高中生物選修專題和

高中生物選修專題和第2頁,共106頁，2024年2月25日，星期天一、基因工程的概念理解1.供體:提供_________;2.操作環(huán)境:_____;3.操作水平:_________;4.原理:_________;5.受體:表達(dá)目的基因;6.本質(zhì):性狀在_____體內(nèi)表達(dá);7.優(yōu)點(diǎn)(1)與雜交育種相比:克服了_______________的障礙。(2)與誘變育種相比:_____改造生物遺傳性狀。目的基因體外分子水平基因重組受體遠(yuǎn)緣雜交不親和定向第3頁,共106頁，2024年2月25日，星期天二、DNA重組技術(shù)的基本工具1.限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱:_______)(1)來源:主要是從_____生物中分離純化出來的。(2)作用:識(shí)別特定的___________并切開相應(yīng)兩個(gè)核苷酸之間的___________。(3)結(jié)果:產(chǎn)生_________或平末端。2.DNA連接酶(1)種類:按來源可分為E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。(2)作用:在兩個(gè)核苷酸之間形成磷酸二酯鍵以連接_____________。限制酶原核核苷酸序列磷酸二酯鍵黏性末端兩段DNA片段第4頁,共106頁，2024年2月25日，星期天3.載體(1)種類:_____、λ噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。能自我復(fù)制(2)質(zhì)粒特點(diǎn)有一個(gè)至多個(gè)_______________

有特殊的_________質(zhì)粒限制酶切割位點(diǎn)標(biāo)記基因第5頁,共106頁，2024年2月25日，星期天三、基因工程的基本操作程序1.目的基因的獲取(1)目的基因:主要是指編碼蛋白質(zhì)的_____。(2)獲取方法:

從_________中獲取目的基因利用________擴(kuò)增目的基因通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成基因基因文庫PCR技術(shù)第6頁,共106頁，2024年2月25日，星期天2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心(1)基因表達(dá)載體的組成:_________、啟動(dòng)子、終止子、__________。①啟動(dòng)子:a.位置:位于___________。b.作用:是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位,驅(qū)動(dòng)基因___________,最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。②終止子:a.位置:位于基因的尾端。b.作用:使_____在所需要的地方停止下來。目的基因標(biāo)記基因基因的首端轉(zhuǎn)錄出mRNA轉(zhuǎn)錄第7頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(2)構(gòu)建目的:①使目的基因在_________中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代;②使_________能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。受體細(xì)胞目的基因第8頁,共106頁，2024年2月25日，星期天3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(1)轉(zhuǎn)化: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____________的過程。(2)常用方法(連線):穩(wěn)定和表達(dá)第9頁,共106頁，2024年2月25日，星期天4.目的基因的檢測(cè)與鑒定方法檢測(cè)或鑒定目的水平DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因的有無_____水平分子雜交技術(shù)___________________________________目的基因是否翻譯生物性狀的表達(dá)與否_________________個(gè)體水平目的基因是否轉(zhuǎn)錄抗原-抗體雜交技術(shù)目的基因是否表達(dá)分子第10頁,共106頁，2024年2月25日，星期天四、基因工程的應(yīng)用1.轉(zhuǎn)基因植物植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力(如抗除草劑、抗蟲、抗病、_______和抗鹽堿等),以及改良______________和利用植物_________等方面。2.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物動(dòng)物基因工程在動(dòng)物品種改良、建立___________、器官移植等方面顯示了廣闊的應(yīng)用前景?？垢珊缔r(nóng)作物的品質(zhì)生產(chǎn)藥物生物反應(yīng)器除利用乳腺、膀胱等生物反應(yīng)器外,人們還可以利用、

