基因工程、细胞工程复习

1、第1讲基因工程和细胞工程专题九现代生物科技专题专题九现代生物科技专题选修部分知能方法大提升选修部分知能方法大提升知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练网络构建网络构建 知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练1构建基因表达载体是基因工程的核心。基因表达载体由目构建基因表达载体是基因工程的核心。基因表达载体由目的基因的基因(插入基因插入基因)启动子终止子标记基因启动子终止子标记基因(如抗生素如抗生素基因基因)等组成。启动子位于基因的首端；终止子位于基因的等组成。启动子位于基因的首端；终止子位于基因的尾端。尾端。2基因表达需要启动子与终止子的调控，

2、所以目的基因应插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。入到启动子与终止子之间的部位。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练【例例1】下图是绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程图，下图是绿色荧光蛋白转基因克隆猪的培育过程图，请据图回答下列问题。请据图回答下列问题。(1)过程用到的工具有。过程用到的工具有。(2)过程常用的具体方法是过程常用的具体方法是(3)重组质粒中除含有目的基因外还要含着重组质粒中除含有目的基因外还要含着_、标记基因。、标记基因。(4)图示过程中涉及

3、的具体技术手段有图示过程中涉及的具体技术手段有_、_、_。(5)该重组细胞培养至一定阶段可通过该重组细胞培养至一定阶段可通过_方法，从而一次获得多方法，从而一次获得多个转基因猪。个转基因猪。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练解析解析目的基因和运载体结合用到了限制酶和目的基因和运载体结合用到了限制酶和DNA连接酶。连接酶。将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。重组质粒中除含将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。重组质粒中除含有目的基因外还要含有启动子、终止子和标记基因。图中涉有目的基因外还要含有启动子、终止子和标记基因。图中涉及了转基因技术、细胞核移植、动物细胞培养

4、、胚胎移植等及了转基因技术、细胞核移植、动物细胞培养、胚胎移植等技术手段。若想一次获得多个基因猪，可通过胚胎分割方法技术手段。若想一次获得多个基因猪，可通过胚胎分割方法实现。实现。答案答案(1)DNA连接酶、限制性内切酶连接酶、限制性内切酶(不全不正确不全不正确)(2)显微显微注射法注射法(3)启动子和终止子启动子和终止子(4)转基因技术细胞核移植转基因技术细胞核移植动物细胞培养胚胎移植动物细胞培养胚胎移植(写出任意写出任意3个即可个即可)(5)胚胎分割胚胎分割知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练请据图回答下列问题。请据图回答下列问题。(1)在培育转基因牛过程中，在

5、培育转基因牛过程中，过程常用的方法是过程常用的方法是_。转基因牛可通过分。转基因牛可通过分泌乳汁来产生人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含泌乳汁来产生人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有有_，其作用是能够被，其作用是能够被_识别并结合从而启动转录过程。识别并结合从而启动转录过程。(2)prG能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗能激发细胞不断分裂，通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体，体，最可能是最可能是_细胞，细胞，代表的细胞具有代表的细胞具有_和和_的特的特点。点。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练

6、对接精练(3)在抗虫棉培育过程中，需将抗虫基因在抗虫棉培育过程中，需将抗虫基因(Bt毒蛋白基因毒蛋白基因)插插入到入到Ti质粒的质粒的_上，通过农杆菌的转化作用就可以上，通过农杆菌的转化作用就可以使抗虫基因进入棉细胞。要检测抗虫基因是否翻译成使抗虫基因进入棉细胞。要检测抗虫基因是否翻译成Bt毒毒蛋白，应从抗虫棉中提取蛋白质，并用蛋白，应从抗虫棉中提取蛋白质，并用_方法进行方法进行检测。检测。解析解析(1)过程是将重组基因表达载体导入受体细胞的过过程是将重组基因表达载体导入受体细胞的过程，将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。在转录过程，将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。在转录过程中，程中，

7、RNA聚合酶识别基因序列上首端的启动子并与之结聚合酶识别基因序列上首端的启动子并与之结合开始转录，故基因的首端要有启动子。合开始转录，故基因的首端要有启动子。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练(2)浆细胞能分泌特异性抗体，但不能无限增殖，故导入浆细胞能分泌特异性抗体，但不能无限增殖，故导入prG的浆细胞既能分泌特异性抗体，又能无限增殖。的浆细胞既能分泌特异性抗体，又能无限增殖。(3)农杆菌中农杆菌中的的Ti质粒上的质粒上的TDNA可转移到受体细胞中并整合到受体细胞可转移到受体细胞中并整合到受体细胞的染色体的染色体DNA上，故将抗虫基因插入到上，故将抗虫基因插入到T

