基因工程(生物技术)课程设计范例
生物技术课程设计
题目：不同启动子对RNA介导的病毒抗性的影响姓名：学号：
年级：专业：
指导教师：
生命科学学院
二○年月日
本研究以马铃薯Y病毒外壳蛋白基因3’端400bp 的序列为靶目标设计反向重复序列,插入含有三种不同启动子的表达载体PCAMBIA1300中，构建hpRNA结构的植物表达载体，转化烟草，进行抗病性鉴定，分析不同启动子对RNA介导的病毒抗性的影响，寻找能够引发RNA介导病毒抗性产生的最佳类型的启动子，同时探讨启动子对RNA介导病毒抗性的作用本质。
研究方法
1．不含内含子的反向重复序列的表达载体的构建
hpRNA的构建如图所示
转录
400bp
100bp 2．含有内含子的反向重复序列的表达载体的构建hpRNA的构建如图所示
载体的构建以双元载体pCAMBIA1300为基础。设计引物（两端加上适宜的限制性内切酶位点），PCR分别扩增花椰菜花叶病毒35S（CaMV35S）启动子、水稻肌动蛋白基因Act1启动子、玉米乙醇脱氢酶基因Ubi启动子和PNZIP基因启动子和胭脂碱合成酶基因3’端Nos终止子。将扩增的启动子和终止子连接于双元载体pCAMBIA1300中，获得含有不同启动子的重组的表达载体。
以已克隆的PVY的CP基因3’段400bp的cDNA区段为目的基因，分别反向重复插入含有不同启
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基因工程和细胞工程
第一讲基因工程和细胞工程 1．(2014·广东卷，25)(双选)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是( ) A．过程①需使用逆转录酶 B．过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因 C．过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备 D．过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞 解析：过程①是以mRNA为模板合成DNA的过程，即逆转录过程，需要逆转录酶的催化，A正确；过程②表示利用PCR扩增目的基因，在PCR过程中，不需要解旋酶，是通过控制温度来达到解旋的目的，B错误；利用氯化钙处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞。C错误；检测目的基因是否成功导入受体细胞的染色体DNA中，可以采用DNA分子杂交技术，D正确。 答案：AD 2．(2014·浙江卷，3)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( ) A．连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型 B．某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞 C．由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆 D．未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状 解析：连续细胞系的细胞其核型已发生改变；一个祖细胞培养形成的细胞群才为一个克隆；未经克隆化培养的细胞系细胞可能是不同细胞分裂形成的，其性状可能不同。 答案：B
3．(2014·重庆卷，4)如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是( ) A．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与 B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上 C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状 D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异 解析：构建载体需要限制酶和DNA连接酶，A错误；③侵染植物细胞后，重组Ti质粒上的T－DNA整合到④的染色体上，B错误；染色体上含有目的基因，但目的基因也可能不能转录或者不能翻译，或者表达的蛋白质不具有生物活性，C错误；植株表现出抗虫性状，说明含有目的基因，属于基因重组，为可遗传变异，D正确。 答案：D 4．(2014·江苏卷，23改编)下列关于基因工程技术的叙述，正确的是( ) A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列 B．PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应 C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因 D．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达 解析：限制性核酸内切酶大多是特异性识别6个核苷酸序列，但也有识别序列由4、5或8个核苷酸组成的，A错误；PCR中耐高温的DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用，B 项错误；载体质粒上抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，不是抗生素合成基因，C错误；目的基因导入了受体细胞不一定就都能正常表达，D正确。 答案：D 5．(2014·广东卷，29)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
高中生物技术与生物工程基因工程和蛋白质工程第1节基因工程的原理学案
第一章基因工程和蛋白质工程 第一节基因工程的原理 1．简述基因工程的诞生。 2．简述基因工程的原理及技术。(重点) 3．尝试DNA的提取与鉴定。(难点) 1．诞生历程 2. (1)核酸限制性内切酶——“基因手术刀” (2)DNA连接酶——“基因缝纫针” ①作用：将两个DNA片段连接起来，修复被限制性内切酶切开的切口，拼接成新的DNA 分子。 ②种类：T4DNA连接酶(把限制性内切酶切开的黏性末端的缝隙“缝合”起来)。 (3)载体——“分子运输车” ①载体的特点 ⅰ.外源DNA的插入不影响载体在宿主细胞内的自我复制。 ⅱ.有适宜的限制性内切酶酶切位点，最好是对多种限制性内切酶有单一切点。 ⅲ.具有某些标记基因。 ⅳ.载体应对受体细胞无害。
