高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題六 生物工程與技術(shù) 第十五講 基因工程與細(xì)胞工程課件

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1、第十五講基因工程與細(xì)胞工程第十五講基因工程與細(xì)胞工程-2-2134 51.(2018全國理綜,38)回答下列問題。(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)。該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外,還證明了 (答出兩點(diǎn)即可)。(2)體外重組的質(zhì)粒可通過Ca2+參與的方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞;而體外重組的噬菌體DNA通常需與組裝成完整噬菌體后,才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞。在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中,可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是。(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時(shí),表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會被降解

2、。為防止蛋白質(zhì)被降解,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的大腸桿菌作為受體細(xì)胞。在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加的抑制劑。-3-2134 5答案: (1)體外重組的質(zhì)粒可以進(jìn)入受體細(xì)胞;真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá)(2)轉(zhuǎn)化外殼蛋白(或噬菌體蛋白) 細(xì)菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶解析: 本題主要考查基因工程的操作步驟及應(yīng)用。(1)該實(shí)例可以說明很多問題,比如體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞,真核細(xì)胞的基因也可以在原核細(xì)胞中表達(dá),真核生物和原核生物共用同一套密碼子,質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)是DNA等。(2)目的基因?qū)爰?xì)菌可以用Ca2+處理細(xì)菌,從而使目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。噬菌體由DNA和蛋白質(zhì)外殼組成,噬菌體屬于細(xì)菌病毒,即其宿主

3、細(xì)胞為細(xì)菌,所以需要將重組噬菌體導(dǎo)入細(xì)菌中。為了防止目的基因所表達(dá)的蛋白質(zhì)被細(xì)菌內(nèi)的蛋白酶所降解,要選擇蛋白酶缺陷型大腸桿菌,即不能產(chǎn)生蛋白酶的大腸桿菌作為受體細(xì)胞。同時(shí),在純化蛋白質(zhì)的過程中可以加入蛋白酶抑制劑,以降低蛋白酶的活性。-4-2134 52.(2018全國理綜,38)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光,這一特性可用于檢測細(xì)胞中目的基因的表達(dá),某科研團(tuán)隊(duì)將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5末端,獲得了L1-GFP融合基因(簡稱為甲),并將其插入質(zhì)粒P0,構(gòu)建了真核表達(dá)載體P1,其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)的示意圖如下,圖中E1E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末

4、端各不相同。-5-2134 5回答下列問題。(1)據(jù)圖推斷,該團(tuán)隊(duì)在將甲插入質(zhì)粒P0時(shí),使用了兩種限制酶,這兩種酶是,使用這兩種酶進(jìn)行酶切是為了保證,也是為了保證。(2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后,若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說明L1基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了和過程。(3)為了獲得含有甲的牛,該團(tuán)隊(duì)需要做的工作包括:將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞的移入牛的中,體外培養(yǎng)、胚胎移植等。(4)為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中,某同學(xué)用PCR方法進(jìn)行鑒定,在鑒定時(shí)應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。-6-2134 5答案: (1)E1和E

5、4甲的完整甲與載體正確連接(2)轉(zhuǎn)錄翻譯(3)細(xì)胞核去核卵母細(xì)胞(4)核DNA-7-2134 5解析: 本題考查基因工程、細(xì)胞工程和胚胎工程的相關(guān)內(nèi)容。(1)由題意可知,E1E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同,將甲(L1-GFP)插入質(zhì)粒時(shí),使用E1和E4兩種限制酶進(jìn)行酶切,既保證了甲的完整,又防止了甲的自身環(huán)化,保證了甲與載體的正確連接。(2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后,若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說明該細(xì)胞中合成了熒光蛋白,即L1基因在牛皮膚細(xì)胞中完成了遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。(3)為了獲得含有甲的牛,可通過體細(xì)胞核移植技術(shù)、體外培養(yǎng)和胚胎移植來實(shí)現(xiàn)。(4)克隆牛的不同組織細(xì)胞中

