届高考生物二轮复习专题8第16讲基因工程和细胞工程学案适用全国.docx

届高考生物二轮复习专题8第16讲基因工程和细胞工程学案适用全国.docx

《届高考生物二轮复习专题8第16讲基因工程和细胞工程学案适用全国.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届高考生物二轮复习专题8第16讲基因工程和细胞工程学案适用全国.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

届高考生物二轮复习专题8第16讲基因工程和细胞工程学案适用全国

第16讲　基因工程和细胞工程

构建知识体系·串联主干知识

提示：

①DNA连接酶　②目的基因的获取　③检测与鉴定　④基因　⑤全能性　⑥作物脱毒　⑦细胞增殖　⑧流动性　⑨动物细胞融合和动物细胞培养　⑩骨髓瘤细胞

考点1　基因工程和蛋白质工程

（对应学生用书第91页）

■研真题——高考真题品研·

1．（2018·全国卷Ⅰ）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。

该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________（答出两点即可）。

（2）体外重组的质粒可通过Ca2＋参与的________方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与________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________。

（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____________的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加________的抑制剂。

解析：

（1）两位科学家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并进行了表达，因此，该研究可以证明：

质粒可以作为载体，真核细胞的基因在原核细胞中也可以表达（不同生物共用一套密码子）、体外重组的质粒可以进入受体细胞等。

（2）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化，将质粒导入大肠杆菌时，常用的转化方法是：

首先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使其成为感受态。

噬菌体DNA没有侵染能力，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才能完成侵染过程。

噬菌体专门寄生在细菌中，但不能寄生在心肌细胞和叶肉细胞中。

（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。

答案：

（1）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

（2）转化　外壳蛋白（或答噬菌体蛋白）　细菌

（3）蛋白酶缺陷型　蛋白酶

2．（2017·全国卷Ⅰ）真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。

已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）。

回答下列问题：

（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是_____________________________________________

_______________________________________________________________。

（2）若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用__________作为载体，其原因是___________________________________。

（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。

因为与家蚕相比，大肠杆菌具有________（答出两点即可）等优点。

（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是________（填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”）。

（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_______________________________________

_______________________________________________________________。

解析：

（1）人是真核生物，从人的基因组文库中获得的基因A有内含子，而受体细胞大肠杆菌是原核生物，原核生物基因中没有内含子，相应的就没有切除内含子对应的RNA序列的机制，故无法表达出蛋白A。

（2）噬菌体是专一性侵染细菌的病毒，以细菌为宿主细胞，而昆虫病毒侵染的是昆虫，以昆虫为宿主细胞。

家蚕属于昆虫，故应选用昆虫病毒作为载体。

（3）与家蚕相比，大肠杆菌具有繁殖快、容易培养等优点，故要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。

（4）检测基因A是否翻译出蛋白A，可用抗原—抗体杂交法。

（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中，S型细菌的DNA可以使R型细菌发生转化，说明可调控多糖荚膜产生的基因整合到了R型细菌的DNA分子中并成功得以表达。

也就是说DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体并进行表达，这就为基因工程理论的建立提供了启示。

答案：

（1）基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A　

（2）噬菌体　噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕　（3）繁殖快、容易培养　（4）蛋白A的抗体　（5）DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体

3．（2017·全国卷Ⅱ）几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。

通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。

回答下列问题：

（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是____________________。

提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是__________________________。

（2）以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是______________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是________________________________________

_______________________________________________________________

（答出两点即可）。

（4）当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是_______________________________________________________________。

（5）若获得的转基因植株（几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中）抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是_________________

_______________________________________________________________。

解析：

（1）与老叶相比，嫩叶组织细胞易破碎，容易提取到几丁质酶的mRNA。

提取RNA时，提取液中添加RNA酶抑制剂可防止RNA被RNA酶催化降解。

（2）以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，在逆转录酶的作用下，通过逆转录（反转录）可以获得cDNA。

（3）因该目的基因是通过逆转录形成的，无表达所需的启动子，也无在受体细胞内进行复制所需的复制原点等，所以在受体细胞内不能稳定存在和表达，也不能遗传下去。

（4）构建基因表达载体时，DNA连接酶能催化目的基因和质粒载体这两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。

（5）转基因植株的基因组中含有几丁质酶基因，但该植株抗真菌的能力并没有提高，可能是由于转录或翻译异常，即几丁质酶基因未能正常表达。

答案：

（1）嫩叶组织细胞易破碎　防止RNA降解　

（2）在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA　（3）目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子　（4）磷酸二酯键　（5）目的基因的转录或翻译异常

4．（2017·全国卷Ⅲ）编码蛋白甲的DNA序列（序列甲）由A、B、C、D、E五个片段组成，编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图1所示。

图2

回答下列问题：

（1）现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列（TTCGCTTCT……CAGGAAGGA），则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙，原因是__________________________。

（2）某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中，在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等，还加入了序列甲作为________，加入了________作为合成DNA的原料。

（3）现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用，某同学做了如下实验：

将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图2。

①由图2可知：

当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，此时若要使T淋巴细胞继续增殖，可采用的方法是__________________。

细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的CO2浓度，CO2的作用是__________________。

②仅根据图1、图2可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少________（填“A”“B”“C”“D”或“E”）片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。

解析：

（1）若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列（TTCGCTTCT……CAGGAAGGA），则基因表达载体中编码乙的DNA序列起始端无ATG，无论以DNA的哪条链为模板，转录出的mRNA都无起始密码子AUG，使所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙。

（2）在PCR技术中，除了引物和耐高温的DNA聚合酶外，还需要序列甲（DNA片段）作为模板，dNTP（脱氧核糖核苷三磷酸）作为原料。

（3）①当细胞浓度达到a时，添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，可能是由于发生了接触抑制，可用胰蛋白酶处理贴壁生长的细胞，制成细胞悬液分瓶继续传代培养。

动物细胞培养中，CO2的作用是维持培养液的pH。

②对照分析图1和图2可知，能刺激T淋巴细胞增殖的甲和乙中都含有C片段，而对T淋巴细胞增殖促进作用很弱的丙中没有C片段，据此可知，若缺少C片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。

答案：

（1）编码乙的DNA序列起始端无ATG，转录出的mRNA无起始密码子　

（2）模板　dNTP　（3）①进行细胞传代培养　维持培养液的pH　②C

高考考查点和特点：

从近五年高考统计看，全国卷对基因工程考查明显多于其他工程技术。

注重考查操作工具的种类、功能，基因工程操作基本程序尤其是基因表达载体的构建和目的基因的检测、鉴定等。

命题形式多以文字＋图示呈现，注重考查学生获取信息及处理信息的能力。

命题方向：

基因工程技术与科学、社会的良性互动，不断调整着人类与自然界的关系，推动着文明的发展，因此结合生产实践或最新科研前沿为背景，同时与必修部分细胞的结构、遗传的分子基础等综合考查将成为以后命题的方向。

PCR技术是近两年考纲新增内容