高三生物二轮复习 2.15.1 基因工程（含PCR技术）和细胞工程课件.ppt

专题15现代生物科技专题第1讲基因工程 含pcr技术 和细胞工程 答案速填 dna连接酶 目的基因的获取 检测与鉴定 基因 全能性 作物脱毒 细胞增殖 流动性 动物细胞融合和动物细胞培养 骨髓瘤细胞 知识 方法 一 基因工程和蛋白质工程1 基因工程的3种工具 1 限制性核酸内切酶 断开磷酸二酯键 产生黏性末端或平末端 2 dna连接酶 连接两个dna片段形成磷酸二酯键 3 载体 常用的有质粒 噬菌体的衍生物 动植物病毒等 2 基因工程的操作程序 3 pcr技术 1 原理 dna双链复制 2 条件 引物 dna模板 taqdna聚合酶 四种脱氧核苷酸 3 过程 90 以上时 双链dna受热解聚为单链 变性 50 左右 引物与单链相应互补序列结合 复性 72 左右 在taqdna聚合酶作用下进行互补链的合成 延伸 4 结果 每一次循环后 目的基因的量增加一倍 即呈指数形式扩增 约为2n n为扩增循环次数 5 与体内dna复制不同 不需要解旋酶 需耐高温的dna聚合酶 4 蛋白质工程 1 原理 中心法则的逆推 2 实质 改造基因 3 步骤 预期的蛋白质功能 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸序列 鉴定蛋白质的生物功能 4 产物 产生自然界中没有的新蛋白质 二 细胞工程1 植物组织培养 1 过程图解 2 说明 生长素与细胞分裂素的比值高时 利于根的分化 抑制芽的形成 生长素与细胞分裂素的比值低时 利于芽的分化 抑制根的形成 生长素与细胞分裂素的比值相当时 促进愈伤组织的生长 不分化 2 植物体细胞杂交 1 过程图解 去壁 纤维素酶和果胶酶处理 诱导原生质体融合 物理法 化学法 再生出新的细胞壁 原生质体融合成功的标志 2 说明 原理 细胞膜的流动性 植物细胞的全能性 植物体细胞杂交属于无性生殖 最终的结果是得到完整的杂种植株 3 动物细胞培养 1 过程图解 2 两次用到胰蛋白酶的目的 第一次 是将剪碎后的动物胚胎或器官分解成单个细胞 第二次 是使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱离下来 进行传代培养 4 核移植与克隆动物 1 过程图解 2 说明 原理 动物细胞核的全能性 卵母细胞去核的方法 显微操作法 供体细胞 传代10代以内的细胞 因为10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型 细胞核移植技术中也可将供体细胞直接注入去核卵母细胞中 5 动物细胞融合 1 过程图解 2 说明 原理 细胞膜的流动性 细胞增殖 诱导方法 物理法 化学法和生物法 灭活的病毒 6 单克隆抗体 1 过程图解 2 两次筛选的目的 第一次筛选 通过选择培养基筛选出杂交瘤细胞 第二次筛选 通过克隆化培养 抗体检测 筛选出能产生特异性抗体的细胞群 易错 易混 一 有关基因工程的提醒1 限制酶使磷酸二酯键断开 解旋酶使氢键断开 2 通过pcr技术扩增dna时 利用高温使氢键断裂 3 使用限制酶的注意点 1 一般用同一种限制酶切割载体和获取目的基因 2 不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端 3 使用不同限制酶切割目的基因和质粒 可以避免目的基因与质粒的自身环化 4 用限制酶切割运载体时 至少要保证一个标记基因的完整性 以便于检测目的基因是否导入受体细胞 4 基因组文库包含了某种生物的全部基因 cdna文库只包含某种生物的部分基因 5 基因工程中的载体与细胞膜上的载体不同 6 启动子 终止子 1 启动子 dna片段 起始密码子 位于rna上 2 终止子 dna片段 终止密码子 位于rna上 7 目的基因的插入位置是在启动子和终止子之间 8 目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物 9 目的基因插入质粒后 不会影响质粒的复制 10 转基因抗虫作物与非转基因作物混合播种 会降低害虫种群中的抗性基因频率的增长速率 11 选择pcr中引物的注意事项 1 依据目的基因两端的部分核苷酸序列设计 2 两种引物之间以及每种引物内部不能发生碱基互补配对 二 有关细胞工程的提醒1 制备人工种子需要植物组织培养到丛芽或胚状体阶段 2 正确认识3类细胞的来源 1 杂种细胞 植物体细胞杂交 2 重组细胞 核移植 3 杂交细胞 动物细胞融合 3 原代培养与传代培养的区别 是否进行了分瓶培养 4 