高中生物选修专题和总结

选修3专题1基因工程,一、基因工程的概念理解1.供体:提供_;2.操作环境:_;3.操作水平:_;4.原理:_;5.受体:表达目的基因;6.本质:性状在_体内表达;7.优点(1)与杂交育种相比:克服了_的障碍。(2)与诱变育种相比:_改造生物遗传性状。,目的基因,体外,分子水平,基因重组,受体,远缘杂交不亲和,定向,二、DNA重组技术的基本工具1.限制性核酸内切酶(简称:_)(1)来源:主要是从_生物中分离纯化出来的。(2)作用:识别特定的_并切开相应两个核苷酸之间的_。(3)结果:产生_或平末端。2.DNA连接酶(1)种类:按来源可分为EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶。(2)作用:在两个核苷酸之间形成磷酸二酯键以连接_。,限制酶,原核,核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,两段DNA片,段,3.载体(1)种类:_、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。能自我复制(2)质粒特点有一个至多个_有特殊的_,质粒,限制酶切割位点,标记基因,三、基因工程的基本操作程序1.目的基因的获取(1)目的基因:主要是指编码蛋白质的_。(2)获取方法:从_中获取目的基因利用_扩增目的基因通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成,基因,基因文库,PCR技术,2.基因表达载体的构建基因工程的核心(1)基因表达载体的组成:_、启动子、终止子、_。启动子:a.位置:位于_。b.作用:是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因_,最终获得所需要的蛋白质。终止子:a.位置:位于基因的尾端。b.作用:使_在所需要的地方停止下来。,目的基因,标记,基因,基因的首端,转录出mRNA,转录,(2)构建目的:使目的基因在_中稳定存在,并且可以遗传给下一代;使_能够表达和发挥作用。,受体细胞,目的基因,3.将目的基因导入受体细胞(1)转化:目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持_的过程。(2)常用方法(连线):,稳,定和表达,4.目的基因的检测与鉴定,目的基因是否转录,抗原-抗体杂交技术,目的基因是否表达,分子,四、基因工程的应用1.转基因植物植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、_和抗盐碱等),以及改良_和利用植物_等方面。2.转基因动物动物基因工程在动物品种改良、建立_、器官移植等方面显示了广阔的应用前景。,抗干旱,农作物的品,质,生产药物,生物反应器,除利用乳腺、膀胱等生物反应器外,人们还可以利用、等方法来生产药品,而传统生产药品是_中提取的,存在的缺点是。,由于受操作条件相对较苛刻等的限制,价格十分昂贵,工程菌培养,动物细胞培养,直接从生物组织、细胞或血液,3.基因工程药物(1)来源:转基因的_。(2)成果:细胞因子、抗体、疫苗、激素等。(3)作用:用来预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、_、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。4.基因治疗(1)方法:把_导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能。(2)效果:治疗_的最有效的手段。(3)分类:_和体外基因治疗。,工程菌,遗传病,正常基因,遗传病,体内基因治疗,五、蛋白质工程1.概念理解(1)基础:蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。(2)操作:_或基因合成。(3)结果:改造了现有蛋白质或制造出_。(4)目的:满足人类的生产和生活的需求。2.操作过程从预期的_出发设计预期的_推测应有的_找到相对应的_(基因)基因表达产生需要的蛋白质。,基因修饰,新的蛋白质,蛋白质功能,蛋白质结构,氨基酸序列,脱氧核苷酸序列,1.限制酶只能用于切割目的基因。()【分析】限制酶既能用于切割目的基因,也能用于切割载体。2.DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。()【分析】DNA连接酶连接的是两个双链DNA片段之间的磷酸二酯键。,3.EcoliDNA连接酶既可以连接平末端,又可以连接黏性末端。()【分析】EcoliDNA连接酶只能将双链DNA片段的黏性末端连接起来,不能将双链DNA片段的平末端进行连接。