1．生物芯片
(1)概念
生物芯片是20世紀80年代末發(fā)展的一種新技術。生物芯片主要包括：芯片實驗室、基因芯片、蛋白質芯片等。其中基因芯片又稱基因探針(DNA芯片或DNA陳列)，是指根據(jù)分子雜交原理，用一段人工合成的堿基序列片段，檢測和識別待測基因片段混合物中與基因探針互補結合的堿基序列。
(2)應用
①在基礎研究領域中：應用于分子生物醫(yī)學與分子生物學，尋找與疾病(癌癥、傳染病、常見病和遺傳病)的相關性，進而發(fā)展相應的藥物治療。
②應用于醫(yī)學臨床診斷：基因芯片可在很短時間內觀察病變細胞并分析出數(shù)十種由于基因變異而引起的疾病。隨著基因圖譜和異常突變的進?步研究，它將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的體格檢查和疾病診斷方法，盡早預知疾病。
③基因治療：用基因芯片分析人類基因組，找出疾病的遺傳基因，開發(fā)生物調節(jié)基因的藥品，使人類進入基因組醫(yī)療時代。
2．細胞膜通道蛋白
(1)概念
通道蛋白是細胞膜上的一類蛋白質分子，是離子或小分子進出細胞的通道。這類蛋白質分子費穿細胞膜的兩側，其分子內部具有特殊的空洞，成為離子或小分子進出的通道。迄今為止，人們發(fā)現(xiàn)的離子通道達數(shù)十種。
(2)舉例
鉀離子通道：1998年美國科學家發(fā)現(xiàn)了一種細菌的細胞膜上的鉀離子通道蛋白。該通道蛋白能使鉀離子以每秒100萬個的速度穿越細胞膜。
水通道：美國科學家彼得?阿格雷和羅德里克?麥金農發(fā)現(xiàn)了細胞膜的水通道，該水通道允許水分子通過，而不允許水合氫離子(H3O+)通過。
3．細胞周期的調控
(1)細胞周期的調控：能夠連續(xù)分裂的細胞都具有細胞周期。通過細胞分裂產生的子細胞是否進入下一個細胞周期或是進行分化等，則需要細胞內具有一定的調控機制。美國科學家利蘭?哈特韋爾與英國科學家蒂莫西，亨特和保娜?納斯發(fā)現(xiàn)了細胞周期的關鍵分子調節(jié)機制。其中，利蘭?哈特韋爾發(fā)現(xiàn)了大量控制細胞周期的基因。其中一種被稱為“START'’的基因對控制各個細胞周期的最初階段具有決定性的作用。
(2)“RTART"基因：通過表達促使細胞內DNA分子的復制，使之進入下一個細胞周期。
(3)細胞周期蛋白(CYCLIN)：該蛋白質在細胞中的含量具有周期性的變化。當該蛋白質的含量升高時，細胞將進入 DNA分子復制狀態(tài)。其作用是與細胞周期蛋白依賴激酶 (CDK)結合，并調節(jié)CDK的功能。
(4)細胞周期蛋白依賴激酶(CDK)：該蛋白在細胞周期中，的含量相對穩(wěn)定。其本身沒有活性，只有當與細胞周期蛋白結合后才能發(fā)揮催化作用。
4．朊病毒
(1)朊病毒的結構：由美國科學家坦利?普魯辛納(S．B． Prusiner)發(fā)現(xiàn)。該病毒與一般的病毒不同，它只具有蛋白質，沒有核酸物質。
(2)朊病毒的形成：該病毒屑于正常蛋白質在空間構象上發(fā)生改變形成的。當正常蛋白質分子與朊病毒分子結合后，在朊病毒的誘導作用下，空間構象發(fā)生改變，形成新的朊病毒分子。
5．DNA擴增(PCR技術)
(1)概念：DNA擴增是指在模擬條件F，將某一條DNA分子或片段進行連續(xù)復制，合成出大量相同DNA分子或片段的一種技術方法。
