高考生物复习专题十现代生物科技专题考点29基因工程蛋白质工程和细胞工程.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,考点,29,基因工程、蛋白质工程和细胞工程,第一篇,专题十当代生物科技专题,第1页,直击考纲,1.,基因工程诞生,(A),。,2.,基因工程原理及技术,(,含,PCR,技术,)(B),。,3.,基因工程应用,(B),。,4.,蛋白质工程,(A),。,5.,植物组织培养,(B),。,6.,动物细胞培养与体细胞克隆,(A),。,7.,细胞融合与单克隆抗体,(B),。,8.,动物胚胎发育基本过程,(A),。,9.,胚胎工程理论基础,(A),。,10.,胚胎干细胞移植,(A),。,11.,胚胎工程应用,(B),。,12.,转基因生物安全性,(A),。,13.,生物武器对人类威胁,(A),。,14.,生物技术中伦理问题,(A),。,15.,生态工程原理,(A),。,16.,生态工程实例及应用,(B),。,第2页,静悟提要,第3页,1.,基因工程常考,3,种基本工具,(1),限制性核酸内切酶：识别双链,DNA,分子某种特定核苷酸序列，并在特定位点上切割,DNA,分子。,(2)DNA,连接酶：,E,coli,DNA,连接酶只能连接黏性末端；,T,4,DNA,连接酶能连接黏性末端和平末端。,(3),载体：,能在宿主细胞内稳定存在并大量复制。,有一个至多个限制酶切割位点，供外源,DNA,片段,(,基因,)插入其中。,含有特殊标识基因,方便对含目标基因受体细胞进行判定和选择。,关键点拨,第4页,2.,基因工程,4,大操作程序,(1),目标基因获取：,从基因文库中获取。,利用,PCR,技术扩增：,a.,原理：,DNA,双链复制。,b.,条件：模板,DNA,、引物、游离脱氧核苷酸、热稳定,DNA,聚合酶。,用化学方法直接人工合成。,第5页,(2),基因表示载体构建,基因表示载体模式图,第6页,基因表示载体构建过程,第7页,(3),将目标基因导入受体细胞,导入植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法。,导入动物细胞：显微注射技术。,导入微生物细胞：感受态细胞法,(,用,Ca,2,处理,),。,4),目标基因检测与判定,插入检测：,DNA,分子杂交技术。,转录检测：,DNARNA,分子杂交技术。,翻译检测：抗原,抗体杂交。,个体水平检测：抗性接种试验。,第8页,3.,图解记忆蛋白质工程,第9页,4.,比较记忆植物组织培养与动物细胞培养,项目,植物组织培养,动物细胞培养,取材,植物幼嫩部位,动物胚胎或出生很快幼龄动物器官或组织,过程,第10页,结果,取得植株个体，能够表示全能性,新细胞，不形成个体，不表示全能性,条件,无菌；,营养；,适宜条件,无菌、无毒；,营养、血清等；,温度和,pH,；,气体环境：,O,2,、,CO,2,第11页,5.,植物体细胞杂交与单克隆抗体制备过程比较,步骤植物体细胞杂交过程,单克隆抗体制备过程,第一步,原生质体制备(酶解法),正常小鼠免疫处理,第二步,原生质体融合,(,物理、化学法,),动物细胞融合,(,物理、化学、生物方法,),第三步,杂种植株筛选与培养,杂交瘤细胞筛选与培养,第四步,杂种植株诱导与判定,单克隆抗体提纯,相同点,两种技术伎俩培养过程中都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称为克隆，都不包括减数分裂；均为无菌操作，需要适宜温度、pH等条件,第12页,(1),诱导融合方法分别有哪些？融合细胞类型有哪几个,(,仅考虑两两融合细胞,)?,提醒,诱导植物体细胞原生质体融合方法主要有离心、振动、电激或用聚乙二醇,(PEG),作为诱导剂。,动物细胞融合惯用诱导原因有聚乙二醇,(PEG),、灭活病毒,(,诱导动物细胞融合特有原因,),、电激等。,融合细胞类型：前者,AA,、,BB,、,AB,。后者,瘤瘤、,B,瘤、,BB,。,第13页,(2),各自原理分别有哪些？,提醒,前者有细胞膜流动性和植物细胞全能性，后者有细胞膜流动性和细胞增殖。