25.2《現(xiàn)代生物技術(shù)》教案（北師大版八年級(jí)下）初中生物

.:PAGE:;學(xué)科:生物年級(jí)：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)【知識(shí)聯(lián)絡(luò)框架】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(mén)綜合性科學(xué)技術(shù)。它是以生物科學(xué)為根底，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資料，如DNA、蛋白質(zhì)、染色體、細(xì)胞及至整個(gè)生物體，從而消費(fèi)出人類所需要的生物或生物制品，甚至于改造我們?nèi)祟惐旧淼??！局攸c(diǎn)知識(shí)聯(lián)絡(luò)與剖析】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(guò)某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上，依照人們的意愿來(lái)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(mén)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)胞交融技術(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)胞交融技術(shù)細(xì)胞交融技術(shù)是指把兩個(gè)細(xì)胞〔可以是同種細(xì)胞，也可以是異種細(xì)胞〕在交融劑的作用下，交融成一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)。如圖14-1所示。應(yīng)用細(xì)胞交融技術(shù)進(jìn)展細(xì)胞雜交，可以克制遠(yuǎn)緣雜交不育的缺陷，對(duì)培育新品種具有廣闊的應(yīng)用前景。圖14-12．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(kāi)，然后再把別離的細(xì)胞核和胞質(zhì)體重新組合成一個(gè)新細(xì)胞。把從細(xì)胞中別離出來(lái)的染色體或基因轉(zhuǎn)入另一個(gè)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(gè)細(xì)胞，接種在人工配制的適于細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育的培養(yǎng)基上，然后在適當(dāng)?shù)臒o(wú)菌的生長(zhǎng)條件下(如一定的光照、溫度或pH值等)進(jìn)展培養(yǎng)，使細(xì)胞可以生長(zhǎng)和不時(shí)增殖的技術(shù)。由于從組織中別離單細(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(guò)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(jià)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)胞交融在一起，形成雜交瘤細(xì)胞。這種細(xì)胞既能像腫瘤細(xì)胞那樣長(zhǎng)期進(jìn)展無(wú)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(wú)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，在一定的容器里供應(yīng)適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使它們得到分化、發(fā)育和生長(zhǎng)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)、構(gòu)造一樣或類似的還未分化的細(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(kāi)場(chǎng)分化，最后發(fā)育成一個(gè)完好的植物體。該技術(shù)的根本原理是植物細(xì)胞的全能性。這一技術(shù)目前主要用于作物的改進(jìn)和有用生理物質(zhì)的消費(fèi)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(wàn)甚至幾十萬(wàn)株小苗，這對(duì)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(wú)病毒植株。試管動(dòng)物〔嬰兒〕:通過(guò)體外受精和胚胎移植技術(shù)而產(chǎn)生的動(dòng)物或嬰兒。在這一技術(shù)過(guò)程中，精子和卵子從動(dòng)物〔人〕體內(nèi)取出來(lái)，在人工提供的生活條件下〔通常是在試管中〕進(jìn)展受精，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(dòng)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)展的，其目的是處置不育問(wèn)題?？寺?dòng)物：一般是指通過(guò)無(wú)性繁殖形成動(dòng)物后代。1997年，英國(guó)生物學(xué)家首次用羊的體細(xì)胞勝利地克隆了一只小母羊，即多利綿羊。克隆是指無(wú)性繁殖系，詳細(xì)地說(shuō)，是指從一個(gè)共同的祖先，通過(guò)無(wú)性繁殖的方法產(chǎn)生出來(lái)的一群遺傳特性一樣的DNA分子、細(xì)胞或個(gè)體?？寺∫部芍笩o(wú)性繁殖的過(guò)程。