等方法來生產(chǎn)藥品,而傳統(tǒng)生產(chǎn)藥品是_____中提取的,存在的缺點(diǎn)是

。由于受操作條件相對(duì)較苛刻等的限制,價(jià)格十分昂貴工程菌培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)直接從生物組織、細(xì)胞或血液第11頁,共106頁，2024年2月25日，星期天3.基因工程藥物(1)來源:轉(zhuǎn)基因的_______。(2)成果:細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。(3)作用:用來預(yù)防和治療人類腫瘤、心血管疾病、_______、各種傳染病、糖尿病、類風(fēng)濕等疾病。4.基因治療(1)方法:把_________導(dǎo)入病人體內(nèi),使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能。(2)效果:治療_______的最有效的手段。(3)分類:_____________和體外基因治療。工程菌遺傳病正常基因遺傳病體內(nèi)基因治療第12頁,共106頁，2024年2月25日，星期天五、蛋白質(zhì)工程1.概念理解(1)基礎(chǔ):蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系。(2)操作:_________或基因合成。(3)結(jié)果:改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出___________。(4)目的:滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。2.操作過程從預(yù)期的___________出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的___________→推測(cè)應(yīng)有的___________→找到相對(duì)應(yīng)的_______________(基因)→基因表達(dá)→產(chǎn)生需要的蛋白質(zhì)。基因修飾新的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列第13頁,共106頁，2024年2月25日，星期天1.限制酶只能用于切割目的基因。()【分析】限制酶既能用于切割目的基因,也能用于切割載體。2.DNA連接酶能將兩堿基間通過形成氫鍵連接起來。()【分析】DNA連接酶連接的是兩個(gè)雙鏈DNA片段之間的磷酸二酯鍵?！痢恋?4頁,共106頁，2024年2月25日，星期天3.E·coliDNA連接酶既可以連接平末端,又可以連接黏性末端。()【分析】E·coliDNA連接酶只能將雙鏈DNA片段的黏性末端連接起來,不能將雙鏈DNA片段的平末端進(jìn)行連接。4.質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子,是基因工程常用的載體。()【分析】質(zhì)粒是具有復(fù)制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子,是基因工程常用的載體?！痢痰?5頁,共106頁，2024年2月25日，星期天5.載體的作用是攜帶目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中,使之穩(wěn)定存在并表達(dá)。()【分析】基因工程中利用載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中并使之穩(wěn)定存在并表達(dá)。6.蛋白質(zhì)工程可按照人的意愿生產(chǎn)出自然界中不存在的蛋白質(zhì)。()【分析】蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生理功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要?！獭痰?6頁,共106頁，2024年2月25日，星期天7.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程。()【分析】蛋白質(zhì)工程包含多學(xué)科的綜合科技工程領(lǐng)域,但它是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程?！痰?7頁,共106頁，2024年2月25日，星期天考點(diǎn)一

基因工程的工具

1.限制酶和DNA連接酶的關(guān)系第18頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(1)限制酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵。(2)限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾。(3)限制酶是一類酶,而不是一種酶。(4)DNA連接酶起作用時(shí),不需要模板。第19頁,共106頁，2024年2月25日，星期天2.作為載體的條件條件適應(yīng)性穩(wěn)定并能復(fù)制目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴(kuò)大有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)可攜帶多個(gè)或多種外源基因具有特殊的標(biāo)記基因便于重組DNA的鑒定和選擇第20頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【拓展延伸】與DNA有關(guān)的五種酶的比較

作用底物作用部位形成產(chǎn)物限制酶DNA分子磷酸二酯鍵黏性末端或平末端DNA連接酶DNA片段磷酸二酯鍵重組DNA分子DNA聚合酶脫氧核苷酸磷酸二酯鍵子代DNA解旋酶DNA分子堿基對(duì)間的氫鍵形成脫氧核苷酸單鏈DNA(水解)酶DNA分子磷酸二酯鍵游離的脫氧核苷酸第21頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【典例1】(2012·江蘇高考)圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度(bp即堿基對(duì))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MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4種限制性核酸內(nèi)切酶,它們識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請(qǐng)回答下列問題:第22頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(1)圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個(gè)堿基之間依次由

連接。(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割圖1中DNA片段,產(chǎn)生的末端是___末端,其產(chǎn)物長度為

。(3)若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對(duì)被T-A堿基對(duì)替換,那么基因D就突變?yōu)榛騞。從雜合子中分離出圖1及其對(duì)應(yīng)的DNA片段,用限制酶SmaⅠ完全切割,產(chǎn)物中共有

種不同長度的DNA片段。第23頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(4)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)行連接,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,為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌,一般需要用添加

________的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。經(jīng)檢測(cè),部分含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達(dá),其最可能的原因是

。第24頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【解析】(1)兩條脫氧核苷酸鏈之間的堿基通過氫鍵相連,一條脫氧核苷酸鏈中相鄰的堿基通過脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖連接。(2)根據(jù)限制酶SmaⅠ識(shí)別的堿基序列可知,限制酶SmaⅠ切割產(chǎn)生的末端為平末端。在圖1序列中共有2個(gè)SmaⅠ的切割位點(diǎn),切割后形成3種不同長度的產(chǎn)物,分別為537bp、790bp、661bp。(3)圖1中有SmaⅠ的兩個(gè)識(shí)別序列,完全切割后產(chǎn)生3個(gè)不同長度的DNA片段,若虛框中的堿基被T-A替換,則產(chǎn)生2個(gè)DNA片段,其中1個(gè)DNA片段與上次切割的相同,因此經(jīng)完全切割后共產(chǎn)生4種不同長度的DNA片段。第25頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(4)切割目的基因可選用限制酶BamHⅠ和限制酶MboⅠ,但限制酶MboⅠ可將質(zhì)粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因都破壞,而限制酶BamHⅠ只破壞抗生素A抗性基因,因此只能選用限制酶BamHⅠ;重組質(zhì)粒中含有抗生素B抗性基因,因此可在含抗生素B的培養(yǎng)基上培養(yǎng)。答案:(1)脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖(2)平537bp、790bp、661bp(3)4(4)BamHⅠ抗生素B同種限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因D與質(zhì)粒反向連接第26頁,共106頁，2024年2月25日，星期天考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序和應(yīng)用

