2023年高中生物知识点系列讲座十基因工程细胞工程doc.doc
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1、基因工程、细胞工程一. 教学内容复习基因工程、细胞工程二. 学习重点细胞质遗传的特点、基因的结构、基因工程的环节、生物膜系统、植物细胞工程、动物细胞工程。三. 学习过程(一)细胞质遗传1. 细胞质遗传与细胞核遗传的关系:生物的遗传涉及细胞核遗传和细胞质遗传两大类。生物体绝大多数的性状是由核基因控制的,很少数的性状是由质基因控制的,尚有一些性状是由核基因和质基因共同控制的。2. 细胞质遗传的特点:(1)母系遗传:受精卵的细胞质几乎所有来自于卵细胞。(2)杂交后代不出现一定的分离比:在细胞分裂时,细胞质是不均等的、随机的分派。3. 线粒体和叶绿体在遗传中的作用:线粒体和叶绿体都具有遗传物质DNA,
2、具有独立进行转录和翻译的功能,但它们的自主限度是有限的,它们对核遗传系统有很大的依赖性。4. 关于三系配套:(1)保持系:必须具有两个条件,一是用它作父本,二是除了它自身可育外,其它性状应与不育系相同。(2)恢复系:一是设法使某优良杂交组合的父本核基因具有育性,二是生产杂交种时,不育系与恢复系的花期必须一致,或者不育系的花期稍早。(3)不育系:具有可遗传的雄性不育性状(4)隔离区:制杂交种时,为防止外来花粉的干扰,要建立两个隔离区,一是繁殖不育系和保持系隔离区,另一个是繁殖杂交种和恢复系的隔离区。(二)基因的结构1. 原核细胞的基因结构:由编码区和非编码区构成编码区上游的非编码区中有启动子,控
3、制着RNA聚合酶的结合,整个编码区碱基序列可以编码蛋白质。2. 真核细胞的基因结构:由编码区和非编码区构成编码区可分为外显子和内含子,外显子与内含子相间排列,编码区中可以编码蛋白质的碱基序列是外显子,不能编码蛋白质的是内含子。3. 真核细胞的基因结构与原核细胞的基因结构比较相同点:都有编码区和非编码区,编码区上游都有启动子。不同点:真核细胞的基因结构比原核细胞的基因结构更复杂,真核细胞的基因结构可分为外显子和内含子,而原核细胞的基因结构不分为外显子和内含子。(三)基因工程简介1. 基因工程的概念:又叫DNA重组技术。它是按照人们意愿,把一种生物的基因导入到另一种生物的细胞中,定向的改变生物性状
4、。2. 基因操作的工具:(1)基因的剪切工具限制性内切酶。(2)基因的连接工具DNA连接酶。(3)基因的运载工具运载体。3. 基因操作的基本环节(1)提取目的基因直接分离基因和人工合成基因。(2)目的基因与运载体结合使目的基因载入到运载体中,形成重组DNA。(3)将目的基因导入受体细胞常采用显微注射技术和感染法(4)目的基因的检测与表达依据运载体上的标记基因判断导入与否,据受体细胞表现出特定的性状,判断目的基因表达与否。4. 基因工程的成果与发展前景(1)医药卫生:生产基因工程药品;基因诊断(DNA探针);基因治疗。(2)农牧业及食品工业:农业上获得具抗性能力的新品种;畜牧养殖业培养优良品种的
5、转基因动物;食品业为人类开辟新的食物来源。(3)环境保护:环境监测;环境的净化(四)生物膜系统1. 概念:指活细胞内,核膜、线粒体、叶绿体以及内质网、高尔基体等由膜围成的细胞器,在结构和功能上是紧密联系的统一整体,它们形成的结构和功能的体系。2. 各种生物膜在结构上的联系:直接联系:是指膜与膜直接相连,如内质网膜外连细胞膜,内连外层核膜;间接联系:是指膜之间通过小泡互相转化,如内质网膜可以转移到高尔基体膜,再转移到细胞膜。3. 各种生物膜在功能上的联系:各种生物膜功能上的分工和联系,如分泌蛋白的合成和分泌。4. 研究生物膜的重要意义(1)理论上:有助于阐明细胞的生命活动规律。(2)实践中:进行
