高中生物二輪復(fù)習(xí)教案省公開課一等獎(jiǎng)全國示范課微課金獎(jiǎng)

專題八當(dāng)代生物科技專題1/611.基因工程誕生(Ⅰ)。2.基因工程原理及技術(shù)(Ⅱ)。3.基因工程應(yīng)用(Ⅱ)。4.蛋白質(zhì)工程(Ⅰ)。5.植物組織培養(yǎng)(Ⅱ)。6.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆(Ⅰ)。7.細(xì)胞融合與單克隆抗體(Ⅱ)?？季V要求基因工程和細(xì)胞工程第

講12/61構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)3/61欄目索引考點(diǎn)一基因工程考點(diǎn)二細(xì)胞工程4/61考點(diǎn)一基因工程重點(diǎn)提煉命題視角題組對(duì)基因工程操作工具與操作步驟綜合考查5/61重點(diǎn)提煉1.基因工程基本工具

限制酶DNA連接酶載體作用切割目標(biāo)基因和載體拼接DNA片段，形成重組DNA分子攜帶目標(biāo)基因進(jìn)入受體細(xì)胞作用部位兩核苷酸脫氧核糖與磷酸間形成磷酸二酯鍵

6/61作用特點(diǎn)(條件)(1)識(shí)別特定核苷酸序列；(2)在特定位點(diǎn)上切割DNA分子(1)E·coliDNA連接酶只能連接黏性末端；(2)T4DNA連接酶能連接黏性末端和平末端(1)能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復(fù)制；(2)有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)；(3)含有特殊標(biāo)識(shí)基因7/612.基因工程操作程序(1)目標(biāo)基因獲?、購幕蛭膸熘蝎@取。②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增：其實(shí)質(zhì)是在體外對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行大量復(fù)制。③用化學(xué)方法人工合成a.對(duì)于核苷酸序列已知直接人工合成。b.可經(jīng)過反轉(zhuǎn)錄法獲取，即mRNA逆轉(zhuǎn)錄酶單鏈DNADNA聚合酶雙鏈DNA。8/61(2)基因表示載體構(gòu)建①基因表示載體組成：目標(biāo)基因＋開啟子＋終止子＋標(biāo)識(shí)基因＋復(fù)制原點(diǎn)。②基因表示載體構(gòu)建方法9/61(3)將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞生物種類植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞慣用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法等顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法(Ca2＋處理法)受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞10/61(4)目標(biāo)基因檢測(cè)與判定類型步驟檢測(cè)內(nèi)容方法結(jié)果顯示分子檢測(cè)第一步目標(biāo)基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞DNA分子雜交(DNA和DNA之間)是否成功顯示出雜交帶第二步目標(biāo)基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA分子雜交技術(shù)(DNA和mRNA之間)是否成功顯示出雜交帶第三步目標(biāo)基因是否翻譯出蛋白質(zhì)抗原—抗體雜交是否成功顯示出雜交帶11/61個(gè)體水平判定做抗蟲或抗病接種試驗(yàn)，以確定是否有抗性以及抗性程度；基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品功效進(jìn)行活性比較，以確定功效是否相同12/611.攜帶鏈霉素抗性基因受體菌篩選必須經(jīng)過分子檢測(cè)(·天津，4A)(

)2.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉植株抗蟲效果判定必須經(jīng)過分子檢測(cè)(·天津，4C)(

)3.一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一個(gè)特定脫氧核苷酸序列(·全國Ⅱ，4A)(

)4.用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒核酸(·浙江，2A)(

)錯(cuò)混診療×√××13/615.每個(gè)重組質(zhì)粒最少含一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)(·浙江，6B)(

)6.自然界中天然存在噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上，屬于基因工程(·綱領(lǐng)全國Ⅱ，5D)(

)7.轉(zhuǎn)抗蟲基因植物，不會(huì)造成昆蟲群體抗性基因頻率增加(·江蘇，18B)(

)8.重組質(zhì)粒與探針能進(jìn)行分子雜交是因?yàn)镈NA分子脫氧核糖和磷酸交替連接(·安徽，6C)(

)×

√

×

×

14/619.應(yīng)用DNA探針技術(shù)，能夠檢測(cè)轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目標(biāo)基因存在及其完全表示(·四川，5D)(

