生物選修三第一章和第二章復(fù)習(xí).ppt

1、專題1 基因工程,1、基因工程又叫做 _ _ 或_。,基因工程,基因拼接技術(shù),DNA重組技術(shù),2、基本工具： “分子手術(shù)刀” “分子縫合針” 基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體,3、基本操作步驟：,運(yùn)載體,DNA連接酶,限制性核酸內(nèi)切酶,1、目的基因的獲取 2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建（核心） 3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 4、目的基因的檢測(cè)與鑒定,例1.下列有關(guān)DNA重組技術(shù)的基本工具的相關(guān)敘述，不正確的是 A. DNA重組技術(shù)的基本工具有三種：限制酶、DNA連接酶和載體 B. 載體需要具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便于目的基因的鑒定和選擇 C. 限制酶主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的 D. DNA連接酶根據(jù)其來(lái)源分為

2、兩類：E.coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶,B,（一）目的基因的提取,獲取方法： 1、_中獲取目的基因 2、人工合成法：化學(xué)方法合成DNA片段（DNA合成儀） 3、 PCR反應(yīng)擴(kuò)增DNA,基本操作步驟,從基因文庫(kù),原理：DNA復(fù)制,（二）基因表達(dá)載體構(gòu)建,1、基因表達(dá)載體由_、_ _、_四部分組成。,目的基因,啟動(dòng)子,標(biāo)記基因,終止子,2、啟動(dòng)子作用：,3、標(biāo)記基因的作用：,RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn),鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因 篩選出含目的基因的細(xì)胞,例2普通牛奶賴氨酸含量低，未來(lái)提高牛奶中 賴氨酸的含量，吉林大學(xué)農(nóng)學(xué)部利用現(xiàn)代 生物工程技術(shù)，得到一頭轉(zhuǎn)入賴氨酸基因 的克隆奶

3、牛，預(yù)計(jì)將來(lái)其分泌的乳汁中含 有更多的賴氨酸。 （1）獲得外源賴氨酸基因所需要的工具酶 是 ，該基因不能從人體細(xì)胞中獲得， 原因是 。 （2）右圖是基因表達(dá)載體示意圖，構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的 , 圖中A片段表示 ，B片段表示 。其中，抗生素抗性基因的作用是 .。,限制酶,賴氨酸為人體必需氨基酸， 在人體內(nèi)不能合成（沒(méi)有相關(guān)基因）,使目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在并進(jìn)行復(fù)制， 同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用,終止子,啟動(dòng)子,作為標(biāo)記基因 （或有利于對(duì)含有目的基因的細(xì)胞進(jìn)行鑒別與篩選）,（3）人體蛋白質(zhì)基因之所以能“插入”到羊的染色體內(nèi)，原因是 ，,空間結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成相同；有互補(bǔ)的堿基序列,導(dǎo)入植

4、物 細(xì)胞：,（三）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,導(dǎo)入動(dòng)物 細(xì)胞：,導(dǎo)入微生物細(xì)胞：,受體細(xì)胞 導(dǎo)入方法,體細(xì)胞 受精卵,受精卵,顯微注射法,Ca2處理法,例3在某些深海魚(yú)中發(fā)現(xiàn)的抗凍蛋白基因afp對(duì)提高農(nóng)作物的抗寒能力有較好的應(yīng)用價(jià)值。右圖所示是獲得轉(zhuǎn)基因萵苣的技術(shù)流程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)獲取目的基因的主要途徑包括從自然界已有 的物種中分離和_。 (2)過(guò)程需要的酶有_、_。 (3)重組質(zhì)粒除了帶有抗凍蛋白基因afp以外，還必 須含有啟動(dòng)子、終止子和_，這樣才能構(gòu) 成一個(gè)完整的基因表達(dá)載體。 (4)如果受體細(xì)胞C1是土壤農(nóng)桿菌，則將目的基因 導(dǎo)入它的目的是利用農(nóng)桿菌的_，使目的 基因進(jìn)入受

5、體細(xì)胞C2，并將其插入到受體細(xì)胞C2 中_上，使目的基因的遺傳特性得以 穩(wěn)定維持和表達(dá)，形成轉(zhuǎn)基因萵苣。經(jīng)過(guò)程獲得 的轉(zhuǎn)基因萵苣中的目的基因是否表達(dá)，在分子水平 上可用_法進(jìn)行檢測(cè)，如果出現(xiàn)雜交帶， 說(shuō)明目的基因已經(jīng)表達(dá)蛋白質(zhì)產(chǎn)品，轉(zhuǎn)基因萵苣培育成功。,(用逆轉(zhuǎn)錄等方法進(jìn)行)人工合成,限制酶,DNA連接酶,標(biāo)記基因,轉(zhuǎn)化作用,染色體DNA,抗原抗體雜交,將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞,原核生物繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少，故早期常作為受體細(xì)胞。,重組表達(dá)載體DNA 溶于緩沖液,轉(zhuǎn)入,目的基因是否插入轉(zhuǎn)基 因生物染色體的DNA：,（四）目的基因的檢測(cè)與鑒定,目的基因是否表達(dá)：,目的基因是否轉(zhuǎn)錄

