基因工程與細胞工程

1、第1講基因工程和細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、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、和動物細胞培養(yǎng)的不同、植物體細胞雜交與動物細胞融合的不同。(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.動物的細胞培養(yǎng)與體細胞克隆2.細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)細胞的全能性植物體細胞雜交作物新品種的培育細胞增殖動物細胞核的全能性細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、動物細胞工程和胚胎移植。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()【答案】C跟蹤訓(xùn)練某質(zhì)粒上有Sal 、Hind 、BamH 三種限制酶切割位點，同時還含有抗四環(huán)素基

4、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)霟煵菁毎麅?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(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)皿的相同位置上能出現(xiàn)相同菌

5、落的一種接種培養(yǎng)方法)檢測基因表達載體是否導(dǎo)入了農(nóng)桿菌。培養(yǎng)基除了含有細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)細胞增殖和分化植物激素(生長素和細胞分

6、裂素)考點二動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng) (2013高考大綱全國卷) 關(guān)于動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的敘述，錯誤的是()A動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)所用培養(yǎng)基不同B動物細胞培養(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，小鼠雜交瘤細胞可離體培養(yǎng)增殖D動物細胞培養(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【答案】B跟蹤訓(xùn)練植物葉肉細胞原生質(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,還必須含有細胞分裂素、生長素等植物激素，還需要對培養(yǎng)基進行嚴格的_。(3)從

7、葉片的葉肉細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_。細胞膜細胞質(zhì)細胞核(順序可顛倒)植物組織培養(yǎng)滅菌細胞的全能性無絲分裂有絲分裂減數(shù)分裂原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)植物體細胞雜交細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)整細胞分裂分化的是_(用字母ae回答)階段，若為了獲得三七的細胞產(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(4)從葉片的葉肉細胞到獲得胚狀體的過程中，需要經(jīng)過_。C考點三植物體細胞雜交和動物細胞融合 (2013高考重慶卷)下圖是單克隆抗體制備流程的簡明示意圖。下列有關(guān)

8、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淋巴細胞B中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細胞 的形成C同時具有脾臟細胞和鼠骨髓瘤細胞的特性D是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細胞群【答案】D跟蹤訓(xùn)練科學(xué)家從某無限增殖細胞的細胞質(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)動物細胞融合。經(jīng)選擇性培養(yǎng)的雜交瘤細胞，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)建重組細胞來生產(chǎn)單克隆

9、抗體，請完成設(shè)計方案：取_細胞的細胞核，移植到去核的_細胞中，構(gòu)成重組細胞。將重組細胞在_條件下做大規(guī)模培養(yǎng)或注射到小鼠_內(nèi)增殖，以獲得大量單克隆抗體。特定抗原刺激的B淋巴無限增殖體外腹腔(3)也有人提出，可以直接通過基因工程導(dǎo)入該調(diào)控基因來制備單克隆抗體，其思路如圖所示。酶A是指_，酶B是指_。圖中表示_，對進行檢測與鑒定的目的是_,所指的細胞具有的特點是_。限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶目的基因(無限增殖調(diào)控基因或prG)檢測目的基因是否導(dǎo)入和是否表達既能無限增殖，又能產(chǎn)生特定抗體完成作業(yè)：專題九 第1講本部分內(nèi)容講解結(jié)束謝謝！總結(jié)： 限制酶： 2、原生質(zhì)層： DNA連接酶： 原生質(zhì)體： T

10、aq酶： 1、 DNA聚合酶： PCR: DNA解旋酶： PEG: DNA水解酶： T-DNA: RNA聚合酶： 3、 IAA: NAA: 2，4-D ATP： DNA： RNA: (3)將目的基因?qū)胧荏w細胞植物細胞動物細胞微生物細胞常用方法受體細胞農(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)細胞法(Ca2處理法)受精卵、體細胞受精卵原核細胞(4)目的基因的檢測與鑒定：【鏈接提升】動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)比較項目動物細胞培養(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

11、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。【鏈接提升】植物體細胞雜交和動物細胞融合項目植物體細胞雜交動物細胞融合(單克隆抗體的制備)理論基礎(chǔ)(原理)融合前處理促融細胞

12、膜的流動性、植物細胞的全能性細胞膜的流動性、細胞增殖酶解法去除細胞壁(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：與促進植物細胞融合的方法相同；生物法：滅活的病毒項目植物體細胞雜交動物細胞融合(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：細胞培養(yǎng)；第二步：誘導(dǎo)細胞融合；第三步：某種細胞選擇；第四步：雜種細胞克隆與純化克服遠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”蛋白質(zhì)工程過程(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GGA