骄子之路2017高考生物一轮复习 第十一单元 现代生物科技专题课件（打包3套）（选修3）.zip

2017高三一轮总复习生 物1选修 3 现代生物科技专题第十一 单 元 现 代生物科技 专题2备 考方向指 导最新考纲 热点透视 分析解读1.基因工程的 诞 生 Ⅰ2.基因工程的原理及技术 Ⅱ3.基因工程的 应 用 Ⅱ4.蛋白 质 工程 Ⅰ5.植物的 组织 培养 Ⅱ6.动 物 细 胞培养与体细 胞克隆 Ⅰ7.细 胞融合与 单 克隆抗体 Ⅱ1.基因工程的理 论 基 础 与技 术 支持，基因工程的三大基本工具的特点及作用。2.基因工程的操作步 骤 及原理，目的基因的 获 取方式、表达 载 体的构建方法、目的基因的 导 入方法、目的基因的 检测与 鉴 定的方法。3.基因工程的成果及 应 用 实 例： 农业 、畜牧 业 以及生物制 药 。4.蛋白 质 工程的概念、目 标 和操作流程。5.植物的 组织 培养的原理、 过 程、 应 用以及植物体 细 胞 杂 交的原理、 过 程和意义 。6.动 物 细 胞培养的原理、条件、培养 过 程及意 义 ，体 细 胞核移植的概念及其与克隆的关系、 应 用前景。1.考 查 内容：(1)基因工程的工具、操作程序、基因工程的原理及 应 用、蛋白质 工程。(2)植物 组织 培养的原理、操作，动 物 细 胞培养的原理、操作及应 用，体 细 胞核移植的操作，动 物 细 胞融合的原理及 应 用， 单 克隆抗体制 备 的方法。(3)胚胎工程的理 论 基 础 、胚胎工程的技 术 手段 (包括体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干 细 胞分离、培养 诱导 分化 )，生物技 术 的安全性和 伦 理 问题 。3备 考方向指 导最新考纲 热点透视 分析解读8.动 物胚胎发 育的基本 过程与胚胎工程的理论 基 础 Ⅰ9.胚胎干 细胞的移植 Ⅰ10.胚胎工程的 应 用 Ⅱ11.转 基因生物的安全性 Ⅰ12.生物技 术的 伦 理问题 Ⅰ7.细 胞融合的原理、方法， 单 克隆抗体制 备的原理、 过 程以及 单 克隆抗体的 应 用。8.精子、卵子的 发 育，体内受精与体外受精的原理，早期胚胎 发 育的 过 程和特点及胚胎培养的方法，胚胎移植的生理基 础 与意 义，胚胎分割技 术 。9.胚胎干 细 胞的概念、来源及 应 用。胚胎移植 实 例的分析及 应 用。10.对转 基因生物安全性的 认识 ，理性看待 转基因技 术 。11.对 克隆人、 设计试 管 婴 儿和基因 检测 的认识 。对 生物武器的种 类 、特点的了解， 对 待生物武器的 态 度。(4)生 态 工程的基本原理 (物 质 循 环 再生原理、物种多 样 性原理、 协调 与平衡原理、整体性原理、系 统 学和工程学原理 )、生 态 工程的 实 例分析及 设计 思路。2.高 频 考点：(1)基因工程的基本操作及 应 用、基因工程的基本工具。(2)植物的 组织 培养技 术 、 单 克隆抗体制 备 技 术 。(3)胚胎移植、胚胎干 细 胞分离培养。(4)生 态 工程的基本原理。3.重点 题 型：(1)多以基因工程的操作流程 图为 知 识载 体， 综 合考 查 基因工程、 细 胞工程、胚胎工程等相关内容。(2)多以操作流程 图为 知 识载 体，以 农业 生 产 、畜牧 业 生产 、医 疗卫 生等 实际应 用 为 背景 进 行命 题 ， 综 合考查获 取与 处 理信息的能力、理解与 综 合运用能力。4最新考纲 热点透视 分析解读13.生物武器 对 人 类 的威胁 Ⅰ14.生 态 工程的原理 Ⅱ15.生 态 工程的 实 例 Ⅰ12.生 态 工程遵循的基本原理及其在 实 践中的 应 用。13.结 合 实际 分析生 态 工程 实例及其 应 用的基本原理。(3)以畜牧 业 生 产 、医学 实 践的 应 用以及科技 发 展 为 背景，以生 产 流程 图为载 体考 查 胚胎工程的相关内容。(4)多以生 态 工程的 实 例 为载 体，以生态 学有关的社会 热 点 问题 ，如低碳生活、保 护 生 态环 境等 为 知 识 背景，考 查 生 态 工程的基本原理和生 态农业 的 设计 思路及方法。5专题 37 基因工程 —— 及其安全性 (含生物武器 )6•栏 目 导航 12基础自主复习考点分类透析3 热点题型讲练4 易错易混警示5 课时强化作业7• 基础自主复习8• 一、基因工程的概念及基本工具9• 2． 