1.基因工程的基本操作程序(1)目的基因的獲取:①直接分離②人工化學(xué)合成:適用于分子較小的基因。從基因文庫中獲取利用PCR技術(shù)擴(kuò)增第27頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:生物種類植物動(dòng)物微生物常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上→轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上→表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動(dòng)物Ca2+處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組表達(dá)載體DNA分子與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子第28頁,共106頁，2024年2月25日，星期天2.基因工程的應(yīng)用(1)乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物的比較:比較項(xiàng)目乳腺生物反應(yīng)器工程菌基因結(jié)構(gòu)動(dòng)物基因的結(jié)構(gòu)與人類基因的結(jié)構(gòu)基本相同細(xì)菌或酵母菌等生物基因的結(jié)構(gòu)與人類基因的結(jié)構(gòu)有較大差異基因表達(dá)合成的藥物蛋白與天然蛋白質(zhì)相同細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器,產(chǎn)生的藥物蛋白可能沒有活性受體細(xì)胞動(dòng)物的受精卵微生物細(xì)胞第29頁,共106頁，2024年2月25日，星期天比較項(xiàng)目乳腺生物反應(yīng)器工程菌導(dǎo)入目的基因的方式顯微注射法感受態(tài)細(xì)胞法生產(chǎn)條件不需嚴(yán)格滅菌,溫度等外界條件對(duì)其影響不大需嚴(yán)格滅菌,嚴(yán)格控制工程菌所需的溫度、pH、營養(yǎng)物質(zhì)濃度等外界條件藥物提取從動(dòng)物乳汁中提取從微生物細(xì)胞中提取第30頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(2)基因治療與基因診斷:原理操作過程進(jìn)展基因治療基因表達(dá)利用正?；?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中,以表達(dá)出正常性狀來治療臨床實(shí)驗(yàn)基因診斷堿基互補(bǔ)配對(duì)制作特定DNA探針與病人樣品DNA混合分析雜交帶情況臨床應(yīng)用第31頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【特別提示】(1)限制酶剪切目的基因與質(zhì)粒的次數(shù)不同:獲取一個(gè)目的基因需限制酶剪切2次,共產(chǎn)生4個(gè)黏性末端或平末端,切割質(zhì)粒則只需要限制酶剪切1次,因?yàn)橘|(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子,而目的基因在DNA分子鏈上。(2)目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的: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)插入到啟動(dòng)子與終止子之間的部位。第32頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(3)基因工程操作過程中只有第三步(將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞)沒有堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象:第一步存在逆轉(zhuǎn)錄法獲得DNA,第二步存在黏性末端連接現(xiàn)象,第四步存在檢測(cè)分子水平雜交。(4)并非所有個(gè)體都可作為乳腺生物反應(yīng)器:操作成功的應(yīng)該是雌性個(gè)體,個(gè)體本身的繁殖速度較高,泌乳量、蛋白含量等都是應(yīng)該考慮的因素。第33頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【典例2】(2013·靖江模擬)許多大腸桿菌的質(zhì)粒上含有l(wèi)acZ基因,其編碼的產(chǎn)物β-半乳糖苷酶在X-gal和IPTG存在下,可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色,否則菌落呈現(xiàn)白色。基因工程中常利用該原理從導(dǎo)入質(zhì)粒的受體細(xì)胞中篩選出真正導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞,過程如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答:第34頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(1)基因工程中,構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是

。(2)限制酶EcoRⅠ的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)是-G↓AATTC-,SmaⅠ的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)是-CCC↓GGG-。圖中目的基因被切割下來和質(zhì)粒連接之前,需在目的基因的右側(cè)連接相應(yīng)的末端,連接的末端序列是

