高考生物（安徽专用）知识点梳理-选修3-现代生物科技专题-Word版含答案.docx

<p>第一讲基因工程

学问点一　基因工程的基本操作工具
1．限制性核酸内切酶
(1)来源：主要从原核生物中分别纯化而来。
(2)作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)结果：产生黏性末端或平末端。
2．DNA连接酶
常用类型
E·coli DNA连接酶
T4DNA连接酶
来源
大肠杆菌
T4噬菌体
功能
连接黏性末端
连接黏性末端和平末端
结果
恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
3.载体
(1)常用载体——质粒
(2)其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。
学问点二　基因工程的操作步骤[动漫演示更形象　见课件光盘]
(1)方法
(2)组成
(3)方法
(4)方法

一、理解运用力气
推断有关基因工程叙述的正误。
(1)限制酶只能用于切割目的基因(×)
(2)DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来(×)
(3)E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端(×)
(4)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体(√)
(5)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达(√)
(6)利用PCR技术能合成目的基因(√)
(7)目的基因导入双子叶植物一般接受农杆菌转化法(√)
(8)检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原—抗体杂交技术(×)
二、读图析图力气

据农杆菌转化法示意图回答下列问题：
(1)农杆菌Ti质粒中T－DNA具有怎样的特点？
答案：能转移到受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。
(2)农杆菌转化法的基本原理是什么？
答案：利用农杆菌T－DNA的可转移性，将目的基因插入T－DNA上通过农杆菌的转化，将目的基因导入受体细胞，并整合到植物细胞的染色体上。
(3)农杆菌转化法主要适用于哪类植物？
答案：双子叶植物和裸子植物。
[理清脉络]

考点一|基因工程的操作工具

1．限制性核酸内切酶
GC
GC
CG
CG
(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

以中心线为轴，两侧碱基互补对称；以为轴，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。
当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，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的是平末端。
2．限制酶与DNA连接酶的关系

3．载体具备的条件
条件
适应性
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
[典例1]　基因工程利用某目的基因(图甲)和Pl噬菌体载体(图乙)构建重组DNA。限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ。下列分析错误的是(　　)

A．构建重组DNA时，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体
B．构建重组DNA时，可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体
C．图乙中的Pl噬菌体载体只用EcoRⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团
D．用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，只能产生一种重组DNA
[解析]　由题图可知，BglⅡ、Sau3 AⅠ及EcoRⅠ三种酶在目的基因和Pl噬菌体上都有切口，故可用BglⅡ和Sau 3AⅠ或Eco RⅠ和Sau 3AⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体；从图乙知Pl噬菌体载体为环状DNA，只用EcoRⅠ切割后产生两条反向双螺旋链状DNA，有2个游离的磷酸基团；用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，能产生不止一种重组DNA。
[答案]　D

1．基因工程的理论基础

2．几种酶的比较
比较
项目
限制酶
DNA连接酶
DNA聚合酶
解旋酶
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
作用
结果
形成黏性末
端或平末端
形成重组
DNA分子
形成新的
DNA分子
形成单链
DNA分子
[针对练习]
1．下列关于基因工程中有关酶的叙述不正确的是(　　)
A．限制酶水解相邻核苷酸间的化学键切断DNA
B．DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接起来
C．DNA聚合酶能够从引物末端延长DNA或RNA
D．逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA
解析：选C　DNA聚合酶只能从引物末端延长DNA而不能延长RNA；限制酶可水解相邻核苷酸间的化学键，切断DNA；DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接起来；逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA。
考点二|基因工程的操作过程

1．目的基因的猎取
(1)直接分别
(2)人工化学合成：适用于分子较小的基因。
2．基因表达载体的构建
(1)基因表达载体的组成
(2)构建过程：

&nbsp; 重组DNA分子
&nbsp; (重组质粒)
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T－DNA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→感受态细胞吸取DNA分子

