高中生物选修三百题训练

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第一篇:高中生物选修三百题训练

生物选修三

专题复习百题训练

1、基因工程的别名有哪些?

2、基因工程的基本工具有哪几个?工具酶有几个?作用于什么化学键?

3、基因工程的优点是什么?

4、限制酶的全称是什么?主要来源于什么生物?

5、限制酶的特点是什么?(两个特定)

6、限制酶切割产生的末端分哪两种?各举一例

7、依据酶的来源不同,可将DNA连接酶分为哪两种?这两种酶的作用有何差别?

8、质粒的结构特点是什么?

9、质粒的结构特点是什么?

10、载体具备的条件有那些?

11、基因工程的基本操作程序包括哪四个步骤?其中核心是哪步?

12、获取目的基因的方法有哪些?

13、基因组文库与部分基因文库有何区别?

14、PCR技术扩增目的基因的原理是什么?

前提是什么?

15、PCR技术扩增的过程是怎样的?

16、什么样的目的基因适合通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成?

17、基因表达载体组成包括那些?

18、启动子的作用是什么?

19、标记基因的作用是什么?

20、什么叫转化?

21、将目的基因导入植物细胞,采用最多的方法是什么?还有什么方法?

22、农杆菌转化法有何特点?(Ti质粒T—DNA的特点)

23、将目的基因导入动物细胞,多采用什么方法?此方法的受体细胞多是什么?为什么?

24、将目的基因导入微生物细胞时常用原核生物作为受体细胞的原因是什么?

25、将目的基因导入大肠杆菌时怎样处理?处理后的细胞什么特点?

26、目的基因的检测分几步?分别用什么方法?

27、DNA分子杂交技术用什么做探针?

28、目的基因的检测在什么水平上进行?

鉴定在什么水平上进行?

29、什么是基因治疗?分哪两种? 30、蛋白质工程与基因工程的根本区别是什么?它的基本途径是什么?

31、植物细胞工程的基本技术有哪些?

32、为什么说每个生物细胞都具有全能性的特点?

33、简述植物组织培养技术的基本过程?脱分化的 实质是什么?再分化的实质是什么?

34、植物组织培养技术有哪些实际应用?

35、植物组织培养技术的优点是什么?

36、植物组织培养技术的培养条件有哪些?(前提条件、培养基的条件)

37植物生长调节剂在组织培养中的作用有哪些?

38、植物组织培养技术是哪些生物技术的最后一道工序?

39、植物体细胞杂交的技术基础是什么? 40、简述植物体细胞杂交技术的过程?

41、常用的去除植物细胞壁的方法是什么?去壁后的植物细胞叫什么?

42、诱导原生质体融合的方法有哪些?

43、植物体细胞杂交技术的优势是什么?

44、动物细胞工程的基本技术有哪些?

45、动物细胞培养的原理是什么?常用的什么样的离体组织作陪养?

46、解离动物组织的方法是什么?

47、什么是原代培养?过程中会出现哪些现象?

48、什么是传代培养?一般传致多少代?10—50代会出现什么现象?

49、动物细胞需要满足哪些条件?动物血清的作用是什么? 50、哺乳动物核移植可以分为哪两种?

51、动物细胞核移植的原理是什么?

52、选用去核卵母细胞作核移植受体的原因?

53、怎样去除卵母细胞的细胞核?

54、动物细胞核移植技术中还包含哪些现代生物技术?

55、诱导动物细胞融合的特有方法是什么?

56、单克隆抗体的技术基础是什么?

57、单克隆抗体制备时,选择哪两种细胞?如何获取?

58、单克隆抗体制备过程中需要进行几次筛选?目的是什么?如何筛选?

59、杂交瘤细胞有何特点?

60、单克隆抗体有何特点?

61、单克隆抗体有哪些应用? 62、胚胎工程包括哪些技术?

63、胚胎工程的理论基础是什么?试管苗、试管牛、克隆羊各属于什么生殖?

