生物选修三第一章和第二章复习ppt课件

专题1基因工程,1,1、基因工程又叫做_或_。,基因工程,基因拼接技术,DNA重组技术,2、基本工具：“分子手术刀”“分子缝合针”基因进入受体细胞的载体,3、基本操作步骤：,运载体,DNA连接酶,限制性核酸内切酶,1、目的基因的获取2、基因表达载体的构建（核心）3、将目的基因导入受体细胞4、目的基因的检测与鉴定,2,例1.下列有关DNA重组技术的基本工具的相关叙述，不正确的是A.DNA重组技术的基本工具有三种：限制酶、DNA连接酶和载体B.载体需要具有多个限制酶切点，以便于目的基因的鉴定和选择C.限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的D.DNA连接酶根据其来源分为两类：E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶,B,3,（一）目的基因的提取,获取方法：1、_中获取目的基因2、人工合成法：化学方法合成DNA片段（DNA合成仪）3、PCR反应扩增DNA,基本操作步骤,从基因文库,原理：DNA复制,4,（二）基因表达载体构建,1、基因表达载体由_、_、_四部分组成。,目的基因,启动子,标记基因,终止子,2、启动子作用：,3、标记基因的作用：,RNA聚合酶识别和结合的位点,鉴别受体细胞中是否含有目的基因筛选出含目的基因的细胞,5,例2普通牛奶赖氨酸含量低，未来提高牛奶中赖氨酸的含量，吉林大学农学部利用现代生物工程技术，得到一头转入赖氨酸基因的克隆奶牛，预计将来其分泌的乳汁中含有更多的赖氨酸。（1）获得外源赖氨酸基因所需要的工具酶是，该基因不能从人体细胞中获得，原因是。（2）右图是基因表达载体示意图，构建基因表达载体的目的,图中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,赖氨酸为人体必需氨基酸，在人体内不能合成（没有相关基因）,使目的基因在受体细胞内稳定存在并进行复制，同时使目的基因能够表达和发挥作用,终止子,启动子,作为标记基因（或有利于对含有目的基因的细胞进行鉴别与筛选）,（3）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是，,空间结构、化学组成相同；有互补的碱基序列,6,导入植物细胞：,（三）将目的基因导入受体细胞,导入动物细胞：,导入微生物细胞：,受体细胞导入方法,体细胞受精卵,受精卵,显微注射法,Ca2处理法,7,例3在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值。右图所示是获得转基因莴苣的技术流程，请据图回答下列问题：(1)获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和_。(2)过程需要的酶有_、_。(3)重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afp以外，还必须含有启动子、终止子和_，这样才能构成一个完整的基因表达载体。(4)如果受体细胞C1是土壤农杆菌，则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的_，使目的基因进入受体细胞C2，并将其插入到受体细胞C2中_上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，形成转基因莴苣。经过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达，在分子水平上可用_法进行检测，如果出现杂交带，说明目的基因已经表达蛋白质产品，转基因莴苣培育成功。,(用逆转录等方法进行)人工合成,限制酶,DNA连接酶,标记基因,转化作用,染色体DNA,抗原抗体杂交,8,将目的基因导入微生物细胞,原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，故早期常作为受体细胞。,重组表达载体DNA溶于缓冲液,转入,9,目的基因是否插入转基因生物染色体的DNA：,（四）目的基因的检测与鉴定,目的基因是否表达：,目的基因是否转录：,鉴定,抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等,检测,10,例4下列关于目的基因的检测与鉴定的叙述，错误的是()A目的基因在真核细胞中能否稳定遗传的关键是目的基因是否插入质DNA中B检测受体细胞是否含有目的基因及其是否成功转录的方法都是分子杂交法C目的基因的鉴定通常是在个体水平上进行的D如在受体细胞内检测到目的基因表达的蛋白质，可确定目的基因首端含有启动子,A,11,用转基因动物生产药物-动物乳腺生物反应器,（二）动物基因工程前景广阔,12,用转基因动物作器官移植的供体供体动物：存在的难题：解决方法：,猪,免疫排斥,将供体基因组导入某种基因调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。,（三）、基因工程药品异军突起工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系。