6、的基因選擇性表達(dá),轉(zhuǎn)錄出的mRNA不同,總RNA也不同,但不同組織細(xì)胞中的核DNA相同,因此檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中,用PCR方法進(jìn)行鑒定時(shí),應(yīng)以核DNA作為模板。-8-2134 53.(2018全國理綜,38)2018年細(xì)胞期刊報(bào)道,中國科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細(xì)胞對非人靈長類動(dòng)物進(jìn)行克隆,獲得兩只克隆猴“中中”和“華華”?；卮鹣铝袉栴}。(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程,核移植是指 。通過核移植方法獲得的克隆猴,與核供體相比,克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目(填“減半”“加倍”或“不變”)。(2)哺乳動(dòng)物的核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植,胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動(dòng)物

7、的難度(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植,其原因是。(3)在哺乳動(dòng)物核移植的過程中,若分別以雌性個(gè)體和雄性個(gè)體的體細(xì)胞作為核供體,通常,所得到的兩個(gè)克隆動(dòng)物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目(填“相同”或“不同”),性染色體組合(填“相同”或“不同”)。-9-2134 5答案: (1)將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞核,移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中不變(2)小于胚胎細(xì)胞分化程度低,恢復(fù)全能性相對容易(3)相同不同解析: 本題以克隆動(dòng)物為背景考查動(dòng)物細(xì)胞工程的操作及應(yīng)用。(1)克隆動(dòng)物過程中涉及的動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)有核移植技術(shù)、胚胎移植技術(shù)等,其中核移植技術(shù)是指將供體細(xì)胞的細(xì)胞核移入一個(gè)去核的卵母細(xì)胞中,構(gòu)建重組細(xì)胞,

8、使其發(fā)育成一個(gè)胚胎,將來發(fā)育成一個(gè)動(dòng)物個(gè)體。在整個(gè)過程中,細(xì)胞只進(jìn)行有絲分裂,細(xì)胞中染色體數(shù)目不變。(2)胚胎細(xì)胞比體細(xì)胞分化程度低,故胚胎細(xì)胞核移植比體細(xì)胞核移植成功的難度小。(3)通過核移植獲得克隆動(dòng)物的過程中,細(xì)胞中染色體數(shù)目不變。雌、雄動(dòng)物的常染色體數(shù)目相同,而性染色體組合不同。-10-2134 54.(2017全國理綜,38)真核生物基因中通常有內(nèi)含子,而原核生物基因中沒有,原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)。回答下列問題。(1)某同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了基因A,以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻

9、未得到蛋白A,其原因是 。(2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體,在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中,不選用作為載體,其原因是。-11-2134 5(3)若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體。因?yàn)榕c家蠶相比,大腸桿菌具有(答出兩點(diǎn)即可)等優(yōu)點(diǎn)。(4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測物質(zhì)是(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn),也可以說是基因工程的先導(dǎo),如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示,那么,這一啟示是。-12-2134 5答案: (1)基因A有內(nèi)含子,在大腸桿菌中,其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的R

10、NA序列不能被切除,無法表達(dá)出蛋白A(2)噬菌體噬菌體的宿主是細(xì)菌,而不是家蠶(3)繁殖快、容易培養(yǎng)(4)蛋白A的抗體(5)DNA可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體-13-2134 5解析: (1)人的基因A含有內(nèi)含子,其轉(zhuǎn)錄出的RNA需切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列后才能翻譯出蛋白A,大腸桿菌是原核生物,其沒有切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機(jī)制,故將人的基因A導(dǎo)入大腸桿菌無法表達(dá)出蛋白A。(2)噬菌體是一種專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒,無法寄生在家蠶中。(3)大腸桿菌繁殖快、容易培養(yǎng),常用作基因工程的受體。(4)在分子水平檢測目的基因是否表達(dá)應(yīng)用抗原抗體雜交法,即用蛋白A與蛋白A的抗體進(jìn)行雜交。(

11、5)艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理是基因重組,通過重組使得S型細(xì)菌的DNA在R型細(xì)菌中表達(dá),這種思路為基因工程理論的建立提供了啟示。-14-2134 55.(2017全國理綜,38節(jié)選)編碼蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五個(gè)片段組成,編碼蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段組成,如圖1所示。-15-2134 5回答下列問題?，F(xiàn)通過基因工程方法獲得了甲、乙、丙三種蛋白,要鑒定這三種蛋白是否具有刺激T淋巴細(xì)胞增殖的作用,某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn):將一定量的含T淋巴細(xì)胞的培養(yǎng)液平均分成四組,其中三組分別加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一組作為對照,培養(yǎng)并定期檢測T淋巴細(xì)胞濃度,結(jié)果如圖2。由

