新课标广西高考生物二轮复习专题六生物工程与技术鸭第15讲基因工程与细胞工程课件

1、-2-第十五讲 基因工程与细胞工程（选修3）高考必背一一记一记1限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别特定的碱基序列，并 在特定的位点上进行切割。2 质粒是常用的目的基因的载体,它是一种小型的环状DNA分子， 具有一个至多个限制酶切割位点及标记基因。3. 目的基因的获取有从基因文库中获取和人工合成两类方法。4基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。5.目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法;导入动物细胞常用 显微注射技术;导入微生物细胞常用感受态细胞法。6 植物组织培养需要各种营养成分和植物激素，动物细胞培养需 要各种营养成分及血清、血浆等一些天然成分。7 植物体细胞杂交可用于作物

2、育种，动物细胞融合可用于单克隆 抗体的制备。8 产生单克隆抗体的细胞是杂交瘤细胞，它既能产生单克隆抗体 又能无限增殖。_4 一易混易错一一判一判11转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定必须通过分子检测。（X ）2. 种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核昔酸序列。（V ）3. 每个重组质粒至少含有一个限制性核酸内切酶识别位点。（V ）4. 自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细 菌DNA上，属于基因工程。（X ）5 转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加。（X ）6动物的生长激素基因转入植物后不能表达。（X ）7 产生抗人白细胞介素抗体的杂交瘤细胞的筛选必须通过分*子

3、检测。（V ）8 培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是组织培养。易混易错一一判一判9 去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶 处理。(V)10. 乳腺细胞比乳腺癌细胞更容易进行离体培养。(X)11. 动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体体现了细胞的全能性。(X )12细胞核移植主要在同种动物、同种组织的细胞之间进行。(X )*启动子、终止子、标记基因、酶切位点运载体的四个必备条件【联系：联系n厂I DNA朗操作工具: :I 碎 I;目的基因的获取目的基因iwmwiw iw程序 鷲壷斐要幽丽齐说亏天渤细胞 细胞的方I二二-二-二-；转基因植物I I转苇貝动物:基因工程药物! !基因治疗Y应用操

4、作对象| !可产牛I然界中没有结果:I的基因工程发展蛋白质工程细胞工程联系 目的基因导入与否、转录与否、翻译 与否的检测及个体生物学水平的检测一5_网络梳理一一填一填细胞全能性原理及膜流动性原理 :联系植物细胞工程譽细胞的金能竹：、细胞膜的流动性 技术T蔽爾硏V鬲鬲伍细胞杂交L.rar植物繁殖的新途径 四纠f培育作物新品种细胞产物的工厂化生产OBBOB动物细胞工程麟细胞碍细胞增姑理获得新细胞，不形成个体 碍劫物细血孩的全能性 警殛:脱分化、I 再分化及 ;联系不同类植 :i物激索的 :配比与使I 用次序I時疥动物细胞 壓矣培养的条 :件（pH、! 气体、血 :清等）II：靈丞胚胎移植动物细胞慰

5、合聲细胞膜的流动性I越物理法、化学法、生物法 I 单克隆抗 舉步哲鬲施诙胡壬原匸体的制备鶴靜应簸葯E淋巨细施麺骨髓瘤细胞I 也罷丄产生专TK体的杂交瘤细胞 :联系浆细胞与抗体联系！两次筛选的目的与方法一 6一考点1高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结基因工程及转基因技术的安全性1. (2018全国I理综,38)回答下列问题。博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与 质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了(答出两点即可)。(2) 体外重组的质粒可通过Ca2+参与的方法导入大肠杆菌细胞;而体外重组的噬菌体DNA通常需与

6、组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导 入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体 宿主细胞的是O(3) 真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用 的大肠杆菌作为受体细胞。在蛋白质纯化的 过程中应添加的抑制剂。一8一考点1高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结答案(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞;真核生物基因可在 原核细胞中表达(2) 转化 外壳蛋白(或噬菌体蛋白)细菌(3) 蛋白酶缺陷型蛋白酶解析（1）该实例可以说明很多问题，比如，体外重组的质粒可以进 入受体细胞,真核细胞的基因

7、也可以在原核细胞中表达，真核生物 和原核生物共用同一套密码子，质粒的化学本质是DNA等。（2）目 的基因导入细菌时可以用CQ+处理细菌，从而使目的基因进入受体 细胞。噬菌体由DNA和蛋白质外壳组成,噬菌体属于细菌病毒，即 其宿主细胞为细菌，所以需要将重组噬菌体导入细菌中。（3）为了防 止目的基因所表达的蛋白质被细菌内的蛋白酶所降解，所以要选择 蛋白酶缺陷型大肠杆菌,即不能产生蛋白酶的大肠杆菌作为受体细 胞。同时，在纯化蛋白质的过程中可以加入蛋白酶抑制剂，以降低 蛋白酶的活性。2. （2017全国I理综,38）真核生物基因中通常有内含子，而原核生 物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内