基因工程的基本工具 10• (2)DNA连 接 酶常用类型E·coli DNA连 接 酶 T4DNA连 接 酶来源 ⑦ ____________ T4噬菌体功能 连 接黏性末端 连 接 ⑧ _______________结 果 恢复被限制 酶 切开的两个核苷酸之 间 的磷酸二 酯键大肠杆菌黏性末端或平末端1112• 二、基因工程的基本操作程序• 1． 目的基因的获取• (1)目的基因： 编码 蛋白 质 的基因。• (2)获 取方法：从基因文 库 中 获 取、利用 ⑫ _______________扩增目的基因、利用 ⑬ _______________人工合成。PCR技术DNA合成仪13• 2． 基因表达载体的构建 —— 基因工程的核心• (1)目的：使目的基因在受体 细 胞中 ⑭ _____________，并可以遗传给下一代；使目的基因能够 ⑮ _______________和发挥作用。• (2)基因表达载体的组成：目的基因、 ⑯ _____________、终止子和标记基因等，如图。稳定存在表达启动子14• 名师提醒• (1)与载体相比较，增加启动子、目的基因和终止子三个基因片段，其功能各不相同。• (2)启动子 (DNA片段 )≠起始密码子 (RNA)；终止子 (DNA片段 )≠终止密码子 (RNA)。1516• 三、基因工程的应用抗逆 器官移植 正常基因 17不一定完全符合 蛋白质的结构 氨基酸 脱氧核苷酸 18生物反应器 19滞后 过敏原 多样性 稳定性 20• 六、生物武器对人类的威胁不发展 不生产 不储存 21• 考点分类透析22• 1.基因工程的基本原理和理论基础概括 (如下图 )考 点 1 基因工程的理论基础与操作工具23• 2． 与 DNA分子相关的酶• (1)几种 酶 的比 较比 较项 目 限制 酶 DNA连 接 酶 DNA聚合 酶 解旋 酶作用底物 DNA分子 DNA分子片段 脱氧核苷酸 DNA分子作用部位 磷酸二 酯键 磷酸二 酯键 磷酸二 酯键碱基 对间 的 氢键作用 结 果 形成黏性末端或平末端形成重 组 DNA分子形成新的 DNA分子形成 单链 DNA分子24• (2)限制 酶 与 DNA连 接 酶 的关系• ① 限制 酶 不切割自身 DNA的原因是：原核生物中不存在 该 酶的 识别 序列或 识别 序列已 经 被修 饰 。• ② DNA连 接 酶 起作用 时 不需要模板。25• 3． 载体• (1)作用• ① 作 为 运 载 工具，将目的基因 转 移到宿主 细 胞内。• ② 利用它在宿主 细 胞内 对 目的基因 进 行大量复制。• (2)具 备 的条件• ① 能在宿主 细 胞内 稳 定保存并大量复制。• ② 有多个限制 酶 切割位点，以便与外源基因 连 接。• ③ 具有特殊的 标记 基因，以便 进 行 筛选 。26• (3)种 类• ① 质 粒：一种裸露的、 结 构 简单 、独立于 细 菌 拟 核 DNA之外，能 够 自我复制的很小的双 链环 状 DNA分子。• ② λ噬菌体的衍生物。• ③ 动 植物病毒。27• 名师提醒• (1)一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。• (2)限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。• (3)限制酶是一类酶，而不是一种酶。• (4)限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。 28• (5)为使目的基因与载体形成相同的 DNA片段末端以便连接，通常使用同一种限制酶将二者切割，但如果不同的限制酶切割 DNA分子所产生的末端也存在互补关系时，则两末端也可连接。• (6)将一个基因从 DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生 4个黏性末端。 • (7)不同 DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个 DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。• (8)限制酶切割载体的切割位点并不是任意的，必须保证至少有 1个标记基因的完整性，以便于检测。