2015年生物主题复习第八 生物工程01

第八专题：生物工程

主备人：邱红岩使用人：

【旁纲要求】

考点要求

基因工程的原理、技术、应用II

基因工程的诞生和蛋白质工程I

植物组织培养II

动物细胞培养与体细胞克隆I

细胞融合与单克隆抗体II

动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础I

胚胎干细胞移植I

胚胎工程的应用II

生物技术的安全性和伦理问题I

DNA的粗提取与鉴定独立完成

【锦啼自j梳理】

【知识梳理】

(1)基因工程

①DNA重组技术的基本工具、

运载体应具备的条件：_____________________________________

②基因工程基本操作程序步骤：、

③基因表达载体的组成。

④将目的基因导入受体细胞的方法___________________________________________________

⑤思考：如何进行目的基因的检测与鉴定？

a.________________________________________________________________________

b

c.

d.

⑥蛋白质工程和基因工程最大的区别，

(2)植物组织培养

①植物组织培养的原理是

②过程：离体的---。

③植物组织培养必需满足的条件是，

④人工种子是如何制备的？为提高种子的成活率，可对人工胚乳进行哪些操作？

⑤植物体细胞杂交和动物细胞融合比较

细胞工程植物体细胞杂交动物细胞融合

理论基础

细胞融合方法

诱导手段

用途

(3)动物细胞培养

①概念：。

②过程：取幼龄动物的组织一剪碎组织一处理组织分散成-制成

-放入内，置于适宜的环境中培养,动物细胞培养的条件.

(4)动物细胞核移植

①概念：o

②过程:从供体中获得体细胞一培养一大量供体细胞'

采集卵母细胞一体外培养得到-无核卵母细胞------------

——►胚胎移植得到

(5)动物细胞融合与单克隆抗体的制备

①动物细胞融合常用的诱导因素是_________________________________________

②简单概括单克隆抗体的制备过程：

③单克隆抗体的优点是«

(6)胚胎工程

①胚胎工程的概念:胚胎工程是指对或所进行的多种显微操

作和技术处理，如、、2等技术。经处

理后获得,还需移植到动物体内产生后代，以满足

人类的各种需求。

②胚胎发育分哪几个阶段？各有哪些特点？

(7)体外授精与早期胚胎培养

①体外受精主要包括、和等步骤。

(8)胚胎移植与胚胎分割

①胚胎移植的生理学基础是：

a._________________________________________________________________________

b._________________________________________________________________________

c.___________

d.

②胚胎分割时应选什么样的胚胎？对胚胎进行分割时有什么操作要求？

③胚胎干细胞的特点有哪些？

(9)生物技术的安全性和伦理问题

①转基因生物的安全性表现在哪几个方面？

②生物武器的种类有哪些？与常规武器相比有哪些特点？

(10)DNA的提取与鉴定

1、DNA粗提取的原理:

溶解规律2mol/LNaCI0.14mol/LNaCI

DNA人

溶

DNA溶解析出

1

1

1

-------------------->

0.14mol/L2mol/L

NaCI溶液浓度从2moi/L降低过

蛋白质部分发生盐析沉淀溶解

程中，溶解度逐渐增大

由上表可以看出，在NaCI溶液浓度为2moi/L时，DNA溶解，而部分蛋白质发生盐析生

成沉淀，通过过滤可除去部分蛋白质；NaCI溶液浓度为0.14mol/L时，DNA析出，过滤可除

去溶解的部分蛋白质。

2、方法步骤

破碎细胞J鸡血细胞中加入一定量的蒸储水，同时用玻璃棒沿一个方向快速搅拌

I纱布过滤，滤液中含DNA和其他核物质，如蛋白质、RNA等

溶解核内DNA：上述滤液+2mol/L的NaCI溶液，玻璃棒沿同一方向搅拌

过滤除去不溶杂质

析出含DNA的丝状物：向上述滤液中缓缓加入蒸馈水，并轻轻地沿一个方向搅拌,

出现丝状物，当丝状物不再增加时，停止加水(此时NaCI

浓度为0.14mol/L)

