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◆專題七 現(xiàn)代生物科技專題,考情縱覽,考情縱覽,知識串聯(lián)導(dǎo)思,重點提煉透析,知識串聯(lián)導(dǎo)思,重點提煉透析,考點一 基因工程及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性問題,典例引領(lǐng),回答下列有關(guān)基因工程的問題: (1)構(gòu)建基因表達載體時,用不同類型的限制酶切割DNA后,可能產(chǎn)生黏性末端,也可能產(chǎn)生 末端。若要在限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后使其直接進行連接,則應(yīng)選擇能使二者產(chǎn)生 (填“相同”或“不同”)黏性末端的限制酶。 【解題思路】 (1)限制酶能識別特定的DNA序列,并在特定位點上切割DNA,形成黏性末端或平末端;欲使質(zhì)粒與目的基因連接,只有切割的末端相同才可,因此一般用同一種限制酶切割,以便獲得相同黏性末端。 答案: (1)平 相同,(2)利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時,構(gòu)建的表達載體含有人胰島素基因及其啟動子等,其中啟動子的作用是 。在用表達載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時,常用 處理大腸桿菌,以利于表達載體進入;為了檢測胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,可用標(biāo)記的胰島素基因片段作探針與mRNA雜交,該雜交技術(shù)稱為 。為了檢測胰島素基因轉(zhuǎn)錄的mRNA是否翻譯成 ,常用抗原—抗體雜交技術(shù)。 (3)如果要將某目的基因通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入植物細胞,先要將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的 中,然后用該農(nóng)桿菌感染植物細胞,通過DNA重組將目的基因插入植物細胞的 上。,【解題思路】 (2)啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合位點,驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄過程。將目的基因?qū)氪竽c桿菌時,常用Ca2+處理;檢測目的基因時,常用分子雜交技術(shù)檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄;或采用抗原—抗體雜交技術(shù)鑒定相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛毎麜r,首先將目的基因?qū)朕r(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA中,再用農(nóng)桿菌侵染植物細胞,通過DNA重組將目的基因插入植物細胞的染色體DNA上。,答案: (2)RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點,并驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需要的蛋白質(zhì) Ca2+ 分子雜交技術(shù) 人胰島素 (3)T-DNA 染色體的DNA,(4)近幾年轉(zhuǎn)基因生物進入我們的生活。下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的敘述中,錯誤的是( ) A.我國已經(jīng)對轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品強制實施了產(chǎn)品標(biāo)識制度 B.國際上大多數(shù)國家都在轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)簽上警示性注明可能的危害 C.開展風(fēng)險評估、預(yù)警跟蹤和風(fēng)險管理是保障轉(zhuǎn)基因生物安全的前提 D.目前對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論主要集中在食物安全、生物安全和環(huán)境安全上,【解題思路】 (4)我國農(nóng)業(yè)部頒布了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)識管理辦法》,要求對轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品及其加工品加貼標(biāo)注,但國際上并非大多數(shù)國家都這樣,A項正確,B項錯誤;目前對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論主要集中在轉(zhuǎn)基因食物安全、生物安全和環(huán)境安全上,但這些通過風(fēng)險評估、預(yù)警跟蹤和風(fēng)險管理等可以解決,C、D正確。