高三生物二輪專題復習 專題十一 現(xiàn)代生物科技專題 考點1 基因工程和克隆技術課件 新人教版

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1、考點1基因工程和克隆技術專題十一現(xiàn)代生物科技專題診斷基礎整合要點探究考向一診斷基礎1.基因工程的正誤判斷(1)限制性核酸內切酶只能用于切割目的基因()提示提示也可用于切割質粒。(2)DNA連接酶能將兩堿基間形成的氫鍵連接起來()提示提示DNA連接酶是將兩核苷酸間通過形成的磷酸二酯鍵連接起來。(3)質粒是小型環(huán)狀DNA分子，是基因工程常用的載體()(4)DNA連接酶能夠將任意2個DNA片段連接在一起()答案提示提示提示具有相同粘性末端的2個DNA片段連接在一起。(5)抗蟲基因即使成功地插入到植物細胞染色體上也未必能正常表達()提示提示植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化兩個重要的過程，在這兩個過程中都

2、會發(fā)生細胞增殖(有絲分裂)，且在再分化過程發(fā)生細胞分化，形成各種組織細胞。2.克隆技術的正誤判斷(1)棉花根尖細胞經誘導形成幼苗能體現(xiàn)細胞全能性()(2)植物的每個細胞在植物體內和體外都能表現(xiàn)出細胞的全能性()提示提示在生物體內，由于基因的選擇性表達，細胞不能表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織器官，細胞表現(xiàn)全能性的必要條件是離體狀態(tài)、一定的營養(yǎng)物質和激素。(3)在誘導離體菊花莖段形成幼苗的過程中，不會發(fā)生細胞的增殖和分化()答案提示提示提示制備肝細胞懸浮液時先用剪刀剪碎肝組織，再用胰蛋白酶處理，不能使用胃蛋白酶，因為胃蛋白酶需要在強酸環(huán)境下才能起作用，但這樣的環(huán)境不適于細胞生存。提示提示連續(xù)

3、細胞系的細胞一般都培養(yǎng)了多次，大多數(shù)具有異倍體核型。(4)愈傷組織是外植體通過脫分化和再分化后形成的()提示提示外植體通過脫分化形成愈傷組織。(5)用纖維素酶和果膠酶水解法獲得的植物原生質體失去了全能性()提示提示原生質體具有全能性。(6)連續(xù)細胞系的細胞大多具有二倍體核型()答案提示(7)制備肝細胞懸浮液時先用剪刀剪碎肝組織，再用胃蛋白酶處理()提示提示雜交瘤細胞進行體內培養(yǎng)，是為了獲得單克隆抗體。(8)肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細胞呼吸()提示提示肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2的目的是維持培養(yǎng)液pH。(9)與“多莉”羊等克隆哺乳動物相關的技術有胚胎移

4、植、細胞培養(yǎng)和核移植()(10)植物原生質體融合和動物細胞融合原理是相同的()(11)雜交瘤細胞進行體內培養(yǎng)，是為了獲得單克隆抗體的胚胎()答案提示二整合要點一、基因工程一、基因工程1.基因工程的工具擬核雙鏈環(huán)狀DNA分子抗生素抗性基因DNA序列粘性堿基互補2.基因工程的原理和技術化學PCR擴增同一種限制性核酸內切酶3.轉基因動物、植物及微生物的培育流程受精卵轉基因轉基因(1)使用限制性核酸內切酶的注意點一般用同種限制性核酸內切酶切割載體和目的基因。不同的限制性核酸內切酶也能切割出相同的粘性末端。(2)DNA連接酶DNA聚合酶DNA連接酶連接兩個DNA片段，而DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸添

