2023届生物高考二轮复习-生物工程学案

专题十生物工程

［课标内容］1.植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术。2.动物细胞工程

包括细胞培养、核移植、细胞融合和干细胞的应用等技术。3.对动物早期胚胎或

配子进行显微操作和处理以获得目标个体。4.基因工程是一种DNA重组技术。5.

蛋白质工程是基因工程的延伸I。6.生物技术在造福人类社会的同时也可能会带来

安全与伦理问题。7.依据生态学原理保护环境是人类生存和可持续发展的必要条

件。

梳理核心知识

►■建网^

限制陶、①DNA连接酶、载体——‘；口佩明一④细胞的全能性、细胞膜的流动性

目的基因的筛选与获取一）运）一幽幽!鳗,植物体细胞杂交

IF懑;…》关就亦獴美?

②基因与达教体的构建一

将目的基因导入受体细胞一14以‘力,M,痴产里⑤细胞增殖

动物细I

I胞培养J~U逞获得新细胞.不形成个体

目的基因的检测与鉴定一发

展丽河产⑥初物细胞核的全能性

曲"中呼个方建中双......*'

胞核医福获得克隆动物个体

甯等K瑞基&和私讨理象?”…….

,1理■细胞膜的流动性

蛋动物细

白胞融合方法PEG檄合法、电融合法、

生

预期功能一设计蛋白质:结构一推测质-----：灭活病毒诱导法

物

氨基酸序列一改造或合成基因一获T基本思路）工

技

程亘要步密G给小鼠注射抗原

得所需蛋白质

术

可产生自然界不存在的新蛋白质T结果）工9?喀村一所需细胞已免疫的B淋巴细胞和

程体的制备「骨髓瘤细胞

戢后的⑧产生专一抗体的杂交

籍选瘤细胞

实而9早期胚胎在相同生理环境条件

胚胎下空间位置的转移

移植

.-[ZZ充分发挥雌性优艮个体的繁殖潜能

选材发育良好、形态正常的

胚胎⑩桑族胚或囊胚

分割

I意义加快繁殖速度

提示深思1:第三步将目的基因导入受体细胞没有碱基互补配对现象。

深思2：脱分化和再分化。

♦挖教材

选择性必修③P41“相关信息”

1.初生代谢是生物生长和生存所必露的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直

进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢不是生物生长所

必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。

选择性必修③P45“思考・讨论”

2.动物细胞培养过程中，常用幼龄的动物细胞，因为幼龄动物的细胞、分化程度

低的细胞更易于培养。细胞的分化程度越低，其分裂能力就越强。

选择性必修③P"“旁栏思考题”

3.动物细胞培养时不能用胃蛋白酶分散细胞的原因：胃蛋白酶适于在较强的酸性

条件下发挥作用，而较强的酸性条件会对贴壁细胞造成伤害。

选择性必修③P48"相关信息F-

4.灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病

原体的抗原结构。

选择性必修③P49“图示拓贮

5.在选择性培养基上，未融合的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡，

只有融合的杂交瘤细胞才能生长。

选择性必修③P50“思考•讨论”

6.抗体一药物偶联物（ADC）通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆

抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。ADC的抗体具有特异性识别肿瘤细

胞的作用,药物有杀伤肿瘤细胞的作用。

7.艾弗里等人通过不同类型肺炎链球菌的转化实验，不仅证明了生物的遗传物质

是DNA,还证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。

选择性必修③P74“练习与应用，拓展应向F"

8.限制酶不能切割自身DNA的原因：原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序

列或识别序列已经被修饰。

选择性必修③P77“相关信，声"

9.真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活。因此，PCR反应缓冲溶液中

一般要添加Mg2\引物是一小段能与DNA母链的一段碱基序列互补配对的短单

链核酸。用于PCR的引物长度通常为20〜30个核甘酸。

选择性必修③P8I“资料卡”

