1、第33讲 基因工程(加试要求）第34讲 克隆技术(加试要求）第35讲 胚胎工程与生态工程(加试要求）第十一单元 现代生物科技专题 第33讲 基因工程 返回目录 基础知识梳理考点互动探究真题模拟自测教师备用习题返回目录 选考考点分布 章 知识内容 考试属性及要求 2015年 2016年 加试 9月测试 10月考 4月考 10月考 一、基因 工程 1.工具酶的发现和基因工程的诞生 a 32(2)2.基因工程的原理和技术 b 32(1)32(1)32(二)(1)32(二)(3)3.基因工程的应用 a 32(4)32(6)4.活动：提出生活中的疑难问题，设计用基因工程技术解决的方案 c 第33讲 基因
2、工程 返回目录 基础知识梳理一、基因工程的诞生1.概念:基因工程是狭义的遗传工程。广义的遗传工程泛指把一种生物的 (细胞核、染色体脱氧核糖核酸等)移到另一种生物的细胞中,并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。2.核心:构建 ,早期基因工程也称为重组 DNA 技术。3.诞生时间:20 世纪 70 年代。4.理论基础:是生物遗传物质的发现,DNA 双螺旋结构的确立以及 。5.技术保障:、DNA 连接酶和质粒载体的发现和运用。遗传物质构建重组DNA分子限制性核酸内切酶DNA遗传信息传递方式的认定第33讲 基因工程 返回目录 基础知识梳理二、基因工程的工具 种类作用 限制性核酸内切酶(1)识
3、别和切割 DNA 分子内一小段特殊_序列(2)结果是产生_或平末端 DNA 连接酶 将具有末端碱基_的 2 个 DNA 片段连接在一起 质粒(1)质粒作为基因工程的载体(2)质粒是能够_的双链环状 DNA分子，在细菌中以独立于拟核之外的方式存在，是一种特殊的遗传物质(3)最常用的质粒是大肠杆菌的质粒，常含_抗性基因，如四环素抗性基因核苷酸 粘性末端互补自主复制 抗生素第33讲 基因工程 返回目录 基础知识梳理三、基因工程的基本操作步骤操作步骤具体方法 获得目的基因(1)若序列已知，用化学方法合成或用_(PCR)扩增(2)若序列未知，可建立包含目的基因在内的_，从中寻找目的基因形成重组DNA分子
4、 通常用_的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体 DNA，使其产生相同的粘性末端，然后用_连接，形成重组 DNA分子 聚合酶链式反应 基因文库 相同 DNA连接酶第33讲 基因工程 返回目录 基础知识梳理将重组DNA 分子导入受体细胞(1)常用的受体细胞有_、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞(2)若选择细菌作为受体细胞，应用_处理，以增大细菌_的通透性 筛选含有目的基因的受体细胞 由于质粒上有抗生素如四环素的抗性基因，所以含这种重组质粒的受体细胞能够在有_的培养基中生长，而没有接纳重组 DNA 分子的细胞则不能在这种培养基上生长，从而达到筛选目的 目的基因的表达 目的基因在_中表达，产生人们需要
5、的功能物质大肠杆菌 氯化钙 细胞壁 四环素 宿主细胞应用领域 优点 基因工程 与遗传育种 转基因 植物 所需时间 ,克服了远缘亲本难以 的缺陷 转基因 动物 指转入了外源基因的动物。优点是省时、省力,并取得一定经济效益 基因工程 与疾病治疗 基因工 程药物 如通过 生产胰岛素治疗糖尿病,通过 生产干扰素和乙肝疫苗等 基因 治疗 向目标细胞中引入 的基因,以 基因的缺陷,达到治疗的目的 基因工程与 生态环境保护 开发可降解的新型塑料;改造分解石油的细菌,提高其分解石油的能力等 第33讲 基因工程 返回目录 基础知识梳理四、基因工程的应用较短杂交正常功能大肠杆菌酵母菌纠正或补偿返回目录 第33讲
6、基因工程 考点互动探究考点一 基因工程三大操作工具的研究基础自测型【知能必备】1.基因工程工具酶 (1)限制性核酸内切酶:能够识别和切割 DNA 分子内一小段特殊核苷酸序列的酶。主要从原核生物中分离纯化得到。识别和切割的对象:双链 DNA 分子中的磷酸二酯键(即一条链上相邻脱氧核苷酸间的键)。识别和切割的序列:限制性核酸内切酶具有专一性,不同的酶切割的位点不同。限制酶识别的序列大多数为回文对称结构,切割位点在 DNA 两条链相对称的位置。回文对称结构:识别序列中都可以找到一条中心轴线,如图 11-33-1所示,中轴线两侧的双链 DNA 上的碱基是反向对称重复排列的。返回目录 第33讲 基因工程
7、 考点互动探究图 11-33-1返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究切割的结果:产生粘性末端或者平末端。图 11-33-2返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(2)DNA 连接酶:连接两个 DNA 片段之间的磷酸二酯键,构建重组DNA 分子。连接粘性末端:一般是来自于同一种限制酶切割后的两个DNA 片段,具有相同的粘性末端可以连接;也可以是来自不同种限制酶切割后具有相同粘性末端的两个 DNA 片段连接。一般选用 EcoliDNA 连接酶。连接平末端:可以连接任意两个平末端,但是连接成功率比粘性末端要低得多。一般选用 T4 DNA 连接酶。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究2
8、.易混淆酶的比较名称 作用部位 作用底物 作用结果 应用 限制性核 酸内切酶 磷酸二 酯键 DNA 将DNA切断,形成粘性末端或平末端 基因工程和基因诊断 DNA 连接酶 磷酸二 酯键 DNA片段 将两个DNA片段连接成一个重组DNA分子 基因工程 DNA 聚合酶 磷酸二 酯键 脱氧 核苷酸 将单个脱氧核苷酸连接到DNA单链末端,形成子代DNA DNA复 制和PCR 返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究名称 作用部位 作用底物 作用结果 应用 DNA酶(水解酶)磷酸 二酯键 DNA 将DNA水解成游离的脱氧核苷酸 水解DNA DNA 解旋酶 氢键 DNA 打开DNA双链,形成脱氧核苷酸单
9、链 DNA复制 RNA 聚合酶 磷酸二酯 键和氢键 核糖 核苷酸 打开DNA双链的同时将单个核糖核苷酸连接到新合成的RNA单链末端 转录和 RNA复制 逆转录酶 磷酸 二酯键 脱氧 核苷酸 将单个脱氧核苷酸连接到DNA单链末端 逆转录 返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究3.基因工程载体种类及作用(1)载体应具备的条件对受体细胞无害,不影响受体细胞正常的生命活动;具有自我复制能力,或能整合到受体细胞的染色体 DNA 上,随染色体 DNA 的复制而同步复制;具有一个至多个限制性核酸内切酶切点,以便目的基因可以插入载体中;带有特殊的标记基因,如抗生素抗性基因,以便于对外源基因是否导入进行检测
10、;载体 DNA 分子大小适合,以便于提取和进行体外操作。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(2)载体的种类质粒:广泛存在于细菌中,在霉菌、蓝藻、酵母菌和不少动植物细胞中也有发现,最常用的是大肠杆菌质粒。噬菌体。某些动植物病毒。针对不同的宿主细胞,选择不同的载体。(3)载体的作用一是作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞中去;二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究【题组训练】1.2016江苏卷 下表是几种限制酶识别序列及其切割位点,图 11-33-3 中 A 和 B 中标注了相关限制酶的酶切位点,其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下
11、列问题:限制酶 BamH Bcl Sau3A Hind 识别序列及 切割位点 返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究图11-33-3 返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)用 图 中 质 粒 和 目 的 基 因 构 建 重 组 质 粒,应 选 用 两种限制酶切割,酶切后的载体和目的基因片段,通过 酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒,需将其转入处于 态的大肠杆菌。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,应在筛选平板培养基中添加 ,平板上长出的菌落,常用PCR 鉴定,所用的引物组成为图 B 中 。(3)若 BamH酶切的 DNA 末端与 Bcl酶切的 DNA 末端连接,连接部位
12、的 6 个碱基对序列为 ,对于该部位,这两种酶 (填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开。(4)若用Sau3A切图A质粒最多可能获得 种大小不同的 DNA 片段。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)Bcl和 Hind 连接 感受(2)四环素 引物甲和引物丙(3)T GATC CA CTAG G G GATC AC CTAG T 都不能(4)7解析 本题考查基因工程的操作工具和操作步骤等方面的知识。(1)目的基因两端和质粒上都有限制酶 Bcl、Hind、BamH 的切割位点，但若选 BamH、Hind两种限制酶切割，则会破坏质粒上的全部标记基因，所以应该用 Bcl和 Hind这两
13、种酶切割。目的基因和质粒的结合要通过 DNA 连接酶的作用。将目的基因导入微生物如大肠杆菌中时，要将微生物处理成为感受态的细胞。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(2)从图 A 中可以看出，用限制酶处理质粒时会破坏氨苄青霉素抗性基因，而四环素抗性基因保持结构完整，所以筛选转入目的基因的大肠杆菌时，培养基中应加入四环素。用 PCR 技术扩增目的基因时，两个引物的作用方向相反且与两条不同的脱氧核苷酸链结合，所以根据图 B 可知，所用的引物应是引物甲和引物丙。(3)从表格中限制酶的作用部位及识别的序列可知，两种限制酶切割后的黏性末端连接部位的碱基序列应为 T GATC CA CTAG G G
14、 GATC AC CTAG T。由于新形成的碱基对序列和原有的碱基对序列均不同，所以两种限制酶都不能将它切割。(4)Sau3A在质粒上有三个酶切位点，完全酶切可得到记为 A、B、C 三种片段，若部分位点被切开，可得到 AB、AC、BC、ABC 四种片段，所以用 Sau3A切图 A质粒最多可能获得 7 种大小不同的 DNA 片段。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究2图甲表示含有目的基因 D 的 DNA 片段长度(bp 即碱基对)和部分碱基序列,图乙表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有 Msp、BamH、Mbo、Sma4 种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGAT
15、CC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题:(1)图甲中的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由 (基团)连接。(2)若用限制酶 Sma完全切割图甲中 DNA 片段,产生的末端是 末端,其产物长度分别为 。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(3)若图甲中虚线方框内的碱基对被 T-A 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甲及其对应的 DNA 片段,用限制酶 Sma进行完全切割,产物中共有 种不同的 DNA 片段。图 11-33-4返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(4)若将图乙中质粒和目的基因 D 通过同种限制酶处理后 进 行 连 接,形 成 重 组
16、 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 。(5)有关质粒描述错误的是()A.质粒是能够自我复制的环状 DNA 分子B.质粒是唯一的运载体C.质粒上有一至多个酶切位点D.质粒可在宿主外单独复制返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(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(5)BD返回
17、目录 第33讲 基因工程 考点互动探究解析(1)一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖连接。(2)限制酶 Sma的识别序列及酶切位点是 CCCGGG，其切割产生的是平末端。图甲中 DNA 片段含有两个 Sma酶切位点，被 Sma完全切割后出现三个长度不同的片段，分别是 537 bp、790 bp、661 bp。(3)杂合子的基因型为 Dd，其中 D 基因片段有两个 Sma酶切位点，完全切割后出现三个片段，长度分别是 537 bp、790 bp、661 bp，发生基因突变后的 d基因片段只有一个 Sma酶切位点，完全切割后出现两个片段，长度分别是 1327 bp、661
18、 bp，所以从杂合子中分离的相应 DNA 片段被限制酶 Sma完全切割后会形成 4 种不同的 DNA 片段。(4)基因表达载体构建的过程中需要利用限制酶和 DNA 连接酶。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究限制酶 Msp和 Sma的切割位点位于目的基因 D 上，若用这两种酶切割会破坏目的基因 D；运载体的两个标记基因上都有限制酶 Mbo的切割位点，用该酶切割会破坏这两个标记基因，因此只能选用限制酶 BamH切割外源 DNA 分子和运载体。用限制酶 BamH切割质粒会破坏抗生素 A 抗性基因，但不会破坏抗生素 B 抗性基因，所以导入重组质粒的大肠杆菌能在含有抗生素 B 的培养基上生存，因
19、此为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加抗生素 B 的培养基进行培养。由于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，这样会导致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。(5)质粒是能够自我复制的环状DNA 分子，质粒上有一至多个酶切位点，病毒也可以作为运载体，质粒必须在宿主细胞内复制。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究3.为了解基因结构,通常选取一特定长度的线性 DNA分子,先用一种限制酶切割,通过电泳技术将单酶水解片段分离,计算相对大小;然后再用另一种酶对单酶水解片段进行降解,分析片段大小。下表是某小组进行的相关实验。请回答:已知一线性
20、DNA序列长度为5000 bp(bp为碱基对)第一步 水解 产物(单位:bp)第二步水解 产物(单位:bp)A酶切割 3500 将第一步水解产物分离后,分别用B酶切割 1500 2000 1000 1000 500 500 B酶切割 2000 将第一步水解产物分离后,分别用A酶切割 500 1500 3000 2000 1000 经A酶和B酶同时切割 2000 1500 1000 500 返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)该 实 验 中 体 现 出 限 制 酶 的 作 用 特 点是 。(2)由实验可知,在这段已知序列上,A 酶与 B 酶的识别序列分别为 个和 个。(3)根据表中数
21、据,请在图 11-33-5 中用箭头标出相应限制酶的酶切位点。图 11-33-5返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(4)已知 BamH与 Bgl的识别序列及切割位点如图11-33-6 所示,用这两种酶和 DNA 连接酶对一段含有数个BamH和 Bgl识别序列的 DNA 分子进行反复的切割、连接操作,若干次循环后和 序列明显增多,该过程中 DNA 连接酶催化 键的形成。图 11-33-6返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，且在特定的位点切割(2)2 1(3)(4)GGATCTCCTAGA 磷酸二酯返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探
22、究解析(1)该实验中体现出限制酶的作用特点是一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，且在特定的位点切割。(2)A 酶切割后形成 3 个片段，所以有 2 个识别位点，B 酶切割后形成 2 个片段，所以有 1 个切割位点。(3)图见答案。(4)已知 BamH与 Bgl的识别序列及切割位点如题图所示。用这两种酶和 DNA 连接酶对一段含有数个BamH和 Bgl识别序列的 DNA 分子进行反复的切割、连接操作，若干循环后AGATCCTCTAGG和 GGATCTCCTAGA序列明显增多。DNA 连接酶催化形成的是磷酸二酯键。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究考点二 基因工程的基本操作步骤 重点探
23、究型【核心探究】1三种获取目的基因方法的比较化学合成法聚合酶链式反应(PCR)建立基因文库分离法 适用对象 目的基因序列已知 目的基因序列已知 目的基因序列未知 过程 逆转录法：获取mRNA合成 DNA 单链合成 DNA 双链(目的基因)以单个脱氧核苷酸为原料按照已知DNA 序列直接人工合成 在体外通过酶促反应有选择地大量扩增特定DNA片段，即目的基因 利用限制性核酸内切酶、DNA 连接酶、质粒等工具建立基因文库筛选出目的基因 优缺点 专一性强，获取的目的基因较小 速度快，以指数方式扩增 操作相对简便，工作量大返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究2.形成重组 DNA 分子通常是采用相同的
