返回

高中二年级生物

首页
  • 单选题
    下列关于基因工程的说法正确的是
    [     ]

    A.基因工程能打破物种界限,定向地改造生物性状
    B.基因工程中所用的抗虫基因是从苏云金芽孢杆菌中利用人工合成方法获得的
    C.基因工程又叫基因拼接技术、基因重组技术,是在分子水平上的操作
    D.只要检测出受体细胞中含有目的基因,那么目的基因一定能成功地进行表达
    本题信息:2009年0103期末题生物单选题难度一般 来源:姚瑶
  • 本题答案
    查看答案
本试题 “下列关于基因工程的说法正确的是[ ]A.基因工程能打破物种界限,定向地改造生物性状B.基因工程中所用的抗虫基因是从苏云金芽孢杆菌中利用人工合成方法获得的...” 主要考查您对

基因工程的原理

基因工程的基本操作程序

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 基因工程的原理
  • 基因工程的基本操作程序
基因工程的原理:

1.概念理解
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境 生物体外
操作对象 基因
操作水平 DNA分子水平
基本过程 剪切→拼接→导入→表达
结果 获得人类需要的基因产物或定向改造生物性状
原理 基因重组
2.基因工程的操作工具
(1)基因的“剪刀”——限制性核酸内切酶(简称限制酶)
①分布:主要存在于原核生物中。
②特性:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并在特定的切点上切割DNA分子。
③切割结果:产生两个带有黏牲末端或平末端的 DNA片段。
④作用:基因工程中重要的切割工具,通常能将外来的DNA切断,对自己的DNA无损害。
⑤实例:EcoRl限制酶能专一识别CAATTC序列,并在G和A之间将这段序列切开。
 
(2)基因的“针线”——DNA连接酶
①催化对象:两个具有相同末端的DNA片段。
②催化位置:脱氧核糖与磷酸之间的切口。
③催化结果:形成重组DNA。
(3)常用的载体——质粒
①本质:小型环状DNA分子。
 

3.基因工程操作的基本步骤


育种方法的选择:

在具体育种工作中,应针对不同的育种目标采取不同的育种方案。
育种目标 育种方案
集中双亲优良性状 杂交育种(耗时较长,但简便易行)
对原品系实施“定向”改造 基因工程及细胞工程(植物体细胞杂交)
让原品系产生新性状(无中生有) 诱变育种(可提高突变频率,期望获得理想性状)
对原品性状进行“增大”或“加强” 多倍体育种
保持原品种的“优良”特性,且快速繁殖 植物组织培养、动物体细胞克隆(或胚胎移植)

表解几种育种方式的不同:

名称  原理  方法 优点  缺点 应用
杂交育种  基因重组 培育纯合子品种:杂交→自交→筛选出符合要求的表现型,自交到不发生性状分离为止(纯合化)   使分散在同一物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上,即“集优”   (l)育种时间长 (2)局限于同一种或亲缘关系较近的个体  用纯种高干抗病小麦与矮杆不抗病小麦培育矮杆抗病小麦
 培育杂种优势品种:一般是选取纯合双亲杂交 年年制种 杂交水稻、玉米
诱变育种   基因突变  ①物理:紫外线、X射线,微重力、激光等处理,再筛选;②化学:亚硝酸、硫酸二乙酯处理,再选择 提高变异频率,加快育种进程,大幅度改良某些性状  有利变异少,需大量处理实验材料(有很大盲目性) 高产青霉菌,“黑农五号”大豆品种等的培育和高产雄性家蚕的培育
 单倍体育种 染色体数目变异  ①先进行花药离体培养出单倍体植株;②将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子;③从中选择优良植株   明显缩短育种年限,子代均为纯合子,加速育种进程  技术复杂且需与杂交育种配合  用纯种高杆抗病小麦与矮杆不抗病小麦快速培育矮杆抗病小麦
多倍体育种 染色体数目变异  用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗  操作简单,能较快获得所需品种  所获品种发育延迟,结实率低,一般只适用于植物 三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦
转基因育种   基因重组 提取目的基因→装入运载体→导入受体细胞→目的基因的表达与检测→筛选出符合要求的新品种 目的性强;育种周期短;克服了远缘杂交不亲和的障碍    技术复杂,安全性问题多  转基因“向日葵豆”、转基因抗虫棉