10.农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T—DNA

（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到遗细胞的染色体mA

±=

〉扫易错

1.判断有关动植物细胞工程和胚胎工程说法的正误

（1）在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化。（X）

（2）愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的。（义）

（3）用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性。（义）

（4）植物体细胞杂交所获得的杂种植株的变异类型属于染色体变异。（J）

（5）肝细胞培养过程中通常在培养液中通入5%的C02刺激细胞呼吸。（X）

（6）杂交瘤细胞的特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一抗体。（J）

（7）卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加。（义）

（8）在胚胎发育过程中，细胞的分化出现在桑意胚期。（X）

（9）胚胎分割移植时应选取发育良好、形态正常的囊胚或原肠胚。（X）

2.判断有关基因工程和蛋白质工程说法的正误

（1）DNA连接酶能将两碱基通过氢键连接起来。（X）

（2）Eco〃DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端。（X）

（3）载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选的标记基因。（X）

（4）用PCR技术扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。（J）

（5）应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其

是否完全表达。（X）

（6）蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结

构。（X）

（7）基因工程只能产生自然界已存在的蛋白质。（

＞练表达

--------------------------1

1J2017.全国卷I,38（5）］艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验为证明DNA是遗

传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因

工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是...........................

提示DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体

2.［2017.全国卷II,38(2)］以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是

提示在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成

cDNA

3.［2019•全国卷I,38(3)］目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA

聚合酶的主要原因是...................................................

提示我可酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活

4」2017.全国卷II,38(3)］若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载

体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是...........................

(答出两点即可)。

提示目的基因无复制原点；目的基因无表达所需的启动子

5.［2018.全国卷HI,38(1)］“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植

是指.................................................................

提示将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中

6.在动物细胞核移植获得克隆动物时用卵母细胞作受体细胞原因是..........

提示卵母细胞大利于操作，细胞质中有使细胞核基因得以表达的物质和条件

7.胚胎移植时对同种哺乳动物供受体进行同期发情处理的原因是___________

提示使供受体处于相同的生理状态

［真题感悟］

1.(2020.山东等级考，14)经遗传改造的小鼠胚胎干细胞注入囊胚，通过胚胎工

程的相关技术可以获得具有不同遗传特性的实验小鼠。下列说法错误的是()

