高中生物选修三全套课件.ppt

1、选修现代生物科技专题选修现代生物科技专题第一讲基因工程第一讲基因工程第二讲细胞工程第二讲细胞工程第三讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题第三讲胚胎工程及生物技术的安全性和伦理问题第四讲生态工程第四讲生态工程目录 教材知识问题化梳理教材知识问题化梳理 一、基因工程的基本工具一、基因工程的基本工具 1限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 (1)来源：主要从来源：主要从 生物中分离纯化而来。生物中分离纯化而来。 (2)作用：识别特定的作用：识别特定的 并切开相应两个核并切开相应两个核苷酸之间的苷酸之间的 。 (3)结果：产生结果：产生 或平末端。或平末端。原核原核核苷酸序列核苷酸序列磷酸二酯键磷酸二酯

2、键黏性末端黏性末端2 2DNADNA连接酶连接酶常用类型常用类型Ecoli DNA连接酶连接酶T4DNA连接酶连接酶来源来源_T4噬菌体噬菌体功能功能连接黏性末端连接黏性末端连接连接_结果结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键酯键大肠杆菌大肠杆菌黏性末端和平末端黏性末端和平末端3 3载体载体(1)常用载常用载体体质粒质粒双链环状双链环状DNA分子分子限制酶限制酶标记基因标记基因(2)其他载体：其他载体：噬菌体衍生物、噬菌体衍生物、 等。等。动植物病毒动植物病毒二、基因工程的操作程序二、基因工程的操作程序基因文库基因文库PCRPCR技术技术农杆菌

3、转化法农杆菌转化法花粉管通道法花粉管通道法显微注射显微注射启动子启动子标记基因标记基因DNADNA分子杂交分子杂交分子杂交分子杂交抗原抗体杂交抗原抗体杂交个体生物学水平个体生物学水平 三、蛋白质工程三、蛋白质工程 (1)目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对目的：根据人们对蛋白质功能的特定需求，对 进行分子设计。进行分子设计。(2)操作手段：基因修饰或基因合成。操作手段：基因修饰或基因合成。(3)设计流程：设计流程：蛋白质结构蛋白质结构一、在小题集训中洞悉命题视角一、在小题集训中洞悉命题视角判断下列叙述的正误。判断下列叙述的正误。(1)(1)限制酶只能用于切割目的基因。限制酶只能用于切割目的

4、基因。 ( ) ( )(2)(2) DNADNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。( )( )(3)(3)E Ecolicoli DNA DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末 端。端。 ( )( )(4)(4)质粒是小型环状质粒是小型环状DNADNA分子，是基因工程常用的载体。分子，是基因工程常用的载体。( )( ) 效果自评组合式设计效果自评组合式设计 (5)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达。定存在并表达。 ( )(6)利用利用PCR

5、技术能合成目的基因。技术能合成目的基因。 ( )(7)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。 ( )(8)检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原抗体杂交检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原抗体杂交技术。技术。 ( )(9)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。( )(10)蛋白质工程的操作对象是蛋白质分子。蛋白质工程的操作对象是蛋白质分子。 ( )二、在回顾教材图表中强化学科能力二、在回顾教材图表中强化学科能力据农杆菌转化法示意图回答下列问题：据农杆菌转化法示意图回答下列问题：(1)(1)农杆

6、菌农杆菌T T质粒中质粒中T TDNADNA具有怎样的特点？具有怎样的特点？答案：能转移到受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的答案：能转移到受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNADNA上。上。(2)(2)农杆菌转化法的基本原理是什么？农杆菌转化法的基本原理是什么？答案：利用农杆菌答案：利用农杆菌T TDNADNA的可转移性，将目的基因插入的可转移性，将目的基因插入T TDNADNA上通过农杆菌的转化，将目的基因导入受体细胞，上通过农杆菌的转化，将目的基因导入受体细胞，并整合到植物细胞的染色体上。并整合到植物细胞的染色体上。(3)(3)农杆菌转化法主要适用于哪类植物？农杆菌转化法主要适用于哪

