。目的基因能否表達(dá)是基因工程是否成功的關(guān)鍵。
目前,人類已經(jīng)利用外源基因,如人的生長激素基因、人胸腺激素基因、人干擾素基因、牛生長激素基因等,導(dǎo)入細(xì)菌中,生產(chǎn)出相應(yīng)的產(chǎn)品,在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用,取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
2.轉(zhuǎn)基因技術(shù)
1982年,美國科學(xué)家采用基因工程把從大鼠細(xì)胞分離出來的大鼠生長素基因通過處理,用顯微注射法注射入小鼠受精卵內(nèi),妊娠結(jié)果分娩出21只小鼠,其中7只帶有大鼠生長激素基因,6只小鼠的生長速度非???,超出同窩其他小鼠的1.8倍,成為“巨型小鼠”。“巨型小鼠”沒有什么經(jīng)濟(jì)價值,但是,這證明了外源基因可以直接導(dǎo)入高等動植物的細(xì)胞或受精卵中去,并能在這些細(xì)胞中得到表達(dá),這種技術(shù)稱為轉(zhuǎn)基因技術(shù)。
導(dǎo)入外源基因的動、植物稱為轉(zhuǎn)基因動、植物。轉(zhuǎn)基因植物已經(jīng)在培養(yǎng)抗蟲植物、抗病毒作物、抗除草劑作物、抗衰老作物等方面取得重要成果。如利用蘇云菌桿菌毒蛋白基因轉(zhuǎn)入煙草、番茄等植物體內(nèi),已經(jīng)產(chǎn)生很好的抗蟲效果。在轉(zhuǎn)基因動物研究方面,轉(zhuǎn)基因牛、轉(zhuǎn)基因綿羊和山羊、轉(zhuǎn)基因豬及轉(zhuǎn)基因禽類和轉(zhuǎn)基因魚等方面也取得了許多重大的成果。
例題1在細(xì)胞工程——原生質(zhì)體融合育種技術(shù)中,其技術(shù)的重要一環(huán),就是要將營養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞壁除去,通常采用的方法是酶解破壁法。
(1)你認(rèn)為普通的植物細(xì)胞應(yīng)選用哪兩種酶將細(xì)胞壁去掉?
(2)如果將去除細(xì)胞壁的植物細(xì)胞放在等滲溶液中,細(xì)胞呈現(xiàn)什么形狀?理由是什么?
解析植物細(xì)胞的細(xì)胞壁對植物細(xì)胞具有支持和保護(hù)作用,完成植物細(xì)胞的細(xì)胞融合,首先必須除去細(xì)胞壁。細(xì)胞壁的成分主要是纖維素和果膠,所以選用的酶應(yīng)是纖維素酶和果膠酶。去除細(xì)胞壁的植物細(xì)胞稱為原生質(zhì)體。由于酶具有專一性,所以用酶法去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁一般不會破壞原生質(zhì)體的細(xì)胞,使植物細(xì)胞仍然保持活力。去除掉細(xì)胞壁的植物細(xì)胞已經(jīng)沒有細(xì)胞壁的保護(hù),在其等滲溶液中,細(xì)胞的形狀由于其表面張力的作用而成圓球。如果將其放入清水中,就會吸水膨脹,甚至破裂。
答案(1)應(yīng)選用纖維素酶和果膠酶(2)呈圓球形失去了細(xì)胞壁保護(hù)的細(xì)胞,在等滲溶液中由于其細(xì)胞表面張力的作用形成的
例題2單克隆抗體是指()
A.單個骨髓瘤細(xì)胞增殖產(chǎn)生的抗體B.單個B淋巴細(xì)胞增殖產(chǎn)生的抗體
C.單個雜交瘤細(xì)胞增殖產(chǎn)生的抗體D.單個抗體通過克隆化,產(chǎn)生大量抗體
解析詳見“重點(diǎn)知識聯(lián)系與剖析”中的相關(guān)知識。
答案C
例題3能克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性技術(shù)是()
A.組織培養(yǎng)B.細(xì)胞融合C.動物胚胎移植D.單倍體育種
解析植物組織培養(yǎng)的優(yōu)勢能夠提高自然繁殖率比較低的名貴花卉、瀕危物種等的無性繁殖率。動物胚胎移植能夠提高動物的繁殖率。單倍體育種可以加快育種的進(jìn)程。細(xì)胞融合能夠克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和性。
答案B
例題4下列哪項技術(shù)與“試管嬰兒”無關(guān)()
A.體外受精B.動物胚胎移植C.細(xì)胞培養(yǎng)D.細(xì)胞拆合技術(shù)
解析詳見“重點(diǎn)知識聯(lián)系與剖析”中的相關(guān)知識。
答案D
例題5[2001年全國高考理科綜合(江蘇、浙江)卷]在啤酒生產(chǎn)過程中,發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程大致如下:將經(jīng)過滅菌的麥芽汁充氧,接入啤酒酵母菌菌種后輸入發(fā)酵罐。初期,酵母菌迅速繁殖,糖度下降,產(chǎn)生白色泡沫,溶解氧漸漸耗盡。隨后,酵母菌繁殖速度迅速下降,糖度加速降低,酒精濃度漸漸上升,泡沫不斷增多。當(dāng)糖濃度下降一定程度后,結(jié)束發(fā)酵。最后分別輸出有形物質(zhì)和鮮啤酒。
根據(jù)上述過程回答以下問題:
(1)該過程表明啤酒酵母異化作用的特點(diǎn)是__________。
(2)初期酵母菌迅速繁殖的主要方式是______________。
(3)經(jīng)測定酵母菌消耗的糖中,98.5%形成了酒精和其他發(fā)酵產(chǎn)物,其余1.5%則是用于_______________。
(4)請寫出由麥芽糖→葡萄糖→酒精的反應(yīng)方程式。
(5)如果酵母菌消耗的糖(設(shè)為麥芽糖,其分子量為342)有98.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))形成了酒精(分子量為46.0)和其他發(fā)酵產(chǎn)物。設(shè)有500t麥芽汁,其中麥芽糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.0%,發(fā)酵后最多能生產(chǎn)酒精濃度為3.2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的啤酒多少噸?
