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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。
人教版生物选修三必考知识点精编（基因工程+细胞工程）专题一1、生物的变异分为两类：①不可遗传的变异（遗传物质未发生改变，仅由于环境因素导致的）②可遗传变异（遗传物质发生改变）：突变：基因突变、染色体变异基因重组（有性生殖）2、DNA重组技术（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，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
3、限制酶（全称：限制性核酸内切酶）用途：切割DNA的工具，切断两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
产生末端：粘性末端、平末端。
来源：主要在原核生物中别称：分子手术刀4、DNA连接酶用途：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
别称：分子缝合针种类（按照来源分类）：①E·ColiDNA连接酶：大肠杆菌，只能连接粘性末端。
②T4DNA连接酶：T4噬菌体，粘性末端和平末端。
5、DNA连接酶与DNA聚合酶的区别：DNA连接酶：无需模板，在2个DNA片段之间形成磷酸二酯键。
DNA聚合酶：以一条DNA链为模板，在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键。
6、基因的运载体：别称：分子运输车①质粒：裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外，具有自我复制能力的双链环状DNA分子，可以在细菌细胞间转换。
②λ噬菌体的衍生物。
③动植物病毒7、作为运载体应该具备的条件：①必需有一个或多个限制酶的切割位点，以便目的基因可以插入到载体上。
②必需具备自我复制的能力（便于与外源基因结合）。
③必须带有标记基因（便于检测和筛选）。
④必需是安全的。
⑤大小应合适，以便提取和在体外进行操作。
8、载体的作用：①携带目的基因进入受体细胞②使目的基因在受体细胞内大量复制9、基因结构：非编码区：不能编码蛋白质，调控遗传信息的表达启动子：RNA聚合酶结合位点转录起始的信号终止子：终止RNA的合成编码区（外显子&内含子）：编码蛋白质的合成10、基因工程基本操作的4个步骤：①目的基因的获取（前提）②基因表达载体的构建（核心）③将目的基因导入受体细胞（关键）④目的基因的检测与鉴定（保证）。
专题突破练12细胞工程和基因工程一、单项选择题1.(2021山东济南联考)芥酸会降低菜籽油的品质。
油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h,G和g)控制菜籽的芥酸含量。
下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线,已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成,这些组分的细胞都具有全能性。
据图分析,下列叙述错误的是()A.①②过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化B.与④过程相比,③过程可能会产生二倍体再生植株C.图中3种途径中,利用花粉培养筛选低芥酸油菜新品种(HHGG)的效率最高D.F1植株的细胞进行减数分裂时,H基因所在的染色体会与G基因所在的染色体发生联会2.(2021山东济南针对性训练)NRP-1是人体血管内皮生长因子的受体,在肿瘤新生血管形成与肿瘤细胞迁移、黏附、侵袭等方面起重要调控作用。
为探究NRP-1MAb(NRP-1的单克隆抗体)对乳腺癌的治疗作用,研究人员以兔子为实验材料进行了相关实验,得到如下图所示的结果。
下列叙述错误的是()A.据图推测,NRP-1MAb能够有效降低肿瘤的体积,中、高剂量抗体的降低效果比低剂量的更显著B.NRP-1MAb的制备过程中利用灭活病毒诱导两细胞融合,其原理是利用了病毒表面的糖蛋白和相关酶能够与细胞膜表面的糖蛋白发生作用C.反复给兔子注射NRP-1,提取已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,再经选择培养基筛选获得的杂交瘤细胞都能产生NRP-1MAbD.治疗机理可能为NRP-1MAb与NRP-1特异性结合,阻止了NRP-1与血管内皮生长因子的结合,从而抑制了肿瘤血管的生成以及肿瘤细胞的分散和转移3.(2021山东滨州二模)细胞融合不仅在自然条件下常见,在现代生物技术中也经常应用。
下图表示细胞融合的简要过程。
下列说法正确的是()A.细胞融合过程都涉及细胞膜的流动性,常用聚乙二醇融合法、电融合法等进行处理B.若细胞a、b分别取自优良奶牛,则采集的卵母细胞和精子可直接体外受精C.若细胞a、b分别代表白菜、甘蓝细胞,则完成融合的标志为细胞核的融合D.若细胞d是杂交瘤细胞,则在选择培养基中筛选后即可大规模培养生产单克隆抗体4.(2021山东聊城二模)单克隆抗体可抑制病毒对宿主细胞的侵染。
基因工程和细胞工程1．为增加油菜种子的含油量,科研人员将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连,导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。
(1)研究人员采用PCR技术获取酶D基因和转运肽基因,该技术是利用________的原理,使相应基因呈指数增加。
