《（通用版）2019版高考生物二輪復習 專題十 現(xiàn)代生物科技專題 考點29 基因工程、蛋白質(zhì)工程和細胞工程學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用版）2019版高考生物二輪復習 專題十 現(xiàn)代生物科技專題 考點29 基因工程、蛋白質(zhì)工程和細胞工程學案（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、考點29基因工程、蛋白質(zhì)工程和細胞工程 直擊考綱1.基因工程的誕生()。2.基因工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù))()。3.基因工程的應用()。4.蛋白質(zhì)工程()。5.植物的組織培養(yǎng)()。6.動物細胞培養(yǎng)與體細胞克隆()。7.細胞融合與單克隆抗體()。8.動物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎()。9.胚胎干細胞的移植()。10.胚胎工程的應用()。11.轉(zhuǎn)基因生物的安全性()。12.生物武器對人類的威脅()。13.生物技術(shù)中的倫理問題()。14.簡述生態(tài)工程的原理()。15.生態(tài)工程的實例()。1基因工程?？嫉?種基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶：識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并在
2、特定位點上切割DNA分子。(2)DNA連接酶：Ecoli DNA連接酶只能連接黏性末端；T4 DNA連接酶能連接黏性末端和平末端。(3)載體：能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復制；有一個至多個限制酶切割位點，供外源DNA片段(基因)插入其中；具有特殊的標記基因以便對含目的基因的受體細胞進行鑒定和選擇。2基因工程的4大操作程序 (1)目的基因的獲取從基因文庫中獲取。利用PCR技術(shù)擴增a原理：DNA雙鏈復制。b條件：模板DNA、引物、游離的脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定的DNA聚合酶。用化學方法直接人工合成。(2)基因表達載體的構(gòu)建基因表達載體模式圖基因表達載體的構(gòu)建過程(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞導入植物細胞：
3、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法。導入動物細胞：顯微注射技術(shù)。導入微生物細胞：感受態(tài)細胞法(用Ca2處理)。(4)目的基因的檢測與鑒定插入檢測：DNA分子雜交技術(shù)。轉(zhuǎn)錄檢測：DNARNA分子雜交技術(shù)。翻譯檢測：抗原抗體雜交。個體水平檢測：抗性接種實驗。3圖解記憶蛋白質(zhì)工程4比較記憶植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)取材植物幼嫩部位動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織過程結(jié)果獲得植株個體，可以體現(xiàn)全能性新的細胞，不形成個體，不體現(xiàn)全能性條件無菌；營養(yǎng)；適宜條件無菌、無毒；營養(yǎng)、血清等；溫度和pH；氣體環(huán)境：O2、CO25.植物體細胞雜交與單克隆抗體制備過程比較步驟植物
4、體細胞雜交過程單克隆抗體制備過程第一步原生質(zhì)體的制備(酶解法)正常小鼠免疫處理第二步原生質(zhì)體融合(物理、化學法)動物細胞融合(物理、化學、生物方法)第三步雜種植株的篩選與培養(yǎng)雜交瘤細胞的篩選與培養(yǎng)第四步雜種植株的誘導與鑒定單克隆抗體的提純相同點兩種技術(shù)手段的培養(yǎng)過程中都進行有絲分裂，都是無性繁殖，都可稱為克隆，都不涉及減數(shù)分裂；均為無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件(1)誘導融合的方法分別有哪些？融合的細胞類型有哪幾種(僅考慮兩兩融合的細胞)?提示誘導植物體細胞的原生質(zhì)體融合的方法主要有離心、振動、電激或用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑。動物細胞融合常用的誘導因素有聚乙二醇(PEG)、滅活的病
5、毒(誘導動物細胞融合的特有因素)、電激等。融合的細胞類型：前者AA、BB、AB。后者瘤瘤、B瘤、BB。(2)各自的原理分別有哪些？提示前者有細胞膜的流動性和植物細胞的全能性，后者有細胞膜的流動性和細胞增殖。6掌握克隆動物培育的流程7理清單克隆抗體制備的過程題組一基因工程和蛋白質(zhì)工程1(2018保定一模)1-抗胰蛋白酶是肝臟產(chǎn)生的一種糖蛋白，缺乏會引起肺氣腫，某公司成功研制出轉(zhuǎn)基因羊，進入泌乳期后，其乳汁中含有人類的1-抗胰蛋白酶，用于治療肺氣腫，回答下列問題：(1)為獲取目的基因，需要在肝細胞中提取_，通過反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生cDNA，再通過_技術(shù)進行快速擴增。(2)將1-抗胰蛋白酶基因與乳腺蛋白基因的
