2020高考生物必考题命题突破 基因工程、细胞工程、胚胎工程的命题分析(共30张PPT)

[命题角度]
角度一► 基因工程的基本概念和操作步骤的考查 1．目的基因的获取 (1)目的基因：主要指编码蛋白质的基因，也可以是一 些具有调控作用的因子。
2．基因表达载体的构建——基因工程的核心 (1)目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可 以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。 (2)基因表达载体的组成
而含有质粒载体、重组质粒均含有卡那霉素抗性基 因，用含有卡那霉素的培养基进行筛选，均能正常生长， 因此也不能区分。
答案 (1)SmaⅠ、ApaⅠ 目的基因(或含抗虫基因的 DNA)、质粒 (2)ng/3－18(n/3－m) (3)二者均不含有卡那 霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒载体和 重组质粒 二者均含有卡那霉素抗性基因，在该培养基上 均能生长
答案 (1)原代培养 接触抑制 (2)冲卵 体外受精 (3) 胚胎移植 冷冻(或－196 ℃液氮) (4)内细胞团细胞 诱 导分化
(3)如果用含有卡那霉素的培养基进行筛选，在上述四 种农杆菌中，未被转化的和仅含环状目的基因的农杆菌是 不能区分的，其原因是____________________________； 并且____________________________的农杆菌也是不能区 分的，其原因是__________________________________。
(1)构建含抗虫基因的重组质粒A时，应选用的限制酶 是________________，对________________进行切割。
(2)若抗虫蛋白分子是由m条肽链组成的，控制其合成 的基因含n个碱基对，氨基酸的平均分子质量为g，则抗虫 蛋白的分子质量最大约为________________(不考虑终止密 码)。
(2)图中2－细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获 得，该过程称为________，也可从灰鼠体内取出卵子，通 过____________后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过____________技术移入白鼠子宫 内继续发育，暂不移入的胚胎可使用________方法保存。
(4)小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的 __________________分离培养获得，iPS与ES细胞同样具有 发育全能性，有望在对人类iPS细胞进行定向____________ 后用于疾病的细胞治疗。
选
杂交瘤细胞
第二 能产生特异性 次筛 抗体的杂交瘤
选 细胞
利用特定的选择培养基：在该培养 基中只有杂交瘤细胞存活、其他细 胞(未融合的B细胞和瘤细胞、融合 后的B—B细胞和瘤—瘤细胞)均不能存 活
利用特定抗原通过抗原—抗体杂交技 术确认抗体性质
角度三► 胚胎工程的操作流程
[真题剖析] [例] (2015·江苏卷)胰岛素A、B链分别表达法是生产胰 岛素的方法之一。图1是该方法所用的基因表达载体，图2 表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融 合蛋白A、B分别表示β－半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合 的蛋白)。请回答下列问题：
考情分析 2018, 全国卷Ⅲ，38T 2017，全国卷Ⅱ，38T 2016，江苏卷，33T 2016，全国卷Ⅰ，40T 2016，全国卷Ⅱ，40T 2016，全国卷Ⅲ，40T 2016，天津卷，7T
分值：9～15分
命题趋势
选修3的前三个专题是高考命题的重点 基因工程多以最新基因工程研究成果为 载体考查基因工程的工具与操作程序 细胞工程一般以工农业生产、畜牧业生 产和医学实践中的具体事例为背景，考 查植物组织培养与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 同以及单克隆抗体的制备过程 胚胎工程可能在胚胎干细胞的应用、胚 胎分割和胚胎移植技术的应用、生物技 术中的伦理问题等方面进行综合性命题
(1)图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是 ________。
(2)图1中启动子是________酶识别和结合的部位，有了 它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用 是______________________________。
(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有
_______________________________________________ ____________________。
角度二► 细胞工程中各流程比较
1．植物组织培养 (1)理论基础：植物细胞的全能性。 (2)操作流程：
离体的器官、组织或细胞――a →A――b →B―发―育→完整植株
①离体的器官、组织或细胞常称为外植体。 ②a过程为脱分化，b过程为再分化，A表示愈伤组织， B表示丛芽或胚状体。
2．植物体细胞杂交的过程
3．将目的基因导入受体细胞 (1)导入植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管 通道法。 (2)导入动物细胞：显微注射技术。 (3)导入微生物细胞：感受态细胞法(用Ca2＋处理)。 4．目的基因的检测与鉴定 (1)插入检测：DNA分子杂交。 (2)转录检测：DNA—RNA分子杂交。 (3)翻译检测：抗原—抗体杂交。 (4)个体水平检测：抗性接种实验。