8、含子对应的 RNA序列的机制。已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某 种特定蛋白（简称蛋白A）。回答下列问题。（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受 体细胞却未得到蛋白A,其原因是o（2）若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用作为载体，其原因是o（3）若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有（答出两点即可）等优点。考点1高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结(4) 若要检测基因A是否翻译岀蛋白A,可用的检测物质是 (填“蛋白A的基因”或，蛋白A的抗体”)。(5) 艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA

9、是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导,如果说他们的工作为 基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是o答案(1)基因A有内含子,在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内 含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A(2) 噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕(3) 繁殖快、容易培养(4) 蛋白A的抗体(5) DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体-11-考点1高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结3. (2017全国II理综，38)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几 丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植 物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题

10、。(1) 在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的 mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是(2) 以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是。(3) 若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是(答出两点即可)。(4) 当几丁质酶基因和质粒载体连接时QNA连接酶催化形成的化学键是o(5) 若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因 组中)抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因 是O考点1高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结答案(1)嫩叶组织细胞易

11、破碎防止RNA降解(2) 在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原 则可以合成cDNA(3) 目的基因无复制原点;目的基因无表达所需启动子(4) 磷酸二酯键(5) 目的基因的转录或翻译异常1有关基因工程概念及其工具的8个易错易混点(1) 限制酶是一类酶，而不是一种酶。(2) 限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件, 高温、强酸或强碱均易使之变性失活。(3) 在切割目的基因和载体时尽量使用同一种限制酶，目的是产生 相同的黏性末端。(4) 将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个 黏性末端。(5) 不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同

12、， 同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。(6) 限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以 便进行检测。(7) 基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工 程中的载体是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内;膜载体是 蛋白质，与细胞膜的通透性有关。(8) 基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。-15-考点1高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结2有关基因工程操作过程的4个易错易混点(1) 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启 动子与终止子之间的部位。(2) 目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达 的过程，称为

13、转化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞的基因 组中。(3) 标记基因的作用筛选、检测目的基因是否导入受体细胞, 常见的有抗生素抗性基因、发光基因(表达产物为带颜色的物质) 等。（4）受体细胞常用植物受精卵或体细胞（经组织培养培养成新个 体）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物（大肠杆菌、酵母菌） 细胞等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素等则必须用真核生 物，如酵母菌（需内质网、高尔基体的加工、分泌）;一般不用支原体, 因为它营寄生生活;一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，因为它无 细胞核，不能合成蛋白质。考点1高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结3有关基因工程应用与蛋白质工程的2个易错易混

14、点(1) 基因治疗后,缺陷基因没有改变。基因治疗是把正常基因导入 受体细胞中，以表达正常产物从而治疗疾病,原来细胞中存在缺陷 的基因没有清除或改变。(2) 对蛋白质分子进行改造,其本质是改变其基因组成。如果对蛋 白质直接改造，即使改造成功,被改造的蛋白质分子也无法遗传。-19-考点1高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结题组1考查基因工程操作的基本工具和流程1.(2018全国II理综，38)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发 下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达， 某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的亍末 端,获得了 L1-GFP融合基因(简

15、称为甲)，并将其插入质粒P0,构建了 真核表达载体P1,其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1E4 四种限制酶产生的黏性末端各不相同。启动子L1基因GFP基因终止子tElt t tE2 E3 E4回答下列问题。据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这 两种酶是，使用这两种酶进行酶切是为了保证,也是为了保证O(2) 将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿 色荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了和过程。(3) 为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括:将能够产生 绿色荧光细胞的移入牛的中、体外培 养、胚胎移植等。*(4) 为了检测甲是否存在于克隆牛的

16、不同组织细胞中，某同学用 PCR方法进行鉴定，在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的 (填“mRNA”“总RNA”或“核DNAJ作为PCR模板。考点1答案El和E4甲的完整(2)转录翻译(3) 细胞核 去核卵母细胞(4) 核 DNA-21-高考真题回访 必清错混辨析必做题组集结甲与载体正确连接考点1高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结解析(1)由题意可知,E1E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同, 将甲(L1-GFP)插入质粒时，使用E1和E4两种限制酶进行酶切，既保 证了甲的完整，又防止了甲的自身环化，保证了甲与载体的正确连 接。(2) 将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到

