人教生物高考二轮复习专题八第1讲基因工程和细胞工程(精品解析)
2024年高考生物复习重点、难点、热点专项解析—细胞工程与基因工程
2024年高考生物复习重点、难点、热点专项解析—细胞工程与基因工程高考感知课标要求——明考向近年考情——知规律12.1植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术12.2动物细胞工程包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术12.3对动物早期胚胎或配子进行显微操作和处理以获得目标个体12.4基因工程是一种重组DNA技术12.5蛋白质工程是基因工程的延伸12.6转基因产品的安全性引发社会的广泛关注12.7举例说出生殖性克隆人面临的伦理问题12.8世界范围内应全面禁止生物武器2023·湖南基因工程在农牧业、制药及环境等方面的应用2023·湖北DNA重组技术的基本工具、基因表达载体的构建、目的基因的检测与鉴定2023·广东DNA的粗提取及鉴定的方法2023·新课标DNA重组技术的基本工具、基因表达载体的构建2023·北京动物细胞融合与单克隆抗体的制备2023·山东植物细胞工程的实际应用2023·广东植物体细胞杂交技术2023·广东动物的体外受精、胚胎的体外培养、胚胎移植技术2023·浙江动物的体外受精、胚胎的体外培养2023·浙江生物技术的安全性和伦理问题综合2023·海南将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定、基因工程的应用2023·山东PCR扩增的原理与过程、DNA重组技术的基本工具、基因表达载体的构建2023·湖北动物细胞融合与单克隆抗体的制备2023·浙江动物细胞融合与单克隆抗体的制备、动物体细胞核移植技术和克隆动物2023·全国遗传信息的翻译、基因表达载体的构建、目的基因的检测与鉴定命题趋势1.细胞工程，胚胎工程的命题多以选择题呈现，基因工程的命题多以简答题呈现，属于年年必考的题目。
2.试题情境以下列几种居多：（1）以单克隆抗体为情境考查细胞工程。
新高考高中生物核心专题突破：基因工程和细胞工程
第1讲基因工程和细胞工程[考纲要求] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)。
2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)。
3.基因工程的应用(Ⅱ)。
4.蛋白质工程(Ⅰ)。
5.植物的组织培养(Ⅱ)。
6.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)。
7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。
8.实验：DNA的粗提取与鉴定。
11．基因工程(1)基因工程的3种基本工具①限制性核酸内切酶：识别特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。
②DNA连接酶：a.E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端；b.T4 DNA连接酶能连接黏性末端和平末端。
③载体：需具备的条件包括：a.能在宿主细胞内稳定存在并大量复制；b.有一个至多个限制酶切割位点；c.具有特殊的标记基因，以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。
(2)获取目的基因的途径：①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增；③化学方法直接人工合成。
(3)基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子及标记基因等。
(4)将目的基因导入受体细胞①植物：体细胞或受精卵——常用农杆菌转化法(双子叶植物和裸子植物)、花粉管通道法、基因枪法(单子叶植物)。
②动物：受精卵——显微注射技术。
③微生物：细菌(常用大肠杆菌)——感受态细胞法(钙离子处理法)。
(5)目的基因的检测与鉴定方法2①检测目的基因是否插入转基因生物的DNA上：DNA分子杂交技术。
②检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。
③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。
④个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。
易混辨析①限制酶≠DNA酶≠解旋酶限制酶的作用是识别双链DNA分子上某种特定的核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNA酶的作用是将DNA水解为基本组成单位；解旋酶的作用是将DNA两条链间的氢键打开形成两条单链。
②DNA连接酶≠DNA聚合酶DNA连接酶能连接两个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。
高考生物二轮复习 第一部分 专题八 现代生物科技专题 第一讲 基因工程与细胞工程 新人教版(202
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第一部分专题八现代生物科技专题第一讲基因工程与细胞工程1．根据基因工程的有关知识，回答下列问题：（1）限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。
(2)质粒运载体用Eco RⅠ切割后产生的片段如下：AATTC……GG……CTTAA为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用Eco RⅠ切割外,还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是_______________________________。