12、圖2可知:當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到a時(shí),添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細(xì)胞濃度不再增加,此時(shí)若要使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖,可采用的方法是。細(xì)胞培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度,CO2的作用是。僅根據(jù)圖1、圖2可知,上述甲、乙、丙三種蛋白中,若缺少(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所編碼的肽段,則會降低其刺激T淋巴細(xì)胞增殖的效果。-16-2134 5答案: 進(jìn)行細(xì)胞傳代培養(yǎng)維持培養(yǎng)液的pHC解析: 當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到a時(shí),T淋巴細(xì)胞的濃度不再增加,是因?yàn)槌霈F(xiàn)了接觸抑制現(xiàn)象,所以可以進(jìn)行細(xì)胞傳代培養(yǎng),使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖;培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度,CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。根據(jù)圖2

13、可知,甲、乙兩組的T淋巴細(xì)胞數(shù)量多,丙組的T淋巴細(xì)胞數(shù)量少,結(jié)合圖1分析比較可知,丙組T淋巴細(xì)胞少的原因是蛋白丙缺少C片段所編碼的肽段。-17-網(wǎng)絡(luò)梳理填一填高考必背記一記易混易錯(cuò)判一判-18-網(wǎng)絡(luò)梳理填一填高考必背記一記易混易錯(cuò)判一判A.限制酶B.體外基因治療 C.體內(nèi)基因治療D.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞E.標(biāo)記基因 F.啟動(dòng)子G.DNA分子雜交H.DNA與RNA雜交I.抗原抗體雜交J.植物細(xì)胞的全能性K.植物組織培養(yǎng)L.核移植M.特異性強(qiáng)N.可大量制備-19-網(wǎng)絡(luò)梳理填一填高考必背記一記易混易錯(cuò)判一判1.限制酶具有特異性,即一種限制酶只能識別特定的堿基序列,并在特定的位點(diǎn)上進(jìn)行切割。2.質(zhì)粒

14、是常用的目的基因的載體,它是一種小型的環(huán)狀DNA分子,具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)及標(biāo)記基因。3.目的基因的獲取有從基因文庫中獲取和人工合成兩類方法。4.基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。5.目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞常用顯微注射技術(shù),導(dǎo)入微生物細(xì)胞常用感受態(tài)細(xì)胞法。6.植物組織培養(yǎng)需要各種營養(yǎng)成分和植物激素,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)也需要各種營養(yǎng)成分及血清、血漿等一些天然成分。7.植物體細(xì)胞雜交可用于作物育種,動(dòng)物細(xì)胞融合可用于單克隆抗體的制備。8.產(chǎn)生單克隆抗體的細(xì)胞是雜交瘤細(xì)胞,它既能產(chǎn)生單克隆抗體又能無限增殖。-20-網(wǎng)絡(luò)梳理填一填高考必背記一記易混易錯(cuò)

15、判一判1.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定必須通過分子檢測。( )2.一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列。( )3.每個(gè)重組質(zhì)粒至少含有一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識別位點(diǎn)。( )4.自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上,屬于基因工程。( )5.轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物,不會導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加。( )6.動(dòng)物的生長激素基因轉(zhuǎn)入植物后不能表達(dá)。( )-21-網(wǎng)絡(luò)梳理填一填高考必背記一記易混易錯(cuò)判一判7.產(chǎn)生抗人白細(xì)胞介素-8抗體的雜交瘤細(xì)胞的篩選必須通過分子檢測。( )8.培育草莓脫毒苗所采用的主要技術(shù)是組織培養(yǎng)。( )9.去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁和將動(dòng)物組織分

16、散成單個(gè)細(xì)胞均需酶處理。( )10.乳腺細(xì)胞比乳腺癌細(xì)胞更容易進(jìn)行離體培養(yǎng)。( )11.動(dòng)物雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生單克隆抗體體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。( )12.細(xì)胞核移植主要在同種動(dòng)物、同種組織的細(xì)胞之間進(jìn)行。( )-22-考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)1基因工程及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性熱考題點(diǎn)必練熱考題點(diǎn)必練題點(diǎn)題點(diǎn)1考查基因工程操作的基本工具及考查基因工程操作的基本工具及PCR技術(shù)技術(shù)1.(2018四川成都七中二診,38)圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度(bp即堿基對)和部分堿基序列,圖2表示一種質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列?，F(xiàn)有Msp、BamH、Mbo、Sma4種限制性核酸內(nèi)切酶切割的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為CCG

