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基因工程技术在环境治理保护中的应用

基因工程技术在环境保护中的应用

杨林, 聂克艳, 杨晓容, 高红卫*

摘要: 随着科技的发展, 人类在为自己生产出越来越多生活资料的同时, 产生有害物质的数量和种类也大幅度增加, 对环境的污染日益严重。基因工程技术是在DNA 分子水平上按照人们的意愿进行的定向改造生物的新技术。利用基因工程技术提高微生物净化环境的能力是用于环境治理的一项关键技术。本文简要介绍基因工程的原理、步骤与内容, 概述其在环境保护中的应用,以期能对同类研究提供参考。

关键词: 基因工程; 环境保护

The application of gene engineering technique to environmental protection

Abstract: The gene engineering technique was the new technique for modifying living beings according to human wishes on the DNA molecular level and the key technique for environmental management by improving the purifying environment ability of microbes. The paper introduced the principle, step and con ten t of gene engineering, and reviewed the application of gene engineering technique to environment protection.

Key word s: gene engineering; environmental protection

随着科技的发展, 人类在为自己生产出越来越多的生活资料的同时, 也向大自然排放了越来越多的有害和难降解物质。如农药、塑料和各种芳香烃类化合物, 这些物质正严重破坏环境和危害着人类的身体健康。因此, 有意识地利用生物界中存在的净化能力进行生物治理, 已渐渐成为环境治理的主要手段。自然界中的生物, 往往在有毒物质的选择压力下经过基因突变、基因重组、物种间基因的交流, 进化出代谢这些有毒物质的能力[ 1]。利用基因工程技术提高微生物净化环境的能力是现代生物技术用于环境治理的一项关键技术[ 2 ]。20世纪50年代初, 由于分子生物学和生物化学的发展, 对生物细胞核中存在的脱氧核糖核酸(DNA)的结构和功能有了比较清晰的阐述[ 3]。20世纪70年代初实现了DNA重组技术, 逐步形成了以基因工程为核心内容, 包括细胞工程、酶工程、发酵工程的生物技术[ 4]。这一技术发展到今天, 正形成产业化品、医药、化工、农业、环保、能源和国防等许多部门,

并日益显示出其巨大的潜力, 将为世界面临的环境保护等问题的解决提供广阔的应用前景。

1 基因工程技术原理与步骤

基因工程技术是一项极为复杂的高新生物技术, 它利用现代遗传学与分子生物学的理论和方法,按照人类的需要, 用DNA重组技术对生物基因组的结构或组成进行人为修饰或改造, 从而改变生物的结构和功能, 使之有效表达出人类所需要的蛋白质或对人类有益的生物性状[ 5 ]。首先该技术高效、经济, 这是传统产业工程无法比拟的。它能按人类需要来设计和改造生物的结构和功能, 生产出优良的动物、植物和微生物品种。在低投入的情况下, 能

够高效生产出所需商品。而且外源基因只要进入受体细胞的基因组中就可以遗传给后代,

育出的优良品种, 可持久利用。其次, 该技术具有清洁、低耗和可持续发展的特点。现代

基因工程所利用的原料是可再生及可循环使用的, 不需消耗大量的不可再生资源, 所以极

少产生对生态环境有害的废物。再次, 该技术应用于疾病的诊断与治疗方面也具有优势。

基因诊断更具预见性和准确性, 而且基因治疗可从基因水平上纠正疾病, 从而使疾病得以

根治。

111 基因工程技术的原理

基因工程技术是一种按照人们的构思和设计,在体外将一种生物的个别基因插入质粒或其他载体分子, 构成遗传物质的重组, 然后导入到原先没有这类分子的受体细胞内进行无性繁殖, 使重组基因在受体细胞内表达, 产生出人类所需要的基因产品的操作技术。或者说,

基因工程技术是在生物体外, 通过对一种生物的DNA 分子进行人工/ 剪切0和/拼接0, 对生物的基因进行改造和重新组合, 再把它导入另一种生物的细胞里, 定向地改造生物的遗传

性状, 产生出具有新的遗传特性的生物[ 6]。

112 基因工程技术的步骤和内容

一个完整的基因工程技术流程一般包括目的基因的获得、载体的制备、基因的转移、基因

的表达、基因工程产品的分离提纯等过程[ 7]。概括起来, 基因工程技术应包括如下几个主

要的步骤和内容[ 8 ~ 9 ] :1从复杂的生物有机体基因组中, 经过酶切消化或PCR 扩增等步骤, 分离出带有目的基因的DNA 片段; 在体外, 将带有目的基因的外源DNA 片段连接到能够自

我复制并具有选择记号的载体分子上,形成重组DNA 分子; ?将重组DNA分子转移到适当的

受体细胞(亦称寄主细胞) , 并与之一起增殖;?从大量的细胞增殖群体中, 筛选出获得了

重组DNA 分子的受体细胞克隆; ?从这些筛选出来的受体细胞克隆, 提取出已经得到扩增

的目的基因, 供进一步分析研究使用; ?将目的基因克隆到表达载体上, 导入受体细胞,

使之在新的遗传背景下实现功能表达, 产生出人类所需要的物质。

2 基因工程技术在环境保护中的应用

环境污染已远远超出了自然界微生物的净化能力, 已成为人们十分关注的问题。基因工程

技术可提高微生物净化环境的能力。日本将嗜油酸单孢杆菌的耐汞基因转入腐臭单孢杆菌, 该菌株能把汞化物吸收到细胞内, 用它处理污水就能解决被汞污染的环境问题, 又使汞得

以回收[ 10~ 12]。Yee DC等[ 13]构建了能降解樟辛烷、甲苯、萘等物质的/超级菌0,可以从环境中多功效地消除有毒物质。P Marcon等[ 14]把Bt毒蛋白基因、球形芽孢杆菌的毒蛋白基因转

