2020高考生物二轮复习基因工程与克隆技术学前诊断

生物学中的基因工程和克隆技术一、基因工程1.定义：基因工程是一种通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性的技术。

2.基本过程：a.提取目的基因b.目的基因与运载体结合c.导入受体细胞d.目的基因的检测与表达3.基因工程的应用：a.培育高产、优质、抗病、抗逆、早熟等农作物新品种b.生产药物、疫苗、生物制品等c.进行基因治疗和遗传病治疗d.创建转基因动植物和微生物新品种4.基因工程的安全性和伦理问题：a.食品安全b.生物安全c.环境安全d.遗传歧视和伦理问题二、克隆技术1.定义：克隆技术是指通过无性繁殖而产生的遗传物质均一的生物群。

2.克隆的类型：a.分子水平的克隆：DNA克隆b.细胞水平的克隆：细胞株、细胞系c.个体水平的克隆：植物克隆、动物克隆3.克隆技术的方法：a.核移植技术b.细胞培养技术c.分子杂交技术4.克隆技术的应用：a.生产药用蛋白和疫苗b.拯救濒危物种c.进行基因敲除和基因编辑d.制作基因工程药物和生物制品5.克隆技术的伦理问题：a.克隆人类胚胎b.克隆人类器官c.克隆人类个体d.克隆生物的权益和责任6.我国对克隆技术的政策：a.禁止生殖性克隆b.严格控制治疗性克隆c.加强克隆技术的研发和监管本知识点介绍了生物学中的基因工程和克隆技术的基本概念、应用及伦理问题。

基因工程通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，广泛应用于农业、医药、环保等领域。

克隆技术通过无性繁殖产生遗传物质均一的生物群，应用于生产药用蛋白、拯救濒危物种、进行基因敲除等领域。

同时，两者都涉及到一系列的伦理问题，需要在研发和应用过程中加强监管和探讨。

习题及方法：1.习题：基因工程的基本过程包括哪些步骤？这道题考查基因工程的基本过程。

首先，我们需要了解基因工程的基本概念。

然后，根据所学知识，我们可以知道基因工程的基本过程包括提取目的基因、目的基因与运载体结合、导入受体细胞、目的基因的检测与表达。

“基因工程与克隆技术”学前诊断考点一基因工程与蛋白质工程β肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常。

回答下列问题：(1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的__________序列发生改变。

(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。

此操作________(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作________________________。

(3)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的____________，以其作为模板，在______________酶的作用下反转录合成cDNA。

cDNA与载体需在____________________酶的作用下，拼接构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。

(4)检测受体菌是否已合成血红蛋白，可从受体菌中提取________，用相应的抗体进行__________杂交，若出现杂交带，则表明该受体菌已合成血红蛋白。

解析：(1)基因是具有遗传效应的DNA片段，遗传信息储存在基因碱基对的排列顺序中。

(2)蛋白质工程是指通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求，故题中所述不属于蛋白质工程。

(3)利用逆转录法获取目的基因时，需先提取mRNA，在逆转录酶的作用下逆转录合成cDNA。

cDNA与载体需要在限制酶和DNA连接酶的作用下拼接构建成基因表达载体，才可导入受体菌。

(4)检测目的基因是否翻译成蛋白质，需要从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。

答案：(1)碱基对(2)不属于没有对现有的蛋白质进行改造(3)mRNA 逆转录限制酶和DNA连接(4)蛋白质抗原—抗体2．下图是科学家利用大肠杆菌生产人胰岛素的部分过程。

请结合相关知识回答问题：(1)除图示方法获得目的基因(人胰岛素基因)外，还可通过__________的方法获得目的基因。

基础保分专题十二基因工程与克隆技术[课前循图忆知]考点一基因工程与蛋白质工程[做真题·明方向]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)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌中，该过程利用的技术是转基因技术。

该研究除了证明质粒可作为载体外，还证明了体外重组的质粒可以进入受体细胞，真核生物的基因可在原核细胞中表达等。

(2)重组质粒导入大肠杆菌细胞可采用Ca2＋参与的转化方法；体外重组噬菌体要通过将体外重组的噬菌体DNA和外壳蛋白(或噬菌体蛋白)进行组装获得；因为噬菌体是专门寄生在细菌中的病毒，所以宿主细胞选用细菌。

