選修3要點一節(jié)課

1．目前人類利用基因工程的方法成功培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，以下說法正確的是（）A．蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白基因與質(zhì)粒結(jié)合后直接進入棉花的葉肉細胞表達B．抗蟲基因?qū)朊藁ㄈ~肉細胞后，通過傳粉、受精的方法，使抗蟲性狀穩(wěn)定地遺傳下去C．標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因D．轉(zhuǎn)基因抗蟲棉經(jīng)過種植，棉鈴蟲不會產(chǎn)生抗性，這樣可以有效消滅棉鈴蟲2．利用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌生產(chǎn)人的胰島素。下列相關(guān)敘述，正確的是（）A．人和大腸桿菌在合成胰島素時，轉(zhuǎn)錄和翻譯的場所是相同的B．DNA連接酶能把兩個黏性末端經(jīng)堿基互補配對后留下的縫隙“縫合”C．通過檢測，大腸桿菌中沒有胰島素產(chǎn)生則可判斷重組質(zhì)粒未導(dǎo)入受體菌D．在培養(yǎng)大腸桿菌的工程菌過程中，獲得目的基因的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶5．下列關(guān)于哺乳動物胚胎發(fā)育和胚胎工程的敘述，正確的是（）A．體外受精完成后即可進行胚胎移植操作B．胚胎干細胞具有發(fā)育全能性，它可發(fā)育成新個體C．卵裂期胚胎中細胞數(shù)目在不斷增加，而有機物的總量卻在不斷減少D．通過胚胎移植產(chǎn)生多個后代的繁殖方式都屬于有性生殖14．植物體細胞雜交與動物細胞工程中所用技術(shù)與原理不相符的是(

)A．纖維素酶、果膠酶處理和胰蛋白酶處理——酶的專一性B．植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)——細胞的全能性C．原生質(zhì)體融合和動物細胞融合——生物膜的流動性D．紫草細胞培養(yǎng)和動物細胞的培養(yǎng)——細胞分裂28．某夫婦身體健康,妻子第二次懷孕6個月時，到醫(yī)院抽羊水及臍帶血診斷，發(fā)現(xiàn)胎兒是男孩，而且是血友病患者，遂引產(chǎn)。夫婦二人最后來到中山醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院做試管嬰兒。醫(yī)生培養(yǎng)了7個可做活體檢查的胚胎，并抽取每個胚胎1～2個細胞進行檢查后，選擇了兩個胚胎進行移植，最后一個移植成功。根據(jù)此資料回答下列問題：（1）在實施試管嬰兒技術(shù)過程中，需要對女性進行超數(shù)排卵處理。超數(shù)排卵的方法是給女性注射＿＿＿＿激素。（2）胚胎移植之前需要經(jīng)過篩選。醫(yī)生認(rèn)為選用女性胚胎進行移植效果更好。理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)，人們已能夠選取最理想的女性胚胎，其基因型應(yīng)該是＿＿＿＿。（用B、b表示相關(guān)基因）。（3）早期胚胎性別鑒定的方法有很多，包括顯微鏡鏡檢法、SRY－PCR鑒定法。①顯微鏡鏡檢法：利用顯微鏡觀察胚胎細胞＿＿＿＿染色體以確定胚胎性別。該過程通常選用處于＿＿＿＿（時期）的細胞，使用的染色劑是＿＿＿＿＿＿＿＿。②SRY－PCR鑒定法操作的基本程序是：借助顯微操作儀從被測胚胎（桑椹胚或囊胎）中分離幾個細胞，提取DNA，然后用位于Y染色體上的性別決定基因制成DNA探針，經(jīng)過檢測兩個胚胎，甲胚胎有雜交帶，而乙胚胎無雜交帶，由此可知符合要求的為＿＿＿＿胚胎。36．轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過程如圖所示。質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四種限制性核酸內(nèi)切酶切割位點。請回答:(1)構(gòu)建含抗病基因的表達載體A時,應(yīng)選用限制性核酸內(nèi)切酶

