高中生物现代生物技术专题及经典例题解析

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专题16 现代生物科技 三年高考(2021 2021)生物试题分项版解析(

专题16 现代生物科技 三年高考(2021 2021)生物试题分项版解析(

专题16 现代生物科技三年高考(2021 2021)生物试题分项版解析(专题16-现代生物科技-三年高考(2021-2021)生物试题分项版解析(主题16现代生物技术1.(2021?江苏卷.11)牛雄性胚胎中存在特异性h-y抗原,可在牛早期胚胎培养液中添加h-y单克隆抗体,筛选胚胎进行移植,以利用乳腺生物反应器进行生物制药。

下列相关叙述正确的是a、 H-Y单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌。

C.经鉴定的雄性胚胎可直接用于胚胎移植b.应选用原肠胚做雌雄鉴别d、用H-Y抗原免疫奶牛可获得相应的抗体2.(2021?江苏卷.14)下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述,错误的是a.精子在获能液中于37℃、5%co2条件下培养的目的是使精子获能b.小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素有促进超数排卵的作用c.分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,因此发育成的个体没有形态学差异d.注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育3.(2022?北京卷5)为了增加菊花的花色类型,研究人员从其他植物中克隆了花色基因C(图1),计划将其与质粒重组(图2),然后在农杆菌的帮助下将其导入菊花。

下列操作与实验目的不符的是a、限制性内切酶EcoRI和连接酶重组质粒的构建b.用含c基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织,将c基因导入细胞c.在培养基中添加卡那霉素,筛选被转化的菊花细胞d.用分子杂交方法检测c基因是否整合到菊花染色体上4.(2021江苏卷.9)下列有关细胞工程的叙述,正确的是a.peg是促细胞融合剂,可直接诱导植物细胞融合b.用原生质体制备人工种子,要防止细胞破裂c.骨髓瘤细胞经免疫处理,可直接获得单克隆抗体d.核移植克隆的动物,其线粒体dna来自供卵母体5(江苏第2022. 11卷)印度沙漠猫是一种罕见的猫科动物。

通过胚胎工程技术,家猫可以通过代孕繁殖。

主要步骤如图所示。

以下陈述是正确的a.步骤甲、乙分别是指精子获能、胚胎分离b.诱导超数排卵所注射的激素只能作用于特定细胞c.受精卵发育成早期胚胎所需营养主要来源于营养液d.步骤甲使用的培养液和早期胚胎培养液成分基本相同6.(2022江苏卷。

高考生物现代生物技术的概念专题福建地区历年真题及答案解读

高考生物现代生物技术的概念专题福建地区历年真题及答案解读

高考生物现代生物技术的概念专题福建地区历年真题及答案解读现代生物技术是指以分子生物学为基础,利用生物学原理和现代科技手段对生物体进行加工改造的一种综合性学科。

随着科技的发展和人类对生物的理解不断深入,现代生物技术在农业、医学和环境等领域的应用越来越广泛。

作为高考生物的重要考点,现代生物技术经常出现在福建地区的高考试题中。

本文将针对福建地区历年真题,对现代生物技术的相关概念及答案进行解读。

1. 2015年福建高考生物选择题真题题目:现代生物技术可促进植物转基因。

下列关于转基因技术的说法,正确的是:A. 转基因植物都是杂种。

B. 转基因植物通过基因重组而产生。

C. 转基因植物中根据外源基因的不同可以分为两类。

D. 转基因植物产生的化学成分与常见的植物相同。

答案解析:本题考查转基因技术的相关概念。

选项A错误,转基因植物并非都是杂种;选项B正确,转基因植物是通过基因重组技术获得的;选项C正确,转基因植物可根据外源基因的不同分为不同类别;选项D错误,转基因植物的化学成分可能会发生改变。

因此,正确答案为B、C 选项。

2. 2016年福建高考生物选择题真题题目:美国的比利时巨兔是从一种普通体型的兔种中人工选择繁殖得到的,其特点是前肢短且后肢非常发达,这是由于人工选择造成的基因突变。

