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1、第第1讲基因工程和克隆技基因工程和克隆技术专题八现代生物科技专题专题八现代生物科技专题2016高考高考导航航专题八现代生物科技专题专题八现代生物科技专题考考纲要求要求高考印高考印证2013年年2014年年2015年年1基因工程基因工程(1)基因工程的基因工程的诞生生()(2)基因工程的原理及技基因工程的原理及技术()T32(4)(3)基因工程的基因工程的应用用()T32(5)T18(1)2克隆技克隆技术(1)植物的克隆植物的克隆()T32(3)T18(1)(2)(3)(2)动物的克隆物的克隆()T6T3专题八现代生物科技专题专题八现代生物科技专题备考策略考策略1.命命题趋势：(1)多多以以最最
2、新新基基因因工工程程研研究究成成果果为载体体，考考查基基因因工工程程的的工工具具与与操操作作程程序序。(2)以以工工农业生生产、畜畜牧牧业生生产和和医医学学实践践中中的的具具体体事事例例为命命题背背景景，考考查克克隆隆技技术相关知相关知识。2备考指南：考指南：(1)表解比表解比较法理解限制法理解限制酶酶、DNA连接接酶酶和和载体的作用。体的作用。(2)实例分析法理解基因工程的原理与例分析法理解基因工程的原理与过程。程。(3)列表比列表比较法理解两个不同：植物法理解两个不同：植物组织培养和培养和动物物细胞培养的不同、植物体胞培养的不同、植物体细胞胞杂交与交与动物物细胞融合的不胞融合的不同。同。(
3、4)图解法理解解法理解单克隆抗体的制克隆抗体的制备过程。程。1基因工程的工具基因工程的工具(1)限制性核酸内切限制性核酸内切酶酶来源：主要从原核生物中分离来源：主要从原核生物中分离纯化出来。化出来。作用作用a_b_结果：果：产生生_。特异性特异性识别双双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。分子的某种特定核苷酸序列。切割两个核苷酸之切割两个核苷酸之间的化学的化学键。粘性末端粘性末端(2)DNA连接接酶酶作用：将具有作用：将具有_的两个的两个DNA片段片段连接在一起。接在一起。(3)质粒粒从存在位置看从存在位置看在在细菌中独立于菌中独立于拟核之外。核之外。从化学成分上看从化学成分上看为双双链环状状D
4、NA分子。分子。从功能上看从功能上看能自主复制。能自主复制。从从结构上看构上看常含有抗生素抗性基因。常含有抗生素抗性基因。相同粘性末端相同粘性末端方法方法具体操作具体操作直接分离直接分离从自然界已有的物种中分离，如从从自然界已有的物种中分离，如从_中中获取取人人工工合合成成化学合化学合成成已知核苷酸序列的已知核苷酸序列的_，直接利用，直接利用DNA合合成成仪用化学方法合成，不需要模板用化学方法合成，不需要模板基因文基因文库较小基因小基因方法方法具体操作具体操作人人工工合合成成反反转录法法以以RNA为模板，在模板，在_作用下人工合成作用下人工合成PCR技技术扩增增目的基因目的基因DNA受受热变性
5、后解性后解链为单链，引物与，引物与单链相相应互互补序列序列结合，然后在合，然后在耐耐热热的的DNA聚合聚合酶酶作用下延伸作用下延伸逆逆转录酶酶(3)将目的基因将目的基因导入受体入受体细胞胞项目目植物植物细胞胞动物物细胞胞微生物微生物细胞胞常用常用方法方法_法、基因法、基因枪法、法、花花粉管通道粉管通道法法显显微注射微注射技技术感受感受态细态细胞胞法法(用用_处理理)受体受体细胞胞受精卵、体受精卵、体细胞胞受精卵受精卵常用大常用大肠杆菌、枯杆菌、枯草杆菌、酵母菌等草杆菌、酵母菌等农杆菌杆菌转化化Ca2(4)筛选含有目的基因的受体含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达胞和目的基因的表达筛选：用用含
6、含_的的培培养养基基培培养养受受体体细胞胞，选择含含_的受体的受体细胞。胞。表达：目的基因在宿主表达：目的基因在宿主细胞内表达胞内表达产生人生人们需要的需要的_。抗生素抗生素重组质粒重组质粒功能物质功能物质3几种重要的克隆技几种重要的克隆技术分析分析(1)植物植物细胞培养、器官培养和原生胞培养、器官培养和原生质体培养的关系体培养的关系愈伤组织愈伤组织器官器官单个细胞单个细胞除去细胞壁除去细胞壁机械消化或胰蛋白酶消化机械消化或胰蛋白酶消化原代原代传代传代细胞系细胞系单个细胞单个细胞血清血清滋养细胞滋养细胞仙台病毒或聚乙二醇仙台病毒或聚乙二醇(5)动物的克隆繁殖物的克隆繁殖命命题点点1基因工程及基