24、限制性核酸内切酶分别切割目的基因和质粒，获得相同的粘性末端。但有时为了使目的基因与质粒能定向连接，可使用两种不同的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒。分别如图(1)、图(2)所示：(1)(2)图 11-33-7返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究3将重组 DNA 分子导入受体细胞受体细胞种类常用方法 动物细胞受精卵显微注射法 植物细胞体细胞农杆菌转化法 微生物细胞大肠杆菌、枯草杆菌氯化钙处理返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究4目的基因的筛选和鉴定图 11-33-8返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究【典例精析】例 1 基因工程又称为 DNA 重组技术,回答相关问题:(1)在
25、基因工程中,获取目的基因主要有两大途径,即 和从 中分离。(2)以某植物的成熟叶片为材料,同时构建 cDNA 文库和基因组文库,两个文库相比,cDNA 文库中含有的基因数目比基因组文库中的少,其原因是 。(3)在基因表达载体中,启动子是 聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞,最常用的原核生物是 。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(4)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()A.提取矮牵牛蓝色花的 mRNA,经逆转录获得互补的DNA,再扩增基因
26、BB.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因 BC.利用 DNA 聚合酶将基因 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返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)人工合成 生物材料(2)cDNA 文库中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因(3)RNA 大肠杆菌(或答细菌)(4)A解析(1)在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，即人工合成和从生物材料中分离。(2)由于 cDNA 文库中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因，故两个文库相比，cDNA 文库中
27、含有的基因数目比基因组文库中的少。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(3)基因表达载体的组成包括启动子、目的基因、标记基因、终止子等，其中启动子是 RNA 聚合酶识别并结合的部位；若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，由于细菌繁殖速度快，故最常用的原核生物是大肠杆菌等细菌。(4)题干中说明开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因 B，我们可以用化学方法合成目的基因，或者用逆转录法来获取目的基因，A 项正确。当目的基因序列未知时，可以从基因文库中获取目的基因。限制性核酸内切酶是在建立基因文库时使用，而不是提取基因时使用，B 项错误。应该利用 DNA连接酶将基因 B 与质粒连接后导入受体细
28、胞，C 项错误。受体细胞是植物细胞时，可以利用农杆菌转化法来导入目的基因，D 项错误。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究易错警示(1)质粒不属于基因工程的工具酶。(2)基因工程操作中使用的工具酶不仅仅只有限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶，还有 DNA 聚合酶、逆转录酶等。(3)用氯化钙处理只针对原核细胞，其作用是增加细胞壁的通透性，对细胞膜无作用。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究变式题 11-抗胰蛋白缺乏症是一种在北美较为常见的单基因遗传病,患者成年后会出现肺气肿及其他疾病,严重者甚至死亡。对于该病患者常可采用注射人 1-抗胰蛋白酶来缓解症状。图 11-33-9 图11-3
29、3-9返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)图甲表示获取人 1-抗胰蛋白酶基因的两种方法,请回答下列问题:a 过程是在 酶的作用下完成的,该酶的作用特点是识别特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割 DNA 分子。c 过 程 称 为 ,该 过 程 需 要 的 原 料是 。要确定获得的基因是否是所需的目的基因,可以从分子水平上利用 技术检测该基因的碱基序列。(2)利用转基因技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵,最终培育出能在乳腺细胞中表达人 1-抗胰蛋白酶的转基因羊,从而更易获得这种酶,简要过程如图乙所示。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究获得目的基因后,常利用 技术在体外将其
30、大量扩增。载 体 上 绿 色 荧 光 蛋 白(GEP)基 因 的 作 用 是 便于 。基因表达载体 d,除图中的标示部分外,还必须含有启动子、终止子等。若要使转基因羊的后代均保持其特有的性状,理论上应选用 技术进行繁殖。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)限制性核酸内切 逆(或反)转录 4 种脱氧核苷酸 DNA 分子杂交(2)PCR 筛选含有目的基因的受体细胞 体细胞克隆或者核移植返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究解析(1)分析图甲可知：a过程表示切割目的基因，是在限制性核酸内切酶的作用下完成的。c 过程是以mRNA 为模板合成目的基因，称为逆(或反)转录，该过程需要的原料
31、是 4 种脱氧核苷酸。要确定获得的基因是否是所需的目的基因，可以从分子水平上利用 DNA 分子杂交技术检测该基因的碱基序列。(2)获得目的基因后，常利用 PCR 技术在体外将其大量扩增。载体上绿色荧光蛋白(GEP)基因属于基因工程中的标记基因，其作用是便于筛选含有目的基因的受体细胞。核移植技术属于无性繁殖的范畴，能使后代保持其亲代特有的性状，所以，若要使转基因羊的后代均保持其特有的性状，理论上应选用体细胞克隆或者核移植技术进行繁殖。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究变式题 2科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的质粒进行重组,并成功地在大肠杆菌中得以表达。过程如图11-33-10 所示,
32、请据图回答:图 11-33-10 图11-33-9返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)过程表示采取 的方法来获取目的基因。(2)形成图中含有目的基因的 DNA(重组质粒)所需要的酶包括 。(3)图中过程用人工方法,使体外重组的 DNA 分子转移到受体细胞内,一般将受体大肠杆菌用 处理,使细胞成为 ,从而使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。检测大肠杆菌 B 是否导入了质粒或重组质粒,可采用的方法是将得到的大肠杆菌 B 涂布在含有 的培养基上,若细菌能够生长,说明已导入了重组质粒或普通质粒 A。(4)基因工程中,检测目的基因是否插入受体细胞的染色体 DNA 上、检测目的基因是否翻
33、译成蛋白质,用到的技术分别是 、。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)逆转录(2)限制酶和 DNA 连接酶(3)Ca2 感受态细胞 氨苄青霉素(4)DNA 分子杂交 抗原抗体杂交返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究解析(1)过程表示利用人生长激素基因的 mRNA为模板，通过逆转录得到人生长激素基因(目的基因)。(2)形成图中含有目的基因的 DNA(重组质粒)所需要的酶包括限制酶和 DNA 连接酶。(3)图中过程用人工方法，使体外重组的 DNA 分子转移到受体细胞内，一般将受体大肠杆菌用 Ca2处理，使细胞成为感受态细胞，从而使含有目的基因的重组质粒容易进入受体细胞。检测大肠杆
34、菌 B是否导入了质粒或重组质粒，可采用的方法是将得到的大肠杆菌 B 涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，若细菌能够生长，说明已导入了重组质粒或普通质粒 A。(4)基因工程中，检测目的基因是否插入受体细胞的染色体 DNA 上用到的技术是 DNA 分子杂交，检测目的基因是否翻译成蛋白质用到的技术是抗原抗体杂交。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究考点三 基因工程的应用 基础自测型【知能必备】1.转基因植物和转基因动物的培育图 11-33-11 返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究2.基因工程制药(1)胰岛素:利用转入了胰岛素原基因的大肠杆菌合成人胰岛素原,经进一步加工后获得具有生物学活性的
35、胰岛素。(2)干扰素:一类病毒侵入细胞后产生的糖蛋白,具有抗病毒、抗细胞分裂和免疫调节等多种生物学功能。1980 年,人白细胞干扰素基因获得克隆和表达,常用转基因酵母生产干扰素。(3)乙肝疫苗:乙肝基因工程疫苗是用基因工程技术将乙型肝炎表面抗原基因片段重组到酵母细胞内,通过对细胞培养增殖,使其分泌乙肝表面抗原于培养液中,经纯化、加佐剂氢氧化铝后制成。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究3.基因诊断与基因治疗(1)基因诊断:核酸分子杂交是基因诊断的最基本的方法之一。该方法是根据碱基互补配对原则,把互补的双链 DNA解开,把单链的 DNA 小片段用同位素或荧光染料等标记,之后同被检测的 DN
36、A 中的同源互补序列杂交,从而检出所要查明的 DNA 或基因。操作步骤:抽取病人的组织或者体液作为化验样品,将样品中的 DNA 分离出来,采用化学法或热处理法使样品 DNA解旋,处理成单链 DNA 片段固定在硝酸纤维素膜上;特异的DNA 探针可与固定在膜上的 DNA 互补结合,洗脱后经放射自显影或其他检测手段就可以判定膜上是否有同源的核酸分子存在,从而判定病人所患的疾病。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(2)基因治疗:利用正常基因纠正或补偿基因的缺陷,即把正常的基因导入患者体内,使该基因的表达产物发挥功能从而达到治疗疾病的目的。如重度免疫缺陷症的临床基因治疗:图 11-33-12返回
37、目录 第33讲 基因工程 考点互动探究【题组训练】1.基因工程基本操作流程如图 11-33-13 所示,请据图分析回答:图 11-33-13返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)图中 A 是 ;在基因工程中,需要在 酶的作用下才能完成剪接过程。(2)在基因工程的操作过程中,遵循碱基互补配对原则的步骤有 (用图中序号表示)。(3)从分子水平分析,不同种生物之间的基因移植成功的主要原因是 ,这也说明了不同生物共用一套 。(4)将 基 因 表 达 载 体 导 入 受 体 的 受 精 卵 中 常 用 法,在培育转基因植物时常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是 。返回目录 第33讲 基因工程 考点
38、互动探究(5)研究中发现,番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用,导致害虫因无法消化食物而被杀死,人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内,使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状,玉米这种变异的来源是 。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)外源基因(目的基因)限制酶、DNA 连接(2)(3)不同种生物的 DNA 分子具有相同的双螺旋结构 遗传密码(4)显微注射 感染植物，将目的基因转移到受体细胞中(5)基因重组 返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究解析(1)图中 A 是外源基因(目的基因)；在基因工程中，需要在限制酶和 DNA 连接酶的作用下才能完成剪接过程。(2)在
39、基因工程的操作过程中，遵循碱基互补配对原则的步骤有拼接、扩增和筛选。(3)从分子水平分析，不同种生物之间的基因移植成功的主要原因是不同生物的DNA 分子具有相同的双螺旋结构，这也说明了不同生物共用一套遗传密码。(4)将基因表达载体导入受体的受精卵中常用显微注射法，在培育转基因植物时常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是感染植物，将目的基因转移到受体细胞中。(5)研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫因无法消化食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，使玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的来源是基因重组。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动
40、探究2.图 11-33-14 表示基因导入中的土壤农杆菌转化法等内容(其中,图中数字表示该方法的操作步骤,字母表示结构)。据图解答下列问题:图 11-33-14 返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)指出 ae 所示结构的名称。a是 ;b是 ;c是 ;d 是 ;e是 。(2)代表的操作步骤是 ;过程用到的现代生物技术是 。(3)若用上述方法将一个 c 导入二倍体细胞 f,则 g 自交产 生 的 子 代 中,表 现 出 c 中 基 因 控 制 的 性 状 的 个 体占%。若用 DNA 探针技术检测含有 c 片段的 g的花粉,其比例为%。若 g 为转基因抗虫棉,这种 棉 花 的 推 广
41、在 环 保 方 面 所 起 的 积 极 作 用是 。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)Ti 质粒 T-DNA 携带外源基因的 DNA 表达载体(含有目的基因的重组 Ti 质粒)含有重组质粒的土壤农杆菌(2)构建表达载体 植物组织培养(3)75 50 减轻农药对环境的污染，防止农药危害人体健康返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究解析(1)a 是 Ti 质粒，b 是 T-DNA，c 是携带外源基因的 DNA(目的基因)，d 是表达载体(含有目的基因的重组Ti 质粒)，e 是含有重组质粒的土壤农杆菌。(2)代表的操作步骤是构建表达载体，过程用到的现代生物技术是植物组织培养。(3)
42、将一个 c 导入二倍体细胞 f，则其基因型相当于 Aa，Aa 自交后代表现 A 性状的概率为 75%，含 A的花粉占 50%。转基因抗虫棉的优越性在于减轻农药对环境的污染，防止农药危害人体健康。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究3.干扰素是病毒侵入人体后由淋巴细胞产生的一种免疫活性物质,它具有广谱抗病毒的作用。利用现代生物技术生产干扰素的流程如图 11-33-15 所示,请回答:图 11-33-15返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)过程产生的物质 A 是 ,cDNA 文库 (填“大于”或“小于”)人的基因组文库。(2)过程用到的工具酶是 、,过程需先用 处理受体细胞,过程
43、通常采用 技术。(3)过 程 和 涉 及 的 关 键 技 术 分 别是 、。(4)基因工程的核心步骤是图中的 (填标号)。返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究(1)mRNA 小于(2)限制酶 DNA 连接酶 钙离子 显微注射(3)胚胎移植 核移植(4)返回目录 第33讲 基因工程 考点互动探究解析(1)为逆转录过程，即以 mRNA 为模板合成cDNA 的过程，故物质 A 为 mRNA。基因组文库包括了该种生物所有的基因，而部分基因文库只包含一种生物的部分基因，因此 cDNA 文库小于基因组文库。(2)为目的基因与运载体重组过程，因此需要限制酶和 DNA 连接酶，过程需先用钙离子处理，增加
44、大肠杆菌细胞壁的通透性，过程通常采用显微注射技术。(4)基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。返回目录 第33讲 基因工程 真题模拟自测12016全国卷 某一质粒载体如图 11-33-16 所示,外源 DNA 插入到 Ampr 或 Tetr 中会导致相应的基因失活(Ampr 表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr 表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用 BamH酶切后,与用 BamH酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应,用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化,有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种,分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的
45、大肠杆菌。回答下列问题:图 11-33-16返回目录 第33讲 基因工程 真题模拟自测(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有 (答出两点即可),而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子和终止子。(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的,其原因是 ;并且 和 的细胞也是不能区分的,其原因是 。在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落,还需使用含有 的固体培养基。(3)基因工程中,某些噬菌体经改造后可以作为载体,其DNA 复制所需的原料来自于 。返回目录 第33
