人教版高考生物二轮复习：现代生物科技（含解析）（考情分析+知识综合+典例导航+训练）

专题十：现代生物科技

【考情分析】

本专题内容包括选修三《现代生物科技专题》全部内容。本部分内容在高考中以非选择题呈现的较多,

多为二选一模式。本专题内容在高考中的主要考点有：基因工程的原理及应用；克隆技术、动植物细胞工

程的方法、步骤、特点及应用；胚胎工程的原理及应用等。

【知识网络】

【知识综合】

一、基因工程的操作程序

(1)目的基因的获取途径有：从基因文库中获取、PCR技术扩增、化学法人工合成。

(2)基因表达载体的构建：是基因工程的重要环节，需要用同种限制酶分别切割载体和目的基因，再

用DNA连接酶把两者连接，基因表达载体包括标记基因、启动子、终止子和目的基因。.

(3)将目的基因导入受体细胞：

植物细胞：农杆菌转化法

动物细胞：显微注射法

微生物细胞：感受态细胞法

(4)目的基因的检测和鉴定：

1)分子水平上的检测

检测是否插入目的基因：利用DNA分子杂交技术

检测是否转录出了mRNA:利用分子杂交技术

检测是否翻译成蛋白质：抗原-抗体杂交

2）个体水平上的检测抗虫、抗病鉴定。

提醒：受体细胞是植物细胞可以是卵细胞、受精卵、体细胞，动物细胞一般是受精卵。

目的基因导入受体细胞不是基因工程成功.的标志，基因工程是否成功是目的基因是否表达成功。

二、植物细胞、动物细胞工程

1、植物组织培养与动物细胞培养的比较

比较项目植物组织培养动物细胞培养

原理细胞的全能性细胞增殖

培养基性质固体培养基液体培养基

培养基特有成分蔗糖植物激素葡萄糖动物血清

培养结果植物体细胞株、细胞系

培养目的快速繁殖、培育无病毒植株获得细胞或细胞分泌蛋白

2、植物体细胞杂交与动物细胞融.合的区别

比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合

细胞膜的流动性、

细胞融合的原理细胞膜的流动性

植物细胞全能性

细胞融合的过程去除细胞壁后诱使细胞分散后诱

导原生质体融合导细胞融合

诱导方法物理（离心、振物理、化学方法

荡、电刺激）（同左）

化学（聚乙二醇）灭活的病毒

用途获得杂种植株主要用于制备

单克隆抗体

三、胚胎工程

1、精子、卵子发生的比较

项目精子发生卵子发生

场所睾丸的曲细精管（唯一场所）卵巢（MI）、输卵管（MII）

（场所不唯一）

性别分化后开始，卵泡的形成和在卵

时

巢内的储备，是在出生前（胎儿期）

初情期开始到生殖机能衰退

完成的，减数第二次分裂是在精子和

间

卵子的结合过程中（受精过程）完成

的

过程1.MI和MH是连续的，需变形1、MI和是不连续的，不需变形

2.细胞质均等分配2、细胞质不均等分配

特点

结果形成4个精细胞形成1个.卵细胞和3个极体（极体将

来退化）

1.原始生殖细胞的增殖为有丝分裂

相同点

2.生殖细胞的成熟为减数分裂

3.成熟过程均经一次复制和两次分裂，子细胞中染色体数目减.半

2、胚胎移植的培育流程

对供、受体雌性个体进行选择并用激素进行同期发情处理

用激素对供体雌性做超数排卵处理

超数排卵的雌性发情后，选择同种优秀雌性进行配种或人工授精

胚胎收集（冲卵）

胚胎质量检查，此时胚胎发育到桑根胚或囊胚阶段

胚胎移植

对受体进行是否妊娠的检查

产.下胚胎移植的幼体

【典例导航】

1.【、海南、31】【生物一一选修3：现代生物科技专题】(15分)。

已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。

因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。

回答下列问题：

(1)为了获得丙中蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙中蛋白质的

序列，据此可利用方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用、方

法。

(2)在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用

酶和_______

(3)将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织,

由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗的危害。

(4)若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子

(填“含有”或“不含”)丙种蛋白质基因。

【答案】(15分)