17、了绿 色荧光，则说明该细胞中合成了荧光蛋白，即L1基因在牛皮肤细胞 中完成了遗传信息的转录和翻译。(3)为了获得含有甲的牛，可通过体细胞核移植技术、体外培养和 胚胎移植来实现。(4) 克隆牛的不同组织细胞中的基因选择性表达，转录出的mRNA 不同，总RNA也不同，但不同组织细胞中的核DNA相同，因此检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，用PCR方法进行鉴定时，应以 核DNA作为模板。题组2考查基因工程在生产、科技中的应用2.在体内，人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽 链,此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素 原，进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段C后，

18、产生A、 B两条肽链,再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的胰岛素。 目前，利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答下列问题。(1) 人体内合成前胰岛素原的细胞是，合成胰高血糖素的 细胞是o(2) 可根据胰岛素原的氨基酸序列,设计并合成编码胰岛素原的序列，用该序列与质粒表达载体构建胰岛素 原基因重组表达载体，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能 稳定合成的基因工程菌。(3) 用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时，培养液无抗原抗体 反应,菌体有抗原抗体反应，则用该工程菌进行工业发酵时，应从 中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便可转变 为胰岛素。答案胰岛B细胞胰岛A细胞(2) DNA 胰岛素

19、原(3) 菌体-25-考点2高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结克隆技术及其伦理道德问题1.（2018全国HI理综，38）2018年细胞期刊报道冲国科学家率 先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆 猴“中中”秋C华华”。回答下列问题。“中中”秋哗华”的获得涉及核移植过程，核移植是指O 通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目（填“减半”“加倍或“不变”）。（2）哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度（填“大于”或“小于。体细胞核移植，其原因是O（3）在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个

20、体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目（填“相同”或“不同”），性染色体组合“相同”或环可）。答案（1）将动物的一个细胞核，移入一个已经去掉细胞核的卵母 细胞中不变（2）小于胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易（3）相同不同解析（1）克隆动物过程中涉及的动物细胞工程技术有核移植技术、 胚胎移植技术等,其中核移植技术是指将供体细胞的细胞核移入一 个去核的卵母细胞中，构建重组细胞，使其发育成一个胚胎,将来发 育成一个动物个体。在整个过程中，细胞只进行有丝分裂,细胞中 染色体数目不变。（2）胚胎细胞比体细胞分化程度低,故胚胎细胞核 移植比体细胞核移植成功的难度小。（3

21、）通过核移植获得克隆动物 的过程中，细胞中染色体数目不变。雌、雄动物的常染色体数目相 同，而性染色体组合不同。考点2高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结2.（2016全国II理综，40）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。-27-考点2高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结回答下列问题。(1) 图中A表示正常细胞核，染色体数为加,则其性染色体的组成可为o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

22、物性状不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因是o(4) 与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了O考点2高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结答案(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(4) 动物已分化体细胞的细胞核具有全能性1 辨析有关植物细胞工程的3个易错易混点(1) 植物体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、 基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。(2) 利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到 愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。(3) 人工种子发育初期需要的营养

23、物质由人工胚乳提供。2 辨析有关动物细胞培养与体细胞核移植的3个易错易混点(1) 植物组织培养和动物细胞培养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) 区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。细胞贴壁 生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理，然后再分瓶培养，原代培养 结束，开始了传代培养。(3) 核移植过程中，理论上供体只提供细胞核，但操作过程中可以把整个体细胞注入去核的卵母细胞中去，原因是体细胞体积相对较 小，取核难度较大，另外细胞膜对核融合的障碍性较小。3 辨析有关动物细胞融合与单克隆抗体制备的2个易错易混点(1) 灭活是指用物理或化学手段使病毒或细菌

24、失去感染能力，但是 并不破坏这些病原体的抗原结构。(2) 除了受到注射的抗原的刺激，小鼠在生活过程中还可能受到其 他抗原的刺激，因此从小鼠体内取出的多个B淋巴细胞可能产生多 种不同抗体，所以进行第二次筛选是非常必要的。题组1考查植物细胞工程1.（2018湖南湘潭模拟，39）为培育出含卜胡萝卜素的“黄金大米 科研人员提出以下两套方案，请分析回答下列问题。甲方案汪米体细胞2卩-胡萝卜素基因旦水稻体细胞旦 “黄金大米乙方案:玉米体细胞总杂交细胞2“黄金大米水稻体细胞-33-考点2高考真题回访 必清错混辨析 必做题组集结甲方案中,卜胡萝卜素基因在玉米和水稻细胞内表达的结果相 同的原因是O过程中可用技术检测水稻体细胞DNA上是否插入了 (3-胡萝卜素基因。转化植物细胞除了基因枪法、花粉管通道法外，最常 用的方法是O(2) 乙方案中，在体细胞杂交