入大肠杆菌, 且表达成功。它能杀死蚊虫与害虫, 而对人畜无害, 不污染环境。20世纪90

年代后期问世的DNA改组技术可以创新基因, 并赋予表达产物以新的功能, 创造出全新的微生物, 如可将降解某一污染物的不同细菌的基因通过PCR 技术全部克隆出来, 再利用基因

重组技术在体外加工重组, 最后导入合适的载体, 就有可能产生一种或几种具有非凡降解

能力的超级菌株, 从而大大地提高降解效率[ 15~ 17]。

211 基因工程技术应用于降解农药

农田长期过量施用农药, 严重破坏了生态平衡,造成土壤水质及食品中残留毒性增加, 给人畜带来潜在危害。如何消除农药污染、保护环境已成为当今世界的一个迫切问题。由于微

生物在物质循环中的重要作用, 它在环境修复中一直扮演着重要的角色; 然而受微生物对农药(特别是难降解农药)降解能力的限制, 生物修复具有周期长的明显特点, 阻碍了这一技术在现实中的发展和应用。应用基因工程原理与技术, 对微生物进行改造, 是环境科学工作者向更深更广的研究领域拓展时必不可少的途径[ 18~ 20]。构建高效的基因工程菌可以

显著提高农药降解效率。环境微生物尤其是细菌中的农药降解基因、降解途径等许多农药降解机制的阐明为构建具有高效降解性能的工程菌提供了可能。现已开发出有净化农药(如DDT), 降解水中染料以及环境中有机氯苯类和氯酚类、多氯联苯的基因工程菌[ 21]。

H orne 等[ 22]人将从农杆菌得到的OpdA (编码有机磷降解基因)和黄杆菌( F lavoba cteium sp. )中得到的Opd (有机磷降解酶基因) 分别构建了原核表达质粒, 并分别转到大肠杆菌E. coli DH 10B中表达, 对其表达产物进行了研究。通过其表达产物OpdAOPH(有机磷水解酶)对几种农药的酶解动力学比较, 发现OpdA能作用更多底物的类似物, 降解范围更广。

212 基因工程技术已成功开发出能吞食有毒废弃物的细菌

美国加利福尼亚大学的微生物学工作者培育出了一种以PCBs(聚氯联苯)为食物的细菌[ 23]。PCBs是一种污染环境的致癌物质, 它不能被一般的自然过程破坏, 这种从实验室中培育成的细菌被认为是有效解决这一难题的工具。该大学的研究人员是将一种一般土壤细菌(恶臭假单胞菌)的两个菌株的DNA进行交换, 产生一种杂交的突变菌株。该基因交换菌株能破坏联苯基, 而联苯基正是构成PCBs分子的一个关键基因。它由两个苯环组成的, 有剧毒, 在它们紧密结合时便成为潜在的致癌物。PCBs进入人体后, 不能被人体的新陈代谢过程破坏, 且能传给下一代。这种物质也能长期保存在土壤中不会被分解。新培育出的这种两个菌株的遗传物质发生交换的突变菌株则能分解PCBs, 可使这种有毒害的物质变成无害的质) ) ) 水、二氧化碳和盐类[ 12]。213 基因工程微生物农药替代合成农药、化肥基因工程技术的发展, 为防治农林害虫提供了有效的新技术手段, 微生物农药因此在世界范围受到广泛重视。微生物农药是指非化学合成, 具有杀虫防病作用的微生物制剂, 如微生物杀虫剂、杀菌

剂、农用抗生素等, 这类微生物包括杀虫防病的细菌、真菌和病毒[ 24~ 27]。微生物杀虫剂

对人畜安全无毒, 不污染环境; 杀虫作用具有一定的特异性和选择性, 不会致死天敌和非目标昆虫; 易和其他生物手段结合综合防治害虫, 维持生态平衡; 由于杀虫活性蛋白的多样性, 昆虫产生抗性较缓慢; 可以通过发酵法生产, 生产成本较低; 可以通过基因工程技术途径筛选或构建优良性能的菌株来满足生产应用的需要等。农作物在生长过程中容易受到致病菌及害虫的影响, 因此在作物种植过程中往往需要使用大量的农药控制病虫害, 这是造成食物中农药残留及环境污染的主要原因。如何减少农药的使用量是绿色食品生产中的一项关键技术。采用繁衍害虫天敌、诱杀或生物防治的方法虽然可以部分替代合成农药, 但是最直接有效的方法是利用基因工程技术使作物获得抗病、抗虫的能力。目前, 已采用基因工程技术将各种抗病、抗虫基因转移到大豆、玉米和水稻等多种重要农作物中, 利用转基因植物自身的能力抵抗外界病、虫的危害, 达到减少农药使用的目的[ 28 ]。科学工作

者正在对固氮酶及固氮酶基因进行深入的研究, 并利用基因工程技术对固氮酶基因进行修饰改造, 一方面提高固氮菌的固氮能力, 另一方面扩大能与固氮菌共生的作物种类。随着

