第九章基因工程与干细胞工程
第九章_微生物与基因工程
第九章微生物与基因工程 计划学时：2 重点：基因工程的基本操作过程，基因工程的应用。 一、基因工程的发展历史 基因工程是在本世纪70年代初开始出现的。三项关键技术的建立为基因工程奠定了基础，这三项技术是：DNA的特异切割、DNA的分子克隆和DNA的快速测序。 早在50年代，阿尔伯（Arber）的实验室就已发现大肠杆菌能够限制侵染的噬菌体，60年代末进而证明大肠杆菌细胞内存在修饰–限制系统，即给宿主自身DNA打上甲基化标记并切割入侵的噬菌体DNA。1970年史密斯（Smith）等人从流感嗜血杆菌（Hemophilus influenzae）中分离出特异切割DNA的限制酶。次年，内森斯（Nathans）等人用该酶切割猴病毒SV40 DNA，最先绘制出DNA的限制图谱（restriction map）。1973年史密斯和内森斯提出修饰–限制酶的命名法。限制性核酸内切酶可用以在特定位点切割DNA，限制酶的发现使分离基因成为可能。为表彰上述科学家在发现和使用限制酶中的功绩，1978年的诺贝尔医学奖被授予阿尔伯、内森斯和史密斯。 1973年，科恩（Cohen）和博耶（Boyer）等将pSC101质粒作为载体与R质粒的四环素和卡那霉素的抗性基因相融合，并将重组体DNA转化大肠杆菌，首次实现了DNA的分子克隆。 1975年桑格（Sanger）实验室建立了酶法快速测定DNA序列的技术。1977年吉尔伯特（Gilbert）实验室又建立了化学测定DNA序列的技术。分子克隆和测序方法的建立，使重组DNA技术系统得以产生。1980年诺贝尔化学奖被授予伯格、吉尔伯特和桑格，以肯定他们在发展DNA重组与测序技术中的贡献。 1977年板仓（Itakura）和博耶用人工合成的生长激素释放抑制素（Somatostatin, SMT）基因构建表达载体，并在大肠杆菌细胞内表达成功，得到第一个基因工程的产品。1982年，在建立转基因植物和转基因动物的技术上均获得重大突破。借助土壤农杆菌Ti质粒可将外源基因导入双子叶植物细胞内并发生整合，从而使植株获得新的遗传性状。同年通过基因工程方法把大鼠生长激素基因注射到小鼠受精卵的雄核中，然后移植到母鼠子宫内，由此培育出巨型小鼠。仅仅10年时间，基因工程在实践中迅速成熟，日趋完善。 二、基因工程的基本过程 生物的遗传性状是由基因（即一段DNA分子序列）所编码的遗传信息决定的。基因工程操作首先要获得基因，才能在体外用酶进行“剪切”和“拼接”，然后插入由病毒、质粒或染色体DNA片段构建成的载体，并将重组体DNA转入微生物或动、植物细胞，使其复制（无性繁殖），由此获得基因克隆（clone，无性繁殖系的意思）。基因还可通过DNA聚合酶链式反应（PCR）在体外进行扩增，借助合成的寡核苷酸在体外对基因进行定位诱变和改造。克隆的基因需要进行鉴定或测序。控制适当的条件，使转入的基因在细胞内得到表达，即能产生出人们所需要的产品，或使生物体获得新的性状。这种获得新功能的微生物称为“工程菌”，新类型的动、植物分别称为“工程动物”和“工程植物”，或“转基因动物”和“转基因植物”。基因工程操作过程大致可归纳为以下主要步骤： ①分离或合成基因； ②通过体外重组将基因插入载体；
干细胞
干细胞
目前国内涉及干细胞技术研究与应用的上市公司： 1. ST中源（600645.sh），公司控股57%子公司协和干细胞基因工程目前主营脐带血存储业务（用于治疗白血病），协和干细胞拥有目前全球最大规模之一的天津脐带血造血干细胞库，是我国唯一的的干细胞产业化基地；公司大股东德源投资拟整合资源，突出主业，做大做强生物医药产业、干细胞产业。 2. 友好集团（600778.sh），公司与国家人类基因组南方研究中心共同投资组建的上海申友生物技术（持股56.7%）参与“剔除护骨素基因的小鼠胚胎干细胞杂合子模型的建立”研究并完成引物合成和基因测序工作。 3. 复星医药（600196.sh），公司投资建立生物治疗研究中心，主要研究干细胞移植技术及干细胞库和生物治疗技术。
4. 九发股份（600180.sh），控股子公司格兰百克生物制药生产的人粒细胞集落刺激因子rhG-CSF是治疗肿瘤、癌症的特效药，并可用于外周血干细胞移植、骨髓移植等医疗领域。 5. 苏常柴A（000570）/苏常柴B （200570.sz），公司持有25%股权的清华星爷创业投资主要在国内生物技术，尤其是在干细胞与组织工程、基因治疗等领域开展风险投资业务。 6. 四环生物（000518.sz），公司控股子公司神舟细胞工程掌握有国际先进的大规模高效动物细胞培养技术（股权已经于2008年12月8日转让）。 7. 金卫医疗（0801.hk），公司旗下子公司从事脐带血干细胞存储业务，其中金卫医疗拥有北京和广州两个地方脐带血存储业务牌照；公司持有18.9%股权的Cordlife是东南亚地区最大的干细胞库运营商，主要在香港、马来西亚、印度尼西亚运营干细胞库；公司持有70%股权的培到医院是著名血液病和造血干细胞移植专家陆道
高中生物第一章基因工程第一节基因工程概述第1课时基因工程的发展历程和工具知能演练轻巧夺冠苏教版选修3
