2020年高考生物專題復習：現(xiàn)代生物技術教案設計

2020年高考生物專題復習：現(xiàn)代生物技術

一、考點突破

1.基因工程的誕生

2.基因工程的原理及技術

3.基因工程的應用

4.蛋白質工程

5.植物的組織培養(yǎng)

6.動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆

7.細胞融合與單克隆抗體

二、重難點提示

本專題內(nèi)容包括基因工程、細胞工程等。本講所涉及考點主要和當前生物前沿科技熱點

相結合，"高起點、低落點”是本專題考點命題的最大特點，分析近幾年新課標地區(qū)生物試題

來看，本專題在高考命題中有以下特點：

主要考點：基因工程的原理及應用；植物組織培養(yǎng)的生物學理論、主要操作過程及應

用；動物細胞克隆的生物學理論基礎和操作過程；單克隆抗體制備。

高考的命題趨勢主要集中在：

1.基因產(chǎn)品、基因診斷、基因治療

2.植物組織培養(yǎng)的操作及應用

3.單克隆抗體制備

專家點撥

一、本講內(nèi)容框架圖

基

轉

轉

因

基

基

基

工

因

因

因

程

動

植

藥

治

物

物

物

療

*<tt

-—

目的基因的獲取十

應用

基因表達載體的構建＜-匚程與蛋白質工程

展

將目的基因導入受體細胞＜-逐

工具

目的基因的檢測和鑒定

..,

限

D載

制

N體

A

性

連

內(nèi)

接

切

酶

的

［科技探索之路一細胞工程的發(fā)展歷程

（細胞的全能性

?植物細胞工程的基本技術植物組織培養(yǎng)技術

植

物I植物體細胞雜交技術

細＜（微型繁殖

胞

L「植物繁殖的新途徑作物脫毒

程

細人工種子

胞、植物細胞匚程的實際應用單倍體育種

作物新品種的培育

工突變體的利用

,細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)

程

'細胞培養(yǎng)的應用和概念

細胞培養(yǎng)的過程

「動物細胞的培養(yǎng)V

細胞培養(yǎng)的條件

動物細胞

、細胞培養(yǎng)技術的應用

培養(yǎng)和核＜

.核移植技術和克隆動物的概念

動移植技術

動物體細胞核移植體細胞核移植技術的過程

物

郃技術和克隆動物體細胞核移植技術的應用前景

胞

工體細胞核移植技術存在的問題

程概念

r動物細胞融合過程

I動物細胞融合［應用

與單克隆抗體'

（概念

〔單克隆抗體制備

I應用

二、重點知識點撥

考點一：基因工程的概念理解、理論基礎及基本操作工具

1.基因工程的概念理解

(1)操作環(huán)境：體外一一關鍵步驟"表達載體的構建"的環(huán)境。

(2)優(yōu)點

①與雜交育種相比：克服遠緣雜交不親和障礙。

②與誘變育種相比：定向改造生物性狀。

(3)操作水平：分子水平。

(4)原理:基因重組。

(5)本質:甲(供體提供目的基因)導入乙(受體表達目的基因)，即基因未變、合成

蛋白質未變，只是合成場所的轉移。

2.基因工程的基本原理和理論基礎概括如下圖

?基因是控制生物

外源基因在受體1性狀結構與功能

細胞內(nèi)的表達一的遺傳單位

?遺傳信息的傳遞

都遵循中心法則

?生物界共用一套

遺傳密碼

聘工糊譯.量白質(性狀)

復重組DNA:RNA

制載體+目的基因

?的基本組成單位和

I基礎是四種脫軌核苜酸

基因拼接?DNA分子都遵循堿基互

補配對原則

?DNA分子的空間結構都

是規(guī)則的雙螺旋結構

3.基因工程的操作工具

a.限制性核酸內(nèi)切酶一一"分子手術刀"