,第14页,6.,掌握克隆动物培育流程,第15页,7.,理清单克隆抗体制备过程,第16页,题组特训,题组一基因工程和蛋白质工程,1.(,南通、泰州联考,),乙型脑炎和伪狂犬病是猪两种常见传染病。如图是利用基因工程技术生产能同时预防这两种病疫苗流程图，其中,PrM,为乙型脑炎特异性抗原基因，,PK,、,gG,、,gD,为伪狂犬病主要抗原基因，,TK,为伪狂犬病毒性基因，,1,2,3,4,5,6,pgG,为开启子，,Bam,H,和,Eco,R,为两种限制酶，其识别序列及切割位点分别是,G,GATCC,、,G,AATTC,。请回答以下问题：,第17页,(1),过程,所需酶有,_,和,_,。以下四种引物中适合用于过程,一对引物是,_,。,P1,：,5,TTGGATCCATGGAAGGCTCAATCATGTG 3,P2,：,5,CACAAGCTTAGATGACGTATCCAAGGAG 3,P3,：,5,TACGGTACCTTAGGGGTTAAGTGGG 3,P4,：,5,GCGAATTCTAACTGTAAGCCGGAGCG 3,反,(,逆,),转录酶,耐高温,DNA,聚合酶,(,或,Taq,酶,),P1,和,P4,答案,解析,1,2,3,4,5,6,第18页,解析,图中过程,表示乙脑病毒,RNA,经反,(,逆,),转录形成对应目标基因，并经过,PCR,技术扩增该目标基因过程，该过程包括逆转录和,PCR,技术，所以需要逆转录酶和耐高温,DNA,聚合酶,(,Taq,酶,),催化。图中目标基因两侧是限制酶,(,Bam,H,和,Eco,R,),识别序列，故应该选择引物是,P1,和,P4,。,1,2,3,4,5,6,第19页,(2),过程,所需酶有,_,。过程,中要用,Ca,2,处理大肠杆菌，其目标是,_,。,限制酶和,DNA,连接酶,使大肠杆菌成为感受态细胞，有利于外源,DNA,导入,答案,解析,解析,图中过程,表示构建基因表示载体，需要工具酶有限制酶和,DNA,连接酶。过程,表示将重组,DNA,导入受体细胞,(,大肠杆菌,),过程，用,Ca,2,处理大肠杆菌使其成为感受态细胞，有利于外源,DNA,导入。,1,2,3,4,5,6,第20页,(3),重组伪狂犬病毒中不带,TK,基因优点是,_,_,。,不具毒性，注射后不会引发,猪患病,答案,解析,解析,TK,为伪狂犬病毒性基因，所以重组伪狂犬病毒中不带,TK,基因优点是不具毒性，注射后不会引发猪患病。,1,2,3,4,5,6,第21页,4),将取得病毒疫苗注射到猪体内，首先病毒中抗原基因在猪细胞中大量表示，诱导猪取得,_,免疫；另首先,_,使得病毒疫苗含有用量小、作用更持久等优点。,体液免疫和细胞,(,或特异性,),病毒在动物体内可增殖并长久保留,答案,解析,解析,将取得病毒疫苗注射到猪体内，首先病毒中抗原基因在猪细胞中大量表示，诱导猪取得特异性免疫,(,体液免疫和细胞免疫,),；另首先因为病毒在动物体内可增殖并长久保留，使得病毒疫苗含有用量小、作用更持久等优点。,1,2,3,4,5,6,第22页,1,2,3,4,5,6,2.(,扬州模拟,),为研究肝癌致病机理，科研工作者利用如图所表示差异杂交法和基因工程获取相关癌基因以作深入研究。请据图回答下列问题：,第23页,(1),图,1,中，,A,过程需要用,_,酶，,D,过程需要回收,_(,填,“,未杂交,”,或,“,杂交分子,”,),含,32,P,cDNA,单链，继而经过人工合成，取得,_,，并用其构建基因文库。,逆转录,未杂交,双链,cDNA,答案,解析,1,2,3,4,5,6,第24页,解析,图,1,中，,A,过程是以,mRNA,为模板经过逆转录合成,cDNA,单链过程，该过程需要用到酶是逆转录酶。因为正常肝细胞总,mRNA,群中不含癌基因,mRNA,，不能与以癌基因,mRNA,为模板合成,cDNA,单链完成份子杂交，所以，要获取癌基因应回收未杂交,cDNA,单链，继而经过人工合成，取得双链,cDNA(,癌基因,),，并用其构建基因文库。