第1课时基因工程的发展历程和工具 [随堂检测] 知识点一基因工程的发展历程 1．下列有关基因工程诞生的说法，不正确的是( ) A．基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的 B．工具酶和载体的发现使基因工程的实施成为可能 C．遗传密码的破译为基因的分离和合成提供了理论依据 D．基因工程必须在同物种间进行 解析：选D。基因工程可在不同物种间进行，它可打破生殖隔离的界限，定向改造生物遗传性状。 知识点二基因工程的工具 2．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：CCC↓GGG 限制酶3：G↓GATCC A．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。酶具有专一性，不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，A项正确；据图可知，限制酶2和3识别的序列分别是CCCGGG和GGATCC，均为6个碱基对，故B项正确；限制酶1和酶3剪出的黏性末端相同，均为GATC，C项正确；限制酶只能识别特定的DNA序列，因此三种限制酶均不能识别和切割RNA中核糖核苷酸序列，故D项错误。 3．对DNA连接酶的功能描述，正确的是( ) A．将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的化学键连接起来 B．在基因工程中只作用于一个切口处的两个黏性末端 C．用于DNA复制时母链与子链间形成氢键 D．与DNA聚合酶作用的部位相同，作用对象不同
(完整版)高中生物选修3第一章基因工程习题及答案
高中生物选修3第一章基因工程习题 1. SARS 病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用于 治疗其他非典病人。有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如下图 所示。请根据下图回答： SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X [乙的研究] 注射 注射 灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D 减毒处理 动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D （1）从免疫学的角度看，SARS 病毒对于人来讲属于 ，治愈的病人A 的血清中因 为含有 ，所以可用来治疗“非典”病人B 。 （2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质X 是 ，它可以通过化学的方法合成，也 可以通过生物学方法—— 技术生产。 （3）乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。图中使健康人C 获 得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的 免疫。 （4）图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种 或多种 提供科学依据。 2. 聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术， 反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。 反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板，故DNA 数以指数方式扩增，其简要 过程如右图所示。 （1）某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则 经过PCR 仪五次循环后，将产生 个DNA 分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的 数量至少是 个。 （2）分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异，这些差异是 。 （3）请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处： ① 。 ② 。 ③ 。 3. 逆转录病毒的遗传物质RNA 能逆转录生成DNA ，并进一步整合到宿主细胞的某条染色 体中。用逆转录病毒作为运载体可用于基因治疗和培育转基因动物等。 （1）病毒在无生命培养基上不能生长，必须依靠活细胞提供 循环重复 [甲的研究] 用激素等治疗 非典病人A 治愈的病人A 健康人合成或生产 其他辅助治疗 接种 提纯、
高中生物选修3第一章基因工程习题及答案word版本
第Ⅱ卷非选择题 三．非选择题： 29．（7分）SARS 病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用于治疗其他非典病人。有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如下图所示。请根据下图回答： SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X [乙的研究] 注射 注射 灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D 减毒处理 动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D （1）从免疫学的角度看，SARS 病毒对于人来讲属于 ，治愈的病人A 的血清中因为含有 ，所以可用来治疗“非典”病人B 。 （2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质X 是 ，它可以通过化学的方法合成，也可以通过生物学方法—— 技术生产。 （3）乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。图中使健康人C 获得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的 免疫。 （4）图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种或多种 提供科学依据。 30．