2020届二轮复习现代生物科技专题教案全国通用

专题十专题十现代生物科技专题现代生物科技专题 [考纲要求]1.基因工程的诞生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及技术(含 PCR 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.动物细胞培 养与体细胞克隆(Ⅱ)。7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。8.动物胚胎发育的基本过程 与胚胎工程的理论基础(Ⅰ)。9.胚胎干细胞的移植(Ⅰ)。10.胚胎工程的应用(Ⅱ)。 11.转基因生物的安全性(Ⅰ)。12.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)。13.生物技术中的伦 理问题(Ⅰ)。14.简述生态工程的原理(Ⅱ)。15.生态工程的实例(Ⅰ)。16.DNA 的粗 提取与鉴定。 知识主线思维串联 微专题 1基因工程 1.基因工程的 3 种基本工具 2.基因工程的操作流程 (1)目的基因的获取 提醒：①从 cDNA 文库获取的目的基因不含启动子和终止子。 ②利用乳腺生物反应器生产药物时，应将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子连接 到一起。 (2)基因表达载体的构建——重组质粒的构建 提醒：①基因工程中的载体与细胞膜上的载体不同。 ②启动子、终止子 a.启动子(DNA 片段)≠起始密码子(位于 mRNA 上)。 b.终止子(DNA 片段)≠终止密码子(位于 mRNA 上)。 ③目的基因插入位置：启动子与终止子之间。 (3)将目的基因导入受体细胞 (4)目的基因的检测与鉴定 3.转基因生物的三大安全性问题 (1)食物安全：滞后效应、过敏原、营养成分改变等。 (2)生物安全：对生物多样性的影响等。 (3)环境安全：对生态系统稳定性的影响等。 4.蛋白质工程 1.(2019·天津卷，9)B 基因存在于水稻基因组中，其仅在体细胞(2n)和精子中正常 表达，但在卵细胞中不转录。为研究B 基因表达对卵细胞的影响，设计了如下实 验。 据图回答： (1)B 基因在水稻卵细胞中不转录， 推测其可能的原因是卵细胞中________(单选)。 A.含 B 基因的染色体缺失 B.DNA 聚合酶失活 C.B 基因发生基因突变 D.B 基因的启动子无法启动转录 (2)从水稻体细胞或________中提取总 RNA，构建________文库，进而获得 B 基 因编码蛋白的序列。 将该序列与Luc基因(表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光) 连接成融合基因(表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能)，然后构建重组表 达载体。 (3)在过程①、②转化筛选时，过程________中 T－DNA 整合到受体细胞染色体 DNA 上，过程________在培养基中应加入卡那霉素。 (4)获得转基因植株过程中，以下鉴定筛选方式正确的是________(多选)。 A.将随机断裂的 B 基因片段制备成探针进行 DNA 分子杂交 B.以 Luc 基因为模板设计探针进行 DNA 分子杂交 C.以 B 基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的 mRNA 杂交 D.检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光 (5)从转基因植株未成熟种子中分离出胚，观察到细胞内仅含一个染色体组，判定 该胚是由未受精的卵细胞发育形成的，而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进 行发育，由此表明______________________________________________。 解析(1)启动子是一段有特殊结构的 DNA 片段， 是 RNA 聚合酶识别和结合的部 位，能驱动基因转录出 mRNA。B 基因存在于水稻基因组中，其仅在体细胞和精 子中正常表达，但在卵细胞中不转录，推测最可能的原因是卵细胞中B 基因的启 动子无法启动转录，D 符合题意。(2)B 基因在体细胞和精子中正常表达，说明在 水稻的体细胞和精子中有 B 基因转录而来的 mRNA。 从水稻体细胞或精子中提取 总 RNA， 反转录产生多种互补 DNA 片段， 与载体连接后储存在一个受体菌群中， 这个受体菌群体就叫做水稻的 cDNA 文库。(3)过程①是指含有目的基因的重组 Ti 质粒转入农杆菌， 过程②是指将含有重组 Ti 质粒的农杆菌导入植物细胞， 并且 整合到受体细胞染色体 DNA 上。为了检测含有目的基因的重组 Ti 质粒是否转入 农杆菌，过程①需在培养基中加入卡那霉素。(4)DNA 分子杂交是将转基因生物 的基因组 DNA 提取出来， 在含有目的基因的 DNA 片段上用放射性同位素等作标 记，以此作为探针，将探针与基因组 DNA 杂交，看是否出现杂交带。将随机断 裂的 B 基因片段制备成探针进行 DNA 分子杂交，不能用于筛选含目的基因的转 基因植株，A 错误；B－Luc 融合基因中含有水稻 B 基因编码蛋白的序列和 Luc 基因，因此，以Luc 基因为模板设计探针进行 DNA 分子杂交可达到实验目的，B 正确； 转基因植株卵细胞中的 B 基因能够转录出 mRNA， 因此以 B 基因编码蛋白 的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的 mRNA 杂交可达到实验目的，C 正确； Luc 基因表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光，因此检测加入荧光素的卵细胞 中是否发出荧光，可以达到实验目的，D 正确。(5)一般情况下水稻卵细胞在未受 精时不进行发育，而在转基因植株中能发现由未受精的卵细胞发育形成的胚，说 明 B 基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚。 答案(1)D(2)精子cDNA(3)②①(4)BCD(5)B 基因表达能使卵细胞 不经受精直接发育成胚 2.(2019·中原名校质量考评)科学家将人的生长激素基因与 pBR322 质粒进行重组， 得到的重组质粒导入牛的受精卵，使其发育为转基因牛，再通过细胞工程培育为 转基因克隆牛。 pBR322 质粒含有两个抗生素抗性基因和 5 个限制酶切点(如图 2)。 将重组质粒导入大肠杆菌，并成功地在大肠杆菌中得以表达。请据图回答问题： (1)图 1 中显示的人的生长激素基因是通过人工合成的，图中①过程需要的酶是 ________；与②过程比较，①过程所特有的碱基配对方式是________(用字母和箭 头表示)。 (2)图 1 中的 mRNA 是从人体的________细胞中获取。 (3)重组质粒形成与否需要鉴定和筛选，方法是将重组质粒的 DNA 分子导入大肠 杆菌，通过含抗生素的培养基进行培养，观察大肠杆菌的生长、繁殖情况进行判 断，如图 3 所示： ①如果受体菌在培养基 A 上能生长、繁殖形成菌落，而不能在培养基 B 上生长、 繁殖，则使用限制酶a 的切点是图 2 中的____________，即目的基因插入了 ____________中。 ②如果受体菌在培养基 A 上不能生长、繁殖形成菌落，而在培养基 B 上能生长、 繁殖，则使用限制酶 a 的切点是图 2 中的________，即目的基因插入了________ 中。 ③如果受体菌在培养基 A 和培养基 B 上都能生长、繁殖形成菌落，则使用限制酶 a 的切点是图 2 中的________。 解析(1)根据图 1 分析，目的基因是通过 mRNA 逆转录形成的，需要逆转录酶 的催化。RNA 中的碱基是 A、U、C、G，DNA 中的碱基是 A、T、C、G，所以 ①过程中碱基配对方式是 A→T、U→A、G→C、C→G。