,答案:(4)B,歸納拓展,1.區(qū)分一個至多個限制酶切點與每種酶一個切點 (1)一個至多個限制酶切點:作為運載體必須具有1個至多個限制酶切點,以便與外源基因連接。 (2)每種酶一個切點:每種酶的切點最好只有一個。因為某種限制酶只能識別單一切點,若載體上有一個至多個的該酶切點,則切割后可能會丟失某些片段。 2.從“基因表達”層面理解基因表達載體的必需元件 (1)表達載體的組成:目的基因+啟動子+終止子+標(biāo)記基因+復(fù)制原點。 (2)啟動子和終止子:啟動子是RNA聚合酶結(jié)合位點,啟動轉(zhuǎn)錄;終止子是終止轉(zhuǎn)錄的位點。插入的目的基因只是結(jié)構(gòu)基因部分,其表達需要調(diào)控序列,因而用作載體的質(zhì)粒的插入部位前需要有啟動子,后需要有終止子。,3.目的基因的檢測與鑒定方法的比較,4.基因工程與蛋白質(zhì)工程的比較,易錯提醒 (1)誤認為只能用同一種限制酶切割質(zhì)粒和含有目的基因的片段。其實可以用不同限制酶切割,只要二者切割后產(chǎn)生相同黏性末端即可。 (2)誤將目的基因?qū)胧荏w細胞當(dāng)作基因工程成功的標(biāo)志。基因工程是否成功表現(xiàn)在目的基因是否成功表達。 (3)誤認為啟動子就是起始密碼子,終止子就是終止密碼子。啟動子和終止子位于DNA分子上,其作用和轉(zhuǎn)錄有關(guān),起始密碼子和終止密碼子位于RNA上,其作用與翻譯有關(guān)。,熱點考向,考向一,以圖為載體,考查基因工程的工具與操作程序,1.(2014重慶理綜)如圖為利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關(guān)敘述,正確的是( ) A.②的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與 B.③侵染植物細胞后,重組Ti質(zhì)粒整合到④的染色體上 C.④的染色體上若含抗蟲基因,則⑤就表現(xiàn)出抗蟲性狀 D.⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異,解析:構(gòu)建重組質(zhì)粒需要用到限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶,不需要DNA聚合酶,A項錯誤;含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌侵染植物細胞后,重組Ti質(zhì)粒的T-DNA整合到受體細胞的染色體上,而不是重組Ti質(zhì)粒整合到受體細胞的染色體上,B項錯誤;導(dǎo)入受體細胞的目的基因表達后,轉(zhuǎn)基因植株方能表現(xiàn)出相應(yīng)性狀,若目的基因在受體細胞中不表達,轉(zhuǎn)基因植株不能表現(xiàn)出相應(yīng)性狀,C項錯誤;⑤表現(xiàn)出抗蟲性狀則表明抗蟲基因成功導(dǎo)入了該植株并進行了表達,即該植株發(fā)生了基因重組,基因重組是可遺傳變異,D項正確。,,,D,以新情境獲取信息考查蛋白質(zhì)工程,2.(2015新課標(biāo)全國理綜Ⅱ)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P),該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運蛋白,由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸,240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸,改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}: (1)從上述資料可知,若要改變蛋白質(zhì)的功能,可以考慮對蛋白質(zhì)的 進 行改造。,考向二,解析:(1)蛋白質(zhì)的功能由蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)決定,而蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)與氨基酸序列有關(guān),因此,若要改變蛋白質(zhì)的功能,可以考慮對蛋白質(zhì)的氨基酸序列進行改造。 答案:(1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu)),(2)以P基因序列為基礎(chǔ),獲得P1基因的途徑有修飾 基因或合成 基因。所獲得的基因表達時是遵循中心法則的,中心法則的全部內(nèi)容包括 的復(fù)制,以及遺傳信息在不同分子之間的流動,即:________ 。 (3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程,其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā),通過 和 ,進而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列,據(jù)此獲得基因,再經(jīng)表達、純化獲得蛋白質(zhì),之后還需要對蛋白質(zhì)的生物 進行鑒定。,解析: (2)P基因與P1基因的根本區(qū)別是堿基序列不同,因此可以通過對P基因進行修飾獲得P1基因,也可以直接合成P1基因。中心法則的內(nèi)容包括遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄和翻譯。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā),通過設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和推測氨基酸序列,進而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。獲得蛋白質(zhì)之后要對蛋白質(zhì)的生物功能進行鑒定。 答案: (2)P P1 DNA和RNA(或遺傳物質(zhì)) DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯) (3)設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) 推測氨基酸序列 功能,以基因工程為核心進行綜合考查,3.(2015新課標(biāo)全國理綜Ⅰ)HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒,是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉栴}: (1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時,可先提取HIV中的 ,以其作為模板,在 的作用下合成 ,獲取該目的蛋白的基因,構(gòu)建重組表達載體,隨后導(dǎo)入受體細胞。,考向三,解析:(1)HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒,要獲取目的蛋白的基因,可先從HIV中提取其RNA,再以其作為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成cDNA,此cDNA即含有該目的蛋白的基因 答案:(1)RNA 逆轉(zhuǎn)錄酶 cDNA(或DNA),(2)從受體細胞中分離純化出目的蛋白,該蛋白作為抗原注入機體后,刺激機體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是 ,該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV,檢測的原理是 。 (3)已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見,但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分 細胞,降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。 (4)人的免疫系統(tǒng)有 癌細胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷,易發(fā)生惡性腫瘤。,解析:(2)目的蛋白作為抗原注入機體后,可啟動機體的體液免疫,通過漿細胞產(chǎn)生抗體,而此抗體可與目的蛋白(抗原)特異性結(jié)合。利用上述原理可檢測受試者血清中是否含有HIV。(3)HIV致病的機理是HIV主要感染和破壞了患者的部分T細胞,降低了患者的體液免疫和細胞免疫。(4)免疫系統(tǒng)可監(jiān)控并清除體內(nèi)已經(jīng)衰老或被破壞的細胞以及癌變的細胞。 答案: (2)抗體 抗原抗體特異性結(jié)合 (3)T(或T淋巴) (4)監(jiān)控和清除,考點二 克隆技術(shù)與倫理道德問題,典例引領(lǐng),模型是對研究對象進行的概括性描述,下圖為表示細胞融合的過程模型,請據(jù)圖回答:,(1)若該圖表示植物細胞融合的過程,丁細胞稱為 。欲將丁細胞培育成植株,可選用 技術(shù),這一過程的核心就是 和 兩個階段。,【解題思路】 依據(jù)模型,針對不同問題分析解答。 (1)植物細胞融合獲得的細胞稱為雜種細胞。需要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將雜種細胞培育成植株,這一培養(yǎng)過程的核心步驟就是脫分化和再分化。 答案: (1)雜種細胞 植物組織培養(yǎng) 脫分化 再分化,(2)若該圖表示動物細胞融合的過程,丁細胞稱為 。過程①區(qū)別于植物細胞常用的誘導(dǎo)因素是 。