专题十七 现代生物科技专题
现代生物科技专题

现代生物科技专题一、 基因工程概念:基因工程——又叫基因拼接技术或DNA 重组技术。
(一)DNA 重组技术的基本工具质粒的特点:裸露、结构简单、独立于细菌拟核之外的小型双链环状DNA 分子。
(二)基因工程的基本操作程序(课本第8页流程图) 1.目的基因的获取(1)利用PCR 技术扩增目的基因1、定义:聚合酶链式反应的缩写,是一项在生物体外复制特定DNA 片段的核酸合成反应2、原理:DNA双链复制的基本原理3、前提:一段已知目的基因的核苷酸序列4、原料:四种脱氧核苷酸、DNA 的两条链为模版、热稳定DNA 聚合酶、引物、温度控制5、过程:加热至90—95℃DNA 解旋→冷却到55—60℃,引物结合到互补DNA 链→加热至70—75℃,热稳定DNA 聚合酶从引物起始互补链的合成(2)用化学方法直接人工合成。
(3)从基因文库中获取。
基因组文库和cDNA 文库 2.基因表达载体的构建 (1)基因表达载体的组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。
(2)基因表达载体的构建方法3.将目的基因导入受体细胞当目的基因为合成脂蛋白,糖蛋白等的基因是受体细胞不能用原核细胞,这些物质需要高尔基体加工才具有生物活性。
4.目的基因的检测与鉴定、(1)目的基因插入检测:DNA 分子杂交; (2)目的基因转录检测:(核酸)分子杂交; (3)目的基因翻译检测:抗原—抗体杂交;(4)个体生物学水平检测:根据目的基因表达出的性状判断。
(三)基因工程的应用 (四)基因工程与蛋白质工程的比较二、克隆技术(细胞工程)(一) 植物细胞工程1、 植物组织培养原理:植物细胞的全能性脱分化:高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程 再分化:愈伤组织继续培养,重新分化成根或芽等器官的过程 愈伤组织:排列疏松、无规则,高度液泡化的无定型状态的薄壁细胞 激素使用:① 能强烈刺激愈伤组织的形成(细胞分裂素、生长素共同使用) ② 影响再分化过程中根和芽的发生细胞分裂素、生长素浓度比⎩⎨⎧低:有利于根的发生高:有利于芽的发生2、植物体细胞杂交植物细胞杂交成功的标志:二、动物细胞工程1. 动物细胞培养(1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。
现代生物科技专题

《现代生物科技专题》中的技术流程归纳与试题分析(1)选修模块3《现代生物科技专题》是以技术操作为核心的,但技术的依据是科学的原理,技术的最终目的是为了应用,以服务于社会。
因此,现代生物科技专题包含的要素就是科学(原理)、技术(操作)与社会(应用)。
在复习中,牢固掌握技术的操作流程,明确技术的原理,了解技术的应用或应用前景,就成为复习本模块的三大要素。
本刊将分期重点归纳本模块的主要生物工程技术,并择相关试题作分析,供同学们复习时参考。
一.基因工程基因工程是按照人们的意愿,在DNA分子水平上进行设计,通过体外DNA 重组与转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出新的生物类型和生物产品的过程。
在选修模块3中,基因工程是最重要的生物工程技术之一,也是高考中考查频度最高的内容之一。
[基因工程的操作流程图][例1]基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的,并有赖于微生物学理论和技术的发展运用。
基因工程基本操作流程如下图,请据图分析回答:(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)在下图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)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,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。
分析:(1)图示转基因操作中,首先是将A与运载体拼接为重组DNA,然后导入受体细胞的。
在拼接的过程中,需要限制性内切酶切割目的基因与运载体,还需要通过DNA连接酶将目的基因与运载体切点相邻的脱氧核苷酸缝合起来。
(2)在转基因过程中,过程②拼接形成重组DNA时,由于限制性内切酶切割后的DNA与运载体通常会留下粘性末端,在DNA连接酶进行“缝合”前,首先需要通过碱基互补配对的原则进行结合。
现代生物科技专题报告

现代生物科技专题报告1. 引言现代生物科技是指利用生物技术和相关工具开展研究、应用和产业化的科技领域。
它已经在医药、农业、环境等领域取得了重大突破和进展。