7、类植物？答案：双子叶植物和裸子植物。答案：双子叶植物和裸子植物。基因工程的操作工具基因工程的操作工具1 1限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 (2) (2)切割后产生末端的种类切割后产生末端的种类黏性末端和平末端。黏性末端和平末端。 当限制性核酸内切酶在它识别序列的中轴线两侧将当限制性核酸内切酶在它识别序列的中轴线两侧将DNADNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制性核酸的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制性核酸内切酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的则是平末端，内切酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的则是平末端，如下图所示：如下图所示：2 2限制性核酸内切酶与限制性核

8、酸内切酶与DNADNA连接酶的关系连接酶的关系3 3载体具备的条件载体具备的条件条件条件适应性适应性稳定并能复制稳定并能复制目的基因稳定存在且数量可扩大目的基因稳定存在且数量可扩大有一个至多个限制性核有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点酸内切酶切割位点可携带多个或多种外源基因可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因具有特殊的标记基因便于重组便于重组DNADNA的鉴定和选择的鉴定和选择联前系后联前系后限制酶与连接酶的作用位点限制酶与连接酶的作用位点 (1)限制酶与连接酶都作用于磷酸二酯键。限制酶与连接酶都作用于磷酸二酯键。 (2)切割质粒需使用限制酶切割质粒需使用限制酶1次，切割目的基因则需要

9、使次，切割目的基因则需要使用相同的限制酶用相同的限制酶2次。因为质粒是环状次。因为质粒是环状DNA，而目的基因在，而目的基因在DNA分子链上。分子链上。 例例11下图是基因工程中利用下图是基因工程中利用pBR322pBR322质粒质粒( (AmpAmpr r表示氨表示氨苄青霉素抗性基因，苄青霉素抗性基因，TetTetr r表示四环素抗性基因表示四环素抗性基因) )与抗病基因构与抗病基因构建重组质粒的示意图，该质粒上的建重组质粒的示意图，该质粒上的PstPst、SmaSma、EcoEcoRR、ApaApa等四种限制性核酸内切酶的识别序列及切割位点见下等四种限制性核酸内切酶的识别序列及切割位点见下

10、表。结合图表分析，下列叙述错误的是表。结合图表分析，下列叙述错误的是 ( () ) A ApBR322pBR322质粒、抗病基因和重组质粒的基本组成单位质粒、抗病基因和重组质粒的基本组成单位都是脱氧核苷酸都是脱氧核苷酸 B B形成重组质粒时，应选用限制性核酸内切酶形成重组质粒时，应选用限制性核酸内切酶PstPst和和EcoEcoRR对含抗病基因的对含抗病基因的DNADNA、质粒进行切割、质粒进行切割 C C一个质粒被限制性核酸内切酶一个质粒被限制性核酸内切酶EcoEcoRR、PstPst、SmaSma同时切割后可得到同时切割后可得到3 3个个DNADNA片段和片段和6 6个黏性末端个黏性末端

11、D D将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养，可筛将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养，可筛选出已导入抗病基因的受体细胞选出已导入抗病基因的受体细胞 解析解析 图中图中pBR322pBR322质粒、抗病基因和重组质粒都是质粒、抗病基因和重组质粒都是DNADNA分分子，其基本组成单位都是脱氧核苷酸；通过分析含抗病基因的子，其基本组成单位都是脱氧核苷酸；通过分析含抗病基因的DNADNA，可知该，可知该DNADNA含三个限制性核酸内切酶切割位点，其中含三个限制性核酸内切酶切割位点，其中SmaSma的切割位点位于抗病基因内部，因此用的切割位点位于抗病基因内部，因此用PstPst、EcoEcoRR才能

12、完整才能完整地切下该抗病基因；一个质粒被限制性核酸内切酶地切下该抗病基因；一个质粒被限制性核酸内切酶EcoEcoRR、PstPst、SmaSma同时切割后可得到同时切割后可得到3 3个个DNADNA片段，产生片段，产生6 6个末端，从个末端，从表格信息可知，表格信息可知，EcoEcoRR、PstPst切割产生的切割产生的4 4个末端是黏性末端，个末端是黏性末端，而而SmaSma切割产生的切割产生的2 2个末端是平末端；当个末端是平末端；当EcoREcoR切割质粒时，切割质粒时，氨苄青霉素抗性基因氨苄青霉素抗性基因( (AmpAmpr r) )已受到破坏，因此，在筛选时，应已受到破坏，因此，在筛