17、G、GGATCC、GATC、CCCGGG。請回答下列問題。-23-考點(diǎn)1考點(diǎn)2-24-考點(diǎn)1考點(diǎn)2(1)若用限制酶Sma完全切割圖1中DNA片段,其產(chǎn)物長度為。(2)若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對被TA堿基對替換,那么基因D就突變?yōu)榛騞。從隱性純合子分離出圖1及其對應(yīng)的DNA片段,用限制酶Sma完全切割,產(chǎn)物中共有種不同DNA片段。為了提高實(shí)驗(yàn)的成功率,需要通過技術(shù)擴(kuò)增目的基因,以獲得大量的目的基因。(3)若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進(jìn)行,形成重組質(zhì)粒,那么應(yīng)選用的限制酶是。在導(dǎo)入重組質(zhì)粒后,為了篩選出含質(zhì)粒的大腸桿菌,一般先用添加的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng),然后將生長的菌接種到只含的培

18、養(yǎng)基中培養(yǎng),可進(jìn)一步篩選出含重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞。-25-考點(diǎn)1考點(diǎn)2(4)假設(shè)用BamH切割DNA獲取目的基因,用Mbo切割質(zhì)粒,然后形成重組質(zhì)粒,若將插入在抗生素B抗性基因處的目的基因重新切割下來,能否用BamH?。為什么?。答案: (1)537bp、790bp、661bp(2)2PCR(3)BamH抗生素B抗生素A(4)不一定能因?yàn)槟康幕蚝涂股谺抗性基因拼接處不一定出現(xiàn)GGATCC序列-26-考點(diǎn)1考點(diǎn)2解析: (1)根據(jù)題意,限制酶Sma的酶切位點(diǎn)是CCCGGG,完全切割圖1中的DNA片段,會產(chǎn)生平末端,在圖1中有兩個(gè)限制酶Sma的酶切位點(diǎn),DNA將被切割成3個(gè)片段,其產(chǎn)物長度為53

19、4+3=537(bp)、796-3-3=790(bp)、658+3=661(bp)。(2)若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對被TA堿基對替換,基因D就突變?yōu)榛騞,那么基因d上只有一個(gè)限制酶Sma切割位點(diǎn),被限制酶Sma切割的產(chǎn)物長度為534+796-3=1327(kb)、658+3=661(bp),因此從隱性純合子(dd)分離出圖1及其對應(yīng)的DNA片段,用限制酶Sma完全切割,產(chǎn)物中共有2種不同的DNA片段。為了提高實(shí)驗(yàn)成功率,需要通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因,以獲得大量的目的基因。-27-考點(diǎn)1考點(diǎn)2(3)由圖1可知,目的基因兩側(cè)是GGATCC序列,該序列是限制酶BamH的識別序列,因此要將質(zhì)粒和目

20、的基因D連接形成重組質(zhì)粒,應(yīng)選用限制酶BamH切割。用限制酶BamH切割質(zhì)粒后,破壞了抗生素A抗性基因,但沒有破壞抗生素B抗性基因,因此首先用含有抗生素B的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,能生存下來的是含有普通質(zhì)粒和重組質(zhì)粒的大腸桿菌;再用影印法接種到含有抗生素A的培養(yǎng)基上培養(yǎng),能生存下來的是含有普通質(zhì)粒的大腸桿菌。最后將能在含抗生素B的培養(yǎng)基上生存,但不能在含抗生素A的培養(yǎng)基上生存的大腸桿菌菌落進(jìn)行培養(yǎng),即可得到含重組質(zhì)粒的大腸桿菌。(4)若將插入在抗生素B抗性基因處的目的基因重新切割下來,不一定能用BamH,因?yàn)槟康幕蚝涂股谺抗性基因拼接處不一定出現(xiàn)GGATCC序列。-28-考點(diǎn)1考點(diǎn)2策略方法限