,1,2,3,4,5,6,第25页,(2),从图,1,构建基因文库中获取目标基因，普通还需进行人工改造后才能用于基因表示载体构建，改造内容除了在基因两端添加限制酶识别序列外，还需添加,_,，方便其随载体导入受体细胞后，能正常调控表示过程。,开启子和终止子,答案,解析,解析,基因正常表示需要开启子和终止子调控，而人工合成目标基因,(,癌基因,),中不含开启子和终止子，所以在对取得目标基因进行人工改造时需添加开启子和终止子。,1,2,3,4,5,6,第26页,(3),图,2,为改造后目标基因。图,3,为两种质粒，其中,Amp,r,为氨苄青霉素抗性基因，,Tet,r,为四环素抗性基因，,lac,Z,为蓝色显色基因，其表示产物可使底物,X-Gal,呈蓝色。,Eco,R,(0.7 kb),、,Not,(1.2 kb),等为限制酶及其切割位点与复制原点之间距离,(1 kb,1 000,个碱基对,),。,图,3,中能作为载体最理想质粒是,_(,填,“,X,”,或,“,Y,”,),，用选定质粒与图,2,目标基因构建基因表示载体时，应选取限制酶是,_,。为筛选出成功导入目标基因受体细胞，培养基中应适量添加,_,_,。,X,Not,和,X-Gal,四环素,答案,解析,1,2,3,4,5,6,第27页,解析,依据图,2,可知目标基因中间含有,Eco,R,酶切割位点，两端含有,Not,酶切割位点，所以只能用,Not,酶切割目标基因而不能用,Eco,R,酶切割，不然会破坏目标基因。分析质粒,X,和质粒,Y,结构可知，质粒,Y,复制原点中含有,Not,酶切割位点，所以不能用质粒,Y,作为载体。所以，图,3,中能作为载体最理想质粒是,X,，应选取限制酶是,Not,。因为质粒,X,中含有四环素抗性基因,Tet,r,，所以，用含有四环素培养基可筛选出导入了普通质粒,(,不含目标基因,),和重组质粒,(,含目标基因,),受体细胞；因为,Not,酶切会破坏质粒,X,中蓝色显色基因,lac,Z,，所以，用含有,X-Gal,培养基可判别导入是普通质粒还是重组质粒：培养结果呈蓝色说明导入是普通质粒，培养结果不呈蓝色说明导入是重组质粒。总而言之，为筛选出成功导入目标基因受体细胞，培养基中应适量添加四环素和,X-Gal,。,1,2,3,4,5,6,第28页,若用,Eco,R,完全酶切上述,中取得重组质粒，并进行电泳观察，可出现四种长度不一样片段，其长度分别为,1.7 kb,、,5.3 kb,、,_,。,3.1 kb,和,3.9 kb,答案,解析,解析,构建重组质粒时，只使用一个限制酶，则目标基因能够以两种不一样方向连接到质粒,X,被切开切口中。因为目标基因和质粒中均含有,1,个,Eco,R,酶切割位点，所以每种重组质粒中含有2,个,Eco,R,酶切割位点，若用,Eco,R,完全酶切取得每个重组质粒，都将得到,2,种不一样长度,DNA,片段，最终可出现四种长度,DNA,片段，长度分别为,1.7 kb,、,5.3 kb,、,3.1 kb,和,3.9 kb,。,1,2,3,4,5,6,第29页,3.,干扰素是用于治疗病毒感染和癌症免疫活性蛋白质，若人干扰素基因在大肠杆菌内表示，产生抗病毒性较低且保留困难，若将第,17,位半胱氨酸改造为丝氨酸，则生产出干扰素抗病毒性是原来,100,倍，且可在,70,条件下保留六个月，,右,图是构建干扰素工程菌过程示意图。回答以下问题：,1,2,3,4,5,6,第30页,(1),要改变干扰素功效，能够考虑对干扰素,_,进行改造。对干扰素进行改造，也可直接对干扰素基因进行改造，其原因是,_,_,。,氨基酸序列,蛋白质结构由基因决定，基因能够直接遗传；对基因进行改造比对蛋白质改造轻易,答案,解析,解析,依据题干信息，若将第,17,位半胱氨酸改造为丝氨酸，则生产出干扰素抗病毒性是原来,100,倍，且可在,70,条件下保留六个月，所以能够对干扰素氨基酸序列进行改造。对干扰素进行改造，也可直接对干扰素基因进行改造，原因是：蛋白质结构由基因决定，基因能够直接遗传；对基因进行改造比对蛋白质改造轻易。,1,2,3,4,5,6,第31页,(2),过程将,B,导入大肠杆菌，需用,_,对大肠杆菌进行处理，使其处于能,_,生理状态。