高二生物学选修三专题一专题小结和真题演练(自学课件)

知识网络构建 和真题演练 专题一 基因工程 知 识 网 络 构 建 蛋白质工程蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其以蛋白质分子的结构规律及其 生物功能的关系作为基础，生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因 合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的 蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 蛋 白 质 工 程 的 崛 起 蛋白质工程的流程 基因 DNA 氨基酸序列 多肽链 蛋白质 三维结构 预期功能 生物功能mRNA 转录 翻译 折叠 DNA合成 分子设计 中心法则的逆推中心法则的逆推 基因工程的课堂笔记框架图基因工程的课堂笔记框架图 真 题 演 练 历年海南卷 【【20192019年海南卷年海南卷3131题摘选】题摘选】．．[[选选修修33：现代生物科技专题］（：现代生物科技专题］（1515分）分） 人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质 （Y），该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以 利用现代生物技术生产Y。回答下列问题。 （1）若要获得Y的基因，可从人的T细胞中提取 作为模 板，在 催化下合成cDNA，再利用 技术在体外 扩增获得大量Y的基因。 （2）将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。若将 上述所得Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的 中，得到含目 的基因的重组Ti质粒，则可用农杆菌转化法将该基因导入某种植物 的叶肉细胞中。若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达Y 的愈伤组织，则说明Y的基因已经 。 （1）若要获得Y的基因，可从人的T 细胞中提取 mRNA 作为模板， 在 逆转录酶 催化下合成cDNA， 再利用 PCR 技术在体外扩增获得 大量Y的基因。 第一小题借助情境考查基因工程基本操作的第一步即目 的基因的获取。考查学生对基础知识的识记和理解能力。 试 题 分 析 （2）将目的基因导入植物细胞常用的方法 是农杆菌转化法。若将上述所得Y的基因插 入农杆菌Ti质粒上的 T-DNA 中，得到含目 的基因的重组Ti质粒，则可用农杆菌转化 法将该基因导入某种植物的叶肉细胞中。 若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳 定表达Y的愈伤组织，则说明Y的基因已经 整合到该愈伤组织细胞染色体的DNA上。 第二小题承接第一小题，考查基因工程操作第三步目的 基因导入受体细胞的过程。此题难度略为增大，不仅考 查了学生对教材的熟悉程度，还联系了植物细胞工程， 考查了学生分析材料并理解应用的科学思维能力。 甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学 家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到 了转基因植株。回答下列问题：了转基因植株。回答下列问题： （（11）用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜）用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜______________（（填填““受伤的受伤的 ””或或““完好的完好的””）叶片与含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶）叶片与含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶 片的理由是片的理由是____________________________。。   （（22）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质 粒中粒中__________已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的 某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数 与不含甜蛋白个体数之比为与不含甜蛋白个体数之比为1:11:1，则说明甜蛋白基因已经整合到，则说明甜蛋白基因已经整合到 ______________（（填填  ““核基因组核基因组”“”“线粒体基因组线粒体基因组””  或或  ““叶绿体基因组叶绿体基因组””）中。）中。 【【20182018年海南卷年海南卷3131题摘选】题摘选】．．[[选选修修33：现代生物科技专题］（：现代生物科技专题］（1515分）分） （1）用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜 _______（填“受伤的” 或 “完好的”）叶片 与含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种 叶片的理由是_________________________。 “受伤的”  叶片伤口处的细胞释放出大量酚 类物质，可吸引农杆菌移向这些细 胞。 本题考查了基因工程基本操作过程，采用农杆菌转化法将目的 基因导入植物细胞，源于教材。考查考生能否用课本中解释原 因的知识，组织语言表达理由。 试 题 分 析 本题考查基因工程的原理。 （2）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则 表明该重组质粒中___ __ __ _ _ _已转移到植物 细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株 与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白 个体数与不含甜蛋白个体数之比为1:1，则说明 甜蛋白基因已经整合到___ __ _ ___（填 “核基因 组”“线粒体基因组” 或 “叶绿体基因组”）中。 甜蛋白基因  核基因组 甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质， 科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细 胞，得到了转基因植株。回答下列问题：胞，得到了转基因植株。回答下列问题： （3）通常，基因工程操作主要有 4 个步骤， 即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基 因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此， 基因工程的含义可概括为__________________。 【【20182018年海南卷年海南卷3131题摘选】题摘选】．．