2011《龙门亮剑》高三一轮（人教版）生物 选修3全套课件.ppt

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1、 选修3 现代生物科技专题,(1)基因工程的诞生 (2)基因工程的原理和技术 (3)基因工程的应用 (4)蛋白质工程,(1)基因工程中三种基本工具的作用及特点 (2)基因工程原理及基本操作程序 (3)设计某一转基因生物的培育过程 (4)基因工程的应用及取得成果的典型实例 (5)蛋白质工程原理及其与基因工程的区别和联系,11、1.2 DNA重组技术的基本工具 基因工程的基本操作程序,一、基因工程诞生的理论基础 1基因拼接的理论基础 (1)DNA是生物的主要遗传物质。 (2)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。 (3)双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构。,2外源基因在受体内表达的理论

2、基础 (1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。 (2)遗传信息的传递都遵循中心法则阐述的信息流动方向。 (3)生物界共用一套遗传密码。,二、基因工程的操作工具 1限制性核酸内切酶能够特异性地识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并能在特定部位将两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，使其形成黏性末端或平末端。,2DNA连接酶 (1)常用的DNA连接酶,(2)DNA连接酶与DNA聚合酶的比较,3.载体 (1)作用：作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。 利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。 (2)种类：质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒等。 (3)一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求

3、，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。,三、基因工程操作的基本程序 1目的基因的获取途径 (1)直接分离：从自然界已有的物种中分离，如从基因文库中获取。 (2)人工合成目的基因 常用的方法有： 已知核苷酸序列的较小基因，直接利用DNA合成仪用化学方法合成，不需要模板。 以RNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成。,(3)PCR技术与DNA复制的比较,2.基因表达载体的构建 (1)基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子以及标记基因等。 (2)基因表达载体的构建方法,导入的目的基因的表达需要调控序列，因此在插入目的基因的部位之前需有启动子，之后需有终止子。,3将目的基因

4、导入受体细胞,4.目的基因的检测与鉴定 (1)分子水平检测 导入检测：DNA分子杂交技术，即使用放射性同位素标记的含目的基因的DNA片段作探针检测。,(2)个体生物学水平鉴定：对转基因生物进行抗虫或抗病的接种实验。,(2010年北京海淀区抽查)下图是含某目的基因的DNA片段，据图回答下列问题。,(1)根据图示可知，若用EcoR和Sma限制酶切割，则此DNA片段可有_个限制酶切割位点，切割后共有_种_个切割末端。 (2)EcoR限制酶切割后形成的末端是 末端，在图中用笔标出切割部位。 (3)如果要将用EcoR限制酶切割形成的目的基因片段导入受体细胞，一般需要_作载体。其应具备的特点有：_、_、_

5、。 (4)Ecoli DNA连接酶连接目的基因和载体时连接的是图中_(填字母)部位的化学键。,【答案】 (1)3 2 6(不计算原有的) (2)黏性 (3)质粒 至少有一个切割位点 能自我复制 含标记基因 (4)X,(2009年江苏高考题)苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因)，据图回答下列问题。,(1)将图中的DNA用Hind、BamH完全酶切后，反应管中有_种DNA片段。 (2)图中表示Hind与BamH酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得_种重组质粒；如果换用Bst与BamH酶切，目的基因与质粒连接

6、后可获得_种重组质粒。 (3)目的基因插入质粒后，不能影响质粒的_。,(4)图中的Ti质粒调控合成的vir蛋白，可以协助带有目的基因的TDNA导入植物细胞，并防止植物细胞中_对TDNA的降解。 (5)已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞_。 (6)生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的_基因频率的增长速率。,【解析】 本题重点考查转基因技术的相关知识，需特别注意基因工程的步骤、DNA的复制、基因工程的操作工具等知识。本题需特别注意图示过程，从中

7、获取有效信息，然后结合课本知识即可正确解答。 【答案】 (1)4 (2)2 1 (3)复制 (4)DNA水解酶 (5)表面无相应的特异性受体 (6)抗性,1(2009年浙江高考题)下列关于基因工程的叙述，错误的是( ) A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物,B限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶 C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性 D载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达,【解析】 基因工程中目的基因来源于自然界中的含有目的性状的一切生物，可以是动物、植物，也可以是真菌、细菌，还可以是人等；在基因工程中获取目的基因以及将目的基因和