6、：,鑒定,抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等,檢測(cè),例4下列關(guān)于目的基因的檢測(cè)與鑒定的敘述，錯(cuò)誤的是() A目的基因在真核細(xì)胞中能否穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是目的基因是否插入質(zhì)DNA中 B檢測(cè)受體細(xì)胞是否含有目的基因及其是否成功轉(zhuǎn)錄的方法都是分子雜交法 C目的基因的鑒定通常是在個(gè)體水平上進(jìn)行的 D如在受體細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)到目的基因表達(dá)的蛋白質(zhì)，可確定目的基因首端含有啟動(dòng)子,A,用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物-動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器,（二）動(dòng)物基因工程前景廣闊,用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體 供體動(dòng)物： 存在的難題： 解決方法：,豬,免疫排斥,將供體基因組導(dǎo)入某種基因調(diào)節(jié)因子，以抑制抗原決定基因的表達(dá)，或設(shè)法除去抗原決定基因，再結(jié)

7、合克隆技術(shù)，培育出沒(méi)有免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。,（三）、基因工程藥品異軍突起工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系。我國(guó)已生產(chǎn)的產(chǎn)品：,白細(xì)胞介素-2、干擾素、乙肝疫苗等,（四）基因診斷與基因治療,基因診斷：用放射性同位素等標(biāo)記的“DNA探針”檢測(cè)肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準(zhǔn)確而且迅速。,我國(guó)研究人員正在制備用于基因治療的基因工程細(xì)胞,基因治療：把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，達(dá)到治療疾病的目的。,體外基因治療,體內(nèi)基因治療,基因治療的形式,例5下列說(shuō)法不正確的是() A干擾素是動(dòng)物或人體細(xì)胞受到病毒侵染時(shí)產(chǎn)生的一種糖蛋白 B基因治療是治療遺傳

8、病的最有效手段 C體內(nèi)基因治療是基因治療的一種形式 D體外基因治療僅指體外完成基因轉(zhuǎn)移這個(gè)環(huán)節(jié),D,例6.科學(xué)家將魚(yú)抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)入番茄，使番茄細(xì)胞的耐寒能力大大提高，可以在相對(duì)寒冷的環(huán)境中生長(zhǎng)。質(zhì)粒上有Pst、Sma、Hind、Alu等四種限制酶切割位點(diǎn)，下圖是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過(guò)程的示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因)，其中是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過(guò)程中的相關(guān)步驟，、表示相關(guān)結(jié)構(gòu)或細(xì)胞。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。 (1)在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，可用一種或者多種限制酶進(jìn)行切割。為了避免目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，在此實(shí)例中，應(yīng)該選用_限制酶，分別對(duì)_進(jìn)行切割，切割后產(chǎn)生的DNA片段分別為_(kāi)

9、種。,Pst、Sma,含魚(yú)抗凍蛋白基因的DNA、質(zhì)粒,4、2,(2)培養(yǎng)基中的氨芐青霉素會(huì)抑制番茄愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng)，要利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入魚(yú)抗凍蛋白基因的番茄細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體中含有_，作為標(biāo)記基因。 (3)研究人員通常采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將魚(yú)抗凍蛋白基因?qū)敕鸭?xì)胞內(nèi)。通常采用_技術(shù)，在分子水平檢測(cè)目的基因是否翻譯形成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)。 (4)利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入魚(yú)抗凍蛋白基因的番茄組織細(xì)胞培育成植株。圖中、依次表示組織培養(yǎng)過(guò)程中番茄組織細(xì)胞的_過(guò)程。,脫分化、再分化,抗氨芐青霉素基因(ampr),抗原抗體雜交,蛋白質(zhì)工程流程圖,從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā) 設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 推測(cè)應(yīng)用的氨