[[选选修修33：现代生物科技专题］（：现代生物科技专题］（1515分）分） 本题考查基因工程的概念，考查考生的生物学基础知识，回归 生物学本真。试题的这种设计理念，有助于考查考生使用生物 学语言表达观点的能力，这一能力是考生必须加强的。识记类 考点，往往由于复习时的忽视，而成为考试的难点和失分点。 （3）通常，基因工程操作主要有 4 个步骤， 即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目 的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 因此，基因工程的含义可概括为_____________。 按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和 转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造 出符合人们需要的新生物类型. 基因工程又称为DNA重组技术，回答相关问题： （1）在基因工程中，获取目的基因主要有 两大途径，即 和从 中分离。 （2）利用某植物的成熟叶片为材料，同时构 建 cDNA文库和基因组文库，两个文库相比， cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的 少，其原因是 。 【【20162016年海南卷年海南卷3131题摘选】题摘选】．．[[选选修修33：现代生物科技专题］（：现代生物科技专题］（1515分）分） 2．试题与课本内容的关系： （1）在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径， 即 人工合成 和从 生物材料 中分离。 课本 P8图 （2）利用某植物的成熟叶片为材料，同时构建 cDNA文库和 基因组文库，两个文库相比，cDNA文库中含有的基因数目比 基因组文库中的少，其原因是 cDNA文库中只含有叶细胞已 转录（或已表达）的基因，而基因组文库中含有该植物的全部 基因。 课本 P10 基因工程又称为DNA重组技术，回答相关问题： （3）在基因表达载体中，启动子是 聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作 为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生 物是 。 （4）将目的基因通过基因枪法导入植物细 胞时，常用携带目的基因的金属颗粒有 和 颗粒。 【【20162016年海南卷年海南卷3131题摘选】题摘选】．．[[选选修修33：现代生物科技专题］（：现代生物科技专题］（1515分）分） （3）在基因表达载体中，启动子是 RNA 聚合酶 识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达 载体的受体细胞，最常用的原核生物是 大肠杆菌 。 课本 P11 课本 P13 （4）将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用 携带目的基因的金属颗粒有 钨粉 和 金粉 颗粒。 课本 P12 •下图是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌” 的示意图。请据图回答： • ⑴获得A有两条途径：一是以A的mRNA为模板，在 酶的催 化下，合成互补的单链DNA，然后在 作用下合成双链DNA ，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的 序列，推测 出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的 序列，再通过化学方法合成所需基因。 【【20142014年海南卷年海南卷3131题摘选】题摘选】．．[[选选修修33：现代生物科技专题］（：现代生物科技专题］（1515分）分） 评分细则（1） ①①标准答案：标准答案： 逆转录（逆转录（22分）分） 反转录（反转录（22分）分） RNARNA逆转录（逆转录（22分）逆转录酶（分）逆转录酶（22分）分） ②②标准答案：标准答案： DNADNA聚合酶聚合酶 （（22分）分） 不得分：不得分： 聚合酶、聚合酶、DNADNA聚合等聚合等 ③③标准答案：标准答案：氨基酸氨基酸 多肽、肽等其他答案不得分多肽、肽等其他答案不得分 ④④标准答案：标准答案：脱氧核苷酸（脱氧核苷酸（22分）分） 脱氧核糖核苷酸（脱氧核糖核苷酸（22分）分） 碱基（碱基（22分）分） 碱基对（碱基对（22分）分） 不得分：不得分：核苷酸、基因核苷酸、基因 •⑵利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的 有机物质有 、 、4种脱氧核糖核苷 三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩 增仪中完成。 •⑶由A和载体B拼接形成的C通常称为 。 •⑷在基因工程中，常用Ca2＋处理D，其目的是 。 •下图是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌 ”的示意图。请据图回答： 【【20142014年海南卷年海南卷3131题摘选】题摘选】．．[[选选修修33：现代生物科技专题］（：现代生物科技专题］（1515分）分） 评分细则（（22））①①标准答案：标准答案：引物（引物（11分）分） 一对引物（一对引物（11分）分） 引物引物DNADNA（（11分）分） 不得分：不得分：引物基因引物基因 ②②标准答案：标准答案： 模板模板DNADNA（（11分）分） 需扩增的目的基因（需扩增的目的基因（11分）分） 需扩增的需扩增的DNA DNA （（11分）分）DNADNA模板（模板（11分）分） 目的基因（目的基因（11 分）分） 模板（模板（11分）分） 该该DNADNA片段（片段（11分）分） 不得分：不得分： DNA DNA 、一条单链、一条单链DNADNA为模板，一条模板链为模板，一条模板链 （（33））标准答案：标准答案：重组重组DNADNA（（22分）分） 重组质粒（重组质粒（22分）基因表达载体（分）基因表达载体（22分）分） 目的基因的表达载体（目的基因的表达载体（22分）分） 重组载体（重组载体（22分）分） 含有目的基因的质粒（含有目的基因的质粒（11分）分） 含有目的基因的载体（含有目的基因的载体（11分）分） 不得分：不得分：质粒质粒 重组基因重组基因 基因重组基因重组 目的基因载体目的基因载体 基因表达载体的构建基因表达载体的构建 构建基因表达载体构建基因表达载体 （（44）标准答案：）标准答案：提高受体细胞的转化率（提高受体细胞的转化率（33分）分） 使细胞变为感受态细胞（使细胞变为感受态细胞（33分）；使细胞膜的通透性变大（分）；使细胞膜的通透性变大（33分）；分）； 使细胞壁的通透性变大（使细胞壁的通透性变大（33分）；使细胞变得易于吸收外源分）；使细胞变得易于吸收外源DNADNA（（33分）分）。。 使细胞处于感受状态（使细胞处于感受状态（22分）改变细胞膜的通透性（分）改变细胞膜的通透性（22分）使细胞具有吸收重组质分）使细胞具有吸收重组质 粒的功能（粒的功能（22分）使细胞充分吸收周围的分）使细胞充分吸收周围的DNADNA（（22分）分）。。 不得分：不得分：使细胞处于敏感状态使细胞处于敏感状态 细胞膜的通透性细胞膜的通透性 将目的基因导入受体细胞中将目的基因导入受体细胞中