5、加到脫氧核苷酸鏈上。易錯警示(3)限制性核酸內切酶DNA酶解旋酶限制性核酸內切酶是切割某種特定的脫氧核苷酸序列，并使兩條鏈在特定的位置斷開；DNA酶是將DNA水解為組成單位；解旋酶是將DNA的兩條鏈間的氫鍵打開形成兩條單鏈。(4)啟動子、終止子啟動子(DNA片段)起始密碼子(RNA)。終止子(DNA片段)終止密碼子(RNA)。二、植物的克隆二、植物的克隆1.植物組織培養(yǎng)關鍵過程總結愈傷組織避名稱過程形成體特點培養(yǎng)基光脫分化由外植體脫分化為_排列疏松、高度液泡化的薄壁細胞團適當配比的營養(yǎng)物質和生長調節(jié)劑 光再分化由愈傷組織分化為_ 結構有根、芽或有生根發(fā)芽的能力生長素和細胞分裂素的比例低時，誘導

6、芽的形成；兩者比例高時，誘導根的形成 光營養(yǎng)生長和生殖生長發(fā)育成完整的植物體由根、莖、葉、花、果實、種子組成自身產生各種激素 光幼苗或胚狀需需2.植物細胞工程操作3.植物細胞培養(yǎng)、器官培養(yǎng)和原生質體培養(yǎng)的關系三、動物的克隆三、動物的克隆1.動物的細胞和組織培養(yǎng)(1)動物克隆的技術基礎是 。(2)動物細胞培養(yǎng)的過程：動物細胞培養(yǎng)包括組織塊的切取、組織細胞的分散及細胞培養(yǎng)三個階段。分散組織細胞常用的方法有 和 。動物的細胞和組織培養(yǎng)機械消化法胰酶消化法(3)原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的含義原代培養(yǎng)：從 取出后立即進行的細胞、組織培養(yǎng)的過程。傳代培養(yǎng)：將分成若干份，接種到若干份培養(yǎng)基中，使其繼續(xù)生長、增殖。

7、(4)動物成纖維細胞的培養(yǎng)過程：切取組織小片 培養(yǎng) 培養(yǎng)。機體原代培養(yǎng)細胞胰蛋白酶酶解原代傳代2.動物的細胞融合技術及其應用(1)細胞融合雜交聚乙二醇(PEG)(2)單克隆抗體的制備雜交瘤腹水培養(yǎng)液分離3.細胞核移植實驗和動物的克隆繁殖(1)核移植：利用一個細胞的 來取代另一個細胞中的細胞核，形成一個重建的“合子”。(2)動物的克隆繁殖細胞核早期胚胎4.規(guī)避克隆動物與試管動物的3個誤區(qū)(1)誤區(qū)一：試管動物與克隆動物的產生都是無性生殖。糾正：試管動物的產生是 生殖，克隆動物的產生是 生殖。(2)誤區(qū)二：試管動物(哺乳類)的產生是在 進行的，克隆動物(哺乳類)的產生是在 進行的。糾正：試管動物(

8、哺乳類)和克隆動物(哺乳類)早期胚胎之前都是在體外進行的，早期胚胎經過 之后是在體內進行的。有性無性體外體內胚胎移植(3)誤區(qū)三：胚胎移植的優(yōu)勢是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力，因此胚胎移植的胚胎只能來自體內受精的胚胎。糾正：胚胎移植的胚胎有三個來源：體內正常 產生的胚胎、核移植產生的重組細胞培養(yǎng)而來的胚胎、體外受精產生的早期胚胎。受精三探究考向題型一基因工程的原理、工具和技術題型一基因工程的原理、工具和技術1.(2017海淀區(qū)期中)科研人員分別將蛋白C基因和蛋白G(葡萄糖轉運蛋白)基因與質粒連接，形成重組DNA分子。將質粒和上述兩種表達載體分別轉入三組蛋白G缺陷細胞，在三種不同濃度的葡萄糖間

9、隔刺激下，測定三組細胞的葡萄糖轉運速率，結果如圖。下列分析不正確的是123456789101112A.組實驗的目的是排除空質粒對實驗結果的影響B(tài).、組葡萄糖轉運速率隨葡萄糖濃度增加而減小C.由實驗結果推測蛋白C是一種葡萄糖轉運蛋白D.實驗結果表明蛋白C的轉運功能強于蛋白G答案解析123456789101112解析解析組中轉入的是空質粒，其目的是排除空質粒對實驗結果的影響，A正確；由圖可知，、組葡萄糖轉運速率隨葡萄糖濃度增加而增加，B錯誤；組中轉入的是空質粒，組轉入的是蛋白C基因，對比組與組結果可推知蛋白C是一種葡萄糖轉運蛋白，C正確；組中轉入的是蛋白G基因，組轉入的是蛋白C基因，結果組的轉運速