(1)來源:主要是從原核生物中分離純化出來的。

(2)化學本質：蛋白質。

(3)作用：①催化作用，所以可重復利用；

②可用于DNA的切割，獲取目的基因和載體的切割。

（4）作用特點：特異性，即限制酶可識別特定的脫氧核甘酸序列，切割特定位點。

（5）切割方式：①錯位切：產(chǎn)生兩個相同的黏性末端；②平切：形成平末端。

b.DNA連接酶一一"分子縫合針”

常用類型連接酶連接酶

E-coliDNAT4DNA

來源大腸桿菌T4噬菌體

功能連接黏性末端連接黏性末端或平末端

結果恢復被限制酶切開的兩個核甘酸之間的磷酸二酯鍵

拓展：DNA連接酶與DNA聚合酶的比較

DNA連接酶DNA聚合酶

作用實質都是催化兩個脫氧核甘酸之間形成磷酸二酯鍵

是否需要模板不需要需要

連接DNA鏈雙鏈單鏈

將單個核甘酸加到已存在的核酸片段

作用過程在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵

的3,端的羥基上，形成磷酸二酯鍵

將兩個DNA片段連接成重組DNA分

作用結果合成新的DNA分子

子

c.基因進入受體細胞的載體一一"分子運輸車”

（1）類型：①最常用載體:質粒；②其他載體:人噬菌體的衍生物、動植物病毒等。

*注意：①質粒本質是DNA,不是細胞器;②特點:小型環(huán)狀。

（2）功能：將目的基因導入受體細胞。

（3）應具備條件：①能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復制；

②有一個至多個限制前的切割位點，以便于與外源基因連接；

③有特殊的遺傳標記基因，供重組DNA的檢測和鑒定。

考點二：基因操作的基本過程

1.基因組文庫和cDNA文庫比較

文庫類型CDNA文庫基因組文庫

文庫大小小大

基因中啟動子無有

基因多少某種生物的部分基因某種生物的全部基因

物種之間的基因交流可以部分基因可以

基因文庫的組建過程就包含基因工程的基本操作步驟。從基因

說明文庫中獲取目的基因的優(yōu)點是操作簡便，缺點是工作量大，具有一

定的盲目性

2.將目的基因導入受體細胞

細胞類型常用方法受體細胞轉化過程

將目的基因插入Ti質粒的T-DNA上好轉入農(nóng)桿菌今

植物細胞農(nóng)桿菌轉化體細胞

導入植物細胞玲整合到受體細胞的DNA上

將含有目的基因的表達載體提純今取卵今獲得受精

動物細胞顯微注射受精卵卵〉顯微注射〉早期胚胎培養(yǎng)好胚胎移植玲發(fā)育成

為具有新性狀的動物

微生物細原核細胞用Ca2+處理細胞f感受態(tài)細胞玲重組表達載體DNA

Ca?+處理

胞或酵母菌分子與感受態(tài)細胞混合好感受態(tài)細胞吸收

3.目的基因的檢測和表達

考點三：基因工程的應用

1.植物基因工程的應用

植物基因工程技術主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力（如抗除草劑、抗蟲、抗病、抗干旱

和抗鹽堿等）以及改良農(nóng)作物的品質和利用植物生產(chǎn)藥物等方面。

2.動物基因工程的應用

（1）用于提高動物生長速度：由于外源生長激素基因的表達可以使轉基因動物生長得