(3）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和________DNA连接酶。
（4)反转录作用的模板是________，产物是________。
若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。
(5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。
（6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是______________________________________.解析：此题考查基因工程应用的相关知识.(1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端两种类型.(2)为使运载体与目的基因相连，应使二者被切割后产生的末端相同,故用另一种限制酶切割产生的末端必须与Eco RⅠ切割产生的末端相同.(3）根据酶的来源不同，DNA连接酶分为大肠杆菌DNA连接酶和T4 DNA连接酶.(4)以RNA为模板，合成DNA 的过程称为逆转录，若要体外获得大量DNA分子，可以使用PCR技术。
高考生物二轮复习 第一讲 基因工程和细胞工程课件 新人教版
解析 基因工程中获得大量目的基因的技术为 PCR 技术。 为模板通过反转录获得的。 技术。cDNA 是以 mRNA 为模板通过反转录获得的。 本基因工程目的基因的表达产物为红细胞生成素， 本基因工程目的基因的表达产物为红细胞生成素， EPO。 来源极为有限，一般情况下， 即 EPO。由于天然 EPO 来源极为有限，一般情况下， 基因工程产生的是重组人红细胞生成素(rhEPO)。 基因工程产生的是重组人红细胞生成素(rhEPO)。 (rhEPO) 培养重组 CHO 细胞时，为了提供适宜的培养条件， 细胞时，为了提供适宜的培养条件， 需要不断更换培养液， 需要不断更换培养液，以防止有害代谢产物的积累 对细胞自身造成的危害。 对细胞自身造成的危害。单克隆抗体是通过培养杂 交瘤细胞获得的。 交瘤细胞获得的。
转 化 过 程
(4)目的基因的检测与鉴定 目的基因的检测与鉴定 DNA 分子杂交技术 即使用放射性同位 分子杂交技术(即使用放射性同位 ①导入检测： 导入检测： 作探针进行检测)。 素或荧光分子标记的 DNA 作探针进行检测 。 DNA 之间，看是否出现杂交带。 和 DNA 之间，看是否出现杂交带。
答案 (2)A
(1)Hind Ⅲ和 BamHⅠ 氨苄青霉素 Ⅰ (3)C (4)胚胎移植技术 胚胎移植技术 (5)全能 全能 (6)C
考点二
DNA 分子的提取与鉴定
1．DNA 与蛋白质理化性质的区别 ． (1)溶解度的区别 溶解度的区别 NaCl 酒精(体积分数为 酒精 体积分数为 95%的冷酒精 的冷酒精) 的冷酒精 不溶 NaCl 从 2 mol/L 逐 渐稀释的过程中溶 解度逐渐增大 某些蛋白质可溶
(3)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌 (3) 将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌 转化法， 转化法 ，将目的基因导入动物细胞常用的方法是显 微注射技术。 微注射技术。 (4)过程②是将早期胚胎移入受体母牛体内， (4) 过程②是将早期胚胎移入受体母牛体内，用到 过程 的技术是胚胎移植技术。 的技术是胚胎移植技术 。 (5)胚胎分割是利用机械方法将早期胚胎等分，经 (5) 胚胎分割是利用机械方法将早期胚胎等分， 胚胎分割是利用机械方法将早期胚胎等分 移植后获得同卵双胎或多胎的技术， 移植后获得同卵双胎或多胎的技术 ，可以看做动物 无性繁殖或克隆的方法，利用了细胞的全能性。 无性繁殖或克隆的方法 ，利用了细胞的全能性。 (6)检测目的基因是否翻译成蛋白质， (6) 检测目的基因是否翻译成蛋白质，需要用相应 检测目的基因是否翻译成蛋白质 的抗体进行抗原－抗体杂交， 的抗体进行抗原－抗体杂交，其他三项技术检测的 对象都是核酸。 对象都是核酸。
高考生物二轮、三轮复习课件 专题八第一讲
回归命题本源 1.植物组织培养过程原理—— 细胞的全能性 。 2.植物体细胞杂交需要用 酶解法 去除细胞壁(纤维素酶、果胶 酶)，动物组织分散成单个细胞需用 胰蛋白酶 处理。 3.植物组织培养的培养基中添加蔗糖的目的有两个：一是提供
营养 ，二是调节 渗透压 。
4.植物体细胞杂交的过程，实质上是不同植物体细胞的 原生质体 融合的过程，打破了 生殖 限的，并且动物细胞有 止分裂。 6.传代培养中遗传物质发生改变、有不死性的细胞具有 癌 细胞的特 性。 7.动物细胞培养中，细胞的增殖方式为 有丝 分裂，培养出来的多 数细胞基因型 相同 (相同、不同)。 隔离的限制。 5.动物细胞培养分为 原代 培养和
(3)过程①可采用的操作方法是________(填字母代号)。
(4)过程②采用的生物技术是______________。 (5)对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利 用了细胞的________性。 (6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达， 可采用________(填字母 代号)技术。 A.核酸分子杂交 C.抗原－抗体杂交 B.基因序列分析 D.PCR
二、细胞工程
重温高考经典
