1、第一讲 基因工程对 应 学 生 用 书P222循着图示想一想知识点一 基因工程的基本操作工具知识点二 基因工程的基本操作程序知识点三 蛋白质工程结合题目试一试判断下列叙述的正误(1)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别 6 个核苷酸序列 (2014江苏卷 T23A)()(2)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因(2014江苏卷 T23C)()(3)抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达(2014 江苏卷 T23D)()(4)设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列(2013江苏卷 T6A)()(5)用 PCR 方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列(2
2、013江苏卷 T6B)()(6)PCR 体系中一定要添加从受体细胞中提取的 DNA 聚合酶(2013 江苏卷 T6C)()(7)外源 DNA 必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制(2013安徽卷 T6B)()(8)每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点(2011浙江卷 T6B)()(9)蛋白质工程可以合成自然界中不存在的蛋白质( )(2011江苏卷 T14A)(10)将 ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒 pET28b 导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个 ada(2011浙江卷 T6C)()(11)限制性核酸内切酶、DNA 连接酶和
3、质粒是基因工程中常用的三种工具酶()(12)Ecoli DNA 连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端()(13)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法( )(14)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体( )(15)检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原抗体杂交技术 ()(16)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质( )(17)蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构( )(18)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用( )对 应 学 生 用 书P223考点一基因工程的操作工具必备知能1限制性核酸内切酶(1)识别序列的特点：
4、呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如图，中轴线两侧的双链 DNA 上的碱基是反向对称重复排列的。如 以中心线为轴，两侧碱基互补对称； 以GCGC CGCG CCAGG GGTCC为轴，两侧碱基互补对称。A T(2)切割后产生末端的种类黏性末端和平末端。黏性末端：是限制酶在它识别序列的中轴线两侧将 DNA 的两条链分别切开时形成的(错位切 )，如下图所示：平末端：是限制酶在识别序列的中轴线切开时形成的(平切) ，如下图所示：2限制酶与 DNA 连接酶的关系易误提醒关于工具酶的五个注意点(1)限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标
5、记基因的完整性，有利于对目的基因的 检测。(2)为使目的基因与载体形成相同的 DNA 片段末端连接，通常使用同一种限制酶将二者切割，但如果不同的限制酶切割 DNA 分子所产生的末端也存在互补关系时，则两末端也可连接。(3)限制酶不切割自身 DNA 的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。(4)限制酶是一类酶，而不是一种酶。(5)DNA 连接酶起作用时，不需要模板。3载体具备的条件条件 目的稳定并能复制 目的基因稳定存在且数量可扩大有一个至多个限制酶切割位点 可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因 便于重组 DNA 的鉴定和选择4基因工程的理论基础必明考向考向 基因工程的
6、操作工具1(2012江苏高考)下图 1 表示含有目的基因 D 的 DNA 片段长度(bp 即碱基对)和部分碱基序列，图 2 表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp、BamH、Mbo、Sma 4 种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为 C CGG、G GATCC、 GATC、CCC GGG。请回答下列问题：(1)图 1 的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由_ 连接。(2)若用限制酶 Sma完全切割图 1 中 DNA 片段，产生的末端是_末端，其产物长度为_。(3)若图 1 中虚线方框内的碱基对被 TA 碱基对替换，那么基因 D 就突变为基因 d。从杂合子中分离出图 1
