生物二轮专题8第1讲-基因工程和克隆技术课件

第1讲基因工程和克隆技术考纲点击1.基因工程的诞生()。2.基因工程的原理和技术()。3.基因工程的应用()。4.植物的克隆()。5.动物的克隆()。,思维激活1基因工程和克隆技术涉及哪些工具酶？提示：基因工程的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶，克隆技术的工具酶是纤维素酶、果胶酶、胰蛋白酶。2限制性核酸内切酶、DNA连接酶、载体的化学本质一样吗？DNA连接酶和DNA聚合酶有怎样的区别？提示：不一样。限制性核酸内切酶和DNA连接酶的化学本质是蛋白质，载体的化学本质是核酸。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。,3细胞株与细胞系有何本质区别或联系？提示：细胞系是泛指可传代的细胞，细胞株是具有特殊性质的细胞系。,自查1基因工程的核心是。2基因工程的三种工具是：、及，如质粒。3基因工程发展史上第一个成功的实验是培养出了同时具有性状的大肠杆菌，这标志着基因工程的诞生。4获得目的基因通常有两种办法，即针对目的基因序列已知者，可用；若基因序列未知者，则需。,构建重组DNA分子,DNA连接酶,限制性核酸内切酶,基因载体,抗四环素和抗卡那霉素,化学方法合成目的基因,从基因文库中寻找目的基因,5用酶和酶水解细胞壁，可以获得分离的植物细胞原生质体。6细胞克隆的基本要求是：必须保证分离出来的细胞是。7提高细胞克隆形成率的措施包括选择适宜的培养基、添加，以细胞支持生长，刺激，使用调节pH等。,纤维素,果胶,一个而不是多个,血清,滋养层,激素,CO2培养箱,自纠1外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制。(2013安徽，6B)()2重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接。(2013安徽，6C)()3关于哺乳动物细胞体外培养的难易程度：乳腺癌细胞易于乳腺细胞；胚胎细胞易于脂肪细胞。(2011上海，15A)()4将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada。(2011浙江，6C)(),5用质粒中的抗生素抗性基因可以筛选出含有重组DNA的植物细胞。()6DNA连接酶可把目的基因与载体的黏性末端形成氢键。()7用氯化钙处理大肠杆菌可增加其细胞膜的通透性。()8用不同限制性核酸内切酶切割的DNA分子一定不能连接。()9具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞是生物克隆的重要条件之一。(),10一般血清中的抗体是一群识别不同抗原部位的抗体混合物，单抗则识别抗原分子的特殊部位，具专一性。()答案1.2.3.4.5.6.7.89.10.,必考点一基因工程【典例1】浙江大学农学院喻景权教授课题组研究发现，一种植物激素油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。用油菜素内酯处理后，许多参与农药降解的基因(如P450基因和红霉素抗性基因)表达和酶活性都得到提高，在这些基因“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质，有的则被直接排出体外。某课题组进一步进行了如下的实验操作，请回答下面的问题。,(1)获得油菜素内酯合成酶基因的方法有_、_步骤用PCR技术扩增基因时用到的耐高温酶通常是指_；步骤用到的酶有_。,(2)图中导入重组质粒的方法是_，在导入之前应用_处理受体细菌。,(3)导入重组质粒2以后，往往还需要进行检测和筛选，可用_制成探针，检测是否导入了重组基因，在培养基中加入_可将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)请你为该课题命名：_。,从基因文库中获取,人工合成目的基因,或PCR合成,耐热的DNA聚合酶,限制酶和DNA连接酶,转化法,氯化钙溶液,红霉素抗性基因,红霉素,油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解,解析进行基因工程操作时，首先要获取目的基因，其方法有多种：从基因文库中获取、人工合成目的基因或PCR合成等。在构建基因表达载体的过程中，用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶。图中的受体细胞是细菌，故用转化法导入表达载体，导入后，需检验和筛选。