过滤，取含DNA的丝状物：用多层纱布过滤，含DNA的丝状物留在纱布上

DNA丝状物再溶解：再次用2moi/L的NaCI溶解DNA

提取含杂质较少的DNA：将上述滤液+体积分数为95%的冷却的酒精静置2~3min,

溶液中出现白色丝状物，用玻璃棒沿一个方向搅拌，卷起

丝状物

3、DNA的鉴定沸水加热

、蓝色

(1)原理：—5min

(2)步骤

两支20mL的试管

项目

1号2号

力口入2mol/L的NaCI溶液5mL5mL

实加入丝状物(DNA)—V

验用玻璃棒搅拌—丝状物溶解

步加入二苯胺试剂4mL4mL

骤沸水浴加热5min5min

观察现象不变蓝变蓝

4、DNA提取的过程中，加入冷酒精的目的是,DNA鉴定

的过程中，用作为鉴定试剂，在遇到该试剂在沸水浴中加热呈________色。

【自我检测】

1、作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件及理由是（）

A、能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因

B、具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达

C.具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件

D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选

2、下列哪一项属于克隆？（）

A、将鸡的某个DNA片段移植到小鼠的DNA分子中

B、将抗药基因引入草履虫的细胞内

C、将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞

D、将某肿瘤细胞在体外培养成一个细胞系

3.下列哪项不是转基因食物潜在的安全隐患（）

A.转基因植物有可能合成对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质

B.转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原

C.某些转基因生物可以合成干扰素，进入人体增强相应细胞的免疫能力

I）.某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化，导致转基因农作物营养成分改变

4.组织培养出来的植株一般很少有病毒危害，其原因在于

A、在组织培养过程中，细胞进行的是快速分裂和分化

B、人工配制的培养基上，植物病毒无法生存

C、组织培养出的植物水分太少，无机盐含量高

D、组织培养过程中都是在无菌条件下进行的

5、用动物细胞工程技术获取单克隆抗体，下列错误的是

A、将抗原注入小鼠体内，获得能产生抗体的B淋巴细胞

B、只考虑两两融合，融合细胞有3种

C、用聚乙二醇作诱导剂，促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合

D、杂交瘤细胞只有一种，可直接进行克隆化培养，培养后提取单克隆抗体

6、干扰素是一类具有很高生物活性的糖蛋白，它具有抑制多种病毒的复制功能，是一种广

谱抗病毒物质。

（1）美国一家公司用转基因技术生产干扰素，首先从人的T淋巴细胞中提取目的基因，使

之与细菌的结合，这两步所用的工具酶为，然后移植到酵

母菌体内，使干扰素基因在酵母菌中得以表达。目的基因转入后，并不影响酵母菌中其它基

因的表达，原因是O

（2）为了能在体外获得大量的干扰素，有人进行了实验，可是当将效应T淋巴细胞在体外培养

繁殖了几代后，细胞分裂就停止了。请你用细胞工程的方法，以小鼠为实验对象，

提出一个既能使效应T淋巴细胞在体外培养繁殖，又能获得大量小鼠干扰素的实验设

计思路

7、让羊产牛奶，科学家对此做了相关的构想，过程如下图所示。请根据图回答有关问题：

牛乳蛋白基因,羊M受精卵一里产牛奶的羊N羊。

|C|D

P细胞转去核卵细胞

小羊a3-羊1—।

小羊上--羊2一|早期胚胎」一重组细胞

小羊c羊3」

（1）图中涉及的现代生物技术有______________________________________________

______________（至少写出三种）

（2）小羊a、小羊b、小羊c的形状表现（填“相同”或“不同”），你的

理由是:小羊a与小羊N呢？,

理由是«