13、选时，应将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养。将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养。 答案答案 C C基因工程的操作过程基因工程的操作过程1.1.获取目的基因获取目的基因(2)(2)人工化学合成：适用于分子较小的基因。人工化学合成：适用于分子较小的基因。 2 2基因表达载体的构建基因表达载体的构建基因工程的核心基因工程的核心 (1)(1)目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。(3)(3)构建过程：构建过程：3 3将目的基因导入受体细胞将目的基

14、因导入受体细胞生物种类生物种类植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞常用方法常用方法农杆菌转化法农杆菌转化法显微注射技术显微注射技术感受态细胞法感受态细胞法受体细胞受体细胞体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞转化转化过程过程将目的基因插入将目的基因插入到到TiTi质粒的质粒的T TDNADNA上上农杆菌农杆菌导入植物细胞导入植物细胞整合到受体细整合到受体细胞的染色体胞的染色体DNADNA上上表达表达将含有目的基将含有目的基因的表达载体因的表达载体提纯提纯取卵取卵( (受受精卵精卵) )显微注显微注射射受精卵发受精卵发育育获得具有获得具有新性状的动物新性状的动物CaCa2 2处

15、理细胞处理细胞感受态细胞感受态细胞重组表达载重组表达载体与感受态细体与感受态细胞混合胞混合感受感受态细胞吸收态细胞吸收DNADNA分子分子4.4.目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定 例例22重组酵母乙肝疫苗是一种乙肝表面抗原重组酵母乙肝疫苗是一种乙肝表面抗原(HbsAg)(HbsAg)亚单位疫苗，它是采用现代生物技术将乙肝病毒表达表面抗亚单位疫苗，它是采用现代生物技术将乙肝病毒表达表面抗原的基因进行质粒构建，导入啤酒酵母菌中，通过培养这种原的基因进行质粒构建，导入啤酒酵母菌中，通过培养这种重组酵母菌来表达乙肝表面抗原亚单位。科学家利用基因工重组酵母菌来表达乙肝表面抗原亚单位。科学家利用基

16、因工程生产乙肝疫苗的过程如图所示，请回答下列问题：程生产乙肝疫苗的过程如图所示，请回答下列问题： (1) (1)自自19791979年对乙型肝炎病毒基因组的年对乙型肝炎病毒基因组的DNADNA测序完成后，测序完成后，得知病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列。因此在得知病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列。因此在过程中可通过过程中可通过_获取获取HbsAgHbsAg基因。基因。 (2) (2)在在过程中需要用到的工具酶有过程中需要用到的工具酶有_。重组。重组DNADNA分子中除了具有分子中除了具有HbsAgHbsAg基因和标记基因外，还应包括基因和标记基因外，还应包括_和和_。 (3)

17、(3)列举酵母菌作为基因工程的受体细胞的一个优点：列举酵母菌作为基因工程的受体细胞的一个优点：_。重组。重组DNADNA导入酵母菌前，导入酵母菌前，用用_处理酵母菌，使之成为感受态细胞，有利于完成处理酵母菌，使之成为感受态细胞，有利于完成转化过程。转化过程。 (4) (4)检测重组酵母菌中的检测重组酵母菌中的HbsAgHbsAg基因是否表达乙肝表面抗基因是否表达乙肝表面抗原亚单位的方法是原亚单位的方法是_技术。技术。 解析解析 (1)(1)如果目的基因比较小，核苷酸序列又已知可以通过如果目的基因比较小，核苷酸序列又已知可以通过DNA DNA 合成仪用化学方法直接人工合成。合成仪用化学方法直接人

18、工合成。(2)(2)过程中应先用同一种限制性核酸过程中应先用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，然后用内切酶切割目的基因和载体，然后用DNADNA连接酶将切下来的连接酶将切下来的DNADNA片段拼接片段拼接成重组成重组DNADNA。构建的基因表达载体除了目的基因和标记基因外，还必须有。构建的基因表达载体除了目的基因和标记基因外，还必须有启动子、终止子。启动子、终止子。(3)(3)基因工程用酵母菌作为受体细胞，是因为它具有繁基因工程用酵母菌作为受体细胞，是因为它具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等特点；将目的基因导入酵母菌殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等特点；将目的基因导入酵母菌