多利綿羊的培育過(guò)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(shí)驗(yàn)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(wú)細(xì)胞核的卵細(xì)胞中，并進(jìn)展電激交融，這樣就形成了一個(gè)含有新的遺傳物質(zhì)的卵細(xì)胞。交融后的卵細(xì)胞開(kāi)場(chǎng)卵裂，形成早期的胚胎。然后，把這個(gè)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羊的完全一樣，幾乎就是B羊的復(fù)制品。在這之前，我國(guó)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(shuō)明高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核，仍然具有全能性，在適宜的條件下，就可能發(fā)育成新的個(gè)體?？寺〖夹g(shù)在繁育優(yōu)良部、治療人類遺傳病、搶救瀕危物種和維護(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，為人類消費(fèi)有用的生物產(chǎn)品，或直接用微生物參與控制某些地消費(fèi)過(guò)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)模消費(fèi)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消費(fèi)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(gè)重要組成局部，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進(jìn)步其產(chǎn)量；利用微生物發(fā)酵消費(fèi)藥品，如人的胰島素、干擾素和生長(zhǎng)激素等。三、酶工程酶工程是指在一定的生物反響器中，利用酶的生物催化作用，消費(fèi)出人類所需產(chǎn)品的一門(mén)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(shuō)是造福人類，成果喜人。蔗糖幾乎全部是通過(guò)加工甘蔗或甜萊得到的。但是，甘蔗和甜菜的種植范圍都比擬有限，因而，蔗糖的產(chǎn)量也就受到了影響。能不能利用淀粉來(lái)消費(fèi)類似蔗糖的物質(zhì)呢？科學(xué)家通過(guò)-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。如今，一些興旺國(guó)家高果糖漿的年產(chǎn)量已到達(dá)幾百萬(wàn)噸，高果糖漿在許多飲料的制造中已經(jīng)逐步替代了蔗糖。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(gè)氨基酸組成，稱為A鏈；另一條由30個(gè)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)構(gòu)造上有一處差異：豬胰島素B鏈上最后一個(gè)氨基酸是丙氨酸，人胰島素B鏈上最后一個(gè)氨基酸是蘇氨酸。因而，用豬胰島素治療人的糖尿病，容易使一些患者產(chǎn)生免疫反響。近些年來(lái)，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(gè)丙氨酸，然后接上一個(gè)蘇氨酸。這樣豬的胰島素就魔術(shù)般地變成人的胰島素了。如今，科學(xué)家正在研究如何修飾酶的化學(xué)構(gòu)造，以便改善酶的性能；用DNA重組技術(shù)大量地消費(fèi)酶，甚至設(shè)計(jì)酶的基因，以便人工合成出自然界中沒(méi)有的酶來(lái)。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)?；蚬こ淌侵敢勒杖祟惖脑竿?，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)展擴(kuò)增，并表達(dá)產(chǎn)生所需蛋白質(zhì)的技術(shù)?；蚬こ炭梢酝黄品N屬的界限，在基因水平上改變生物遺傳性，并通過(guò)工程化為人類提供有用產(chǎn)品及效勞。1．基因工程的根本步驟第一步：獲得符合人類意愿的基因，即獲得目的基因。目的基因是根據(jù)基因工程設(shè)計(jì)中所需要的某些DNA分子片段，含有所需要的完好的遺傳信息。獲得目的基因的方法很多，目前采用的別離、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(duì)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別離出來(lái)。分子雜交法：采用加堿或加熱的方法使DNA變成單鏈，而后參與有放射性標(biāo)志的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：先別離出特定的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：假如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)載體有可以和細(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(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入受體細(xì)胞的。即便進(jìn)入受體細(xì)胞之中，也會(huì)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(guò)改造的細(xì)菌中的質(zhì)?！布?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(kāi)〞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(guò)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)是基因工程是否勝利的關(guān)鍵。