本文将介绍现代生物科技的概念、应用和发展趋势。
2. 生物技术的定义和分类生物技术是指利用生物系统、生物体的组成和功能,通过改造、利用和加强生物体的相应部分,来解决实际问题的一门技术。
根据应用领域的不同,生物技术可以分为医药生物技术、农业生物技术和环境生物技术等。
3. 医药生物技术的应用医药生物技术是指应用生物技术手段开发和生产医药产品的技术。
它涉及到基因工程、蛋白质工程、细胞工程等领域的研究和应用。
医药生物技术已经取得了多项重要成果,例如重组蛋白药物、基因治疗和细胞疗法等。
4. 农业生物技术的应用农业生物技术是指将生物技术应用于农业领域,提高农作物和养殖业的产量、质量和抗性的技术。
例如转基因作物的应用可以提高耐病虫害和逆境的能力,提高作物的产量和质量。
此外,生物农药和生物肥料的开发也是农业生物技术的重要应用。
5. 环境生物技术的应用环境生物技术是指利用生物技术手段处理和修复环境问题的技术。
生物修复和生物检测是环境生物技术的两个重要应用方向。
例如利用微生物降解有机污染物、植物修复土壤污染和生物传感器检测环境污染物等都是环境生物技术的典型应用。
6. 现代生物科技的发展趋势随着生物科技的发展,一些新兴技术也不断涌现。
例如合成生物学、基因编辑技术和纳米生物技术等都是当前生物科技发展的热点。
这些新技术在医药、农业和环境领域具有广阔的应用前景。
7. 生物科技的伦理和风险尽管生物科技带来了许多前所未有的机会和希望,但它也面临着一些伦理和风险问题。
例如基因编辑技术可能引发道德争议和不可预测的后果,转基因食品引发的争议也是生物科技伦理问题的一个例子。
因此,在推动现代生物科技发展的同时,我们也需要认真考虑伦理和风险问题。
8. 结论现代生物科技是一门前沿而有希望的科技领域,它为人类提供了许多解决实际问题的新思路和方法。
高考生物冲刺,生物 知识讲解——现代生物科技专题

高考冲刺七现代生物科技专题编稿:宋辰霞审稿:闫敏敏【高考展望】本专题主要包括基因工程、细胞工程、胚胎工程、生态工程4大块内容。
基因工程几乎是高考的必考点,常以补充完成基因工程操作步骤或基因工程具体应用的形式进行命题。
要清楚基因工程的三大工具及其操作步骤,另外还要特别注意其采用的生物技术原理,如PCR原理,基因表达载体中各个部分的功能等,不要误记一些生物学术语,如“显微注射技术”、“基因表达载体”、“花粉管通道法”等。
细胞工程包含的内容为:植物的组织培养、植物体细胞杂交技术、动物细胞培养、动物细胞核移植技术、动物细胞融合技术。
其中植物组织培养、单克隆抗体的制备等是考查的重点,需熟悉其操作及注意事项。
胚胎工程的主要内容为精子与卵子的发生及受精过程、早期胚胎的发育、胚胎分割、胚胎移植、胚胎干细胞技术。
此部分并非高考的热点,所占分值不高,会结合基因工程及细胞工程来出题,需注意本专题与基因工程、细胞工程相关内容的内在联系。
生态工程部分需知道生态工程的原理及其应用,生态工程是课标的新增内容,但在高考中也并不陌生,因为它与必修三生态系统部分密切相关。
【知识升华】一、知识网络【高清课堂:高考冲刺七现代生物科技专题368671 现代生物科技专题的主要内容】二、基因工程【高清课堂:高考冲刺七现代生物科技专题368671 基因工程的工具】1.基因工程的三种基本工具【高清课堂:高考冲刺七现代生物科技专题368671 基因工程的操作步骤】2.基因工程的基本操作程序(1)获取目的基因(2)目的基因与运载体结合(基因表达载体的构建) ①所需酶:限制酶、DNA 连接酶②基因表达载体的组成:目的基因、标记基因(多为抗生素抗性基因)、启动子和终止子(使目的基因可成功表达)、复制原点等,如下图:(3)目的基因导入受体细胞:①大肠杆菌是应用广泛的受体细胞。
因为其为单细胞、繁殖快、易培养、遗传物质相对较少; ②不同受体细胞的转基因方法:3. 蛋白质工程与基因工程的比较系【高清课堂:高考冲刺七现代生物科技专题368671 克隆技术】三、细胞工程1. 植物细胞培养(植物组织培养技术)与动物细胞培养比较2.植物体细胞杂交技术和动物细胞融合的比较去除细胞壁:3. 动物细胞核移植技术(克隆动物)注意:(1)D 个体的细胞核由B 提供,所以其性别及大多数遗传性状与B 相同。
高中生物选修3《现代生物科技专题》知识梳理

高中生物选修3《现代生物科技专题》知识梳理本文将对高中生物选修3《现代生物科技专题》进行知识梳理,主要涉及基因工程、细胞工程、胚胎工程和蛋白质工程等内容。
一、基因工程基因工程是一种对DNA进行操作的技术,其基本原理是利用限制性内切酶将外源基因切成片段,再通过连接酶将其与载体DNA结合,进而将目的基因导入受体细胞中。
基因工程的应用非常广泛,涉及到医药、农业、工业等领域。
例如,利用基因工程生产药物、改良作物、制造化学品等。