②载体的种类： ⅰ.质粒：它是细菌中独立于细菌DNA之外的小型环状DNA分子。 ⅱ.噬菌体或其他一些病毒。 [合作探讨] 探讨1：下图表示限制性内切酶切割某DNA分子的过程，从下图中可知，该限制性内切酶能识别的碱基序列及其切割位点是什么？ 提示：GAATTC，切点在G和A之间。 探讨2：结合DNA复制的过程分析，限制性内切酶和DNA解旋酶的作用部位有何不同？ 提示：限制性内切酶作用于磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键，DNA解旋酶作用于两个碱基之间的氢键。 探讨3：如图，两个核酸片段在适宜条件下，经X酶的催化作用，发生了下述变化，则X酶是什么？ 提示：DNA连接酶。 [思维升华] 1．核酸限制性内切酶 (1)来源和种类 切割DNA的工具是核酸限制性内切酶，又叫限制酶，这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。迄今已分离出的约有4 000种。 (2)作用 限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。 (3)识别序列的组成 一般由6个核苷酸组成，少数由4、5或8个核苷酸组成。 (4)作用结果 当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端；而当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平末端。
高考生物大二轮复习 专题突破练18 基因工程和细胞工程(含解析)
专题突破练18 基因工程和细胞工程 1.胰岛素是人体内唯一一种能降低血糖的激素,对于糖尿病的治疗具有重要的意义,胰岛素基因在人体细胞内经转录、翻译形成的胰岛素原需要经过内质网、高尔基体的加工才能形成胰岛素。如图是运用基因工程技术制备胰岛素的部分流程图,据图回答下列有关问题。 (1)①过程表示从(填“胰岛A细胞”“胰岛B细胞”或“胰岛A细胞和胰岛B细胞”)中获取胰岛素基因相应mRNA,原因 是。 (2)②过程需要的酶是,得到的胰岛素基因可以通过 (填技术的中文名称)进行扩增,该技术除可以将目的基因大量扩增外,还可以用于从DNA分子上获取目的基因,至少需要循环次,才能得到目的基因。 (3)③过程需要用到的酶是,A除含有胰岛素基因外,还应 有,以便进行目的基因的鉴定与选择。 (4)④过程需用处理大肠杆菌,使其成为,以便从周围环境中吸收DNA分子。为了检测胰岛素基因是否在受体大肠杆菌中成功表达,可采用 技术。 (5)通过图示过程得到的是(填“胰岛素”或“胰岛素原”),原因 是 。 2.研究人员将乙肝病毒的表面抗原(HBsAg)基因转入番茄幼叶细胞中,获得能产生乙肝疫苗的番茄植株。回答下列问题。 (1)利用PCR技术扩增HBsAg基因时,目的基因DNA受热变性后的单链与引物互补序列结合,在 酶的作用下进行延伸。设计的引物含有ClaⅠ酶切位点和SacⅠ酶切位点,用作载体的DNA分子(填“含有”或“不含有”)ClaⅠ酶切位点和SacⅠ酶切位点,理由 是。
(2)将HBsAg基因导入番茄幼叶细胞最常用的方法是,该方法可以使目的基因插入到细胞中的DNA上。 (3)可利用植物组织培养技术获得转基因番茄植株,该技术利用的原理 是。 (4)通过电镜对番茄果实提取物进行观察,发现了HBsAg颗粒,说明目的基因导入受体细胞 后。用获得的转基因番茄果实饲喂小鼠,如果在小鼠血清中检测到,说明转基因植物疫苗可口服。3.利用雄性不育系生产杂种一代较为经济、有效,该方法在水稻、玉米、油菜等作物中应用广泛。芥菜是我国著名的蔬菜之一,育种工作者运用基因工程将烟草TA29花药绒毡层特异启动子驱动下的核糖核酸酶Barnase基因导入芥菜细胞中,获得彻底败育的雄性不育植株。请回答下列问题。(1)基因工程中获取Barnase基因的方法有、利用PCR技术扩增和人工合成。利用PCR扩增目的基因时,一般要经历三十多次循环,每次循环可以分为变性、 和三步。 (2)将获取的Barnase基因转入芥菜细胞的常用方法为,Barnase基因需插入到Ti质粒的上,该重组质粒还必须含有,用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因。 (3)检测Barnase基因在转基因芥菜植株中是否转录出mRNA的方法 是,请简要写出该方法的实验思 路: 。 4.转基因抗虫棉的培育过程如图所示。苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因(阴影表示)与质粒上有 PstⅠ、SmaⅠ、Eco RⅠ、ApaⅠ等限制酶的切割位点(箭头所示),质粒上还有唯一标记基因——抗卡那霉素基因(阴影表示)。有人通过实验,获得的农杆菌细胞有的未被转化,有的被转化。被转化的农杆菌细胞有三种,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农杆菌。请据此回答下列问题。 (1)构建含抗虫基因的重组质粒A时,应选用的限制酶是,对进行切割。
基因工程技术的现状和前景发展
基因工程技术的现状和前景发展 摘要 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 基因工程应用于植物方面 农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量，改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中，在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状，通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力，已用多种植物病毒进行了试验。在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长，从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来，导入植物体可获得转基因植物，目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。