10、率大于組，這表明蛋白C的轉運功能強于蛋白G，D正確。1234567891011122.(2017宣城期中)下列有關人胰島素的重組DNA分子的敘述，正確的是A.重組DNA分子中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA逆轉錄獲得B.重組DNA分子的復制和胰島素基因的表達均啟動于復制原(起)點C.借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細胞篩選出來D.胰島素的重組DNA分子中要有啟動子和終止密碼子答案解析123456789101112解析解析由于基因的選擇性表達，在人的肝細胞中，沒有胰島素基因轉錄的mRNA，A錯誤；重組DNA分子的復制啟動于復制原(起)點，胰島素基因的表達啟動于啟動子，B錯誤；標記基因的

11、作用是鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的受體細胞篩選出來，C正確；胰島素的重組DNA分子中要有啟動子和終止子，終止密碼子存在于mRNA上，D錯誤。1234567891011123.(2018“七彩陽光”聯(lián)盟)某研究小組欲利用抗蟲基因，通過農桿菌轉化法培育抗蟲玫瑰。圖1和圖2分別表示出了抗蟲基因和農桿菌Ti質粒的限制性核酸內切酶識別位點和抗生素抗性基因(pst、Sma、Alu表示限制性核酸內切酶切割位點；amp為氨芐青霉素抗性基因，tet為四環(huán)素抗性基因)。123456789101112請回答：(1)為獲得大量抗蟲基因，且保證形成重組質粒時，目的基因以唯一方向接入，可選用_(填

12、限制性核酸內切酶的種類)分別切割目的基因和Ti質粒，再用DNA連接酶連接，形成重組DNA分子，再與經過_處理的_(A.有amp和tetB.有amp，無tetC.無amp，有tetD.無amp和tet)農桿菌液混合，使重組DNA進入農桿菌。再利用農桿菌轉入培養(yǎng)的玫瑰細胞，使目的基因導入玫瑰細胞中。答案Sma和PstCaCl2123456789101112D點石成金(2)將含有導入了目的基因的玫瑰細胞的試管放在_上，進行液體懸浮培養(yǎng)獲得胚性細胞，進而培育成抗蟲玫瑰。(3)這種借助基因工程方法，將外源基因導入受體細胞，再通過這些轉基因細胞進行培養(yǎng)，獲得具有特定性狀的新植株的技術就是_。(4)當前多地

13、過度開發(fā)旅游造成生態(tài)環(huán)境的破壞，為減緩生態(tài)環(huán)境的破壞，可發(fā)展_工程，并在旅游區(qū)種植抗蟲玫瑰，可有效降低農藥對環(huán)境的污染，并獲得較佳的經濟效益、社會效益和_。答案搖床123456789101112植物細胞工程技術生態(tài)旅游生態(tài)效益有關基因工程操作易錯分析有關基因工程操作易錯分析(1)基因文庫中不是直接保管相應基因，基因文庫中的基因保存在受體菌中。(2)原核生物繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少，有利于目的基因的復制與表達，因此常用大腸桿菌等原核生物作為受體細胞。(3)植物細胞的全能性較高，可經植物組織培養(yǎng)過程成為完整植物體。因此受體細胞可以是受精卵也可以是體細胞；動物基因工程中的受體細胞一般是受

14、精卵。點石成金點石成金123456789101112(4)操作工具有三種，但工具酶常用兩種，載體不是酶；在基因工程操作步驟“獲得目的基因”和“形成重組DNA分子”兩個過程中通常用同種限制性核酸內切酶，目的是產生相同的粘性末端；DNA連接酶只在“形成重組DNA分子”操作中用到。(5)一般情況下，用同一種限制性核酸內切酶切割質粒和含有目的基因的片段，但有時可用兩種限制性核酸內切酶分別切割質粒和目的基因。這樣可避免質粒和質粒之間、目的基因和目的基因之間的連接。(6)標記基因的作用和種類：標記基因的作用篩選、檢測目的基因是否導入受體細胞；常見的標記基因有抗生素抗性基因、發(fā)光基因(表達產物為帶顏色的物質