64、哺乳动物精子发生的场所在哪儿?发生的时期

65、精子发生的过程大体可以分为哪几个阶段?

66、哺乳动物成熟精子分哪几个部分?各结构是怎样演变来的?

67、精子和卵子在发生上的重要区别是什么?

68、卵子发生场所在哪?一个卵泡中能形成几个成熟卵子?

69、什么是排卵?排卵排出的是什么细胞?

70、判断卵子是否受精的重要标志是什么?

71、受精的场所是哪里?包括哪两个阶段? 72、受精过程主要包括哪些?

73、防止多精子入卵的两道屏障分别是什么?

74、胚胎发育的起点是什么?胚胎发育的场所是哪里?

75、早期发育的胚胎分为哪几个阶段?

76、什么细胞属于全能细胞?

77、囊胚的结构分为哪几个部分?

78、什么叫孵化?

79、原肠胚的结构分为哪几个部分?

80、体外受精主要包括哪几个步骤?

81、卵母细胞的采集方法有哪些?是否可以直接与获能的精子受精? 82、收集精子的方法有哪些?

83、精子体外获能的方法有哪两种?

84、体外完成受精用什么培养液?

85、胚胎的早期培养需要用什么培养液?成分有哪些?

86、胚胎的早期培养一般到什么阶段可以将其取出向受体移植?还可以如何处理?

87、胚胎移植的实质是什么?

88、同期发情的结果是什么?目的是什么?怎样处理使供、受体同期发情?

89、如何选择、处理供体和受体?

90、可从供体内收集胚胎的生理学基础是什么?

91、外来胚胎可以在受体内存活的生理学基础是什么? 92、胚胎移植主要包括哪些步骤?(9个)

93、胚胎分割所需要的主要仪器设备有哪些?

94、胚胎分割应选择什么阶段早期胚胎?

95、在对囊胚阶段的胚胎进行分割时,需要注意什么?为什么?

96、取哪部分的组织细胞做DNA分析性别鉴定?

97、胚胎干细胞的来源是什么?简称什么细胞?

98、胚胎干细胞有哪些特征?(形态上、功能上、体外培养条件下)

99、ES细胞有哪些方面的应用价值?

100、生态工程的基本原理是什么?特点是什么?生态经济主要实行什么原则?

第二篇:高中生物选修三

《基因工程》专题

1.基因工程技术引起的生物变异属于()

A.染色体变异 B.基因突变 C.基因重组 D. 不可遗传的变异 2.在基因工程中,把选出的目的基因(共1000个脱氧核苷酸对,其中腺嘌呤脱氧核苷酸是460个)放入DNA扩增仪中扩增4代,那么,在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是()

A.540个

B.8100个

C.17280个

D.7560个 3.基因工程的操作步骤:①使目的基因与运载体相结合,②将目的基因导入受体细胞,③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求,④提取目的基因。正确的操作顺序是()

A.③②④①

B.②④①③ C.④①②③ D.③④①② 4.我国科学家运用基因工程技术,将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达,培育出了抗虫棉。下列叙述不正确的是()A.抗虫基因的提取和运输都需要专用的工具和运载体

B.重组DNA分子中增加一个碱基对,不一定导致毒蛋白的毒性丧失

C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递到近缘作物,从而造成基因污染 D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的

5.当前医学上,蛋白质工程药物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白质类替代治疗剂,则基因工程药物与蛋白质工程药物的区别是()A.都与天然产物完全相同 B.都与天然产物不相同

C.基因工程药物与天然产物完全相同,蛋白质工程药物与天然产物不相同 D.基因工程药物与天然产物不相同,蛋白质工程药物与天然产物完全相同 6.下列不属于动物细胞工程应用的是(). A.大规模生产干扰素.用于抵抗病毒引起的感染 B.为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞 C.大规模生产食品添加剂、杀虫剂等

