基因工程和克隆技术

高频考点·命题示例
第1讲
答案
(1)纤维素酶和果胶
脱分化 有丝分裂
(2)细胞的全能性
(3)m＋n 单
(4)
高频考点·命题示例
第1讲
纠错锦囊
(1)容易混淆的三种细胞辨析——杂种细胞、重组
细胞和杂交细胞 ①杂种细胞：植物体细胞杂交过程中，两种细胞去除细胞壁之 后形成的原生质体融合， 融合的原生质体形成细胞壁之后形成 的细胞叫杂种细胞。 ②重组细胞： 体细胞的细胞核移植到去核卵母细胞之后形成的 细胞叫重组细胞。 ③杂交细胞：动物细胞融合形成的细胞常称为杂交细胞。
血清 等
激素 等 固体 培养基
液体 培养基
高频考点·命题示例
第1讲
动物胚胎或出生不久的幼 离体的植物器官、组 过程
本 讲 栏 目 开 关
龄动物的器官或组织→
织或细胞
愈伤 根、芽
原代 培养→ 传代 培养→ 组织 细胞群 →植物体 不能
大规模生产有重要价值的
能否培养 成个体
能
快速 繁殖 、培育 无
应用 举例
(4)将目的基因导入受体细胞 植物细胞 动物细胞
第1讲
微生物细胞
常用 农杆菌转化法、基因 显微注射 方法 枪法、花粉管通道法 技术 受体 细胞
感受态细胞法 (用Ca2＋处理) 原核细胞
受精卵、体细胞
受精卵
(5)目的基因的检测与鉴定 ①目的基因插入检测： DNA分子 杂交。 ②目的基因转录检测： (核酸)分子 杂交。 ③目的基因翻译检测： 抗原—抗体 杂交。 ④个体生物学水平检测：根据 目的基因表达出的性状 判断。
高频考点·命题示例
第1讲
(3)根据受体种类确定基因工程的受体细胞 受体种类不同，所用的受体细胞种类也不相同。 ①植物：由于植物细胞有全能性，植物体细胞经过植物组织培 养能够形成生物体，所以植物的受体细胞一般是体细胞。 ②动物：由于动物细胞没有全能性，不能由一个体细胞培养成 一个个体，所以动物基因工程的受体细胞不是体细胞，而是受 精卵。 ③微生物：多用原核生物细胞，因为原核生物繁殖快，多为单 细胞，遗传物质相对较少。
生物制品，如病毒疫苗、
干扰素、单克隆抗体等； 物；制造人工种子； 有毒物 皮肤 移植；检测 培育转基因作物等 质的毒性 等
病毒 植株；生产药
高频考点·命题示例
第1讲
特别提醒
(1)两种技术手段培养过程中都进行有丝分裂， 都是
无性繁殖，都可称为克隆，都不涉及减数分裂； (2)均为无菌操作，都需要适宜的温度、pH 等条件。
诱导与鉴定
步： 单克隆抗体 的提纯
用 途
克服 远缘杂交不亲和 的障 ①作为 诊断 试剂； ②用于 碍，大大扩展了杂交亲本的 治疗 疾病和 运载 药物， 组合范围 如“生物导弹”
高频考点·命题示例
第1讲
3.用流程图的形式写出动物体细胞核移植的过程。
答案
高频考点·命题示例
第1讲
【命题示例 2】 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融合， 成功地培育出了“番茄— 马铃薯”杂种植株(如图所示)，其中①～⑤表示过程，英文 字母表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：
高频考点·命题示例
第1讲
(3)DNA 连接酶和 DNA 聚合酶有怎样的区别？
答案 DNA 连接酶连接两个 DNA 片段，而 DNA 聚合酶只能 将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。
(4)载体具有哪些条件？
答案 ①能在宿主细胞内稳定存在并大量复制； ②有多个限制 酶切割位点；③具有特殊的标记基因。
第1讲
第1讲
基因工程和克隆技术
[明确考纲要求] 1.基因工程：(1)基因工程的诞生(Ⅰ)。(2)基 因工程的原理及技术(Ⅱ)。(3)基因工程的应用(Ⅱ)。(4)蛋白质 工程(Ⅰ)。 2.克隆技术：(1)植物的组织培养(Ⅱ)。(2)动物的细胞培养与体 细胞克隆(Ⅰ)。(3)细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。
高频考点·命题示例
必考点 2 克隆技术 1.比较下表中的动物细胞培养和植物组织培养 项目 前处理 培养基 成分 培养基 状态 动物细胞培养 无菌；用 胰蛋白酶 处理，使组 织细胞相互分散开 生长因子、微量元素、动物
第1讲
植物组织培养 无菌、离体
葡萄糖 、氨基酸、无机盐、促 矿质元素、 蔗糖 、
维生素、植物
高频考点·命题示例
第1讲
