高考背诵第十单元 基因工程

1、第一讲基因工程 知识点一 基因工程的基本操作工具知识点二 基因工程的基本操作程序知识点三 蛋白质工程结合题目试一试判断下列叙述的正误(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(2014江苏卷T23A)()(2)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因(2014江苏卷T23C)()(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(2014江苏卷T23D)()(4)设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列(2013江苏卷T6A)()(5)用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列(2013江苏卷T6B)()(6)PCR体系中一定要添加从受体细胞中

2、提取的DNA聚合酶(2013江苏卷T6C)()(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(2013安徽卷T6B)()(8)每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点(2011浙江卷T6B)()(9)蛋白质工程可以合成自然界中不存在的蛋白质()(2011江苏卷T14A)(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(2011浙江卷T6C)()(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)Ecoli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端

3、()(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() 考点一基因工程的操作工具必备知能1限制性核酸内切酶(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，如图，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。如GCGC

4、CGCG以中心线为轴，两侧碱基互补对称；CCAGGGGTCC以AT为轴，两侧碱基互补对称。(2)切割后产生末端的种类黏性末端和平末端。黏性末端：是限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时形成的(错位切)，如下图所示：平末端：是限制酶在识别序列的中轴线切开时形成的(平切)，如下图所示：2限制酶与DNA连接酶的关系易误提醒关于工具酶的五个注意点(1)限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。(2)为使目的基因与载体形成相同的DNA片段末端连接，通常使用同一种限制酶将二者切割，但如果不同的限制酶切割DNA分子所产生的末端

5、也存在互补关系时，则两末端也可连接。(3)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。(4)限制酶是一类酶，而不是一种酶。(5)DNA连接酶起作用时，不需要模板。 3载体具备的条件条件目的稳定并能复制目的基因稳定存在且数量可扩大有一个至多个限制酶切割位点可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择 4基因工程的理论基础考点二基因工程的操作过程必备知能1目的基因的获取(1)直接分离(2)人工合成2基因表达载体的构建(1)基因表达载体的组成及作用：(2)构建过程： 3将目的基因导入受体细胞生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌

6、转化法显微注射技术感受态细胞法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入到Ti质粒的TDNA上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞的染色体DNA上表达将含有目的基因的表达载体提纯取卵(受精卵)显微注射受精卵发育获得具有新性状的动物Ca2处理细胞感受态细胞重组表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子4.目的基因的检测与鉴定 易误提醒关于操作过程的四个注意点(1)限制酶剪切目的基因与质粒的次数不同：获取一个目的基因需限制酶剪切2次，共产生4个黏性末端或平末端，切割质粒则只需要限制酶剪切1次，因为质粒是环状DNA分子，而目的基因在DNA分子链上。(2)切割目的基因和载体并非只能用同一种限

7、制酶：如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时，在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。(3)目的基因的插入点不是随意的：基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。(4)基因工程操作过程中只有第三步没有碱基互补配对现象：第一步存在逆转录法获得DNA，第二步存在黏性末端连接现象，第四步存在检测分子水平杂交。 5蛋白质工程与基因工程的关系项目蛋白质工程基因工程区 别过程预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列获取目的基因构建基因表达载体将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需

8、的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品结果可生产自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造 第二讲细胞工程 循着图示想一想知识点一 植物细胞工程知识点二 动物细胞培养和核移植技术1动物细胞培养2动物体细胞核移植技术动物体细胞核移植技术概念将动物一个体细胞的细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，并最终发育为动物个体基础动物体细胞核具有全能性过程核移植重组细胞重组胚胎个体知识点三 动物细胞融合与单克隆抗体结合题目试一试1判

9、断下列有关植物细胞工程叙述的正误(1)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(2013重庆卷T5B)()(2)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(2013全国卷)T40(3)()(3)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。(2013四川卷T1A)()(4)培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交()(2012广东卷T2B)(5)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性()(2012江苏卷T22A)(6)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()(7)愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的()(8)再生出细胞壁是

10、植物体细胞原生质体融合成功的标志()2判断下列有关动物细胞工程叙述的正误(1)在25 的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养(2014北京卷T5C)()(2)动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶(2013大纲卷T2B)()(3)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(2013大纲卷T2D)()(4)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体(2011江苏卷T14B)()(5)动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育()(2011江苏卷T14D)(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(2010浙江卷T4A)()(7)克隆培养法培养过程中多数细胞的

11、基因型会发生改变(2010浙江卷T4B)()(8)二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的()(2010浙江卷T4C)(9)动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞()(10)克隆动物的性状与供体动物完全相同() 考点一植物组织培养与动物细胞培养必备知能植物组织培养与动物细胞培养的异同项目植物组织培养动物细胞培养理论基础植物细胞全能性细胞增殖培养基类型固体或半固体培养基液体培养基成分水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等取材植物幼嫩部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织过程结果新的组织或植株个体，可以体现全能性新的细胞系或细胞株，不