D.利用胚胎移植技术,加快优良种畜的繁殖

7.用动物细胞工程技术获取单克隆抗体,下列实验步骤中错误的是().. A.将抗原注入小鼠体内,获得能产生抗体的B淋巴细胞 B.用胰蛋白酶处理培养过程中的杂交髓瘤细胞

C.用聚乙二醇(PEG)作诱导剂,促使能产生抗体的B淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合 D.筛选杂交资金积累细胞,并从中选出能产生所需抗体的细胞群,培养后提取单克隆抗体

8.在进行植物组织培养时,培养基中的某种化合物被 3H标记。一段时间后,发现 3H只集中在愈伤组织细胞的细胞核、线粒体和叶绿体。则培养基中被标记的化合物最可能是(). A.氨基酸 B.核苷酸 C.葡萄糖 D.水

9.下图为植物组织培养的基本过程,则制作人工种子,及生产治疗烫伤、割伤的药物紫草素,应分别选用编号是的()

A.④② B.③② C.③④ D.④③ 10.下面关于植物细胞工程的叙述,正确的是()

A.叶肉细胞脱分化后可形成无定形状态的薄壁细胞

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

11.下列关于细胞工程的有关叙述,不正确的是()

A.利用花药离体培养得到单倍体植株,从紫草的愈伤组织中提取紫草素,利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株,都利用了植物组织培养技术,而利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株没有采用植物组织培养技术

B.在进行组织培养时,由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生细胞脱分化,染色体变异或基因突变,而不可能发生细胞分化和基因重组

C.动物细胞融合与植物体细胞杂交相比,诱导融合的方法,所用的技术手段,所依据的原理均相同,都能形成杂种细胞和杂种个体

D.“试管婴儿”实质上就是“体外受精”和“胚胎移植”的“产物”,不能使不能产生精子或卵细胞的夫妇能得到自己的孩子;单克隆抗体的制备采用了动物细胞融合技术和动物细胞培养技术

12.用纯种的高杆(D)抗锈(T)小麦与矮杆(d)易染锈病(t)小麦培育矮杆抗锈病小麦新品种的方法如下:

高杆抗锈病×矮杆易锈病

Fl

雄配子

幼苗

选出符合要求的品种下列有关此种育种方法的叙述中,正确的是()A.这种育种方法叫杂交育种 B.过程④必须使用生长素处理 C.这种方法的最大优点是缩短育种年限 D.③过程必须经过受精作用 13.精子的变形过程中()演变为精子的尾

A.高尔基体 B.细胞核 C.内质网 D.中心体 14.当卵细胞达到()时期时,才具备与精子受精的能力

A.减数第二次分裂后期 B.减数第一次分裂末期

C.减数第二次分裂中期 D.减数第二次分裂结束成熟

15.供、受体母牛选择好后,要用激素进行同期发情处理的原因是()A、防止受体牛不愿意接受胚胎

B、只有受体与供体的生理状态相同,被移植的胚胎才能继续正常发育 C、只要发情排卵后,各阶段时间内的变化,供、受体生理状态完全相同 D、同期发情处理后,卵细胞和精子受精结合能力强

16.英国科学家维尔穆特首次用羊的体细胞(乳腺细胞)成功地培育出一只小母羊,取名“多利”,这一方法被称之为“克隆”,以下四项中与此方法在本质上最相近的是()

A将兔的早期胚胎分割后,分别植入两只母兔的子宫内,并最终发育成两只一样的兔子

B将人抗病毒基因嫁接到烟草DNA分子上,培育出具有抗病毒能力的烟草新品种 C将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞

D将人的精子与卵细胞在体外受精,待受精卵在试管内发育到囊胚期时,再植入女性子宫内发育成“试管婴儿”

17.下列属于精子、卵子发生上的区别的是()A.细胞的分裂方式 B.卵子在卵巢内的储备 C.成熟细胞的染色体数量 D.细胞遗传物质的变化 18.受精过程的顺序为()①第一次卵裂开始 ②释放第二极体 ③顶体反应 ④穿越透明带