以下关于比利时巨兔的表述中,错误的是:A. 比利时巨兔是通过人工选择而获得的新品种。

B. 比利时巨兔的前肢短与后肢发达是由于基因突变所致。

C. 比利时巨兔的前肢短与后肢发达是由于获得了外源基因。

D. 比利时巨兔的前肢短与后肢发达与环境无关。

答案解析:本题考查基因突变及人工选择的相关知识。

选项A正确,比利时巨兔是通过人工选择培育而成的新品种;选项B正确,比利时巨兔的特殊形态是由基因突变所致;选项C错误,比利时巨兔的前肢短与后肢发达是由基因突变而非获得外源基因所致;选项D正确,比利时巨兔的形态特征与环境无关。

因此,正确答案为C选项。

通过以上两道福建地区高考生物选择题,我们可以看出,现代生物技术在高考生物考试中占据重要的位置。

高一生物现代生物科技试题答案及解析

高一生物现代生物科技试题答案及解析

高一生物现代生物科技试题答案及解析1.土壤农杆菌能将自身Ti质粒的T-DNA整合到植物染色体DNA上,诱发植物形成肿瘤。

T-DNA中含有植物生长素合成酶基因(S)和细胞分裂素合成酶基因(R),它们的表达与否能影响相应植物激素的含量,进而调节肿瘤组织的生长与分化。

据图分析,下列叙述错误的是()A.当细胞分裂素与生长素的比值升高时,诱发肿瘤生芽B.清除肿瘤组织中的土壤农杆菌后,肿瘤不再生长与分化C.图中肿瘤组织可在不含细胞分裂素与生长素的培养基中生长D.基因通过控制酶的合成控制代谢,进而控制肿瘤组织生长与分化【答案】B【解析】由题中信息知,基因S不表达,基因R表达,细胞分裂素与生长素比值升高,诱发了生芽瘤,A正确;清除肿瘤中的土壤农杆菌后,肿瘤不再生长与分化即使清除了肿瘤中的土壤农杆菌,只要土壤农杆菌能身Ti质粒的T-DNA已经整合到植物染色体DNA上,则仍然会产生肿瘤,B错误;T-DNA中含有植物生长素合成酶基因(S)和细胞分裂素合成酶基因(R),因此肿瘤组织可以在不含有细胞分裂素与生长素的培养基中分化和生长,C正确;基因S(R)是通过控制生长素(细胞分裂素)合成酶的形成来间接控制肿瘤组织的生长与分化,D正确。

【考点】本题主要考查基因控制生物的性状的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力。

2.不属于目的基因与运载体结合过程的是A.用一定的限制酶切割质粒露出黏性末端B.用同种限制酶切割目的基因露出黏性末端C.将切下的目的基因的片段插入到质粒切口处D.将重组DNA导入受体细胞中进行扩增【答案】D【解析】构建基因表达载体时,首先需要用同种限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,以产生相同的黏性末端,A正确,B正确;构建基因表达载体时,还需要用DNA连接酶将目的基因与运载体结合形成重组DNA分子,C正确;将重组DNA引入受体细胞中进行扩增不属于基因表达载体的构建过程,属于将目的基因导入受体细胞的过程,D错误。

高中生物选修三《现代生物科技专题》旁栏问题与课后练习答案(含所有章节)

高中生物选修三《现代生物科技专题》旁栏问题与课后练习答案(含所有章节)

高中生物选修3《现代生物科技专题》专题1基因工程四、答案与提示(一)思考与探究(P7)1.限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗?以下是四种不同限制酶切割形成的DNA 片段:(1) …CTGCA(2) …AC(3) GC……G…TG CG…(4)…G (5) G…(6) …GC…CTTAA ACGTC……CG(7) GT…(8)AATTC…CA…G…你是否能用DNA连接酶将它们连接起来?答:2和7能连接形成…ACGT……TGCA…;4和8能连接形成…GAATTC……CTTAAG…;3和6能连接形成…GCGC……CGCG…;1和5能连接形成…CTGCAG……GACGTC…。

2.联系你已有的知识,想一想,为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA?提示:迄今为止,基因工程中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的,它们各自可以识别和切断DNA上特定的碱基序列。

细菌中限制酶之所以不切断自身DNA,是因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制,对于外源入侵的DNA可以降解掉。

生物在长期演化过程中,含有某种限制酶的细胞,其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列,或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上,使限制酶不能将其切开。

这样,尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断,并且可以防止外源DNA的入侵(本题不要求学生回答的完全,教师可参考教师用书中的提示,根据学生的具体情况,给予指导。