10、基酸序列 找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列,板書(shū)：用干擾素例子，反推過(guò)程。 第4步后接著做什么？,例7.下圖為蛋白質(zhì)工程操作的基本思路，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)代表蛋白質(zhì)工程操作思路的過(guò)程是_；代表中心法則內(nèi)容的是_。(填寫(xiě)數(shù)字) (2)寫(xiě)出圖中各數(shù)字代表的生物學(xué)過(guò)程的名稱或內(nèi)容： _；_；_。 (3)蛋白質(zhì)工程的目的是_，通過(guò)_實(shí)現(xiàn)。 (4)從圖中可以看出蛋白質(zhì)工程的基本途徑與中心法則是_的。,折疊,分子設(shè)計(jì),DNA合成,對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì),基因合成或修飾,相反,例8.運(yùn)用某生物工程技術(shù)將毒性肽融合進(jìn)入抗體分子，制造出“導(dǎo)彈藥物”，它可自動(dòng)瞄準(zhǔn)和攻擊體內(nèi)的靶組織或靶細(xì)胞(如癌細(xì)胞)。此技

11、術(shù)是() A基因工程 B細(xì)胞工程 C蛋白質(zhì)工程 D胚胎工程,c,比較：基因工程和蛋白質(zhì)工程,專題2 細(xì)胞工程,(離體的植物器官、組織或細(xì)胞),脫分化,再分化,培養(yǎng)條件：,離體、含有全部營(yíng)養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無(wú)菌環(huán)境、適合的PH、適合的光照等,外植體,舉例：,花藥離體培養(yǎng) 基因工程培育的抗棉鈴蟲(chóng)的棉花植株 細(xì)胞工程中培育的“番茄-馬鈴薯”雜種植株,1、植物組織培養(yǎng),融合細(xì)胞,雜種細(xì)胞,去壁的常用方法：,原生質(zhì)體融合方法：,融合成功的標(biāo)志,人工誘導(dǎo),篩選,2、植物體細(xì)胞雜交的過(guò)程,例9下圖為植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖。據(jù)圖回答： （1）步驟是 ， 最常用的方法是 。 （2）步驟一般常用

12、的化學(xué)試劑是 ，目的是 。 （3）在利用雜種細(xì)胞培育成為雜種植株的過(guò)程中，運(yùn)用的技術(shù)手段是 ，其中步驟相當(dāng)于 ，步驟相當(dāng)于 。 *（4）植物體細(xì)胞雜交的目的是獲得新的雜種植株。使 能夠在新的植物體上有所表現(xiàn)，其根本原因是 。 （5）若遠(yuǎn)源雜交親本A和B都是二倍體，則雜種植株為 倍體。 （6）從理論上講，雜種植株的育性為 。若運(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交方法能否現(xiàn)？ ，原因是 。 因此，這項(xiàng)研究對(duì)于培養(yǎng)作物新品種方面的重大意義在于 。,去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體,酶解法,PEG,誘導(dǎo)不同植物體細(xì)胞的原生質(zhì)體融合,植物組織培養(yǎng),脫分化,再分化,遠(yuǎn)源雜交親本的遺傳特征,雜種植株獲得雙親的遺傳物質(zhì),四,可

13、育,不能,因?yàn)椴煌N生物之間存在生殖隔離,克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙,例10. A種植物的細(xì)胞和B種植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)如右圖所示（僅顯示細(xì)胞核），將A、B兩種植物細(xì)胞去掉細(xì)胞壁后，誘導(dǎo)二者的原生質(zhì)體融合，形成單核的雜種細(xì)胞，若經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)后得到了雜種植株，則該雜種植株是（ ） A二倍體；基因型是DdYyRr B三倍體；基因型是DdYyRr C四倍體；基因型是DdYyRr D四倍體；基因型是DDddYYyyRRrr,C,例11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合成顯著增加，能使果實(shí)變紅變軟，但不利于保鮮。利用基因工程減少PG基因的表達(dá)，可延長(zhǎng)果實(shí)保質(zhì)期?？茖W(xué)家將PG

14、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。 (1)若已獲取PG的mRNA，可通過(guò)_獲取PG基因。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，理由是_。之后，還需將其置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的蔗糖溶液中，觀察細(xì)胞_現(xiàn)象來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生。 (3)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基因表達(dá)的翻譯過(guò)程。若_，則可確定轉(zhuǎn)基因番茄培育成功。,番茄果實(shí)的保質(zhì)期延長(zhǎng),逆轉(zhuǎn)錄法,大量復(fù)制目的基因(或克隆目的基因),卡那霉素,重組質(zhì)粒中含卡那霉素抗性基因而四環(huán)素抗性基因被破壞,