4．目的基因的检测与鉴定
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
[典例2]　浙江高校农学院喻景权教授课题组争辩发觉，一种植物激素——油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。用油菜素内酯处理后，很多参与农药降解的基因(如P450基因和红霉素抗性基因)表达和酶活性都得到提高，在这些基因“指导”下合成的蛋白酶能把农药渐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质，有的则被直接排出体外。某课题组进一步进行了如下的试验操作，请回答下列问题：

(1)获得油菜素内酯合成酶基因的方法有____________、____________。步骤①用PCR技术扩增基因时用到的耐高温酶通常是指________________；步骤②用到的酶有________________。
(2)图中导入重组质粒的方法是________，在导入之前应用________处理受体细菌。
(3)导入重组质粒2以后，往往还需要进行检测和筛选，可用________制成探针，检测是否导入了重组基因，在培育基中加入________可将含有目的基因的细胞筛选出来。
(4)请为该课题命名：_____________________________________________________。
[解析]　进行基因工程操作时，首先要猎取目的基因，其方法有多种：从基因文库中猎取、人工合成目的基因或PCR合成等。在构建基因表达载体的过程中，用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶。图中的受体细胞是细菌，故用转化法导入表达载体，导入后，需检测和筛选。从图中可以看出，最终是通过对比试验来检验转基因细菌对土壤中残留农药的分解力气。
[答案]　(1)从基因文库中猎取　人工合成目的基因或PCR合成　耐热的DNA聚合酶　限制酶和DNA连接酶　(2)转化法　氯化钙溶液　(3)红霉素抗性基因　红霉素　(4)油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解

1．限制酶剪切目的基因与质粒的次数不同
猎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，由于质粒是环状DNA分子，而目的基因在DNA分子链上。
2．目的基因的插入位点不是任凭的
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。
3．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，其次步存在黏性末端连接现象，第四步存在检测分子水平杂交。
4．并非全部个体都可作为乳腺生物反应器
操作成功的应当是雌性个体，个体本身的繁殖速度较高，泌乳量、蛋白质含量等都是应当考虑的因素。

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 蛋白质工程与基因工程的关系
&nbsp; &nbsp; &nbsp;项目
区分与
联系
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→推想应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列
猎取目的基因→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
[针对练习]
2．(2022·湖南师大附中月考)干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，假如将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在－70℃条件下保存半年，请依据以上信息回答下列问题：
(1)蛋白质的合成是受基因把握的，因此获得能够把握合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计试验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”。 写出下列方框中相应试验步骤。

①______________________ ，②____________________ ，
③______________________ ，④____________________。
(2)基因工程与蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产________的蛋白质，不愿定符合________需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过________或________，对现有蛋白质进行________，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。
(3)蛋白质工程实施的难度很大，缘由是蛋白质具有格外简洁的________结构。
解析：基因工程遵循中心法则，从基因→表达(转录和翻译)→形成氨基酸序列的多肽链→形成具有高级结构的蛋白质→行使生物功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程是依据以下思路进行的：预期蛋白质的功能→设计预期蛋白质的三维结构→推想应有的氨基酸序列→
找到相对应的脱氧核苷酸序列，蛋白质工程可以制造出自然界不存在的蛋白质。
答案：(1)①预期蛋白质的功能　②蛋白质三维结构
③应有的氨基酸序列　④相应的脱氧核苷酸序列(基因)
(2)自然界已存在　人类生产和生活　基因修饰　基因合成　改造　(3)空间(或高级)

[课堂对点练]
题组一　基因工程的应用
1．(2021·广东高考)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(　　)
A．合成编码目的肽的DNA片段
B．构建含目的肽DNA片段的表达载体
C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽
D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽
解析：选C　该基因的表达产物多肽P1的抗菌性和溶血性均很强，要研发出抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先应依据P1的氨基酸序列设计模拟肽，再构建相应的DNA片段。
2．(2011·四川高考)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻力气越强。下图是猎取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是(　　)