7、 及其对应的 DNA 片段，用限制酶 Sma完全切割，产物中共有_种不同长度的 DNA 片段。(4)若将图 2 中质粒和目的基因 D 通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是_。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加_的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因 D 不能正确表达，其最可能的原因是_。解析：(1)一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过 “脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连的。(2)从 Sma 的识别序列和酶切位点可知，其切割后产生的是平末端，图 1中 DNA 片段有两个 Sma的 识别序列，故切割后 产生的产
8、物长度为 5343537(bp)、79633790(bp)和 6583661(bp)的三个片段。 (3)图示方框内发生碱基对的替换后，形成的 d 基因失去了 1 个 Sma 的识别序列，故 D 基因、d 基因用 Sma完全切割所得产物中除原有 D 基因切割后的 3 种 长度的 DNA 片段外， 还增加一种 d 基因被切割后出现的长度为5377901 327(bp)的 DNA 片段。 (4)目的基因的两端都有 BamH的识别序列，质粒的启动子后抗生素 A 抗性基因上也有 BamH的识别序列，故 应选 用的限制酶是 BamH，此时将抗生素 B 抗性基因作为标记基因，故筛选时培养基中要添加抗生素 B
9、。经过同种限制酶切割后会产生相同的未端，部分目的基因与质粒会反向连接而 导致基因无法正常表达。答案：(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平 537 bp、790 bp、661 bp(3)4(4)BamH 抗生素 B 同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因 D 与质粒反向连接考点二基因工程的操作过程必备知能1目的基因的获取(1)直接分离Error!(2)人工合成Error!2基因表达载体的构建(1)基因表达载体的组成及作用：(2)构建过程：3将目的基因导入受体细胞生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞常用方法 农杆菌转化法 显微注射技术 感受态细胞法受体细胞 体细胞 受精卵 原核细胞转化过
10、程将目的基因插入到 Ti质粒的 TDNA 上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞的染色体DNA 上表达将含有目的基因的表达载体提纯取卵(受精卵)显微注射受精卵发育获得具有新性状的动物Ca2 处理细胞感受态细胞重组表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收 DNA 分子4.目的基因的检测与鉴定易误提醒关于操作过程的四个注意点(1)限制酶剪切目的基因与质粒的次数不同：获取一个目的基因需限制 酶剪切 2 次，共产生 4 个黏性末端或平末端，切割 质粒则只需要限制酶剪切 1 次，因 为质粒是环状 DNA 分子，而目的基因在 DNA 分子链上。(2)切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶：如果用两种不同限制
11、酶切割后形成的黏性末端相同时，在 DNA 连 接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。(3)目的基因的插入点不是随意的：基因表达需要启动子与 终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。(4)基因工程操作过程中只有第三步没有碱基互补配对现象：第一步存在逆 转录法获得DNA，第二步存在黏性末端连 接现象，第四步存在检测分子水平杂交。5蛋白质工程与基因工程的关系项目 蛋白质工程 基因工程过程预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列获取目的基因构建基因表达载体将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改
12、造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品区 别结果 可生产自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造必明考向考向一 基因工程的操作程序1(2014广东高考)利用基因工程技术生产羧酸酯酶 (CarE)制剂的流程如下图所示，下列叙述正确的是(双选)( )A过程需使用逆转录酶B过程需使用解旋酶和 PCR 获取目的基因C过程使用的感受态细胞可用 NaCl 溶液制备D过程可利用 DNA 分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞解析：选 AD 过程是逆转录过 程，需要逆转录酶催化；