更快，將這類基因導入動物體內(nèi)，以提高動物的生長速率。如：轉基因綿羊和轉基因鯉魚。

（2）用于改善畜產(chǎn)品的品質：基因工程可用于改善畜產(chǎn)品的品質。如：有些人對牛奶

中的乳糖不能完全消化或食用后會出現(xiàn)過敏、腹瀉、惡心等不適癥狀，科學家將腸乳糖酶基

因導入奶?；蚪M，這樣所獲得的牛奶其成分不受影響，但乳糖的含量大大減低。

(3)用轉基因動物作器官移植的供體：目前，人體移植器官短缺是一個世界性的難題，

用其他動物的器官替代，又會出現(xiàn)免疫排斥現(xiàn)象，現(xiàn)在，科學家正試圖利用基因工程方法對

一些動物的器官進行改造，培育出沒有免疫排斥反應的轉基因克隆器官。

3.基因治療

(1)概念：基因治療是把正?；驅氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從

而達到治療疾病的目的，這是治療遺傳病的最有效的手段。

(2)方法：體外基因治療和體內(nèi)基因治療

體外基因治療:先從病人體內(nèi)獲得某種相關細胞，進行培養(yǎng),然后在體外完成基因轉移，

再篩選成功轉移的細胞擴增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)，這種方法叫做體外基因治療。

體內(nèi)基因治療：直接向人體組織細胞中轉移基因的治療方法叫做體內(nèi)基因治療。

(3)基因治療的過程(以鐮刀型細胞貧血癥的治療為例)

步驟過程

用限制性核酸內(nèi)切酶從人的DNA分子中切取血紅蛋白基

獲取正常的血紅蛋白基因

因

用同一種限制性核酸內(nèi)切酶在載體DNA上切開一個切

形成重組載體口，用DNA連接酶將正常血紅蛋白基因連接在載體DNA

上，形成重組載體

將攜帶正常血紅蛋白基因的重組載體導入患者的造血干

重組載體的轉化與篩選細胞中，并將重組載體插入到染色體。用選擇培養(yǎng)基篩

選出含重組質粒的造血干細胞。

將攜帶正常血紅蛋白基因的造血干細胞回輸入患者骨髓

將含正常血紅蛋白基因的造血

中，此造血干細胞產(chǎn)生含正常血紅蛋白的紅細胞，以根

干細胞回輸入患者骨髓

治鐮刀型細胞貧血癥

考點四：基因工程與蛋白質工程的比較

項目蛋白質工程基因工程

預期蛋白質功能好設計預期的蛋白獲取目的基因玲構建基因表達載體好

質結構好推測應有的氨基酸序列玲將目的基因導入受體細胞玲目的基因

過程

推測相對應的脫氧核甘酸序列好合的檢測與鑒定

區(qū)別

成DNAf表達出蛋白質

實質定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類

所需的生物類型或生物產(chǎn)品

結果生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質一般是生產(chǎn)自然界已有的蛋白質

蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程。因為對現(xiàn)有蛋白

聯(lián)系

質的改造或制造新的蛋白質，必須通過基因修飾或基因合成實現(xiàn)

