2023年高中生物知识点系列讲座十基因工程细胞工程doc.doc

基因工程、细胞工程

一. 教学内容
复习基因工程、细胞工程

二. 学习重点
细胞质遗传的特点、基因的结构、基因工程的环节、生物膜系统、植物细胞工程、动物细胞工程。

三. 学习过程
（一）细胞质遗传
1. 细胞质遗传与细胞核遗传的关系：生物的遗传涉及细胞核遗传和细胞质遗传两大类。生物体绝大多数的性状是由核基因控制的，很少数的性状是由质基因控制的，尚有一些性状是由核基因和质基因共同控制的。
2. 细胞质遗传的特点：
（1）母系遗传：受精卵的细胞质几乎所有来自于卵细胞。
（2）杂交后代不出现一定的分离比：在细胞分裂时，细胞质是不均等的、随机的分派。
3. 线粒体和叶绿体在遗传中的作用：线粒体和叶绿体都具有遗传物质DNA，具有独立进行转录和翻译的功能，但它们的自主限度是有限的，它们对核遗传系统有很大的依赖性。
4. 关于三系配套：
（1）保持系：必须具有两个条件，一是用它作父本，二是除了它自身可育外，其它性状应与不育系相同。
（2）恢复系：一是设法使某优良杂交组合的父本核基因具有育性，二是生产杂交种时，不育系与恢复系的花期必须一致，或者不育系的花期稍早。
（3）不育系：具有可遗传的雄性不育性状
（4）隔离区：制杂交种时，为防止外来花粉的干扰，要建立两个隔离区，一是繁殖不育系和保持系隔离区，另一个是繁殖杂交种和恢复系的隔离区。

（二）基因的结构
1. 原核细胞的基因结构：由编码区和非编码区构成
编码区上游的非编码区中有启动子，控制着RNA聚合酶的结合，整个编码区碱基序列可以编码蛋白质。
2. 真核细胞的基因结构：由编码区和非编码区构成
编码区可分为外显子和内含子，外显子与内含子相间排列，编码区中可以编码蛋白质的碱基序列是外显子，不能编码蛋白质的是内含子。
3. 真核细胞的基因结构与原核细胞的基因结构比较
相同点：都有编码区和非编码区，编码区上游都有启动子。
不同点：真核细胞的基因结构比原核细胞的基因结构更复杂，真核细胞的基因结构可分为外显子和内含子，而原核细胞的基因结构不分为外显子和内含子。

（三）基因工程简介
1. 基因工程的概念：又叫DNA重组技术。它是按照人们意愿，把一种生物的基因导入到另一种生物的细胞中，定向的改变生物性状。
2. 基因操作的工具：
（1）基因的剪切工具——限制性内切酶。
（2）基因的连接工具——DNA连接酶。
（3）基因的运载工具——运载体。
3. 基因操作的基本环节
（1）提取目的基因——直接分离基因和人工合成基因。
（2）目的基因与运载体结合——使目的基因载入到运载体中，形成重组DNA。
（3）将目的基因导入受体细胞——常采用显微注射技术和感染法
（4）目的基因的检测与表达——依据运载体上的标记基因判断导入与否，据受体细胞表现出特定的性状，判断目的基因表达与否。
4. 基因工程的成果与发展前景
（1）医药卫生：生产基因工程药品；基因诊断（DNA探针）；基因治疗。
（2）农牧业及食品工业：农业上获得具抗性能力的新品种；畜牧养殖业培养优良品种的转基因动物；食品业为人类开辟新的食物来源。
（3）环境保护：环境监测；环境的净化

（四）生物膜系统
1. 概念：指活细胞内，核膜、线粒体、叶绿体以及内质网、高尔基体等由膜围成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，它们形成的结构和功能的体系。
2. 各种生物膜在结构上的联系：
直接联系：是指膜与膜直接相连，如内质网膜外连细胞膜，内连外层核膜；
间接联系：是指膜之间通过小泡互相转化，如内质网膜可以转移到高尔基体膜，再转移到细胞膜。
3. 各种生物膜在功能上的联系：各种生物膜功能上的分工和联系，如分泌蛋白的合成和分泌。
4. 研究生物膜的重要意义
（1）理论上：有助于阐明细胞的生命活动规律。
（2）实践中：进行海水淡化解决，污水过滤、分离；研究农作物抗寒、抗旱、耐盐的机理，改善农作物的品质；人工膜材料替代病变器官行使正常生理功能。