21、制酶及其切點(diǎn)的分析(1)一個(gè)至多個(gè)限制酶切點(diǎn):作為載體必須具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切點(diǎn),以便與外源基因連接。(2)每種酶一個(gè)切點(diǎn):每種酶的切點(diǎn)最好只有一個(gè)。因?yàn)槊糠N限制酶只能識別單一切點(diǎn),若載體上有一個(gè)以上的該酶切點(diǎn),則切割重組后可能丟失某些片段,若丟失的片段含復(fù)制原點(diǎn)區(qū),則進(jìn)入受體細(xì)胞后便不能自主復(fù)制。一個(gè)載體若只有某種限制酶的一個(gè)切點(diǎn),則酶切后既能把環(huán)打開接納外源DNA片段,又不會丟失自己的片段。-29-考點(diǎn)1考點(diǎn)2題點(diǎn)題點(diǎn)2考查基因工程在生產(chǎn)、科技中的應(yīng)用考查基因工程在生產(chǎn)、科技中的應(yīng)用2.多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果膠使細(xì)胞壁破損。成熟的番茄果實(shí)中,PG量合成顯著增加,能使果實(shí)變紅變軟

22、,但不利于保鮮。利用基因工程減少PG基因的表達(dá),可延長果實(shí)保質(zhì)期?？茖W(xué)家將PG基因反向接到Ti質(zhì)粒上,導(dǎo)入番茄細(xì)胞中,得到轉(zhuǎn)基因番茄,具體操作流程如圖。據(jù)圖回答下列問題。-30-考點(diǎn)1考點(diǎn)2-31-考點(diǎn)1考點(diǎn)2(1)若已獲取PG的mRNA,可通過獲取PG基因;在該基因上游加結(jié)構(gòu)A可確?；虻姆聪蜣D(zhuǎn)錄,結(jié)構(gòu)A上應(yīng)具有結(jié)合位點(diǎn);重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中的目的是。(2)用含目的基因的農(nóng)桿菌感染番茄原生質(zhì)體后,可用含有的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。由于導(dǎo)入的目的基因能轉(zhuǎn)錄出反義RNA,且能與互補(bǔ)結(jié)合,因此可抑制PG基因的正常表達(dá)。(3)若,則可確定轉(zhuǎn)基因番茄培育成功。獲得的轉(zhuǎn)基因番茄產(chǎn)生的種子不一定保留目的基因,

23、科研人員常用方法使子代保持轉(zhuǎn)基因番茄的優(yōu)良性狀。-32-考點(diǎn)1考點(diǎn)2答案: (1)逆轉(zhuǎn)錄法(反轉(zhuǎn)錄法或cDNA文庫法)RNA聚合酶大量復(fù)制目的基因(克隆目的基因)(2)卡那霉素天然PG基因轉(zhuǎn)錄的正常mRNA(3)轉(zhuǎn)基因番茄的保質(zhì)期比非轉(zhuǎn)基因番茄長無性繁殖(植物組織培養(yǎng))-33-考點(diǎn)1考點(diǎn)2解析: (1)若已獲取PG的mRNA,可通過逆轉(zhuǎn)錄法獲取PG基因(目的基因)。結(jié)構(gòu)A與轉(zhuǎn)錄有關(guān),則應(yīng)該含有啟動(dòng)子,而啟動(dòng)子是RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn),能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程。將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中的目的是大量復(fù)制目的基因(克隆目的基因)。(2)由圖可知,標(biāo)記基因是卡那霉素抗性基因,因此用含目的基因的農(nóng)桿菌感染番茄原

24、生質(zhì)體后,可用含有卡那霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。由于導(dǎo)入的目的基因能轉(zhuǎn)錄出反義RNA,且能與天然PG基因轉(zhuǎn)錄的正常mRNA互補(bǔ)結(jié)合,因此可抑制PG基因的正常表達(dá)。(3)若轉(zhuǎn)基因番茄培育成功,則轉(zhuǎn)基因番茄的保質(zhì)期比非轉(zhuǎn)基因番茄長。獲得的轉(zhuǎn)基因番茄產(chǎn)生的種子不一定保留目的基因,但可用無性繁殖(植物組織培養(yǎng))方法使子代保持轉(zhuǎn)基因番茄的優(yōu)良性狀。-34-考點(diǎn)1考點(diǎn)2策略方法根據(jù)受體種類確定基因工程的受體細(xì)胞受體種類不同,所用的受體細(xì)胞種類也不相同。(1)植物:由于植物細(xì)胞有全能性,植物體細(xì)胞經(jīng)過植物組織培養(yǎng)能夠形成生物體,所以植物的受體細(xì)胞一般是體細(xì)胞。(2)動(dòng)物:由于動(dòng)物細(xì)胞沒有全能性,不能由一個(gè)體細(xì)胞