8、i质粒的质粒的TDNA上，上，通过农杆菌的转化作用就可以使抗虫基因进入棉细胞。可利通过农杆菌的转化作用就可以使抗虫基因进入棉细胞。可利用能与抗虫基因表达的蛋白质发生特异性结合的抗体，发生用能与抗虫基因表达的蛋白质发生特异性结合的抗体，发生抗原抗体反应，对目的基因表达的产物进行检测。抗原抗体反应，对目的基因表达的产物进行检测。答案答案(1)显微注射法启动子显微注射法启动子RNA聚合酶聚合酶(2)B(浆浆)无无限增殖产生特异性抗体限增殖产生特异性抗体(3)TDNA抗原抗体杂交抗原抗体杂交 知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练(1)基因工程的基本工具基因工程的基本工具限制

9、酶限制酶DNA连接酶连接酶载体载体作用作用切割目的基因切割目的基因和载体和载体拼接拼接DNA片段，片段，形成重组形成重组DNA携带目的基因携带目的基因进入受体细胞进入受体细胞作用部位作用部位两脱氧核苷酸的脱氧核糖与磷酸两脱氧核苷酸的脱氧核糖与磷酸间形成的磷酸二酯键间形成的磷酸二酯键常用类型常用类型EcoR限制酶限制酶Sma限制酶限制酶Ecoli DNA连接连接酶酶T4 DNA连接酶连接酶质粒、质粒、噬菌噬菌体的衍生物、体的衍生物、动植物病毒动植物病毒知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练(2)基因工程中目的基因的获取方法基因工程中目的基因的获取方法一是直接提取法，即利

10、用限制酶直接从供体细胞一是直接提取法，即利用限制酶直接从供体细胞DNA中提中提取；二是人工合成法，包括逆取；二是人工合成法，包括逆(反反)转录法和人工化学合成法。转录法和人工化学合成法。(3)将目的基因导入受体细胞中的方法将目的基因导入受体细胞中的方法生物种类生物种类植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞常用方法常用方法农杆菌转化法农杆菌转化法显微注射法显微注射法Ca2处理法处理法受体细胞受体细胞体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练(4)目的基因的检测和表达常用方法归纳目的基因的检测和表达常用方法归纳检测转基因生

11、物的染色体检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因DNA分子杂交；分子杂交；检测目的基因是否转录出了检测目的基因是否转录出了mRNA用标用标记的目的基因作探针与记的目的基因作探针与mRNA杂交；杂交；检测目的基因是否翻检测目的基因是否翻译成了蛋白质译成了蛋白质从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原进行抗原抗体杂交；抗体杂交；个体生物学水平的鉴定一般包括抗个体生物学水平的鉴定一般包括抗虫、抗病的接种实验，以确定待测个体是否具有抗性以及抗虫、抗病的接种实验，以确定待测个体是否具有抗性以及抗性的程度；基因工程产品需要与天然产品

12、的活性比较，以确性的程度；基因工程产品需要与天然产品的活性比较，以确定其功能活性是否相同等。定其功能活性是否相同等。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练【例例2】 世界上第一只克隆绵羊世界上第一只克隆绵羊“多多利利”的培育程序如图所示。请看图的培育程序如图所示。请看图后回答问题。后回答问题。(1)写出图中写出图中a

13、、b所指的细胞工程名称：所指的细胞工程名称：a_，b_。(2)实施细胞工程实施细胞工程a时，所需的受体细胞大多时，所需的受体细胞大多采用动物卵细胞的原因是采用动物卵细胞的原因是_。(3)“多利多利”面部的毛色是面部的毛色是_，请根据，请根据遗传学原理说明判断的原因是遗传学原理说明判断的原因是_。(4)继植物组织培养之后，克隆绵羊的培育成功，证明动物细继植物组织培养之后，克隆绵羊的培育成功，证明动物细胞核具有胞核具有_。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练答案答案(1)核移植胚胎移植核移植胚胎移植(2)具有使细胞核全能性表达的物质和营养条件具有使细胞核全能性表达的物质

