专题2 生物学新技术.doc

专题2 生物学新技术1、我们学习过的生物学新技术（1）植物组织培养 （2）植物体细胞杂交 （3）动物细胞培养（4）动物细胞融合 （5）单克隆抗体的制备（6）核移植（7）胚胎移植 （8）胚胎切割移植 （9）试管婴儿（10）克隆技术 （11）同位素示踪技术 （12）基因工程（13）分子杂交技术2、应掌握的主要重点（1）植物组织培养用途：培养脱毒苗、培育人工种子、培育转基因植物、培育单倍体、生产植物提取物优点： 保持亲本优良性状、利用少量材料快速繁殖大量苗木、适于工业化、脱毒.主要原理：细胞全能性、有丝分裂过程： 脱分化、再分化、幼苗生长培养基特点：固体、植物激素（2）植物体细胞杂交用到技术：酶解法（纤维素酶、果胶酶）去细胞壁；离心、震动、电刺激、聚乙二醇促进原生质体融合；主要原理：酶的专一性、细胞膜的流动性、细胞的全能性。过程：去壁、诱导原生质体融合、组织培养（筛选）意义：克服远源杂交不亲和的障碍，为培育植物新品种开辟了一条新途径存在的问题：没能实现按人的意愿表现两个物种的主要性状（3）动物细胞培养动物细胞生长的特点：贴壁生长、不能无限分裂.基本原理是：细胞增殖。培养基特点：液体、动物血清细胞株与细胞系的区别：细胞系的细胞的遗传物质发生了改变，能无限增殖胰蛋白酶的作用： 使动物细胞分散、脱离容器壁。 材料：动物胚胎或幼体（细胞分裂能力强）。用途：试管婴儿、克隆动物、单克隆抗体制备、皮肤再生、有毒物质的检测、病理药理研究（4）单克隆抗体的制备用到的技术：动物细胞培养、动物细胞融合原理： 效应B细胞能产生抗体、骨髓瘤细胞能无限增殖、细胞膜具有流动性，杂交瘤细胞既能无限增又能产生抗体。特殊的促融合的方法： 灭活的仙台病毒三次筛选：从被免疫过的动物的脾脏中筛选效应B细胞 筛选杂交瘤细胞 筛选单克隆群单克隆抗体的特点： 特异性强、灵敏度高、高度纯一。（5）试管婴儿概念： 试管婴儿是通俗名词，在专业文献中称为体外授精及胚胎移植。试管婴儿是指精子和卵子的结合是在试管内进行，并使受精卵在试管内的培养液中生长、分裂和发育4-6天，形成胚胎。然后将胚胎移植到子宫腔内，使之能在子宫腔内种植、发育，最后降生人世的一种生育方法，这是科学技术要求非常高的一种方法。用到的技术： 体外授精、动物细胞培养、胚胎移植意义： a、解决了不育夫妇生育问题 b、对人类的生殖生理、胚胎发生学和优生学的研究有不可估量的积极作用。 （6）克隆技术 概念： 克隆是英文Clone一词的单译，意为无性繁殖系，即通过无性繁殖（如细胞有丝分裂）可连续传代并形成的群体。包括基因克隆、细胞克隆、动物克隆。 克隆动物：动物体细胞核有全能性、卵细胞质能使体细胞核脱分化。多莉的主要形状与提供核的亲本一样。 （7）同位素示踪技术原理：同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫示踪元素。用示踪原素标记的化合物，化学性质不变。人们可以根据这种化合物的放射性，对有关的一系列化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫同位素标记法。同位素示踪在教材中有哪些应用l 光合作用研究中同位素标记的应用l 用同位素标记，证明DAN 是遗传物质l 用同位素标记进行基因诊断l 用同位素标标记研究分泌蛋白合成和分泌过程l DNA 复制方式的研究l 细胞膜流动性的研究l 氧气在呼吸作用中作用的研究l 有丝分裂过程的研究l 研究激素分泌的调节（8）基因工程、基因工程的概念：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，实现对基因的改造和重组。基因工程可以有目的地按照人的意愿定向地改造生物的遗传性状。基因操作的三大专门工具：剪刀、针线和运载体基因的剪刀 限制性内切酶:识别特定某段序列，在特定的碱基对之间剪切。基因针线 DNA连接酶a、粘性末端互补配对的碱基之间自动形成氢键。b.连接酶的作用是连接磷酸二酯键，使之成为一个完整的DNA分子。基因的运输工具 运载体a、运载体必须同时满足三个要求：具有多个限制酶切点，便于与外源基因连接；能在宿主细胞中复制并稳定存在；具有标记基因，便于筛选。b、选择运载体的依据 宿主细胞细菌作宿主细胞：质粒、噬菌体 植物的体细胞或受精卵：农杆菌质粒、 植物病毒动物受精卵或早期胚胎细胞：动物病毒质粒存在许多细菌和酵母菌等生物中，是基因工程的最常用的运载体。基因操作的四个基本步骤：a.目的基因的获得b.目的基因与运载体的结合用相同的DNA限制酶切割目的基因和运载体，以便产生相同的黏性末端。c.