1、专题九 现代生物科技专题,运载体,基因重组,提取目的基因,全能性,单克隆抗体制备,受精,早期胚胎培养,卵裂期,囊胚期,基因工程,1实质:在分子水平上利用特殊工具将特定基因转入受体,细胞,使其产生所需性状。,2基本工具:,3.操作程序:,(1)目的基因的获取:,目的基因:指编码蛋白质的结构基因 。 途径:,a从基因文库中获取。,b人工合成:化学合成法、反转录法。 c利用 PCR 技术扩增。 (2)基因表达载体的构建:,目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,遗传给下一,代;使目的基因能够表达和发挥作用。,组成:目的基因启动子终止子标记基因(常用抗生,素基因)。,(3)将目的基因导入受体细胞:,(4)目的基因的检测和鉴定:,【典例 1】(2012 年浙江高考)天然的玫瑰没有蓝色花,这 是由于缺少控制蓝色色素合成的基因 B,而开蓝色花的矮牵牛 中存在序列已知的基因 B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰,下,列操作正确的是(,),A 提取矮牵牛蓝色花的 mRNA ,经逆转录获得互补的 DNA,再扩增基因 B B利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库 中获取基因 B C利用 DNA 聚合酶将基因
2、 B 与质粒连接后导入玫瑰细胞 D将基因 B 直接导入大肠杆菌,然后感染并转入玫瑰细 胞,名师点拨提取矮牵牛蓝色花的mRNA,逆转录得到DNA, 然后扩增,可获得大量的基因 B,A 正确;从基因文库中获取 目的基因,只要根据目的基因的相关信息和基因文库中的信息 进行筛选对比即可,不需要用限制酶进行切割,B 错误;目的 基因与质粒的连接需要用 DNA 连接酶,而不是 DNA 聚合酶, C 错误;目的基因需要和运载体连接形成重组质粒后再导入, 而且应该用农杆菌进行感染玫瑰细胞,而不是大肠杆菌,D 错 误。,答案A,【典例 2】(2012 年全国新课标)根据基因工程的有关知识,,回答下列问题。,(1)限制性内切酶切割 DNA 分子后产生的片段,其末端类,型有_和_。,(2)质粒运载体用 EcoR切割后产生的片段如下:,AATTCG GCTTAA,为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的 DNA 除可 用 EcoR切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须 具有的特点是_。,(3)按其来源不同,基因工程中所使用的 DNA 连接酶有两 类,即_DNA 连接酶和_DNA 连接酶。 (4)反转录
3、过程的模板是_,产物是_。若要在体,外获得大量反转录产物,常采用_技术。,(5) 基因工程中除质粒外,_ 和,_等也可作为运载体。,(6)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用 未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是_。, 名师点拨(1) 当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将 DNA 的两条链分别切开时,产生的是黏性末端,而当限制酶在 它识别序列的中心轴线处切开时,产生的则是平末端。 (2)为使运载体与目的基因相连,不同的限制酶应切割出相 同的黏性末端,它们必须要能识别相同的核苷酸序列,并且使 每条链中相同的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 (3)根据 DNA 连接酶的来源不同,可以将这些酶分为两类: 一类是从大肠杆菌中分离得到的,称为 Ecoli DNA 连接酶;另 一类是从 T4 噬菌体中分离出来的,称为 T4DNA 连接酶。 (4)反转录是以 RNA 为模版来合成 DNA 的过程。可以在体 外短时间内大量扩增 DNA 的技术叫 PCR(多聚酶链式反应)。,(5)基因工程中除质粒可作运载体外,还有噬菌体的衍生 物、动植物病毒等。 (6)大肠杆菌细胞外有细胞壁和细胞膜,能阻止
4、其他物质的 进入,通过 Ca2处理细胞,可使细胞处于能吸收周围环境中 DNA 分子的生理状态,这种细胞称为感受态细胞。 答案(1)黏性末端 平末端 (2)能识别 EcoR I 识别的核苷酸序列,并且断开与 EcoR 断开相同的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,(3)Ecoli T4,(4)RNA,DNA,PCR,(5)噬菌体的衍生物 动植物病毒 (6)需要用 Ca2处理,使大肠杆菌处于感受态才能吸收周围 环境中的 DNA,细胞工程,1植物组织培养与动物细胞培养的比较:,2.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较:,3.单克隆抗体的制备:,(1)抗体:一个 B 淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清,中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。,(2)单克隆抗体的制备过程:,(3)杂交瘤细胞的特点:既能大量繁殖,又能产生专一的抗,体。,(4)单克隆抗体的优点:特异性强,灵敏度高,并能大量制,备。,【典例 1】(2012 年湛江一模)下图是利用三倍体香蕉的茎,尖培养脱毒香蕉植株的过程示意图。下列叙述正确的是(,),A过程中发生了有丝分裂和减数分裂 B对香蕉进行花药离体培养可获得单倍体 C阶段为脱分化过程