動物細胞培養(yǎng)時,合成培養(yǎng)基中除必要的營養(yǎng)外,通常需要加入 等一些天然成分。 (3)若該圖表示制備單克隆抗體的部分過程,經(jīng)過選擇性培養(yǎng)的丁細胞稱為 。丁細胞的特點是 。,,【解題思路】 (2)動物細胞融合獲得的細胞稱為雜交細胞。過程①誘導(dǎo)融合區(qū)別于植物細胞常用的誘導(dǎo)因素是滅活的病毒。動物細胞培養(yǎng)時,合成培養(yǎng)基中除必要的營養(yǎng)外,通常需要加入血清、血漿等一些天然成分。(3)制備單克隆抗體的過程中,經(jīng)過選擇性培養(yǎng)的丁細胞稱為雜交瘤細胞,丁細胞的特點是既能迅速大量繁殖,又能產(chǎn)生專一的抗體。 答案: (2)雜交細胞 滅活的病毒 血清、血漿 (3)雜交瘤細胞 既能迅速大量繁殖,又能產(chǎn)生專一的抗體,(4)若甲、乙細胞為動物細胞,甲、乙融合為丙的過程說明了細胞膜具有 的特點。若甲、乙到丙的過程是體外受精過程,則精子必須進行 處理,卵子發(fā)育到 (時期),才能受精。 (5)當(dāng)今社會普遍觀點是禁止克隆人的實驗,我國政府對治療性克隆的觀點是 (填“反對”或“不反對”)。,,【解題思路】 (4)動物細胞融合體現(xiàn)了細胞膜的結(jié)構(gòu)特點:具有一定的流動性;若表示體外受精過程,則精子需進行獲能處理,卵子必須發(fā)育到減數(shù)第二次分裂中期時,才能與精子完成受精。(5)當(dāng)今社會不反對治療性克隆,但禁止克隆人的實驗,一是防止濫用此技術(shù),二是會出現(xiàn)倫理道德問題。 答案: (4)流動性 獲能 減數(shù)第二次分裂中期 (5)不反對,歸納拓展,1.植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的主要區(qū)別,2.植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較,3.比較動物細胞培養(yǎng)、核移植與動物細胞融合,,,,4.生產(chǎn)單克隆抗體的兩種方法 (1)利用動物細胞融合技術(shù)形成的雜交瘤細胞生產(chǎn)單克隆抗體。 (2)將目的基因?qū)霛{細胞,利用基因工程生產(chǎn)單克隆抗體。,易錯提醒 (1)誤認為原生質(zhì)體的制備是原生質(zhì)體融合。原生質(zhì)體制備是用纖維素酶和果膠酶處理植物細胞,使植物細胞壁去掉,而獲得原生質(zhì)體;而原生質(zhì)體融合是指去壁的植物細胞融合。 (2)誤認為單克隆抗體制備中每次篩選目的相同。第一次篩選的目的是為了得到既能分泌抗體又能大量增殖的雜交瘤細胞,之后的篩選是為了篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的雜交瘤細胞。 (3)不能正確區(qū)分雜種細胞、重組細胞和雜交細胞。 ①雜種細胞:植物體細胞雜交過程中,兩種細胞去除細胞壁之后形成的原生質(zhì)體融合,融合的原生質(zhì)體形成細胞壁之后形成的細胞叫雜種細胞。 ②重組細胞:體細胞的細胞核移植到去核卵母細胞之后形成的細胞叫重組 細胞。 ③雜交細胞:動物細胞融合形成的細胞常稱為雜交細胞。,熱點考向,考向一,以圖示信息為情境綜合性考查植物細胞工程,1.(2015江西贛州高三摸底)植物組織培養(yǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無病毒植株培育、育種、人工種子的制備及獲得植物次生代謝產(chǎn)物等生產(chǎn)生活實際。結(jié)合下圖中番茄植株的培育過程,回答相關(guān)問題。,,(1)①過程中通常使用 酶來獲得植物細胞原生質(zhì)體,此處使用的外界溶液濃度不宜過小,以防止細胞原生質(zhì)體 。 (2)鋪平板類似于微生物接種,平板培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的除了調(diào)節(jié)滲透壓外,還有 的作用。 (3)圖中屬于再分化的過程是 (填序號)。,解析:(1)植物細胞細胞壁的成分主要是纖維素和果膠,因此可用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁獲得原生質(zhì)體,去壁的原生質(zhì)體所處的外界溶液濃度不宜過小,以防止細胞原生質(zhì)體吸水漲破。 (2)鋪平板中的植物細胞不能進行光合作用,平板培養(yǎng)基中的蔗糖可為其提供營養(yǎng)。 (3)植物組織細胞脫分化形成愈傷組織,再分化形成幼苗,即⑨和⑩過程。 答案:(1)纖維素酶和果膠(或纖維素) 吸水漲破(或破裂) (2)提供營養(yǎng) (3)⑨⑩(答⑨或⑩均可),(4)多倍體番茄植株所結(jié)果實中維生素含量更高,若想培育多倍體番茄,可選擇在圖中的過程③中添加 (物質(zhì))進行處理,也可以選擇在過程⑥中添加一定濃度的 (物質(zhì))進行處理。 (5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅可以保持優(yōu)良品種的 特性,還可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖。 (6)“人工種子”大體由胚狀體、包埋胚狀體的膠質(zhì)以及人造種皮等3部分組成。包埋胚狀體的膠質(zhì)中富含有機營養(yǎng),這是因為胚狀體在萌發(fā)初期不能進行 。為了滿足胚狀體代謝的需求,“人造種皮”則必須具有良好的透水、 的性能。,解析: (4)多倍體植物可用植物體細胞雜交原理,即用聚乙二醇促融劑處理,使植物原生質(zhì)體融合后獲得,也可用秋水仙素處理分裂的細胞,通過抑制紡錘體的形成而獲得。 (5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)屬于無性繁殖,可保持優(yōu)良品種的遺傳特性。 (6)胚狀體時期細胞不能進行光合作用,所以包埋胚狀體的膠質(zhì)中富含有機營養(yǎng),同時由于胚狀體進行有氧呼吸,故“人造種皮”必須具有良好的透水、透氣的性能。 答案: (4)聚乙二醇 秋水仙素 (5)遺傳 (6)光合作用 透氣,考向二,以柱形圖等形式考查動物細胞工程,2.(2014新課標(biāo)全國理綜Ⅰ)某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z),每只小鼠免疫5次,每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價(能檢測出抗原抗體反應(yīng)的血清最大稀釋倍數(shù)),結(jié)果如下圖所示。,若要制備雜交瘤細胞,需取免疫后小鼠的B淋巴細胞(染色體數(shù)目40條),并將該細胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例加入試管中,再加入聚乙二醇誘導(dǎo)細胞融合,經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測,得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細胞。 回答下列問題:,,(1)制備融合所需的B淋巴細胞時,所用免疫小鼠的血清抗體效價需達到16 000以上,則小鼠最少需要經(jīng)過 次免疫后才能有符合要求的。達到要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中,最適合用于制備B淋巴細胞的是 小鼠,理由是 。 (2)細胞融合實驗完成后,融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外,可能還有 ,體系中出現(xiàn)多種類型細胞的原因是 。,解析: (1)據(jù)圖分析可知,第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價有達到16 000以上的,小鼠Y的B淋巴細胞產(chǎn)生抗體效價最高,最適用于制備單克隆抗體。 (2)融合體系中除了未融合的細胞和雜交瘤細胞之外,還有骨髓瘤細胞和B淋巴細胞的自身融合產(chǎn)物,由于細胞膜具有流動性,且誘導(dǎo)之后的細胞融合不具有特異性,故體系中會出現(xiàn)多種類型的細胞。 答案:(1)四 Y Y小鼠的抗體效價最高 (2)B淋巴細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞 細胞融合是隨機的,且融合率達不到100%,(3)雜交瘤細胞中有 個細胞核,染色體數(shù)目最多 條。 (4)未融合的B淋巴細胞多次傳代培養(yǎng)后都不能存活,原因是 。,解析: (3)雜交瘤細胞形成后,小鼠的免疫B淋巴細胞核與其骨髓瘤細胞核會融合形成一個細胞核。小鼠的B淋巴細胞(染色體數(shù)目40條)和骨髓瘤細胞(染色體數(shù)目60條)融合后,染色體可達100條。 (4)未融合的B淋巴細胞經(jīng)多次傳代培養(yǎng)后,仍然是正常細胞,正常細胞不能無限增殖。 答案:(3)1 100 (4)不能無限增殖,考點三 胚胎工程相關(guān)問題,(2015河北邯鄲一模)人的血清白蛋白(HSA)在臨床上需求量很大,通常從人血中提取。如果應(yīng)用基因工程和克隆技術(shù),將人的血清白蛋白基因轉(zhuǎn)入奶牛細胞中,那么利用牛的乳汁生產(chǎn)人的血清白蛋白就成為可能。其大致過程如下: Ⅰ.采集良種供體奶牛的卵母細胞,通過體外受精,形成受精卵; Ⅱ.將人血清白蛋白基因?qū)肽膛Ｊ芫?形成重組細胞; Ⅲ.電脈沖刺激重組細胞促使其形成早期胚胎; Ⅳ.將胚胎移植到受體母牛的子宮中,最終發(fā)育成轉(zhuǎn)基因小牛。 請回答下列問題: (1)一般情況下,良種奶牛所排出的卵子往往數(shù)量不足,通過 處理可以使其排出更多的卵子。 【解題思路】 哺乳動物的胚胎工程常與基因工程和克隆技術(shù)聯(lián)系在一起考查。(1)欲實現(xiàn)排出更多的卵子需在供體牛的發(fā)情期用促性腺激素進行超數(shù)排卵處理。 答案: (1)促性腺激素(或超數(shù)排卵),典例引領(lǐng),(2)步驟Ⅰ中,體外受精前,需要對精子進行 處理。