高三生物复习2.15.1基因工程含PCR技术和细胞工程省公开课一等奖新名师获奖

专题15当代生物科技专题第1讲基因工程(含PCR技术)和细胞工程1/692/693/69答案速填:①DNA连接酶

②目标基因获取

③检测与判定

④基因

⑤全能性

⑥作物脱毒

⑦细胞增殖

⑧流动性

⑨动物细胞融合和动物细胞培养

⑩骨髓瘤细胞4/69【知识·方法】一、基因工程和蛋白质工程1.基因工程3种工具:(1)限制性核酸内切酶:断开磷酸二酯键,产生黏性末端或平末端;(2)DNA连接酶:连接两个DNA片段形成磷酸二酯键;5/69(3)载体:惯用有质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。6/692.基因工程操作程序:7/698/693.PCR技术:(1)原理:DNA双链复制。(2)条件:引物、DNA模板、TaqDNA聚合酶、四种脱氧核苷酸。9/69(3)过程:90℃以上时,双链DNA受热解聚为单链(变性)→50℃左右,引物与单链对应互补序列结合(复性)→72℃左右,在TaqDNA聚合酶作用下进行互补链合成(延伸)。10/69(4)结果:每一次循环后,目标基因量增加一倍,即呈指数形式扩增(约为2n,n为扩增循环次数)。(5)与体内DNA复制不一样:不需要解旋酶,需耐高温DNA聚合酶。11/694.蛋白质工程:(1)原理:中心法则逆推。(2)实质:改造基因。12/69(3)步骤。①预期蛋白质功效;②设计预期蛋白质结构;③推测应有氨基酸序列;④找到相对应脱氧核苷酸序列;⑤判定蛋白质生物功效。(4)产物:产生自然界中没有新蛋白质。13/69二、细胞工程1.植物组织培养:(1)过程图解:14/69(2)说明。①生长素与细胞分裂素比值高时:利于根分化,抑制芽形成。②生长素与细胞分裂素比值低时:利于芽分化,抑制根形成。③生长素与细胞分裂素比值相当初:促进愈伤组织生长,不分化。15/692.植物体细胞杂交:(1)过程图解:16/69①去壁(纤维素酶和果胶酶处理)。②诱导原生质体融合(物理法、化学法)。③再生出新细胞壁(原生质体融合成功标志)。17/69(2)说明。①原理:细胞膜流动性、植物细胞全能性。②植物体细胞杂交属于无性生殖,最终结果是得到完整杂种植株。18/693.动物细胞培养:(1)过程图解。19/6920/69(2)两次用到胰蛋白酶目标。第一次:是将剪碎后动物胚胎或器官分解成单个细胞。第二次:是使贴壁生长细胞从瓶壁上脱离下来,进行传代培养。21/694.核移植与克隆动物:(1)过程图解:22/69(2)说明。①原理:动物细胞核全能性。②卵母细胞去核方法:显微操作法。③供体细胞:传代10代以内细胞。因为10代以内细胞能保持正常二倍体核型。④细胞核移植技术中也可将供体细胞直接注入去核卵母细胞中。23/695.动物细胞融合:(1)过程图解:24/69(2)说明。①原理:细胞膜流动性、细胞增殖。②诱导方法:物理法、化学法和生物法(灭活病毒)。25/696.单克隆抗体:(1)过程图解:26/69(2)两次筛选目标。第一次筛选:经过选择培养基筛选出杂交瘤细胞。第二次筛选:经过克隆化培养、抗体检测,筛选出能产生特异性抗体细胞群。27/69【易错·易混】一、相关基因工程提醒1.限制酶使磷酸二酯键断开,解旋酶使氢键断开。2.经过PCR技术扩增DNA时,利用高温使氢键断裂。28/693.使用限制酶注意点:(1)普通用同一个限制酶切割载体和获取目标基因。(2)不一样限制酶也能切割出相同黏性末端。(3)使用不一样限制酶切割目标基因和质粒,能够防止目标基因与质粒本身环化。29/69(4)用限制酶切割运载体时,最少要确保一个标识基因完整性,方便于检测目标基因是否导入受体细胞。4.基因组文库包含了某种生物全部基因,cDNA文库只包含某种生物部分基因。30/695.基因工程中载体与细胞膜上载体不一样。6.开启子、终止子:(1)开启子(DNA片段)≠起始密码子(位于RNA上)。(2)终止子(DNA片段)≠终止密码子(位于RNA上)。7.目标基因插入位置是在开启子和终止子之间。31/698.目标基因和受体细胞均可来自动植物或微生物。9.目标基因插入质粒后,不会影响质粒复制。10.转基因抗虫作物与非转基因作物混合播种,会降低害虫种群中抗性基因频率增加速率。32/6911.选择PCR中引物注意事项:(1)依据目标基因两端部分核苷酸序列设计。(2)两种引物之间以及每种引物内部不能发生碱基互补配对。33/69二、相关细胞工程提醒1.制备人工种子需要植物组织培养到丛芽或胚状体阶段。2.正确认识3类细胞起源:(1)杂种细胞:植物体细胞杂交。(2)重组细胞:核移植。(3)杂交细胞:动物细胞融合。34/693.原代培养与传代培养区分:是否进行了分瓶培养。4.核移植技术取得动物与供核动物性状并不完全相同。5.动植物体细胞进行离体培养都需要在无菌条件下进行。6.植物组织培养中添加蔗糖目标是提供营养和调整渗透压。35/697.动物细胞培养2点提醒:(1)只能取得大量细胞,不能得到生物个体。(2)培养液通常要添加血清,以补充合成培养基中不足成份。36/698.制备单克隆抗体2点提醒:(1)需要先注射特定抗原免疫处理正常小鼠。(2)杂交瘤细胞兼有两个亲本细胞特征:能不停增殖并能产生特异性抗体。37/69题型一基因工程【典例1】(·江苏高考·T33)下表是几个限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中标注了相关限制酶酶切位点,其中切割位点相同酶不重复标注。请回答以下问题:世纪金榜导学号7341409638/6939/6940/69(1)用图中质粒和目标基因构建重组质粒,应选取___________________两种限制酶切割,酶切后载体和目标基因片段,经过__________________酶作用后取得重组质粒。为了扩增重组质粒,需将其转入处于___________________________态大肠杆菌。41/69(2)为了筛选出转入了重组质粒大肠杆菌,应在筛选平板培养基中添加___________________________,平板上长出菌落,惯用PCR判定,所用引物组成为图2中_______________________________________。42/69(3)若BamHⅠ酶切DNA末端与BclⅠ酶切DNA末端连接,连接部位6个碱基对序列为__________________,对于该部位,这两种酶___________________(填“都能”“都不能”或“只有一个能”)切开。(4)若用Sau3AⅠ酶切图1质粒最多可能取得__________________种大小不一样DNA片段。43/69【解题技法】→分析推理法1.关键信息:限制酶、识别序列、重组质粒、PCR、引物。44/692.思索路线图:45/6946/6947/69答案:(1)BclⅠ和HindⅢ