(3)为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞；在蛋白质纯化过程中，为防止目的蛋白质被降解，需要添加蛋白酶的抑制剂。

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．(2018·全国卷Ⅱ节选)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。

遗传类实验设计题型1、某科学兴趣小组偶然发现一突变雄性植株.其突变性状是其一条染色体上的某个基因发生突变的结果，假设突变性状和野生性状由一对等位基因（A、a)控制。

为了进一步了解突变基因的显隐性和在染色体上的位置，设计了杂交实验，让该株突变雄株与多株野生纯合雌株杂交，观察记录子代雌雄植株中野生性状和突变性状的数量，如表所示。

下列有关实验结果和结论的说法不正确的是（）A.如果突变基因位于Y染色体上，则Q和P的值分别为1、B.如果突变基因位于X染色体上，且为显性，则Q 和P的值分别为0、1C.如果突变基因位于X和Y染色体的同源区段，且为显性，则Q和P值分别为1/2、1/2D.如果突变基因位于常染色体上，且为显性，则Q 和P的值分别为1/2、1/22、用纯合子果蝇作为亲本研究两对相对性状的遗传,实验结果如下︰下列推断错误的是( )A.果蝇的灰身、红眼是显性性状B.由组合②可判断控制眼色的基因位于X 染色体上C.若组合①的F1 随机交配,则F2雄蝇中灰身白眼的概率为3/16D.若组合②的F1随机交配,则F2 中黑身白眼的概率为1/83、为探究等位基因D(高茎)/d(矮茎)、R(种子圆粒)/r(种子皱粒)、Y(子叶黄色)/y(子叶绿色)在染色体上的位置关系,某兴趣小组用纯种豌豆植株进行了如下实验︰请回答下列问题︰1.根据实验一可得出的结论是__________;根据实验二可得出的结论是__________;综合三组实验的结果,能否得出“三对等位基因位于三对同源染色体上”的结论?__________(填“能”或“不能”),理由是__________。

2.为进一步探究“三对等位基因是否位于三对同源染色体上”,请在实验一、二的基础上,利用纯种高茎绿色皱粒豌豆植株和纯种矮茎绿色圆粒豌豆植株设计实验(不考虑突变和交叉互换)。