（8分）聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术，反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板，故DNA 数以指数方式扩增，其简要过程如右图所示。 （1）某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则经过PCR 仪五次循环后，将产生 个DNA 分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是 个。 （2）分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异，这些差异是 。 （3）请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处： ① 。 ② 。 循环重复 [甲的研究] 用激素等治疗 非典病人A 治愈的病人A 健康人合成或生产 其他辅助治疗 接种 提纯、
干细胞概念股
干细胞，是动物体（包括人体）胚胎及部分器官中具有自我修复能力和多向分化潜力的原始细胞。干细胞是重建、修复病损组织、衰老组织及器官功能的理想种子细胞。 干细胞技术，是指与干细胞相关的生物工程技术，其包含有干细胞生成与诱导演化所需的所有技术研究。干细胞技术中胚胎干细胞技术是极具前景的研究与应用领域。通过胚胎干细胞技术理论上有可能找到攻克人类集体多种顽疾的创新性疗法。 由于在人类干细胞研究领域（特别是克隆技术的研究）上长期饱受道德话题争议与诟病，因此美国对于联邦政府是否应该进一步支持胚胎干细胞研究工作的问题上引起国内长期的激烈争论。鉴于干细胞研究对于人类健康可能产生的突破性贡献，美国国内取消干细胞研究领域限制的呼声日益高涨。在此背景下，2009年3月9日，美国总统奥巴马宣布接触对使用联邦政府资金支持胚胎干细胞领域研究的限制。一石激起千层浪，国内干细胞技术上市公司纷纷强势上涨，激起了市场投资者对于干细胞概念股的跟风热情。 干细胞概念股，顾名思义是指与干细胞技术和应用相关的研究、医疗制品生产相关的干细胞上市公司。由于美国政府对干细胞研究的解禁，相关研究和产业化速度将大为提升，全球干细胞医疗市场规模预计将达到千亿级别。 目前国内涉及干细胞技术研究与应用的上市公司： 1. ST中源（600645.sh），公司控股57%子公司协和干细胞基因工程目前主营脐带血存储业务（用于治疗白血病），协和干细胞拥有目前全球最大规模之一的天津脐带血造血干细胞库，是我国唯一的的干细胞产业化基地；公司大股东德源投资拟整合资源，突出主业，做大做强生物医药产业、干细胞产业。 2. 友好集团（600778.sh），公司与国家人类基因组南方研究中心共同投资组建的上海申友生物技术（持股56.7%）参与“剔除护骨素基因的小鼠胚胎干细胞杂合子模型的建立”研究并完成引物合成和基因测序工作。 3. 复星医药（600196.sh），公司投资建立生物治疗研究中心，主要研究干细胞移植技术及干细胞库和生物治疗技术。 4. 九发股份（600180.sh），控股子公司格兰百克生物制药生产的人粒细胞集落刺激因子rhG-CSF是治疗肿瘤、癌症的特效药，并可用于外周血干细胞移植、骨髓移植等医疗领域。 5. 苏常柴A（000570）/苏常柴B（200570.sz），公司持有25%股权的清华星爷创业投资主要在国内生物技术，尤其是在干细胞与组织工程、基因治疗等领域开展风险投资业务。 6. 四环生物（000518.sz），公司控股子公司神舟细胞工程掌握有国际先进的大规模高效动物细胞培养技术（股权已经于2008年12月8日转让）。
第九章基因工程和基因组学
第九章基因工程和基因组学 本章习题 1．什么是遗传工程？它在理论上和实践上有什么意义？ 答：遗传工程是将分子遗传学的理论与技术相结合，用来改造、创建动物和植物新品种、工业化生产生物产品、诊断和治疗人类遗传疾病的一个新领域。 广义的遗传工程包括细胞工程、染色体工程、基因工程、细胞器工程等。狭义的遗传工程即是通常讲的基因工程。本章只涉及狭义的遗传工程，即基因工程。 理论意义：遗传工程（基因工程）中的DNA重组主要是创造自然界中没有的DNA分子的新组合，这种重组不同于精典遗传学中经过遗传交换产生的重组。 实践意义：遗传工程（基因工程）技术的建立，使所有实验生物学领域产生巨大的变革。在工厂化生产药品、疫苗和食品；诊断和治疗遗传疾病；培养转基因动植物等方面都有非常重大的意义，即基因工程技术已广泛用于工业、农业、畜牧业、医学、法学等领域，为人类创造了巨大的财富。（详见第10题）。 2．简述基因工程的施工步骤。 答：基因工程的施工由以下这些步骤： ⑴.从细胞和组织中分离DNA； ⑵.利用能识别特异DNA序列的限制性核酸内切酶酶切DNA分子，制备DNA 片段； ⑶.将酶切的DNA片段与载体DNA（载体能在宿主细胞内自我复制连接），构建重组DNA分子； ⑷.将重组DNA分子导入宿主细胞，在细胞内复制，产生多个完全相同的拷贝，即克隆； ⑸.重组DNA随宿主细胞分裂而分配到子细胞，使子代群体细胞均具有重组DNA分子的拷贝； ⑹.从宿主细胞中回收、纯化和分析克隆的重组DNA分子； ⑺.使克隆的DNA进一步转录成mRNA、翻译成蛋白质，分离、鉴定基因产物。
