高考生物二輪專題 專題九現(xiàn)代生物科技專題基因工程和細(xì)胞工程復(fù)習(xí)課件.ppt

基因工程是當(dāng)前生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿之一 基因診斷 基因治療 基因產(chǎn)品在人們生活中的出現(xiàn)日漸頻繁 基因工程的原理 技術(shù)與應(yīng)用是選修3的重要考點(diǎn) 且經(jīng)常與胚胎工程 微生物的培養(yǎng) 克隆技術(shù) 組織培養(yǎng)等知識(shí)進(jìn)行綜合考查 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)及應(yīng)用 植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也是重要的考點(diǎn) 1 縱向聯(lián)系 系統(tǒng)復(fù)習(xí) 結(jié)合基因的結(jié)構(gòu)與功能 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 生態(tài)系統(tǒng)等內(nèi)容 全面系統(tǒng)地復(fù)習(xí)基因工程 細(xì)胞工程及生態(tài)工程等內(nèi)容 2 運(yùn)用比較法 避免認(rèn)識(shí)誤區(qū) 選修3中易混的基本概念較多 建議用比較法區(qū)分兩種有關(guān)聯(lián)或具有某方面的相似特征以及容易混淆的概念和原理 這樣有助于使基本概念 原理清晰化 突出專有名詞和術(shù)語(yǔ)的合理使用 避免張冠李戴 生搬硬套 第1講基因工程與細(xì)胞工程1 2011 四川 北極比目魚中有抗凍基因 其編碼的抗凍蛋白具有11個(gè)氨基酸的重復(fù)序列 該序列重復(fù)次數(shù)越多 抗凍能力越強(qiáng) 下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過(guò)程示意圖 有關(guān)敘述正確的是 基因工程 a 過(guò)程 獲取的目的基因 可用于基因工程和比目魚基因組測(cè)序b 將多個(gè)抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達(dá)的新基因 不能得到抗凍性增強(qiáng)的抗凍蛋白c 過(guò)程 構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標(biāo)記基因 需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進(jìn)行篩選d 應(yīng)用dna探針技術(shù) 可以檢測(cè)轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達(dá) 解析因?yàn)橐环N氨基酸可能對(duì)應(yīng)多種密碼子 真核生物體內(nèi)的基因復(fù)雜等因素 導(dǎo)致逆轉(zhuǎn)錄合成的目的基因與原基因有較大的差異 所以人工合成的目的基因不能用于比目魚基因組測(cè)序 a選項(xiàng)錯(cuò)誤 抗凍蛋白的11個(gè)氨基酸的重復(fù)序列重復(fù)次數(shù)越多 抗凍能力越強(qiáng) 并不是抗凍基因的編碼區(qū)重復(fù)次數(shù)越多抗凍能力越強(qiáng) 抗凍基因編碼區(qū)依次相連形成的新基因已不是原來(lái)的抗凍基因 因此不能得到抗凍性增強(qiáng)的抗凍蛋白 b選項(xiàng)正確 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的最常用方法 不是為了篩選含有標(biāo)記基因的質(zhì)粒 c選項(xiàng)錯(cuò)誤 應(yīng)用dna探針技術(shù) 可以檢測(cè)轉(zhuǎn)基因植物中目的基因的存在 但不能完成對(duì)目的基因表達(dá)的檢測(cè) d選項(xiàng)錯(cuò)誤 答案b 1 基本工具 2 基因工程的基本操作程序 1 獲取目的基因的方法 從基因文庫(kù)中獲取 利用pcr 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 技術(shù)擴(kuò)增目的基因 人工合成 2 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 基因工程的核心 構(gòu)建目的 使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在 并且可以遺傳給下一代 同時(shí) 使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用 一個(gè)基因表達(dá)載體的組成 目的基因 啟動(dòng)子 終止子 標(biāo)記基因等 構(gòu)建方法 3 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 轉(zhuǎn)化 受體種類不同 所用的受體細(xì)胞種類也不相同 植物 一般為體細(xì)胞 可經(jīng)組織培養(yǎng)成為完整個(gè)體 動(dòng)物 受精卵 因?yàn)轶w細(xì)胞的全能性受到嚴(yán)格限制 轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì) 目的基因整合到受體細(xì)胞染色體基因組中 4 目的基因的檢測(cè)與鑒定 2 2011 北京東城區(qū)模擬 對(duì)下面制備單克隆抗體的過(guò)程示意圖的敘述不正確的是a 表示b淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞均是從小鼠的脾臟中提取的b 中的篩選是通過(guò)抗原 抗體反應(yīng)進(jìn)行的 細(xì)胞工程 c 促進(jìn)細(xì)胞融合的過(guò)程可以利用聚乙二醇作介導(dǎo)d 可以無(wú)限增殖解析 表示提取過(guò)程 指的是從小鼠的脾臟內(nèi)提取b淋巴細(xì)胞 從骨髓中提取骨髓瘤細(xì)胞 故a項(xiàng)錯(cuò)誤 答案a1 植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較 2 植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞融合的比較 特點(diǎn)提示 在誘導(dǎo)劑的作用下進(jìn)行細(xì)胞融合 形成的雜種細(xì)胞有三種 aa型 bb型和ab型 只有ab型才是我們所需的雜種細(xì)胞 因此需要用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選 基因工程的相關(guān)問(wèn)題 2011 海南 回答有關(guān)基因工程的問(wèn)題 1 構(gòu)建基因工程表達(dá)載體時(shí) 用不同類型的限制酶切割dna后 可能產(chǎn)生黏性末端 也可能產(chǎn)生 末端 