考點五：影響組織培養(yǎng)過程的幾種主要因素

1.材料因素的影響：

不同的植物組織，培養(yǎng)的難易程度差別很大，容易進行無性繁殖的植物也容易進行組織

培養(yǎng)。同一種植物材料，材料的年齡、保存時間的長短也有影響。幼齡、保存時間短的植物

材料容易培養(yǎng)成功。菊花的組織培養(yǎng)，一般選擇未開花植株的莖上部新萌生的側枝。

2.嚴格的無菌條件：培養(yǎng)基上有細菌等微生物存在時，它們比植物細胞生長、繁殖得更

快，而且它們會產(chǎn)生毒素，使培養(yǎng)的植物細胞很快中毒死亡。因此在培養(yǎng)過程中要求進行一

系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作。

3.植物激素

在配制好的MS培養(yǎng)基中，常常需要添加植物激素。植物激素中生長素和細胞分裂素是

啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素。植物激素的濃度、使用的先后順序以及用量

的比例等，都會影響實驗結果。

①按照不同的順序使用這兩類激素，會得到不同的實驗結果。

使用順序實驗結果

先使用生長素，后使用細胞分裂素有利于細胞分裂，但細胞不分化

先使用細胞分裂素，后使用生長素細胞既分裂也分化

同時使用分化頻率提高

②當同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例影響植物細胞的發(fā)育方向。

生長素用量比細胞分裂素用量植物細胞的發(fā)育方向

比值高時有利于根的分化、抑制芽的形成

比值低時有利于芽的分化、抑制根的形成

比值適中時促進愈傷組織的生長

考點六：植物體細胞雜交與動物細胞融合（單克隆抗體制備）的比較

項目植物體細胞雜交動物細胞融合（單克隆抗體的制備）

原理細胞膜的流動性、細胞的全能性細胞膜的流動性、細胞增殖

融合前酶解法去除細胞壁（纖維素酶、注射特定抗原，免疫處理正常小鼠

處理果膠酶）

（1）物理法：離心、振動、電（1）物、化法：與植物細胞融合相同

促融方刺激等

法（2）生物法：滅活的病毒

（2）化學法：聚乙二醇（PEG）

原生質體正常小鼠

第

的制備免疫處理

A@@B

（酶解

步I1

法）曳夕

^射抗原

原生質體罕動物細胞

的融合的融合

第回第

B淋巴細胞

（物、化骨髓瘤（物、化、

1細胞。）雜交瘤細胞

過法生法）

步

/裊愈傷篩選

程）七三'組織o>

體外培號/\產(chǎn)內(nèi)培養(yǎng)

第雜種細胞雜交瘤細

1點雜種

的篩選和胞的篩選

壁3植株H

從培養(yǎng)液中提成y從腹水中提取

步培養(yǎng)與培養(yǎng)

單克麓抗體

第雜種植株單克隆抗

四的誘導與體的提純

步鑒定

（1）克服遠緣雜交不親和的障（1）制備單克隆抗體

礙,大大擴展雜交的親本組合范

（2）診斷、治療、預防疾病。例如:單抗診斷

圍

意義和

盒、"生物導彈"治療癌癥

用途

（2）克服有性雜交的母系遺傳

現(xiàn)象、獲得細胞質基因的雜合

子、研究細胞質遺傳

考點七：動物細胞工程

（-）動物細胞培養(yǎng)技術

1.動物細胞培養(yǎng)的操作流程

加培接觸

動物胚胎剪碎,單個養(yǎng)土細胞r貼壁筋戳分瓶10代少軍。代少數(shù),不死

或幼齡動

胰蛋細胞懸液生長培養(yǎng)細胞細胞癌變細胞

物組織塊

白酶--------V----------------------------人---------V-------------------------------'

原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)

2.考點解讀

(1)培養(yǎng)條件

①無菌、無毒的環(huán)境一一無菌處理、加抗生素殺菌、定期更換培養(yǎng)液。

②營養(yǎng)一一葡萄糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽和微量元素+血清或血漿等天然成分。

③溫度、pH——(36.5±0.5)℃、(pH=7.2?7.4)。

④氣體環(huán)境一一95%空氣+5%(：。2。

注意：①CO?作用一一調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH;②空氣中作用一一細胞有氧呼吸；③所用裝

置---CC)2培養(yǎng)箱。

(2)原理：細胞增殖。

(3)動物細胞培養(yǎng)時，一般選取幼齡動物的組織、器官，其細胞的分化程度較低，增

殖能力強，有絲分裂旺盛，容易培養(yǎng)。

(4)在動物細胞培養(yǎng)過程中，一般情況下10代以前的細胞核型不變，10代以后有些

細胞核型發(fā)生改變，50代以后的細胞可能發(fā)生癌變。

(5)胰蛋白酶在動物細胞培養(yǎng)過程中的作用包括將組織分散成單個細胞，以及將貼壁

細胞從瓶壁上分離下來，這樣做的目的是避免動物細胞的接觸抑制現(xiàn)象。

3.應用

(1)生產(chǎn)細胞產(chǎn)品：干擾素、疫苗、單克隆抗體。

(2)檢測并判斷某毒性物質毒性的大小。

(3)臨床醫(yī)學研究。

(―)動物細胞融合與單克隆抗體

1.單克隆抗體的操作流程

兒圍注射一相應的

1鼠抗原B細胞選擇性

多種培―基_雜交克隆化培養(yǎng)

細胞篩選，瘤細胞抗體檢測、”