实验思路︰__________;预期结果和结论︰__________。

4、已知某雌雄异株植物为XY型性别决定,其叶形宽叶和窄叶受一对等位基因(A/a)控制, 抗病和不抗病受另一对等位基因(B/b)控制。

高考知识点现代生物技术现代生物技术是当今科技发展的重要组成部分，对于高考生物科目来说，掌握相关知识点是非常重要的。

本文将介绍一些常见的高考知识点以及与现代生物技术的关联。

首先，我们来了解基因工程。

基因工程是一项应用广泛的现代生物技术，它利用分子生物学方法对基因进行操作，从而改变生物体的遗传性状。

在高考中，常见的涉及基因工程的考点主要有基因克隆、基因组编辑以及转基因技术。

基因克隆是指通过人工手段复制一个个体的所有基因，实现基因的无性繁殖。

在基因克隆技术中，最典型的代表是“多利羊”克隆实验成功。

这一技术的发展使得人们可以通过克隆获得相同遗传信息的生物体，从而有利于繁殖珍稀濒危物种、医学和农业领域的应用。

基因组编辑是指通过引入CRISPR-Cas9等工具对生物体的基因组进行修改的技术。

它可以用于疾病基因的研究以及基因疾病的治疗。

例如，科学家们可以通过基因组编辑技术修复携带基因突变的细胞，使其恢复正常功能。

这一技术的出现为人类遗传病的治疗提供了希望。

转基因技术是将外源基因导入到目标生物中，使其获得新的性状或功能的一种技术。

在高考中，常见的转基因作物知识点包括转基因玉米、大豆等。

转基因技术的出现带来了农作物抗虫害、耐草甘膦等特性的提高，这对于解决粮食安全、减少农药使用等具有重要意义。

除了基因工程，高考中还常涉及到细胞培养技术。

细胞培养技术是将细胞在体外培养并繁殖的一种技术。

通过细胞培养技术，科学家们可以研究细胞的生长、分化和功能等方面，也可以用于生物药品的生产。

例如，重组蛋白药物的生产就依赖于细胞培养技术。

此外，高考中还会涉及到PCR技术。

PCR技术是一种快速、敏感、特异性强的核酸扩增技术。

通过PCR技术，科学家们可以从极少数量的DNA样本中扩增出足够的细胞核酸进行研究。

PCR技术广泛应用于疾病诊断、法医学鉴定以及亲子鉴定等领域。

除了上述几个知识点，高考中还会涉及遗传工程、克隆动物的伦理问题以及生物安全等。

6.基因工程类大题突破1.(2022山东枣庄模拟)三氯生是一种抑菌物质，具有优异的贮存稳定性，可以替代抗生素用于基因工程中筛选含目的基因的受体细胞。

已知fabV(从霍乱弧菌中发现的烯酯酰ACP还原酶)基因可以使大肠杆菌抵抗三氯生。

图1图2(1)通过PCR方法获取fabV基因时，Taq酶只能从延伸DNA链，而不能从头开始合成DNA，因此需要先根据设计两种特异性引物序列。

反应体系的初始温度设置在90~95 ℃的目的是。

(2)在步骤④中，需将大肠杆菌菌液利用法接种到加有的细菌培养基上，待菌落长成后，直接挑取菌落加入PCR反应系统中进行基因鉴定。

PCR过程中不需要先提取细菌DNA的原因是: 。

(3)某科研团队将可以受温度调控的基因插入上述选出的重组质粒中，构建了温度调控表达质粒(如图2)。

其中C基因在低温下会抑制P1，R基因在高温下会抑制P2。

如果将lacZ基因和GFP基因插入图2质粒中，使其最后表现为低温下只表达GFP蛋白，而高温下只表达lacZ蛋白。

则lacZ 基因应插在之间，GFP基因插在之间。

2.(2022海南琼海三模)2020年中国政府提出“努力争取2060年前实现碳中和”的目标。

发展利用生物能源是实现碳中和的有效途径。

紫苏种子含大量油脂，出油率达35%~64%，三酰甘油(TAG)是紫苏种子的主要储藏脂类，DGAT1是TAG合成的关键酶。

科研人员将紫苏DGAT1基因导入微藻中，培养高产生物柴油的工程藻，如图所示。

注:Bam HⅠ和Hin dⅢ是两种限制酶。

回答下列问题。

(1)从紫苏组织细胞中提取总RNA时，需要加入RNA酶抑制剂，目的是。

将RNA 逆转录合成的cDNA作为模板，PCR扩增DGAT1基因，反应体系中需加入酶，其作用是。

为使DGAT1基因两端分别添加Bam HⅠ和Hin dⅢ识别序列，可将相应序列分别添加在两种引物的(填“5'”或“3'”)端。

(2)构建DGAT1基因表达载体的目的是，使DGAT1基因能够表达并发挥作用。

教学资料范本2020高考生物二轮复习基因的本质学前诊断-精装版编辑：__________________时间：__________________【精选】20xx最新高考生物二轮复习基因的本质学前诊断考点一人类对遗传物质的探索历程1.艾弗里及其同事为了探究S型肺炎双球菌中何种物质是“转化因子”，进行了肺炎双球菌体外转化实验.下列有关叙述错误的是( )A．添加S型细菌DNA的培养基中只得到S型菌落B．实验过程中应使用固体培养基培养R型细菌C．实验结论是S型细菌的DNA使R型细菌发生了转化D．实验设计思路是单独观察S型细菌各种组分的作用解析：选A 肺炎双球菌体外转化实验中，添加S型细菌DNA的培养基中的菌落有S型和R型两种.2．(20xx·广州一模)用32P或35S标记T2噬菌体并分别与无标记的细菌混合培养，保温一定时间后经搅拌、离心得到上清液和沉淀物，并测量放射性.对此实验的叙述，错误的是( ) A．实验目的是研究遗传物质是DNA还是蛋白质B．保温时间过长会使32P标记组上清液的放射性偏低C．搅拌不充分会使35S标记组沉淀物的放射性偏高D．实验所获得的子代噬菌体不含35S，而部分可含有32P解析：选B 本实验是将噬菌体的DNA与蛋白质分别进行放射性标记，来研究遗传物质是DNA还是蛋白质；保温时间过长，细菌裂解，噬菌体释放出来，使上清液放射性偏高；35S标记组搅拌不充分，会导致亲代噬菌体外壳吸附在细菌上，随着细菌一起沉淀，沉淀物放射性偏高；35S标记组，35S标记的亲代噬菌体的外壳，未能侵入细菌内部，子代噬菌体不含35S,32P标记组，32P标记的亲代噬菌体的DNA，会侵入细菌中，子代噬菌体部分含有32P.3．