2020版高考生物二轮复习7.1基因工程和细胞工程课件

(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通 过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子 在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是 _有__利__于__胚__状___体__进__行__呼__吸__作__用____。人工胚乳能够为胚状体生长提供 所需的物质，因此应含有植物激素、矿___质__元__素__和___糖__等几类物质。
(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出 的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用 _蛋__白__酶__缺__陷__型___的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中 应添加_蛋__白__酶___的抑制剂。
解析：(1)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆 菌细胞中进行了表达，该过程证明了体外重组的质粒可以进入受体 细胞，真核生物基因可在原核细胞中表达等。(2)体外重组的质粒可 通过 Ca2＋参与的转化方法导入大肠杆菌细胞；体外重组的噬菌体 DNA 通常需与蛋白质外壳组装成完整的噬菌体后，才能通过侵染 的方法将重组噬菌体 DNA 导入受体细胞；噬菌体侵染的是细菌， 而不能寄生在其它细胞中，因此可作为重组噬菌体宿主细胞的是细 菌。(3)若要使蛋白质不被降解，则大肠杆菌体内不能存在蛋白酶， 因此，实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞。同理， 在蛋白质纯化过程中，也不能使蛋白质降解，因此，应添加蛋白酶 抑制剂。
(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒
苗，可以选取植物的______茎__尖________进行组织培养。
(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植
株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是 含__目__的__基__因__的__细__胞__―_培_―_养_→__愈__伤__组__织__诱__―导_―_分_→_化__小___植__株______________ _______________(用流程图表示)。
解析：本题借助胡萝卜根组织块的组织培养的相关知识，考查 考生理论联系实际，综合运用所学知识解决生物学问题的能力；试 题通过对组织培养流程的分析考查了科学思维素养。(1)植物细胞具 有全能性，利用已分化的植物细胞通过植物组织培养可以培养成完 整植株。(2)形成层细胞分化程度低，全能性较高，更容易诱导形成 愈伤组织，进而获得完整植株。(3)愈伤组织的形成和试管苗的分化 需要不同的生长素与细胞分裂素比例，因此诱导愈伤组织的形成阶 段到分化阶段需要不同的培养基。愈伤组织通过再分化过程，最终 可形成试管苗。(4)叶绿素的形成需要光，试管苗的发育也需要光， 因此试管苗的诱导阶段需要光照。(5)通过植物组织培养获得植株， 属于无性繁殖的一种，可以保持原品种的遗传特性。
解析：本题借助植物细胞工程实际应用的相关知识，考查综合 运用能力。试题通过对比获得植物新个体的不同途径，体现了对科 学探究素养中的结果分析要素的考查。(1)植物微型繁殖可以保持优 良品种的遗传特性，还可以高效、快速、大量繁殖。(2)人工种皮具 备透气性，可以保证胚状体进行有氧呼吸时对氧的需求；人工胚乳 应该含有植物激素、矿质元素和糖等物质，保证胚状体的正常生长。 (3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，可以切取茎尖进行组织培 养，获得脱毒苗。(4)获得转基因植株，首先要通过细胞的脱分化过 程，培养出愈伤组织，再对愈伤组织继续培养，诱导分化形成小植 株。
(4) 步 骤 ⑥ 要 进 行 照 光 培 养 ， 其 作 用 是 ____诱__导__叶__绿__素__的__形__成__，__使__试__管__苗__能__够__进__行__光__合__作___用_______。
(5) 经 组 织 培 养 得 到 的 植 株 ， 一 般 可 保 持 原 品 种 的 ____遗__传__特__性______，这种繁殖方式属于________无__性______繁殖。
(3) 从 步 骤 ⑤ 到 步 骤 ⑥ 需 要 更 换 新 的 培 养 基 ， 其 原 因 是 诱__导__愈__伤__组___织__形__成__和__诱__导__愈__伤__组__织__分__化__形__成__试___管__苗__所__需__的__生__长__素_ 和__细__胞__分__裂__素__的___比__例__不__同______。在新的培养基上愈伤组织通过细 胞的_分__化__(_或__答__：__再__分__化__)__________过程，最终可形成试管苗。
植物细胞
动物细胞
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
受体细胞 受精卵、体细胞 _受__精__卵_
微生物细胞
_感__受__态__细__胞 ___法(用 Ca2＋处理)
原核细胞
(4)目的基因的检测与鉴定：
类型 步骤
检测内容
7．澄清容易混淆的三种细胞——杂种细胞、重组细胞和杂交 细胞
(1)杂种细胞：植物体细胞杂交过程中，两种细胞去掉细胞壁之 后形成的原生质体融合，融合的原生质体出现细胞壁之后形成的细 胞叫杂种细胞。
(2)重组细胞：体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞之后形成的 细胞叫重组细胞。
(3)杂交细胞：动物细胞融合Байду номын сангаас成的细胞常称为杂交细胞。
[纵引横连 建网络]
①DNA 连接酶 ②基因表达载体的构建 ③基因 ④细胞的全能性、细胞膜的流动性 ⑤ 细胞增殖 ⑥动物细胞核的全能性 ⑦给小鼠注射抗原 ⑧产生专一抗体的杂交瘤细胞
[边角扫描 全面清] 提醒：判断正误并找到课本原话
1．基因工程的相关判断 (1)携带链霉素抗性基因受体菌的筛选必须通过分子检测(×) (2)转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测(×) (3)一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序 列( √ ) (4)用限制性核酸内切酶可以切割烟草花叶病毒的核酸( × ) (5) 每 个 重 组 质 粒 至 少 含 有 一 个 限 制 性 核 酸 内 切 酶 识 别 位 点
[人教选修 3]P33
[高考 VS,教材]
[人教选修 3]P35 [人教选修 3]P38
3．[2018·全国卷Ⅰ，38][生物——选修 3：现代生物科技专题] 回答下列问题：
(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因 与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质