⑤雌、雄原核的形成 ⑥核膜消失,雌、雄原核融合

A.①②③④⑤⑥ B.③②④⑤⑥① C.④⑤②①③⑥ D.③④②⑤⑥① 19.中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作,通过将大熊猫的细胞核植人去核后的兔子卵细胞中,在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎,这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列有关克隆大熊猫胚胎的叙述中,错误的是()A.在形成早期胚胎的过程中,依次经历了卵裂、囊胚、原肠胚等几个阶段 B.兔子卵细胞质的作用是激发大熊猫细胞核的全能性 C.克隆出的早期胚胎中,各细胞间具有相同的遗传信息 D.在形成早期胚胎的过程中,尚未出现细胞的分化

20.胚胎干细胞功能特性不包括()A.具有发育的全能性 B.体外培养可以分化成各种组织、器官 C.冷冻保存可以进行遗传改造 D.可以进行增殖

21.一般情况下,下列的细胞中分化程度由高到低的顺序依次是()①卵细胞 ②受精卵 ③胚胎干细胞 ④造血干细胞 ⑤神经细胞 A.⑤①②③④ B.⑤③①②④ C.⑤①④②③ D.⑤①④③② 22.“试管婴儿”技术是解决不孕症的有效手段,1978年世界上诞生了第一例“试管婴儿”。这项技术实际上是指受精卵在体外培养3~5天,形成胚胎后移植回母体子宫,着床着继续发育形成胎儿直至分娩,请判断“试管婴儿”技术在生物学上依据的原理是()

A.有性生殖 B.无性生殖 C.克隆技术 D.基因工程 23.接种过疫苗的人,在遇到同样的生物战剂(用于战争的病原微生物或毒素)时,仍然要再次接种疫苗,原因是()A.这些人已丧失免疫力

B.这些人体内没形成记忆细胞 C.原来的接种不成功

D.这些病原微生物突变快,变异性强

二、解答题

1.2008年诺贝尔化学奖授予了三位在研究绿色荧光蛋白(GFP)方面做出突出贡献的科学家。绿色荧光蛋白能在蓝光或紫外光的激发下发出荧光,这样借助GFP发出的荧光就可以跟踪蛋白质在细胞内部的移动情况,帮助推断蛋白质的功能。下图为我国首例绿色荧光蛋白(GFP)转基因克隆猪的培育过程示意图,据图回答:

注:图中通过过程①、②形成重组质粒,需要限制性内切酶切取目的基因、切割质粒。限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—GGATCC—,限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点,在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。↓

↓(1)在DNA连接酶的作用下,上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来,理由是:。

(2)过程③将重组质粒导入猪胎儿成纤维细胞时,采用最多的方法是。

(3)如果将切取的GFP基因与抑制小猪抗原表达的基因一起构建到载体上,GFP基因可以作为基因表达载体上的标记基因,其作用是。获得的转基因克隆猪,可以解决的医学难题是,可以避免。

(4)目前科学家们通过蛋白质工程制造出了蓝色荧光蛋白,黄色荧光蛋白等,采用蛋白质工程技术制造出蓝色荧光蛋白过程的正确顺序是:(用数字表示)。①推测蓝色荧光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸②蓝色荧光蛋白的功能分析和结构设计序列③蓝色荧光蛋白基因的修饰(合成)④表达出蓝色荧光蛋白。

目前所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工质粒,pBR322质粒是较早构建的质粒载体,其主要结构如图所示。

(1)构建人工质粒时要有抗性基因,以便于。

(2)pBR322分子中有单个EcoR I限制酶作用位点,EcoR 1只能识别序列一GAATTC一,并只能在G与A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个EcoR I的切点,请画出目的基因两侧被限制酶EcoR I切割后所形成的黏性末端。(2分)

(3)pBR322分子中另有单个的BamHI限制酶作用位点,现将经BamHI处理后的质粒与用另一种限制酶BgIⅡ处理得到的目的基因,通过DNA连接酶作用恢复______ 键,成功的获得了重组质粒。

