高三生物二轮专题复习基因工程克隆技术.ppt

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1、第一讲 基因工程、克隆技术,专题九 现代生物科技,题组1 基因工程,1(2010全国，5)下列叙述符合基因工程概念的是 ( ) AB淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗 体基因 B将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干 扰素的菌株 C用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素 高产菌株 D自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌 DNA上,解析：基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼 接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无 性繁殖，使目的基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基

2、因产 物。所以B为基因工程，而A为动物细胞工程，C为诱变育种，D无人为因素不属于基因工程。 答案：B,2(2010浙江理综，2)在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过 程中，下列操作错误的是 ( ) A用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C将重组DNA分子导入烟草原生质体 D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞,解析：限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体，烟草花叶病毒 的遗传物质是RNA，不能用限制性核酸内切酶切割，A项错误；DNA连 接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和载体，B项正确；受体细胞 可以是受精卵和体细胞，也可以是

3、去除细胞壁的原生质体，C项正确； 目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除 草剂的能力，筛选时应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞，D项正 确。 答案：A,3(2010天津理综，7)下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器 的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素 抗性基因，BamH、Hind、Sma直线所示为三种限制酶的酶切 位点。,据图回答： (1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用_限制酶同时 酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在 含_的培养基上进行。 (2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是_(

4、填字母代号)。 A启动子 BtetR C复制原点 DampR (3)过程可采用的操作方法是_(填字母代号)。 A农杆菌转化 B大肠杆菌转化 C显微注射 D细胞融合,Hind和BamH,氨苄青霉素,A,C,(4)过程采用的生物技术是_。 (5)对早期胚胎进行切割，经过程可获得多个新个体。这利用了细胞的_性。 (6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用_(填字母代号)技术。 A核酸分子杂交 B基因序列分析 C抗原抗体杂交 DPCR,胚胎移植技术,全能,C,解析：(1)由图示可知：需用Hind和BamH限制酶同时酶切载体和 人乳铁蛋白基因，因酶切后tetR四环素抗性基因结构被破坏而ampR 结构完好

5、，故用含氨苄青霉素的选择培养基可筛选含有重组载体的大 肠杆菌。(2)启动子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合酶识别和结 合的位点，可调控基因的特异性表达。(3)过程表示把重组载体导入 受体细胞的过程，当受体细胞为动物细胞时，常采用显微注射法。(4) 过程表示把早期胚胎移植到代孕母牛子宫的过程，属于胚胎移植技 术。(5)经过程得到新个体是细胞全能性的体现。(6)人乳铁蛋白基 因是否成功表达，关键看是否有其表达产物即人乳铁蛋白，可用抗 原抗体杂交法检测该蛋白是否存在。,4(2010江苏生物，27)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位 点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问

6、 题：,(1)一个图1所示的质粒分子经Sma切割前后，分别含有_个游离的磷酸基团。 (2)若对图中质粒进行改造，插入的Sma酶切位点越多，质粒的热稳定性越_。 (3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Sma 切割，原因是_。 (4)与只使用EcoR相比较，使用BmaH和Hind两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_ _。,0、2,高,Sma会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因,质粒和含目的基因的外源,DNA片段自身环化,(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入_酶。 (6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_ _。 (7)为了从cD

7、NA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在_的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。,DNA连接,鉴别和筛选含有目的基因,的细胞,蔗糖为唯一含碳营养物质,解析：本题综合考查基因工程的过程及应用。(1)质粒是双链环状DNA分 子，在Sma切割前没有游离的磷酸基团，Sma作用于两个核苷酸之 间的磷酸二酯键，切割产生的DNA片段末端是平末端，因而质粒经切割 后含有2个游离的磷酸基团。(2)质粒的热稳定性主要由氢键数量决定， 氢键的数量越多，质粒的热稳定性越高，反之则低，在DNA分子中A与 T之间存在2个氢键 ，C与G之间存在3个氢键，因此DNA分

8、子中GC碱 基对越多，热稳定性就越高，Sma识别CCCGGG序列，并在C和G之 间将这段序列切开，也就是质粒中Sma酶切位点越多，GC碱基对越 多，热稳定性越高。(3)据图1可知，Sma切割的位点在抗生素抗性基 因之中，抗生素抗性基因是标记基因，应尽量避免破坏，据图2可知 Sma切割的位点在目的基因之中，破坏了目的基因，所以不能使用,Sma切割。(4)用同种限制酶切割后的质粒和目的基因，在基因表达载 体构建时，常形成三种连接方式，其中目的基因与目的基因的连接、质 粒与质粒的连接是无效的连接，用两种限制酶可避免此类现象。(5)基因 表达载体的构建过程中需加DNA连接酶，连接脱氧核糖和磷酸。(6)