13、从过程cDNA 中获取所需要的目的基因，根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置或基因翻译产物蛋白质等特性来获取，不需要用解旋 酶，也不需要 PCR；过程 应用 CaCl2 溶液处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞；过程鉴别目的基因是否导入受体细胞可利用 DNA 分子杂交技术。2(2014全国卷)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题：(1)理论上，基因组文库含有生物的_基因，而 cDNA 文库中含有生物的_基因。(2)若要从植物甲中获得目的基因，应首先建立该植物的基因组文库，再
14、从中_出所需的耐旱基因。(3)将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物_的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的_，如果检测结果呈阳性，再在田间试验中检测植株的_是否得到提高。(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为31 时，则可推测该耐旱基因整合到了_(填“同源染色体的一条上” 或“同源染色体的两条上”)。解析：(1)基因组文库中含有该生物的全部基因，而 cDNA 文库又称部分基因文库，含有该生物的部分基因。(2)基因组文库中含有该生物的全部基因，需要将目的基因 筛选出来。(
15、3)利用农杆菌转化法将耐旱基因转移到不耐旱的植物乙的体细胞中，经植物组织培养技术得到再生植株。要确定耐旱基因是否表达，需要检测再生植株中有无该基因的表达产物，如果呈阳性，再在个体水平上检测该植株的耐旱性是否得到提高。 (4)若耐旱性植株自交，后代中耐旱性不耐旱性 31， 则亲本为杂合子，可判断基因整合到了同源染色体的一条上。答案：(1)全部 部分 (2) 筛选 (3) 乙 表达产物 耐旱性 (4) 同源染色体的一条上考向二 基因工程的应用与蛋白质工程3(2013广东高考)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽 P1。目前在 P1 的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多
16、肽药物，首先要做的是( )A合成编码目的肽的 DNA 片段B构建含目的肽 DNA 片段的表达载体C依据 P1 氨基酸序列设计多条模拟肽D筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽解析：选 C 该基因的表达产物多肽 P1 的抗菌性和溶血性均很强，要研发出抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先应 根据 P1 的氨基酸序列设计模 拟肽，再构建相 应的 DNA 片段。4(2011四川高考)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有 11 个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是( )A过程获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B
17、将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C过程构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D应用 DNA 探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达解析：选 B 过程中通过逆转录法获得的目的基因，可用于基因工程，但该目的基因不存在内含子和非编码序列，因此不能用于比目 鱼的基因 组测序；将多个抗冻基因编码区相连形成的能表达的新基因可能不再是抗冻基因；利用农杆菌的目的是将重组质粒导入受体细胞，而不是筛选重组质粒；应用 DNA 探针技术，可以检测受体细胞中是否成功导入了目的基因，但不能检测目的基因是否完全表达。 对 应 学 生 用 书
18、P325一、选择题1(2014重庆高考)下面为利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是( )A的构建需要限制性核酸内切酶和 DNA 聚合酶参与B侵染植物细胞后，重组 Ti 质粒整合到的染色体上C的染色体上若含抗虫基因，则就表现出抗虫性状D只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异解析：选 D 构建重组质粒需要用到限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶，不需要 DNA 聚合酶；含重组 Ti 质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重 组 Ti 质 粒的 TDNA 整合到受体细胞的染色体上，而不是重组 Ti 质粒整合到受体细胞的染色体上； 导入受体细胞的目的基因表达后，转基因植株方能表现出相应性
19、状，若目的基因在受体 细胞中不表达，转基因植株不能表现出相应性状；表现出抗虫性状则表明该植株细胞发生了基因重组，基因重组是可遗传变异。2下列有关基因工程的说法正确的是( )A如果某种生物的 cDNA 文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同，则这两个基因的结构也完全相同B一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止密码子和标记基因C目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化D将目的基因导入植物细胞和动物细胞的常用方法是显微注射法解析：选 C cDNA 是由 mRNA 反转录得到的，由于 mRNA 缺乏内含子和启动子，所以即使某生