)10.動(dòng)物生長(zhǎng)激素基因轉(zhuǎn)入植物后不能表示(·江蘇，18C)(

)×

×

15/61命題視角題組對(duì)基因工程操作工具與操作步驟綜合考查1.(·重慶，4)下列圖是利用基因工程培育抗蟲植物示意圖。以下相關(guān)敘述，正確是(

)A.②構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參加B.③侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒整合到④染色體上C.④染色體上若含抗蟲基因，則⑤就表現(xiàn)出抗蟲性狀D.⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異16/61解析

A項(xiàng)，②為重組Ti質(zhì)粒，其構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。B項(xiàng)，含重組Ti質(zhì)粒農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞后，重組Ti質(zhì)粒上目標(biāo)基因整合到受體細(xì)胞(④)染色體上，而并非整個(gè)重組Ti質(zhì)粒整合到④染色體上。C項(xiàng)，目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不一定能進(jìn)行表示，所以抗蟲基因?qū)胫参锛?xì)胞后，培育成植株也不一定含有抗蟲性狀。17/61D項(xiàng)，轉(zhuǎn)基因抗蟲植株是否培育成功，能夠從個(gè)體水平上進(jìn)行檢測(cè)，即觀察植株是否含有抗蟲性狀，假如含有抗蟲性狀則說明發(fā)生了可遺傳變異(基因重組)。答案

D18/612.(·海南，31)下面是將某細(xì)菌基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”示意圖。19/61請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)取得A有兩條路徑：一是以AmRNA為模板，在____________催化下，合成互補(bǔ)單鏈DNA，然后在______________作用下合成雙鏈DNA，從而取得所需基因；二是依據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)__________序列，推測(cè)出對(duì)應(yīng)mRNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，推測(cè)其DNA______________序列，再經(jīng)過化學(xué)方法合成所需基因。20/61(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)，需要在反應(yīng)體系中添加有機(jī)物質(zhì)有________、________、4種脫氧核苷酸和耐熱性DNA聚合酶，擴(kuò)增過程能夠在PCR擴(kuò)增儀中完成。(3)由A和載體B拼接形成C通常稱為_____________。(4)在基因工程中，慣用Ca2＋處理D，其目標(biāo)是__________________________________________________________________________________________________。21/61解析

(1)利用反轉(zhuǎn)錄法合成目標(biāo)基因過程是：以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶催化作用下合成單鏈DNA，然后在DNA聚合酶作用下，合成雙鏈DNA分子；依據(jù)蛋白質(zhì)工程合成目標(biāo)基因過程是：依據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)氨基酸序列，推測(cè)對(duì)應(yīng)mRNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，推測(cè)DNA中脫氧核苷酸排列次序，經(jīng)過化學(xué)方法合成。22/61(2)PCR過程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。(3)目標(biāo)基因和載體結(jié)合，形成基因表示載體。(4)在利用大腸桿菌做受體細(xì)胞時(shí)，需要先用Ca2＋處理，使之成為感受態(tài)細(xì)胞，有利于其吸收重組DNA分子。答案

(1)逆轉(zhuǎn)錄酶DNA聚合酶氨基酸脫氧核苷酸(2)引物模板(A基因)