8、载体结合构成基因表达载体必须使用同一种限制酶进行切割，以获得相同的黏性末端，再在DNA连接酶的作用下，将目的基因和载体连接，构成基因表达载体；,人的胰岛素原基因可以在大肠杆菌体内得以表达，但是由于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器的加工，合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能，即没有生物活性；作为标记基因，有利于重组基因在细胞内表达的鉴定筛选，但对于目的基因的表达没有促进等调控作用。 【答案】 D,2(2007年高考北京卷)利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( ) A棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B大肠杆菌中

9、检测到人胰岛素基因及其mRNA C山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白,【解析】 该题考查了目的基因的检测和目的基因的表达两个概念之间的区别。基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，A、C只能说明完成了目的基因的导入，B只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。 【答案】 D,3(2009年上海高考题)人体细胞内含有抑制癌症发生的P53基因，生物技术可对此类基因的变化进行检测。,(1)目的基因的获取方法通常包括_和_。 (2)上图表示从正常人和患者体内获取的P53基因的部分区域。

10、与正常人正比，患者在该区域的碱基会发生改变，在上图中用方框圈出发生改变的碱基对；这种变异被称为_。,(3)已知限制酶E识别序列为CCGG，若用限制酶E分别完全切割正常人和患者的P53基因部分区域(见上图)，那么正常人的会被切成 个片段；而患者的则被切割成长度为_对碱基和_对碱基的两种片段。 (4)如果某人的P53基因部分区域经限制酶E完全切割后，共出现170、220、290和460碱基对的四种片段，那么该人的基因型是_(以P+表示正常基因，P-表示异常基因)。,【解析】 (1)目的基因既可以从供体细胞中直接提取，也可人工合成。(2)基因内部个别碱基对的替换为基因突变。(3)据图分析可知，正常人

11、会被切成三个片段。(4)由正常人被限制酶E切出来的具体片段可知，该人的基因型是P+P-。,【答案】 (1)从细胞中分离 通过化学方法人工合成 (2)见下图,基因碱基对的替换(基因突变) (3)3 460 220 (4)P+P-,4(2008年山东高考题)为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。,(1)获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的_处，DNA连接酶作用于_处。(填“a或“b”) (2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和_法。,(3)由导入目的基因的水稻细胞培养成

12、植株需要利用_技术，该技术的核心是_和_。 (4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的_作探针进行分子杂交检测，又要用_方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。,【解析】 限制性内切酶的切点选择很严格，只会切断某段特定DNA序列中的某个特定位点磷酸二酯键，而DNA连接酶可以将该键连接起来。重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法除了农杆菌转化法外，还有基因枪法和花粉管通道法。,导入外源基因的细胞需要利用植物组织培养技术将其培养为植株，过程为：取材、去分化(或脱分化)形成愈伤组织、再分化形成试管苗、移栽培育成完整植物体。转基因是否成功，可测定是否有转基因产物产生，也可通过改变

13、条件观察植物性状的变化来加以确定。,【答案】 (1)a a (2)基因枪(花粉管通道) (3)植物组织培养 脱分化(去分化) 再分化 (4)耐盐基因(目的基因) 一定浓度盐水浇灌的(移栽到盐碱地中),5(2008年江苏高考)将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。,图1 转基因操作流程图,图2 引物对与模板结合示意图,表1 引物对序列表,表2 几种限制酶识别序列及切割位点表,请根据以上图表回答下列问题。 (1)在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特

14、点是_。 (2)PCR过程中退火(复性)温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？_。,(3)图1步骤所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？_。 (4)为将外源基因转入马铃薯，图1步骤转基因所用的细菌B通常为_。,(5)对符合设计要求的重组质粒T进行酶切。假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。 采用EcoR和Pst酶切，得到_种DNA片段。 采用EcoR和Sma酶切，得到_种DNA片段。,【答案】 (

15、1)耐高温 (2)引物对B (3)否 (4)农杆菌 (5)2 1,闯关训练 点击进入链接,1.3、1.4 基因工程的应用 蛋白质工程的崛起,一、基因工程的应用成果 1乳腺生物反应器与微生物生产的比较,乳腺生物反应器受生物性别的限制，若从动物尿液中提取目的基因产物则不受性别限制。,2基因治疗 (1)成果：将腺苷脱氨酶基因转入患者淋巴细胞中，治疗复合型免疫缺陷症。 (2)方法：体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如T淋巴细胞，进行培养。然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞进行扩增培养，最后重新输入患者体内。,体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法。如1994年美国科学家