2.下列有关细胞工程的叙述中，正确的是 ( ) ①培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 (2008· 江苏，20A) ②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 过程 远缘杂种 (2008· 全国Ⅰ，5B) (2009· 全国Ⅰ，4B) (2009· 全国Ⅰ，4A) ③不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交 ④利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育
④用限制性核酸内切酶可以切割烟草花叶病毒的核酸 (2010· 浙江，2A) ⑤将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产 生人干扰素的菌株 到细菌 DNA 上，属于基因工程 (2010· 大纲全国Ⅱ，5B) (2010· 大纲全国Ⅱ，5D) (2010· 江苏，18B) ⑧动物的生长激素基因转入植物后不能表达(2010· 江苏，18C) ⑨限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶是两类常用的工具酶 (2009· 浙江，3B) ⑥自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA 整合 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
高考生物二轮专题：8.16《基因工程、细胞工程》ppt课件
命题点一 命题点二
命题直击
-9-
整合提升 题型突破 题组训练
思维拓展
从“基因表达”层面理解启动子和终止子 启动子是RNA聚合酶结合位点,启动转录;终止子是终止转录的位点。插入的目 的基因只是结构基因部分,其表达需要调控序列,因而用作载体的质粒的插入部位 前面需要有启动子,后面需要有终止子。
命题点一 命题点二
专题八 现代生物科技专题
第16讲 基因工程、细胞工程
命题点一 命题点二
命题直击
-3-
整合提升 题型突破 题组训练
命题点一基因工程及转基因技术的安全性
1.基因工程的主干知识图解
命题直击
-4-
命题点一 命题点二
整合提升 题型突破 题组训练
2.基因工程的基本工具
作用
作用 部位
作用 特点 (条 件)
限制酶
(1)图中的①是指
。
(2)过程Ⅱ中应用的酶是
。此性引物。
(3)在上述生产流程中,
(填序号)是基因工程生产CP衣壳蛋白的核心步
骤。为检测样液中是否含有有效成分,在Ⅶ可使用
进行检测。
关闭
(1)RNA (2)TaqDNA聚合酶 CP蛋白基因(控制CP蛋白合成的RNA片段) (3)Ⅲ CP蛋白的抗体
种(1方)相法互在接动触物新接品触种抑选制育中单的层显(或著一优层点)是胰蛋白酶 。(2)容易获得纯合子并缩短
(育3)种为时使间外源(基3)因细在胞后核代中去长核期的保卵持,核可移将植转(基或因克小隆鼠) 体(4细)冷胞冻的(或超转低入温、液细氮胞)
中酶构成重组细胞,使其发育成与供体具有相同性状的个体,该技术称为 。
b.可通过反转录法获取,即 mRNA
单链 DNA
高考生物二轮复习基因工程和细胞工程复习资料
第1讲基因工程和细胞工程基础自查明晰考位[纵引横连建网络]提醒：特设长句作答题，训练文字表达能力[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(√)(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(×)(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(×)考点梳理整合突破整合考点20 基因工程和细胞工程[考点突破固考基]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和载体拼接DNA片段形成重组DNA分子携带目的基因进入受体细胞作用部位两核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形成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分子(1)E·coli DNA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，不需要模板反转录法以RNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成PCR技术扩增目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在热稳定性DNA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。
高考生物二轮复习 第1部分 专题8 第1讲 基因工程和细胞工程课件
(1)若 a、b 分别表示两种植物的体细胞，则采用化学法形成 c 时，一般是 用聚乙二醇作为诱导剂。由 d 形成杂种植株 e 的过程所依据的原理是 植物细
胞
的全能性，技术手段为植物组织培养技术，此技术包括两个关键环节：脱分化 和再分化。从本质上讲，杂种植株 e 具有的性状是基因选择性表达达的结果。
若研究人员已知 β胡萝卜素基因序列，可采用________方法获得 β胡萝卜 素基因。②过程中可用________技术检测水稻体细胞 DNA 上是否插入了 β胡萝 卜素基因。
(2)乙方案中，在体细胞杂交前需要用________酶除去细胞壁获得原生质体， 诱 导 其 融 合 的 化 学 试 剂 常 用 ________ 。 通 过 ⑤ 获 得 “ 黄 金 大 米 ” 幼 苗 需 要 ________两个过程，依据的原理是________________。在培养过程中，除了在 培养基中添加营养物质外，还需要添加_________________________________。