A．过程①猎取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序
B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增加的抗冻蛋白
C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选
D．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
解析：选B　过程①中通过逆转录法获得的目的基因，可用于基因工程，但该目的基因不存在内含子和非编码序列，因此不能用于比目鱼的基因组测序；将多个抗冻基因编码区相连形成的能表达的新基因可能不再是抗冻基因；利用农杆菌的目的是将重组质粒导入受体细胞，而不是筛选重组质粒；应用DNA探针技术，可以检测受体细胞中是否成功导入了目的基因，但不能检测目的基因是否完全表达。
题组二　基因工程的工具及操作程序
3．(2021·江苏高考)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是(多选)(　　)
A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
B．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列
C．PCR体系中确定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶
D．确定要依据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞
解析：选BD　设计引物时应当考虑由此扩增的目的基因与载体两端的序列进行互补配对；PCR体系中应用耐高温的DNA聚合酶，而不是从受体细胞中提取的一般DNA聚合酶。
4．(2022·浙江高考)自然 的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少把握蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B，现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是(　　)
A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经过逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B
B．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花牵牛的基因文库中猎取基因B
C．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞
D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞
解析：选A　猎取的基因B，可先提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR技术扩增；基因文库构建时是将目的基因与载体连接起来，形成重组载体，再导入受体菌中储存和扩增，提取目的基因时不需使用限制酶；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，不使用大肠杆菌。
5．(2022·江苏高考)下图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题：

(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由________________连接。
(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，产生的末端是________末端，其产物长度为________________________________________________________________________。
(3)若图1中虚线方框内的碱基对被T－A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分别出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有________种不同长度的DNA片段。
(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是________。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加________的培育基进行培育。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的缘由是__________________________________________
____________________________________。
解析：(1)一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连的。(2)从SmaⅠ的识别序列和酶切位点可知，其切割后产生的是平末端，图1中DNA片段有两个SmaⅠ的识别序列，故切割后产生的产物长度为534＋3＝537(bp)、796－3－3＝790(bp)和658＋3＝661(bp)的三个片段。(3)图示方框内发生碱基对的替换后，形成的d基因失去了1个SmaⅠ的识别序列，故D基因、d基因用SmaⅠ完全切割所得产物中除原有D基因切割后的3种长度的DNA片段外，还增加一种d基因被切割后毁灭的长度为537＋790＝1 327(bp)的DNA片段。(4)目的基因的两端都有BamHⅠ的识别序列，质粒的启动子后抗生素A抗性基因上也有BamHⅠ的识别序列，故应选用的限制酶是BamHⅠ，此时将抗生素B抗性基因作为标记基因，故筛选时培育基中要添加抗生素B。经过同种限制酶切割后会产生相同的未端，部分目的基因与质粒反向会连接而导致基因无法正常表达。
答案：(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖
(2)平　537 bp、790 bp、661 bp
(3)4
(4)BamH Ⅰ　抗生素B　同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接
[课下提能练]
一、选择题
1．下列有关基因工程的说法正确的是(　　)
A．假如某种生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因把握的性状相同，则这两个基因的结构也完全相同
B．一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必需有启动子、终止密码子和标记基因
C．目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化
D．将目的基因导入植物细胞和动物细胞的常用方法是显微注射法
解析：选C　cDNA是由mRNA反转录得到的，由于mRNA缺乏内含子和启动子，所以即使某生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因把握的性状相同，这两个基因的结构也可能是不相同的。基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因、终止子，而终止密码子存在于mRNA上 &nbsp; &nbsp;。将目的基因导入植物细胞通常用农杆菌转化法，导入动物细胞用显微注射法。
2．下面是3种限制性核酸内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图(箭头表示切点，切出的断面为黏性末端)。相关叙述错误的是(　　)
限制酶1：——↓GATC——
限制酶2：——CCGC↓GG——
限制酶3：——G↓GATCC——
A．不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶的专一性
B．限制酶2和3识别的序列都包含6个碱基对
C．限制酶1和酶3剪出的黏性末端相同
D．能够识别和切割RNA分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2
解析：选D　不同限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶具有专一性；限制酶2和3识别序列分别是CCGCGG和GGATCC，均为6个碱基对；限制酶1和3剪出的黏性末端相同；三种限制酶均不能识别和切割RNA中核糖核苷酸序列。
3．下图表示用化学方法合成目的基因Ⅰ的过程。据图分析下列叙述正确的是(　　)