16、利用经过修饰的腺病毒作载体，成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转入患者肺组织中。,(3)基因治疗的过程(以镰刀型细胞贫血症的治疗为例) 用限制性核酸内切酶从人的DNA分子中切取血红蛋白基因。 用同一种限制性核酸内切酶在载体DNA上切开一个切口，用DNA连接酶将正常血红蛋白基因连接在载体DNA上，形成重组载体。,将携带正常血红蛋白基因的重组载体导入患者的造血干细胞中，并将重组载体插入到染色体DNA上。用选择培养基筛选出含重组质粒的造血干细胞。 将携带正常血红蛋白基因的造血干细胞输入患者骨髓中，此造血干细胞产生含正常血红蛋白的红细胞，以根治镰刀型细胞贫血症。,二、蛋白质工程 1蛋白质工程的基

17、本原理,2蛋白质工程与基因工程的比较,已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下：,(1)实验步骤所代表的反应过程是_。,(2)步骤构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用限制性内切酶和_酶，后者的作用是将用限制性内切酶切割的_和_连接起来。 (3)如果省略步骤而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能_，也不能_。,(4)为了检验步骤所表达的S蛋白是否

18、与病毒S蛋白有相同的免疫反应特征，可用_与_进行抗原抗体特异性反应实验，从而得出结论。 (5)步骤和的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列_(相同，不同)，根本原因是_。,【解析】 此题以免疫知识为背景，实则考查基因工程的相关知识。SARS病毒的遗传物质是RNA，其遗传信息的表达首先需在宿主细胞内进行逆转录合成相应的DNA。利用这一点用逆转录的方法可获得控制产生S蛋白的基因(目的基因)。目的基因的剪接需要工具酶限制性内切酶和DNA连接酶。,一般用同种限制酶分别切割目的基因和运载体后，用DNA连接酶将二者连接起来。构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在

19、，并且可以遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用，这是因为目的基因在受体细胞内是不能单独稳定存在并表达的。,利用抗原抗体反应可以检测蛋白质，因此要检测基因工程产物是否与病毒的S蛋白有相同的免疫反应特性，可以用病人康复后血清中提取的抗S蛋白抗体与基因工程产生的蛋白质进行抗原抗体反应实验。相同的目的基因导入不同的受体，由于基因携带的遗传信息相同，不同的生物又共用一套遗传密码，所以合成蛋白质的氨基酸序列是相同的。,【答案】 (1)逆转录 (2)DNA连接 载体 S基因 (3)复制 合成S基因的mRNA (4)大肠杆菌中表达的S蛋白 SARS康复病人血清 (5)相同 表达蛋白质所用的基因相同

20、,(2009年广东高考题)(1)饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的_，然后改变植酸酶的_，从而得到新的植酸酶。 (2)培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是_。请简述获得转基因植株的完整过程。_。,(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过_转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期后可通过_方法，从而一次得到多个转基因猪个体。 (4)若这些转基因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响？,【解析】 (1)蛋白质工程首先要根据已有蛋白质

21、，从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相应的脱氧核苷酸序列，合成目的基因，再通过基因工程产生转基因生物。(2)将目的基因导入植物细胞的方法有：农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法，其中有80%的转基因植物都是通过农杆菌转化法产生的。,(3)动物细胞核的全能性受细胞质的抑制，故目的基因需注入到受精卵中，再将注射了目的基因的受精卵移植到雌性动物的输卵管或子宫内，使其发育成具有新性状的动物。(4)转基因生物可造成基因污染等不良影响。,【答案】 (1)分子结构及预期功能 基因 (2)农杆菌转化法 首先将目的基因与质粒组合，构建基因表达载体，将含目的基因的表达载体导入

22、植物细胞，通过植物组织培养获得表现新性状的植物。(3)显微注射法 胚胎分割 (4)转基因生物及其产品对生物多样性、生态环境可能产生的影响主要表现在以下几方面：转基因生物打破了物种的原有界限，改变了物质循环和能量流动，对生态系统的稳定性造成破坏；,重组DNA与微生物杂交，可能出现对动、植物和人类有害的病原微生物；增加目标害虫的抗性和进化速度；转基因植物通过传粉进行基因转移，导致超级杂草出现；转基因植物的花粉如含有有毒蛋白或过敏蛋白，通过蜜蜂的采集，很可能进入蜜蜂中，再经过食物链的传递，最后有可能进入其他动物和人体内。,1(2009年安徽高考题)2008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧

23、光蛋白”的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是( ),A追踪目的基因在细胞内的复制过程 B追踪目的基因插入到染色体上的位置 C追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 D追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构,【解析】 绿色荧光蛋白基因指导合成的蛋白质为绿色荧光蛋白，该基因与目的基因组成的融合基因指导合成的蛋白质即含有绿色荧光蛋白，故绿色荧光蛋白基因可用来追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布。 【答案】 C,2(2008年高考上海卷)以重组DNA技术为核心的基因工

24、程正在改变着人类的生活。请回答下列问题： (1)获得目的基因的方法通常包括_和_。 (2)切割和连接DNA分子所使用的酶分别是_和_。,(3)运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或_，后者的形状呈_。 (4)由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率_，所以在转化后通常需要进行_操作。 (5)将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和_序列上是相同的。,【解析】 该题考查基因工程的操作，属于记忆性的内容，见答案。 【答案】 (1)化学合成(人工合成) 酶切获取(从染色体DNA分离/从生物细胞分离) (2)限制性核酸内切酶(限制酶) DNA连接酶(连接酶) (3)质

25、粒 小型环状(双链环状、环状) (4)低 筛选 (5)氨基酸,3.(2008年海南高考)右图 为某种质粒表达载体简图， 小箭头所指分别为限制性 内切酶EcoR 、BamH 的酶切位点，ampR为青 霉素抗性基因，tctR为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoR、BamH在内的多种酶的酶切位点。,据图回答： (1)将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoR酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有_、_、_三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行_。,(2)用上述3种连接

26、产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是_；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是_。,(3)目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是_，其合成的产物是_。 (4)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是_。,【解析】 在基因表达载体的构建过程中用同种限制酶来切割目的基因和质粒，使之产生相同的黏性末端，以利于DNA片段的连接。将切割后的目的基因和质粒，用DNA连接酶进行连接，它们之间随机连接，可有三种产物：目的基因载体连

27、接物、载体载体连接物和目的基因目的基因连接物。,从图中可以看出，目的基因的插入位点在抗四环素基因上，可推知：目的基因载体连接物的抗四环素基因被破坏，丧失了抗四环素的能力，但保留了抗青霉素的能力；载体载体连接物既保留了抗四环素的能力也保留了抗青霉素的能力；目的基因目的基因连接物既无抗青霉素基因也无抗四环素基因，不具备抗性。获得DNA连接产物以后，必须通过筛选方能获得所需的基因表达载体。,导入宿主细胞后方能表达获得基因产物。 目的基因表达过程中，RNA聚合酶首先与启动子结合，指导目的基因转录产生mRNA，mRNA再指导蛋白质的合成。从图中可看出抗四环素基因上有两个不同的切割位点，所以在实际操作过程

28、中，为避免切割后的末端任意连接，可用EcoR 和BamH 同时对目的基因和质粒进行切割，使同一切割产物的黏性末端不同。,【答案】 (1)目的基因载体连接物 载体载体连接物 目的基因目的基因连接物 分离纯化 (2)载体载体连接物 目的基因载体连接物、载体载体连接物 (3)启动子 mRNA (4)EcoR和BamH,4.(2009年宁夏高考题)多数 真核生物基因中编码蛋白 质的序列被一些不编码蛋 白质的序列隔开，每一个 不编码蛋白质的序列称为一个内含子。这类基因经转录、加工形成的mRNA中只含有编码蛋白质的序列。某同学为检测某基因中是否存在内含子，进行了下面的实验：,步骤：获取该基因的双链DNA片

29、段及其mRNA； 步骤：加热DNA双链使之成为单链，并与步骤所获得的mRNA按照碱基配对原则形成双链分子； 步骤：制片、染色、电镜观察，可观察到图中结果。 请回答： (1)图中凸环形成的原因是_，说明该基因有_个内含子。,(2)如果现将步骤所获得的mRNA逆转录得到DNA单链，然后该DNA单链与步骤中的单链DNA之一按照碱基配对原则形成双链分子，理论上也能观察到凸环，其原因是逆转录得到的DNA单链中不含有_序列。 (3)DNA与mRNA形成的双链分子中碱基配对类型有_种，分别是_。,【解析】 由于mRNA中只含有编码蛋白质的序列，不含有与内含子对应的序列，因此当DNA单链与mRNA按照碱基互补