骨髓瘤細胞篩選

從培養(yǎng)液

體外培養(yǎng)中提取\

、大量單聲

能分泌所需抗體

的雜交瘤細胞從小鼠腹/隆抗體

體內(nèi)培養(yǎng)出

2.考點解讀

(1)誘導融合的兩種細胞的名稱及作用

免疫過的B淋巴細胞（漿細胞）一一產(chǎn)生抗體；骨髓瘤細胞一一無限增殖。

（2）誘導融合與原生質融合的不同方法

動物細胞誘導融合的特有方法一一滅活病毒誘導。

（3）兩次篩選的目的及方法

①在特定的選擇性培養(yǎng)基上，未融合的親本細胞（漿細胞和骨髓瘤細胞）和融合的具有

同種核的細胞（BB融合細胞、瘤瘤融合細胞）都會死亡，只有融合的雜種細胞（雜交瘤細

胞）才能生長。這種雜種細胞的特點是既能迅速大量繁殖，又能產(chǎn)生單一的特異性抗體。

②經(jīng)選擇性培養(yǎng)的雜交瘤細胞并非都是能分泌所需抗體的細胞（很多種雜交瘤細胞），

需經(jīng)克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)多次篩選后就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細胞。

（4）兩個培養(yǎng)提取場所

①體外培養(yǎng)一一培養(yǎng)液提取。②體內(nèi)小鼠腹腔中培養(yǎng)一一小鼠腹水中提取。

（5）原理：細胞膜的流動性和細胞增殖。

（三）動物體細胞核移植技術與克隆動物

1.動物體細胞核移植技術操作流程

供體一細胞_供體

體細胞培養(yǎng)細胞核生出與供

./注入'細胞重組重組胚生代孕一體遺傳物

卵巢卵速上手核去核卵/音細胞一胚胎移植母體膏慧委加

母細胞耳麗去核母細胞同的個體

2.考點解讀

（1）原理：動物細胞核的全能性（不能說動物細胞全能性）。

（2）卵母細胞選擇時期及原因：減II中期的卵母細胞，此時具備受精能力，細胞質中

合成與分裂分化有關的物質能刺激融合后重組細胞進行分裂分化，形成重組胚胎。

（3）選卵細胞作受體細胞的原因

①大，易于操作；②卵黃的多，營養(yǎng)豐富，為發(fā)育提供充足的營養(yǎng);③激發(fā)重組細胞分

裂分化。

（4）供體細胞：取供體動物的體細胞培養(yǎng)，一般選用傳代10代以內(nèi)的細胞，因為10

代以內(nèi)的細胞一般能保持正常的二倍體核型，保證了供體細胞正常的遺傳基礎。

（5）動物體細胞不能經(jīng)培養(yǎng)直接發(fā)育成完整個體，原因是動物體細胞的全能性受到限

制。用體細胞核移植技術能夠得到克隆動物，說明動物體細胞的細胞核具有全能性。

（6）該過程用到的技術手段：動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合、早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移