3．说明在DNA克隆中，以下材料起什么作用。 (1)载体；(2)限制性核酸内切酶；(3)连接酶；(4)宿主细胞；(5)氯化钠 答：⑴. 载体：经限制性酶酶切后形成的DNA片段或基因，不能直接进入宿主细胞进行克隆。一个DNA片段只有与适合的载体DNA连接构成重组DNA后，在载体DNA的运载下，才可以高效地进入宿主细胞，并在其中复制、扩增、克隆出多个拷贝。可作为DNA载体的有质粒、噬菌体、病毒、细菌和酵母人工染色体等。 ⑵. 限制性核酸内切酶：限制性核酸内切酶是基因工程的基石。在细菌中这些酶的功能是降解外来DNA分子，以限制或阻止病毒侵染。这种酶能识别双链DNA分子中一段特异的核苷酸序列，在这一序列内将双链DNA分子切断。 ⑶. 连接酶：将外源DNA与载体相连接的一类酶。 ⑷. 宿主细胞：能使重组DNA进行复制的寄主细胞。 ⑸. 氯化钠：主要用于DNA提取。在pH为8左右的DNA溶液中，DNA分子是带负电荷的，加入一定浓度的氯化钠，使钠离子中和DNA分子上的负电荷，减少DNA分子之间的同性电荷相斥力，易于互相聚合而形成DNA钠盐沉淀。另外，氯化钠也是细菌培养基的成分之一。 4．有一个带有氨苄青霉素和四环素抗性的质粒，在其四环素抗性基因内有一个该质粒惟一的EcoRI酶切点，今欲用EcoRI位点克隆果蝇DNA，构建一个基因库，连接的产物转化大肠杆菌菌株DH5 ，试问：⑴. 在培养基中加入哪一种抗生素用于选择阳性克隆？⑵. 对哪一种抗生素有抗性的质粒携带外源果蝇DNA片段？⑶. 如果有的克隆可抗两种抗生素，如何解释？ 答：⑴.在培养基中加入四环素结合影印法可用于选择阳性克隆。 ⑵.对氨苄青霉素有抗性的质粒携带外源果蝇DNA片段。 ⑶.这种克隆是没有受到EcoRI酶解的原始质粒或这些克隆都是自连形成的非重组体。 5．在构建一个真核生物核DNA库时，需要考虑哪些因素？ 答：核基因库是将某一生物的全部基因组DNA酶切后与载体连接构建而成的。通常方法是，尽量提取大分子量的核DNA，用限制性酶酶切后，分离选择具有一定长度（大于15kb）的DNA片断，与适宜的载体连接构成重组DNA分子，
各校历年细胞生物学(部分分生、生化)真题(截止到2014年浙大考博初试前)
协和2014，细胞生物学2224 填空35分，较简单，回来补充 判断10分， 名词解释45分：脂阀模型，核壳体，线粒体病，双向凝胶电泳，质粒，g蛋白偶联受体，微绒毛，核纤层，纺锤体，染色体乙酰化，细胞周期同步，原生殖细胞，胚胎干细胞，终末分化细胞，黏着斑。 大题12*5=60分：原位杂交与免疫荧光异同，细胞质基质和功能，细胞周期和调控，动物细胞凋亡途径，膜泡运输的分类和功能。 2014中山大学考博真题细胞生物学 一、名词解释 1.基因表达 2.核小体 3.呼吸链 4.MAP激酶级联反应 5.细胞周期检查点 二、论述 1.以炎症反应时白细胞渗出为例，说明细胞粘连分子如何作用。 2.试述微管和微管蛋白的功能。体外组装微管的条件？ 3.试述细胞内膜系统中膜性细胞器的相互关系？ 4.以胰岛素为例，说明受体酪氨酸激酶传导途径？ 5.举例说明mRNA核受体（转录前产物）剪接。简述mRNA核受体交替剪接的意义。 细胞生物学 1.以白细胞渗出为例简述细胞黏附因子的作用。 2.微管及微管相关蛋白的作用，体外合成微管的条件。 3.膜性细胞器之间的相互作用。 4.以胰岛素为例，简述酪氨酸激酶信号通路。 5.mRNA前体的剪接以及mRNA交替剪接的意义。 浙江大学2013年考博回忆 细胞生物学（乙） 一、名词解释（全中文4分×9 ） 细胞膜的主动运输P80 细胞分化P7，285 自噬P125（自噬性溶酶体、自噬体）信号肽P112，241 干细胞P8，401 蛋白激酶P377 微管P146 细胞骨架P13，143 呼吸链P185 二、问答题（10选8题，64分)： 1.细胞连接的概念，分类及特点。P335 2.线粒体在细胞死亡中的作用：P318、P331或P180 3.有丝分裂M期各时相的事件及特征。P256-263 4.微丝的概念及生物学功能。P154、P159-163 5.微管的生物学功能。P151-154 6.大分子及颗粒物质在细胞内的转运途径。P94-97 7.谈谈你对细胞膜液态镶嵌模型的认识。P78 8.多能干细胞的诱导及其意义。P428 9.2012年诺贝尔化学奖的得主是谁，其主要贡献是什么？ 10.溶酶体的概念及其功能。P123、P127-129 浙江大学2013年细胞生物学考博试题 一、名词解释 1.细胞膜的主动运输 2.信号肽 3.细胞骨架 4.细胞呼吸P182 5.细胞分裂P255 6.细胞分化 7.细胞自噬 8.蛋白激酶 9.干细胞 二、论述题（10选8） 1.细胞连接的概念、类型、主要特点 2.细胞膜的流动镶嵌模型 3.溶酶体概念及特点 4.微管作用 5.IPS概念及生物学特征P123-124 6.2012年诺贝尔奖获得者姓名及成就 7.线粒体在细胞死亡中的作用 8.微丝作用 9.有丝分裂M期10.大分子穿膜形式
基因工程知识点全
第一章基因工程概述 1.什么是基因工程，基因工程的基本流程？ 基因工程（Genetic engineering）原称遗传工程。从狭义上讲，基因工程是指将一种或多 种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内， 使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。因此，供体、受体和载体称为基因工程的三大 要素。 1.分离目的基因 2.限制酶切目的基因与载体 3.目的基因和载体DNA在体外连接 4.将重组DNA分子转入合适的宿主细胞,进行扩增培养 5.选择、筛选含目的基因的克隆 6.培养、观察目的基因的表达 第二章基因工程的载体和工具酶 1. 基因工程载体必须满足哪些基本条件？ ?具有对受体细胞的可转移性或亲和性。 ?具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点。 ?具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点。 ?具有合适的筛选标记。 ?分子量小，拷贝数多。 ?具有安全性。 2. 质粒载体有什么特征，有哪些主要类型？ 1、自主复制性 2、可扩增性 3、可转移性 4、不相容性 主要类型有 1.克隆质粒 2.测序质粒 3.整合质粒 4.穿梭质粒 5.探针质粒 6.表达质粒3. 