二、细胞工程细胞工程是一种通过对细胞进行操作的技术,包括培养、融合、转化等。
其中,培养细胞是细胞工程的基础,通过培养细胞可以获得大量的细胞样本。
此外,细胞融合也是细胞工程的重要技术,通过该技术可以获得异源细胞。
细胞工程在医药、农业、工业等领域也有广泛应用,例如,利用细胞工程生产疫苗、改良作物、制造细胞培养物等。
三、胚胎工程胚胎工程是一种对早期胚胎进行操作的技术,包括超数排卵、胚胎移植、胚胎克隆等。
其中,超数排卵是胚胎工程的基础,通过该技术可以获得大量的早期胚胎。
此外,胚胎移植也是胚胎工程的重要技术,通过该技术可以将早期胚胎移植到代孕母亲体内。
胚胎工程在农业、畜牧业等领域也有广泛应用,例如,利用胚胎工程生产优良品种家畜、克隆珍稀动物等。
四、蛋白质工程蛋白质工程是一种通过对蛋白质进行操作的技术,包括蛋白质合成、蛋白质修饰等。
其中,蛋白质合成是蛋白质工程的基础,通过该技术可以合成各种蛋白质。
此外,蛋白质修饰也是蛋白质工程的重要技术,通过该技术可以改变蛋白质的化学性质、生物学性质等。
蛋白质工程在医药、农业、工业等领域也有广泛应用,例如,利用蛋白质工程生产药物、改良作物、制造酶等。
综上所述,高中生物选修3《现代生物科技专题》主要涉及基因工程、细胞工程、胚胎工程和蛋白质工程等内容。
这些技术不仅在学术研究领域具有重要意义,而且在各个领域得到了广泛的应用。
随着科学技术的发展,这些技术将会不断改进和完善,为人类带来更多的福祉。
选修现代生物科技专题

选修现代生物科技专题一、引言现代生物科技是指在现代技术的基础上,对生物问题进行研究并进行实践的一门新型学科,是生物学、计算机科学、化学、数学等学科交叉的综合学科。
随着现代科技的不断发展,生物科技的应用也愈加广泛,涵盖了医学、农业、食品科技、环境保护等领域。
本文将介绍现代生物科技的相关概念、应用和前景。
二、现代生物科技的概念现代生物科技是一门综合性的学科,它利用生物学、化学、物理学、数学、计算机科学等学科手段,来探索生物现象的本质,以及运用这些技术来研究生物现象、开发新的生物产品和技术的新兴学科。
它主要包括以下几个方面:•现代遗传学•分子生物学•组织工程学•生物工程学•系统生物学•生物信息学三、现代生物科技的应用1. 医学领域现代生物科技在医学领域中的应用十分广泛,如下:基因治疗基因治疗是利用基因工程的技术来治疗人类疾病的一种方法,也是现代医学领域的一种新技术。
它主要通过改变病人的基因来治疗专门的疾病,例如某些遗传性疾病。
基因治疗可以分为外源性基因治疗和内源性基因治疗两种。
人工器官现代生物科技的另一项重要应用是人工器官的研发,如肝脏、肾脏、心脏等人工器官的设计和制造。
人工器官在众多的医学领域中都有着广泛的用途,它不仅能够解决器官移植的问题,还可以用于机器人手术等复杂的手术操作中。
生物医学工程生物医学工程又称生物工程,是将生物学的原理和工程技术相结合,开发新药物、器械和治疗方法等方面的技术。
生物医学工程是现代医学领域中一个热门的研究方向,其目的是开发出更加安全、有效、可持续的治疗方法、新型诊断技术以及新药研发。
2. 农业生物技术现代生物技术在农业领域中的应用包括:转基因技术转基因技术是指利用生物科技手段,将不同来源的DNA分子重组到同一植物或动物的基因组中,从而使其具有特别的性状,如抗性、抗病性等。
转基因技术可以大大提高农作物的抗虫、抗病能力,从而提高农作物的产量和质量,缓解目前的粮食危机。
细胞工程细胞工程是指利用生物技术手段,对植物细胞进行改造创新,使植物在一定条件下能够适应变化的环境和不同的生长条件。
现代生物科技专题

现代生物科技专题引言生物科技是指利用生物学知识和技术手段,开展对生物体的研究并应用于生产、医疗等领域的一门学科。
随着生物学和科技的迅猛发展,现代生物科技引领了医药、农业、环境等各个领域的革命性变革。
本文将介绍现代生物科技的相关概念、应用和前景。
一、概念现代生物科技是指利用基因组学、生物技术、生物信息学等先进技术手段,在理解生物学结构和功能的基础上,研究生物体的组成、结构和活动规律,并基于此开发应用于医药、农业、工业等多个领域的技术。
二、应用领域1. 医药领域现代生物科技在医药领域的应用是最为广泛和深入的。
通过基因工程技术和蛋白质工程技术,研究人员能够开发新药、生产基因重组药物和疫苗,并为个体化医学提供基础支持。
此外,现代生物科技还在治愈遗传性疾病、癌症治疗等方面取得了重大突破。
2. 农业领域现代生物科技对农业领域产生了革命性的影响。
通过基因编辑技术,研究人员能够克服传统农业种植中的限制,开发新的耐旱、耐虫害的作物品种,提高农作物的产量和抗逆性。
此外,生物技术还可应用于农业废弃物的利用和农业生态系统的维护。
3. 环境领域现代生物科技在环境领域的应用具有巨大的潜力。