A．过程①需要DNA连接酶
B．过程②需要DNA限制性核酸内切酶
C．目的基因Ⅰ的碱基序列是已知的
D．若某质粒能与目的基因Ⅰ重组，则该质粒和目的基因Ⅰ的碱基序列相同
解析：选C　题图所示为化学方法合成目的基因的过程。①②过程依靠碱基互补配对原则进行。质粒和目的基因的碱基序列一般不相同。
4．科学家接受基因工程技术将矮牵牛中把握蓝色色素合成的基因a转移到玫瑰中，以培育蓝玫瑰，下列操作正确的是(　　)
A．利用DNA分子杂交技术从矮牵牛的基因文库中猎取基因a
B．用氯化钙溶液处理玫瑰叶肉细胞，使其处于感受态
C．用含四环素的培育基筛选转基因玫瑰细胞
D．将基因a导入玫瑰细胞液泡中，防止其经花粉进入野生玫瑰
解析：选A　将目的基因导入微生物细胞时，用氯化钙溶液处理受体细胞，可使其处于感受态，利于目的基因的导入。将目的基因导入玫瑰叶肉细胞的叶绿体基因组中，可防止其经花粉进入野生玫瑰，液泡中无DNA。
5．(2022·雅礼中学摸底)将乙肝抗原基因导入到酵母菌中，通过发酵能大量生产乙肝疫苗。下列叙述正确的是(　　)
A．目的基因在酵母菌中表达出抗体
B．目的基因的表达需要线粒体供应能量
C．构建基因表达载体时需用限制性核酸内切酶和DNA聚合酶
D．受体菌内目的基因的转录和翻译发生在同一场所
解析：选B　目的基因成功导入到酵母菌后可以表达出乙肝疫苗，但不是表达出抗体；目的基因通过转录和翻译过程表达出产物，需要消耗能量，可以由线粒体供应；构建基因表达载体时需用限制性核酸内切酶和DNA连接酶；由于受体菌酵母菌属于真核生物，故目的基因的转录和翻译场所不同。
6．草甘膦是一种可以杀灭多种植物(包括农作物)的除草剂。草甘膦杀死植物的原理在于能够破坏植物叶绿体或质体中的EPSPS合成酶。通过转基因的方法，让农作物产生更多的EPSPS酶，就能抵制草甘膦，从而让农作物不被草甘膦杀死。下列有关抗草甘膦转基因大豆的培育分析正确的是(　　)
A．可通过喷洒草甘膦来检验转基因大豆是否培育成功
B．只能以大豆受精卵细胞作为基因工程的受体细胞
C．在转基因操作过程中确定要用同一种限制性核酸内切酶
D．只要EPSPS合成酶基因进入大豆细胞，大豆就会表现出抗草甘膦性状
解析：选A　可通过喷洒草甘膦来检验转基因大豆是否培育成功；转基因植物也可用植物体细胞作为受体细胞；转基因操作时不愿定要用同一种限制酶；基因成功转入后，性状不愿定能够成功表达，还需要进一步检测。
7．某线性DNA分子含有5 000个碱基对(bp)，先用限制性核酸内切酶a完全切割，再把得到的产物用限制性核酸内切酶b完全切割，得到的DNA片段大小如下表所示。限制性核酸内切酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
a酶切割产物(bp)
b酶再次切割产物(bp)
2 100；1 400
1 000；500
1 900；200；800
600；1 000；500

A．a酶与b酶切断的化学键相同
B．限制性核酸内切酶a和b切出的DNA片段不能相互连接
C．该DNA分子中含有被a酶识别的碱基序列有3处
D．仅用b酶切割该DNA分子可得到3种DNA片段
解析：选B　a酶与b酶切断的化学键均为磷酸二酯键。图示两种酶切割DNA得到的末端碱基序列均为GATC，故可以相互连接。表格显示a酶切割该DNA分子得到4个片段，说明该DNA分子含有被a酶识别的碱基序列有3处。对比a酶单独作用与a、b联合作用得到的DNA片段知：仅用b酶切割该DNA分子可得到3种DNA片段。
8．很多大肠杆菌的质粒上含有lacZ基因，其编码的产物β­半乳糖苷酶在X­gal和IPTG存在时，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，否则菌落呈现白色。基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞，过程如下图所示。下列说法错误的是(　　)