14、和营养条件(3)白色白色“多利多利”的全部细胞核基因来自白面绵羊的全部细胞核基因来自白面绵羊(4)全能性全能性知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练【预测预测2】 甲流甲流(H1N1)在世界各地大面积蔓延，有些国家还出在世界各地大面积蔓延，有些国家还出现了死亡病例。科学家已分离出现了死亡病例。科学家已分离出H1N1病毒病毒(一种一种RNA病病毒毒)。某制药厂根据下面流程图生产预防和治疗甲流的抗。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。体，请据图回答有关问题。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练(1)若若A细胞是小

15、鼠骨髓瘤细胞，则细胞是小鼠骨髓瘤细胞，则B细胞是取自感染病毒细胞是取自感染病毒的人体内的的人体内的_细胞，促进细胞，促进d过程的常用诱导剂是过程的常用诱导剂是_。(2)假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成假设仅考虑某两个细胞的融合，则可形成_种类种类型的型的C细胞，因此需用培养基筛选出细胞，因此需用培养基筛选出_(填特点填特点)的的D细胞用于培养。细胞用于培养。D细胞的名称是细胞的名称是_。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练(3)理论上，注射了该抗体的人群不能长期对甲流免疫，试理论上，注射了该抗体的人群不能长期对甲流免疫，试分析原因：分析原因：_。(4)不同种动物

16、的体细胞融合，相比诱变育种和杂交育种方不同种动物的体细胞融合，相比诱变育种和杂交育种方法，具有法，具有_等突出的优点。等突出的优点。(5)请说明单克隆抗体的主要作用：请说明单克隆抗体的主要作用：_ _。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练解析解析(1)由于本题的目的是制备用于预防和治疗甲流的单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，所以克隆抗体，所以B细胞只能是取自感染细胞只能是取自感染H1N1病毒的动物或病毒的动物或人体内的人体内的B淋巴细胞，经诱导剂聚乙二醇或灭活的病毒等淋巴细胞，经诱导剂聚乙二醇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

17、防和治疗甲诱导融合，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。流的单克隆抗体。(2)仅考虑两个细胞的融合，则可形成仅考虑两个细胞的融合，则可形成A细胞细胞A细胞、细胞、B细胞细胞B细胞、细胞、A细胞细胞B细胞三种类型的细胞三种类型的C细胞，为了从中筛选出细胞，为了从中筛选出A细胞细胞B细胞，必须用特定的选细胞，必须用特定的选择培养基进行筛选，筛选出的择培养基进行筛选，筛选出的D细胞细胞(杂交瘤细胞杂交瘤细胞)既能无限既能无限增殖又能产生特异性抗体。增殖又能产生特异性抗体。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练(3)因为单链因为单链RNA容易发生变异，一旦

18、变异后体内的记忆细容易发生变异，一旦变异后体内的记忆细胞和抗体就不能对其发挥作用。胞和抗体就不能对其发挥作用。(4)单克隆抗体具有特异性单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、产量大等优点。强、灵敏度高、产量大等优点。(5)单克隆抗体可用于诊断单克隆抗体可用于诊断疾病、药物导向治疗等方面。疾病、药物导向治疗等方面。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练答案答案(1)B淋巴淋巴(效应效应B)聚乙二醇聚乙二醇(PEG)(灭活的病毒灭活的病毒)(2)3既能无限增殖又能产生特异性抗体杂交瘤细胞既能无限增殖又能产生特异性抗体杂交瘤细胞(杂交杂交细胞细胞)(3)引起甲流的病毒不断发生变

19、异引起甲流的病毒不断发生变异(意思相同则可意思相同则可)(4)目的性强；克服远缘杂交不亲和性目的性强；克服远缘杂交不亲和性(能有效地打破物种的生能有效地打破物种的生殖隔离界限，意思相同即可殖隔离界限，意思相同即可)(任写一点任写一点)(5)作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物作为诊断试剂；用于治疗疾病和运载药物(意思相同即可意思相同即可) 知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练1容易混淆的三种细胞容易混淆的三种细胞杂种细胞、重组细胞和杂交细胞杂种细胞、重组细胞和杂交细胞杂种细胞杂种细胞：植物体细胞杂交过程中，两种细胞去掉细胞：植物体细胞杂交过程中，两种细胞去掉细胞壁之