46、讲 基因工程 考点互动探究(1)能自我复制、具有标记基因(2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒)二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素(3)受体细胞解析 本题考查基因工程中质粒作为运载体的特点、基因表达载体的构建与筛选等相关知识，主要考查学生的灵活应用能力。(1)质粒载体作为基因工程的运载工具，需要有一个至多个限制酶切位点、能够在宿主细胞中进行自我复制、有标记基因。返回目录 第33讲 基因工程 真题模拟自测(2)未被转化的和仅含环状目的基因的细胞都不含有氨苄青霉素抗性基因，在含有氨苄青霉素的培
47、养基上都不能生长，所以不能区分出来；含有质粒载体的细胞和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞都含有氨苄青霉素抗性基因，在含有氨苄青霉素的培养基上都能生长，所以也不能区分出来。由于含有质粒的大肠杆菌中有四环素抗性基因，在含四环素的培养基上能生长，而重组质粒的四环素抗性基因被破坏，所以含重组质粒的大肠杆菌在含四环素的培养基上不能生长，由此区分出含质粒载体的大肠杆菌和含重组质粒的大肠杆菌。(3)噬菌体不能独立完成代谢，其 DNA 复制在大肠杆菌细胞中进行，需大肠杆菌细胞提供原料、酶和能量等。返回目录 第33讲 基因工程 真题模拟自测2纤维素分子因为分子量大,不能直接进入酵母细胞,并且酵母菌无法分解环境
48、中的纤维素。为了使酵母菌能够利用环境中的纤维素为原料生产酒精,科学家欲将目的基因即纤维素酶基因通过重组质粒导入酵母菌细胞。其所用质粒及其酶切位点如图甲所示,外源 DNA 上的纤维素酶基因及其酶切位点如图乙所示,根据要求回答以下问题:图 11-33-17返回目录 第33讲 基因工程 真题模拟自测(1)为了防止酶切片段的自身环化,实现工程目标,应选用限制酶 和 同时切割质粒和外源DNA。(2)根据上述要求选择正确限制酶切割并获得重组质粒后,如果再用 BamH限制酶切割重组质粒,则获得的酶切片段数为 。(3)作用于图 11-33-18 中 a 位置的酶有 (多选)。图 11-33-18返回目录 第3
49、3讲 基因工程 真题模拟自测A.DNA 解旋酶 B.DNA 连接酶C.DNA 聚合酶 D.限制酶科学家进一步构建了含 3 种不同基因片段的重组质粒,进行了一系列的研究。图 11-33-19 是酵母菌转化及纤维素酶在工程菌内合成与运输的示意图。图 11-33-19返回目录 第33讲 基因工程 真题模拟自测(4)设 置 菌 株 作 为 对 照,是 为 了 验 证 和 不携带纤维素酶基因。(5)将菌株、分别置于以纤维素为唯一碳源的培养基上,其中菌株不能存活,原因是缺少 ,导致 。返回目录 第33讲 基因工程 真题模拟自测(1)Hind和 Pst(2)2(3)BCD(4)质粒 DNA 酵母菌 DNA(
50、5)信号肽编码序列 所产生的纤维素酶无法分泌到细胞外，也就无法分解细胞外的纤维素，使得细胞无可利用的碳源返回目录 第33讲 基因工程 真题模拟自测解析(1)为防止酶切片段的自身连接，可选用不同的限制酶组合，使形成的粘性末端不同，以防止自身环化。(2)根据题述要求选择正确限制酶切割并获得重组质粒后，如果再用 BamH限制酶切割重组质粒，由于在质粒和目的基因中各有一个 BamH酶识别位点，则获得的酶切片段数为 2。(3)a 位置为磷酸二酯键，作用于此处的酶有 DNA 连接酶、DNA 聚合酶和限制酶；DNA 解旋酶作用的位点是 b(氢键)。(4)设置菌株为对照，是为了验证质粒 DNA 和酵母菌基因组
51、不携带纤维素酶基因，即普通酵母菌不能够利用环境中的纤维素。(5)将菌株、分别置于以纤维素为唯一碳源的培养基上，其中菌株不能存活，原因是缺少信号肽编码序列，导致所产生的纤维素酶无法分泌到细胞外，也就无法分解细胞外的纤维素，使得细胞无可利用的碳源。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题1.农业科技工作者在烟草中找到了一种抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花细胞，培育抗病棉花品系。请回答下列问题：(1)为了能把该抗病基因转入棉花细胞中，常用的载体是_。(2)要使上述载体与该抗病基因连接，首先应使用_进行切割。假如载体被切割后，得到的分子末端序列为AATTCG，则能与该载体连接的抗病基因
52、分子末端是_。A.CTTAAGB.AATCCTC.GCTTAAD.TAAATC 返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题(3)切割完成后，采用_酶将该载体与该抗病基因连接，连接后得到的 DNA 分子称为_。(4)再将连接得到的 DNA 分子导入农杆菌，然后用该农杆 菌 去 _ 棉 花 细 胞，利 用 植 物 细 胞 具 有 的_性进行组织培养，从培养出的植株中_出抗病的棉花。(5)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是_，转基因棉花获得的_是由该表达产物来体现的。返回目录 第33讲 基因工程 真题模拟自测(1)质粒(2)限制性核酸内切酶 C(3)DNA 连接 重组质粒(4)感染 全能 筛选(5)
53、抗病蛋白 抗病性状返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题解析(1)质粒是基因工程中最常用的载体。(2)用限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，切割后二者产生的粘性末端应互补。(3)DNA 连接酶起连接目的基因和质粒的作用，连接后得到重组质粒。(4)用导入重组质粒的农杆菌感染棉花细胞，之后利用组织培养技术培育植株，此过程利用了植物细胞具有全能性的原理。(5)抗病基因在受体细胞中可表达出抗病蛋白，从而使植物表现出相应的抗病性状。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题2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
54、旱性。回答下列问题：(1)理论上，基因组文库含有一种生物的_基因；而 cDNA 文库中含有一种生物的_基因。(2)若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中_出所需的耐旱基因。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题(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，再在田间实验中检测植株的_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
55、染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。返回目录 第33讲 基因工程 真题模拟自测(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返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题解析(1)基因组文库包含一种生物基因组的全部基因，cDNA 文库中含有一种生物的部分基因。(2)从基因文库中获取目的基因需要进行筛选。(3)要提高植物乙的耐旱性，需要利用农杆菌转化法将耐旱基因导入植物乙的体细胞中。要确认目的基因是否表达，可检测是否产生了目的基因的表达产物；也可以通过个体的表现型来检测，即观察个体的耐旱性情况。(4)如果耐旱基因整合到同源染色体的两条上，则该转基因植株相当于耐旱
56、纯合子，其子代将全部表现为耐旱，不会出现性状分离；如果耐旱基因整合到同源染色体的一条上，则该转基因植株相当于杂合子，其自交后代出现耐旱不耐旱31 的性状分离比。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题3科研人员以酵母菌为受体细胞，通过转基因技术研究水稻某种病毒的蛋白 P 与水稻蛋白的相互作用。请回答：(1)实验所用的缺陷型酵母菌不能合成组氨酸、色氨酸和亮氨酸，培养时在培养基中需添加上述氨基酸，为酵母菌细胞内在_上合成_提供原料。(2)将蛋白 P 基因与质粒 K(具有色氨酸合成基因及 BD蛋白合成基因)连接，构建重组质粒 K。将重组质粒 K 导入缺陷型酵母菌，用不含_的培养基筛选转化的酵母菌
57、获 得 菌 落，从 这 些 菌 落 中 可 筛 选 得 到 基 因 成 功_BD-P 蛋白的酵母菌 A。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题(3)为研究蛋白 P 能够和哪些水稻蛋白发生相互作用，科研人员提取水稻细胞的 mRNA，在_酶作用下获得 cDNA，再与质粒 T(具有亮氨酸合成基因及 AD 蛋白合成基因)连接形成重组质粒 T，构建水稻 cDNA 文库。(4)在酵母菌细胞内，组氨酸合成基因的转录受到调控，如图所示。若被测的水稻蛋白能与病毒蛋白 P 发生相互作用，则 BD、AD 两个蛋白充分接近时，_才能催化组氨酸合成基因转录。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题(5)将酵母菌
58、A 分别接种到不含组氨酸和不含亮氨酸的培 养 基 中，以 确 定 转 入 重 组 质 粒 K 后 酵 母 菌 A 的_。取水稻 cDNA 文库的多个重组质粒 T 分别转化到酵母菌 A 中，将转化产物接种在不含_的培养基中培养，获得了分散的多个单菌落。经检测这些酵母菌中含有 4 种水稻蛋白，表明这 4种水稻蛋白能够_。(6)研究发现，这 4 种水稻蛋白都是水稻不同代谢过程中的关键酶，推测该病毒引起水稻出现各种病症的原因之一可能是_。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题答案(1)核糖体 蛋白质(2)色氨酸 表达(或“指导合成”)(3)逆转录(4)RNA 聚合酶(5)组氨酸和亮氨酸的合成未被激
59、活 组氨酸、色氨酸、亮氨酸 与蛋白 P 相互作用(6)通过蛋白 P 作用于代谢的关键酶，干扰细胞的代谢 解析(1)蛋白质合成的场所是核糖体，原料是氨基酸。(2)缺陷型酵母菌不能合成组氨酸、色氨酸和亮氨酸，而重组质粒 K 具有蛋白 P 基因、色氨酸合成基因及 BD 蛋白合成基因。重组质粒 K 成功导入缺陷型酵母菌细胞并完成转化，蛋白 P 基因、色氨酸合成基因及 BD 蛋白合成基因就会正常表达，该酵母菌在不含色氨酸的培养基上能正常生长。(3)以 mRNA 为模板合成 cDNA 的过程为逆转录，需逆转录酶催化。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题(4)能催化组氨酸合成基因转录的酶是 RNA 聚
60、合酶。(5)若转入重组质粒K后的酵母菌A能够合成组氨酸和亮氨酸，则酵母菌 A 就会在不含组氨酸和不含亮氨酸的培养基中生长繁殖，否则就会死亡。因此将酵母菌 A 分别接种到不含组氨酸和不含亮氨酸的培养基中的目的是确定转入重组质粒K后酵母菌A细胞中的组氨酸和亮氨酸的合成未被激活。从水稻 cDNA 文库中取出的多个重组质粒 T，除了含有相应的水稻蛋白基因外，还含有亮氨酸合成基因及 AD 蛋白合成基因，将其分别转化到酵母菌 A 中，若将转化产物接种在不含组氨酸、色氨酸、亮氨酸的培养基中培养，在获得的分散的多个酵母菌单菌落中检测出含有 4 种水稻蛋白，则表明这 4 种水稻蛋白能够与蛋白 P 相互作用。返回
61、目录 第33讲 基因工程 教师备用习题(6)由上述分析可知，这 4 种水稻蛋白能够与病毒蛋白 P相互作用，而这 4 种水稻蛋白都是水稻不同代谢过程中的关键酶，据此可推测，该病毒可能是通过蛋白 P 作用于代谢的关键酶，进而干扰细胞的代谢，从而引起水稻出现各种病症。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题4根据所学知识回答下列问题：(1)基因工程的基本操作步骤包括获得目的基因、形成重 组DNA分 子(此 时 要 用 到 的 工 具 酶 是_)、将重组 DNA 分子导入受体细胞(转基因动物的受体细胞是_)、筛选含有目的基因的受体细胞、_。(2)用动植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是()
62、A都需用 CO2 培养箱B都需用液体培养基C都要在无菌条件下进行D都可体现细胞的全能性返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题(3)植物克隆的技术基础是_，动物克隆的技术基础是_。经免疫的动物的脾细胞与可以无限传代的骨髓瘤细胞融合得到杂交瘤细胞，可用于制备_。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题答案(1)限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶 受精卵 目的基因的表达(2)C(3)植物组织培养 动物的细胞和组织培养 单克隆抗体 解析(1)基因工程中在形成重组 DNA 分子时，用到的工具酶是限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶。转基因动物的受体细胞常用受精卵。在基因工程中筛选含有目的基因的受体细
63、胞之后的步骤是目的基因的表达。(2)动植物成体的体细胞离体培养都要在无菌条件下进行。动物细胞培养时需用CO2 培养箱和液体培养基。植物体细胞培养可体现细胞的全能性。(3)植物克隆的技术基础是植物组织培养，动物克隆的技术基础是动物的细胞和组织培养，培养的杂交瘤细胞可用于制备单克隆抗体。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题52016全国卷 图中(A)中的三个 DNA 片段上依次表示出了 EcoR、BamH和 Sau3A三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(B)为某种表达载体的示意图(载体上的 EcoR、Sau3A的切点是唯一的)。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题根据基因工程的有
64、关知识，回答下列问题：(1)经 BamH酶切后得到的目的基因可以与上述表达载 体 被 _ 酶 切 后 的 产 物 连 接，理 由 是_。(2)若某人利用图(B)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图 9-33-17 所示。这三种重组 子 中，不 能 在 宿 主 细 胞 中 表 达 目 的 基 因 产 物 的 有_，不能表达的原因是_。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题(3)DNA 连接酶是将两个 DNA 片段连接起来的酶，常见的有_和_，其中既 能 连 接 黏 性 末 端 又 能 连 接 平 末 端 的 是_。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题答案(1)S
65、au3A 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙 甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录(3)Ecoli DNA 连接酶 T4 DNA 连接酶 T4 DNA 连接酶 返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题解析 本题考查基因工程的操作工具及操作步骤等方面的知识。(1)由于限制酶 BamH与 Sau3A切割后的黏性末端相同，所以经 BamH酶切后得到的目的基因可以与表达载体被 Sau3A酶切后的产物连接。(2)基因表达载体的启动子和终止子应分别位于目的基因的首端和尾端，甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下
66、游，二者的目的基因均不能被转录。(3)常见的 DNA 连接酶有 Ecoli DNA 连接酶和 T4 DNA 连接酶，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是 T4 DNA 连接酶。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题6苏云金芽孢杆菌能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。如图是培育转毒素蛋白基因植物及转基因植物中两种生物大分子合成的部分过程示意图。请据图回答问题：3 种限制性核酸内切酶识别序列与酶切位点：返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题(1)将图中处的 DNA 用 Hind、BamH完全酶切后，反应管中有_种 DNA 片段。过程需要用到_酶。(2)
67、假设图中质粒原来 BamH的识别序列变为 Bcl的识别序列，现用 Bcl和 Hind切割质粒，再经过程能 否 获 得 所 需 重 组 质 粒？_，理 由 是_。(3)若上述假设成立，并成功形成重组质粒，则重组质粒可被限制酶_切割。(4)图中 链是_。不同组织细胞的相同DNA 进行过程时启用的起始点_(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，原因是_。返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题答案(1)4 DNA 连接(2)能 Bcl切割后露出的粘性末端与 BamH的相同(3)Hind(4)mRNA 不完全相同 不同组织细胞中基因选择性表达 返回目录 第33讲 基因工程 教师备用习题解析(1)
68、图中处的 DNA 含有两个 BamH的切割位点，含有一个 Hind的切割位点，所以用 Hind、BamH完全酶切处的 DNA 后，反应管中有 4 种 DNA 片段；过程是基因表达载体的构建，需要用 DNA 连接酶连接目的基因和质粒。(2)用 Bcl和 BamH切割后露出的粘性末端相同，所以使用 Bcl和 Hind切割质粒，再经过程可以获得所需重组质粒。(3)质粒和 DNA 都用 Hind酶切，所以重组质粒还能被 Hind切割开。而质粒用 Bcl切割、含目的基因的 DNA 被 BamH切割，形成重组质粒后此处的碱基序列发生改变，所以不能被 BamH或 Bcl切割。(4)图中 链是以 DNA 的一