【解析】项，胚胎移植应选用发育良好的桑椹胚或囊胚。C 项，胚胎分割技术 的操作对象一般是发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，分割后可进行胚胎移 植，②过程后已经完成胚胎分割、胚胎移植，借助胚胎移植技术可产生遗传物 质完全相同的后代。图示过程③的操作对象是转基因山羊个体，可通过克隆技 术达到扩大转基因山羊群体的目的。D 项，翻译不能在细胞核内进行。
基因工程和蛋白质工程的比较
比较项目
基因工程
蛋白质工程
原理
基因重组
中心法则的逆转
预期蛋白质功能―→设计预期的
获取目的基因―→构建表达载 区
过程 体―→导入受体细胞―→目的 别
人教版高考生物学复习课件 第11单元细胞工程、基因工程及生物技术的安全性与伦理问题 第1讲 细胞工程
两两融合的细胞包括B淋巴细胞与B淋巴细胞融合形成的具有同种核的 细胞、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合形成的具有同种核的细胞、B淋巴 细胞与骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞。骨髓瘤细胞虽然能无限增殖, 但缺乏次黄嘌呤磷酸核糖转移酶,B淋巴细胞虽然有次黄嘌呤磷酸核糖转 移酶,但不能无限增殖,所以在HAT筛选培养液中,两两融合的具有同种核 的细胞都无法生长,只有杂交瘤细胞才能生长。
3.动物细胞融合技术 (1)概念:使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 (2)常用方法:PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。 (3)原理:细胞膜的流动性。 (4)结果:融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。 (5)意义:突破了有性杂交的局限,使远缘杂交成为可能。已成为研究细胞 遗传、细胞免疫、肿瘤和培育生物新品种等的重要手段,特别是利用动物 细胞融合技术发展起来的杂交瘤技术,为制造单克隆抗体开辟了新途径。
3.植物组织培养技术 (1)概念 ①培养对象:离体的植物器官、组织或细胞。 ②培养条件:无菌、人工配制的培养基、相关激素等。 ③培养结果:形成完整的植株。 (2)原理:植物细胞具有全能性。 (3)操作流程 接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→移栽成活
(4)操作实例——菊花的组织培养
4.植物体细胞杂交技术 (1)概念:将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把 杂种细胞培育成新植物体的技术。 (2)原理:体细胞杂交利用了细胞膜的流动性,杂种细胞培育成杂种植株利 用了植物细胞的全能性。
④气体环境 O2(95%的空气):细胞代谢所必需的 CO2(5%):维持培养液的 pH
(3)动物细胞培养的过程 细胞贴壁:细胞往往贴附 在培养瓶的瓶壁上的现象。 接触抑制:当贴壁细胞分 裂生长到表面相互接触时, 细胞通常会停止分裂增殖。
生物高考二轮复习专题八 第1讲 基因工程和细胞工程(人教版)
第1讲基因工程和细胞工程[考纲要求] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)。
2.基因工程的原理及技术(Ⅱ)。
3.基因工程的应用(Ⅱ)。
4.蛋白质工程(Ⅰ)。
5.植物的组织培养(Ⅱ)。
6.动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ)。
7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。
[构建网络]考点一基因工程1限制酶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分子携带目的基因进入受体细胞作用部位两核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形成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分子(1)E·coli DNA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．基因工程的操作程序(1)目的基因的获取①从基因文库中获取。
②利用PCR技术扩增：其实质是在体外对目的基因进行大量复制。
③用化学方法人工合成a．对于核苷酸序列已知的直接人工合成。
b．可通过反转录法获取，即mRNA逆转录酶,单链DNADNA聚合酶,双链DNA。
(2)基因表达载体的构建①基因表达载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因＋复制原点。
②基因表达载体的构建方法生物种类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、花粉管通道法等显微注射技术感受态细胞法(Ca2＋处理法)受体细胞体细胞受精卵原核细胞类型步骤检测内容方法结果显示分子检测第一步目的基因是否进入受体细胞DNA分子杂交(DNA和DNA之间)是否成功显示出杂交带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水平鉴定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度；基因工程产品与天然产品的功能进行活性比较，以确定功能是否相同[错混诊断]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切割烟草花叶病毒的核酸( ×)5．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点( √)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完全表达( ×)10．动物的生长激素基因转入植物后不能表达( ×)题组对基因工程的操作工具与操作步骤综合考查1．下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。