（五）植物细胞工程
1. 理论基础：细胞全能性
细胞全能性比较：受精卵>生殖细胞>未分化细胞>成熟细胞
2. 植物组织培养：

应用：植物快速繁殖、植物脱毒、转基因植物的哺育。
3. 植物体细胞杂交：

意义：克服远缘杂交不亲和的障碍

（六）动物细胞工程
动物细胞工程常用技术——动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等。
1. 动物细胞培养

应用：
① 大规模的生产重要价值的蛋白质生物制品
② 烧伤病人植皮
③ 培养的动物细胞用于检测有害物质
④ 培养正常或病变细胞由于科研（如海拉细胞系）
2. 动物细胞融合
应用：单克隆抗体

3. 胚胎移植：属于有性生殖
体外受精→胚胎初期→子宫内发育→幼体
4. 核移植：属于无性生殖

【模拟试题】
一. 选择题
1. 控制细胞质遗传的载体是（　　）
A. 染色体　 B. 线粒体　 C. 细胞质基质　 D. 线粒体和叶绿体
2. 在形成卵细胞的减数分裂过程中，细胞质遗传物质的分派特点是（ ）
① 有规律分派 　② 随机分派　 ③ 均等分派　 ④ 不均等分派
A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ②③
3. 椎实螺外壳的螺旋方向，右旋对左旋是显性。杂交实验，当右旋♀X左旋♂，F1为右旋；当左旋♀X右旋♂时，F1为左旋，则椎实螺外壳螺旋方向的遗传（　　）
A. 遵循伴性遗传规律　　　　　　 B. 遵循基因的分离定律
C. 遵循基因自由组合定律　　　　 D. 后代不出现一定的分离比例
4. 下列关于细胞质遗传的叙述对的的是（　　）
A. 由基因控制，遵循遗传定律
B. 由基因控制，不遵循遗传定律
C. 不受基因控制，两个亲本杂交，后代的性状没有一定的分离比
D. F1总是表现出母本的性状，故F1一定不会出现性状分离
5. 若有一个保持系的基因型为S（rr），则它的双亲也许的基因型为（　　）
A. ♀N（Rr）X♂S（Rr）　　 B. ♀N（Rr）X♂N（RR） （　　）
C. ♀S（RR）X♂N（Rr） D. ♀S（rr）X♂N（rr）
6. 下列杂交结果符合紫茉莉叶性状的遗传的是（　　）
A. ♀花斑X♂绿色→F1呈花斑　 B. ♀绿色X♂花斑→F1呈绿色
C. ♀白色X♂花斑→F1呈花斑　 D. ♀花斑X♂白色→F1呈白色
7. 下列说法对的的是（　　）
A. 原核细胞的基因结构中没有内含子，只有外显子
B. 终止子是一种转录终止的信号且其DNA序列与编码区的终止密码TAA相同
C. 在基因结构中，非编码区不能编码蛋白质编码区序列都能编码蛋白质
D. 基因结构中的非编码区具有调控作用
8. 原核细胞基因的非编码区组成是（　　）
A. 基因的所有碱基序列　　　 B. 能转录相应信使RNA的DNA序列
C. 信使RNA上的密码序列　 D. 编码区上游和下游的DNA序列　
9. 对真核细胞内的一个基因结构的叙述对的的是（　　）
A. 每一个基因中的外显子和内含子数目相同　
B. 不同基因的内含子长度相同
C. 不同基因的外显子长度相同
D. 不同基因的外显子和内含子数目、长度均不相同
10. 原核细胞的基因结构和真核细胞的基因结构不同之处是（　　）
A. 原核细胞的基因结构中没有编码区
B. 原核细胞的基因结构中没有调控遗传信息表达的核苷酸序列
C. 原核细胞的基因结构中没有RNA聚合酶的结合位点
D. 原核细胞的基因结构中没有外显子和内含子
11. 下列对基因结构的结识中，不对的的是（　　）
A. 编码区可以转录为相应的RNA，参与蛋白质的合成
B. 启动子、终止子涉及在非编码区
C. 原核细胞与真核细胞的基因结构中都存在有外显子和内含子
D. 内含子是不能编码蛋白质的序列
12. 真核细胞基因的结构涉及（　　）
① 启动子 ② 终止子 ③ 终止密码 ④ 外显子 ⑤ 内含子
A. ①②③　　　B. ①②④⑤ C. ①②③④⑤　　D. ③④⑤
13. 从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因的方法有（　　）
① 从供体细胞的DNA中直接分离基因　
② 从受体细胞的DNA中直接分离基因　
③ 人工合成基因　　
④ 复制
A. ①②　　　　B. ①③　　　C. ③④　　　D. ②④
14. 下列说法对的的是（　　）
A 质粒是基因工程中唯一的运载工具　　
B. 人工合成基因可以以RNA为模板
C. 检测到标记基因所表达出来的性状，则说明受体细胞中的目的基因已成功表达
D. 重组的DNA分子必须具有抗药性基因，即标记基因。
15. 下列说法对的的是（　　）
A. 基因治疗重要是对缺陷的细胞进行修复
B. 基因工程的产品是获得大量的目的基因
