新課標(biāo)高三生物二輪復(fù)習(xí)題整合高頻突破題八現(xiàn)代生物科技題8.16基因工程細(xì)胞工程課件新人教版

專題八現(xiàn)代生物科技專題第16講基因工程、細(xì)胞工程-3-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練命題點(diǎn)一PCR、基因工程及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性1.PCR技術(shù)(1)PCR的過(guò)程-4-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練(2)PCR與DNA復(fù)制的比較

-5-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練-6-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練2.基因工程的主干知識(shí)圖解-7-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練3.基因工程的基本工具

-8-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練4.基因工程的操作程序(1)目的基因的獲?、?gòu)幕蛭膸?kù)中獲取。②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增:其實(shí)質(zhì)是在體外對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。③用化學(xué)方法人工合成a.對(duì)于核苷酸序列已知的直接人工合成。-9-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建①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。②基因表達(dá)載體的構(gòu)建方法

-10-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞

-11-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練(4)目的基因的檢測(cè)和鑒定

-12-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練思維拓展

從“基因表達(dá)”層面理解啟動(dòng)子和終止子啟動(dòng)子是RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn),啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄;終止子是終止轉(zhuǎn)錄的位點(diǎn)。插入的目的基因是結(jié)構(gòu)基因,其表達(dá)需要調(diào)控序列,因而用作載體的質(zhì)粒的插入部位前面需要有啟動(dòng)子,后面需要有終止子。-13-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練透徹理解基因工程的原理解答相關(guān)題目大豆花葉病是世界性大豆病害,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(RNA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。-14-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練(1)圖中的①是指

。

(2)過(guò)程Ⅱ中應(yīng)用的酶是

。在此過(guò)程前,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Ⅶ可使用

進(jìn)行檢測(cè)。

答案:

(1)RNA

(2)TaqDNA聚合酶CP蛋白基因(控制CP蛋白合成的RNA片段)

(3)Ⅲ

CP蛋白的抗體-15-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練1.(2017江蘇)金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結(jié)合蛋白,某研究小組計(jì)劃通過(guò)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增獲得目的基因,構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌,用于重金屬?gòu)U水的凈化處理。PCR擴(kuò)增過(guò)程示意圖如下,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。-16-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練(1)從高表達(dá)MT蛋白的生物組織中提取mRNA,通過(guò)

獲得

用于PCR擴(kuò)增。

(2)設(shè)計(jì)一對(duì)與MT基因兩端序列互補(bǔ)配對(duì)的引物(引物1和引物2),為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒,在引物中需要增加適當(dāng)?shù)?/p>

位點(diǎn)。設(shè)計(jì)引物時(shí)需要避免引物之間形成

,而造成引物自連。

(3)圖中步驟1代表

,步驟2代表退火,步驟3代表延伸,這三個(gè)步驟組成一輪循環(huán)。

(4)PCR擴(kuò)增時(shí),退火溫度的設(shè)定是成敗的關(guān)鍵。退火溫度過(guò)高會(huì)破壞

的堿基配對(duì)。退火溫度的設(shè)定與引物長(zhǎng)度、堿基組成有關(guān),長(zhǎng)度相同但

的引物需要設(shè)定更高的退火溫度。

(5)如果PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物,則可以采取的改進(jìn)措施有

(填序號(hào):①升高退火溫度②降低退火溫度③重新設(shè)計(jì)引物)。

-17-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練答案

(1)逆轉(zhuǎn)錄cDNA

(2)限制性核酸內(nèi)切酶堿基互補(bǔ)配對(duì)(3)變性(4)引物與模板GC含量高(5)②③解析

(1)根據(jù)mRNA獲取目的基因的方法是先通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA,然后通過(guò)PCR擴(kuò)增。(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí),要用限制性核酸內(nèi)切酶對(duì)質(zhì)粒和含目的基因的DNA進(jìn)行酶切,所以為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒,在引物中需要增加適當(dāng)?shù)南拗菩院怂醿?nèi)切酶位點(diǎn)。設(shè)計(jì)引物時(shí)需要避免引物的堿基互補(bǔ)配對(duì),防止引物之間自連。(3)PCR包括三個(gè)步驟:變性、復(fù)性(退火)和延伸。圖中步驟1代表變性。(4)退火是引物和模板結(jié)合的過(guò)程,退火溫度過(guò)高會(huì)破壞引物與模板的堿基配對(duì)。退火溫度一般比Tm值(把DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)降解一半時(shí)的溫度)低5