上述原则也应适用于其他章节中有关问题的回答。

)。

3.天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗?为什么?提示:基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒(plasmid),即独立于细菌拟核处染色体DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。

是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢?其实不然,作为基因工程使用的载体必需满足以下条件。

(1)载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点,以便目的基因可以插入到载体上去。

2024年高考生物总复习第十一单元现代生物科技专题第2讲细胞工程练习含解析新人教版

2024年高考生物总复习第十一单元现代生物科技专题第2讲细胞工程练习含解析新人教版

细胞工程1.“生物导弹”是免疫导向药物的形象称呼,由单克隆抗体与药物协作而成。

单克隆抗体能自动导向,在生物体内与特定目标细胞或组织结合,并由其携带的药物产生治疗作用。

单克隆抗体的制备过程如下图所示,分析回答下列问题:(1)制备特异性的单克隆抗体,首先要对小鼠注射特定________。

(2)从单克隆抗体制备过程可以看出,它运用了________(至少两种)等细胞工程技术。

(3)若只考虑细胞的两两融合,理论上融合的细胞有________种类型,符合要求的细胞的特点是___________________________________。

(4)体外培育杂交瘤细胞的培育基与用于植物组织培育的培育基在物理性质上的主要区分是前者要用________,从培育基的成分来看,前者培育基中除了添加必要的养分物质外还须要加入含自然成分的________。

(5)特异性抗体也可以通过常规方法来制备:向动物反复注射某种抗原,使动物产生抗体,然后从动物的血清中分别所需抗体。

与这种常规方法相比,单克隆抗体具有_________________________________等优点(答出三点即可)。

解析(1)在制备单克隆抗体时,首先要对小鼠注射特定的抗原,刺激小鼠产生相应的B淋巴细胞(浆细胞)。

(2)单克隆抗体制备过程运用了动物细胞培育和动物细胞融合等动物细胞工程技术。

(3)动物细胞两两融合,融合的细胞一共有3种,其中只有杂交瘤细胞符合要求,其具有无限增值和产生特异性抗体的特点。

(4)体外培育杂交瘤细胞运用的是液体培育基,该培育基中须要加入含自然成分的动物血清、血浆。

(5)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、能大量制备等优点。

答案(1)抗原(2)动物细胞培育、动物细胞融合(3)3 能产生特异性抗体和无限增殖(4)液体培育基动物血清、血浆(5)特异性强、灵敏度高、能大量制备2.下图为A、B两种二倍体植物体细胞杂交过程示意图,请据图回答下列问题:(1)步骤①的方法是________。

专题15 现代生物科技专题-三年(2017-2019)高考真题生物分项汇编含解析

专题15 现代生物科技专题-三年(2017-2019)高考真题生物分项汇编含解析

专题15 现代生物科技专题1.(2019北京卷·4)甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。

研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株。

再将二者杂交后得到F1,结合单倍体育种技术,培育出同时抗甲、乙的植物新品种,以下对相关操作及结果的叙述,错误的是A.将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞B.通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定C.调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株D.经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体【答案】D【解析】【分析】由题意可知,同时抗甲、乙的植物新品种的培养过程为:把含抗甲的目的基因的重组质粒导入植物细胞,获得抗甲植株,同时把含抗乙的目的基因的重组质粒导入植物细胞,获得抗乙植株,通过杂交获得F1(二倍体植株),取F1的花粉经花药离体培养获得单倍体植株,用秋水仙素处理单倍体植株获得纯合的同时抗甲、乙的植物新品种(二倍体)。

【详解】要获得转基因的抗甲或抗乙植株,需要构建基因表达载体(含目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点),再把基因表达载体导入受体细胞中,A正确;对转基因植株进行检测时,可以通过抗病接种实验进行个体水平的检测,B正确;对F1的花粉进行组织培养时,需要经过脱分化和再分化过程,其中生长素/细胞分裂素比例高时利于根的分化,比例低时利于芽的分化,C正确;经花粉离体培养获得的植株是单倍体,D错误。

因此,本题答案选D。

2.(2019江苏卷·16)下列生物技术操作对遗传物质的改造,不会遗传给子代的是A.将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌B.将花青素代谢基因导入植物体细胞,经组培获得花色变异植株C.将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,培育出产低乳糖牛乳的奶牛D.将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者,进行基因治疗【答案】D【解析】【分析】转基因技术的原理是基因重组。