(1)基因化学基因文库PCR(每空2分，共8分，其他合理答案也给分)

(2)限制DNA连接(每空1分，共2分)

(3)乙种昆虫(2分)

(4)不含(3分)。

【解析】(1)在已知蛋白质的氨基酸序列的情况下，可根据氨基酸和碱基的对应关系，推出合成该蛋白质

的基因序列,然后用DNA合成仪通过化学方法来合成目的基因。此外也可以从基因文库中获取目的基

因，也可通过PCR方法获取目的基因。

(2)构建重组质粒时，需要用限制酶将运载体切开，并用DNA连接酶将目的基因连接到运载体上，从而

构建基因表达载体。

(3)愈伤组织中含有丙蛋白，说明丙蛋白的基因得到了表达，在培养成的植株体内也含有丙蛋白，乙昆

虫食用丙蛋白后会死亡，则该植株可抵抗乙昆虫的危害。

(4)直接用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，仅仅在该叶片内部分细胞中能合

成丙蛋白，该植株的种子和其他的营养器官均不含有重组质粒，也就不含有丙中蛋白质的基因

2.【、江苏、32](9分)图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序歹

图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspI、BamHI、MboI、SmaI4种限制性核酸内切

酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C1CGG、G!GATCC,1GATC,.CCC；GGGO请回答下列问题:

(1)图1的一条脱氧核甘酸链中相邻两个碱基之间依次由连接。

(2)若用限制酶Sma玉完全切割图1中DNA片段,产生的末端是末端,其产物长度为

图1图2

(3)若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂

合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaI完全切害《产物中共有

种不同长度的DNA片段。

(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒，那么

应选用的限制酶是0在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用

添加的培养基进行培养。经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌

株中目的基因D不能正确表达,其最可能的原因是o

【答案】(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖

(2)平53平p、790bp、661bp

(3)4(4)BamHI抗生素B同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向链接

【解析】

(1)DNA单链中相邻两个碱基之间通过“脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖”连接。

(2)SmaI识别的序列为GGGCCC,切割后会产生平末端；图1所示的DNA分子中含有两个SmaI的识别位点，

第一个识别位点在左端534bp序列向右三个碱基对的位置；第二个识别位点在右端658bp序列向左三个碱基

对的位置，从这两个位点切割后产生的DNA片段长度分别为534+3,796-3-3,658+3,即得到的DNA片段长

度分别为537bp、790bp和661bp。

(3)在杂合子体内含有基因D和基因d,基因D的序列中含有两个识别位点，经过Smal完全切割会产生537bp、

790bp和661bp三种不同长度的片段，基因d的序列中含有一个识别位点，经过切割后会产生1327bp和661bp

两种长度的片段，综上，杂合子中分离到该基因的DNA片段经过切割后会产生4种不同长度的片段。

⑷能够获取目的基因并切开质粒.的限制酶有识别序列为GGATCC的BamHI和识别序列为GATC的MboI,

若使用MboI会同时破坏质粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因，所以要用BamHI来切割目的

基因和质粒，切割后保留了完整的抗生素B抗性基因，便于筛选出含有重组质粒的大肠杆菌。因为目的基

因和运载体是用同种限制酶切割的，目的基因两端的末端和质粒切割后的两个末端都能进行互补，可能出

现目的基因反向连接在运载体上的情况，导致基因D不能正确表达。

3.【、福建卷、32、10分】肺细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研

究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞,实验表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工