4.质粒是小型环状DNA分子,是基因工程常用的载体。()【分析】质粒是具有复制能力的很小的双链环状DNA分子,是基因工程常用的载体。,5.载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中,使之稳定存在并表达。()【分析】基因工程中利用载体将目的基因导入受体细胞中并使之稳定存在并表达。6.蛋白质工程可按照人的意愿生产出自然界中不存在的蛋白质。()【分析】蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生理功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要。,7.蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程。()【分析】蛋白质工程包含多学科的综合科技工程领域,但它是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程。,考点一基因工程的工具1.限制酶和DNA连接酶的关系,(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。(2)限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。(3)限制酶是一类酶,而不是一种酶。(4)DNA连接酶起作用时,不需要模板。,2.作为载体的条件,【拓展延伸】与DNA有关的五种酶的比较,【典例1】(2012江苏高考)图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列,图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp、BamH、Mbo、Sma4种限制性核酸内切酶,它们识别的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题:,(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由连接。(2)若用限制酶Sma完全切割图1中DNA片段,产生的末端是_末端,其产物长度为。(3)若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换,那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段,用限制酶Sma完全切割,产物中共有种不同长度的DNA片段。,(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接,形成重组质粒,那么应选用的限制酶是。在导入重组质粒后,为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌,一般需要用添加_的培养基进行培养。经检测,部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达,其最可能的原因是。,【解析】(1)两条脱氧核苷酸链之间的碱基通过氢键相连,一条脱氧核苷酸链中相邻的碱基通过脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖连接。(2)根据限制酶Sma识别的碱基序列可知,限制酶Sma切割产生的末端为平末端。在图1序列中共有2个Sma的切割位点,切割后形成3种不同长度的产物,分别为537bp、790bp、661bp。(3)图1中有Sma的两个识别序列,完全切割后产生3个不同长度的DNA片段,若虚框中的碱基被T-A替换,则产生2个DNA片段,其中1个DNA片段与上次切割的相同,因此经完全切割后共产生4种不同长度的DNA片段。,(4)切割目的基因可选用限制酶BamH和限制酶Mbo,但限制酶Mbo可将质粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因都破坏,而限制酶BamH只破坏抗生素A抗性基因,因此只能选用限制酶BamH;重组质粒中含有抗生素B抗性基因,因此可在含抗生素B的培养基上培养。答案:(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平537bp、790bp、661bp(3)4(4)BamH抗生素B同种限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因D与质粒反向连接,考点二基因工程的基本操作程序和应用1.基因工程的基本操作程序(1)目的基因的获取:直接分离人工化学合成:适用于分子较小的基因。,从基因文库中获取利用PCR技术扩增,(3)将目的基因导入受体细胞:,2.