模塊六 選考 專題十六基因工程和細胞工程 重溫考綱考點 構建思維腦圖 1 質粒是一種裸露的 結構簡單 獨立于細菌擬核DNA之外 并且具有自我復制能力的很小的環(huán)狀DNA分子 2 DNA分子經限制酶切割后產生的DNA片段末端一定是黏性末端 3 基因表達載體組成除了目的基因外 還必須有啟動子 終止子以及標記基因等 4 啟動子是一段有特殊結構的DNA片段 位于基因的首端 是RNA聚合酶識別和結合的部位 5 基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質 而蛋白質工程則可對現(xiàn)有蛋白質進行改造 或制造一種新的蛋白質 6 微型繁殖技術既能保持優(yōu)良品種的遺傳特性 還可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖 7 動物細胞培養(yǎng)中需用胃蛋白酶或膠原蛋白酶將組織細胞分散成單個細胞 8 原代培養(yǎng)的細胞遺傳物質沒有改變 而傳代培養(yǎng)的細胞有的已經發(fā)生突變 獲得了不死性 9 動物體細胞核移植技術獲得的克隆動物在遺傳性狀上與供核母體完全一致 10 動物細胞融合技術和植物體細胞雜交技術類似 也可獲得雜種動物 考向梳理 1 2018 全國卷 回答下列問題 1 博耶 H Boyer 和科恩 S Cohen 將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質粒重組后導入大腸桿菌細胞中進行了表達 該研究除證明了質?？梢宰鳛檩d體外 還證明了 答出兩點即可 考向一基因工程 體外重組的質粒可以進入受體細胞 真核生物基因可在原核細胞中表達 2 體外重組的質?？赏ㄟ^Ca2 參與的 方法導入大腸桿菌細胞 而體外重組的噬菌體DNA通常需與 組裝成完整噬菌體后 才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導入宿主細胞 在細菌 心肌細胞 葉肉細胞中 可作為重組噬菌體宿主細胞的是 3 真核生物基因 目的基因 在大腸桿菌細胞內表達時 表達出的蛋白質可能會被降解 為防止蛋白質被降解 在實驗中應選用 的大腸桿菌作為受體細胞 在蛋白質純化的過程中應添加 的抑制劑 轉化 外殼蛋白 或答噬菌體蛋白 細菌 蛋白酶缺陷型 蛋白酶 解析 1 將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質粒重組后導入大腸桿菌中 該過程利用的技術是基因工程 該研究除了證明質粒可作為載體外 還證明了體外重組的質?？梢赃M入受體細胞 真核生物基因可在原核細胞中表達等 2 重組質粒導入大腸桿菌細胞可采用Ca2 參與的轉化方法 體外重組噬菌體要通過將體外重組的噬菌體DNA和外殼蛋白 或噬菌體蛋白 進行組裝獲得 因為噬菌體是專門寄生在細菌中的病毒 所以宿主細胞選用細菌 3 為防止蛋白質被降解 在實驗中應選用蛋白酶缺陷型的大腸桿菌作為受體細胞 在蛋白質純化過程中 為防止目的蛋白質被降解 需要添加蛋白酶的抑制劑 2 2017 全國卷 真核生物基因中通常有內含子 而原核生物基因中沒有 原核生物沒有真核生物所具有的切除內含子對應的RNA序列的機制 已知在人體中基因A 有內含子 可以表達出某種特定蛋白 簡稱蛋白A 回答下列問題 1 某同學從人的基因組文庫中獲得了基因A 以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白A 其原因是 2 若用家蠶作為表達基因A的受體 在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中 不選用 作為載體 其原因是 基因A有內含子 在大腸桿菌中 其初始轉錄產物中 與內含子對應的RNA序列不能被切除 無法表達出蛋白A 噬菌體 噬菌體的宿主是細菌 而不是家蠶 3 若要高效地獲得蛋白A 可選用大腸桿菌作為受體 因為與家蠶相比 大腸桿菌具有 答出兩點即可 等優(yōu)點 4 若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A 可用的檢測物質是 填 蛋白A的基因 或 蛋白A的抗體 5 艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗為證明DNA是遺傳物質做出了重要貢獻 也可以說是基因工程的先導 如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示 