我国已生产的产品：,白细胞介素-2、干扰素、乙肝疫苗等,13,（四）基因诊断与基因治疗,基因诊断：用放射性同位素等标记的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷，不但准确而且迅速。,我国研究人员正在制备用于基因治疗的基因工程细胞,基因治疗：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。,体外基因治疗,体内基因治疗,基因治疗的形式,14,例5下列说法不正确的是()A干扰素是动物或人体细胞受到病毒侵染时产生的一种糖蛋白B基因治疗是治疗遗传病的最有效手段C体内基因治疗是基因治疗的一种形式D体外基因治疗仅指体外完成基因转移这个环节,D,15,例6.科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄细胞的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有Pst、Sma、Hind、Alu等四种限制酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因)，其中是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，、表示相关结构或细胞。请据图回答问题。(1)在构建基因表达载体时，可用一种或者多种限制酶进行切割。为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实例中，应该选用_限制酶，分别对_进行切割，切割后产生的DNA片段分别为_种。,Pst、Sma,含鱼抗冻蛋白基因的DNA、质粒,4、2,16,(2)培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长，要利用该培养基筛选已导入鱼抗冻蛋白基因的番茄细胞，应使基因表达载体中含有_，作为标记基因。(3)研究人员通常采用农杆菌转化法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。通常采用_技术，在分子水平检测目的基因是否翻译形成了相应的蛋白质。(4)利用组织培养技术将导入鱼抗冻蛋白基因的番茄组织细胞培育成植株。图中、依次表示组织培养过程中番茄组织细胞的_过程。,脱分化、再分化,抗氨苄青霉素基因(ampr),抗原抗体杂交,17,蛋白质工程流程图,从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应用的氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列,板书：用干扰素例子，反推过程。第4步后接着做什么？,18,例7.下图为蛋白质工程操作的基本思路，请据图回答下列问题：(1)代表蛋白质工程操作思路的过程是_；代表中心法则内容的是_。(填写数字)(2)写出图中各数字代表的生物学过程的名称或内容：_；_；_。(3)蛋白质工程的目的是_，通过_实现。(4)从图中可以看出蛋白质工程的基本途径与中心法则是_的。,折叠,分子设计,DNA合成,对蛋白质的结构进行分子设计,基因合成或修饰,相反,19,例8.运用某生物工程技术将毒性肽融合进入抗体分子，制造出“导弹药物”，它可自动瞄准和攻击体内的靶组织或靶细胞(如癌细胞)。此技术是()A基因工程B细胞工程C蛋白质工程D胚胎工程,c,20,比较：基因工程和蛋白质工程,21,专题2细胞工程,22,(离体的植物器官、组织或细胞),脱分化,再分化,培养条件：,离体、含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适合的光照等,外植体,举例：,花药离体培养基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株细胞工程中培育的“番茄-马铃薯”杂种植株,1、植物组织培养,23,融合细胞,杂种细胞,去壁的常用方法：,原生质体融合方法：,融合成功的标志,人工诱导,筛选,2、植物体细胞杂交的过程,24,例9下图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：（1）步骤是，最常用的方法是。（2）步骤一般常用的化学试剂是，目的是。（3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是，其中步骤相当于，步骤相当于。*（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株。使能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是。（5）若远源杂交亲本A和B都是二倍体，则杂种植株为倍体。（6）从理论上讲，杂种植株的育性为。若运用传统有性杂交方法能否现？，原因是。因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于。