A.用促性腺激素处理雌鼠可以获得更多的卵子

B.体外受精前要对小鼠的精子进行获能处理

C.胚胎移植前要检查胚胎质量并在囊胚或原肠胚阶段移植

D.遗传改造的小鼠胚胎干细胞可以通过转基因等技术获得

答案C

解析为获得更多卵子，需要用促性腺激素对雌性个体进行超数排卵处理，A正

确；刚排出的精子不能与卵子受精，必须进行获能处理后才具备受精能力，B正

确；胚胎移植前要检查胚胎质量，牛、羊等一般要培养到桑篡胚或囊胚阶段才进

行移植，小鼠等可在更早的阶段移植，C错误；可通过转基因等技术获得遗传改

造的小鼠胚胎干细胞，D正确。

2.（2021.全国乙卷，38）［生物——选修3：现代生物科技专题］

用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人类需要的生物

产品。在此过程中需要使用多种工具酶，其中4种限制性内切酶核酸的切割位点

如图所示。

IIII

GAATTCCCCGGGCTGCAGGATATC

CTTAAGGGGCCCGACGTCCTATAG

tttt

限制幅：EcoRISma1PstIEcoRV

回答下列问题：

（1）常用的DNA连接酶有E-co/zDNA连接酶和T&DNA连接酶。上图中

酶切割后的DNA片段可以用E-coliDNA连接酶连接。上图中酶

切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。

（2）DNA连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键

是o

（3）DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征。如质粒DNA分子上有复

制原点，可以保证质粒在受体细胞中能;质粒DNA分子上

有，便于外源DNA插入；质粒DNA分子上有标记基因（如某

种抗生素抗性基因），利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法

是O

（4）表达载体含有启动子,启动子是指o

答案（1）EcoRI、PstIEcoRI、SmaI、PstI>EcoRV（2）磷酸二

酯键（3）自我复制限制酶切割位点用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞,

能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞（4）RNA聚合酶识别、结合和驱动

转录的一段DNA序列

解析（1）由题图可以看出，EcoRI、SmaI、PsrI、EcoRV切割后分别形成

黏性末端、平末端、黏性末端和平末端，4co〃DNA连接酶可用于连接黏性末端，

T4DNA连接酶可用于连接黏性末端和平末端。（2）DNA连接酶催化DNA链的5,

端与另一DNA链的3,端生成磷酸二酯键。（3）复制原点是在基因组上复制起始

的一段序列，可以保证质粒在宿主细胞中进行自我复制。质粒上有限制酶切割位

点，该位点可被限制酶切开并使外源目的基因插入其中。若质粒DNA分子上有

某种抗生素抗性基因，则可以用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞，能够存活

的即为含有质粒载体的宿主细胞。（4）启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，

有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需要的蛋白质。

3.（2020•全国卷IH,38）［生物——选修3:现代生物科技专题］W是一种具有特定

功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一

种膀胱生物反应器来获得W,基本过程如图所示。

回答下列问题：

（1）步骤①中需要使用的工具酶有。

步骤②和③所代表的操作分别是和。步骤④称为O

（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因

动物的（答出2点即可）的限制。

（3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染

色体DNA所含的遗传信息（填“相同”或“不同”）,原因是

（4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要

技术有（答出2点即可）。

答案（1）限制性内切核酸酶、DNA连接酶显微注射体外培养胚胎移植

（2）性别、年龄（3）相同两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精

卵

（4）体外受精、胚胎移植

解析（1）步骤①是基因表达载体的构建过程，该过程需要使用的工具酶有限制

性内切核酸酶（限制酶）和DNA连接酶，用限制酶分别切割载体和目的基因，用

DNA连接酶将目的基因和载体连接起来。步骤②和③所代表的操作分别是显微注

射和体外培养。步骤④是将早期胚胎植入到代孕母体内，称为胚胎移植。

（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因

动物的性别和年龄的限制。（3）乳腺上皮细胞和膀胱上皮细胞都是体细胞。一般

来说，在同一动物个体中，其体细胞都是由同一个受精卵分裂、分化而来的，细

胞在分裂、分化过程中，其细胞核中染色体DNA所含的遗传信息一般是不变的，

因此两种上皮细胞的染色体DNA所含的遗传信息相同。（4）据题述流程可知，

胚胎工程中所用到的主要技术有体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植等。

微专题1动植物细胞工程与胚胎工程

［讲•核心要点］

1.植物组织培养的过程原理：植物细胞的全能性

:条件：无菌、离体、一定的营养物质、；

：激素（生长素、细胞分裂素等）

/,,同林'培齐基

号子人脱分巴的再空移栽

离体的组愈伤组织:胚状体皿

及试管苗

织或细胞卜

细胞福向戢花「无窥则；庆­徜血胞产访而用金伤组织.：

是一种高度液泡化的呈：：制i作人工种子利用胚状体：

无定形状态的薄壁细胞；

提醒：①植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。

②脱分化阶段不需光，再分化阶段需光。

③生长素/细胞分裂素的比值高时，促进根的分化、抑制芽的形成：比值低时，促

进芽的分化、抑制根的形成。

④体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。

2.植物体细胞杂交技术

原理：植物细胞的全能性、细胞膜的流动性

:纤维素酶和：：'物理法：电融合法、离心法:无服了这

:果胶髓处理：：诱导

融合［化学法：融合法、

:去除细胞壁：：PEG律杂文不r

I高Ca?♦一高pH网合法

包匕芯壬行性/''

QQ

马铃薯马铃理包脱分化再分化

细胞原生质体

Q正在融杂种

V合的原细胞愈伤再生出杂种

番茄番茄生质体人组织小植株植株

细胞原生质体画出由疝丽“剧合兔丽麻切束色体史"