℃。DNA中G—C含量越高,Tm值越高。(5)如果PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物,可能是退火溫度太高,破壞了引物與模板的堿基配對(duì),也可能是引物設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,改進(jìn)措施是降低退火溫度和重新設(shè)計(jì)引物。-18-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練2.胰島素A、B鏈分別表達(dá)法是生產(chǎn)胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達(dá)載體,圖2表示以大腸桿菌作為工程菌生產(chǎn)人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示β-半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。-19-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練(1)圖1所示的基因表達(dá)載體中沒(méi)有標(biāo)注出來(lái)的基本結(jié)構(gòu)是

。

(2)圖1中啟動(dòng)子是

酶識(shí)別和結(jié)合的部位,有了它才能啟動(dòng)目的基因的表達(dá);氨芐青霉素抗性基因的作用是

。

(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)必需的工具酶有

。

(4)β-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達(dá),可將胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點(diǎn)隱藏在內(nèi)部,其意義在于

。

(5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵,用溴化氰處理相應(yīng)的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈,且β-半乳糖苷酶被切成多個(gè)肽段,這是因?yàn)?/p>

。

(6)請(qǐng)根據(jù)圖2中胰島素的結(jié)構(gòu),推測(cè)每個(gè)胰島素分子中所含游離氨基的數(shù)量。你的推測(cè)結(jié)果是

,理由是

。

-20-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練答案:

(1)終止子(2)RNA聚合作為標(biāo)記基因,將含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來(lái)(3)限制酶和DNA連接酶(4)防止胰島素的A、B鏈被大腸桿菌體內(nèi)的蛋白酶降解(5)β-半乳糖苷酶中含多個(gè)甲硫氨酸,而胰島素A、B鏈中不含甲硫氨酸(6)至少2個(gè)兩條肽鏈的一端各有一個(gè)游離的氨基,氨基酸的R基中可能還含有游離的氨基-21-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練命題點(diǎn)二克隆技術(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。-22-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練2.從結(jié)果分析克隆技術(shù)的原理(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)生一個(gè)生物體。因此,植物體細(xì)胞雜交的原理是細(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,不包括細(xì)胞的全能性。-23-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練3.細(xì)胞工程的幾個(gè)流程圖的比較(見(jiàn)下圖)(1)植物組織培養(yǎng)-24-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練(2)植物體細(xì)胞雜交(3)核移植-25-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練(4)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)(5)動(dòng)物細(xì)胞融合-26-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練(6)單克隆抗體的制備

-27-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練把握實(shí)驗(yàn)流程,解答與動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體相關(guān)的題下圖是單克隆抗體制備流程階段示意圖,請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。-28-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練(1)單克隆抗體技術(shù)是

技術(shù)的重要應(yīng)用。

(2)B淋巴細(xì)胞是由動(dòng)物體

中的

細(xì)胞增殖、分化、發(fā)育而來(lái)的。

(3)動(dòng)物細(xì)胞融合除了采用植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合常用的誘導(dǎo)劑外,還可以采用

。

(4)單克隆抗體技術(shù)的兩次篩選過(guò)程,分別篩選

。

(5)單克隆抗體與常規(guī)的血清抗體相比,最大的優(yōu)越性體現(xiàn)在

。

答案:

(1)(動(dòng)物)細(xì)胞融合(2)骨髓造血干(3)滅活的病毒(4)雜交瘤細(xì)胞和產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞(順序顛倒不可)

(5)特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備-29-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練(2017廣東清遠(yuǎn)模擬)下面甲、乙兩圖分別是單克隆抗體制備過(guò)程和克隆羊培育過(guò)程示意圖,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。-30-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練(1)圖甲和圖乙所示的過(guò)程中,都會(huì)用到的動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)是

。

(2)圖甲中②過(guò)程在制備單克隆抗體時(shí)需要借助動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù),誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合特有的方法是使用

誘導(dǎo)。

(3)若不考慮環(huán)境因素的影響,克隆羊的性狀是否全部像白面綿羊?