（3）若研究发现羊N细胞中线粒体发达，故而他的产奶率高，则小羊a会有这一优良性状

吗？，你的依据是。

（4）有人设想将羊体细胞与牛体细胞进行融合，以获得新物种“羊--牛”，你认为依据目

前的生物技术和理论能否实现这一构想？,你的理由是

（5）2003年1月世界第一只克隆羊、年仅3岁的“多利”，因患老年羊常得的肺部感染疾

病，研究人员不得对他实施“安乐死”，同

时某些科学狂人宣布成功克隆了人“夏娃”，ry

蒯细胞关鼠/吸取病人体细胞的

根据以上信息，谈谈你对克隆技术或克隆人\/

8、医学上常用器官移植来治疗人类的某些读导分化J

h—市娟细胞

疾病，而利用人类胚胎干细胞可以解决器官

存碉穷过舁中

移植中的很多问题。分析以下材料回答问题：

(1)上述各种器官的获得所依据的生物学原理是。

(2)③阶段的细胞来自于囊胚中的。从细胞水平上看，卵裂的分裂方式

是o

(3)过程X称为。

(4)请说出一•种胚胎干细胞的应用o

【锦堂点拔提价】

点拨一、限制酶与DNA连接酶区别与联系

1、酶都具有专一性，限制酶的专一性表现在,与DNA连接酶

一样，都作用于，与氢键无关，但作用效果正好相反。同时注意切割目的基

因和运载体用的是限制酶。

例1：下列关于限制酣和DNA连接前的理解正确的是

A、其化学本质都是蛋白质B、DNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键

C、在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶

D、因为能具专一性，所以它们的作用部位不同

点拨二、植物组织培养的过程及应用

植物组织培养的核心技术

全能性表达的条件

的细胞、组织、器官＞小植株

育

和

行

作物脱毒时的取材是培养此类细胞，用于争M

皮

提取色素等物质造

胚

乳

例2：下面所列过程是植物组织培养的简略过程。请据此回答:

①一脱分化一②一再分化一③f④

(1)①表示，它能被培养成④的根本原因是

(2)②表示,它的细胞特点是o

(3)若想制造人工种子，应该选择(写编号)。

(4)若①是花药，则④是,这项技术可用在上。

(5)若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是,这说明根源细

胞。

点拨三、动物体细胞核移植，请同学思考并回答一下问题

1、问题：体细胞核移植之前，受体卵母细胞为什么必须先去掉核？

2、得到的克隆动物是对体细胞供体动物100%的复制吗？

例3：一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入

第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。这种克隆技术具有多种用途，但是不能

A、有选择的繁殖某一性别的家畜B、繁殖家畜中的优秀个体

C、用于保存物种

D、改变动物的基因型

常用作为诱导剂,融合细胞的特点是

(3)图中③是进行细胞培养，目的是

(4)经③的培养后，还需要进行和,经多次筛选，即可获得数

量足够多的能分泌所需抗体的细胞。

(5)破伤风杆菌的抗体最终可从和中提取。

(6)该方案的目的是制备____________________________________

点拨五、胚胎移植和胚胎分割

胚胎移植过程中两次用到,第一次是对受、供体进行处理，第二

次用于对供体进行，所以两次作用不一样。胚胎分割时一定要

选,操作时要对进行均等分割，以免影响分割

后。

例5：下图是利用现代生物工程技术治疗遗传性糖尿病(基因缺陷导致胰岛B细胞不能iE常

合成胰岛素)的过程设计图解，请据图回答：

去核卵细胞「健康胰耻细胞基因

.分离重组细醇囊胚—②

患料体细胞弟+①/

------正常合成胰岛素的胰岛B细胞＜_定向透身分化—

(1)图中①、②所示的结构分别是、。

(2)图中③、④所示的生物工程技术分别是、。此外图

示过程还应用了哪些生物工程技术？。(至少一种)

(3)过程③通常用去核卵细胞作受体细胞的原因除了它体积大、易操作外，还因为

(4)过程④通常用②做受体细胞的原因是。

(5)过程④的完成需要用到的基因操作工具有。

(6)图示方法与一般的异体移植相比最大的优点是。

点拨六、DNA的提取与鉴定

例6：在采用鸡血为材料对DNA进行粗提取的实验中，若需进一步提取杂质较少的DNA,

可以依据的原理是()