基因重组和基因突变、染色体变异均属于可遗传的变异。

基因治疗:指把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的,这是治疗遗传病的最有效的手段。

高考生物-现代生物科技-专题练习(含答案与解析)

高考生物-现代生物科技-专题练习(含答案与解析)

高考生物专题练习 现代生物科技一、选择题1.牛雄性胚胎中存在特异性H Y -抗原,可在牛早期胚胎培养液中添加H Y -单克隆抗体,筛选胚胎进行移植,以利用乳腺生物反应器进行生物制药。

下列相关叙述正确的是( )A .H Y -单克隆抗体由骨髓瘤细胞分泌B .应选用原肠胚做雌雄鉴别C .鉴别后的雄性胚胎可直接做胚胎移植D .用H Y -抗原免疫母牛可获得相应抗体2.下图表示利用二倍体小鼠所做的实验,下列有关叙述正确的是( )A .过程①需运用动物细胞融合技术B .图中囊胚的细胞基因型都相同C .代孕母鼠需进行同期发情处理D .嵌合体幼鼠是四倍体3.小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应,为了克服这个缺陷,可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。

下列相关叙述正确的是( )A .设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B .用PCR 方法扩增目的基因时必须知道基因的全部序列C .PCR 体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA 聚合酶D .一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞4.下列关于小鼠体外受精及胚胎发育的叙述,错误的是( )A .精子在获能液中于37℃、25%CO 条件下培养的目的是使精子获能B .小鼠在特定光控周期条件下饲养,注射相关激素有促进超数排卵的作用C .分割的胚胎细胞有相同的遗传物质,因此发育成的个体没有形态学差异D .注射到囊胚腔中的胚胎干细胞可以参与个体器官的发育5.为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C (图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。

下列操作与实验目的不符的是()A.用限制性核酸内切酶EcoRI和连接酶构建重组质粒B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织,将C基因导入细胞C.在培养基中添加卡那霉素,筛选被转化的菊花细胞D.用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上6.下列有关哺乳动物精子、卵子的发生及受精作用的叙述,正确的是()A.顶体反应是防止多精入卵的一道屏障B.卵子形成的过程需在卵巢和输卵管内完成C.采集到的精子和卵子相遇即可发生受精作用D.卵子发生时,MⅠ和MⅡ过程是不连续的,但细胞质均等分配7.下图是制备抗体的两个途径的模式图,下列叙述正确的是()A.图中获得的抗体1和抗体2结构完全相同B.抗体1和抗体2的制备过程均涉及细胞筛选CO的作用维持培养液的pHC.②过程所需的气体2D.①和④过程的原理分别是细胞增殖和碱基互补配对原则8.下列有关动物细胞培养技术的叙述,错误的是()A.动物细胞培养是动物细胞工程的技术基础B.动物细胞培养过程中可能发生癌变而具有无限增殖的特点C.由多个不同的亲代细胞培养形成的细胞群可称为细胞克隆D.动物细胞培养需要在无菌条件下进行,必要时可在培养液中添加适量9.科研人员先分别PCR扩增尿酸酶基因和原核生物胞外蛋白信号肽基因(编码的肽链能引导新合成的蛋白质转移、分泌),再将它们拼接形成融合基因,并导入大肠杆菌生产尿酸酶。

高考复习:人教版高中生物选修三现代生物技术专题一《基因工程》经典例题创新应用训练含答案解析

高考复习:人教版高中生物选修三现代生物技术专题一《基因工程》经典例题创新应用训练含答案解析

高中生物选修三现代生物技术专题全套教学案含单元检测专题一基因工程本专题包括基因工程的发展过程;DNA重组技术的基本工具;基因工程的基本操作程序;基因工程的应用;蛋白质工程的崛起等部分。

b5E2RGbCAP基因工程是一门20世纪70年代以来新兴的生物科学与工程技术相结合的科学。

也叫DNA重组技术。

它是按照人类的意愿,将某种基因有计划地转移到另一种生物中去的新技术。

现已成为生命科学中发展最快、最前沿的学科,有关生物工程的内容,己成为近几年生物高考的热点内容。

其中基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步骤以及基因工程的成果及应用前景将是近年命题的新热点plEanqFDPw基因工程操作的三种基本工具,四项基本操作程序等内容将成为考查学生分析综合问题能力的材料;另外,针对生物工程在医药、食品、农林等高新技术产业中的应用,运用有关的生物知识指导生产和实践,对有关的生产方案、生产过程进行分析、综合评价,这也是高考的另一热点。