15、)等。123456789101112A.的形成需要限制性核酸內切酶和DNA聚合酶參與B.侵染植物細胞后，重組Ti質粒整合到的染色體上C.的染色體上若含抗蟲基因，則就表現(xiàn)出抗蟲性狀D.只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異題型二基因工程的應用題型二基因工程的應用4.如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關敘述，正確的是答案解析123456789101112解析解析重組質粒的形成需要限制性核酸內切酶和DNA連接酶參與，DNA聚合酶一般用于DNA復制過程，A錯誤；侵染植物細胞后，重組Ti質粒上的TDNA整合到植物細胞的染色體上，B錯誤；受體細胞的染色體上含抗蟲基因，但不代表該基因就一定

16、成功表達，因此不能確定是否表現(xiàn)出抗蟲性狀，C錯誤；只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異，D正確。1234567891011125.(2017南昌期中)下列關于基因工程應用的敘述，正確的是A.基因治療就是把缺陷基因誘變成正?；駼.基因診斷的基本原理是DNA分子雜交C.一種基因探針能檢測水體中的各種病毒D.利用基因工程生產乙肝疫苗時，目的基因存在于人體B淋巴細胞的 DNA中答案解析123456789101112解析解析基因治療就是向目標細胞中引入正常功能的基因以糾正或補償基因的缺陷，達到治療疾病的目的，A錯誤；基因診斷又稱DNA診斷或分子診斷，通過分子生物學和分子遺傳學的技術，直接檢測出

17、分子結構水平和表達水平是否異常，從而對疾病做出判斷，利用的原理就是DNA分子雜交，B正確；基因探針是用放射性同位素(或熒光分子)標記的含有目的基因的DNA片段，一種基因探針只能檢測水體中的一種或一類病毒，C錯誤；基因工程生產乙肝疫苗是通過構建含有乙肝病毒表面抗原基因的重組質粒，然后轉染(就是讓質粒進入宿主細胞)相應的宿主細胞，如酵母菌、CHO細胞( 中國倉鼠卵巢細胞，一種可以無限繁殖的細胞)，生產乙肝表面抗原蛋白，D錯誤。123456789101112題型三基因工程的設計方案題型三基因工程的設計方案6.(2017鏡湖區(qū)校級期中)科研人員以抗四環(huán)素基因為標記基因，通過基因工程的方法讓大腸桿菌生產

18、鼠的珠蛋白，治療鼠的鐮刀形細胞貧血癥。下列相關實驗設計中，不合理的是A.用珠蛋白編碼序列加啟動子、抗四環(huán)素基因等元件來構建重組DNA 分子B.利用小鼠DNA分子通過PCR克隆出珠蛋白基因的編碼序列C.用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選出已經導入珠蛋白編碼序列的大腸桿菌D.用Ca2處理大腸桿菌后，將重組DNA分子導入具有四環(huán)素抗性的大腸 桿菌中答案解析123456789101112解析解析重組DNA分子的組成包括啟動子、目的基因、標記基因和終止子，因此用珠蛋白編碼序列加啟動子、抗四環(huán)素基因等元件來構建重組DNA分子，A正確；利用小鼠DNA分子通過PCR克隆出珠蛋白基因的編碼序列，B正確；標記基因是四環(huán)素抗

19、性基因，因此用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選出已經導入珠蛋白編碼序列的大腸桿菌，C正確；標記基因是四環(huán)素抗性基因，因此受體細胞不能具有四環(huán)素抗性，即用Ca2處理大腸桿菌后，將重組DNA分子導入不具有四環(huán)素抗性的大腸桿菌中，D錯誤。1234567891011127.科學家采用基因工程技術將矮牽牛中控制藍色色素合成的基因A轉移到玫瑰中，以培育藍玫瑰，下列操作正確的是A.利用DNA分子雜交技術從矮牽牛的基因文庫中獲取基因AB.用氯化鈣處理玫瑰葉肉細胞，使其處于感受態(tài)C.用含四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選轉基因玫瑰細胞D.將基因A導入玫瑰細胞液泡中，防止其經花粉進入野生玫瑰答案解析123456789101112解析解析矮