5、DX 代表愈伤组织 名师点拨此题考查植物组织培养技术。茎尖组织经过脱 分化形成愈伤组织,再分化形成胚状体,并通过有丝分裂、分 化长成幼苗。香蕉是三倍体,无法通过减数分裂形成正常配子。 答案D,【典例 2】(2012 年珠海联考双选)植物体细胞杂交与动物,细胞工程中所用技术与原理不相符的是(,),A纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理酶的高效 性 B植物组织培养和动物细胞培养细胞的全能性 C原生质体融合和动物细胞融合细胞膜的流动性 D紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养细胞分裂,名师点拨植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,用纤 维素酶、果胶酶处理,利用酶的专一性。胰蛋白酶处理动物组 织细胞,也是利用酶的专一性。动物细胞培养的原理是细胞增 殖。杂交瘤细胞的培养原理是细胞增殖,原生质体融合和动物 细胞融合体现细胞膜具有流动性。,答案AB,胚胎工程,1动物胚胎发育的基本过程:受精卵卵裂期桑椹胚,囊胚原肠胚。,2胚胎干细胞:胚胎干细胞是从早期胚胎(囊胚期的内细 胞团)或原始性腺中分离出来的,其功能特点是具有发育的全能 性,可诱导分化出各种组织器官。,3胚胎工程的应用:,(1)体外受精和胚胎的早期培养。
6、(2)胚胎移植:,胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受 精及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其 他雌性动物的体内,使之继续发育为新个体的技术。 胚胎移植的意义:大大缩短了供体本身的繁殖周期,充,分发挥雌性优良个体的繁殖能力。,基本程序:,a对供、受体的选择和处理。 b配种或人工授精。,c对胚胎的收集、检查、培养或保存。 d对胚胎进行移植。,e移植后的检查(对受体母牛进行是否妊娠的检查)。,(3)胚胎分割:,概念:是指采用机械方法将早期胚胎切割 2 等份、4 等,份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。,意义:来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质,属于,无性繁殖。,材料:发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚(桑椹胚至囊 胚的发育过程中,细胞开始分化,但其全能性仍很高,也可用 于胚胎分割)。,操作过程:对囊胚阶段的胚胎分割时,要将内细胞团均 等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。,【典例 1】(2012 年深圳三校联考)下列有关胚胎工程的叙,述中,正确的是(,),A囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的 B采集的卵母细胞应立即与精子共同放入培养液才能形 成受
7、精卵 C成熟卵子与收集来的精子相遇形成的受精卵,需培养 到一定阶段才可移植 D哺乳动物早期胚胎在囊胚期之前形成了胎盘,与母体 子宫建立组织上的联系,便于胚胎的存活,名师点拨囊胚期细胞的分化是基因进行选择性表达的结 果,遗传物质并没有改变。采集的卵母细胞要经过人工培养成 熟,而精子则需要进行获能处理。成熟卵子与收集来的精子相 遇形成的受精卵,需培养到一定阶段才可移植。胚胎移植的时 机应在受精卵发育到桑椹胚或囊胚阶段(即早期胚胎),此时, 胚胎未着床,仍处于游离状态。,答案C,【典例 2】(2012 年江苏高考)通过胚胎移植技术,可以实,),现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是( A对供体和受体母牛都要进行相同激素处理 B受精和胚胎的早期培养都需要在体外进行 C对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植 D胚胎分割移植实现同卵多胎的成功率较低,名师点拨对供体和受体母牛进行同期发情处理,所用的 激素相同,但对供体母牛进行超数排卵要用促性腺激素,受体 母牛则不需要,A 错;受精可在体内进行,B 错;冲卵得到的 胚胎应发育到桑椹胚或囊胚,方可成功移植,C 错;到目前为 止,最常见的是分割产生的同卵双胎,而同卵多胎成功的比例 很小,D 正确。,答案D,【典例 3】(2012 年深圳联考)培育“试管山羊”的基本过,程如下图所示,若要培育成功,下列叙述正确的是(,),A甲过程中可通过给母山羊注射有关激素使其超数排卵 B乙过程的目的之一是促进卵母细胞和精子的成熟 C丙过程与乙过程中应采用相同成分的培养液 D丁过程中早期胚胎须移植到供体性状相同的代孕母羊 子宫内,名师点拨为了让雌性动物排出更多的卵母细胞,甲应为 对雌性动物采用注射促性腺激素让其超数排卵,A 正确。乙过 程的目的是促进其完成体外受精,B 错误。丙过程是早期胚胎 的发育过程,丁过程是在母体内完成胚胎发育的全过程;乙过 程在专用获能培养液或受精溶液中进行,而丙过程是细胞培养 过程,所以培养液的成分是不同,C 错误;早期胚胎移植到与 供体处于同期发情(即同时采用促性腺激素处理)的母体内,D 错 误。,答案A,
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