A．基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，能遗传给后代，并表达和发挥作用
B．转化过程中，大肠杆菌应先用Ca2＋处理，使其处于能吸取四周DNA的状态
C．菌落颜色为白色的是菌落②
D．菌落③中的目的基因是否表达，可接受的检测方法是抗原—抗体杂交
解析：选C　基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，能遗传给后代，并表达和发挥作用。转化过程中，大肠杆菌应先用Ca2＋处理，使其处于能吸取四周DNA的状态。lacZ标记基因因外源基因的插入而不能表达出β­半乳糖苷酶，故菌落③为白色菌落。可接受抗原—抗体杂交的方法检测菌落③中的目的基因是否表达。
二、非选择题
9．(2022·马鞍山质检)绞股蓝细胞中含有抗烟草花叶病毒(TMV)基因，可以合成一种抗TMV蛋白，叶片对TMV具有抗感染性。烟草是重要的经济作物，由于TMV的感染会导致大幅度减产。争辩人员利用转基因技术培育出了抗TMV的烟草，主要流程如下图所示：

(1)科学家首先从绞股蓝细胞中提取抗TMV基因转录的RNA，然后合成目的基因。图中过程①表示________。
(2)由图分析，在过程③构建的重组Ti质粒上应当含有的标记基因是________基因，重组Ti质粒导入烟草体细胞的常用方法是____________________。
(3)在过程⑤培育基中除含有卡那霉素及植物必需的各种养分成格外，还必需添加________，以保证受体细胞能培育成再生植株。
(4)过程⑥可实行________的方法，检测植株是否合成了抗TMV蛋白。在个体水平的鉴定过程中，可通过________的方法来确定植株是否具有抗性。
解析：(1)由图可知，过程①表示逆转录(或反转录)。(2)由图示过程⑤培育基中含有卡那霉素可知，Ti质粒上的标记基因是卡那霉素抗性基因，将基因表达载体(重组Ti质粒)导入植物细胞中常用的方法是农杆菌转化法。(3)将受体细胞培育成再生植株需要进行植物组织培育，培育基中除含有卡那霉素及植物必需的各种养分成格外，还必需添加植物激素。(4)通过抗原—抗体杂交的方法，可检测植株是否合成了抗TMV蛋白；在个体水平上，通过接种烟草花叶病毒的方法可以确定植株是否具有抗性。
答案：(1)逆转录
(2)卡那霉素抗性　农杆菌转化法
(3)植物激素
(4)抗原—抗体杂交　接种烟草花叶病毒
10．(2022·黄山一模)我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比一般大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的养分品质。下面为培育转基因水稻过程示意图，请回答：

(1)在上述工程中，铁结合蛋白基因称为________，猎取该基因后常用________技术进行扩增。
(2)构建重组Ti质粒时，通常要用同种限制酶分别切割________和________。将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用________处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入。
(3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培育时，通过培育基2的筛选培育，可以获得________________；培育基3与培育基2的区分是________________。
(4)检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻________。
解析：本题中培育转基因水稻的目的是获得铁含量比一般大米高的大米，因此目的基由于铁结合蛋白基因，要大量获得此基因一般接受PCR技术进行扩增。要构建重组质粒要用同种限制酶切割含目的基因的DNA片段和质粒。将外植体培育成试管苗的过程要用到不同的培育基，各培育基最明显的差别在于所添加植物激素的比例不同。
答案：(1)目的基因　PCR
(2)含目的基因的DNA片段　质粒　CaCl2
(3)含有重组质粒的愈伤组织　生长素和细胞分裂素的浓度比例　(4)种子中铁含量
11．基因工程自20世纪70年月兴起之后，在短短40年间得到了飞速进展，目前成为生物科学核心技术，在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等方面呈现格外特的前景，据相关资料回答下列有关问题：