,連接過程中需要的基本工具是

。(3)轉(zhuǎn)化過程中,大腸桿菌應(yīng)先用

處理,使其處于能吸收周圍DNA的狀態(tài)。(4)菌落顏色為白色的是

,原因是

。(5)菌落③中的目的基因是否表達(dá),可采用的檢測(cè)辦法是

。使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,能遺傳給后代,并表達(dá)和發(fā)揮作用-TTAADNA連接酶Ca2+菌落③lacZ標(biāo)記基因區(qū)插入外源基因后被破壞,不能表達(dá)出β-半乳糖苷酶,故菌落為白色抗原-抗體雜交第35頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(3)考查目的基因的檢測(cè)和表達(dá):用DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因;用分子雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,即用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交;用抗原-抗體雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),即從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì),用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交,有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定,通過生物性狀表達(dá)與否來檢測(cè)基因工程的成功與否。第36頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(4)乳腺生物反應(yīng)器和膀胱生物反應(yīng)器是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物的新方法,傳統(tǒng)生產(chǎn)多以微生物發(fā)酵工程或動(dòng)物細(xì)胞工程為主要方法,但由于受操作條件相對(duì)較苛刻等的限制,所以價(jià)格較高。答案:(1)啟動(dòng)子標(biāo)記基因終止子(2)受精卵發(fā)育的全能性最容易表達(dá)(3)分子雜交個(gè)體生物學(xué)水平鑒定DNA分子雜交抗原—抗體雜交(答對(duì)任意兩種即可)(4)工程菌培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)直接從生物組織、細(xì)胞或血液由于受操作條件相對(duì)較苛刻等的限制,價(jià)格十分昂貴第37頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【拓展延伸】蛋白質(zhì)組計(jì)劃和人類基因組計(jì)劃的比較項(xiàng)目蛋白質(zhì)組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)時(shí)間2003年正式啟動(dòng)1990年正式啟動(dòng)主要內(nèi)容“肝臟蛋白質(zhì)”和“血漿蛋白質(zhì)”的研究測(cè)定人類基因組24條染色體上全部DNA序列參加國家16個(gè)國家,80多個(gè)實(shí)驗(yàn)室6個(gè)國家,中國是惟一的發(fā)展中國家第38頁,共106頁，2024年2月25日，星期天項(xiàng)目蛋白質(zhì)組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃我國承擔(dān)任務(wù)牽頭執(zhí)行“人類肝臟蛋白質(zhì)組計(jì)劃”承擔(dān)1%的測(cè)序工作意義揭示并確認(rèn)肝臟(血漿)蛋白質(zhì),為重大疾病預(yù)防、診斷、治療以及新藥研發(fā)提供科學(xué)基礎(chǔ);推動(dòng)支持蛋白質(zhì)工程遺傳病的診斷和治療,揭示基因表達(dá)的機(jī)理第39頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【典例3】現(xiàn)代生物技術(shù)并不是各自獨(dú)立的,而是相互聯(lián)系、相互滲透的。如圖表示利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)某種動(dòng)物蛋白的流程示意圖,請(qǐng)分析回答:第40頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(1)該生產(chǎn)流程中應(yīng)用到的現(xiàn)代生物技術(shù)有

、

。(寫出其中兩種)(2)圖中A、B分別表示

、

。(3)為提高培育成功率,進(jìn)行②過程之前,對(duì)早期胚胎的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進(jìn)行

檢測(cè),對(duì)受體動(dòng)物的處理是用

進(jìn)行同期發(fā)情處理。(4)蛋白質(zhì)工程中,要對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造,必須通過基因修飾或基因合成來完成,而不直接改造蛋白質(zhì),原因是

。第41頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【解析】(1)由圖分析知該生產(chǎn)流程中應(yīng)用到的現(xiàn)代生物技術(shù)有蛋白質(zhì)工程、基因工程、胚胎移植技術(shù)等。(2)圖中A、B分別表示推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列、基因表達(dá)載體。(3)為提高培育成功率,進(jìn)行②過程之前,對(duì)早期胚胎的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進(jìn)行DNA分子雜交,對(duì)受體動(dòng)物的處理是用促性腺激素進(jìn)行同期發(fā)情處理。第42頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(4)由于改造后的基因能夠遺傳(且改造基因易于操作),因此蛋白質(zhì)工程中,要對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造,必須通過基因修飾或基因合成來完成,而不直接改造蛋白質(zhì)。答案:(1)蛋白質(zhì)工程基因工程胚胎移植技術(shù)(任寫兩種)(2)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列基因表達(dá)載體(3)DNA(核酸)分子雜交促性腺激素(4)改造后的基因能夠遺傳(且改造基因易于操作)第43頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【變式訓(xùn)練】胰島素可以用于治療糖尿病,但是胰島素被注射到人體后,會(huì)堆積在皮下,要經(jīng)過較長的時(shí)間才能進(jìn)入血液,而進(jìn)入血液的胰島素又容易分解,因此,治療效果受到影響。如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)速效胰島素的生產(chǎn)過程,請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問題:第44頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(1)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵,圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是

。(2)通過DNA合成形成的新基因應(yīng)與

結(jié)合后轉(zhuǎn)移到____

中才能得到準(zhǔn)確表達(dá)。(3)若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素,需用到的生物工程有

、

和發(fā)酵工程。(4)圖中從新胰島素模型到新的胰島素基因合成的基本思路是什么?

。第45頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【解析】(1)蛋白質(zhì)工程首先要根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求,對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì),因此,圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是預(yù)期胰島素的功能,即速效胰島素的功能。(2)合成的目的基因應(yīng)與載體結(jié)合,構(gòu)建基因表達(dá)載體后導(dǎo)入受體細(xì)胞中才能表達(dá)。(3)利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)速效胰島素,需合成新的胰島素基因,改造好的目的基因需要通過基因工程轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞,并在生產(chǎn)中要借助工程菌,所以還需要發(fā)酵過程,因此,此過程涉及蛋白質(zhì)工程、基因工程和發(fā)酵工程。第46頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(4)由新的蛋白質(zhì)模型到構(gòu)建新的基因,其基本思路是:根據(jù)新的胰島素模型中氨基酸的序列,推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列,然后利用DNA合成儀來合成出新的胰島素基因。答案:(1)預(yù)期胰島素的功能(2)載體受體細(xì)胞(3)蛋白質(zhì)工程基因工程(4)根據(jù)新的胰島素模型中氨基酸的序列,推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列,然后利用DNA合成儀來合成出新的胰島素基因第47頁,共106頁，2024年2月25日，星期天1.(2012·新課標(biāo)全國卷)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí),回答下列問題:(1)限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段,其末端類型有