(2)基因工程的基本操作步骤中哪几步用到了限制酶，又有哪 几步涉及碱基互补配对？
答案 第一步和第二步用到了限制酶；第一、二、四步涉及碱 基互补配对。
(3)基因表达载体的构建必须用到同一种限制酶吗？
答案 不一定。 只要切下的末端相同， 也可使用不同的限制酶。
高频考点·命题示例
高频考点·命题示例
第1讲
(2)能使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 C.复制原点 A.农杆菌转化 C.显微注射 代号)技术。 A.核酸分子杂交 C.抗原—抗体杂交 B.基因序列分析 D.PCR B.tetR D.ampR B.大肠杆菌转化 D.细胞融合
体验真题·提升考能
第1讲
一、理解能力 1.(2012· 浙江卷， 6)天然的玫瑰没有蓝色花， 这是由于缺少控制 蓝色色素合成的基因 B， 而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已 知的基因 B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确 的是 再扩增基因 B B.利酶将基因 B 与质粒连接后导入玫瑰细胞 D.将基因 B 直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞 ( ) A.提取矮牵牛蓝色花的 mRNA， 经逆转录获得互补的 DNA，
高频考点·命题示例
2.对基因工程基本操作程序的思考 (1)目的基因的获取途径
第1讲
① 直接分有：a.化学合成法：已知核苷酸序列的 较小 基因， 直接利用 DNA合成仪 用化学方法合成，不需要模板。 b.人工合成法：以 RNA 为模板，在 逆转录酶 作用下人工 合成。 c.利用 PCR 技术获得。
高频考点·命题示例
第1讲
必考点 1
基因工程
1.对基因工程基本工具的思考 (1)限制酶、DNA 连接酶、载体的化学本质一样吗？
答案 不一样。 限制酶和 DNA 连接酶的化学本质是蛋白质， 载体的化学本质是核酸。
(2)限制酶和解旋酶有怎样的区别？
答案 限制酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列，并使两条 链中特定的位置断开；而解旋酶是将 DNA 的两条链间的氢 键断开，从而形成两条单链。
器的技术路线。图中 tetR 表示四环素抗性基因，ampR 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。
据图回答： (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。 筛选含有重组载体的 大肠杆菌首先需要在含____________的培养基上进行。
高频考点·命题示例
2.比较下表中的植物体细胞杂交和动物细胞融合
第1讲
抗体的制备) 理论基 细胞膜的流动性、植物细 细胞膜的流动性、细 胞增殖 础(原理) 胞的全能性 融合前 处理
项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合(单克隆
酶解法去除细胞壁(纤维 素酶、果胶酶等)
注射特定抗原的免疫 小鼠，获取B淋巴细胞
ห้องสมุดไป่ตู้促融
①物化法： 与促进植 ①物理法： 离心、振动、 物细胞融合的方法相 电激等 ；②化学法： 同 ；②生物法： 灭活 聚乙二醇(PEG) 的仙台病毒
高频考点·命题示例
第1讲
本 讲 栏 目 开 关
第一步：原生质体的 制备 ； 第一步： 正常小鼠 免疫 处 第二步：原生质体的 融合 ； 理；第二步：动物细胞 过 第三步：杂种细胞的 筛选与 融合 ；第三步： 杂交瘤 程 培养 ；第四步：杂种植株的 细胞 筛选与培养；第四
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(2)从结果来分析原理
第1讲
①植物体细胞杂交：植物体细胞杂交包含两个过程，一是植物 细胞融合，二是杂种细胞的植物组织培养。其最终结果是形成 杂种植株，产生了一个生物体，因此其原理是：细胞膜的流动 性和细胞的全能性。 ②动物细胞融合： 动物细胞融合形成杂交细胞， 杂交细胞进行 细胞培养，获得大量的克隆细胞，但没有形成生物体，因此动 物细胞融合的原理是细胞增殖和细胞膜的流动性， 不包含细胞 全能性。
答案 (1)HindⅢ和 BamHⅠ