30、配对原则形成双链时，DNA链上的内含子序列因不能与mRNA互补配对而形成凸环。每个凸环代表一个内含子，据图可知有7个内含子。,由于mRNA中只含有编码蛋白质的序列，不含有与内含子对应的序列，因此当逆转录形成的DNA单链与步骤中的单链DNA之一进行碱基互补配对时，仍能观察到凸环。DNA与mRNA形成的双链分子时，碱基配对类型包括AU、TA、CG三种。,【答案】 (1)DNA中有内含子序列，mRNA中没有其对应序列，变性后形成的DNA单链之一与mRNA形成双链分子时，该单链DNA中无法与mRNA配对的序列能形成凸环 7 (2)内含子(3)3 AU、TA、CG,(1)植物组织培养 (2)动物细胞培养

31、和体细胞克隆 (3)动物细胞融合和单克隆抗体,(1)植物组织培养的原理及过程。 (2)动物细胞培养的原理及过程。 (3)动物细胞融合及单克隆抗体的制备过程。,2.1 植物细胞工程,一、植物细胞工程的基本技术 1植物组织培养 (1)原理：植物细胞的全能性。 (2)过程：离体的植物器官、 组织或细胞 愈伤组织 根、 芽植物体。,上述各过程比较如下：,植物细胞分化、脱分化及再分化 (1)分化：基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，是在机体的调控下完成的。 (2)脱分化的条件：离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件(无菌、适宜的温度等)。 (3)影响植物细胞脱分化、再分化的关键因素是植物激素，

32、特别是细胞分裂素和生长素的配比。根据需要诱导分化的器官不同，对二者的配比要求也不同。,二、植物体细胞杂交技术 1原理：膜的流动性和细胞的全能性。 2过程 下图表示两种不同品种的植物细胞A、B进行细胞融合的过程，即植物体细胞杂交的过程：,过程解读：C：用酶解法去掉细胞壁，获得原生质体的过程，所用酶为纤维素酶和果胶酶。 D：在诱导剂的作用下进行诱导融合，先进行膜的融合，再进行核的融合，最后形成杂种细胞E，E细胞有三种：AA型、BB型、AB型，只有AB型才是我们所需要的杂种细胞，所以需要进行筛选。,常用的诱导方法：物理法：(离心、振动、电刺激)；化学法：聚乙二醇(PEG)。 G：表示细胞融合完成的标

33、志是新的细胞壁的形成 。 F：表示进行组织培养。,与传统有性杂交相比，植物体细胞杂交的优势体现在： 克服植物有性杂交的不亲和性。 打破物种之间的生殖隔离。 扩大遗传重组的范围。,三、植物细胞工程的实际应用 1植物繁殖的新途径 (1)微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。,(2)作物脱毒：选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养，获得脱毒苗的技术。 (3)人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。,2作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用 突变体Aa中A为突变新基因，并控制着优良性状，利用单倍体育种方法步骤如下： 优点：稳定遗传，

34、缩短育种年限。 3细胞产物的工厂化生产：细胞产物有蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。,(2009年福建高考题)转基因抗病香蕉的培育过程如图所示，质粒上有Pst、Sma、EcoR、Apa等四种限制酶切割位点。请回答：,(1)构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶_，对_进行切割。 (2)培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有_，作为标记基因。 (3)香蕉组织细胞具有_，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中、依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的_。,【解析】 (1)构建基因表

35、达载体时，必须要用同一种限制性内切酶切割目的基因和载体，据图分析可知抗病基因与载体质粒共有酶切位点Pst、Sma、EcoR，但Sma切割位点在抗病基因上，用其切割会破坏抗病基因的结构而影响其功能，所以只能用限制酶Pst、EcoR对抗病基因和质粒进行切割。,(2)对导入重组DNA的受体细胞的筛选，应该利用载体上特有的标记基因，结合题意可知此基因为抗卡那霉素基因。 (3)利用组织培养技术将离体组织细胞培育成完整植株利用了细胞的全能性，此过程中涉及细胞的脱分化和再分化两个过程。,【答案】 (1)Pst、EcoR 含抗病基因的DNA、质粒 (2)抗卡那霉素基因 (3)全能性 脱分化、再分化,野生马铃薯