基因工程技术的发展和对固氮菌分子生物学机理研究的不断深入,将会有越来越多的农作物通过固氮菌的作用直接利用空气中的氮气, 从而减少化学肥料的使用量。

214 基因工程技术应用于含油土壤及废水的治理

落地油和含油污水对土壤造成了严重污染, 大量的油泥, 不仅造成严重的环境问题, 同时也给石油行业造成重大的经济损失。在生命科学已成为自然科学核心的今天, 一批具有特殊生理生化功能的植物、微生物应运而生, 基因修饰、改造、基因转移等现代生物技术的渗透推动了污油土壤处理生物技术的进一步发展, 因此, 利用生物技术进行油污土壤治理, 具有广阔的应用前景。美国利用DNA重组技术把降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂肪烃的4 种菌体基因链接, 转移到某一菌体中构建出可同时降解4 种有机物的/超级细菌0, 用之清除石油污染, 在数小时内可将水上浮油中的2 /3烃类降解[ 29]。在石油开采过程中, 采出的原油含有大量的水分, 原油脱下的废水中, 含有大量的石油污染物。全向春引入现代生物技术, 从一般的筛选工作, 转入到降解代谢途径、降解酶系组成及其遗传的控制机制上来, 在此基础上, 实现定向育种, 定向构建具有高效生物降解能力的基因工程菌[ 30]。基因工程菌降解效率高、底物范围广、表达稳定, 比自然环境中的降解性微生物更具竞争力, 例如PCP103 菌株的构建。基因工程菌的构建和应用对于美化环境、保护人类健康提供了一系列可行的途径。现代科学工作者把PCR 技术用于基因工程菌的构建并已取得了一些成绩, 国内外正在进行这方面的研究[ 31~ 34]。随着生物技术的发展, 基因工程菌在含油污水处理中

的应用将会进一步完善, 为人类造福。

3 展望

基因工程技术是发展迅速的一项污染环境治理技术。实践证明, 采用基因工程技术治理污染环境,可以最大限度地去除环境中的污染物。是保障可持续发展的一项最有力的措施。随着基因工程菌的出现, 基因工程技术将不断应用于更多的污染环境的治理工程中[ 35~ 39]。

培养出新的特效物种并进一步提高其应用效率、降低应用成本; 运用各种相关技术加以优化组合, 尤其是高效、低能耗、易普及的特种微生物与特殊工艺的最佳结合; 加强不同专业、不同学科之间的合作, 如将毒理学和微生物学和环境工程学相结合; 从根本上消除污染源, 充分协调人与自然之间的关系, 充分实现废物资源化, 引入DNA 扩增和其它生物技术的环境监测方法等将是基因工程技术研究的侧重方向。基因工程技术作为一种新兴技术以极快的速度发展。以下两方面的研究将对环境保护有着重要意义。一是对基因工程菌的深入研究, 如基因工程菌对污染物的代谢途径、控制目的基因表达的启动子基因序列、降解基因表达的调控条件的优化等方面的研究; 二是对环境中微生物的习性及基因工程菌与环境中微生物和污染物之间的相互作用进行研究, 从而使基因工程菌在治理有机物污染方面的实际应用成为可能。目前的研究主要是利用单一的基因工程菌对污染物进行处理, 随着研究的不断深入,利用多种基因工程菌相结合对污染物进行处理, 将对环境保护起到更为重要的作用。

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基因工程和细胞工程

第一讲基因工程和细胞工程 1．(2014·广东卷，25)(双选)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是( ) A．过程①需使用逆转录酶 B．过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因 C．过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备 D．过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞解析：过程①是以mRNA为模板合成DNA的过程，即逆转录过程，需要逆转录酶的催化，A正确；过程②表示利用PCR扩增目的基因，在PCR过程中，不需要解旋酶，是通过控制温度来达到解旋的目的，B错误；利用氯化钙处理大肠杆菌，使之成为感受态细胞。C错误；检测目的基因是否成功导入受体细胞的染色体DNA中，可以采用DNA分子杂交技术，D正确。答案：AD 2．(2014·浙江卷，3)下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( ) A．连续细胞系的细胞大多具有二倍体核型 B．某些癌细胞在合适条件下能逆转为正常细胞 C．由多个祖细胞培养形成的细胞群为一个克隆 D．未经克隆化培养的细胞系细胞具有相同的性状解析：连续细胞系的细胞其核型已发生改变；一个祖细胞培养形成的细胞群才为一个克隆；未经克隆化培养的细胞系细胞可能是不同细胞分裂形成的，其性状可能不同。答案：B

3．(2014·重庆卷，4)如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是( ) A．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与 B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上 C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状 D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异解析：构建载体需要限制酶和DNA连接酶，A错误；③侵染植物细胞后，重组Ti质粒上的T－DNA整合到④的染色体上，B错误；染色体上含有目的基因，但目的基因也可能不能转录或者不能翻译，或者表达的蛋白质不具有生物活性，C错误；植株表现出抗虫性状，说明含有目的基因，属于基因重组，为可遗传变异，D正确。答案：D 4．(2014·江苏卷，23改编)下列关于基因工程技术的叙述，正确的是( ) A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列 B．PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应 C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因 D．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达解析：限制性核酸内切酶大多是特异性识别6个核苷酸序列，但也有识别序列由4、5或8个核苷酸组成的，A错误；PCR中耐高温的DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用，B 项错误；载体质粒上抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，不是抗生素合成基因，C错误；目的基因导入了受体细胞不一定就都能正常表达，D正确。答案：D 5．(2014·广东卷，29)铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一，应用组

