★基因工程、安全性和倫理

★克隆技術(shù)

★胚胎工程

★生態(tài)工程結(jié)束一、基因工程、安全性和倫理問題1.什么是基因工程？

2.基因工程誕生的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持有哪些？3.基因工程操作中用到了那些操作工具？按照人們的意愿，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。理論基礎(chǔ)是DNA是遺傳物質(zhì)、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立、遺傳密碼的破譯；技術(shù)支持有基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)、工具酶的發(fā)明、DNA體外重組的實現(xiàn)、重組DNA表達(dá)實驗的成功。限制酶、DNA連接酶、運載體

限制酶主要從什么生物中分離純化出來？這種酶在原核生物中的作用是什么？限制酶的特性是什么？限制酶產(chǎn)生的末端有幾種？

DNA連接酶與DNA聚合酶的作用部位是什么？二者在作用上有什么區(qū)別？磷酸二酯鍵；二者在作用上的區(qū)別為前者是恢復(fù)被限制性內(nèi)切酶切開的兩個DNA片段之間的磷酸二酯鍵，后者是將單個的核苷酸連接到DNA分子上，形成磷酸二酯鍵。限制酶的特性是識別特定核苷酸序列，切割特定切點。限制酶產(chǎn)生的末端有兩種：粘性末端和平末端。限制酶主要從原核生物生物中分離純化出來，這種酶在原核生物中的作用是識別DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。考點細(xì)化作為基因工程的載體應(yīng)該具備什么條件？常見的載體種類有哪些？4.基因工程的操作步驟包括哪些？目的基因的獲取有哪些方法？從基因文庫直接獲取；用人工的方法合成質(zhì)粒、動植物病毒、噬菌體

作為基因工程的載體應(yīng)該具備標(biāo)記基因；多個限制性內(nèi)切酶切點；能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制和穩(wěn)定存在三個特點。目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測和表達(dá)。考點細(xì)化基因文庫、基因組文庫、cDNA文庫有什么區(qū)別和聯(lián)系？基因重組操作中構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是什么？一個完整的基因表達(dá)載體包括哪些組分？區(qū)別：含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，各個受體菌體分別含有這種生物的不同基因，稱之為基因文庫。如果含有一種生物所有基因，叫做基因組文庫。只包含一種生物的一部分基因，這種基因文庫叫做CDNA文庫聯(lián)系：都含有導(dǎo)入的某種生物的基因目的是將目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且遺傳給下一代，同時目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因在構(gòu)建基因表達(dá)載體是為什么目的基因的獲取和載體的切割必須用同一種限制酶？將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞、動物細(xì)胞和微生物細(xì)胞的常用方法各自是什么？作為基因工程的受體細(xì)胞植物可以采用體細(xì)胞，動物能用體細(xì)胞嗎？一般采用什么細(xì)胞？說說為什么？作為基因工程的受體細(xì)胞植物可以采用體細(xì)胞，動物不能用體細(xì)胞，一般采用受精卵細(xì)胞。因為受精卵具有全能性。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞、動物細(xì)胞和微生物細(xì)胞的常用方法分別是膿桿菌轉(zhuǎn)化法；顯微注射法；首先用Ca離子處理細(xì)胞，使細(xì)胞處于一種能夠吸收周圍環(huán)境中的DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞。然后將重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖溶液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA,完成轉(zhuǎn)化