12、形成个体，不体现全能性目的植株快速繁殖脱毒植株的培育人工种子生产药物、杀虫剂等转基因植物的培育蛋白质生物制品的生产皮肤移植材料的培育检测有毒物质生理、病理、药理学研究相同点两技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件 易误提醒有关细胞全能性及其培养的四个注意点(1)具有全能性体现(实现)全能性。具有全能性：理论上，活细胞都具有全能性。体现全能性：只有发育成完整个体，才能说明实现了细胞的全能性。(2)细胞全能性的大小比较。植物细胞动物细胞。受精卵 生殖细胞体细胞。分化程度低的细胞分化程度高的细胞；幼嫩细胞衰老细胞；分裂

13、能力强的细胞分裂能力低的细胞。(3)原代培养和传代培养。原代培养：可有两种表述：a.细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养；b.第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养。两种表述没有本质区别。传代培养：同样有两种表述：a.细胞悬液培养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养；b.传10代以后的细胞培养，统称为传代培养。(4)细胞株和细胞系。细胞株：原代培养的细胞一般传至10代左右会出现生长停滞，衰老死亡，少数度过“危机”的细胞能传50代左右，形成细胞株。细胞株的遗传物质并没有发生改变。细胞系：细胞株传至50代以后，会出现第二次危机，少数度过第二次危机的细胞能够无限传代下去，

14、形成细胞系。细胞系的遗传物质发生了改变，带有癌变细胞的特点。 考点二植物体细胞杂交与动物细胞融合必备知能植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性过程细胞A、B原生质体A、B融合的原生质体杂种细胞 杂种植株细胞A、B杂交细胞 多个相同杂交细胞相关酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋白酶融合方法物理法：离心、电激、振动；化学法：聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法外还可以用灭活的病毒诱导结果杂种植株杂交细胞 意义克服了远缘杂交的不亲和性，获得杂种植株突破了有性杂交方法的局限，使远缘杂交成为可能 易误提醒关注两个易混点(1)对植物体细

15、胞杂交和有性杂交辨析不清。植物体细胞杂交：若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合，A含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，B含有2Y条染色体，2个染色体组，其基因型为ccDd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为2X2Y，基因型为AabbccDd，从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。植物有性杂交：有性杂交的子代细胞中染色体数、基因型分别为“XY”、“AbcD”或“abcD”或“Abcd”或“abcd”，即先减半再相加。(2)混淆单克隆抗体制备中两次筛选的目的。第一次筛选是将未融合的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及B

16、B融合、瘤瘤融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出B瘤融合的细胞。第二次筛选是将产生特定抗体的B瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内取免疫过的B淋巴细胞时取出很多种，形成的杂交瘤细胞有很多种，所以需筛选出产生特定抗体的杂交瘤细胞。 第三讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题 循着图示想一想知识点一 体内受精和早期胚胎发育精子与卵子发生的比较项目精子的发生卵子的发生场所睾丸的曲细精管内卵巢时期从初情期开始，直到生殖机能衰退胚胎时期(性别分化以后)和初情期以后过程特点M和M是连续的，需变形 ；两次分裂细胞质都是均等分配M和M是不连续的，不需要变形；只有M中的第一极体分裂为第二极

17、体时细胞质均等分配，其余细胞质都是不均等分配结果形成4个精子形成1个卵细胞和3个极体相同点原始生殖细胞通过有丝分裂进行增殖；生殖细胞是通过减数分裂形成的，子细胞中染色体数目减半；均经过一次DNA复制和两次分裂受精准备阶段精子获能、卵子发育到M中期受精阶段卵子穿越放射冠和透明带精子进入卵细胞膜原核形成雌雄原核融合早期胚胎发育受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚 知识点二 体外受精和早期胚胎培养1体外受精2胚胎的早期培养知识点三 胚胎工程的应用及前景1胚胎移植2胚胎分割3胚胎干细胞来源人早期胚胎或原始性腺分离出来胚胎干细胞特点形态：体积小、细胞核大、核仁明显功能：具有发育的全能性体外培养：可以只增殖而不分

18、化应用治疗人类某些顽症培育人造组织器官，用于器官移植研究体外细胞分化的理想材料 知识点四 生物技术的安全性和伦理问题结合题目试一试 判断下列叙述的正误(1)胚胎移植技术中对供体和受体母牛都要进行相同激素处理(2012江苏卷T9A)()(2)胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低(2012江苏卷T9D)()(3)转基因作物被动物食用后，目的基因会转入动物体细胞中(2012江苏卷T13B)()(4)种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性(2012江苏卷T13C)()(5)体外受精是指获能的精子和成熟的卵子在相应溶液中受精()(6)受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植()(7)早期

19、胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都需加入血清()(8)转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中()(9)转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加()(10)如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不会存在安全性问题()(11)利用胚胎分割技术可以获得两个基因型完全相同的胚胎()(12)卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加()(13)胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割()(14)胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点()(15)精子和卵子的发生都是从初情期开始的()(16)卵子形成过程中，M和M是不连续的()(17)判断卵子是否受精的标志是在卵细胞膜和透

