高考生物二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題八 現(xiàn)代生物科技專題 命題源17 基因工程與細(xì)胞工程限時(shí)訓(xùn)練課件.ppt

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專題八現(xiàn)代生物科技專題 命題源17基因工程與細(xì)胞工程 專題八現(xiàn)代生物科技專題 最新考綱 1 基因工程 1 基因工程的誕生 2 基因工程的原理及技術(shù) 3 基因工程的應(yīng)用 4 蛋白質(zhì)工程 5 DNA的粗提取與鑒定 實(shí)驗(yàn) 2 克隆技術(shù) 1 植物的組織培養(yǎng) 2 動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆 3 細(xì)胞融合與單克隆抗體 1 基因工程的基本工具 切割目的基因和載體 拼接DNA片段 形成重組DNA 攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞 兩核苷酸的脫氧核糖與磷酸間形成的磷酸二酯鍵 1 識(shí)別特定的核苷酸序列 2 在特定位點(diǎn)上切割 1 E coliDNA連接酶只能連接黏性末端 2 T4DNA連接酶能連接黏性末端和平末端 1 能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復(fù)制 2 有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn) 3 具有特殊的標(biāo)記基因 3 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 基因槍法 花粉管通道法 顯微注射技術(shù) 感受態(tài)細(xì)胞法 Ca2 處理 受精卵 體細(xì)胞 受精卵 原核細(xì)胞 4 目的基因的檢測(cè)和鑒定 目的基因是否整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上 DNA分子雜交 DNA和DNA之間 目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA 分子雜交技術(shù) DNA和mRNA之間 目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì) 抗原 抗體雜交 是否成功顯示出雜交帶 根據(jù)目的基因表達(dá)出的性狀判斷 包括做抗蟲 抗病的接種實(shí)驗(yàn) 以確定是否有抗性以及抗性的程度 對(duì)基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進(jìn)行活性比較 以確定功能是否相同 1 過(guò)程示意圖類 我們?nèi)粘３缘拇竺字需F含量極低 科研人員通過(guò)基因工程等技術(shù) 培育出了鐵含量比普通大米高60 的轉(zhuǎn)基因水稻 改良了稻米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì) 下圖為培育轉(zhuǎn)基因水稻過(guò)程示意圖 請(qǐng)分析回答 1 鐵結(jié)合蛋白基因來(lái)自菜豆 且基因的脫氧核苷酸序列已知 可以用 法獲得此目的基因或 擴(kuò)增目的基因 2 構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時(shí) 通常要用 分別切割 將重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌時(shí) 可以用 處理農(nóng)桿菌 使重組Ti質(zhì)粒易于導(dǎo)入 化學(xué)合成 或人工合成或從基因文庫(kù)中獲取目的基因 PCR 同種 限制性核酸內(nèi)切酶 或限制酶 含目的基因 或鐵結(jié)合蛋白基因 的DNA片段和質(zhì)粒 CaCl2 或Ca2 3 將含有重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與水稻細(xì)胞經(jīng)過(guò) 獲得的愈傷組織共同培養(yǎng)時(shí) 通過(guò)培養(yǎng)基2的篩選培養(yǎng) 可以獲得 培養(yǎng)基3與培養(yǎng)基2的區(qū)別是 的濃度比例 所以在培養(yǎng)基3中經(jīng)過(guò) 可獲得完整植株 檢測(cè)培育轉(zhuǎn)基因水稻的目的是否達(dá)到 需要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因水稻 脫分化 含有重組質(zhì)粒 有潮霉菌抗性 的愈傷組織 生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素 