(2)應用：在測定DNA分子堿基序列過程中，對要分析的 DNA分子都要進行擴增，以得到足夠數(shù)量的DNA分子進行研究。如在人類基因組計劃、親子鑒定、犯罪偵破、遺傳病診斷等過程中，都要用到DNA擴增技術。
另外，還有神經(jīng)突觸生長機制、RNA介入現(xiàn)象、核糖體分子結構、干細胞研究、癌癥治療、克隆技術、生物工程等發(fā)現(xiàn)或新技術。在近幾年中，隨著科學技術的不斷發(fā)展，生命科學的研究成果日新月異，21世紀日漸成為生物世紀。
Ⅱ 新高考探究
1科學家們經(jīng)過多年的努力，創(chuàng)立了一種新興生物技術——基因工程，實施該工程的最終目的是
A.定向提取生物體的DNA分子
B．定向地對DNA分子進行人工“剪切”
C．在生物體外對DNA分子進行改造
D．定向地改造生物的遺傳性狀
答案： D
2在基因工程方面，人們運用微電子技術制作基因芯片，用于生物基因測序和檢測有缺陷的DNA分子，對于生物基因組測序的正確理解應是
A．測定基因的數(shù)目
B．測定基因的位置
C．測定基因中堿基的排列順序
D．以上三項都對
答案： C
3生物工程技術可實現(xiàn)基因在微生物、動物、植物之間轉移，甚至可將人工合成的基因導人植物體內，培育出自然界沒有的新類型，針對這項技術，下列說法中，不正確的是
A.可豐富生物多樣性
B．轉基因作物一旦成功，就可成為商品，豐富人們的食物
C.生物界共用一套密碼子
D．可能破壞生物的多樣性
答案： B
4目前已發(fā)現(xiàn)人類基因組的重要特征主要有四個：特征之一是人類基因數(shù)量少得驚人。一些研究人員曾經(jīng)預測人類基因組的基因數(shù)達到14萬個，但塞萊拉公司將人類基因總數(shù)定在26 383至39 114個之間，如果最終確定的基因數(shù)在這個范圍內，比如3萬個左右，那么人類只比果蠅多大約1．3萬個基因。塞萊拉公司的科學家測出的序列準確地覆蓋了基因組的95％，并已經(jīng)確定了所有基因的
2／3，平均測序精確度在99．96％。下列敘述中正確的是
A.一個基因指導合成一種蛋白質
B．一個基因可以指導合成多種蛋白質
C．人類蛋白組中大約有3萬種蛋白質
D．A、C兩項敘述都是正確的
答案： B
520世紀70年代以來，由于各種新的物理、化學技術和方法的應用，使得生物膜的研究深入到分子水平，成為分子
細胞生物學研究中的前沿領域之一。下列是有關這一領域發(fā)展的陳述，其中錯誤的一項是
A.人們試圖設計一種具有選擇透過性能的膜結構，對海水進行淡化處理或處理污水
B．人們從生物膜的結構與功能的角度研究作物抗寒、抗旱、耐鹽的機理
C．科學家研制了一種透析型人工腎，其中起關鍵作用的是一種人工合成的膜材料
D．人工膜能把病人血液中的代謝廢物透析掉，但難讓干凈血液返回病人體內
答案： D
6下列各項生物技術中與微生物發(fā)酵無關的是
A.利用含有人類胰島索基因的細菌生產人類胰島素
B．利用雜交瘤細胞大量生產單克隆抗體
C.利用酵母菌大量地生產單細胞蛋白
D．利用植物的根尖和莖尖大量生產“人工種子”
答案： D
7下列關于生態(tài)農業(yè)的敘述，正確的是