目前，人類已經(jīng)利用外源基因，如人的生長(zhǎng)激素基因、人胸腺激素基因、人干擾素基因、牛生長(zhǎng)激素基因等，導(dǎo)入細(xì)菌中，消費(fèi)出相應(yīng)的產(chǎn)品，在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用，獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2．轉(zhuǎn)基因技術(shù)1982年，美國(guó)科學(xué)家采用基因工程把從大鼠細(xì)胞別離出來(lái)的大鼠生長(zhǎng)素基因通過(guò)處置，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(zhǎng)激素基因，6只小鼠的生長(zhǎng)速度非?？?，超出同窩其他小鼠的1．8倍，成為“巨型小鼠〞?！熬扌托∈蟥暃](méi)有什么經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但是，這證明了外源基因可以直接導(dǎo)入高等動(dòng)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(dòng)、植物稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物。轉(zhuǎn)基因植物已經(jīng)在培養(yǎng)抗蟲(chóng)植物、抗病毒作物、抗除草劑作物、抗衰老作物等方面獲得重要成果。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(chóng)效果。在轉(zhuǎn)基因動(dòng)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(yú)等方面也獲得了許多嚴(yán)重的成果?！窘?jīng)典例題解析】例題1在細(xì)胞工程——原生質(zhì)體交融育種技術(shù)中，其技術(shù)的重要一環(huán)，就是要將營(yíng)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)假如將去除細(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(duì)植物細(xì)胞具有支持和維護(hù)作用，完成植物細(xì)胞的細(xì)胞交融，首先必需除去細(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(huì)破壞原生質(zhì)體的細(xì)胞，使植物細(xì)胞仍然堅(jiān)持活力。去除掉細(xì)胞壁的植物細(xì)胞已經(jīng)沒(méi)有細(xì)胞壁的維護(hù)，在其等滲溶液中，細(xì)胞的形狀由于其外表張力的作用而成圓球。假如將其放入清水中，就會(huì)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)胞壁維護(hù)的細(xì)胞，在等滲溶液中由于其細(xì)胞外表張力的作用形成的例題2單克隆抗體是指〔〕A．單個(gè)骨髓瘤細(xì)胞增殖產(chǎn)生的抗體 B．單個(gè)B淋巴細(xì)胞增殖產(chǎn)生的抗體C．單個(gè)雜交瘤細(xì)胞增殖產(chǎn)生的抗體 D．單個(gè)抗體通過(guò)克隆化，產(chǎn)生大量抗體解析詳見(jiàn)“重點(diǎn)知識(shí)聯(lián)絡(luò)與剖析〞中的相關(guān)知識(shí)。答案C例題3能克制遠(yuǎn)緣雜交的不親和性技術(shù)是〔〕A．組織培養(yǎng) B．細(xì)胞交融 C．動(dòng)物胚胎移植 D．單倍體育種解析植物組織培養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)可以進(jìn)步自然繁殖率比擬低的名貴花卉、瀕危物種等的無(wú)性繁殖率。動(dòng)物胚胎移植可以進(jìn)步動(dòng)物的繁殖率。單倍體育種可以加快育種的進(jìn)程。細(xì)胞交融可以克制遠(yuǎn)緣雜交的不親和性。答案B例題4以下哪項(xiàng)技術(shù)與“試管嬰兒〞無(wú)關(guān)〔〕A．體外受精 B．動(dòng)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(jiàn)“重點(diǎn)知識(shí)聯(lián)絡(luò)與剖析〞中的相關(guān)知識(shí)。答案D例題5[2001年全國(guó)高考理科綜合(江蘇、浙江)卷]在啤酒消費(fèi)過(guò)程中，發(fā)酵是重要環(huán)節(jié)。消費(fèi)過(guò)程大致如下：將經(jīng)過(guò)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，泡沫不時(shí)增多。當(dāng)糖濃度下降一定水平后，完畢發(fā)酵。最后分別輸出有形物質(zhì)和鮮啤酒。根據(jù)上述過(guò)程答復(fù)以下問(wèn)題：(1)該過(guò)程說(shuō)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(cè)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％那么是用于_______________。(4)請(qǐng)寫(xiě)出由麥芽糖→葡萄糖→酒精的反響方程式。(5)假如酵母菌消耗的糖〔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)酵后最多能消費(fèi)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)絡(luò)代謝的類型及根本的化學(xué)計(jì)算的綜合性測(cè)試題，對(duì)考生的才干要求較高，要求考生能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，處置消費(fèi)實(shí)際中的問(wèn)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)展有氧呼吸，在無(wú)氧條件下可進(jìn)展無(wú)氧呼吸。