高考生物二轮专题突破 第17讲 基因工程和细胞工程课件.ppt

专题八现代生物科技专题 第十七讲基因工程和细胞工程 考纲点击1 基因工程 1 基因工程的诞生 2 基因工程的原理及技术 3 基因工程的应用 4 蛋白质工程 2 克隆技术 1 植物的组织培养 2 动物的细胞培养与体细胞克隆 3 细胞融合与单克隆抗体 思维激活1 转基因抗虫棉的培育涉及到哪些生物工程 提示基因工程 植物组织培养 2 基因工程的基本操作步骤中哪几步用到了限制酶 又有哪几步涉及碱基互补配对 提示第一步和第二步用到了限制酶 第一 二 四步涉及碱基互补配对 1 基因工程是通过体外和等技术 赋予生物以新的遗传特性 目的是按照人们的愿望 进行严格地设计 创造出更符合人们需要的新的生物类型和 2 基因工程操作的关键步骤是 3 蛋白质工程是通过基因或基因对现有蛋白质进行改造 或制造一种新的蛋白质 自查 dna重组 转基因 生物产品 基因表达载体的构建 修饰 合成 4 植物组织培养技术的理论基础是植物细胞具有全能性 过程是 5 植物体细胞杂交技术中用去除细胞壁获得原生质体 诱导细胞融合的方法有等物理方法或等化学方法 纤维素酶和果胶酶 离心 振动 电激 聚乙二醇 6 动物细胞工程常用的技术手段 动物细胞核移植技术 等 7 动物细胞培养过程 取动物组织块 分散组织细胞 用 处理 配制细胞悬液 培养 培养 8 动物细胞融合技术中涉及的促融方法有 化学方法 生物方法 或 物理方法 等 9 杂交瘤细胞既能 又能产生某种特异性抗体 单克隆抗体 动物细胞培养 动物细胞融合 胰蛋白酶或胶原蛋白酶 原代 传代 聚乙二醇 灭活的病毒 电激 无限增殖 1 下列事实能体现细胞全能性的是 棉花根尖细胞经诱导形成幼苗 小鼠体细胞经诱导培育成小鼠 2012 江苏卷 22a d 2 在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂 可获得染色体加倍的细胞 2013 重庆 5b 3 消毒的原则是既杀死材料表面的微生物 又减少消毒剂对细胞的伤害 2013 重庆 5a 4 每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 2011 浙江 6b 自纠 5 应用dna探针技术可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达 2011 四川 5d 6 自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其dna整合到细菌dna上 属于基因工程 2010 大纲全国 5d 7 转抗虫基因的植物 不会导致昆虫群体抗性基因频率增加 2010 江苏 18b 8 培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞 2010 浙江 4a 答案1 2 3 4 5 6 7 8 典例1 2013 高考全国课标卷 40 现代生物科技专题 阅读如下材料 材料甲科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中 得到了体型巨大的 超级小鼠 科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草 必考点一基因工程与蛋白质工程 材料乙t4溶菌酶在温度较高时易失去活性 科学家对编码t4溶菌酶的基因进行改造 使其表达的t4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸 在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键 提高了t4溶菌酶的耐热性 材料丙兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体 科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内 成功产出兔甲的后代 证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育 回答下列问题 1 材料甲属于基因工程的范畴 将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法 构建基因表达载体常用的工具酶有 和 在培育转基因植物时 常用农杆菌转化法 农杆菌的作用是 2 材料乙属于 工程范畴 该工程是指以分子生物学相关理论为基础 通过基因修饰或基因合成 对 进行改造 或制造一种 的技术 在该实例中 引起t4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变 3 材料丙属于胚胎工程的范畴 胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的 生理状况相同的另一个雌性动物体内 使之继续发育成新个体的技术 在资料丙的实例中 兔甲称为 体 兔乙称为 体 解析读懂题干提供的材料信息 从题中的设问入手 结合在教材中所学的基因工程 蛋白质工程 胚胎工程等相关知识作答 答案 1 显微注射限制酶dna连接酶农杆菌可感染植物 将目的基因转移到受体细胞中 2 蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸 3 同供受 链接提升 一 基因工程的基本工具 目的基 因和载体 dna片段 磷酸二酯键 稳定 存在 大量复制 特殊的标记基因 特别提醒 dna连接酶连接两个dna片段 而dna聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上 