届高考生物二轮复习第一部分专题六生物科技系统教师用书Word格式.docx

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质粒上还含有______，供重组DNA的鉴定和选择。

（3）图中切割人胰岛素基因和质粒的酶（酶A）相同，其目的是________________。

将重组DNA分子导入大肠杆菌前，常需用________处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞。

（4）由于大肠杆菌中没有________________________等结构，其内合成的人胰岛素没有活性，需要经过再加工。

（1）获得目的基因的方法除题图所示方法外，还有人工合成法。

（2）图示所获得的人胰岛素基因由于不含启动子和终止子，因此需要载体——质粒提供。

质粒上还应含有一个或多个限制酶切割位点，供目的基因插入其中；

质粒上还含有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

（3）用同一种限制酶切割目的基因和质粒，以便获得相同的末端。

将重组DNA分子导入大肠杆菌前，需用Ca2＋处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞。

（4）由于大肠杆菌中没有内质网、高尔基体等结构，其内合成的人胰岛素没有活性，需要经过再加工。

（1）人工合成　

（2）启动子、终止子　限制酶　标记基因　（3）获得相同的末端　Ca2＋　（4）内质网、高尔基体

3．（2016·

天津高考）人血清白蛋白（HSA）具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。

下图是以基因工程技术获取重组HSA（rHSA）的两条途径。

（1）为获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取______合成总cDNA，然后以cDNA为模板，使用PCR技术扩增HSA基因。

下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。

（2）启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是________（填写字母，单选）。

A．人血细胞启动子　　　　B．水稻胚乳细胞启动子

C．大肠杆菌启动子D．农杆菌启动子

（3）利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是________________________________________________________________________。

（4）人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确空间结构才有活性。

与途径Ⅱ相比，选择途径Ⅰ获取rHSA的优势是____________________________________

________________________。

（5）为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与______的生物学功能一致。

（1）要想合成总cDNA，需要采集人的血液获得总RNA。

由于DNA的复制只能从脱氧核苷酸单链的5′端向3′端延伸，因而引物均应结合在DNA单链的3′端，而DNA的两条链反向平行，由此可以确定引物在另一条脱氧核苷酸单链的位置和方向。

（2）若要从水稻胚乳细胞内获得目的产物，需要控制该目的基因只在水稻胚乳细胞内表达。

由题干中的信息“启动子通常具有物种及组织特异性”可知，此处需要选择水稻胚乳细胞启动子。

（3）酚类物质能吸引农杆菌，因此在水稻受体细胞中添加该类物质，能吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因的成功转化。

（4）途径Ⅰ和Ⅱ的主要区别是途径Ⅰ的受体细胞是真核细胞，途径Ⅱ的受体细胞是原核细胞。

由于人体合成的初始HSA多肽需要经膜系统加工形成正确的空间结构才有生物活性，所以选择途径Ⅰ获取rHSA更具有优势。

（5）rHSA是基因工程的产物，其是否具有医用价值，还需要在个体水平上进一步确认其与HSA的生物学功能是否一致。

（1）总RNA（或mRNA）

（2）B　（3）吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化　（4）水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工　（5）HSA

4.（2016·

江苏高考）下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。

请回答下列问题：

限制酶

BamHⅠ

BclⅠ

Sau3AⅠ

HindⅢ

识别序

列及切

割位点

图1

图2

（1）用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用__________________两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过________酶作用后获得重组质粒。

为了扩增重组质粒，需将其转入处于________态的大肠杆菌。

（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加________，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中________________________________________________________________________。

（3）若BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为________________________，对于该部位，这两种酶________（填“都能”“都不能”或“只有一种能”）切开。

（4）若用Sau3AⅠ切图1质粒最多可能获得________种大小不同的DNA片段。

（1）基因工程中选择合适的限制酶切割质粒和目的基因时，应保留目的基因和至少一个标记基因结构的完整性，即遵循“目的基因切两侧，标记基因留一个”的基本原则，最好选择切割产生不同末端的两种限制酶同时切割质粒和目的基因，以避免目的基因的反向插入带来的不正常表达，因此据图分析应选择的限制酶为BclⅠ和HindⅢ，切割后质粒上保留的四环素抗性基因作为标记基因。

酶切后的载体和目的基因通过DNA连接酶的作用形成重组质粒，重组质粒需要导入Ca2＋处理后的处于感受态的大肠杆菌（处于感受态的大肠杆菌细胞膜的通透性大大增加，便于重组质粒进入）。