20、明带的间隙观察到两个极体()(18)透明带反应和卵细胞膜反应是防止多精子入卵的两道屏障()(19)排卵是指卵泡从卵巢中排出()(20)内细胞团将来发育成胎膜和胎盘()(21)中国政府禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆()(22)对囊胚进行分割时，要将滋养层细胞均等分割() 考点一体内受精和早期胚胎发育必备知能1精子与卵子的发生的过程精子的发生卵子的发生 易误提醒澄清受精过程的三个易混点(1)精子获能是指精子获得受精“能力”，而不是获得能量。(2)排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。(3)受精的标志受精完成的标志：受精的标志是在透明带和卵细胞膜之间观察到两个极体；而受精完成的标志是

21、雌、雄原核的融合。 2早期胚胎发育(1)过程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚。(2)图示：3卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化(1)有机物：胚胎没有和母体建立联系，没有从母体获取有机物，而一直呼吸消耗，有机物总量减少。(2)细胞体积：胚胎总体积不变或略有减小，但细胞数目增多，所以每个细胞体积减小。(3)细胞中DNA含量：伴随细胞分裂，细胞数目增多，总DNA含量增多，但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。 考点二胚胎工程的应用及前景必备知能1胚胎移植的基本程序易误提醒不同动物胚胎移植的时间不同(1)牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段。(2)小鼠、家兔在桑椹胚前。(3)几乎所有动物都不能到原肠胚阶段移植

22、，因为此时分化程度高，移植成功率很低。2胚胎干细胞及其应用(1)干细胞的种类：类别来源或举例特点全能干细胞胚胎干细胞(囊胚期之前的细胞及内细胞团细胞)能发育成完整个体多能干细胞造血干细胞具有分化成多种细胞或组织的潜能，但无发育成完整个体的能力专能干细胞上皮组织基底层干细胞、肌肉中的成肌细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞 (2)胚胎干细胞的培养过程： (3)胚胎干细胞的主要用途：将胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中，经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物。基因敲除，获得移植器官。培育出人造组织器官，用于器官移植。改良创造动物新品种。易误提醒滋养层饲养层(1)滋养层

23、：囊胚时期沿透明带内壁排列的个体较小的细胞，滋养层最终发育成胎膜和胎盘。(2)饲养层：饲养层细胞一般为输卵管上皮细胞，在干细胞培养时，可作为提供干细胞分裂、增殖的营养细胞。 考点三生物技术的安全性和伦理问题必备知能1试管婴儿与克隆人(1)试管婴儿的培育过程：(2)克隆人的培育过程： 2治疗性克隆和生殖性克隆的比较类型项目治疗性克隆生殖性克隆区别目的治疗人类疾病用于生育，产生新个体水平细胞水平个体水平联系都属无性繁殖；产生的新个体、新组织遗传信息相同 3试管婴儿和设计试管婴儿的比较 (1)不同点：所用技术手段：设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断或基因诊断，试管婴儿不需进行遗传学诊断或基因诊断

24、。图中是试管婴儿的培育过程，是设计试管婴儿的培育过程。应用：试管婴儿主要是解决不孕夫妇的生育问题，设计试管婴儿主要用于白血病、贫血症的治疗。(2)相同点：都是体外受精，并进行体外早期胚胎培养，都要经过胚胎移植，都是有性生殖。归纳串记 克隆动物、试管动物与转基因动物的比较项目克隆动物试管动物转基因动物概念用核移植的方法获得的动物用体外受精的方法获得的动物由被转入了目的基因的受精卵发育成的动物技术核移植体外受精DNA重组技术生殖方式无性繁殖有性生殖有性生殖或保持原生殖方式遗传特性主要与供核个体相同具备双亲的遗传性状具备原受精卵及被转入的目的基因两方的遗传特异性相同点三者均涉及早期胚胎培养、胚胎移植

25、等技术，且移植所选胚胎一般是桑椹胚或囊胚期的胚胎 第四讲生态工程循着图示想一想知识点一 生态工程的基本原理知识点二 生态工程的实例和发展前景结合题目试一试判断下列叙述的正误(1)生态工程是无消耗、多效益的工程()(2)“无废弃物农业”遵循的是物种多样性原理()(3)在建设高新农业时，沼气池的建立遵循了物质循环再生原理()(4)“总体功能大于各部分之和的效果”是利用系统整体性原理()(5)在建设生态工程时，既要考虑自然生态系统的规律，还要考虑到经济和社会等系统的影响力()(6)设计良性循环的农业生态系统时，应遵循的基本原则是追求经济效益的最大化()(7)某草原牧区，在进行草场建设时，既注重不同牧草种类的搭配种植，又对单位面积内的放牧量做了一定控制，体现了遵循物种多样性和协调与平衡原理()(8)依据协调与平衡原理，进行引种工程时，应考虑被引物种与环境的关系()(9)在应用植物修复技术治理重金属污染的土壤时，需选择符合要求的植物，这遵循了生态工程的系统整体性原理()(10)建立生态农业时巧设、增设食物链的目的是使食物链延长，消耗能量环节增多，系统总能量利用率降低()(11)矿山废弃地生态修复工程的关键是优先选择农作物以提