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专题九现代生物科技专题本专题内容本专题内容包括《选修三现代生物科技专题》全册，包括五个专题：专题1基因工程、专题2细胞工程、专题3胚胎工程、专题4生物技术的安全性和伦理问题、专题5生态工程等。
一高考预测现代生物技术作为当前科学研究中发展最快、最前沿的科学，其许多科技进展，一直都是社会关注的热点，也是高考热点。
本专题一方面与各必修专题内容关系密切，另一方面与工农业生产、医药卫生、环境保护、人类生活关系密切。
有关本专题内容的试题一般具有新颖性、综合性、基础性的特点。
二考点归纳突破1．基因工程的基本技术第一步：获得符合人类意愿的基因，即获得。
目前采用的分离、合成目的基因的方法主要有：分子杂交法：采用加碱或加热的方法使DNA变成单链，而后加入有放射性标记的RNA，让DNA在特定的条件下，结合成DNA和RNA的杂交分子，再用酶制备出足够数量双链DNA分子，进而获得目的基因。
反转录酶法：先分离出特定mRNA，再用反转录酶做催化剂，以RNA为模板合成所需要DNA目的基因。
合成法：如果已知目的基因的碱基排列顺序，可用酶法或化学法，直接合成目的基因。
第二步：把目的基因接到某种上，常用的有能够和细菌共生的、（病毒）等。
第三、四步：通过运载体把目的基因带入某生物体内，并使它得到表达。
目的基因的表达是指目的基因进入受体细胞后能准确地转录和翻译。
目的基因能否表达是基因工程是否成功的关键。
2. 细胞工程技术（1）细胞融合技术细胞融合技术是指把两个细胞（可以是种细胞，也可以是种细胞）在的作用下，融合成一个细胞的技术。
应用细胞融合技术进行细胞杂交，能够克服的缺陷，对培育新品种具有广阔的应用前景。
（2）细胞核移植技术细胞核移植技术是将细胞核和细胞质用某种方法拆开，然后再把分离的细胞核和胞质体重新组合成一个新细胞。
把从细胞中分离出来的染色体或基因转入另一个细胞中，赋予重建的细胞以某种新的功能，（3）细胞培养技术细胞培养技术是将生物体内的某一组织分散成单个细胞，接种在人工配制的适于细胞生长发育的培养基上，然后在适当的无菌的生长条件下(如一定的光照、温度或pH值等)进行培养，使细胞能够生长和不断增殖的技术。
第一部分专题八1．(2017·东北三校一模)抗冻蛋白是一类抑制冰晶生长的蛋白质，能降低水溶液的冰点,从而导致水溶液的熔点和冰点出现差值，这个温度差称为热滞值。
昆虫抗冻蛋白的热滞值最高，为3～6℃，鱼的热滞值为0。
7～1.5℃，因此，昆虫抗冻蛋白在实际应用上具有更大的潜力.为了扩展一些植物的生存范围,科学家利用昆虫抗冻蛋白(AFPS）的异源表达，现已成功地提高了烟草的抗冻能力。
请分析回答相关问题：（1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,这一过程需要的酶是限制酶和DNA连接酶.将AFPS基因导入烟草细胞中，常用农杆菌转化法，这是因为烟草属于双（填“单”或“双”)子叶植物，当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,此操作过程中使用的运载体是Ti质粒。
（2)若检测AFPS基因是否整合到烟草的染色体上,一般采用DNA分子杂交技术，若检测是否产生抗冻蛋白，一般采用抗原-抗体杂交方法检测杂交带；还可以从个体生物学水平进行抗冻鉴定。
（3)生产上可将上述转基因烟草大范围种植，提高了农民的经济收入,从生态工程角度分析,主要体现了整体性原理。
解析：(1）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，该过程需要限制酶和DNA连接酶.烟草属于双子叶植物，常用农杆菌转化法将目的基因导入。
(2）检测目的基因是否整合到染色体上常用DNA分子杂交技术,而检测是否表达出蛋白质产物，常用抗原－抗体杂交技术，也可在个体水平进行抗冻鉴定。
（3)该转基因烟草的推广主要体现了整体性原理。
2．（2017·咸阳二模）根据下列有关胚胎工程的示意图，分析回答:（1）为使A羊超数排卵，向其注射促性腺激素，选择MⅡ中期的卵母细胞进行体外受精；体外受精前要对B细胞进行获能处理，常用的是化学诱导法.（2）将早期胚胎注入D羊子宫内的技术叫胚胎移植，D羊被称为受体（填“供体”或“受体”);为使D羊的生理状况更适合完成该技术操作，要对D羊进行同期发情处理以提高成功率。
专题八现代生物科技专题第Ⅰ课时基因工程与克隆技术考点一基因工程1．基因工程的基本工具(填空)2．基因工程的基本操作程序(填空)(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，不需要模板以mRNA 为模板，在逆转录酶作用下人工合成 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⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧变性：90～95 ℃，DNA 解旋↓复性：55～60 ℃，引物与单链DNA 结合↓延伸：70～75 ℃，在热稳定的DNA聚合酶作用下合成子链 (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： (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⎩⎪⎨⎪⎧ 转录检测：分子杂交技术检测mRNA 翻译检测：用相应的抗体进行抗原—抗体杂交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。
专题八现代生物科技专题第16讲基因工程和细胞工程[考纲热度]1.基因工程的诞生Ⅰ(5年2考)2.基因工程的原理及技术Ⅱ(5年15考)3．基因工程的应用Ⅱ(5年10考)4.蛋白质工程Ⅰ(5年7考)5．植物的组织培养Ⅱ(5年9考)6.动物细胞培养与核移植技术Ⅰ(5年6考)7．动物细胞融合与单克隆抗体Ⅱ(5年8考)[诊断知识盲点]1．切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸序列。
(×)2．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。
(×)3．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达。
(√)4．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列。
(×)5．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。
(√)6．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶。
(×)7．外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制。
(×)8．每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点。
(√)9．蛋白质工程可以合成自然界中不存在的蛋白质。
(√)10．将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。
每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada。
(×)11．限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶。
(×) 12．E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。
(×)13．目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。
(√)14．为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体。
(×) 15．检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原—抗体杂交技术。
(×)16．蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。
(√)17．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构。
(×) 18．由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用。
(×)19．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞。
(×)20．经植物组织培养得到的胚状体用人工薄膜包装后可得到人工种子。
(√)21．在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化。
(×)22．培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交。
(×)23．棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性。
(√)24．植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。
(×)25．愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的。
(×)26．再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合成功的标志。