基因工程的应用(1)乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较:,(2)基因治疗与基因诊断:,【特别提示】(1)限制酶剪切目的基因与质粒的次数不同:获取一个目的基因需限制酶剪切2次,共产生4个黏性末端或平末端,切割质粒则只需要限制酶剪切1次,因为质粒是环状DNA分子,而目的基因在DNA分子链上。(2)目的基因的插入位点不是随意的:基因表达需要启动子与终止子的调控,所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。,(3)基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体细胞)没有碱基互补配对现象:第一步存在逆转录法获得DNA,第二步存在黏性末端连接现象,第四步存在检测分子水平杂交。(4)并非所有个体都可作为乳腺生物反应器:操作成功的应该是雌性个体,个体本身的繁殖速度较高,泌乳量、蛋白含量等都是应该考虑的因素。,【典例2】(2013靖江模拟)许多大肠杆菌的质粒上含有lacZ基因,其编码的产物-半乳糖苷酶在X-gal和IPTG存在下,可以产生蓝色沉淀,使菌落呈现蓝色,否则菌落呈现白色。基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞,过程如图所示。请据图回答:,(1)基因工程中,构建基因表达载体的目的是。(2)限制酶EcoR的识别序列和切割位点是-GAATTC-,Sma的识别序列和切割位点是-CCCGGG-。图中目的基因被切割下来和质粒连接之前,需在目的基因的右侧连接相应的末端,连接的末端序列是,连接过程中需要的基本工具是。(3)转化过程中,大肠杆菌应先用处理,使其处于能吸收周围DNA的状态。(4)菌落颜色为白色的是,原因是。(5)菌落中的目的基因是否表达,可采用的检测办法是。,使目的基因在受体细胞中稳定存在,能遗传给后代,并表达和发挥作用,-TTAA,DNA连接酶,Ca2+,菌落,lacZ标记基因区插入外源基因后被破坏,不能表达出-半乳糖苷酶,故菌落为白色,抗原-抗体杂交,(3)考查目的基因的检测和表达:用DNA分子杂交技术检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因;用分子杂交技术检测目的基因是否转录出了mRNA,即用标记的目的基因作探针与mRNA杂交;用抗原-抗体杂交技术检测目的基因是否翻译成蛋白质,即从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原-抗体杂交,有时还需进行个体生物学水平的鉴定,通过生物性状表达与否来检测基因工程的成功与否。,(4)乳腺生物反应器和膀胱生物反应器是转基因动物生产药物的新方法,传统生产多以微生物发酵工程或动物细胞工程为主要方法,但由于受操作条件相对较苛刻等的限制,所以价格较高。答案:(1)启动子标记基因终止子(2)受精卵发育的全能性最容易表达(3)分子杂交个体生物学水平鉴定DNA分子杂交抗原抗体杂交(答对任意两种即可)(4)工程菌培养动物细胞培养直接从生物组织、细胞或血液由于受操作条件相对较苛刻等的限制,价格十分昂贵,【拓展延伸】蛋白质组计划和人类基因组计划的比较,【典例3】现代生物技术并不是各自独立的,而是相互联系、相互渗透的。如图表示利用乳腺生物反应器生产某种动物蛋白的流程示意图,请分析回答:,(1)该生产流程中应用到的现代生物技术有、。(写出其中两种)(2)图中A、B分别表示、。(3)为提高培育成功率,进行过程之前,对早期胚胎的处理是取其部分细胞用目的基因探针进行检测,对受体动物的处理是用进行同期发情处理。(4)蛋白质工程中,要对蛋白质结构进行设计改造,必须通过基因修饰或基因合成来完成,而不直接改造蛋白质,原因是。,【解析】(1)由图分析知该生产流程中应用到的现代生物技术有蛋白质工程、基因工程、胚胎移植技术等。(2)图中A、B分别表示推测应有的氨基酸序列、基因表达载体。(3)为提高培育成功率,进行过程之前,对早期胚胎的处理是取其部分细胞用目的基因探针进行DNA分子杂交,对受体动物的处理是用促性腺激素进行同期发情处理。,(4)由于改造后的基因能够遗传(且改造基因易于操作),因此蛋白质工程中,要对蛋白质结构进行设计改造,必须通过基因修饰或基因合成来完成,而不直接改造蛋白质。答案:(1)蛋白质工程基因工程胚胎移植技术(任写两种)(2)推测应有的氨基酸序列基因表达载体(3)DNA(核酸)分子杂交促性腺激素(4)改造后的基因能够遗传(且改造基因易于操作),【变式训练】胰岛素可以用于治疗糖尿病,但是胰岛素被注射到人体后,会堆积在皮下,要经过较长的时间才能进入血液,而进入血液的胰岛素又容易分解,因此,治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程,请据图回答有关问题:,(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键,图中构建新的胰岛素模型的主要依据是。