随着生活水平的提高，人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以有效地改善植物的品质，而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展，如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培育出高蛋白马铃薯品种，其蛋白质含量接近大豆，**提高了营养价值，得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。 基因工程应用于医药方面 目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一，发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上，基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。目前，应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试，并进入临床验证阶段；专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿瘤，将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂，最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒，修复、促进肝细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。此项基因学研究成果在国际治肝领域中，是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。 基因工程应用于环保方面
基因工程(现代生物技术)应用前景与发展
基因工程的发展现状及前景 摘要： 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一近年来随着生物工程技术的发展，许多基因工程抗体陆续问世。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 关键字： 基因工程；基因工程抗体；前景；现状；发展 一、基因工程介绍 1、基本定义 生物学家于20世纪50年代发现了DNA的双螺旋结构，从微观层面更进一步认识了人类及其他生物遗传的物质载体，这是人类在生物研究方面的一次重大突破。60年代以后，科学家开始破译生物遗传基因的遗传密码，简单地说，就是将控制生物遗传特征的每一种基因的核苷酸排列顺序弄清楚。在搞清楚某些单个基因的核苷酸排列顺序基础上，进而进行有计划、大规模地对人类、水稻等重要生物体的全部基因图谱进行测序和诠释。美国从1991年起，准备用15年时间完成人体基因组测序计划。[5] 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，其中相对于受体而言，来自供体的基因属于外源基因。除了少数RNA病毒外，几乎所有生物的基因都存在于DNA 结构中，而用于外源基因重组拼接的载体也都是DNA分子，因此基因工程亦称为重组DNA技术（DNA recombination）。另外，DNA重组分子大都需在受体细胞中
基因工程和细胞工程
基因工程和细胞工程 一、单选题 1．如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需要用到的工具是 A. DNA连接酶和解旋酶 B. DNA聚合酶和限制酶 C. 限制酶和DNA连接酶 D. DNA聚合酶和RNA聚合酶 【答案】C 【解析】图示表示基因表达载体的构建过程，该过程首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，其次还需要用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒，故选C。 2．下面关于植物细胞工程的叙述,正确的是（） A．叶肉细胞已经高度分化,无法表现出全能性 B．叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织 C．融合植物叶肉细胞时,应先去掉细胞膜 D．叶肉细胞离体培养时,可以表现出全能性 【答案】D 【解析】 试题分析：叶肉细胞已经高度分化，但在体外培养的条件下也能表现出全能性，A错误；叶肉细胞经脱分化过程可形成愈伤组织，B错误；融合植物叶肉细胞时，应先去掉细胞壁，C错误；叶肉细胞离体培养时，可以表现出全能性，形成完整植株，D正确 考点：本题考查植物组织培养的相关知识，要求考生识记植物组织培养的原理、过程、条件等基础知识，掌握植物细胞具有全能性的原因，能结合所学的知识准确判断各选项。 3．如图为白菜一甘蓝杂种植株的培育过程。下列说法正确的是（） A．图示白菜一甘蓝植株不能结籽 B．愈伤组织的代谢类型是自养需氧型 C．上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂
D．白菜一甘蓝杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果 【答案】D 【解析】白菜和甘蓝都是二倍体，它们的体细胞杂交后培育的“白菜-甘蓝”杂种植株中2个染色体组来自白菜，2个染色体组来自甘蓝，因为“白菜-甘蓝”属于异源四倍体，是可育的，能产籽，故A错误；愈伤组织是一种高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞，不能进行光合作用产生有机物，因此愈伤组织的代谢类型是异养需氧型，故B错误；上述过程包括去壁、原生质体融合、植物组织培养等过程，其结果是形成“白菜-甘蓝”幼苗，并未发育到性成熟个体，因此整个过程中有有丝分裂和细胞分化，没有减数分裂过程，故C错误；任何性状都是基因选择性表达的结果，故D正确． 