(4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无ampR和tetR的大肠杆菌,将大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养,得到如图二的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上,使绒布面沾上菌落,然后将绒布按到含四环素的培养基上培养,得到如图三的结果(空圈表示与图二对照无菌落的位置)。与图三空圈相对应的图二中的菌落表现型是________,图三结果显示,多数大肠杆菌导入的是_____。

2.(1)野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力,但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究,用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交,培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。

①专家在实验中,需用到的酶主要有 和 酶等。②专家在实验中,需要用到聚乙二醇(PEG),其目的是。

③对于农民,种植杂交系马铃薯除可获得较高的收成外,还有什么优点?(要求写出两点)(2分)。④运用此植物体细胞杂交法可使本来存在着生殖隔离的物种进行杂交,培育出兼有两物种品质的优良物种,最好用下列哪种方法?()

A、单倍体育种法 B、杂交育种法 C、植物组织培养法 D、花药离体培养法

(2)一种重症联合免疫缺陷病(简称SCID),这种患者缺乏正常的人体免疫功能,只要稍被细菌或病毒感染,就会发病死亡。经研究证实,SCID病人细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶(简称ADA)的基因ada发生了突变。目前,人们已经找到了治疗该疾病的方案。如下图:

(1)运载体必须具备的条件是()(2分)

A.能在宿主细胞中复制并保存 B.具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接 C.具有标记基因,便于进行筛选 D.是环状形态的DNA分子

(2)在此图过程中用到的基因操作工具分别是。(2分)

(3)研究人员将ada注入淋巴细胞,而不是其他细胞,其原因是什么?。(2分)

(4)图中的治疗方法是_______(体内或体外)基因治疗法,这是___________生物技术的应用。请列举除了在医学领域,该生物技术在其他领域的一些成就。

(5)可用SCID病人的血液来作为实验“DNA粗提取”的实验材料吗?为什么?(2分)

3.2n/4n 嵌合体胚胎是指用四倍体(4n)胚胎与二倍体胚胎(2n)或胚胎干细胞(ES 细胞)进行聚合,形成由二倍体和四倍体细胞组成的嵌合体。2n/4n 嵌合体胚胎的构

建 常用方法如下图,请据图分析回答:

(1)受精卵是胚胎发育的开端,图中的卵细胞达到 时期,才具备受精的能力,而精子需经过 过程才能和卵细胞结合。

(2)2N的ES细胞来自胚胎发育过程的 期,本实验中从功能上说明了该细胞

(3)2n/4n 嵌合体胚胎的构建用到的现代生物工程技术主要有:

(4)ES细胞经嵌合体方法培育的动物与核移植方法培育的动物相比,遗传物质来源的区别主要是什么?(2分)

2.一对健康夫妇生下一男婴,一岁时脑出血死亡,二年后女方怀孕6个月时,经羊水及脐带血诊断为男孩且患血友病,遂引产。于是夫妇俩到广州中山医附属一院做试管婴儿。医生培养7个活体胚胎,抽取每个胚胎1-2个细胞检查后,选两个胚胎移植,最后一个移植成功,出生了一健康女婴,她是我国第三代试管婴儿。请回答:

(1)试管婴儿技术作为现代生物技术和母亲正常怀孕生产的过程的相同之处是,不同点在于_______________________________。

(2)如果B、b表示血友病基因或正常基因,则父、母亲的基因型分别是___________、_________。如果该夫妇再生一男孩,患血友病的概率是_________。

(3)医生抽取活体胚胎的1或2个细胞后,可通过观察____________判断早期胚胎的性别,你认为医生应选用____________性胚胎进行移植,应用现代生物技术,现在人们已能够选取最理想的胚胎,其基因型应该是____________。自然状态下,出现这样的胚胎的概率是____________。该实例体现了现代科学技术应用于社会和人类生活的重要意义。

(4)供体器官的短缺和排斥反应是制约器官移植的两个重要问题。而治疗性克隆能最终解决这两个问题。下图是治疗性克隆的过程图解:

Ⅰ.请在上图中横线上填上适当的术语:①

;②

Ⅱ.上图中的③④表示的生理过程是

Ⅲ.我国禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆的研究,而美国国会反对治疗性克隆。请你谈谈为什么要反对克隆人?(2分)

选择题 1-10 CBCDC CBBBA 11-20 CCDCB ABDDB 21-24DADB 1.共12分 1.(6分)(1)可以连接 因为由两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的(或

是 可以互补的)

(2)显微注射技术

(3)为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因;发生免疫排斥反应

(4)②①③④ 2.(6分)(1)筛选(鉴别目的基因是否导入受体细胞)(2)-------------(2分)

(3)磷酸二酯键

(4)能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素pBR322质粒

2.(17分)1(1)(6分)

①纤维素酶 果胶酶 ②诱导原生质体融合

③可少施农药;可在盐碱地区种植-----------------------(2分)。④C 2(1分)(1)ABC--------(2分)

(2)限制性核酸内切酶、DNA连接酶、运载体(3)腺苷酸脱氨酶是人体免疫系统发挥正常功能所必需的,而淋巴细胞才能产生抗体等免疫物质----------------(2分)

(4)体外 基因工程 举基因工程在医学领域外的应用即可,如有抗虫转基因植物,抗逆转基因植物等。

(5)不能,因为人属于哺乳动物,成熟的红细胞中不含细胞核、线粒体,所以几乎不含DNA,很难提取到DNA。---(2分)

3.(21分)1(7分)(1)减数第二次分裂中期 精子获能

(2)囊胚 具有发育的全能性

(3)动物细胞的培养、动物细胞融合和胚胎移植(写对2个得1分)

(4)用ES细胞经嵌合体方法克隆的动物是完全的复制体,而用核移植方法克隆 的动物只是核型一致,但胞质类型却不一定相同。---------------(2分)2(14分).(1)双亲生殖细胞都融合为合子 试管婴儿是体外受精,胚胎移植的产物

1BBb(2)XY XY 2

1BB(3)性染色体形态 女 XX 4

(4)Ⅰ.①细胞核

②内细胞团细胞 Ⅱ.细胞分化

Ⅲ.-------------------------(答案合理即可,任意答对两点给2分)

①严重违反了人类伦理道德

②冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念

③是在人为地制造心理上和社会地位上都不健全的人

④克隆技术尚不成熟,可能克隆出有严重生理缺陷的孩子

第三篇:高中生物选修三课后题答案和提示

高中生物选修三《现代生物科技专题》课后题答案和提示

专题一 基因工程

1.1 DNA重组技术的基本工具

(一)思考与探究

1.限制酶在DNA的任何部位都能将DNA切开吗?以下是四种不同限制酶切割形成的DNA片段:(1)„CTGCA(2)„AC(3)GC„ „G „TG CG„(4)„G(5)G„(6)„GC „CTTAA ACGTC„ „CG(7)GT„(8)AATTC„ CA„ G„ 你是否能用DNA连接酶将它们连接起来? 答:2和7能连接形成„ACGT„

„TGCA„; 4和8能连接形成„GAATTC„

„CTTAAG„; 3和6能连接形成„GCGC„

„CGCG„; 1和5能连接形成„CTGCAG„

„GACGTC„。

2.联系你已有的知识,想一想,为什么细菌中限制酶不剪切细菌本身的DNA?

提示:迄今为止,基因工程中使用的限制酶绝大部分都是从细菌或霉菌中提取出来的,它们各自可以识别和切断DNA上特定的碱基序列。细菌中限制酶之所以不切断自身DNA,是因为微生物在长期的进化过程中形成了一套完善的防御机制,对于外源入侵的DNA可以降解掉。生物在长期演化过程中,含有某种限制酶的细胞,其DNA分子中或者不具备这种限制酶的识别切割序列,或者通过甲基化酶将甲基转移到所识别序列的碱基上,使限制酶不能将其切开。这样,尽管细菌中含有某种限制酶也不会使自身的DNA被切断,并且可以防止外源DNA的入侵。

3.天然的DNA分子可以直接用做基因工程载体吗?为什么?

