高考生物考点解读命题热点突破专题16基因工程和细胞工程0414154

专题16 基因工程和细胞工程

【考向解读】 1.基因工程的诞生(Ⅰ) 2.基因工程的原理及技术(Ⅱ) 3.基因工程的应用(Ⅱ) 4.蛋白质工程(Ⅰ) 5.植物的组织培养(Ⅱ)

6.动物的细胞培养与体细胞克隆(Ⅰ) 7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)

高频考点：基因工程的原理、操作步骤及操作工具；动物的细胞培养与体细胞克隆 中频考点：植物组织培养与植物体细胞杂交的原理及应用 低频考点：蛋白质工程及应用

【命题热点突破一】综合考查基因工程的原理及应用 1．目的基因应插入启动子与终止子之间的部位。 2．将目的基因导入受体细胞没有碱基互补配对现象。

3．原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。

4．一般情况下，用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因，以避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。

5．标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞。

6．受体细胞常用植物受精卵或体细胞(经组织培养)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物(大肠杆菌、酵母菌)等。

7．启动子(DNA片段)≠起始密码子(RNA)；终止子(DNA片段)≠终止密码子(RNA)。

例1．（2016新课标Ⅲ卷.40）图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoR I、BamH I和Sau3A I三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体示意图（载体上的EcoR I、Sau3A I的切点是唯一的）。

1

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

（1）经BamH I酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被____________酶切后的产物连接，理由是____________。

（2）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有____________，不能表达的原因是____________。

（3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有____________和____________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是____________。

【答案】（1）Sau3AⅠ 两种梅切割后产生的片段具有相同的黏性末端 （2）甲和丙 甲中目的基因插入在启动子的上游， 目的基因均不能转录

（3）E·coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 T4DNA连接酶

丙中目的基因插入在终止子的下游，两者

（2）启动子是一段有特殊序列的DNA片段，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因

2

转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。终止子也是一段有特殊结构的DNA短片段，相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停止下来。在基因表达载体中，启动子应位于目的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样目的基因才能表达。而图甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，两者目的基因均不能转录，所以都不能表达目的基因的产物。

（3）常见DNA连接酶的有E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是T4DNA连接酶。

【变式探究】(2015·广东高考)下图为培育转基因山羊生产人β-酪蛋白的流程图。

下列叙述正确的是( )

A．过程①所用的人β-酪蛋白基因可从人cDNA文库中获得 B．过程②可选用囊胚期或原肠胚期的胚胎进行移植 C．过程③可使用胚胎分割技术扩大转基因山羊群体 D．过程④人β-酪蛋白基因只能在细胞核内进行转录、翻译

【答案】 A 【变式探究】

(2015·全国卷Ⅰ)HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：

(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时，可先提取HIV中的________，以其作为模板，在________的作用下合成________，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。

(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________，该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是__________________________________。

3

(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。

(4)人的免疫系统有________癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。

【答案】 (1)RNA 逆转录酶 cDNA(或DNA) (2)抗体 抗原抗体特异性结合 (3)T(或T淋巴) (4)监控和清除

【命题热点突破二】综合考查蛋白质工程的原理及应用 基因工程和蛋白质工程的比较

比较项目 原理 基因工程 基因重组 获取目的基因―→构建表达载区过程 体―→导入受体细胞―→目的基因别 的检测与鉴定 →合成DNA―→表达出蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以定向改造或生产人类所需要的蛋区别 结果 联系 蛋白质的改造或制造新的蛋白质必须通过基因修饰或基因合成来实现

例2、 （2016天津卷.7） (12分)人血清白蛋白(HSA) 具有重要的医用价值，只能从血浆中制备。下图是以基因工程技术获取重组HSA（rHSA）的两条途径。

4

蛋白质工程 中心法则的逆转 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―实质 获得人类所需要的生物类型或生物白质 产品(基因的异体表达) 生产自然界中已经有的蛋白质 生产自然界中没有的蛋白质 蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，对现有

（1）获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取_____________合成总cDNA，然后以cDNA为模板，采用PCR技术扩增HSA基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出标出另一条引物的位置及扩增方向。

（2）启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是_____________（填写字母，单选）。

A.人血细胞启动子 B.水稻胚乳细胞启动子 C.大肠杆菌启动子 D.农杆菌启动子 （3）利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是__________________________。

（4）人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性。与途径II相比，选择途径I获取rHSA的优势是_______________________________________。

（5）为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与_________________的生物学功能一致。 【答案】（12分）（1）总RNA （或mRNA）

（2）B

（3）吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化 （4）水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工 （5）HAS

5

（4）水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工，而大肠杆菌是原核生物，细胞中不具有生物膜系统。

（5）为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与天然的HSA生物学功能一致。

【变式探究】(2015·全国卷Ⅱ)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：

(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的________进行改造。

(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰________基因或合成________基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括________的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：__________________________________________________________________。

(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过________和________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物________进行鉴定。

中心法则的内容如下图所示：

由图可知，中心法则的全部内容包括：DNA以自身为模板进行的复制，DNA通过转录将遗传信息传递给RNA，最后RNA通过翻译将遗传信息表达成蛋白质；在某些病毒中RNA可自我复制(如烟草花叶病毒等)，在某些病毒中能以RNA为模板逆转录合成DNA(如HIV)，这是对中心法则的补充。

(3)蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→合成DNA→表达出蛋白质，经过该过程得到的蛋白质，需要对其生物功能进行鉴定，以保证其发挥正常作用。

【答案】 (1)氨基酸序列(或结构)(其他合理答案也可)

(2)P P1 DNA和RNA(或遗传物质) DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译) (3)设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能

6

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6d6h.html