15、是否發(fā)生質(zhì)壁分離,天然的PG基因轉(zhuǎn)錄的mRNA,（1）植物繁殖的新途徑,1）微型繁殖（快速繁殖） 2）作物脫毒 3）神奇的人工種子,（2）作物新品種的培育,1）單倍體育種 2）突變體的利用 3）轉(zhuǎn)基因植物的培育,（3）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn),3、植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用,動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段：,植物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有哪些？,植物組織培養(yǎng)、 植物體細(xì)胞雜交,強(qiáng)調(diào)：,是其他動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),動(dòng)物細(xì)胞核移植,動(dòng)物細(xì)胞融合,單克隆抗體,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的組織、器官,胰蛋白酶,剪碎,單個(gè)細(xì)胞,加培養(yǎng)液,制成,細(xì)胞懸浮液,10代細(xì)胞,50代細(xì)胞,無(wú)限傳代,

16、部分細(xì)胞遺傳物質(zhì)改變,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)不能 最終培養(yǎng)成動(dòng)物體,隨細(xì)胞增多，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖,1 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),2 體細(xì)胞核移植的過(guò)程（以高產(chǎn)奶牛為例）,培養(yǎng),甲牛,乙牛,去除核,核植入,早期胚胎,代孕母牛丙,移植,克隆牛,細(xì)胞核移植,胚胎移植,物理或化學(xué)方法激活,例12科學(xué)家通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長(zhǎng)激素基因的奶牛，如果要加速轉(zhuǎn)基因奶牛的繁育，可以對(duì)此轉(zhuǎn)基因奶牛進(jìn)行克隆(如圖所示)， (1)在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)之前，要對(duì)取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細(xì)胞進(jìn)行分離，形成單個(gè)細(xì)胞，這個(gè)過(guò)程中需要利用_酶處理。 (2)用于核移植的供體細(xì)胞，一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是_。 (3)在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞

17、增殖的方式是_，此外，細(xì)胞增殖還表現(xiàn)出_和接觸抑制等特點(diǎn)。 (4)將進(jìn)行培養(yǎng)的供體細(xì)胞注入去核的卵母細(xì)胞中，去除卵母細(xì)胞細(xì)胞核的目的是_。,胰蛋白,該種細(xì)胞代謝旺盛、分裂能力強(qiáng)，且遺傳物質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變,有絲分裂,貼壁生長(zhǎng),使克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來(lái)自供體細(xì)胞,(5)將重組細(xì)胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng)成的重組胚胎移入受體母牛后，該母牛就會(huì)生出與供體奶牛遺傳物質(zhì)相同的牛犢，但也不是100 %的復(fù)制，原因最可能是_。 (6)上述動(dòng)物細(xì)胞工程中涉及的技術(shù)有_。轉(zhuǎn)基因奶牛的克隆成功，說(shuō)明了動(dòng)物的_具有全能性。,體細(xì)胞的細(xì)胞核,生物的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制； 生物的性狀還受環(huán)境因素的影響,

18、核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植技術(shù),例13.下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述，說(shuō)法正確的選項(xiàng)有幾個(gè)() 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是動(dòng)物細(xì)胞的全能性 需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行一次脫分化處理和兩次蛋白酶處理 原代培養(yǎng)的細(xì)胞是指貼壁生長(zhǎng)到發(fā)生接觸抑制之間的細(xì)胞 恒溫條件下，細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短不隨細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)程而改變 傳代培養(yǎng)的細(xì)胞因?yàn)橐杂薪z分裂方式增殖，所以在傳代過(guò)程中其遺傳物質(zhì)保持不變 只要培養(yǎng)條件適宜，細(xì)胞都可在體外無(wú)限繁殖 可用于檢測(cè)有毒物質(zhì)、構(gòu)建人造皮膚、大量生產(chǎn)藥物蛋白 為防止培養(yǎng)過(guò)程中微生物的污染，應(yīng)將培養(yǎng)箱抽成真空以消毒、滅菌 A1 B2 C3 D4,A,物理法、化學(xué)法,滅活的仙臺(tái)病毒,3、動(dòng)物細(xì)胞融合,過(guò)程,制備單克隆抗體,抗原注入小鼠體內(nèi),已免疫的B淋巴細(xì)胞,骨髓瘤細(xì)胞,篩選出雜交瘤細(xì)胞,篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群,從培養(yǎng)液中提取,從小鼠腹水中提取,細(xì)胞融合,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),4 單克隆抗體的制備,(特定的選擇培養(yǎng)基),例14下圖為單克隆抗體制備流程示意圖。 (1)單克隆抗體制備技術(shù)的基礎(chǔ)是 。 (2)細(xì)胞融合是隨機(jī)的過(guò)程，在HAT培養(yǎng)基中培養(yǎng)，目的是 。在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，培養(yǎng)液中需要添加無(wú)機(jī)鹽，但要注意無(wú)機(jī)鹽的 ，以保證生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。 (3)為選育出能產(chǎn)生高特異性抗體的細(xì)胞，要將從H