20、物的 cDNA 文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同，这两个基因的结构也可能是不相同的。基因表达 载体包括启 动子、目的基因、 标记基因、终止子，而终止密码子存在于 mRNA 上 。将目的基因导入植物细胞通常用农杆菌转化法，导入动物细胞用显微注射法。3下面是 3 种限制性核酸内切酶对 DNA 分子的识别序列和剪切位点图(箭头表示切点，切出的断面为黏性末端)。相关叙述错误的是 ( )限制酶 1：GATC限制酶 2：CCGCGG限制酶 3：GGATCCA不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶的专一性B限制酶 2 和 3 识别的序列都包含 6 个碱基对C限制酶 1
21、 和酶 3 剪出的黏性末端相同D能够识别和切割 RNA 分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶 2解析：选 D 不同限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶具有专一性；限制酶 2和 3 识别序列分别是 CCGCGG 和 GGATCC，均为 6 个碱基对；限制酶 1 和 3 剪出的黏性末端相同；三种限制酶均不能识别和切割 RNA 中核糖核苷酸序列。4科学家采用基因工程技术将矮牵牛中控制蓝色色素合成的基因 a 转移到玫瑰中，以培育蓝玫瑰，下列操作正确的是( )A利用 DNA 分子杂交技术从矮牵牛的基因文库中获取基因 aB用氯化钙溶液处理玫瑰叶肉细胞，使其处于感受态C用含四环素的培养基筛选转基因玫瑰
22、细胞D将基因 a 导入玫瑰细胞液泡中，防止其经花粉进入野生玫瑰解析：选 A 将目的基因导入微生物细胞时，用 氯化钙溶液 处理受体细胞，可使其 处于感受态，利于目的基因的导入。将目的基因导入玫瑰叶肉细 胞的叶绿体基因组中，可防止其经花粉进入野生玫瑰，液泡中无 DNA。5草甘膦是一种可以杀灭多种植物(包括农作物) 的除草剂。草甘膦杀死植物的原理在于能够破坏植物叶绿体或质体中的 EPSPS 合成酶。通过转基因的方法，让农作物产生更多的 EPSPS 酶，就能抵抗草甘膦，从而让农作物不被草甘膦杀死。下列有关抗草甘膦转基因大豆的培育分析正确的是( )A可通过喷洒草甘膦来检验转基因大豆是否培育成功B只能以大
23、豆受精卵细胞作为基因工程的受体细胞C在转基因操作过程中一定要用同一种限制性核酸内切酶D只要 EPSPS 合成酶基因进入大豆细胞，大豆就会表现出抗草甘膦性状解析：选 A 可通过喷洒草甘膦来检验转基因大豆是否培育成功；转基因植物也可用植物体细胞作为受体细胞；转基因操作时不一定要用同一种限制酶；基因成功转入后，性状不一定能够成功表达，还需要进一步 检测。6基因工程利用某目的基因(图甲) 和 Pl 噬菌体载体(图乙)构建重组 DNA。限制性核酸内切酶的酶切位点分别是 Bgl、EcoR和 Sau3A。下列分析错误的是( )A构建重组 DNA 时，可用 Bgl和 Sau3A切割目的基因所在片段和 Pl 噬
24、菌体载体B构建重组 DNA 时，可用 EcoR和 Sau3A切割目的基因所在片段和 Pl 噬菌体载体C图乙中的 Pl 噬菌体载体只用 EcoR切割后，含有 2 个游离的磷酸基团D用 EcoR切割目的基因所在片段和 Pl 噬菌体载体，再用 DNA 连接酶连接，只能产生一种重组 DNA解析：选 D 由题图可知，Bgl、 Sau3 A及 EcoR三种 酶在目的基因和 Pl 噬菌体上都有切口，故可用 Bgl和 Sau 3A或 Eco R和 Sau 3A切割目的基因所在片段和 Pl 噬菌体载体；从图乙知 Pl 噬菌体载体为环状 DNA，只用 EcoR切割后产生两条反向双螺旋链状DNA，有 2 个游离的磷
25、酸基团 ；用 EcoR切割目的基因所在片段和 Pl 噬菌体载体，再用DNA 连 接酶连接，能产生不止一种重 组 DNA。7chIL 基因是蓝藻拟核 DNA 上控制叶绿素合成的基因。为研究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建该种生物缺失 chIL 基因的变异株细胞。技术路线如下图所示，对此描述错误的是( )AchIL 基因的基本组成单位是脱氧核苷酸B、过程中使用限制酶的作用是将 DNA 分子的磷酸二酯键打开C、过程都要使用 DNA 聚合酶D若操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出该变异株解析：选 C 基因的基本组成单位是脱氧核苷酸；限制酶作用于 质粒和目的基因的磷酸二酯键，使它们形成相同的黏性末端；
26、 过程都要使用限制 酶和 DNA 连接酶；若操作成功，在无 chIL 基因的蓝藻中含有红霉素抗性基因，因此能够用含红霉素的培养基筛选出该变异株。8许多大肠杆菌的质粒上含有 lacZ 基因，其编码的产物 半乳糖苷酶在 Xgal 和IPTG 存在时，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，否则菌落呈现白色。基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞，过程如下图所示。下列说法错误的是( )A基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，能遗传给后代，并表达和发挥作用B转化过程中，大肠杆菌应先用 Ca2 处理，使其处于能吸收周围 DNA 的状态C菌落颜色为