C. 用苯丙氨酸羟化酶基因探针可以检测出镰刀型细胞贫血症
D. 用DNA探针检测饮水中病毒的含量，可精确到10个病毒每吨水
16. 下列说法不对的的是（　　）
A. 基因的运载体从本质上来看是一种分子量较小的DNA分子
B. 苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因可以通过基因工程在棉花细胞中表达
C. 基因工程的产品往往是一些蛋白质类物质
D.“工程菌”是从自然界分离出来，可作为基因工程中的受体细胞
17. 基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞的因素是（ ）
A. 结构简朴，操作方便 B. 繁殖速度快
C. 遗传物质含量少，易操作 D. 性状稳定，变异少
18. 连接细胞膜、高尔基体膜、核膜，使三者互相联系，构成一个有机整体的结构是（ ）A. 中心体　　　B. 线粒体　　　C. 内质网　　　D. 质体
19. 下列对细胞内生物膜在结构上具有一定连续性的叙述错误的是（ ）
A. 内质网通过“出芽”形成小泡与高尔基体膜融合
B. 细胞质中的小泡与核糖体膜融合
C. 细胞膜向内凹陷形成小泡离开细胞膜回到细胞质中
D. 高尔基体膜突起形成小泡，离开高尔基体膜与细胞膜融合
20. 下列哪种物质的形成与内质网及上面的核糖体、高尔基体和线粒体都有关（　　）
A. 血红蛋白　　 B. 呼吸氧化酶　　C. 胃蛋白酶原　　D. 性激素
21. 下列有关生物膜转化的叙述中，对的的是（　　）
A. 具膜结构中膜的转化是不可逆的
B. 具膜小泡成为具膜结构的一部分要靠膜的融合
C. 一种膜结构的膜成为另一种膜结构的一部分，与膜的流动性无关
D. 生物膜的功能特性是膜之间转化的前提条件
22. 下列有关生物膜系统的叙述中，对的的是（　　）
A. 细胞膜使细胞有相对稳定的内环境
B. 细胞的化学反映都在细胞膜表面进行
C. 细胞膜把细胞分隔成许多社区室
D. 广阔的膜面积为所有酶提供了附着的位点
23. 胰岛的B细胞分泌胰岛素过程，不能说明的是（　　）
A. 各种生物膜在结构上有一定的联系
B. 各种生物膜在功能上既有明确分工，又有密切联系
C. 生物膜结构有一定的联系性
D. 分泌物的排出是积极运送
24. 在一个生物体内，细胞没有表现全能性，因素是（　　）
A. 细胞失去了全能性　　　　　　　　B. 细胞中的基因部分丢失
C. 细胞中的基因选择表达　　　　　　D. 细胞中的基因变异不同
25. 有关全能性的表述中，不对的的是（　　）
A. 受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高
B. 生物体内细胞由于分化全能性不能表达
C. 卵细胞和受精卵同样，细胞未分化，全能性很高
D. 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性
26. 下列属于组织培养的是（　　）
A. 花粉培养成单倍体植株　　　　　　B. 芽发育成枝条
C. 根尖分生区发育成成熟区　　　　　D. 未受精的卵细胞发育成植株
27. 用植物组织培养技术，可以哺育出或生产出（　　）
A. 食品添加剂　　 B. 无病毒植物　　C. 人工种子　　　D. A、B、C都是
28. 当植物细胞脱离了本来所在的植物体的器官或组织而处在离体状态时，下列有也许使其表现出全能性、发育成完整植株的是（　　）
A. 细胞分裂素　 B. 生长素 C. 一定的营养物质　　D. 以上三者
29. 用动物细胞培养技术使细胞传到50代以后仍能传下的传代细胞称为（　　）
A. 原代细胞　　　B. 传代细胞　　　C. 细胞系　　　　D. 细胞株
30. 不能人工诱导原生质体融合的方法是（　　）
A. 振动　　　 B. 刺激　　　　C. PEG试剂　　　 D. 重压
31. 下列细胞中，不具有细胞全能性特点的细胞是（　　）
A. 心肌细胞　　　B. 神经细胞　　　C. 根的皮层细胞　 D. 木质部导管细胞
32. 动物细胞融合技术最重要的用途是（　　）
A. 培养多倍体的经济动物　　　　　　
B. 培养具有双亲优良性状的经济动物
C. 制备单克隆抗体　　　　　　　　　
D. A、B两项
33. 关于单克隆抗体不对的的是（　　）
A. 化学性质单一　 　 B. 用有性繁殖获得
C. 特异性强　　　　　　　D. 可用于治病、防病
34. 能提高良种家畜繁殖能力的细胞工程技术是（　　）
A. 组织培养　　　B. 细胞融合　　　C. 胚胎移植　　D. 细胞核移植
35. 在动物细胞培养中，所培养的动物细胞大都取自（　　）
A. 幼龄动物器官　　　　　　　　B. 老龄动物器官
C. 中年动物器官　　　　　　　　D. 中年动物器官