,對

進行切割。(2)培養(yǎng)基中的卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細胞的生長,欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細胞,應(yīng)使重組DNAA中含有

,作為標(biāo)記基因。36．轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過程如圖所示。質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ

等四種限制性核酸內(nèi)切酶切割位點。請回答:(1)構(gòu)建含抗病基因的表達載體A時,應(yīng)選用限制性核酸內(nèi)切酶

,對

進行切割。(2)培養(yǎng)基中的卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細胞的生長,欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細胞,應(yīng)使重組DNAA中含有

,作為標(biāo)記基因。(3)香蕉組織細胞具有

,因此,可以利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細胞培育成植株。圖中①、②依次表示組織培養(yǎng)過程中香蕉組織細胞的

。36．轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過程如圖所示。質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ

等四種限制性核酸內(nèi)切酶切割位點。請回答:(1)構(gòu)建含抗病基因的表達載體A時,應(yīng)選用限制性核酸內(nèi)切酶PstⅠ和EcoRⅠ,對含抗病基因的DNA和質(zhì)粒進行切割。(2)培養(yǎng)基中的卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細胞的生長,欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細胞,應(yīng)使重組DNAA中含有抗卡那霉素基因,作為標(biāo)記基因。(3)香蕉組織細胞具有全能性,因此,可以利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細胞培育成植株。圖中①、②依次表示組織培養(yǎng)過程中香蕉組織細胞的脫分化和再分化。選修三現(xiàn)代生物科技基因工程

實質(zhì)：基因重組

理論基礎(chǔ)：DNA是生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確立、遺傳信息傳遞方式的認(rèn)定技術(shù)保障：限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶質(zhì)粒載體的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用限制性核酸內(nèi)切酶識別和切割DNA分子內(nèi)一小段特殊核苷酸序列的酶來源細菌中分離出切割的是磷酸二酯鍵形成粘性末端、平末端將一個基因從DNA分子上切割下來，需要切兩處，同時產(chǎn)生4個粘性末端DNA連接酶：作用：將具有末端堿基互補的2個DNA片段連接在一起，形成的DNA分子成為重組DNA分子（無特定序列識別，但具有專一性）

DNA聚合酶、RNA聚合酶需要模板，DNA連接酶不需要連接的都是磷酸二酯鍵解旋酶作用于氫鍵，氫鍵的結(jié)合不需要酶質(zhì)粒：能夠自主復(fù)制的小型雙鏈環(huán)狀DNA分子，在細菌中以獨立于染色體之外的方式存在，是一種特殊的遺傳物質(zhì)質(zhì)粒作為載體的條件：1、能自我復(fù)制

2、具有切割位點

3、有標(biāo)記基因，以供重組DNA的鑒定和選擇質(zhì)?？梢詮奈⑸镏蝎@取質(zhì)粒可在自身細胞、受體細胞、體外（PCR技術(shù)）復(fù)制運載體：質(zhì)粒、λ噬菌體（前兩者能把外源基因載入到大腸桿菌等宿主細胞中）、植物病毒、動物病毒（后兩者把外源基因分別載入到植物細胞和動物細胞內(nèi)）步驟：一、獲得目的基因方法一：目的基因的序列已知：化學(xué)合成（胰島素基因）or聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）or

反轉(zhuǎn)錄法（已知RNA→cDNA）PCR擴增:體外的小試管中通過酶促反應(yīng)有選擇的大量擴增特定DNA片段的技術(shù)高溫DNA解旋（其中酶具有耐高溫性）方法二：序列未知，從基因文庫中獲取

二、形成重組DNA分子（基因工程的核心

三、將重組DNA分子導(dǎo)入受體細胞

常用的受體細胞：大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌、和動植物細胞用質(zhì)粒作為載體，宿主細胞應(yīng)該選擇大腸桿菌。用氯化鈣處理大腸桿菌，增加大腸桿菌細胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒進入大腸桿菌宿主細胞（胞吞進入）四、篩選含有目的基因的受體細胞