,Ca,2,吸收周围环境中,DNA,分子,答案,解析,解析,将重组质粒导入大肠杆菌，需用,Ca,2,处理，使大肠杆菌处于一个能吸收周围环境中,DNA,分子生理状态，成为感受态细胞。,1,2,3,4,5,6,第32页,(3),要检测,B,是否导入大肠杆菌，将,过程后大肠杆菌先接种于含,_,培养基上，然后将在该培养基上生长大肠杆菌接种在含,_,培养基上，在前者培养基上能生长而在后者培养基上不能生长是导入,B,工程菌。,氨苄青霉素,四环素,答案,解析,1,2,3,4,5,6,第33页,解析,将目标基因导入受体细胞时，大肠杆菌有三种状态，一是没有导入任何质粒，二是导入普通质粒，三是导入重组质粒。分析图示可知：在构建基因表示载体时，抗四环素基因结构遭到破坏，而抗氨苄青霉素基因结构完好，所以没有导入任何质粒大肠杆菌，不含上述两种抗性基因，在含有氨苄青霉素或四环素培养基中都不能生长；导入普通质粒大肠杆菌含有上述两种抗性基因结构均完好，在含有氨苄青霉素或四环素培养基中都能生长；导入重组质粒大肠杆菌含有抗四环素基因结构遭到破坏，而含有抗氨苄青霉素基因结构完好，因,1,2,3,4,5,6,第34页,此在含有氨苄青霉素培养基中能生长，但在含有四环素培养基中不能生长。可见，将,过程后大肠杆菌进行筛选时，先用含氨苄青霉素培养基进行培养，淘汰没有导入任何质粒大肠杆菌，能生长则是含有普通质粒和重组质粒,(,二者都含抗氨苄青霉素基因,),大肠杆菌；然后将该培养基上生长菌落用,“,盖章,”,方法接种到含四环素培养基上，在含四环素培养基上能生长是含普通质粒大肠杆菌，将两个培养基进行位置对照，在含氨苄青霉素培养基上能生长，而在含四环素培养基上该位置没有菌落出现，则属于导入重组质粒工程菌。,1,2,3,4,5,6,第35页,(4),利用图中工程菌不能生产有活性干扰素，这是因为,_,_,。,大肠杆菌为原,核生物，无内质网和高尔基体，不具备加工干扰素能力,答案,解析,解析,干扰素是分泌蛋白，在核糖体中合成后需要经过内质网和高尔基体加工才含有生物活性，而大肠杆菌是原核生物，无内质网和高尔基体，不具备加工干扰素能力，所以利用图中工程菌不能生产有活性干扰素。,1,2,3,4,5,6,第36页,题组二细胞工程,4.(,无锡期末,),多年生禾本科碱茅属草本植物小花碱茅种子细小，外包被颖壳，研究人员以小花碱茅成熟种子为外植体，对种子脱颖处理，用不一样浓度激素配比诱导愈伤组织形成及分化，成功建立了完整小花碱茅组织培养植株再生体系。以下是部分研究数据，请分析回答：,1,2,3,4,5,6,第37页,处理,激素浓度,(mg/L),愈伤组织诱导率,(%),2,4-D,6-BA,1,3,0,52.12.2,2,5,0,55.22.1,3,3,0.1,42.41.9,4,5,0.1,46.92.0,5,7,0.1,38.6,1.4,6,3,0.3,43.72.8,1,2,3,4,5,6,第38页,(1),诱导小花碱茅愈伤组织最正确激素配比浓度为,_,_,。,5.0 mg/L 2,4-D,、不添,加,6-BA,答案,解析,解析,分析题表可知，处理,2,愈伤组织诱导率最高，所以诱导小花碱茅愈伤组织最正确激素配比浓度为,5.0 mg/L,2,4-D,和不添加,6-BA,。,1,2,3,4,5,6,第39页,(2),诱导形成愈伤组织过程称为,_,，该过程在以,MS,3%,蔗糖,0.7%,琼脂,(pH 7,8),为基本培养基、,25,左右,_,条件下无菌培养，基本培养基中加入蔗糖目标是,_脱分化,避光,提供营养物质，调整渗透压,答案,解析,解析,诱导形成愈伤组织过程称为脱分化，该过程在以,MS,3%,蔗糖,0.7%,琼脂,(pH 7,8),为基本培养基、,25,左右避光条件下无菌培养，基本培养基中加入蔗糖目标是提供营养物质并调整渗透压。,1,2,3,4,5,6,第40页,(3),从下列图分析可知，种子脱颖后，发芽率、污染率改变是,_,_,，种子颖壳影响发芽率可能原因有很多，其中之一是因为颖壳妨碍了种子和,_,接触，从而影响了种子细胞有氧呼吸。,显著提升，污染率降低,种子发芽率,培养基、,O,2,答案,解析,解析,分析柱状图可知，种子脱颖后，发芽率显著提升、污染率降低。