选修3要点一节课

1．目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉，以下说法正确的是（）A．苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达B．抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，通过传粉、受精的方法，使抗虫性状稳定地遗传下去C．标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因D．转基因抗虫棉经过种植，棉铃虫不会产生抗性，这样可以有效消灭棉铃虫2．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素。下列相关叙述，正确的是（）A．人和大肠杆菌在合成胰岛素时，转录和翻译的场所是相同的B．DNA连接酶能把两个黏性末端经碱基互补配对后留下的缝隙“缝合”C．通过检测，大肠杆菌中没有胰岛素产生则可判断重组质粒未导入受体菌D．在培养大肠杆菌的工程菌过程中，获得目的基因的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA聚合酶5．下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是（）A．体外受精完成后即可进行胚胎移植操作B．胚胎干细胞具有发育全能性，它可发育成新个体C．卵裂期胚胎中细胞数目在不断增加，而有机物的总量却在不断减少D．通过胚胎移植产生多个后代的繁殖方式都属于有性生殖14．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．原生质体融合和动物细胞融合——生物膜的流动性D．紫草细胞培养和动物细胞的培养——细胞分裂28．某夫妇身体健康,妻子第二次怀孕6个月时，到医院抽羊水及脐带血诊断，发现胎儿是男孩，而且是血友病患者，遂引产。夫妇二人最后来到中山医科大学附属医院做试管婴儿。医生培养了7个可做活体检查的胚胎，并抽取每个胚胎1～2个细胞进行检查后，选择了两个胚胎进行移植，最后一个移植成功。根据此资料回答下列问题：（1）在实施试管婴儿技术过程中，需要对女性进行超数排卵处理。超数排卵的方法是给女性注射＿＿＿＿激素。（2）胚胎移植之前需要经过筛选。医生认为选用女性胚胎进行移植效果更好。理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。应用现代生物技术，人们已能够选取最理想的女性胚胎，其基因型应该是＿＿＿＿。（用B、b表示相关基因）。（3）早期胚胎性别鉴定的方法有很多，包括显微镜镜检法、SRY－PCR鉴定法。①显微镜镜检法：利用显微镜观察胚胎细胞＿＿＿＿染色体以确定胚胎性别。该过程通常选用处于＿＿＿＿（时期）的细胞，使用的染色剂是＿＿＿＿＿＿＿＿。②SRY－PCR鉴定法操作的基本程序是：借助显微操作仪从被测胚胎（桑椹胚或囊胎）中分离几个细胞，提取DNA，然后用位于Y染色体上的性别决定基因制成DNA探针，经过检测两个胚胎，甲胚胎有杂交带，而乙胚胎无杂交带，由此可知符合要求的为＿＿＿＿胚胎。36．转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制性核酸内切酶切割位点。请回答:(1)构建含抗病基因的表达载体A时,应选用限制性核酸内切酶

,对

进行切割。(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使重组DNAA中含有

,作为标记基因。36．转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ

等四种限制性核酸内切酶切割位点。请回答:(1)构建含抗病基因的表达载体A时,应选用限制性核酸内切酶

,对

进行切割。(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使重组DNAA中含有

,作为标记基因。(3)香蕉组织细胞具有

,因此,可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的

。36．转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ

等四种限制性核酸内切酶切割位点。请回答:(1)构建含抗病基因的表达载体A时,应选用限制性核酸内切酶PstⅠ和EcoRⅠ,对含抗病基因的DNA和质粒进行切割。(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使重组DNAA中含有抗卡那霉素基因,作为标记基因。(3)香蕉组织细胞具有全能性,因此,可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的脱分化和再分化。选修三现代生物科技基因工程

实质：基因重组

理论基础：DNA是生物遗传物质的发现、DNA双螺旋结构的确立、遗传信息传递方式的认定技术保障：限制性核酸内切酶、DNA连接酶质粒载体的发现与应用限制性核酸内切酶识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶来源细菌中分离出切割的是磷酸二酯键形成粘性末端、平末端将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个粘性末端DNA连接酶：作用：将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起，形成的DNA分子成为重组DNA分子（无特定序列识别，但具有专一性）

DNA聚合酶、RNA聚合酶需要模板，DNA连接酶不需要连接的都是磷酸二酯键解旋酶作用于氢键，氢键的结合不需要酶质粒：能够自主复制的小型双链环状DNA分子，在细菌中以独立于染色体之外的方式存在，是一种特殊的遗传物质质粒作为载体的条件：1、能自我复制

2、具有切割位点

3、有标记基因，以供重组DNA的鉴定和选择质粒可以从微生物中获取质粒可在自身细胞、受体细胞、体外（PCR技术）复制运载体：质粒、λ噬菌体（前两者能把外源基因载入到大肠杆菌等宿主细胞中）、植物病毒、动物病毒（后两者把外源基因分别载入到植物细胞和动物细胞内）步骤：一、获得目的基因方法一：目的基因的序列已知：化学合成（胰岛素基因）or聚合酶链式反应（PCR）or

反转录法（已知RNA→cDNA）PCR扩增:体外的小试管中通过酶促反应有选择的大量扩增特定DNA片段的技术高温DNA解旋（其中酶具有耐高温性）方法二：序列未知，从基因文库中获取

二、形成重组DNA分子（基因工程的核心

三、将重组DNA分子导入受体细胞

常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌、和动植物细胞用质粒作为载体，宿主细胞应该选择大肠杆菌。用氯化钙处理大肠杆菌，增加大肠杆菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入大肠杆菌宿主细胞（胞吞进入）四、筛选含有目的基因的受体细胞