植。

（7）核移植產(chǎn)生的克隆動物與提供細胞核的親本不同的原因：①克隆動物細胞質基因

來源于另一個親本。所以與植物組織培養(yǎng)不同（只來自于一個親本），克隆動物遺傳物質來

自2個親本。②在發(fā)育過程中可能發(fā)生基因突變，染色體變異導致性狀改變。③外界環(huán)境條

件的影響引起不可遺傳的變異。

3.應用及存在的問題

（1）應用：加速家畜遺傳基因改良進程、促進優(yōu)良畜群繁育、保護瀕危物種、克隆器

官用于移植等。

（2）存在問題：①成活率低;②克隆動物的健康問題;③克隆動物食品的安全性問題。

狀元典例

能力提升類

例1下表關于基因工程中有關基因操作的名詞及對應的內(nèi)容，正確的組合是（）

供體剪刀針線運載體受體

限制性內(nèi)切DNA連提供目的基因

A質粒大腸桿菌等

酶接酶的生物

提供目的基因的限制性

BDNA連接酶質粒大腸桿菌等

生物內(nèi)切酶

提供目的基因的限制性內(nèi)切DNA連

C質粒大腸桿菌等

生物酶接酶

限制性提供目的基因

D大腸桿菌等DNA連接酶質粒

內(nèi)切酶的生物

一點通：主要考查基因工程的工具，基因工程中的供體是指提供目的基因的生物，受體

是指接受目的基因的生物，一般常用的是大腸桿菌等原核生物，剪刀是限制性內(nèi)切酶，針線

是DNA連接酶，運載體是質粒等。

答案：C

例2下列關于植物組織培養(yǎng)和動物克隆的說法不正確的是（）

A.植物組培獲得的試管苗，可能為雜合子，也可能為純合子；可能為單倍體，也可能

為二倍體

B.同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)組培獲得的愈傷組織基因型一定相同

C.動物克隆的技術基礎是動物的細胞和組織培養(yǎng)

D.為了防止細胞培養(yǎng)過程中細菌的污染，可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素

一點通：植物組培所用的材料可以是體細胞，也可以是生殖細胞；獲得的試管苗可能為

單倍體，獲得的愈傷組織基因型不一定相同(來自同一植物體的生殖細胞基因型不一定相同)。

答案：B

綜合運用類

例1某研究所的研究人員將生長激素基因通過質粒介導進入大腸桿菌細胞內(nèi)，來表達

產(chǎn)生生長激素。已知質粒中存在兩個抗性基因：A是抗鏈霉素基因，B是抗氨半青霉素基因，

且目的基因要插入到基因B中，而大腸桿菌不帶有任何抗性基因。下列敘述正確的是()

A.導入大腸桿菌的質粒一定為重組質粒

B.RNA聚合酶是構建該重組質粒必需的工具酶

C.可用含氨茶青霉素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導入了重組質粒

D.在含氨茉青霉素培養(yǎng)基中不能生長，但在含鏈霉素培養(yǎng)基中能生長的可能是符合生

產(chǎn)要求的大腸桿菌

一點通：本題考查基因工程的操作工具和有關過程，屬于對理解、應用層次的考查。熟

記并理解基因操作的各個過程、抓住"目的基因要插入到基因B中"這一關鍵信息是正確解答

該題的前提?；虿僮鬟^程中，用同一種限制酶分別切割生長激素基因所在的DNA分子和

質粒后，會產(chǎn)生相同的黏性末端，黏性末端連接時，目的基因和目的基因、目的基因和質粒、

質粒和質粒都可能連接，導入大腸桿菌的質粒不一定為重組質粒。構建該重組質粒必需的工

具酶是限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶。目的基因要插入到基因B中后形成的重組質粒，抗氨

半青霉素基因被破壞，導入了重組質粒的大腸桿菌對氨葦青霉素不具有抗性，對鏈霉素仍具

有抗性。

答案：D

例2請回答有關現(xiàn)代生物科技專題的問題

(1)植物微型繁殖技術屬于植物組織培養(yǎng)的范疇。該技術可以保持品種的,

繁殖種苗的速度.離體的葉肉細胞在適宜的條件下培養(yǎng)，最終能夠形成完整的植

株，說明該葉肉細胞具有該植物的全部。

(2)把試管苗轉接到新的培養(yǎng)基上時，需要在超凈工作臺上進行，其原因是避免

__________的污染。

(3)微型繁殖過程中，適宜濃度的生長素單獨使用可誘導試管苗，而與

配比適宜時可促進芽的增殖。若要抑制試管苗的生長,促使愈傷組織產(chǎn)生和生長,

需要使用的生長調(diào)節(jié)劑是（脫落酸、2,4-D）?