(2)通过DNA合成形成的新基因应与结合后转移到_中才能得到准确表达。(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素,需用到的生物工程有、和发酵工程。(4)图中从新胰岛素模型到新的胰岛素基因合成的基本思路是什么?。,【解析】(1)蛋白质工程首先要根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行分子设计,因此,图中构建新的胰岛素模型的主要依据是预期胰岛素的功能,即速效胰岛素的功能。(2)合成的目的基因应与载体结合,构建基因表达载体后导入受体细胞中才能表达。(3)利用蛋白质工程生产速效胰岛素,需合成新的胰岛素基因,改造好的目的基因需要通过基因工程转入受体细胞,并在生产中要借助工程菌,所以还需要发酵过程,因此,此过程涉及蛋白质工程、基因工程和发酵工程。,(4)由新的蛋白质模型到构建新的基因,其基本思路是:根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列,推测出其基因中的脱氧核苷酸序列,然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因。答案:(1)预期胰岛素的功能(2)载体受体细胞(3)蛋白质工程基因工程(4)根据新的胰岛素模型中氨基酸的序列,推测出其基因中的脱氧核苷酸序列,然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因,1.(2012新课标全国卷)根据基因工程的有关知识,回答下列问题:(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有和。,(2)质粒载体用EcoR切割后产生的片段如下:AATTCGGCTTAA为使载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外,还可用另一种限制性核酸内切酶切割,该酶必须具有的特点是。(3)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即DNA连接酶和DNA连接酶。,(4)反转录作用的模板是,产物是。若要在体外获得大量反转录产物,常采用技术。(5)基因工程中除质粒外,和也可作为载体。(6)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是。,【解题指南】解答本题需掌握以下关键点:(1)限制性核酸内切酶的作用和特点。(2)DNA连接酶的种类。(3)载体的类型。(4)受体细胞的选择原理。,【解析】(1)当限制性核酸内切酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是黏性末端,而当限制性核酸内切酶在它识别序列的中心轴线处切开时,产生的是平末端。(2)为使载体与目的基因相连,不同的限制性核酸内切酶应该切出相同的黏性末端。(3)DNA连接酶根据其来源的不同可分为两类,一类是从大肠杆菌中分离得到的,称为EcoliDNA连接酶,另一类是从T4噬菌体中分离出来的,称为T4DNA连接酶。,(4)反转录是指以RNA为模板在逆转录酶的作用下合成DNA的过程,可以在体外短时间内大量扩增DNA的技术叫PCR(聚合酶链式反应)。(5)基因工程中可以作为载体的除质粒外,还有噬菌体的衍生物、动植物病毒等。(6)大肠杆菌细胞有细胞壁和细胞膜,能阻止质粒(外源DNA)等物质的进入,只能通过Ca2+处理细胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞称为感受态细胞)才能作为受体细胞。,答案:(1)黏性末端平末端(2)切割产生的DNA片段末端与EcoR切割产生的相同(3)EcoliT4(4)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)噬菌体的衍生物动植物病毒(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱,2.(2012福建高考)肺细胞中的let-7基因表达减弱,癌基因RAS表达增强,会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达,发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1所示。