27、白色的是菌落D菌落中的目的基因是否表达，可采用的检测办法是抗原抗体杂交解析：选 C 基因工程中，构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，能遗传给后代，并表达和发挥作用。转化过程中，大肠杆菌应先用 Ca2 处理，使其处于能吸收周围 DNA 的状态。lacZ 标记基因因外源基因的插入而不能表达出 半乳糖苷酶，故菌落为白色菌落。可采用抗原 抗体杂交的方法检测菌落 中的目的基因是否表达。二、非选择题9(2015威海模拟)人类在预防与诊疗传染性疾病的过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为 RNA 病毒，该病毒表面的 A 蛋白为主要抗原，疫苗生产和抗体制备的部分流程如下图：
28、(1)过程代表的是_。(2)过程构建 A 基因重组载体时，必须使用限制性核酸内切酶和_两种工具酶。由过程构建 A 基因重组载体，其组成除了目的基因外，还必须有启动子、_以及复制原点等。(3)过程要检测 A 基因是否进入受体细胞，常用的方法是_法；要检测 A 基因在受体细胞内是否翻译出蛋白质，需用 _法。(4)过程采用的实验技术是_ 。解析：(1)分析流程图可知是逆转录过程。(2)构建 A 基因重组载体时，首先需用限制性核酸内切酶切割含有 A 基因的外源 DNA 分子和运载体，再用 DNA 连接酶连接 A 基因和运载体形成 A 基因重组载体。重组载体的结构包括目的基因、启动子、 终止子、标记基因
29、、复制原点等。(3)要检测 目的基因是否进入受体细胞，常用的是 DNA 分子杂交法，检测目的基因是否表达可用抗原 抗体杂交的方法。 (4)是动物细胞融合过程，需采用细胞融合技术。答案：(1)逆转录 (2)DNA 连接酶 终止子、标记基因 (3)DNA 分子杂交 抗原 抗体杂交 (4)细胞融合技术10我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高 60%的转基因水稻，改良了稻米的营养品质。下面为培育转基因水稻过程示意图，请回答：(1)在上述工程中，铁结合蛋白基因称为_，获取该基因后常用 _技术进行扩增。(2)构建重组 Ti 质粒时，通常要用同种限制酶分别切割
30、_和_。将重组 Ti 质粒转入农杆菌时，可以用_处理农杆菌，使重组 Ti 质粒易于导入。(3)将含有重组 Ti 质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基 2 的筛选培养，可以获得_；培养基 3 与培养基 2 的区别是_。(4)检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻_。解析：本题中培育转基因水稻的目的是获得铁含量比普通大米高的大米，因此目的基因为铁结合蛋白基因，要大量获 得此基因一般采用 PCR 技术进行扩增。要构建重组质粒要用同种限制酶切割含目的基因的 DNA 片段和质粒。将外植体培养成试管苗的过程要用到不同的培养基，各培养基最明显的差 别在于所添加植物激素的比例不同。答
31、案：(1)目的基因 PCR(2)含目的基因的 DNA 片段 质粒 CaCl 2(3)含有重组质粒的愈伤组织 生长素和细胞分裂素的浓度比例 (4) 种子中铁含量11基因工程自 20 世纪 70 年代兴起之后，在短短 40 年间得到了飞速发展，目前成为生物科学核心技术，在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等方面展示出美好的前景，据相关资料回答下列有关问题：(1)如图是转基因抗冻番茄培育过程的部分示意图(amp r 为抗氨苄青霉素基因) ，甲、乙表示相关结构或细胞。Pst酶和 Sma酶切割基因后将产生不同的黏性末端。图中甲代表的是_，乙可代表_，可用_和_提取鱼的抗冻蛋白基因以避免目的基因末端发生任
32、意连接，用此二酶切割质粒产生的 DNA 片段有_种。(2)重症联合免疫缺陷病(简称 SCID)是代表一种体液和细胞免疫严重缺陷的综合征。患者先天腺苷酸脱氨酶(ada) 基因缺乏，运用现代生物技术进行治疗，可以使患者的免疫功能得到很大的修复。下图表示治疗 SCID 的过程，在这个实例中，携带人正常 ada 基因的细菌相当于_，充当“分子运输车”的是_，目的基因是_，受体细胞是_，该种治疗方法称为_。解析：(1)由题图知，用 Pst 酶和 Sma 酶提取鱼的抗冻蛋白基因可避免目的基因末端发生任意连接，用这两种酶切割 质粒，能得到 2 种 DNA 片段。(2)由图示信息可知，携带人正常 ada 基因
33、的细菌相当于基因文库，病毒相当于分子运输车，目的基因是正常 ada 基因，受体细胞是患者体内的 T 淋巴细胞， 该种治疗方法称为体外基因治疗。答案：(1)基因表达载体(或重组质粒 ) 番茄细胞 Pst 酶 Sma酶 2 (2)基因文库 病毒 腺苷酸脱氨酶(ada) 基因 患者体内分离的 T 淋巴细胞 体外基因治疗12(2015海淀区质检)菊天牛是菊花的主要害虫之一。科研人员将抗虫基因转入菊花，培育出抗虫菊花。下图是获得转基因菊花的技术流程，请据图回答：注：卡那霉素抗性基因(kan R)作为标记基因，菊花叶片对卡那霉素高度敏感(1)为了促进土壤农杆菌吸收重组质粒，可用_处理土壤农杆菌，使其处于感