。在構(gòu)建基因表達(dá)載體時為了切出相同末端，因此切割必須用同一種限制酶當(dāng)受體細(xì)胞是大腸桿菌時常用Ca2+

處理細(xì)胞，這樣做的目的是什么？目的基因的檢測要從哪些方面進(jìn)行檢測？（提示：2個水平，4個角度）基因工程中的各個操作步驟中哪些步驟需要堿基互補配對？哪些步驟不需要？目的是使細(xì)胞處于一種能夠吸收周圍環(huán)境中的DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞分子水平鑒定：DNA分子雜交技術(shù)檢測是否插入了目的基因，核酸分子雜交技術(shù)檢測否轉(zhuǎn)錄出mRNA；抗原—抗體雜交技術(shù)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)；個體水平的鑒定如抗蟲或抗病的鑒定等。獲得目的基因、構(gòu)建基因表達(dá)載體、和目的基因的檢測和表達(dá)三個過程存在堿基互補配對，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（轉(zhuǎn)化）過程不存在堿基互補配對。5.舉例說明基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)中有哪些應(yīng)用？6.基因治療是對患病基因的的修復(fù)嗎？基因檢測所用的DNA分子為什么要經(jīng)過處理變成單鏈？基因治療不是對患病基因的修復(fù)，基因檢測所用的DNA分子只有處理為單鏈才能與被檢測的樣品，按堿基配對原則進(jìn)行雜交。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上：主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力（如：抗除草劑、抗蟲、抗病、抗干旱和抗鹽堿等），以及改良農(nóng)作物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物等方面。7.蛋白質(zhì)工程與基因工程有什么區(qū)別？（提示：蛋白質(zhì)工程的本質(zhì)是通過改造基因進(jìn)而形成自然界不存在的蛋白質(zhì)，所以被形象地稱為第二代基因工程；基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)）8.轉(zhuǎn)基因生物的安全性爭論主要體現(xiàn)在哪三個方面？蛋白質(zhì)工程的本質(zhì)是通過改造基因進(jìn)而形成自然界不存在的蛋白質(zhì)，所以被形象地稱為第二代基因工程；基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)食品安全、生物安全、環(huán)境安全三個方面9.目前對在轉(zhuǎn)基因食品的共識是什么觀點？10.目前對克隆人持否定觀點的人占大多數(shù)，他們的否定理由主要有哪些？目前對在轉(zhuǎn)基因食品的共識是：爭論各方普遍認(rèn)為，“尚未發(fā)現(xiàn)”轉(zhuǎn)基因食品對人的健康存在“明顯的不利作用”；轉(zhuǎn)基因技術(shù)還具有為窮國“帶來切實利益的明確可能”，關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品的爭論必須更加開放、更加透明，更加全面；對這些食品危險性的評價必須謹(jǐn)慎。他們承認(rèn)，關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品對健康的長期作用還難以確定，轉(zhuǎn)基因作物對環(huán)境（尤其是在熱帶國家）的長期影響也是個未知數(shù)。目前對克隆人持否定觀點的人占大多數(shù)，他們的否定理由主要有：倫理學(xué)家認(rèn)為：克隆人嚴(yán)重地違反人類倫理道德；沖擊了現(xiàn)有的婚姻、家庭、兩性關(guān)系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念；人為制造在心理和社會地位啥少年宮都不健全的人等等。生理學(xué)家認(rèn)為：技術(shù)不成熟，可能孕育出有嚴(yán)重生理缺陷的孩子。11.中國政府對克隆人一貫立場是什么？12.中國政府對生物武器的一貫立場是什么？中國政府對克隆人一貫立場是禁止生殖性克隆人。不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實驗。中國政府對生物武器的一貫立場是在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散。

返回16.什么是細(xì)胞工程？在細(xì)胞器水平上改變細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，屬于細(xì)胞工程嗎？17.什么是細(xì)胞的全能性？為什么從理論上講，生物體的每一個活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性？指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平或者細(xì)胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲取細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。在細(xì)胞或細(xì)胞器水平上改變細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，屬于細(xì)胞工程具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能生物體每個細(xì)胞都具有該生物全部遺傳信息，因此從理論上講，生物體的每一個活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性二、克隆技術(shù)考點細(xì)化細(xì)胞在生物體內(nèi)沒有表現(xiàn)出全能性的原因是什么？植物細(xì)胞的全能性得以實現(xiàn)的條件是什么？在生物的所有的細(xì)胞中，哪種細(xì)胞的全能性最高？體細(xì)胞和生殖細(xì)胞的全能性哪個高？18.什么是植物組織培養(yǎng)？簡述植物組織培養(yǎng)的過程？基因選擇性表達(dá)

受精卵細(xì)胞

離體，合適的營養(yǎng)和激素，無菌操作

生殖細(xì)胞

指在無菌和人工控制的條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配置的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。什么是脫分化？什么是再分化？愈傷組織有什么特點？植物組織培養(yǎng)時培養(yǎng)基的成分有哪些？與動物細(xì)胞培養(yǎng)相比較有什么區(qū)別？已分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程叫脫分化。再分化是指愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，重新分化出根或芽等器官。考點細(xì)化愈傷組織細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，高度液泡化的呈不定型狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。植物組織培養(yǎng)時培養(yǎng)基的成分有礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素、有機(jī)添加物，與動物細(xì)胞培養(yǎng)相比需要蔗糖、植物激素，不需要動物血清。在植物組織培養(yǎng)脫分化過程中，是否需要植物激素？植物組織培養(yǎng)全過程中是否都需要無菌和光照？19.植物組織培養(yǎng)技術(shù)有哪些用途？用植物體的什么組織來獲得無病毒植物？生產(chǎn)紫草素時用不用進(jìn)行脫分化？植物組織培養(yǎng)全過程中都需要無菌，愈傷組織之前不需要光照