解析這是一道以發(fā)酵為主線,聯(lián)系代謝的類型及基本的化學(xué)計算的綜合性測試題,對考生的能力要求較高,要求考生能運(yùn)用所學(xué)的知識,解決生產(chǎn)實際中的問題。酵母菌是一種真菌,在生態(tài)系統(tǒng)中屬于分解者。代謝類型同化作用方式為異養(yǎng)型,異化作用方式在有氧條件下可進(jìn)行有氧呼吸,在無氧條件下可進(jìn)行無氧呼吸。在有氧條件下酵母菌通過有氧呼吸獲得的能量多,能夠進(jìn)行繁殖,繁殖的主要方式是出芽生殖。在無氧條件下酵母菌通過無氧呼吸獲得的能量少,不能夠進(jìn)行繁殖,只能維持基本的生命活動。酵母菌在有氧條件下通過無氧呼吸只需分解少量的葡萄糖即能獲得足夠的能量用于生長、發(fā)育和繁殖。但在無氧條件下,通過無氧呼吸獲得的能量很少,只有通過分解大量的葡萄糖指才能獲得生命活動所需的最低能量需求。第(4)小題酵母菌以麥芽糖為基質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵的化學(xué)反應(yīng)方程式為:
第一步將麥芽糖分解為葡萄糖:C12H22H11+H2O2C6H12O6;
第二步將葡萄糖分解為乳酸:C6H12O62C2H5OH+2CO2。
第(5)小題的計算是在生產(chǎn)實際中的一種知識的應(yīng)用。由于題目中提供的數(shù)量都是質(zhì)量分?jǐn)?shù),所以計算時均以質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算。計算的思路是:先計算500t麥芽汁中含有的麥芽精的實際質(zhì)量為:500t×8.0%=40t;其中用于發(fā)酵的麥芽糖的質(zhì)量為:40t×98.5%=39.4t;按1個麥芽糖分子經(jīng)酵母菌的發(fā)酵產(chǎn)生4分子酒精計算,39.4t麥芽糖經(jīng)酵母完全發(fā)酵最多可產(chǎn)生的酒精質(zhì)量為:設(shè)產(chǎn)生的酒精為對xt
1C12H22H11→4C2H5OH
3424×46
39.4tx
x=39.4t×4×46/342=21.197661t
由于啤酒的酒精濃度為3.2%,所以可生產(chǎn)啤酒的量為:21.197661t÷3.2%≈662.43t。
計算的總算式為:500t×8.0%×98.5%××≈662.43t
答案(1)既能進(jìn)行有氧呼吸又能進(jìn)行無氧呼呼(2)出芽生殖
(3)酵母菌自身的生長和繁殖
(4)C12H22O11+H2O2C6H12O6;C6H12O62C2H5OH+2CO2
(5)C2H5OH的分子量為46.0
500t×8.0%×98.5%××≈662t
例題6在現(xiàn)代發(fā)酵工程中,利用下列哪一項技術(shù),有目的地改造原有的菌種并且提高其產(chǎn)量()
A.細(xì)胞融合B.誘變育種C.克隆D.DNA重組技術(shù)
解析詳見“重點(diǎn)知識聯(lián)系與剖析”中的相關(guān)知識。
答案D
例題7將豬的胰島素轉(zhuǎn)變成人的胰島素所使用的技術(shù)是()
A.細(xì)胞融合技術(shù)B.酶工程技術(shù)
C.基因轉(zhuǎn)移技術(shù)D.組織細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)
解析細(xì)胞融合技術(shù)是指兩個細(xì)胞(可以是同種細(xì)胞,也可以是異種細(xì)胞)在融合因子的作用下,融合成一個細(xì)胞,這一技術(shù)在育種過程中有著重要的意義,它可以克服遠(yuǎn)緣雜交的不育性,從而可以培育出新的品種?;蜣D(zhuǎn)移技術(shù)是指將一個目的基因(所需要的基因)通過一定的途徑轉(zhuǎn)移到另一個細(xì)胞,賦予重建細(xì)胞以某種新的功能。組織細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是指通過細(xì)胞分裂來繁殖大量細(xì)胞的技術(shù),從繁殖的大量細(xì)胞中可以提取某物質(zhì),從而轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力,如人生長素的制造、試管苗的大量生產(chǎn)等。酶工程技術(shù)是利用酶的催化作用在適宜的條件將一種物質(zhì)轉(zhuǎn)變成另一種物質(zhì),從而達(dá)到為人類生物某種產(chǎn)品的目的。
答案B
例題8現(xiàn)在生產(chǎn)的許多飲料和糖果中的甜味劑不是蔗糖而是高果糖漿,高果糖漿是淀粉通過一系列酶的催化作用轉(zhuǎn)化而來的,下列哪一種酶在這一過程中是不需要的()
A.-淀粉酶B.糖化酶C.葡萄糖異構(gòu)酶D.纖維素酶
解析詳見“重點(diǎn)知識聯(lián)系與剖析”中的相關(guān)知識。
答案D
例題9已獲得了某種蛋白質(zhì)的mRNA,通過利用這個mRNA分子獲得目的基因,在下列獲得目的基因的方法中,哪一種最可?。ǎ?/p>
A.超速離心法B.分子雜交法C.逆轉(zhuǎn)錄酶法D.合成法
解析詳見“重點(diǎn)知識聯(lián)系與剖析”中的相關(guān)知識。
答案C
例題10基因工程的正確操作步驟是()
①目的基因與運(yùn)載體相結(jié)合②將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞③檢測目的基因的表達(dá)④提取目的基因
A.③④②①B.②④①③C.④①②③D.③④①②
解析詳見“重點(diǎn)知識聯(lián)系與剖析”中的相關(guān)知識。
答條C
本周強(qiáng)化練習(xí):
一、選擇題
1.把胡蘿卜的單個韌皮部的細(xì)胞放入配制的培養(yǎng)基上培養(yǎng),獲得了許多完整的植株。這種繁殖方式和細(xì)胞工程技術(shù)分別屬于()
A.抱子生殖和細(xì)胞拆合技術(shù)B.無性生殖和組織培養(yǎng)
C.配子生殖和細(xì)胞融合技術(shù)D.卵式生殖和細(xì)胞培養(yǎng)
2.將重組DNA導(dǎo)入細(xì)菌生產(chǎn)激素或蛋白質(zhì)的過程一般稱為()
A基因工程B.細(xì)菌工程C.酶工程D.微生物工程
3.切取動物控制合成生長激素的基因,注入鲇魚受精卵中,與其DNA整合后產(chǎn)生生長激素,從而使鲇魚比同種正常魚增大3~4倍。此項研究遵循的原理和這項技術(shù)分別是()
