專題15 基因工程和細(xì)胞工程
使用時間：2012.3
【考綱要求】
1.基因工程的誕生 I 5. 植物組織培養(yǎng) II
2.基因工程的原理及技術(shù) II 6. 動物細(xì)胞培養(yǎng)和體細(xì)胞克隆I
3.基因工程的應(yīng)用 I 7. 細(xì)胞融合和單克隆抗體 II
4.蛋白質(zhì)工程 I
【前回顧區(qū)】
1.利用關(guān)鍵詞構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)：基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)、動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞融合、單克隆抗體的制備
2.基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、胚胎工程的操作對象
3.基因工程的工具、核心、表達(dá)載體所包含的構(gòu)、如何對目的基因進(jìn)行檢測和鑒定
4.細(xì)胞工程都有哪些技術(shù)，分別利用什么原理
5.細(xì)胞表現(xiàn)全能性的條
6.原生質(zhì)體融合和動物細(xì)胞融合的原理和方法一樣嗎？
7.雜交瘤特點和單克隆抗體的特點
【堂探究區(qū)】
探究一：完成基因工程操作的步驟
思考：蛋白質(zhì)工程的操作和基因工程有何不同？
【典型例題1】下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。請回答下列問題：
限制酶 BamH Ⅰ Hind Ⅲ EcoR Ⅰ Sma Ⅰ
識別序列
及切割位點 ↓
GGATCC
CCTAGG
↑ ↓
AAGCTT
TTCGAA
↑ ↓
GAATTC
CTTAAG
↑ ↓
CCCGGG
GGGCCC
↑
（1）一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma Ⅰ切割前后，分別含有________個游離的磷酸基團(tuán)。
（2）若對圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的Sma Ⅰ酶切位點越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越______。
（3）用圖中的質(zhì)粒和外DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Sma Ⅰ切割，原因是__________________________________________________________。
（4）與只使用EcoR Ⅰ相比較，使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ兩種限制酶同時處理質(zhì)粒、外DNA的優(yōu)點在于可以防止____________________________________________。
（5）為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入_________________酶。
（6）重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了______________ _____________________。
（7）為了從cDNA庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在__________________________________的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達(dá)的初步檢測。
探究二:畫出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的操作流程
【典型例題2】科學(xué)家將魚抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相對寒冷的環(huán)境中生長。質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四種限制酶切割位點，下圖是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過程的示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因)，其中①～④是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過程中的相關(guān)步驟，Ⅰ、Ⅱ表示相關(guān)結(jié)構(gòu)或細(xì)胞。請據(jù)圖作答：
(1)在構(gòu)建基因表達(dá)載體時，可用一種或者多種限制酶進(jìn)行切割。為了避免目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，在此實例中，應(yīng)該選用限制酶________________分別對________________________進(jìn)行切割，切割后產(chǎn)生的DN *** 段分別為________種。
(2)培養(yǎng)基中的氨芐青霉素會抑制番茄愈傷組織細(xì)胞的生長，要利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入含魚的抗凍蛋白基因的番茄細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體Ⅰ中含有________________作為標(biāo)記基因。
(3)研究人員通常采用________________法將魚抗凍蛋白基因?qū)敕鸭?xì)胞內(nèi)。通常采用________________技術(shù)，在分子水平檢測目的基因是否翻譯形成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)。
(4)利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入含魚的抗凍蛋白基因的番茄組織細(xì)胞培育成植株。圖中③、④依次表示組織培養(yǎng)過程中番茄組織細(xì)胞的________________過程。
探究三:動物體細(xì)胞核移植、單克隆抗體的制備流程
【典型例題3】有性生殖的生物產(chǎn)生后代需要進(jìn)行受精作用，植物體細(xì)胞雜交要進(jìn)行原生質(zhì)體的融合，單克隆抗體的制備需要進(jìn)行動物細(xì)胞融合，可見細(xì)胞的融合技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。下列為細(xì)胞融合的簡略過程，據(jù)圖回答相關(guān)問題：
（1）若a、b分別是基因型為Hhrr、hhRr兩個煙草品種的花粉，且這兩對基因分別位于兩對同染色體上。由于一對隱性純合基因（rr或hh）的作用，在光照強(qiáng)度大于800 lx時兩種煙草都不能生長。要想從融合細(xì)胞的培養(yǎng)液中分離出基因型為HhRr的雜種細(xì)胞，較為簡便的篩選方法是________________________________________。
（2）若a、b表示兩種植物體細(xì)胞，則由d細(xì)胞形成雜種植株的原理是_________________________，這種育種方法的優(yōu)點是_______________________________________________
（3）若a、b分別為骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞，則d細(xì)胞的特點是___________________________________。
由d細(xì)胞產(chǎn)生的抗體與普通血清抗體相比較，具有_______________________________的特點。生產(chǎn)上一般不能通過直接培養(yǎng)B淋巴細(xì)胞的方法生產(chǎn)單克隆抗體的主要原因是______________________________________________________________
（4）下列各圖表示單克隆抗體制備過程的各階段圖解，請用箭頭把代表各圖解的字母按單克隆抗體制備過程的順序連接起。順序是___________________________________________________________。
【后檢測】
1．人的血清白蛋白作為血漿容量擴(kuò)充劑用途廣泛，是當(dāng)前的研究熱點之一。圖T14－3是利用奶牛生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解，請回答：
圖T14－3
(1)圖中所涉及的生物技術(shù)中，屬于細(xì)胞水平的是____________、____________。
(2)獲�、倩虻某Ｓ梅椒ㄓ衉_______________(舉一例)，基因工程的核心是____________________。
(3)②→③一般需用________酶處理，為獲取數(shù)量較多的未受精卵細(xì)胞，需用____________處理母牛。
(4)⑤→⑦為____________技術(shù)，操作的時期是________________。
專題15 基因工程和細(xì)胞工程
【答案】
【典型例題1】
1.（1）0、2
（2）高
（3）SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因、外DNA中的目的基因
（4）質(zhì)粒和含目的基因的外DN *** 段自身環(huán)化
（5）DNA連接
（6）鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞
（7）蔗糖為唯一含碳營養(yǎng)物質(zhì)
【典型例題2】
2.答案： (1)PstⅠ、SmaⅠ 含魚抗凍蛋白基因的DNA、質(zhì)粒 4、2
(2)抗氨芐青霉素基因(ampr) (3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化(或基因槍法等，答案合理即給分) 抗原—抗體雜交
(4)脫分化、再分化
【典型例題3】
3.（1）大于800 lx光照
（2）植物細(xì)胞的全能性
克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙
（3）既能無限繁殖，又能產(chǎn)生特定的抗體
特異性強(qiáng)、靈敏度高、化學(xué)性質(zhì)單一
B淋巴細(xì)胞高度分化，不能增殖
（4）
【后檢測】
1．(1)核移植技術(shù) 動物細(xì)胞培養(yǎng)
(2)從基因庫中提取(或PCR技術(shù)擴(kuò)增、人工化學(xué)合成) 基因表達(dá)載體的構(gòu)建
(3)胰蛋白 促性腺激素
(4)胚胎分割移植 桑椹胚或囊胚
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