9、抗生 素抗性基因属于标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。(7)目的基因是蔗 糖转运蛋白基因，将其导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体后，应 进行目的基因的检测与鉴定，可根据受体细胞是否含有蔗糖转运蛋白， 即是否具备吸收蔗糖的能力判断基因工程是否成功，因而可在含有蔗糖 (唯一碳源)的培养基中培养。,5(2010福建理综，32)红细胞生成素(EPO)是体内促进红细胞生成的 一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPO来源极 为有限，目前临床上使用的红细胞生成素主要来自于基因工程技术 生产的重组人红细胞生成素(rhEPO)，其简要生产流程如下图。,请回答： (1)图中所指的是_技术。 (2

10、)图中所指的物质是_，所指的物质是_。 (3)培养重组CHO细胞时，为便于清除代谢产物，防止细胞产物积累对细 胞自身造成危害，应定期更换_。 (4)检测rhEPO的体外活性需用抗rhEPO的单克隆抗体。分泌该单克隆抗 体的_细胞，可由rhEPO免疫过的小鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细 胞融合而成。,PCR,mRNA,rhEPO,培养液,杂交瘤,解析：(1)核DNA的体外扩增即PCR技术。(2)由图示分析：从人胚胎干细 胞提取出，经反转录可形成cDNA，可知为翻译EPO的模板mRNA， 为rhEPO。(3)细胞培养过程中，应定期更换培养液，以添加营养物 质，清除代谢废物。(4)由rhEPO免疫过的小

11、鼠B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤 细胞融合，可以筛选出能够分泌抗rhEPO的单克隆抗体的杂交瘤细胞。,题组2 克隆技术,6(2010广东理综，24)新技术的建立和应用对生物学发展至关重要。 下列技术(或仪器)与应用匹配正确的是(双选) ( ) APCR技术扩增蛋白质 B杂交瘤技术制备单克隆抗体 C光学显微镜观察叶绿体的基粒 D花粉离体培养培育单倍体植物,解析：本题主要考查技术(或仪器)与应用的匹配情况。A项，PCR技术 的应用是扩增基因，而不是蛋白质；B项，杂交瘤技术的应用是制备单 克隆抗体，杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体；C项，叶 绿体属于显微结构，可用光学显微镜观察，叶绿体中的基粒属于

12、亚显微 结构，则需电子显微镜才能观察；D项，培育单倍体植物主要包括花粉 离体培养和用秋水仙素处理两大步骤。 答案：BD,7(2010浙江理综，4)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是 ( ) A培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞 B克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变 C二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的 D恶性细胞系的细胞可进行传代培养 解析：由于接触抑制，动物细胞培养时只能形成单层细胞，A项错 误；克隆培养法在培养时，由于所有子代细胞来自于一个亲代细 胞，所以基因型一般都相同，B项错误；二倍体细胞的传代培养次数 通常是有限的，只有少数细胞遗传物质发生改变，才能无限

13、增殖，C 项错误；恶性细胞系的细胞具有癌变的特点，可进行传代培养，D项 正确。 答案：D,8(2010江苏生物，24)明党参是我国珍稀药用植物，对其进行保护性开 发利用的方法有(多选) ( ) A设计细胞培养反应器，实现药用成分的工厂化生产 B大量培养愈伤组织，直接提取药用成分 C大规模栽培组织培养苗，获取药用成分 D利用组织培养获得胚状体，制成人工种子 解析：保护珍稀药用植物，可利用植物组织培养技术，获取试管苗或 人工种子，通过栽培或种植，获得药用成分；也可以培养到愈伤组织 阶段后，直接提取药用成分，或通过处理得到细胞悬液，利用细胞培 养反应器进行药用成分工厂化生产，故四个选项都正确。 答案

14、：ABCD,9(2010全国新课标，40)请回答： (1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品 种的_，繁殖种苗的速度_。离体的叶肉细胞在适宜 的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该 植物的全部_。 (2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其 原因是避免_的污染。 (3)微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗 _，而与_配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑 制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需要使用的生长调节 剂是_(脱落酸、2,4D)。,遗传特性,快,遗传信息,微生物,生根,细胞分裂素,2,4D,(4)将某植物试管苗

15、培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是_,单株鲜重的变化趋势是_。据图判断，培养基中不含蔗 糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量_(能、不能)满足自身 最佳生长的需要。 (5)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力， 应_(降低，增加)培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能 力。,逐渐减小,先增加后下降,不能,降低,解析：(1)植物组织培养属于无性繁殖，后代能够保持亲本的遗传特性。 植物微型繁殖技术能够实现快速繁殖。植物组织培养的原理是植物细胞 具有全能性，即已经分化的细胞，