A.DNA→RNA→蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)基因技術(shù)B.RNA→DNA→蛋白質(zhì)和DNA重組技術(shù)
C.DNA→蛋白質(zhì)→RNA和轉(zhuǎn)基因技術(shù)D.RNA→蛋白質(zhì)→RNA和細(xì)胞核移植技術(shù)
4.將甲綿羊體細(xì)胞的細(xì)胞核移入乙綿羊的去核卵細(xì)胞中,再將此卵細(xì)胞植入丙綿羊的子宮內(nèi)發(fā)育,出生的小綿羊即“克隆綿羊”,此“克隆綿羊”()
A.基因型與甲相同,性別一定與甲不同
B.基因型與乙相同,性別一定與乙相同
C.基因型與丙相同,性別一定與丙不同
D.基因型與甲相同,性別一定與甲相同
5.在植物細(xì)胞工程中,當(dāng)原生質(zhì)體融合成一個細(xì)胞后,需要誘導(dǎo)產(chǎn)生出細(xì)胞壁,參與這一過程的細(xì)胞器是()
A葉綠體、高爾基體B.線粒體、高爾基體
C.葉綠體、線粒體D.線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
6.將人的胰島素基因,通過基因工程的方法轉(zhuǎn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi),結(jié)果在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)而產(chǎn)生胰島素,說明:不同種生物共用一套()
A.遺傳信息B.遺傳密碼C.DNAD.RNA
7.植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、培養(yǎng)過程的順序及誘導(dǎo)的植物激素分別是()
①體細(xì)胞全能性②離體植物器官、組織或細(xì)胞③根、芽④生長素和細(xì)胞分裂素⑤生長素和乙烯⑥愈傷組織⑦再分化⑧脫分化⑨植物體
A.①、②⑧⑥⑦③⑨、④B.①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤
C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤D.①、②⑨⑧⑥⑦③、④
8.能提高良種家畜繁殖能力的生物工程技術(shù)是()
A組織培養(yǎng)B.細(xì)胞融合C.胚胎移植D.細(xì)胞核移植
9.用于組織培養(yǎng)中的植物器官或組織,稱為()
A.組織切片B.原生質(zhì)體C.外植體D.愈傷組織
10.下列有關(guān)動物胚胎移植的敘述中,不正確的一項是()
A.從受孕母畜體內(nèi)取出的受精卵或胚胎均能移植
B.受體母畜必須處于與供體母畜同步發(fā)情狀態(tài)
C.超數(shù)排卵技術(shù)要使用一定的激素
D.試管嬰兒只是受精及早期卵裂過程在試管內(nèi)進(jìn)行
11.英國科學(xué)家應(yīng)用哪一種關(guān)鍵的細(xì)胞工程技術(shù),培育出著名的“克隆綿羊”——多利()
A.細(xì)胞和組織培養(yǎng)B.細(xì)胞融合C.動物胚胎移植D.細(xì)胞核移植
12.在運(yùn)用下列各種細(xì)胞工程技術(shù)培育生物新產(chǎn)品,操作過程中不可能形成愈傷組織的技術(shù)是()
A.細(xì)胞和組織培養(yǎng)B.植物細(xì)胞融合
C.動物胚胎移植D.細(xì)胞核移植
13.在以下4種細(xì)胞工程技術(shù)中,培育出的新個體中,體內(nèi)遺傳物質(zhì)均來自一個親本的是()
A.細(xì)胞和組織培養(yǎng)B.細(xì)胞融合
C.動物胚胎移植D.細(xì)胞核移植
14.當(dāng)前生物化學(xué)的研究方法和技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上被廣泛應(yīng)用的一項新技術(shù)是()
A.酶工程B.遺傳工程C.發(fā)酵工程D.細(xì)胞工程
15.英國克隆羊“多利”的產(chǎn)生、“抗蟲棉”的培育、“番茄馬鈴薯”的創(chuàng)造、單克隆抗體的制備、抗生素的生產(chǎn)依次是下列哪項生物技術(shù)取得的成果()
①基因工程②細(xì)胞工程③發(fā)酵工程④酶工程
A.①②②③④B.②①③②②③C.①②④③③D.①②①③②
16.(1998年上海高考試題)表現(xiàn)型不同的母牛生育出基因型完全相同的小牛。產(chǎn)生這一結(jié)果最可能的原因是()
A.試管動物培養(yǎng)B.胚胎移植C.胚胎分割移植D.受精卵移植
17.(1999年廣東高考試題)下列哪一項屬于克?。ǎ?/p>
A.將雞的某個DNA分子片段整合到小鼠的DNA分子中
B.將抗藥菌的某基因引入草履蟲的細(xì)胞內(nèi)
C.將鼠骨髓瘤細(xì)胞與經(jīng)過免疫的脾細(xì)胞融合成雜交瘤細(xì)胞
D.將某腫瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)繁殖成一個細(xì)胞系
二、非選擇題
1.生物學(xué)家做了下列實驗(如圖14-3):①用紅色熒光染料標(biāo)記人細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì);②用綠色熒光染料標(biāo)記鼠細(xì)胞膜上的抗原;③把人和鼠的細(xì)胞融合為一,此細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光,另一半發(fā)綠色熒光,然后把此細(xì)胞在37℃下培養(yǎng)40分鐘,再檢查,兩種顏色的熒光均勻分布在整個細(xì)胞表面。根據(jù)上述實驗現(xiàn)象回答下列問題:
圖14-3
(1)細(xì)胞融合時常用的病毒促融劑是_____________。
(2)上述細(xì)胞表面的兩類熒光染料最終呈均勻分布狀態(tài),這是由于細(xì)胞具有_____的結(jié)果。
(3)這個實驗證明構(gòu)成細(xì)胞膜的_______分子和________分子大都是可以_________的,不是靜止固定的。
(4)人和鼠細(xì)胞膜表面的抗原屬于構(gòu)成膜結(jié)構(gòu)的____________。