【考点定位】植物体细胞杂交的应用 【名师点睛】据图分析，植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，去壁所用的是纤维素酶和果胶酶；原生质体融合所用的方法有物理法和化学法．物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般是用聚乙二醇；再生细胞壁形成杂种细胞；脱分化形成愈伤组织，再分化形成“白菜一甘蓝”幼苗． 4．下列有关细胞工程的叙述中正确的一项是（） A．克隆不是无性繁殖 B．用体细胞克隆动物是通过核移植实现的 C．灭活病毒通过溶解磷脂双分子层诱导动物细胞融合 D．动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分一样 【答案】B 【解析】 试题分析：克隆属于无性繁殖，故A错误。用体细胞克隆动物必须通过核移植才能实现，故B正确。灭活病毒诱导动物细胞融合不是溶解磷脂双分子层而是通过改变膜脂分子排列实现的，故C错误。动物细胞培养液通常需要加入血清，植物组织培养通常需要加入植物激素，故D错误。 考点：本题考查细胞工程相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。5．以下哪种物质不可以用于植物细胞的诱导融合剂（） A．PEG B．灭活的病毒 C．离心 D．振动电激 【答案】B 【解析】 试题分析：灭活的病毒是动物细胞工程的诱导剂，不能用于植物细胞工程，故选B。 考点：本题考查植物细胞工程等相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。6．下列有关植物细胞工程的叙述，正确的是（） A．在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变 B．植物细胞只要在离体状态下即可表现出全能性 C．植物组织培养过程中始终要保持适宜的光照 D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl 的培养基培养筛选而获得 【答案】D 【解析】 试题分析：在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般不发生改变，A错误；植物细胞的全能性指离体的组织器官的经过培养，发育成完整个体的潜能，B错误；植物组织培养过程中开始是要避光，C错误；植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl 的培养基培养筛选而获得，D正确；答案是D。 考点：本题考查植物细胞工程的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。 7．植物组织培养的过程可以归纳为：①? ?再分化③→④；对此叙述有错误的 ?→ ?→ ?脱分化②? 是( ) A．②→③的再分化过程中，培养基中需要添加细胞分裂素与生长素
生物 选修三 基因工程
高中生物选修3第一章基因工程习题 一．单选题：每小题只有一个选项最符合题意。 1．下列有关基因工程的叙述，正确的是：（） A．DNA连接酶的作用是将两个黏性末端的碱基连接起来 B．目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变 C．目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外 D．常使用的运载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等 2．下列关于基因工程的叙述，正确的是：（） A．基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因 B．细菌质粒是基因工程常用的运载体 C．通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA D．为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体 3．限制性内切酶的作用实际上就是把DNA上某些化学键打断，一种能对GAATTC专一识别的限制酶，打断的化学键是：（） A．G与A之间的键 B．G与C之间的键 C．A与T之间的键 D．磷酸与脱氧核糖之间的键 4．下面图中a、b、c、d代表的结构正确的是：（） A．a—质粒RNA B．b—限制性外切酶 C．c—RNA聚合酶D．d—外源基因 5．苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否已表达，其检测方法是：（）A．是否有抗生素抗性 B．是否能检测到标记基因 C．是否有相应的性状 D．是否能分离到目的基因 6．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是 ①该技术将导致定向变异②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料④受精卵是理想的受体A．①②③④ B．①③④Ｃ．②③④Ｄ．①②④ 7．随着转基因技术的发展,基因污染也逐渐产生。下列有关基因污染的说法不正确的是：（）A．转基因作物可通过花粉扩散到它的近亲作物上，从而污染生物基因库 B．杂草、害虫从它的近亲获得抗性基因，可能破坏生态系统的稳定性 C．基因污染是一种不能增殖的污染 D．基因污染较难清除 8．美国农业部指导农民在种植转基因农作物时，要求农民在转基因农作物的行间种植一些普通的非转基因农作物，供害虫取食，这种做法的主要目的是：（） A．保护物种多样性 B．保护害虫的天敌
2018年高考生物二轮复习专题突破训练15基因工程与细胞工程有答案