那么 這一啟示是 繁殖快 容易培養(yǎng) 蛋白A的抗體 DNA可以從一種生物個體轉移到另一種生物個體 解析 1 人為真核生物 從人的基因組文庫中獲取的基因A含有內含子 基因A轉錄出的產物中有與內含子對應的RNA序列 大腸桿菌為原核生物 沒有真核生物所具有的切除內含子對應的RNA序列的機制 因此以大腸桿菌作為受體細胞 不能切除內含子對應的RNA序列 無法表達出蛋白A 2 噬菌體和動物病毒均可作為基因工程的載體 但它們的宿主細胞不同 題中受體為家蠶 是一種昆蟲 因此 選擇昆蟲病毒作為載體 噬菌體的宿主是細菌 不適合作為該實驗的載體 3 大腸桿菌具有繁殖快 容易培養(yǎng) 單細胞 遺傳物質少等優(yōu)點 因此 常作為基因工程的受體細胞 4 常用抗原 抗體雜交的方法檢測目的基因是否表達 故能用于檢測蛋白A的物質為蛋白A的抗體 5 艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗中 S型菌的DNA轉移到了R型菌體內 其對基因工程理論的建立提供的啟示是DNA可以從一種生物個體轉移到另一種生物個體 3 2017 全國卷 幾丁質是許多真菌細胞壁的重要成分 幾丁質酶可催化幾丁質水解 通過基因工程將幾丁質酶基因轉入植物體內 可增強其抗真菌病的能力 回答下列問題 1 在進行基因工程操作時 若要從植物體中提取幾丁質酶的mRNA 常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料 原因是 提取RNA時 提取液中需添加RNA酶抑制劑 其目的是 2 以mRNA為材料可以獲得cDNA 其原理是 嫩葉組織細胞易破碎 防止RNA降解 在逆轉錄酶的作用下 以mRNA為模板按照堿基互補配對的原則可以合成cDNA 3 若要使目的基因在受體細胞中表達 需要通過質粒載體而不能直接將目的基因導入受體細胞 原因是 答出兩點即可 4 當幾丁質酶基因和質粒載體連接時 DNA連接酶催化形成的化學鍵是 5 若獲得的轉基因植株 幾丁質酶基因已經整合到植物的基因組中 抗真菌病的能力沒有提高 根據中心法則分析 其可能的原因是 目的基因無復制原點 目的基因無表達所需啟動子 磷酸二酯鍵 目的基因的轉錄或翻譯異常 解析 1 在進行基因工程操作時 若要從植物體中提取幾丁質酶的mRNA 常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料 原因是相對于老葉而言嫩葉組織細胞更容易被破碎 提取RNA時 提取液中需添加RNA酶抑制劑 其目的是防止RNA降解 2 以mRNA為材料獲得cDNA的原理是在逆轉錄酶的作用下 以mRNA為模板按照堿基互補配對的原則可以合成cDNA 3 若要使目的基因在受體細胞中表達 需要通過質粒載體而不能直接將目的基因導入受體細胞 原因是目的基因無復制原點且目的基因無表達所需啟動子 4 DNA連接酶催化形成的化學鍵是磷酸二酯鍵 5 若獲得的轉基因植株不具備所期望的性狀表現(xiàn) 根據中心法則分析 其可能的原因是目的基因的轉錄或翻譯異常 4 2017 全國卷 編碼蛋白甲的DNA序列 序列甲 由A B C D E五個片段組成 編碼蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段組成 如圖1所示 回答下列問題 1 先要通過基因工程的方法獲得蛋白乙 若在啟動子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列 TTCGCTTCT CAGGAAGGA 則所構建的表達載體轉入宿主細胞后不能翻譯出蛋白乙 原因是 2 某同學在用PCR技術獲取DNA片段B或D的過程中 在PCR反應體系中加入了DNA聚合酶 引物等 還加入了序列甲作為 加入了 作為合成DNA的原料 編碼乙的DNA序列起始端無ATG 轉錄出的mRNA無起始密碼子 模板 dNTP 3 現(xiàn)通過基因工程方法獲得了甲 乙 丙三種蛋白 要鑒定這三種蛋白是否具有刺激T淋巴細胞增殖的作用 某同學做了如下實驗 將一定量的含T淋巴細胞的培養(yǎng)液平均分成四組 其中三組分別加入等量的蛋白甲 乙 丙 另一組作為對照 培養(yǎng)并定期檢測T淋巴細胞濃度 結果如圖2 由圖2可知 當細胞濃度達到a時 添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細胞濃度不再增加 