质粒的构建 （1）删除不必要的 DNA 区域，尽量缩小质粒的分子量，以提高外源 DNA 片段的装载量。一般来说，大于20Kb 的质粒很难导入受体细胞，而且极不稳定。 （2）灭活某些质粒的编码基因，如促进质粒在细菌种间转移的 mob 基因，杜绝重组质粒扩散污染环境，保证 DNA 重组实验的安全，同时灭活那些对质粒复制产生负调控效应的基因， 提高质粒的拷贝数 （3）加入易于识别的选择标记基因，最好是双重或多重标记，便于检测含有重组质粒的受 体细胞。 （4）在选择性标记基因内引入具有多种限制性内切酶识别及切割位点的 DNA序列，即多克隆接头（Polylinker），便于多种外源基因的重组，同时删除重复的酶切位点，使其单一 化，以便环状质粒分子经酶处理后，只在一处断裂，保证外源基因的准确插入。 （5）根据外源基因克隆的不同要求，分别加装特殊的基因表达调控元件。 4. 什么是人工染色体载体？ 将细菌接合因子、酵母或人类染色体上的复制区、分配区、稳定区与质粒组装在一起， 即可构成染色体载体 5. 什么是穿梭载体？ 人工构建的、具有两种不同复制起点和选择标记、可以在两种不同的寄主细胞中存活和复制的载体。 6.入-噬菌体载体及构建 -DNA为线状双链DNA分子，长度为48.5kb，在分子两端各有12个碱基的单链互补粘性末端。 ?1缩短长度提高外源 DNA 片段的有效装载量删除重复的酶切位点 ?引入单一的多酶切位点接头序列，增加外源DNA片段克隆的可操作性 ?灭活某些与裂解周期有关基因。 ?使λ-DNA载体只能在特殊的实验条件下感染裂解宿主细菌，以避免可能出现的污染
干细胞在治疗运动神经元病中的应用研究进展
干细胞在治疗运动神经元病中的应用研究进展 陈 博※(综述),王丹丹(审校) (协和干细胞基因工程有限公司,天津巿脐带血干细胞库,天津300384) 中图分类号:R338 文献标识码:A 文章编号:100622084(2010)0821147202 摘要:运动神经元病病因至今不明,目前尚无有效药物。成体干细胞因为具有自我复制和多项分化潜能等特点,其移植治疗运动神经元病也成为研究热点。成体干细胞包括脐血源性神经干细胞、自体神经干细胞、自体骨髓间充质干细胞、脐带间充质干细胞。各种细胞在取材、临床应用、治疗效果方面都有优缺点。国内外对运动神经元病的治疗研究较少,细胞的选择尚需探索。 关键词:运动神经元病;骨髓间充质干细胞;脐带间充质干细胞 A Rev i ew on Research Progress of Appli ca ti on of Ste m Cells to Trea ti n g D isea ses i n M otor Neu2 ron D isea se CHEN B o,WAN G D an2dan.(U nion S te m Cell&Gene Engineering L i m ited Co m pany, Tianjin Cord B lood B ank,Tianjin300384,China) Abstract:The cause ofMot orNeur on D isease(MND,mot or neur on disease)re mains unknown,and s o far,there are not effective drugs.Due t o its capability t o differentiate int o multi p le cell types as well as self2renew continuously,ste m cell,es pecially Somatic ste m cell′s researching on treat m ent of the MND with trans p lanting has als o become int o a hot s pot in medical arena.Somatic ste m cells include neural ste m cells,mesechy mal stem cell and human umbilical cord mesenchy mal ste m cells.Vari ous cells has its res pective advantage in s ource,clinical app licati on and treat m ent.There is less research on MND treat m ent,s o it′s i m portant t o choose the most suitable measure ments. Key words:Mot or neur on disease;Bone mesenchy mal ste m cell;Human umbilical cord mesen2 chy mal ste m cells 运动神经元病(mot or neur on disease,MND)是以 选择性侵犯脊髓前角细胞、脑干运动神经元、大脑皮 质锥体细胞和锥体束为主的一组慢性进行性变性疾 病,病因及发病机制复杂,目前尚无有效药物。临床 表现分为肌萎缩侧索硬化、进行性脊肌萎缩症、进行 性延髓麻痹、原发性侧索硬化。干细胞移植为神经 系统疾病的治疗提供了一种新的手段。干细胞按其 起源分为胚胎干细胞和成体干细胞。由于伦理性、 取材困难及致瘤性等原因,胚胎干细胞的研究与使 用受到了限制[1]。目前多数研究中的干细胞为神经 干细胞(neural ste m cells,NSC)和间充质干细胞 (mesenchy mal ste m cells,MSCs),现就这两种干细胞 在治疗MND的应用予以介绍。 