再分化 成熟 種子中鐵含量 解析 1 獲取目的基因的方法有三種 從基因文庫(kù)中獲取 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增 人工合成 化學(xué)合成 如果基因的脫氧核苷酸序列已知 可以用化學(xué)合成法獲得此目的基因 再用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增 2 構(gòu)建重組質(zhì)粒的過(guò)程中 通常要用同一種限制酶分別切割質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段 使它們產(chǎn)生相同的黏性末端 然后再用DNA連接酶連接成重組質(zhì)粒 將重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌時(shí) 可以用CaCl2溶液處理農(nóng)桿菌成為感受態(tài)細(xì)胞 易于重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入 3 水稻細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化可獲得愈傷組織 質(zhì)粒上的標(biāo)記基因?yàn)槌泵顾乜剐曰?因此通過(guò)培養(yǎng)基2的篩選培養(yǎng) 可以獲得含有重組質(zhì)粒的愈傷組織 培養(yǎng)基2長(zhǎng)出愈傷組織 培養(yǎng)基3長(zhǎng)出試管苗 這與培養(yǎng)基2 3中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的濃度比例不同有關(guān) 所以愈傷組織在培養(yǎng)基3中經(jīng)過(guò)再分化可獲得完整植株 題目基因工程的目的是提高大米的鐵含量 故欲檢測(cè)培育轉(zhuǎn)基因水稻的目的是否達(dá)到 需要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因水稻 成熟 種子中鐵含量 2 文字信息類 矮牽牛花色豐富 易于栽培 是世界上銷量最大的花卉之一 科研人員嘗試通過(guò)增加更多控制色素形成的基因 CHS基因 使紅花矮牽?；ò觐伾由?1 科研人員首先從紅花矮牽牛的 細(xì)胞中提取mRNA 經(jīng)反轉(zhuǎn)錄獲得CHS基因 然后將CHS基因與 結(jié)合 通過(guò) 轉(zhuǎn)化法 將其導(dǎo)入植物葉片中 將篩選出的成功導(dǎo)入CHS基因的葉片利用 技術(shù)培育獲得轉(zhuǎn)基因的矮牽牛植株 2 與預(yù)期結(jié)果相反 許多轉(zhuǎn)基因植株的花色為白色 為探究其原因 研究人員從白花轉(zhuǎn)基因植株和 植株的細(xì)胞中分別提取總RNA 然后以 花瓣 運(yùn)載體 農(nóng)桿菌 植物組織培養(yǎng) 紅花 非轉(zhuǎn)基因 矮牽牛 標(biāo)記的CHS基因 作為探針進(jìn)行分子雜交 結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株中CHS基因的RNA量減少 由此推測(cè) 生物體外源CHS基因的轉(zhuǎn)入并未增加CHS基因的表達(dá) 甚至連細(xì)胞的 基因表達(dá)也受到抑制 從而使花色為白色 3 對(duì)上述現(xiàn)象的解釋有兩種觀點(diǎn) 第一種觀點(diǎn)認(rèn)為可能由于 酶未能識(shí)別基因首端的 部位 從而不能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄 第二種觀點(diǎn)認(rèn)為由于某種原因細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄出了部分與mRNA序列互補(bǔ)的反義RNA 反義RNA與mRNA形成了 從而降低了游離mRNA的含量 內(nèi)源CHS RNA聚合 啟動(dòng)子 雙鏈RNA 4 科研人員發(fā)現(xiàn)自然界中存在一種CHS基因表達(dá)受抑制的矮牽牛品種 它的表現(xiàn)型與上述轉(zhuǎn)基因植物相似 研究發(fā)現(xiàn)它的細(xì)胞中CHS基因轉(zhuǎn)錄正常 結(jié)合此現(xiàn)象推測(cè) 上述對(duì)轉(zhuǎn)基因矮牽牛開(kāi)白花的兩種解釋中第 種成立的可能性更大 二 解析 1 實(shí)施基因工程的第一步是獲取目的基因 依題意可知 控制色素形成的基因 CHS基因 為目的基因 該基因在花瓣細(xì)胞中得以表達(dá) 因此在紅花矮牽牛的花瓣細(xì)胞中能提取到相應(yīng)的mRNA 再經(jīng)反轉(zhuǎn)錄獲得CHS基因 第二步是基因表達(dá)載體的構(gòu)建 