（4）將某植物試管苗培養(yǎng)在含不同濃度蔗糖的培養(yǎng)基上一段時間后，單株鮮重和光合

作用強度的變化如圖。據(jù)圖分析，隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增加，光合作用強度的變化趨勢

是，單株鮮重的變化趨勢是。據(jù)圖判斷，培養(yǎng)基中不含蔗糖時，試管

苗光合作用產(chǎn)生的有機物的量（能、不能）滿足自身最佳生長的需要。

O

蔗精濃度/%

（5）據(jù)圖推測，若要在誘導試管苗生根的過程中提高其光合作用能力，應__________（降

低，增加）培養(yǎng)基中蔗糖濃度，以便提高試管苗的自養(yǎng)能力。

一點通：本題考查了植物組織培養(yǎng)技術的原理、應用及學生的識圖能力、分析問題與解

決問題的能力。（1）植物微型繁殖技術的優(yōu)點是能保持親本的性狀，且繁殖速度快，被廣泛

用于植物優(yōu)良品種的培育；離體的葉片由于具有該植物的全套遺傳信息，可表現(xiàn)出全能性。

（2）把試管苗轉移到新培養(yǎng)基時，為防止微生物污染應在超凈工作臺上進行。（3）在植物

微型繁殖過程中，可以調(diào)節(jié)生長素和細胞分裂素的配比，進行誘導生根或者發(fā)芽?？捎弥参?/p>

生長調(diào)節(jié)劑2,4-D代替生長素。（4）從圖示曲線看出，隨培養(yǎng)基中蔗糖濃度增加，光合作

用強度逐漸減小，而單株鮮重則先增加后下降。由于植物本身生長需要大部分營養(yǎng)，若培養(yǎng)

基中不含蔗糖則試管苗光合作用產(chǎn)生的有機物不能滿足自身生長的需要。（6）由于隨培養(yǎng)基

中蔗糖濃度增加，光合作用強度逐漸減小，所以要想提高試管苗的光合作用能力，應降低培

養(yǎng)基中蔗糖的濃度。

答案：（1）遺傳特性快遺傳信息（2）微生物（3）生根細胞分裂素2,4-D

（4）逐漸減小先增加后下降不能（5）降低

思維拓展類

例1某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白醐的結構和功能很相似，但熱穩(wěn)