16、仍然具有发育成完整个体的潜能。(2) 在植物组织培养接种和试管苗转接过程中都需要无菌操作，以避免微生 物(杂菌)污染。(3)微型繁殖培养基中使用的生长素与细胞分裂素比例不 同，可以分别诱导根、芽的形成。使用高浓度的植物生长素类似物(如 2,4D)可以抑制试管苗的生长。(4)(5)分析图中曲线可知：光合作用强度随 着培养基中蔗糖浓度的增大而下降，但单株鲜重的变化趋势是先增加后 下降。培养基中不含蔗糖时，光合作用强度最大，但由于该时期光合作 用产生的有机物积累量较少，不能满足自身最佳生长的需要。在蔗糖浓 度为1%左右时，单株鲜重达到最大，此时有机物的量满足自身最佳生长 需要。,考点1 基因工程相关

17、知识考查,1基因工程的基本工具的比较,2.将目的基因导入受体细胞中的方法的比较,3.PCR技术与DNA复制的比较,4.目的基因的检测内容和方法的比较,5.两种基因治疗途径及其特点,6.基因工程的应用,7.基因工程与蛋白质工程的比较,1对DNA连接酶、DNA聚合酶等的理解,2.基因工程与蛋白质工程的比较,【例1】 (沈阳质检)转基因植物油是由转基因植物通过压榨或浸出法加 工制得的，因其出油率高而被广泛采用。我国是植物油消费大国， 每年都从国外进口大量的转基因植物油。 (1)在培育转基因油料植物的过程中，基因操作需要的工具酶是 _。在基因表达载体中，目的基因 的首端必须含有_，它是_识别和结合位点

18、。 (2)请写出一种将目的基因导入油料植物细胞可以采用的方法： _。若受体细胞为植物体细 胞，可采用_技术获得转基因植物体，该技术所依据 的原理是_。,限制性核酸内切酶和DNA连接酶,启动子,RNA聚合酶,农杆菌转化(或基因枪、花粉管通道)法,植物组织培养,植物细胞的全能性,(3)若要检测(2)中获得的植物细胞染色体上是否含有目的基因，可采用_技术。而想要得知上述植物是否真的出油率高，应如何做？_。 (4)若利用蛋白质工程继续提高油料植物的出油率，其设计流程应从预期的_出发，设计预期的_结构，推测出应有的_序列，然后找到相对应的_序列，再用转基因技术改变其现有性状。,DNA分子杂交,将该植物制

19、出的植物油与同等质量的非转基因植物制出的植物油称重比较,蛋白质功能,蛋白质,氨基酸,脱氧核苷酸,考点2 克隆技术相关知识整合,1细胞工程的几个过程流程图比较,2.植物组织培养与动物细胞培养的比较,3.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较,受精作用、原生质体融合、动物细胞融合,【例2】 野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗 寒能力，但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究， 用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强 的杂交系马铃薯。据图分析回答问题：,(1)过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”所用的酶应该包括_。 (2)过程可用聚乙二醇(PEG)

20、，其目的是_。 (3)请用文字和箭头表示出技术过程的实验流程：_。 由此过程可以看出植物细胞有形成完整个体的可能性，这是 _的表现。 (4)在培养基上培养一段时间后，原生质体会再生出细胞壁。可以取样，通过_实验来鉴别细胞壁是否已经再生。 (5)请说明运用植物体细胞杂交法的最大好处：_。,纤维素酶、果胶酶,诱导原生质体融合,融合细胞 愈伤组织 幼苗,植物细胞具有全能性,植物细胞的质壁分离与复原,可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍,【例3】 (潍坊质检)人CD20单克隆抗体是治疗一些恶性肿瘤的特效药 物，目前主要是通过培养哺乳动物细胞的方式生产。我国科学家已经 培育出世界上第一头转入了CD20抗体基因的转基因牛，可以从它产 的牛奶中直接提取CD20抗体。这项技术成熟后，有望使这一特效药 的生产成本降至现在的1/10。请回答： (1)单克隆抗体的制备过程需先将_和 _融合，这一过程的诱导方法与植物体细胞杂交不同的 是_。 (2)动物细胞培养需要在含_混合气体的培养箱中进 行，培养液中通常需加入_等一些天然成分。 (3)转基因技术的核心是_。该过程用到的工 具酶有 _和_。,经过免疫的B淋巴细胞,骨髓瘤细胞,用灭活的病毒诱导,95%空气加5%CO2,血清、血浆,基因表达载体的构建,限制性核酸内切酶(限制酶),DNA连接酶,