此時若要使T淋巴細胞繼續(xù)增殖 可采用的方法是 細胞培養(yǎng)過程中 培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度 CO2的作用是 僅根據圖1 圖2可知 上述甲 乙 丙三種蛋白中 若缺少 填 A B C D 或 E 片段所編碼的肽段 則會降低其刺激T淋巴細胞增殖的效果 進行細胞傳代培養(yǎng) 維持培養(yǎng)液的pH C 解析 1 若在啟動子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列 TTCGCTTCT CAGGAAGGA 則轉錄出的mRNA上缺少起始密碼子 故不能翻譯出蛋白乙 2 使用PCR技術獲取DNA片段時 應在PCR反應體系中添加引物 耐高溫的DNA聚合酶 模板 dNTP作為原料 3 T淋巴細胞濃度之所以不再增加 是因為細胞間出現(xiàn)接觸抑制 因此若要使T淋巴細胞繼續(xù)增殖 需要對貼滿瓶壁的細胞使用胰蛋白酶處理 然后分瓶培養(yǎng) 即細胞傳代培養(yǎng) 細胞培養(yǎng)過程中 培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度 以維持培養(yǎng)液的pH 據圖分析 蛋白丙與對照接近說明B D片段對于T淋巴細胞增殖不是非常重要 蛋白甲和乙對T淋巴細胞的增殖都有較大影響 甲 乙兩種蛋白中共同的片段是C 所以缺少C片段會降低其刺激T淋巴細胞增殖的效果 1 理清基因工程3種操作工具的作用與特點 目的基因和 運載體 重組DNA分子 受體細胞 E coliDNA T4DNA 復制 限制酶切割位點 標記基因 2 掌握獲取目的基因的3種途徑 1 直接分離 從自然界已有的物種中分離 如從 中獲取 2 人工合成目的基因 常用方法如下 化學合成法 已知核苷酸序列的較小基因 直接利用 用化學方法合成 不需要模板 人工合成法 以 為模板 在 的作用下人工合成 3 利用 技術擴增 基因文庫 DNA合成儀 RNA 逆轉錄酶 PCR 3 牢記基因表達載體的構建 1 基因表達載體的組成 目的基因 啟動子 終止子 復制原點 2 啟動子和終止子 啟動子是 識別和結合的部位 啟動轉錄 終止子是 的位點 3 基因表達載體的構建過程 標記基因 RNA聚合酶 終止轉錄 4 將目的基因導入受體細胞 農桿菌轉化 顯微注射 感受態(tài)細胞 DNA分子 分子雜交 抗原 抗體 題型1基因工程的操作工具和流程1 2016 全國卷 某一質粒載體如圖所示 外源DNA插入到Ampr或Tett中會導致相應的基因失活 Ampr表示氨芐青霉素抗性基因 Tett表示四環(huán)素抗性基因 有人將此質粒載體用BamHI酶切后 與用BamHI酶切獲得的目的基因混合 加入DNA連接酶進行連接反應 用得到的混合物直接轉化大腸桿菌 結果大腸桿菌有的未被轉化 有的被轉化 被轉化的大腸桿菌有三種 分別是含有環(huán)狀目的基因 含有質粒載體 含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌 回答下列問題 1 質粒載體作為基因工程的工具 應具備的基本條件有 答出兩點即可 而作為基因表達載體 除滿足上述基本條件外 還需具有啟動子和終止子 能自我復制 具有標記基因 2 如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選 在上述四種大腸桿菌細胞中 未被轉化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的 其原因是 并且 和 的細胞也是不能區(qū)分的 其原因是 在上述篩選的基礎上 若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落 還需使用含有 的固體培養(yǎng)基 3 基因工程中 某些噬菌體經改造后可以作為運載體 其DNA復制所需的原料來自于 二者均不含有氨芐青霉素抗性基因 在該培養(yǎng)基上均不生長 含有質粒載體 含有插入了目的基因的重組質粒 或答含有重組質粒 二者均含有氨芐青霉素抗性基因 在該 培養(yǎng)基上均能生長 四環(huán)素 受體細胞 解析 1 作為運載體的質粒上應有一個至多個限制酶切割位點 在細胞中能夠自我復制 并含有特殊的標記基因 2 未被轉化的大腸桿菌和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌中均未導入質粒載體 