即目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 第三步是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可將含有目的基因的植物細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因植株 2 許多轉(zhuǎn)基因植株的花色為白色 說(shuō)明目的基因沒(méi)有在受體細(xì)胞中完成表達(dá) 所以 需要實(shí)施基因工程的第四步 目的基因的檢測(cè)和鑒定 檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA 可采用分子雜交技術(shù) 即以標(biāo)記的CHS基因作為探針 分別與從白花轉(zhuǎn)基因植株和紅花 非轉(zhuǎn)基因 矮牽牛植株的細(xì)胞中提取的總RNA進(jìn)行雜交 若檢測(cè)的結(jié)果是轉(zhuǎn)基因植株中CHS基因的RNA減少 說(shuō)明生物體外源CHS基因 目的基因 的轉(zhuǎn)入并未增加CHS基因的表達(dá) 甚至連細(xì)胞的內(nèi)源CHS基因的表達(dá)也受到抑制 從而使花色為白色 3 基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)階段 許多轉(zhuǎn)基因植株的花色為白色的原因可能有二 是RNA聚合酶未能識(shí)別基因首端的啟動(dòng)子部位 從而不能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄 因?yàn)榛蚴锥说膯?dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位 有了它 才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA 最終通過(guò)翻譯過(guò)程獲得所需要的蛋白質(zhì) 是細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄出了部分與mRNA序列互補(bǔ)的反義RNA 反義RNA與mRNA形成了雙鏈RNA 不但降低了游離mRNA的含量 還會(huì)抑制翻譯過(guò)程 導(dǎo)致目的基因不能成功表達(dá) 4 依題意 自然界中存在一種CHS基因表達(dá)受抑制的矮牽牛品種 它的表現(xiàn)型與上述轉(zhuǎn)基因植物相似 研究發(fā)現(xiàn)它的細(xì)胞中CHS基因轉(zhuǎn)錄正常 由此可推測(cè) 上述對(duì)轉(zhuǎn)基因矮牽牛開(kāi)白花的兩種解釋中第二種成立的可能性更大 基因工程的基本工具及操作程序分析策略 1 限制酶及其切點(diǎn)的分析 一個(gè)至多個(gè)限制酶切點(diǎn) 作為載體必須具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切點(diǎn) 以便與外源基因連接 每種酶一個(gè)切點(diǎn) 每種酶的切點(diǎn)最好只有一個(gè) 因?yàn)槟撤N限制酶只能識(shí)別單一切點(diǎn) 若載體上有一個(gè)以上的酶切點(diǎn) 則切割重組后可能丟失某些片段 若丟失的片段含復(fù)制起點(diǎn)區(qū) 則進(jìn)入受體細(xì)胞后便不能自主復(fù)制 一個(gè)載體若只有某種限制酶的一個(gè)切點(diǎn) 則酶切后既能把環(huán)打開(kāi)接納外源DNA片段 又不會(huì)丟失自己的片段 2 從 基因表達(dá) 層面分析基因表達(dá)載體的必需條件 基因表達(dá)載體的組成 目的基因 啟動(dòng)子 終止子 標(biāo)記基因 復(fù)制原點(diǎn) 啟動(dòng)子和終止子 啟動(dòng)子是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn) 啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄 終止子是終止轉(zhuǎn)錄的位點(diǎn) 插入的目的基因只是結(jié)構(gòu)基因部分 其表達(dá)需要調(diào)控序列 因而用作載體的質(zhì)粒插入部位前需要有啟動(dòng)子 后需要有終止子 3 根據(jù)受體種類確定基因工程受體細(xì)胞分析受體種類不同 所用的受體細(xì)胞種類也不相同 植物 由于植物細(xì)胞有全能性 植物體細(xì)胞經(jīng)過(guò)植物組織培養(yǎng)能夠形成生物體 所以植物的受體細(xì)胞一般是體細(xì)胞 動(dòng)物 由于動(dòng)物細(xì)胞沒(méi)有全能性 不能由一個(gè)體細(xì)胞培養(yǎng)成一個(gè)個(gè)體 所以動(dòng)物基因工程的受體細(xì)胞不是體細(xì)胞 而是受精卵 微生物 多用原核生物細(xì)胞 因?yàn)樵松锓敝晨?