(√)27．在25℃的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养。
(×)28．动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶。
(×)29．动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒。
(√)30．体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。
(×)31．动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育。
(√)32．培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。
(×)33．克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变。
(×)34．二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的。
(×)35．动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。
(×)36．克隆动物的性状与供体动物完全相同。
(×)[构建知识网络]> > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > > >考点一基因工程[高考领航]1．(2016·高考全国乙卷)某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Amp r或Tet r中会导致相应的基因失活(Amp r表示氨苄青霉素抗性基因，Tet r表示四环素抗性基因)。
有人将此质粒载体用Bam H Ⅰ酶切后，与用Bam H Ⅰ酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。
结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。
被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。
回答下列问题：(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有________(答出两点即可)，而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。
(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是____________________________；并且________和________的细胞也是不能区分的，其原因是________。
在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有________的固体培养基。
(3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于________。
解析：(1)质粒作为载体，应具备的基本条件有：有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段(基因)插入其中；在受体细胞中能自我复制，或能整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制；有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择等等。
(2)在培养基中加入氨苄青霉素进行筛选，其中未被转化的大肠杆菌和仅含环状目的基因的大肠杆菌，因不含氨苄青霉素抗性基因而都不能在此培养基上存活，二者不能区分。
含有质粒载体的大肠杆菌和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌中都含有氨苄青霉素抗性基因，都能在此培养基上存活，二者也不能区分。
若要将含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌进一步筛选出来，还需要使用含有四环素的固体培养基。
(3)某些噬菌体经改造后作为载体，导入受体细胞后，其DNA复制所需的原料来自于受体细胞。
答案：(1)能自我复制、具有标记基因(答出两点即可)(2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长含有质粒载体含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒)二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长四环素(3)受体细胞2．(2016·高考全国丙卷)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了E co R Ⅰ、B am H Ⅰ和S au3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的E co R Ⅰ、S au3A Ⅰ的切点是唯一的)。
根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)经B am H Ⅰ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切后的产物连接，理由是_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示。
这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________，不能表达的原因是____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有________和________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是________。
解析：(1)由题图可知，Bam H Ⅰ和Sau3A Ⅰ两种限制性内切酶的共同识别序列是——GA TC——，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此经Bam H Ⅰ酶切得到的目的基因——CTAG——可以与图(b)所示表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。
(2)在基因表达载体中，启动子应位于目的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样基因才能顺利地转录，再完成翻译过程，即顺利表达。
图中甲所示的目的基因插入在启动子的上游，丙所示目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录，因此目的基因不能表达。
(3)常见的DNA连接酶有E.coli DNA连接酶和T4DNA连接酶，其中T4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。
答案：(1)Sau3AⅠ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录(3)E.coli DNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶3．(2015·高考全国卷Ⅰ)HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。
回答下列问题：(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时，可先提取HIV中的________，以其作为模板，在______的作用下合成________，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。
(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________，该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是________________________。
(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。
引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。
(4)人的免疫系统有________癌细胞的功能。
艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。
解析：(1)HIV的遗传物质是RNA，所以要想获得相应的目的基因，应以HIV的RNA 为模板，在逆转录酶的作用下合成cDNA(或DNA)。
(2)目的蛋白注入机体后相当于抗原。
在抗原的刺激下，机体进行体液免疫，由浆细胞产生相应抗体(分泌蛋白)，由于该抗体能与目的蛋白(抗原)发生特异性结合，所以可通过抗体检测出有无目的蛋白，从而确定体内有无HIV。
(3)HIV主要攻击人体的T(或T淋巴)细胞，从而降低机体免疫系统的防卫功能。
(4)癌细胞在机体中属于抗原，人体的免疫系统能够监控和清除癌细胞。
答案：(1)RNA逆转录酶cDNA(或DNA)(2)抗体抗原抗体特异性结合(3)T(或T 淋巴)(4)监控和清除4．(2015·高考全国卷Ⅱ)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。
