高考生物二輪知識點歸納 專題9第1講 基因工程和細(xì)胞工程

1、第1講基因工程和細(xì)胞工程考綱要求三年考情命題趨勢1.基因工程的誕生2.基因工程的原理及技術(shù)3.基因工程的應(yīng)用4.蛋白質(zhì)工程2013全國大綱、廣東、江蘇、安徽、四川、福建、全國2012全國新課標(biāo)、山東、江蘇、福建、天津、浙江、安徽2011浙江、海南、山東、江蘇、安徽、福建、北京1.趨勢分析：(1)多以最新基因工程研究成果為載體，考查基因工程的工具與操作程序。(2)以工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、畜牧業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)實踐中的具體事例為命題背景，考查植物組織培養(yǎng)相關(guān)知識。2.備考指南：(1)表解比較法理解限制酶、DNA連接酶和載體的作用。(2)實例分析法理解基因工程的原理與過程。(3)列表比較法理解兩個不同：植物組織培養(yǎng)

2、和動物細(xì)胞培養(yǎng)的不同、植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合的不同。(4)圖解法理解單克隆抗體的制備過程。植物的組織培養(yǎng)2013重慶、全國大綱、全國、天津2012浙江2011江蘇1.動物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆2.細(xì)胞融合與單克隆抗體2013重慶、全國大綱、山東2012山東、福建、安徽2011江蘇、安徽限制酶載體基因表達(dá)載體的構(gòu)建目的基因的檢測和鑒定轉(zhuǎn)基因動物基因治療基因可產(chǎn)生自然界沒有的蛋白質(zhì)細(xì)胞的全能性植物體細(xì)胞雜交作物新品種的培育細(xì)胞增殖動物細(xì)胞核的全能性細(xì)胞膜的流動性給小鼠注射特定抗原產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細(xì)胞1基因工程和克隆技術(shù)涉及哪些工具酶？基因工程的工具酶是限制酶和DNA連接酶，克隆技術(shù)的工具

3、酶是纖維素酶、果膠酶和胰蛋白酶。2轉(zhuǎn)基因動物的培育涉及到哪些生物工程？基因工程、動物細(xì)胞工程和胚胎移植。考點一基因工程 圖甲、乙中的箭頭表示三種限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點，ampr表示氨芐青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列敘述正確的是()A圖甲中的質(zhì)粒用BamH 切割后，含有4個游離的磷酸基團B在構(gòu)建重組質(zhì)粒時，可用Pst 和BamH 切割質(zhì)粒和外源DNAC用Pst 和Hind 酶切，加入DNA連接酶后可得到1種符合要求的重組質(zhì)粒D導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌可在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生長自主嘗試_【解析】圖甲中的質(zhì)粒用BamH 切割后，會破壞兩個磷酸二酯鍵，磷酸二酯鍵是由相鄰脫氧核苷酸

4、的磷酸基團和脫氧核糖脫水形成的，因此只含有2個游離的磷酸基團。由于BamH 的切割位點在目的基因的內(nèi)部，使用它切割外源DNA會破壞目的基因。用Pst 和Hind 切割質(zhì)粒后,雖然破壞了ampr基因，但是會保留下neo基因作為標(biāo)記基因，以備篩選。用Pst 和Hind 切割外源DNA后，可得到兩個能與質(zhì)粒連接的DNA片段，但是只有帶目的基因的DNA片段與酶切后的質(zhì)粒連接才符合要求。由于氨芐青霉素抗性基因遭到破壞，因此，只能用含新霉素的培養(yǎng)基進行篩選?！敬鸢浮緾【鏈接提升】1限制酶切割時的注意事項(1)注意切割的序列是否會連接成環(huán)：切割圖1中的目的基因時，最好不要只用BamH ，因為只用BamH 切

5、割時，目的基因的兩端具有相同的黏性末端，易自行連接成環(huán)，因此最好同時用BamH 和Hind 切割。(2)限制酶的切割序列具有包含關(guān)系：圖2中BamH 和Mbo 識別的堿基序列和酶切位點分別是GGATCC、GATC,這兩個限制酶都可切割同一堿基序列GGATCC。(3)切割時注意是否破壞所有抗性基因,導(dǎo)致缺乏標(biāo)記基因。構(gòu)建過程：(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞植物細(xì)胞動物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法受體細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法(用Ca2處理)受精卵、體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞(4)目的基因的檢測與鑒定：跟蹤訓(xùn)練某質(zhì)粒上有Sal 、Hind 、BamH 三種限制酶切割位點，同