69、条链为模板合成的 mRNA；不同组织细胞中的基因会进行选择性表达，因此不同组织细胞的相同 DNA 进行过程时启用的起始点不完全相同。第34讲 克隆技术 返回目录 基础知识梳理考点互动探究真题模拟自测教师备用习题返回目录 选考考点分布 章 知识内容 考试属性及要求 2015年 2016年 加试 9月测试 10月考 4月考 10月考 二、克隆 技术 5.植物的克隆 b 32(2)(3)32(二)(1)(2)32(二)(1)(2)(3)6.动物的克隆 a 一、植物的克隆1原理：植物细胞的全能性，即植物体的每个生活细胞都具有遗传上的_，因而都具有发育成_的潜能。从单个细胞分裂、分化和发育成植株胚状体,
70、同受精卵分裂、分化和发育成胚的过程 。2技术基础：植物组织培养一般程序：图 11-34-1第34讲 克隆技术 返回目录 基础知识梳理全能性 完整植株愈伤组织 植物激素配比相似植物生长调节剂返回目录 基础知识梳理3.细胞培养和器官培养通过平衡的植物激素配比可以调控器官发生和形态建成。处于适当的液体培养条件的单个植物细胞,经过培养基中成分的诱导,可经历从单细胞依次到 、和胚状体,最后再生出完整的植株。有的植物(如风信子)可以在愈伤组织的基础上直接发育出花器官。第34讲 克隆技术 细胞团球形胚心形胚项目 原生质体培养 植物细胞工程 操作 过程 联系 原生质体培养成功标志着植物细胞工程技术的进步。在此
71、基础上，形成了原生质体融合(体细胞杂交)和基因工程技术结合的研究领域 返回目录 基础知识梳理4原生质体培养与植物细胞工程第34讲 克隆技术 纤维素酶和果胶 原生质体细胞融合拓展:辨析原生质体与原生质层返回目录 基础知识梳理第34讲 克隆技术 拓展:辨析原生质体与原生质层(1)原生质体:细胞中有代谢活性的原生质部分,包括质膜、细胞质和细胞核。例如,去掉细胞壁的植物细胞等。(2)原生质层:包括质膜、液泡膜,以及两层膜之间的细胞质(细胞核、细胞液除外),原生质层具有选择透性。一般成熟的植物细胞才具有原生质层。返回目录 基础知识梳理5.植物克隆实践的事例(1)通 过 大 量 培 养 特 定 细 胞 系
72、，实 现 了 能 产 生 重 要_产物的细胞的大量克隆和产物的工业化生产；(2)通过花药(花粉)培养，进行_，在育种中产生了巨大效益；(3)细胞培养产生出遗传变异的新植株，为选择有益性状的新作物创造了条件；(4)在培养基中加入不同浓度的_或病原体的毒蛋白，诱发和筛选了抗盐或抗病突变体；(5)在培养基中加入不同浓度的_类似物，筛选出抗赖氨酸类似物突变体。第34讲 克隆技术 次生代谢 单倍体克隆 NaCl赖氨酸返回目录 基础知识梳理二、动物的克隆1技术基础：动物的细胞和组织培养第34讲 克隆技术 项目 动物细胞培养 动物组织培养 过程 将动物体内的一部分组织取出，经_消化或_消化，使其分散成_的细
73、胞；然后在人工控制的培养条件下，使这些细胞得以生存，并保持生长、分裂(繁殖)乃至_和有规律的衰老、死亡等生命活动现象 在体外及人工条件下维持生活状态或生长特性。动物组织培养过程中可伴随 ,长期的培养经常只能使单一类型的细胞保存下来,最终成了简单的细胞培养。广义的组织培养还包括器官培养,在此过程中保持器官的结构、功能及分化能力 联系 细胞培养中在某种程度上呈现一定的组织特性；组织培养中主要的生命活动成分以细胞为单位，长期的组织培养最终会成为简单的细胞培养。两者在一定程度上可看作是同义语，统称为组织培养(组培)机械胰蛋白酶单个接触抑制组织分化返回目录 基础知识梳理2.相关概念(1)原代培养和传代培
74、养第34讲 克隆技术 培养 类型 含义 两者的界定 原代 培养 从机体取出后立即进行的细胞、组织培养 严格地说，将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养瓶就是传代培养。有时为了方便，也将最初的若干次传代归入原代培养范围 传代 培养 将_细胞分成若干份，接种到若干份培养基中，使其继续生长、繁殖 原代培养(2)细胞系和细胞株返回目录 基础知识梳理第34讲 克隆技术 可传代异倍体具有特殊性质 同工酶类型首次二倍体返回目录 基础知识梳理3.克隆培养法(1)概念：把_从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。未经克隆化的细胞系具有_。(2)基本要求：必须保证分离出来的细胞是一个，即必须
75、肯定所建成的克隆来源于_。(3)提高细胞克隆形成率的措施：选择适宜的培养基;添加 (首选胎牛血清);以 支持生长(滋养细胞没有细胞周期,如经射线照射本身失去增殖能力的小鼠成纤维细胞);刺激(如胰岛素,可促进细胞摄取、贮存和利用葡萄糖);使用 培养箱;第34讲 克隆技术 一个细胞异质性血清滋养细胞CO2 单个细胞激素返回目录 基础知识梳理调节 (添加缓冲物质等)。4动物的细胞融合技术及其应用(1)概念：两个或多个细胞融合成一个细胞的现象。细胞融合可以在基因型相同或不同的细胞间进行，其中基因型不同的细胞间的融合就是_。(2)方法：物理方法(电刺激)，化学方法(聚乙二醇)，生物方法(_)。(3)应用
76、：杂交瘤技术制备单克隆抗体。第34讲 克隆技术 细胞杂交灭活的仙台病毒pH返回目录 基础知识梳理基本方法：用外界抗原刺激动物,使其产生免疫反应,使 产生抗体;利用仙台病毒或聚乙二醇等作介导,使经免疫的动物的脾细胞与可以无限传代的 融合;经过 、培养,获得来自单一细胞的既能产生特异抗体、又能无限增殖的杂交瘤细胞克隆。第34讲 克隆技术 筛选克隆骨髓瘤细胞B淋巴细胞返回目录 基础知识梳理第34讲 克隆技术 图11-342B淋巴细胞骨髓瘤细胞 杂交细胞 抗体检验 单克隆抗体 单克隆抗体返回目录 基础知识梳理5动物的克隆繁殖第34讲 克隆技术 动物细胞全能 性的表现程度 受精卵多能细胞单能细胞高度分化
77、的体细胞；低等动物细胞的全能性比较容易体现 动物难以克 隆的根本原因 在动物的个体发育中，细胞分化使得细胞发生了_，有的基因开放，有的基因关闭，细胞基因组中基因的活动很不完全，不能像受精卵那样发挥细胞全能性 核移植 利用一个细胞的_取代另一个细胞的细胞核，形成一个重建“合子”的过程 基因的差异表达 细胞核返回目录 基础知识梳理第34讲 克隆技术 动物的克 隆繁殖 原理 动物细胞核的全能性 过程 早期胚胎返回目录 基础知识梳理第34讲 克隆技术 动物的克 隆繁殖 成功 原因 重组卵细胞最初分裂时DNA复制,但转录并未开始;供体核DNA开始丢失那些阻止了核基因表达的调节蛋白;重组卵细胞开始第三次分
78、裂时,原调节蛋白全部被卵细胞质中的蛋白因子替换,核DNA重排,胚细胞开始表达自己的基因 应用和 前景 为遗传疾病治疗、优良品种培育提供途径;对物种优化、濒危动物保存和转基因动物扩群有重要意义;丰富人们物质生活,降低畜牧业成本,缩短育种年限,提高生产效率 返回目录 第34讲 克隆技术 考点互动探究考点一 对植物细胞全能性的理解 基础自测型【知能必备】1全能性表达的条件(1)离体、无菌；(2)适当的营养物质，如水、无机盐、蔗糖等；(3)植物生长调节剂，如生长素、细胞分裂素或激动素。2在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细胞分化为不同的组织、器官。返回目录
79、考点互动探究3植物细胞全能性的体现(1)植物细胞动物细胞；(2)分化程度低的细胞分化程度高的细胞；(3)受精卵配子体细胞；(4)不同种类植物或同种植物不同基因型个体间全能性表达程度大不相同。如小麦、玉米和水稻等作物的一些品种或品系的培养细胞所诱导的再生植株,在多次继代培养后,会丧失细胞全能性的表达能力。4培养物的胚胎发生和器官形成能力下降的可能原因(1)染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生等，且其结果不可逆；(2)细胞或组织中激素平衡被打破，或细胞对外源生长物质的敏感性发生改变；(3)随时间推移，由于其他各种原因产生了缺乏成胚性的细胞系。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究【题组训练】1
80、植物细胞表现出全能性的必要条件是()A给予适宜的营养和外界条件B导入其他植物细胞基因C将培养物放在摇床上进行悬浮培养D脱离母体并给予适宜的营养和外界条件第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究D 解析 植物细胞要表现出全能性就必须脱离母体，并给予适宜的营养和外界条件，包括无菌条件和植物生长调节剂等。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究2有关全能性的叙述,不正确的是()A.受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体,因此全能性最高B.生物体内细胞由于分化,全能性不能表达C.卵细胞与受精卵一样,细胞未分化,全能性很高D.植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性 第34讲 克隆技术 返回目
81、录 考点互动探究C 解析 受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高，故 A 项正确。生物体内细胞由于分化，全能性不能表达，必须在离体条件下才能表达全能性，故 B 项正确。卵细胞已发生分化，但是其全能性也较高，故 C 项错误。植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性，故 D 项正确。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究3.愈伤组织细胞继代次数过多会丧失细胞全能性的表达能力,下列原因错误的是()A.愈伤组织发生遗传变异B.愈伤组织不能分散成单细胞C.愈伤组织中激素平衡发生改变D.愈伤组织对外源激素敏感性发生改变 第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究B 解析 愈伤组织
82、细胞多次继代培养后失去细胞全能性表达能力的可能原因有愈伤组织发生了变异、愈伤组织中激素平衡被打破、愈伤组织对外源激素敏感性发生改变等。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究易错警示(1)植物细胞体现全能性的理论基础是每一个植物细胞都包含有该物种所特有的全套遗传信息。(2)种子是植物的幼体，包含胚根、胚轴和胚芽，而不是高度分化的体细胞，故由种子萌发形成植株是植物的生长现象，并未体现植物细胞的全能性。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究考点二 植物克隆的各种方法之间的关系 重点探究型【核心探究】1植物组织培养中脱分化和再分化的比较项目脱分化再分化 过程 离体器官、组织或细胞愈伤组织 愈伤
83、组织幼苗或胚状体 实质 细胞恢复分裂能力基因选择性表达形成体的特点 相对没有分化的排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团 形成芽和根的顶端分生组织，并再生出新植株 条件 离体、适宜的营养物质、适当的植物生长调节剂 离体、适宜的营养物质、适当配比的植物生长调节剂，需光第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究2植物组织培养、细胞培养、器官培养和原生质体培养的关系植物细胞培养、器官培养和原生质体培养统称为植物组织培养，最终都能得到完整植株，但由于培养目的不同，有时需对愈伤组织进行特殊处理。它们之间的关系如图 11343 所示：图 11-34-3第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究【典例精析】例 1
84、 多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果胶使细胞壁破损。成熟的番茄果实中,PG 合成显著增加,能使果实变红变软,但不利于保鲜。利用基因工程减少 PG 基因的表达,可延长果实保质期。科学家将 PG 基因反向接到 Ti 质粒上,导入番茄细胞中,得到转基因番茄,具体操作流程如图 11-34-4 所示。据图回答下列问题:图 11-34-4第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(1)形成的 PG 反义质粒叫作 ,它的构 建 过 程 是 基 因 工 程 的 核 心,需 要 用 到 的 工 具 酶有 。若已获取 PG 的 mRNA,可通过 获取 PG 基因。将重组质粒转移到大肠杆菌中的目的是 ,要 实 现 此
85、 目 的,还 可 以 用 法。(2)要 获 取 番 茄 的 原 生 质 体,通 常 要 用 到 酶。用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后,可用含有 的培养基进行筛选。将其置于质量分数为 25%的蔗糖溶液中,观察细胞 现象来鉴别细胞壁是否再生。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(3)由于导入的目的基因能转录出反义 RNA,且能与 互补结合,因此可抑制 PG 基因的正常表达。若观察到 ,则可确定转基因番茄培育成功。(4)将转入反向连接 PG 基因的番茄细胞培育成完整的植 株,需 要用 技 术;其 中,愈 伤 组 织经 形成完整植株。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(1)基因表达
86、载体 限制酶和 DNA 连接酶 反转录法 大量复制目的基因(或克隆目的基因)PCR(2)纤维素酶和果胶 卡那霉素 是否发生质壁分离(3)天然的 PG 基因转录的 mRNA 番茄果实的保质期延长(4)植物组织培养 再分化(或细胞增殖和分化)解析(1)在基因工程中，形成的 PG 反义质粒叫作基因表达载体，它的构建过程是基因工程的核心，需要用到的工具酶有限制酶和 DNA 连接酶。若已获取 PG 的 mRNA，可通过反转录法获取 PG 基因。大肠杆菌繁殖快，将重组质粒转移到大肠杆菌中，目的基因可以大量复制，要实现此目的，还可以用 PCR 技术。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(2)由于植物细
87、胞壁的成分主要为纤维素和果胶，因此要获取番茄的原生质体，通常要用到纤维素酶和果胶酶。由图可知，标记基因是卡那霉素抗性基因，因此用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含有卡那霉素的培养基进行筛选。植物细胞在质量分数为 25%的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象，这一现象可以用来鉴别细胞壁是否再生。(3)反义 RNA 和天然的 PG 基因转录的 mRNA 分子能互补结合形成双链的 RNA。由于核糖体不能翻译双链的 RNA，所以反义 RNA 与 mRNA 特异性互补结合，抑制了该 mRNA 的翻译；若转基因番茄的保质期比非转基因番茄长，则可确定转基因番茄培育成功。(4)将转入反向连接PG 基因的番茄
88、细胞培育成完整的植株，需要用植物组织培养技术；其中，愈伤组织经再分化形成完整植株。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究变式题科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄马铃薯杂种植株,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质,其培育过程如图 11-34-5 所示:图 11-34-5(1)植 物 体 细 胞 杂 交 依 据 的 生 物 学 原 理有 。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(2)人工诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法,其中物理法包括 等。在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可观察 到
89、种 不 同 的 原 生 质 体,当 观 察 到 时可判断该原生质体是由番茄原生质体和马铃薯原生质体融合而成的。(3)过程和过程依次为 ,过程 中 的 培 养 基 常 添 加 的 植 物 激 素是 。(4)若番茄细胞内有 m 条染色体,马铃薯细胞中含 n 条染色体,则“番茄马铃薯”细胞在有丝分裂后期含 条染色体。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性(2)离心、振动、电激 3 融合的原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光(3)脱分化、再分化 生长素和细胞分裂素(4)2(mn)解析(1)植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞，在一定条件下诱导融合成杂种细胞，
90、并把杂种细胞培育成杂种植株的技术，因此体现的生物学原理为细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。(2)人工诱导原生质体融合的物理法包括离心、振动、电激等。科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，因此在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究细胞膜表面发出不同荧光的原生质体有 3 种情况：发红色荧光的番茄原生质体及其融合的原生质体、发绿色荧光的马铃薯原生质体及其融合的原生质体、既有红色荧光又有绿色荧光的番茄原生质体和马铃薯原生质体融合而成的原生质体，所以当观察到融合的原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光时可判断该原生质体是由番茄原生质
91、体和马铃薯原生质体融合而成的。(3)植物组织培养过程中杂种细胞通过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织通过再分化形成植物体，所以过程和过程依次为脱分化、再分化。在植物组织培养过程中，其培养基常添加的植物激素是生长素和细胞分裂素。(4)杂种细胞的染色体数为融合前两种细胞染色体数之和，即(mn)条；细胞在有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，导致杂种细胞中的染色体数目加倍为 2(mn)条。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究拓展链接 调控植物器官发生和形态建成主要通过平衡的植物激素配比。大致情况如下表所示：生长素/细胞分裂素作用效果 比值高时促进生根 比值低时促进发芽 比值适中时促进愈伤组织形
92、成第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究考点三 植物组织培养和动物细胞培养的比较重点探究型【核心探究】项目植物组织培养动物细胞培养 理论基础植物细胞全能性细胞增殖 培养装置光照培养箱 CO2 培养箱(主要作用是维持培养液的 pH)取材 植物体的几乎所有组织(常用植物幼嫩部位或花药)动物胚胎，幼龄动物的胚胎或组织 材料处理消毒、无菌、离体 消毒、机械消化或胰酶消化 第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究第34讲 克隆技术 培养基 成分 水、无机盐、蔗糖、维生素、植物生长调节剂等 水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、动物血清、激素等 培养基 性质 固体或半固体 液体 培养 结果 完整植株或愈伤组织