①生態(tài)農業(yè)實現(xiàn)了對能量和物質的多級利用 ②生態(tài)學的基本原理是發(fā)展生態(tài)農業(yè)的主要理論基礎 ③生態(tài)農業(yè)使廢物資源化，提高08量的轉化效率，減少環(huán)境污染④在生態(tài)系統(tǒng)中增加有害生物的天敵種群，可減輕有害生物的危害 ⑤發(fā)展生態(tài)農業(yè)，是我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一項重要措施
A.①② B.③④
C．①②③④⑤ D．③④⑤
答案： C
8治療艾滋病(其遺傳物質為RNA)的藥物AZT的分子構造與胸腺嘧啶脫氧核苷酸結構很相似。試問AZT抑制病毒繁殖的機制是什么
A.抑制艾滋病RNA基因的轉錄
B．抑制艾滋病RNA基因的反轉錄
C．抑制艾滋病病毒蛋白質的翻譯過程
D．抑制艾滋病病毒RNA基因的自我復制
答案： B
9將甲綿羊體細胞的細胞核移人乙綿羊的去核卵細胞中，再將此卵細胞植入丙綿羊的子宮內發(fā)育，出生的小綿羊即“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，性別一定與乙不同
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
答案： D
10關于生物固氮的有關敘述，正確的是
A.植物遺體中的含氮化合物首先被轉化成硝酸鹽
B.圓褐固氮菌不但能夠固氮，還有促進植物生長
C.分解者能夠直接把含氮有機物中的氮轉變?yōu)榈獨?br /> D．若對豆科植物用根瘤菌攔種就不用施肥了
答案： C
Ⅲ高分熱點題預測
1化學獎授予莢國科學家彼得?阿格霄和羅德里克，麥金農，分別表彰他們發(fā)現(xiàn)細胞膜水通道及對離子通道結構和機理研究作出的開創(chuàng)性貢獻。阿格霄發(fā)現(xiàn)細胞膜水通道允許水分子通過，而不允許水合氫離子(H30+)通過。下圖為水分子通過細胞膜水通道的模擬圖。
高考高考考動向：細胞膜的結構、功能及其特點，并與化學知識滲透。
高考試題預測：根據(jù)以上材料；加答下列問題：
(1)構成細胞膜的主要化學成分有______和______，其功能特點是具有______。
答案：脂類 蛋白質 選擇透過性
(2)細胞膜上的水通道的化學本質是______，它是在______的控制下在______中合成出來的。
答案：蛋白質 基因(DNA) 核糖體
(3)要想證實細胞膜上的水通道的化學性質，一般情況下最好用什么同位素進行標記研究
A．N B．S C．P D．O
答案： B
(4)下列關于細胞膜水通道的說法，正確的是
A水通道是H20通過細胞膜的載體
B．水通道由細胞膜上的磷脂和蛋白質分子共同組成
C．因H30+帶正電，受到水通道中部的正電荷的排斥而不能通過
D．因H30+的結構與水分子不同，所以不能通過水通道
答案： C
2生理醫(yī)學獎授予了美國科學家利蘭?哈特韋爾與英國科學家蒂莫西?亨特和保娜?納斯，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了細胞周期的關鍵分予調節(jié)機制。其中，利蘭?哈特韋爾發(fā)現(xiàn)了大量控制細胞周期的基因。其中一種被稱為“START”基因對控制各個細胞周期的最初階段具有決定性的作用。保羅?納斯的貢獻是在哈特韋爾的基礎上，通過基因與分子方法發(fā)現(xiàn)了調節(jié)細胞周期的一種關鍵性物質CDK(細胞周期蛋白依賴激酶)。CDK是通過對其他蛋白質的化學作用來驅動周期的。蒂莫西?亨特的貢獻是首次發(fā)現(xiàn)了調節(jié)CDK功能的物質CYCLIN(細胞周期蛋白)。