多為單細(xì)胞 遺傳物質(zhì)相對(duì)較少 押題1 2015 江蘇揚(yáng)州質(zhì)檢 基因工程又叫做基因拼接技術(shù) 該技術(shù)能夠通過(guò)對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合 產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物 自20世紀(jì)70年代基因工程發(fā)展起來(lái)以后 人們開(kāi)始采用高新技術(shù)生產(chǎn)各種基因產(chǎn)品 下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn) 圖1和圖2示基因工程部分操作過(guò)程 1 從表中四種酶的切割位點(diǎn)看 可以切出平末端的酶是 2 將目的基因與質(zhì)粒DNA縫合時(shí) 兩條鏈上的磷酸 脫氧核糖在 酶的作用下連接起來(lái) 形成磷酸二酯鍵 兩條鏈間的堿基對(duì)通過(guò) 連接起來(lái) Sma 酶 DNA連接 氫鍵 3 圖2中的質(zhì)粒分子可被表中 酶切割 切割后的質(zhì)粒含有 個(gè)游離的磷酸基團(tuán) 4 若對(duì)圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造 插入的Sma 酶切位點(diǎn)越多 質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越 5 在相關(guān)酶的作用下 甲與乙能否拼接起來(lái) 并說(shuō)明理由 EcoR 2 高 能 二者具有相同的黏性末端 解析 1 由表中信息可知 Sma 酶切出的是平末端 其他三種酶切出的都是黏性末端 2 DNA連接酶可將目的基因與質(zhì)粒DNA縫合形成磷酸二酯鍵 兩條鏈間的堿基對(duì)通過(guò)氫鍵連接 3 對(duì)比圖2中的堿基序列和表中酶切序列 可知質(zhì)粒分子可被EcoR 酶切割 切割后的質(zhì)粒含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán) 4 DNA分子中G與C之間形成了3個(gè)氫鍵 氫鍵的數(shù)量越多 DNA分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定 可見(jiàn)插入的Sma 酶切位點(diǎn)越多 質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越高 5 對(duì)比圖1與圖2可知 甲與乙具有相同的黏性末端 可用DNA連接酶拼接 押題2 2016 福建龍巖質(zhì)檢 大豆花葉病毒 RNA病毒 是世界性大豆病害 是造成大豆減產(chǎn)的重要原因 某科研小組制備了大豆花葉病毒的空衣殼蛋白 CP蛋白 生產(chǎn)過(guò)程大致如下 請(qǐng)回答問(wèn)題 1 圖中的 是指 2 過(guò)程 中應(yīng)用的酶是 此過(guò)程中 先要在大豆花葉病毒的基因文庫(kù)中查找 的核苷酸序列 以便合成特異性引物 3 在上述生產(chǎn)流程中 填序號(hào) 是基因工程生產(chǎn)CP衣殼蛋白的核心步驟 為檢測(cè)樣液中是否含有有效成分 在 可使用 進(jìn)行檢測(cè) RNA 熱穩(wěn)定DNA聚合酶 Taq酶 CP蛋白基因 控制CP蛋白合成的RNA片段 CP蛋白的抗體 解析 1 因?yàn)橥ㄟ^(guò) 獲得的是cDNA 所以 是RNA 過(guò)程 是逆轉(zhuǎn)錄 2 過(guò)程 是PCR擴(kuò)增 在該技術(shù)中需要用到耐高溫的DNA聚合酶 在該過(guò)程中 需要先知道目的基因 即CP蛋白基因的核苷酸序列 才能合成特異性引物 3 在基因工程中 基因表達(dá)載體的構(gòu)建是核心 即步驟 是核心步驟 為了檢測(cè)樣液中是否含有有效成分 在 過(guò)程中可以進(jìn)行抗原 抗體雜交 即使用CP蛋白的抗體進(jìn)行檢測(cè) 如果出現(xiàn)了雜交帶說(shuō)明含有有效成分 命題模型二聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐考查克隆技術(shù)及其倫理道德問(wèn)題1 容易混淆的三種細(xì)胞 雜種細(xì)胞 重組細(xì)胞和雜交細(xì)胞 1 雜種細(xì)胞 植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中 兩種細(xì)胞去掉細(xì)胞壁之后形成的原生質(zhì)體融合 融合的原生質(zhì)體出現(xiàn)細(xì)胞壁之后形成的細(xì)胞叫雜種細(xì)胞 2 重組細(xì)胞 體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核卵母細(xì)胞之后形成的細(xì)胞叫重組細(xì)胞 