专题突破练15 基因工程与细胞工程 1.(2017东北三省三校一联,38)马铃薯是重要的经济作物,人类在(马铃薯的)基因育种方面取得丰硕成果。 (1)马铃薯是双子叶植物,常用法将目的基因导入马铃薯体细胞中。构建好的基因表达载体包括目的基因、、、、复制原点五部分。 (2)马铃薯得病会导致产量下降。基因工程中常用的抗病基因为(写一种即可)。 (3)科学家还培育出抗除草剂的转基因马铃薯,主要从两个方面进行设计: ①修饰除草剂作用的靶蛋白,使其对除草剂,或使靶蛋白过量表达,植物吸收除草剂后仍能正常代谢。 ②引入酶或酶系统,在除草剂发生作用前。 (4)将目的基因导入受体细胞后,还需对转基因植物进行。 答案 (1)土壤农杆菌转化启动子终止子标记基因(2)病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因、几丁质酶基因和抗毒素合成基因(3)①不敏感②被分解(4)目的基因的检测与鉴定 解析 (1)将目的基因导入植物细胞的常用方法是土壤农杆菌转化法。构建好的基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点等。(2)基因工程中常用的抗病基因有病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因、几丁质酶基因和抗毒素合成基因(写一种即可)。(3)①为了避免马铃薯对除草剂敏感,可以修饰除草剂作用的靶蛋白;或者增加马铃薯中靶蛋白的表达量,这样植物吸收除草剂后仍能正常代谢。②还可以通过基因工程引入能够快速分解除草剂的酶或酶系统,从而将除草剂在发生作用前分解。(4)将目的基因导入受体细胞后,需检测目的基因是否导入受体细胞。即使目的基因导入了受体细胞,也不一定能够表达,故一定要在受体生物中检测出目的基因的产物——相关蛋白质,即要进行目的基因的鉴定。 2.(2017湖北武汉一模,38)基因敲除是应用DNA重组原理发展起来的一门新兴技术。“基因敲除细胞”的构建过程如下: 第一步,从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞(ES),在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”; 第二步,构建基因表达载体。取与靶基因序列同源的目的基因(同源臂),在同源臂上接入neo R(新霉素抵抗基因)等。由于同源臂与靶基因的DNA正好配对,所以能像“准星”一样,将表达载体准确地带到靶基因的位置; 第三步,将表达载体导入胚胎干细胞,并与其内靶基因同源重组,完成胚胎干细胞的基因改造; 第四步,基因改造后的胚胎干细胞增殖、筛选。基本原理如图所示。 请根据上述资料,回答下列问题。 (1)实施基因工程的核心步骤是,基因表达载体中的是位于基因首端的有特殊结构的DNA片段;在构建的过程中所需要的工具酶是。 (2)如果要获得一只含目的基因的小鼠,则选择的受体细胞通常是,原因是。 (3)上述资料中neo R基因的作用最可能是。为了鉴定目的基因是否成功表达,
基因工程的现状与发展趋势
题目：基因工程的现状与发展趋势专业：13食品科学与工程 学号：132701105 姓名：盛英奇 日期：2015/7/1
【摘要】从20世纪70 年代初发展起来的基因工程技术，经过40多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。生物学成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 【关键词】基因工程技术；应用；前景；现状 一、墓因工程的原理及研究内容 基因工程是人们在揭示生命之谜的过程中建立起来的。早在300多年前，人们就发现，世界上生物尽管种类繁多，千姿百态，但都是细胞(如肉眼看不见的细菌等微生物)或者是由细胞构成的(如现存的200多万种多细胞动植物)。人们还发现，生物有遗传和变异的特征，遗传保证了生物种类的延续不断，变异则赋予生物种的进化，保证生物种类对环境的适应。而生物的所有特性及遗传变异都是由生物体细胞内的遗传物质所决定的，这种遗传物质就是被科学家称之为脱氧核糖核酸(简称DNA)的大分子物质，一般位于生物的细胞核内。DNA是由许多核昔酸连接而成的高分子化合物，如把DNA比喻成长链条，核昔酸就是组成这链条的一个个环节。生物细胞核内的DNA分子是由两条成对的多核昔酸长链互相缠人类开始学会干预生物的变异，即通过杂交、筛选等方式改变生物物种的某些特性，使之有利于人类，如水稻、小麦等作物的育种，家禽家畜优良品系的培育等，它是通过动植物父、母本交配繁殖时，生殖细胞内DNA上相应性状基因互相间可能出现的交换来实现的，这种交换的概率是人们不能控制的，所以选种的过程较为缓慢，需几年乃至几十年的时间，而且亲缘关系相差较远的生物种之间很难杂交。而本世纪}o年代初诞生的基因工程，则是按照人类的需要，从某种生物体的基因组中，分离出带有目的基因(即所需基因)的DNA片段，运用重组DNA技术，对这些DNA片段进行体外操作，把不同来源的基因按照设计的蓝图，重新构成新的基因组(即重组体)，再将重组DNA分子插入到原先没有这类DNA 片段的受体细胞(亦称宿主细胞)的DNA上，并使其不仅能“安家落户”，而且能“传种接代”，即能准确地把该外源基因的遗传特性在新的细胞(宿主细胞)里增殖和表达出来。就像一台机器上的零部件拆下来安装到另一台机器上。在生物体中，这种生命零件就是基因。因为用的是工程技术的方法原理，故称基因工程，亦叫遗传工程。用这种方法所形成的杂种DNA分子与神话中的那种狮首、羊身、
基因工程和细胞工程测试题(附答案,可用于考试)
5 高二生物《基因工程和细胞工程》测试题姓名班级 （时间：90分钟分数：100分） 一．选择题（本大题包括25题，每题2分，共50分。每题只有一个选项符合题意。） 1．以下说法正确的是（） A.所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B．质粒是基因工程中惟一的运载体 C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 2．植物体细胞杂交与动物细胞工程中所用技术与原理不．相符的是（） A．纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性 B．植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性 C．植物体细胞杂交和动物细胞融合——生物膜的流动性 D．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂 3．有关基因工程的叙述正确的是（） A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用 B.重组质粒的形成在细胞内完成 C.质粒都可作运载体 D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料 4．能克服远缘杂交障碍培育农作物新品种的技术是（） A.基因工程 B.