（2）由上述分析可知，为了筛选出导入重组质粒的大肠杆菌，应先配制含四环素的选择培养基，平板上长出的菌落为导入普通质粒或重组质粒的大肠杆菌菌落，进一步鉴定出导入重组质粒的大肠杆菌，可利用PCR扩增的方式，结合电泳技术来分析处理。

DNA的两条链是反向平行的，在PCR过程中，当引物与DNA母链通过碱基互补配对结合后，DNA聚合酶只能从引物的3′端延伸DNA链，因此应选择引物甲和引物丙。

（3）因为BclⅠ和BamHⅠ酶切产生的黏性末端相同，所以可以被DNA连接酶连接，连接部位的6个碱基对序列为

，但是连接后形成的DNA中不再具有BclⅠ和BamHⅠ的识别序列，连接部位不能被这两种酶切开。

（4）由图可知，能被限制酶BclⅠ和BamHⅠ切割的序列也能被Sau3AⅠ识别并切割，因此图中质粒上存在3个Sau3AⅠ的切割位点，若将3个切割位点之间的DNA片段分别编号为a、b和c，则完全酶切（3个切割位点均被切割）会产生3种大小的DNA片段，即为a、b和c；

考虑只切1个切割位点，有三种情况，都产生一种大小的DNA片段，即大小均为a＋b＋c；

考虑切2个切割位点，则会产生a＋b、c、a＋c、b、b＋c、a几种不同大小的DNA片段。

综上所述，若用Sau3AⅠ识别并切割图中质粒，最多可获得7种大小的DNA片段，即为a＋b＋c、a＋b、a＋c、b＋c、a、b、c。

（1）BclⅠ和HindⅢ　连接　感受　

（2）四环素　引物甲和引物丙　（3）

都不能　（4）7

5．多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果胶，使细胞壁破损。

成熟的番茄果实PG的合成量显著增加，能使果实变红变软，但不利于保鲜。

利用基因工程的方法减少PG基因的表达，可延长番茄的保质期。

科学家将PG基因接到Ti质粒上，导入番茄细胞中，得到转基因番茄。

（1）转基因番茄的培育过程中涉及的工程手段所依据的生物学原理是______________________________。

对该农产品进行销售时需进行标注，以维护消费者对转基因产品的__________和__________。

一些消费者担心转基因番茄的安全性，主要表现在________________________________________________________________________

（至少答出一点。

）

（2）将PG基因接到Ti质粒上，属于基因工程操作流程中的________________________________________________________________________。

（3）将含有目的基因的番茄细胞培育成转基因番茄植株，需经过____________和____________的过程。

若想获得转基因番茄的人工种子，需以植物组织培养得到的______________________________________等为材料，经过人工薄膜包装而得到。

（1）转基因番茄的培养过程用到的工程手段有基因工程和植物细胞工程，应用的原理分别是基因重组和植物细胞的全能性；

我国的《基因工程安全管理办法》是为了维护消费者对转基因产品的知情权和选择权。

一些消费者认为不能对转基因食品的安全性掉以轻心，主要表现在担心出现滞后效应、担心出现新的过敏原、担心营养成分的改变等。

（2）将PG基因接到Ti质粒上，属于基因工程的核心步骤，即基因表达载体的构建。

（3）植物组织培养过程需经过脱分化和再分化过程。

所谓人工种子，就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。

（1）基因重组和植物细胞的全能性　知情权　选择权　担心出现滞后效应（或担心出现新的过敏原、担心营养成分改变等）　

（2）基因表达载体的构建　（3）脱分化　再分化　胚状体、不定芽、顶芽和腋芽

考点二

克隆技术

6.研究小组用土壤农杆菌与陆地棉叶肉细胞原生质体共同培养获得了转基因陆地棉，过程如下。

（1）图a表示从已经消毒的叶片中剪取部分植物组织细胞，图b表示制备原生质体，培养皿中要加纤维素酶和果胶酶，其原因是_____________________________________________。

（2）图c表示用培养基培养原生质体，培养基中加入了适宜浓度的蔗糖，其主要作用是_____________________和__________________。

培养一段时间后，将其与土壤农杆菌混合培养，使重组Ti质粒进入________________，重组Ti质粒上______________段携带了目的基因，可以整合到植物细胞的__________________上。

然后通过离心（图d）的方法，除去多余的土壤农杆菌。

（3）图e表示将原生质体培养成愈伤组织，然后将其转移到含有一定抗生素的培养基中进行培养（图f），抗生素的作用是_______________________________。

（4）将愈伤组织转移培养基继续培养（图g），同时注意调整植物生长调节剂的种类和含量，其原因是______________________________________，最终获得完整的植株（图h）。