限制酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列 并使两条链在特定的位置断开 而解旋酶是将dna的两条链间的氢键打开形成两条单链 二 对基因工程基本操作程序的思考1 目的基因的获取途径 1 从自然界已有的物种中分离 如从基因文库中获取 2 人工合成目的基因 常用方法如下 化学合成法 已知核苷酸序列的基因 直接利用用化学方法合成 不需要模板 人工合成法 以为模板 在作用下人工合成 利用技术扩增 直接分离 较小 dna合成仪 rna 逆转录酶 pcr 2 基因表达载体的构建 重组质粒的构建 1 表达载体的组成 目的基因 启动子 终止子 复制原点 2 启动子和终止子 启动子是结合位点 启动转录 终止子是的位点 标记基因 rna聚合酶 终止转录 3 基因表达载体的构建过程 4 基因表达载体的构建必须用到同一种限制酶吗 答案不一定 只要切下的末端相同 也可使用不同的限制酶 3 将目的基因导入受体细胞 转化 1 导入方法因受体细胞的种类不同而异 2 转化的实质 目的基因导入受体细胞染色体基因组中并表达和发挥作用 农杆菌转化法 显微注射技术 ca2 受精卵 dna分子 应用1 2013 泰安5月模考 基因工程打破了物种之间交流的界限 为花卉育种提供了新的技术保障 下图为花卉育种的过程 字母代表相应的物质或结构 数字代表过程或方法 1 花卉基因工程可细分为花色基因工程 花形基因工程 香味基因工程等 不同的基因工程所需要获取的 不同 过程需要的酶有 2 所常用的方法是 检测转基因生物的dna上是否插入了目的基因 需要采用 技术 3 除a外基因表达载体中还必须包含的部分是 4 由外植体培养为转基因植株的 过程为 图中b代表 该过程的理论依据是 答案 1 目的基因限制酶和dna连接酶 2 农杆菌转化法dna分子杂交 3 标记基因 启动子 终止子 4 脱分化和再分化愈伤组织细胞的全能性 1 比较下表中的动物细胞培养和植物组织培养 必考点二克隆技术 细胞工程 胰蛋白酶 葡萄糖 血清 蔗糖 激素 液体 固体 原代 传代 愈伤 组织 根 芽 不能 能 生物制品 皮肤 有毒物 质的毒性 繁殖 无病毒 特别提醒 1 两种技术手段培养过程中都进行有丝分裂 都是无性繁殖 都可称为克隆 都不涉及减数分裂 2 均为无菌操作 都需要适宜的温度 ph等条件 2 比较下表中的植物体细胞杂交和动物细胞融合 细胞增殖 离心 振动 电激 聚乙二醇 peg 灭活的仙台病毒 制备 融合 筛选与 培养 诱导与鉴定 免疫 融合 杂交瘤细胞 单克隆抗体 远缘杂交不亲和 诊断 治疗 运载 3 用流程图的形式写出动物体细胞核移植的过程 典例2 科学家用植物体细胞杂交方法 将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合 成功地培育出了 番茄 马铃薯 杂种植株 如图所示 其中 表示过程 英文字母表示细胞 组织或植株 请据图回答下列问题 1 在实验过程 的技术之前使用 酶处理细胞以去除细胞壁 2 在将杂种细胞培育成为杂种植株的过程中 依据的原理是 其中过程 相当于 过程 过程 涉及的分裂方式为 3 若番茄细胞内有m条染色体 马铃薯细胞内有n条染色体 则 番茄 马铃薯 细胞内含 条染色体 若杂种细胞培育成的 番茄 马铃薯 植株为四倍体 则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于 倍体植株 4 若将该方案用在单克隆抗体制备过程中 请用箭头把下列各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来 解析 1 植物体细胞杂交过程中应该用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 2 杂种细胞培育成为杂种植株依据的原理是细胞的全能性 杂种细胞的组织培养过程要经过脱分化和再分化过程 在植物组织培养过程中只涉及有丝分裂 3 若番茄细胞内有m条染色体 马铃薯细胞内有n条染色体 则产生的 番茄 马铃薯 细胞所含的染色体为m n条 属于异源四倍体 该杂种植株的花粉经离体培养得到的植株无论含几个染色体组 均为单倍体 4 制备单克隆抗体的过程包括 正常小鼠处理 融合 筛选 提纯 四步 答案 1 纤维素酶和果胶 2 细胞的全能性脱分化有丝分裂 3 m n单 4 cghdfabe 2 从结果来分析原理 植物体细胞杂交 植物体细胞杂交包含两个过程 一是植物原生质体融合 二是杂种细胞的植物组织培养 其最终结果是形成杂种植株 产生了一个生物体 因此其原理是 细胞膜的流动性和细胞的全能性 动物细胞融合 动物细胞融合形成杂交细胞 杂交细胞进行细胞培养 获得大量的克隆细胞 但没有形成生物体 因此动物细胞融合的原理是细胞增殖和细胞膜的流动性 不包含细胞全能性 应用2 新题快递 科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造 如图所示 生产出效果更好的鼠 人嵌合抗体 用于癌症治疗 请回答相关问题 1 利用蛋白质工程技术对鼠源杂交瘤抗体进行改造时 首先必须根据预期 设计 最终通过基因拼接 将鼠源抗体基因改造成鼠 人嵌合抗体基因 然后导入鼠淋巴细胞中使其表达 2 与图中启动子相结合的酶是 终止子是 的特殊结构的dna短片段 嵌合载体中还应含有 以便重组dna的鉴定和筛选 3 图中 转染细胞 常用的方法是 图中的 抗体分泌细胞 是 检测目的基因在淋巴细胞中的表达可用 技术 4 在制备单克隆嵌合抗体过程中要进行两次筛选 第一次筛选的目的是 第二次筛选的目的是 解析设计蛋白质工程首先依据预期蛋白质 嵌合抗体 的功能 推出蛋白质 嵌合抗体 的结构 进而逆推出基因的结构 启动子是基因结构中转录的起点 与启动子相结合的是rna聚合酶 终止子是转录的终点 图中 转染细胞 属于转基因技术中导入目的基