而質粒上含有氨芐青霉素抗性基因 因此這樣的大腸桿菌在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中不能生長 含有質粒載體和含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗性基因 二者在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中都能生長 因此無法區(qū)分二者 由題圖可知 用BamHI切割質粒后將四環(huán)素抗性基因破壞 因此可將經氨芐青霉素培養(yǎng)基篩選出的菌落置于含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上再次篩選 能在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生存的是含有質粒載體的大腸桿菌 不能生存的是含有插入目的基因的重組質粒的大腸桿菌 3 噬菌體為病毒 經改造后作為載體時 其DNA復制所需原料來自受體細胞 2 2018 河北省衡水中學一模 轉基因抗病香蕉的培育過程如圖1所示 圖2表示Pst Sma EcoR 和Apa 四種限制酶的識別序列及酶切位點 請據圖回答下列問題 1 質粒的化學本質是 2 利用基因工程培育轉基因抗病香蕉的核心步驟是形成重組質粒 即 將目的基因導入受體細胞的方式是 3 將抗病基因從含抗病基因的DNA中切割下來 使用的限制酶是 一個質粒被限制酶Pst Sma EcoR 同時切割后得到的DNA片段和黏性末端分別為 個 單獨用Apa 切割質粒后的片段是 4 轉基因抗病香蕉的培育發(fā)生了 變異類型 卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細胞的生長 根據這一原理可利用含卡那霉素的培養(yǎng)基篩選已導入重組質粒的香蕉細胞 由此推斷 重組質粒中應含有 基因作為標記基因 DNA 基因表達載體的構建 農桿菌轉化法 Pst 和EcoR 3 3 基因重組 卡那霉素抗性 易錯警示有關基因工程概念及其工具的8個錯混點 1 限制酶是一類酶 而不是一種酶 2 限制酶的成分為蛋白質 其作用的發(fā)揮需要適宜的理化條件 高溫 強酸或強堿均易使之變性失活 3 在切割目的基因和運載體時要求用同一種限制酶 目的是產生相同的黏性末端 4 將一個基因從DNA分子上切割下來 需要切兩處 同時產生4個黏性末端 5 不同DNA分子用同一種限制酶切割產生的黏性末端都相同 同一個DNA分子用不同的限制酶切割 產生的黏性末端一般不相同 6 限制酶切割位點應位于標記基因之外 不能破壞標記基因 以便于進行檢測 7 基因工程中的運載體與細胞膜上物質運輸的載體不同 基因工程中的運載體是DNA分子 能將目的基因導入受體細胞內 膜載體是蛋白質 與細胞膜的通透性有關 8 基因工程中有3種工具 但工具酶只有2種 題型2基因工程在生產科技中的應用3 2018 河北衡水中學一模 科學家從某細菌中提取抗鹽基因 轉入煙草并培育成轉基因抗鹽煙草 下圖是轉基因抗鹽煙草的培育過程 含目的基因的DNA和質粒上的箭頭表示相關限制酶的酶切位點 請分析回答下列問題 1 在該過程中 研究人員首先獲取了抗鹽基因 目的基因 并采用 技術對目的基因進行擴增 該技術需要的條件是 酶 原料 模板 該技術必須用 酶 然后構建基因表達載體 基因表達載體中除了具有目的基因 啟動子和終止子之外 還需具有 2 用圖中的質粒和目的基因構建重組質粒 不能使用Sma 酶切割 原因是 圖中 過程為防止質粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化 應選用 酶對外源DNA 質粒進行切割 PCR 聚合酶鏈式反應 引物 耐高溫的DNA聚合或熱穩(wěn)定DNA聚合 標記基因 Sma 會破壞質粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因 BamH 和Hind 3 為確定轉基因抗鹽煙草是否培育成功 既要用放射性同位素標記的 作探針進行分子雜交檢測 又要在個體水平上鑒定 后者具體過程是 抗鹽基因 或目的基因 將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中 觀察該煙草植株的生長狀態(tài) 4 2018 東北三省三校高考生物一模 馬鈴薯是重要的經濟作物 