图1、图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的相关实验，某同学据图分析总结出六个结论，你认为正确的是( )①甲处的噬菌体一定含有放射性②乙处的噬菌体一定不含放射性③图1能证明DNA是遗传物质，而不能证明蛋白质不是遗传物质④图2增设一组35S标记的噬菌体作对照，就能证明DNA是遗传物质，而不能证明蛋白质不是遗传物质⑤如果培养2代以上，甲处DNA分子两条链都有放射性的噬菌体个数一定增多⑥如果培养2代以上，乙处噬菌体的核酸都不含放射性A．一项B．二项C．三项D．四项解析：选B 分析图1可知，培养噬菌体的大肠杆菌已被32P或35S标记，故甲处的噬菌体一定含有放射性，①正确；用含有32P标记的1个噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌后，释放的子代噬菌体乙中，有两个含有放射性，②错误；图1中用含有32P或35S的大肠杆菌培养噬菌体，获得被标记的噬菌体，证明了噬菌体增殖时的原料来自大肠杆菌，不能证明DNA是遗传物质，③错误；图2增设一组35S标记的噬菌体作对照，可说明在噬菌体增殖过程中，起遗传效应的物质是DNA，因被35S标记的蛋白质没有进入大肠杆菌中，故不能证明蛋白质不是遗传物质，④正确；若用含35S的培养基培养大肠杆菌，噬菌体侵染大肠杆菌后，甲处的DNA分子无放射性，⑤错误；若培养2代以上，乙处部分噬菌体的核酸含放射性，⑥错误.4．图甲所示是肺炎双球菌的体内转化实验，图乙所示是噬菌体侵染细菌的实验，图丙所示是两小分子物质的结构式.下列相关分析正确的是( )A．图甲中将R型活菌和S型死菌的混合物注射到小鼠体内，R 型细菌向S型细菌发生了转化，转化的原理是基因重组B．图乙中搅拌的目的是给大肠杆菌提供更多的氧气，离心的目的是促进大肠杆菌和噬菌体分离C．用32P、35S标记噬菌体，被标记的部位分别是图丙中的①②D．肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都证明DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质解析：选A R型细菌向S型细菌转化的原因是S型细菌的DNA 进入了R型细菌中，S型细菌的DNA与R型细菌的DNA实现了重组，并表现出S型细菌的性状.搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳和细菌分离，离心的目的是让上清液中分布重量较轻的噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌.图丙中①代表氨基酸的R基，②代表磷酸基团，③代表五碳糖，④代表含氮碱基，含有S的是①，含有P的是②；用35S(标记蛋白质)、32P(标记DNA)标记噬菌体，被标记的部位分别是图丙中的①②.格里菲思肺炎双球菌体内转化实验结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”；艾弗里肺炎双球菌体外转化实验结论：DNA是转化因子，是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；噬菌体侵染细菌的实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内.考点二DNA的结构与复制5.(20xx·福州一模)如图所示为双链DNA分子的平面结构模式图.下列叙述正确的是( )A．图示DNA片段中有15个氢键B．沃森和克里克利用构建数学模型的方法，提出DNA的双螺旋结构C．只有在解旋酶的作用下图示双链才能解开D．在双链DNA分子中，每个磷酸基团连接1个脱氧核糖解析：选A 图示的DNA片段共6个碱基对，A—T有3对、G—C有3对；因A—T之间有2个氢键，G—C之间有3个氢键，共15个氢键；沃森和克里克构建的是物理模型；要使DNA双链解开，不仅可以用DNA解旋酶，还可以用高温加热解旋；在双链DNA分子中，每条链中间的每个磷酸基团都分别连接2个脱氧核糖，每条链两端的磷酸基团只连接1个脱氧核糖.6．(20xx·河南八市高三质检)下列关于DNA分子的结构和DNA 分子复制的说法，错误的是( )A．DNA分子能准确地复制与DNA分子的结构有密切的关系B．DNA分子复制过程中有氢键的断裂和重新形成C．神经细胞和衰老的细胞一般都不会出现DNA分子的复制D．含有2n个碱基对的DNA分子其碱基对的排列方式最多有n4种解析：选D DNA分子结构中碱基按照互补配对原则进行配对，这对DNA分子的准确复制具有重要作用；DNA分子复制时，在解旋酶的作用下，氢键断裂，双链解开，按照碱基互补配对原则合成子链，子链与母链的互补碱基之间重新形成氢键；神经细胞是高度分化的细胞，神经细胞和衰老的细胞一般都不会再进行分裂，故一般不会出现DNA分子的复制；含有2n个碱基对的DNA分子其碱基对的排列方式最多有42n种.7．(20xx·德州重点中学月考)真核细胞中DNA复制如下图所示，下列表述错误的是( )A．多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成B．每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代C．