6、_等調(diào)控組件重組在一起，構(gòu)建基因表達載體，然后通過_技術(shù)，導入羊的受精卵中。(3)受精卵通過早期胚胎培養(yǎng)，一般發(fā)育到_階段，通過胚胎移植到受體子宮中孕育，為選育出能泌乳的雌羊，移植前須從胚胎的_部位取樣，做DNA分析鑒定性別。(4)1-抗胰蛋白酶是一種結(jié)構(gòu)較復雜的糖蛋白，因此用上述方法生產(chǎn)，相對傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因大腸桿菌生產(chǎn)，優(yōu)勢在于_。答案(1)mRNAPCR(2)啟動子(或啟動子、終止子)顯微注射(3)桑椹胚或囊胚滋養(yǎng)層(4)羊細胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，具備蛋白質(zhì)加工的能力解析(1)1-抗胰蛋白酶基因在肝細胞中表達，所以可以在肝細胞中提取mRNA，反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生相應cDNA，再通過PCR技術(shù)擴增。(2
7、)為了使1-抗胰蛋白酶基因在乳腺細胞中表達，需要將其與乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組，構(gòu)建基因表達載體，然后通過顯微注射技術(shù)，導入羊的受精卵中。(3)牛和羊的胚胎一般發(fā)育到桑椹胚或囊胚階段，再進行胚胎移植；DNA分析鑒定性別須從胚胎的滋養(yǎng)層取樣，這樣既保證了遺傳信息一致，又不影響內(nèi)細胞團的進一步發(fā)育。(4)糖蛋白的形成需要進行蛋白質(zhì)的加工，相對于原核細胞而言，羊細胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，具備蛋白質(zhì)加工的能力。2人乳鐵蛋白是一種重要的藥用保健蛋白。下圖表示利用乳腺生物反應器生產(chǎn)人乳鐵蛋白的過程，圖中Tetr表示四環(huán)素抗性基因，Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，五種限制酶的識別序列及切割位點如表所
8、示，請回答以下問題：(1)要將人乳鐵蛋白基因插入質(zhì)粒，若只允許使用一種限制酶，應選擇的限制酶是_，酶能起催化作用的原理是_。(2)據(jù)圖分析，篩選含有重組質(zhì)粒的受體細胞首先需要在含_(填“四環(huán)素”“氨芐青霉素”或“四環(huán)素或氨芐青霉素”)的培養(yǎng)基上進行，原因是_。(3)若BamH酶切的DNA末端與Bcl酶切的DNA末端連接起來，連接部位的6個堿基對序列為_，對于該部位，這兩種酶_(填“都不能”或“只有一種能”)切開。(4)培養(yǎng)出早期胚胎后，科學家欲進行胚胎分割移植，則應該選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的_，將其移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，然后用分割針進行分割。答案(1)Sau3A可以顯著降低化學反應的活化能
9、(2)氨芐青霉素用限制酶切割后破壞了Tetr基因，但不會破壞Ampr基因，導入重組質(zhì)粒的受體細胞(對氨芐青霉素具有抗性)，能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生存下來(3)或都不能(4)桑椹胚或囊胚解析分析題圖：題圖是培育表達人乳鐵蛋白的乳腺生物反應器的過程，該過程采用了基因工程技術(shù)(目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測與表達)、動物細胞培養(yǎng)技術(shù)、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)。圖中表示將目的基因?qū)胧荏w細胞；表示早期胚胎培養(yǎng)；表示胚胎移植；表示轉(zhuǎn)基因牛的產(chǎn)生；表示從轉(zhuǎn)基因牛中獲取目的基因產(chǎn)物。(1)根據(jù)表中五種酶的識別序列及切割位點可知，限制酶Sau3A還可以切割限制
10、酶Bcl和限制酶BamH的識別序列，因此要將人乳蛋白基因插入載體，在只允許用一種限制酶切割載體和人乳鐵蛋白基因的情況下，應選擇限制酶Sau3A。酶能起催化作用的原理是可以顯著降低化學反應的活化能。(2)用限制酶Sau3A切割后會破壞四環(huán)素抗性基因(Tetr)，但不會破壞氨芐青霉素抗性基因(Ampr)，導入重組質(zhì)粒的受體細胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生存下來。因此篩選含有重組質(zhì)粒的受體細胞首先需要在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進行。(3)根據(jù)表格中各種限制酶的識別序列和切割位點可知，若BamH酶切的DNA末端與Bcl酶切的DNA末端連接起來，連接部位的6個堿基對序列為或，對于該部位，這兩種酶都不能切