34、受态。(2)将重组质粒导入土壤农杆菌的目的是利用农杆菌能够_的特点，使目的基因进入受体细胞中，并插入到菊花细胞的_上，最终形成转基因植株。(3)将愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和_的培养基中，在适宜条件下进行培养，筛选转基因菊花。(4)用 PCR 方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据_的核苷酸序列设计特异引物，以_为模板进行第一轮扩增。解析：(1)用 Ca2 处理土壤农杆菌，使其处于感受态，易于吸收外源重组 DNA 分子。(2)农杆菌能够感染植物细胞，并将 TDNA转移至受体细胞中，并插入到受体细胞的染色体DNA 上，利用这个特点实现导 入目的基因。(3)利用添加卡那霉素的培养基可
35、以筛选含卡那霉素抗性基因的转基因植株。(4)用 PCR 方法检测转基因菊花是否含有目的基因时，需根据目的基因的核苷酸序列设计特异引物，以含目的基因的菊花 DNA 为模板进行第一轮扩增。答案：(1)Ca 2 (或“CaCl 2 溶液”)(2)感染菊花(或 “植物”)细胞，并将 TDNA 转移至受体细胞 染色体 DNA(3)卡那霉素(4)抗虫基因(目的基因 ) 转基因菊花的 DNA(或“含目的基因的菊花 DNA”)第二讲 细胞工程对 应 学 生 用 书P226循着图示想一想知识点一 植物细胞工程知识点二 动物细胞培养和核移植技术1动物细胞培养2动物体细胞核移植技术概念将动物一个体细胞的细胞核，移入
36、一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，并最终发育为动物个体基础 动物体细胞核具有全能性动物体细胞核移植技术过程 核移植重组细胞重组胚胎个体知识点三 动物细胞融合与单克隆抗体结合题目试一试1判断下列有关植物细胞工程叙述的正误(1)在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞(2013 重庆卷T5B)()(2)经植物组织培养得到的胚状体用人工薄膜包装后可得到人工种子(2013 全国卷)T 40(3)()(3)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化。(2013 四川卷 T1A)()(4)培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交( )(20
37、12广东卷 T2B)(5)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性( )(2012江苏卷 T22A)(6)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性( )(7)愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的( )(8)再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合成功的标志()2判断下列有关动物细胞工程叙述的正误(1)在 25 的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养(2014 北京卷 T5C)()(2)动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶(2013 大纲卷 T2B)()(3)动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒(2013 大纲卷 T2D)()(4)体细胞杂交技术可
38、用于克隆动物和制备单克隆抗体(2011江苏卷 T14B)()(5)动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育( )(2011江苏卷 T14D)(6)培养保留接触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞(2010 浙江卷 T4A)()(7)克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变(2010浙江卷 T4B)()(8)二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的( )(2010浙江卷 T4C)(9)动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞( )(10)克隆动物的性状与供体动物完全相同( )对 应 学 生 用 书P227考点一植物组织培养与动物细胞培养必备知能植物组织培养与动物细胞培养的异同项目 植物组织培养 动物
39、细胞培养理论基础 植物细胞全能性 细胞增殖类型 固体或半固体培养基 液体培养基培养基 成分水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等取材 植物幼嫩部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织过程结果新的组织或植株个体，可以体现全能性新的细胞系或细胞株，不形成个体，不体现全能性目的植株快速繁殖脱毒植株的培育人工种子生产药物、杀虫剂等转基因植物的培育蛋白质生物制品的生产皮肤移植材料的培育检测有毒物质生理、病理、药理学研究相同点两技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂均为无菌操作，需要适宜的温度、p
