新課標高三生物二輪復習題整合高頻突破題八現代生物科技題8.16基因工程細胞工程課件新人教版

專題八現代生物科技專題第16講基因工程、細胞工程-3-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練命題點一PCR、基因工程及轉基因技術的安全性1.PCR技術(1)PCR的過程-4-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練(2)PCR與DNA復制的比較

-5-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練-6-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練2.基因工程的主干知識圖解-7-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練3.基因工程的基本工具

-8-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練4.基因工程的操作程序(1)目的基因的獲取①從基因文庫中獲取。②利用PCR技術擴增:其實質是在體外對目的基因進行大量復制。③用化學方法人工合成a.對于核苷酸序列已知的直接人工合成。-9-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練(2)基因表達載體的構建①基因表達載體的組成:目的基因+啟動子+終止子+標記基因。②基因表達載體的構建方法

-10-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練(3)將目的基因導入受體細胞

-11-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練(4)目的基因的檢測和鑒定

-12-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練思維拓展

從“基因表達”層面理解啟動子和終止子啟動子是RNA聚合酶的結合位點,啟動轉錄;終止子是終止轉錄的位點。插入的目的基因是結構基因,其表達需要調控序列,因而用作載體的質粒的插入部位前面需要有啟動子,后面需要有終止子。-13-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練透徹理解基因工程的原理解答相關題目大豆花葉病是世界性大豆病害,是造成大豆減產的重要原因。某科研小組制備了大豆花葉病毒(RNA病毒)的空衣殼蛋白(CP蛋白),生產過程大致如下,請回答問題。-14-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練(1)圖中的①是指

。

(2)過程Ⅱ中應用的酶是

。在此過程前,先要在大豆花葉病毒的基因文庫中查找

的核苷酸序列,以便合成特異性引物。

(3)在上述生產流程中,

(填序號)是基因工程生產CP衣殼蛋白的核心步驟。為檢測樣液中是否含有有效成分,在Ⅶ可使用

進行檢測。

答案:

(1)RNA

(2)TaqDNA聚合酶CP蛋白基因(控制CP蛋白合成的RNA片段)

(3)Ⅲ

CP蛋白的抗體-15-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練1.(2017江蘇)金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結合蛋白,某研究小組計劃通過多聚酶鏈式反應(PCR)擴增獲得目的基因,構建轉基因工程菌,用于重金屬廢水的凈化處理。PCR擴增過程示意圖如下,請回答下列問題。-16-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練(1)從高表達MT蛋白的生物組織中提取mRNA,通過

獲得

用于PCR擴增。

(2)設計一對與MT基因兩端序列互補配對的引物(引物1和引物2),為方便構建重組質粒,在引物中需要增加適當的

位點。設計引物時需要避免引物之間形成

,而造成引物自連。

(3)圖中步驟1代表

,步驟2代表退火,步驟3代表延伸,這三個步驟組成一輪循環(huán)。

(4)PCR擴增時,退火溫度的設定是成敗的關鍵。退火溫度過高會破壞

的堿基配對。退火溫度的設定與引物長度、堿基組成有關,長度相同但

的引物需要設定更高的退火溫度。

(5)如果PCR反應得不到任何擴增產物,則可以采取的改進措施有

(填序號:①升高退火溫度②降低退火溫度③重新設計引物)。

-17-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練答案

(1)逆轉錄cDNA

(2)限制性核酸內切酶堿基互補配對(3)變性(4)引物與模板GC含量高(5)②③解析

(1)根據mRNA獲取目的基因的方法是先通過逆轉錄獲得cDNA,然后通過PCR擴增。(2)構建重組質粒時,要用限制性核酸內切酶對質粒和含目的基因的DNA進行酶切,所以為方便構建重組質粒,在引物中需要增加適當的限制性核酸內切酶位點。設計引物時需要避免引物的堿基互補配對,防止引物之間自連。(3)PCR包括三個步驟:變性、復性(退火)和延伸。圖中步驟1代表變性。(4)退火是引物和模板結合的過程,退火溫度過高會破壞引物與模板的堿基配對。退火溫度一般比Tm值(把DNA雙螺旋結構降解一半時的溫度)低5

