专题17 基因工程和细胞工程-2014年高考生物考纲解读及热点难点试题演练 Word版含解析

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)。 一、基因工程与蛋白质工程 (一)基因工程的基本工具 限制酶 DNA连接酶 载体 作用 切割目的基因和载体 拼接DNA片段，形成重组DNA 携带目的基因进入受体细胞 作用部位 两核苷酸的脱氧核糖与磷酸间的磷酸二酯键 作用特点(条件) 识别特定的核苷酸序列；在特定位点上切割 E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端；T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端 能在宿主细胞内稳定存在并大量复制；有多个限制酶切割位点；具有特殊的标记基因 【特别提醒】 ①DNA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。 ②限制酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开，而解旋酶是将DNA的两条链间的氢键打开形成两条单链。 (二)对基因工程基本操作程序的思考 1．目的基因的获取途径 (1)直接分离：从自然界已有的物种中分离，如从基因文库中获取。 (2)人工合成目的基因(常用方法如下)： ①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。 ②人工合成法：以RNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成。 ③利用PCR技术扩增。 2．基因表达载体的构建———重组质粒的构建 (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。 (3)基因表达载体的构建过程： 3．将目的基因导入受体细胞———转化 (1)导入方法因受体细胞的种类不同而异 植物细胞 动物细胞 微生物细胞 常用方法 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 显微注射技术 感受态细胞(用Ca2＋处理) 受体细胞 受精卵、体细胞 受精卵 原核细胞 (2)转化的实质：目的基因导入受体细胞染色体基因组中并表达和发挥作用。 二、克隆技术(细胞工程) 1．比较下表中的动物细胞培养和植物组织培养 项目 动物细胞培养 植物组织培养 前处理 无菌；用胰蛋白酶处理，使组织细胞相互分散开 无菌、离体 培养基成分 葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素、动物血清等 矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素等 培养基状态 液体培养基 固体培养基 过程 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织―→原代培养―→传代培养―→细胞群 离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽―→植物体 能否培养成个体 不能 能 应用举例 大规模生产有重要价值的生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等；皮肤移植；检测有毒物质的毒性等 快速繁殖、培育无病毒植株；生产药物；制造人工种子；培育转基因作物等 【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。 2．比较下表中的植物体细胞杂交和动物细胞融合 项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合(单克隆抗体的制备) 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、细胞增殖 融合前处理 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 促融 ①物理法：离心、振动、电激等；②化学法：聚乙二醇(PEG) ①物化法：与促进植物原生质体融合的方法相同；②生物法：灭活的仙台病毒 过程 第一步：原生质体的制备；第二步：原生质体的融合；第三步：杂种细胞的筛选与培养；第四步：杂种植株的诱导与鉴定 第一步：正常小鼠免疫处理；第二步：动物细胞融合；第三步：杂交瘤细胞筛选与培养；第四步：单克隆抗体的提纯 ... ...