11、開。(4)桑椹胚或囊胚期細胞分化程度低，分割后易成活，因此胚胎分割移植，則應該選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚，將其移入盛有操作液的培養(yǎng)皿中，然后用分割針進行分割。用分割針或分割刀對囊胚進行分割時，要注意將內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響胚胎的恢復和進一步發(fā)育。3干擾素是用于治療病毒感染和癌癥的免疫活性蛋白質(zhì)，若人的干擾素基因在大腸桿菌內(nèi)表達，產(chǎn)生的抗病毒性較低且保存困難，若將第17位的半胱氨酸改造為絲氨酸，則生產(chǎn)出的干擾素的抗病毒性是原來的100倍，且可在70 條件下保存半年，下圖是構(gòu)建干擾素工程菌的過程示意圖。回答下列問題：(1)要改變干擾素的功能，可以考慮對干擾素的_進行改造。對干擾素進
12、行改造，也可直接對干擾素基因進行改造，其原因是_。(2)過程將B導入大腸桿菌，需用_對大腸桿菌進行處理，使其處于能_的生理狀態(tài)。(3)要檢測B是否導入大腸桿菌，將過程后的大腸桿菌先接種于含_的培養(yǎng)基上，然后將在該培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌接種在含_的培養(yǎng)基上，在前者培養(yǎng)基上能生長而在后者培養(yǎng)基上不能生長的是導入B的工程菌。(4)利用圖中工程菌不能生產(chǎn)有活性的干擾素，這是因為_。答案(1)氨基酸序列蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)由基因決定，基因可以直接遺傳；對基因進行改造比對蛋白質(zhì)改造容易(2)Ca2吸收周圍環(huán)境中的DNA分子(3)氨芐青霉素四環(huán)素 (4)大腸桿菌為原核生物，無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，不具備加工干擾素的能力
13、解析(1)根據(jù)題干信息，若將第17位的半胱氨酸改造為絲氨酸，則生產(chǎn)出的干擾素的抗病毒性是原來的100倍，且可在70 條件下保存半年，因此可以對干擾素的氨基酸序列進行改造。對干擾素進行改造，也可直接對干擾素基因進行改造，原因是：蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)由基因決定，基因可以直接遺傳；對基因進行改造比對蛋白質(zhì)改造容易。(2)將重組質(zhì)粒導入大腸桿菌，需用Ca2處理，使大腸桿菌處于一種能吸收周圍環(huán)境中的DNA分子的生理狀態(tài)，成為感受態(tài)細胞。(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞時，大腸桿菌有三種狀態(tài)，一是沒有導入任何質(zhì)粒，二是導入普通質(zhì)粒，三是導入重組質(zhì)粒。分析圖示可知：在構(gòu)建基因表達載體時，抗四環(huán)素基因的結(jié)構(gòu)遭到破壞，而抗
14、氨芐青霉素基因結(jié)構(gòu)完好，因此沒有導入任何質(zhì)粒的大腸桿菌，不含上述兩種抗性基因，在含有氨芐青霉素或四環(huán)素的培養(yǎng)基中都不能生長；導入普通質(zhì)粒的大腸桿菌含有的上述兩種抗性基因的結(jié)構(gòu)均完好，在含有氨芐青霉素或四環(huán)素的培養(yǎng)基中都能生長；導入重組質(zhì)粒的大腸桿菌含有的抗四環(huán)素基因的結(jié)構(gòu)遭到破壞，而含有的抗氨芐青霉素基因結(jié)構(gòu)完好，因此在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中能生長，但在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長?？梢?，將過程后的大腸桿菌進行篩選時，先用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)，淘汰沒有導入任何質(zhì)粒的大腸桿菌，能生長的則是含有普通質(zhì)粒和重組質(zhì)粒(二者都含抗氨芐青霉素基因)的大腸桿菌；然后將該培養(yǎng)基上生長的菌落用“蓋章”
15、的方法接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基上，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上能生長的是含普通質(zhì)粒的大腸桿菌，將兩個培養(yǎng)基進行位置對照，在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能生長，而在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上該位置沒有菌落出現(xiàn)，則屬于導入重組質(zhì)粒的工程菌。(4)干擾素是分泌蛋白，在核糖體中合成后需要經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工才具有生物活性，而大腸桿菌是原核生物，無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，不具備加工干擾素的能力，所以利用圖中工程菌不能生產(chǎn)有活性的干擾素。題組二細胞工程4利用現(xiàn)代生物技術(shù)，科研人員對馬鈴薯的培育進行了研究，請回答相關(guān)問題：(1)培育馬鈴薯脫毒苗所依據(jù)的原理是_，該培育過程涉及_和_兩個階段。(2)研究馬鈴薯莖尖外植體大小對幼苗的成苗