组织培养 C.诱变育种 D.杂交育种 5．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( ) A．培养人的效应T细胞能产生单克隆抗体 B．培养人的B细胞能够无限地增殖 C．人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株 D．用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞 6．PCR技术扩增DNA,需要的条件是( ) ①目的基因②引物③四种脱氧核苷酸 ④DNA聚合酶等⑤mRNA⑥核糖体 A、①②③④ B、②③④⑤ C、①③④⑤ D、①②③⑥ 7．以下对DNA的描述，错误的是（） A.人的正常T淋巴细胞中含有人体全部遗传信息 B.同种生物个体间DNA完全相同 C.DNA的基本功能是遗传信息的复制与表达 D.一个DNA分子可以控制多个性状 8. 蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（） A.氨基酸结构 B.蛋白质空间结构 C.肽链结构 D.基因结构 9．细胞工程的发展所依赖的理论基础是（） A.DNA双螺旋结构模型的建立 B.遗传密码的确立及其通用性的发现 C.生物体细胞全能性的证明 D.遗传信息传递的“中心法则”的发现 10．下列不是基因工程中的目的基因的检测手段的是：（） A.分子杂交技术 B.抗原—抗体杂交 C.抗虫或抗病的接种 D.基因枪法 11．在以下4种细胞工程技术中，培育出的新个体中，体内遗传物质均来自一个亲本的是（） A.植物组织培养 B. 单克隆抗体 C. 植物体细胞杂交 D.细胞核移植 12．动物细胞融合与植物细胞融合相比特有的是（） A.基本原理相同 B.诱导融合的方法类 C.原生质体融合 D.可用灭活的病毒作诱导剂 13．下列哪一项属于克隆（） A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中 B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内 C．将鼠骨髓细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞
基因工程与微生物
基因工程与微生物 基因工程（genetic engineering）又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。 一、基因工程的概况 基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。所谓基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术。是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。 1974年，波兰遗传学家斯吉巴尔斯基（Waclaw Szybalski）称基因重组技术为合成生物学概念，1978年，诺贝尔生医奖颁给发现DNA 限制酶的纳森斯（Daniel Nathans）、亚伯（Werner Arber）与史密斯（Hamilton Smith）时，斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中写道：限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。2000年，国际上重新提出合成生物学概念，并定义为基于系统生物学原理的基因工程 二、基因工程的基本步骤 （1）提取目的基因 获取目的基因是实施基因工程的第一步。如植物的抗病（抗病毒抗细菌）基因，种子的贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因干扰素基因等，都是目的基因。 要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因，是十分不易的。科学家们经过不懈地探索，想出了许多办法，其中主要有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一条是人工合成基因。 直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。鸟枪法的具体做法是：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞提供的DNA（即外源DNA）的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制（在遗传学中叫做扩增），从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。如许多抗虫抗病毒的基因都可以用上述方法获得。 用鸟枪法获得目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性。又由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，一般使用人工合成的方法。 目前人工合成基因的方法主要有两条。一条途径是以目的基因转录成的信使RNA 为模版，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。另一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对的原则，推测出它的基因的核苷酸序列，再通过化学方法，
基因工程和细胞工程