在基因育種方面取得豐碩成果 1 馬鈴薯是雙子葉植物 常用 方法將目的基因導入馬鈴薯體細胞中 構建好的基因表達載體基本結構有 目的基因 復制原點五部分 2 馬鈴薯易患多種疾病 導致產量下降 基因工程中常用的抗病基因為 寫一種即可 農桿菌轉化 啟動子 終止子 標記基因 病毒外殼蛋白基因 病毒復制酶基因 抗毒素合成基因 幾丁質酶基因 3 科學家還培育出抗除草劑的轉基因馬鈴薯 主要從兩個方面進行設計 修飾除草劑作用的靶蛋白 使其對除草劑 或使靶蛋白過量表達 植物吸收除草劑后仍能正常代謝 引入酶或酶系統(tǒng) 在除草劑發(fā)生作用前 4 將目的基因導入受體細胞后 還需對轉基因植物進行 不敏感 抵抗 被降解 分解 不敏感 抵抗 檢測和鑒定 解析 1 馬鈴薯是雙子葉植物 常用農桿菌轉化法將目的基因導入雙子葉植物體細胞中 構建好的基因表達載體基本結構有目的基因 標記基因 啟動子 終止子 復制原點五部分 2 基因工程中常用的抗病基因為病毒外殼蛋白基因 病毒復制酶基因 抗毒素合成基因 幾丁質酶基因 3 除草劑只能作用于雜草 不能作用于馬鈴薯 因此需要修飾除草劑作用的靶蛋白 使其對除草劑不敏感 抵抗 或使靶蛋白過量表達 植物吸收除草劑后仍能正常代謝 也可以引入酶或酶系統(tǒng) 在除草劑發(fā)生作用前被降解 分解 4 將目的基因導入受體細胞后 還需對轉基因植物進行檢測和鑒定 易錯警示有關基因工程操作過程的4個錯混點 1 基因表達需要啟動子與終止子的調控 所以目的基因應插入啟動子與終止子之間的部位 2 目的基因進入受體細胞內 并且在受體細胞內維持穩(wěn)定和表達的過程 稱為轉化 轉化的實質是目的基因整合到受體細胞染色體基因組中 3 標記基因的作用 篩選 檢測目的基因是否導入受體細胞 常見的有抗生素抗性基因 發(fā)光基因 表達產物為帶顏色的物質 等 4 受體細胞常用植物受精卵或體細胞 經組織培養(yǎng)培養(yǎng)成新個體 動物受精卵 一般不用體細胞 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 需內質網 高爾基體的加工 分泌 一般不用支原體 原因是它營寄生生活 一定不能用哺乳動物成熟的紅細胞 原因是它無細胞核 不能合成蛋白質 1 2018 全國卷 2018年 細胞 期刊報道 中國科學家率先成功地應用體細胞對非人靈長類動物進行克隆 獲得兩只克隆猴 中中 和 華華 回答下列問題 1 中中 和 華華 的獲得涉及核移植過程 核移植是指 通過核移植方法獲得的克隆猴 與核供體相比 克隆猴體細胞的染色體數目 填 減半 加倍 或 不變 考向二細胞工程 將動物的一個細胞核 移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中 不變 2 哺乳動物的核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植 胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度 填 大于 或 小于 體細胞核移植 其原因是 3 在哺乳動物核移植的過程中 若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體 通常 所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數目 填 相同 或 不同 性染色體組合 填 相同 或 不同 小于 胚胎細胞分化程度低 恢復全能性相對容易 相同 不同 解析 1 核移植是指將動物的一個細胞核 移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中 形成重組細胞 重組細胞形成的早期胚胎可移植到受體子宮內進一步發(fā)育 最終分娩得到克隆動物 因為染色體在細胞核中 所以克隆動物體細胞的染色體數目與提供細胞核的個體的體細胞相同 2 由于動物的胚胎細胞分化程度低 恢復全能性相對容易 而動物的體細胞分化程度高 恢復全能性十分困難 因此 動物體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植 3 哺乳動物雌雄個體的體細胞中 細胞核內常染色體的數目是相同的 性染色體組合是不同的 若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體 則得到的克隆動物的體細胞中常染色體的數目相同 性染色體組合不同 2 