高考高考考動向：考查細胞增殖、基因控制蛋白質的合成過程。
高考試題預測：根據(jù)以上材料，回答下列問題：
(1)細胞周期是指連續(xù)分裂的細胞，從______開始，到___________為止。在一般情況下，下列細胞中有明顯細胞周期的是
A．根冠細胞 B．精子細胞
C．皮膚角質層細胞 D．莖的形成層細胞
答案：一次分裂完成時 下一次分裂完成時 D
(2)在圖中為什么A期時間特別長?其間發(fā)生了哪些主要變化。
答案： A期是細胞分裂的間期，這個時期要完成細胞分裂的復雜準備工作 DNA的復制及有關蛋白質的合成
(3)在有絲分裂過程中變化過程相反的兩個時期是______期和______期(用字母表示)。
答案： B D
(4)“START”基因是如何實現(xiàn)對細胞周期進行控制的?試推斷START與CDK、CYCLIN之間可能存在的關系：
答案： START基因是通過對有關蛋白質合成的控制實現(xiàn)的。START基因可能與CDK、CYCLIN的合成有關
(5)在下圖中A-B表示細胞間期，B-C表示有絲分裂期，E表示CDK的含量，F(xiàn)表示CDK活性，C表示周期蛋白(除了能與CDK結合外，沒有其他功能)的含量。
圖中曲線表明細胞周期與___________無直接關系。CDK的活性與___________有關，細胞有絲分裂的啟動與有關，根據(jù)這一原理，可以研究出一種新的抗癌藥物，使該藥物進入人體后，能夠迅速與周期蛋白C結合，使癌細胞停留在______，從而抑制腫瘤細胞的分裂。
答案： CDK含量 周期蛋白 CDK活性 間期
(6)你認為哈特韋爾、納斯和亨特三人的發(fā)現(xiàn)有什么意義?
答案：三人的發(fā)現(xiàn)對研究細胞的發(fā)育有重大的影響，特別是對開辟治療癌癥新途徑將具有極其深遠的意義
3美國“9．11事件”使4千多人罹難，事后的尸體辨認只能借助于DNA雜交技術。該方法是從尸體和死者家屬提供的死者生前的生活用品中分別提取DNA，在一定溫度下，水浴共熱，使DNA氫鍵斷裂，雙鍵打開。若兩份DNA樣本來自同一個體，在溫度降低時，兩份樣本的DNA單鏈通過氫鍵連接在一起；若不是來自同一個體。則在兩份樣本中DNA單鏈在一定程度上不能互補。DNA雜交技術就能通過這一過程對面目全非的尸體進行辨認。
美國對塔利班實施打擊之后，凡例炭疽病使美國陷入了新的恐慌。炭疽病是一種急性傳染病，由炭疽桿菌引起，可通過皮膚接觸傳染、呼吸傳播、消化道傳播三種途徑傳染給人類，嚴重時可致人死亡。
高考高考考動向：DNA分子的結構與復制、原核細胞的結構特點等。
高考試題預測：根據(jù)上述材料，回答下列問題：
(1)人體內的DNA主要存在于細胞核中的染色體上，人的所有細胞都具有相同的染色體數(shù)日組成。原因是_____________________。
答案：人體所有的細胞都是由一個受精卵細胞經(jīng)過有絲分裂得到的
(1)若已知DNA的一條單鏈的堿基組成是ATGGCAT，則與它互補的另一條單鏈的堿基組成是______；為保證實驗的準確性，需要較多的DNA樣品，這可以通過PCR技術使DNA分子大量復制，若一個DNA分子中，腺嘌呤含量為15％，復制所用的原料均為3H標記的脫氧核苷酸，經(jīng)四次復制后， 不含3H的DNA單鏈占全部DNA單鏈的______，子代DNA分子中胞嘧啶的比例為______。
