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
C.人工诱变、细胞工程、基因工程等技术只能应用于对微生物 进行定向改造 D.动物细胞融合技术的最重要用途是培养具有双亲优良性状的 经济动物
解析
植物组织培养是指植物的任何组织、器官，在人工控制
条件下，放在含有营养物质和植物生长调节物质等组成的培养 基中，使其生长、分化形成完整植株个体的过程；基因工程和 细胞工程有多种用途；动物细胞融合技术的最重要用途是生产 单克隆抗体。
解析
(1)图甲是利用目的基因作为模板进行的基因体外扩增过程， 即
利用了 PCR 技术扩增目的基因。 图甲中①过程利用高温使 DNA 双链 解旋，因是在高温环境下合成 DNA，故所需的 DNA 聚合酶是热稳定 性较高的 Taq 酶。(2)图乙中 A 过程是获得重组质粒的过程，该过程 需要用限制性核酸内切酶对质粒、目的基因进行切割，再在 DNA 连 接酶的催化作用下形成重组质粒。因土壤农杆菌易侵染植物细胞，故 一般用土壤农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞。培养基中加入卡 那霉素是为了筛选导入了重组质粒的受体细胞。(3)因 mRNA 碱基可 以与目的基因模板链碱基互补配对，故可用标记的目的基因作探针对 细胞中的 mRNA 进行检测，以确定目的基因是否转录。
链接提升 1.目的基因的检测与鉴定 (1)分子水平检测 ①导入检测：DNA 分子杂交技术，即使用放射性同位素标记的含目的基因 的 DNA 片段作探针检测。 转录检测：分子杂交法，即目的基因作探针与mRNA杂交 ②表达检测 翻译检测：抗原—抗体杂交法 (2)个体生物学水平鉴定：对转基因生物进行抗虫或抗病的接种实验。 2.限制性核酸内切酶能够识别某种特定的脱氧核苷酸序列，并使两条链中特 定的位置断开，而解旋酶是将 DNA 的两条链间的氢键打开形成两个单链； DNA 连接酶连接两个 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。 3.导入的目的基因的表达需要调控序列的调控，因此在插入目的基因的部位 之前需有启动子，之后需有终止子。
据图回答： (1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用______________限 制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的 大肠杆菌首先需要在含____________的培养基上进行。 (2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序 列是________(填字母代号)。 A.启动子 C.复制原点 A.农杆菌转化 C.显微注射 B.tetR D.ampR B.大肠杆菌转化 D.细胞融合
DNA连接酶 、 特定的脱氧核苷酸序列)、 载体(至少含有 一个限
制性核酸内切酶识别位点)，工具酶只有 限制性核酸内切酶 和 DNA连接酶 。
3.限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体，某些病毒的遗 传物质是 RNA ，不能用限制性核酸内切酶切割。 4.转抗虫基因植物基因的表达，导致植物与害虫间相互 选择 而使 昆虫群体抗性基因频率 改变(增加) 。
专题八
一、基因工程 重温高考经典
现代生物科技专题
第一讲 基因工程和细胞工程 体验高考回归本源
1.下列有关基因工程的叙述中，正确的是 列
(
)
①一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序 (2007· 全国卷Ⅱ，4A) (2011· 浙江，6B) ③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) ②每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点
答案 B
链接提升 1.植物组织培养的目的不同，培养阶段不同；若培育人工种 子，则培养到胚状体阶段；若提取细胞产品，则一般培养到 愈伤组织阶段；若培育新个体，则应培育到试管苗阶段。 2.动物细胞培养是动物细胞工程的基础，主要应用于培养皮 肤移植的材料、 检测有毒物质及用于生理、 病理药理学研究。 3.在诱导剂的作用下进行细胞融合， 形成的杂种细胞有三种： AA 型、BB 型和 AB 型，只有 AB 型才是我们所需的杂种 细胞，因此需要用选择培养基进行筛选。 4.诱导细胞融合，动物区别于植物的方法就是能利用灭活的 仙台病毒诱导细胞融合。
变式训练 1
下图为利用生物技术获得生物新品种的过程示
意图。据图回答：
(1)随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，若乙图中的 “抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的，该方法称为 ______________________。 图中①过程与细胞中 DNA 复制过程相 比，该过程不需要________酶。③是在______________(填酶的名 称)作用下进行延伸的。 (2)在培育转基因植物的研究中， 卡那霉素抗性基因(kan)常作为标 记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基 上生长。乙图为获得抗虫棉技术的流程。 A 过程需要的酶有 ________________、____________。图中将目的基因导入植物受 体细胞采用的方法是______________________。C 过程的培养基 除含有必要的营养物质、琼脂和激素外，还必须加入________。 (3) 检 测 目 的 基 因 是 否 转 录 出 mRNA 的 具 体 方 法 是 使 用 __________________与提取出的______________做分子杂交。