2014 全國卷 某研究者用抗原 A 分別免疫3只同種小鼠 X Y和Z 每只小鼠免疫5次 每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價 能檢測出抗原抗體反應的血清最大稀釋倍數 結果如下圖所示 若要制備雜交瘤細胞 需取免疫后小鼠的B淋巴細胞 染色體數目40條 并將該細胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞 染色體數目60條 按一定比例加入試管中 再加入聚乙二醇誘導細胞融合 經篩選培養(yǎng)及抗體檢測 得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞 回答下列問題 1 制備融合所需的B淋巴細胞時 所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16000以上 則小鼠最少需要經過 次免疫后才能有符合要求的 達到要求后的X Y Z這3只免疫小鼠中 最適合用于制備B淋巴細胞的是 小鼠 理由是 4 Y Y小鼠的血清抗體效價最高 2 細胞融合實驗完成后 融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外 可能還有 體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是 3 雜交瘤細胞中有 個細胞核 染色體數目最多是 條 4 未融合的B淋巴細胞經多次傳代培養(yǎng)后都不能存活 原因是 B淋巴細胞相互融合形成的細胞 骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞 細胞融合是隨機的 且融合率達不到100 1 100 不能無限增殖 解析 本題考查雜交瘤細胞的制備過程和特性 1 據圖分析 第四次注射后X Y Z小鼠的血清抗體效價均達到16000以上 小鼠Y的B淋巴細胞產生抗體效價最高 最適用于制備單克隆抗體 2 融合體系中除了未融合的細胞和雜交瘤細胞之外 還有骨髓瘤細胞和B淋巴細胞的自身融合產物 由于細胞融合具有隨機性 故體系中會出現(xiàn)多種類型的細胞 3 雜交瘤細胞形成后 由于核膜具有流動性 小鼠的免疫B淋巴細胞核與其骨髓瘤細胞核會融合形成一個雜交的細胞核 正常情況下融合后的細胞核中的染色體數目為100條 4 未融合的B淋巴細胞在不發(fā)生突變的情況下經過多次分裂后會衰老死亡 不能無限增殖 1 理清3種細胞的區(qū)別 1 雜種細胞 植物體細胞雜交過程中 兩種細胞去掉細胞壁之后形成的 融合 融合的原生質體出現(xiàn)細胞壁之后形成的細胞叫雜種細胞 2 重組細胞 細胞的細胞核移植到去核卵母細胞之后形成的細胞叫重組細胞 3 雜交細胞 動物細胞融合形成的細胞常稱為雜交細胞 原生質體 體 2 關注植物體細胞雜交與動物細胞融合的4個易錯點 1 植物體細胞雜交與動物細胞融合中酶的作用對象不同 和果膠酶作用于細胞壁 而 等作用于細胞間的蛋白質 2 滅活的病毒保持了其抗原性 但毒性消失 3 植物雜交細胞在激素誘導下能表達出全能性 但動物雜交細胞的全能性不能表達 4 克隆動物的起點是經過核 后形成的 細胞 其遺傳物質主要來自供體 因此形成的個體性狀主要同供體 但也有部分性狀同受體 纖維素酶 胰蛋白酶 移植 重組 3 規(guī)避克隆動物與試管動物的3個誤區(qū) 1 誤區(qū)一 試管動物與克隆動物的產生都是無性生殖 糾正 試管動物的產生是 生殖 克隆動物的產生是 生殖 2 誤區(qū)二 試管動物 哺乳類 的產生是在 進行的 克隆動物 哺乳類 的產生是在 進行的 糾正 試管動物 哺乳類 和克隆動物 哺乳類 早期胚胎之前都是在體外進行的 早期胚胎經過 之后是在體內進行的 3 誤區(qū)三 胚胎移植的優(yōu)勢是充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力 因此胚胎移植的胚胎只能來自體內受精的胚胎 糾正 胚胎移植的胚胎有三個來源 體內正常 產生的胚胎 核移植產生的重組細胞培養(yǎng)而來的胚胎 體外受精產生的早期胚胎 有性 無性 體外 體內 胚胎移植 受精 4 易錯警示 1 制備人工種子需要植物組織培養(yǎng)到叢芽或胚狀體階段 2 正確認識3類細胞的來源 雜種細胞 植物體細胞雜交 重組細胞 核移植 雜交細胞 動物細胞融合 3 