答案： TACCGTA 2/32 35％
(2)DNA雜交技術同樣可以用于兩物種親緣關系的判斷，若兩個物種的DNA樣本經(jīng)處理后形成的雜合DNA區(qū)段越少，則兩物種的親緣關系______，雜合DNA區(qū)段越少，則兩物種的親緣關系______。
答案：越遠 越近
(4)炭疽桿菌與酵母菌相比，在結構上最明顯的區(qū)別是___________，在環(huán)境條件較好時，炭疽桿菌可以通過______方式繁殖后代，酵母菌可以通過______方式繁殂后代，從同化作用方式看，炭疽桿菌應是______型。
答案：無成形的細胞核(無核膜) 分裂 出芽 異養(yǎng)
(5)假如毒性極弱的炭疽芽孢桿菌進入人體內并作為抗原起作用，那么人體內便產生了具有免疫力的物質。請寫出所有與該物質產生有關的細胞名稱。
答案：吞噬細胞、B細胞、T細胞、效應B細胞
4新千年剛到，瘋牛病的再度爆發(fā)，引起了全世界特別是歐洲的恐慌。早在300年前，人們已經(jīng)注意到在綿羊和山羊身上患的“羊瘙癢癥”，其癥狀表現(xiàn)為：喪失協(xié)調性，站立不穩(wěn)、煩躁不安、奇癢難熬，直至癱瘓死亡。20世紀60年代，英國生物學家阿爾卑斯(T．Alper)用紫外線等手段破壞患有羊瘙癢癥(羊的類瘋牛病)羊的腦組織中的核酸后，再將抽提物注射到健康腦中，仍具有感染能力。于是，她發(fā)問：瘙癢癥的感染因子可能不舍核酸。
不久，美國一位血氣方剛的年輕人坦利?普魯辛納(S．B．Pmsiner)意識到這是一個前所未有的大問題，馬上著手進行了研究。8年后，終于出現(xiàn)了突破。證實這個感染物質確實不含核酸而只是蛋白質，且起名為朊病毒(Prion)，以區(qū)別于病毒、細菌、真菌和其他含核酸的病原
體。朊病毒對某些化學試劑，如甲醛、羥胺、核酸酶類等表現(xiàn)出強抗性；但對蛋白酶類、尿毒、苯酚、氯仿等不具抗性。于是他獲得了1997年諾貝爾生理醫(yī)學獎。
朊病毒的致病蛋白(prpsc)是正常細胞蛋白(prpc)的一種構象變化。Pmsiner通過研究提出，病變的PRPSC與正常的prpc結合，會誘導正常的prpc轉變?yōu)椴∽兊膒rpsc，像多米諾骨牌級聯(lián)效應那樣，最后使正常的PrPC全部轉變成病變的prpsc。研究還發(fā)現(xiàn)，病變的PrPSC與正常的prpc在氨基酸序列上是一致的，只是它們的空間構象不同。
高考高考考動向：朊病毒的結構特點、蛋白質結構與功能的關系及其傳染過程。
高考試題預測：根據(jù)上述材料，回答下列問題：
(1)一般的病毒都有由______構成的外殼和由______構成的核心。
答案：蛋白質 核酸
(2)瘋牛病的病原體的化學成分是______，你判斷的依據(jù)是______。
答案：蛋白質 因朊病毒對核酸酶類表現(xiàn)出強抗性，而對蛋白酶類不具抗性
(3)朊病毒的遺傳物質是______。
答案：蛋白質
(4)“羊瘙癢癥”的癥狀表現(xiàn)為，喪失協(xié)調性，站立不穩(wěn)，煩躁不安，奇癢難熬，直到癱瘓死亡。這些癥狀的出現(xiàn)是由于朊病毒感染了羊的哪一器官?
答案：腦
(5)人們一直認為，蛋白質的性質是由組成它的氨基酸序列決定的。那么，上述材料是否支持這一觀點?