基因工程技术与应用知识点

v1.0 可编辑可修改基因工程的定义：按照预先设计好的蓝图，利用现代分子生物学技术，特别是酶学技术，对遗传物质DNA直接进行体外重组操作与改造，将一种生物（供体）的基因转移到另外一种生物（受体）中去，从而实现受体生物的定向改造与改良。基因工程的基本过程：切、接、转、增、检基因工程理论依据：a) 生物的遗传物质是DNA。b) DNA的双螺旋结构和半保留复制机理。 c) 遗传信息的传递方式（中心法则）和三联体密码子系统的建立遗传工程：指以改变生物有机体性状为目标，采用类似工程技术手段而进行的对遗传物质的操作，以改良品质或创造新品种。包括细胞工程和基因工程等不同的技术层次。克隆。指由同个祖先经过无性繁殖方式得到的一群由遗传上同一的DNA分子、细胞或个体组成的特殊生命群体。限制性核酸内切酶。是一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列，并使每条链的一个磷酸二酯键断开的内脱氧核糖核酸酶。限制性内切酶由三个基因位点所控制：hsd R---限制性内切酶， hsd M---限制性甲基化酶， hsd S---控制两个系统的表达。Hsd S －识别特定DNA序列，Hsd M－甲基化，Hsd R －限制性内切酶功能。命名法：例如Haemophilus influenzue）d 株中分离的第三个酶：Hin d III 同裂酶:不同来源的限制酶具有相同的识别位点和切割位点。同尾酶：来源不同、识别序列不同，但产生相同粘性末端的酶粘性末端：DNA末端一条链突出的几个核苷酸能与另一个具有突出单链的DNA末端通过互补配对粘合，这样的DNA末端，称之。酶活性单位。在合适的温度和缓冲液中，在50μl反应体系中，1小时内完全切割1微克DNA所需的酶量为1个酶活性单位U。星活性：指限制性内切酶在非标准条件下，对与识别序列相似的其它序列也进行切割反应，导致出现非特异性的DNA片段的现象。引起星活性原因：若使用buffer不当, 会有star activity，而star activity是指限制酶对所作用的DNA及序列失去专一性, 当酶辨认切割位置的能力降低，导致相似的序列或是错误的辨认序列长度也会作用，而产生错误的结果。连杆：化学合成的8～12个核苷酸组成的寡核苷酸片段。以中线为轴两边对称，其上有一种或几种限制性核酸内切酶的识别序列，酶切后

基因重组与基因工程

第十四章基因重组与基因工程一、选择题 1.细菌的F因子是通过哪种方式进行基因转移的 A.接合作用 B.转化 C.转导 D.转染 E.转座 2. 下列关于限制性内切核酸酶作用特性正确的是 A.在对称序列处切开单链DNA B.DNA两链的切点一定不在同一位点 C.酶切部位一定位于识别序列处 D.酶辨认的碱基一般为8～12个 E.酶切后产生的DNA片段多半具有粘性互补末端 3. 限制性核酸内切酶识别的顺序通常是 A.基因的操纵序列 B.启动子序列 C.S-D序列 D.回文结构 E.长末端重复序列 4. 可识别并切割特异DNA序列的酶称为 A.限制性核酸外切酶 B.限制性核酸内切酶 C.核酶 D.核酸酶 E.反转录酶 5. 下列DNA序列属于回文结构的是 A.ATGCCG B.GGCCGG C.CTAGGG D.GAATTC E.TCTGAC TACGGC CCGGCC GATCCC CTTAAG AGACTG 6. cDNA文库包括该种生物 A.某些蛋白质的结构基因 B.所有蛋白质的结构基因 C.所有结构基因 D.结构基因与不表达的调控区 E.内含子和调控区 7. 下列哪种工具酶的出现在基因工程中具有最重要的意义： A.逆转录酶 B.限制性核酸内切酶 C.末端转移酶 D.DNA聚合酶 E.DNA连接酶 8. 常用质粒载体的特点是 A.为线性双链DNA分子 B.为环形单链DNA分子 C.具有自我复制能力 D.含有同一限制性内切酶的多个切点 E.缺乏表达外源基因的能力 9. 基因工程的操作程序可简单地概括为 A.载体和目的基因的分离 B.分、切、接、转、筛、表达 C.将重组体导入宿主细胞，筛出阳性细胞株 D.将载体和目的基因连接成重组体 E.限制性内切酶的应用

基因工程技术在环境保护中的应用

基因工程技术在环境保护中的应用随着科技的发展,人类在为自己生产出越来越多生活资料的同时,产生有害物质的数量和种类也大幅度增加,环境污染已远远超出了自然界微生物的净化能力，已成为人们十分关注的问题。基因工程技术是在DNA分子水平上按照人们的意愿进行的定向改造生物的新技术。而利用基因工程技术提高微生物净化环境的能力是用于环境治理的一项关键技术。这一技术发展到今天,正形成产业化并列为世界领先专业技术领域之一,广泛应用于食品、医药、化工、农业、环保、能源和国防等许多部门,并日益显示出其巨大的潜力。一、基因工程在废水处理中的应用基因工程技术应用于废水处理是水处理领域一项具有广泛应用前景的新兴技术。常规的废水处理方法有物化法、生物法等。由于一般的物化方法只是污染物的转移，不能从根本上治理，且容易造成二次污染，成本也较高，生物法逐渐成为废水处理的主要方法。但是由于废水的多样性及其成分的复杂性，自然进化的微生物降解污染物的酶活性往往有限，如果能利用基因工程技术对这些菌株进行遗传改造，提高微生物酶的降解活性，并可大量繁殖，就可以定向获得具有特殊降解性状的高效菌株，方便有效地应用于水污染处理。因此，构建基因工程菌成为现代废水处理技术的一个重要研究方向，且日益受到人们的重视。基因工程技术在废水处理中的应用有以下几个方面。 1、基因工程在环境污染监测中的应用目前，聚合酶反应（简称PCR）技术和核酸探针技术是常用于水环境中微生物的检测技术。P CR技术是一种在体外模拟自然DNA复制过程的核酸扩增技术，常用于监测海洋环境中存在的微生物。标记的核酸探针可以用于待测核酸样本中特定基因序列，如监测饮用水中病毒的含量。PCR 技术和核酸探针技术可能取代常规的水质分析，发展成为一种快速可靠水体微生物的检测技术，并将在细菌、病毒及其他毒物检测中得以迅速的应用发展。 2、基因工程菌对水体中重金属离子的生物富集利用基因工程菌代替普通微生物处理重金属是近年来研究的热点。基因工程技术在重金属废水治理中的作用主要体现在提高微生物菌体细胞对重金属离子的富集容量以及提高菌体对特定重金属离子的选择性两个方面。此法采用生物工程技术将微生物细胞中参与富集的主导性基因导入繁殖力强、适应性能佳的受体菌株内,大大提高了菌体对重金属的适应性和处理效率。 2.1提高重组菌重金属离子的富集容量若不考虑重组菌对特定重金属离子的选择性而只要提高重组菌重金属离子的富集容量，则通过在微生物细胞表面表达高容量金属结合蛋白或金属结合肽的方法就能很好地达到目的。另外，将经基因技术在菌体中表达的金属结合蛋白分离后固定在某些惰性载体表面同样也能达到重金属离子高富集容量的目的。 2.2同时提高重组菌的富集容量和对特定重金属离子的选择性通过特异性金属转运系统的表达，基因工程菌对目标重金属的富集作用就介于特异性蛋白与