原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)的區(qū)別 是否進行了分瓶培養(yǎng) 4 核移植技術獲得的動物與供核動物的性狀并不完全相同 5 動植物的體細胞進行離體培養(yǎng)都需要在無菌條件下進行 6 植物組織培養(yǎng)中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調節(jié)滲透壓 題型1植物細胞工程1 2018 陜西省西安市高考生物一模 白菜 甘藍均為二倍體 體細胞染色體數目分別為20 18 白菜 甘藍 是用細胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種 它具有生長期短 耐熱性強和易于儲藏等優(yōu)點 如圖是 白菜 甘藍 的雜交過程示意圖 回答以下問題 1 為了得到原生質體需先用 和 來處理白菜細胞和甘藍細胞 2 誘導原生質體融合的方法有多種 常用的物理方法是 融合完成的標志是 由雜種細胞得到白菜 甘藍還需要經過組織培養(yǎng)技術 其中需要避光培養(yǎng)的步驟是 3 如圖通過植物體細胞雜交技術獲得的 白菜 甘藍 體細胞染色體數為 通常情況下 白菜和甘藍有性雜交是不能成功的 原因是 若對白菜和甘藍采用雜交育種方法能成功的話 得到的后代應含 條染色體 纖維素酶 果膠酶 離心 振動 電激 再生出新的細胞壁 脫分化 38 存在生殖隔離 19 4 植物體細胞雜交技術和傳統(tǒng)雜交技術相比的優(yōu)點是 解析 1 植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠 根據酶的專一性原理 可采用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁 2 誘導原生質體融合的方法包括 物理方法 離心 振動 電激 和化學方法 聚乙二醇 融合完成的標志是再生出新的細胞壁 將雜種細胞培育成雜種植株還需要采用植物組織培養(yǎng)技術 包括脫分化和再分化兩個階段 其中脫分化過程要避光 再分化過程需光 克服遠緣雜交不親和的障礙 培育作物新品種 2 2018 河北邯鄲一中二模 我國菊花主要有杭菊 亳菊 懷菊 貢菊等8種 是藥食兼優(yōu)的代表性植物 研究發(fā)現(xiàn)杭菊具有明顯的抗炎作用 懷菊具有良好的抗病毒作用 但是抗炎作用很弱 結合所學知識回答下列問題 1 欲培育兼有明顯抗炎 抗病毒療效的菊花新品種 用杭菊和懷菊雜交的方法是做不到的 原因是 2 基因工程方法為培育上述新品種提供了可能性 在實施基因工程過程中 最關鍵的步驟是 受體細胞的選擇直接關系到實驗的成功與否以及新生植株的品質 我們一般選取未開花的幼枝的芽尖 理由有 寫出兩個 若想確定杭菊的受體細胞中是否導入了懷菊的抗病毒基因 常用的檢測方法是 二者存在生殖隔離 基因表達載體的構建 不帶病毒或帶病毒極少 分化程度低或易誘導脫分化和 再分化 答案必須是兩個方面 DNA分子雜交技術 3 如果利用植物體細胞雜交的方法培育 杭菊懷菊 雜種植株 首先要獲得這兩種植物細胞的 用聚乙二醇誘導處理后 誘導實驗材料再生出 再利用植物組織培養(yǎng)技術培育出雜種植株 4 理論上利用植物體細胞雜交和基因工程的方法均可以培育出抗炎 抗病毒的優(yōu)良菊花 這兩項技術的共同特點有 原生質體 細胞壁 定向改造生物 或克服了遠緣雜交不 親和障礙 解析 1 杭菊和懷菊屬于兩個不同的物種 二者之間存在生殖隔離 所以二者之間不能進行有性雜交 2 基因工程的關鍵步驟是基因表達載體的構建 由于幼枝的芽尖具有不帶病毒或帶病毒極少 分化程度低或易誘導脫分化和再分化的特點 所以通常選取未開花的幼枝的芽尖做受體細胞 可用DNA分子雜交技術檢測懷菊的抗病毒基因 目的基因 是否導入了杭菊受體細胞 3 植物體細胞雜交技術首先要獲得這兩種植物細胞的原生質體 用聚乙二醇誘導處理后 誘導實驗材料再生出細胞壁 再利用植物組織培養(yǎng)技術培育出雜種植株 4 植物體細胞雜交技術和基因工程的共同特點是定向改造生物 或克服了遠緣雜交不親和障礙 易錯警示辨析有關植物細胞工程的3個錯混點 1 植物體細胞雜交即兩個細胞融合成一個細胞 不管是染色體數 基因型還是染色體組都采用直接相加的方法 2 利用植物組織培養(yǎng)生產細胞產物時 有時只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織 從愈傷組織中獲取產物 3 