1、 基因工程是當前生命科學基因工程是當前生命科學研究的熱點和前沿之一，基因研究的熱點和前沿之一，基因診斷、基因治療、基因產(chǎn)品在診斷、基因治療、基因產(chǎn)品在人們生活中的出現(xiàn)日漸頻繁。人們生活中的出現(xiàn)日漸頻繁。基因工程的原理、技術與應用基因工程的原理、技術與應用是選修是選修3的重要考點，且經(jīng)常與的重要考點，且經(jīng)常與胚胎工程、微生物的培養(yǎng)、克胚胎工程、微生物的培養(yǎng)、克隆技術、組織培養(yǎng)等知識進行隆技術、組織培養(yǎng)等知識進行綜合考查。動物細胞培養(yǎng)及應綜合考查。動物細胞培養(yǎng)及應用、植物組織培養(yǎng)與植物體細用、植物組織培養(yǎng)與植物體細胞雜交在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用也胞雜交在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用也是重要的考點。是重要的考點。 (

2、1)縱向聯(lián)系，系統(tǒng)復習。結合縱向聯(lián)系，系統(tǒng)復習。結合基因的結構與功能、細胞結構基因的結構與功能、細胞結構、生態(tài)系統(tǒng)等內(nèi)容，全面系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等內(nèi)容，全面系統(tǒng)地復習基因工程、細胞工程及地復習基因工程、細胞工程及生態(tài)工程等內(nèi)容。生態(tài)工程等內(nèi)容。(2)運用比較法，避免認識誤區(qū)運用比較法，避免認識誤區(qū)。選修。選修3中易混的基本概念較多中易混的基本概念較多，建議用比較法區(qū)分兩種有關，建議用比較法區(qū)分兩種有關聯(lián)或具有某方面的相似特征以聯(lián)或具有某方面的相似特征以及容易混淆的概念和原理，這及容易混淆的概念和原理，這樣有助于使基本概念、原理清樣有助于使基本概念、原理清晰化；突出專有名詞和術語的晰化；突出專有名詞

3、和術語的合理使用，避免張冠李戴，生合理使用，避免張冠李戴，生搬硬套。搬硬套。 第1講 基因工程與細胞工程1(2011四川)北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復序列，該序列重復次數(shù)越多，抗凍能力越強。下圖是獲取轉基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關敘述正確的是 基因工程基因工程A過程獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序B將多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達的新基因，不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白C過程構成的重組質(zhì)粒缺乏標記基因，需要轉入農(nóng)桿菌才能進行篩選D應用DNA探針技術，可以檢測轉基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達解析因為一種氨基酸可能對應多種密碼

4、子、真核生物體內(nèi)的基因復雜等因素，導致逆轉錄合成的目的基因與原基因有較大的差異，所以人工合成的目的基因不能用于比目魚基因組測序，A選項錯誤；抗凍蛋白的11個氨基酸的重復序列重復次數(shù)越多，抗凍能力越強，并不是抗凍基因的編碼區(qū)重復次數(shù)越多抗凍能力越強，抗凍基因編碼區(qū)依次相連形成的新基因已不是原來的抗凍基因，因此不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白，B選項正確；農(nóng)桿菌轉化法是將目的基因?qū)胫参锛毎淖畛Ｓ梅椒?，不是為了篩選含有標記基因的質(zhì)粒，C選項錯誤，應用DNA探針技術，可以檢測轉基因植物中目的基因的存在，但不能完成對目的基因表達的檢測，D選項錯誤。答案B1基本工具限制酶限制酶DNA連接酶連接酶載體載體作

5、用作用切割目的基切割目的基因和載體因和載體拼接拼接DNA片段，片段，形成重組形成重組DNA攜帶目的基因攜帶目的基因進入受體細胞進入受體細胞作用作用部位部位兩核苷酸的脫氧核糖與磷酸間形兩核苷酸的脫氧核糖與磷酸間形成的磷酸二酯鍵成的磷酸二酯鍵作用作用特點特點(條件條件)(1)識別特定識別特定的核苷酸序的核苷酸序列列(2)在特定位在特定位點上切割點上切割(1)EcoliDNA連連接酶只能連接黏接酶只能連接黏性末端性末端(2)T4DNA連接酶連接酶能連接黏性末端能連接黏性末端和平末端和平末端(1)能在宿主細能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定存在胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復制并大量復制(2)有多個限制有多個限制酶切割位點酶切割