19、时，首先用时，首先用CaCa2 2处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNADNA分子的分子的生理状态，然后将重组表达载体生理状态，然后将重组表达载体DNADNA分子与感受态细胞混合，在一定的温分子与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收重组度下促进感受态细胞吸收重组DNADNA分子，完成转化过程。分子，完成转化过程。(4)(4)检测目的基检测目的基因是否翻译成蛋白质的方法是从重组酵母菌中提取蛋白质，且相应的抗因是否翻译成蛋白质的方法是从重组酵母菌中提取蛋白质，且相应的抗体进行抗原体进行抗原抗体杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已表达。抗体

20、杂交，若有杂交带出现，表明目的基因已表达。 答案答案 (1)(1)化学方法直接人工合成化学方法直接人工合成(2)(2)限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和DNADNA连连接酶启动子终止子接酶启动子终止子(3)(3)繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等CaCa2 2(4)(4)抗原抗原抗体杂交抗体杂交易误点易误点不能区分酶的作用部位及蛋白质工程与不能区分酶的作用部位及蛋白质工程与基因工程基因工程失误类型失误类型知识理解类失误知识理解类失误 认知纠偏认知纠偏 1 1五种五种DNADNA相关酶的比较相关酶的比较作用底物作用底物作用部位作用部位形成产物形成产物限

21、制性核酸限制性核酸内切酶内切酶DNADNA分子分子磷酸二酯键磷酸二酯键黏性末端或平末端黏性末端或平末端DNADNA连接酶连接酶DNADNA片段片段磷酸二酯键磷酸二酯键重组重组DNADNA分子分子DNADNA聚合酶聚合酶脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸二酯键磷酸二酯键子代子代DNADNADNADNA解旋酶解旋酶DNADNA分子分子碱基对间的碱基对间的氢键氢键形成脱氧核苷酸单形成脱氧核苷酸单链链DNA(DNA(水解水解) )酶酶DNADNA分子分子磷酸二酯键磷酸二酯键 游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸2蛋白质工程与基因工程的比较蛋白质工程与基因工程的比较项目项目区别区别与联系与联系蛋白质工程蛋白质工程基因

22、工程基因工程区区别别过程过程预期蛋白质功能预期蛋白质功能设计预期的蛋白设计预期的蛋白质结构质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列获取目的基因获取目的基因构建基因表达载构建基因表达载体体将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定实质实质定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产得人类所需的生物类型或生物产品品结果结果可生产自然界没有的蛋白质可生产自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质只能生

23、产自然界已有的蛋白质联系联系蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造 设误角度设误角度 高考命题常从以下角度设置陷阱高考命题常从以下角度设置陷阱(1)列举各种酶的功能及作用位点，从中予以判断和列举各种酶的功能及作用位点，从中予以判断和选择。选择。(2)以过程图或流程图为素材，考查基因工程与蛋白以过程图或流程图为素材，考查基因工程与蛋白质工程的区别和联系。质工程的区别和联系。A A限制性核酸内切酶水解相邻核苷酸间的化学键打

24、断限制性核酸内切酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNADNAB BDNADNA连接酶可将末端碱基互补的两个连接酶可将末端碱基互补的两个DNADNA片段连接片段连接C CDNADNA聚合酶能够从引物末端延伸聚合酶能够从引物末端延伸DNADNA或或RNARNAD D逆转录酶以一条逆转录酶以一条RNARNA为模板合成互补的为模板合成互补的DNADNA解析：解析：DNADNA聚合酶只能从引物末端延伸聚合酶只能从引物末端延伸DNADNA而不能延伸而不能延伸RNARNA；限制性核酸内切酶水解相邻核苷酸间的化学键打断限制性核酸内切酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNADNA；DNADNA连接酶可将末端碱基互补的

