高三生物总复习基因工程和细胞工程教案-课件

基因工程和细胞工程
合用学科生物合用年级高三合用地区人教版课不时长（分钟）120基因工程的出生
基因工程的原理、技术及应用
蛋白质工程
知识点
植物的组织培养
动物细胞培养与体细胞克隆
细胞交融与单克隆抗体
1.使学生掌握基因工程的有关知识
教课目的2. 使学生掌握细胞工程的有关技术
3.使学生掌握基因工程和细胞工程在生活中的应用
1．基因工程操作工具的作用及特色
2．基因工程的操作流程剖析
教课要点
3．植物组织培养的原理、过程及应用
4．动物细胞培养的原理、过程及应用
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5．单克隆抗体系备的过程
1．基因工程操作工具的作用及特色
2．基因工程的操作流程剖析
教课难点3．植物组织培养的原理、过程及应用
4．动物细胞培养的原理、过程及应用
5．单克隆抗体系备的过程
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教课过程
一、讲堂导入
(1)用比较、概括法来掌握基因工程操作工具的种类、作用以及基因工程操作流程中各步骤的原理、方法。

(2)以流程图的形式复习植物组织培养、体细胞杂交、动物细胞培养、单克隆抗体系备的原理和操作步骤。

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二、复习预习
答案：①限制酶②载体③基因表达载体的建立④目的基因的检测和判定⑤转基因动物⑥基因治疗⑦基因⑧可产生自然界没有的蛋白质⑨细胞的全能性、细胞膜的流动性⑩植物体细胞杂交? 培养作物新品种? 细胞增殖? 动物细胞核的全能性?获取克隆动物个体? 细胞膜流动性? 给小鼠注射抗原? 产生专一抗体的杂交瘤细胞
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三、知识解说
考点 1基因工程及蛋白质工程
1．基因工程的基本工具和基本方法的比较
限制酶辨别目的基因和载体上特定的核苷酸序列，在特定位点上切割
基本工具DNA连结酶拼接 DNA片段，形成重组DNA
的比较
携带目的基因进入受体细胞；能在宿主细胞内稳固存在并大批复载体
制，并有一个至多个限制酶切割位点，拥有特别的标志基因
目的基因农杆菌转变法将目的基因整合到植物体细胞的染色体DNA 上
导入受体
显微注射法将目的基因注入动物受精卵中
细胞方法
的比较Ca2＋办理法使处于感觉态的原核生物细胞汲取基因表达载体
目的基DNA分子杂交技术检测目的基因能否插入受体细胞染色体的DNA上
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因的检分子杂交技术检测目的基因能否转录出 mRNA 测与鉴
抗原—抗体杂交技术检测目的基因能否翻译出蛋白质定方法
的比较抗虫或抗病的接种实验等个体水平判定
2.蛋白质工程
(1)蛋白质工程流程图
(2)蛋白质工程与基因工程的比较
项目蛋白质工程基因工程
原理中心法例的逆推基因重组
预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质构造→推断应有的氨基
差别获取目的基因→建立基因表达载体→将目的基因导过程酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出
入受体细胞→目的基因的检测与判定蛋白质
定向改造生物的遗传特征，以获取人类所需的生物本质定向改造或生产人类所需蛋白质
种类或生物产品
差别
结果生产自然界没有的蛋白质生产自然界已有的蛋白质
蛋白质工程是在基因工程基础上延长出的第二代基因工程，由于是对现有的蛋白质的改造或制造新的蛋白质，所以
联系
一定经过基因修饰或基因合成实现
易错点剖析：
1.基因工程属于基因重组，是使基因异体表达的技术；
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2. 基因工程属于DNA分子水平的操作，其本质是转基因，而蛋白质工程的才做水平仍是DNA分子水平，其本质为改（造）基因。

考点 2细胞工程
1．植物组织 ( 细胞 ) 培养和动物细胞培养
项目植物组织培养动物细胞培养
植物幼嫩部位 ( 芽尖、根尖等 )动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组
取材
织
过程
结果获取植株个体，能够表现全能性新的细胞，不形成个体，不表现全能性
①植株迅速生殖；②脱毒植株的培养；③人①蛋白质生物制品的生产；
②皮肤移植资料的目的工种子；④生产药物、杀虫剂等；⑤转基因培养；③检测有毒物质；④生理、病理、药理植物的培养学的研究
同样①两技术手段培养过程中都进行有丝分裂，都是无性生殖，都可称为克隆，都不波及减数分裂；
点②均为无菌操作，需要适合的温度、pH 等条件
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2.植物体细胞杂交和动物细胞交融的比较
植物体细胞杂交动物细胞交融( 单克隆抗体系备)理论基础 ( 原理 )细胞膜的流动性、植物细胞的全能性细胞膜的流动性交融前办理先用纤维素酶和果胶酶除掉细胞壁先用胰蛋白酶使细胞分别开
促融方法电激、振动、离心、聚乙二醇电激、聚乙二醇、灭活的病毒等结果杂栽种株杂交细胞
应用培养植物新品种主要用于制备单克隆抗体
意义打破远缘杂交不亲和的阻碍，打破了生殖隔绝，扩展了杂交的亲本组合
植物体细胞杂交动物细胞交融 ( 单克隆抗体系备)
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原生质体的制备( 酶
第一步正常小鼠免疫办理解法 )
原生质体交融 ( 物理、动物细胞交融 ( 物理、化第二步
化学法 )
学、生物法 )杂栽种株的挑选与培
第三步杂交瘤细胞挑选与培养养
过程
第四步杂栽种株引诱与判定单克隆抗体的提纯
3.动物体细胞核移植的过程 ( 流程图 )
易错点剖析：
1.细胞工程 5 大技术的原理和操作过程；
3.单克隆抗体的制作过程。