2.用一根玻璃針將一個變形蟲切成兩半,有核的一半能繼續(xù)生活,無核的一半死亡。如果將一個變形蟲的核取出,無核部分能短期生存但不能繁殖后代,單獨(dú)的細(xì)胞核則無法生存。如果在去核后3天,再植回一個細(xì)胞核,這個變形蟲生活正常,如圖14-4所示。根據(jù)上述結(jié)果回答下列問題:
圖14-4
(1)正常細(xì)胞中核與質(zhì)的關(guān)系是_________________________________。
(2)去核后的變形蟲仍能生活一段時間,其原因是__________________。
(3)單獨(dú)的細(xì)胞核不能生存的原因是_______________________________。
3.1978年,美國科學(xué)家利用生物工程技術(shù),將人類胰島素基因拼接到大腸桿菌的DNA分子中,然后通過大腸桿菌的繁殖,生產(chǎn)出了人類胰島素。請回答:
(1)上述人類胰島素的合成是在_________處進(jìn)行的,其決定氨基酸排列順序的mRNA的模板是由___________基因轉(zhuǎn)錄而成的。
(2)合成的該胰島素含有51個氨基酸,由2條多肽鏈組成,那么決定它合成的基因中至少應(yīng)含有堿基________個,若核苷酸的平均分子量為300,則與胰島素分子對應(yīng)的mRNA的分子量應(yīng)為________;若氨基酸的平均分子量為90,該胰島素的分子量約為_________。
(3)不同種生物之間的基因移植成功,說明了生物共用的是同一套____________。
(4)從進(jìn)化的角度分析,它能說明____________________。
4.我國青年科學(xué)家陳炬成功地把人的干擾素基因嫁接到煙草的DNA分子上,使煙草獲得了抗病毒的能力,試分析:煙草有了抗病毒的能力,這表明,煙草體內(nèi)產(chǎn)生了_______。這說明人和煙草共用一套_______,蛋白質(zhì)合成的方法_______,也說明了DNA是_______。
5.某科學(xué)家從細(xì)菌中分離出耐高溫淀粉酶(Amy)基因a,通過基因工程的方法將基因a轉(zhuǎn)移到馬鈴薯植物中,經(jīng)檢測,Amy在成熟塊莖細(xì)胞的細(xì)胞間隙中發(fā)現(xiàn)。若將圖14-5比作塊莖細(xì)胞,請據(jù)圖回答(題內(nèi)如有括號,請在其中寫出結(jié)構(gòu)的標(biāo)號,根線上寫有關(guān)內(nèi)容):
圖14-5
(1)a已整合到圖中[]________結(jié)構(gòu)中。
(2)在細(xì)胞核是以a為模板合成Amy的_________。
(3)Amy合成后,經(jīng)[]______加工分泌到細(xì)胞外,定位在細(xì)胞間隙中。
(4)以本圖比作塊莖細(xì)胞的缺陷是該圖中多畫了[]_____________。
(5)如將該細(xì)胞置于30%蔗糖溶液中,細(xì)胞內(nèi)的水勢將比細(xì)胞外的水勢____________。
6.圖14-6是用蘿卜根組織培養(yǎng)的某些過程示意圖,請據(jù)圖回答:
(1)請把組織培養(yǎng)的過程按正常順序排列(以字母表示)_____________。
(2)圖D上的細(xì)胞團(tuán)是___________,它的特點(diǎn)是____________。
(3)圖C和圖D的培養(yǎng)基______________。
(4)圖C的培養(yǎng)物的變化是____________。
(5)從原理上講,植物細(xì)胞有形成再生植株的可能性,這是________的表現(xiàn)。
圖14-6圖14-7
7.圖14-7可示為細(xì)胞融合技術(shù)的一些過程,請據(jù)圖回答:
(1)從A細(xì)胞和B細(xì)胞到C細(xì)胞的過程中,必須用_________處理。
(2)若A、B細(xì)胞為植物細(xì)胞,那么這樣的細(xì)胞已經(jīng)用酶降解脫掉________。這種酶可能是_________酶,由此生成的A和B細(xì)胞稱為____________。
(3)若A細(xì)胞為骨髓瘤細(xì)胞,B細(xì)胞為淋巴細(xì)胞,那么D細(xì)胞稱為________細(xì)胞,由D細(xì)胞連續(xù)分裂產(chǎn)生大量細(xì)胞的過程,稱為________過程。這種細(xì)胞既能無限繁殖,又能產(chǎn)生___________。
(4)若A為人細(xì)胞,B為鼠細(xì)胞,并分別用熒光染料標(biāo)記細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì),在C細(xì)胞時,細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光,一半發(fā)綠色熒光。到D細(xì)胞階段,兩種顏色的熒光均勻分布,其原因是_____________________________。
8.(1999年上海高考試題)世界上第一只克隆綿羊“多利”的培育程序如圖14-8所示。請仔細(xì)看圖后回答下列問題:
(1)寫出圖中a、b所指的細(xì)胞工程名稱:a.__________;b.____________。
(2)實施細(xì)胞工程a時,所需的受體細(xì)胞大多采用動物卵細(xì)胞的原因是___________。
(3)“多利”面部的毛色是________,請根據(jù)遺傳學(xué)原理說明判斷根據(jù):_________。
(4)繼植物組織培養(yǎng)成功之后,克隆綿羊培育成功,證明動物細(xì)胞也具有_________。
(5)請舉一例,說明克隆綿羊培育成功的實際意義:__________________。
9.(2000年廣東高考試題)目前有關(guān)國家正在聯(lián)合實施一項“人類基因組計劃”。這項計劃的目標(biāo)是繪制4張圖,每張圖均涉及人類一個染色體組的常染色體和性染色體,具體情況如下:兩張圖上的染色體上都標(biāo)明人類全部的大約10萬個基因的位置(其中一張圖用遺傳單位表示基因間的距離,另一張圖用核苷酸數(shù)目表示基因間的距離);一張圖顯示染色體上全部DNA約30億個堿基對的排列順序;還有一張圖是基因轉(zhuǎn)錄圖。參加這項計劃的有美、英、日、法、德和中國的科學(xué)家,他們在2000年5月完成計劃的90%,2003年將該計劃全部完成。