A、在物质的量浓度为0.14mol/L的氯化钠溶液中DNA的溶解度最小

B、DNA遇二苯胺在沸水浴的条件下会染成蓝色

C、DNA不溶于酒精而细胞中的一些物质易溶于酒精

D、质量浓度为0.Ig/mL的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用

【锦后延伸刘栋】

1:下图是关于“DNA的粗提取与鉴定”的实验

请回答：(1)实验材料选用鸡血细胞液，而不用鸡全血，主要原因是鸡血细胞液中含有

较高含量的O

(2)在图中A所示的实验步骤中加蒸储水的目的是

______________________________________________________________________________o通

过图中B所示的步骤取得滤液，再在溶液中加入2mol/LNaCI溶液的目的是；图中C

所示实验步骤中加蒸储水的目的是。

绵羊受体细胞⑥一转基因绵羊C

棉花受体细胞典一转基内抗虫棉D

2.下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：

(1)在基因工程中，A表刁、,B表不o

(2)如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因，①过程和A-B过程共同使用的酶

是,另外A-B过程还必需用酶，两者的作用部位

是o

(3)B-C为转基因绵羊的培育过程，其中④用到的生物技术主要有动物细胞培养

和«

(4)若使用棉花的体细胞为受体细胞，⑤表示的生物技术是。要确定

目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作,

请写出在个体水平上的鉴定过程：。

3、以下是科学家采用不同方法培育良种牛的过程，a~h为操作过程，请据图回答有关问题:

公牛----->精子一

a

良种奶牛冬

卵细胞一

处理

（1）“试管牛”技术的操作流程是（填字母）。

（2）图中数字标号代表的结构名称是

①②③

（3）d操作的名称是，受体子宫内胚胎发育的赛程中，细胞不断分裂，其分裂

方式为。

（4）图中用到的激素是,过程h常用的方法是。

4、请材料回答下列问题。

材料单克隆抗体在医疗、诊断等方面发挥着

越来越重要的作用。英国科学家米尔斯坦和柯勒设

计了一个用被免疫的B淋巴细胞制备单克隆抗体的

实验，图示其实验流程，请回答。

（1）a是,

!③

b是______________________________________

分离纯化的单克隆抗体

①过程是，②表示在—

_____________________________上进行培养。

③过程包括体外培养和_______________________

（2）制备单克隆抗体时，选择B淋巴细胞的原因是。

（3）如何判断经过②后的细胞就是杂交细胞o

（4）单克隆抗体的主要优点o

（5）制备单克隆抗体要经过两次筛选，发生在和过程中。

5、人的血清蛋白在临床上需求量很大，通常从血中提取。由于艾滋病等人类感染病造成的

威胁与日俱增，使人们对血液制品心存疑虑。生物技术的

发展与应用使利用动物生产人的血清蛋白成为可能,如图是上海某研究所培育生产出血

清蛋白奶牛的流程。根据右图回答:

雌性奶牛人体血清

胚胎细腿靠白基因

(1)雌性奶牛胚胎细胞是()