93、 细胞系或细胞株 培养 过程 返回目录 考点互动探究第34讲 克隆技术 应用 实现快速繁殖；培育脱病毒植株；制备人工种子等 生产疫苗、干扰素、单抗等生物制品；监测有毒物质毒性；用于生理、病理、药理研究等 相同点 细胞都进行有丝分裂,都是无性繁殖,称为克隆;都需要无菌操作和无菌、无毒环境;都需要适宜的温度、pH等条件 返回目录 考点互动探究【典例精析】例 2 “迷你植物”是通过植物组织培养技术,在人工控制的无菌环境下,生长在玻璃或透明塑料容器等相对密封的空间内的一系列微型植物的总称,如图甲所示。图乙是“迷你植物”组织培养过程示意图,图丙是两种植物激素对愈伤组织分化的影响示意图。回答下列问题:(1
94、)培育“迷你植物”的原理是植物细胞具有 。为了使培育的“迷你植物”无病毒,选材时一般选取 ,原因是 。(2)为了保证“迷你植物”的正常生长,容器甲内装有的凝胶 状 透 明 培 养 基 中 需 要 含 有 植 物 生 长 所 需 要的 。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究图 11-34-6(3)在培育“迷你植物”时,为了有利于嫩枝组织细胞形成愈伤组织,常需要在配制好的培养基中添加 。嫩枝组织细胞接种后 25 天,若发现其边缘局部污染,可能的原因是 。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(4)在图乙中,若愈伤组织没有形成根,但分化出了芽,其原因可能是 ;若要获得更多的愈伤组织,培养基
95、中两种植物激素的含量应该是 。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(1)全能性 茎尖或根尖 茎尖或根尖病毒很少，甚至无病毒(2)各种无机盐和水分(3)植物激素 嫩枝消毒不彻底(4)培养基中生长素较少，细胞分裂素较多 细胞分裂素中等量，生长素少量第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究解析(1)培育“迷你植物”的过程利用了植物组织培养技术，其原理是植物细胞具有全能性。由于茎尖或根尖病毒很少，甚至无病毒，因此为了使培育的“迷你植物”无病毒，选材时一般选取茎尖或根尖。(2)为了保证“迷你植物”的正常生长，容器内装有的凝胶状透明培养基中需要含有植物生长所需要的各种无机盐和水分。(3)在培育“迷
96、你植物”时，为了有利于嫩枝组织细胞形成愈伤组织，常需要在配制好的培养基中添加植物激素。嫩枝组织细胞接种后 25天，若发现其边缘局部污染，可能的原因是嫩枝消毒不彻底。(4)在图乙中，若愈伤组织没有形成根，但分化出了芽，其原因可能是培养基中生长素较少，细胞分裂素较多；若要获得更多的愈伤组织，培养基中两种植物激素的含量应该是细胞分裂素中等量，生长素少量。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究变式题回答下列有关动物细胞培养的问题:(1)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面 时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的 。此时,瓶壁上形成的细胞层数是 。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需
97、要用酶处理,可用的酶是 。(2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现 的现象;但极少数细胞可以连续增殖,其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成 细胞,该种细胞的黏着性 ,细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量 。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(3)现用某种大分子染料对细胞进行染色时,观察到死细 胞 被 染 色,而 活 细 胞 不 被 染 色,原 因是。(4)检查某种有毒物质是否能改变细胞染色体的数目,最好选用分裂到 期的细胞用显微镜进行观察。(5)在细胞培养过程中,通常在 条件下保存细胞。因为在这种条件下,细胞中 的活性降低,细胞 的速率降低。(6)给患者移植经细胞培养形
98、成的皮肤组织后,发生了排斥现象,这是因为机体把移植的皮肤组织当作了 。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(1)相互接触 接触抑制 单层(或一层)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡 不死性 降低 减少(3)由于活细胞的膜具有选择透性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能被着色(或由于死细胞的膜丧失了选择透性，大分子染料能够进入死细胞内)(4)中(5)冷冻(或超低温、液氮)酶 新陈代谢(6)抗原解析(1)细胞的接触抑制：细胞表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖。由于接触抑制，动物细胞培养时，瓶壁上只能形成单层的细胞。可以用胰蛋白酶处理使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来。(2)随着细胞传代次数的增多，
99、绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡现象，第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成不死性细胞，该种细胞的细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)减少，细胞的黏着性降低。(3)由于活细胞的膜具有选择透性，大分子染料不能进入活细胞内，所以用某种大分子染料对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不能被染色。(4)有丝分裂中期，细胞中染色体形态固定、数目清晰，是观察染色体的最佳时期。所以检查某种有毒物质是否能改变细胞染色体的数目，最好选用分裂到中期的细胞用显微镜进行观察。(5)在细胞培养过程中，通常在冷冻(或超低温、液氮)条件下保存细胞。
100、因为在这种条件下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低。(6)器官移植后发生排斥反应是由于机体把移植的器官当作抗原进行攻击导致的。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究易错警示(1)动植物细胞培养需无菌、无毒环境:如果在培养基上有细菌等微生物存在,它们的繁殖更快,且会产生毒素,影响动植物细胞的培养。因此,在培养过程中要求一系列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作。(2)动物细胞培养不能体现细胞全能性。因为动物细胞培养只能获得动物细胞或动物组织,而不能获得动物个体。(3)胰蛋白酶的作用是消化动物组织中的胶原纤维和细胞外的其他成分,获得单细胞。植物获得单细胞的方法可以为液体悬浮培养。第34讲
101、克隆技术 返回目录 考点互动探究考点四 制备单克隆抗体中两次筛选的比较 重点探究型【核心探究】项目第一次筛选第二次筛选 筛选原因 诱导融合后得到多种杂交细胞，另外还有未融合的细胞 由于小鼠在生活中受到多种抗原的刺激，所以经选择性培养获得的杂交瘤细胞中有能产生其他抗体的细胞 筛选方法 用特定的选择培养基筛选。其中未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞(“BB”细胞、“瘤瘤”细胞)都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞(“B瘤”细胞)才能生长 用多孔培养皿培养，在每个孔中只有一个杂交瘤细胞的情况下开始克隆化培养和抗体检测，经多次筛选得到能产生特异性抗体的细胞群 筛选结果 得到杂交瘤细胞 得到能分泌特异性抗
102、体的杂交瘤细胞第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究【典例精析】例 3 某研究者用抗原(A)分别免疫 3 只同种小鼠(X、Y和 Z)，每只小鼠免疫 5 次，每次免疫一周后测定各小鼠血清抗体的效价(能检测出抗原抗体反应的血清最大稀释倍数)，结果如图 11-34-7 所示。图 11-34-7第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究若要制备杂交瘤细胞，需取免疫后小鼠的 B 淋巴细胞(染色体数目 40 条)，并将该细胞与体外培养的小鼠骨髓瘤细胞(染色体数目 60 条)按一定比例加入试管中，再加入聚乙二醇诱导细胞融合，经筛选培养及抗体检测，得到不断分泌抗 A 抗体的杂交瘤细胞。回答下列问题：(1)
103、制备融合所需的 B 淋巴细胞时，所用免疫小鼠的血清抗体效价需达到 16 000 以上，则小鼠最少需要经过_次免疫后才能有符合要求的。达到要求后的 X、Y、Z 这 3 只免疫小鼠中，最适合用于制备 B 淋巴细胞的是_小鼠，理由是_。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(2)细胞融合实验完成后，融合体系中除含有未融合的细胞和杂交瘤细胞外，可能还有_，体系中出现多种类型细胞的原因是_。(3)杂交瘤细胞中有_个细胞核，染色体数目最多是_条。(4)未融合的 B 淋巴细胞经多次传代培养后都不能存活，原因是_。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(1)四 Y Y 小鼠的血清抗体效价最高(2)B
104、淋巴细胞相互融合形成的细胞、骨髓瘤细胞相互融合形成的细胞 细胞融合是随机的，且融合率达不到100%(3)1 100(4)不能无限增殖解析(1)据图分析，第四次免疫后小鼠 Y 的血清抗体效价达到 16 000 以上。达到要求后的 X、Y、Z 这 3 只小鼠中，小鼠 Y 的 B 淋巴细胞产生抗体效价最高，最适合用于制备单克隆抗体。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(2)融合体系中除了未融合的细胞和杂交瘤细胞之外，还有骨髓瘤细胞和 B 淋巴细胞的自身融合产物，由于细胞融合是随机的，且融合率达不到 100%，故体系中会出现多种类型的细胞。(3)杂交瘤细胞形成后，由于核膜具有流动性，故小鼠的免疫
105、 B 淋巴细胞细胞核与其骨髓瘤细胞细胞核会融合形成一个杂交的细胞核，因此染色体数目最多是 100 条。(4)未融合的 B 淋巴细胞经多次传代培养后，仍然是不能无限增殖的细胞，同时 B 淋巴细胞不可能渡过原代培养和传代培养过程中的两次“危机”而达到细胞系水平。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究变式题图 11-34-8 是制备抗 X 抗体的过程,根据图解回答问题:图 11-34-8第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(1)给小鼠注射抗原的目的是 。(2)在单克隆抗体制备过程中之所以选用 B 淋巴细胞和骨髓 瘤 细 胞,是 因 为 它 们 融 合 后 的 杂 交 瘤 细 胞 具 有 的
106、特性。(3)由 图 中 可 看 出,单 克 隆 抗 体 制 备 运 用 了 和 等动物细胞工程技术手段。(4)动物细胞培养液通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维 生 素 等,与 植 物 细 胞 培 养 基 不 同 的 是,还 含有 。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(5)图中有两次筛选过程,其中步骤的目的是筛选出 ,步 骤 的 目 的 是 筛 选出 。(6)与传统从血清提取的抗体相比,单克隆抗体的优点是 。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(1)获得能产生相应抗体的 B 淋巴细胞(2)既能无限增殖，又能产生特定抗体(3)动物细胞融合 动物细胞培养(4)动物血清(5)杂交瘤细胞
107、能产生特定抗体的杂交瘤细胞(6)特异性强、灵敏度高第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究解析(1)给小鼠注射抗原的目的是获得能产生相应抗体的 B 淋巴细胞。(2)在单克隆抗体制备过程中之所以选用B 淋巴细胞和骨髓瘤细胞，是因为它们融合后的杂交瘤细胞具有既能无限增殖，又能产生特定抗体的特性，即具有 B淋巴细胞和骨髓瘤细胞两种细胞的特性。(3)由图中可看出，单克隆抗体制备运用了动物细胞融合和动物细胞培养等动物细胞工程技术手段。(4)动物细胞培养液的配方通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素等，与植物细胞培养基不同的是，还含有动物血清。(5)图中有两次筛选过程，其中步骤的目的是筛选出杂交瘤细胞，
108、步骤的目的是筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。(6)与传统从血清提取的抗体相比，单克隆抗体的优点是特异性强、灵敏度高。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究整合归纳血清抗体和单克隆抗体的比较 项目血清抗体单克隆抗体 产生 效应 B 细胞(浆细胞)杂交瘤细胞 特点 一般从血清中分离，产量低，纯合度低，特异性差 特异性强，灵敏度高，可大量制备第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究考点五 动物细胞克隆和动物克隆繁殖的比较重点探究型【核心探究】第34讲 克隆技术 项目 动物细胞克隆 动物克隆繁殖 原理 细胞增殖 细胞核全能性 过程 动物组织块 细胞悬浮液 原代培养 细胞悬浮液 传代培养 返回目
109、录 考点互动探究第34讲 克隆技术 项目 动物细胞克隆 动物克隆繁殖 技术 动物细胞培养技术 细胞核移植、胚胎移植等技术 结果 获得细胞群 获得动物个体 应用 制备单克隆抗体、细胞株等 动物的无性繁殖 返回目录 考点互动探究【典例精析】例 4 图 11-34-9 中甲、乙分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图,请据图回答下列问题:图 11-34-9 第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(1)图甲和图乙所示的过程中,都必须用到的动物细胞工程技术手段是 。(2)图甲中过程常在促融剂 诱导下完成,过 程 中 至 少 涉 及 两 次 筛 选:第 一 次 是 利 用 进行初步筛选,第二次是
110、利用 的方法筛选出既能大量增殖,又能产生单一性抗体的杂交瘤细胞。(3)单克隆抗体结合上抗癌药物能定向攻击癌细胞,这一应用可形象地称为 。(4)若不考虑环境因素影响,克隆羊的性状会完全像白面 绵 羊 吗?。原 因是 。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(5)图乙过程的技术具有多种用途,但是不能()A.有选择地繁殖某一性别的家畜B.繁殖家畜中的优良个体C.用于保存物种D.改变动物的核基因(6)在现有技术条件下,还不能将从动物体内分离出来的成熟的体细胞直接培养成一个新个体,而是必须将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体,你认为原因最可能是()A.卵细胞大,便于操作B.卵细胞含有
111、的营养物质多C.卵细胞的细胞质可使体细胞核全能性得到表达D.重组细胞才具有全能性第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(1)动物细胞培养(2)聚乙二醇(或 PEG)选择性培养基 抗体检测和克隆化培养(3)生物导弹(4)不会 卵细胞细胞质中的遗传物质也能控制某些性状(5)D(6)C第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究解析(1)图甲为单克隆抗体制备过程，图乙为克隆羊培育过程，二者都必须用到的动物细胞工程技术手段是动物细胞培养。(2)诱导动物细胞融合最常用的促融剂是聚乙二醇；过程中的两次筛选，第一次是利用选择性培养基进行初步筛选，第二次是利用抗体检测和克隆化培养的方法筛选。(3)单克隆抗体
112、能定向攻击癌细胞，主要是利用其特异性，这一应用可形象地称为生物导弹。(4)若不考虑环境因素影响，克隆羊的性状也不会全部像白面绵羊，因为卵细胞细胞质中的遗传物质也能控制某些性状。(5)通过动物体细胞核移植技术不能改变动物的核基因。(6)由于卵细胞的细胞质可使体细胞核全能性得到表达，所以选择卵细胞作为核移植的受体细胞。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究变式题科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子 IX医用蛋白，其技术路线如图 11-34-10 所示。图 11-34-10(1)由过程获得的 A 为_。(2)在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核
113、，目的是_，受体应选用_期卵母细胞。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(3)进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生_，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。(4)采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上 可 获 得 无 限 个 转 基 因 绵 羊，这 是 因 为_。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(1)含目的基因的表达载体(2)保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞 M(3)免疫排斥反应(4)整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养解析(1)基因工程的基本操作程序包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴
114、定。结合图中信息可知，过程是基因表达载体的构建过程，形成的 A 是含有目的基因的表达载体。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(2)在核移植过程中，卵母细胞要在体外培养到减数第二次分裂中期时去除细胞核及第一极体，去核的目的是保证重组细胞的核遗传物质完全来自于含目的基因的成纤维细胞。(3)胚胎移植需要有一定的生理学基础，大量的研究已经证明，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为外来胚胎在受体内的存活提供了可能。(4)理论上，成纤维细胞在体外培养具有无限增殖的潜能，利用含有目的基因的成纤维细胞进行细胞克隆，再通过核移植技术获得重组细胞并进行早期胚胎培养获得重组胚胎，然后进行胚
115、胎移植获得转基因绵羊，即采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆可以获得无限个转基因绵羊。第34讲 克隆技术 返回目录 第34讲 克隆技术 真题模拟自测1【加试题】2016浙江 10 月选考 回答下列小题:某小组欲进行烟草原生质体分离与培养的研究。请回答:(1)原生质体的分离:在无菌条件下,取烟草无菌苗的叶片,放入含有 0.5 mol/L 甘露醇(维持较高渗透压)的 混合液处理,经过离心纯化后获得原生质体。(2)原生质体的培养:将原生质体进行培养,重新长出细胞壁,形成胚性细胞。此时,应该 培养基中甘露醇的浓度,以利于胚性细胞继续培养形成细胞团,然后经两条途径形成再生植株。途径一:细胞团经球形胚、
116、和胚状体,最后发育成植株。途径二:细胞团增殖为愈伤组织,然后在发芽培养基上诱导出芽,切割芽经过生根后形成完整植株。返回目录 真题模拟自测上 述 发 芽 培 养 基 中 含 量 相 对 较 高 的 激 素是 ,胚性细胞的主要特点是 (A.液泡小、细胞核小 B.液泡大、细胞核大 C.液泡大、细胞核小 D.液泡小、细胞核大)。(3)为了对烟草的某些性状进行改良,分离得到两种烟草的原生质体后,通过 方法将它们的遗传物质组合在一起,经培养获得具有新性状的再生植株。提取再生植株的 DNA,采用 扩增相关基因,来鉴定遗传物质是否成功重组。第34讲 克隆技术 返回目录 考点互动探究(1)纤维素酶和果胶酶(2)
117、降低 心形胚 细胞分裂素 D(3)原生质体融合 PCR第34讲 克隆技术 返回目录 真题模拟自测解析(1)获得原生质体需要去除植物细胞壁，所以应在含有 0.5 mol/L 甘露醇的溶液中用纤维素酶和果胶酶混合液去除植物的细胞壁，获得球形的原生质体。(2)甘露醇不利于胚性细胞继续培养形成细胞团，所以需降低培养基中甘露醇浓度。细胞团变为个体的途径有两种：途径一是细胞团经过再分化得到球形胚、心形胚和胚状体，胚状体类似于胚，可以发育成完整个体；途径二是细胞团先脱分化为愈伤组织，愈伤组织再在细胞分裂素含量较高的发芽培养基上诱导生芽，接着生根，最后得到完整个体。胚性细胞新陈代谢旺盛，所以具有液泡小、细胞核
118、大的特点。(3)根据细胞膜具有流动性的特点，可通过细胞融合将分离得到的两种烟草的原生质体的遗传物质组合在一起，再培养得到具有新性状的再生植株。扩增 DNA 可用 PCR技术。第34讲 克隆技术 返回目录 真题模拟自测2.图11-34-12表示将人成纤维细胞与小鼠细胞进行融合,获得部分杂种细胞的过程(注:杂种细胞中人类的染色体会随机丢失,各种杂种细胞保留人类染色体的种类和数量是不同的)。所给表格表示几种杂种细胞中基因的存在与人体染色体间的关系。请回答下列问题:图 11-34-12第34讲 克隆技术 返回目录 真题模拟自测(1)图 中 诱 导 动 物 细 胞 融 合 常 用 的 诱 导 因 素 有
119、 (至少写出两种),再用特定的 培养基进行筛选,得到杂种细胞。几种杂种细胞中基因的存在与人体染色体间的关系注:“+”表示有,“-”表示无。第34讲 克隆技术 杂种细胞系 A B C D E 人体基因 a+-+-b-+-+-c+-+-人体染色体 1号-+-+-2号+-+-3号-+返回目录 真题模拟自测(2)培养杂种细胞时,根据细胞所需营养物质的种类和数量严格配制培养基,此外还需在培养基中加入 。培养过程需在含 CO2的混合气体的培养箱中进行,CO2的主要作用是 。(3)假如每种杂种细胞只保留了人的 1 条染色体,从染色体组成的角度考虑,杂种细胞最多可能有 种。(4)据表格信息推测,2 号染色体上
120、有 基因,可进一步证明萨顿的假说即基因在染色体上是正确的。第34讲 克隆技术 返回目录 真题模拟自测(1)PEG、灭活的病毒、电激 选择(2)动物血清 维持培养液的 pH(3)24(4)a、c第34讲 克隆技术 返回目录 真题模拟自测解析(1)诱导动物细胞融合的方法有物理法(电激、振动、离心)、化学法(聚乙二醇)和生物法(灭活的病毒)。诱导动物细胞融合后，还需要用特定的选择培养基进行筛选，得到杂种细胞。(2)动物细胞培养时，培养基中需要加入糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等营养物质，还需加入血清、血浆等天然物质。培养过程需在含CO2 的混合气体的培养箱中进行，CO2 的主要作用是维持培
121、养液的 pH。(3)人体细胞含有 23 对染色体，共有 24 种染色体(22 种常染色体X 染色体Y 染色体)，所以当每种杂种细胞只保留了人的 1 条染色体时，从染色体组成的角度考虑，杂种细胞最多可能有 24 种。(4)由题表可知，杂种细胞系 A 只含有人的 2 号染色体，但含有 a、c 基因，而不含 2 号染色体的杂种细胞系则不含 a、c 基因，可见 a、c 基因位于 2 号染色体上。第34讲 克隆技术 返回目录 第34讲 克隆技术 教师备用习题1.下面是关于植物克隆的问题。请回答：(1)为培育能高效吸收和富集重金属镉的转基因植物，将野外采得的某植物幼叶消毒后，用酶混合液处理，获得了原生质体
122、。酶 混 合 液 中 含 有 适 宜 浓 度 的 甘 露 醇，其 作 用 是_。(2)将目的基因导入原生质体，经培养形成愈伤组织，再通过 _ 得 到 分 散 的 胚 性 细 胞，发 育 成_，生长发育后获得转基因植株。返回目录 教师备用习题答案(1)维持渗透压(2)液体悬浮培养 胚状体 第34讲 克隆技术 返回目录 教师备用习题解析 在获得原生质体的实验中，酶混合液中需含有一定浓度的甘露醇，这是为了维持渗透压，防止植物细胞及其原生质体吸水过多或失水过多。第34讲 克隆技术 返回目录 第34讲 克隆技术 教师备用习题2人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体
123、为 RNA 病毒，该病毒表面的 A 蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程之一如图所示，请回答：返回目录 教师备用习题(1)为获取大量的 A 基因，可通过_技术扩增。(2)过程构建含 A 基因的重组 DNA 分子时，常用_作为载体，利用 DNA 连接酶将具有_末端的 2 个 DNA 分子片段连接起来。(3)过程采用的实验技术是_，获得的 X 是_，通过_对这些细胞进行筛选，最终对检验呈阳性的细胞进行克隆培养。(4)下列有关克隆小鼠骨髓瘤细胞的叙述，错误的是()A用激素处理可提高骨髓瘤细胞克隆形成率B应用克隆培养法形成的细胞群体可称为细胞株C二倍体细胞通常为有限细胞系，克隆起来比较容易D利用
124、骨髓瘤细胞进行核移植，可用去核的未受精卵细胞作为受体细胞第34讲 克隆技术 返回目录 教师备用习题答案(1)PCR(2)质粒 碱基互补(3)细胞融合 杂交瘤细胞 抗体检验(4)C 第34讲 克隆技术 返回目录 教师备用习题解析(1)可通过 PCR 技术大量扩增目的基因。(2)质粒是最常用的载体，DNA 连接酶可连接具有碱基互补末端的 2 个 DNA片段。(3)过程是细胞融合，可获得杂交瘤细胞，通过抗体检验对这些细胞进行筛选。(4)用激素处理可以提高细胞克隆的形成率，A 项正确。克隆小鼠骨髓瘤细胞培养形成的是具有特殊性质的细胞系，可称为细胞株，B 项正确。二倍体细胞通常为有限细胞系，克隆较不容易
125、，C 项错误。进行骨髓瘤细胞核移植，常用去核的未受精卵细胞作为受体细胞，D 项正确。第34讲 克隆技术 返回目录 第34讲 克隆技术 教师备用习题3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，如下图，其中表示过程，英文字母表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：返回目录 教师备用习题(1)实现过程的技术是_。如果将已除去细胞壁的植物细胞放入等渗溶液中，细胞是何形状？_。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是_，其中过程相当于_过程，涉及的分裂方式为_。若利用此技术生产治疗癌症的抗癌药物紫杉醇，培养将进行到_(填图中字
126、母)。(3)若番茄细胞含 m 条染色体，马铃薯细胞含 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。第34讲 克隆技术 返回目录 教师备用习题答案(1)原生质体融合 圆球形(圆形或球形)(2)植物细胞的全能性 脱分化 有丝分裂 e(3)mn 单 第34讲 克隆技术 返回目录 教师备用习题解析(1)分析图示可知，过程为人工诱导原生质体融合。如果将已除去细胞壁的植物细胞放入等渗溶液中，由于失去了细胞壁的支持和保护作用，细胞将呈现圆球形(圆形或球形)。(2)将杂种细胞培育成杂种植株采用的是植物组织
127、培养技术，植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。过程相当于脱分化，过程为再分化，涉及的细胞分裂方式为有丝分裂。若利用此技术生产治疗癌症的抗癌药物紫杉醇，则培养到愈伤组织即可，即图中的 e。(3)若番茄细胞含 m 条染色体，马铃薯细胞含 n 条染色体，则“番茄马铃薯”细胞内染色体数为两细胞染色体数之和，即 mn；杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于单倍体植株。第34讲 克隆技术 返回目录 第34讲 克隆技术 教师备用习题1.下图甲是培养小鼠胚胎成纤维细胞(MEF细胞)的示意图，图乙是在用 MEF 细胞制成的饲养层上培养胚胎干细胞(ES 细胞)的示意图。返回目录 教师备用习题(1)如图甲所示
128、，制备细胞悬液时，常用_酶来消化剪碎的组织块。配制培养液时，通常需要在合成培养基的基础上添加_等天然成分。当 MEF 细胞分裂生长到细胞 表 面 相 互 接 触 时 就 停 止 分 裂，这 种 现 象 称 为 细 胞 的_。(2)ES 细胞是由_中分离出来的一类细胞，ES 细胞在功能上具有发育的_。(3)MEF 细胞能够分泌某些蛋白质，其从合成到分泌至细胞外的过程是核糖体_囊泡_囊泡，再通过_方式分泌到细胞外。在培养液中单独培养 ES细胞时，ES 细胞容易发生分化，结合图乙可推知 MEF 细胞的作用是_。(4)在治疗性克隆过程中，细胞核取自患者的细胞，这是为了避免向患者移入组织细胞后其体内发生
129、_反应。第34讲 克隆技术 返回目录 教师备用习题答案(1)胰蛋白 血清、血浆 接触抑制(2)早期胚胎(或原始性腺)全能性(3)内质网 高尔基体 胞吐 抑制 ES 细胞分化(4)免疫排斥 第34讲 克隆技术 返回目录 教师备用习题解析(1)制备细胞悬液时，常用胰蛋白酶来消化剪碎的组织块。配制培养液时，通常需添加血清、血浆等天然成分。当MEF 细胞分裂生长到细胞表面相互接触时就停止分裂，这种现象称为细胞的接触抑制。(2)ES 细胞是由早期胚胎中分离出来的一类细胞，具有发育的全能性。(3)分泌蛋白的合成运输过程为核糖体内质网囊泡高尔基体囊泡细胞膜，分泌蛋白为大分子物质，通过胞吐过程分泌到细胞外。据
130、图推出，MEF细胞的作用是抑制 ES 细胞分化。(4)细胞核取自患者的细胞，这是为了避免向患者移入组织细胞后其体内发生免疫排斥反应。第34讲 克隆技术 返回目录 第34讲 克隆技术 教师备用习题5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
131、称为_。返回目录 教师备用习题(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：第34讲 克隆技术 返回目录 教师备用习题ABA 的浓度梯度设置和添加方式：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 天取一次样，将样品(PLBs)称重(g
132、/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。第34讲 克隆技术 返回目录 教师备用习题答案(1)该处细胞分化程度低，容易诱导形成 PLBs 细胞的脱分化(2)生长起始较快 快速生长时间较长 PLBs 产量较高(3)灭菌、冷却 75PLBs 重量和生物碱含量乘积的平均值最大 第34讲 克隆技术 返回目录 教师备用习题解析(1)选用新生营养芽为外植体的原因是该处细胞分裂旺盛、分化程度低、容易诱导形成 PLBs；由于
133、 PLBs 类似愈伤组织，诱导外植体形成 PLBs 的过程称为脱分化。(2)据图可知，与黑暗条件下相比，PLBs 在光照条件下的重量较高，其生长的优势体现在光照下生长起始较快、快速生长时间较长、PLBs 产量较高。(3)由于 ABA 受热易分解，所以各种液体培养基灭菌并冷却后才能按比例加入一定浓度的无菌 ABA 母液。分析题意可知，4 个 ABA 处理组，1 个空白对照组，共 5 组，50 天每 10 天取一次样，初始(第 0 天)数据已知，需要取样 5 次，3次重复，即 55375。故实验过程中还需测定的样品数为 75。PLBs(类似愈伤组织)重量与生物碱含量呈正相关，故当某 3个样品(重复
134、样)的生物碱平均含量最大时，即 PLBs 重量和生物碱含量乘积的平均值最大时，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。第34讲 克隆技术 第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 基础知识梳理考点互动探究真题模拟自测教师备用习题返回目录 选考考点分布 章 知识内容 考试属性及要求 2015年 2016年 加试 9月测试 10月考 4月考 10月考 三、胚胎 工程 7.从受精卵谈起 a 26背景 8.胚胎工程 a 四、生态 工程 9生态工程的主要类型 a 10生态工程在农业中的应用 a 11活动：庭院生态系统的经济效益分析 a 第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 基础知
135、识梳理一、从受精卵谈起1动物的胚胎发育是指受精卵发育成_的过程。2受精作用：成熟的精卵融合成为_的过程，包括精卵识别、精子附着于卵膜、_等几个过程。同种动物精子、卵细胞表面有_，是同种动物精卵能结合的原因之一。3胚胎发育过程发育过程特点 受精卵动物个体发育的起点 卵裂球(1)受精卵卵裂产生的细胞团，称卵裂球 (2)随卵裂球细胞数目增加，细胞体积逐渐_ (3)卵裂球含 28 个细胞时，每个细胞都具有_幼体受精卵 精卵质膜融合 特异性相互识别蛋白变小全能性返回目录 基础知识梳理第35讲 胚胎工程与生态工程 桑椹胚 (1)卵裂球数目达到32个左右,胚胎形成致密的细胞团,形似桑椹,称桑椹胚 (2)哺乳
136、动物的胚胎发育早期是在输卵管中进行的,一般 期进入子宫,着床 囊胚(1)卵裂球细胞继续分裂形成的中空细胞团，称囊胚或胚泡(2)囊胚外表为一层扁平细胞，称_，将来发育形成胚胎的附属结构或胚外结构 (3)囊胚内细胞团的细胞为_，将来发育成完整胚胎，是未分化的细胞，具_，能分化出成体动物的所有组织和器官 原肠胚 (1)囊胚进一步发育，形成具_三个胚层的胚胎 (2)原肠胚的三个胚层逐渐分化形成各种器官原基 幼体 动物胚胎发育的终点 桑椹胚滋养层胚胎干细胞 发育全能性 内、中、外囊胚期返回目录 基础知识梳理二、胚胎工程1胚胎工程含义：通常指各种胚胎操作技术研究对象：主要限定于高等脊椎动物，特别是 研究重
137、点：体外受精、胚胎体外培养、胚胎分割、胚胎干细胞培养等第35讲 胚胎工程与生态工程 哺乳动物 胚胎移植返回目录 基础知识梳理2体外受精和胚胎体外培养第35讲 胚胎工程与生态工程 体外受精 胚胎体外培养 含 义 采集雌性动物的卵细胞和雄性动物的精子，使其在试管中受精 通过人工创造的环境，对获取的早期胚胎进行体外培养 过 程 或 注 意 事 项 (1)将成熟的精子放入培养液中培养，使精子达到_状态 (2)采集成熟的卵细胞。方法是卵巢经_处理，吸取卵泡液，取出卵母细胞，人工培养促其成熟 (3)获能精子和成熟卵细胞在体外合适环境下共同培养一段时间，便可受精 (1)培养不同发育时期的胚胎，需要配制一系列
138、含_成分的培养液 (2)胚胎培养比组织培养和细胞培养要_得多 获能 超数排卵 不同 困难返回目录 基础知识梳理第35讲 胚胎工程与生态工程 体外受精 胚胎体外培养 过 程 或 注 意 事 项(4)受精后形成的受精卵需经早期发育培养,才能完成植入和着床,通常移植的适宜时期是发育到 的胚胎(5)分娩产仔得到“试管动物”(3)目前，只能对少数物种不同阶段的胚胎进行培养，尚无从受精卵到新生儿的全体外胚胎培养技术 8细胞以上返回目录 基础知识梳理3.胚胎移植和胚胎分割第35讲 胚胎工程与生态工程 胚胎移植 胚胎分割 含 义 将优良母畜经激素处理，使其超数排卵后受精，然后将发育的早期胚胎分别移植到_的代孕
139、母子宫内，通过代孕母妊娠产仔的技术 借助显微操作技术将早期胚胎切割成_，再移植到代孕母子宫中发育，产生同卵多仔后代的技术 同期发情 几等份 返回目录 基础知识梳理第35讲 胚胎工程与生态工程 基 本 过 程 (1)供体发情排卵并经_后，从其生殖器官中(输卵管和子宫角)取出早期胚胎 (2)将其分别移植到同时发情排卵但未经配种的受体的相应部位 (3)供体胚胎在受体子宫着床，生长发育，最后产下供体后代 (1)分割胚胎。早期胚胎在显微镜下用切割针或切割刀分割，或者用_等方式将卵裂球中的细胞分散开 (2)移植胚胎。分割的胚胎或细胞直接移植给受体，或在体外培养到_阶段再移植 (3)着床发育产仔 意 义 胚
140、胎工程中获得后代的唯一方法 可成倍增加胚胎数量，实现良种畜的快速繁殖 配种 酶处理 囊胚返回目录 基础知识梳理4.胚胎干细胞(1)胚胎干细胞(ES 细胞)是囊胚的 细胞,是一种未分化的细胞,具有 和二倍体核型。(2)胚胎干细胞的培养来源:。培养:一般用 作为饲养层培养胚胎干细胞,这样可以在促进干细胞生长的同时抑制干细胞的 。获取:把 放到有 的培养液中培养,直到内细胞团突出饲养层外,用 或机械剥离内细胞团再把它用酶消化成单个细胞,置于新鲜培养液中培养。第35讲 胚胎工程与生态工程 内细胞团胚胎成纤维细胞分化酶消化发育全能性囊胚内细胞团胚胎饲养层返回目录 基础知识梳理图 11-35-1应用:a.