五、目的基因的表達與檢測步驟：

一、獲得目的基因檢測和篩選目的基因的其他方法：①采用DNA分子雜交技術(shù)（目的基因為探針）②核酸分子雜交法（標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交）③抗原抗體雜交法←檢測是否表達基因工程的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因植物：時間短、克服遠緣親本難以雜交基因工程藥物胰島素（大腸桿菌）干擾素、乙型肝炎疫苗：乙肝抗原(疫苗）在酵母菌中表達成功基因工程能定向改變生物性狀，不能培育新物種?？寺〖夹g(shù)指從眾多的基因或細胞群體中通過無性繁殖和選擇獲得目的基因或特定類型細胞的操作技術(shù)

植物的克隆

技術(shù)基礎(chǔ)：植物組織培養(yǎng)通過液體懸浮培養(yǎng)可以分散成單細胞→細胞團→球形胚→心形胚→胚狀體→完整植株（外植體）誘導(dǎo)出芽和根植物組織培養(yǎng)的一般程序脫分化愈傷組織：一種相對沒有分化的活的薄壁細胞團組成的新生組織。（細胞排列疏松、無規(guī)則）再分化脫分化：已經(jīng)高度分化的植物細胞，經(jīng)過誘導(dǎo)重新恢復(fù)了分裂能力，產(chǎn)生愈傷組織的過程，又稱去分化。再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織經(jīng)培養(yǎng)，重新分化根或芽等器官的過程。植物原生質(zhì)體的獲得方法：在0.5~0.6mol/L的甘露醇溶液環(huán)境（較高滲溶液）下用纖維素酶和果膠酶混合處理根尖、葉片、愈傷組織或懸浮培養(yǎng)細胞，將細胞壁消化除去，獲得球形的原生質(zhì)體原生質(zhì)體融合（植物細胞雜交）物理法：離心振動，電刺激化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）動物的克隆

技術(shù)基礎(chǔ)：動物的細胞和組織培養(yǎng)（組織培養(yǎng)可以伴隨著分化）動物細胞培養(yǎng)的原理：細胞增殖動物細胞培養(yǎng)：機械消化，胰酶消化后分散成單個的細胞

細胞培養(yǎng)分為原代培養(yǎng)：從機體取出后立即進行的細胞、組織培養(yǎng)（接觸抑制）傳代培養(yǎng)：將細胞從一個培養(yǎng)瓶轉(zhuǎn)移或移植到另一個培養(yǎng)瓶細胞系：指可連續(xù)傳代的細胞

細胞株：具有特殊性質(zhì)的細胞系

一般具有恒定的染色體組型

二倍體細胞通常為有限細胞系連續(xù)細胞系被認(rèn)為是發(fā)生轉(zhuǎn)化了的細胞系，大多數(shù)具有異倍體核型。有的連續(xù)細胞系是惡性細胞系，具有異體致瘤性；有的連續(xù)細胞系獲得了不死性，但保留接觸抑制現(xiàn)象，不致癌細胞克?。寺∨囵B(yǎng)法）

最基本要求：必須保證分離出來的細胞是一個而不是多個，即必須肯定所建成的克隆來源于單個細胞

胰蛋白酶一次是使細胞分離，一次是使細胞不貼壁提高細胞克隆形成率的措施：①選擇適宜的培養(yǎng)基②添加血清（胎牛血清最好）③以滋養(yǎng)細胞（如經(jīng)射線照射本身失去增殖力的小鼠成纖維細胞）支持生長④激素（胰島素）刺激⑤使用CO2培養(yǎng)箱→調(diào)節(jié)pH所需受體細胞大多采用動物卵細胞的原因：體積大，易操作，有調(diào)控核發(fā)育的物質(zhì)重建合子的細胞質(zhì)必須來自卵的原因：卵中沒有關(guān)閉與個體發(fā)育有關(guān)的調(diào)節(jié)蛋白體細胞羊的克隆成功證明：高度分化細胞經(jīng)過一定技術(shù)也處理，也可以回復(fù)到類似受精卵時期的功能；在胚胎和個體發(fā)育中，細胞質(zhì)具有調(diào)控細胞核（包括異源的細胞核）發(fā)育的作用