基因导入

A、雌性奶牛产生的卵细胞

重组细胞1

B、雌性奶牛产生的受精卵

C、能发育成雌性奶牛的受精卵

重组细胞1的核去核牛卵细胞

D、从奶牛胚胎上取出的细胞，

这个奶牛胚胎将发育成雌性奶牛

重组细胞2

(2)此操作流程涉及的现代生物技术有

动物细胞培养、基因工程技术、、早期胚胎

和。

母牛1母牛2母牛3

(3)将人的血清蛋白基因导入奶牛胚胎受体

子宫子宫子宫

细胞时，常用的方法是

;选择早期胚胎细胞作为外源基因受小牛1小牛2小牛3

体的原因是______________________________

(4)重组细胞1的特点是

(5)重组细胞2的特点是

(6)小牛1、2、3的性别是性，

性状«

6、经过一个世纪的发展，植物细胞工程技术解决了人类生存的关键问题(粮食问题),

为人类创造了巨大的财富。图示植物组织培养的部分过程。

离体的器官、组织或细胞I①XA|②T植物体

(1)植物组织培养中常用的两种植物激素是和。

(2)①过程是,②过程是,A

是。

(3)目前，兰花、香蕉等植物的生产都是通过微型繁殖技术来提供试管苗，其优点

是O采

用微型繁殖所用的材料最好是该植物的细胞；因为该处的细胞进行组织培养，

再生的植物就有可能O

7、下图为人尸一珠蛋白基因与其mRNA杂交的示意图，①〜⑦表示基因的不同功能区。

据图回答：

③®/一珠蛋白基因DNA单链

④

⑥

⑦

mRNA

(1)上述分子杂交的原理是:细胞中/?一珠蛋白基因编码

区不能翻译的序列是(填写图中序号)。

(2)细胞中/一珠蛋白基因开始转录时，能识别和结合①中调控序列的酶是

(3)若一个卵原细胞的一条染色体上，夕一珠基因编码区中一个A替换成T,则由该

卵细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是o

(4)上述突变基因的两个携带者婚配，其后代中含该突变基因的概率是.

8、科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致

如下图所示：

**女才帚

(1)上述过程中，将目的基因导入棉花细胞内使用的方法是,这

种导入方法较经济、有效。目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是目

的基因是否插入到受体细胞染色体DNA上，这需要通过检测才能知识，检测采用的最好方

法是__________________________________________________________

(2)导入植株细胞的目的基因成功表达的标志是什么？

(3)利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和杂交育种方法，具有目的性强和

等突出的优点。

(4)简述制备重组质粒的主要过程____________________________________________

答案

【自我测试】1—5、ADCDD

6、（1）质粒同一种限制酶和DNA连接酶DNA分子的不同基因之间具有相对独立

性（基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位）

（2）将效应T淋巴细胞与小鼠的瘤细胞在他处触合，须举出既能产生干扰素又能无限增殖

的杂交瘤细胞，然后在适宜条件下进行郅胞早养。

7.（1）基因工程核移植胚胎移植胚胎分割动物细胞的培养

（2）相同这些个体都是由同个重组细胞发育成的不完全相同小羊a细胞质中的

遗传物质来自羊0,生物体部分性状属于细胞质遗传

（3）不会线粒体中的基因一般通过细胞质传递给后代，小羊a的细胞质主要来自于羊D

（4）不能因为高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，由羊体细胞和牛体细胞融合得

到的杂交细胞不能正常发育成为完整个体，即使得到一个个体也不能成为个新物种，因为

它不能正常生殖（具有开放性，其他合理答案也可）

（5）就目前情形看，克隆技术还不够成熟，还有许多问题需要探讨，克隆人除了会带来社

会、伦理、法律等方面的问题外，还可能带来克隆个体生命质量的问题，这也是对克隆人的

不负责任。

8、（1）细胞的全能性（2）内细胞团有丝分裂（3）细胞核移植（4）用于研

究细胞分化和细胞凋亡的机理；用于器官移植等

【点拨提升】

点拨一能识别双链DNA分子的某种特定的核甘酸序列磷酸二酯键同一种

例1、A

点拨二无菌和人工控制条件离体脱分化愈伤组织再分化丛芽单倍体分

生区例2、（1）离体的植物器官、组织或细胞植物细胞的全能性（2）愈伤组织细

胞排列疏松、高度液泡化、无定形状态（3）③（4）单倍体植株单倍体育种

（5）绿色含有表达叶绿体的基因

点拨三1、为使核移植的胚胎或动物的遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体

细胞,在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前,必须将受体细胞的遗传物质去抻或将其破坏。

2、克隆动物绝大部分DNA来自于供体细胞核，但其核外还有少量的DNA,即线粒体中的

DNA是来自于受体卵细胞。所以克隆动物不是供核动物的完全复制，但核物质全部来自供核

体细胞，基因型和性