在有氧條件下酵母菌通過(guò)有氧呼吸獲得的能量多，可以進(jìn)展繁殖，繁殖的主要方式是出芽生殖。在無(wú)氧條件下酵母菌通過(guò)無(wú)氧呼吸獲得的能量少，不可以進(jìn)展繁殖，只能維持根本的生命活動(dòng)。酵母菌在有氧條件下通過(guò)無(wú)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(zhǎng)、發(fā)育和繁殖。但在無(wú)氧條件下，通過(guò)無(wú)氧呼吸獲得的能量很少，只要通過(guò)分解大量的葡萄糖指才干獲得生命活動(dòng)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)展發(fā)酵的化學(xué)反響方程式為：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(jì)算是在消費(fèi)實(shí)際中的一種知識(shí)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(jì)算時(shí)均以質(zhì)量為規(guī)范進(jìn)展計(jì)算。計(jì)算的思路是：先計(jì)算500t麥芽汁中含有的麥芽精的實(shí)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(gè)麥芽糖分子經(jīng)酵母菌的發(fā)酵產(chǎn)生4分子酒精計(jì)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(duì)xt1C12H22H11→4C2H5OH3424×4639．4txx=39．4t×4×46／342＝21．197661t由于啤酒的酒精濃度為3．2％，所以可消費(fèi)啤酒的量為：21．197661t÷3．2％≈662．43t。計(jì)算的總算式為：500t×8．0%×98．5%××≈662．43t答案(1)既能進(jìn)展有氧呼吸又能進(jìn)展無(wú)氧呼呼(2)出芽生殖(3)酵母菌本身的生長(zhǎng)和繁殖(4)C12H22O11+H2O2C6H12O6；C6H12O62C2H5OH+2CO2(5)C2H5OH的分子量為46．0500t×8.0%×98.5%××≈662t例題6在現(xiàn)代發(fā)酵工程中，利用以下哪一項(xiàng)技術(shù)，有目的地改造原有的菌種并且進(jìn)步其產(chǎn)量〔〕A．細(xì)胞交融 B．誘變育種 C．克隆 D．DNA重組技術(shù)解析詳見(jiàn)“重點(diǎn)知識(shí)聯(lián)絡(luò)與剖析〞中的相關(guān)知識(shí)。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)胞交融技術(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)胞交融技術(shù)是指兩個(gè)細(xì)胞〔可以是同種細(xì)胞，也可以是異種細(xì)胞〕在交融因子的作用下，交融成一個(gè)細(xì)胞，這一技術(shù)在育種過(guò)程中有著重要的意義，它可以克制遠(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(gè)目的基因〔所需要的基因〕通過(guò)一定的途徑轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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(guò)細(xì)胞分裂來(lái)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)化成消費(fèi)力，如人生長(zhǎng)素的制造、試管苗的大量消費(fèi)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)，從而到達(dá)為人類生物某種產(chǎn)品的目的。答案B例題8如今消費(fèi)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(guò)一系列酶的催化作用轉(zhuǎn)化而來(lái)的，以下哪一種酶在這一過(guò)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(jiàn)“重點(diǎn)知識(shí)聯(lián)絡(luò)與剖析〞中的相關(guān)知識(shí)。答案D例題9已獲得了某種蛋白質(zhì)的mRNA，通過(guò)利用這個(gè)mRNA分子獲得目的基因，在以下獲得目的基因的方法中，哪一種最可取〔〕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(jiàn)“重點(diǎn)知識(shí)聯(lián)絡(luò)與剖析〞中的相關(guān)知識(shí)。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(cè)目的基因的表達(dá)④提取目的基因A．③④②① B．②④①③ C．④①②③ D．③④①②解析詳見(jiàn)“重點(diǎn)知識(shí)聯(lián)絡(luò)與剖析〞中的相關(guān)知識(shí)。答條C本周強(qiáng)化練習(xí)：【才干訓(xùn)練】一、選擇題1．把胡蘿卜的單個(gè)韌皮部的細(xì)胞放入配制的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，獲得了許多完好的植株。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(wú)性生殖和組織培養(yǎng)C．配子生殖和細(xì)胞交融技術(shù) D．