(3)基因表示載體(4)使其成為感受態(tài)細(xì)胞，有利于吸收重組DNA分子23/61總結(jié)提升比較限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶和解旋酶項(xiàng)目限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脫氧核苷酸DNA分子24/61作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵堿基對(duì)間氫鍵作用結(jié)果形成黏性末端或平末端形成重組DNA分子形成新DNA分子形成單鏈DNA分子25/61考點(diǎn)二細(xì)胞工程重點(diǎn)提煉命題視角題組一從植物細(xì)胞工程進(jìn)行命題題組二從動(dòng)物細(xì)胞工程展開命題26/61重點(diǎn)提煉1.細(xì)胞工程幾個(gè)流程圖比較細(xì)胞工程技術(shù)技術(shù)過程圖示植物組織培養(yǎng)27/61動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交28/61動(dòng)物細(xì)胞融合29/61核移植30/61單克隆抗體制備31/612.輕易混同三種細(xì)胞——雜種細(xì)胞、重組細(xì)胞和雜交細(xì)胞(1)雜種細(xì)胞：植物體細(xì)胞雜交過程中，兩種細(xì)胞去掉細(xì)胞壁之后形成原生質(zhì)體融合，融合原生質(zhì)體出現(xiàn)細(xì)胞壁之后形成細(xì)胞叫雜種細(xì)胞。(2)重組細(xì)胞：體細(xì)胞細(xì)胞核移植到去核卵母細(xì)胞之后形成細(xì)胞叫重組細(xì)胞。(3)雜交細(xì)胞：動(dòng)物細(xì)胞融合形成細(xì)胞常稱為雜交細(xì)胞。32/613.從結(jié)果來分析原理(1)植物體細(xì)胞雜交：植物體細(xì)胞雜交包含兩個(gè)過程，一是植物細(xì)胞融合，二是雜種細(xì)胞植物組織培養(yǎng)。其最終止果是形成雜種植株，產(chǎn)生了一個(gè)生物體，所以其原理是：細(xì)胞膜流動(dòng)性和細(xì)胞全能性。(2)動(dòng)物細(xì)胞融合：動(dòng)物細(xì)胞融合形成雜交細(xì)胞，雜交細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，取得大量克隆細(xì)胞，但沒有形成生物體，所以動(dòng)物細(xì)胞融合原理是細(xì)胞增殖和細(xì)胞膜流動(dòng)性，不包含細(xì)胞全能性。33/614.對(duì)細(xì)胞核移植技術(shù)分析(1)細(xì)胞核移植技術(shù)形成重組細(xì)胞并發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體，表達(dá)了細(xì)胞核全能性而非動(dòng)物細(xì)胞全能性。(2)克隆屬于無性繁殖，產(chǎn)生新個(gè)體性別、絕大多數(shù)性狀與供核親本一致。(3)核移植技術(shù)取得動(dòng)物與供核動(dòng)物性狀不完全相同原因：①克隆動(dòng)物絕大部分DNA來自于供體細(xì)胞核，但其線粒體中DNA來自于去核卵細(xì)胞。②性狀受基因與環(huán)境共同影響。③在個(gè)體發(fā)育過程中有可能發(fā)生基因突變，產(chǎn)生供核動(dòng)物沒有性狀。34/611.產(chǎn)生抗人白細(xì)胞介素-8抗體雜交瘤細(xì)胞篩選必須經(jīng)過分子檢測(cè)(·天津，4B)(

)2.21三體綜合征診療必須經(jīng)過分子檢測(cè)(·天津，4D)(

)3.培育草莓脫毒苗所采取主要技術(shù)是組織培養(yǎng)(·廣東，2A)(

)4.去除植物細(xì)胞細(xì)胞壁和將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞均需酶處理(·全國Ⅰ，5B)(

)錯(cuò)混診療√

×

√

√

35/615.培養(yǎng)保留接觸抑制細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞(·浙江，4A)(

)6.動(dòng)物雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生單克隆抗體表達(dá)了細(xì)胞全能性(·江蘇，22C)(