6、位點(3)具有特殊的具有特殊的標記基因標記基因2.基因工程的基本操作程序(1)獲取目的基因的方法從基因文庫中獲??；利用PCR(聚合酶鏈式反應)技術擴增目的基因；人工合成。(2)基因表達載體的構建(基因工程的核心)構建目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用；一個基因表達載體的組成：目的基因、啟動子、終止子、標記基因等。構建方法(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞轉化受體種類不同，所用的受體細胞種類也不相同。植物一般為體細胞(可經(jīng)組織培養(yǎng)成為完整個體)。動物受精卵(因為體細胞的全能性受到嚴格限制)。轉化實質(zhì)：目的基因整合到受體細胞染色體基因組中。(4

7、)目的基因的檢測與鑒定 類型類型步驟步驟檢測內(nèi)容檢測內(nèi)容方法方法分子分子檢測檢測第一步第一步轉基因生物染色體的轉基因生物染色體的DNA上是否插入了目的上是否插入了目的基因基因DNA分子雜交技術分子雜交技術(DNA和和DNA之間之間)第二步第二步目的基因是否轉錄出了目的基因是否轉錄出了mRNA分子雜交技術分子雜交技術(DNA和和mRNA之間之間)第三步第三步目的基因是否翻譯成蛋目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)白質(zhì)抗原抗體雜交技術抗原抗體雜交技術(抗原和抗體抗原和抗體之間之間)個體水平鑒定個體水平鑒定抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否具有抗性以及抗性程度抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否具有抗性以及抗性程度；

8、基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能活性比較，以確定功能活；基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能活性比較，以確定功能活性是否相同等性是否相同等2(2011北京東城區(qū)模擬)對下面制備單克隆抗體的過程示意圖的敘述不正確的是A表示B淋巴細胞和骨髓瘤細胞均是從小鼠的脾臟中提取的B中的篩選是通過抗原、抗體反應進行的細胞工程細胞工程C促進細胞融合的過程可以利用聚乙二醇作介導D可以無限增殖解析表示提取過程，指的是從小鼠的脾臟內(nèi)提取B淋巴細胞，從骨髓中提取骨髓瘤細胞，故A項錯誤。答案A1植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較 項目項目植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)理論基礎理論基礎植物細胞全能性植物細胞全能性細胞增

9、殖細胞增殖培培養(yǎng)養(yǎng)基基類型類型固體或半固體培養(yǎng)基固體或半固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基成分成分水、礦質(zhì)元素、維生素、水、礦質(zhì)元素、維生素、蔗糖、氨基酸、瓊脂蔗糖、氨基酸、瓊脂葡萄糖、氨基酸、無機葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、促生長因鹽、維生素、促生長因子、動物血清等子、動物血清等取材取材植物幼嫩部位或花藥等植物幼嫩部位或花藥等動物胚胎或出生不久的動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織幼齡動物的器官或組織過程過程結果結果新的組織或植株個體，可新的組織或植株個體，可以體現(xiàn)全能性以體現(xiàn)全能性新的細胞系或細胞株，不形新的細胞系或細胞株，不形成個體，不體現(xiàn)全能性成個體，不體現(xiàn)全能性目的目的植株快速繁

10、殖；植株快速繁殖；脫毒植株的培育；脫毒植株的培育；人工種子；人工種子；生產(chǎn)藥物、殺蟲劑等；生產(chǎn)藥物、殺蟲劑等；轉基因植物的培育轉基因植物的培育蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)；蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)；皮膚移植材料的培育；皮膚移植材料的培育；檢測有毒物質(zhì)；檢測有毒物質(zhì)；生理、病理、藥理學研究生理、病理、藥理學研究相同點相同點(1)兩技術手段培養(yǎng)過程中都進行有絲分裂，都是無性繁兩技術手段培養(yǎng)過程中都進行有絲分裂，都是無性繁殖，都可稱克隆，都不涉及減數(shù)分裂；殖，都可稱克隆，都不涉及減數(shù)分裂；(2)均為無菌操作，需要適宜的溫度、均為無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件等條件2.植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較植物