专题八现代生物科技专题 第一讲基因工程和细胞工程 1.(2012·浙江卷，1)用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是() A．都需要用CO2培养箱 B．都需要用液体培养基 C．都要在无菌条件下进行 D．都可体现细胞的全能性 2．下列关于运用植物组织培养技术产生新个体的叙述，错误的是() A．属于无性生殖 B．主要理论依据是植物细胞具有全能性 C．培养过程中由于人工培养基含大量营养，不需光照就能发育成完整植株 D．人工培养基中含植物生长发育所需的全部营养物质，包括矿质元素、糖、维生素等3．(2012·安徽卷，4)2008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白”的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是() A．追踪目的基因在细胞内的复制过程 B．追踪目的基因插入到染色体上的位置 C．追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 D．追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构 4．限制酶是一种核酸内切酶，可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶Bam HⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ和BglⅡ的识别序列和切割位点： 切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是() A．Bam HⅠ和EcoRⅠ B．Bam HⅠ和HindⅢ C．Bam HⅠ和BglⅡ D．EcoRⅠ和HindⅢ 5．对于不同的生物，将重组基因导入受体细胞的方法有差异，下列方法不合适的是 () A．以质粒为运载体，利用大肠杆菌生产人的胰岛素时，可用氯化钙处理大肠杆菌B．以噬菌体为运载体，利用大肠杆菌生产人的凝血因子时，可使其直接侵染大肠杆菌C．以质粒为运载体，利用转基因羊生产人的乳铁蛋白时，可用显微注射技术将重组基因导入受精卵
2019高考生物大二轮复习专题十六基因工程和细胞工程练案
专题十六基因工程和细胞工程 ．(·深圳调研)叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该技术能有效改良 植物的品质。请回答：转基因技术的核心步骤是 基因表达载体的构建 () 限制酶和连接 ，完成该步骤所需要的酶有 酶 。 将植物体细胞处理得到原生质体，再通过 () 农杆菌转化法 基因枪 或 法，将目的基因导入原生 植物组织培养 质体，使原生质体再生出细胞壁之后，通过 技术培养可得到相应的转基因幼苗。()来自原核生物中有重要价值的外源基因，无需改造和修饰就可在叶绿体中高效表达，就此 分析，原因是 叶绿体与原核生物结构类似 由 ( 于叶绿体大多数基因的结构、转录与翻译系统均与原 ) 核生物类似 。()对大多数高等植物而言，与传统的细胞核转基因相比，叶绿体转基因更稳定，其遗传方式 “ 或 不遵循 ” “ 不遵循 答 ”) 遵循 ( 卵细胞 ”) 传给后代，从 分离定律，不会随 或 “ 花粉 花粉 (“ ” (“ 母本 而保持了 父本 ” ”) 的遗传特性。 母本 “ 或 [解析] ()基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，所需要的酶有限制酶和连接酶；() 植物细胞导入受体细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。原生质体再生细胞壁之后，通过植物组织培养获取幼苗；()叶绿体与原核生物结构类似。()分离定律适用于有性生殖 过程中细胞核遗传，故叶绿体转基因不遵循分离定律，为母系遗传。．(·天津市和平区生物一模)已知某传染性疾病的病原体为病毒，该病毒表面的蛋白为主要 抗原。疫苗的生产和抗体的制备流程如图所示。请回答下列问题： ① 过程 代表的是 () ③ 逆转录 构建基因重组载体时，启动子和终止子是重新构建的，它 ，过程 聚合酶 们应该能被受体细胞的 所识别，以便于其催化转录过程。()如图为基因的结构示意图，已知Ⅱ区的碱基数是个，其中阴影区域碱基数是个，空白区域中和的总数共有个，则由该区域能指导蛋白质合成的片段转录产生的中和总数是个。() 在给小鼠皮下注射蛋白时，要重复注射几次的目的是通过二次免疫，增加小鼠体内的 浆细 胞 数目。() 在将进行扩大培养前，至少需要经过次筛选，第一次是将 杂交瘤细胞 筛选出来，第二次是 将 能分泌所需抗体的杂交瘤细胞 筛选出来。() 对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的 蛋白 来制备疫苗。对该传 染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体内分离出病毒与已知病毒进行核酸序列比较，或用图中
高中生物《基因工程及其应用》教学设计
人教版高中生物《基因工程及其应用》教学设计 一、总体设计指导思想 本节课突出对学生技能和科学素质的培养，通过精心设计课堂教学环节，来培养学生的信息提取能力、识图能力、语言表达能力、实际操作能力及培养学生的科学精神和科学素养。 二、教材分析 基因工程是现代生物科技中的热点，逐渐对人类的生产和生活产生了巨大的影响，学习这一内容既有利于学生对这一前沿科技的了解，也能让学生对科学技术社会三者的关系有更深入的理解，还能为学生的人生规划提供一种新的视角。而对这一专题的教学，首先要考虑基础性，高中阶段的教学不是培养专家，而是要全面提高学生的科学素养，因此着力点应瞄准对学生的发展起根本作用的知识能力思想情感上，针对本节内容即简述基因工程的基本原理，举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用，关注转基因生物和转基因食品的安全性；关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高；运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型，而本课知识、能力上主要解决基因工程操作的原理及基本步骤以及模型构建。 三、教学目标 （一）知识目标 简述基因工程的基本原理 举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用 关注转基因生物和转基因食品的安全性； （二）情感态度价值观目标 关注基因工程的发展，认同基因工程的应用促进生产力的提高 （三）能力目标 运用所学DNA重组技术的知识，模拟制作重组DNA模型。 四、教学重难点 重点：①基因工程的主要步骤 ②基因工程的应用 ③转基因生物和食品的安全性 难点：①基因工程的基本原理。 ②转基因生物与转基因食品的安全性。 五、教学过程：