复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化D．DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则解析：选C DNA复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化，但氢键的形成不需要酶的催化.8．一个32P标记的噬菌体侵染在31P环境中培养的大肠杆菌，已知噬菌体DNA上有m个碱基对，其中胞嘧啶有n个，以下叙述错误的是( )A．大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料和酶等B．噬菌体DNA含有(2m＋n)个氢键C．该噬菌体繁殖四次，子代中只有14个含有31PD．噬菌体DNA第四次复制共需要8(m－n)个腺嘌呤脱氧核苷酸解析：选C 噬菌体营寄生生活，大肠杆菌为噬菌体增殖提供原料、能量、酶和场所等；噬菌体中含有双链DNA，胞嘧啶有n个，鸟嘌呤有n个，腺嘌呤数目＝胸腺嘧啶数目＝＝m－n(个)，A与T之间有两个氢键，G与C之间有三个氢键，所以噬菌体DNA含有的氢键数目＝(m－n)×2＋n×3＝2m＋n(个)；DNA复制是半保留复制，该噬菌体繁殖四次，一共可形成16个噬菌体，其中子代中含有32P的噬菌体有2个，16个噬菌体都含有31P；噬菌体DNA第四次复制共需要的腺嘌呤脱氧核苷酸数目＝(m－n)×24－1＝8(m－n)(个).9．用15N标记DNA分子的细菌，将其放入含14N的培养基中连续繁殖4代，(a、b、c为三种DNA分子：a只含15N，b同时含14N 和15N，c只含14N)图中表示含这三种DNA分子的比例正确的是( )解析：选D 用15N标记DNA分子的细菌在含14N的培养基中连续繁殖4代，可形成16个DNA分子，由于DNA分子的复制是半保留复制，因此16个DNA分子中有2个DNA分子同时含15N和14N,14个DNA分子只含14N，不存在只含有15N的DNA分子.10．某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是( )解析：选C DNA分子中(A＋C)/(T＋G)应始终等于1；一条单链中(A＋C)/(T＋G)与其互补链中(A＋C)/(T＋G)互为倒数，一条单链中(A＋C)/(T＋G)＝0.5时，互补链中(A＋C)/(T＋G)＝2；一条单链中(A＋T)/(G＋C)与其互补链中(A＋T)/(G＋C)及DNA分子中(A＋T)/(G＋C)都相等.考点三DNA复制与细胞分裂中染色体标记问题11.用32P标记果蝇精原细胞所有核DNA双链，然后置于31P的培养液中培养.关于该果蝇的精原细胞的一次有丝分裂与减数分裂的叙述，正确的是( )A．有丝分裂与减数第一次分裂两者后期细胞中，32P的DNA的含量，前者是后者的两倍B．有丝分裂与减数第二次分裂两者后期细胞中，32P的DNA的含量，前者是后者的两倍C．有丝分裂与减数第一次分裂两者前期细胞中，32P的DNA的含量相同，染色体数不同D．有丝分裂与减数第一次分裂两者中期细胞中，32P的DNA的含量不同，染色体数相同解析：选B 有丝分裂后期和减数第一次分裂后期，DNA都完成一次复制，所以32P的DNA的含量相同；减数第一次分裂完成时，同源染色体分离使DNA含量减半，所以有丝分裂后期32P的DNA的含量是减数第二次分裂后期的两倍；有丝分裂前期和减数第一次分裂前期，染色体数目都与体细胞相等；有丝分裂中期和减数第一次分裂中期32P的DNA的含量相等.12．(20xx·昆明、王溪统一考试)用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养.若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则相关叙述错误的是( )A．秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂B．通过对细胞中不含染色单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数C．通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式D．细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的单体均带有3H 标记解析：选D 秋水仙素可抑制纺锤体形成，使着丝点分裂后染色体不能移向细胞两极，从而使细胞染色体数目加倍；1个DNA分子复制n次后的DNA数目为2n个，细胞中不含单体时的染色体数目等于DNA分子数目，所以通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数；DNA复制一次，所有的DNA分子都有一条单链含3H 标记，DNA第二次复制完成后，一半的DNA分子没有3H标记，由此可以推测DNA的复制方式为半保留复制；细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的单体中只有一条带有3H标记.考查综合迁移应用能力13．(20xx·衡阳八中质检)按照图示1→2→3→4进行实验，本实验验证了朊病毒是蛋白质侵染因子，它是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞.(1)本实验采用的方法是____________________________________________________.