卵式生殖和細(xì)胞培養(yǎng)2．將重組DNA導(dǎo)入細(xì)菌消費(fèi)激素或蛋白質(zhì)的過(guò)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(dòng)物控制合成生長(zhǎng)激素的基因，注入鲇魚(yú)受精卵中，與其DNA整合后產(chǎn)生生長(zhǎng)激素，從而使鲇魚(yú)比同種正常魚(yú)增大3～4倍。此項(xiàng)研究遵循的原理和這項(xiàng)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．基因型與甲一樣，性別一定與甲不同B．基因型與乙一樣，性別一定與乙一樣C．基因型與丙一樣，性別一定與丙不同D．基因型與甲一樣，性別一定與甲一樣5．在植物細(xì)胞工程中，當(dāng)原生質(zhì)體交融成一個(gè)細(xì)胞后，需要誘導(dǎo)產(chǎn)生出細(xì)胞壁，參與這一過(guò)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(guò)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(shuō)明：不同種生物共用一套〔〕A．遺傳信息 B．遺傳密碼 C．DNA D．RNA7．植物組織培養(yǎng)根據(jù)的原理、培養(yǎng)過(guò)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(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素⑤生長(zhǎng)素和乙烯⑥愈傷組織⑦再分化⑧脫分化⑨植物體A．①、②⑧⑥⑦③⑨、④ B．①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤C．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤ D．①、②⑨⑧⑥⑦③、④8．能進(jìn)步良種家畜繁殖才干的生物工程技術(shù)是〔〕A組織培養(yǎng)B．細(xì)胞交融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.以下有關(guān)動(dòng)物胚胎移植的表達(dá)中，不正確的一項(xiàng)為哪一項(xiàng)〔〕A．從受孕母畜體內(nèi)取出的受精卵或胚胎均能移植B．受體母畜必需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(guò)程在試管內(nèi)進(jìn)展11．英國(guó)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)胞交融 C．動(dòng)物胚胎移植 D．細(xì)胞核移植12．在運(yùn)用以下各種細(xì)胞工程技術(shù)培育生物新產(chǎn)品，操作過(guò)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)胞交融C．動(dòng)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(gè)體中，體內(nèi)遺傳物質(zhì)均來(lái)自一個(gè)親本的是〔〕A．細(xì)胞和組織培養(yǎng) B．細(xì)胞交融C．動(dòng)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)消費(fèi)上被廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)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(guó)克隆羊“多利〞的產(chǎn)生、“抗蟲(chóng)棉〞的培育、“番茄馬鈴薯〞的發(fā)明、單克隆抗體的制備、抗生素的消費(fèi)依次是以下哪項(xiàng)生物技術(shù)獲得的成果〔〕①基因工程②細(xì)胞工程③發(fā)酵工程④酶工程A．①②②③④ B．②①③②②③ C．①②④③③ D．①②①③②16．(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一樣的小牛。產(chǎn)生這一結(jié)果最可能的原因是〔〕A．試管動(dòng)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)以下哪一項(xiàng)屬于克隆〔〕A．將雞的某個(gè)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(chóng)的細(xì)胞內(nèi)C．將鼠骨髓瘤細(xì)胞與經(jīng)過(guò)免疫的脾細(xì)胞交融成雜交瘤細(xì)胞D．將某腫瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)繁殖成一個(gè)細(xì)胞系二、非選擇題1．生物學(xué)家做了以下實(shí)驗(yàn)(如圖14-3)：①用紅色熒光染料標(biāo)志人細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)；②用綠色熒光染料標(biāo)志鼠細(xì)胞膜上的抗原；③把人和鼠的細(xì)胞交融為一，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℃圖14-3(1)細(xì)胞交融時(shí)常用的病毒促融劑是_____________。(2)上述細(xì)胞外表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(gè)實(shí)驗(yàn)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)胞膜外表的抗原屬于構(gòu)成膜構(gòu)造的____________。2．用一根玻璃針將一個(gè)變形蟲(chóng)切成兩半，有核的一半能繼續(xù)生活，無(wú)核的一半死亡。