參加這項計劃的英國科學(xué)家不久前宣布,已在人類第22號染色體上定位679個基因,其中55%是新發(fā)現(xiàn)的,這些基因主要與人類的先天性心臟病、免疫功能低下和多種惡性腫瘤等有關(guān)。此外還發(fā)現(xiàn)第22號染色體上約有160個基因與鼠的基因具有相似的堿基順序。參加這項計劃的中國科學(xué)家宣布,在完成基因組計劃之后,將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向研究中國人的基因,特別是與疾病相關(guān)的基因;同時還將應(yīng)用人類基因組大規(guī)模測定堿基順序的技術(shù),測定出豬、牛等哺乳動物基因組的全部堿基順序。
試根據(jù)以上材料回答下列問題:
(1)“人類基因組計劃”需要測定人類的24條染色體的基因和堿基順序。試指出是哪24條件染色體?為什么不是測定23條染色體?
(2)在上述24條染色體中,估計基因的堿基對數(shù)目不超過全部堿基對的10%。試問平均每個基因最多含多少個堿基對?
(3)你認(rèn)為完成“人類基因組計劃”有哪些意義?
參考答案
能力訓(xùn)練
一、選擇題
1.B2.A3.A4.D5.B6.B7.A8.C9.C10.A11.D12.C13.A14.A15.B16.C17.D
二、非選擇題
1.(1)仙臺病毒(2)一定的流動性(3)磷脂分子蛋白質(zhì)分子運(yùn)動(4)蛋白質(zhì)
2.(1)相互依賴,生物體(變形蟲)生長發(fā)育過程是細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核共同作用的結(jié)果(2)細(xì)胞質(zhì)中原有的mRNA和酶系仍存在,在但過了一定的時間被代謝分解后,無核的細(xì)胞也就死亡了。(3)無酶系統(tǒng)
3.(1)大腸桿菌核糖體人類胰島素(2)306459003708(3)遺傳密碼(4)地球上的一切生物都是由共同的祖行進(jìn)化而來的
4.有抗病毒能力的干擾素遺傳密碼基本相同遺傳物質(zhì)
5.(1)[8]染色體(DNA)(2)mRNA(3)[5]高爾基體(4)[4]葉綠體(5)高
6.(1)BDCA(2)愈傷組織未分化且較均一(3)不同(4)細(xì)胞分化導(dǎo)致器官形成(5)細(xì)胞全能性
7.(1)促融劑(如仙臺病毒)(2)細(xì)胞壁原生質(zhì)體裸細(xì)胞(3)雜交瘤細(xì)胞克隆單一抗體(4)細(xì)胞膜中的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子是可以作相對運(yùn)動的(細(xì)胞膜具有流協(xié)性)
8.(1)細(xì)胞核移植胚胎移植(2)卵細(xì)胞體積大、易操作、通過發(fā)育可直接表現(xiàn)出狀性來(3)白色“多利”的全部細(xì)胞核基因來自白母綿羊(4)全能性(5)保存瀕危物種,繁殖優(yōu)良品種,醫(yī)學(xué)上克隆器官……(以上答案中答出任何一項都給分)
9.(1)是22條常染色體和X、Y兩條性染色體,因為X、Y染色體之間具有不相同的基因和堿基順序,所以一共測定24條染色體(2)3000(3)有利于疾病的診斷和治療;有利于研究生物進(jìn)化;有利于培育優(yōu)良的高等動物品種;有利于研究基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制
高考生物二輪復(fù)習(xí)生物技術(shù)實踐-酶的應(yīng)用和生物技術(shù)的應(yīng)用名師講義
一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對每一位學(xué)生盡職盡責(zé),作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓講的知識能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。怎么才能讓教案寫的更加全面呢?小編收集并整理了“高考生物二輪復(fù)習(xí)生物技術(shù)實踐-酶的應(yīng)用和生物技術(shù)的應(yīng)用名師講義”,相信您能找到對自己有用的內(nèi)容。
酶的應(yīng)用和生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用
1.用PCR方法擴(kuò)增目的基因時不必知道基因的全部序列。()
√ 分析:DNA復(fù)制沿著模板進(jìn)行,不必知道基因的全部序列。
2.關(guān)于高中生物學(xué)實驗的基本原理,提取組織DNA是利用不同化合物在溶劑中溶解度的差異。()
√ 分析:DNA在0.14mol/L的氯化鈉溶液中溶解度最低,使DNA析出;DNA不溶于酒精,而細(xì)胞中某些蛋白質(zhì)溶于酒精,從而得到含雜質(zhì)較少的DNA。
3.探討加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果時,在相同pH時,加酶洗衣粉效果好于普通洗衣粉。()
× 分析:酶的活性受溫度、pH等其他因素的影響,所以只有pH相同時加酶洗衣粉的洗滌效果不一定好于普通洗衣粉。
4.在植物組織培養(yǎng)中,為了誘導(dǎo)菊花試管苗生根,培養(yǎng)基中一般不加入IAA。()
× 分析:在植物組織培養(yǎng)中,為了誘導(dǎo)菊花試管苗生根,培養(yǎng)基中一般加入生長素和細(xì)胞分裂素。
5.在酶的制備和應(yīng)用中,透析、電泳和酸解等方法常用于酶的分離和純化。()
× 分析:多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),所以透析和電泳法可用于酶的分離和純化,但酸解會破壞酶的結(jié)構(gòu)。
6.在植物組織培養(yǎng)中,二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株。()
× 分析:二倍體植株的花粉細(xì)胞中只含有一個染色體組,培養(yǎng)得到的個體為單倍體,高度不育,其幼苗需用秋水仙素或低溫處理后才能穩(wěn)定遺傳。
7.在植物組織培養(yǎng)中,以花粉作為外植體可得到單倍體植株。()
√ 分析:以單個花粉粒作為外植體進(jìn)行離體培養(yǎng),由于花粉已是單倍體細(xì)胞,誘發(fā)它經(jīng)愈傷組織或胚狀體發(fā)育而成的植株都是單倍體。
8.利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵,糖類的作用只是作為反應(yīng)底物。()