20、牽牛中有控制藍色色素合成的基因A，利用DNA分子雜交技術，可以從矮牽牛的基因文庫中獲取目的基因(基因A)，故A正確；將目的基因導入植物細胞時，常采用農桿菌轉化法，不需要用氯化鈣，故B錯誤；根據(jù)標記基因來篩選轉基因玫瑰細胞，而標記基因不一定是四環(huán)素抗性基因，故C錯誤；玫瑰細胞液泡中沒有DNA，不能將目的基因導入液泡中，應將目的基因導入葉綠體或線粒體中，以防止其經花粉進入野生玫瑰，故D錯誤。1234567891011128.(2017浙江聯(lián)考)我們日常吃的大米中鐵含量極低，科研人員通過基因工程等技術，培育出了鐵含量比普通大米高60%的轉基因水稻，改良了大米的營養(yǎng)品質。下圖為培育轉基因水稻的過程示意

21、圖，請據(jù)圖回答：123456789101112(1)上述過程中，鐵結合蛋白基因為_，獲取該基因后常用_技術進行擴增。答案解析目的基因PCR解析解析本題中培育轉基因水稻的目的是獲得鐵含量比普通大米高60%的轉基因大米，因此目的基因為鐵結合蛋白基因；要大量獲得目的基因，一般采用PCR技術進行擴增。123456789101112(2)構建重組Ti質粒時，通常要用同種限制性核酸內切酶分別切割_和_。將重組Ti質粒轉入農桿菌時，可以用_處理農桿菌，使重組Ti質粒易于導入農桿菌。答案解析含目的基因的DNA片段Ti質粒CaCl2解析解析構建重組Ti質粒時，要用同種限制性核酸內切酶切割含目的基因的DNA片段和

22、Ti質粒，使二者產生相同的粘性末端，從而便于拼接；CaCl2處理農桿菌可以增大其細胞壁的通透性，從而利于重組Ti質粒導入。123456789101112(3)將含有重組Ti質粒的農桿菌與水稻愈傷組織共同培養(yǎng)時，通過培養(yǎng)基2的篩選培養(yǎng)，可以獲得成功導入目的基因的受體細胞，該篩選過程是通過在培養(yǎng)基2中加入_實現(xiàn)的。答案解析抗生素解析解析重組Ti質粒含有抗生素抗性基因，導入重組Ti質粒的愈傷組織細胞在含有抗生素的培養(yǎng)基上可以存活，而未導入的則無法存活，故可加入抗生素來篩選成功導入的受體細胞。123456789101112(4)檢測轉基因水稻的培育是否成功，需要檢測轉基因水稻_。答案解析種子中鐵含量解

23、析解析轉基因的目的是提高大米中鐵含量，因此可通過檢測轉基因水稻種子中鐵的含量來判斷轉基因水稻的培育是否成功。123456789101112題型四植物的克隆題型四植物的克隆9.(2017泰州三模)為了給工廠化繁殖脫毒甘薯苗提供技術支持，科研人員利用植物組織培養(yǎng)技術研究了甘薯莖尖大小對誘導分化苗和脫毒苗的影響，結果如表所示，相關敘述錯誤的是處理外植體數(shù)/個分化苗數(shù)/苗脫毒苗數(shù)/苗小于0.3 mm20110.30.5 mm20107大于0.6 mm20134123456789101112A.為防止細菌污染，應對外植體進行消毒B.脫分化時，應給予適宜光照誘導基因表達C.根據(jù)培養(yǎng)階段的不同要調整培養(yǎng)基中