(2)从理论上讲，离心后上清液中_______________________________________(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，沉淀物中________(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，出现上述结果的原因是_____________________________________.(3)如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，同时添加35S标记的(NH4)SO4，连续培养一段时间后，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，检测放射性应主要位于________中，少量位于________中，原因是___________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _________________.(4)一般病毒同朊病毒之间的最主要区别是：病毒侵入细胞是向宿主细胞提供________(物质)，利用宿主细胞的___________________________________________________________ _____________进行___________________________________________________________ _____________.解析：朊病毒不能独立生活，在活细胞内才能增殖，所以要标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞——牛脑组织细胞，再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞，完成对朊病毒的标记.因为朊病毒没有核酸，只有蛋白质，蛋白质中磷含量极低，所以试管2中提取的朊病毒几乎不含32P；用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞，少量朊病毒不能侵染成功，所以放射性物质主要位于沉淀物中，上清液中含少量放射性物质.朊病毒是一类非正常的病毒，它不含有通常病毒所含有的核酸，是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质，又称蛋白质侵染因子，这是它与其他病毒的不同之处.答案：(1)同位素标记法(2)几乎不能几乎不能朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中磷含量极低，故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P (3)沉淀物上清液经试管5中牛脑组织细胞培养出的朊病毒(蛋白质)被35S标记，提取后加入试管3中，35S随朊病毒侵入到牛脑组织细胞中，因此放射性物质主要位于沉淀物中.同时会有少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物质(4)核酸核苷酸和氨基酸(原料) 自身核酸的复制和蛋白质的合成14．图1为两种病毒(核酸不同)的物质组成；图2为某一卵原细胞及其细胞内一对同源染色体中的两个DNA分子，其放射性标记如图中所示.请据图回答：(1)图1a中A、B共有的元素是____________，病毒e和病毒f 体内的④总共有________种.(2)图1中基因与d的关系可概括为基因指导蛋白质的合成，其核心过程包括________________，主要场所分别为________________________________.(3)赫尔希和蔡斯用实验证明DNA是遗传物质时用了图1中哪种病毒？____________________.其实验设计思路是设法将DNA和蛋白质分开，单独、直接地观察它们各自的作用，为实现该设计思路，他们分别标记了图1A、B中的________(用图中数字表示)部位.(4)若将图2细胞放在含有32P的培养液中，让其只进行减数分裂.假设该细胞内只有这两个DNA分子，且每个DNA分子均含有m个碱基，其中细胞内碱基T共占15%，则：①该细胞在形成卵细胞过程中共需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为__________.②依照图2请在下面方框中画出该卵原细胞产生的卵细胞及其DNA放射性标记情况.解析：(1)图1中A为核苷酸，含有的元素有C、H、O、N、P，B 为氨基酸，含有的元素有C、H、O、N、S等；两者共有的元素有C、H、O、N；病毒e为DNA病毒，病毒f为RNA病毒，DNA与RNA共含有5种碱基，分别为A、T、C、G、U.(2)基因指导蛋白质的合成过程即基因表达，该过程包括转录和翻译两个阶段，主要场所分别为细胞核和细胞质.(3)赫尔希和蔡斯用实验证明DNA是遗传物质时，选用T2噬菌体(即DNA病毒)为实验材料，为图1中的病毒e，他们利用同位素标记法，分别标记图1A中的P和B中的S，即②①部位.(4)①每个DNA分子均含有m个碱基，细胞内碱基T共占15%，则两个DNA分子中鸟嘌呤脱氧核苷酸数为(50%－15%)×2m＝70%m，即0.7 m，根据DNA分子半保留复制的特点，该细胞在形成卵细胞过程中核DNA分子复制一次，所需的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为0.7m.②DNA 分子的复制为半保留复制，卵细胞中的一个核DNA分子可能只含有32P也可能同时含31P和32P.答案：(1)C、H、O、N 5(2)转录和翻译细胞核和细胞质(核糖体)(3)病毒e ②①(4)①0.7m②见图。