25、培養(yǎng)成一個(gè)個(gè)體,所以動(dòng)物基因工程的受體細(xì)胞不是體細(xì)胞,而是受精卵。(3)微生物:多用原核生物細(xì)胞,因?yàn)樵松锓敝晨?多為單細(xì)胞,遺傳物質(zhì)相對較少。-35-考點(diǎn)1考點(diǎn)2必清錯(cuò)混辨析必清錯(cuò)混辨析1.有關(guān)基因工程概念及其工具的8個(gè)易錯(cuò)易混點(diǎn)(1)限制酶是一類酶,而不是一種酶。(2)限制酶的成分為蛋白質(zhì),其作用的發(fā)揮需要適宜的理化條件,高溫、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿均易使之變性失活。(3)在切割目的基因和載體時(shí)要求用同一種限制酶,目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。(4)將一個(gè)基因從DNA分子上切割下來,需要切兩處,同時(shí)產(chǎn)生4個(gè)黏性末端。-36-考點(diǎn)1考點(diǎn)2(5)不同DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同,同一個(gè)

26、DNA分子用不同的限制酶切割,產(chǎn)生的黏性末端一般不相同。(6)限制酶切割位點(diǎn)應(yīng)位于標(biāo)記基因之外,不能破壞標(biāo)記基因,以便于進(jìn)行檢測。(7)基因工程中的載體與細(xì)胞膜上物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體不同?；蚬こ讨械妮d體是DNA分子,能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi);膜載體是蛋白質(zhì),與細(xì)胞膜的通透性有關(guān)。(8)基因工程中有3種工具,但工具酶只有2種。-37-考點(diǎn)1考點(diǎn)22.有關(guān)基因工程操作過程的4個(gè)易錯(cuò)易混點(diǎn)(1)基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控,所以目的基因應(yīng)插入啟動(dòng)子與終止子之間的部位。(2)目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程,稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是目的基因整合到受體細(xì)胞染色體基因組中。(3

27、)標(biāo)記基因的作用篩選、檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞,常見的有抗生素抗性基因、發(fā)光基因(表達(dá)產(chǎn)物為帶顏色的物質(zhì))等。(4)受體細(xì)胞常用植物受精卵或體細(xì)胞(經(jīng)組織培養(yǎng)培養(yǎng)成新個(gè)體)、動(dòng)物受精卵(一般不用體細(xì)胞)、微生物(大腸桿菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素則必須用真核生物酵母菌(需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌);一般不用支原體,原因是它營寄生生活;一定不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞,原因是它無細(xì)胞核,不能合成蛋白質(zhì)。-38-考點(diǎn)1考點(diǎn)23.有關(guān)基因工程應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程的2個(gè)易錯(cuò)易混點(diǎn)(1)基因治療后,缺陷基因沒有改變?；蛑委熓前颜；?qū)胧荏w細(xì)胞中,以表達(dá)正常產(chǎn)物從而治療疾病,對

28、原來細(xì)胞中存在缺陷的基因沒有清除或改變。(2)對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行改造,其本質(zhì)是改變其基因組成。如果對蛋白質(zhì)直接進(jìn)行改造,即使改造成功,被改造的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳。-39-考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)2克隆技術(shù)及其倫理道德問題熱考題點(diǎn)必練熱考題點(diǎn)必練題點(diǎn)題點(diǎn)1考查植物細(xì)胞工程考查植物細(xì)胞工程1.(2018湖北荊州中學(xué)月考,38)細(xì)胞工程是一門新興的生物工程技術(shù),在動(dòng)、植物的育種,藥物提取,藥物生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。利用所學(xué)知識回答以下細(xì)胞工程的相關(guān)問題。(1)釆用植物細(xì)胞工程育種的方法如下:-40-考點(diǎn)1考點(diǎn)2以胚狀體為材料,經(jīng)過人工薄膜包裝得到的人工種子,在適宜條件下同樣能夠萌發(fā)成幼苗,與天然種子培