2013新课标高考生物二轮复习专题课件：8-1 基因工程和细胞工程
连接处思考 (1)基因工程和细胞工程操作的酶工具有什么不同？
(2)基因工程和细胞工程所依据的原理有什么不同？
基础检索 ①限制酶 ②载体 ③基因表达载体的构建 ④目的基 填 充 记 要 因的检测和鉴定 ⑤转基因动物 ⑥基因治疗 ⑦细胞 的全能性、细胞膜的流动性 作物新品种 ⑩细胞增殖 ⑧植物体细胞杂交 ⑪动物细胞核的全能性 ⑭给小鼠注 ⑯基因 ⑰ ⑨
(5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运 载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用 未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是_________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。
[解析] (1)图1为植物组织培养过程，其中②③过程必需的 外界条件是光照，由愈伤组织经细胞分裂和分化形成幼苗。(2) 植物组织培养需要含有一定量有机物和植物激素的培养基，而 动物培养基是液体培养基，不需要琼脂，但需要动物血清。无 土栽培的培养液是不需要有机物和植物激素的。(3)促进动物细 胞融合的诱导剂常采用灭活的病毒，融合的原理是细胞膜具有 一定的流动性。(4)骨髓瘤细胞和浆细胞融合得到杂交瘤细胞， 用以制备单克隆抗体。植物细胞融合与此过程不同之处在于要 有去除细胞壁再生成新的细胞壁的过程。
答卷投影
答卷投影 满 分 答 案 (1)胰蛋白(或胶原蛋白) (2)启动子 终止子 对干扰素基因特异性的DNA引
均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
4.动物体细胞核移植和单克隆抗体 (1)动物体细胞核移植：
2021高考生物统考版二轮复习学案：第1部分专题8第1讲基因工程和细胞工程
第1讲基因工程和细胞工程网络构建考点1基因工程1．基因工程的基本工具2．基因工程的操作步骤3．PCR技术(1)PCR技术的原理与条件(2)PCR的反应过程及结果4．蛋白质工程(1)流程图写出流程图中字母代表的含义：A.转录，B.翻译，C.分子设计，D.多肽链，E.预期功能。
(2)基本途径：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
(3)对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现。
基因工程的工具及操作程序1．(2019·全国卷Ⅰ)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。
回答下列问题。
(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。
基因文库包括________和________。
(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是________。
在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是________________。
上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的________。
(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是____________________________。
[解析](1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库。
(2)生物体细胞内DNA复制开始时是利用解旋酶进行解旋的，而在体外利用PCR技术扩增目的基因时，则是通过加热至90～95 ℃进行解旋的，二者都破坏了碱基对之间的氢键。
(3)在PCR 过程中，要加热至90～95 ℃，所以使用热稳定性高的Taq酶，而不使用在高温下会失活的大肠杆菌DNA聚合酶。
[答案](1)基因组文库cDNA文库(2)解旋酶加热至90～95 ℃氢键(3)Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活2．(2020·福建永安高三模拟)随着粮食需求量的增加和气候变化影响的不断加大，水稻的干旱脆弱性日益受到关注。
高考生物大二轮复习 81基因工程和细胞工程(含解析)
【金版教程】2015高考生物大二轮复习 8-1基因工程和细胞工程（含解析）Z作业测评·固效果1.[2014·潍坊联考]为提高我国稻米的含铁量，通过农杆菌介导将菜豆的铁结合蛋白基因导入了一个高产粳稻品种中。
获得了高含铁量转基因水稻株系，下图为培育过程。
请分析并回答问题：(1)获取重组载体用到的“手术刀”是________。
②过程用________法将重组载体导入愈伤组织细胞。
(2)重组载体中的标记基因的作用是________________。
检测目的基因是否转录，需用________________作探针。
(3)图中①③④过程须在________条件下进行，培养基中除加入营养物质外，还需添加植物激素，作用是________________。
(4)过程④除了用秋水仙素或低温诱导来处理，还可以采用________技术，该技术常用的诱导剂是________。