,请回答:(1)进行过程时,需用酶切开载体以插入let-7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位,以驱动let-7基因转录,该部位称为。,(2)进行过程时,需用酶处理贴附在培养皿壁上的细胞,以利于传代培养。(3)研究发现,let-7基因能影响癌基因RAS的表达,其影响机理如图2所示。据图分析,可从细胞中提取进行分子杂交,以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制,可能是由于细胞中_(RASmRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。,【解题指南】解答本题的关键是:(1)目的基因和载体需用同一种限制性核酸内切酶切割。(2)题干信息“let-7基因导入肺癌细胞实现表达,发现肺癌细胞的增殖受到抑制”,由此推出肺癌细胞增殖受到抑制的原因是let-7基因翻译抑制。,【解析】(1)基因工程中目的基因和载体需要同一种限制性核酸内切酶切割产生相同的黏性末端,使目的基因与载体结合,载体中与RNA聚合酶识别和结合的部位是启动子。(2)原代培养产生的细胞需用胰蛋白酶处理,分散成单个细胞,以利于传代培养。(3)检测目的基因是否转录需提取受体细胞中的RNA进行分子杂交;由图2可知let-7基因翻译抑制则不能产生RAS蛋白,因此RAS蛋白减少,肺癌细胞的增殖就受到抑制。答案:(1)限制性核酸内切(或限制)启动子(2)胰蛋白(3)RNARAS蛋白,3.(2013西安模拟)某质粒上有Sal、Hind、BamH三种限制酶切割位点,同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程如图所示,请回答下列问题:,(1)从基因文库中获得的抗盐基因可用技术进行扩增。将抗盐基因导入烟草细胞内,使烟草植株产生抗盐性状,这种新性状的产生所依据的原理是。(2)如果将抗盐基因直接导入烟草细胞,一般情况下,烟草不会具有抗盐特性,原因是抗盐基因在烟草细胞中不能,也不能。(3)在构建重组质粒时,应选用两种酶对进行切割,以保证重组DNA序列的惟一性。(4)为了确定抗盐烟草培育成功,既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测,又要用的方法从个体水平鉴定烟草植株的耐盐性。,【解析】(1)从基因文库中获得的抗盐基因可用PCR技术进行扩增。依据基因重组的原理将抗盐基因导入烟草细胞内,使烟草植株产生抗盐性状。(2)由于单独的抗盐基因在烟草细胞中不能复制,也不能合成抗盐基因的mRNA,因此如果将抗盐基因直接导入烟草细胞,一般情况下,烟草不会具有抗盐特性。,(3)在构建重组质粒时,为了保证重组DNA序列的惟一性,据图分析知应选用Sal和Hind两种酶对质粒和抗盐基因的DNA进行切割,因为质粒和抗盐基因的DNA均含有这两种酶的切割位点,可以形成相同的黏性末端。(4)为了确定抗盐烟草培育成功,既要用放射性同位素标记的抗盐基因作探针进行分子杂交检测,又要用一定浓度的盐水浇灌(移栽到盐碱地中)的方法从个体水平鉴定烟草植株的耐盐性。,答案:(1)PCR基因重组(2)复制合成抗盐基因的mRNA(3)Sal和Hind质粒和抗盐基因的DNA(4)抗盐基因一定浓度的盐水浇灌(移栽到盐碱地中),4.凝乳酶能将牛奶凝固成奶酪,传统上凝乳酶只能从小牛的胃中提取,价格昂贵。1990年,某公司生产出了食品产业所需的第一个基因工程产品CHY-MAX牌凝乳酶,其化学组成与从小牛体内提取的完全相同,但其更加物美价廉。生产过程如图,据图回答问题:,(1)基因工程的操作程序主要包括四个步骤,其核心是图中过程(填序号),在该过程中主要使用的工具酶是_。(2)过程中理想的受体细胞是大肠杆菌,该类生物具有的特点是,要想把重组质粒导入大肠杆菌,首先必须用处理大肠杆菌,使其转化为细胞,然后将重组质粒和大肠杆菌在缓冲液中混合培养完成转化过程。(3)过程将小牛凝乳酶基因转入大肠杆菌后,能够准确表达的主要原因是。,【解析】(1)基因工程操作程序的核心是基因表达载体的构建,即图中的过程,在该过程中使用的工具酶是限制性核酸内切酶(或限制酶)和DNA连接酶。(2)大肠杆菌具有繁殖快、遗传物质相对较少、单细胞等特点,要想把重组质粒导入大肠杆菌,首先必须用Ca2+处理大肠杆菌,使其转化为感受态细胞,然后完成转化过程。(3)由于所有生物共用一套遗传密码,所以过程将小牛凝乳酶基因转入大肠杆菌后,能够准确表达。,答案:(1)限制性核酸内切酶(或限制酶)和DNA连接酶(2)繁殖快、遗传物质相对较少、单细胞Ca2+感受态(3)所有生物共用一套遗传密码,5.(能力挑战题)(2013盐城模拟)我国基因工程药物的研制和生产发展迅猛,如图是利用基因工程方法生产重组人生长激素的示意图。