3.动物细胞培养原理：细胞增殖

》国事分化程皮价、槽厚：一般具有贴壁生长；

’能力澎、更私于培养〔和接触抑制的特点：

V、㈱蛋白髓处理,、

动物胚胎剪碎

而F|或离心法噂毒传代|

或幼龄动培养

物绢外1块胰蛋白酶（或胶后分瓶立培养

物夬J原蛋白酶）处理31I

提醒：①动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：

第一次：处理剪碎的组织，使其分散成单个细胞。

第二次：使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。

②避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理，加入一定量的抗生素，定

期更换培养液。

③区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。

4.动物体细胞克隆技术（核移植技术）,

原理：动物细胞核的全能性

提醒：核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的三个原因:

①克隆动物遗传物质来自两个亲本。

②发育过程中可能发生基因突变或染色体变异。

③外界环境可能引起不可遗传的变异。

5.单克隆抗体的制备原理：细胞膜的流动性、细胞的增殖

给小鼠注射特定抗原提取骨髓痛细胞

扩大.培养

,从脾脏中分离B

骨髓瘤细胞

淋巴细胞（浆细胞）

&能分泌加林灭活病赤触大/普及

不能大■?增殖诱导融合不能分泌执体

：动物细胞融合突破了有性

/杂交方法的局限,使远缘

I；杂交成为可能

未融合细胞.B-B细胞

瘤-瘤细胞，杂交瘤细胞

*■―&选在时」选第以新显铳诿

风能分泌加林，「杂交痛细胞-------------------

又。块子谱残I莉时」五后二

抗体检测

:和抗原-抗体

［产生特定抗体的杂交瘤细喇：杂交法筛选：

［体内培养（小鼠腹腔内））［体外培养（培养液中））

能池楠诅别执原的犯

।~单克隆抗体”।楸三帛与特文犹原虬

1一4^=^生特4枝结合并且可

大号制备

6.胚胎移植的操作流程及生理基础

（1）操作流程

选邑遗传性能和生产性能优良的供体、有

对供、受体的一健康的体质和正常繁殖能力的受体

选择和处理处理同期发情处理和对供体母畜进行趣

数排卵处理）李淑4

一……A促性腺献孑

［配种或进行人工授精］

冲卵

对胚胎的检查对胚胎进行质僦检查.这时胚胎应发育

收集、检一到重塞蚂卷变阶段

查、处理处理直廊百群痢或放入-196七的液氮中

保存）不在原妆肚时段秽植，国为此

时分化程度高，格粒成功率很

［胚胎移植］谓另外不能立

接移植衣料行

（胚胎移植后的检查］—检查受体是否妊娠

提醒：①精子获能的方法有培养法和化学诱导法。

②卵母细胞须培养到Mil中期才能参与受精。

③细胞分化开始于囊胚，桑黄胚的形成没有经过细胞分化。

④囊胚的内细胞团具有全能性，将来发育成胎儿的各种组织。

（2）生理基础

J生理学基础)