有关基因工程的备考,今后高考中可能涉及到本考题的热点问题,有如下几个方面:DXDiTa9E3d1•基因工程的基本步骤:目的基因的获取、基因表达运载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因表达的检测与鉴定几个步骤。

RTCrpUDGiT2•转基因技术的应用:(1)转基因动植物,如抗虫、抗病、抗逆、抗除草剂,抗倒伏的植物;产肉、产蛋量高、生长快、耐粗饲料的动物;此外,转基因动物为人类异体器官移植提供了可能。

(2)基因药物:如人造胰岛素、人造生长激素、溶血栓的尿激酶原等。

(3)基因治疗:美国对复合型免疫缺陷症的治疗;糖尿病的治疗:许多科学家希望利用基因工程手段将正常的合成胰岛素基因导入患者体内,并准确表达,以此来修复或替代失去正常功能的胰岛B细胞,从而维持机体血糖平衡。

(4)利用遗传工程培养转基因固氮绿色植物的展望。

地球上的固氮途径有三条:生物固氮、工业固氮、高能固氮。

其中,生物固氮是植物可利用氮的主要来源。

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现代生物技术专题及经典例题解析二、考点解读:本讲知识属于现代生物科技及能够联系并应用于生产、生活实际中的技术。

近几年的江苏、上海、广东各地的高考题中多次涉及本知识点的考题。

概念题的题型一般多为选择题,与生产紧密相关的题及实验设计题多以非选择题形式出现。

生物工程也叫生物技术,是生物科学与工程技术有机结合而兴起的一门综合性科学技术。

包括基因工程、细胞工程、胚胎工程等一系列的现代生物技术,关于基因工程、细胞工程、胚胎工程的材料题是近年来高考的热门知识点。

通过对近2年江苏高考题的分析,本部分内容2007年约占26分,2008年约占33分,由此可以看出,本部分属于高考的重点内容之一。

复习时要重视生物新技术在生产生活实践中的应用,重视各工程之间的相互关系,这既是科技发展热点课题之一,也是考试命题热点之一。

利用已学过的基因工程、细胞工程、胚胎工程知识,对三大生物工程的联系加以融会贯通,提高分析综合与解决实际问题的能力。

建议在复习过程中通过案例探究的方法,来提高学生的能力,可以选择现代生物科技的热点信息作为载体,将生物工程问题及必修中的相关知识融为一体,编制成简答题让学生进行训练,从而达到关注社会热点、激发兴趣、巩固知识、提升能力的目的。

三、主干知识整合(一)基因工程知识小结1、基因工程的工具(1)限制性内切酶:生物体内有一类酶,它们能将外来的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,这样可以保护细胞原有的遗传信息。

由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故名限制性内切酶(限制酶)。

限制性内切酶是基因工程中最常用的切割工具。

科学家已从原核生物中分离出了许多种限制酶,其中一类可以识别特定的核苷酸序列,只在一定DNA序列上进行切割,而且在切割部位,一条链正向读的碱基顺序,与另一条链反向读的顺序完全一致,它们之间正好能互补配对,这样的切口叫做黏性末端,这类限制酶最常被使用。

(2) DNA连接酶:被同一种限制性内切酶切割开来的目的基因和运载体,具有相同的黏性末端,将它们的黏性末端连接起来,就可以形成重组的DNA分子。

这个将目的基因和运载体连接起来的过程就需要用到DNA连接酶。

其功能是把两个DNA片段末端之间的“缝隙”连接起来。

注意:DNA连接酶连接的是磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键,而不是两条链之间互补配对碱基之间的氢键,它与限制性内切酶作用是相反的。

注意与DNA聚合酶区别,DNA 聚合酶是在DNA复制时用到的,它连接的也是磷酸二酯键,但复制时需要模板链。

(3)运载体在基因工程操作中使用运载体的目的有两个:一是用它作为运载工具,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(称为克隆)。