25、两个连接酶可将末端碱基互补的两个DNADNA片段连接；逆转录片段连接；逆转录酶以一条酶以一条RNARNA为模板合成互补的为模板合成互补的DNADNA。答案：答案：C C2干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以用于治疗病毒的干扰素是动物体内的一种蛋白质，可以用于治疗病毒的感染和癌症，但在体外保存相当困难。如图是利用蛋白感染和癌症，但在体外保存相当困难。如图是利用蛋白质工程设计保存干扰素的生产流程图，据图分析错误的质工程设计保存干扰素的生产流程图，据图分析错误的是是 ()A图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能B图中新的干扰素基因必须加上启

26、动子和终止子才能表达图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子才能表达C图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构D图中各项技术并没有涉及基因工程技术图中各项技术并没有涉及基因工程技术解析：蛋白质工程的基本途径是从预期的蛋白质功能出发设计解析：蛋白质工程的基本途径是从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列，进而生产相应的蛋白质。图中新的干扰素基因氧核苷酸序列，进而生产相应的蛋白质。图中新的干扰素基因导入受体细胞中表达新的干扰素，说明该过程涉及

27、基因工程技导入受体细胞中表达新的干扰素，说明该过程涉及基因工程技术。术。答案：答案：D课堂考点集训课堂考点集训考点一基因工程的操作工具考点一基因工程的操作工具1 1基因工程在操作过程中需要限制性核酸内切酶、基因工程在操作过程中需要限制性核酸内切酶、DNADNA连接酶、连接酶、载体三种工具。以下有关基本工具的叙述，正确的是载体三种工具。以下有关基本工具的叙述，正确的是( () )A A所有限制性核酸内切酶的识别序列均由所有限制性核酸内切酶的识别序列均由6 6个核苷酸组成个核苷酸组成B B所有所有DNADNA连接酶均能连接黏性末端和平末端连接酶均能连接黏性末端和平末端C C真正被用作载体的质粒都是

28、天然质粒真正被用作载体的质粒都是天然质粒D D原核生物内的限制性核酸内切酶可切割入侵的原核生物内的限制性核酸内切酶可切割入侵的DNADNA分子而分子而 保护自身保护自身解析：大多数限制性核酸内切酶的识别序列由解析：大多数限制性核酸内切酶的识别序列由6 6个核苷酸个核苷酸组成，也有少数限制性核酸内切酶的识别序列由组成，也有少数限制性核酸内切酶的识别序列由4 4、5 5或或8 8个核苷酸组成；个核苷酸组成；DNADNA连接酶包括连接酶包括E Ecolicoli DNA DNA连接酶和连接酶和T T4 4DNADNA连接酶，前者只能将双链连接酶，前者只能将双链DNADNA片段互补的黏性末端连片段互补

29、的黏性末端连接起来；在基因工程操作中真正被用作载体的质粒，都是接起来；在基因工程操作中真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。在天然质粒的基础上进行过人工改造的。答案：答案：D D2(2014东城模拟东城模拟)基因工程中，需使用特定的限制酶切割基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶的识的识别序列和切点是别序列和切点是GGATCC，限制酶，限制酶的识别序列的识别序列和切点是和切点是GATC。根据图判断下列操作正确的是。根据图判断下列操作正确的是 ()A目的基因和质粒均用限制酶目的基因和质粒均用限

30、制酶切割切割B目的基因和质粒均用限制酶目的基因和质粒均用限制酶切割切割C质粒用限制酶质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割，目的基因用限制酶切割切割D质粒用限制酶质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割，目的基因用限制酶切割切割解析：目的基因若用限制酶解析：目的基因若用限制酶切割时，只能在目的基因的一切割时，只能在目的基因的一侧切开，而不能将其切下；质粒若用限制酶侧切开，而不能将其切下；质粒若用限制酶切割，两种标切割，两种标记基因均将被破坏，所以只能用限制酶记基因均将被破坏，所以只能用限制酶切割质粒。切割质粒。答案：答案：D考点二基因工程与蛋白质工程考点二基因工程与蛋白质工程3(2013江苏高考

31、江苏高考)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因抗体的可变区基因(目的基因目的基因)后再重组表达。下列相关叙述后再重组表达。下列相关叙述正确的是正确的是(多选多选) ()A设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B用用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列CPCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合