从图中可以看出，最终是通过对照实验来检验转基因细菌对土壤中残留农药的分解能力。答案(1)从基因文库中获取人工合成目的基因或PCR合成耐热的DNA聚合酶限制酶和DNA连接酶(2)转化法氯化钙溶液(3)红霉素抗性基因红霉素(4)油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解,【归纳提炼】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有：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，(需要，不需要)模板。人工合成法：以为模板，在作用下人工合成。利用技术获得。,直接分离,较小,DNA合成仪,不需要,RNA,逆转录酶,PCR,2将目的基因导入受体细胞,原核细胞或酵母菌,受精卵,受精卵、体细胞,受体细胞,感受态细胞法(用Ca处理),显微注射技术,农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法,常用方法,微生物细胞,动物细胞,植物细胞,3.目的基因的检测和表达,DNA分子杂交,核酸分子杂交,抗原抗体杂交,4重组DNA分子的构建(1)重组DNA分子的构建过程,限制性核,酸内切酶,两,DNA连接酶,(2)从“基因表达”层面理解基因表达载体的必需元件重组DNA分子的组成：目的基因启动子终止子标记基因复制原点。启动子和终止子：启动子是RNA聚合酶结合位点，启动转录；终止子是终止转录的位点。插入的目的基因只是结构基因部分，其表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入部位前需要有启动子，后需要有终止子。,【应用1】(2013浙江十校联考)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点，下列叙述错误的是(),A.图1所示的质粒分子经Sma切割后，含2个游离的磷酸基团B对图中质粒进行改造，插入的Sma酶切位点越多，质粒的热稳定性越高C用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，可使用Sma切割D构建重组质粒时，要使用DNA连接酶,C,解析图中显示目的基因和质粒的抗生素抗性基因恰好位于Sma限制酶的识别序列中，若使用Sma切割则会破坏目的基因和标记基因。,必考点二克隆技术【典例2】(2013义乌模拟)图示细胞融合技术的一些过程，请回答下列问题。(1)由A、B两种细胞人工融合成C细胞的过程，包括_和_两方面，D细胞称为_细胞。,(2)若A、B细胞为植物细胞，那么这样的细胞已经用酶降解脱掉_。这种酶可能是_酶，由此生成的A和B细胞称为_。,(3)若A细胞为骨髓瘤细胞，B细胞为淋巴细胞，那么D细胞称为_细胞，由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程，称为_过程。这种细胞既能无限繁殖，又能产生_。(4)若A为人细胞，B为鼠细胞，并分别用荧火染料标记细胞膜上的蛋白质，在C细胞时，细胞一半发红色荧光，一半发绿色荧光。到D细胞阶段，两种颜色的荧光均匀分布，其原因是_。,膜融合,核融合,杂种,细胞壁,纤维素酶和果胶,原生质体,杂交瘤,克隆,单一抗体,细胞膜具有流动性,解析(1)细胞融合应包括膜融合与核融合两方面，D细胞应为杂种细胞。(2)若A、B为植物细胞，则已用纤维素酶和果胶酶脱掉了细胞壁，称为原生质体。(3)若A、B分别为骨髓瘤和B淋巴细胞则D为杂交瘤细胞，D细胞经克隆培养可产生单克隆抗体。(4)由于细胞膜具流动性，故人鼠细胞的荧光标记会“混杂”。答案(1)膜融合核融合杂种(2)细胞壁纤维素酶和果胶原生质体(3)杂交瘤克隆单一抗体(4)细胞膜具有流动性,【归纳提炼】1植物组织培养与动物细胞培养的比较,全能性,增殖,固体,液体,植物激素,动物血清,续表,无菌,温度,pH,2.细胞工程的几个过程流程图比较,【特别提醒】影响植物细胞再分化的因素(1)外植体的遗传特征、取材的位置都会影响愈伤组织的再分化能力。(2)培养基的成分和物理性质都会对器官的发生有一定的影响，但起决定作用的是植物激素，特别是生长素和细胞分裂素的配比。(3)培养环境中的光照和温度也会影响愈伤组织的分化能力。,【应用2】(2013绍兴二次模拟)下列有关动、植物克隆技术的叙述错误的是()A离体的植物组织块放在液体培养基中进行培养后获得愈伤组织B细胞株一般具有恒定的染色体组型C几乎所有的植物体组织细胞经诱导可再生出新植株D在培养基中加入适量的滋养细胞可提高动物细胞克隆的形成率解析植物组织培养所用培养基为“固体培养基”。答案A,A,【应用3】(2013浙江名校联盟二