。請(qǐng)說(shuō)明原因:

。

(4)圖乙過(guò)程的技術(shù)具有多種用途,但是不能

。

A.有選擇地繁殖某一性別的家畜B.繁殖家畜中的優(yōu)良個(gè)體C.用于保存物種D.改變動(dòng)物的核基因-31-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二整合提升題型突破題組訓(xùn)練答案

(1)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)(2)滅活的病毒(生物法)

(3)否卵母細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)也能控制某些性狀(4)D-32-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3對(duì)基因工程操作過(guò)程辨析不清防范策略(1)基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控,所以目的基因應(yīng)插到啟動(dòng)子與終止子之間的部位。(2)目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程,稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是目的基因整合到受體細(xì)胞染色體基因組中。(3)標(biāo)記基因的作用——篩選、檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞,常見(jiàn)的有抗生素抗性基因、熒光蛋白基因(表達(dá)產(chǎn)物為可發(fā)熒光的蛋白質(zhì))等。-33-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3(4)受體細(xì)胞常用植物受精卵或體細(xì)胞(經(jīng)組織培養(yǎng))、動(dòng)物受精卵(一般不用體細(xì)胞)、微生物(大腸桿菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素,則必須用真核生物酵母菌作受體(需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌)。一般不用支原體作受體,因?yàn)樗鼱I(yíng)寄生生活。一定不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞作受體,因?yàn)樗鼰o(wú)細(xì)胞核,不能合成蛋白質(zhì)。-34-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3防范演練1(2016全國(guó)Ⅲ理綜)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn),圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點(diǎn)是唯一的)。圖(a)圖(b)-35-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí),回答下列問(wèn)題。(1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被

酶切后的產(chǎn)物連接,理由是

。

(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子,如圖(c)所示。這三種重組子中,不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有

,不能表達(dá)的原因是

。

圖(c)-36-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶,常見(jiàn)的有

和

,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是

。

答案:

(1)Sau3AⅠ兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游,丙中目的基因插入在終止子的下游,二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄(其他合理答案也可)。(3)E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶(其他合理答案也可)-37-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3

解析:

(1)由題圖(a)可知,限制酶Sau3AⅠ與BamHⅠ切割后形成的黏性末端相同,所以經(jīng)BamHⅠ酶切割后得到的目的基因可以與題圖(b)所示表達(dá)載體被Sau3AⅠ酶切后的產(chǎn)物連接。(2)在基因表達(dá)載體中,啟動(dòng)子應(yīng)位于目的基因的首端,終止子應(yīng)位于目的基因的尾端,這樣目的基因才能表達(dá)。圖中甲、丙均不符合,所以不能表達(dá)目的基因的產(chǎn)物。(3)常見(jiàn)的DNA連接酶有E·coli

DNA連接酶和T4

DNA連接酶,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是T4

DNA連接酶,但其對(duì)平末端的連接效率較低。-38-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3對(duì)植物體細(xì)胞雜交理解不透徹防范策略(1)植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的區(qū)別①植物體細(xì)胞雜交:若兩個(gè)不同品種的植物細(xì)胞(設(shè)為甲、乙)進(jìn)行融合,甲含有2x條染色體,2個(gè)染色體組,基因型為Aabb,乙含有2y條染色體,2個(gè)染色體組,其基因型為ccDd,則新植株應(yīng)為四倍體,其體細(xì)胞中染色體數(shù)為2x+2y,基因型為AabbccDd。不難看出,體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞,不管是染色體數(shù)、基因型還是染色體組都直接相加。-39-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3②植物有性雜交的結(jié)果:假設(shè)上述兩種植物能雜交產(chǎn)生后代,則子代細(xì)胞中染色體數(shù)為(x+y),基因型為AbcD、abcD、Abcd、abcd,即先減半再相加。③有性生殖過(guò)程遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律,而植物體細(xì)胞雜交不遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。(2)利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物時(shí),有時(shí)只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織階段,從愈傷組織中獲取產(chǎn)物。-40-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3防范演練2右上圖是植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖,如果A、B植物均為二倍體,請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題。-41-失分誤區(qū)1失分誤區(qū)2失分誤區(qū)3(1)圖中所示過(guò)程的原理有

。

(2)圖中的①過(guò)程是

。

(3)植物體細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是

,其產(chǎn)生與細(xì)胞內(nèi)的

(細(xì)胞器)有關(guān)。