36、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)过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是_。 (3)请用文字和箭头表示出、过程的实验流程_。由此过程可以看出植物细胞有形成再生组织的可能性，这是_的表现。,(4)一般在培养基上培养2448小时后，大部分原生质体已再生出细胞壁。可以取样，通过_实验来鉴别细胞壁是否已经再生。 (5)请说明运用此植物体细胞杂交法的最大好处：_。,

37、【解析】 (1)根据图示过程可判断，是利用酶解法去除植物细胞壁的过程，该过程所利用的酶是纤维素酶和果胶酶。(2)是诱导原生质体融合的过程，从而获得杂种细胞。(3)图示中是杂种细胞经过脱分化、再分化形成植物幼苗的过程，该过程体现出植物细胞全能性。(4)具有细胞壁的植物细胞可进行细胞的质壁分离及复原，以此来鉴别原生质体是否已再生出细胞壁。(5)植物体细胞杂交不通过有性生殖，故可以克服有性生殖远缘杂交不亲和的障碍，培育出兼有两物种品质的优良物种。,【答案】 (1)纤维素酶和果胶酶 (2)诱导原生质体融合 (3)融合细胞 愈伤组织 幼苗 植物细胞具有全能性 (4)植物细胞质壁分离与复原 (5)可使本来

38、存在生殖隔离的物种进行杂交，培育出兼有两物种品质的优良新物种或克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍,1(2009年全国卷)下列关于植物体细胞杂交或植物细胞质遗传的叙述，错误的是( ) A利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘杂种,B不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程 C两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得F1的表现型一致 D两个不同品种的紫茉莉杂交，F1的遗传物质来自母本的多于来自父本的,【解析】 植物体细胞杂交利用细胞膜的流动性使不同物种的两个细胞的原生质体融合在一起，经组织培养形成杂种植株，克服了不同物种之间的生殖隔离，A、B选项正确；紫茉莉枝条颜色的遗传为细

39、胞质遗传，正交、反交的结果是不同的，F1的遗传物质中细胞核遗传物质一半来自母本，一半来自父本，细胞质遗传物质几乎全部来自母本，D选项正确，C选项错误。 【答案】 C,2(2008年江苏高考)下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是( ) A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 C离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织 D同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同,【解析】 绿色开花植物的细胞有两种：体细胞和配子细胞，这两种细胞所含的核型(基因)是不同的，同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤

40、组织基因可能不同。 【答案】 D,3(2007年高考上海卷)一杂合体植株(二倍体)的下列部分，经组织培养和秋水仙素处理后可获得纯合体的是( ) A根 B茎 C叶 D花粉,【解析】 杂合体，植株经减数分裂后产生的配子，都含有单一的基因，经秋水仙素处理后加倍，所得植株都为纯合体；其他三项同时含有显、隐性基因，故加倍后不能获得纯合子。 【答案】 D,4(2008年海南高考)某二倍体植物是杂合体，下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。请据图回答：,(1)图中表示的是该花粉培养过程中的_过程，表示的是_过程，X代表的是_，表示的是_过程，表示的是诱导_过程。 (2)图中从愈伤组

41、织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中_的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为_植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有_。,(3)对植株甲进行_，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过_的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是_植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为_种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为_种。花药培养在育种上的特殊意义是_，从而开辟育种新途径。,【解析】 (1)图示过程形成愈伤组织，所以应是脱分化过程，过程形成丛芽(芽)，说明是再分化过程，而丛芽

42、(芽)经过过程形成植株，说明是分化生根的过程。另外愈伤组织在不同的培养基上也可先生根，再分化形成芽，形成完整植株，所以X就是胚状体(主要结构是根)。(2)培养基中所含的植物激素种类和浓度配比不同，诱导形成的结构不相同。,花药细胞含有本物种全套的遗传物质，具有发育的全能性，离体培养成的个体都是单倍体。(3)植物甲为单倍体，只含有配子的染色体组成，是高度不育的，只有其染色体加倍后，才能产生正常的配子，因染色体加倍后形成的是纯合子，每个植物减数分裂只能形成一种基因组成相同的配子，因杂合子植株含有多对等位基因，所以这样的群体产生的配子有多种。因单倍体育种形成的是纯合子，自交后代不发生性状分离，在育种上