6、時還含有抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素基因。利用此質(zhì)粒獲得轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的過程如圖所示，請回答下列問題。(1)將抗鹽基因?qū)霟煵菁?xì)胞內(nèi)，使煙草植株產(chǎn)生抗鹽性狀，這種新性狀(變異性狀)的來源屬于_。(2)如果將抗鹽基因直接導(dǎo)入煙草細(xì)胞，一般情況下，煙草不會具有抗鹽特性，原因是抗鹽基因在煙草細(xì)胞中不能_，也不能_。(3)在構(gòu)建重組質(zhì)粒時，應(yīng)選用_和_兩種酶對_和_進行切割，以保證重組DNA序列的唯一性。基因重組復(fù)制表達(dá)(合成抗鹽基因的mRNA)Sal Hind 質(zhì)粒含抗鹽基因的DNA(4)基因工程中的檢測篩選是一個重要的步驟。為篩選出導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌，下圖表示運用影印培養(yǎng)法(使一系列培養(yǎng)皿的相同

7、位置上能出現(xiàn)相同菌落的一種接種培養(yǎng)方法)檢測基因表達(dá)載體是否導(dǎo)入了農(nóng)桿菌。培養(yǎng)基除了含有細(xì)菌生長繁殖必需的成分外,培養(yǎng)基A和培養(yǎng)基B分別還含有_、_。從檢測篩選的結(jié)果分析，含有目的基因的是_菌落中的細(xì)菌。為了確定抗鹽煙草是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的_作探針進行分子雜交檢測，又要用_的方法從個體水平鑒定煙草植株的耐鹽性。(5)將轉(zhuǎn)入抗鹽基因的煙草細(xì)胞培育成完整的植株需要用_技術(shù)，愈傷組織經(jīng)_進而形成完整植株，此過程除營養(yǎng)物質(zhì)外還必須向培養(yǎng)基中添加_。氨芐青霉素四環(huán)素(氨芐青霉素和四環(huán)素)4和6抗鹽基因一定濃度的鹽水澆灌煙草植株(將煙草植株移栽到鹽堿地中)植物組織培養(yǎng)細(xì)胞增殖和分化植物激

8、素(生長素和細(xì)胞分裂素)考點二動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng) (2013高考大綱全國卷) 關(guān)于動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的敘述，錯誤的是()A動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)所用培養(yǎng)基不同B動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)過程中都要用到胰蛋白酶C煙草葉片離體培養(yǎng)能產(chǎn)生新個體，小鼠雜交瘤細(xì)胞可離體培養(yǎng)增殖D動物細(xì)胞培養(yǎng)可用于檢測有毒物質(zhì)，莖尖培養(yǎng)可用于植物脫除病毒自主嘗試_【解析】動物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基中需加入動物血清，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中需加入植物激素等，A項正確。動物細(xì)胞培養(yǎng)需利用胰蛋白酶將動物組織分散成單個細(xì)胞再進行培養(yǎng),植物組織培養(yǎng)中不需要將細(xì)胞分離，B項錯誤。葉片細(xì)胞高度分化,但仍具有全能性,可以通過

9、植物組織培養(yǎng)形成新個體；小鼠雜交瘤細(xì)胞具備瘤細(xì)胞的遺傳特性,能夠不斷分裂增殖，C項正確。有毒物質(zhì)會影響細(xì)胞正常的生命活動,故可根據(jù)細(xì)胞在培養(yǎng)過程中生命活動的變化情況檢測有毒物質(zhì)；植物莖尖細(xì)胞分裂較快，細(xì)胞中幾乎無病毒，故可用莖尖通過植物組織培養(yǎng)形成脫毒苗，D項正確?！敬鸢浮緽【鏈接提升】動物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)比較項目動物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)前處理培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基狀態(tài)無菌；用胰蛋白酶處理，使組織細(xì)胞相互分散開無菌、離體葡萄糖、氨基酸、無機鹽、促生長因子、微量元素、動物血清等礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素等液體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基項目動物細(xì)胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)過程能否培養(yǎng)成個體應(yīng)用舉例動物胚胎或出