3 雜交細(xì)胞 動(dòng)物細(xì)胞融合形成的細(xì)胞常稱為雜交細(xì)胞 2 從結(jié)果來(lái)分析原理 1 植物體細(xì)胞雜交 植物體細(xì)胞雜交包含兩個(gè)過(guò)程 一是植物細(xì)胞融合 二是雜種細(xì)胞的植物組織培養(yǎng) 其最終結(jié)果是形成雜種植株 產(chǎn)生了一個(gè)生物體 因此其原理是 細(xì)胞膜的流動(dòng)性和細(xì)胞的全能性 2 動(dòng)物細(xì)胞融合 動(dòng)物細(xì)胞融合形成雜交細(xì)胞 雜交細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng) 獲得大量的克隆細(xì)胞 但沒(méi)有形成生物體 因此動(dòng)物細(xì)胞融合的原理是細(xì)胞增殖和細(xì)胞膜的流動(dòng)性 不包含細(xì)胞全能性 3 細(xì)胞工程的幾個(gè)過(guò)程流程圖比較 見(jiàn)下表 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞的融合 單克隆抗體的制備 1 文字信息類 生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 優(yōu)良動(dòng)物繁育 疾病診治等方面 展現(xiàn)出誘人的前景 請(qǐng)根據(jù)以下材料回答相關(guān)問(wèn)題 材料一 經(jīng)過(guò)一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展 植物細(xì)胞工程技術(shù)解決了人類生存的關(guān)鍵問(wèn)題 如糧食問(wèn)題 花卉苗木生產(chǎn)等 為人類創(chuàng)造了巨大的財(cái)富 1 用植物花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)時(shí) 要經(jīng)過(guò) 過(guò)程才能培養(yǎng)成單倍體幼苗 脫分化 再分化 2 棗莊的優(yōu)質(zhì)石榴 長(zhǎng)紅棗等植物的生產(chǎn)都可通過(guò)微型繁殖技術(shù)來(lái)提供試管苗 其優(yōu)點(diǎn)是不僅可以 還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)無(wú)病毒種苗的大量繁殖 材料二 中科院動(dòng)物所和福州大熊貓研究中心合作 通過(guò)將大熊貓的細(xì)胞核植入去核的兔子的卵母細(xì)胞中 在世界上最早克隆出一批大熊貓?jiān)缙谂咛?這表明我國(guó)的大熊貓繁殖研究再次走在世界前列 3 克隆大熊貓過(guò)程中使用的生物技術(shù)手段有 至少寫兩種 保持優(yōu)良品種的遺傳特性 核移植技術(shù) 早期胚胎培養(yǎng)技術(shù) 胚胎移植技術(shù) 4 實(shí)驗(yàn)中選取的兔子的卵母細(xì)胞實(shí)際是處于 期的卵母細(xì)胞 如果多個(gè)供體細(xì)胞來(lái)自同一只大熊貓 培育的這些大熊貓?jiān)谛誀钌弦膊煌耆嗤?分析其原因 下列正確的是 多選 A 性狀變異可由環(huán)境條件引起B(yǎng) 基因可能會(huì)發(fā)生突變C 受體細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基因不同D 細(xì)胞核基因發(fā)生了重組 M 中 ABC 5 用于核移植的供體細(xì)胞一般選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞 是因?yàn)檫@些細(xì)胞 材料三 利用乳腺生物發(fā)生器生產(chǎn)出的人類胰島素 具有產(chǎn)量高 質(zhì)量好 成本低 易提取等優(yōu)點(diǎn) 該項(xiàng)技術(shù)的誕生可有效地緩解臨床上胰島素不足的難題 從而為糖尿病患者帶來(lái)福音 6 在乳腺生物發(fā)生器的操作過(guò)程中 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法是 人的胰島素基因能夠成功插入牛細(xì)胞的染色體上原因是 并能合成出人的胰島素的原因是 能保持正常的二倍體核型 顯微注射技術(shù) 遺傳物質(zhì)化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)相同 所有生物共用一套遺傳密碼 解析 1 植物組織培養(yǎng)過(guò)程包括離體的植物組織或細(xì)胞經(jīng)脫分化形成愈傷組織 再經(jīng)再分化形成胚狀體或叢芽 最后發(fā)育成完整的植物 2 微型繁殖屬于無(wú)性生殖 無(wú)性繁殖能保持親本遺傳性狀 3 克隆動(dòng)物屬于胚胎工程 