现在所用的运载体主要有两类:一类是细菌的质粒,它是一种相对分子质量较小、独立于细菌DNA之外的小型环状DNA,有的细菌中有一个,有的细菌中有多个,质粒能通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移,可以独立复制,也可以整合到细菌DNA中,随细菌DNA的复制而复制;另一类运载体是噬菌体或某些动植物病毒等。

现在人们还在不断地寻找新的运载体,如叶绿体或线粒体DNA等也有可能成为运载体。

如把外源基因导入叶绿体中,可减少了“基因污染”。

作为运载体必须具备三个条件:①在宿主细胞中能保存下来并能大量复制;②有多个限制酶切点,而且每种酶的切点最好只有一个,如大肠杆菌pBR322就有多种限制酶的单一识别位点,可适用于多种限制酶切割的DNA插入;③有一定的标记基因,便于筛选,如大肠杆菌的pBR322质粒携带四环素抗性基因,就可以作为筛选的标记基因。

此外,运载体存在对宿主细胞生存没有影响。

2、基因工程操作的基本步骤第一步:获得符合人类意愿的基因,即获得目的基因。

目的基因是依据基因工程设计中所需要的某些DNA分子片段,含有所需要的完整的遗传信息。

获得目的基因的方法很多,目前常采用的是直接分离和人工合成目的基因的方法。

具体做法是:(1)直接分离法:直接分离法最常用的是“鸟枪法”又称“散弹射击法”。

就是从供体细胞中取出DNA分子,用限制性内切酶进行处理得到DNA片段,然后分别用运载体转入到不同的受体细胞内进行DNA片段扩增,再从受体细胞中找出具有相应目的基因的细胞,得到目的基因。

这种方法的优点是操作简便。

存在的缺点则是工作量大,有盲目性;对于真核细胞的基因来说,目的基因中还含有不表达的内含子,无法将这样的基因在原核细胞内表达。

因此此法可用于原核生物基因的获取。

(2)人工合成法:就是按照自然基因的本来遗传信息,人工合成相应的DNA片段,可用于真核生物基因的获取。

目前有两种方法,分别为反转录法和依据蛋白质氨基酸序列推测合成法。

①反转录法:从供体细胞内找出由目的基因转录出来的信使RNA,以该信使RNA为模板,反转录成互补的单链DNA,然后在酶的作用下合成双链DNA,从而获得所需要的基因。

优点是专一性强、目的基因中不含内含子。

缺点是操作过程复杂,mRNA存在时间短,技术要求高。

②依据蛋白质氨基酸序列推断合成法:根据已知蛋白质的氨基酸序列,推测出相应信使RNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测出其结构基因的核苷酸序列,再通过化学合成的方法,以单核苷酸为原料合成目的基因。

优点专一性强,目的基因中不含内含子,可合成自然界不存在的基因。

第二步:把目的基因接到某种运载体上形成重组DNA,常用的运载体有细菌的质粒、温和噬菌体和动植物病毒等。

DNA重组技术:重组DNA就是让DNA片段和运载体连接。

外源DNA是很难直接透过细胞膜进入受体细胞的。

即使进入受体细胞之中,也会受到细胞内限制性内切酶的作用而分解。

目的基因结合到经过改造的细菌中的质粒或温和噬菌体上后形成的组合体称为重组体DNA。

在这一技术中,限制性内切酶是一种常用的工具酶,它能“切开”质粒的环形DNA,也能切取目的基因,然后把目的基因DNA片段与质粒DNA分子的两端,在连接酶的作用互补连接形成重组体DNA。

第三步:通过运载体把目的基因带入某生物体内。

将基因转入受体细胞,除了常用的运载体转运方法外,在一定的条件下还常使用以下一些方法:(1)显微注射法:是转基因动物中常采用的方法,用微注射仪将目的基因注射入动物的受精卵。

(2)基因枪法:基因枪是一种专门用于基因转移的高压枪。

该种方法是首先将目的基因的DNA附着于直径约为4μm的钨等金属粒子表面,然后用基因枪将其射入受体细胞。

(3)花粉管通道法:在植物受粉后,花粉形成的花粉管还未愈合前,剪去柱头,然后,滴加DNA(含目的基因),使目的基因借助花粉管通道进入受体细胞。

无论哪种方法,都需要将目的基因与运载体构建成重组DNA,才能将目的基因导入。

第四步:目的基因的检测与表达目的基因能否表达是基因工程是否成功的关键。

往往先根据标记基因表达的产物来把含有目的基因的受体细胞和没有目的基因的受体细胞区筛选出来,再检测含有目的基因的受体细胞中,如表现出了特定的遗传性状,则达到了基因工程的预期目的。