和

。第48頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(2)質(zhì)粒載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如下:AATTC……G

G……CTTAA為使載體與目的基因相連,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,還可用另一種限制性核酸內(nèi)切酶切割,該酶必須具有的特點(diǎn)是

。(3)按其來源不同,基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類,即

DNA連接酶和

DNA連接酶。第49頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是

,產(chǎn)物是

。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,常采用

技術(shù)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外,

和

也可作為載體。(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,一般情況下,不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,原因是

。第50頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【解題指南】解答本題需掌握以下關(guān)鍵點(diǎn):(1)限制性核酸內(nèi)切酶的作用和特點(diǎn)。(2)DNA連接酶的種類。(3)載體的類型。(4)受體細(xì)胞的選擇原理。第51頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【解析】(1)當(dāng)限制性核酸內(nèi)切酶在它識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時(shí),產(chǎn)生的是黏性末端,而當(dāng)限制性核酸內(nèi)切酶在它識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí),產(chǎn)生的是平末端。(2)為使載體與目的基因相連,不同的限制性核酸內(nèi)切酶應(yīng)該切出相同的黏性末端。(3)DNA連接酶根據(jù)其來源的不同可分為兩類,一類是從大腸桿菌中分離得到的,稱為E·coliDNA連接酶,另一類是從T4噬菌體中分離出來的,稱為T4DNA連接酶。第52頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(4)反轉(zhuǎn)錄是指以RNA為模板在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA的過程,可以在體外短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增DNA的技術(shù)叫PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))。(5)基因工程中可以作為載體的除質(zhì)粒外,還有λ噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。(6)大腸桿菌細(xì)胞有細(xì)胞壁和細(xì)胞膜,能阻止質(zhì)粒(外源DNA)等物質(zhì)的進(jìn)入,只能通過Ca2+處理細(xì)胞,使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)(這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞)才能作為受體細(xì)胞。第53頁,共106頁，2024年2月25日，星期天答案:(1)黏性末端平末端(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的相同(3)E·coli

T4(4)mRNA(或RNA)

cDNA(或DNA)

PCR(5)λ噬菌體的衍生物動(dòng)植物病毒(6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱第54頁,共106頁，2024年2月25日，星期天2.(2012·福建高考)肺細(xì)胞中的let-7基因表達(dá)減弱,癌基因RAS表達(dá)增強(qiáng),會(huì)引發(fā)肺癌。研究人員利用基因工程技術(shù)將let-7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實(shí)現(xiàn)表達(dá),發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制。該基因工程技術(shù)基本流程如圖1所示。第55頁,共106頁，2024年2月25日，星期天請(qǐng)回答:(1)進(jìn)行過程①時(shí),需用

酶切開載體以插入let-7基因。載體應(yīng)有RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位,以驅(qū)動(dòng)let-7基因轉(zhuǎn)錄,該部位稱為

。第56頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(2)進(jìn)行過程②時(shí),需用

酶處理貼附在培養(yǎng)皿壁上的細(xì)胞,以利于傳代培養(yǎng)。(3)研究發(fā)現(xiàn),let-7基因能影響癌基因RAS的表達(dá),其影響機(jī)理如圖2所示。據(jù)圖分析,可從細(xì)胞中提取

進(jìn)行分子雜交,以直接檢測(cè)let-7基因是否轉(zhuǎn)錄。肺癌細(xì)胞增殖受到抑制,可能是由于細(xì)胞中

_____(RASmRNA/RAS蛋白)含量減少引起的。第57頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是:(1)目的基因和載體需用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割。(2)題干信息“l(fā)et-7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實(shí)現(xiàn)表達(dá),發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制”,由此推出肺癌細(xì)胞增殖受到抑制的原因是let-7基因翻譯抑制。第58頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【解析】(1)基因工程中目的基因和載體需要同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割產(chǎn)生相同的黏性末端,使目的基因與載體結(jié)合,載體中與RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位是啟動(dòng)子。(2)原代培養(yǎng)產(chǎn)生的細(xì)胞需用胰蛋白酶處理,分散成單個(gè)細(xì)胞,以利于傳代培養(yǎng)。(3)檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄需提取受體細(xì)胞中的RNA進(jìn)行分子雜交;由圖2可知let-7基因翻譯抑制則不能產(chǎn)生RAS蛋白,因此RAS蛋白減少,肺癌細(xì)胞的增殖就受到抑制。答案:(1)限制性核酸內(nèi)切(或限制)啟動(dòng)子(2)胰蛋白(3)RNA

RAS蛋白第59頁,共106頁，2024年2月25日，星期天3.(2013·西安模擬)某質(zhì)粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三種限制酶切割位點(diǎn),同時(shí)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(qǐng)回答下列問題:第60頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(1)從基因文庫中獲得的抗鹽基因可用

技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。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,這種新性狀的產(chǎn)生所依據(jù)的原理是

。(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(huì)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(shí),應(yīng)選用

兩種酶對(duì)