胚胎移胚胎存胚胎发胚胎收

入基础活基础育孥础集基础

哺乳动物排卵受体子宫供体胚胎可与早期胚胎在一

后,在一段时对外来胚受体子宫建立定时间内不会

间内同种动物胎基本上正常的生理和与母体子宫建

的供、受体生不发生免组织联系,且供立组织上的联

殖器官的生理疫排斥反体胚胎的遗传系,处于游离

变化是相同的应特性不受影响状态

7.胚胎、分割无性繁殖或克隆

电主！一发育良好，形态正常的桑甚胚或囊胚

胚实质胚胎分割可增加动物后代的数量.其实质是

胎

分动物的无性繁殖或克隆

割

对囊胚分割时.注意将内细胞团均等分割.否

成功则会影响分割后胚胎的恢复和进•步发育时

关键点未知性别的胚胎可以取滋养层.做DNA分析进

行性别鉴定

［练-高考重点］

1.(2021•河南南阳市一中调研)随着对植物组织培养技术的深入研究，其操作流程

不断改进和完善，该技术在我们的生产和生活中的应用越来越普遍。如图是将胡

萝卜的某组织通过植物组织培养技术培养成植株的简化流程。请回答下列有关问

题：

①②③

胡萝卜块一愈伤组织一胚状体一＞胡萝卜植株

⑴在切取胡萝卜块时，往往强调要切取含有容易诱导形成愈伤组织的

部分。图中①②过程分别是、

,两过程所用的培养基存在不同之处，主要是

(2)从细胞水平看，图中③过程主要是通过两

个步骤来完成的。图中全过程表明，分化的植物细胞内仍具有

(3)植物组织培养技术的应用越来越广泛，例如利用该技术培育无病毒草莓苗，一

般选取茎尖或根尖作为外植体，其原因是

请列举该技术的其他应用：__________________________________________________

______________________________________________________________（列举两类）。

答案（1）形成层脱分化再分化培养基中植物激素比例不同（2）细胞分裂

和细胞分化形成完整植株所需要的全部基因（3）植物分生区附近（如茎尖、根

尖）的病毒极少，甚至无病毒快速繁殖植物（微型繁殖）、制造人工种子、单倍体

育种、体细胞诱变育种、细胞产物的工厂化生产等（任选两个，合理即可）

解析（1）在切取胡萝卜组织块时强调要含有形成层部分，因为该部分容易诱导形

成愈伤组织。图中①为脱分化，②为再分化，③表示胚状体生长发育为植株的过

程；①②过程所用的培养基中都应含有营养物质和植物激素，①过程是脱分化，

其培养基中生长素含量高于细胞分裂素，②过程为再分化，其培养基中生长素含

量低于细胞分裂素，所以两过程所用的培养基主要不同之处是培养基中植物激素

比例不同。（2）图中③表示胚状体生长发育为植株的过程，生物的生长发育是通过

细胞分裂和细胞分化两个步骤完成的。图中全过程反映的是将离体的植物器官、

组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈

伤组织、丛芽，最终形成了完整的植株，该过程说明分化的植物细胞内仍具有形

成完整植株所需要的全部基因。（3）科学家们发现植物分生区附近（如茎尖、根尖）

的病毒极少，甚至无病毒，因此，切取一定大小的茎尖或根尖进行组织培养，再

生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。现在植物组织培养技术得到了广

泛应用，如快速繁殖植物（微型繁殖）、制造人工种子、单倍体育种、体细胞诱变育

种以及细胞产物的工厂化生产等。

2.（2021.合肥市调研）新冠病毒，即2019-nCoV,是一种RNA病毒，其结构模式图

如下。其中S蛋白是2019-nCoV表面主要抗原，利用S蛋白可以制作相应的抗

体，据此回答下列问题：

（1）采用基因工程的方法，可以获取大量S蛋白。获取方法是提取2019-nCoV的

RNA,通过____________过程获取相应的cDNAo

（2）通过基因工程技术获取S蛋白，最关键的一步是

（3）将S蛋白注入小鼠等动物体内，通过单克隆抗体技术，即可获得抗S蛋白的单

克隆抗体。与新冠肺炎康复者捐献的血浆中的抗体相比，抗S蛋白的单克隆抗体

的优点是________________________________________________________________

（4）在对新冠肺炎疑似患者的检测中，利用核酸检测法，有时会出现假阴性现象,

在分子水平上还可以利用技术进行检测。

答案（1）逆转录（反转录）（2）基因表达载体的构建（3）能准确识别抗原的细微

差异，与特定抗原发生特异性结合，并且可大量别备（4）抗原和抗体杂交

解析（1）以病毒的RNA为模板，通过逆转录过程可获取相应的cDNA。（2）基因

工程中最关键的步骤是基因表达载体的构建。（3）通过单克隆抗体技术获得的抗S

蛋白的单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、并可能大量制备等优点。（4）在分子

水平上检测新冠肺炎疑似患者除了可以利用核酸检测法外，还可以利用抗体能够

和抗原特异性结合的特点，即抗原和抗体杂交技术进行检测。

3.（2021・河南百校联盟）据图回答下列问题。

雌鼠激素注射

—j

胚胎收集领领

目的基因表达我体

胚胎操作包工羊吉孔单鼠

X

假孕鼠

庭因型鉴定

（1）图中雌鼠进行激素注射的目的是________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑵胚胎的收集可以通过人工方法从雌鼠输卵管内获得，该过程称为