40、H 等条件易误提醒有关细胞全能性及其培养的四个注意点(1)具有全能性体现(实现)全能性。具有全能性：理论上，活细胞都具有全能性。体现全能性：只有发育成完整个体，才能 说明实现了细胞的全能性。(2)细胞全能性的大小比较。植物细胞动物细胞。受精卵 生殖细胞 体细胞。分化程度低的细胞分化程度高的细胞；幼嫩细胞衰老细胞；分裂能力强的细胞分裂能力低的细胞。(3)原代培养和传代培养。原代培养：可有两种表述：a.细胞悬液第一次在瓶中培养，没有分瓶培养之前的细胞培养；b.第 1 代细胞的培养与传 10 代以内的细胞培养统称为原代培养。两种表述没有本质区别。传代培养：同样有两种表述：a.细胞悬液培养一段时间后，
41、分瓶再进行的细胞培养；b.传10 代以后的细胞培养，统称为传 代培养。(4)细胞株和细胞系。细胞株：原代培养的细胞一般传至 10 代左右会出现生长停滞，衰老死亡，少数度过“危机”的细胞能传 50 代左右，形成 细胞株。 细胞株的遗传 物质并没有发生改变。细胞系：细胞株传至 50 代以后，会出 现第二次危机，少数度过第二次危机的细胞能够无限传代下去，形成细胞系。细胞系的遗传物质发生了改变 ，带有癌变细胞的特点。必明考向考向一 植物组织培养的过程及应用1(2014广东高考)铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎( 简称 PLBs，类似愈伤组织) 生产生
42、物碱的实验流程如下：新 生 营 养 芽 诱 导 PLBs 增 殖 培 养 PLBs 不 同 时 间 取 样 、检 测 实 验 结 果在固体培养基上，PLBs 的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如下图所示，请回答下列问题：(1)选用新生营养芽为外植体的原因是_ ，诱导外植体形成 PLBs 的过程称 _。(2)与黑暗条件下相比，PLBs 在光照条件下生长的优势体现在_，_，_。(3)脱落酸(ABA)能提高生物碱含量，但会抑制 PLBs 的生长。若采用液体培养，推测添加适量的 ABA 可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测，在设计实验方案时探讨了以下问题：ABA 的浓度梯度设置和添加方
43、式：设 4 个 ABA 处理组，1 个空白对照组，3 次重复。因 ABA 受热易分解，故一定浓度的无菌 ABA 母液应在各组液体培养基_后按比例加入。实验进程和取样：实验 50 天完成，每 10 天取样，将样品(PLBs)称重(g/瓶)后再测定生物碱含量。如初始(第 0 天 )数据已知，实验过程中还需测定的样品数为 _。依所测定数据确定适宜的 ABA 浓度和培养时间：当某 3 个样品( 重复样)的_时，其对应的 ABA 浓度为适宜浓度，对应的培养时间是适宜培养时间。解析：(1)新生营养芽的细胞分化程度低，细胞分裂旺盛，易培养。PLBs 类似于愈伤组织，由新生营养芽培养到愈伤组织的过程称为脱分化
44、。 (2)从坐标曲线可知，与黑暗条件下相比，光照条件下的 PLBs 生长速度快，原因可能是光照有利于叶绿素的形成，有利于细胞进行光合作用制造有机物。(3)由于 ABA 受热易分解，故应将液体培养基先灭菌冷却后，再按一定的比例加入 ABA 母液。据题意可知， 该实验共设置 4 个 实验组和 1 个对照组，共 5 组；实验 50 天完成，每 10 天取样，初始数据已知，只需测 5 次，故 5 组样品重复 3 次，共需 测定的样品数为 25375。依据 实验目的探究“添加适量的 ABA 可提高生物碱产量”可知，当某 3 个样品的“生物碱含量平均值最高”时，其 对应的 ABA 浓度为最适浓度。答案：(
45、1)新生营养芽的细胞分化程度较低，分裂旺盛 脱分化 (2) 生长速度快 有利于叶绿素的形成 进行光合作用制造有机物 (3)灭菌冷却 75 生物碱含量平均值最高考向二 动物细胞培养的过程及应用2(2014浙江高考)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( )A连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型B某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞C由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆D未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状解析：选 B 连续细胞系的细胞大多数具有异倍体核型；癌 细胞仍能逆转为正常细胞，如小鼠畸胎癌能分化为各种正常体细胞；由一个共同的祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆；未经克隆化培养的细胞系具有异质性。3(2013浙江高考)实验小鼠皮肤细胞培养 (非克隆培养)的基本过程如图所示。下列叙述错误的是( )实 验小 鼠 甲 皮 肤组 织 乙 皮 肤细 胞 丙 培 养细 胞 1 丁 培 养细 胞 2A甲过程需要对实验小鼠进行消毒B乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶消化C丙过程得到的细胞大多具有异倍体核型D丁过程得到的细胞具有异质性解析：选 C 图示甲过程是进行动物细胞培养的第一步 获取动物组织，为了避免杂菌的污染，应进行消毒处理；乙 过程为获取单个动物细胞，可用胰蛋白酶消化；丙过程得到的细胞系通常为有