× 分析:利用固定化酵母細(xì)胞進(jìn)行發(fā)酵時,糖類的作用除作為反應(yīng)底物外,還為酵母菌的生長繁殖提供物質(zhì)和能量。
酶的應(yīng)用及固定化技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用
(2014哈爾濱模擬)下面是制備固定化酵母細(xì)胞的實驗步驟,請回答:
酵母細(xì)胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸鈉溶液→海藻酸鈉溶液與酵母細(xì)胞混合→固定化酵母細(xì)胞
(1)在________狀態(tài)下,微生物處于休眠狀態(tài)?;罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)________________________狀態(tài)?;罨皯?yīng)選擇足夠大的容器,因為酵母細(xì)胞活化時________。固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用________法,而固定化酶常用________法和________法。
(2)影響實驗成敗的關(guān)鍵步驟是________。海藻酸鈉溶化過程的注意事項是________。如果海藻酸鈉濃度過低,形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞數(shù)目____________。如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形,說明____________。
(3)該實驗中CaCl2溶液的作用是_____________________________________
_______________________________________________________________。
(1)在缺水的狀態(tài)下,微生物處于休眠狀態(tài)?;罨褪亲屘幱谛菝郀顟B(tài)的微生物重新恢復(fù)正常的生活狀態(tài)。活化前應(yīng)選擇足夠大的容器,因為酵母細(xì)胞活化時體積會增大,以免漲破容器或溢出。固定化細(xì)胞技術(shù)一般采用包埋法,固定化酶常用化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。這是因為細(xì)胞個大,而酶分子很?。粋€大的細(xì)胞難以被吸附或結(jié)合,而個小的酶容易從包埋材料中漏出。
(2)影響實驗成敗的關(guān)鍵是配制海藻酸鈉溶液,這是因為如果海藻酸鈉濃度過高,很難形成凝膠珠;如果濃度過低,形成的凝膠珠所包埋的酵母細(xì)胞的數(shù)目少,影響實驗效果。
(3)CaCl2溶液的作用是使膠體聚沉。
(1)缺水 正常的生活 體積會增大 包埋 化學(xué)結(jié)合 物理吸附
(2)配制海藻酸鈉溶液 小火加熱(或間斷加熱或小火間斷加熱)不斷攪拌 較少 (海藻酸鈉濃度偏高)制作失敗
(3)使膠體聚沉(或形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu))
(1)固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)常用的方法有哪些?
(2)加熱海藻酸鈉溶解的過程中,加熱方法有何要求?
(1)提示:包埋法、化學(xué)結(jié)合法和物理吸附法。
(2)提示:使用小火加熱或間斷加熱(小火間斷加熱),防止加熱過快使海藻酸鈉焦糊,難以制成合適的凝膠珠。
固定化酶和固定化細(xì)胞
(1)通常情況下,酶都是在水溶液中與底物進(jìn)行反應(yīng),因此酶在反應(yīng)系統(tǒng)中是與底物、產(chǎn)物混合在一起的,反應(yīng)結(jié)束后,即使酶仍具有較高活力,也很難回收,同時給產(chǎn)品進(jìn)一步純化帶來了困難。而固定化酶則克服了這種不足,且酶可反復(fù)利用。
(2)固定化細(xì)胞仍能進(jìn)行正常的生長、繁殖和代謝,可以像游離的細(xì)胞一樣用于發(fā)酵生產(chǎn)。
植物組織培養(yǎng)技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用
(2014江蘇單科)為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物,先用植物外植體獲得愈傷組織,然后在液體培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)。請回答下列問題:
(1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過程稱為________________________________________________________________________。
(2)在愈傷組織懸浮培養(yǎng)時,細(xì)胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如上圖所示。細(xì)胞干重在12d后下降的原因有__________________________;培養(yǎng)液中蔗糖的作用是____________、____________。
(3)多倍體愈傷組織細(xì)胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細(xì)胞經(jīng)________處理,會產(chǎn)生染色體加倍的細(xì)胞。為檢測愈傷組織細(xì)胞染色體數(shù)目,壓片前常用纖維素酶和________酶解離愈傷組織。若愈傷組織細(xì)胞(2n)經(jīng)誘導(dǎo)處理后,觀察到染色體數(shù)為8n的細(xì)胞,合理的解釋是______________、____________。
(4)為了更好地獲得次生代謝產(chǎn)物,生產(chǎn)中采用植物細(xì)胞的固定化技術(shù),其原理與酵母細(xì)胞固定化類似。下列說法正確的有____________(填序號)。
①選取旺盛生長的愈傷組織細(xì)胞包埋
②必須在光照條件下培養(yǎng)
③培養(yǎng)過程中需通空氣
④固定化后植物細(xì)胞生長會變慢