過(guò)程中使用的技術(shù)手段有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 細(xì)胞核移植 胚胎移植等 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是胚胎工程的基礎(chǔ) 胚胎移植往往是胚胎工程的最后一步 4 用于接收供體細(xì)胞核的受體細(xì)胞是具備受精能力的去核卵母細(xì)胞 所以需要在卵母細(xì)胞分裂到減數(shù)第二次分裂中期才行 由于受體卵母細(xì)胞中所含的細(xì)胞質(zhì)基因不完全相同 或者不同克隆個(gè)體生長(zhǎng)環(huán)境條件不同 或者基因發(fā)生了不同的突變等都可能導(dǎo)致克隆個(gè)體表現(xiàn)型不完全相同 5 選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)是由于這個(gè)時(shí)期的細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)一般不發(fā)生改變 能保持正常的二倍體核型 6 乳腺生物發(fā)生器是指轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物 培養(yǎng)它需要將目的基因通過(guò)顯微注射技術(shù)注入受精卵內(nèi)培育 能跨物種將一種生物的基因?qū)氩⒉迦胧荏w生物細(xì)胞的染色體上 原因是目的基因和受體DNA的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)相同 最終能在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)成功 說(shuō)明二者還共用一套遺傳密碼 2 圖示應(yīng)用類 1990年 美國(guó)對(duì)一名患有嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的4歲女孩實(shí)施基因治療 該患者先天腺苷酸脫氨酶 ada 基因缺乏 導(dǎo)致她患重癥聯(lián)合免疫缺陷病 SCID 她不能抵抗任何微生物的感染 只能在無(wú)菌條件下生活 下圖表示治療SCID的過(guò)程 請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題 1 過(guò)程可以通過(guò) 技術(shù)從攜帶人正常ada基因的細(xì)菌群中獲得并擴(kuò)增ada基因 2 圖中的病毒b相當(dāng)于基因工程中的 3 將病毒b感染T淋巴細(xì)胞時(shí) 要使含ada基因的DNA整合到T淋巴細(xì)胞的 上 對(duì)轉(zhuǎn)化成功的T淋巴細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)應(yīng)定期 以防止細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身的傷害 4 由于過(guò)程 中分離出來(lái)的細(xì)胞具有 的特點(diǎn) 因而可以分化為包括造血干細(xì)胞在內(nèi)的任何一種組織細(xì)胞 PCR 基因表達(dá)載體 染色體DNA 更換培養(yǎng)液 發(fā)育的全能性 解析 1 依題意 ada基因?yàn)榛蚬こ讨械哪康幕?擴(kuò)增目的基因可采用PCR技術(shù) 2 圖中的病毒b是病毒a與ada基因 目的基因 相結(jié)合的產(chǎn)物 因此圖中的病毒b相當(dāng)于基因工程中的基因表達(dá)載體 3 用病毒b感染T淋巴細(xì)胞 其目的是使含ada基因的DNA整合到T淋巴細(xì)胞的染色體DNA上 運(yùn)用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)對(duì)轉(zhuǎn)化成功的T淋巴細(xì)胞進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng) 為了避免細(xì)胞代謝產(chǎn)物積累對(duì)細(xì)胞自身的傷害 培養(yǎng)時(shí)應(yīng)定期更換培養(yǎng)液 4 過(guò)程 表示的是從囊胚中分離出內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞 進(jìn)行胚胎干細(xì)胞的分離培養(yǎng) 胚胎干細(xì)胞具有發(fā)育的全能性 因而可以分化為包括造血干細(xì)胞在內(nèi)的任何一種組織細(xì)胞 3 流程示意圖類 人絨毛膜促性腺激素 HCG 是女性懷孕后胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌的一種糖蛋白 制備的抗HCG單克隆抗體可用于早孕的診斷 