我们在学习细胞工程时要知道，细胞工程和基因工程是两个独立的工程，可是两者存在必定的联系，细胞工程能够为基因工程供给后续操作，毕竟基因工程仅是在分子水平改造细胞，而培养出个体就得交给细胞工程或胚胎工程了。

四、例题精析
【例题 1】
【题干】一般番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能损坏细胞壁，使番茄融化，不耐储藏。

科学家们经过基因工程技术，培养出了抗融化、保鲜时间长的番茄新品种，操作流程以以下图。

请据图回答：
(1)在番茄新品种的培养过程中，将目的基因导入受体细胞采纳最多的方法是________，挑选出含重组DNA的土壤农杆菌时往常依照质粒上的 ________的表达。

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为获取这类番茄的脱毒苗，应用其________进行培养。

(3)除了图示培养方法外，还可经过蛋白质工程技术，对________的构造进行特定的改变，进而获取抗融化的番茄品种，要点的操作是对
________进行定向改造。

(4) 为防备转基因番茄经过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因流传给其余植物而造成基因污染，可将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的 ________( 构造 ) 中。

【答案】 (1) 农杆菌转变法标志基因
(2)无菌和人工控制植物组织培养(微型生殖)茎尖
(3)多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶基因
(4)线粒体或叶绿体
【分析】 (1) 将目的基因导入植物细胞采纳最多的方法是农杆菌转变法。

标志基因的作用是为了判定受体细胞中能否含有目的基因，进而
将含有目的基因的细胞挑选出来，所以挑选出含重组DNA的土壤农杆菌时往常依照质粒上标志基因的表达。

(2 ) ②和③过程是植物组织培养，该过程只有在无菌和人工控制条件下才能顺利达成。

运用植物组织培养技术能够迅速生殖优秀品种，该技术又称植物的微型生殖技
术。

植物分生区邻近如茎尖的病毒很少，能够切取必定大小的茎尖进行组织培养，进而获取脱毒苗。

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【例题 2】
【题干】以下图是培养表达人乳铁蛋白的乳腺生物反响器的技术路线。

图中 tet R表示四环素抗性基因， amp R表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、 SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。

(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用 ________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。

挑选含有重组载体的大肠杆菌第一需要在含
________的培养基长进行。

(2)能令人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________( 填字母代号 ) 。

A．启动子B． tetR
C．复制原点D． ampR
(3)过程①可采纳的操作方法是 ________( 填字母代号 ) 技术。

A．农杆菌转变B．大肠杆菌转变
(4)为检测人乳铁蛋白能否成功表达，可采纳________( 填字母代号 ) 技术。

A．核酸分子杂交B．基因序列剖析
C．抗原－抗体杂交D． PCR
【答案】(1)Hind Ⅲ和 BamHⅠ氨苄青霉素(2)A(3)C(4)C
【分析】建立目的基因表达载体一定使目的基因和载体被限制性核酸内切酶同时酶切后露出同样的黏性尾端。

从图中能够看出，载体无
SmaⅠ酶的切割位点，若要将人乳铁蛋白基因插入载体，就只好选择HindⅢ和BamHⅠ；要选出含有目的基因的大肠杆菌能够经过检测标
记基因能否表达来确立，四环素抗性基因中插入了目的基因此失活，故标志基因是氨苄青霉素抗性基因；启动子位于基因首端，是RNA 聚合酶辨别和联合的部位，拥有调控转录的功能；要令人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达就一定在重组载体中插入乳腺蛋白基因
的启动子；检测蛋白质一般使用抗原－抗体杂交技术。

【例题 3】
【题干】科学家用植物体细胞杂交方法，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体交融，成功地培养出了“番茄－马铃薯”杂栽种株( 如图所示 ) ，此中①～⑤表示过程，英文字母表示细胞、组织或植株。

据图回答以下问题：
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(2)在将杂种细胞培养成为杂栽种株的过程中，依照的原理是________ ，此中过程④相当于 ________过程，过程⑤波及的分裂方式为
________。

(3) 若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n 条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞内含________ 条染色体；若杂种细胞培养成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂栽种株的花粉经离体培养获取的植株属于________倍体植株。

【答案】 (1) 纤维素酶和果胶(2) 细胞的全能性脱分化有丝分裂(3)m ＋ n单
【分析】 (1) 植物体细胞杂交过程中应当用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。

(2) 杂种细胞培养成为杂栽种株依照的原理是细胞的全能性，
杂种细胞的组织培养过程要经过脱分化和再分化过程，在植物组织培养过程中只波及有丝分裂。

(3) 若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有 n 条染色体，则产生的“番茄—马铃薯”细胞所含的染色体为m＋ n 条，属于异源四倍体。

该杂栽种株的花粉经离体培养获取的
植株不论含几个染色体组，均为单倍体。

课程小结。