16、率和脫毒率的影響，結(jié)果如圖。據(jù)圖可知：莖尖越小，脫毒率_，成苗率_，培養(yǎng)脫毒苗莖尖的適宜大小為_。(3)若想培育出“番茄馬鈴薯”植株，運用傳統(tǒng)有性雜交能否得到可育的雜種植株？為什么？_。(4)若馬鈴薯細胞中含m條染色體，番茄細胞中有n條染色體，則“番茄馬鈴薯”細胞在有絲分裂后期含_條染色體。答案(1)植物細胞全能性脫分化再分化(2)越高越低0.27 mm(3)否(或不能)，不同種的植物存在生殖隔離(4)2(mn)解析(1)培育馬鈴薯脫毒苗是對植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應用，所依據(jù)的原理是植物細胞全能性；該培育過程涉及脫分化和再分化兩個階段。(2)據(jù)圖可知：莖尖越小，脫毒率越高，成苗率越低；培養(yǎng)脫毒苗莖
17、尖的適宜大小為0.27 mm。(3)由于番茄和馬鈴薯屬于兩個不同物種，而不同種的植物存在生殖隔離，所以若想培育出“番茄馬鈴薯”植株，運用傳統(tǒng)有性雜交不能得到可育的雜種植株。(4)若馬鈴薯細胞中含m條染色體，番茄細胞中有n條染色體，則“番茄馬鈴薯”細胞中含有(mn)條染色體，在有絲分裂后期著絲點分裂，染色體數(shù)目加倍，因此細胞中含2(mn)條染色體。5美國威斯康星州的一個奶牛場有一頭奶牛，年產(chǎn)奶量達30.8 t，我國奶牛產(chǎn)奶量年平均水平僅為34 t。某人用該高產(chǎn)奶牛的耳朵細胞，采用核移植技術(shù)獲得高產(chǎn)奶牛(如圖)，請據(jù)圖回答下列問題：(1)目前完成的方法有_、梯度離心、紫外光短時間照射及化學物質(zhì)處理
18、等。(2)過程中選擇去核卵母細胞作為受體細胞的原因是_。(3)過程所利用的技術(shù)是_，其原理是_。(4)該實驗的成功說明已分化的耳朵細胞的細胞核中含有與_一樣的全套基因，這種繁殖方式屬于_。(5)若研究發(fā)現(xiàn)該高產(chǎn)奶牛線粒體發(fā)達，故它的產(chǎn)奶量高，則小牛d成年后具有這一優(yōu)良性狀嗎？_。你的依據(jù)是_。答案(1)顯微操作去核法(2)卵母細胞體積大，易操作，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，且細胞質(zhì)中含有激發(fā)細胞核全能性表達的物質(zhì)(3)動物細胞培養(yǎng)(早期胚胎培養(yǎng))細胞增殖(4)受精卵無性繁殖(5)不具有線粒體中的基因一般通過細胞質(zhì)傳遞給后代，而小牛d的細胞質(zhì)主要來自于奶牛a解析(1)去核的方法有顯微操作去核法、梯度離心、紫外
19、光短時間照射及化學物質(zhì)處理等方法。(2)在核移植中常用去核卵母細胞作為受體細胞，是因為卵母細胞內(nèi)含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)；體積比較大，容易操作。(3)過程屬于動物細胞培養(yǎng)，其原理是細胞增殖。(4)該實驗的成功證明了動物細胞核具有全能性，因為細胞核中含有和受精卵一樣的全套基因。 (5)線粒體位于細胞質(zhì)中，主要來源于受體細胞，因此小牛d沒有產(chǎn)奶量高的優(yōu)良性狀。6人絨毛膜促性腺激素(HCG)是女性懷孕后胎盤滋養(yǎng)層細胞分泌的一種糖蛋白，制備抗HCG單克隆抗體可用于早孕的診斷。下圖是抗HCG單克隆抗體制備流程示意圖，請分析回答下列問題：(1)制備單克隆抗體過程中要用到_和_技術(shù)。(2)制備單克隆抗體過程中，給
20、小鼠注射的HCG相當于_，使小鼠產(chǎn)生分泌相應_的淋巴細胞，此過程屬于特異性免疫中的_免疫。(3)在細胞內(nèi)DNA的合成一般有兩條途徑，主途徑是在細胞內(nèi)由糖和氨基酸合成核苷酸，進而合成DNA，而氨基喋呤可以阻斷此途徑。另一輔助途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情況下，經(jīng)酶的催化作用合成DNA，而骨髓瘤細胞的DNA合成沒有此輔助途徑。 利用DNA合成途徑不同的特點配制的HAT培養(yǎng)基含有多種成分，其中添加的_成分具有篩選雜交瘤細胞的作用。最終篩選獲得的雜交瘤細胞的特點是_。(4)此過程生產(chǎn)的單克隆抗體可以與_特異性結(jié)合，從而診斷早孕。答案(1)動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合(2)抗原抗體體液(3)氨基喋呤能無限增殖并分泌特異性抗體(4)人絨毛膜促性腺激素(或HCG)10
（通用版）2019版高考生物二輪復習 專題十 現(xiàn)代生物科技專題 考點29 基因工程、蛋白質(zhì)工程和細胞工程學案