程技术基本流程如图1。

请回答：

(1)进行过程①时，需用酶切开载体以插入let-7基因。载体应用RNA聚合酶识别和结合

的部位，以驱动let-7基因转录，该部位称为o

(2)进行过程②时，需用酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。

(3)研究发现,let-7基因能影响RAS的表达，其影响机理如图2。据图分析,可从细胞提取进

行分子杂交，以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中

(RASmRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。

【答案】

(1)限制性核酸内切酶(或限制)启动子

(2)胰蛋白

(3)RNARAS蛋白

【解析】

.(1)过程①表示基因表达载体的构建，在该过程中需要用限制酶对载体进行切割以便于目的基因的

插入(限制性核酸内切酶，简称限制酶，写其他的不得分)；启动子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合

酶结合和识别的位点，RNA聚合酶结合到该位点，可驱动转录过程。

(2)过程②表示动物细胞培养，培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理，使之分散成单个

的细胞，之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养。

(3)判断目的基因是否在受体细胞中转录，可用分子杂交技术来进行，从细胞中提取mRNA和用放射

性同位素或者荧光标记的目的基因单链DNA片段进行杂交。根据题中信息“肺组织细胞中的let-7基因表

达减弱，癌基因RAS表达就增强，引发肺癌”导入let7基因后，肺癌细胞受到抑制，说明RAS基因表达

减弱，导致细胞中的RAS蛋白质含量减少进而导致癌细胞受抑制。

【专题训练】

1.【、广东卷、2］培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是］

A.组织培养B.细胞杂交C.显微注射D.核移植

2.【、浙江、2］下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述，正确的是

A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性

B.卵裂球细胞的体积随分裂次数的增加而不断增大

C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性

D.原肠胚发育分化形成内外两个胚层

3、应用生物工程技术获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题：

(1)在培育转人生长激素基因牛过程中，①过程需.要的工具酶是②过

程常用的方法是。

(2)转入生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的

首端必须含有0③过程培养到桑棋胚或囊胚阶段，可以采用和

技术，培育出多头相同的转基因犊牛。

(3)prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，II最可能是

细胞，川代表的细胞具有.________________________的特点。

人的生长

抬士攻一Z4-

(4)在抗虫棉培育过程中，④过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较,

其优点是⑤过程采用的技术是。

4、下图为经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程.请回答下列问题：

分割针

(1)A细胞是,在进行体外受精前要对精子进行处理。

(2)进行胚胎分割时，应选择发育到时期的胚进行操作。

(3)通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的根本特点是

(4)在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应注意

5、继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出

一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：

(1.)将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是o(2分)

(2)进行基因转移时，通常要将外源基因转入中，原因

是O

(3)通常采用技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。(2分)

(4)在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的细胞中特异表达。

(5)为使外源基因在后代长期保持，可将转基因小鼠细胞的转入

细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称

为___________________________

6、【、新课标、40、15分】

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有和

(2)质粒运载体用EcoRI切割后产生的片段如下：

AATTC…G

G……CTTAA

为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRI切割外，还可用另一种限制性内切酶

切割，该酶必须具有的特点是:

(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即DNA连接酶和DNA连接

酶。

(4)反转录作用的模板是,产物是o若要在体外获得大量反转录产物，常采用—

技术。

(5)基因工程中除质粒外，和也可作为运载体。

(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因

是.

7、1997年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的大肠杆曲

基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌

中表达成功。如右图，请据图回答问题。

质粒

(1)此图表示的是采取方法

获取基因的过程。

(2)图中①DNA是以——为模板，.

形成单链DNA,在酶的作用下合成双链DNA,从而获得了所需

(3)图中②代表的是酶，在它的作用下

将质粒切出_______________末端。

(4)图中③代表重组DNA,含基因。大JR杆菌

(5)图中④表示的过程是_______________________________________

8、某女性患有输卵管阻塞和色盲，借用别的女性的卵

过程中生出的两个男孩，如图3-7所示.请分析回答：

(1)过程Y的细胞分裂方式是。

(2)若这两个男孩分别在两个自然环境不同的地

两者的一个相同性状.

写出两者的一个不同性状

图3-7