核移植技术获得的动物与供核动物的性状并不完全相同 5 动植物的体细胞进行离体培养都需要在无菌条件下进行 6 植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 7 动物细胞培养的2点提醒 1 只能获得大量细胞 不能得到生物个体 2 培养液通常要添加血清 以补充合成培养基中不足的成分 8 制备单克隆抗体的2点提醒 1 需要先注射特定抗原免疫处理正常小鼠 2 杂交瘤细胞兼有两个亲本细胞的特性 能不断增殖并能产生特异性抗体 题型一基因工程 典例1 2016 江苏高考 t33 下表是几种限制酶识别序列及其切割位点 图1 图2中标注了相关限制酶的酶切位点 其中切割位点相同的酶不重复标注 请回答下列问题 世纪金榜导学号73414096 1 用图中质粒和目的基因构建重组质粒 应选用 两种限制酶切割 酶切后的载体和目的基因片段 通过 酶作用后获得重组质粒 为了扩增重组质粒 需将其转入处于 态的大肠杆菌 2 为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌 应在筛选平板培养基中添加 平板上长出的菌落 常用pcr鉴定 所用的引物组成为图2中 3 若bamh 酶切的dna末端与bcl 酶切的dna末端连接 连接部位的6个碱基对序列为 对于该部位 这两种酶 填 都能 都不能 或 只有一种能 切开 4 若用sau3a 酶切图1质粒最多可能获得 种大小不同的dna片段 解题技法 分析推理法1 关键信息 限制酶 识别序列 重组质粒 pcr 引物 2 思考路线图 答案 1 bcl 和hind dna 连接感受 2 四环素引物甲和引物丙都不能 4 7 借题发挥 高考大题长句表达专项练利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中 需添加酚类物质 其目的是 答案 吸引农杆菌移向水稻受体细胞 有利于目的基因成功转化 题型二动物细胞工程 典例2 2016 全国卷 t40 下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物 二倍体 的流程 世纪金榜导学号73414097 回答下列问题 1 图中a表示正常细胞核 染色体数为2n 则其性染色体的组成可为 过程 表示去除细胞核 该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行 去核时常采用 的方法 代表的过程是 2 经过多次传代后 供体细胞中 的稳定性会降低 因此 选材时必须关注传代次数 3 若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同 从遗传物质的角度分析其原因是 4 与克隆羊 多莉 培育成功一样 其他克隆动物的成功获得也证明了 解题技法 信息联系法1 关键信息 核移植 克隆 二倍体 2 思考路线图 1 体细胞核移植过程 答案 1 xx或xy显微操作胚胎移植 2 遗传物质 3 卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响 4 动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性 借题发挥 高考大题长句表达专项练已免疫的b细胞和骨髓瘤细胞融合实验完成后 融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外 可能还有 体系中出现多种类型细胞的原因是 答案 b淋巴细胞相互融合形成的细胞 骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞细胞融合是随机的 且融合率达不到100 高考新动向植物细胞工程的应用 典例 随着科学的发展 现代生物技术已经广泛应用于社会生产的方方面面 请回答下列相关问题 世纪金榜导学号73414098 1 植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的 还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖 若想获得脱毒苗 可以切取一定大小的 等进行组织培养 2 在植物的组织培养过程中 一直处于不断的 状态的培养细胞 容易受到培养条件和外界压力的影响而发生 3 科学家利用植物组织培养技术与基因工程技术结合 培育出抗虫棉 但由于抗虫基因插入宿主基因组的部位往往是随机的 有时候出现一些意想不到的结果 因此 需检测抗虫棉的抗虫特性 除进行