(1)如图是转基因抗冻番茄培育过程的部分示意图(ampr)为抗氨苄青霉素基因)，甲、乙表示相关结构或细胞。PstⅠ酶和Sma Ⅰ酶切割基因后将产生不同的黏性末端。图中甲代表的是________________，乙可代表________，可用________和________提取鱼的抗冻蛋白基因以避开目的基因末端发生任意连接，用此二酶切割质粒产生的DNA片段有________种。
(2)重症联合免疫缺陷病(简称SCID)是代表一种体液和细胞免疫严峻缺陷的综合征。患者先天腺苷酸脱氨酶(ada)基因缺乏，运用现代生物技术进行治疗，可以使患者的免疫功能得到很大的修复。下图表示治疗SCID的过程，在这个实例中，携带人正常ada基因的细菌相当于________，充当“分子运输车”的是________，目的基因是________，受体细胞是________________，该种治疗方法称为________________。

解析：(1)由题图知，用Pst Ⅰ酶和Sma Ⅰ酶提取鱼的抗冻蛋白基因可避开目的基因末端发生任意连接，用这两种酶切割质粒，能得到2种DNA片段。(2)由图示信息可知，携带人正常ada基因的细菌相当于基因文库，病毒相当于分子运输车，目的基因是正常ada基因，受体细胞是患者体内的T淋巴细胞，该种治疗方法称为体外基因治疗。
答案：(1)基因表达载体(或重组质粒)　番茄细胞　PstⅠ酶　SmaⅠ酶　2　(2)基因文库　病毒　腺苷酸脱氨酶(ada)基因　患者体内分别的T淋巴细胞　体外基因治疗
12．人外周血单核细胞能合成白细胞介素2(IL­2)，该蛋白可增加机体免疫功能，但在体内易被降解。争辩人员将IL­2基因与人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一个融合基因，并在酵母菌中表达，获得具有IL­2生理功能、且不易降解的IL­2­HSA融合蛋白。其技术流程如下图。请回答：

(1)除图示猎取目的基因的方法外，还有一种常见的方法是________，该方法用于________________的基因。
(2)构建基因表达载体时能够催化磷酸二酯键断裂的工具酶是________；构建好的基因表达载体必需具备启动子、目的基因、________________等结构，才能在宿主细胞内表达。图中酵母菌是目的基因的受体细胞，除微生物外，受体细胞还有________，目的基因导入受体细胞的方法________(填“相同”或“不同”)，目的基因表达载体的构建也会有所差别。
(3)基因表达载体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。
(4)基因表达载体2导入酵母菌后，融合基因转录出的mRNA中，与IL­2对应的碱基序列不能含有________(填“起始”或“终止”)密码子，才能表达出IL­2­HSA融合蛋白。
解析：(1)图示中猎取目的基因的方法是从基因文库猎取和利用PCR技术扩增，除此方法外，针对基因比较小，核苷酸序列又已知的目的基因，还可以通过化学方法直接人工合成。(2)构建基因表达载体时，需利用限制酶提取目的基因和切割载体，其能够催化磷酸二酯键断裂。构建好的基因表达载体必需具备启动子、目的基因、终止子和标记基因等结构。植物、动物和微生物细胞均可成为受体细胞，导入不同受体细胞的方法不同，目的基因表达载体的构建也会有所差异。(3)由图示可知，位点a为限制酶Bgl Ⅱ的识别位点，才能成功构建表达载体2。(4)将IL­2基因与人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一个融合基因，转录出mRNA，与IL­2对应的碱基序列不能含有终止密码子， &nbsp;才能够表达出IL­2­HSA融合蛋白。
答案：(1)化学方法人工合成　基因比较小，核苷酸序列又已知　(2)限制酶　终止子和标记基因　植物细胞和动物细胞　不同　(3)a　(4)终止
其次讲细胞工程

学问点一　植物细胞工程
1．植物组织培育
(1)理论基础：植物细胞的全能性。
(2)填写操作过程图：
―→
图中①脱分化，②再分化，A表示愈伤组织，B表示胚状体或丛芽。
2．植物体细胞杂交技术

(1)过程①为去除细胞壁获得具有活力的原生质体，常用方法是酶解法，所用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
(2)过程②是原生质体的融合，人工诱导的物理方法包括离心、振动、电刺激等；化学方法一般用聚乙二醇作诱导剂。
(3)过程③是原生质体融合后再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。
学问点二　动物细胞培育
1．填写动物细胞培育的操作流程图

2．动物细胞培育的条件
(1)无菌、无毒的环境。
(2)养分：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素之外，还通常需加入血清等自然 成分。
(3)适宜的温度和pH：温度为36.5℃±0.5℃，pH为7.2～7.4。
(4)气体环境：CO2和O2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培育液的pH。
学问点三　体细胞核移植技术

学问点四、单克隆抗体
(1)制备过程：
筛选
&nbsp; &nbsp; 单克隆抗体杂交瘤细胞
(2)单克隆抗体的特点：特异性强、灵敏度高。

一、理解运用力气
推断下列叙述的正误。
(1)理论上，每个正常活细胞都具有全能性(√)
(2)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(×)
(3)愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的(×)
(4)原生质体融合的原理是细胞膜的流淌性(√)
(5)再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合成功的标志(√)
(6)传代培育的细胞失去接触抑制现象(×)
(7)原代培育和传代培育都需要用胰蛋白酶处理(√)
(8)动物细胞核移植的受体细胞是卵细胞(×)
(9)克隆动物的性状与供体动物完全相同(×)
(10)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点(√)
(11)杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生专一性抗体(√)
二、读图析图力气

据动物细胞培育过程回答下列问题：
(1)能否用胃蛋白酶处理动物组织块，使之分散成单个细胞？为什么？
答案：不行以，由于培育液pH为7.2～7.4，胃蛋白酶的最适pH为1.8左右。
(2)细胞获得不死性是在原代培育过程中，还是在传代培育过程中？
答案：传代培育过程中。
(3)冷冻保存的细胞为什么要选10代以内的培育细胞？
答案：保持细胞正常的二倍体核型。
[理清脉络]

考点一|植物组织培育与动物细胞培育

植物组织培育与动物细胞培育的异同
项目
植物组织培育
动物细胞培育
理论基础
植物细胞全能性
细胞增殖
培
养
基
类型
固体或半固体培育基
液体培育基
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
动物胚胎或诞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，不形成个体，不体现全能性
目的
①植株快速繁殖
②脱毒植株的培育
③人工种子
④生产药物、杀虫剂等
⑤转基因植物的培育
①蛋白质生物制品的生产
②皮肤移植材料的培育
③检测有毒物质
④生理、病理、药理学争辩
相同点
①两技术手段培育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
②均为无菌操作，需要适宜的温度、pH等条件
[典例1]　(2022·黄山模考)下面为植物组织培育过程图解，以下相关叙述错误的是(　　)

A．b过程发生了脱分化，在此过程中植物激素不发挥作用
B．c过程发生了再分化，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程
C．d过程是在胚状结构外包裹人工胚乳和人工种皮制成人工种子
D．人工种子可以解决有些作物品种繁殖力气差、结子困难或发芽率低等问题
[解析]　脱分化过程需要生长素和细胞分裂素共同发挥作用，选项A错误。
[答案]　A

1．具有全能性≠体现(实现)全能性
(1)具有全能性：理论上，活细胞都具有全能性。
(2)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：受精卵 &gt;生殖细胞&gt;体细胞
动物细胞：受精卵&gt;生殖细胞&gt;胚胎干细胞&gt;体细胞核(动物细胞全能性受限制，但细胞核具有全能性)
3．原代培育和传代培育
(1)原代培育：
可有两种表述：a.细胞悬液第一次在瓶中培育，没有分瓶培育之前的细胞培育；b.第1代细胞的培育与传10代以内的细胞培育统称为原代培育。两种表述没有本质区分。
(2)传代培育：
同样有两种表述：a.细胞悬液培育一段时间后，分瓶再进行的细胞培育；b.传1</p>