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。

第20讲基因工程和克隆技术考点考试内容考试要求基因工程1.工具酶的发现和基因工程的诞生a 2。

基因工程的原理和技术b 3。

基因工程的应用a 4.活动：提出生活中的疑难问题，设计用基因工程技术解决的方案c植物克隆植物的克隆b 动物克隆动物的克隆a基因工程1．基因工程的操作工具(1)与DNA有关的四种酶项目限制酶DNA连接DNA解旋酶酶聚合酶作用底物DNA分子DNA分子片段脱氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯键碱基对间的氢键形成产物粘性末端或平末端形成重组DNA分子新的DNA分子形成单链DNA(2）限制酶①识别序列的特点：呈现碱基互补对称。

无论是奇数个碱基还是偶数个碱基,都可以找到一条中心轴线,如,以中心线为轴，两侧碱基互补对称；错误!以错误!为轴,两侧碱基互补对称。

②切割后末端的种类③限制酶的选择技巧a．根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类Ⅰ.应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ.Ⅱ.不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。

Ⅲ.为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和Eco R Ⅰ两种限制酶（但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点）。

b．根据质粒的特点确定限制酶的种类Ⅰ。

所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保产生相同的粘性末端。

Ⅱ。

质粒作为载体必须具备标记基因等,所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构,如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切割位点不止一个,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。

（3)限制酶和DNA连接酶的关系①限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。

②限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。

③DNA连接酶起作用时，不需要模板。

基因工程和克隆技术一、选择题1．（2019·杭州模拟)科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中,经培育获得一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，在医学研究及相关疾病的治疗方面都具有重要意义。

下列有关叙述错误的是( ) A．选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性B．采用DNA分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达C．人的生长激素基因能在小鼠细胞内表达，说明遗传密码在不同种生物中可以通用D．将转基因小鼠体细胞进行核移植（克隆），可以获得多个具有外源基因的后代解析：选B.选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性,而且全能性最高，A正确；采用DNA分子杂交技术可检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，但不能检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达，B错误;人的生长激素基因能在小鼠细胞内表达，说明遗传密码在不同种生物中可以通用，C正确；将转基因小鼠体细胞进行核移植(克隆)，可以获得多个具有外源基因的后代，D正确。