基因工程和细胞工程

基因工程和细胞工程一、单选题 1．如图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步骤需要用到的工具是 A. DNA连接酶和解旋酶 B. DNA聚合酶和限制酶 C. 限制酶和DNA连接酶 D. DNA聚合酶和RNA聚合酶【答案】C 【解析】图示表示基因表达载体的构建过程，该过程首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒，其次还需要用DNA连接酶将目的基因和质粒连接形成重组质粒，故选C。 2．下面关于植物细胞工程的叙述,正确的是（） A．叶肉细胞已经高度分化,无法表现出全能性 B．叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织 C．融合植物叶肉细胞时,应先去掉细胞膜 D．叶肉细胞离体培养时,可以表现出全能性【答案】D 【解析】试题分析：叶肉细胞已经高度分化，但在体外培养的条件下也能表现出全能性，A错误；叶肉细胞经脱分化过程可形成愈伤组织，B错误；融合植物叶肉细胞时，应先去掉细胞壁，C错误；叶肉细胞离体培养时，可以表现出全能性，形成完整植株，D正确考点：本题考查植物组织培养的相关知识，要求考生识记植物组织培养的原理、过程、条件等基础知识，掌握植物细胞具有全能性的原因，能结合所学的知识准确判断各选项。 3．如图为白菜一甘蓝杂种植株的培育过程。下列说法正确的是（） A．图示白菜一甘蓝植株不能结籽 B．愈伤组织的代谢类型是自养需氧型 C．上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂

D．白菜一甘蓝杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果【答案】D 【解析】白菜和甘蓝都是二倍体，它们的体细胞杂交后培育的“白菜-甘蓝”杂种植株中2个染色体组来自白菜，2个染色体组来自甘蓝，因为“白菜-甘蓝”属于异源四倍体，是可育的，能产籽，故A错误；愈伤组织是一种高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞，不能进行光合作用产生有机物，因此愈伤组织的代谢类型是异养需氧型，故B错误；上述过程包括去壁、原生质体融合、植物组织培养等过程，其结果是形成“白菜-甘蓝”幼苗，并未发育到性成熟个体，因此整个过程中有有丝分裂和细胞分化，没有减数分裂过程，故C错误；任何性状都是基因选择性表达的结果，故D正确．【考点定位】植物体细胞杂交的应用【名师点睛】据图分析，植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，去壁所用的是纤维素酶和果胶酶；原生质体融合所用的方法有物理法和化学法．物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般是用聚乙二醇；再生细胞壁形成杂种细胞；脱分化形成愈伤组织，再分化形成“白菜一甘蓝”幼苗． 4．下列有关细胞工程的叙述中正确的一项是（） A．克隆不是无性繁殖 B．用体细胞克隆动物是通过核移植实现的 C．灭活病毒通过溶解磷脂双分子层诱导动物细胞融合 D．动物细胞培养与植物组织培养所用的培养基成分一样【答案】B 【解析】试题分析：克隆属于无性繁殖，故A错误。用体细胞克隆动物必须通过核移植才能实现，故B正确。灭活病毒诱导动物细胞融合不是溶解磷脂双分子层而是通过改变膜脂分子排列实现的，故C错误。动物细胞培养液通常需要加入血清，植物组织培养通常需要加入植物激素，故D错误。考点：本题考查细胞工程相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。5．以下哪种物质不可以用于植物细胞的诱导融合剂（） A．PEG B．灭活的病毒 C．离心 D．振动电激【答案】B 【解析】试题分析：灭活的病毒是动物细胞工程的诱导剂，不能用于植物细胞工程，故选B。考点：本题考查植物细胞工程等相关知识，意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。6．下列有关植物细胞工程的叙述，正确的是（） A．在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变 B．植物细胞只要在离体状态下即可表现出全能性 C．植物组织培养过程中始终要保持适宜的光照 D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl 的培养基培养筛选而获得【答案】D 【解析】试题分析：在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般不发生改变，A错误；植物细胞的全能性指离体的组织器官的经过培养，发育成完整个体的潜能，B错误；植物组织培养过程中开始是要避光，C错误；植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl 的培养基培养筛选而获得，D正确；答案是D。考点：本题考查植物细胞工程的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。 7．植物组织培养的过程可以归纳为：①? ?再分化③→④；对此叙述有错误的 ?→ ?→ ?脱分化②? 是( ) A．②→③的再分化过程中，培养基中需要添加细胞分裂素与生长素

基因工程技术的现状和前景发展

基因工程技术的现状和前景发展摘要从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。基因工程应用于植物方面农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量，改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中，在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状，通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力，已用多种植物病毒进行了试验。?在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长，从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来，导入植物体可获得转基因植物，目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。?随着生活水平的提高，人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以有效地改善植物的品质，而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展，如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培育出高蛋白马铃薯品种，其蛋白质含量接近大豆，**提高了营养价值，得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。? 基因工程应用于医药方面目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一，发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上，基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。?目前，应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试，并进入临床验证阶段；专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿瘤，将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂，最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒，修复、促进肝细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。此项基因学研究成果在国际治肝领域中，是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。基因工程应用于环保方面