11、體細胞雜交植物體細胞雜交動物細胞融合動物細胞融合(單克隆抗體制備單克隆抗體制備)理論理論基礎基礎(原理原理)細胞膜的流動性、細細胞膜的流動性、細胞的全能性胞的全能性細胞膜的流動性、細細胞膜的流動性、細胞增殖胞增殖融合融合前處前處理理酶解法去除細胞壁酶解法去除細胞壁(纖維素酶、果膠酶纖維素酶、果膠酶)注射特定抗原免疫處注射特定抗原免疫處理正常小鼠理正常小鼠促融促融方法方法物理法：離心、振物理法：離心、振動、電刺激等動、電刺激等化學法：聚乙二醇化學法：聚乙二醇(PEG)物化法：與植物細物化法：與植物細胞融合相同胞融合相同生物法：滅活的仙生物法：滅活的仙臺病毒臺病毒過過程程第一步第一步原生質(zhì)體的原生

12、質(zhì)體的制備制備(酶解法酶解法)正常小鼠免正常小鼠免疫處理疫處理第二步第二步原生質(zhì)體融原生質(zhì)體融合合(物、化法物、化法)動物細胞融動物細胞融合合(物、化、物、化、生物法生物法)第三步第三步雜種細胞的雜種細胞的篩選與培養(yǎng)篩選與培養(yǎng)雜交瘤細胞雜交瘤細胞篩選與培養(yǎng)篩選與培養(yǎng)第四步第四步雜種植株誘雜種植株誘導與鑒定導與鑒定單克隆抗體單克隆抗體的提純的提純意義和意義和用途用途克服遠緣雜交不親合的障礙克服遠緣雜交不親合的障礙，大大擴展雜交的親本組合，大大擴展雜交的親本組合范圍范圍制備單克隆抗體制備單克隆抗體診斷、治療、預防疾病。診斷、治療、預防疾病。例如：單抗診斷盒、例如：單抗診斷盒、“生物生物導彈導彈”治

13、療癌癥治療癌癥【特點提示】在誘導劑的作用下進行細胞融合，形成的雜種細胞有三種；AA型、BB型和AB型，只有AB型才是我們所需的雜種細胞，因此需要用選擇培養(yǎng)基進行篩選。基因工程的相關問題基因工程的相關問題熱點指數(shù)熱點指數(shù)命題點命題點基因工程的原理，基因工程基因工程的原理，基因工程的操作步驟，基因工程的應的操作步驟，基因工程的應用等。用等。命題角度命題角度高考以非選擇題的形式考查高考以非選擇題的形式考查上述相關問題。上述相關問題。 (2011海南)回答有關基因工程的問題：(1)構建基因工程表達載體時，用不同類型的限制酶切割DNA后，可能產(chǎn)生黏性末端，也可能產(chǎn)生_末端。若要在限制酶切割目的基因和質(zhì)粒

14、后使其直接進行連接，則應選擇能使二者產(chǎn)生_(相同、不同)黏性末端的限制酶。 (2)利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時，構建的表達載體含有人 胰 島 素 基 因 及 其 啟 動 子 等 ， 其 中 啟 動 子 的 作 用 是_。在用表達載體轉化大腸桿菌時，常用_處理大腸桿菌，以利于表達載體進入；為了檢測胰島素基因是否轉錄出了mRNA，可用標記的胰島素基因片段作探針與mRNA雜交，該雜交技術稱為_。 為了檢測胰島素基因轉錄的mRNA是否翻譯成_，常用抗原抗體雜交技術。(3)如果要將某目的基因通過農(nóng)桿菌轉化法導入植物細胞，先要將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的_中，然后用該農(nóng)桿菌感染植物細胞，通過DNA重組將目