(6)由于胰岛素共有两条肽链，每条肽链的一端各有一 个游离的氨基和羧基，而肽链中氨基酸的R基可能还含有游 离的氨基，因此每个胰岛素分子至少含有2个游离的氨基。
答案 (1)终止子 (2)RNA聚合 作为标记基因，将含 有重组质粒的大肠杆菌筛选出来 (3)限制酶和DNA连接酶 (4)防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解 (5)β－半乳 糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素A、B链中不含甲硫氨 酸 (6)至少2个 两条肽链的一端各有一个游离的氨基， 氨基酸的R基中可能还含有游离的氨基
[最新模拟] 1．转基因抗虫棉的培育过程如图所示。苏云金芽孢杆 菌中的抗虫基因(阴影表示)与质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、 EcoRⅠ、ApaⅠ等限制酶的切割位点(箭头所示)，质粒上还 有唯一标记基因——抗卡那霉素基因(阴影表示)。有人通过 实验，获得的农杆菌细胞有的未被转化，有的被转化。被 转化的农杆菌细胞有三种，分别是含有环状目的基因、含 有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的农杆菌。 请据此回答：
解析 (1)黑鼠动物组织消化后的初次培养叫做原代培 养；为防止细菌感染，培养液中通常添加适量的抗生素。 (2)图中2－细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该 过程称为冲卵，也可从灰鼠体内取出卵子，通过体外受精 后进行早期胚胎培养获得。
(3)图中重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子宫内继 续发育，暂不移入的胚胎可使用冷冻(或低温)方法保存。(4) 小鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的内细胞团细胞分离培养获 得。iPS与ES细胞同样具有发育全能性，即可发育为成体动 物的任何一种组织细胞，可利用这一特点，在培养液中添 加分化诱导因子，诱导其向不同类型组织细胞分化，有望 在对人类iPS细胞进行定向诱导分化后用于疾病的细胞治 疗。
(4)β－半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达，可将 胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，其意义在于 __________________________。
(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，用溴 化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链，且β－ 半乳糖苷酶被切成多个肽段，这是因为__________。
解析 (1)若采用 PstⅠ切割，会破坏抗虫基因；若采用 EcoRⅠ切割，会破坏质粒中的唯一标记基因；因此构建含 抗虫基因的重组质粒 A 时，应选用的限制酶是 SmaⅠ、ApaⅠ 对目的基因和质粒进行切割。(2)控制其合成的基因含 n 个碱 基对，则 mRNA 中的碱基为 n，氨基酸数目为 n/3，则抗虫 蛋白的分子质量最大约为氨基酸的分子质量－水的分子质 量，即 ng/3－18(n/3－m)。(3)由于未被转化的和仅含环状目 的基因的农杆菌均不含有卡那霉素抗性基因，用含有卡那霉 素的培养基进行筛选，均不能生长，则无法区分。
(6)根据图2中胰岛素的结构，请推测每个胰岛素分子 中所含游离氨基的数量。你的推测结果是________，理由 是
____________________________________________。
解析 (1)基因表达载体包括复制原点、启动子、终止 子、标记基因和目的基因，图1基因表达载体缺少终止子。 (2)由图1可知，氨苄青霉素抗性基因是标记基因，能够将含 有重组质粒的大肠杆菌筛选出来。(3)构建基因表达载体时 必需的工具酶有限制酶和DNA连接酶。(4)将胰岛素肽链上 蛋白酶的切割位点隐藏在内部，可防止胰岛素的A、B链被 菌体内蛋白酶降解。(5)由于β－半乳糖苷酶中含有多个甲硫 氨酸，而胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸，所以用溴化氰处 理相应的融合蛋白，可获得完整的A链或B链，β－半乳糖 苷酶被切成多个肽段。
3．动物细胞培高产奶牛为例)
(2)选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容 易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰富，并且含有促进核 全能性表达的物质。
5．单克隆抗体的制备 (1)过程
(2)制备单克隆抗体过程中的两次筛选
筛选的对象
方法
第一 次筛
2．科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能 干细胞(iPS)，继而利用iPS细胞培育出与黑鼠遗传特性相同 的克隆鼠，流程如下图，请据图回答：
(1)从黑鼠体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称 为____________，培养的细胞在贴壁成长至充满培养皿底 时停止分裂，这种现象称为____________。
高考必考题突破讲座 （十）
基因工程、细胞工程、胚 胎工程的命题分析
高考总复习 ·生物
题型特点
基因工程的题目多与胚胎工程、 微生物的培养、克隆技术、植物 组织培养等内容联系起来，综合 考查学生解决实际问题的能力 细胞工程的题目多是结合过程图 来考查植物组织培养的过程、植 物体细胞杂交的过程特点，也有 些只是简单的填空 胚胎工程的题目多与基因工程、 克隆技术联系起来，综合考查学 生解决实际问题的能力，主要是 流程图，要求考生识记填空