受精過程中防止多精入卵的生理反應(yīng)包括 反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)。 (3)步驟Ⅱ中,將目的基因?qū)胧芫炎顬橛行У姆椒ㄊ? 。導(dǎo)入前,需要將血清白蛋白基因與奶牛乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起,這一步驟屬于基因工程操作“四步曲”中的 。,解析:(2)體外受精前,對精子需進行獲能處理,受精過程中卵子有防止多精入卵的生理反應(yīng),它包括透明帶反應(yīng)和卵細胞膜反應(yīng)形成的屏障。(3)與基因工程相聯(lián)系,若受體細胞為受精卵時最有效的方法是顯微注射法,將目的基因與載體的啟動子等重組稱為基因表達載體的構(gòu)建。 答案:(2)獲能 透明帶 (3)顯微注射 基因表達載體的構(gòu)建,(4)實驗步驟Ⅲ中,進行早期胚胎的體外培養(yǎng)時,培養(yǎng)液中除了含有各種無機鹽、有機鹽類等營養(yǎng)成分外,還要添加激素、維生素、氨基酸、核苷酸 和 。 (5)若需迅速得到大量轉(zhuǎn)基因奶牛,可采用下列處理方法:在步驟Ⅳ中將早期胚胎分割成若干個胚胎。進行上述操作時,應(yīng)選擇發(fā)育至 階段或桑椹胚階段的胚胎進行操作,如果選擇前者,分割時必須注意要將早期胚胎中的 均等分割。 (6)將胚胎移入受體牛體內(nèi)屬于 技術(shù),在畜牧生產(chǎn)中采用這種技術(shù)的優(yōu)勢主要是 。,解析: (4)早期胚胎培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)一樣需加動物血清。(5)牛胚胎移植時的最佳時期一般為桑椹胚或囊胚期,進行胚胎分割移植時要求均等分割早期胚胎的內(nèi)細胞團。(6)胚胎移植技術(shù)可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力。 答案: (4)動物血清 (5)囊胚 內(nèi)細胞團 (6)胚胎移植 可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個體的繁殖潛力,歸納拓展,1.胚胎工程的操作流程圖,,2.胚胎工程中?？嫉?個“兩” (1)兩種標(biāo)志 ①受精的標(biāo)志:卵細胞膜和透明帶之間看到兩個極體。 ②受精完成的標(biāo)志:雌雄原核融合完成。 (2)胚胎移植過程中兩次使用激素 第一次是對供受體進行同期發(fā)情處理。 第二次用于供體的超數(shù)排卵。 (3)胚胎移植過程中兩次檢查 第一次對收集的胚胎進行檢查。 第二次對受體是否妊娠進行檢查。 (4)兩次沖卵 ①胚胎移植過程沖出的是早期胚胎。 ②體外受精過程沖出的是卵子。 (5)可胚胎移植或分割的兩個時期:桑椹胚和囊胚。 (6)胚胎干細胞兩個來源:早期胚胎和原始性腺。,易錯提醒 (1)誤認為桑椹胚是由受精卵分裂分化形成的;誤認為囊胚已進行細胞分化,其細胞均無全能性。桑椹胚是由受精卵分裂形成的,沒有分化;而囊胚期雖然已進行細胞分化,但囊胚的內(nèi)細胞團仍具有全能性。 (2)誤將克隆動物與試管動物都當(dāng)作無性繁殖?？寺游锏漠a(chǎn)生是無性繁殖,而試管動物則是在體外受精形成受精卵,由受精卵發(fā)育成的個體,因此屬于有性繁殖。 (3)誤認為胚胎移植的胚胎只來源于體內(nèi)受精的胚胎。胚胎移植的胚胎有三個來源,體內(nèi)正常受精的胚胎,核移植的胚胎和體外受精產(chǎn)生的早期胚胎。,熱點考向,考向一,胚胎工程的操作與應(yīng)用綜合考查,1.(2015安徽理綜)科研人員采用轉(zhuǎn)基因體細胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊,以便通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人凝血因子Ⅸ醫(yī)用蛋白,其技術(shù)路線如圖。,,,(1)由過程①獲得的A為 。 (2)在核移植之前,必須先去掉受體卵母細胞的核,目的是 。受體應(yīng)選用 期卵母細胞。,解析:(1)在基因工程中,構(gòu)建基因表達載體后才能將目的基因?qū)胧荏w細胞。(2)核移植技術(shù)選用的成熟卵母細胞處于減數(shù)第二次分裂中期(MⅡ中期),需去掉細胞核以保證得到的克隆動物的核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細胞。 答案:(1)含目的基因的表達載體 (2)保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細胞 減數(shù)第二次分裂中(或MⅡ中),(3)進行胚胎移植時,代孕母羊?qū)σ迫胱訉m的重組胚胎基本上不發(fā)生 ,這為重組胚胎在代孕母羊體內(nèi)的存活提供了可能。 (4)采用胎兒成纖維細胞進行轉(zhuǎn)基因體細胞克隆,理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊,這是因為___________________________________________ 。