15、的基因插入植物細胞的_上。 【課堂筆記】【解析】(1)限制酶能識別特定的DNA序列，并在特定位點上切割DNA，形成黏性末端或平末端；要使目的基因和質(zhì)粒直接進行連接，應使用同一種限制酶進行切割，使二者產(chǎn)生相同的黏性末端。 (2)啟動子為DNA序列，其具有RNA聚合酶結合位點，能啟動轉錄，合成RNA；將基因表達載體導入大腸桿菌時，常用Ca2處理；檢測目的基因時，常用分子雜交技術檢測目的基因或相應的mRNA，或采用抗原抗體雜交技術鑒定相應的蛋白質(zhì)。(3)用農(nóng)桿菌轉化法將目的基因?qū)胫参锛毎麜r，首先將目的基因?qū)朕r(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的TDNA中，再利用農(nóng)桿菌侵染植物細胞，通過DNA重組將目的基因插入植物細胞

16、的染色體的DNA上。 【答案】(1)平相同(2)RNA聚合酶識別和結合的位點，有了它才能驅(qū)動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)Ca2DNA分子雜交技術人胰島素(3)TDNA染色體的DNA(1)一般使用同一種限制酶切割目的基因和載體(載體上帶有標記基因)。特殊情況下，只要切下的末端相同，也可使用不同的限制酶。(2)DNA連接酶連接兩個DNA片段，而DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸添加到脫氧核苷酸鏈上。(3)限制酶是切割某種特定的脫氧核苷酸序列，并使兩條鏈中特定的位置斷開，而解旋酶是將DNA的兩條鏈間的氫鍵打開形成兩條單鏈。(4)目的基因?qū)胧荏w細胞不是基因工程成功的標志，基因工程是否成功

17、表現(xiàn)在目的基因是否成功表達。 (2011天津卷)絮凝性細菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物，能與石油污水中的懸浮顆粒和有機物等形成絮狀沉淀，起到凈化污水的作用。為進一步提高對石油污水的凈化效果，將絮凝性細菌和石油降解菌融合，構建目的菌株。其流程圖如下。 細胞融合的原理及應用細胞融合的原理及應用熱點指數(shù)熱點指數(shù)命題點命題點細胞融合的原理、方法和應用。動植物細胞細胞融合的原理、方法和應用。動植物細胞融合的區(qū)別。融合的區(qū)別。命題角度命題角度高考多以具體示例考查相應科技前沿背景問高考多以具體示例考查相應科技前沿背景問題，選擇和非選擇題均易出現(xiàn)。題，選擇和非選擇題均易出現(xiàn)。據(jù)圖回答：(1)溶菌酶的作用是

18、_。(2)PEG的作用是_。(3)經(jīng)處理后，在再生培養(yǎng)基上，未融合的A、B難以生長。圖中AB融合菌能生長和繁殖的原因是_。(4)目的菌株的篩選：篩選既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有_的培養(yǎng)基上生長的AB融合菌，選擇效果最好的作為目的菌株。(5)為探究目的菌株不同發(fā)酵時間發(fā)酵液的絮凝效果，將目的菌株進行發(fā)酵培養(yǎng)，定時取發(fā)酵液，加入石油污水中；同時設置_為對照組。經(jīng)攪拌、靜置各3分鐘后，分別測定上層水樣的石油濃度和COD值(COD值越高表示有機物污染程度越高)，計算石油去除率和COD去除率，結果如下圖。(6)目的菌的種群增長曲線呈_型。在4044小時，發(fā)酵液對石油污水的凈化效果最好，其原因是_?！菊n堂筆記】【解析】(1)細胞融合是兩個細胞原生質(zhì)體的融合，細菌細胞膜外具有細胞壁，需要用溶菌酶除去細胞壁后才能進行融合。(2)PEG為聚乙二醇，其作用是誘導原生質(zhì)體融合。(3)未融合的A、B失活部位不同，即活性部位不同，不能在培養(yǎng)基上生存，而融合后細菌的活性部位可互補，因而能夠存活。(4)由題意可知，目的菌株是將絮凝性細菌和石油降解菌融合后建立的，因此該菌株既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有石油的培養(yǎng)基上生存。(5)該實驗的目的是探究目的菌株不同發(fā)酵時間發(fā)酵液的絮凝效果，故需要設置不加發(fā)酵液的石油污水作為對照，從而確定目的菌株的絮凝效果。(6)非理想條件下的種群數(shù)量增