)7.體細(xì)胞雜交技術(shù)可用于克隆動(dòng)物和制備單克隆抗體(·江蘇，14B)(

)8.單克隆抗體技術(shù)能夠用于治療老年癡呆癥(·江蘇，17C)(

)√

×

×

×

36/61命題視角題組一從植物細(xì)胞工程進(jìn)行命題37/61(1)培育胚狀體利用了__________________這一項(xiàng)生物技術(shù)，胚狀體再繼續(xù)培養(yǎng)，則可培育出完整植株，這表達(dá)了________________。培養(yǎng)基中除了含有一定營(yíng)養(yǎng)外，還必須含有________________等植物激素，還需要對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行嚴(yán)格________________。(2)假如愈傷組織是三七葉肉細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生，若為了取得三七細(xì)胞產(chǎn)物，則只需要培養(yǎng)到________________；若為了取得三七人工種子，則需要培養(yǎng)到________________。假如愈傷組織是棉花葉肉細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生，經(jīng)過基因工程要獲取抗蟲棉，目標(biāo)基因?qū)朊藁ㄓ鷤M織細(xì)胞慣用方法是________________法。38/61(3)從葉片葉肉細(xì)胞到取得胚狀體過程中，必須要經(jīng)過________________。①無絲分裂②有絲分裂③減數(shù)分裂④原代培養(yǎng)⑤傳代培養(yǎng)⑥植物體細(xì)胞雜交⑦細(xì)胞融合⑧脫分化⑨再分化39/61解析

(1)離體植物細(xì)胞經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，經(jīng)過再分化形成含有根和芽胚狀體，再經(jīng)過細(xì)胞分裂、分化發(fā)育成一個(gè)完整植株。該技術(shù)稱為植物組織培養(yǎng)，其原理為植物細(xì)胞全能性。培養(yǎng)基成份為水、無機(jī)鹽、維生素、氨基酸、蔗糖、植物激素(生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素等)等；培養(yǎng)基要求進(jìn)行嚴(yán)格滅菌。40/61(2)三七細(xì)胞產(chǎn)物為細(xì)胞代謝產(chǎn)物，將三七葉肉細(xì)胞培養(yǎng)到愈傷組織即可；取得人工種子需培養(yǎng)至胚狀體；棉花為雙子葉植物，導(dǎo)入抗蟲基因慣用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(3)離體葉肉細(xì)胞培養(yǎng)到胚狀體過程中必須經(jīng)過脫分化和有絲分裂形成愈傷組織，再分化和有絲分裂形成含有根和芽胚狀體。答案

(1)植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞全能性細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素滅菌(2)愈傷組織胚狀體農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化(3)②⑧⑨41/612.下列圖是細(xì)胞融合示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答以下問題：(1)過程①②應(yīng)使用________________________處理細(xì)胞，以去除植物細(xì)胞壁。(2)假如將已去除細(xì)胞壁植物細(xì)胞放入等滲溶液中，細(xì)胞展現(xiàn)什么形狀？________________。42/61(3)過程③誘導(dǎo)方法有__________和__________兩大類。(4)過程④是細(xì)胞壁再生過程，與此過程親密相關(guān)細(xì)胞器是____________。(5)⑤過程中進(jìn)行細(xì)胞分裂方式是________，該過程先誘導(dǎo)細(xì)胞分裂形成________，再由它分化形成雜種植物幼苗。(6)融合細(xì)胞需要在培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)。人工合成培養(yǎng)基中除水、蔗糖、維生素、有機(jī)添加物、無機(jī)物質(zhì)外，______________是植物細(xì)胞培養(yǎng)成雜種植物幼苗不能缺乏調(diào)整物質(zhì)。43/61解析

(1)過程①②應(yīng)使用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁取得原生質(zhì)體。(2)去除細(xì)胞壁原生質(zhì)體是球形，在等滲溶液中，細(xì)胞形態(tài)不變。(3)用物理法和化學(xué)法可誘導(dǎo)過程③完成原生質(zhì)體融合。(4)高爾基體與植物細(xì)胞壁形成相關(guān)。(5)雜種植株形成雜種幼苗過程中進(jìn)行是有絲分裂，該過程先經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，再由它分化形成雜種植物幼苗。44/61(6)植物組織培養(yǎng)基中除水、蔗糖、維生素、有機(jī)添加物、無機(jī)物質(zhì)外，還需要加入植物激素(或生長(zhǎng)調(diào)整物質(zhì))，誘導(dǎo)愈傷組織完成再分化過程，形成雜種植物幼苗。答案