图中质粒表示基因工程中经常选用的载体pBR322质粒,Ampr表示青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因。据图回答下列问题(限制酶Pst、EcoR和Hind切割形成的末端均不相同):,(1)过程所必需的酶是,过程所必需的酶是。过程中为提高成功率,常用溶液处理大肠杆菌。(2)如果用限制酶Pst、EcoR和Hind对质粒pBR322进行切割,用1种酶、2种酶和3种酶分别切割时,则形成的DNA片段共种,其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段的比例是。,(3)如果只用限制酶Pst切割目的基因和质粒pBR322,完成过程后,将三角瓶内的大肠杆菌(不含Ampr、Tetr抗性质粒)先接种到甲培养基上,形成菌落后用无菌牙签挑取甲上的单个菌落,分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置上,一段时间后,菌落的生长状况如图所示。接种到甲培养基上的目的是筛选的大肠杆菌,含有目的基因的大肠杆菌在乙、丙培养基上的存活状态是。,【解析】(1)过程是以RNA为模板合成DNA,此过程是逆转录,需要逆转录酶。过程是形成重组质粒的过程,需要DNA连接酶。过程是将目的基因导入受体细胞,要提高成功率常用CaCl2溶液处理大肠杆菌。(2)用1种酶切割时会各形成1种DNA片段;用2种酶切割时会有3种组合方式,各形成2种DNA片段;用3种酶同时切割时,会形成3种DNA片段,但与前面重复,因此形成的DNA片段共9种。其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段的比例是1/3。,(3)筛选的目的是获取含四环素抗性基因的大肠杆菌,含有目的基因的大肠杆菌在乙、丙培养基上的存活状态是在丙中存活,在乙中不能存活。答案:(1)逆转录酶DNA连接酶CaCl2(2)91/3(3)含四环素抗性基因在丙中存活,在乙中不能存活,2.细胞工程,一、动物细胞培养动物细胞工程技术的基础1.动物细胞的培养过程,2.培养条件(1)无菌、无毒的环境:对_和所有培养用具进行无菌处理,添加_,定期更换培养液以清除_。(2)营养:除正常的有机和无机营养外,加入_等一些天然成分。(3)适宜的温度和pH:温度为_(哺乳动物),pH为_。(4)气体环境:含95%空气加_的混合气体,其中后者的作用是_。3.应用生物制品的生产、检测_、医学研究。,培养液,抗生素,代谢产物,血清、血浆,36.50.5,7.27.4,5%CO2,维持培养液的pH,有毒物质,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物1.动物体细胞核移植技术的过程,胚胎移植,细胞培养,去核,重组细胞,供体,2.原理:_3.结果:_4.应用(1)加速家畜_进程,促进优良畜群繁育。(2)保护_。(3)生产医用蛋白。(4)作为异种移植的_。(5)用于组织器官的_。,动物体细胞核具有全能性,产生新个体,遗传改良,濒危物种,供体,移植,三、动物细胞融合与单克隆抗体1.动物细胞融合(1)原理:_。(2)融合方法:聚乙二醇(PEG)、_、电激等。(3)意义:突破了_的局限,使_成为可能,也为制造_开辟了新途径。,细胞膜的流动性,灭活的病毒,有性杂交方法,远缘杂交,单克隆抗体,2.单克隆抗体(1)制备过程:,能产生所需,杂交瘤细胞,抗体,(2)优点:特异性强、_,可大量制备。(3)用途:作为_;用于治疗疾病和_。,灵敏度高,诊断试剂,运载药物,1.培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。()【分析】由于接触抑制,动物细胞培养时只能形成单层细胞。2.二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的。()【分析】二倍体细胞的传代培养次数通常是有限的,只有少数细胞遗传物质发生改变,才能无限增殖。3.动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育。()【分析】目的基因导入受体细胞后需通过动物细胞培养技术获得早期胚胎,才能进一步培育成转基因动物。,4.哺乳动物细胞体外培养时乳腺癌细胞易于乳腺细胞;胚胎细胞易于脂肪细胞。()【分析】哺乳动物的乳腺细胞和脂肪细胞都是高度分化的细胞,体外培养难度大。乳腺癌细胞能够无限增殖,容易进行体外培养;胚胎细胞具有很强的分裂增殖能力,容易进行体外培养。5.动物细胞核移植的受体细胞是卵细胞。()【分析】动物细胞核移植的受体细胞是去核的卵母细胞。6.克隆动物的性状与供体动物完全相同。()【分析】克隆动物的性状主要由提供细胞核的供体动物决定,但由细胞质基因决定的性状则由受体细胞决定。