例如,通过基因修饰微生物的功能,可以加速有机污染物的降解,实现生态环境的修复和污染物的治理。
此外,生物信息学的应用也为环境监测和生物多样性保护提供了重要的工具和方法。
4. 工业领域现代生物科技在工业领域的应用越来越多。
通过利用生物催化剂和生物传感器,可以开发绿色和可持续的生产工艺,降低化学品的使用和产生的废物排放,实现工业生产的环境友好和资源高效利用。
三、前景展望现代生物科技的快速发展为人类社会带来了广阔的前景。
预计在未来几十年,生物科技将进一步推动医疗改革、农业发展、环境保护和工业转型。
生物物联网、人工智能等新兴技术的与生物科技的结合,将进一步激发创新和创造出更多的应用。
然而,现代生物科技的发展还面临一些挑战。
伦理道德问题、知识产权保护、公众安全等问题需要得到充分的重视和解决。
《现代生物科技专题》课件

从基因测序到精准医疗,生物科技为人类医疗保 健带来了巨大的机遇和挑战。
基因编辑和克隆技术等新兴技术引发了人类伦理 和安全问题的重视和关注。
生物科技的伦理问题
基因编辑和克隆技
新兴技术为人类健康和农业生 产等提供了新思路和新方法, 也引发了对人类伦理和环境安 全问题及道德风险的关注。
人类自身的道德和伦 理问题
2 伦理问题是制约生物科技发展的关
键因素之一
生物科技的发展必须始终牢记伦理价值和社 会责任,尊重生命、尊重自然、尊重人性是 最基本的原则和底线。
细胞培养与组织工程技术
培养细胞、研究细胞分裂增殖和 分化、生产蛋白质等技术广泛应 用于制药、环保、饲料、化妆品 等领域。
蛋白质工程技术
蛋白质是生物科技的重要产品之 一,蛋白质工程技术可以改变蛋 白质结构和性质,进而制造出更 多的新型蛋白质。
生物科技的前景与挑战
生物科技在医疗上的应用前景 生物科技面临的伦理和安全挑战
现代生物科技专题
生物科技已成为人类社会重要的科技领域之一。本次课程将挑战和伦理问题。
生物科技背景介绍
定义
生物科技是指利用生物体系研究、改良和制造的技术,包括传统生物技术和现代生物技术。
应用领域
生物科技广泛应用于医药、农业、环境等领域,为人类带来了巨大的经济和社会效益。
生物科技的发展历程
1
传统生物技术的起源
自然发酵、种植、畜牧等传统技术的积累和应用。
2
现代生物科技的突破与进展
1960年代,DNA分子结构的发现和基因的克隆技术等科技突破为生物科技的快速 发展打下了基础。
现代生物科技的重要技术
基因工程技术
基因编辑、转基因、基因检测等 技术为生物科技的快速发展提供 了重要手段。
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2015年高考真题分章汇编考点解析专题十七现代生物科技专题考点1 基因工程(2015重庆卷,6,6分)6.下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用【答案】C【解析】由于胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达,因此在肝细胞中无胰岛素基因的转录产物mRNA,A项错误;胰岛素基因的转录启动于启动子,而不是复制原点,B项错误;抗生素抗性基因可作为标记基因在含有抗生素的培养基中将受体细胞筛选出来,C项正确;终止密码子位于信使RNA,不位于DNA上,启动子和终止子均在胰岛素基因转录中起作用;(2015新课标卷Ⅱ,40,15分)40.【生物——选修3:现代生物科技专题】(15分) 已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。
如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。
回答下列问题:⑴从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的进行改造。
⑵以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有修饰基因或合成基因。
所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括的复制;以及遗传信息在不同分子之间的流动,即:。
⑶蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过和,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物进行鉴定。
【答案】(1)氨基酸序列(或结构)(1分,其他答案合理也给分)(2)P P1(每空2分,共4分)DNA和RNA(或遗传物质)(2分)DNA→RNA、RNA→DNARNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3分)(3)设计蛋白质的结构推测氨基酸序列(每空2分,共4分)功能(1分)【解析】本题考查蛋白质工程相关知识,难度较小。