10、生不久的幼齡動物的器官或組織原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)細(xì)胞群不能能大規(guī)模生產(chǎn)有重要價值的生物制品，如病毒疫苗、干擾素、單克隆抗體等；皮膚移植；檢測有毒物質(zhì)的毒性等快速繁殖、培育無病毒植株；生產(chǎn)藥物；制造人工種子；培育轉(zhuǎn)基因作物等特別提醒：(1)兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中都進行有絲分裂，都是無性繁殖，都可稱為克隆，都不涉及減數(shù)分裂；(2)均為無菌操作，都需要適宜的溫度、pH等條件。跟蹤訓(xùn)練植物葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體的分離和培養(yǎng)的主要過程可用圖解簡單表示：(1)原生質(zhì)體的結(jié)構(gòu)包括_、_、_三部分。(2)培育胚狀體利用了_這一項生物技術(shù)，培養(yǎng)基中除了含有一定的營養(yǎng)物質(zhì)外,還必須含有細(xì)胞分裂素、生長素等植物激素，還需要對

11、培養(yǎng)基進行嚴(yán)格的_。(3)從葉片的葉肉細(xì)胞到愈傷組織再分化形成胚狀體，再繼續(xù)培養(yǎng)則可培育出完整的植株，這體現(xiàn)了_。(4)從葉片的葉肉細(xì)胞到獲得胚狀體的過程中，需要經(jīng)過_。細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核(順序可顛倒)植物組織培養(yǎng)滅菌細(xì)胞的全能性C無絲分裂有絲分裂減數(shù)分裂原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交細(xì)胞融合脫分化再分化A BC D(5)從圖解可知，需要在培養(yǎng)基中加入激素調(diào)整細(xì)胞分裂分化的是_(用字母ae回答)階段，若為了獲得三七的細(xì)胞產(chǎn)物，則只需培養(yǎng)到_。若為了獲得三七的人工種子，則需要培養(yǎng)到_。c、d(或c、d、e)愈傷組織胚狀體考點三植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞融合 (2013高考重慶卷)下圖是單克隆抗體制

12、備流程的簡明示意圖。下列有關(guān)敘述，正確的是()A是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應(yīng)T淋巴細(xì)胞B中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細(xì)胞的形成C同時具有脾臟細(xì)胞和鼠骨髓瘤細(xì)胞的特性D是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細(xì)胞群自主嘗試_【解析】是從小鼠脾臟中獲得的能產(chǎn)生抗體的漿細(xì)胞，A項錯誤；中應(yīng)該使用能促進細(xì)胞融合的促融劑，如聚乙二醇等，B項錯誤；同時具有從脾臟中分離出的漿細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的特性，C項錯誤；是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群，D項正確。【答案】D【鏈接提升】植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞融合項目植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合(單克隆抗體的制備)理論基礎(chǔ)(原理)融合前處理促融細(xì)胞膜的流動性、植物

13、細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞增殖酶解法去除細(xì)胞壁(纖維素酶、果膠酶等)注射特定抗原的免疫小鼠，獲取B淋巴細(xì)胞物理法：離心、振動、電激等；化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)等物化法、化學(xué)法：與促進植物細(xì)胞融合的方法相同；生物法：滅活的病毒項目植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合(單克隆抗體的制備)過程用途第一步：原生質(zhì)體的制備；第二步：原生質(zhì)體的融合；第三步：雜種細(xì)胞的篩選與培養(yǎng)；第四步：雜種植株的誘導(dǎo)與鑒定第一步：細(xì)胞培養(yǎng)；第二步：誘導(dǎo)細(xì)胞融合；第三步：某種細(xì)胞選擇；第四步：雜種細(xì)胞克隆與純化克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴展了雜交親本的組合范圍作為診斷試劑；用于治療疾病和運載藥物,如“生物導(dǎo)彈”跟蹤訓(xùn)練科學(xué)家從某無限增殖細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中分離出無限增殖調(diào)控基因(prG)，該基因能激發(fā)細(xì)胞分裂，這為單克隆抗體的制備提供了更為廣闊的前景。請回答：(1)利用動物細(xì)胞融合技術(shù)制備單克隆抗體，常用聚乙二醇、_、電激等誘導(dǎo)因素誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合。經(jīng)選擇性培養(yǎng)的雜交瘤細(xì)胞，還需進行_和_，經(jīng)多次篩選以獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞。滅活的病毒體外培養(yǎng)抗體檢測(2)有人提出用核移植技術(shù)構(gòu)建重組細(xì)胞來生產(chǎn)單克隆抗體，請完成設(shè)計方案：取_細(xì)胞的細(xì)胞核，移植到去核的_細(xì)胞中，構(gòu)成重組細(xì)胞。將重組細(xì)胞在_條件下做大規(guī)模培養(yǎng)或注射到