【全国通用】2021年高考生物二轮专题讲义（8）现代生物科技专题讲义

专题八 现代生物科技专题第课时基因工程与克隆手艺考点一基因工程1基因工程的底子东西(填空)2基因工程的底子操作法式(填空)(1)目标基因的获取路子：体例详细操作直接分袂从自然界已有的物种中分袂，如从基因文库中获取人工合成化学合成核苷酸序列的较小基因，直接操纵DNA合成仪用化学体例合成，不需要模板逆转录法以mRNA为模板，在逆转录酶感化下人工合成PCR手艺扩增道理：DNA复制；前提：模板DNA、引物、脱氧核苷酸、热不变的DNA聚合酶过程(2)基因表达载体的构建重组质粒的构建：表达载体的组成：目标基因启动子终止子标识表记标帜基因复制原点。启动子和终止子：启动子是RNA聚合酶连系位点，启动转录；终止子是终止转录的位点。(3)将目标基因导入受体细胞：植物细胞动物细胞微生物细胞常用体例农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法显微打针手艺感触感染态细胞法(用Ca2处置)受体细胞受精卵、体细胞受精卵原核细胞(4)目标基因的检测与判定：导入检测：DNA分子杂交手艺(利用DNA探针)。表达检测个别生物学水平判定：如对转基因作物进展抗虫或抗病等接种尝试。3卵白质工程(填空)(1)启动子和终止暗码子均在胰岛素基因的转录中起感化(2021·重庆卷，T6D)(×)(2)携带链霉素抗性基因受体菌的挑选必需经由过水平子检测(2021·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。今朝在P1的根底上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，起首要做的是按照P1氨基酸序列设计多条模拟肽()(4)重组质粒与探针能进展分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸瓜代毗连(×)(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为增添油菜种子的含油量，研究人员测验考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。酶D基因、转运肽基因所含三种限制酶(Cla、Sac、Xba)的切点如下列图。请回答以下问题：(1)用限制酶_和_酶处置两个基因后，可获得A、D端相连的目标基因。(2)将上述目标基因插入如下列图质粒的_中，构建_，然后将其导入农杆菌中。(3)操纵_法将目标基因导入油菜叶片中，并经由过程挑选获得转基因油菜细胞，经由过程_手艺可培育成转基因油菜植株。(4)用_法可检测转基因油菜的染色体DNA上是否插入了目标基因，用_法可检测转基因油菜植株中的目标基因是否翻译成卵白质。解析：(1)用限制酶Cla和DNA毗连酶处置两个基因后，就能获得A、D端相连的目标基因。(2)将上述目标基因插入题图所示质粒的T­DNA中，构建基因表达载体，并导入农杆菌中。(3)采用农杆菌转化法将目标基因导入油菜体细胞中。获得转基因油菜细胞后，可经由过程植物组织培育手艺将其培育成转基因油菜植株。(4)用DNA分子杂交法可检测转基因油菜的染色体DNA上是否插入了目标基因，用抗原抗体杂交法可检测转基因油菜植株中的目标基因是否成功表达出相关的卵白质。谜底：(1)ClaDNA毗连(2)T­DNA基因表达载体(3)农杆菌转化植物组织培育(4)DNA分子杂交抗原抗体杂交2(2021·江苏高考)金属硫卵白(MT)是一类普遍存在的金属连系卵白，某研究小组方案经由过程多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目标基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处置。PCR扩增过程示意图如下，请回答以下问题：(1)从高表达MT卵白的生物组织中提取mRNA，经由过程_获得_用于PCR扩增。(2)设计一对与MT基因两头序列互补配对的引物(引物1和引物2)，为便利构建重组质粒，在引物中需要增添恰当的_位点。设计引物时需要防止引物之间形成_，而造成引物自连。(3)图中步调1代表_，步调2代表退火(复性)，步调3代表延长，这三个步调组成一轮轮回。(4)PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关头。退火温渡过高会粉碎_的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度一样但_的引物需要设定更高的退火温度。(5)假如PCR反应得不到任何扩增产物，那么可以采纳的改进办法有_(填序号：升高退火温度降低退火温度从头设计引物)。解析：(1)PCR手艺可在体外对DNA进展扩增，模板可所以mRNA颠末逆转录获得的cDNA。(2)设计一对与MT基因两头序列互补配对的引物(引物1和引物2)时，需在引物中增添恰当的限制性核酸内切酶的识别序列，便于目标基因与质粒的毗连。为了防止引物自连，设计引物时需要防止引物之间形成碱基互补配对。(3)按照PCR的过程可知，图中步调1为变性，步调2为退火(复性)，步调3为延长，这三个步调组成一个轮回。(4)退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，过高的退火温度会粉碎引物与模板的碱基配对。因G、C之间的氢键数多于A、T之间的氢键数，故GC含量高的引物需要设定更高的退火温度。(5)假如PCR反应得不到任何扩增产物，可能的原因是退火温渡过高使扩增效率降低，也可能是未按照目标基因两头的核苷酸序列来设计引物，是以可以采纳的办法是降低退火温度、从头设计引物等。谜底：(1)逆转录cDNA(2)限制性核酸内切酶碱基互补配对(3)变性(4)引物与模板GC含量高 (5)考点二克隆手艺1植物细胞工程的底子手艺(填图)2动物细胞培育(填图)3动物细胞核移植手艺(填图)4动物细胞交融与单克隆抗体(填图)(1)培育草莓脱毒苗所采用的首要手艺是植物组织培育()(2)细胞核移植首要在同种动物、同种组织的细胞之间进展(2021·江苏卷，T3B)(×)(3)去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分离成单个细胞均需酶处置()(4)培育保留接触按捺的细胞在培育瓶壁上可形成多层细胞(×)(5)动物杂交瘤细胞发生单克隆抗体表达了细胞的万能性(×)(6)体细胞杂交手艺可用于克隆动物和制备单克隆抗体(×)1研究小组用泥土农杆菌与陆地棉叶肉细胞原生质体配合培育获得了转基因陆地棉，过程如下。请回答以下问题：(1)图a暗示从已经消毒的叶片中剪取部分植物组织细胞，图b暗示制备原生质体，培育皿中要加纤维素酶和果胶酶，其原因是_。 (2)图c暗示用培育基培育原生质体，培育基中加入了适宜浓度的蔗糖，其首要感化是_和_。培育一段时候后，将其与泥土农杆菌夹杂培育，使重组Ti质粒进入_，重组Ti质粒上_段携带了目标基因，可以整合到植物细胞的 _上。然后经由过程离心(图d)的体例，除去多余的泥土农杆菌。(3)图e暗示将原生质体培育成愈伤组织，然后将其转移到含有必然抗生素的培育基中进展培育(图f)，抗生素的感化是_。(4)将愈伤组织转移培育基继续培育(图g)，同时注重调整植物发展调节剂的种类和含量，其原因是_，最终获得完好的植株(图h)。解析：图示是经由过程泥土农杆菌与植物细胞原生质体共培育的体例获得转基因植物的过程。a为获取植物细胞；b为去除细胞壁获取原生质体的过程；c为用培育基培育原生质体；d为泥土农杆菌与植物细胞原生质体共培育；e暗示脱分化过程；f暗示用选择培育基进展挑选培育；g暗示再分化过程；h暗示转基因植物幼苗。(1)图b暗示用纤维素酶和果胶酶处置来制备原生质体，原因是植物细胞壁的首要成分是纤维素和果胶，纤维素酶和果胶酶可除去细胞壁。(2)图c暗示用培育基培育原生质体，培育基中加入了适宜浓度的蔗糖，其首要感化是为原生质体供给碳源、能源和调节浸透压维持原生质体的形态，将其与泥土农杆菌配合培育，使携带目标基因的Ti质粒的T­DNA进入植物细胞，整合到植物细胞的染色体(染色体DNA)上，然后经由过程离心的体例，除去多余的泥土农杆菌。(3)图e暗示将原生质体培育成愈伤组织，然后将其转移到含有必然抗生素的培育基中进展培育(图f)，抗生素的感化是挑选出含目标基因的植物细胞。(4)植物发展调节剂的种类和含量会影响愈伤组织的分化，故将愈伤组织转移培育基继续培育(图g)，同时注重调整植物发展调节剂的种类和含量。谜底：(1)植物细胞壁的首要成分是纤维素和果胶，纤维素酶和果胶酶可除去细胞壁(2)为原生质体供给碳源和能源调节浸透压维持原生质体的形态原生质体(植物细胞)T­DNA染色体(染色体DNA)(3)挑选出含目标基因的植物细胞(4)植物发展调节剂的种类和含量会影响愈伤组织的分化2科学家将某些诱导基因转入小鼠的纤维母细胞中成功获取诱导干细胞，这类细胞经诱导可分化为肝细胞、神经细胞、上皮细胞等，同时诱导干细胞也为单克隆抗体的制备供给了一条新思绪，详细过程如下列图。请回答以下相关问题：(1)与纤维母细胞比拟，诱导干细胞分化水平_。过程的本质是_。在培育诱导干细胞时需要无菌、无毒的情况，凡是需要在培育液中添加必然量的_，以防培育过程中的污染；同时为了知足营养需求 ，在人工配制的合成培育基中凡是需要加入_等一些自然成分。细胞培育所需要的气体主如果氧气和二氧化碳，二氧化碳的感化是_。(2)图中的Y细胞凡是从小鼠的_(填器官名称)中抽取。过程假如采用化学试剂诱导交融，那么该化学试剂凡是是_。只考虑细胞两两交融，Z细胞的类型有_种，假如Z细胞为X细胞和Y细胞交融后的杂种细胞，那么Z细胞的特点是_。与传统抗体比拟，单克隆抗体的利益是_。解析：(1)诱导干细胞具有分化成多种细胞的才能，分化水平较低，而分化成分歧细胞的过程就是基因选择性表达的过程。在培育动物细胞时需要无菌、无毒的情况，凡是需要在培育液中添加必然量的抗生素，以防培育过程中的污染；同时为了知足营养需求，在人工配制的合成培育基中凡是需要加入血清、血浆等一些自然成分。细胞培育所需要的气体主如果氧气和二氧化碳，二氧化碳的感化是维持培育液的pH。(2)图中的Y细胞为B淋巴细胞，凡是从小鼠的脾脏中抽取。诱导细胞交融的化学试剂凡是是聚乙二醇(PEG)。只考虑细胞两两交融，X细胞和Y细胞可形成3种交融细胞，即XX细胞、YY细胞、XY细胞。X细胞和Y细胞交融后的杂种细胞(杂交瘤细胞)的特点是既能年夜量滋生，又能发生专一性的抗体。与传统抗体比拟，单克隆抗体的利益是特异性强、活络度高，并可以年夜量制备。谜底：(1)低基因的选择性表达抗生素血清、血浆维持培育液的pH(2)脾脏聚乙二醇(PEG)3既能年夜量滋生，又能发生专一性的抗体特