需要

植物組織培養(yǎng)技術(shù)的用途有快速繁殖；培育無病毒植株；生產(chǎn)藥物、食品添加劑、香料、色素和殺蟲劑等；制造人工種子；轉(zhuǎn)基因植物的培育等。考點細(xì)化莖尖、根尖

用轉(zhuǎn)基因植物的培育需不需要植物組織培養(yǎng)？人工種子中人工胚乳相當(dāng)于大豆種子的什么結(jié)構(gòu)？人工種子與正常種子相比有什么優(yōu)點？20.什么是植物體細(xì)胞雜交？如何獲得原生質(zhì)體？可以采用哪些方法促進(jìn)植物體細(xì)胞原生質(zhì)體融合？

需要

人工胚乳相當(dāng)于大豆種子的子葉人工種子與正常種子相比發(fā)芽率高、繁殖能力強、結(jié)子容易將不同種植物的體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。用纖維素酶果膠酶去除細(xì)胞壁物理方法：電刺激、振蕩、離心；化學(xué)方法：聚乙二醇考點細(xì)化植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志是什么？融合后的雜種細(xì)胞如何才能發(fā)育成完整的植物體？植物原生質(zhì)體融合完成的標(biāo)志是是什么？21.植物體細(xì)胞雜交這一育種方法的最大優(yōu)點是什么？22.動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有哪些？23.動物細(xì)胞培養(yǎng)經(jīng)過哪些過程？新細(xì)胞壁的形成

雜種細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)，經(jīng)脫分化和再分化過程，最后發(fā)育成完整的雜種植株兩個植物原生質(zhì)體融合時先細(xì)胞膜融合、再細(xì)胞質(zhì)融合、最后細(xì)胞核融合。融合完志的標(biāo)志是兩個核融合為一個細(xì)胞核。克服不同生物遠(yuǎn)源雜交不親和障礙

動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞核移植、動物細(xì)胞融合、生產(chǎn)單克隆抗體等原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)

動物細(xì)胞培養(yǎng)液的成分有哪些？動物細(xì)胞培養(yǎng)基與植物細(xì)胞培養(yǎng)基有何主要區(qū)別？培養(yǎng)的動物細(xì)胞通常取自什么樣的組織或器官？動物細(xì)胞培養(yǎng)時的氣體環(huán)境是什么狀態(tài)？CO2起什么作用？如何使動物組織分散成單個細(xì)胞？動物細(xì)胞培養(yǎng)時的氣體環(huán)境是95%的空氣加5%二氧化碳的混合氣體，CO2起到調(diào)節(jié)PH值作用動物細(xì)胞培養(yǎng)基固體，植物細(xì)胞培養(yǎng)基液體

糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等

使用胰蛋白酶處理使動物組織分散成單個細(xì)胞通常取自動物胚胎、幼齡動物的組織器官考點細(xì)化什么是原代培養(yǎng)？什么是傳代培養(yǎng)？細(xì)胞株和細(xì)胞系中哪類細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變？24.動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)有哪些應(yīng)用？貼滿瓶壁的細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖。這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。動物組織處理使細(xì)胞分散后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)細(xì)胞系遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變

動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用有生產(chǎn)許多有重要價值的生物制品；基因工程離不開動物細(xì)胞培養(yǎng)；檢測有毒物質(zhì)；用于生理、病理、藥理等研究；為治療和預(yù)防癌癥及其他疾病提供理論依據(jù)。25.動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合有什么區(qū)別？（提示：操作步驟和誘導(dǎo)方法和最終目的）26.單克隆抗體與血清抗體相比有何優(yōu)點？27.單克隆抗體制備過程？操作步驟不同：植物原生質(zhì)體融合需要先去除細(xì)胞壁，動物細(xì)胞無細(xì)胞壁；誘導(dǎo)方法不同：動物細(xì)胞融合可以用物理、化學(xué)和生物三種方法，植物原生質(zhì)體融合只能用物理、化學(xué)方法；最終目的不同：植物原生質(zhì)體融合最終是為了獲得雜種植株，動物細(xì)胞融合最主要目的是獲得單克隆抗體。特異性強、靈敏度高并可能大量制備

生產(chǎn)雜交瘤細(xì)胞要用哪兩種細(xì)胞融合？如何獲得B淋巴細(xì)胞？雜交瘤細(xì)胞具有什么特點？制備單克隆抗體過程中需要幾次篩選？雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)獲得單克隆抗體通常需要在那些場所？注射相應(yīng)抗原后，從小鼠脾臟中提取出B淋巴細(xì)胞B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合雜交瘤細(xì)胞既能大量增殖，又能產(chǎn)生專一抗體

