人教版高三生物专题复习-生物工程

一、细胞工程,生物工程复习,细胞与细胞工程,细胞工程简介,植物细胞工程动物细胞工程,植物组织培养植物体细胞杂交,动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体核移殖胚胎移殖,植物组织培养过程,植物体细胞杂交过程,植物细胞甲原生质体甲植物细胞乙原生质体乙,去壁（酶解法）,去壁,融合,新的原生质体,再生细胞壁,杂种细胞,脱分化（细胞分裂）,愈伤组织,再分化（细胞分裂、分化）,杂种植株,1.下列对植物组织培养过程中的脱分化叙述正确的是（）A.植物体的分化组织通过细胞分裂产生新细胞的过程B.体内分化的细胞形态、结构和功能发生改变的过程C.高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程D.愈伤组织分裂产生大量相同细胞的过程2.下面是植物组织培养的简略表示。请据此回答。（1）表示，它能被培养成为的根本原因是。（2）表示，它的细胞特点是，它的颜色特点是。（3）若想制作人工种子，应该选用（选编号）。（4）若是花药，则是，这项技术可用在上。（5）若是胡萝卜根尖细胞，则培养成的的叶片的颜色是，这说明根尖细胞。（6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物紫草素，培养将进行到（填编号）。,脱分化再分化,C,离体的植物组织，器官或细胞,生物细胞的全能性,愈伤组织,细胞排列疏松，高度液泡化，无定形,颜色浅,单倍体植株,单倍体育种,绿色,含有表达叶绿体的基因,动物细胞培养过程：,动物胚胎或幼龄动物的器官组织,胰蛋白酶剪碎,单个细胞,制成加培养液,细胞悬浮液,原代培养传代培养,细胞株,遗传物质改变传代培养,细胞系,植物细胞培养与动物细胞培养比较,植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较,单克隆抗体的制备过程,抗原刺激B淋巴细胞融合培养骨髓瘤细胞筛选筛选,杂交瘤细胞产生特定抗体的细胞群,扩大培养体外培养提取特点：体内培养应用：,单克隆抗体,1.用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列实验步骤中正确的是（多选）（）A.将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞B.用纤维素酶处理B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞C.用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合D.筛选杂交瘤细胞，并从中选出能产生抗体的细胞群，培养后提取单克隆抗体2.美国杜克大学医疗中心的一个研究小组在科学杂志上撰文透露，他们利用成年猪的动脉血管细胞和能够模拟胚胎环境的新型生物反应器，成功地在实验室里培育出新的动脉血管。这种血管的外形和功能都与真的血管一样。这一研究成果是生物组织培养工程领域的重大进展。下列关于以上技术的叙述中，错误的是（）A.以上技术属于“克隆”B.这种技术中可能要利用去核的卵细胞C.这种技术的关键是激发血管细胞的“全能性”D.这种技术的关键是激发血管细胞发育成血管的潜能,ACD,C,3.下列那几项不属于克隆（多选）（）A.将鸡的某个DNA片段整合到小白鼠的DNA分子中B.将抗药菌的某个基因引入到草履虫的细胞内C.将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞D.将某种瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系,ABC,核移殖,胚胎移殖,二、基因与基因工程,基因工程的概念,基因工程又叫基因工程技术或DNA重组技术，就是按照人们的要求，把一种生物的个别基因复制出来加以修饰改造，然后导入另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。,基因工程的理论基础,1、物质基础,脱氧核苷酸,2、结构基础,规则的双螺旋结构,3、传递和表达的基础,中心法则，共用一套遗传密码,基因操作的工具,1、基因剪刀限制性内切酶特点？2、基因针线DNA连接酶连接哪？3、基因运输工具运载体必备条件？,基因操作的步骤,第一步：提取目的基因方法有二：其一：直接分离其二：人工合成,基因操作的步骤,第二步：目的基因与运载体结合具体方法：用同一种限制酶切割质粒与目的基因，加入DNA连接酶，形成重组DNA分子。,基因操作的步骤,第三步：目的基因导入受体细胞借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法来进行。第四步：目的基因的检测与表达,基因工程的成果与发展前景,1、基因工程与医药卫生：（基因药品、基因诊断、基因治疗）2、基因工程与农牧业、食品工业：（获得高产、稳产、品质优良的农作物；培育抗逆性的作物品种；改善动物的优良品种；开辟食物来源。）3、基因工程与环境保护：（环境监测；环境净化。）,1以下说法正确的是（）A.所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列B质粒是基因工程中惟一的运载体C运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复2不属于质粒被选为基因运载体的理由是（）A能复制B.有多个限制酶切点C具有标记基因D它是环状DNA3实施基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限性内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA分子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，这是应用了酶的（）A高效性B.专一性C多样性D.催化活性受外界条件影响,练习,C,D,B,4有关基因工程的叙述正确的是（）A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用B.重组质粒的形成在细胞内完成C.质粒都可作运载体D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料5(多选).