将目的基因（重组运载载体）导入受体细胞 (目的基因必须经体外重组才能导入受体细胞)受体细胞的选择：扩增目的基因选细菌作受体细胞、培育工程菌选细菌作受体细胞培育转基因植物选植物体细胞或受精卵作受体细胞、培育转基因动物选受精卵或早期胚胎细胞作受体细导入方法：让重组载体直接侵染受体细胞（氯化钙处理细菌，增大细胞壁透性）。将重组载体导入农杆菌，让农杆菌侵染植物体细胞。将重组载体显微注射到动物的受精卵中（4）目的基因的检测和表达根据运载体上的标记基因控制的性状判断目的基因是否导入受体细胞。根据目的基因控制的性状是否出现判断目的基因的导入和表达情况。4、基因工程的成果和发展前景生产基因工程药品 基因诊断与基因治疗 培育高产优质抗性强的转基因动植物进行环境污染监测 进行环境污染的净化（9）分子杂交技术a、分子杂交的过程用同位素32P标记的DMA分子作探针用限制性内切酶将目标DNA分子切成酶切片断将探针和目标分子的酶切片断混合加温到85-950C,使双链打开，然后降温，探针单链与目标分子酶切片断单链通过碱基互补配对形成杂交分子。通过放射性自显影分析探针与目标分子片断之间的互补配对情况。b、分子杂交的具体应用：诊断遗传病 诊断传染病 检测水中病毒（或细菌）练习1、原有基因通过DNA重组技术得以改造的动物称为转基因动物。现在这一技术可使羊奶中含有人体蛋白质，人类控制蛋白质合成的基因可以替代羊染色体上的相似基因，下图表示了这一技术的基本过程。请回答：(1) 人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊染色体内，原因是 。(2)从羊染色体中“剪下”羊蛋白质基因的酶是 。将人体蛋白质基因“插入”羊体细胞染色体中的酶是 。(3)将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状。这种变异属于 。(4)举出两例说明转基因动物技术的应用： 。 。2、2003年5月以来，美国中西部有三个州接连爆发神秘疾病，19名病人突然出现发烧、咳嗽和皮疹等症状。美当局初步判定是一种西半球罕见病毒“猴痘”作怪。为此某同学设计了一个生产猴天花抗体的实验方案(如图，为先将抗原注入小鼠体内，获取产生单一抗体的B淋巴细胞的过程)。据图回答问题： (1)图中为 过程。在这一过程中，常用 作诱导剂。B淋巴细胞所形成的杂交瘤细胞继承了双方的遗传物质，能表现出 特性。(2)图中的步骤到步骤应该实现的目的是： 。(3)猴天花抗体最终可以在 和 提取。(4)通过上述方式产生的抗体，化学性质单一，特异性强，在生物学上被称之为 。3、在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答：(1 )A过程需要的酶有 。 (2) C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入 。 (3) 如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用 作为探针。(4)科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。 将转基因植株与 杂交，其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1：1。 若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为 。4、随着科学技术的发展，化学农药的产量和品种逐年增加。但害虫的抗药性也不断增强，对农作物危害仍然很严重。如近年来，棉铃虫在我国大面积暴发成灾，造成经济损失每年达100亿以上。针对这种情况，江苏农科院开展“转基因抗虫棉”的科技攻关研究，成功地将某种细菌产生抗虫毒蛋白的抗虫基因导入棉花细胞中，得到的棉花新品种对棉铃虫的毒杀效果高达80以上。就以上材料，分析回答：(1)抗虫基因之所以能导入植物体内，原因是 。(2)“转基因抗虫棉”具有抗害虫的能力，这表明棉花体内产生了抗虫的 物质。这个事实说明，害虫和植物共用一套 ，蛋白质合成的方式是 的。(3)“转基因抗虫棉”抗害虫的遗传信息传递过程可表示为：(4)该项科技成果在环境保护上的作用是 。(5)科学家预言，此种“转基因抗虫棉”独立种植若干代以后，也将出现不抗虫的植株，此现象来源于 。5、某种农作物具有甲、乙两个品种，其中甲品种产量较高，乙品种耐盐碱能力较强。欲通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势，培育高产、耐盐的杂种植株。请完成下列实验流程并回答问题： A是 酶，B是 ，C是具有 性状的幼芽。 6、下图示单克隆抗体制