种子颖壳影响发芽率可能原因之一是颖壳妨碍了种子和培养基、,O,2,接触，从而影响了种子细胞有氧呼吸。,1,2,3,4,5,6,第41页,(4),对脱颖种子无菌处理方法有,(,多项选择,)_,。,用,70%,酒精处理,20%,次氯酸钠处理,无菌水冲洗,高压蒸汽灭菌,答案,解析,解析,用,70%,酒精或,20%,次氯酸钠处理脱颖种子以及用无菌水冲洗脱颖种子，都能到达对脱颖种子进行消毒目标，,正确；,高压蒸汽灭菌会造成脱颖种子死亡，,错误。,1,2,3,4,5,6,第42页,解析,去核方法有显微操作去核法、梯度离心、紫外光短时间照射及化学物质处理等方法。,5.,美国威斯康星州一个奶牛场有一头奶牛，年产奶量达,30.8 t,，我国奶牛产奶量年平均水平仅为,3,4 t,。某人用该高产奶牛耳朵细胞，采取核移植技术取得高产奶牛,(,如图,),，请据图回答以下问题：,(1),当前完成,方法有,_,、梯度离心、紫外光短时间照射及化学物质处理等。,1,2,3,4,5,6,显微操作去核法,答案,解析,第43页,(2),过程中选择去核卵母细胞作为受体细胞原因是,_,_,。,卵母细胞体积大，易操作，营养物质丰富，且细胞质中含有激发细胞核全能性表示物质,答案,解析,解析,在核移植中惯用去核卵母细胞作为受体细胞，是因为卵母细胞内含有丰富营养物质；体积比较大，轻易操作。,1,2,3,4,5,6,第44页,(3),过程所利用技术是,_,_,，其原理是,_,。,动物细胞培养,(,早,期胚胎培养,),细胞增殖,答案,解析,解析,过程属于动物细胞培养，其原理是细胞增殖。,1,2,3,4,5,6,第45页,(4),该试验成功说明已分化耳朵细胞细胞核中含有与,_,一样全套基因，这种繁殖方式属于,_,。,受精卵,无性繁殖,答案,解析,解析,该试验成功证实了动物细胞核含有全能性，因为细胞核中含有和受精卵一样全套基因。,1,2,3,4,5,6,第46页,(5),若研究发觉该高产奶牛线粒体发达，故它产奶量高，则小牛,d,成年后含有这一优良性状吗？,_,。,你依据是,_,_,。,不含有,线粒体中基因普通经过细胞质传递给后代，而小牛,d,细胞质主要来自于奶牛,a,答案,解析,解析,线粒体位于细胞质中，主要起源于受体细胞，所以小牛,d,没有产奶量高优良性状。,1,2,3,4,5,6,第47页,6.,人绒毛膜促性腺激素,(HCG),是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌一个糖蛋白，制备抗,HCG,单克隆抗体可用于早孕诊疗。下列图是抗,HCG,单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答以下问题：,1,2,3,4,5,6,第48页,(1),制备单克隆抗体过程中要用到,_,和,_,技术。,(2),制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射,HCG,相当于,_,，使小鼠产生分泌对应,_,淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中,_,免疫。,1,2,3,4,5,6,动物细胞培养,动物细胞融合,抗原,抗体,体液,答案,第49页,(3),在细胞内,DNA,合成普通有两条路径，主路径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成,DNA,，而氨基喋呤能够阻断此路径。另一辅助路径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在情况下，经酶催化作用合成,DNA,，而骨髓瘤细胞,DNA,合成没有此辅助路径。,利用,DNA,合成路径不一样特点配制,HAT,培养基含有各种成份，其中添加,_,成份含有筛选杂交瘤细胞作用。,最终筛选取得杂交瘤细胞特点是,_,。,(4),此过程生产单克隆抗体能够与,_,特异性结合，从而诊疗早孕。,1,2,3,4,5,6,氨基喋呤,能无限增殖并分泌特异性抗体,人绒毛膜促性腺激素,(,或,HCG),答案,第50页,