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(jìn)入棉花的葉肉細(xì)胞表達(dá)B．抗蟲基因?qū)朊藁ㄈ~肉細(xì)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(xì)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(bǔ)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(jìn)行胚胎移植操作B．胚胎干細(xì)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(xì)胞數(shù)目在不斷增加，而有機(jī)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(xì)胞雜交與動物細(xì)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(xì)胞培養(yǎng)——細(xì)胞的全能性C．原生質(zhì)體融合和動物細(xì)胞融合——生物膜的流動性D．紫草細(xì)胞培養(yǎng)和動物細(xì)胞的培養(yǎng)——細(xì)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(xì)胞進(jìn)行檢查后，選擇了兩個胚胎進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(xì)胞＿＿＿＿染色體以確定胚胎性別。該過程通常選用處于＿＿＿＿（時期）的細(xì)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(xì)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(dá)載體A時,應(yīng)選用限制性核酸內(nèi)切酶

,對

進(jìn)行切割。(2)培養(yǎng)基中的卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細(xì)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(xì)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(dá)載體A時,應(yīng)選用限制性核酸內(nèi)切酶

,對

進(jìn)行切割。(2)培養(yǎng)基中的卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細(xì)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(xì)胞,應(yīng)使重組DNAA中含有

,作為標(biāo)記基因。(3)香蕉組織細(xì)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(xì)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(xì)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(dá)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(jìn)行切割。(2)培養(yǎng)基中的卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(bǔ)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(xì)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)?？稍谧陨砑?xì)胞、受體細(xì)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(xì)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(xì)胞和動物細(xì)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(kuò)增:體外的小試管中通過酶促反應(yīng)有選擇的大量擴(kuò)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(xì)胞

常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌、和動植物細(xì)胞用質(zhì)粒作為載體，宿主細(xì)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(xì)胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒進(jìn)入大腸桿菌宿主細(xì)胞（胞吞進(jìn)入）四、篩選含有目的基因的受體細(xì)胞

五、目的基因的表達(dá)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(dá)基因工程的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因植物：時間短、克服遠(yuǎn)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(dá)成功基因工程能定向改變生物性狀，不能培育新物種。克隆技術(shù)指從眾多的基因或細(xì)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(xì)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(xì)胞→細(xì)胞團(tuán)→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(xì)胞團(tuán)組成的新生組織。（細(xì)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(xì)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(xì)胞，將細(xì)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(xì)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(xì)胞和組織培養(yǎng)（組織培養(yǎng)可以伴隨著分化）動物細(xì)胞培養(yǎng)的原理：細(xì)胞增殖動物細(xì)胞培養(yǎng)：機(jī)械消化，胰酶消化后分散成單個的細(xì)胞

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

細(xì)胞株：具有特殊性質(zhì)的細(xì)胞系

一般具有恒定的染色體組型

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

最基本要求：必須保證分離出來的細(xì)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(xì)胞

胰蛋白酶一次是使細(xì)胞分離，一次是使細(xì)胞不貼壁提高細(xì)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(xì)胞（如經(jīng)射線照射本身失去增殖力的小鼠成纖維細(xì)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(xì)胞大多采用動物卵細(xì)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(xì)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(xì)胞羊的克隆成功證明：高度分化細(xì)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(xì)胞質(zhì)具有調(diào)控細(xì)胞核（包括異源的細(xì)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(xì)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(xì)胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)原理細(xì)胞的全能性細(xì)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(xì)胞株、細(xì)胞系培養(yǎng)目的快速繁殖、培育無病毒植株獲得細(xì)胞或細(xì)胞分泌蛋白植物組織培養(yǎng)和動物細(xì)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(xì)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(xì)胞逐漸變小，有機(jī)物減少；當(dāng)卵裂球含2~8個細(xì)胞時，每個細(xì)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(xì)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(xì)胞團(tuán)的細(xì)胞為胚胎干細(xì)胞，是一種未分化的細(xì)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(xì)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(dá)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(xì)胞，在體外進(jìn)行人工培養(yǎng)，促進(jìn)其成熟（輸卵管的成熟卵細(xì)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(jìn)行體外培養(yǎng)。進(jìn)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(jì)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)