29• (9)基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是 DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。• (10)基因工程中有 3种工具，但工具酶只有 2种。 302017高三一轮总复习生 物1选修 3 现代生物科技专题第十一 单 元 现 代生物科技 专题2专题 38 克隆技术及生物技术的伦理问题3•栏目导航12基础自主复习考点分类透析3 热点题型讲练4 易错易混警示5 课时强化作业4•基础自主复习5• 一、细胞工程• 1． 原理和方法： 应 用 细 胞生物学和分子生物学的原理和方法。• 2． 操作水平： ① _________水平或细胞器水平。• 3． 目的： 按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。• 4． 分类： 根据操作对象的不同，分为植物细胞工程和动物细胞工程。细胞6• 二、植物细胞工程• 1． 植物细胞的全能性• (1)概念：具有某种生物全部 ② ______________的任何一个细胞，都具有发育成 ③ _____________________的潜能。• (2)原理：细胞内含有本物种的 ④ __________________。• (3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于 ⑤ _________状态，提供一定的 ⑥ _____________和其他适宜外界条件。遗传信息完整生物个体全部遗传信息离体营养、激素7• 2． 植物组织培养技术• (1)原理：植物 细 胞具有 ⑦ _______________。全能性8• 3． 植物体细胞杂交技术9• (1)去壁： 酶 解法，所用 酶 为 ⑪ ____________________。• (2)诱导 原生 质 体融合：物理法 —— 离心、振 动 、 电 激等；化学法 —— 常用 ⑫ ____________________(PEG)作 诱导剂 。• (3)植物体 细 胞 杂 交成功的 标 志：⑬ _____________________________。• (4)优 点：克服 ⑭ _______________________________________。• (5)变 异 类 型： ⑮ _______________。纤维素酶和果胶酶聚乙二醇杂种细胞再生出细胞壁不同生物远缘杂交不亲和的障碍染色体变异10• 4． 植物细胞工程的应用• (2)作物新品种的培育： 单 倍体育种、突 变 体的利用。• (3)细 胞 产 物的工厂化生 产 ：培养到 ⑱ ________________阶段。愈伤组织11• 三、动物细胞工程• 1． 动物细胞培养： 其他 动 物 细 胞工程技 术 的基 础• (1)培养 过 程• (2)培养条件• 1)无菌、无毒的 环 境 —— 无菌 处 理、加 ⑲ __________杀菌、定期更换培养液。• 2)营养 —— 葡萄糖、氨基酸、促生长因子、无机盐和微量元素及 ⑳ ___________等天然成分。抗生素血清或血浆12培养液的 pH 动物细胞核具有全能性 13• (2)过 程灭活病毒 14• (2)单 克隆抗体制 备过 程15特异性强 诊断试剂 运载药物 基因结构 基因间相互作用 异种生物 随机 16生殖性克隆 生殖性克隆人 基因检测 17•考点分类透析18• 一、植物组织的培养及细胞全能性• 1． 操作流程及培养条件• (2)培养条件： 营 养物 质 (水、无机 盐 、蔗糖、氨基酸和有机酸等 )、激素 (如 细 胞分裂素、生 长 素等 )及其他条件 (无菌、适宜的温度和 pH等 )。考 点 1 植物细胞工程19• 名师提醒• (1)幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。• (2)对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要彻底灭菌。• (3)植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。• (4)诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根的过程中，要进行换瓶处理，以改变培养基中的激素配比及浓度。20• 2． 