 
易错点拨:

1、限制酶切割DNA分子断裂的化学键是磷酸二酯键,DNA连接酶所修复的也是磷酸二酯键。
2、基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞。
3、用同一种限制酶切割目的基因和运载体,才能产生相同的黏性末端,使得DNA分子的碱基重新实现互补配对。
知识拓展:

基因工程的应用
(1)作物育种:利用基因工程的方洼,获得高产、稳产和具有优良品质的农作物,培育出具有各种抗知识拓展逆性的作物新品种,如抗虫棉、耐贮存的番茄等。
(2)药物研制:培育转基因生物,利用转基因生物生产出各种高质量、低成本的药品,如胰岛素、干扰素、乙肝疫苗等。
(3)环境保护:如利用转基因细菌降解有毒有害的化合物,吸收环境中的重金属,分解泄漏的石油,处理工业废水等。
(4)用于基因诊断和基因治疗:基因诊断是利用放射性同位素(如32P)或荧光分子等标记的DNA分子作探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被测标本上的外源基因是否导人有基因缺陷的细胞中,以达到治疗疾病的目的。
基因工程的基本操作程序:

1、目的基因的获取
(1)目的基因是指: 编码蛋白质的结构基因。
(2)获取方法:①从基因文库中获取;②人工合成(反转录法和化学合成法);③PCR技术扩增目的基因。
2、基因表达载体的构建
(1)目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
(2)组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。如图:

①启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。
②终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。
③标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。
(3)基因表达载体的构建过程:

3、将目的基因导入受体细胞
(1)转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
(2)常用的转化方法:
生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞
常用方法 农杆菌转化法 显微注射技术 Ca2+处理法
受体细胞 体细胞 受精卵 原核细胞
转化过程 将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA→表达 将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
(3)重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
4、目的基因的检测和表达
(1)首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交技术。
(2)其次还要检测目的基因是否转录出mRNA,方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。
(3)最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原--抗体杂交。
(4)有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。

知识点拨:

1、构建基因文库的目的为了在不知目的基因序列的情况下,便于获得所需的目的基因。
2、PCR技术:是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。PCR扩增是获取目的基冈的一种非常有用的方法,也是进行分子鉴定和检测的一种很灵敏的方法。目的:通过指数式扩增获取大量的目的基因。
3、基因文库中不是直接保管相应基因,基因文库中的基因保存在受体菌中。
4、在基因工程的四个操作步骤中,只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对,其余三个步骤都涉及碱基互补配对。
5、原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少,有利于目的基因的复制与表达,因此常用大肠杆菌等原核生物作为受俸细胞。
6、植物细胞的全能性较高,可经植物组织培养过程成为完整植物体,因此受体细胞可以是受精卵也可以是体细胞;动物基因工程中的受体细胞一般是受精卵。
7、转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中,从而使受体生物获得了新的遗传特性的现象,从其变化的实质看,这种变异属于可遗传变异中的基因重组。
知识拓展:

1、基因文库的构建:
(1)概念
①基因组文库:含有一种生物的全部基因。将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因组文库。
②cDNA文库:只包含了一种生物的部分基因。
(2)构建过程
基因组文库的构建 cDNA文库的构建
2、人工合成目的基因
(1)反转录法:

(2)人工合成目的基因

3、PCR技术扩增目的基因
①原理:DNA双链复制
②过程:
第一步:加热至90~95℃DNA解链;
第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;
第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
发现相似题
与“下列关于基因工程的说法正确的是[ ]A.基因工程能打破物种界...”考查相似的试题有: