高三生物二轮专题复习专题十一现代生物科技专题考点1基因工程和克隆技术学案新人教版Word文档格式.docx

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　）

提示　也可用于切割质粒。

（2）DNA连接酶能将两碱基间形成的氢键连接起来（　×

提示　DNA连接酶是将两核苷酸间通过形成的磷酸二酯键连接起来。

（3）质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体（　√　）

（4）DNA连接酶能够将任意2个DNA片段连接在一起（　×

提示　具有相同粘性末端的2个DNA片段连接在一起。

（5）抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达（　√　）

2．克隆技术的正误判断

（1）棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性（　√　）

（2）植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性（　×

提示　在生物体内，由于基因的选择性表达，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官，细胞表现全能性的必要条件是离体状态、一定的营养物质和激素。

（3）在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化（　×

提示　植物组织培养包括脱分化和再分化两个重要的过程，在这两个过程中都会发生细胞增殖（有丝分裂），且在再分化过程发生细胞分化，形成各种组织细胞。

（4）愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的（　×

提示　外植体通过脱分化形成愈伤组织。

（5）用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性（　×

提示　原生质体具有全能性。

（6）连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型（　×

提示　连续细胞系的细胞一般都培养了多次，大多数具有异倍体核型。

（7）制备肝细胞悬浮液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胃蛋白酶处理（　×

提示　制备肝细胞悬浮液时先用剪刀剪碎肝组织，再用胰蛋白酶处理，不能使用胃蛋白酶，因为胃蛋白酶需要在强酸环境下才能起作用，但这样的环境不适于细胞生存。

（8）肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2刺激细胞呼吸（　×

提示　肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的CO2的目的是维持培养液pH。

（9）与“多莉”羊等克隆哺乳动物相关的技术有胚胎移植、细胞培养和核移植（　√　）

（10）植物原生质体融合和动物细胞融合原理是相同的（　√　）

（11）杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得单克隆抗体的胚胎（　×

提示　杂交瘤细胞进行体内培养，是为了获得单克隆抗体。

一、基因工程

1．基因工程的工具

2．基因工程的原理和技术

3．转基因动物、植物及微生物的培育流程

易错警示　

（1）使用限制性核酸内切酶的注意点

①一般用同种限制性核酸内切酶切割载体和目的基因。

②不同的限制性核酸内切酶也能切割出相同的粘性末端。

（2）DNA连接酶≠DNA聚合酶

DNA连接酶连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。

（3）限制性核酸内切酶≠DNA酶≠解旋酶

限制性核酸内切酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；

DNA酶是将DNA水解为组成单位；

解旋酶是将DNA的两条链间的氢键打开形成两条单链。

（4）启动子、终止子

①启动子（DNA片段）≠起始密码子（RNA）。

②终止子（DNA片段）≠终止密码子（RNA）。

二、植物的克隆

1．植物组织培养关键过程总结

名称

过程

形成体特点

培养基

光

脱分化

由外植体脱分化为愈伤组织

排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团

适当配比的营养物质和生长调节剂

避光

再分化

由愈伤组织分化为幼苗或胚状结构

有根、芽或有生根发芽的能力

生长素和细胞分裂素的比例低时，诱导芽的形成；

两者比例高时，诱导根的形成

需光

营养生长和生殖生长

发育成完整的植物体

由根、茎、叶、花、果实、种子组成

自身产生各种激素

2.植物细胞工程操作

3．植物细胞培养、器官培养和原生质体培养的关系

三、动物的克隆

1．动物的细胞和组织培养

（1）动物克隆的技术基础是动物的细胞和组织培养。

（2）动物细胞培养的过程：

动物细胞培养包括组织块的切取、组织细胞的分散及细胞培养三个阶段。

分散组织细胞常用的方法有机械消化法和胰酶消化法。

（3）原代培养和传代培养的含义

①原代培养：

从机体取出后立即进行的细胞、组织培养的过程。

②传代培养：

将原代培养细胞分成若干份，接种到若干份培养基中，使其继续生长、增殖。

（4）动物成纤维细胞的培养过程：

切取组织小片→胰蛋白酶酶解→原代培养→传代培养。

2．动物的细胞融合技术及其应用

（1）细胞融合

（2）单克隆抗体的制备

3．细胞核移植实验和动物的克隆繁殖

（1）核移植：

利用一个细胞的细胞核来取代另一个细胞中的细胞核，形成一个重建的“合子”。

（2）动物的克隆繁殖

→→→→

4．规避克隆动物与试管动物的3个误区

（1）误区一：

试管动物与克隆动物的产生都是无性生殖。

纠正：

试管动物的产生是有性生殖，克隆动物的产生是无性生殖。

（2）误区二：

试管动物（哺乳类）的产生是在体外进行的，克隆动物（哺乳类）的产生是在体内进行的。

试管动物（哺乳类）和克隆动物（哺乳类）早期胚胎之前都是在体外进行的，早期胚胎经过胚胎移植之后是在体内进行的。

（3）误区三：

胚胎移植的优势是充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，因此胚胎移植的胚胎只能来自体内受精的胚胎。