定性較差，進入人體后容易失效?，F(xiàn)要將此酶開發(fā)成一種片劑，臨床治療食物的消化不良,

最佳方案是（）

A.對此酶中的少數(shù)氨基酸替換，以改善其功能

B.將此醐與人蛋白酶進行拼接，形成新的蛋白醐

C.重新設計與創(chuàng)造一種全新的蛋白酶

D.減少此酶在片劑中的含量

一點通：本題考查蛋白質工程的進展與前景。以蛋白質的結構和功能為突破口，來解答

該題。蛋白質的結構包括一級結構和空間結構，一級結構是指組成蛋白質的氨基酸的種類、

數(shù)量、排列順序，蛋白質的功能是由其一級結構和空間結構共同決定，特別是空間結構與蛋

白質的功能關系更密切。要想使蛋白酶熱穩(wěn)定性有所提高，就要改變蛋白質的結構，此類問

題一般是對蛋白質中的個別氨基酸進行替換。

答案：A

例2下圖為單克隆抗體制備流程示意圖。

骨髓瘤細胞

（不能在HAT

?*培養(yǎng)基上生長）

雜交瘤細胞

混合并進、分開培養(yǎng)/

某些淋巴細胞未融合細

（產(chǎn)生特異性抗體）養(yǎng)基上培養(yǎng)胞死亡選育出產(chǎn)生

雜交瘤細高特異性抗

胞生長體的細胞

（1）單克隆抗體制備技術的基礎是。

（2）細胞融合是隨機的過程，在HAT培養(yǎng)基中培養(yǎng)，目的是。在細胞

培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)液中需要添加無機鹽，但要注意無機鹽的，以保證生命

活動的正常進行。

（3）為選育出能產(chǎn)生高特異性抗體的細胞，要將從HAT培養(yǎng)基上篩選出的細胞稀釋到

7~10個細胞/mL,每孔滴入0.1mL細胞稀釋液，其目的是。

（4）若用l5N標記的氨基酸培養(yǎng)能產(chǎn)生單克隆抗體的細胞，放射性物質在細胞結構中

出現(xiàn)的先后順序是。

一點通：（1）單克隆抗體利用了細胞融合和動物細胞培養(yǎng)的原理。

（2）HAT是選擇培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基是為了將雜交瘤細胞篩選出來。

（3）從HAT培養(yǎng)基上篩選出的細胞稀釋到7?10個細胞/mL,每孔滴入0.1mL細胞稀

釋液，其目的是將產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞篩選出來，使得到的抗體純度更高。

（4）參與單克隆抗體的合成、加工和分泌過程的細胞結構依次是核糖體、內(nèi)質網(wǎng)、高

爾基體和細胞膜。

答案：（1）動物細胞培養(yǎng)

（2）篩選雜交瘤細胞種類和數(shù)量（濃度）

（3）使每個孔內(nèi)不多于一個細胞，達到單克隆培養(yǎng)的目的（或單一細胞培養(yǎng)以保證抗

體的純度）

（4）核糖體、內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體、細胞膜

狀元筆記

1.基因工程中易錯點辨析不清

（1）基因工程中有3種工具（載體、限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶），但工具酶只有2

種（限制性內(nèi)切能、DNA連接酶）。

（2）工具酶本質為蛋白質，載體本質為小型DNA分子，但不一定是環(huán)狀。

（3）標記基因的作用一一篩選、檢測目的基因是否導入受體細胞，常見的有抗生素抗

性基因、發(fā)光基因，表達產(chǎn)物為帶顏色的物質等。

（4）受體細胞中常用植物受精卵或體細胞（經(jīng)組織培養(yǎng)）、動物受精卵（一般不用體細

胞）、微生物一一大腸桿菌、酵母菌等，但要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素則必需用真

核生物酵母菌一一需內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌。一般不用支原體，原因是它是營寄生

生活；一定不能用哺乳動物成熟紅細胞，原因是它無細胞核，不能合成蛋白質。

2.對乳腺（膀胱）反應器與微生物生產(chǎn)基因產(chǎn)品混淆不清

乳腺生物反應器與微生物生產(chǎn)的比較

乳腺生物反應器微生物生產(chǎn)（原核生物）

動物基因結構與人類基因結構相

基因結構與人類基因結構不同

同

由于缺少內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體等細胞

基因表達與天然蛋白質活性沒有區(qū)別

器，產(chǎn)物可能不具有生物活性

產(chǎn)物提取從乳汁中較易分離提取從細胞中提取，較為復雜

生產(chǎn)設備畜牧業(yè)生產(chǎn);提取設備工業(yè)生產(chǎn);設備精良

3.對“基因診斷"和"基因治療”概念及應用辨析不清

（1）基因診斷

基因診斷是用放射性同位素（如32p）、熒光分子等標記的DNA分子作探針，利用DNA

分子雜交原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，達到檢測疾病的目的。

（2）基因治療的原理及實例

①原理：把健康動物的正常基因導入含有缺陷基因的受體細胞中，存在基因缺陷的病人

細胞中既含有缺陷基因，又含有通過基因工程導入的正?；?，在病人體內(nèi)兩種基因都能表

達，正?；虻谋磉_產(chǎn)物掩蓋了缺陷基因的表達產(chǎn)物，從而治愈了有基因缺陷的疾病。

②鐮刀型細胞貧血癥基因治療過程

步驟過程

獲取正常的血紅蛋白基因用限制酶從人的DNA分子中切取血紅蛋白基因

用同一種限制酶切取目的基因和切割載體DNA,再用DNA

形成重組載體

連接酶將正常血紅蛋白基因連接在載體DNA上，形成

重組載體

將攜帶正常血紅蛋白基因的重組載體導入患者的造血干細

重組載體的導入與篩選胞中，并將重組載體插入到染色體DNA上。用選擇培養(yǎng)基

篩選出含重組質粒的造血干細胞

將含正常血紅蛋白基