六、学案设计： 6.2基因工程---课堂探究案 一．学习目标 1.简述基因工程的基本原理 2.通过模型制作理解基因工程的关键步骤 二．合作探究 1.核心概念：基因工程 又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。别名_________________ 原理____________________________ 结果__________________________________________________________________ 2.信息提取：阅读以下资料，找出能代表培育转基因大肠杆菌关键步骤的三个动词。 美国人在1978年用大肠杆菌生产出了胰岛素，大肠杆菌产生胰岛素并进行批量生产的原理是运用到了现代生物技术的转基因技术，它是先将人胰岛素基因从人的染色体DNA上剪切出来，插入从细菌细胞中提取出来的质粒（作为载体）中，再将这个合并起来的、带有胰岛素基因的质粒，转移入大肠杆菌的细胞中，随后该胰岛素基因会指导大肠杆菌细胞产生胰岛素，人类即可将这些胰岛素提取并收集出来，用于治疗糖尿病病人，给糖尿病患者带来了福音. 能代表培育转基因大肠杆菌关键步骤的三个动词分别是________、_________、__________。 3.合作探究：阅读课本102页最后一段至103页第二段，探讨以下问题 （1）限制酶的分布、作用及特性 思考一：限制性核酸内切酶切割的是DNA分子的哪个部位_______________ （2）DNA连接酶的作用、作用对象和作用部位 思考二：DNA连接酶与DNA聚合酶有何区别？___________________________________ （3）运载体的常见种类、作用 4.读图说话：读下图，用自己的话描述基因工程操作的一般步骤。
高中生物专题复习：基因工程和细胞工程
基因工程和细胞工程 1．为增加油菜种子的含油量,科研人员将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连,导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。 (1)研究人员采用PCR技术获取酶D基因和转运肽基因,该技术是利用________的原理,使相应基因呈指数增加。所含三种限制酶(XbaⅠ、ClaⅠ、SacⅠ)的切点如图所示,则用________和________处理两个基因后,可得到酶D基因和转运肽基因的融合基因。 (2)将上述融合基因插入上图所示Ti质粒的________中,构建基因表达载体并导入农杆菌中。为了获得含融合基因的单菌落,应进行的操作是______________________________。 随后再利用液体培养基将该单菌落菌株振荡培养,可以得到用于转化的侵染液。 (3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间的目的是_____________________________, 进一步筛选后获得转基因油菜细胞,提取上述转基因油菜的mRNA,在逆转录酶的作用下获得cDNA,再依据________的DNA片段设计引物进行扩增,对扩增结果进行检测,可判断融合基因是否完成________。最后采用抗原—抗体杂交法可检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达。 答案：(1)DNA双链复制ClaⅠDNA连接酶 (2)T-DNA将获得的农杆菌接种在含四环素的固体培养基上培养 (3)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞融合基因转录 2．人外周血单核细胞能合成白细胞介素2(IL?2)。该蛋白可增强机体免疫功能,但在体内易被降解。研究人员将IL?2基因与人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一个融合基因,在酵母菌中表达出具有IL?2生理功能且不易降解的IL?2?HSA融合蛋白,技术流程如图。请回答： (1)图中③过程的模板是________,表达载体1中的位点________应为限制酶BglⅡ的识别位点,才能成功构建表达载体2。 (2)表达载体2导入酵母菌后,融合基因转录出的mRNA中,与IL?2蛋白对应的碱基序列不能含有
高三生物知识点归纳：基因工程及其应用
高三生物知识点归纳：基因工程及其应用 1.概念：按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 高考生物知识点归纳 2.原理基因重组 3.工具： A.基因的”剪刀”：限制性内切酶 ①分布：主要在微生物中。 ②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。 ③结果：产生黏性未端(碱基互补配对)。 B.基因的”针线”：DNA连接酶 ①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。 ②结果：两个相同的黏性未端的连接。 C.基因的”运载工具”：运载体 ①作用：将外源基因送入受体细胞。 ②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、具有多个限制酶切点。 c、有某些标记基因。 ③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 ④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。 4.基因操作的基本步骤： ①提取目的基因：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等 ②目的基因与运载体结合(以质粒为运载体)：用同一种限制酶分别切割目的基
因和质粒DNA(运载体)，使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子(重组质粒) ③将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞 ④目的基因检测与表达 检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。 表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。