若要在限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后使其直接進(jìn)行連接 則應(yīng)選擇能使二者產(chǎn)生 相同 不同 黏性末端的限制酶 2 利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時(shí) 構(gòu)建的表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動(dòng)子等 其中啟動(dòng)子的作用是 在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí) 常用 處理大腸桿菌 以利于表達(dá)載體進(jìn)入 為了檢測(cè)胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrna 可用標(biāo)記的胰島素基因片段作探針與mrna雜交 該雜交技術(shù)稱為 為了檢測(cè)胰島素基因轉(zhuǎn)錄的mrna是否翻譯成 常用抗原 抗體雜交技術(shù) 3 如果要將某目的基因通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入植物細(xì)胞 先要將目的基因插入農(nóng)桿菌ti質(zhì)粒的 中 然后用該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞 通過(guò)dna重組將目的基因插入植物細(xì)胞的 上 課堂筆記 解析 1 限制酶能識(shí)別特定的dna序列 并在特定位點(diǎn)上切割dna 形成黏性末端或平末端 要使目的基因和質(zhì)粒直接進(jìn)行連接 應(yīng)使用同一種限制酶進(jìn)行切割 使二者產(chǎn)生相同的黏性末端 2 啟動(dòng)子為dna序列 其具有rna聚合酶結(jié)合位點(diǎn) 能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄 合成rna 將基因表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌時(shí) 常用ca2 處 理 檢測(cè)目的基因時(shí) 常用分子雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因或相應(yīng)的mrna 或采用抗原 抗體雜交技術(shù)鑒定相應(yīng)的蛋白質(zhì) 3 用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時(shí) 首先將目的基因?qū)朕r(nóng)桿菌ti質(zhì)粒的t dna中 再利用農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞 通過(guò)dna重組將目的基因插入植物細(xì)胞的染色體的dna上 答案 1 平相同 2 rna聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn) 有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mrna 最終獲得所需要的蛋白質(zhì)ca2 dna分子雜交技術(shù)人胰島素 3 t dna染色體的dna 1 一般使用同一種限制酶切割目的基因和載體 載體上帶有標(biāo)記基因 特殊情況下 只要切下的末端相同 也可使用不同的限制酶 2 dna連接酶連接兩個(gè)dna片段 而dna聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸添加到脫氧核苷酸鏈上 3 限制酶是切割某種特定的脫氧核苷酸序列 并使兩條鏈中特定的位置斷開 而解旋酶是將dna的兩條鏈間的氫鍵打開形成兩條單鏈 4 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞不是基因工程成功的標(biāo)志 基因工程是否成功表現(xiàn)在目的基因是否成功表達(dá) 2011 天津卷 絮凝性細(xì)菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物 能與石油污水中的懸浮顆粒和有機(jī)物等形成絮狀沉淀 起到凈化污水的作用 為進(jìn)一步提高對(duì)石油污水的凈化效果 將絮凝性細(xì)菌和石油降解菌融合 構(gòu)建目的菌株 其流程圖如下 細(xì)胞融合的原理及應(yīng)用 據(jù)圖回答 1 溶菌酶的作用是 2 peg的作用是 3 經(jīng)處理后 在再生培養(yǎng)基上 未融合的a b難以生長(zhǎng) 圖中ab融合菌能生長(zhǎng)和繁殖的原因是 4 目的菌株的篩選 篩選既能分泌具有絮凝活性的化合物 又能在含有 的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的ab融合菌 選擇效果最好的作為目的菌株 5 為探究目的菌株不同發(fā)酵時(shí)間發(fā)酵液的絮凝效果 將目的菌株進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng) 定時(shí)取發(fā)酵液 加入石油污水中 同時(shí)設(shè)置 為對(duì)照組 經(jīng)攪拌 靜置各3分鐘后 分別測(cè)定上層水樣的石油濃度和cod值 cod值越高表示有機(jī)物污染程度越高 計(jì)算石油去除率和cod去除率 結(jié)果如下圖 6 目的菌的種群增長(zhǎng)曲線呈 型 在40 44小時(shí) 發(fā)酵液對(duì)石油污水的凈化效果最好 其原因是 課堂筆記 解析 1 細(xì)胞融合是兩個(gè)細(xì)胞原生質(zhì)體的融合 細(xì)菌細(xì)胞膜外具有細(xì)胞壁 需要用溶菌酶除去細(xì)胞壁后才能進(jìn)行融合 2 peg為聚乙二醇 其作用是誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 3 未融合的a b失活部位不同 即活性部位不同 不能在培養(yǎng)基上生存 而融合后細(xì)菌的活性部位可互補(bǔ) 因而能夠存活 4 由題意可知 目的菌株是將絮凝性細(xì)菌和石油降解菌融合后建立的 因此該菌株既能分泌具有絮凝活性的化合物 又能在含有石油的培養(yǎng)基上生存 5 該實(shí)驗(yàn)的目的是探究目的菌株不同發(fā)酵時(shí)間發(fā)酵液的絮凝效果 故需要設(shè)置不加發(fā)酵液的石油污水作為對(duì)照 從而確定目的菌株的絮凝效果 6 非理想條件下的種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線大多數(shù)呈s型 由圖可知 cod去除率及石油去除率隨目的菌相對(duì)數(shù)量的增加而增加 而去污效果取決于絮凝活性物質(zhì) 故可判定40 44小時(shí) 發(fā)酵液凈化效果最好的原因是目的菌及其產(chǎn)生的絮凝活性高分子化合物的含量高 答案 1 分解細(xì)胞壁 2 誘導(dǎo)原生質(zhì)體融