32、酶聚合酶D一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细 胞胞解析：蛋白质工程是利用基因工程手段，包括基因的定点突解析：蛋白质工程是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。由题意知该技术属于蛋白质工程。完善的蛋白质分子。由题意知该技术属于蛋白质工程。答案：答案：A4(2013广东高考广东高考)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1

33、。目前在。目前在P1的基础的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是()A合成编码目的肽的合成编码目的肽的DNA片段片段B构建含目的肽构建含目的肽DNA片段的表达载体片段的表达载体C依据依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽氨基酸序列设计多条模拟肽D筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽解析：该基因的表达产物多肽解析：该基因的表达产物多肽P1的抗菌性和溶血性均很强，的抗菌性和溶血性均很强，要研发出抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先应根据要研发出抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先应根据P1的氨基酸序列设计模拟

34、肽，再构建相应的的氨基酸序列设计模拟肽，再构建相应的DNA片段。片段。答案：答案：C考点三基因工程的操作与应用考点三基因工程的操作与应用5 5(2012(2012福建高考福建高考) )肺细胞中的肺细胞中的letlet 7 7基因表达减弱，癌基因表达减弱，癌基因基因RASRAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将技术将letlet 7 7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1 1。请回答：请回答：(1)(1)进行过程进行

35、过程时，需用时，需用_酶切开载体以插入酶切开载体以插入letlet 7 7基因。载体应有基因。载体应有RNARNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动聚合酶识别和结合的部位，以驱动letlet77基因转录，该部位称为基因转录，该部位称为_。(2)(2)进行过程进行过程时，需用时，需用_酶处理贴附在培养皿酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。壁上的细胞，以利于传代培养。(3)(3)研究发现，研究发现，letlet 7 7基因能影响癌基因基因能影响癌基因RASRAS的表达，其影响的表达，其影响机理如图机理如图2 2。据图分析，可从细胞中提取。据图分析，可从细胞中提取_进行分子进行分子杂交，以直接

36、检测杂交，以直接检测letlet 7 7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中抑制，可能是由于细胞中_(RAS mRNA/RAS_(RAS mRNA/RAS蛋白蛋白) )含量减少引起的。含量减少引起的。解析：解析：(1)(1)过程过程为基因表达载体的构建，该过程涉及的工具酶为基因表达载体的构建，该过程涉及的工具酶为限制性核酸内切酶和为限制性核酸内切酶和DNADNA连接酶，需用限制性核酸内切酶切开连接酶，需用限制性核酸内切酶切开载体以插入载体以插入letlet 7 7基因。完整的基因表达载体包括启动子、目基因。完整的基因表达载体包括启动子、目的基因、终

37、止子和标记基因等，而启动子是的基因、终止子和标记基因等，而启动子是RNARNA聚合酶识别和结聚合酶识别和结合的位点。合的位点。(2)(2)进行过程进行过程时，用胰蛋白酶处理贴附在培养皿壁时，用胰蛋白酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于细胞的传代培养。上的细胞，以利于细胞的传代培养。(3)(3)从图中可以看出，从图中可以看出，RASmRNARASmRNA和和letlet 7 7基因转录的基因转录的miRNAmiRNA配对形成杂交分子，从而抑配对形成杂交分子，从而抑制了癌基因制了癌基因RASRAS的表达，故可以提取的表达，故可以提取RNARNA进行分子杂交，以直接进行分子杂交，以直接检测检测let

38、let 7 7基因是否转录。基因是否转录。答案：答案：(1)(1)限制性核酸内切启动子限制性核酸内切启动子(2)(2)胰蛋白胰蛋白(3)RNA(3)RNARASRAS蛋白蛋白 教材知识问题化梳理教材知识问题化梳理 一、植物细胞工程一、植物细胞工程1植物组织培养植物组织培养(1)理论基础：理论基础： 。(2)操作过程：操作过程：植物细胞的全能性植物细胞的全能性 图中图中 ， ，A表示表示 ，B表示表示_脱分化脱分化再分化再分化愈伤组织愈伤组织胚状体或丛芽胚状体或丛芽2 2植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术 过程为去除过程为去除 获得具有活力的原生质体，常获得具有活力的原生质体，常用方法是酶解法