進(jìn)行切割,以保證重組DNA序列的惟一性。(4)為了確定抗鹽煙草培育成功,既要用放射性同位素標(biāo)記的

作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè),又要用

的方法從個(gè)體水平鑒定煙草植株的耐鹽性。第61頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【解析】(1)從基因文庫中獲得的抗鹽基因可用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。依據(jù)基因重組的原理將抗鹽基因?qū)霟煵菁?xì)胞內(nèi),使煙草植株產(chǎn)生抗鹽性狀。(2)由于單獨(dú)的抗鹽基因在煙草細(xì)胞中不能復(fù)制,也不能合成抗鹽基因的mRNA,因此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(huì)具有抗鹽特性。第62頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(3)在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí),為了保證重組DNA序列的惟一性,據(jù)圖分析知應(yīng)選用SalⅠ和HindⅢ兩種酶對(duì)質(zhì)粒和抗鹽基因的DNA進(jìn)行切割,因?yàn)橘|(zhì)粒和抗鹽基因的DNA均含有這兩種酶的切割位點(diǎn),可以形成相同的黏性末端。(4)為了確定抗鹽煙草培育成功,既要用放射性同位素標(biāo)記的抗鹽基因作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè),又要用一定濃度的鹽水澆灌(移栽到鹽堿地中)的方法從個(gè)體水平鑒定煙草植株的耐鹽性。第63頁,共106頁，2024年2月25日，星期天答案:(1)PCR基因重組(2)復(fù)制合成抗鹽基因的mRNA(3)SalⅠ和HindⅢ質(zhì)粒和抗鹽基因的DNA(4)抗鹽基因一定濃度的鹽水澆灌(移栽到鹽堿地中)第64頁,共106頁，2024年2月25日，星期天4.凝乳酶能將牛奶凝固成奶酪,傳統(tǒng)上凝乳酶只能從小牛的胃中提取,價(jià)格昂貴。1990年,某公司生產(chǎn)出了食品產(chǎn)業(yè)所需的第一個(gè)基因工程產(chǎn)品CHY-MAX牌凝乳酶,其化學(xué)組成與從小牛體內(nèi)提取的完全相同,但其更加物美價(jià)廉。生產(chǎn)過程如圖,據(jù)圖回答問題:第65頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(1)基因工程的操作程序主要包括四個(gè)步驟,其核心是圖中過程

(填序號(hào)),在該過程中主要使用的工具酶是________。(2)過程④中理想的受體細(xì)胞是大腸桿菌,該類生物具有的特點(diǎn)是

,要想把重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌,首先必須用

處理大腸桿菌,使其轉(zhuǎn)化為

細(xì)胞,然后將重組質(zhì)粒和大腸桿菌在緩沖液中混合培養(yǎng)完成轉(zhuǎn)化過程。(3)過程⑤將小牛凝乳酶基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌后,能夠準(zhǔn)確表達(dá)的主要原因是

。第66頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【解析】(1)基因工程操作程序的核心是基因表達(dá)載體的構(gòu)建,即圖中的過程③,在該過程中使用的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶(或限制酶)和DNA連接酶。(2)大腸桿菌具有繁殖快、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少、單細(xì)胞等特點(diǎn),要想把重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌,首先必須用Ca2+處理大腸桿菌,使其轉(zhuǎn)化為感受態(tài)細(xì)胞,然后完成轉(zhuǎn)化過程。(3)由于所有生物共用一套遺傳密碼,所以過程⑤將小牛凝乳酶基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌后,能夠準(zhǔn)確表達(dá)。第67頁,共106頁，2024年2月25日，星期天答案:(1)③限制性核酸內(nèi)切酶(或限制酶)和DNA連接酶(2)繁殖快、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少、單細(xì)胞Ca2+感受態(tài)(3)所有生物共用一套遺傳密碼第68頁,共106頁，2024年2月25日，星期天5.(能力挑戰(zhàn)題)(2013·鹽城模擬)我國基因工程藥物的研制和生產(chǎn)發(fā)展迅猛,如圖是利用基因工程方法生產(chǎn)重組人生長激素的示意圖。圖中質(zhì)粒表示基因工程中經(jīng)常選用的載體——pBR322質(zhì)粒,Ampr表示青霉素抗性基因,Tetr表示四環(huán)素抗性基因。據(jù)圖回答下列問題(限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同):第69頁,共106頁，2024年2月25日，星期天第70頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(1)過程②所必需的酶是

,過程④所必需的酶是

。⑤過程中為提高成功率,常用

溶液處理大腸桿菌。(2)如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ對(duì)質(zhì)粒pBR322進(jìn)行切割,用1種酶、2種酶和3種酶分別切割時(shí),則形成的DNA片段共

種,其中含有完整四環(huán)素抗性基因的DNA片段的比例是

。第71頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(3)如果只用限制酶PstⅠ切割目的基因和質(zhì)粒pBR322,完成過程④⑤后,將三角瓶內(nèi)的大腸桿菌(不含Ampr、Tetr抗性質(zhì)粒)先接種到甲培養(yǎng)基上,形成菌落后用無菌牙簽挑取甲上的單個(gè)菌落,分別接種到乙和丙兩個(gè)培養(yǎng)基的相同位置上,一段時(shí)間后,菌落的生長狀況如圖所示。接種到甲培養(yǎng)基上的目的是篩選