胚胎移植的胚胎有三个来源：

体内正常受精产生的胚胎、核移植产生的重组细胞培养而来的胚胎、体外受精产生的早期胚胎。

题型一　基因工程的原理、工具和技术

1．（2017·

海淀区期中）科研人员分别将蛋白C基因和蛋白G（葡萄糖转运蛋白）基因与质粒连接，形成重组DNA分子。

将质粒和上述两种表达载体分别转入三组蛋白G缺陷细胞，在三种不同浓度的葡萄糖间隔刺激下，测定三组细胞的葡萄糖转运速率，结果如图。

下列分析不正确的是（　　）

A．Ⅰ组实验的目的是排除空质粒对实验结果的影响

B．Ⅱ、Ⅲ组葡萄糖转运速率随葡萄糖浓度增加而减小

C．由实验结果推测蛋白C是一种葡萄糖转运蛋白

D．实验结果表明蛋白C的转运功能强于蛋白G

答案　B

解析　Ⅰ组中转入的是空质粒，其目的是排除空质粒对实验结果的影响，A正确；

由图可知，Ⅱ、Ⅲ组葡萄糖转运速率随葡萄糖浓度增加而增加，B错误；

Ⅰ组中转入的是空质粒，Ⅲ组转入的是蛋白C基因，对比Ⅰ组与Ⅲ组结果可推知蛋白C是一种葡萄糖转运蛋白，C正确；

Ⅱ组中转入的是蛋白G基因，Ⅲ组转入的是蛋白C基因，结果Ⅲ组的转运速率大于Ⅱ组，这表明蛋白C的转运功能强于蛋白G，D正确。

2．（2017·

宣城期中）下列有关人胰岛素的重组DNA分子的叙述，正确的是（　　）

A．重组DNA分子中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA逆转录获得

B．重组DNA分子的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原（起）点

C．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来

D．胰岛素的重组DNA分子中要有启动子和终止密码子

答案　C

解析　由于基因的选择性表达，在人的肝细胞中，没有胰岛素基因转录的mRNA，A错误；

重组DNA分子的复制启动于复制原（起）点，胰岛素基因的表达启动于启动子，B错误；

标记基因的作用是鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的受体细胞筛选出来，C正确；

胰岛素的重组DNA分子中要有启动子和终止子，终止密码子存在于mRNA上，D错误。

3．（2018·

“七彩阳光”联盟）某研究小组欲利用抗虫基因，通过农杆菌转化法培育抗虫玫瑰。

图1和图2分别表示出了抗虫基因和农杆菌Ti质粒的限制性核酸内切酶识别位点和抗生素抗性基因（pstⅠ、SmaⅠ、AluⅠ表示限制性核酸内切酶切割位点；

amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因）。

请回答：

（1）为获得大量抗虫基因，且保证形成重组质粒时，目的基因以唯一方向接入，可选用________________（填限制性核酸内切酶的种类）分别切割目的基因和Ti质粒，再用DNA连接酶连接，形成重组DNA分子，再与经过________处理的______________（A.有amp和tet　B．有amp，无tet　C．无amp，有tet　D．无amp和tet）农杆菌液混合，使重组DNA进入农杆菌。

再利用农杆菌转入培养的玫瑰细胞，使目的基因导入玫瑰细胞中。

（2）将含有导入了目的基因的玫瑰细胞的试管放在______________上，进行液体悬浮培养获得胚性细胞，进而培育成抗虫玫瑰。

（3）这种借助基因工程方法，将外源基因导入受体细胞，再通过这些转基因细胞进行培养，获得具有特定性状的新植株的技术就是__________________。

（4）当前多地过度开发旅游造成生态环境的破坏，为减缓生态环境的破坏，可发展____________工程，并在旅游区种植抗虫玫瑰，可有效降低农药对环境的污染，并获得较佳的经济效益、社会效益和__________。

答案　

（1）SmaⅠ和PstⅠ　CaCl2　D

（2）摇床

（3）植物细胞工程技术

（4）生态旅游　生态效益

有关基因工程操作易错分析

（1）基因文库中不是直接保管相应基因，基因文库中的基因保存在受体菌中。

（2）原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，有利于目的基因的复制与表达，因此常用大肠杆菌等原核生物作为受体细胞。

（3）植物细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程成为完整植物体。

因此受体细胞可以是受精卵也可以是体细胞；

动物基因工程中的受体细胞一般是受精卵。

（4）操作工具有三种，但工具酶常用两种，载体不是酶；

在基因工程操作步骤“获得目的基因”和“形成重组DNA分子”两个过程中通常用同种限制性核酸内切酶，目的是产生相同的粘性末端；

DNA连接酶只在“形成重组DNA分子”操作中用到。

（5）一般情况下，用同一种限制性核酸内切酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制性核酸内切酶分别切割质粒和目的基因。

这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。

（6）标记基因的作用和种类：

标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞；

常见的标记基因有抗生素抗性基因、发光基因（表达产物为带颜色的物质）等。

题型二　基因工程的应用

4．如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。

以下相关叙述，正确的是（　　）

A．②的形成需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与

B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上

C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状

D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异

答案　D

解析　重组质粒的形成需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶参与，DNA聚合酶一般用于DNA复制过程，A错误；

③侵染植物细胞后，重组Ti质粒上的T－DNA整合到植物细胞的染色体上，B错误；

受体细胞的染色体上含抗虫基因，但不代表该基因就一定成功表达，因此不能确定⑤是否表现出抗虫性状，C错误；

⑤只要表现出抗虫性状就