,去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体,酶解法,PEG,诱导不同植物体细胞的原生质体融合,植物组织培养,脱分化,再分化,远源杂交亲本的遗传特征,杂种植株获得双亲的遗传物质,四,可育,不能,因为不同种生物之间存在生殖隔离,克服远源杂交不亲和的障碍,25,例10.A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如右图所示（仅显示细胞核），将A、B两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株是（）A二倍体；基因型是DdYyRrB三倍体；基因型是DdYyRrC四倍体；基因型是DdYyRrD四倍体；基因型是DDddYYyyRRrr,C,26,例11多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果胶使细胞壁破损。成熟的番茄果实中，PG合成显著增加，能使果实变红变软，但不利于保鲜。利用基因工程减少PG基因的表达，可延长果实保质期。科学家将PG基因反向接到Ti质粒上，导入番茄细胞中，得到转基因番茄，具体操作流程如图。(1)若已获取PG的mRNA，可通过_获取PG基因。重组质粒转移到大肠杆菌中的目的是_。(2)用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含有_的培养基进行筛选，理由是_。之后，还需将其置于质量分数为25%的蔗糖溶液中，观察细胞_现象来鉴别细胞壁是否再生。(3)由于导入的目的基因能转录出反义RNA，且能与_互补结合，因此可抑制PG基因表达的翻译过程。若_，则可确定转基因番茄培育成功。,番茄果实的保质期延长,逆转录法,大量复制目的基因(或克隆目的基因),卡那霉素,重组质粒中含卡那霉素抗性基因而四环素抗性基因被破坏,是否发生质壁分离,天然的PG基因转录的mRNA,27,（1）植物繁殖的新途径,1）微型繁殖（快速繁殖）2）作物脱毒3）神奇的人工种子,（2）作物新品种的培育,1）单倍体育种2）突变体的利用3）转基因植物的培育,（3）细胞产物的工厂化生产,3、植物细胞工程的实际应用,28,1下列属于组织培养的是()A花粉培育成单倍体植株B芽发育成枝条C根尖分生区发育成成熟区D未受精的卵细胞发育成个体,A,2.植物体细胞杂交的过程实质是（）A、细胞质融合的过程B、细胞核融合的过程C、细胞膜融合的过程D、细胞原生质体融合的过程,D,3.在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导产生细胞壁，参与这一过程的细胞器（）A、叶绿体、高尔基体B、线粒体、高尔基体C、叶绿体、线粒体D、线粒体、内质网,B,29,4.用杂合种子尽快获得纯合子植株的方法是（）A、种植F1选出不分离者纯合子B、种植秋水仙素处理纯合子C、种植生长素处理纯合子D、种植花药离体培养单倍体幼苗秋水仙素处理纯合子,D,5.下面关于植物细胞工程的叙述，正确的是(多选)()A叶肉细胞脱分化后可形成具有分裂能力的薄壁细胞B叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织C融合植物叶肉细胞时，应先去掉细胞膜D叶肉细胞离体培养时，可以表现出全能性,AD,30,6.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：,步骤是去掉，使植物细胞成为，最常用的方法是。步骤一般常用的化学试剂是，目的是。在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是，其中步骤相当于，步骤相当于。,细胞壁,原生质体,酶解法,聚乙二醇,诱导原生质体融合,组织培养,脱分化,再分化,31,植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是。从理论上讲，杂种植株的育性为。若运用传统有性杂交方法能否实现？因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于。利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？,杂种细胞具有两个亲本的遗传物质,可育,不能,克服远缘杂交不亲和的障碍,不遵循，植物体细胞杂交属于无性生殖。,32,7.基因型为AaBb的水稻（24条染色体）的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团愈伤组织形成中，必须从培养基中获得和小分子有机物等营养物质。要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有和两类激素。组织培养技术不能直接用于（）A、快速繁殖B、培育无病毒植株C、植物产品的工厂化生产D、培养抗病菌植株用组织培养技术繁殖植物体时，不可能发生的是（）A、基因重组B、基因突变C、染色体变异D、染色体分离,水、无机盐,细胞分裂素,生长素,D,A,33,试管苗的细胞核中含有个DNA分子。培养成的试管苗可能出现的基因型有。如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种，后面的育种步骤是。,12,ABAbaBab,用一定浓度的秋水仙素处理组织培养获得的幼苗,8.下面所列过程是植物组织培养的简略过程。请据此回答：脱分化再分化表示，它能被培养成的根本原因是。表示，它的细胞特点是，它的颜色特点是。若想制造人工种子，应选择（写编号）。