1 脐血源性神经干细胞移植 国内有研究报道,脐带血体外培养分化为神经 干细胞,对33例因创伤性脊髓损伤和硬膜外血肿造 成的急性压迫性损害患者进行神经干细胞移植,植 术后7～10d,33例患者损伤的脊髓功能均有改善, 神经干细胞移植后2周至16个月随访资料显示,33 例患者的脊髓功能呈继续改善的趋势[2]。也有研究 者将脐带血间充质干细胞进行分离、培养以及诱导 其向NSC分化,并应用于MND患者的治疗。通过对 11例MND患者治疗前后场致离子显微镜检查评分 及总T细胞进行流式细胞检测发现:脐带血间充质 干细胞来源的神经干细胞移植治疗短期内通过一定 的免疫调节作用,可以改善MND患者的临床症状和 日常生活能力[3]。2 自体神经干细胞移植 国外有研究者将鼠嗅鞘细胞和鼠间充质干细胞移植入肌萎缩侧索硬化动物模型,进行疗效比较。结果显示,两种细胞移植都具有良好的安全性,其中嗅鞘细胞组与对照组临床差异不明显,而MSCs组(雌性)比对照组存活时间明显延长[4]。多发性硬化症(multi p lescler osis,MS)是一种中枢神经系统多部位脱髓鞘改变的自身免疫性疾病,急性期免疫反应导致的轴突损伤 以及慢性期的脱髓鞘导致患者的神经功能缺失。免疫调节治疗和免疫抑制治疗是目前治疗MS的主要方法,但仅对部分患者有效。因此,NSC移植有可能成为治疗MS的另一种方法。研究显示,将NSC或者少突胶质细胞前体细胞移植到MS模型大鼠脑内后,在脱髓鞘部位可见到髓鞘再生[5,6]。恰当的移植途径以及病变部位的免疫微环境,对髓鞘再生的抑制作用是NSC移植治疗MS的关键。 3 自体骨髓M SC s移植治疗M N D 骨髓间充质干细胞是一类存在于骨髓网状间质内的非造血干细胞,具有分化成各种间叶组织细胞的潜能,在一定条件下可自我复制并能分化成多种细胞,其中包括神经细胞和神经胶质细胞,同时骨髓干细胞还能分泌多种神经营养因子,对神经细胞的修复产生促进作用。神经干细胞在临床上较难获得且在伦理学上存在一定的问题,而骨髓基质干细胞可以作为同种同体来源细胞,较易获得且不存在伦理问题;作为移植供体细胞骨髓基质干细胞和神经干细胞同样具有以下特性:①可以在体外迅速扩增。 ②无或低免疫原性。③能够在宿主脑内长期存活并与宿主神经元整合形成突触联系。④可以稳定的分化并长期表达外生性基因,例如酪氨酸羟化酶。此外,骨髓基质干细胞对神经于细胞还有着明确的促存活和分化的能力[7]。骨髓基质干细胞较神经干细胞更具临床优势,有可能作为自体细胞应用于组织工程和作为良好的移植细胞应用于替代治疗[8]。 在治疗MND的基础研究方面。主要使用人
高中生物 第一章 基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3
高中生物第一章基因工程 1.1.1 基因工程概 述导学案苏教版选修3 【课标要求】 简述基因工程的诞生简述基因工程的原理及技术举例说出基因工程的应用 【教学目标】 1、简述基因工程所需3种基本工具的使用。 2、学习运用知识解决相关问题的能力。 3、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。 【教学过程】 知识点 一、基因工程的诞生和发展 （一）诞生和发展理论铺垫：艾弗里证明了；沃森和克里克阐明了；尼伦贝格等 （二）基因工程的概念基因工程是指在通过人工“ ”和“ ”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入并使重组基因在中表达，产生。包括、以及。基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果 二、基因工程的工具“分子手术刀”（1）这类酶在生物体内能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活
力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保持细胞原有的遗传信息。（2）由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性核酸内切酶（简称_______）。（3）DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段，末端通常有两种形式，即和。 【例1】 下列关于限制酶的说法正确的是（） A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少 B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端 D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键 2、DNA连接酶“分子缝合针”拓展：根据DNA连接酶的来源不同，可以将它分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为Ecoli DNA连接酶。Ecoli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来，不能将双链DNA片段平口末端之间进行连接。另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4DNA连接酶。T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平口末端，但连接平口末端之间的效率比较低。 【例2】 下图为DNA分子的切割和连接过程。(1)EcoRI是一种酶，其识别序列是，切割位点是与之间的键。切割结果产生的DNA片段末端形式为。(2)不同来源DNA片段结合，在这里需要的酶应是连
基因工程知识点全