℃。DNA中G—C含量越高,Tm值越高。(5)如果PCR反應得不到任何擴增產物,可能是退火溫度太高,破壞了引物與模板的堿基配對,也可能是引物設計錯誤,改進措施是降低退火溫度和重新設計引物。-18-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練2.胰島素A、B鏈分別表達法是生產胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達載體,圖2表示以大腸桿菌作為工程菌生產人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示β-半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請回答下列問題。-19-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練(1)圖1所示的基因表達載體中沒有標注出來的基本結構是

。

(2)圖1中啟動子是

酶識別和結合的部位,有了它才能啟動目的基因的表達;氨芐青霉素抗性基因的作用是

。

(3)構建基因表達載體時必需的工具酶有

。

(4)β-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達,可將胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點隱藏在內部,其意義在于

。

(5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵,用溴化氰處理相應的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈,且β-半乳糖苷酶被切成多個肽段,這是因為

。

(6)請根據圖2中胰島素的結構,推測每個胰島素分子中所含游離氨基的數量。你的推測結果是

,理由是

。

-20-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練答案:

(1)終止子(2)RNA聚合作為標記基因,將含有重組質粒的大腸桿菌篩選出來(3)限制酶和DNA連接酶(4)防止胰島素的A、B鏈被大腸桿菌體內的蛋白酶降解(5)β-半乳糖苷酶中含多個甲硫氨酸,而胰島素A、B鏈中不含甲硫氨酸(6)至少2個兩條肽鏈的一端各有一個游離的氨基,氨基酸的R基中可能還含有游離的氨基-21-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練命題點二克隆技術及其倫理道德問題1.容易混淆的三種細胞——雜種細胞、重組細胞和雜交細胞(1)雜種細胞:植物體細胞雜交過程中,兩種細胞去掉細胞壁之后形成的原生質體融合,融合的原生質體出現細胞壁之后形成的細胞叫雜種細胞。(2)重組細胞:體細胞的細胞核移植到去核卵母細胞之后形成的細胞叫重組細胞。(3)雜交細胞:動物細胞融合形成的細胞常稱為雜交細胞。-22-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練2.從結果分析克隆技術的原理(1)植物體細胞雜交植物體細胞雜交包含兩個過程:一是植物細胞融合;二是雜種細胞的植物組織培養(yǎng)。其最終結果是形成雜種植株,產生一個生物體。因此,植物體細胞雜交的原理是細胞膜的流動性和細胞的全能性。(2)動物細胞融合動物細胞融合形成雜交細胞,雜交細胞進行細胞培養(yǎng),獲得大量的克隆細胞,但沒有形成生物體。因此,動物細胞融合的原理是細胞增殖和細胞膜的流動性,不包括細胞的全能性。-23-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練3.細胞工程的幾個流程圖的比較(見下圖)(1)植物組織培養(yǎng)-24-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練(2)植物體細胞雜交(3)核移植-25-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練(4)動物細胞培養(yǎng)(5)動物細胞融合-26-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練(6)單克隆抗體的制備

-27-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練把握實驗流程,解答與動物細胞融合和單克隆抗體相關的題下圖是單克隆抗體制備流程階段示意圖,請據圖回答問題。-28-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練(1)單克隆抗體技術是

技術的重要應用。

(2)B淋巴細胞是由動物體

中的

細胞增殖、分化、發(fā)育而來的。

(3)動物細胞融合除了采用植物細胞原生質體融合常用的誘導劑外,還可以采用

。

(4)單克隆抗體技術的兩次篩選過程,分別篩選

。

(5)單克隆抗體與常規(guī)的血清抗體相比,最大的優(yōu)越性體現在

。

答案:

(1)(動物)細胞融合(2)骨髓造血干(3)滅活的病毒(4)雜交瘤細胞和產生特異性抗體的雜交瘤細胞(順序顛倒不可)

(5)特異性強、靈敏度高、可大量制備-29-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練(2017廣東清遠模擬)下面甲、乙兩圖分別是單克隆抗體制備過程和克隆羊培育過程示意圖,請據圖回答下列問題。-30-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練(1)圖甲和圖乙所示的過程中,都會用到的動物細胞工程技術是

。

(2)圖甲中②過程在制備單克隆抗體時需要借助動物細胞融合技術,誘導動物細胞融合特有的方法是使用

誘導。

(3)若不考慮環(huán)境因素的影響,克隆羊的性狀是否全部像白面綿羊?