,外植体,植物细胞全能性,愈伤组织,细胞排列疏松，高度液泡化无定形状态,色浅,34,动物细胞工程常用的技术手段：,植物细胞工程常用的技术手段有哪些？,植物组织培养、植物体细胞杂交,强调：,是其他动物细胞工程技术的基础。,动物细胞培养,动物细胞核移植,动物细胞融合,单克隆抗体,动物细胞培养技术,35,动物胚胎或幼龄动物的组织、器官,胰蛋白酶,剪碎,单个细胞,加培养液,制成,细胞悬浮液,10代细胞,50代细胞,无限传代,部分细胞遗传物质改变,动物细胞培养不能最终培养成动物体,随细胞增多，细胞就会停止分裂增殖,1动物细胞培养,36,2体细胞核移植的过程（以高产奶牛为例）,培养,甲牛,乙牛,去除核,核植入,早期胚胎,代孕母牛丙,移植,克隆牛,细胞核移植,胚胎移植,物理或化学方法激活,37,例12科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛，如果要加速转基因奶牛的繁育，可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)，(1)在进行细胞培养之前，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分离，形成单个细胞，这个过程中需要利用_酶处理。(2)用于核移植的供体细胞，一般都选用传代10代以内的细胞，原因是_。(3)在进行原代培养时，细胞增殖的方式是_，此外，细胞增殖还表现出_和接触抑制等特点。(4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中，去除卵母细胞细胞核的目的是_。,胰蛋白,该种细胞代谢旺盛、分裂能力强，且遗传物质没有发生改变,有丝分裂,贴壁生长,使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞,38,(5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后，该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的牛犊，但也不是100%的复制，原因最可能是_。(6)上述动物细胞工程中涉及的技术有_。转基因奶牛的克隆成功，说明了动物的_具有全能性。,体细胞的细胞核,生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制；生物的性状还受环境因素的影响,核移植、动物细胞培养、胚胎移植技术,39,例13.下列关于动物细胞培养的叙述，说法正确的选项有几个()动物细胞培养的原理是动物细胞的全能性需要对细胞进行一次脱分化处理和两次蛋白酶处理原代培养的细胞是指贴壁生长到发生接触抑制之间的细胞恒温条件下，细胞周期持续时间长短不随细胞培养进程而改变传代培养的细胞因为以有丝分裂方式增殖，所以在传代过程中其遗传物质保持不变只要培养条件适宜，细胞都可在体外无限繁殖可用于检测有毒物质、构建人造皮肤、大量生产药物蛋白为防止培养过程中微生物的污染，应将培养箱抽成真空以消毒、灭菌A1B2C3D4,A,40,物理法、化学法,灭活的仙台病毒,3、动物细胞融合,过程,制备单克隆抗体,41,抗原注入小鼠体内,已免疫的B淋巴细胞,骨髓瘤细胞,筛选出杂交瘤细胞,筛选出能产生特异性抗体的细胞群,从培养液中提取,从小鼠腹水中提取,细胞融合,动物细胞培养,4单克隆抗体的制备,(特定的选择培养基),42,例14下图为单克隆抗体制备流程示意图。(1)单克隆抗体制备技术的基础是。(2)细胞融合是随机的过程，在HAT培养基中培养，目的是。在细胞培养过程中，培养液中需要添加无机盐，但要注意无机盐的，以保证生命活动的正常进行。(3)为选育出能产生高特异性抗体的细胞，要将从HAT培养基上筛选出的细胞稀释到710个细胞ml，每孔滴入0.1ml细胞稀释液，其目的是。(4)若用15N标记的氨基酸培养能产生单克隆抗体的细胞，放射性物质在细胞结构中出现的先后顺序是。,核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜,动物细胞培养,筛选杂交瘤细胞,种类和数量（浓度）,使每个孔内不多于一个细胞，达到单克隆培养的目的,43,主要用于疾病的诊断、治疗和预防。若在单抗上带上抗癌药物制成“生物导弹”，将药物定向带到癌细胞所在部位，既消灭了癌细胞又不会伤害健康细胞。特点：与常规抗体相比，具有特异性强、灵敏度高、化学性质单一的优点。,单克隆抗体的应用,单克隆抗体是指：,杂交瘤细胞产生的单一抗体,44,练习：,1、动物细胞融合和植物原生质体融合比较，在动物细胞融合中有特殊性的是（）A、融合的原理B、融合的优点C、融合的诱导手段D、融合的过程,45,练习：,2、动物细胞融合的目的中最重要的是（）A、克服远缘杂交不亲和B、制备单克隆抗体C、培育新物种D、生产杂种细胞,46,练习：,3、科学家用小鼠骨髓瘤细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克隆抗体，与骨髓瘤细胞融合的是（）A、经过免疫的B淋巴细胞B、不经过免疫的T淋巴细胞C、经过免疫的T淋巴细胞D、不经过免疫的B淋巴细胞,47,练习：,4.单克隆抗体制备过程中，骨髓瘤细胞和B淋巴细胞诱导融合后，要用特定培养基筛选出杂交瘤细胞，在这