,考点一植物组织培养、动物细胞培养和细胞核移植比较,【特别提示】(1)植物组织培养和动物细胞培养过程都存在细胞的培养过程,但植物细胞可以先分裂再分化,而动物细胞不分化只分裂。(2)克隆动物的起点是经过核移植后形成的重组细胞,其遗传物质主要来自供体,因此形成的个体性状主要同供体,但也有部分性状同受体。,【典例1】科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶牛,如果要加速转基因奶牛的繁育,可以对此转基因奶牛进行克隆(如图所示)。请结合图示回答下列问题:,(1)在进行细胞培养时,要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分散处理,形成单个细胞,这个过程中需要利用_酶处理。(2)用于核移植的供体细胞,一般都选用传代10代以内的细胞,原因是。(3)在进行原代培养时,细胞增殖的方式是,此外,细胞增殖还表现出和接触抑制等特点。,(4)将进行培养的供体细胞注入去核的卵母细胞中,去除卵母细胞细胞核的目的是。(5)将重组细胞在培养液中培养成的重组胚胎移入受体母牛后,该母牛就会生出与供体奶牛遗传物质相同的牛犊,但也不是100%地复制,原因最可能是。(6)上述动物细胞工程中涉及的技术有。转基因奶牛的克隆成功,说明了动物的具有全能性。,【解析】(1)实践中常用胰蛋白酶处理动物组织细胞使其分离开来。(2)传代10代以内的细胞代谢旺盛、分裂能力强,遗传物质没有发生改变,适于作为核移植的供体细胞。(3)在进行原代培养时,细胞以有丝分裂的方式进行增殖,同时表现出贴壁生长和接触抑制的现象。(4)去除卵母细胞细胞核的目的是使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞。,(5)生物的性状是细胞核基因和细胞质基因共同作用的结果,同时,生物的性状还受环境因素的影响,因此,克隆动物不可能是供体奶牛100%的复制品。(6)该克隆动物的培育过程中涉及核移植、细胞培养和胚胎移植等技术,说明了高度分化的哺乳动物体细胞的细胞核仍具有全能性。,答案:(1)胰蛋白(2)该种细胞代谢旺盛、分裂能力强,且遗传物质没有发生改变(3)有丝分裂贴壁生长(4)使克隆出的动物个体的遗传物质几乎全部来自供体细胞(5)生物的性状受细胞核基因和细胞质基因共同控制;生物的性状还受环境因素的影响(6)核移植、细胞培养、胚胎移植技术体细胞的细胞核,考点二动物细胞融合与单克隆抗体1.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较,2.单克隆抗体的制备(1)取相应B淋巴细胞前必须先注射相应抗原蛋白,否则不能获得单克隆抗体。(2)细胞融合后需经二次筛选:第一次:在特定的选择性培养基上,未融合的亲本细胞(B淋巴细胞和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞(BB融合细胞、瘤瘤融合细胞)都会死亡,只有融合的杂交细胞(杂交瘤细胞)才能生长。这种杂交细胞的特点是既能迅速大量繁殖,又能产生单一的特异性抗体。,第二次:经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞(很多种杂交瘤细胞),需经克隆化培养和抗体检测,经筛选后才可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。,【特别提醒】(1)植物体细胞杂交与动物细胞融合中酶的作用对象不同,纤维素酶和果胶酶作用于细胞壁,而胰蛋白酶等作用于细胞间的蛋白质。(2)灭活的病毒保持了其抗原性,但毒性消失。(3)植物杂交细胞在激素诱导下能表达出全能性,但动物杂交细胞的全能性不能表达。,【典例2】科学家已分离出H1N1病毒(一种RNA病毒)。某制药厂根据下面流程图生产预防和治疗甲流的抗体,请据图回答有关问题:,(1)若A细胞是小鼠骨髓瘤细胞,则B细胞是取自感染病毒的人体内的细胞,促进d过程的常用诱导剂是。(2)假设仅考虑某两个细胞的融合,则可形成种类型的C细胞,因此需用培养基筛选出_(填特点)的D细胞用于培养。D细胞的名称是。(3)理论上,注射了该抗体的人群不能长期对甲流免疫,试分析原因:。(4)不同种动物的体细胞融合,相比诱变育种和杂交育种方法,具有等突出的特点。(5)请说明单克隆抗体的主要作用:。,【解析】(1)由于本题的目的是制备用于预防和治疗甲流的单克隆抗体,所以B细胞只能是取自感染H1N1病毒的动物或人体内的B淋巴细胞,经诱导剂聚乙二醇(PEG)或灭活的病毒等诱导融合,得到的杂交瘤细胞才能用于生产预防和治疗甲流的单克隆抗体。(2)仅考虑两个细胞的融合,则可形成A细胞A细胞、B细胞B细胞、A细胞B细胞3种类型的C细胞,为了从中筛选出A细胞B细胞,必须用特定的选择培养基进行筛选,筛选出的D细胞(杂交瘤细胞)既能无限增殖又能产生特异性抗体。,(3)因为单链R