(1)纖維素酶、果膠酶(2)球形(3)物理法化學(xué)法(4)高爾基體(5)有絲分裂愈傷組織(6)植物激素(或生長(zhǎng)調(diào)整物質(zhì))45/61易錯(cuò)警示1.雜種細(xì)胞形成標(biāo)志：新細(xì)胞壁生成。2.雜種植株遺傳物質(zhì)改變：雜種植株變異類型屬于染色體變異，雜種植株染色體數(shù)目通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，雜種植株屬于異源多倍體。46/61命題視角題組二從動(dòng)物細(xì)胞工程展開命題3.動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)時(shí)，通常要在培養(yǎng)基中補(bǔ)充一定濃度一些物質(zhì)。如圖是血清對(duì)正常細(xì)胞和癌細(xì)胞培養(yǎng)影響試驗(yàn)結(jié)果。據(jù)圖回答以下問題：47/61(1)與體細(xì)胞增殖相比，癌細(xì)胞細(xì)胞周期________(填“較長(zhǎng)”“較短”或“不變”)。(2)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，通常在合成培養(yǎng)基中加入適量血清，其原因是_______________________________。(3)細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行，CO2作用是_____________________________________。(4)在兩種細(xì)胞生長(zhǎng)過程中，正常細(xì)胞鋪滿瓶壁時(shí)，其生長(zhǎng)________。藥品試驗(yàn)需要大量細(xì)胞，兩種細(xì)胞頻繁傳代，癌細(xì)胞比正常細(xì)胞能夠傳代次數(shù)更_______。(5)為了預(yù)防細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌污染，可向培養(yǎng)液中加入適量____________。48/61解析

(1)與體細(xì)胞相比較，癌細(xì)胞分裂速度更加快，細(xì)胞周期較短。(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)通常要在培養(yǎng)基中加入血清等物質(zhì)，血清含有各種未知促細(xì)胞生長(zhǎng)因子及其它活性物質(zhì)，能促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖。(3)向培養(yǎng)基中通入一定濃度CO2以維持培養(yǎng)液pH。(4)正常細(xì)胞鋪滿瓶壁時(shí)，會(huì)出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象，使其生長(zhǎng)停頓；因?yàn)榘┘?xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，能無限增殖，所以傳代次數(shù)更多。49/61(5)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，應(yīng)向培養(yǎng)液中加入適量抗生素以預(yù)防細(xì)胞培養(yǎng)過程中細(xì)菌污染。答案

(1)較短(2)血清能夠補(bǔ)充合成培養(yǎng)基中缺乏物質(zhì)(3)維持培養(yǎng)液pH

(4)停頓多(5)抗生素50/614.(·新課標(biāo)Ⅰ，40)某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測(cè)定各小鼠血清抗體效價(jià)(能檢測(cè)出抗原抗體反應(yīng)血清最大稀釋倍數(shù))，結(jié)果以下列圖所表示。51/61若要制備雜交瘤細(xì)胞，需取免疫后小鼠B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目為40條)，并將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)小鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目為60條)按一定百分比加入試管中，再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測(cè)，得到不停分泌抗A抗體雜交瘤細(xì)胞。52/61回答以下問題：(1)制備融合所需B淋巴細(xì)胞時(shí)，所用免疫小鼠血清抗體效價(jià)需到達(dá)16000以上，則小鼠最少需要經(jīng)過________次免疫后才能有符合要求。到達(dá)要求后X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適適用于制備B淋巴細(xì)胞是________小鼠，理由是________________________。(2)細(xì)胞融合試驗(yàn)完成后，融合體系中除含有未融合細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外，可能還有__________________________________________________，體系中出現(xiàn)各種類型細(xì)胞原因是________________________________。53/61(3)雜交瘤細(xì)胞中有________個(gè)細(xì)胞核，染色體數(shù)目最多是________條。(4)未融合B淋巴細(xì)胞經(jīng)屢次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是____________________。54/61解析

(1)據(jù)圖分析可知，第四次注射后X、Y、Z小鼠血清抗體效價(jià)幾乎都到達(dá)16000以上，小鼠Y血清抗體效價(jià)最高，最適適用于制備單克隆抗體。(2