考點細(xì)化體外條件下做大規(guī)模培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞或者注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖，從細(xì)胞培養(yǎng)液或者小鼠腹水內(nèi)就可以提取出大量的單克隆抗體。兩次

雜交瘤細(xì)胞具有什么優(yōu)點？雜交瘤細(xì)胞融合時，對B淋巴細(xì)胞有什么要求？一種B細(xì)胞只能產(chǎn)生一種抗體嗎？A和B兩種細(xì)胞融合，融合方式有哪幾種？制備單克隆抗體過程中需要經(jīng)過幾次篩選？方法各自是什么？B淋巴細(xì)胞應(yīng)為免疫過的B淋巴細(xì)胞既能大量增殖，又能產(chǎn)生專一抗體只能產(chǎn)生一種抗體

A和B兩種細(xì)胞融合，若只考慮兩兩融合，融合方式有AA、BB、AB融合三種

需要經(jīng)過兩次篩選；第一次：特定的選擇性培養(yǎng)基。第二次：抗體檢測。拓展28.單克隆抗體在疾病診斷、治療方面有何作用？生物導(dǎo)彈中，單抗的作用是什么？29.動物細(xì)胞核移植為什么利用去核卵母細(xì)胞？選用的卵母細(xì)胞應(yīng)該是什么時期的卵母細(xì)胞作為診斷試劑，準(zhǔn)確識別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點；用于治療疾病和運載藥物，主要用于治療癌癥治療，可制成“生物導(dǎo)彈”，也有少量用于治療其他疾病。單抗具有導(dǎo)向作用，能將藥物定向帶到癌細(xì)胞所在位置，在原位殺死癌細(xì)胞，既不損傷正常細(xì)胞，又減少了用藥量。去核卵母細(xì)胞能夠激發(fā)核的全能性減數(shù)第二次分裂中期拓展思考30.核移植技術(shù)獲得的動物為什么供核動物性狀不完全相同？（提示：從基因的來、環(huán)境的影響和基因突變?nèi)齻€方面回答）核移植技術(shù)獲得的動物有細(xì)胞質(zhì)基因的影響，有生活環(huán)境的差異影響，有可能發(fā)生基因突變返回31.精子和卵子的產(chǎn)生過程上有什么區(qū)別？精子細(xì)胞產(chǎn)生后需要哪些變形處理？卵子的發(fā)生在在胎兒時期完成了哪些步驟？排卵前后進(jìn)行了減數(shù)分裂的什么過程？減Ⅱ分裂在什么過程中完成？精子和卵子的產(chǎn)生過程精子變形，卵子沒有。卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備，是在出生前完成的。頂部形成，尾部發(fā)育，精子頭出現(xiàn)，細(xì)胞質(zhì)濃縮、精子形成等處理考點細(xì)化卵子的發(fā)生在在胎兒時期完成了卵泡的形成和在卵巢內(nèi)的儲備，排卵前后進(jìn)行了減數(shù)第一次分裂，減Ⅱ分裂在精子和卵細(xì)胞結(jié)合過程中完成。三、胚胎工程32.精、卵細(xì)胞結(jié)合前各自要發(fā)生哪些生理過程？（提示：在受精前精子要在雌性動物生殖道內(nèi)獲能；排出的卵子要在輸卵管中進(jìn)一步成熟到減Ⅱ中期才具備受精能力）。33.受精過程包括哪些階段？卵子防止多精入卵有哪些機(jī)制？受精過程包括精子穿越放射冠和透明帶，進(jìn)入卵黃膜，原核形成和配子結(jié)合；卵子防止多精入卵的機(jī)制有透明帶反應(yīng)和卵黃膜封閉作用精子獲能：指剛剛排出的精子不能立即與卵子受精，必須在雌性動物的生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力；卵子的準(zhǔn)備：排出的卵子成熟程度不同，有的可能是次級卵母細(xì)胞，如豬、羊等，有的可能是初級卵母細(xì)胞，如馬、犬等，都要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，達(dá)到減數(shù)第二次分裂中期，才具備與精子受精的能力。34.受精的標(biāo)志是什么？受精完成標(biāo)志是什么？35.胚胎發(fā)育經(jīng)歷了哪些生理過程？桑椹胚一般指多少個細(xì)胞數(shù)目的胚胎？胚胎分割選用的胚胎最好處于什么時期？為什么？36.胚胎工程的理論基礎(chǔ)包括哪些技術(shù)？受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原腸胚→組織器官分化→幼體在卵黃膜和透明帶的間隙