如圖為抗HCG單克隆抗體制備流程示意圖 請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題 1 制備單克隆抗體過(guò)程中要用到 和 技術(shù) 2 制備單克隆抗體過(guò)程中 給小鼠注射的HCG相當(dāng)于 使小鼠產(chǎn)生能分泌相應(yīng) 的淋巴細(xì)胞 此過(guò)程屬于特異性免疫中的 免疫 3 在細(xì)胞內(nèi)DNA合成一般有兩條途徑 主要途徑是在細(xì)胞內(nèi)由糖和氨基酸合成核苷酸 進(jìn)而合成DNA 而氨基嘌呤可以阻斷此途徑 另一輔助途徑是在次黃嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情況下 經(jīng)酶催化合成DNA 而骨髓瘤細(xì)胞的DNA合成沒(méi)有此輔助途徑 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞融合 抗原 抗體 體液 利用兩條DNA合成途徑的不同特點(diǎn)配制的HAT培養(yǎng)基含有多種成分 其中添加的 成分具有篩選雜交瘤細(xì)胞的作用 最終篩選獲得的雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)是 4 此過(guò)程生產(chǎn)的單克隆抗體可以與 特異性結(jié)合 從而診斷早孕 氨基嘌呤 能無(wú)限增殖并分泌特異性抗體 人絨毛膜促性腺激素 或HCG 解析 1 制備單克隆抗體要用到動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù) 2 給小鼠注射的HCG相當(dāng)于抗原 小鼠進(jìn)行體液免疫 可產(chǎn)生能分泌相應(yīng)抗體的B淋巴細(xì)胞 3 在培養(yǎng)基中加入氨基嘌呤 可阻斷細(xì)胞內(nèi)由糖和氨基酸合成核苷酸 進(jìn)而合成DNA的過(guò)程 從而抑制DNA通過(guò)此途徑進(jìn)行復(fù)制 因此用此種培養(yǎng)基進(jìn)行篩選時(shí) 培養(yǎng)基中的骨髓瘤細(xì)胞的DNA復(fù)制過(guò)程被阻斷 骨髓瘤細(xì)胞不能生長(zhǎng) 而受抗原刺激后的B淋巴細(xì)胞也不能增殖 則篩選出來(lái)的就都是雜交瘤細(xì)胞 植物細(xì)胞工程與動(dòng)物細(xì)胞工程分析策略 1 植物體細(xì)胞雜交分析 植物體細(xì)胞雜交的終點(diǎn)是培育成雜種植株 而不是形成雜種細(xì)胞就結(jié)束 雜種植株具備兩種植物的遺傳特征 原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì) 該技術(shù)在育種上應(yīng)用時(shí)最大的優(yōu)點(diǎn)是能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 目前還不能讓雜種植物完全按人們的需要去表達(dá)親代的優(yōu)良性狀 2 單克隆抗體制備過(guò)程中兩次篩選分析第一次篩選 利用特定選擇培養(yǎng)基篩選 獲得雜交瘤細(xì)胞 即AB型細(xì)胞 A為漿細(xì)胞 B為骨髓瘤細(xì)胞 不需要A B AA BB型細(xì)胞 第二次篩選 利用多孔板法和抗原 抗體雜交法篩選 獲得產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞 押題1 2015 江蘇省如皋期中 植物組織培養(yǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于培育無(wú)病毒植株 育種及獲得植物次生代謝產(chǎn)物等生產(chǎn)實(shí)踐中 下圖為番茄植株的培育過(guò)程 分析回答 1 過(guò)程中使用了 酶 獲得植物細(xì)胞原生質(zhì)體 此處使用的溶液濃度不宜過(guò)小 以防止細(xì)胞原生質(zhì)體 2 鋪平板類似于微生物接種 該過(guò)程必須在 旁進(jìn)行操作 平板中添加蔗糖的目的除了提供營(yíng)養(yǎng)外 還有 作用 3 同一番茄植株不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因 填 相同 不相同 或 不一定相同 圖中屬于再分化的過(guò)程是 填序號(hào) 纖維素酶和果膠 吸水漲破 酒精燈火焰 調(diào)節(jié)滲透壓 不一定相同 4 多倍體番茄植株所結(jié)果實(shí)中維生素含量更高 若想培育多倍體番茄 可選擇在圖中的過(guò)程 中添加 進(jìn)行處理 也可以選擇在過(guò)程 中添加 進(jìn)行處理 聚乙二醇 秋水仙素 解析 1 過(guò)程中使用了纖維素酶和果膠酶 破壞植物細(xì)胞的細(xì)胞壁 而不損傷細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu) 