的大腸桿菌,含有目的基因的大腸桿菌在乙、丙培養(yǎng)基上的存活狀態(tài)是

。第72頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【解析】(1)過程②是以RNA為模板合成DNA,此過程是逆轉(zhuǎn)錄,需要逆轉(zhuǎn)錄酶。過程④是形成重組質(zhì)粒的過程,需要DNA連接酶。過程⑤是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,要提高成功率常用CaCl2溶液處理大腸桿菌。(2)用1種酶切割時(shí)會(huì)各形成1種DNA片段;用2種酶切割時(shí)會(huì)有3種組合方式,各形成2種DNA片段;用3種酶同時(shí)切割時(shí),會(huì)形成3種DNA片段,但與前面重復(fù),因此形成的DNA片段共9種。其中含有完整四環(huán)素抗性基因的DNA片段的比例是1/3。第73頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(3)篩選的目的是獲取含四環(huán)素抗性基因的大腸桿菌,含有目的基因的大腸桿菌在乙、丙培養(yǎng)基上的存活狀態(tài)是在丙中存活,在乙中不能存活。答案:(1)逆轉(zhuǎn)錄酶DNA連接酶CaCl2(2)9

1/3(3)含四環(huán)素抗性基因在丙中存活,在乙中不能存活第74頁,共106頁，2024年2月25日，星期天2.細(xì)胞工程第75頁,共106頁，2024年2月25日，星期天一、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)——?jiǎng)游锛?xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)1.動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)過程第76頁,共106頁，2024年2月25日，星期天2.培養(yǎng)條件(1)無菌、無毒的環(huán)境:對(duì)_______和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理,添加_______,定期更換培養(yǎng)液以清除_________。(2)營養(yǎng):除正常的有機(jī)和無機(jī)營養(yǎng)外,加入___________等一些天然成分。(3)適宜的溫度和pH:溫度為____________(哺乳動(dòng)物),pH為_________。(4)氣體環(huán)境:含95%空氣加_____的混合氣體,其中后者的作用是_______________。3.應(yīng)用生物制品的生產(chǎn)、檢測(cè)_________、醫(yī)學(xué)研究。培養(yǎng)液抗生素代謝產(chǎn)物血清、血漿36.5±0.5℃7.2～7.45%CO2維持培養(yǎng)液的pH有毒物質(zhì)第77頁,共106頁，2024年2月25日，星期天二、動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動(dòng)物1.動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)的過程胚胎移植細(xì)胞培養(yǎng)去核重組細(xì)胞供體第78頁,共106頁，2024年2月25日，星期天2.原理:_______________________3.結(jié)果:___________4.應(yīng)用(1)加速家畜_________進(jìn)程,促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育。(2)保護(hù)_________。(3)生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。(4)作為異種移植的_____。(5)用于組織器官的_____。動(dòng)物體細(xì)胞核具有全能性產(chǎn)生新個(gè)體遺傳改良瀕危物種供體移植第79頁,共106頁，2024年2月25日，星期天三、動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體1.動(dòng)物細(xì)胞融合(1)原理:_______________。(2)融合方法:聚乙二醇(PEG)、___________、電激等。(3)意義:突破了_____________的局限,使_________成為可能,也為制造___________開辟了新途徑。細(xì)胞膜的流動(dòng)性滅活的病毒有性雜交方法遠(yuǎn)緣雜交單克隆抗體第80頁,共106頁，2024年2月25日，星期天2.單克隆抗體(1)制備過程:能產(chǎn)生所需雜交瘤細(xì)胞抗體第81頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(2)優(yōu)點(diǎn):特異性強(qiáng)、_________,可大量制備。(3)用途:作為_________;用于治療疾病和_________。靈敏度高診斷試劑運(yùn)載藥物第82頁,共106頁，2024年2月25日，星期天1.培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞。

()【分析】由于接觸抑制,動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)只能形成單層細(xì)胞。2.二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的。()【分析】二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是有限的,只有少數(shù)細(xì)胞遺傳物質(zhì)發(fā)生改變,才能無限增殖。3.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)可用于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的培育。()【分析】目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后需通過動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)獲得早期胚胎,才能進(jìn)一步培育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物?！痢痢痰?3頁,共106頁，2024年2月25日，星期天4.哺乳動(dòng)物細(xì)胞體外培養(yǎng)時(shí)乳腺癌細(xì)胞易于乳腺細(xì)胞;胚胎細(xì)胞易于脂肪細(xì)胞。()【分析】哺乳動(dòng)物的乳腺細(xì)胞和脂肪細(xì)胞都是高度分化的細(xì)胞,體外培養(yǎng)難度大。乳腺癌細(xì)胞能夠無限增殖,容易進(jìn)行體外培養(yǎng);胚胎細(xì)胞具有很強(qiáng)的分裂增殖能力,容易進(jìn)行體外培養(yǎng)。5.動(dòng)物細(xì)胞核移植的受體細(xì)胞是卵細(xì)胞。()【分析】動(dòng)物細(xì)胞核移植的受體細(xì)胞是去核的卵母細(xì)胞。6.克隆動(dòng)物的性狀與供體動(dòng)物完全相同。()【分析】克隆動(dòng)物的性狀主要由提供細(xì)胞核的供體動(dòng)物決定,但由細(xì)胞質(zhì)基因決定的性狀則由受體細(xì)胞決定。√××第84頁,共106頁，2024年2月25日，星期天考點(diǎn)一