图示是通过土壤农杆菌与植物细胞原生质体共培养的方法获得转基因植物的过程。

a为获取植物细胞；

b为去除细胞壁获取原生质体的过程；

c为用培养基培养原生质体；

d为土壤农杆菌与植物细胞原生质体共培养；

e表示脱分化过程；

f表示用选择培养基进行筛选培养；

g表示再分化过程；

h表示转基因植物幼苗。

（1）图b表示用纤维素酶和果胶酶两种酶来制备原生质体，原因是植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，纤维素酶和果胶酶可除去细胞壁。

（2）图c表示用培养基培养原生质体，培养基中加入了适宜浓度的蔗糖，其主要作用是为原生质体提供碳源和能源和调节渗透压维持原生质体的形态，将其与土壤农杆菌共同培养，使携带目的基因的Ti质粒的TDNA进入植物细胞，整合到植物细胞的染色体（染色体DNA）上，然后通过离心的方法，除去多余的土壤农杆菌。

（3）图e表示将原生质体培养成愈伤组织，然后将其转移到含有一定抗生素的培养基中进行培养（图f），抗生素的作用是筛选出含目的基因的植物细胞。

（4）植物生长调节剂的种类和含量会影响愈伤组织的分化，故将愈伤组织转移培养基继续培养（图g），同时注意调整植物生长调节剂的种类和含量。

（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，纤维素酶和果胶酶可除去细胞壁　

（2）为原生质体提供碳源和能源　调节渗透压维持原生质体的形状　原生质体（植物细胞）　TDNA　染色体（染色体DNA）　（3）筛选出含目的基因的植物细胞　（4）植物生长调节剂的种类和含量会影响愈伤组织的分化

7．（2016·

永州三校联考）下图为单克隆抗体制备流程示意图。

（1）图中①过程是________________。

对动物细胞来说，②过程独有的方法是________________。

③过程的目的是____________。

④过程的目的是获得________________________________。

（2）在培养过程中为防止杂菌感染，应向培养液中添加__________；

其体外培养需用CO2培养箱，其中CO2的主要作用是______________。

（3）若要大量制备抗该蛋白的单克隆抗体，可将该杂交瘤细胞注射到小鼠的______中使其增殖。

（4）单克隆抗体与传统抗体相比，其优点是__________________________________

________________________________________________________________________。

②过程表示诱导浆细胞与骨髓瘤细胞融合，动物细胞特有的诱导融合方法是用灭活的病毒处理。

单克隆抗体制备过程中需两步筛选：

③是利用选择培养基筛选杂交瘤细胞，④过程是利用克隆化培养和抗体检测筛选能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。

动物细胞培养需要提供无菌、无毒条件，还需要一定的气体环境。

杂交瘤细胞可在小鼠腹水中进行体内培养。

（1）向老鼠体中注射特定抗原　灭活的病毒处理　筛选杂交瘤细胞　能产生特异性抗体的杂交瘤细胞　

（2）抗生素　维持培养液的pH　（3）腹水　（4）特异性强，灵敏度高，可大量制备

8．下图所示为动物细胞培养过程中，动物细胞增殖情况的变化曲线（图中B、D两点表示经筛选后继续培养），请据图回答下面的问题：

（1）OA段的培养称为________培养，AB段可能发生了____________现象，需要用________酶处理，以使组织细胞分散开来。

（2）动物细胞培养和植物组织培养过程中，就细胞增殖、分化来说，动植物细胞都要进行____________，不同的是植物细胞还要进行______________________________。

（3）为制备单克隆抗体，需将________注射到小鼠体内，以此获取________细胞，同时可选取图中________点的细胞与该细胞融合形成杂交细胞，所选取细胞的细胞膜上的________比正常细胞显著减少。

为筛选出能够产生单克隆抗体的杂交细胞，可用________培养基达到目的。

据图中不同阶段细胞的增殖代数可知，AB段细胞不再增殖，但此时细胞仍有增殖能力，所以此时可能发生了接触抑制，故OA段为原代培养；

D点细胞增殖代数达到了60次以上，故此时细胞发生了癌变，获得了无限增殖的能力。

（1）原代　接触抑制　胰蛋白　

（2）增殖（或分裂）　脱分化和再分化　（3）抗原　浆　D　糖蛋白　选择

9．DHA对脑神经发育至关重要。

以A、B两种单细胞真核藻为亲本，利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。

两种藻特性如下表。

亲本藻

优势代

谢类型

生长速率

[g/（L·

d）]

固体培养基

上藻落直径

DHA含

量（‰）

A藻

自养

0.06

小

0.7

B藻

异养

0.14

大

无

据表回答：

（1）选育的融合藻应具有A藻____________________与B藻________________的优点。

（2）诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻，其目的是获得________________。