以獲得具有活力的單個(gè)的原生質(zhì)體 因?yàn)槭チ思?xì)胞壁的支撐作用 因此此處使用的溶液濃度不宜過(guò)小 以防止細(xì)胞原生質(zhì)體吸水漲破 2 鋪平板類似于微生物接種 該過(guò)程必須在酒精燈火焰旁進(jìn)行無(wú)菌操作 平板中添加蔗糖的目的除了提供營(yíng)養(yǎng)外 還有調(diào)節(jié)滲透壓的作用 保持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能 3 同一番茄植株不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因不一定相同 如體細(xì)胞培養(yǎng)得到的細(xì)胞中含兩個(gè)染色體組 而花粉離體培養(yǎng)得到的細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目減半 因此基因不同 圖中 表示去除細(xì)胞壁 獲得原生質(zhì)體 表示已分化的細(xì)胞在一定因素作用下恢復(fù)細(xì)胞分裂能力 失去原有分化狀態(tài)的過(guò)程 叫做脫分化 表示已經(jīng)脫分化的愈傷組織在一定條件下 再分化出胚狀體 形成完整植株 這一過(guò)程叫做再分化 4 多倍體番茄植株所結(jié)果實(shí)中維生素含量更高 若想培育多倍體番茄 可選擇在圖中的過(guò)程 中添加聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞的融合 使融合細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍 也可以選擇在過(guò)程 中添加秋水仙素 抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成 從而使染色體數(shù)目加倍 押題2 2016 江蘇泰州期初聯(lián)考 下圖為用小鼠 2n 40 制備單克隆抗體過(guò)程圖 圖中的 表示含有 表示沒(méi)有 Ig表示抗體 回答下列問(wèn)題 1 細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)完成后 融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外 可能還有 體系中出現(xiàn)多種類型細(xì)胞的原因是 B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞 骨髓瘤細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞 細(xì)胞融合是隨機(jī)的 且融合率達(dá)不到100 2 第二次篩選出產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細(xì)胞所用的技術(shù)是 3 雜交瘤細(xì)胞有氧呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的 H 來(lái)自于反應(yīng)物中的 在 處與氧結(jié)合 4 雜交瘤細(xì)胞在增殖過(guò)程中能形成 個(gè)四分體 5 如果破壞雜交瘤細(xì)胞中的核仁 抗體合成將不能進(jìn)行 因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)與 的合成有關(guān) 抗原 抗體雜交 葡萄糖和水 線粒體內(nèi)膜 0 核糖體 解析 1 動(dòng)物細(xì)胞在融合的過(guò)程中 除了脾細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞的融合外 還可能有脾細(xì)胞間的相互融合以及骨髓瘤細(xì)胞間的相互融合 主要原因是參與融合的細(xì)胞是隨機(jī)的 不可能達(dá)到100 的融合率 2 第二次篩選是為了檢測(cè)產(chǎn)生出的特定抗體 所以所用的技術(shù)是用特定的抗原進(jìn)行抗原 抗體雜交 3 動(dòng)物細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的 H 是來(lái)源于反應(yīng)物葡萄糖和水 因?yàn)樗鼈兌己袣?在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)合生成水 4 雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂 而四分體是在減數(shù)第一次分裂前期聯(lián)會(huì)時(shí)形成的 所以沒(méi)有四分體的形成 5 抗體是蛋白質(zhì) 其合成是在核糖體上進(jìn)行 而核仁是與核糖體的形成有關(guān)的結(jié)構(gòu)