141、胚胎干细胞核移植:将 移植到 中,经过胚激活、胚胎培养、胚胎移植后直接由受体完成克隆动物的技术。b.获得基因敲除动物,用于器官移植。c.培育用于移植的细胞、组织或器官。d.改良并创造动物新品种,结合基因工程培育和生产有价值的动物。第35讲 胚胎工程与生态工程 胚胎干细胞核去核卵细胞返回目录 基础知识梳理三、生态工程1生态工程的主要类型第35讲 胚胎工程与生态工程 产生背景 人口爆炸、_、资源枯竭、空气污染、生态环境被破坏，人类面临着生存和发展的挑战 原理 整体、协调、_、再生 研究对象 _复合生态系统 应用领域(1)物质循环利用的生态工程(2)_的生态工程 (3)山区小流域综合治理与开发的生态
142、工程(4)清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程(5)其他领域 粮食短缺 循环 社会经济自然节水和废水处理与应用传统农业生产技术 、间种、轮种 农业生态工程(以 原理为依据,有效促进物质循环、能量流动、的畅通,人与环境和谐相处,经济、生态环境和社会效益的同步发展,是保证农业可持续发展的一种生产方式)庭院 生态 工程 属于小型农业生态工程。一个庭院是一个人工生态系统,有生产者、消费者和分解者,存在能量流动和 ,进行 的多级利用 农业 生态 工程 (1)农业主要包括 和畜牧业。种养结合是按照生态和 规律,以社会需求量、资源状况和经济效益为基础,进行综合优化,获得最佳经济效益、生态效益和社会效益 (
143、2)主要技术:技术 洁净可再生的 开发技术 种植业和畜牧业合理优化技术 高效可行的套种、间种、轮种制度;立体养殖技术;生物防治技术等 返回目录 基础知识梳理2.生态工程在农业中的应用第35讲 胚胎工程与生态工程 套种生态学信息流动种植业经济物质的良性循环物质循环物质和能量新能源返回目录 基础知识梳理3.庭院生态系统的经济效益分析(1)结构图 11-35-2(2)效益分析:庭院生态系统是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式,主要从以下几方面实现效益:使用清洁、高效的沼气能源;人、畜粪便的无害化处理,改善农村卫生条件;沼液、沼渣的合理利用,提高土壤肥力;减少农药、肥料用量,有利于环境保护。第35
144、讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 考点互动探究考点一 对胚胎发育过程的理解 基础自测型【知能必备】图 11-35-3返回目录 考点互动探究【题组训练】1我国基因工程药物的研制和生产发展迅猛。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品,大致过程如图 11-35-4 所示:图 11-35-4 第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(1)哺乳动物的体外受精主要包括a 、b 和受精等几个主要步骤。若要充分发挥优良母畜的繁殖潜能,可给供体注射 ,使其排出更多的卵子。(2)在 过 程c中 需 要 用 到 的 工
145、具 酶有 。要使人的药用蛋白基因在奶牛乳腺细胞中特异性表达,完整的基因表达载体要包括目的基因、标记基因等部分。(3)d 过程常用的方法是 ,e 过程的名称为 。(4)若要一次获得多只遗传物质完全相同的转基因牛,应采用 技术,通常选择 的桑椹胚或囊胚。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(5)早期胚胎发育的几个阶段:受精卵 期桑椹胚囊胚 。(6)下列关于高等哺乳动物受精与胚胎发育的叙述,正确的是()A.绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性B.卵裂球细胞的体积随分裂次数增加而不断增大C.囊胚的滋养层细胞具有发育全能性D.原肠胚发育分化形成内、外两个胚层第35讲 胚胎工程与生态工程
146、返回目录 考点互动探究(1)精子的获取 卵母细胞的采集 促性腺激素(2)限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA 连接酶 启动子、终止子(3)显微注射法 胚胎移植(4)胚胎分割 发育良好、形态正常(5)卵裂 原肠胚(6)A解析(1)哺乳动物的体外受精主要包括a精子的获取、b卵母细胞的采集和受精等几个主要步骤。为使性成熟的雌牛一次排出更多的卵子，可对其注射促性腺激素使其超数排卵。(2)过程 c 为构建基因表达载体，需要用到的工具酶有限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA 连接酶。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究完整的基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等部分。(3)d 过
147、程表示将构建的基因表达载体导入受体细胞(受精卵)，常用的方法是显微注射法。e 过程为胚胎移植。(4)若要一次获得多只遗传物质完全相同的转基因牛，应采用胚胎分割技术。胚胎分割时通常选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。(5)早期胚胎发育的几个阶段：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚。(6)同种动物精卵细胞表面有用于相互识别的特异性蛋白，所以能进行特异性识别。卵裂球尚未着床，不能从母体获得营养物质，所以细胞的体积会随分裂次数增加而不断减小。囊胚外表有一层扁平细胞，称为滋养层，将来发育成胎盘等附属结构，囊胚内部的内细胞团细胞具有发育全能性。原肠胚发育分化形成内、中、外三个胚层。第35讲 胚胎工程与生态工程
148、 返回目录 考点互动探究2下列关于蛙胚胎发育过程的叙述，正确的是()A通过细胞分裂不断增加细胞数量，并在一定时期发生细胞分化B胚胎发育过程中细胞不断分裂，但不发生凋亡C随着细胞分裂次数的增加，蛙胚的有机物总量不断增加D发育过程中蛙胚从环境中获得的氧气和营养物质逐渐增加第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究A 解析 蛙受精卵经过细胞分裂形成早期胚胎，在早期胚胎发育过程中从囊胚期就开始出现分化，A 项正确。胚胎发育过程中细胞不断分裂，但是到一定时期部分细胞就不再分裂而分化为有特定形态、结构及功能的细胞，行使功能一段时间后就会衰老和凋亡，B 项错误。在胚胎发育的早期，有机物在不断分解为
149、细胞分裂供能，所以有机物总量减少，C 项错误。蛙胚胎发育过程中始终由卵黄提供营养，D 项错误。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究易错警示(1)受精卵及 28 细胞卵裂球都具细胞全能性，囊胚内细胞团细胞是胚胎干细胞，具发育全能性，原肠胚细胞已发生分化，其细胞核具全能性。(2)卵裂为受精卵发生有丝分裂的过程，卵裂过程中细胞体积逐渐变小，但核内遗传物质不发生改变。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究考点二 胚胎工程中几种操作技术的比较 重点探究型【核心探究】第35讲 胚胎工程与生态工程 技术 操作流程 繁殖方式 共同点 体外受精和胚 胎体外培养 有性 生殖 (1)都
150、是为了获得动物个体 返回目录 考点互动探究第35讲 胚胎工程与生态工程 技术 操作流程 繁殖方式 共同点 胚胎 移植 有性生殖 (2)都需利用胚胎移植技术 胚胎 分割 无性生殖 返回目录 考点互动探究【典例精析】例 1 多不饱和脂肪酸需要从膳食中摄取,而不能被人体直接合成。科学家通过转基因手段将-6 脂肪酸脱氢酶基因(FAT1)整合到肉牛基因组中,以期提高肉牛体内的多不饱和脂肪酸含量,促进人类健康。请回答下列问题:(1)将-6 脂肪酸脱氢酶基因导入肉牛细胞中常用的方法是 ,在用 PCR 技术扩增目的基因时,需要的条件主要有扩增缓冲液、模板 DNA、4 种原料、特定引物和 。(2)体外受精获得受
151、精卵时,将优良公牛的精子收集后放 在 一 定 浓 度 的 培 养 液 中 进 行 培 养,其 目 的是 。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(3)下列有关胚胎移植的叙述,错误的是()A.应选择健康和具有正常繁殖能力的个体作为受体B.只有供、受体生理状态相同,移入受体的胚胎才能被接受C.胚胎收集中冲卵指的是从母体输卵管中冲取卵子D.受体牛对植入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应(4)胚 胎 移 植 前 可 选 择 发 育 良 好、形 态 正 常 的 (填胚胎发育时期)进行 ,以实现同卵多胎。(5)该转基因牛还可以用核移植的方法繁殖,用核移植的方法得到的动物称为 。用于核移植
152、的供体细胞一般都选择 10 代以内的细胞,目的是保持细胞正常的 。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究第35讲 胚胎工程与生态工程(1)显微注射法 Taq 酶(或热稳定 DNA 聚合酶)(2)诱导精子获能(3)C(4)桑椹胚或囊胚(二者答一即可)胚胎分割(或分割)(5)克隆动物 二倍体核型返回目录 考点互动探究解析(1)将基因表达载体导入动物细胞一般用显微注射法；PCR 技术需要 Taq 酶。(2)从雄性动物体内获取的精子没有受精能力，需要进行获能处理。(3)胚胎收集中冲卵是指从子宫中冲取早期胚胎。(4)胚胎分割一般选用囊胚或桑椹胚。(5)用核移植方法得到的动物称为克隆动物；动
153、物细胞培养中 10 代以内的细胞能保持正常的二倍体核型。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究变式题 1某课题组为解决本地种奶牛产奶量低的问题，引进了含高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。(1)拟进行如下杂交：A(具高产奶基因的纯种)B(具适宜本地生长基因的纯种)C选择 B 作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常_。若 C 中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并未提高，说明高产奶是_性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是_，后代中出现这种母牛的概率是_(假设两对基因分别位于不同对常染色体上)。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(
154、2)用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。图 11-35-5精子要具有受精能力，需对其进行_处理；卵子的成熟在过程_中完成。在过程的培养基中含有葡萄糖，其作用是_。为筛选出具有优良性状的母牛，过程前应鉴定胚胎的_。子代母牛的优良性状与过程_的基因重组有关。(3)为了提高已有胚胎的利用率，可采用_技术。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(1)生长发育或胚胎发育 隐性 AC 1/8(2)获能或增强活力 供能 性别、高产奶和适应生长的基因(3)胚胎分割解析(1)胚胎能在母体内正常生长发育是动物杂交育种选择母本的原因之一；纯种高产奶量奶牛的后代未表现出高产奶性状，说明高产奶是
155、隐性性状(假设由基因 a控制)，适宜本地生长的纯种奶牛的后代表现为适宜本地生长，说明适宜本地生长是显性性状(假设由基因 B 控制)；A(高产奶纯种)C(非高产奶杂种)，其后代雌性中有1/2 具有高产奶性状；A(aabb)B(AABB)C(AaBb)，A(aabbXY)C(AaBbXX)1/8aaBbXX。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(2)胚胎工程中精子要具有受精能力，需对其进行获能处理；卵子的成熟在受精过程(即图示)中完成。在胚胎培养过程中培养基中的葡萄糖的作用是供能。为筛选出具有优良性状(即高产奶、适宜本地生长)的母牛，在胚胎移植前须鉴定胚胎的性别、高产奶和适应生长的
156、基因。基因重组发生在减数第一次分裂过程中。(3)采用胚胎分割技术可提高已有胚胎的利用率。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究变式题 2图 11-35-6 为纯种荷斯坦小奶牛的繁殖过程,请据图回答下列问题:图 11-35-6第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(1)克隆动物培育过程与图示繁殖过程相比,特有的技术手段是 。两种动物繁殖的方式相比,实质性的区别为前者是 ,后者是 。(2)一般用 激素对供体母牛进行超数排卵处理。(3)受精卵体外培养所需的培养液成分一般比较复杂,除一些无机盐和有机盐类外,还需要添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸以及 等物质。(4)为了提高胚
157、胎的利用率,可以采用 技术处理早期胚胎,如果选择囊胚阶段的早期胚胎,在分割时需要注意将 。(5)如 果 培 育 转 基 因 荷 斯 坦 奶 牛,可 采 用 技术将药用蛋白基因导入 中,在检测受体细胞中的染色体 DNA 上是否插入了目的基因时,常采用的方法是 技术,根据是否显示出杂交带进行鉴定。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(1)核移植 无性生殖 有性生殖(2)促性腺(3)动物血清(4)胚胎分割 内细胞团均等分割(5)显微注射 受精卵 DNA 分子杂交第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究解析(1)克隆动物采用的是核移植技术，为无性生殖；而题图所示的繁殖过程具
158、有精卵结合形成受精卵的过程，应为有性生殖。(2)一般用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理。(3)早期胚胎的培养过程中，培养液中需加入动物血清。(4)应该选用发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚进行胚胎分割。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，要注意将内细胞团均等分割。(5)将目的基因导入动物细胞常用的方法是显微注射技术，受体细胞通常是受精卵，DNA 分子杂交技术可用于检测目的基因是否插入受体细胞的染色体 DNA 上。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究易错警示(1)成熟的精子并不代表具有受精能力，必须在获能后才具备受精能力。从卵巢中取出的卵母细胞还未成熟，应在体外人工模拟环境中进行培养
159、，才能达到成熟状态。(2)对囊胚阶段的胚胎进行分割时，必须将内细胞团均等分割，否则含内细胞团少的部分的发育会受阻，甚至不能发育。(3)早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液成分基本相同，除含有无机盐、营养成分和激素等外，还需要加入动物血清，两者都是液体培养基。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究考点三 试管动物与克隆动物的比较 重点探究型【核心探究】试管动物克隆动物 技术要求 体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植 核移植、胚胎体外培养、胚胎移植 过程 第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究生殖方式有性生殖无性生殖 遗传物质来自两个亲本大部分来自核供体 意义 充分发挥雌性优
160、良个体的繁殖潜能，缩短供体的繁殖周期 加速家畜遗传改良进程，挽救濒危物种等 实例试管牛、试管山羊克隆羊第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究【典例精析】例 2 2016金丽衢十二校联考 人的血清白蛋白在临床上需求量很大,通常从人血中提取。如果应用一定的生物工程技术,将人的血清白蛋白基因转入奶牛细胞中,利用奶牛的乳腺细胞生产血清白蛋白就成为可能。大致步骤如下:.将人体血清白蛋白基因导入雌性奶牛胚胎细胞,形成重组细胞甲;.取出重组细胞甲的细胞核,注入去核奶牛卵细胞中形成重组细胞乙;.电脉冲刺激重组细胞乙促使其分裂发育形成早期胚胎;.将早期胚胎移植到母牛的子宫内,最终发育成转基因小牛。
161、第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究请回答下列问题:(1)步 骤 中,获 取 的 目 的 基 因,在 体 外 可 通 过 技术大量扩增,在导入雌性奶牛胚胎细胞前,需构建重组DNA,该过程需要的工具酶是 。(2)步骤利用的技术是 。(3)运用细胞培养技术可以从哺乳动物的早期胚胎中获得胚胎干细胞(ES 细胞),培养如下:早期胚胎内细胞团胚胎干细胞。在培养过程中,必须用 酶处理内细胞团,使之分散成单个细胞,用于构建饲养层的细胞一般是 ,为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的 。(4)下列有关现代生物技术的操作中,会发生肽键数改变的是()第35讲 胚胎工程与生态工程
162、返回目录 考点互动探究A.从基因文库中获得血清白蛋白基因B.限制酶切割质粒C.酶分割早期胚胎D.将胚胎移植到母牛的子宫内(5)关于胚胎发育及胚胎工程的叙述,错误的是()A.原肠胚时期的细胞尚未分化,所有细胞都有发育的全能性B.胚胎移植中用以“借腹怀胎”的受体母畜是健康的普通品种C.卵 裂 球 细 胞 的 细 胞 核 中,染 色 体 数 进 行 着2N4N2N 的有规律的周期性变化D.胚胎移植中供体母畜是经济价值较高、遗传性状优良的品种第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(1)PCR 限制性核酸内切酶、DNA 连接酶(2)核移植(3)胰蛋白 胚胎成纤维细胞 抗生素(4)C(5)A
163、解析(1)PCR(聚合酶链式反应)通过进行“解旋退火延伸”的多个循环，可以有选择地大量扩增需要的DNA 片段。基因工程的工具酶：限制性核酸内切酶、DNA连接酶，可以用于切割质粒和目的基因，以及拼接 DNA片段构建重组质粒。(2)通过核移植技术可取出重组细胞甲的细胞核，注入去核奶牛卵细胞中，形成重组细胞乙。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究解析(3)在培养胚胎干细胞的过程中，除了要用胰蛋白酶处理，还需要在培养皿底部制备一层胚胎成纤维细胞作为饲养层，其可以分泌一些能抑制细胞分化的物质。为了防止细胞培养过程中细菌的污染，可向培养液中加入适量的抗生素。(4)用胰蛋白酶分割早期胚胎，实
164、质上是消化细胞间的胶原纤维蛋白，破坏该蛋白内部的肽键。题中所给其他过程不涉及肽键数的改变。(5)从囊胚期开始，细胞已经出现了分化，分为内细胞团细胞和滋养层细胞。发展到原肠胚，细胞继续发生分化，出现了外胚层、中胚层、内胚层，并逐渐分化形成各种器官原基。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究变式题 1长期以来,优良种畜的繁殖速度始终是限制畜牧养殖业发展的瓶颈,近年来发展起来的细胞工程和胚胎工程技术为优良种畜的快速繁殖带来了无限生机,请据图完成下列问题:甲第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究 乙 丙图 11-35-7(1)在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术
165、有 。(2)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞,称为 ES 或 EK 细胞。这类细胞的形态特征有 。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(3)试管牛 E 的性别为 ,克隆羊的性状和 面绵羊最接近。(4)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射 ;冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的 冲洗出来。(5)图乙中从 A 到 E 中,适宜于牛的胚胎移植的有 (填字母);图中标号 3 为 ,它将来可发育为胎膜和胚盘。(6)动物的早期胚胎移植到同种且 与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫作胚胎移植。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(1)动物细胞
166、培养(早期胚胎培养)、胚胎移植(2)体积小、细胞核大、核仁明显(3)雌性或雄性(不能确定)白(4)促性腺激素(早期)胚胎(5)D、E 滋养层细胞(滋养层)(6)生理状态第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究解析(1)试管牛是通过体外受精和胚胎移植培育而成的，克隆羊是通过核移植和胚胎移植培育而成的，在试管牛和克隆羊的培育过程中都必须用到的生物技术有动物细胞培养(早期胚胎培养)、胚胎移植等。(2)胚胎干细胞(ES 或 EK 细胞)的特点是细胞体积小、细胞核大、核仁明显。(3)因为克隆羊的细胞核来自白面绵羊，生物的性状主要是由细胞核基因控制，所以克隆羊的性状和白面绵羊最接近。(4)冲卵