第一章基因工程概述 1?什么是基因工程，基因工程的基本流程？ 基因工程（Genetic engineering ）原称遗传工程。从狭义上讲，基因工程是指将一种或多 种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。因此，供体、受体和载体称为基因工程的三大 要素。 1. 分离目的基因 2?限制酶切目的基因与载体 3. 目的基因和载体DNA在体外连接 4?将重组DNA分子转入合适的宿主细胞，进行扩增培养 5. 选择、筛选含目的基因的克隆 6. 培养、观察目的基因的表达 第二章基因工程的载体和工具酶 1. 基因工程载体必须满足哪些基本条件？ 具有对受体细胞的可转移性或亲和性。 具有与特定受体细胞相适应的复制位点或整合位点。 具有多种单一的核酸内切酶识别切割位点。 具有合适的筛选标记。 分子量小，拷贝数多。具有安全性。 2. 质粒载体有什么特征，有哪些主要类型？ 1、自主复制性 2、可扩增性 3、可转移性 4、不相容性 主要类型有1.克隆质粒2.测序质粒3.整合质粒4.穿梭质粒5.探针质粒6.表达质粒 3. 质粒的构建 （1）删除不必要的DNA区域，尽量缩小质粒的分子量，以提高外源DNA片段的装载量。一般来说，大于20Kb的质粒很难导入受体细胞，而且极不稳定。 （2）灭活某些质粒的编码基因，如促进质粒在细菌种间转移的mob基因，杜绝重组质粒扩 散污染环境，保证DNA重组实验的安全，同时灭活那些对质粒复制产生负调控效应的基因，提高质粒的拷贝数 （3 ）加入易于识别的选择标记基因，最好是双重或多重标记，便于检测含有重组质粒的受体细胞。（4）在选择性标记基因内引入具有多种限制性内切酶识别及切割位点的DNA序列，即多 克隆接头（Polylinker ），便于多种外源基因的重组，同时删除重复的酶切位点，使其单一化，以便环状质粒分子经酶处理后，只在一处断裂，保证外源基因的准确插入。 （5 ）根据外源基因克隆的不同要求，分别加装特殊的基因表达调控元件。 4. 什么是人工染色体载体？ 将细菌接合因子、酵母或人类染色体上的复制区、分配区、稳定区与质粒组装在一起，即可构成染色体载体 5. 什么是穿梭载体？ 人工构建的、具有两种不同复制起点和选择标记、可以在两种不同的寄主细胞中存活和 复制的载体。 6. 入-噬菌体载体及构建 hDNA为线状双链DNA分子，长度为48.5kb，在分子两端各有12个碱基的单链互补粘性末端。 1缩短长度提高外源DNA片段的有效装载量删除重复的酶切位点 引入单一的多酶切位点接头序列，增加外源DNA片段克隆的可操作性 灭活某些与裂解周期有关基因。 使入-DNA载体只能在特殊的实验条件下感染裂解宿主细菌，以避免可能出现的污染现 象的发生。加装选择标记，便于重组体的检测 7. M13单链噬菌体DNA载体
干细胞
目前国内涉及干细胞技术研究与应用的上市公司： 1. ST中源（600645.sh），公司控股57%子公司协和干细胞基因工程目前主营脐带血存储业务（用于治疗白血病），协和干细胞拥有目前全球最大规模之一的天津脐带血造血干细胞库，是我国唯一的的干细胞产业化基地；公司大股东德源投资拟整合资源，突出主业，做大做强生物医药产业、干细胞产业。 2. 友好集团（600778.sh），公司与国家人类基因组南方研究中心共同投资组建的上海申友生物技术（持股56.7%）参与“剔除护骨素基因的小鼠胚胎干细胞杂合子模型的建立”研究并完成引物合成和基因测序工作。 3. 复星医药（600196.sh），公司投资建立生物治疗研究中心，主要研究干细胞移植技术及干细胞库和生物治疗技术。 4. 九发股份（600180.sh），控股子公司格兰百克生物制药生产的人粒细胞集落刺激因子rhG-CSF是治疗肿瘤、癌症的特效药，并可用于外周血干细胞移植、骨髓移植等医疗领域。 5. 苏常柴A（000570）/苏常柴B（200570.sz），公司持有25%股权的清华星爷创业投资主要在国内生物技术，尤其是在干细胞与组织工程、基因治疗等领域开展风险投资业务。 6. 四环生物（000518.sz），公司控股子公司神舟细胞工程掌握有国际先进的大规模高效动物细胞培养技术（股权已经于2008年12月8日转让）。 7. 金卫医疗（0801.hk），公司旗下子公司从事脐带血干细胞存储业务，其中金卫医疗拥有北京和广州两个地方脐带血存储业务牌照；公司持有18.9%股权的Cordlife是东南亚地区最大的干细胞库运营商，主要在香港、马来西亚、印度尼西亚运营干细胞库；公司持有70%股权的培到医院是著名血液病和造血干细胞移植专家陆道培设立的私立非营利性医院；金卫医疗旗下脐带血造血干细胞部门——中国脐带血库企业集团成功分拆至纽约证券交易所上市，公司持有其44%股权。 8. 津滨发展（000897.sz），公司参股天津泰达科技风险投资重点投资方向为生物医药园，包括天津细胞产品国家工程研究中心、天津泰达协和再生医学有限公司等，目前全球首个脐带间充质干细胞库成功规模化运营，已初步具备批量生产脐带间充质干细胞注射液的能力。 注1. 国内干细胞应用领域最广泛的是造血干细胞移植，其中脐带血含有大量未成熟的造血干细胞，可代替骨髓和外周血干细胞移植，成功应用于治疗白血病、淋巴瘤、骨髓异常增生综合症、再生障碍性贫血、血红蛋白病、代谢贮积病和免疫缺陷等疾病 国内干细胞历史大事件 2009-12-24 17:35:37| 分类：默认分类阅读168 评论0 字号：大中小订阅
1.1基因工程概述(第1课时)