(整理)基因重组与基因工程

基因重组与基因工程一、选择题 1．F因子从一个细胞转移至另一个细胞的基因转移过程称为：A．转化 B．转导 C．转染 D．转座 E．接合 2．通过自动获取或人为地供给外源DNA使受体细胞获得新的遗传表型，称为：A．转化 B．转导 C．转染 D．转座 E．接合 3．溶原菌是指： A．整合了噬菌体基因组的细菌 B．整合了质粒基因组的细菌 C．含有独立噬菌体基因组的细菌 D．含有独立质粒基因组的细菌 E．含有独立噬菌体和质粒基因组的细菌 4．由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为： A．转化 B．转导

C．转染 D．转座 E．接合 5．由整合酶催化、在两个DNA序列的特异位点间发生的整合称为：A．位点特异的重组 B．同源重组 C．基本重组 D．随机重组 E．人工重组 6．发生在同源序列间的重组称为： A．位点特异的重组 B．非位点特异的重组 C．基本重组 D．随机重组 E．人工重组 7．限制性核酸内切酶切割DNA后产生： A．5'磷酸基和3'羟基基团的末端 B．3'磷酸基和5'羟基基团的末端 C．5'磷酸基和3'磷酸基团韵末端 D．5'羟基和3'羟基基团的末端 E．以上都不是 8．可识别并切割特异DNA序列的称： A．限制性核酸外切酶 B．限制性核酸内切酶

C．非限制性核酸外切酶 D．非限制性核酸内切酶 E．DNA酶 9．限制酶的识别顺序通常是： A．聚腺苷酸 B．聚胞苷酸 C．RNA聚合酶附着点 D．回文对称序列 E．甲基化“帽”结构 10．限制酶： A．从噬菌体中提取而得 B．可将单链DNA任意切开 C．可将双链DNA任意切开 D．可将双链DNA特异切开 E．不受DNA甲基化影响． 11．限制酶的作用特性不包括： A．在对称序列处切开DNA B．同时切开双链DNA C．DNA两链的切点常在同一位点 D．酶切后的DNA片段多具有粘性互补末端 E．酶辨认的碱基一般为4—6个 12．限制酶的特点不包括： A．只识别一种核苷酸序列 B．其识别不受DNA来源的限制

基因工程和细胞工程测试题(附答案,可用于考试)

5 高二生物《基因工程和细胞工程》测试题姓名班级（时间：90分钟分数：100分）一．选择题（本大题包括25题，每题2分，共50分。每题只有一个选项符合题意。） 1．以下说法正确的是（） A.所有的限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 B．质粒是基因工程中惟一的运载体 C．运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接D．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 2．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．植物体细胞杂交和动物细胞融合——生物膜的流动性 D．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂 3．有关基因工程的叙述正确的是（） A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用 B.重组质粒的形成在细胞内完成 C.质粒都可作运载体 D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料 4．能克服远缘杂交障碍培育农作物新品种的技术是（） A.基因工程 B.组织培养 C.诱变育种 D.杂交育种 5．下列关于动物细胞培养的叙述，正确的是( ) A．培养人的效应T细胞能产生单克隆抗体 B．培养人的B细胞能够无限地增殖 C．人的成熟红细胞经过培养能形成细胞株 D．用胰蛋白酶处理肝组织可获得单个肝细胞 6．PCR技术扩增DNA,需要的条件是( ) ①目的基因②引物③四种脱氧核苷酸 ④DNA聚合酶等⑤mRNA⑥核糖体 A、①②③④ B、②③④⑤ C、①③④⑤ D、①②③⑥ 7．以下对DNA的描述，错误的是（） A.人的正常T淋巴细胞中含有人体全部遗传信息 B.同种生物个体间DNA完全相同 C.DNA的基本功能是遗传信息的复制与表达 D.一个DNA分子可以控制多个性状 8. 蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（） A.氨基酸结构 B.蛋白质空间结构 C.肽链结构 D.基因结构 9．细胞工程的发展所依赖的理论基础是（） A.DNA双螺旋结构模型的建立 B.遗传密码的确立及其通用性的发现 C.生物体细胞全能性的证明 D.遗传信息传递的“中心法则”的发现 10．下列不是基因工程中的目的基因的检测手段的是：（） A.分子杂交技术 B.抗原—抗体杂交 C.抗虫或抗病的接种 D.基因枪法 11．在以下4种细胞工程技术中，培育出的新个体中，体内遗传物质均来自一个亲本的是（） A.植物组织培养 B. 单克隆抗体 C. 植物体细胞杂交 D.细胞核移植 12．动物细胞融合与植物细胞融合相比特有的是（） A.基本原理相同 B.诱导融合的方法类 C.原生质体融合 D.可用灭活的病毒作诱导剂 13．下列哪一项属于克隆（） A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中 B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内 C．将鼠骨髓细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞

基因工程在医药工业中的的应用

基因工程及其在医学中的应用基因工程及其在医学中的应用基因工程及其在医学中的应用基因工程及其在医学中的应用摘要: 作为生物工程技术的核心，及新工程的发展与应用，在医学方面有着非同凡响的影响。本文首先回顾了基因工程的发展简史，然后在基因工程制药，抗病毒疫苗，疾病治疗及基因诊病等方面综述了基因工程在医学中的应用。基因工程将给医药方面带来更美好的前景。关键词关键词关键词关键词: 基因工程医学应用1 前言前言前言前言：分子生物学主要是从分子水平上阐述生命现象和本质的科学，是现代生命科学的“共同语言”。分子生物学又是生命科学中进展迅速的前沿学科，它的理论和技术已经渗透到其他基础生物学科的各个领域，它的主要核心内容是通过生物的物质基础---核酸、蛋白、酶等生物大分子的结构、功能及其相互作用的运动规律的研究来阐明生命分子基础，从而探讨生命的奥秘。这门课与基因工程关系很大，主要讲了核酸、蛋白、酶等生物大分子的结构、功能以及它们之间的相互作用。近年来，随着生物技术的飞速发展，分子生物学在较多领域得以应用。其中在核酸，基因方面医学中的发展迅猛。基因工程在制药，抗病菌疫苗发展前景较广，在疾病治疗及诊断对人们生活影响较大。本文将对基因工程的发展及其在医学中的应用作简单的阐述。2 基因工程的发展基因工程的发展基因工程的发展基因工程的发展基因工程又叫遗传工程，是分子遗传学和工程技术相结合的产物，是生物技术的主体。基因工程是指用酶学方法将异源基因与载体DNA在体外进行重组，将形成的重组因子转入受体细胞，使异源基因在其中复制并表达，从而改造生物特性，生产出目标产物的高新技术。1857年至1864年，孟德尔通过豌豆杂交试验，提出了生物体的性状是由遗传基因子控制的。1909年，丹麦生物学家约翰生首先提出基因一词代替孟德尔的遗传因子。1910年至1915年，美国遗传学家摩尔根通过果蝇实验，首次将代表某一性状的基因同特定的染色体联系起来，创建了基因学说。直到1944年，美国微生物学家埃弗里等通过细菌转化研究，证明基因的载体是DNA 而不是蛋白质，从而确立了遗传的物质基础。1953年，美国的遗传学家华生和英国的生物学家克里克揭示了DNA分子双螺旋模型和半保留复制机理，解决了积阴德自我复制和传递问题。开辟了分子生物学的研究时代。之后，1958年克里克确立了中心法则。1961年雅各和莫诺德提出的操纵子学说以及说有64种密码子的破译，成功的揭示了遗传信息的流向和表达问题，为基因工程的发展奠定了坚实的基础。DNA分子的切除与连接，基因的转化技术，还有诸如核酸分子杂交，凝胶电泳，DNA序列结构分析等分子生物学试验方法的进步为基因的创立和发展奠定了强有力的技术基础。1972年，美国斯坦福大学的P.Berg构建了世界上第一个重组分子，发展了DNA重组技术，并因此获得了1980年的诺贝尔学奖。1983年，美国斯坦福大学的S.Chen等人也成功的进行了另一个体外DNA重组试验并发现了细菌间性状的转移。这是基因工程发展史上第一次成功实现重组转化成功的例子，基因工程从此诞生了。基因工程问世近30年，不论是基因理论研究领域，还是在生产实践中的应用，均已取得了惊人的成绩。给国民经济的发展和人类社会的发展带来了深远而广泛的影响。3 基因工程在药学方面的应用基因工程在药学方面的应用基因工程在药学方面的应用基因工程在药学方面的应用运用基因工程技术对基因的转导和整合来获取新的抗体，及新药的制取及研究都具有较高效益；基因技术在诊断疾病及刑事案件的侦破方面发挥着不可小觑的力量，因此基因工程在药学发展有着深远影响。 3.1 基因工程制药基因工程制药基因工程制药基因工程制药基因工程制药开创了制药工业的新纪元，解决了过去不能生产或者不能经济生产的药物问题。现在，人类已经可以按照需要，通过基因工程生产出大量廉价优质的新药物和诊断试剂，诸如人生长激素、人的胰岛素、尿激酶、红细胞生成素、白细胞介素、干扰素、细胞集落刺激因子、表皮生长因子等。令人振奋的是，具有高度特异性和针对性的基因工程蛋白质多肽药物的问世，不仅改变了制药工业的产品结构，而且为治疗各种疾病如糖尿病、肾衰竭、肿瘤、侏儒症等提供了有效的药物。 3.2 基因工程抗病毒疫苗基因工程抗

基因工程和细胞工程

专题八现代生物科技专题第一讲基因工程和细胞工程 1.(2012·浙江卷，1)用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是() A．都需要用CO2培养箱 B．都需要用液体培养基 C．都要在无菌条件下进行 D．都可体现细胞的全能性 2．下列关于运用植物组织培养技术产生新个体的叙述，错误的是() A．属于无性生殖 B．主要理论依据是植物细胞具有全能性 C．培养过程中由于人工培养基含大量营养，不需光照就能发育成完整植株 D．人工培养基中含植物生长发育所需的全部营养物质，包括矿质元素、糖、维生素等3．(2012·安徽卷，4)2008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白”的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是() A．追踪目的基因在细胞内的复制过程 B．追踪目的基因插入到染色体上的位置 C．追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 D．追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构 4．限制酶是一种核酸内切酶，可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶Bam HⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ和BglⅡ的识别序列和切割位点：切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是() A．Bam HⅠ和EcoRⅠ B．Bam HⅠ和HindⅢ C．Bam HⅠ和BglⅡ D．EcoRⅠ和HindⅢ 5．对于不同的生物，将重组基因导入受体细胞的方法有差异，下列方法不合适的是 () A．以质粒为运载体，利用大肠杆菌生产人的胰岛素时，可用氯化钙处理大肠杆菌B．以噬菌体为运载体，利用大肠杆菌生产人的凝血因子时，可使其直接侵染大肠杆菌C．以质粒为运载体，利用转基因羊生产人的乳铁蛋白时，可用显微注射技术将重组基因导入受精卵

