高考生物二轮复习作业及讲义 专题八 现代生物科技专题讲义文档格式.docx

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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

逆转录法

以mRNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成

PCR技术扩增

①原理：

DNA复制；

②条件：

模板DNA、引物、脱氧核苷酸、热稳定的DNA聚合酶

③过程

（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RNA聚合酶结合位点，启动转录；

终止子是终止转录的位点。

（3）将目的基因导入受体细胞：

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

显微注射技术

感受态细胞法（用Ca2＋处理）

受体细胞

受精卵、体细胞

受精卵

原核细胞

（4）目的基因的检测与鉴定：

①导入检测：

DNA分子杂交技术（使用DNA探针）。

②表达检测

③个体生物学水平鉴定：

如对转基因作物进行抗虫或抗病等接种实验。

3．蛋白质工程（填空）

（1）启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用（2015·

重庆卷，T6D）（×

）

（2）携带链霉素抗性基因受体菌的筛选必须通过分子检测（2014·

天津卷，T4A）（×

（3）从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。

目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽（√）

（4）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（×

（5）每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点（√）

1．为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将从陆地棉基因库中获取的酶D基因与位于拟南芥叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得转基因油菜品种。

酶D基因、转运肽基因所含三种限制酶（ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ）的切点如图所示。

请回答下列问题：

（1）用限制酶________和________酶处理两个基因后，可得到A、D端相连的目的基因。

（2）将上述目的基因插入如图所示质粒的________中，构建________________，然后将其导入农杆菌中。

（3）利用______________法将目的基因导入油菜叶片中，并通过筛选获得转基因油菜细胞，通过______________技术可培育成转基因油菜植株。

（4）用______________法可检测转基因油菜的染色体DNA上是否插入了目的基因，用______________法可检测转基因油菜植株中的目的基因是否翻译成蛋白质。

解析：

（1）用限制酶ClaⅠ和DNA连接酶处理两个基因后，就能得到A、D端相连的目的基因。

（2）将上述目的基因插入题图所示质粒的TDNA中，构建基因表达载体，并导入农杆菌中。

（3）采用农杆菌转化法将目的基因导入油菜体细胞中。

获得转基因油菜细胞后，可通过植物组织培养技术将其培育成转基因油菜植株。

（4）用DNA分子杂交法可检测转基因油菜的染色体DNA上是否插入了目的基因，用抗原－抗体杂交法可检测转基因油菜植株中的目的基因是否成功表达出相关的蛋白质。

答案：

（1）ClaⅠ　DNA连接　

（2）TDNA　基因表达载体　（3）农杆菌转化　植物组织培养　（4）DNA分子杂交　抗原—抗体杂交

2．（2017·

江苏高考）金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应（PCR）扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。

PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题：

（1）从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA，通过________获得________用于PCR扩增。

（2）设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物（引物1和引物2），为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的________________位点。

设计引物时需要避免引物之间形成________________，而造成引物自连。

（3）图中步骤1代表________，步骤2代表退火（复性），步骤3代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。

（4）PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。

退火温度过高会破坏________________的碱基配对。

退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但________的引物需要设定更高的退火温度。

（5）如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有________（填序号：

①升高退火温度　②降低退火温度　③重新设计引物）。

（1）PCR技术可在体外对DNA进行扩增，模板可以是mRNA经过逆转录获得的cDNA。

（2）设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物（引物1和引物2）时，需在引物中增加适当的限制性核酸内切酶的识别序列，便于目的基因与质粒的连接。

为了避免引物自连，设计引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对。

（3）根据PCR的过程可知，图中步骤1为变性，步骤2为退火（复性），步骤3为延伸，这三个步骤构成一个循环。

（4）退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，过高的退火温度会破坏引物与模板的碱基配对。

因G、C之间的氢键数多于A、T之间的氢键数，故GC含量高的引物需要设定更高的退火温度。

（5）如果PCR反应得不到任何扩增产物，可能的原因是退火温度过高使扩增效率降低，也可能是未按照目的基因两端的核苷酸序列来设计引物，因此可以采取的措施是降低退火温度、重新设计引物等。

（1）逆转录　cDNA　

（2）限制性核酸内切酶　碱基互补配对　（3）变性　（4）引物与模板　GC含量高（5）②③

考点二　克隆技术

1．植物细胞工程的基本技术（填图）

2．动物细胞培养（填图）

3．动物细胞核移植技术（填图）

4．动物细胞融合与单克隆抗体（填图）

（1）培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物组织培养（√）

（2）细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行（2015·

江苏卷，T3B）（×

（3）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（√）

（4）培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞（×

（5）动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体体现了细胞的全能性（×

（6）体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体（×

1．研究小组用土壤农杆菌与陆地棉叶肉细胞原生质体共同培养获得了转基因陆地棉，过程如下。

（1）图a表示从已经消毒的叶片中剪取部分植物组织细胞，图b表示制备原生质体，培养皿中要加纤维素酶和果胶酶，其原因是_____________________________________________________________________________。