假如將一個(gè)變形蟲(chóng)的核取出，無(wú)核局部能短期生存但不能繁殖后代，單獨(dú)的細(xì)胞核那么無(wú)法生存。假如在去核后3天，再植回一個(gè)細(xì)胞核，這個(gè)變形蟲(chóng)生活正常，如圖14-4所示。根據(jù)上述結(jié)果答復(fù)以下問(wèn)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(chóng)仍能生活一段時(shí)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(guó)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(guò)大腸桿菌的繁殖，消費(fèi)出了人類胰島素。請(qǐng)答復(fù)：(1)上述人類胰島素的合成是在_________處進(jìn)展的，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(gè)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(gè)，假設(shè)核苷酸的平均分子量為300，那么與胰島素分子對(duì)應(yīng)的mRNA的分子量應(yīng)為_(kāi)_______；假設(shè)氨基酸的平均分子量為90，該胰島素的分子量約為_(kāi)________。(3)不同種生物之間的基因移植勝利，說(shuō)明了生物共用的是同一套____________。(4)從進(jìn)化的角度分析，它能說(shuō)明____________________。4．我國(guó)青年科學(xué)家陳炬勝利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才干，試分析：煙草有了抗病毒的才干，這說(shuō)明，煙草體內(nèi)產(chǎn)生了_______。這說(shuō)明人和煙草共用一套_______，蛋白質(zhì)合成的方法_______，也說(shuō)明了DNA是_______。5．某科學(xué)家從細(xì)菌中別離出耐高溫淀粉酶(Amy)基因a，通過(guò)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(cè)，Amy在成熟塊莖細(xì)胞的細(xì)胞間隙中發(fā)現(xiàn)。假設(shè)將圖14-5比作塊莖細(xì)胞，請(qǐng)據(jù)圖答復(fù)〔題內(nèi)如有括號(hào)，請(qǐng)?jiān)谄渲袑?xiě)出構(gòu)造的標(biāo)號(hào)，根線上寫(xiě)有關(guān)內(nèi)容〕:圖14-5(1)a已整合到圖中[]________構(gòu)造中。(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(huà)了［］_____________。(5)如將該細(xì)胞置于30％蔗糖溶液中，細(xì)胞內(nèi)的水勢(shì)將比細(xì)胞外的水勢(shì)____________。6．圖14-6是用蘿卜根組織培養(yǎng)的某些過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖答復(fù)：(1)請(qǐng)把組織培養(yǎng)的過(guò)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14-77．圖14-7可示為細(xì)胞交融技術(shù)的一些過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖答復(fù)：(1)從A細(xì)胞和B細(xì)胞到C細(xì)胞的過(guò)程中，必需用_________處置。(2)假設(shè)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_(kāi)___________。(3)假設(shè)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_(kāi)_______細(xì)胞，由D細(xì)胞連續(xù)分裂產(chǎn)生大量細(xì)胞的過(guò)程，稱為_(kāi)_______過(guò)程。這種細(xì)胞既能無(wú)限繁殖，又能產(chǎn)生___________。(4)假設(shè)A為人細(xì)胞，B為鼠細(xì)胞，并分別用熒光染料標(biāo)志細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，在C細(xì)胞時(shí)，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(qǐng)認(rèn)真看圖后答復(fù)以下問(wèn)題：(1)寫(xiě)出圖中a、b所指的細(xì)胞工程名稱：a.__________；b.____________。(2)施行細(xì)胞工程a時(shí)，所需的受體細(xì)胞大多采用動(dòng)物卵細(xì)胞的原因是___________。(3)“多利〞面部的毛色是________，請(qǐng)根據(jù)遺傳學(xué)原理說(shuō)明判斷根據(jù)：_________。(4)繼植物組織培養(yǎng)勝利之后，克隆綿羊培育勝利，證明動(dòng)物細(xì)胞也具有_________。(5)請(qǐng)舉一例，說(shuō)明克隆綿羊培育勝利的實(shí)際意義：__________________。9．(2000年廣東高考試題)目前有關(guān)國(guó)家正在結(jié)合施行一項(xiàng)“人類基因組方案〞。這項(xiàng)方案的目的是繪制4張圖，每張圖均涉及人類一個(gè)染色體組的常染色體和性染色體，詳細(xì)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(wàn)個(gè)基因的位置〔其中一張圖用遺傳單位表示基因間的間隔，另一張圖用核苷酸數(shù)目