。請說明原因:

。

(4)圖乙過程的技術具有多種用途,但是不能

。

A.有選擇地繁殖某一性別的家畜B.繁殖家畜中的優(yōu)良個體C.用于保存物種D.改變動物的核基因-31-命題點一命題點二整合提升題型突破題組訓練答案

(1)動物細胞培養(yǎng)技術(2)滅活的病毒(生物法)

(3)否卵母細胞細胞質中的遺傳物質也能控制某些性狀(4)D-32-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3對基因工程操作過程辨析不清防范策略(1)基因表達需要啟動子與終止子的調控,所以目的基因應插到啟動子與終止子之間的部位。(2)目的基因進入受體細胞內,并且在受體細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程,稱為轉化。轉化的實質是目的基因整合到受體細胞染色體基因組中。(3)標記基因的作用——篩選、檢測目的基因是否導入受體細胞,常見的有抗生素抗性基因、熒光蛋白基因(表達產物為可發(fā)熒光的蛋白質)等。-33-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3(4)受體細胞常用植物受精卵或體細胞(經組織培養(yǎng))、動物受精卵(一般不用體細胞)、微生物(大腸桿菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素,則必須用真核生物酵母菌作受體(需內質網、高爾基體的加工、分泌)。一般不用支原體作受體,因為它營寄生生活。一定不能用哺乳動物成熟的紅細胞作受體,因為它無細胞核,不能合成蛋白質。-34-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3防范演練1(2016全國Ⅲ理綜)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性內切酶的識別序列與切割位點,圖(b)為某種表達載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點是唯一的)。圖(a)圖(b)-35-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3根據基因工程的有關知識,回答下列問題。(1)經BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被

酶切后的產物連接,理由是

。

(2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子,如圖(c)所示。這三種重組子中,不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有

,不能表達的原因是

。

圖(c)-36-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶,常見的有

和

,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是

。

答案:

(1)Sau3AⅠ兩種酶切割后產生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在啟動子的上游,丙中目的基因插入在終止子的下游,二者的目的基因均不能被轉錄(其他合理答案也可)。(3)E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶(其他合理答案也可)-37-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3

解析:

(1)由題圖(a)可知,限制酶Sau3AⅠ與BamHⅠ切割后形成的黏性末端相同,所以經BamHⅠ酶切割后得到的目的基因可以與題圖(b)所示表達載體被Sau3AⅠ酶切后的產物連接。(2)在基因表達載體中,啟動子應位于目的基因的首端,終止子應位于目的基因的尾端,這樣目的基因才能表達。圖中甲、丙均不符合,所以不能表達目的基因的產物。(3)常見的DNA連接酶有E·coli

DNA連接酶和T4

DNA連接酶,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是T4

DNA連接酶,但其對平末端的連接效率較低。-38-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3對植物體細胞雜交理解不透徹防范策略(1)植物體細胞雜交和有性雜交的區(qū)別①植物體細胞雜交:若兩個不同品種的植物細胞(設為甲、乙)進行融合,甲含有2x條染色體,2個染色體組,基因型為Aabb,乙含有2y條染色體,2個染色體組,其基因型為ccDd,則新植株應為四倍體,其體細胞中染色體數為2x+2y,基因型為AabbccDd。不難看出,體細胞雜交即兩個細胞融合成一個細胞,不管是染色體數、基因型還是染色體組都直接相加。-39-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3②植物有性雜交的結果:假設上述兩種植物能雜交產生后代,則子代細胞中染色體數為(x+y),基因型為AbcD、abcD、Abcd、abcd,即先減半再相加。③有性生殖過程遵循孟德爾遺傳規(guī)律,而植物體細胞雜交不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。(2)利用植物組織培養(yǎng)生產細胞產物時,有時只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織階段,從愈傷組織中獲取產物。-40-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3防范演練2右上圖是植物體細胞雜交過程示意圖,如果A、B植物均為二倍體,請據圖分析回答下列問題。-41-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3(1)圖中所示過程的原理有

。

(2)圖中的①過程是

。

(3)植物體細胞融合成功的標志是

,其產生與細胞內的

(細胞器)有關。