(3)C (4)C
氨苄青霉素
(2)A
高频考点·命题示例
归纳总结 基因工程中核心知识归纳
第1讲
(1)从“基因表达”层面理解基因表达载体的必需元件 ①表达载体的组成： 目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因＋ 复制原点。 ②启动子和终止子： 启动子是 RNA 聚合酶结合位点， 启动转录； 终止子是终止转录的位点。插入的目的基因只是结构基因部 分， 其表达需要调控序列， 因而用作载体的质粒的插入部位前 需要有启动子，后需要有终止子。
(3)过程①可采用的操作方法是________(填字母代号)技术。
(4)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用 ________(填字母
高频考点·命题示例
解析
第1讲
构建目的基因表达载体必须使目的基因和载体被限制
性核酸内切酶同时酶切后露出相同的黏性末端。 从图中可以看 出，载体无 SmaHⅠ酶的切割位点，若要将人乳铁蛋白基因插 入载体，就只能选择 HindⅢ和 BamHⅠ；要选出含有目的基 因的大肠杆菌可以通过检测标记基因是否表达来确定， 四环素 抗性基因中插入了目的基因而失活， 故标记基因是氨苄青霉素 抗性基因；启动子位于基因首端，是 RNA 聚合酶识别和结合 的部位， 具有调控转录的功能； 要使人乳铁蛋白基因在乳腺细 胞中特异性表达就必须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。
高频考点·命题示例
③基因表达载体的构建过程
第1讲
(2)区分一个至多个限制酶切点与每种酶一个切点 ①一个至多个限制酶切点： 作为载体必须具有一个至多个限制 酶切点，以便与外源基因连接。 ②每种酶一个切点： 每种酶的切点最好只有一个。 因为某种限 制酶只能识别单一切点， 若载体上有一个至多个的酶切点， 则 切割重组后可能会丢失某些片段。
网络构建·自我诊断
第1讲
[关键处填充]
限制酶
细胞的全能性、细胞膜的流动性 载体
植物体细胞杂交 培育作物新品种 细胞增殖
基因表达载体的构建
目的基因的检测与鉴定 动物细胞核的全能性 转基因动物 获得克隆动物个体 细胞膜流动性 基因治疗 基因 给小鼠注射抗原
可产生自然界没有的蛋白质
产生专一抗体的杂交瘤细胞
高频考点·命题示例
第1讲
高频考点·命题示例
解析
第1讲
(1)植物体细胞杂交过程中应该用纤维素酶和果胶酶去
除细胞壁。(2)杂种细胞培育成为杂种植株依据的原理是细胞 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涉及有丝分裂。(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。 该杂种植株的花粉经离体培养得到的植株无论含几个染色 体组，均为单倍体。(4)制备单克隆抗体的过程包括“正常小 鼠处理→融合→筛选→提纯”四步。
特别提醒
种类 项目
限制酶
DNA分 子 磷酸二酯键
DNA连 接酶
DNA分 子片段 磷酸二酯键
DNA聚合 解旋酶 酶
脱氧核苷 酸 磷酸二酯键 DNA分 子 氢键
作用底物 作用部位
作用结果
粘性末端 或平末端
重组DNA分 子
新的DNA分 子
单链DNA分 子
高频考点·命题示例
【命题示例 1】
第1讲
下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应
(1)在实现过程②的技术之前使用 ____________________ 酶 处理细胞以去除细胞壁。
高频考点·命题示例
第1讲
(2)在将杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，依据的原理是 __________，其中过程④相当于________过程，过程⑤涉及的 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 培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体， 则此杂种植株的花 粉经离体培育得到的植株属于________倍体植株。 (4)若将该方案用在单克隆抗体制备过程中，请用箭头把下列 各图解的字母按单克隆抗体制备过程的顺序连接起来： ________________________。