。将胚胎在相关培养液中进行早期培养，目的是

培养液中除含有有机盐、无机盐、血清外，还需加入的四种主要物质是

（3）图中目的基因表达载体通过________________法进入胚胎细胞，胚胎发育的早

期称为卵裂期，其特点是___________________________________________________

__________________________________________________________________________________O

（4）图中将结扎雄鼠与雌鼠交配，可获得假孕鼠，其目的是

图中①是指o

答案（1）促使雌鼠超数排卵（2）冲卵便于检查受精状况和受精卵的发育能力

维生素、激素、氨基酸、核甘酸（3）显微注射细胞分裂方式为有丝分裂，细胞

的数量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小（4）使假孕鼠生殖器官

的生理变化与供体相同，从而为供体胚胎移入假孕鼠提供相同的生理环境（合理即

可）胚胎移植

解析（1）图中雌鼠注射的激素是促性腺激素，目的是促使雌鼠超数排卵。（2）胚胎

的收集可以通过人工方法从雌鼠输卵管内获得，该过程称为冲卵。冲出的胚胎移

入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。胚胎的培养液

成分除一些无机盐和有机盐类外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核昔酸等营

养成分，以及血清等物质。（3）图中目的基因表达载体通过显微注射法进入胚胎细

胞，胚胎发育的早期称为卵裂期，其特点是细胞分裂方式为有丝分裂，细胞的数

量不断增加，但胚胎的总体积并不增加，或略有缩小。（4）图中将结扎雄鼠与雌鼠

交配，可获得假孕鼠，其目的是使假孕鼠生殖器官的生理变化与供体相同，从而

为供体胚胎移入假孕鼠提供相同的生理环境。图中①是指胚胎移植。

4.（2021.河南开封模拟）科学家通过导入外源分子使动物的某特定基因失活。进而

培养出有基因缺陷的动物来研究相应基因的功能。如图是流程示意图。请据图回

答相关问题。

（1）①过程通常用到（仪器），②过程所采取避免杂菌污染措施，除培

养液及培养用具灭菌处理外，一般需加入，还要定期更换培养液。

定期更换培养液的理由是。

（2）图示体外受精过程，一般需要在_______中完成。

（3）为更多地获得基因剔除小鼠，可对囊胚阶段的胚胎进行分割移植，在分割时要

注意o请说明理由______________________________________O

⑷胚胎移植能否成功，主要与供体和受体的有关。

（5）经研究得知，某基因与乳腺癌细胞的增殖密切相关。请简述基因剔除技术在乳

腺癌治疗方面的基本思路:_______________________________________________

__________________________________________________________________________________O

答案（1）显微注射仪一定量的抗生素清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累

对细胞自身造成危害（2）专用的受精溶液（或获能溶液）（3）对内细胞团进行均等

分割若不均等分割，会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育（4）生理状况

（5）通过基因剔除技术使该基因失活，从而阻止乳腺细胞的癌变

解析（1）图中①过程将体外转录后mRNA导入受精卵常用显微注射技术。②是

早期胚胎培养过程，除培养液及培养用具灭菌处理外，一般需加入一定量的抗生

素（防止染菌），还要定期更换培养液。定期更换培养液的目的是清除代谢产物，

防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。（2）体外受精过程，一般需要在获

能溶液或专用的受精溶液中完成。（3）对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要对内细