解析：将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，检测目的基因的转录，常用分子杂交的方法，基因探针就是用同位素标记的目的基因，该题的目的基因是铁结合蛋白基因。
①③④过程是植物组织培养须在无菌条件下进行，培养基中的植物激素主要是生长素和细胞分裂素，主要用于促进细胞的生长和分化，通过植物体细胞杂交技术可以培育多倍体，常用聚乙二醇作诱导剂，也可以用离心、振动、电刺激等物理手段诱导。
答案：(1)限制性核酸内切酶农杆菌转化(2)检测目的基因是否导入受体细胞同位素标记的铁结合蛋白基因(3)无菌促进细胞分裂、生长、分化(4)植物体细胞杂交聚乙二醇2．下图是利用基因工程方法培育抗虫棉的过程。
请回答相关问题：(1)从苏云金芽孢杆菌的DNA上获取抗虫基因，需要用到的工具是________，此工具主要是从________生物中分离纯化出来的，它能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的________键断开。
福建生物高考专题二轮课件专题八第1讲基因工程、细胞工程
2.若该图为动物细胞融合示意图: (1)促融方法:与植物体细胞杂交相比,①过程中特有的方法是 灭活病毒 处理。 _________ 细胞膜的流动性 。 (2)原理:①过程的完成依赖于_______________
(3)应用:若A细胞为骨髓瘤细胞,B细胞为B淋巴细胞,那么D细胞
杂交瘤 细胞,由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程,称为 称为_______
(2)动物基因工程。 动物生长速度 ②改善畜产品的品质;③用转基因动物 ①提高_____________; 作器官移植的供体 。 生产药物;④用转基因动物_________________ (3)基因工程药物。 (4)基因治疗。 体内基因治疗 。 ①体外基因治疗;②_____________
二、植物组织培养与动物细胞培养的比较 植物组织培养 细胞的全能性 _____________ 固体 动物细胞培养 细胞增殖 _________ 液体(合成培养基) 糖 、氨基酸、促生长因子、 ___ 血清 无机盐、微量元素、_____ 等 原代培养 、传代培养 _________ 胰蛋白酶 制备单细胞 ①用_________ 悬液; 抗生素 防 ②培养液中加入_______ 止杂菌感染;通入一定浓度 CO 2 维持pH ___
(3)将目的基因导入受体细胞。
农杆菌转化法 另外还有_____ 花粉 ①导入植物细胞:最常用方法是_____________,
管通道法 和基因枪法。 _________ 显微注射法 。 ②导入动物细胞:最常用方法是___________
Ca2+ 处理使受体细胞处于感受态。 ③导入微生物细胞:常用____
原理
培养基的 物理性质 培养基 的成分
过程
水、无机盐、维生 素、蔗糖、氨基酸、 琼脂等 脱分化 、再分化 _______
高三生物二轮复习-第1部分-专题9-第1讲-基因工程和细胞工程课件
解析： 取根尖、茎尖进行组织培养获得无病毒植株。 突变是不定向的，利用组织培养技术产生突变体，不一定能 直接培育出具有优良性状的新品种。植物体细胞杂交是用两 个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种 细胞培育成新的植物体的方法，没有减数分裂过程，所以不 遵循基因理综卷)将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒 pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错 误的是( )
A．每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位 点 C．每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada D．每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子
答案： C
1．下列关于基因工程的叙述，正确的是( ) A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物 B．限制酶和DNA连接酶都能识别特异的碱基序列，是 两类常用的工具酶 C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原具有 生物活性 D．载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和 促进目的基因的表达 答案： A
答案： D
1．动物细胞培养与植物组织培养的比较
项目
动物细胞培养
前处
无菌、用胰蛋白酶处
理
理，使组织细胞相互分散开
植物组织培养 无菌、离体
培养
葡萄糖、氨基酸、无机
基成
盐、促生长因子、微量元素、
矿质元素、蔗糖、 维生素、植物激素等
分
动物血清等
项目
动物细胞培养
植物组织培养
培养 基状态
液体培养基
固体培养基
答案： C
1．转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有 PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点，培 养皿中含有卡那霉素，会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长。下 列说法错误的是( )
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第1讲基因工程和细胞工程[考纲要求] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)。
2.基因工程的原理及技术(Ⅱ)。
3.基因工程的应用(Ⅱ)。
4.蛋白质工程(Ⅰ)。