(1)外植體是植物體離體的組織、器官或細(xì)胞,誘導(dǎo)形成愈傷組織的過程稱為脫分化。(2)在培養(yǎng)過程中,蔗糖為細(xì)胞提供能源。隨著蔗糖的消耗,營養(yǎng)供應(yīng)減少,同時,細(xì)胞代謝產(chǎn)物、廢物增加,使pH降低(偏酸),不利于細(xì)胞生長。培養(yǎng)基中的蔗糖還具有調(diào)節(jié)滲透壓的作用。(3)秋水仙素或低溫處理都可誘導(dǎo)細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞壁,可以使細(xì)胞之間易于分離(解離)。(4)獲得植物次生代謝產(chǎn)物應(yīng)選用生長旺盛的愈傷組織;愈傷組織細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸,故需要通氣;愈傷組織沒有葉綠體,產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物的過程不需要光照,固定化細(xì)胞所用包埋材料會影響營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的擴(kuò)散。使固定化后的植物細(xì)胞生長速度變慢。
(1)脫分化 (2)蔗糖濃度下降,pH降低 提供能源 調(diào)節(jié)滲透壓 (3)秋水仙素(低溫) 果膠 經(jīng)加倍到4n的細(xì)胞處于有絲分裂后期 經(jīng)加倍到8n的細(xì)胞處于有絲分裂中期 (4)①③④
(1)植物組織培養(yǎng)的基本過程主要包括________________和________________。
(2)在植物培養(yǎng)過程中起重要調(diào)節(jié)作用的物質(zhì)是植物激素,主要包括________________和________________。
(3)植物激素的用量和使用順序?qū)χ参镉绊懴嗤瑔幔?br>
(1)提示:脫分化 再分化
(2)提示:生長素 細(xì)胞分裂素
(3)提示:不同。
影響植物組織培養(yǎng)的因素及成功的關(guān)鍵
(1)影響因素。
①內(nèi)部因素:材料的選取。
②外部因素:營養(yǎng)成分的種類及配比,植物激素的用量及使用順序,pH、溫度、光照等。
(2)獲得成功的關(guān)鍵。
①植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗逆性差,對培養(yǎng)條件要求較高。
②培養(yǎng)材料一旦被微生物污染,就會導(dǎo)致實驗失敗。
③無菌技術(shù)主要包括對操作空間、實驗用具、實驗材料以及操作者的消毒滅菌。
生物技術(shù)在物質(zhì)提取及分離方面的應(yīng)用
下列是與芳香油提取相關(guān)的問題,請回答。
(1)玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取,其理由是玫瑰精油具有________________的性質(zhì)。蒸餾時收集的蒸餾液________(填“是”或“不是”)純的玫瑰精油,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)當(dāng)蒸餾瓶中的水和原料量一定時,蒸餾過程中,影響精油提取量的主要因素有蒸餾時間和________。當(dāng)原料量等其他條件一定時,提取量隨蒸餾時間的變化趨勢是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果蒸餾過程中不進(jìn)行冷卻,則精油提取量會________,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)密封不嚴(yán)的瓶裝玫瑰精油保存時最好存放在溫度________的地方,目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)某植物花中精油的相對含量隨花的不同生長發(fā)育時期的變化趨勢如圖所示。提取精油時采摘花的最合適時間為________天左右。
(6)從薄荷葉中提取薄荷油時________(填“能”或“不能”)采用從玫瑰花中提取玫瑰精油的方法,理由是________________________________________________________。
(1)因為玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定(耐一定程度高溫)、易揮發(fā)(水蒸氣可以將精油攜帶出來)、難溶于水(冷卻后油水會重新分層),所以玫瑰精油適合用水蒸氣蒸餾法提取。(2)當(dāng)水和原料量一定時,影響精油提取量的主要因素有蒸餾時間和蒸餾溫度,在一定的時間內(nèi)隨著蒸餾時間的延長提取量不斷增加,一定時間后不再增加。如果蒸餾溫度過高,提取量也會減少。(3)如果蒸餾過程中不進(jìn)行冷卻,部分精油會隨水蒸氣揮發(fā),則精油提取量會下降。(4)玫瑰精油具有揮發(fā)性,瓶裝精油若密封不嚴(yán),需要低溫保存,以減少揮發(fā)。(5)分析圖示可知,在該植物花的蓓蕾期與開放期之間(即a天)精油含量最高。(6)由于薄荷油與玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)相似,易揮發(fā)、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,故可以用水蒸氣蒸餾法提取。
(1)易揮發(fā)、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 不是 玫瑰精油隨水蒸氣一起蒸餾出來,所得到的是油水混合物
(2)蒸餾溫度 在一定的時間內(nèi)提取量隨蒸餾時間的延長而增加,一定時間后提取量不再增加
(3)下降 部分精油會隨水蒸氣揮發(fā)而流失
(4)較低 減少揮發(fā)(或防止揮發(fā))
(5)a (6)能 薄荷油與玫瑰精油的化學(xué)性質(zhì)相似
(1)植物芳香油的提取可采用的方法有________________、________________和________________。
(2)提取玫瑰精油的實驗流程是:鮮玫瑰花和水→水蒸氣蒸餾→________________――→加NaCl分離油層――→無水Na2SO4____________→玫瑰精油。
(3)植物芳香油提取的常用方法是什么,它的原理是什么?