水平 度；基因工程产品与天然产品的功能进行活性比较，以确定
鉴定
功能是否相同
3.图解记忆蛋白质工程(填图)
4．理清植物细胞工程两大技术
5．比较并把握细胞工程的几个流程图
细胞工 程技术
技术过程图示
植物组 织培养
动物细 胞培养
植物体 细胞杂
交
动物细 胞的融
合
单克隆 抗体的
制备
核移植
6.动物细胞培养的特殊条件归纳 (1)胰蛋白酶或胶原蛋白酶的使用：首先用胰蛋白酶处理动物的 器官或组织，以制备单细胞悬液；培养过程中发生接触抑制时，同 样需要用胰蛋白酶再次使细胞分散开。 (2)避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理；加入一 定量的抗生素；定期更换培养液。 (3)特殊的营养条件： ①液体培养基；②加入动物血清、血浆等；③通入氧气以满足 代谢的需要；④通入二氧化碳以维持培养液的 pH。
整合考点 20 基因工程和细胞工程
1．理清基因工程 3 种操作工具的作用与特点
限制酶
DNA 连接酶
载体
作用
切割目的基因 拼接 DNA 片段形 携带目的基因进入受体
和载体
成重组 DNA 分子
细胞
作用 两核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形成
部位
的磷酸二酯键
作用 特点 (条件)
(1)识别特定的 核苷酸序列； (2)在特定位点 上切割 DNA 分
方法
结果显示
第一步
目的基因是否 进入受体细胞
DNA 分子杂交技 术(DNA 和 DNA 之
间)
是否成功显 示出杂交带
分子 检测
第二步
目的基因是否 转录出 mRNA
分子杂交技术 (DNA 和 mRNA 之
间)
是否成功显 示出杂交带
第三步
目的基因是否 翻译出蛋白质
抗原—抗体杂交
是否成功显 示出杂交带
个体 做抗虫或抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性的程
子
(1)E·coliDNA 连接 酶只能连接黏性末
端； (2)T4DNA 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
2.掌握基因工程的操作步骤
(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
[人教选修 3]P38
[高考 VS,教材]
[人教选修 3]P40
[人教选修 3]P39 [人教选修 3]P42
2．[2019·全国卷Ⅲ]培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试 管苗的过程如图所示。
回答下列问题。 (1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植 物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有 _全__能__性__(_或__答__：__形__成__完__整__植__株__所__需__的___全__部__基__因__) __________。 (2) 步 骤 ③ 切 取 的 组 织 块 中 要 带 有 形 成 层 ， 原 因 是 ___形__成__层__容__易__诱__导__形__成__愈__伤__组__织_____________。
[题组集训 提考能] 题组一 高考分类练 明考向
类型 1 翻阅教材，原味品高考 1．[2019·全国卷Ⅱ]植物组织培养技术在科学研究和生产实践 中得到了广泛的应用。回答下列问题。 (1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方 法相比，这种微型繁殖技术的特点有 能__保__持__植__物__原__有 ___的__遗__传__特__性__，__繁__殖__速__度__快___(答出 2 点即可)。
粒可以作为载体外，还证明了
体外_重__组__的__质_粒__可__以__进__入__体__细_胞__；__真__核__生__物__基_因__可__在__原__核__细__胞__中_表__达__ _(答出两点即可)。
(2)体外重组的质粒可通过 Ca2＋参与的___转__化___方法导入大肠 杆菌细胞；而体外重组的噬菌体 DNA 通常需与__外__壳__蛋__白_____组装 成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体 DNA 导入 宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿 主细胞的是_____细__菌_______。
(10)动物的生长激素基因转入植物后不能表达( × )
2．细胞工程的相关判断 (1)产生抗人白细胞介素-8 抗体的杂交瘤细胞的筛选必须通过 分子检测( √ ) (2)21 三体综合征的诊断必须通过分子检测( × ) (3)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是组织培养(√) (4)去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需 酶处理(√) (5)乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养(×) (6)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞(×) (7)动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体体现了细胞的全能性(×) (8)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体(×) (9)单克隆抗体技术可用于治疗老年痴呆症(√) (10)细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行(×)
化学 已知核苷酸序列的较__小__基__因__，直接利用 DNA
合成 合成仪用化学方法合成，不需要模板
人工 合成
反转 录法 PCR
以 RNA 为模板，在逆__转__录__酶__作用下人工合成 目的基因 DNA 受热变性后解链为单链，引物
技术 与单链相应互补序列结合，然后在热稳定性
扩增 _D_N_A__聚__合 ___酶__作用下延伸
(2)基因表达载体的构建——重组质粒的构建： ①表达载体的组成：目的基因＋启__动___子_＋_终__止__子_＋标记基因＋ 复制原点。
②启动子和终止子：启动子是_R_N__A__聚__合__酶__结合位点，启动转 录；终止子是_终__止__转__录__的位点。
③基因表达载体的构建过程
(3)将目的基因导入受体细胞：
(√)
(6)自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA 整合到 细菌 DNA 上，属于基因工程( × )
(7)转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加 (×)
(8)重组质粒与探针能进行分子杂交是因为 DNA 分子中脱氧核 糖和磷酸交替连接( × )
(9)应用 DNA 探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的 基因的存在及其是否完全表达( × )