高中生物专题复习：基因工程和细胞工程

基因工程和细胞工程 1．为增加油菜种子的含油量,科研人员将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连,导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。 (1)研究人员采用PCR技术获取酶D基因和转运肽基因,该技术是利用________的原理,使相应基因呈指数增加。所含三种限制酶(XbaⅠ、ClaⅠ、SacⅠ)的切点如图所示,则用________和________处理两个基因后,可得到酶D基因和转运肽基因的融合基因。 (2)将上述融合基因插入上图所示Ti质粒的________中,构建基因表达载体并导入农杆菌中。为了获得含融合基因的单菌落,应进行的操作是______________________________。随后再利用液体培养基将该单菌落菌株振荡培养,可以得到用于转化的侵染液。 (3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间的目的是_____________________________, 进一步筛选后获得转基因油菜细胞,提取上述转基因油菜的mRNA,在逆转录酶的作用下获得cDNA,再依据________的DNA片段设计引物进行扩增,对扩增结果进行检测,可判断融合基因是否完成________。最后采用抗原—抗体杂交法可检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达。答案：(1)DNA双链复制ClaⅠDNA连接酶 (2)T-DNA将获得的农杆菌接种在含四环素的固体培养基上培养 (3)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞融合基因转录 2．人外周血单核细胞能合成白细胞介素2(IL?2)。该蛋白可增强机体免疫功能,但在体内易被降解。研究人员将IL?2基因与人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一个融合基因,在酵母菌中表达出具有IL?2生理功能且不易降解的IL?2?HSA融合蛋白,技术流程如图。请回答： (1)图中③过程的模板是________,表达载体1中的位点________应为限制酶BglⅡ的识别位点,才能成功构建表达载体2。 (2)表达载体2导入酵母菌后,融合基因转录出的mRNA中,与IL?2蛋白对应的碱基序列不能含有

基因工程的利与弊

基因工程的利与弊基因工程的原理:基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。操作方法是:将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA 分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。它克服了远缘杂交的不亲和障碍。例如:将大鼠的生长激素基因导入小鼠受精卵.首先在大鼠的体细胞中提取染色体,分离目标基因.用限制性核酸内切酶处理载体,再将载体与基因片段连接(这里用到DNA连接酶)。通过显微注射的方法将这些重组基因注入小鼠的受精卵内,最后让这些受精卵生长发育。结果小鼠生出几只带有大鼠生长激素基因的小鼠，这些小鼠的生长速度非常快，其个体是同窝其他小鼠的1.8倍，成为“巨型小鼠”。基因工程中的载体常选取大肠杆菌的环状DNA，用到的工具酶有限制性内切酶、DNA 连接酶，其次还得用到DNA聚合酶。限制性核酸内切酶，用来切割目的基因和载体，主要是2型酶；DNA连接酶，用来连接目的基因和载体，有两类，连接平末端的和粘性末端的，若末端不相同连不起来的话，还得用DNA聚合酶来加片段，如加CCC-和GGG-，再用连接平末端的连接酶来连接。将目的基因导入受体细胞的方法有：植物常用的是农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物和裸子植物的受伤部位。农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中，并且可以通过减数分裂稳定的遗传给后代。基因枪法基本原理是通过动力系统将带有基因的金属颗粒（金粒或钨粒），将DNA吸附在表面，以一定的速度射进植物细胞，从而实现稳定转化的

基因工程与细胞工程

基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。（一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA 双链单链模板不要模板要模板连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键化学本质蛋白质 3.“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。（3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序第一步：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.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。 3.PCR技术扩增目的基因（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。（2）目的：获取大量的目的基因（3）原理：DNA双链复制（4）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链；第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。（5）特点：指数(2n)形式扩增第二步：基因表达载体的构建(核心) 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（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。

基因工程及其应用完整版

基因工程及其应用集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

第2节基因工程及其应用（第1课时）知识链接及考试地位本知识与“DNA分子的结构与复制”、“基因突变和基因重组”、“DNA重组技术的基本工具”、“基因工程的基本操作程序”等内容相联系，考试过程中常设计基因工程的原理、基本工具等基础知识，多以个别填空或选择题的形式呈现。知识回顾 1、DNA分子的结构特点是什么？ 2、什么是基因重组？学习目标 1、简述基因工程的诞生。 2、简述基因工程的原理及技术。要明确基因工程操作的基本步骤和最基本的工具。重难点 1．教学重点基因工程的基本原理。 2．教学难点基因工程的基本原理新知探究传统育种的方法一般只能在生物中进行，很难将一种生物的优良性状移植到生物身上。基因工程的出现使人类有可能按照自己的意愿地改变生物，培育出。一、基因工程的原理基因工程又叫做或。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以，然后放到另一种生物细胞里，地改造生物的遗传性状。基因工程是在DNA上进行的水平的设计施工，基因的剪刀是指，简称限制酶。其作用特点是一种限制酶只能识别一种序列。基因的针线是指。目前常用的运载体有、和等。质粒存在于许多以及等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型分子。基因工程的操作步骤是：、目的基因与运载体结合，目的基因导入受体细胞、目的基因的和。二、基因工程的原理、操作对象各是什么？三、限制性内切酶的分布、特点、作用部位和作用结果如何？四、作为基因的运载体，需具备哪些条件？五、DNA连接酶的作用对象、位置和结果如何？六、基因工程的优点是什么？

基因工程细胞工程知识点汇总

基因工程细胞工程知识点汇总一、基因工程（一）基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA 分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。（一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序第一步：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.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。技术扩增目的基因

基因工程技术在环境治理保护中的应用

基因工程和细胞工程

基因工程技术与应用知识点

基因重组与基因工程

基因工程技术在环境保护中的应用

基因工程和细胞工程

基因工程技术的现状和前景发展

(整理)基因重组与基因工程

基因工程和细胞工程测试题(附答案,可用于考试)

基因工程在医药工业中的的应用

基因工程和细胞工程

最新高三生物-4-2基因工程的成果和发展前景 经典

高中生物专题复习：基因工程和细胞工程

基因工程的利与弊

基因工程与细胞工程

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基因工程细胞工程知识点汇总

最新高三生物-4-2基因工程的成果和发展前景经典