2．(2019·宁波模拟）基因编辑是指将外源DNA片段导入到细胞染色体特定位点或删除基因内部的片段，定点改造基因，获得预期的生物体基因序列发生遗传改变的技术.下图是对某生物B基因进行编辑的过程，该过程中用sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点，下列叙述正确的是( ）A．sgRNA是合成Cas9酶的模板B．sgRNA的碱基序列与靶基因碱基序列能够全部互补C．核酸内切酶Cas9可在特定切割位点断裂核苷酸之间的磷酸二酯键D．B基因被编辑后因不能转录而无法表达相关蛋白质解析：选C。

由题意知，sgRNA可指引核酸内切酶Cas9结合到特定的切割位点,A错误;由图可知，靶基因部分序列与sgRNA通过碱基互补配对原则进行配对，B错误；核酸内切酶Cas9可断裂脱氧核糖核苷酸之间的化学键--磷酸二酯键，C正确；被编辑后的B基因仍能进行转录，D错误.3．（2019·高考江苏卷）为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过程如图。

2019-2020年高考生物二轮复习基因的表达学前诊断C．tRNAD．rRNA通常只有一条链，它的碱基组成与DNA完全相同解析：选B 终止密码子不编码氨基酸，没有对应的tRNA；tRNA具有专一性，即一种tRNA只能转运一种氨基酸；mRNA上的密码子携带了氨基酸序列的遗传信息；rRNA通常只有一条链，它的碱基组成与DNA不完全相同，组成rRNA的碱基是A、C、G、U，而组成DNA的碱基是A、C、G、T。

2．(xx·东城一模)在基因控制蛋白质合成的过程中，不会发生的是( )A．基因的空间结构改变B．DNA聚合酶的催化C．消耗四种核糖核苷酸D．tRNA识别并转运氨基酸解析：选B 基因控制蛋白质合成过程包括转录、翻译两个阶段，转录过程中DNA会发生解旋，基因空间结构发生改变；转录所需的酶为RNA聚合酶；转录所需原料为四种核糖核苷酸；翻译过程需要tRNA转运氨基酸。

3．下列有关真核生物基因表达的叙述，正确的是( )A．基因表达过程所需的原料有游离的核糖核苷酸和氨基酸B．参与翻译过程的RNA均为单链结构，其内部不存在碱基配对C．转录和翻译的场所都是细胞质D．有丝分裂的分裂间期和分裂期都有基因的转录和翻译解析：选A 基因表达包括基因的转录和翻译，转录所需原料是核糖核苷酸，翻译所需原料是氨基酸。

参与翻译的tRNA内部存在氢键，有碱基配对现象。

转录发生在细胞核，翻译发生在细胞质。

有丝分裂的分裂期染色体高度螺旋化，通常不会发生基因的转录。

4．(xx·宜宾一模)胰岛素合成的起始密码子与甲硫氨酸密码子都是AUG，但胰岛素第一位氨基酸却不是甲硫氨酸，这是分子加工修饰的结果。

下列有关胰岛素合成的叙述正确的是( )A．胰岛素合成过程中作为模板的只有DNAB．胰岛素的形成过程中既有肽键的形成也有肽键的水解C．胰岛素的氨基酸序列是由胰岛素基因的碱基序列直接决定的D．胰岛素合成过程的催化需要有DNA聚合酶和RNA聚合酶的参与解析：选B 胰岛素的合成包括转录和翻译两个步骤，其中转录的模板是DNA的一条链，翻译的模板是mRNA；胰岛素的形成过程中既有肽键的形成(氨基酸脱水缩合形成肽键)也有肽键的水解(修饰过程中会发生肽键的水解)；胰岛素的氨基酸序列是由mRNA的碱基序列直接决定的；DNA聚合酶促进DNA的复制过程，胰岛素合成过程中不需要该酶的参与。