（3）通过以下三步筛选融合藻，步骤________可淘汰B藻，步骤________可淘汰生长速率较慢的藻落，再通过步骤________获取生产所需的融合藻。

步骤a：

观察藻落的大小；

步骤b：

用不含有机碳源的培养基进行光照培养；

步骤c：

测定DHA含量。

（4）以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组实验，结果如下图。

①甲组条件下，融合藻产生[H]的细胞器是__________；

丙组条件下产生ATP的细胞器是________。

②与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，原因是在该培养条件下________________________________________________________________________。

甲、乙两组DHA产量均较高，但实际生产中往往采用甲组的培养条件，其原因是________________________________________________________________________

（1）据表可知，A藻具有自养和能产生DHA的优点，B藻具有能快速生长的优点，故选育的融合藻应同时具有两者优点。

（2）植物细胞具有细胞壁，用纤维素酶处理可以去除细胞壁获得原生质体。

（3）B藻为异养型，在不含有机碳源的培养基上无法生存；

藻落的大小和生长速率成正比；

选育的融合藻除了自养、生长快速的优点外，还要能产生DHA。

（4）①甲组融合藻有光照，既可进行细胞呼吸也可进行光合作用，因此叶绿体和线粒体中均可以产生[H]；

丙组黑暗处理，融合藻不能进行光合作用，所以产生ATP的细胞器只有线粒体。

解答本题时应注意细胞质基质中也能产生ATP，但是不属于细胞器。

②融合藻同时具有A藻和B藻的特点，所以既能自养又能异养，在乙组条件下，融合藻可同时进行自养和异养，故生长速率较快。

在实际生产中应考虑成本，相比甲组，乙组消耗葡萄糖，提高了成本，培养液中富含葡萄糖还易引起杂菌生长。

（1）产生DHA，自养特性　快速生长　

（2）原生质体　（3）b　a　c　（4）①线粒体、叶绿体　线粒体　②融合藻既能光能自养又能异养　融合藻利用光能和简单的无机物即能生长，不需添加葡萄糖，可降低成本，也可防止杂菌生长

在本讲内容的复习中，应注意以下几点：

（1）用列表比较法理解限制酶、DNA连接酶和载体的作用。

（2）用实例分析法理解基因工程的原理与过程。

（3）用列表比较法理解两个不同点：

植物组织培养和动物细胞培养的不同、植物体细胞杂交与动物细胞融合的不同。

（4）用图解法理解单克隆抗体的制备过程。

[明考向—不走弯路]

　　以图表、材料、流程图等形式，综合考查基因工程与细胞工程的原理、操作过程及应用是高考常考形式。

基因工程中限制酶和DNA连接酶的作用特点及在构建基因表达载体中的应用是难点，也是易错点，如课前诊断卷T4。

[联知识—简洁串记]

1．比较记忆基因工程的三种工具（填表）

DNA连接酶

载体

作用

切割目的基因和载体

拼接DNA片段，形成重组_DNA

携带目的基因进入受体细胞

作用部位

两个核苷酸之间的磷酸二酯键

—

作用特点（条件）

①识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列

②在特定位点上切割

①E·

coliDNA连接酶只能连接黏性末端

②T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端

①能在宿主细胞内稳定存在并大量复制

②有一个至多个限制酶切割位点

③具有特殊的标记基因

常用类型

EcoRⅠ限制酶SmaⅠ限制酶

E·

coliDNA连接酶、T4DNA连接酶

质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等

2．熟记基因工程的四个操作步骤（填空）

（1）目的基因的获取途径：

方法

具体操作

直接分离

从自然界已有的物种中分离，如从基因文库中获取

人工合成

化学合成

已知核苷酸序列的较小基因，直接利用DNA合成仪用化学方法合成，不需要模板

逆转录法

以RNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成

PCR技术扩增

①原理：

DNA复制

②条件：

模板DNA、引物、脱氧核苷酸、热稳定的DNA聚合酶

③

（2）基因表达载体的构建——重组质粒的构建：

①基因表达载体的组成：

②构建过程：

（3）将目的基因导入受体细胞：

植物细胞

动物细胞

微生物细胞

常用方法

农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法

显微注射技术

感受态细胞法（用Ca2＋处理）

受体细胞

受精卵、体细胞

受精卵

原核细胞

（4）目的基因的检测与鉴定：

3．图解记忆蛋白质工程（填图）

[防易错—无障通关]

1．判断有关基因工程叙述的正误

（1）切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列（×

（2）载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因（×

（3）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