二. 非选择题
36. 中国科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素基因植入烟草的细胞中并“嫁接”到其DNA分子上，使烟草获得了抗病毒的能力。试分析回答：
（1）人的抗病毒干扰素的化学本质是 。
（2）在该实验操作过程用到的工具酶有 和 。
（3）人的抗病毒干扰素基因之所以能“嫁接”到植物的DNA分子上去，是由于 。
（4）烟草有了抗病毒的能力，这表白烟草体内产生了 。这个事实说明，人和植物共同有一套 ，蛋白质的合成方式 。
（5）这个事实也说明，现代地球上的生物是由共同的原始祖先通过漫长的地质年代进化而来,它们之间有着或远或近的 关系。
37. 下图表达胰腺细胞合成与分泌酶原颗粒的大体过程，请据图回答有关问题：

（1）假如图示细胞是一个胰腺细胞，则酶原颗粒的合成场合是[ ] ，合成时必须在 直接指导下完毕，对酶原颗粒进行加工和包装的场合是[ ] 。
（2）假如图示细胞是一个汗腺细胞，则该细胞中与胰腺细胞相比，明显减少的细胞器是[ ] 和[ ] ，汗腺细胞的分泌物重要来自 。
（3）假如图示细胞是一个小肠绒毛上皮细胞，则图示细胞中与小肠绒毛上皮细胞的吸取功能不相符合的是 ，与其吸取葡萄糖和氨基酸提供条件有直接关系的细胞器是
和 。
38. 下图为两个种间植物细胞融合和再生植株示意图，回答（一～八表达各环节）
（1）从环节一到环节二是植物细胞形成的 阶段，其关键技术是 。
（2）从环节二到三一般要用 作为促融剂。
（3）环节五为 过程，完毕体细胞杂交。
（4）在形成再生植物的过程中与组织培养有相似之处的环节是 。 理由是 　　　　　。
（5）环节八表达选择体细胞杂种植株，杂种植株在形态上表现为 ，其主线因素是　　　　　　 。
（6）该项研究解决了育种过程中的什么问题？

【试题答案】
一. 选择题
1. D　 2. B　 3. D　 4. B　 5. D 6. B 7. D　
8. D　 9. D　 10. D　 11. C　 12. B 13. B　 14. B　
15. D　 16. D　 17. B 18. C 19. B 20. C 21. B
22. A 23. D 24. C 25. C 26. A 27. D 28. D
29. C 30. D 31. D 32. C 33. B 34. C 35. A

二. 非选择题
36.
（1）蛋白质　 （2）限制性内切酶；DNA连接酶
（3）人和植物的DNA分子，具有相同的结构（双螺旋结构）和化学组成（基本组成单位）
（4）人的干扰素基因；遗传密码；转录和翻译
（5）亲缘
37.
（1）2核糖体；mRNA；3高尔基体
（2）2核糖体；3高尔基体；无机盐
（3）分泌小泡；核糖体；线粒体
38.
（1）一；分离原生质体，细胞壁的去除
（2）聚乙二醇
（3）原生质体融合
（4）六～七；都有转移愈伤组织到新的培养基的过程
（5）具有两个亲本的特性；具有双亲的所有遗传物质
（6）远缘杂交不亲和的问题