5.植物的组织培养(Ⅱ)。
6.动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ)。
7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。
考点一基因工程1．2．基因工程的操作程序(1)目的基因的获取①从基因文库中获取。
②利用PCR技术扩增：其实质是在体外对目的基因进行大量复制。
③用化学方法人工合成a．对于核苷酸序列已知的直接人工合成。
b．可通过反转录法获取，即mRNA逆转录酶,单链DNADNA聚合酶,双链DNA。
(2)基因表达载体的构建①基因表达载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因＋复制原点。
②基因表达载体的构建方法[错混诊断]1．携带链霉素抗性基因受体菌的筛选必须通过分子检测(2014·天津，4A)(×)2．转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测(2014·天津，4C)(×)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(2007·全国Ⅱ，4A)(√)4．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸(2010·浙江，2A)(×)5．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点(2011·浙江，6B)(√)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(2010·大纲全国Ⅱ，5D)(×)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(2010·江苏，18B)(×)8．重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接(2013·安徽，6C)(×)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完全表达(2011·四川，5D)(×)10．动物的生长激素基因转入植物后不能表达(2010·江苏，18C)(×)题组对基因工程的操作工具与操作步骤综合考查1．(2014·重庆，4)下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的构建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A项，②为重组Ti质粒，其构建需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。
B项，含重组Ti 质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组Ti质粒上的目的基因整合到受体细胞(④)的染色体上，而并非整个重组Ti质粒整合到④的染色体上。
C项，目的基因导入受体细胞后不一定能进行表达，所以抗虫基因导入植物细胞后，培育成的植株也不一定具有抗虫性状。
D项，转基因抗虫植株是否培育成功，可以从个体水平上进行检测，即观察植株是否具有抗虫性状，如果具有抗虫性状则说明发生了可遗传变异(基因重组)。
2．(2014·海南，31)下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。
请据图回答：(1)获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在____________的催化下，合成互补的单链DNA，然后在______________作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的__________序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的______________序列，再通过化学方法合成所需基因。
(2)利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有________、________、4种脱氧核苷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
(3)由A和载体B拼接形成的C通常称为__________________________。
(4)在基因工程中，常用Ca2＋处理D，其目的是________________________________________________________________________。
答案(1)逆转录酶DNA聚合酶氨基酸脱氧核苷酸(2)引物模板(A基因)(3)基因表达载体(4)使其成为感受态细胞，有利于吸收重组DNA分子解析(1)利用反转录法合成目的基因的过程是：以mRNA为模板，在逆转录酶的催化作用下合成单链DNA，然后在DNA聚合酶的作用下，合成双链DNA分子；根据蛋白质工程合成目的基因的过程是：根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测相应的mRNA 序列，然后按照碱基互补配对原则，推测DNA中脱氧核苷酸的排列顺序，通过化学方法合成。
(2)PCR 过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条件。
(3)目的基因和载体结合，形成基因表达载体。
(4)在利用大肠杆菌做受体细胞时，需要先用Ca2＋处理，使之成为感受态细胞，有利于其吸收重组DNA 分子。
考点二细胞工程1．2．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：动物细胞融合形成的细胞常称为杂交细胞。