1.1基因工程概述（第1课时） （一）DNA 重组技术的基本工具 编制：张统省 审核：秦磊 校对：王曼 【学习目标】 1.简述基因工程的诞生过程和发展历程； 2.简述基因工程的概念 3.举例说出基因工程的工具 【自学质疑】 一、回顾： 1．遗传的物质基础是什么？ 2．生物体遗传的基本单位是什么？ 3．为什么生物界的各种生物间的性状有如此大的差别呢？4．生物的性状是怎样表达的？ 5．各种生物的性状都是基因特异性表达的结果，那么，人类能不能改造基因 呢？使原来本身没有某一性状的生物而具有某个特定的性状呢？ 6．各种生物间的性状千差万别，这是为什么呢？ 二、导学 1．基因工程的概念： 2. DNA 重组技术的基本工具 来源：主要从 中分离 功能：能够识别双链DNA 分子的某种特定核苷酸序列， 限制性内切酶 并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷 （分子手术刀） 酸二酯键断开。 错位切 切割方式 平 切 黏性末端 切割后的DNA 末端： 平末端 功能：将切下来的DNA 片段拼接成新的DNA 分子 DNA 连接酶 T4 DNA 连接酶：既能“缝合”双链DNA 片段互补的黏性末端， （分子缝合针） 种类 也能“缝合”双链DNA 片段的平末端 E ·coli DNA 连接酶：只能将双链DNA 片段互补的黏性末端连接 ①能在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制 条件：②有一个至多个限制酶切点， 基因进入受体细胞的载体 ③有特殊的遗传标记基因，便于筛选。 （分子运输车） 质粒（常用） 种类： λ噬菌体的衍生物 动植物病毒 【质疑讨论】 1．什么是基因工程？ 2．、基因工程的工具酶有几种？分别是什么？ 3．基因的剪刀是什么？有什么作用特点？结果怎么样？ 4．基因的针线是什么？其主要作用是什么？ 5．基因的运输工具是什么？有什么作用？ 6．运载体必须具备的条件是什么？最常用的运载体是什么？ 7．质粒的结构是什么？质粒上会存在某些标记基因，这些标记基因有什么用途？ 8.要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内切酶和几个DNA 连接酶处理？ 质粒的特点： ①质粒是基因工程中最常用的运载体； 最常用的质粒是大肠杆菌的质粒； ②是细菌染色体外（即拟核DNA 外） 能自我复制的小型环状DNA 分子；质粒 的大小只有普通细菌染色体的1%左右； ③存在于许多细菌及酵母菌等微生物中； 质粒的存在对宿主细胞生存没有决定性 的作用； ④质粒的复制只能在宿主细胞内完成。 （自身细胞中也可） 【矫正反馈】 1．在基因工程中，科学家所用的“剪刀”、“针线”和“载体”分别是指( ) A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA 连接酶 B.噬菌体、质粒、DNA 连接酶 C.DNA 限制酶、RNA 连接酶、质粒 D.DNA 限制酶、DNA 连接酶、质粒 2．不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （ ） A ．能复制 B.有多个限制酶切点 C ．具有标记基因 D ．它是环状DNA 3．质粒是基因工程中最常用的运载体，它的主要特点是 ①能自主复制 ②不能自主复制 ③结构很小 ④蛋白质 ⑤环状RNA ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居” A ．①③⑤⑦ B ．①④⑥ C ．①③⑥⑦ D ．②③⑥⑦
北京协和医学院细胞、生化、遗传及部分复试考研真题
协和医科大学2002年细胞生物学（硕士） 一、填空（０．５分，共２０分) １．____ _是细胞内特 常用的技术方 ____和_ 异性蛋白质分 法。 ______ 子定位研究最 ３．ｖ型质子 _。 泵的功能是_ ______ ２．与酶连接 类：____ _、____ _和____ 的细胞表面受 ____、_ ____、_ ____。 体至少包括５ ______ ______ ４．高尔基体 组成，它们是 ______ ______ 至少由互相联 ：_____ 、_____ _。 系的４个部分 ___、__ ___以及_ ５．广义的细 _、____ _和____ 胞骨架包括_ ____、_ ____。 ______ ______ ６．____ 加工的场所， 的ｒｒｎａ分 ______ ____是ｒ 在哺乳动物细 子为____ _、和___ ｒｎａ合成和 胞中三种成熟 ____、_ _____。 ７．染色质蛋 ______ 是_____ 。 白包括___ __两类，它 ___和__ _____和 们的主要功能 ______ ８．ｂｃｒ能 质抗原分子， ___。 识别____ 它识别的表们 ____蛋白 是_____ ９．神经胶质 ______ ______ 细胞与神经元 _，而施旺细 。 共同起源于_ 胞则来自__ １０．组织胺 _。 主要存在于_ ______ １１．核糖体 一种____ 在细胞内以两 ____，另 种状态存在， 一种____ １２．ｄｎａ ______ 具有信息载体 活性。 功能而无__
二、判断正误 倒扣分) 。（１分，共 １０分，答错 １．带电荷的 脂双层。 离子难以通过 无蛋白的人工 ３．细胞质基 液。 质实际上可以 认为是酶的溶 １３．光学显 ______ 成。 微镜的光学放 __和___ 大系统主要由 _____组 １４．分化细 致可分为两类 __和___ ______ 胞基因组中所 基本类型，即 _____， __。 表达的基因大 ______ 后者又可称为 １５．改变细 细胞分化方向 ______ ______ 胞所处的位置 的改变，这种 。产生该现象 __之故。 ，仅仅可导致 现象称为__ 的主要原因是 １６．储存在 ｒｎａ或称为 卵细胞中没有 ______ 翻译活性的ｍ __。 ２．病毒的包 似。 膜与细胞膜的 结构与功能相 ４．作为蛋白 移不仅沿内质 顺性转运，也 。 质运输的一种 网－－－高尔 可沿相反方向 方式，膜泡转 基体方向进行 进行逆行转运 ５．在一个细 合成一次。 胞周期中，ｄ ｎａ只在ｓ期 ６．核基质的 量的ｒｎａ。 主要化学成分 是ｄｎａ和少 ７．早期ｂ细 骨髓造血微环 胞的增殖与分 境无关。 化，其发生与 ８．分布在中 多个突起但无 导神经冲动的 枢神经系统的 树突和轴突之 功能。 胶质细胞具有 分。也没有传