五、目的基因的表达与检测步骤：

一、获得目的基因检测和筛选目的基因的其他方法：①采用DNA分子杂交技术（目的基因为探针）②核酸分子杂交法（标记的目的基因作探针与mRNA杂交）③抗原抗体杂交法←检测是否表达基因工程的应用转基因植物：时间短、克服远缘亲本难以杂交基因工程药物胰岛素（大肠杆菌）干扰素、乙型肝炎疫苗：乙肝抗原(疫苗）在酵母菌中表达成功基因工程能定向改变生物性状，不能培育新物种。克隆技术指从众多的基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或特定类型细胞的操作技术

植物的克隆

技术基础：植物组织培养通过液体悬浮培养可以分散成单细胞→细胞团→球形胚→心形胚→胚状体→完整植株（外植体）诱导出芽和根植物组织培养的一般程序脱分化愈伤组织：一种相对没有分化的活的薄壁细胞团组成的新生组织。（细胞排列疏松、无规则）再分化脱分化：已经高度分化的植物细胞，经过诱导重新恢复了分裂能力，产生愈伤组织的过程，又称去分化。再分化：脱分化产生的愈伤组织经培养，重新分化根或芽等器官的过程。植物原生质体的获得方法：在0.5~0.6mol/L的甘露醇溶液环境（较高渗溶液）下用纤维素酶和果胶酶混合处理根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞，将细胞壁消化除去，获得球形的原生质体原生质体融合（植物细胞杂交）物理法：离心振动，电刺激化学法：聚乙二醇（PEG）动物的克隆

技术基础：动物的细胞和组织培养（组织培养可以伴随着分化）动物细胞培养的原理：细胞增殖动物细胞培养：机械消化，胰酶消化后分散成单个的细胞

细胞培养分为原代培养：从机体取出后立即进行的细胞、组织培养（接触抑制）传代培养：将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养瓶细胞系：指可连续传代的细胞

细胞株：具有特殊性质的细胞系

一般具有恒定的染色体组型

二倍体细胞通常为有限细胞系连续细胞系被认为是发生转化了的细胞系，大多数具有异倍体核型。有的连续细胞系是恶性细胞系，具有异体致瘤性；有的连续细胞系获得了不死性，但保留接触抑制现象，不致癌细胞克隆（克隆培养法）

最基本要求：必须保证分离出来的细胞是一个而不是多个，即必须肯定所建成的克隆来源于单个细胞

胰蛋白酶一次是使细胞分离，一次是使细胞不贴壁提高细胞克隆形成率的措施：①选择适宜的培养基②添加血清（胎牛血清最好）③以滋养细胞（如经射线照射本身失去增殖力的小鼠成纤维细胞）支持生长④激素（胰岛素）刺激⑤使用CO2培养箱→调节pH所需受体细胞大多采用动物卵细胞的原因：体积大，易操作，有调控核发育的物质重建合子的细胞质必须来自卵的原因：卵中没有关闭与个体发育有关的调节蛋白体细胞羊的克隆成功证明：高度分化细胞经过一定技术也处理，也可以回复到类似受精卵时期的功能；在胚胎和个体发育中，细胞质具有调控细胞核（包括异源的细胞核）发育的作用

克隆动物比较项目植物组织培养动物细胞培养原理培养基性质培养基特有成分培养结果培养目的植物组织培养和动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养原理细胞的全能性细胞增殖培养基性质固体培养基液体培养基培养基特有成分蔗糖植物激素葡萄糖动物血清培养结果植物体细胞株、细胞系培养目的快速繁殖、培育无病毒植株获得细胞或细胞分泌蛋白植物组织培养和动物细胞培养的比较胚胎工程受精：成熟的精卵融合成为受精卵的过程包括：精卵识别、精子附着于卵膜、精卵质膜融合同种动物精子、卵细胞表面有特异性互相识别的蛋白胚胎发育受精卵→卵裂球（体积与受精卵一样大，细胞逐渐变小，有机物减少；当卵裂球含2~8个细胞时，每个细胞都具有全能性，即可发育成一个完整的个体）→桑椹胚→囊胚（又叫胚泡，外表为一层扁平细胞，称滋养层，胚胎的附属结构或胚外结构如胚盘就由滋养层发育形成；内细胞团的细胞为胚胎干细胞，是一种未分化的细胞，具有发育全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官）→原肠胚（内、中、外三个胚层逐渐分化形成各种器官原基）以上过程体积不变重点内容：体外受精、胚胎体外培养、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养

体外受精过程：将成熟的精子（附睾中获取）放入培养液中培养，使精子达到获能状态（也可以从输卵管获取已获能的精子）取出卵母细胞，在体外进行人工培养，促进其成熟（输卵管的成熟卵细胞可以不用培养至成熟）在体外合适的环境下共同培养一段时间，便可受精→受精后形成的受精卵需经早期发育培养

胚胎体外培养是指通过人工创造的环境，对获取的早期胚胎进行体外培养。进行胚胎体外培养时，必须配制一系列含有不同成分的培养液，用以培养不同发育时期的胚胎。尚无从受精卵到新生儿全体外胚胎培养技术胚胎工程的最终技术环节是胚胎移植。胚胎移植：是胚胎工程获得后代的唯一方法

将经济价值较高、遗传性状优良的母畜，经过促性腺激素处理，使其超数排卵后受精

然后将发育的早期胚胎分别移植到同期发情的代孕母的子宫内，通过代孕母妊娠产仔供胚胎的动物称为供体，接受胚胎的动物叫做受体（代孕母），良种雌性动物可以专门提供胚胎，而代孕的任务让一般品种的雌性动物来完成受精卵不能直接胚胎移植：因为表面没有滋养层结