下列生物中，适于用“鸟枪法”获取目的基因的是（）A枯草杆菌B放线菌C.酵母菌D支原体6（多选）.真核生物的基因导入到细菌后可能不能正常地发挥其功效，下列解释合理的是（）A被细菌体内的限制性内切酶破坏B使用不同的遗传密码C.该基因指导合成的蛋白质不能在细菌体内正确修饰加工D细菌RNA聚合酶不能识别真核基因的结合位点，导致不能自动转录,D,ABD,ACD,7.1990年对一位缺乏腺苷脱氨酶基因，而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。（1）在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的，此基因工程中的目的基因是，目的基因的受体细胞是。（2）将转基因白细胞多次回输到患者体内后，兔疫能力趋于正常是由于产生了，产生这种物质的两个基本步骤是、。,运载体,正常腺苷脱氨酶基因,患者的白细胞,腺苷脱氨酶,转录,翻译,8下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”示意图，所用载体为质粒A。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导入细菌B后，其上的基因能得到表达。请回答下列问题。,（1）人工合成目的基因的途径一般有哪两条？（2）如何将目的基因和质粒结合成重组质粒？,反转录法、已知蛋白质的氨基酸序列人工化学合成,先用同一种限制性内切酶切割目的基因和质粒，露出相同的黏性末端，再用DNA连接酶使两者的黏性末端连接。,（3）目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有少数导入的是重组质粒。通过如下步骤鉴别得到的细菌是否导入了质粒A或重组质粒：将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就导入了质粒A或重组质粒，反之则没有。使用这种方法鉴别的原因是,质粒上具有抗氨苄青霉素基因，使导入了质粒的细菌在这种培养基上能够生存,（4）若把通过鉴定证明导入了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，会发生的现象是，原因是。（5）导入细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么？,有的能生长有的不能生长,导入普通质粒A的细菌能生长因为普通质粒A上有抗四环素基因；导入重组质粒的细菌不能生长，因为目的基因插在抗四环素基因中，抗四环素基因的结构被破坏,细菌B细胞能产生人的生长激素。,三、发酵工程,发酵工程的概念和内容,（一）发酵工程的概念采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或者直接把微生物应用于工业生产的一种新技术。,发酵工程的概念和内容,（二）发酵工程的内容菌种的选育培养基的配制灭菌扩大培养和接种发酵过程产品的分离提纯等,要想通过发酵工程获得在种类、产量和质量等方面符合人们要求的产品，最重要的是要有优良的菌种。,菌种的选育,怎样才能得到优良的菌种呢？,如果生产的是微生物直接合成的产物,可以从自然界中先分离出相应的菌种，再用物理或化学的方法使菌种产生突变，从突变个体中筛选出符合生产要求的优良菌种。,如果生产的是一般微生物不能合成的产品,可用基因工程、细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，以构建工程细胞或工程菌，从而达到生产相应产品的目的。,培养基的配制,要进行发酵生产，有了优良的菌种还需要有与菌种相适应的培养基。在配制培养基时应该注意哪些事情呢？（1）根据不同的菌种，应选择不同的材料配制培养基。配制的培养基应满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的pH。（2）培养基的营养要协调，以利于产物的合成。（3）培养基在满足微生物的营养需求的基础上应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。,灭菌,发酵工程所用的菌种大多是单一的纯种，整个发酵过程中不能混入杂菌。这是为什么呢？在发酵过程中如混入其他微生物，将与菌种形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响。例如：如果在谷氨酸发酵过程中混入放线菌，则放线菌分泌的抗生素就会使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。如果在青霉素生产过程中污染了杂菌，这些杂菌则会分泌青霉素酶，将合成的青霉素分解掉。,灭菌,那如何防止杂菌的污染呢？要在发酵前对培养基和发酵设施进行严格的灭菌处理。怎样才算灭菌彻底呢？用高温、高压的方式，杀死所有杂菌的胞体、芽孢和孢子。,扩大培养和接种,如何得到发酵生产所需要的大量菌体来缩短生产周期呢？经过多次的扩大培养。如何对菌种进行扩大培养呢？扩大培养是将培养到对数期的菌体分开，分头进行培养，以促使菌体数量快速增加，能在短时间里得到大量的菌体。,扩大培养和接种,扩大培养与发酵生产过程中的培养有何不同呢？扩大培养是为了让菌体在短时期内快速增殖，而发酵过程中的培养是为了获得代谢产物，目的不同采用的培养条件就有可能不同。例如：在酒精发酵过程中，扩大培养是为了促使酵母菌快速增殖，因此是在有氧条件下进行。而在发酵产生酒精的过程中则必须在无氧条件下进行以获得大量的酒精有了用于生产的充足的菌体，在接种时要注意什么事项呢？接种过程中要注意防止杂菌污染。,发酵过程,将菌体接种到装有培养液的发酵罐中，还需要对发酵过程进行检测和对发酵条件进行控制。这是为什么呢？发酵产物主要在菌体生长的稳定期产生。因此，要在发酵过程中随时取样检测培养液中细菌数目、产物浓度以了解发酵进程，及时添加必需的培养基成分来延长菌体生长稳定期的时间，以得到更多的发酵产物。同时，还应对发酵条件进行严格控制。,发酵过程,哪些条件能影响菌体的发酵呢？发酵生产中温度、pH、溶氧量、转速等对发酵过程有重大影响。,分离、提纯,代谢产物采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。菌体本身，如