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克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变 (2010· 浙江，4B) ⑦二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的(2010· 浙江，4C) ⑧恶性细胞系的细胞可进行传代培养 (2010· 浙江，4D)
答案
①②③④⑧
变式训练 2 请根据图中细胞融合模 式图和相关知识回答下列问题： (1)由 A、B 两种细胞人工融合 成 C 细胞的过程中，常用__________作为诱导剂。融合过程包 括________和________两方面，D 细胞称为________细胞。 (2)若由 D 细胞培育成植株，可用______________技术，这一培 养过程要经过__________和________两个阶段。 (3)若 A、B 细胞为植物细胞，那么这样的细胞已经用酶降解了 ________，这些酶可能是________________，因此生成的 A 和 B 细胞称为__________。 (4)若 A 细胞为骨髓瘤细胞，B 细胞为 B 淋巴细胞，那么 D 细 胞称为________细胞； D 细胞连续分裂产生大量细胞的过程， 由 称为________过程；这种细胞有________________和________ 能力。
解析 本题解题的关键点：一是要理解图中 ABCD 在问题转换中 的联系；二是要以细胞融合过程为中心，整合植物体细胞杂交、 动物细胞融合、单克隆抗体的制备等相关技术的知识，包括原生 质体的融合与细胞膜的结构特点——具有一定的流动性等；三是 要结合教材中的相关示意图，充分理解动物细胞融合过程、植物 体细胞杂交过程和单克隆抗体制备过程。
传代
培养， 其分裂次数是有
接触抑制
现象，当细胞接触时就会停
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细胞全能性 限制酶
DNA连接酶
基 因 表 达 载 体 的 构 建
核心考点题点突破
考点一 典例 1 基因工程和蛋白质工程 (2010· 天津卷，7)下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生
物反应器的技术路线。图中 tetR 表示四环素抗性基因，ampR 表 示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示 为三种限制酶的酶切位点。
答案
(1)HindⅢ和 BamHⅠ (5)全能
氨苄青霉素 (6)C
(2)A
(3)C
(4)胚胎移植技术
温馨提示 ①要形成重组质粒， 应用同一种限制酶切 割目的基因和质粒， 要保证目的基因结构的完整性和 切割后质粒与目的基因能进行连接。 ②考查标记基因 的功能。 ③对基因的表达起调控功能的片段位于目的 基因的上游。
解析
(1)由图示可知：需用 HindⅢ和 BamHⅠ限制酶同时酶切载
体和人乳铁蛋白基因， 因酶切后 tetR 四环素抗性基因结构被破坏而 ampR 氨苄青霉素抗性基因结构完好，故用含氨芐青霉素的选择培 养基可筛选含有重组载体的大肠杆菌。(2)启动子是一段特殊的 DNA 序列，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，可调控基因的特 异性表达。(3)过程①表示把重组载体导入受体细胞的过程，当受 体细胞为动物细胞时，常采用显微注射法。(4)过程②表示把早期 胚胎移植到代孕母牛子宫的过程，属于胚胎移植技术。(5)经过程 ②得到新个体是细胞全能性的体现。(6)人乳铁蛋白基因是否成功 表达， 关键看是否有其表达产物即人乳铁蛋白， 可用抗原—抗体杂 交法检测该蛋白是否存在。
答案
(1)PEG(聚乙二醇)(或灭活的病毒) (2)植物组织培养 纤维素酶和果胶酶 原生质体
膜融合
核
融合 杂种 (3)细胞壁
脱分化 再分化 (4)杂交瘤
克隆 分泌特异性抗体
答案
(1)多聚酶链式反应(PCR)
解旋
Taq 酶
(2)限制性
核酸内切酶 DNA 连接酶 农杆菌转化法 卡那霉素 (3)标记的目的基因 mRNA 分子
考点二
细胞工程 ( )
典例 2 下列选项中能正确说明生物工程技术的是 况下进行脱分化形成新个体 B.动物克隆的技术基础是动物的细胞和组织培养
A.植物组织培养是指离体的植物器官或细胞在无人为干预的情
答案
①②⑤⑨
回归命题本源 1.基因工程是按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外 DNA 重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而 创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。自然状 态下无人为因素自行形成重组 DNA 分子的，不属于基因工 程。 2.基因工程的基本工具包括 限制性核酸内切酶 (只能识别一种