所含三种限制酶(XbaⅠ、ClaⅠ、SacⅠ)的切点如图所示,则用________和________处理两个基因后,可得到酶D基因和转运肽基因的融合基因。
(2)将上述融合基因插入上图所示Ti质粒的________中,构建基因表达载体并导入农杆菌中。
为了获得含融合基因的单菌落,应进行的操作是______________________________。
随后再利用液体培养基将该单菌落菌株振荡培养,可以得到用于转化的侵染液。
(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间的目的是_____________________________,进一步筛选后获得转基因油菜细胞,提取上述转基因油菜的mRNA,在逆转录酶的作用下获得cDNA,再依据________的DNA片段设计引物进行扩增,对扩增结果进行检测,可判断融合基因是否完成________。
最后采用抗原—抗体杂交法可检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达。
答案：(1)DNA双链复制ClaⅠDNA连接酶(2)TDNA将获得的农杆菌接种在含四环素的固体培养基上培养(3)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞融合基因转录2．人外周血单核细胞能合成白细胞介素2(IL?2)。
该蛋白可增强机体免疫功能,但在体内易被降解。
研究人员将IL?2基因与人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一个融合基因,在酵母菌中表达出具有IL?2生理功能且不易降解的IL?2?HSA融合蛋白,技术流程如图。
请回答：(1)图中③过程的模板是________,表达载体1中的位点________应为限制酶BglⅡ的识别位点,才能成功构建表达载体2。
(2)表达载体2导入酵母菌后,融合基因转录出的mRNA中,与IL?2蛋白对应的碱基序列不能含有__________,才能成功表达出IL?2?HSA融合蛋白。
启动子是________识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA。
(3)培养人外周血单核细胞时,需要将温度控制在________℃,此外还需要通入________________(气体)。
(4)应用____________技术可检测酵母菌是否表达出IL?2?HSA融合蛋白。
(5)如果基因表达载体2导入的是优质奶牛的受精卵细胞,经胚胎培养后移入受体母牛子宫内可以存活的生理学基础是__________________________________________________。
答案：(1)IL?2的cDNA a(2)终止密码子RNA聚合酶(3)37 无菌的95%空气和5%CO2(4)抗原—抗体杂交(5)母牛子宫对外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应3．(广东肇庆模拟)“今又生”是我国为数不多的首创基因治疗药物之一,其本质是利用腺病毒和人P53基因(抑癌基因)拼装得到的重组病毒。
人的P53蛋白可对癌变前的DNA损伤进行修复,使其恢复正常,或诱导其进入休眠状态或细胞凋亡,阻止细胞癌变。
“今又生”的载体采用第一代人5型腺病毒,其致病力很弱,其基因不整合到宿主细胞的基因组中,无遗传毒性；载体经基因工程改造后,只对细胞实施一次感染,不能复制,不会污染。
请回答下列问题：(1)在“今又生”的生产中,为了获得更高的安全性能,在载体一般应具备的条件中,科学家选择性地放弃了一般载体都应具有的________________特点。
检测P53基因的表达产物,可以采用________________________技术。
(2)如果要大量扩增P53基因,一般采用PCR技术,该技术中需使用一种特殊的酶：________________________。
与体内DNA复制相比较,PCR反应要在______________中才能进行,并且要严格控制________条件。
(3)如果要获得胚胎干细胞进行研究,则胚胎干细胞可来源于囊胚的________________,或胎儿的原始性腺；在培养时,细胞充满培养皿底部后停止分裂,这种现象称为________。
如果想继续培养则需要重新用________处理,然后分瓶继续培养,这样的培养过程通常被称为传代培养。
答案：(1)自我复制抗原—抗体杂交(2)热稳定DNA聚合酶(Taq酶) 一定的缓冲溶液温度(3)内细胞团接触抑制胰蛋白酶4．请回答以下有关基因工程的问题：(1)基因工程中切割DNA的工具酶是________。
DNA连接酶根据其来源不同,分为________和________。
(2)利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成________。
(3)____________________是基因工程的核心步骤。
启动子是________识别和结合的部位,它能驱动基因转录出mRNA。
(4)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是________。
(5)要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因,采用的方法是________技术。
答案：(1)限制性核酸内切酶(限制酶) E·coliDNA连接酶T4DNA连接酶(顺序可颠倒)(2)引物(引物对)(3)基因表达载体的构建RNA聚合酶(4)农杆菌转化法(5)DNA分子杂交5．油菜中油酸为不饱和脂肪酸,能降低人体血液的胆固醇含量,减少人体患心血管病的风险。
F基因控制合成的油酸酯氢酶催化油酸形成饱和脂肪酸,转反义F基因油菜能提高菜籽油的油酸含量。