(DNA)连接感受(2)四环素引物甲和引物丙都不能(4)748/69【借题发挥】——高考大题长句表示专题练利用农杆菌转化水稻受体细胞过程中,需添加酚类物质,其目标是__________________。答案:吸引农杆菌移向水稻受体细胞,有利于目标基因成功转化49/69题型二动物细胞工程【典例2】(·全国卷Ⅱ·T40)下列图表示经过核移植等技术取得某种克隆哺乳动物(二倍体)流程。世纪金榜导学号7341409750/69回答以下问题:(1)图中A表示正常细胞核,染色体数为2n,则其性染色体组成可为__________________。过程①表示去除细胞核,该过程普通要在卵母细胞培养至适当初期再进行,去核时常采取__________________方法。②代表过程是_______________。51/69(2)经过屡次传代后,供体细胞中_______________稳定性会降低。所以,选材时必须关注传代次数。(3)若取得克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质角度分析其原因是___________________。52/69(4)与克隆羊“多莉”培育成功一样,其它克隆动物成功取得也证实了___________________。53/69【解题技法】→信息联络法1.关键信息:核移植、克隆、二倍体。54/692.思索路线图:(1)体细胞核移植过程:55/6956/6957/69答案:(1)XX或XY显微操作胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞细胞质中遗传物质会对克隆动物性状产生影响(4)动物已分化体细胞细胞核含有全能性58/69【借题发挥】——高考大题长句表示专题练已免疫B细胞和骨髓瘤细胞融合试验完成后,融合体系中除含有未融合细胞和杂交瘤细胞外,可能还有_______________,体系中出现各种类型细胞原因是___________________。59/69答案:B淋巴细胞相互融合形成细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成细胞细胞融合是随机,且融合率达不到100%60/69高考新动向植物细胞工程应用【典例】伴随科学发展,当代生物技术已经广泛应用于社会生产方方面面。请回答以下相关问题:世纪金榜导学号7341409861/69(1)植物组织培养技术不但能够保持优良品种_____________________,还能够高效快速地实现种苗大量繁殖。若想取得脱毒苗,能够切取一定大小____________等进行组织培养。(2)在植物组织培养过程中,一直处于不停____________状态培养细胞,轻易受到培养条件和外界压力影响而发生____________。62/69(3)科学家利用植物组织培养技术与基因工程技术结合,培育出抗虫棉。但因为抗虫基因插入宿主基因组部位往往是随机,有时候出现一些意想不到结果。所以,需检测抗虫棉抗虫特征,除进行____________水平检测外,有时还需要进行___________