（2）图c表示用培养基培养原生质体，培养基中加入了适宜浓度的蔗糖，其主要作用是_____________________和__________________。

培养一段时间后，将其与土壤农杆菌混合培养，使重组Ti质粒进入________________，重组Ti质粒上______________段携带了目的基因，可以整合到植物细胞的__________________上。

然后通过离心（图d）的方法，除去多余的土壤农杆菌。

（3）图e表示将原生质体培养成愈伤组织，然后将其转移到含有一定抗生素的培养基中进行培养（图f），抗生素的作用是_______________________________。

（4）将愈伤组织转移培养基继续培养（图g），同时注意调整植物生长调节剂的种类和含量，其原因是____________________________________，最终获得完整的植株（图h）。

图示是通过土壤农杆菌与植物细胞原生质体共培养的方法获得转基因植物的过程。

a为获取植物细胞；

b为去除细胞壁获取原生质体的过程；

c为用培养基培养原生质体；

d为土壤农杆菌与植物细胞原生质体共培养；

e表示脱分化过程；

f表示用选择培养基进行筛选培养；

g表示再分化过程；

h表示转基因植物幼苗。

（1）图b表示用纤维素酶和果胶酶处理来制备原生质体，原因是植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，纤维素酶和果胶酶可除去细胞壁。

（2）图c表示用培养基培养原生质体，培养基中加入了适宜浓度的蔗糖，其主要作用是为原生质体提供碳源、能源和调节渗透压维持原生质体的形态，将其与土壤农杆菌共同培养，使携带目的基因的Ti质粒的TDNA进入植物细胞，整合到植物细胞的染色体（染色体DNA）上，然后通过离心的方法，除去多余的土壤农杆菌。

（3）图e表示将原生质体培养成愈伤组织，然后将其转移到含有一定抗生素的培养基中进行培养（图f），抗生素的作用是筛选出含目的基因的植物细胞。

（4）植物生长调节剂的种类和含量会影响愈伤组织的分化，故将愈伤组织转移培养基继续培养（图g），同时注意调整植物生长调节剂的种类和含量。

（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，纤维素酶和果胶酶可除去细胞壁　

（2）为原生质体提供碳源和能源　调节渗透压维持原生质体的形态　原生质体（植物细胞）　TDNA　染色体（染色体DNA）　（3）筛选出含目的基因的植物细胞　（4）植物生长调节剂的种类和含量会影响愈伤组织的分化

2．科学家将某些诱导基因转入小鼠的纤维母细胞中成功获取诱导干细胞，这类细胞经诱导可分化为肝细胞、神经细胞、上皮细胞等，同时诱导干细胞也为单克隆抗体的制备提供了一条新思路，具体过程如图所示。

请回答下列相关问题：

（1）与纤维母细胞相比，诱导干细胞分化程度________。

过程②的实质是________________。

在培养诱导干细胞时需要无菌、无毒的环境，通常需要在培养液中添加一定量的__________，以防培养过程中的污染；

同时为了满足营养需求，在人工配制的合成培养基中通常需要加入________等一些天然成分。

细胞培养所需要的气体主要是氧气和二氧化碳，二氧化碳的作用是______________。

（2）图中的Y细胞通常从小鼠的________（填器官名称）中抽取。

③过程如果采用化学试剂诱导融合，则该化学试剂通常是______________。

只考虑细胞两两融合，Z细胞的类型有________种，如果Z细胞为X细胞和Y细胞融合后的杂种细胞，则Z细胞的特点是__________________________________。

与传统抗体相比，单克隆抗体的优点是____________________________________。

（1）诱导干细胞具有分化成多种细胞的能力，分化程度较低，而分化成不同细胞的过程就是基因选择性表达的过程。

在培养动物细胞时需要无菌、无毒的环境，通常需要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染；

同时为了满足营养需求，在人工配制的合成培养基中通常需要加入血清、血浆等一些天然成分。

细胞培养所需要的气体主要是氧气和二氧化碳，二氧化碳的作用是维持培养液的pH。

（2）图中的Y细胞为B淋巴细胞，通常从小鼠的脾脏中抽取。

诱导细胞融合的化学试剂通常是聚乙二醇（PEG）。

只考虑细胞两两融合，X细胞和Y细胞可形成3种融合细胞，即XX细胞、YY细胞、XY细胞。

X细胞和Y细胞融合后的杂种细胞（杂交瘤细胞）的特点是既能大量繁殖，又能产生专一性的抗体。

与传统抗体相比，单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高，并可以大量制备。

（1）低　基因的选择性表达　抗生素　血清、血浆　维持