43、可明显地缩短育种年限。,【答案】 (1)脱分化 再分化 胚状体 分化(或发育) 生根(2)植物激素 单倍体 细胞的全能性 (3)染色体加倍 无性繁殖 乙(或经过染色体加倍的) 一 多 缩短育种年限,5.通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势，培育高产、耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题：,(1)A是_酶。B是_。C是具有_性状的幼芽。 (2)若目的植株丢失1条染色体，不能产生正常配子而高度不育，则可用_(试剂)处理幼芽，以获得可育的植株。,.植物甲、乙是两种濒危药用植物(二倍体)。请按要求回答问题： (1)以植物甲、乙的茎尖和叶片为材料，通过组织培养获得了再生植株，解决了自然

44、繁殖率低的问题。这表明植物细胞具有_。由叶片等材料形成的愈伤组织的形态结构特点是_。,(2)图(1)和图(2)分别是植物甲、乙的萌发花粉粒和未受精胚珠的示意图。,在分离珠被细胞的原生质体时，通常使用纤维素酶和果胶酶破除细胞壁，其原理是利用了酶的_性质。 如果将图(1)中的1个精子与图(2)中的1个 细胞或2个_融合，可培育出三倍体植株。用适当浓度的秋水仙素处理该三倍体植株的幼苗，可能获得药用成分较高的六倍体植株。秋水仙素的作用机理是_。,【解析】 .植物体细胞杂交的第一个步骤就是用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞使其去壁，得到原生质体，然后再诱导原生质体融合，诱导再生壁，得到杂种细胞，然后进行植物

45、细胞组织培养，经过脱分化得到愈伤组织，再经过再分化得到幼苗，最后发育成杂种植株。若植株丢失一条染色体，则减数分裂时联会紊乱无法形成正常的生殖细胞，即表现为不育，若用秋水仙素处理幼苗可以得到染色体加倍的植株，使其可育。,.植物组织培养所依据的原理为植物细胞的全能性。愈伤组织的形态结构特点是：排列疏松、高度液泡化、薄壁细胞。原生质体是植物细胞去除细胞壁以后的有活性的部分，所以获得原生质体的过程利用了酶的专一性，纤维素酶和果胶酶只会破坏植物细胞壁，对内部结构则不会有破坏作用。二倍体精子、卵细胞和极核中只有一个染色体组，珠被为体细胞，含有两个染色体组。秋水仙素的作用机理是抑制细胞有丝分裂过程中纺杆康男

46、纬伞,【答案】 .(1)纤维素酶和果胶 融合的原生质体 耐盐 (2)秋水仙素 .(1)全能性 排列疏松、高度液泡化、薄壁细胞 (2)专一性 珠被 极核 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤丝的形成,22 动物细胞工程,一、动物细胞培养 1原理：细胞增殖。 2过程,3培养条件 (1)充足的营养供给：微量元素、无机盐、糖、氨基酸、生长因子、血清等。 (2)适宜的温度：36.50.5 ；适宜pH：7.27.4。,4实践应用 (1)生产生物制品：病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等。 (2)与基因工程相结合。 (3)检测有毒物质，判断某种物质的毒性。 (4)科研方面：筛选抗癌药物、治疗和预防疾病。,二、植物体细胞杂交

47、与动物细胞融合的比较,(1)动物细胞融合和植物体细胞杂交，均需对杂种细胞进行筛选，但筛选的方法不同，前者可用免疫法，后者可用机械方法、生理学或遗传学方法。 (2)各项技术在使用中一般要借助于其他某种技术的协助，如动物细胞融合、单克隆抗体的制备、胚胎移植、核移植等，其中动物细胞培养是动物细胞工程技术的基础。,三、动物细胞融合与单克隆抗体制备 1原理：细胞膜的流动性。 2诱导融合的因素：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。 3意义：最重要的用途是制备单克隆抗体。,4单克隆抗体的制备 (1)过程：,(2)单克隆抗体的主要优点：特异性强、灵敏度高，并可大量制备。,灭活是指用物理或化学方法使病毒或细菌