请分析回答下列问题：(1)从油菜细胞的染色体DNA获取F基因后进行大量扩增的方法为________。
利用该方法扩增目的基因的前提是________________。
(2)构建反义F基因表达载体时,需要用到的工具酶有________________；农杆菌可用来将反义F基因表达载体导入油菜细胞,从分子角度分析,其具有的特点是________________________________________________________________________。
构建反义F基因表达载体时没有设计标记基因,其可能的原因是________________________________________________________________________。
(3)Le启动子为种子特异性启动子,将F基因反向连接在Le启动子之后构建了反义F基因。
检测转反义F基因油菜细胞内F基因转录的mRNA含量,结果表明,因杂交形成双链RNA,细胞内F基因的mRNA水平下降。
由此推测,反义F基因的转录抑制了F基因的________(填“复制”“转录”或“翻译”)过程。
若F基因转录时,两条单链(a1、a2)中a1为转录的模板链,则反义F基因转录时的模板链为________。
答案：(1)PCR技术有一段F基因的核苷酸序列(2)限制酶、DNA连接酶其Ti质粒上的T－DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA 上无标记基因表达产物,有利于食品安全(3)翻译a26．克隆猪成功率较低,与早期胚胎细胞异常凋亡有关。
Bcl?2基因是细胞凋亡抑制基因,用PCR技术可以检测该基因转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。
克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图。
请回答：(1)图中重组细胞的细胞核来自________细胞,早期胚胎移入受体子宫继续发育,经桑椹胚、囊胚和________胚最终发育为克隆猪。
(2)在PCR 过程中可检测出cDNA 中Bcl ?2 cDNA 的分子数,进而计算总mRNA 中Bcl ?2 mRNA 的分子数,从而反映出Bcl ?2基因的转录水平。
①图中X 表示________过程。
②在PCR 过程中利用________技术可检测出cDNA 中Bcl ?2 cDNA 的分子数。
(3)该过程所涉及的现代生物技术有早期胚胎培养、胚胎移植、________和________。
(4)目前使用的供体细胞一般都选择传代10代以内的细胞,原因为________________________________________________________________________。
答案：(1)体 原肠(2)①反转录 ②DNA 分子杂交(3)动物细胞培养 核移植技术(4)传代10代以内的细胞保持正常的二倍体核型7．应用植物组织培养技术,不仅可实现种苗的快速繁殖,培育无病毒植株,也可加快作物及苗木育种。
下面是培育柑橘耐盐植株的实验流程：茎段→愈伤组织―――――――――――――――→处理1：先用γ射线照射处理2：后在培养基中加入物质X 挑选生长的愈伤组织→耐盐植株 回答下列问题：(1)愈伤组织是由离体的茎段经________________过程形成的,此时愈伤组织细胞_______________(填“具有”或“不具有”)细胞的全能性。
(2)对愈伤组织进行了两次处理,处理1中γ射线照射的目的是________________,用γ射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织,原因是________________________________；处理2中添加的物质X 为________。
(3)植物组织培养技术也被广泛应用于其他作物的育种中。
在培育白菜—甘蓝、三倍体无子西瓜、农杆菌转化法获得的抗虫棉中,必须用到植物组织培养技术的是________________。
答案：(1)脱分化 具有(2)诱发基因突变 愈伤组织细胞分裂能力强,易诱发基因突变 NaCl(或盐)(3)白菜—甘蓝、抗虫棉8．如图为植物体细胞杂交技术流程图,其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞,其基因型分别是AA 和BB 。
据图分析回答：(1)经过①过程得到的是________,此过程中用到的试剂是________________________。
(2)将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养,再经过②和③,得到的c细胞可能的类型有________________(用基因型表示)。
(3)植物体细胞融合成功的标志是________,其产生与细胞内________(细胞器)有关。
(4)④和⑤过程分别是________,获得的杂种植物有________个染色体组。
(5)植物体细胞杂交与自然状况下的杂交育种相比,前者的主要意义是________________________________________________________________________。
答案：(1)原生质体纤维素酶和果胶酶(2)AABB、AAAA、BBBB、AA、BB(3)形成新的细胞壁高尔基体(4)脱分化和再分化四(5)克服远缘杂交不亲和的障碍9．请回答下列关于生物工程的有关问题：(1)基因工程的核心是____________________；将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是________,将目的基因导入动物细胞最有效的方法是________。