3、基因工程技术的应用(1)转基因生物通过转基因技术把某种生物的基因或人工合成的基因转移到另一生物体内,从而培育出对人类有利的生物新品种。

如我国科学家1989年将人的生长激素基因导入鲤鱼的受精卵中,培育成了转基因鲤鱼;1995年我国科学家将某种细菌的抗虫基因导入棉花,培育出了抗虫棉;1999年我国上海诞生了转基因牛,其牛奶中含有大量人体蛋白,可以治病。

(2)转基因药物自从美国1977年第一次用改造的大肠杆菌生产出有活性的人的生长激素释放抑制素以来,基因工程技术已经成功地应用于生物治疗药物的研制。

现已研制成功的基因工程药物有几十种,如已上市的人的生长激素、胰岛素、干扰素、尿激酶原、超氧化物歧化酶等。

(3) 基因诊断和基因治疗基因诊断:DNA分子杂交法(即DNA探针法):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、荧光分子或化学发光催化剂等进行标记,之后同被检测的DNA中的同源互补序列杂交,从而检出所要查明的DNA或基因。

具体步骤:抽取病人的组织或体液作为化验样品;将样品中的DNA分离出来;用化学法或热处理法使样品DNA解旋;将事先制作好的DNA探针引入到化验样品中。

这些已知的经过标记的探针能够在化验样品中找到互补链,并与之结合(杂交)在一起,找不到互补链的DNA探针,则可以被洗脱。

这样通过遗留在样品中的标记过的DNA探针进行基因分析,就能检出病人所得的病。

基因治疗:将外源基因通过基因转移技术,将其插入病人适当的受体细胞中,使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。

1990年美同国立卫生研究院的一个研究小组对一个四岁的患腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症的女孩进行基因治疗。

他们将正常ADA基因利用反转录病毒载体导入女孩淋巴细胞内,体外培养后回输入她体内,实验获得圆满成功。

这是人类历史上第一个成功基因治疗临床实验。

4.基因工程是把“双刃剑”基因工程技术的应用在给人们带来福音的同时,暗藏着对人类生存的巨大威胁。

如基因工程可以制造超级细菌、超级杂草等;战争狂人、恐怖主义者可制造出难以制服的病原体、生物毒剂即生物武器,进行讹诈和大规模毁灭人类的生物战争;转基因动植物的出现引发物种入侵,有可能破坏原有的生态平衡,对原有物种产生威胁;还有转基因食品安全问题;(二)细胞工程的综合复习细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的方法,通过某种工程学手段,在细胞整体水平或细胞器水平上,按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合技术科学。

1.细胞培养技术一条件:无菌操作(1)植物组织培养①愈伤组织特点:排列疏松无规则、高度液泡化、无定形的未分化的薄壁细胞。

②组织培养优点:取材少、培养周期短、繁殖率高、便于自动化管理。

③组织培养用途:快速繁殖名贵的花卉和果树;培育无病毒植物(采用根尖、茎尖组织);获得植物细胞产品;制成人工种子以及转基因植物的培育等。

④植物细胞培养的原理/理论基础:细胞的全能性,属于无性繁殖。

(2)动物细胞培养①培养液的成分:葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清(类似于内环境成分)。

②动物细胞生长特点:贴壁生长直至贴满即停止分裂,大部分死亡、少部分生存。

③细胞培养用途:生产蛋白制品(如疫苗、干扰素、单抗等);再造烧伤病人的皮肤;检测毒物毒性;研究病理和药理。

④动物细胞培养的原理/理论基础:细胞增殖。

⑤原代培养、传代培养、细胞株、细胞系及其关系原代培养:可用有两种表述:①细胞悬浮液第一次在瓶中培养,没有分瓶培养之前的细胞培养;②第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养统称为原代培养。

两种表述没有本质区别。

传代培养:同样有两种表述:①细胞悬浮液培养一段时间后,分瓶再进行的细胞培养;②传10代以后的细胞培养,统称为传代培养。

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