(1)提示:蒸餾 壓榨 萃取
(2)提示:油水混合物 除水、過濾
(3)提示:水蒸氣蒸餾法,即利用水蒸氣將揮發(fā)性較強(qiáng)的植物芳香油攜帶出來,形成油水混合物,冷卻后,混合物又會重新分出油層和水層。
水蒸氣蒸餾三種常用的方法比較
基本原理相同,但原料位置不同。
(1)水中蒸溜:原料放于蒸餾容器的水中,水完全浸沒原料。
(2)水上蒸餾:容器中水的上方有篩板,原料置于篩板上,水量以沸騰時不浸濕原料為宜。
(3)水氣蒸餾:蒸餾容器下方有一排氣孔,連接外源水蒸氣,上方有篩板,上面放原料。
1.(2014江蘇南通二調(diào))為了探究啤酒酵母固定化的最佳條件,科研人員研究了氯化鈣濃度對固定化酵母發(fā)酵性能的影響,結(jié)果如下圖。請回答:
(1)與利用游離酵母生產(chǎn)啤酒相比,利用固定化酵母的優(yōu)點(diǎn)有____________________________。
(2)本實驗結(jié)果表明,隨氯化鈣濃度的增大,凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度增大,完整率__________。
(3)結(jié)合發(fā)酵性能分析,制備凝膠珠適宜的氯化鈣濃度為__________。當(dāng)氯化鈣濃度過高時,發(fā)酵液中的糖度升高,酒精度下降,發(fā)酵受到影響,原因是______________________________________________________________________。
(4)用海藻酸鈉作為載體包埋酵母細(xì)胞,溶解海藻酸鈉時最好采用__________________的方法,以防發(fā)生焦糊。溶化好的海藻酸鈉溶液應(yīng)__________后,再與已活化的酵母細(xì)胞充分混合。若海藻酸鈉濃度過低,會導(dǎo)致____________________,固定效果大大降低。
(2)由曲線知,隨著氯化鈣濃度的增大,凝膠珠的完整率增加。(3)氯化鈣濃度為2.0mol/L時,發(fā)酵產(chǎn)生的酒精度最高;當(dāng)氯化鈣濃度過高時會使凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度過大,影響凝膠珠的通透性從而影響糖進(jìn)入顆粒內(nèi)部。(4)為防止發(fā)生焦糊,溶解海藻酸鈉時最好采用小火或間斷加熱的方法;為保護(hù)活化的酵母細(xì)胞的活性,溶化好的海藻酸鈉溶液必須冷卻到室溫后再與酵母細(xì)胞混合。
(1)可多次使用、便于產(chǎn)物分離、提高產(chǎn)品質(zhì)量等
(2)增加
(3)2.0mol/L 凝膠珠機(jī)械強(qiáng)度過大,通透性降低,影響糖進(jìn)入顆粒內(nèi)部
(4)小火或間斷加熱 冷卻至室溫 酵母細(xì)胞從顆粒中漏出
2.下圖是水稻的花藥通過無菌操作,培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑的示意圖。請據(jù)圖回答下列問題:
(1)圖中的A是________,c過程是指________,B指________。
(2)這兩種途徑之間沒有絕對的界限,主要取決于_______________________________________________________________________________。
(3)配制培養(yǎng)基時加瓊脂的目的是________________________________________________________________________。
(4)組織培養(yǎng)要求無菌操作的原因是________________________________________________________________________。
(1)胚狀體 誘導(dǎo) 生根
(2)培養(yǎng)基中激素的種類及其濃度配比
(3)使培養(yǎng)基呈固體狀態(tài),有利于外植體的生長
(4)如不無菌操作,微生物會在培養(yǎng)基上快速繁殖,與離體培養(yǎng)的植物組織競爭
3.(2014蘇州模擬)血紅蛋白是人和其他脊椎動物紅細(xì)胞的主要組成成分,負(fù)責(zé)血液中O2或CO2的運(yùn)輸。請根據(jù)血紅蛋白的提取和分離流程圖回答問題。
(1)將實驗流程補(bǔ)充完整。凝膠色譜法的基本原理是根據(jù)________________________________分離蛋白質(zhì)的有效方法。
(2)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除________,洗滌干凈的標(biāo)志是________。
(3)分離血紅蛋白時,由上到下第________層是血紅蛋白水溶液。
(4)下面是凝膠色譜法分離血紅蛋白時樣品的加入示意圖,正確的加樣順序是________________________________________________________________________。
(5)如果紅色區(qū)帶________,說明色譜柱制作成功。
(1)樣品處理及粗分離包括:紅細(xì)胞的洗滌、血紅蛋白的釋放、分離血紅蛋白溶液、透析,凝膠色譜操作包括:凝膠色譜柱的制作、凝膠色譜柱的裝填、樣品的加入和洗脫。凝膠色譜法的基本原理是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)。
(2)洗滌紅細(xì)胞的目的是去除雜蛋白,洗滌干凈的標(biāo)志是上清液中沒有黃色。
(3)分離血紅蛋白時,可明顯看到試管中的溶液分為4層:第1層為無色透明的甲苯層;第2層為白色薄層固體,是脂溶性物質(zhì)的沉淀層;第3層是紅色透明液體,是血紅蛋白的水溶液;第4層是其他雜質(zhì)的暗紅色沉淀物。
(4)加樣順序是:調(diào)整緩沖液面、滴加透析樣品、樣品滲入凝膠床、再調(diào)整緩沖液面。
(5)如果紅色區(qū)帶均勻一致地移動,說明色譜柱制作成功。
(1)血紅蛋白的釋放 凝膠色譜柱的裝填 相對分子質(zhì)量的大小
(2)雜蛋白(或血漿蛋白) 離心后的上清液中沒有黃色
(3)三 (4)④①②③
(5)均勻一致地移動
4.(2013山東高考)胡蘿卜素是一種常用的食用色素,可分別從胡蘿卜或產(chǎn)生胡蘿卜素的微生物體中提取獲得,流程如下:
(1)篩選產(chǎn)胡蘿卜素的酵母菌R時,可選用________________________或平板劃線法接種。采用平板劃線法接種時需要先灼燒接種環(huán),其目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)培養(yǎng)酵母菌R時,培養(yǎng)基中的蔗糖和硝酸鹽可以分別為酵母菌R提供________和________。
(3)從胡蘿卜中提取胡蘿卜素時,干燥過程應(yīng)控制好溫度和________________,以防止胡蘿卜素分解;萃取過程中宜采用________________方式加熱以防止溫度過高;萃取液濃縮前需進(jìn)行過濾,其目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)紙層析法可用于鑒定所提取的胡蘿卜素。鑒定過程中需要用胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)樣品作為________________________________________________________________________。
(1)稀釋涂布平板法(或稀釋混合平板法) 滅菌(或防止雜菌污染)
(2)碳源 氮源
(3)時間 水浴 濾去不溶物
(4)(實驗)