胞团进行均等分割，因为内细胞团将来发育成胎儿的组织器官，若不均等分割，

会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。（4）胚胎移植能否成功，主要与供体和

受体的生理状况有关，应将早期胚胎移植到同期发情的代孕母体内。（5）某基因

与乳腺癌细胞的增殖密切相关，则可通过基因剔除技术使该基因失活，从而阻止

乳腺细胞癌变。

做专题2基因工程

［讲•核心要点］

1.基因工程的3种基本工具

作用识别双链DNA分子特定的核甘酸序列并切开

限制性内u—特定部位两个核甘酸之间的磷酸二酯键

里区幽［幽「①一般用同种同制能切割载体和目的基因

有乱■②不同的限制前也能切割出相同的黏性末端

方"肉当不同备拈枝末明则能使基固枭费秣走向

J1法，囱兔自身环化如久向史族，拨禹J1生的窜次性

DNA1_|-①E,co/iDNA连接酹只能连接黏性末端

连^妾醯|"L②T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端

厂①能在宿主细胞内稳定存在并大鼠复制

［载体卜一②有一个至多个限制能切割位点

③具有特殊的标记基因以便对含目的基因的受

体细胞进行筛选

2.基因工程的操作流程

（1）目的基因的获取

包括基国俎文后文片

的基

目从基因文库中获取/己如g的基园向塔

取

因

获利用技术扩增•…1”的核号畋声列

种

的3PCR

途

径

A十八卡利用mRNA反转录合成

'人工合成T

L-通过DNA合成仪用化学方法合成

....................................................

提醒：①从cDNA文库获取的目的基因不含启动子和终止子。

②PCR过程中需要耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）。

（2）基因表达载体的构建——重组质粒的构建

是•段有特殊结构的DNA1是一段有特殊结构

L

片段.位于目的基因的首5的DNA片段,位于

端,是聚合酶识别和目的基因的尾端.

RNA达

结合的部位.能驱动基因制RNA聚合酶脱离部

点

转录出mRNA位.使转录过程停止

此处A丁令节离,G-C啥子价1

其作用为鉴别受体细胞中是否含有目的基因.

从而将含有目的基因的细胞筛选出来

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）W起始密码子（位于mRNA上）。

b.终止子（DNA片段）W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。

④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。

（3）将目的基因导入受体细胞

际植物体细胞或受精卵一农杆菌转

幽~L化法、花粉管通道法

目的基因等'

入受体细胞画到一一般为受精卵一“显微注射法”

的方法,

［微生物卜原核生物一"Ca"处理法”

提醒：农杆菌转化法中的“两个两次”

第一次—美将8的泰国拜法引丁魂拉的「加小的

中间舟收

区二次］_指方I插入8的基因的丁•加/川史拜板列攵

―林伸胞乘色林的1W4上

箪一次

—片令8的基因的「质粒节和导入反针西

告人

箪二次

—指令日的基困的导入鱼秣佃胞

导人

（4）目的基因的检测与鉴定

DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体DNA上是

否插入了目的基因

分子杂交技术

目的基因检测目的基因是否转录出mRNA

检测与鉴

抗原一抗住杂交

定方法检测目的基因是否翻译出蛋白质

个体生物学水平鉴定

抗虫或抗病接种实验等

3.蛋白质工程

:预期的蛋白质功能

:坛后•施Q操作:I

［居因合成；手段;设计预期的蛋期的结构

Kit；|

：次延康看相、；流程；推测应有的氨基酸序列

；白质.或制：结果

:造一种新的;I

:蛋白质:：找到相对应的脱氧核服

：酸序列（基因）

［练•高考重点］

1.（2021.中原名校联盟）糖尿病是一种常见病，且发病率有逐年增加的趋势，以致西

方发达国家把它列为第三号“杀手”。