167、实质上是用特定装置，将供体母牛子宫内的早期胚胎冲洗出来。(5)从 A 到 E 分别是受精卵、二细胞胚胎、四细胞胚胎、桑椹胚和囊胚，适宜于牛的胚胎移植的有桑椹胚和囊胚。图中标号 3 为滋养层细胞，将来可发育为胎膜和胚盘。(6)动物的早期胚胎移植到同种且生理状态与供体相同的动物体内，使之继续发育为新个体的技术叫作胚胎移植。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究变式题 2对于如何保护和繁殖大熊猫,科研人员设想了如下繁殖过程:图 11-35-8请回答：(1)“克隆熊猫”培育技术为胚胎干细胞核移植，培育成功的部分原因是卵细胞质具有调控_发育的作用。图中 A 过程是_，为了抑制细胞分化，要在
168、培养皿底部制备一层细胞(如胚胎成纤维细胞)，称为_。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(2)图中激素处理可使供体_，从而可培育更多的早期胚胎。代孕受体在胚胎移植前需要经过_处理，以便使胚胎成功植入或着床。(3)下列对象中，不适合进行胚胎移植的是()A受精卵B8 细胞胚C桑椹胚D早期囊胚(4)为了繁殖更多后代，可以通过_技术，产生同卵多仔。下列关于该技术的叙述中，错误的是_。A增加胚胎数量，快速繁殖B同卵多仔的表现型一定相同C该技术涉及显微操作技术D可以采用相关酶处理卵裂球第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(1)细胞核(胚胎干)细胞培养 饲养层(2)超数排卵
169、同期发情(3)A(4)胚胎分割 B解析(1)卵细胞质具有调控细胞核发育的作用是克隆成功的重要原因。图中 A 过程为胚胎干细胞培养，为了抑制其分化，需制备饲养层。(2)对雌性供体使用激素处理的目的是促使其超数排卵，以获得更多胚胎。受体需进行同期发情处理，以便使胚胎成功着床。(3)受精卵不能直接进行胚胎移植。(4)胚胎分割可实现同卵多仔，可增加胚胎数量，实现快速繁殖，该过程需使用显微操作技术，可用相关酶处理卵裂球获得单细胞，A、C、D 项正确，生物的表现型是基因型和环境共同作用的结果，所以同卵多仔的表现型不一定相同，B 项错误。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究拓展链接(1)胚胎
170、移植过程中两次使用激素，第一次是用促性腺激素促使供体超数排卵，第二次是用孕激素对受体进行同期发情处理。(2)移植的胚胎来源及生殖方式核移植早期胚胎 属于无性生殖体内受精早期胚胎 属于有性生殖胚胎分割早期胚胎 属于无性生殖 第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究考点四 生态工程的主要类型和主要技术的比较基础自测型【知能必备】1生态工程的主要类型及其在农业中的应用生态工程的类型主要内容在农业中的应用 物质循环利用的生态工程 对生活垃圾进行减量化、无害化、资源化处理 将生活垃圾中的有机物、人畜的粪便等转化为优质生态复合肥，农作物秸秆的“过腹还田”、发展养殖业等第35讲 胚胎工程与生态工
171、程 返回目录 考点互动探究第35讲 胚胎工程与生态工程 生态工程的类型 主要内容 在农业中的应用 节水和废水处理与应用的生态工程 对工业废水、生活污水等实施减量、回收、再生、再循环 在干旱和半干旱地区开展雨水和地表水收集，实施节水灌溉技术 山区小流域综合治理与开发的生态工程 小流域治理和利用 将治坡、治沟、修梯田与发展草业、牧业、林业结合起来 清洁及可再生能源系统组合利用的生态工程 提供能效高、对环境影响小、可持续发展的能源 对农作物秸秆、生活垃圾等进行发酵处理，利用沼气作为清洁及可再生能源；开发利用太阳能、风能等 返回目录 考点互动探究第35讲 胚胎工程与生态工程 物质的良 性循环技术 洁净
172、可再生的新 能源开发技术 种植业和畜牧 业合理优化技术 意义 实现了物质良性循环和多途径利用 废物资源化，提高能量转化效率，减少环境污染 优化种植业、畜牧业产业结构，求得最大化的经济效益和生态效益 实例 桑基鱼塘 利用太阳能、生物能、风能等 退耕还林、退耕还草 2.农业生态工程主要技术的比较返回目录 考点互动探究【题组训练】1(1)某农业生态工程基地按照生态和 规律,对种植业和养殖业进行了优化设计。通过套种、间种和 等技术的应用,使种植的农作物为该生态系统组成成分中的 提供更多的食物。在农业生产中尽量不施用农药,其目的是 。A.减少水土流失 B.减少土壤肥力C.减少环境污染 D.减少生物多样性
173、(2)下列不属于生态农业生产方式的是()A.病虫害的生物防治B.作物轮作、套种C.使用化肥提高作物产量D.秸秆等农业废弃物的资源化利用第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究(1)经济 轮种 消费者 C(2)C解析(1)生态工程基地是按照生态和经济的规律进行设计的。通过套种、间种和轮种等技术的应用，使农作物为生态系统中的消费者提供更多的食物。在农业生产中尽量不施用农药的目的是为了减少环境污染。(2)使用化肥提高作物产量不属于生态农业的生产方式。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究2(多选)图 11-35-9 为某生态系统各成分的组成和相互关系的示意图,下列关于该生态
174、系统的分析中,错误的是()图 11-35-9第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究A.建立该生态系统的目的是实现物质的循环利用,提高经济效益B.若在果树间种植绿肥类杂草,能导致该系统中生物多样性增加,可有效控制果园中某些害虫的数量从而减少对果树的危害C.饲养鸡、鸭能提高生态系统中物质的利用效率,增加产量,但由于食物链延长,生态系统中能量传递效率会降低D.建沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶,目的是尽可能减少分解者获得的能量,从而使能量流向对人有益的部分第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 考点互动探究第35讲 胚胎工程与生态工程 CD 解析 建立该生态系统的目的是实现物质的循环利用
175、，能量多级利用，提高经济效益，故 A 项正确。果树间种植绿肥类杂草，提高生物多样性，生态系统抵抗力稳定性增强，能控制害虫的数量，故 B 项正确。食物链延长，使得能量散失更多，但能量传递效率不变，故 C 项错误。建沼气池处理垃圾、粪便和植物枝叶，目的是实现废弃物的再利用，该过程必须依赖分解者实现，故 D 项错误。返回目录 考点互动探究易错警示(1)套种、间种和轮种三种耕作方式中间种和套种的最大区别在于是否同时播种，若是同时播种，间行种植，则是间种，若是不同时播种，且不同时收获，则为套种。(2)农业生态工程能有效促进物质循环、能量流动和信息传递，提高了能量利用率，但不能提高营养级之间的能量传递效率
176、。第35讲 胚胎工程与生态工程 返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 真题模拟自测12016杭州二模(1)为了获得乳汁中含有复合单克隆抗体的转基因母羊,则目的基因的受体细胞是()A.受精卵B.乳腺细胞C.效应 B 细胞 D.骨髓瘤细胞(2)在进行细胞培养时,常使用 处理取自转基因母羊的组织,使其分散成单个细胞。为了提高细胞克隆形成率,使用 的主要作用是维持培养液的pH。在克隆繁殖的过程中,选取卵母细胞的主要原因是其细胞质具有 的功能。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 真题模拟自测(3)羊胚胎干细胞可由囊胚的 细胞分离培养获得。胚胎干细胞具有 ,能分化出成体动物的所有组织和器官。(4)将
177、转入单克隆抗体基因的胚胎干细胞核移植到去核的卵细胞中,经过胚激活、胚胎培养、,最终由代孕母羊产下小羊。(5)下列不适合进行胚胎移植的是()A.8 细胞胚B.16 细胞胚C.早期囊胚D.原肠胚返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 真题模拟自测(1)A (2)胰蛋白酶 CO2 培养箱 调控细胞核发育(3)内细胞团 发育全能性(4)胚胎移植(5)D 返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 真题模拟自测解析(1)在转基因动物的培育过程中，目的基因的受体细胞是受精卵。(2)细胞培养时常使用胰蛋白酶处理动物体组织，使其分散成单个细胞。为了提高细胞克隆形成率，会使用 CO2 培养箱维持培养液的 pH。在体
178、细胞核移植的过程中，体细胞细胞质中的调节蛋白最初抑制了核基因的表达，在重组卵细胞开始第三次分裂时，这些蛋白便全部被卵细胞细胞质中的蛋白因子替换了，卵细胞的细胞质具有调控细胞核发育的作用。(3)囊胚内细胞团的细胞为胚胎干细胞，具有发育全能性，在适当的条件下，胚胎干细胞可被诱导分化为多种细胞、组织，具有重要的生产和临床医学价值。(4)胚胎移植是胚胎工程中获得后代的唯一方法，任何体外培养技术若要得到下一代，就必须借助胚胎移植技术。(5)原肠胚时期已经无法进行胚胎移植。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 真题模拟自测2.2016全国卷 图 11-35-10 表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物
179、(二倍体)的流程。图 11-35-10回答下列问题:(1)图中 A 表示正常细胞核,染色体数为 2n,则其性染色体的组成可为 。过程表示去除细胞核,该过程一般要 在 卵 母 细 胞 培 养 至 适 当 时 期 再 进 行,去 核 时 常 采 用 的方法。代表的过程是 。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 真题模拟自测(2)经过多次传代后,供体细胞中 的稳定性会降低。因此,选材时必须关注传代次数。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同,从遗传物质的角度分析其原因是 。(4)与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样,其他克隆动物的成功获得也证明了 。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 真
180、题模拟自测(1)XX 或 XY 显微操作 胚胎移植(2)遗传物质(3)卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性 返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 真题模拟自测解析(1)二倍体哺乳动物的性别决定方式为 XY 型，A的性别未知，其性染色体组成可能为 XX，也可能为 XY。核移植时，要通过显微操作去除卵母细胞中的核。早期胚胎可通过胚胎移植移入受体子宫中。(2)一般来说，细胞传代培养至 1050 代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能会发生变化。目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为 10 代以内，以保持细胞正常的
181、二倍体核型。(3)克隆动物的遗传物质主要来自于供体核，但卵母细胞的线粒体中也含有一部分遗传物质。(4)克隆动物的成功获得证明动物已分化体细胞的细胞核具有全能性。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 真题模拟自测3池塘养殖普遍存在由于饵料、鱼类排泄物、换水不及时等引起的水体污染现象，研究者设计了一种循环水池塘养殖系统(如图 11-35-11 所示)。请回答下列问题：图 11-35-11(1)与自然池塘相比，人工养殖池塘生态系统恢复力稳定性_。人工养殖池塘水体的 N、P 含量容易升高，会引起水体的富营养化；藻类等浮游生物大量繁殖、加之死亡后被微生物分解，引起水体的溶氧量下降，造成鱼类等死亡，进一
182、步破坏了生态系统稳态，这种调节方式称为_。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 真题模拟自测(2)与传统养殖池塘相比，该养殖系统增加的生态工程设施有_。可以通过在这些设施内栽植水生植物、放养滤食动物等措施，起到对水体的_，有效减少水体中的 N、P 等含量。(3)该养殖系统设计为前一池塘上层水流入后一池塘底部，实现水层交换，其目的有_、_。(4)该 养 殖 系 统 中 串 联 的 池 塘 不 宜 过 多，因 为_。(5)保持池塘水体中适当的 N、P 含量是必要的，该养殖系统可以通过_、_进行调控。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 真题模拟自测(1)高 正反馈(2)生态塘和潜流湿地 净化作
183、用(3)增加水中的溶氧量 提高饵料的利用率(4)后面池塘水体中的 N 和 P 含量(浓度)越来越高(5)补水和排水 水泵控制水的流量(循环频次)返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 真题模拟自测解析(1)生态系统的营养结构越复杂，其抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越低，人工养殖池塘营养结构简单，恢复力稳定性高，抵抗力稳定性低。本题中因水体富营养化导致藻类大量繁殖，其死亡后使水体溶氧量下降，造成鱼类的死亡，这是正反馈调节。(2)由图可知，该养殖系统比传统养殖池塘增加了生态塘和潜流湿地，这些设施内的水生植物、滤食动物可以净化水体、吸收水体中的矿质元素。(3)前一池塘的上层水含有较多的氧气，上层水中
184、的浮游植物及剩余的饵料到下一个池塘的底部后又可以被利用，提高了饵料的利用率。(4)因存在富集作用，后面池塘中的 N 和 P 含量会越来越高。(5)由于是人工养殖系统，因此可以通过自主调节来控制 N、P 含量。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题1.随着我国“全面二胎”政策的实施，一些高龄夫妇借助试管婴儿技术实现了自己的愿望，结合所学知识回答下列问题。(1)哺 乳 动 物 的 体 外 受 精 主 要 包 括_、_和受精等几个主要步骤。(2)受精后形成的受精卵要移入_培养液中继续培养一段时间再移植到母体内，早期胚胎发育到_阶段的某一时刻，会冲破_，称之为“孵化”。返回目录 第35讲
185、 胚胎工程与生态工程 教师备用习题(3)为了及时检测受孕情况，科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体，制出了早孕试纸。要获得该抗体，需要先将_注射到小鼠体内，培养一段时间之后，将从小鼠脾脏中提取出的效应 B 细胞和小鼠的_细胞融合，通过_筛选，从而获得阳性克隆的杂交瘤细胞，并最终获得人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题解析(1)卵母细胞的采集和培养 精子的采集和获能(2)发育 囊胚 透明带(3)人绒毛膜促性腺激素 骨髓瘤 两次 返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题解析(1)哺乳动物的体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采
186、集和获能和受精等几个主要步骤。(2)受精后形成的受精卵要移入发育培养液中继续培养一段时间再移植到母体内，早期胚胎发育到囊胚阶段的某一时刻，会冲破透明带，称之为“孵化”。(3)为了及时检测受孕情况，科学家利用人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体，制出了早孕试纸。要获得该抗体，需要先将人绒毛膜促性腺激素注射到小鼠体内，培养一段时间之后，将从小鼠脾脏中提取出的效应 B 细胞和小鼠的骨髓瘤细胞融合，通过两次筛选，从而获得阳性克隆的杂交瘤细胞，并最终获得人绒毛膜促性腺激素的单克隆抗体。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题2下图表示畜牧业生产上培育某种优良种牛的两种方法，请分析回答下列有关问题：
187、(1)方法和方法培育优良种牛的本质区别是方法涉及的 生 殖 方 式 为 _，方 法 涉 及 的 生 殖 方 式 为_。(2)过程应用的技术是_。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题(3)过程常用_激素处理，目的是使 B 牛_，从 B 牛 体 内 获 得 的 卵 母 细 胞 需 要 培 养 到_(时期)才能与精子受精。(4)A 牛的精子在体外完成受精，通常采用的获能方法有培养法与_法。卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到_。防止多精入卵的生理反应有_和_。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题答案(1)有性生殖 无性生殖(2)核移植(3)促性腺 超数排
188、卵 减数第二次分裂中期(或 M中期)(4)化学诱导 两个极体 透明带反应 卵细胞膜反应 返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题解析(1)方法表示试管牛的培养过程，采用了体外受精技术，属于有性生殖，方法表示克隆牛的培育过程，采用了核移植技术，属于无性生殖。(2)过程应用的技术是核移植。(3)过程常用促性腺激素处理，目的是使 B 牛超数排卵；从 B牛体内获得的卵母细胞需要培养到减数第二次分裂中期(M中期)才能与精子结合。(4)精子体外获能的方法有培养法与化学诱导法；卵子受精的标志是在卵细胞膜和透明带的间隙能够观察到两个极体；防止多精入卵的生理反应有透明带反应和卵细胞膜反应。返回目录
189、第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题3一对表现正常的夫妇，其家族中都有遗传性囊性纤维化病(常染色体隐性遗传病)患者。医生对他们进行了遗传咨询后，决定运用试管婴儿的方法实现他们的优生愿望。请回答：(1)医生首先为女性注射_，刺激卵泡成长，实 现 控 制 性 超 数 排 卵，然 后 在 局 部 麻 醉 下 从 卵 巢 中 吸 取_，并在显微镜下将其移到含特殊培养液的培养皿中，置于 37 培养箱中培养。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题(2)从男性体内采集的精子需经过_处理，其方法通常采用_和_。处理后的精子与卵子放在含有_的同一培养皿中完成_。(3)将 受 精 卵 移 入
190、发 育 培 养 液 中 继 续 培 养，检 查_，分别对多个胚胎的细胞进行基因检测，选择出无致病基因的胚胎植入母亲_内，避免患病孩子的出生。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题答案(1)促性腺激素 卵母细胞(2)获能 培养法 化学诱导法 受精培养液(或获能液)体外受精(3)受精状况和发育能力 子宫 返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题解析 试管婴儿技术是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精，并通过培养发育为早期胚胎，再经胚胎移植后产生后代的技术。(1)医生首先为女性注射促性腺激素，从而促进其超数排卵；然后从卵巢中吸取卵母细胞，并在显微镜下将其移到含特
191、殊培养液的培养皿中，置于 37 培养箱中培养。(2)从男性体内采集精子并进行获能处理，使精子获能的方法有培养法和化学诱导法；处理后的精子与卵子放在含有受精培养液(或获能液)的同一培养皿中完成体外受精。(3)将受精卵移入发育培养液中继续培养，检查受精状况和发育能力。为避免患病孩子的出生，分别对多个胚胎的细胞进行基因检测，选择出无致病基因的胚胎植入母亲子宫内。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题4科学家通过诱导黑鼠体细胞去分化获得诱导性多能干细胞(iPS)，继而利用 iPS 培育出与黑鼠遗传特性相同的克隆鼠。流程如下：返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题(1)从黑鼠
192、体内获得体细胞后，对其进行的初次培养称为_，培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止分裂，这种现象称为_。(2)图中 2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得，该过程称为_；也可从灰鼠体内取出卵子，通过_后进行早期胚胎培养获得。(3)图中重组囊胚通过_技术移入白鼠子宫内继续发育，暂不移入的胚胎可使用_方法保存。(4)小鼠胚胎干细胞(ES 细胞)可由囊胚的_分离培养获得。iPS 与 ES 细胞同样具有发育全能性，有望在对人类 iPS进行定向_后用于疾病的细胞治疗。返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题答案(1)原代培养 接触抑制(2)冲卵(或冲胚)体外受精(或核移植)(3)胚胎移植 冷冻(或低温)(4)内细胞团 诱导分化 返回目录 第35讲 胚胎工程与生态工程 教师备用习题解析 本题主要考查动物细胞培养、胚胎移植等知识。(1)将动物组织处理成单个细胞，在培养液中进行的初次培养是原代培养，接触抑制指贴壁生长的细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖的现象。(2)将早期胚胎从母体输卵管或子宫中冲洗出来的方法叫冲卵。(3)暂不进行胚胎移植的胚胎可放入196 的液氮中冷冻保存。(4)胚胎干细胞(ES 或 EK细胞)是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞；iPS 与ES 细胞一样，可通过诱导定向分化来修补某些功能异常的细胞从而治疗疾病。