人工種子發(fā)育初期需要的營養(yǎng)物質由人工胚乳提供 題型2動物細胞工程3 2018 遼寧大連二模 白細胞介素4 IL 4 是具有多種免疫學調節(jié)功能的細胞因子 臨床及研究中需要大量高純度的IL 4 以及其高效檢測試劑 下圖是利用單克隆抗體技術制備抗IL 4特異性抗體的過程 回答相關問題 1 在免疫系統(tǒng)組成中 IL 4屬于 物質 研究人員從外周血中提取到IL 4蛋白分子的mRNA 將其反轉錄成 構建特定表達載體 利用工程菌獲得用于臨床及研究需要的高純度的IL 4蛋白 2 圖中所示的a培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)的是 細胞 其與M細胞融合產生雙核或多核細胞 再經 進一步形成兩個新的單核雜交細胞 3 b培養(yǎng)瓶所示過程中 要用特定的選擇性培養(yǎng)基進行細胞篩選 得到的 細胞能在體外培養(yǎng)增殖生長 經b獲得的細胞 還需要進行 免疫活性 cDNA 骨髓瘤 有絲分裂 融合的雜種 雜交瘤 克隆化培養(yǎng)和抗體檢測 或答 克隆化培養(yǎng)和專一抗體陽性檢測 4 c培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)的細胞是 的雜交瘤細胞 制備IL 4單克隆抗體的過程中 細胞培養(yǎng)瓶通常置于特定培養(yǎng)箱中進行細胞培養(yǎng) 要求培養(yǎng)瓶松蓋 主要目的是 分泌抗IL 4抗體 答出此意即可 讓O2進入培養(yǎng)瓶以供細胞 代謝 使CO2進入培養(yǎng)瓶維持培養(yǎng)液的pH 4 回答下列與動物細胞工程有關的問題 1 動物細胞培養(yǎng)中 在細胞發(fā)生貼壁生長過程中會出現(xiàn) 抑制 貼滿瓶壁的細胞一般用 酶處理后分瓶繼續(xù)培養(yǎng) 這種培養(yǎng)過程稱為 培養(yǎng) 接觸 胰蛋白酶或膠原蛋白 傳代 2 在細胞核移植過程中常用到卵母細胞 通常情況下 采集到的卵母細胞在體外培養(yǎng)到 期 在核移植之前 應去除卵母細胞的 原因是 3 如圖表示制備單克隆抗體的過程 在獲得B淋巴細胞之前 小鼠已被多次注射 填 相同 或 不同 抗原 注射后小鼠體內發(fā)生 填 細胞 或 體液 免疫反應 生成能產生抗體的B淋巴細胞 漿細胞 過程中 如果細胞發(fā)生兩兩融合 融合后出現(xiàn) 種不同的融合細胞 過程需在特定的 培養(yǎng)基上進行篩選 從而得到 細胞 過程培養(yǎng)細胞需要的氣體環(huán)境為 減數第二次分裂中 細胞核 若不去掉卵母細胞的細胞核 就會造成核移植后的卵母細胞中 有兩個細胞核 使得遺傳物質不穩(wěn)定 相同 體液 三 選擇 雜交瘤 95 的空氣 5 的CO2 解析 1 動物細胞培養(yǎng)過程中會發(fā)生接觸抑制現(xiàn)象 貼滿瓶壁的細胞一般用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理后繼續(xù)培養(yǎng) 分瓶后的培養(yǎng)稱為傳代培養(yǎng) 2 體細胞核移植過程中 卵母細胞一般培養(yǎng)到減數第二次分裂中期 并去除卵母細胞的細胞核 否則核移植后有兩個細胞核 遺傳物質表達發(fā)生混亂 3 制備單克隆抗體前 對小鼠先要多次用同種抗原刺激 從而能產生足夠的相應的漿細胞 B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合是隨機的 可能是兩個淋巴細胞之間融合或兩個骨髓瘤細胞之間融合 也可能是B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合 因此有三種融合結果 為了得到雜交瘤細胞 需在特定的選擇培養(yǎng)基上進行篩選 動物細胞培養(yǎng)的氣體環(huán)境是95 的空氣 5 的CO2混合氣體 易錯警示辨析有關動物細胞融合與單克隆抗體的3個錯混點 1 滅活是指用物理或化學手段使病毒或細菌失去感染能力 但是并不破壞這些病原體的抗原結構 2 除了受到注射的抗原的刺激 小鼠在生活過程中還可能受到其他抗原的刺激 因此從小鼠體內取出的多個B淋巴細胞可能產生多種不同抗體 所以進行第二次篩選是非常必要的 3 單克隆抗體制備過程中 進行了多次動物細胞培養(yǎng)的操作 說明動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