人教生物高考二轮复习专题八第1讲基因工程和细胞工程(精品解析)

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。

第1讲基因工程和细胞工程[考纲要求] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)。

2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)。

3.基因工程的应用(Ⅱ)。

4.蛋白质工程(Ⅰ)。

5.植物的组织培养(Ⅱ)。

6.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)。

7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。

8.实验：DNA的粗提取与鉴定。

11．基因工程(1)基因工程的3种基本工具①限制性核酸内切酶：识别特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。

②DNA连接酶：a.E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端；b.T4 DNA连接酶能连接黏性末端和平末端。

③载体：需具备的条件包括：a.能在宿主细胞内稳定存在并大量复制；b.有一个至多个限制酶切割位点；c.具有特殊的标记基因，以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。

(2)获取目的基因的途径：①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增；③化学方法直接人工合成。

(3)基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子及标记基因等。

(4)将目的基因导入受体细胞①植物：体细胞或受精卵——常用农杆菌转化法(双子叶植物和裸子植物)、花粉管通道法、基因枪法(单子叶植物)。

②动物：受精卵——显微注射技术。

③微生物：细菌(常用大肠杆菌)——感受态细胞法(钙离子处理法)。

(5)目的基因的检测与鉴定方法2①检测目的基因是否插入转基因生物的DNA上：DNA分子杂交技术。

②检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。

③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。

④个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。

易混辨析①限制酶≠DNA酶≠解旋酶限制酶的作用是识别双链DNA分子上某种特定的核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNA酶的作用是将DNA水解为基本组成单位；解旋酶的作用是将DNA两条链间的氢键打开形成两条单链。

②DNA连接酶≠DNA聚合酶DNA连接酶能连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。

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第一部分专题八现代生物科技专题第一讲基因工程与细胞工程1．根据基因工程的有关知识，回答下列问题：（1）限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。

(2)质粒运载体用Eco RⅠ切割后产生的片段如下：AATTC……GG……CTTAA为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用Eco RⅠ切割外,还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是_______________________________。

(3）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和________DNA连接酶。

（4)反转录作用的模板是________，产物是________。

若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。

(5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。

（6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是______________________________________.解析：此题考查基因工程应用的相关知识.(1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端两种类型.(2)为使运载体与目的基因相连，应使二者被切割后产生的末端相同,故用另一种限制酶切割产生的末端必须与Eco RⅠ切割产生的末端相同.(3）根据酶的来源不同，DNA连接酶分为大肠杆菌DNA连接酶和T4 DNA连接酶.(4)以RNA为模板，合成DNA 的过程称为逆转录，若要体外获得大量DNA分子，可以使用PCR技术。

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1讲基因工程和细胞工程[考纲要求] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)。

2.基因工程的原理及技术(Ⅱ)。

3.基因工程的应用(Ⅱ)。

4.蛋白质工程(Ⅰ)。

5.植物的组织培养(Ⅱ)。

6.动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ)。

7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。

[构建网络]考点一基因工程1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．基因工程的操作程序(1)目的基因的获取①从基因文库中获取。

②利用PCR技术扩增：其实质是在体外对目的基因进行大量复制。

③用化学方法人工合成a．对于核苷酸序列已知的直接人工合成。

b．可通过反转录法获取，即mRNA逆转录酶,单链DNADNA聚合酶,双链DNA。

(2)基因表达载体的构建①基因表达载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因＋复制原点。

②基因表达载体的构建方法生物种类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、花粉管通道法等显微注射技术感受态细胞法(Ca2＋处理法)受体细胞体细胞受精卵原核细胞类型步骤检测内容方法结果显示分子检测第一步目的基因是否进入受体细胞DNA分子杂交(DNA和DNA之间)是否成功显示出杂交带第二步目的基因是否转录出mRNA分子杂交技术(DNA和mRNA之间)是否成功显示出杂交带第三步目的基因是否翻译出蛋白质抗原—抗体杂交是否成功显示出杂交带个体水平鉴定做抗虫或抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程产品与天然产品的功能进行活性比较，以确定功能是否相同[错混诊断]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切割烟草花叶病毒的核酸( ×)5．每个重组质粒至少含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完全表达( ×)10．动物的生长激素基因转入植物后不能表达( ×)题组对基因工程的操作工具与操作步骤综合考查1．下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。