29、育相比,人工種子的培育具有哪些顯著的優(yōu)點(diǎn)?(答出兩點(diǎn))。甲、乙原生質(zhì)體經(jīng)誘導(dǎo)融合完成的標(biāo)志是。利用雜種細(xì)胞采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以培育成雜種植株,該技術(shù)的核心步驟是和。(2)已知西湖龍井含有的茶堿是植物細(xì)胞的代謝產(chǎn)物,具有提神、抗衰老功效。可用植物組織培養(yǎng)來實(shí)現(xiàn)茶堿的工業(yè)化生產(chǎn)。若利用植物組織培養(yǎng)技術(shù),可將龍井茶葉細(xì)胞培養(yǎng)到階段,然后從(填細(xì)胞器)中提取茶堿。如果想獲得脫毒的龍井茶苗,可以切取一定大小的等進(jìn)行組織培養(yǎng)。-41-考點(diǎn)1考點(diǎn)2答案: (1)生產(chǎn)不受季節(jié)、氣候和地域的限制;一般不會出現(xiàn)性狀分離、能保持優(yōu)良品種的遺傳特性新細(xì)胞壁的形成脫分化再分化(2)愈傷組織液泡莖尖-42-考點(diǎn)1考點(diǎn)

30、2解析: 圖中細(xì)胞工程的流程是植物體細(xì)胞雜交過程,不同物種的甲、乙細(xì)胞首先經(jīng)過酶解法去壁處理,得到甲、乙兩種原生質(zhì)體,經(jīng)物理或者化學(xué)方法誘導(dǎo)融合,得到雜種細(xì)胞(新生細(xì)胞壁形成為標(biāo)志),再經(jīng)過組織培養(yǎng)過程,得到雜種植株。(1)以胚狀體為材料,經(jīng)過人工薄膜包裝得到的人工種子,在適宜條件下同樣能夠萌發(fā)成幼苗,與天然種子相比,人工種子具有的優(yōu)點(diǎn)有:生產(chǎn)不受季節(jié)限制、不會出現(xiàn)性狀分離、能保持優(yōu)良品種的遺傳特性、方便貯存和運(yùn)輸。甲、乙原生質(zhì)體經(jīng)誘導(dǎo)融合完成的標(biāo)志是形成新的細(xì)胞壁。植物組織培養(yǎng)技術(shù)包括脫分化和再分化兩個(gè)核心步驟。(2)若利用植物組織培養(yǎng)技術(shù),可將龍井茶葉細(xì)胞培養(yǎng)到愈傷組織階段,愈傷組織呈高度

31、液泡化,然后從其液泡中提取茶堿。莖尖、根尖和芽尖等分生區(qū)部位含有少量的病毒或不含病毒,因此如想獲得脫毒的龍井茶苗,可以切取一定大小的莖尖(根尖和芽尖也可)等進(jìn)行組織培養(yǎng)。-43-考點(diǎn)1考點(diǎn)2策略方法植物體細(xì)胞雜交分析(1)植物體細(xì)胞雜交的終點(diǎn)是培育成雜種植株,而不是形成雜種細(xì)胞就結(jié)束。雜種植株具備兩種植物的遺傳特征,原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。(2)該技術(shù)在育種上應(yīng)用時(shí)最大的優(yōu)點(diǎn)是能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。(3)目前還不能讓雜種植物完全按人們的需要去表達(dá)親代的優(yōu)良性狀。-44-考點(diǎn)1考點(diǎn)2題點(diǎn)題點(diǎn)2考查動(dòng)物細(xì)胞工程及應(yīng)用考查動(dòng)物細(xì)胞工程及應(yīng)用2.下列是利用生物技術(shù)制備抗體的兩個(gè)途