39、，所用到的酶是用方法是酶解法，所用到的酶是 。细胞壁细胞壁纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶 过程是原生质体的融合，人工诱导的物理法包括过程是原生质体的融合，人工诱导的物理法包括_ 等；化学法一般用等；化学法一般用 作诱导剂。作诱导剂。 过程是原生质体融合后再生出过程是原生质体融合后再生出 ，这是原生质，这是原生质体融合成功的标志。体融合成功的标志。 离心、振动、电刺激离心、振动、电刺激聚乙二醇聚乙二醇细胞壁细胞壁二、动物细胞培养二、动物细胞培养1概念与操作流程概念与操作流程2培养条件培养条件(1) 的环境。的环境。(2)营养：除糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元营养：除糖、氨基酸、促生长因

40、子、无机盐、微量元素之外，还通常需加入素之外，还通常需加入 等天然成分。等天然成分。(3)适宜的温度和适宜的温度和pH：温度为：温度为36.50.5，pH为为7.27.4。(4)气体环境：气体环境：CO2和和O2。O2是细胞代谢所必需的，是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是的主要作用是 。无菌、无毒无菌、无毒血清血清维持培养液的维持培养液的pH三、体细胞核移植技术三、体细胞核移植技术四、单克隆抗体四、单克隆抗体(1)制备过程：制备过程： 效果自评组合式设计效果自评组合式设计 一、在小题集训中洞悉命题视角一、在小题集训中洞悉命题视角判断下列叙述的正误。判断下列叙述的正误。(1)(1)理论上，每

41、个正常活细胞都具有全能性。理论上，每个正常活细胞都具有全能性。 ( ) ( )(2)(2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。能性。 ( ) ( )(3)(3)愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的。愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的。 ( )( )(4)(4)原生质体融合的原理是细胞膜的流动性。原生质体融合的原理是细胞膜的流动性。 ( ) ( )(5)(5)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。 ( ) ( )(6)传代培养的细胞失去接触抑制现象。传代培养的细胞失去接触抑制现象。 (

42、)(7)原代培养和传代培养都需要用胰蛋白酶处理。原代培养和传代培养都需要用胰蛋白酶处理。 ( )(8)动物细胞核移植的受体细胞是卵细胞。动物细胞核移植的受体细胞是卵细胞。 ( )(9)克隆动物的性状与供体动物完全相同。克隆动物的性状与供体动物完全相同。 ( )(10)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点。单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点。( )(11)杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生专一性抗体。杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生专一性抗体。( )二、在回顾教材图表中强化学科能力二、在回顾教材图表中强化学科能力据动物细胞培养过程回答下列问题：据动物细胞培养过程回答下列问题：(1)能否用胃蛋

43、白酶处理动物组织块，使之分散成单个细胞？能否用胃蛋白酶处理动物组织块，使之分散成单个细胞？为什么？为什么？答案：不可以，因为培养液答案：不可以，因为培养液pH为为7.27.4，胃蛋白酶的最适，胃蛋白酶的最适pH为为1.8左右。左右。(2)细胞获得不死性是在原代培养过程中，还是在传代培养过细胞获得不死性是在原代培养过程中，还是在传代培养过程中？程中？答案：传代培养过程中。答案：传代培养过程中。(3)冷冻保存的细胞为什么要选冷冻保存的细胞为什么要选10代以内的培养细胞？代以内的培养细胞？答案：保持细胞正常的二倍体核型。答案：保持细胞正常的二倍体核型。植物组织培养与动物细胞培养的比较植物组织培养与动

44、物细胞培养的比较1 1植物组织培养与动物细胞培养的异同植物组织培养与动物细胞培养的异同项目项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养理论基础理论基础植物细胞全能性植物细胞全能性细胞增殖细胞增殖培培养养基基类型类型固体或半固体培养基固体或半固体培养基液体培养基液体培养基成分成分水、矿质元素、维生水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、素、蔗糖、氨基酸、琼脂琼脂葡萄糖、氨基酸、无机葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因盐、维生素、促生长因子、动物血清等子、动物血清等取材取材植物幼嫩部位或花药植物幼嫩部位或花药等等动物胚胎或出生不久的动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织幼龄动物的器官或组