24、激素比例D.0.30.5 mm大小的莖尖有利于培養(yǎng)脫毒甘薯苗答案解析解析解析植物組織培養(yǎng)時，在接種前對外植體進行消毒處理可減少雜菌污染，A正確；脫分化時，愈傷組織的誘導往往需要暗培養(yǎng)，不能給予適宜光照，B錯誤；不同階段的培養(yǎng)基中細胞分裂素和生長素的比例不同，C正確；根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，0.30.5 mm大小的莖尖，脫毒苗數(shù)最多，因此有利于培養(yǎng)脫毒甘薯苗，D正確。12345678910111210.(2017揚州二模)擬采用“取材消毒愈傷組織培養(yǎng)出芽生根移栽”的方法繁殖一種名貴花卉。下列有關敘述錯誤的是A.消毒的原則是既要殺死材料表面的微生物，又要減少消毒劑對細胞的 傷害B.在愈傷組織培養(yǎng)基中加

25、入細胞融合的誘導劑，可獲得染色體加倍的細胞C.出芽是外植體經細胞脫分化后再分化的結果，受基因選擇性表達的調控D.誘導分化生長物生根時，培養(yǎng)基中通常含有生長素類似物等植物生長調 節(jié)劑答案解析123456789101112解析解析消毒劑的使用既要殺死表面微生物又要防止傷害組織細胞，影響組織培養(yǎng)，A正確；愈傷組織細胞含有細胞壁，加入細胞融合誘導劑不會誘導細胞融合，因此不會得到染色體加倍的細胞，B錯誤；愈傷組織再分化形成胚狀體后，一般先形成芽，再形成根，而分化的實質是基因的選擇性表達，C正確；誘導分化生長物生根時，培養(yǎng)基中通常含有生長素類似物等植物生長調節(jié)劑，D正確。123456789101112題型

26、五動物的克隆題型五動物的克隆11.(2017泰州期中)如圖為小鼠胚胎成纖維細胞(MEF)培養(yǎng)的過程圖，下列敘述不正確的是答案解析A.可用胰蛋白酶分散組織塊中的細胞B.MEF細胞可能產生某種物質抑制胚胎干細胞的分化C.加入培養(yǎng)液中的MEF細胞最好是來自傳代培養(yǎng)的細胞D.細胞培養(yǎng)過程中可能出現(xiàn)細胞貼壁和接觸抑制的現(xiàn)象123456789101112解析解析將動物組織細胞分散成單個細胞，可以用胰蛋白酶處理，A正確；分析圖發(fā)現(xiàn)：在胚胎干細胞培養(yǎng)液中加入MEF細胞后，不分化，但未加的一組，易分化。對比分析可以推導：MEF細胞可能產生某種物質抑制胚胎干細胞的分化，B正確；加入培養(yǎng)液中的MEF細胞最好是來自原

27、代培養(yǎng)的細胞，C錯誤；在動物細胞培養(yǎng)過程中可能出現(xiàn)細胞貼壁和接觸抑制的現(xiàn)象，D正確。12345678910111212.(2017浙江三模)甘草酸是中藥甘草中的主要活性成分，為了快速檢測甘草酸，科研人員利用細胞工程技術制備了抗甘草酸的單克隆抗體，其基本操作過程如圖。相關敘述正確的是答案解析A.過程注射相應抗原后應立即從小鼠脾臟中提取細胞甲B.過程誘導細胞融合，利用了細胞膜的選擇透過性C.過程、的篩選方法相同，細胞丙、丁遺傳物質相同D.過程無論在體內還是體外進行，細胞丁都可大量增殖123456789101112解析解析過程注射相應抗原后，需要機體進行免疫，使B淋巴細胞增殖分化產生具有免疫能力的B淋巴細胞，才可以從小鼠脾臟中提取細胞甲，A錯誤；過程誘導細胞融合，利用了細胞膜的流動性，B錯誤；過程用選擇培養(yǎng)基獲得雜交瘤細胞，過程用抗體檢測和克隆培養(yǎng)得到能產生特定抗體的雜交瘤細胞，C錯誤；雜種細胞既能夠增殖又能產生抗體，過程無論在體內還是體外進行，細胞丁都可大量增殖，D正確。123456789101112