3．从结果来分析原理(1)植物体细胞杂交：植物体细胞杂交包含两个过程，一是植物细胞融合，二是杂种细胞的植物组织培养。
其最终结果是形成杂种植株，产生了一个生物体，因此其原理是：细胞膜的流动性和细胞的全能性。
(2)动物细胞融合：动物细胞融合形成杂交细胞，杂交细胞进行细胞培养，获得大量的克隆细胞，但没有形成生物体，因此动物细胞融合的原理是细胞增殖和细胞膜的流动性，不包含细胞全能性。
4．对细胞核移植技术的分析(1)细胞核移植技术形成重组细胞并发育成一个新个体，体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。
(2)克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。
(3)核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同的原因：①克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其线粒体中的DNA来自于去核卵细胞。
②性状受基因与环境共同影响。
③在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。
[错混诊断]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(2014·天津，4B)(√) 2．21三体综合征的诊断必须通过分子检测(2014·天津，4D)(×)3．培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是组织培养(2012·广东，2A)(√)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(2008·全国Ⅰ，5B)(√) 5．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞(2010·浙江，4A)(×)6．动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体体现了细胞的全能性(2012·江苏，22C)(×)7．体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体(2011·江苏，14B)(×)8．单克隆抗体技术可以用于治疗老年痴呆症(2010·江苏，17C)(√)题组一从植物细胞工程进行命题1．植物叶肉细胞原生质体的分离和培养的主要过程可用下图所示图解简单表示：(1)培育胚状体利用了__________________这一项生物技术，胚状体再继续培养，则可培育出完整的植株，这体现了________________。
培养基中除了含有一定的营养外，还必须含有________________等植物激素，还需要对培养基进行严格的________________。
(2)如果愈伤组织是三七叶肉细胞培养产生的，若为了获得三七的细胞产物，则只需要培养到________________；若为了获得三七的人工种子，则需要培养到________________。
如果愈伤组织是棉花叶肉细胞培养产生的，通过基因工程要获取抗虫棉，目的基因导入棉花愈伤组织细胞常用的方法是________________法。
(3)从叶片的叶肉细胞到获得胚状体的过程中，必须要经过________________。
①无丝分裂②有丝分裂③减数分裂④原代培养⑤传代培养⑥植物体细胞杂交⑦细胞融合⑧脱分化⑨再分化答案(1)植物组织培养植物细胞的全能性细胞分裂素、生长素灭菌(2)愈伤组织胚状体农杆菌转化(3)②⑧⑨解析(1)离体植物细胞通过脱分化形成愈伤组织，通过再分化形成具有根和芽的胚状体，再通过细胞分裂、分化发育成一个完整的植株。
该技术称为植物组织培养，其原理为植物细胞的全能性。
培养基的成分为水、无机盐、维生素、氨基酸、蔗糖、植物激素(生长素和细胞分裂素等)等；培养基要求进行严格的灭菌。
(2)三七的细胞产物为细胞的代谢产物，将三七叶肉细胞培养到愈伤组织即可；获得人工种子需培养至胚状体；棉花为双子叶植物，导入抗虫基因常用农杆菌转化法。
(3)离体叶肉细胞培养到胚状体的过程中必须经过脱分化和有丝分裂形成愈伤组织，再分化和有丝分裂形成具有根和芽的胚状体。
2．下图是细胞融合示意图，请据图回答下列问题：(1)过程①②应使用________________________处理细胞，以去除植物细胞壁。
(2)如果将已去除细胞壁的植物细胞放入等渗溶液中，细胞呈现什么形状？_______________。
(3)过程③的诱导方法有__________和__________两大类。
(4)过程④是细胞壁的再生过程，与此过程密切相关的细胞器是____________。
(5)⑤过程中进行的细胞分裂方式是________，该过程先诱导细胞分裂形成________，再由它分化形成杂种植物幼苗。
(6)融合的细胞需要在培养基上进行培养。
人工合成的培养基中除水、蔗糖、维生素、有机添加物、无机物质外，______________是植物细胞培养成杂种植物幼苗不能缺少的调节物质。
答案(1)纤维素酶、果胶酶(2)球形(3)物理法化学法(4)高尔基体(5)有丝分裂愈伤组织(6)植物激素(或生长调节物质)解析(1)过程①②应使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体。
(2)去除细胞壁的原生质体是球形的，在等渗溶液中，细胞形态不变。
(3)用物理法和化学法可诱导过程③完成原生质体融合。
(4)高尔基体与植物细胞壁的形成有关。
(5)杂种植株形成杂种幼苗的过程中进行的是有丝分裂，该过程先经过脱分化形成愈伤组织，再由它分化形成杂种植物幼苗。
(6)植物组织培养基中除水、蔗糖、维生素、有机添加物、无机物质外，还需要加入植物激素(或生长调节物质)，诱导愈伤组织完成再分化过程，形成杂种植物幼苗。