脱分化和再分化的比较比 较 内容 脱分化 再分化过 程 外植体 → 愈 伤组织 愈 伤组织 → 幼苗形成体特点 排列疏松、高度液泡化的薄壁 细 胞 有根、芽需要条件 a.离体b.适宜的 营 养c.生 长 素 /细 胞分裂素的比例适中d.不需光a.离体b.适宜的 营 养c.生 长 素 /细 胞分裂素的比例高或低 诱导生根或生芽d.光照21• 名师提醒• (1)愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需要光照处理，以便诱导叶绿素的形成。• (2)生长素和细胞分裂素在植物体内含量很低，因此植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和细胞分裂素类似物。细胞分裂素 /生长素的比例适中，有利于外植体脱分化，比例升高有利于愈伤组织再分化形成丛芽，比例降低则有利于生根。• (3)用该过程培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律。只有有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律，而体细胞杂交没有此过程。 22• (4)具有全能性 ≠体现 (实现 )全能性• ① 具有全能性：理论上，活细胞都具有全能性。• ② 体现全能性：只有发育成完整个体，才能说明实现了细胞的全能性。23• 3． 原理： 高度分化的植物 细 胞仍然具有全能性。• 二、植物体细胞杂交• 1． 技术操作流程图24• 2． 原理及过程解读• (1)植物体 细 胞 杂 交的障碍• ① 植物 细 胞都有 细 胞壁：根据 酶 的 专 一性原理，用 纤维 素 酶和果胶 酶 去除 细 胞壁。• ② 原生 质 体融合：人工 诱导 方法包括物理法，如离心、振 动、 电 激；化学法，如聚乙二醇 (PEG)诱导 等。• (2)杂 种 细 胞的 类 型有三种： AA、 BB、 AB，符合要求的只有AB，需要 进 行 筛选 。• (3)杂 种 细 胞 AB形成的 标 志：新的 细 胞壁的生成。25• (4)杂 种植株 遗传 物 质 的 变 化： 细 胞融合属于染色体 变 异，杂 种植株的染色体数通常是两 亲 本 细 胞染色体数目之和，形成异源多倍体。• (5)植物体 细 胞 杂 交的原理：原生 质 体融合的 过 程利用了 细 胞膜的流 动 性， 杂 种 细 胞 发 育成 杂 种植株利用了 细 胞的全能性。26• 名师提醒• 植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型的分析• (1)诱导产物 (假设用于杂交的两种植物细胞分别为 A、 B)：• ① 未融合的细胞： A和 B。• ② 两两融合的细胞： AA、 BB和 AB。• ③ 多细胞融合体。27• (2)检测方法：对诱导产物中的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物性状进行判断。• ① 若只表现出一种植物的性状，说明是未融合细胞。• ② 若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。• ③ 若得到的是两种亲本性状的植物，且一种植物的性状得到加强，则是多细胞融合体。• ④ 若得到的是一种植物的性状，但是效果得到加强，则是同种细胞融合的结果。28• 一、植物组织培养和动物细胞培养的比较考 点 2 动物细胞工程及相关技术的比较项 目 植物 组织 培养 动 物 细 胞培养理 论 基 础 植物 细 胞全能性 细 胞增殖培养基类 型 固体或半固体培养基 液体培养基成分 水、 矿质 元素、 维 生素、蔗糖、氨基酸、 琼 脂 葡萄糖、氨基酸、无机 盐 、 维 生素、促生 长 因子、 动 物血清等取材 植物 组织 、器官、 细 胞或花 药 等 动 物胚胎或出生不久的幼 龄动物的器官或 组织29项 目 植物 组织 培养 动 物 细 胞培养过 程302017高三一轮总复习生 物1选修 3 现代生物科技专题第十一 单 元 现 代生物科技 专题2专题 39 胚胎工程与生态工程3•栏目导航12基础自主复习考点分类透析3 热点题型讲练4 易错易混警示5 课时强化作业4• 基础自主复习5• 一、体内受精和早期胚胎发育67• 3． 受精89• (3)卵子受精完成的 标 志：在透明 带 和卵 细 胞膜之 间观 察到 ⑭ ______________。• 4． 