,解析:(3)胚胎移植時受體動物對移入的胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng),這為胚胎的存活提供了可能。(4)由于整合有目的基因的胎兒成纖維細胞具有增殖能力,可進行傳代培養(yǎng),所以理論上可利用動物細胞培養(yǎng)技術(shù)和核移植技術(shù),獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊。 答案: (3)免疫排斥反應(yīng) (4)整合有目的基因的成纖維細胞可進行傳代培養(yǎng),考向二,聯(lián)系實際應(yīng)用考查胚胎干細胞技術(shù),2.(2015東北三校聯(lián)考)在治療人類某些疾病時,人的體細胞核移植技術(shù)得到的胚胎干細胞經(jīng)誘導(dǎo)分化,形成相應(yīng)的組織器官后,可用于組織器官的移植,操作流程如圖所示。請回答:,,(1)進行圖中過程①時,需將體內(nèi)取出的卵母細胞在體外培養(yǎng)至 期,該期卵母細胞核的位置靠近 ,可用微型吸管將之與細胞核一并吸出。 (2)圖中過程②表示將用物理或化學(xué)方法激活重組細胞,使其在發(fā)育培養(yǎng)液中完成 ,最終形成囊胚的過程。,解析:(1)圖中過程①是運用體細胞核移植技術(shù)得到重組細胞的過程,在該過程中采集到的卵母細胞,需要在體外培養(yǎng)至MⅡ中期才能去核。該期卵母細胞核的位置靠近第一極體(或極體),可用微型吸管將之與細胞核一并吸出。 (2)圖中過程②是重組細胞發(fā)育成囊胚的過程,需用物理或化學(xué)方法激活重組細胞,使其完成細胞分裂和分化過程,才能發(fā)育成囊胚。 答案:(1)MⅡ中 第一極體(或極體) (2)分裂和分化,(3)圖中過程③④表示從囊胚中取出 細胞,將其培養(yǎng)在 細胞上,形成大量胚胎干細胞的過程。胚胎干細胞在形態(tài)上的特性表現(xiàn)為 。 (4)圖中過程⑤表示在培養(yǎng)液中加入 ,就可以誘導(dǎo)胚胎干細胞向不同類型的組織細胞分化,用于患者的組織器官移植。,解析: (3)圖中過程③④表示從囊胚中取出內(nèi)細胞團細胞,將其培養(yǎng)在飼養(yǎng)層細胞上,形成大量胚胎干細胞的過程。胚胎干細胞在形態(tài)上的特性表現(xiàn)為細胞體積小,細胞核大,核仁明顯。 (4)圖中過程⑤是胚胎干細胞經(jīng)誘導(dǎo)分化形成相應(yīng)的組織器官的過程,欲達到這一目的,需要在培養(yǎng)液中加入分化誘導(dǎo)因子,以誘導(dǎo)胚胎干細胞向不同類型的組織細胞分化。 答案: (3)內(nèi)細胞團 飼養(yǎng)層 細胞體積小,細胞核大,核仁明顯 (4)分化誘導(dǎo)因子,考向三,以流程圖為依托,綜合性考查基因工程、細胞工程和胚胎工程,3.(2015山東理綜)治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后免疫排斥反應(yīng)具有重要意義。流程如下:,(1)過程①采用的是細胞工程中的 技術(shù),過程②采用的是胚胎工程中的 技術(shù)。 (2)體細胞進行體外培養(yǎng)時,所需氣體主要有O2和CO2,其中CO2的作用是維持培養(yǎng)液(基)的 。,解析:(1)圖中①過程采用(體細胞)核移植技術(shù);過程②為重組細胞經(jīng)胚胎培養(yǎng)發(fā)育至早期胚胎的過程,利用了(早期)胚胎培養(yǎng)技術(shù)。(2)動物細胞培養(yǎng)時,氣體環(huán)境為95%的空氣和5%的CO2,CO2作用是維持培養(yǎng)液的pH。 答案:(1)(體細胞)核移植 (早期)胚胎培養(yǎng) (2)pH(或酸堿度),(3)如果克隆過程中需進行基因改造,在構(gòu)建基因表達載體(重組載體)時必須使用 和 兩種工具酶。基因表達載體上除目的基因外,還需有 基因,以便選出成功導(dǎo)入基因表達載體的細胞。 (4)胚胎干細胞可以來自囊胚中的 。在一定條件下,胚胎干細胞可以分化形成不同的組織器官。若將圖中獲得的組織器官移植給個體 (填“A”或“B”),則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。,解析: (3)構(gòu)建基因表達載體時,需用的工具酶為限制酶和DNA連接酶。基因表達載體上除目的基因外,還需要有標(biāo)記基因、啟動子、終止子等。標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來。(4)囊胚中的內(nèi)細胞團具有發(fā)育的全能性,可以作為胚胎干細胞的來源。通過核移植技術(shù)獲得的組織器官若移植給核供體,則不會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。 答案:(3)限制性(核酸)內(nèi)切酶(或限制酶) DNA連接酶(注:兩空可顛倒) 標(biāo)記 (4)內(nèi)細胞團 B,