植物組織培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞核移植比較

項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞核移植結(jié)果與外植體相同的個(gè)體相同分化程度的細(xì)胞群獲得克隆動(dòng)物關(guān)鍵環(huán)節(jié)細(xì)胞的脫分化和再分化細(xì)胞增殖和癌變細(xì)胞核融合、細(xì)胞分化第85頁,共106頁，2024年2月25日，星期天項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞核移植應(yīng)用①植株快速繁殖②脫毒作物的培養(yǎng)③人工種子④工廠化生產(chǎn)⑤轉(zhuǎn)基因植物的培養(yǎng)①生產(chǎn)生物制品②基因工程③檢測(cè)有毒物質(zhì)①加速良種繁育②保護(hù)瀕危物種③生產(chǎn)醫(yī)用蛋白④提供克隆器官、組織等第86頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【特別提示】(1)植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程都存在細(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)克隆動(dòng)物的起點(diǎn)是經(jīng)過核移植后形成的重組細(xì)胞,其遺傳物質(zhì)主要來自供體,因此形成的個(gè)體性狀主要同供體,但也有部分性狀同受體。

第87頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【典例1】科學(xué)家通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了含有人生長激素基因的奶牛,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)。請(qǐng)結(jié)合圖示回答下列問題:第88頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(1)在進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),要對(duì)取自轉(zhuǎn)基因奶牛的組織細(xì)胞進(jìn)行分散處理,形成單個(gè)細(xì)胞,這個(gè)過程中需要利用_______________

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)。第89頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(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

。(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%地復(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,說明了動(dòng)物的

具有全能性。第90頁,共106頁，2024年2月25日，星期天【解析】(1)實(shí)踐中常用胰蛋白酶處理動(dòng)物組織細(xì)胞使其分離開來。(2)傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞代謝旺盛、分裂能力強(qiáng),遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變,適于作為核移植的供體細(xì)胞。(3)在進(jìn)行原代培養(yǎng)時(shí),細(xì)胞以有絲分裂的方式進(jìn)行增殖,同時(shí)表現(xiàn)出貼壁生長和接觸抑制的現(xiàn)象。(4)去除卵母細(xì)胞細(xì)胞核的目的是使克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞。第91頁,共106頁，2024年2月25日，星期天(5)生物的性狀是細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同作用的結(jié)果,同時(shí),生物的性狀還受環(huán)境因素的影響,因此,克隆動(dòng)物不可能是供體奶牛100%的復(fù)制品。(6)該克隆動(dòng)物的培育過程中涉及核移植、細(xì)胞培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù),說明了高度分化的哺乳動(dòng)物體細(xì)胞的細(xì)胞核仍具有全能性。第92頁,共106頁，2024年2月25日，星期天答案:(1)胰蛋白(2)該種細(xì)胞代謝旺盛、分裂能力強(qiáng),且遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變(3)有絲分裂貼壁生長(4)使克隆出的動(dòng)物個(gè)體的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自供體細(xì)胞(5)①生物的性狀受細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制;②生物的性狀還受環(huán)境因素的影響(6)核移植、細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植技術(shù)體細(xì)胞的細(xì)胞核第93頁,共106頁，2024年2月25日，星期天考點(diǎn)二動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體

1.植物體細(xì)胞雜交與動(dòng)物細(xì)胞融合的比較比較項(xiàng)目植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞的增殖融合前處理先除去細(xì)胞壁先使細(xì)胞分散開使用的酶纖維素酶和果膠酶胰蛋白酶第94頁,共106頁，2024年2月25日，星期天比較項(xiàng)目植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞融合誘導(dǎo)手段物理法:離心、電激、振動(dòng)化學(xué)法:聚乙二醇等試劑誘導(dǎo)除物理法和化學(xué)法外,也可用滅活的病毒誘導(dǎo)結(jié)果雜種植株雜交細(xì)胞應(yīng)用培育植物新品種主要用于制備單克隆抗體意義突破遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,打破了生殖隔離,擴(kuò)展了雜交的親本組合相同點(diǎn)原生質(zhì)體融合原理相同;原生質(zhì)體融合的方法相似第95頁,共106頁，2024年2月25日，星期天2.單克隆抗體的制備(1)取相應(yīng)B淋巴細(xì)胞前必須先注射相應(yīng)抗原蛋白,否則不能獲得單克隆抗體。(2)細(xì)胞融合后需經(jīng)二次篩選:①第一次:在特定的選擇性培養(yǎng)基上,未融合的親本細(xì)胞(B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞)和融合的具