胚胎发育两个极体10• 二、体外受精和早期胚胎培养• 1． 体外受精• (1)卵母 细 胞的采集和培养：促性腺激素、超声波探 测仪 、内 窥镜 等。• (3)受精： 获 能的精子和培养成熟的卵子 结 合形成合子。11• 2． 早期胚胎培养• (1)培养液成分：无机 盐 、有机 盐 (两 盐 )、 维 生素、 ⑱ __________(两素 )、氨基酸、核苷酸 (两酸 )、水、 ⑲ ___________。• (2)胚胎去向：向受体移植或冷冻保存备用。• 三、胚胎工程的应用及前景• 1． 胚胎移植• (1)胚胎来源：转基因、核移植、体外受精、体内受精。• (2)实质：产生胚胎的 ⑳ _______和孕育胚胎的 _______共同繁育后代的过程。• (3)地位：胚胎移植是胚胎工程中最后一道程序，移植的胚胎必须在原肠胚之前，不能直接移植受精卵。激素血清受体供体12雌性优良个体的繁殖潜能 13桑椹胚或囊胚 将内细胞团均等分割 14原始性腺 15修复 重建 传统生产方式 生产力 人类社会 自然环境 16物质循环 经济效益和生态效益 少消耗 可持续 17废弃物的资源化 分层分级 物种繁多而复杂 18环境承载力 经济和社会 结构决定功能 系统整体性 19与自然和谐共处 经济、社会 20• 考点分类透析21• 一、体内受精与胚胎发育• 1． 精子与卵子的发生考 点 1 体内 (外 )受精与早期胚胎发育22• 2． 受精作用的过程• (1)受精前的准 备阶 段• ① 精子 获 能：精子必 须 在雌性 动 物的生殖道中 发 生相 应 的生理 变 化后，才能 获 得受精能力的生理 现 象。• ② 卵子的准 备 ：在 输 卵管中 发 育到减数第二次分裂的中期，才具 备 与精子受精的能力。23• (2)受精 阶 段• 第一步：精子穿越放射冠和透明 带 。 顶 体反 应 使 顶 体内的 酶释 放出来并溶解放射冠内的卵丘 细 胞之 间 的物 质 ；透明 带 反应 是防止多精入卵受精的第一道屏障。• 第二步：精子 进 入卵 细 胞膜。卵 细 胞膜反 应 是防止多精入卵受精的第二道屏障。• 第三步：原核形成。雄原核和雌原核形成。• 第四步：配子 结 合。雌、雄原核融合形成合子 (受精卵 )。24• 3． 早期胚胎发育• (1)过 程：受精卵 ―→ 卵裂期 ―→ 桑椹胚 ―→ 囊胚 ―→ 原 肠 胚。• (2)图 示：25• 二、体外受精与胚胎的早期培养• 1． 体外受精的原理• 人工模 拟 体内 环 境 (包括 营 养、温度、 pH等 )，使初 级 卵母 细胞成熟和精子 获 能，最 终 完成受精或胚胎保存。• 2． 体外受精主要操作步骤• (1)卵母 细 胞的采集• 方法一： 对 小型 动 物一般采用促性腺激素 处 理，排卵后直接从 输 卵管中冲取卵子，直接与 获 能的精子在体外受精。• 方法二： 对 大型 动 物一般从活体的卵巢中吸取卵母 细 胞， 经体外人工培养成熟后与 获 能的精子在体外受精。 26• (2)精子的采集和 获 能• ① 采集方法：假阴道法、手握法和 电 刺激法等。• ② 获 能方法：主要有培养法 (啮齿动 物、家兔、猪等 )和化学 诱导 法 (牛、羊等家畜的精子常采用化学法，即将精子放在一定 浓 度的肝素或 钙 离子 载 体 A23187溶液中，用化学 药 物 诱导 精子 获 能 )。• (3)受精： 获 能精子和成熟卵子在共同培养一段 时间 后便可受精。• 3． 胚胎的早期培养• (1)培养的目的： 检测 受精状况和受精卵的 发 育能力。• (2)培养液的成分：水、无机 盐 、有机 盐 、 维 生素、激素、氨基酸、核苷酸以及 动 物血清等。• (3)胚胎去向：冷 冻 保存、移植到受体 动 物子 宫 内培养。27• 名师提醒• (1)体外受精时，精子与卵子在体外结合前，需要对精子进行获能处理，并将卵母细胞培养成熟至减数第二次分裂中期。• (2)胚胎发育的起点是受精卵，发育过程中的细胞分裂均为有丝分裂。• (3)桑椹胚细胞仍具有全能性，是胚胎分割的最佳时期。• (4)囊胚是开始分化的阶段，分化为滋养层细胞 —— 发育成胎膜和胎盘等结构，内细胞团细胞 —— 发育成胎儿，该阶段还可进行胚胎分割。• (5)孵化 —— 囊胚后期，透明带破裂，胚胎伸展出来；原肠胚早期还保留缩小的囊胚腔，最后消失。28• 一、胚胎移植及胚胎分割移植• 1． 胚胎移植的基本程序 (以牛胚胎移植为例 )考 点 2 胚胎工程的应用及前景2930