(1)对蛋白质的氨基酸序列(或结构)进行改造,可达到改变蛋白质的功能的目的。
(2)以P基因序列为基础,获得P1基因,可以对P基因进行修饰改造,也可以用人工方法合成P1基因;中心法则的全部内容包括 DNA的复制、DNA→ RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)。
(3)蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过设计蛋白质结构和推测氨基酸序列,推测相应的核苷酸序列,并获取基因。
经表达的蛋白质,要对其进行生物功能鉴定。
(2015新课标卷Ⅰ,40,15分)40.[生物——选修3:现代生物科技专题]HIV属于逆转录病毒,是艾滋病的病原体。
回答下列问题:(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时,可先提取HIV中的,以其作为模板,在的作用下合成。
获取该目的蛋白的基因,构建重组表达载体,随后导入受体细胞。
(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白,该蛋白作为抗原注入机体后,刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是。
该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV,检测的原理是。
(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见,但是在艾滋病患者中却多发。
引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分细胞,降低了患者免疫系统的防卫功能。
(4)人的免疫系统有癌细胞的功能,艾滋病患者由于免疫功能缺陷,易发生恶性肿瘤。
【答案】(1)RNA 逆转录酶cDNA(或DNA)(2)抗体抗原抗体特异性结合(3)T(或T淋巴)(4)监控和清除【解析】(1)HIV属于逆转录病毒,它的遗传物质是RNA,在逆转录酶的作用下可以逆转录为cDNA,用于构建基因表达载体,从而制备HIV的某蛋白。
(2)HIV的某蛋白作为抗原进入机体后,能刺激人体产生针对该抗原的一种特殊的分泌蛋白——抗体;可用该抗体进行抗原—抗体进行杂交来检测血清中是否含有HIV。
(3)HIV病毒营寄生生活,寄生在T淋巴细胞内,T细胞参与体液免疫和细胞免疫,因此少了T细胞,特异性免疫几乎全部丧失,降低了机体的免疫功能。
(4)人体的免疫系统具有防卫、监控和清除的功能,可及时清除体内产生的癌细胞,艾滋病患者的整个免疫功能缺陷,机体会发生一系列顽固性机会感染和肿瘤的发生。
(2015安徽卷,31Ⅱ,9分)Ⅱ(9分)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。
(1)由过程①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,目的是_______________________。
受体应选用___________期卵母细胞。
(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__________________________________________________。
31Ⅱ、[答案](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MⅡ(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)根据题意可知,要将人凝血因子IX基因导入绵羊胎儿成纤维细胞,必须构建基因表达载体,所以由过程①获得的A为基因表达载体。
(2)为保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞,在核移植之前,必须先去掉受体卵母细胞的核。
受体应选用减数第二次分裂中(MⅡ中)期卵母细胞。
(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免疫排斥反应,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,这是因为整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养。
考点2 细胞工程(2015福建卷,33,10分)33.【生物-现代生物科技专题】(10分)GDNF是一种神经营养因子。