32、徑模式簡圖。請據(jù)圖回答下列問題。-45-考點(diǎn)1考點(diǎn)2(1)過程至所獲取的抗體1稱為,其中過程是指細(xì)胞工程中的技術(shù)。(2)過程需要酶,過程需要的工具酶為。(3)處需要篩選,其培養(yǎng)基稱為(填“選擇培養(yǎng)基”或“鑒別培養(yǎng)基”)。結(jié)構(gòu)甲的組成必須包括啟動(dòng)子、及目的基因等(寫兩項(xiàng))。(4)如果想用棉花生產(chǎn)該種抗體,則過程的受體細(xì)胞通常選用菌,經(jīng)過篩選后再侵染棉花體細(xì)胞,轉(zhuǎn)化成功后通過技術(shù)獲得能產(chǎn)抗體的轉(zhuǎn)基因棉花植株。-46-考點(diǎn)1考點(diǎn)2答案: (1)單克隆抗體細(xì)胞融合(2)逆轉(zhuǎn)錄限制酶和DNA連接酶(3)選擇培養(yǎng)基終止子、標(biāo)記基因(4)土壤農(nóng)桿植物組織培養(yǎng)解析: (1)過程至所獲取的抗體1稱為單克隆抗體,

33、其中過程是指細(xì)胞工程中的細(xì)胞融合(或B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合)技術(shù)。(2)是由mRNA形成DNA的過程,表示逆轉(zhuǎn)錄,需要逆轉(zhuǎn)錄酶;過程為基因表達(dá)載體的構(gòu)建,需要的工具酶為限制酶和DNA連接酶。(3)過程表示雜交瘤細(xì)胞的培養(yǎng),需要篩選,其培養(yǎng)基稱為選擇培養(yǎng)基。結(jié)構(gòu)甲表示基因表達(dá)載體,其組成必須包括啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因及目的基因等。(4)如果想用棉花生產(chǎn)該種抗體,則導(dǎo)入受體細(xì)胞過程中所用的受體細(xì)胞通常選用土壤農(nóng)桿菌,經(jīng)過篩選后再侵染棉花體細(xì)胞,轉(zhuǎn)化成功后通過植物組織培養(yǎng)技術(shù),即脫分化和再分化過程,獲得能產(chǎn)抗體的轉(zhuǎn)基因棉花植株。-47-考點(diǎn)1考點(diǎn)2策略方法單克隆抗體制備過程中兩次篩選分析第一次

34、篩選:利用特定選擇培養(yǎng)基篩選,獲得雜交瘤細(xì)胞,即AB型細(xì)胞(A為B細(xì)胞,B為骨髓瘤細(xì)胞),不需要A、B、AA、BB型細(xì)胞。第二次篩選:利用多孔板法和抗原抗體雜交法篩選,獲得產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。-48-考點(diǎn)1考點(diǎn)2必清錯(cuò)混辨析必清錯(cuò)混辨析1.辨析有關(guān)植物細(xì)胞工程的3個(gè)易錯(cuò)易混點(diǎn)(1)植物體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞,不管是染色體數(shù)、基因型還是染色體組都采用直接相加的方法。(2)利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物時(shí),有時(shí)只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織,從愈傷組織中獲取產(chǎn)物。(3)人工種子發(fā)育初期需要的營養(yǎng)物質(zhì)由人工胚乳提供。-49-考點(diǎn)1考點(diǎn)22.辨析有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞核移植的3個(gè)易錯(cuò)易混

35、點(diǎn)(1)植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)都存在細(xì)胞的培養(yǎng)過程,但植物細(xì)胞可以先分裂再分化,而動(dòng)物細(xì)胞不分化只分裂。(2)區(qū)分原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的關(guān)鍵是是否分瓶培養(yǎng)。貼壁生長到一定程度需要用胰蛋白酶處理,然后再分瓶培養(yǎng),原代培養(yǎng)結(jié)束,開始了傳代培養(yǎng)。(3)核移植過程中供體理論上是提供細(xì)胞核,但操作過程中可以把整個(gè)體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中去,原因是體細(xì)胞體積相對較小,取核難度較大,另外細(xì)胞膜對核融合的障礙性較小。-50-考點(diǎn)1考點(diǎn)23.辨析有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體的3個(gè)易錯(cuò)易混點(diǎn)(1)滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染能力,但是并不破壞這些病原體的抗原結(jié)構(gòu)。(2)除了受到注射的抗原的刺激,小鼠在生活過程中還可能受到其他抗原的刺激,因此從小鼠體內(nèi)取出的多個(gè)B淋巴細(xì)胞可能產(chǎn)生多種不同的抗體,所以進(jìn)行第二次篩選是非常必要的。(3)單克隆抗體制備過程中,進(jìn)行了多次動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的操作,說明動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是動(dòng)物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。