45、织项目项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养过程过程项目项目植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养结果结果新的组织或植株个体，新的组织或植株个体，可以体现全能性可以体现全能性新的细胞系或细胞株，不形新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性成个体，不体现全能性目的目的植株快速繁殖植株快速繁殖脱毒植株的培育脱毒植株的培育人工种子人工种子生产药物、杀虫剂等生产药物、杀虫剂等转基因植物的培育转基因植物的培育蛋白质生物制品的生产蛋白质生物制品的生产皮肤移植材料的培育皮肤移植材料的培育检测有毒物质检测有毒物质生理、病理、药理学研究生理、病理、药理学研究相同相同点点两技术手段培养

46、过程中都进行有丝分裂，都是无两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂均为无菌操作，需要适宜的温度、均为无菌操作，需要适宜的温度、pHpH等条件等条件 2 2相关概念的辨析相关概念的辨析 (1)(1)原代培养和传代培养：原代培养和传代培养： 原代培养：原代培养： 可有两种表述：可有两种表述：a.a.细胞悬液第一次在瓶中培养，没有细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养；分瓶培养之前的细胞培养；b.b.第第1 1代细胞的培养与传代细胞的培养与传1010代以代以内的细胞培养统称为原代培养。两种表述没有本质区别。内的

47、细胞培养统称为原代培养。两种表述没有本质区别。 传代培养：传代培养： 同样有两种表述：同样有两种表述：a.a.细胞悬液培养一段时间后，分瓶细胞悬液培养一段时间后，分瓶再进行的细胞培养；再进行的细胞培养；b.b.传传1010代以后的细胞培养，统称为传代以后的细胞培养，统称为传代培养。代培养。 (2) (2)细胞株和细胞系：细胞株和细胞系： 细胞株：原代培养的细胞一般传至细胞株：原代培养的细胞一般传至1010代左右会出现生代左右会出现生长停滞，衰老死亡，少数度过长停滞，衰老死亡，少数度过“危机危机”的细胞能传的细胞能传5050代左右，代左右，形成细胞株。细胞株的遗传物质并没有发生改变。形成细胞株。

48、细胞株的遗传物质并没有发生改变。 细胞系：细胞株传至细胞系：细胞株传至5050代以后，会出现第二次危机，代以后，会出现第二次危机，少数度过第二次危机的细胞能够无限传代下去，形成细胞少数度过第二次危机的细胞能够无限传代下去，形成细胞系。细胞系的遗传物质发生了改变，带有癌变细胞的特点。系。细胞系的遗传物质发生了改变，带有癌变细胞的特点。 A A植物体细胞杂交技术可以克服常规的远缘杂交不亲植物体细胞杂交技术可以克服常规的远缘杂交不亲和障碍和障碍 B B动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分相同相同 C C动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同动物细

49、胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同 D D植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性 解析解析 植物体细胞杂交可以把来自不同植物的细胞植物体细胞杂交可以把来自不同植物的细胞融合在一起，克服了自然状态下植物间远缘杂交不亲和障融合在一起，克服了自然状态下植物间远缘杂交不亲和障碍，融合后的细胞能培育成一个植物个体，体现了植物细碍，融合后的细胞能培育成一个植物个体，体现了植物细胞全能性，细胞融合原理是膜的流动性，但植物细胞培养胞全能性，细胞融合原理是膜的流动性，但植物细胞培养基除基本成分外还需要植物激素，动物细胞培养液还需要基除基本成分外还需要植物激素，动物细

50、胞培养液还需要动物血清。动物血清。 答案答案 B B植物体细胞杂交与动物细胞融合植物体细胞杂交与动物细胞融合植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合原理原理细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞的全能性细胞膜的流动性细胞膜的流动性过程过程植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞融合动物细胞融合相关相关酶酶纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶胰蛋白酶或胶原蛋胰蛋白酶或胶原蛋白酶白酶融合融合方法方法物理法：离心、电激、振动；物理法：离心、电激、振动；化学法：聚乙二醇等试剂诱导化学法：聚乙二醇等试剂诱导除物理法和化学法除物理法和化学法外还可以用灭活的外还可以用灭活的病毒诱导病毒诱导结果