答案：不支持。材料中告訴我們，病變的prpsc與正常的prpc，在氨基酸序列上是一致的
5生理學和醫(yī)學獎分別授了英國科學家悉尼?布雷內、莢國科學家羅伯特?霍維次和英國科學家約翰?蘇爾斯頓，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了在器官發(fā)育和“程序性細胞死亡”過程中的基因規(guī)則。“程序性細胞死亡”是細胞一種生理性、主動性的自覺“自殺”行為，這些細胞死得很有規(guī)律，似乎是按編好了的“程序”進行的，猶如秋天片片落葉的凋落，所以這種細胞死亡又稱為“細胞凋亡”。在生物的個體發(fā)育過程中，細胞不但要恰當?shù)禺a生，而且也要恰當?shù)厮劳觥?br /> 高考高考考動向：基因的表達、細胞衰老與個體發(fā)育。
高考試題預測：根據(jù)上述材料，結合所學知識，回答下列問題：
(1)以下說法錯誤的是
A.在人體發(fā)育成熟之前的階段，總體來說細胞誕生的多，死亡的少
B.發(fā)育成熟后，人體內細胞的誕生和死亡處于一個動態(tài)平衡階段
C．該死亡的細胞沒有死亡是機體抗性強的表現(xiàn)
D．“程序性細胞死亡”是基因調控的結果
答案： C
(2)細胞的衰老和死亡是一種正常的生命現(xiàn)象。下列屬于衰老細胞特征的是(多選)
A.細胞內水分減少
B．細胞呼吸速率增強
C．細胞的物質運輸能力下降
D．細胞內酶的活性降低
答案： ACD
(3)人的受精卵分裂，逐步形成大量功能不同的細胞，從
分子水平看這是 的結果。
答案：不同基因選擇性表達
(4)人在胚胎發(fā)衣的初期具有尾，但在胚胎發(fā)育的后期已失去尾；在蝌蚪發(fā)育形成青蛙的過程中，尾也逐漸消失。從細胞水平看，這是由于______
答案：組合成尾的細胞發(fā)出了程序性死亡
6人們研究發(fā)現(xiàn)，DNA在不同的人身上會出現(xiàn)細微的差異。兩個人具有相同的DNA的可能性僅為3000億分之一，即使是同胞兄弟姐妹，其DNA完 全一致的可能性也只就像人的指紋一樣，因此法醫(yī)學界又有“DNA指紋”的說法。
然而，在同一家族中DNA的“核心序列”卻完全一致，子女的DNA指蚊圖完全可以從父母的“核心譜帶”中找到，故可據(jù)此做親子或親緣關系的鑒定。由于DNA指紋具有高度的個體特異性，故被認為是識別個體的最可靠的證據(jù)之一。
1991年夏，前蘇聯(lián)考古學家在某地發(fā)現(xiàn)了5具尸體，其中有3具是孩子的。他們認為這5具尸體是1918年被處決的沙皇二世夫婦及其孩子的�？紤]到沙皇妻子的兄弟姐妹及其后代都還健在，故科學家決定采用成年女性遺骸細胞質中的線粒體DNA作鑒定。線粒體DNA和細胞核DNA的最大區(qū)別之一在于前者的遺傳物質只來自母方而與父方無關，這樣就可以與其親屬的線粒體DNA進行對照。后來，科學家用先進的聚合酶鏈式反應(即
PGR)，模擬DNA復制過程，在體外進特異性DNA擴增，在試管中經(jīng)過近40次循環(huán)，將DNA放大上萬倍，再將放大的DNA輸入計算機并最后仔細解讀密碼(堿基對)，比較兩處樣品的DNA是否一致。經(jīng)科學家近半年的艱苦工作，證明成年女性遺骸線粒體DNA與其親屬的線粒體DNA一致，用同樣方法得到成年男性遺骸與3個孩子遺骸的DNA一致，從而驗明是沙皇家族的正身。
高考高考考動向：DNA分子結構的多樣性和特異性、DNA分子的復制。
高考試題預測：根據(jù)上述材料，回答下列問題：
(1)文中所稱“DNA指紋”是指
A.DNA中基因控制的“指紋”性狀
B．指紋細胞中的DNA
C．DNA中核糖核苷酸序列
D．DNA中堿基對序列
答案： D
(2)文中所指DNA"核心序列”或“核心譜帶”是指
A.DNA中重要的基因序列
B.DNA中重要基因的核苷酸序列
答案： B
(3)“DNA指紋”的應用是利用DNA結構的
A.穩(wěn)定性 B．可變性
C.多樣性 D．特異性
答案： D
(4)線粒體中DNA控制的遺傳叫做
A.細胞質遺傳 B．細胞核遺傳
C.伴性遺傳 D．隱性遺傳
答案： A
(5)為什么人體細胞中線粒體DNA“只來自母方而與父方無關”(請根據(jù)精子和卵細胞的形態(tài)特點分析)?
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaosan/77404.html
相關閱讀：