对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。
研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图1所示),并导入到大鼠神经干细胞中,用于干细胞基因治疗的研究。
请回答:(1)在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中,使用胰蛋白酶的目的是。
(2)构建含GDNF基因的表达载体时,需选择图1中的限制酶进行酶切。
(3)经酶切后的载体和GDNF基因进行连接,连接产物经筛选得到的载体主要有三种:单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图1所示)。
为鉴定这3种连接方式,选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切,并对酶切后的DNA 片段进行电泳分析,结果如图2所示。
图中第泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。
(4)将正向连接的表达载体导入神经干细胞后,为了检测GDNF基因是否成功表达,可用相应的与提取的蛋白质杂交。
当培养的神经干细胞达到一定的密度时,需进行培养以得到更多数量的细胞,用于神经干细胞移植治疗实验。
[答案](1)使细胞分散开(2)XhoⅠ(3)② (4)抗体传代[命题立意]本题考查动物细胞培养和基因工程的相关知识,考查学生推理能力,运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
难度适中。
[解析](1)动物细胞培养时,可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶作用,使细胞分散开。
(2)质粒上有XhoⅠ识别位点,而且在启动子之后,所以选用XhoⅠ限制酶进行酶切。
(3)泳道①仅有一种条带,属于载体自连;泳道②有两种条带,且长度分别与质粒和GDNF 基因长度相同,为正向连接;泳道③有两种条带,长度与BamHⅠ酶切后结果相同,为反向连接。
(4)检测基因是否表达采用抗原抗体杂交法。
培养动物细胞采用动物细胞培养法,当细胞密度达到一定程度,需要进行分瓶,进行传代培养。
考点3 胚胎工程和生态工程(2015重庆卷,8,20分)8.(20分)某课题组为解决本地奶牛产奶量低的问题,引进了具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,但产奶量并不提高,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)。
(2)用以上最佳组合,按以下流程可加速获得优良个体。
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○4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○5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,可采取技术。
【答案】(1)生长发育或胚胎发育隐性♂A×♀C 1/8(2)获能或增强活力③供能性别、高产奶和适宜生长的基因②(3)胚胎分割【解析】(1)由于胚胎能在母体内进行正常的胚胎发育,所以可选择适宜当地生长的纯种牛做母本。
用纯种高产奶牛与适宜当地生长的纯种牛杂交,获得了C牛,表现为适宜当地生长,但产奶量并没提高,这说明不适宜当地生长是隐性性状,适宜当地生长是显性性状,高产奶是隐性性状,低产奶是显性性状。
由于控制奶牛的产奶量的基因和对本地的适应性的基因分别位于不同的染色体上,说明他们在遗传时遵循基因的自由组合定律,若控制奶牛的产奶量的等位基因为A和a,对本地的适应性的的等位基因为B和b,可推知雄牛A的基因型为aabb,雌牛B为AABB,C为AaBb,可见要获得产奶量高且适宜当地生长的母牛(aaB ),最佳的实验组合为♂A×♀C,此时后代出现所需牛(aaBb)的概率为1/4×1/2=1/8。
(2)精子需获能后才具备受精的能力;由于排卵时排出的卵子只发育到减数MⅡ,而减数第二次分裂形成卵细胞是在受精过程中完成的,即卵子的成熟是在体外受精过程中完成;在胚胎培养过程中,培养基中的葡萄糖能为胚胎发育过程提供能量;为了筛选出具有优良性状的母牛,在胚胎移植之前需对胚胎的性别、高产奶和适宜生长的基因进行鉴定;母牛在减数分裂过程中发生基因重组,产生具有优良性状基因的卵细胞,子代母牛的优良性状与此有关。
(3)通过胚胎分割技术可产生遗传性状相同的多个胚胎,从而提高胚胎的利用率。