20、后形成的原生质体融合，融合的原生质体形成细胞壁壁之后形成的原生质体融合，融合的原生质体形成细胞壁之后形成的细胞叫杂种细胞。之后形成的细胞叫杂种细胞。重组细胞重组细胞：体细胞的细胞核移植到去核：体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞之后形成的细胞叫重组细胞。卵母细胞之后形成的细胞叫重组细胞。杂交细胞杂交细胞：动物细胞融合形成的细胞常称：动物细胞融合形成的细胞常称为为杂交细胞。杂交细胞。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练2细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体细胞细胞核移植技术中注入去核卵母细胞中的不是供体细胞核，而是整个细胞，伴随着两细胞融合，体现细胞膜的结核，而是

21、整个细胞，伴随着两细胞融合，体现细胞膜的结构特点：具有一定的流动性。构特点：具有一定的流动性。该技术形成重组细胞发育成一个新个体，体现了细胞核该技术形成重组细胞发育成一个新个体，体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。的全能性而非动物细胞的全能性。克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状克隆属于无性繁殖，产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。与供核亲本一致。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同：核移植技术获得的动物与供核动物性状不完全相同：a.克隆动物绝大部分克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核

22、外线粒来自于供体细胞核，但其核外线粒体中的体中的DNA是来自于受体卵细胞。是来自于受体卵细胞。b.性状是基因与环境共性状是基因与环境共同作用的结果。供核动物生活的环境与克隆动物所生活的同作用的结果。供核动物生活的环境与克隆动物所生活的环境不会完全相同，其性状也不可能和供核动物完全相环境不会完全相同，其性状也不可能和供核动物完全相同。同。c.在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核在个体发育过程中有可能发生基因突变，产生供核动物没有的性状。动物没有的性状。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练3单克隆抗体制备中的两次筛选单克隆抗体制备中的两次筛选第一次筛选是将未融合

23、的第一次筛选是将未融合的B淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及两个两个B淋巴细胞融合的细胞、两个骨髓瘤细胞融合的细胞淋巴细胞融合的细胞、两个骨髓瘤细胞融合的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出杂交瘤细胞。通过选择培养基淘汰，筛选出杂交瘤细胞。第二次筛选是将能产生特定抗体的杂交瘤细胞通过细胞第二次筛选是将能产生特定抗体的杂交瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内获取的培养用相应抗原检测的办法筛选出来。因为从体内获取的免疫过的免疫过的B淋巴细胞有很多种，形成的杂交瘤细胞也有很淋巴细胞有很多种，形成的杂交瘤细胞也有很多种，所以需筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。多种，所以需

24、筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练技法技法：生物工程技术应用组合：生物工程技术应用组合1转基因植物培育：基因工程植物组织培养。转基因植物培育：基因工程植物组织培养。2转基因动物培育：基因工程动物细胞培养胚胎移转基因动物培育：基因工程动物细胞培养胚胎移植。植。3核移植核移植(克隆克隆)动物培育：核移植动物细胞培养胚胎移动物培育：核移植动物细胞培养胚胎移植。植。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练4胚胎移植：有性生殖动物细胞培养胚胎移植。胚胎移植：有性生殖动物细胞培养胚胎移植。5植物体细胞杂交：酶工程体细胞

25、融合植物组织培养。植物体细胞杂交：酶工程体细胞融合植物组织培养。6试管婴儿：体外受精动物细胞培养胚胎移植。试管婴儿：体外受精动物细胞培养胚胎移植。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练科学家通过转基因技术获得了含有人生长激素基因的奶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进行克隆(如下图所示如下图所示)，请结合图示回答下列问题：，请结合图示回答下列问题：知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练(1)在进行细胞培养时，要对取自转基因奶牛的组织细胞进在进行细胞培养时，要对取自转基因奶牛的组织细胞进行分离，形成单个细胞，这个过程中需要利用行分离，形成单个细胞，这个过程中需要利用_酶处酶处理。理。(2)形成重组细胞时应选用形成重组细胞时应选用_期的卵母细胞，并去掉期的卵母细胞，并去掉其细胞核的原因是其细胞核的原因是_。(3)如果重组细胞为贴附性细胞，则在进行原代培养时，会如果重组细胞为贴附性细胞，则在进行原代培养时，会表现出表现出_和和_等特点。等特点。知识对接知识对接能力对接能力对接方法对接方法对接对接精练对接精练(4)图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛图中犊牛并非是对体细胞核供体母牛100%的复制，其的复