6、海水淡化解决,污水过滤、分离;研究农作物抗寒、抗旱、耐盐的机理,改善农作物的品质;人工膜材料替代病变器官行使正常生理功能。(五)植物细胞工程1. 理论基础:细胞全能性细胞全能性比较:受精卵生殖细胞未分化细胞成熟细胞2. 植物组织培养:应用:植物快速繁殖、植物脱毒、转基因植物的哺育。3. 植物体细胞杂交:意义:克服远缘杂交不亲和的障碍(六)动物细胞工程动物细胞工程常用技术动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等。1. 动物细胞培养应用: 大规模的生产重要价值的蛋白质生物制品 烧伤病人植皮 培养的动物细胞用于检测有害物质 培养正常或病变细胞由于科研(如海拉细胞系)2. 动物细胞融
7、合应用:单克隆抗体3. 胚胎移植:属于有性生殖体外受精胚胎初期子宫内发育幼体4. 核移植:属于无性生殖【模拟试题】一. 选择题1. 控制细胞质遗传的载体是()A. 染色体 B. 线粒体 C. 细胞质基质 D. 线粒体和叶绿体2. 在形成卵细胞的减数分裂过程中,细胞质遗传物质的分派特点是( ) 有规律分派 随机分派 均等分派 不均等分派A. B. C. D. 3. 椎实螺外壳的螺旋方向,右旋对左旋是显性。杂交实验,当右旋X左旋,F1为右旋;当左旋X右旋时,F1为左旋,则椎实螺外壳螺旋方向的遗传()A. 遵循伴性遗传规律 B. 遵循基因的分离定律C. 遵循基因自由组合定律 D. 后代不出现一定的分
8、离比例4. 下列关于细胞质遗传的叙述对的的是()A. 由基因控制,遵循遗传定律 B. 由基因控制,不遵循遗传定律C. 不受基因控制,两个亲本杂交,后代的性状没有一定的分离比D. F1总是表现出母本的性状,故F1一定不会出现性状分离5. 若有一个保持系的基因型为S(rr),则它的双亲也许的基因型为()A. N(Rr)XS(Rr) B. N(Rr)XN(RR) ()C. S(RR)XN(Rr) D. S(rr)XN(rr)6. 下列杂交结果符合紫茉莉叶性状的遗传的是()A. 花斑X绿色F1呈花斑B. 绿色X花斑F1呈绿色C. 白色X花斑F1呈花斑D. 花斑X白色F1呈白色7. 下列说法对的的是()
9、A. 原核细胞的基因结构中没有内含子,只有外显子B. 终止子是一种转录终止的信号且其DNA序列与编码区的终止密码TAA相同C. 在基因结构中,非编码区不能编码蛋白质编码区序列都能编码蛋白质D. 基因结构中的非编码区具有调控作用8. 原核细胞基因的非编码区组成是()A. 基因的所有碱基序列 B. 能转录相应信使RNA的DNA序列C. 信使RNA上的密码序列 D. 编码区上游和下游的DNA序列9. 对真核细胞内的一个基因结构的叙述对的的是()A. 每一个基因中的外显子和内含子数目相同B. 不同基因的内含子长度相同C. 不同基因的外显子长度相同D. 不同基因的外显子和内含子数目、长度均不相同10.
10、原核细胞的基因结构和真核细胞的基因结构不同之处是()A. 原核细胞的基因结构中没有编码区B. 原核细胞的基因结构中没有调控遗传信息表达的核苷酸序列C. 原核细胞的基因结构中没有RNA聚合酶的结合位点D. 原核细胞的基因结构中没有外显子和内含子11. 下列对基因结构的结识中,不对的的是()A. 编码区可以转录为相应的RNA,参与蛋白质的合成B. 启动子、终止子涉及在非编码区C. 原核细胞与真核细胞的基因结构中都存在有外显子和内含子D. 内含子是不能编码蛋白质的序列12. 真核细胞基因的结构涉及() 启动子 终止子 终止密码 外显子 内含子A. B. C. D. 13. 从浩瀚的“基因海洋”中获得
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