7、因工程及转基因技基因技术的安全性的安全性目的基因的目的基因的获取取将目的基因将目的基因导入受体入受体细胞胞目的基因的目的基因的检测与与鉴定定农杆菌杆菌转化法化法细胞胞质染色体染色体DNATDNA片段片段(内部内部)植物植物组织培养培养粘性粘性磷酸二磷酸二酯键1目的基因目的基因应插入启插入启动子与子与终止子之止子之间的部位。的部位。2将目的基因将目的基因导入受体入受体细胞没有碱基互胞没有碱基互补配配对现象。象。3原原核核生生物物作作为受受体体细胞胞的的优点点：繁繁殖殖快快、多多为单细胞胞、遗传物物质相相对较少等。少等。4一一般般情情况况下下，用用同同一一种种限限制制酶酶切切割割质粒粒和和含含有有
8、目目的的基基因因的的片片段段，但但有有时可可用用两两种种限限制制酶酶分分别切切割割质粒粒和和目目的的基基因因，以以避免避免质粒和粒和质粒之粒之间、目的基因和目的基因之、目的基因和目的基因之间的的连接。接。5标记基基因因的的作作用用筛选、检测目目的的基基因因是是否否导入入受受体体细胞。胞。6受受体体细胞胞常常用用植植物物受受精精卵卵或或体体细胞胞(经组织培培养养)、动物物受受精卵精卵(一般不用体一般不用体细胞胞)、微生物、微生物(大大肠杆菌、酵母菌杆菌、酵母菌)等。等。7启启动子子(DNA片片段段)起起始始密密码子子(RNA)；终止止子子(DNA片片段段)终止密止密码子子(RNA)。限制限制酶酶
9、DNA连接接酶酶Ca2感受感受重重组质粒和感受粒和感受态细胞胞脱分化脱分化再分化再分化卡那霉素卡那霉素显微注射微注射动物体物体细胞的全能性一般不能表胞的全能性一般不能表现性性别鉴定定逆逆转录限制限制酶酶BamH和和Pst经研研究究发现，如如果果将将该凝凝乳乳酶酶的的第第20位位和和24位位氨氨基基酸酸变为半半胱胱氨氨酸酸，则其其催催化化能能力力将将提提高高2倍倍。现已已知知通通过蛋蛋白白质工工程程可生可生产高效凝乳高效凝乳酶酶，请写出有关制写出有关制备步步骤：_。找找到到相相对应的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸序序列列定定向向改改造造凝凝乳乳酶酶基基因因将将改造后的凝乳改造后的凝乳酶酶基因基因导入受体
10、入受体细胞等胞等(答案合理即可答案合理即可)命命题点点2克隆技克隆技术流流动性性获能能减数第二次分裂中期减数第二次分裂中期促性腺激素促性腺激素细胞壁胞壁纤维素素酶酶和果胶和果胶离心、振离心、振动、电刺激刺激形成了新的形成了新的细胞壁胞壁植物植物组织培养培养生生长素素杂交瘤交瘤特异性抗体特异性抗体选择31答答题时不能混用的两种不能混用的两种细胞胞重重组细胞和胞和杂交交细胞胞(1)重重组细胞胞：体体细胞胞的的细胞胞核核移移植植到到去去核核卵卵母母细胞胞之之后后形形成成的的细胞叫重胞叫重组细胞。胞。(2)杂交交细胞：胞：动物物细胞融合形成的胞融合形成的细胞常称胞常称为杂交交细胞。胞。2明确明确单克隆
11、抗体制克隆抗体制备过程中的两次程中的两次筛选第第一一次次筛选：利利用用特特定定选择培培养养基基筛选，获得得杂交交瘤瘤细胞胞，即即AB型型细胞胞(A为效效应B细胞胞，B为骨骨髓髓瘤瘤细胞胞)，不不需需要要A、B、AA、BB型型细胞胞。第第二二次次筛选：利利用用多多孔孔板板法法和和抗抗原原抗抗体体杂交法交法筛选，获得得产生特定抗体的生特定抗体的杂交瘤交瘤细胞。胞。植物植物组织培养培养植物植物细胞的全能性胞的全能性细胞分裂素、生胞分裂素、生长素素灭菌菌愈愈伤组织胚状体胚状体农杆菌杆菌转化化灰灰胚胎移植胚胎移植冷冷冻(低温、液氮低温、液氮)内内细胞胞团体体(乳腺乳腺)高度分化的高度分化的动物物细胞的胞
12、的细胞核具有全能性胞核具有全能性药物生物生产(答案合理即可答案合理即可)优良良种种畜畜的的培培育育与与扩大大(治治疗性性克克隆隆、拯拯救救濒危危动物物)(答答案合理，不与前一空答案重复即可案合理，不与前一空答案重复即可)骨髓瘤骨髓瘤细胞胞抗原刺激抗原刺激过的的B细胞胞(或效或效应B细胞胞)杂交瘤交瘤细胞胞(2)过程程类似于植物似于植物组织培养技培养技术中的中的_过程。程。与与纤维母母细胞相比，胞相比，诱导干干细胞的全能性胞的全能性较_。过程的程的实质是是_。(3)生生产单克隆抗体一般不直接培养效克隆抗体一般不直接培养效应B细胞，主要原因是胞，主要原因是_。脱分化脱分化高高基因的基因的选择性表达性表达效效应B细胞高度分化，不能无限胞高度分化，不能无限(或大量或大量)增殖增殖(4)处需要需要筛选，从而得到，从而得到_细胞，且培养胞，且培养该细胞的气体胞的气体环境境为_。能能产生特异性抗体的生特异性抗体的杂交瘤交瘤95%的空气的空气5%的的CO2