克隆動物比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理培養(yǎng)基性質(zhì)培養(yǎng)基特有成分培養(yǎng)結(jié)果培養(yǎng)目的植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)原理細胞的全能性細胞增殖培養(yǎng)基性質(zhì)固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基培養(yǎng)基特有成分蔗糖植物激素葡萄糖動物血清培養(yǎng)結(jié)果植物體細胞株、細胞系培養(yǎng)目的快速繁殖、培育無病毒植株獲得細胞或細胞分泌蛋白植物組織培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)的比較胚胎工程受精：成熟的精卵融合成為受精卵的過程包括：精卵識別、精子附著于卵膜、精卵質(zhì)膜融合同種動物精子、卵細胞表面有特異性互相識別的蛋白胚胎發(fā)育受精卵→卵裂球（體積與受精卵一樣大，細胞逐漸變小，有機物減少；當(dāng)卵裂球含2~8個細胞時，每個細胞都具有全能性，即可發(fā)育成一個完整的個體）→桑椹胚→囊胚（又叫胚泡，外表為一層扁平細胞，稱滋養(yǎng)層，胚胎的附屬結(jié)構(gòu)或胚外結(jié)構(gòu)如胚盤就由滋養(yǎng)層發(fā)育形成；內(nèi)細胞團的細胞為胚胎干細胞，是一種未分化的細胞，具有發(fā)育全能性，能分化出成體動物的所有組織和器官）→原腸胚（內(nèi)、中、外三個胚層逐漸分化形成各種器官原基）以上過程體積不變重點內(nèi)容：體外受精、胚胎體外培養(yǎng)、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干細胞培養(yǎng)

體外受精過程：將成熟的精子（附睪中獲?。┓湃肱囵B(yǎng)液中培養(yǎng)，使精子達到獲能狀態(tài)（也可以從輸卵管獲取已獲能的精子）取出卵母細胞，在體外進行人工培養(yǎng)，促進其成熟（輸卵管的成熟卵細胞可以不用培養(yǎng)至成熟）在體外合適的環(huán)境下共同培養(yǎng)一段時間，便可受精→受精后形成的受精卵需經(jīng)早期發(fā)育培養(yǎng)

胚胎體外培養(yǎng)是指通過人工創(chuàng)造的環(huán)境，對獲取的早期胚胎進行體外培養(yǎng)。進行胚胎體外培養(yǎng)時，必須配制一系列含有不同成分的培養(yǎng)液，用以培養(yǎng)不同發(fā)育時期的胚胎。尚無從受精卵到新生兒全體外胚胎培養(yǎng)技術(shù)胚胎工程的最終技術(shù)環(huán)節(jié)是胚胎移植。胚胎移植：是胚胎工程獲得后代的唯一方法

將經(jīng)濟價值較高、遺傳性狀優(yōu)良的母畜，經(jīng)過促性腺激素處理，使其超數(shù)排卵后受精

然后將發(fā)育的早期胚胎分別移植到同期發(fā)情的代孕母的子宮內(nèi)，通過代孕母妊娠產(chǎn)仔供胚胎的動物稱為供體，接受胚胎的動物叫做受體（代孕母），良種雌性動物可以專門提供胚胎，而代孕的任務(wù)讓一般品種的雌性動物來完成受精卵不能直接胚胎移植：因為表面沒有滋養(yǎng)層結(jié)