提示:基因工程中作为载体使用的DNA分子很多都是质粒(plasmid),即独立于细菌拟核处染色体DNA之外的一种可以自我复制、双链闭环的裸露的DNA分子。是否任何质粒都可以作为基因工程载体使用呢?其实不然,作为基因工程使用的载体必需满足以下条件。

(1)载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点,以便目的基因可以插入到载体上去。这些供目的基因插入的限制酶的切点所处的位置,还必须是在质粒本身需要的基因片段之外,这样才不至于因目的基因的插入而失活。

(2)载体DNA必需具备自我复制的能力,或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制。(3)载体DNA必需带有标记基因,以便重组后进行重组子的筛选。

(4)载体DNA必需是安全的,不会对受体细胞有害,或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去。(5)载体DNA分子大小应适合,以便提取和在体外进行操作,太大就不便操作。

实际上自然存在的质粒DNA分子并不完全具备上述条件,都要进行人工改造后才能用于基因工程操作。

吗?若想将一个抗病基因导入单子叶植物,如小麦,从理论上说,你应该如何做?

提示:农杆菌可分为根瘤农杆菌和发根农杆菌,在植物基因工程中以根瘤农杆菌的Ti质粒介导的遗传转化最多。根瘤农杆菌广泛存在于双子叶植物中。据不完全统计,约有93属643种双子叶植物对根瘤农杆菌敏感。裸子植物对该菌也敏感。当这些植物被该菌侵染后会诱发肿瘤。近年来,也有报道该菌对单子叶植物也有侵染能力。

根瘤农杆菌侵染植物是一个非常复杂的过程。根瘤农杆菌具有趋化性,即植物的受伤组织会产生一些糖类和酚类物质吸引根瘤农杆菌向受伤组织集中。研究证明,主要酚类诱导物为乙酰丁香酮和羧基乙酰丁香酮,这些物质主要在双子叶植物细胞壁中合成,通常不存在于单子叶植物中,这也是单子叶植物不易被根瘤农杆菌侵染的原因。近年来还发现一些中性糖,如L-阿拉伯糖、D-木糖等也有诱导作用。酚类物质和糖类物质既可以作为根瘤农杆菌的趋化物,又可以作为农杆菌中Ti质粒上Vir区(毒性区)基因的诱导物,使Vir区基因活化,导致T-DNA的加工和转移,从而侵染植物细胞。

需要注意的是农杆菌中不同的菌株,侵染能力有差别,在基因工程中需要加以选择使用。利用农杆菌侵染单子叶植物进行遗传转化时,是需要加上述酚类物质的,同时单子叶植物种类不同,农杆菌侵染进行遗传转化的效果也有很大差异。

如果想将一个抗病毒基因转入小麦,也可以用农杆菌,但要注意两点:①要选择合适的农杆菌菌株,因为不是所有的农杆菌菌株都可以侵染单子叶植物;②要加趋化和诱导的物质,一般为乙酰丁香酮等,目的是使农杆菌向植物组织的受伤部位靠拢(趋化性)和激活农杆菌的Vir区(诱导)的基因,使T-DNA转移并插入到染色体DNA上。

3.利用大肠杆菌可以生产出人的胰岛素,联系前面有关细胞器功能的知识,结合基因工程操作程序的基本思路,思考一下,若要生产人的糖蛋白,可以用大肠杆菌吗?

提示:有些蛋白质肽链上有共价结合的糖链,这些糖链是在内质网和高尔基复合体上加工完成的,内质网和高尔基复合体存在于真核细胞中,大肠杆菌不存在这两种细胞器,因此,在大肠杆菌中生产这种糖蛋白是不可能的。

4.β-珠蛋白是动物血红蛋白的重要组成成分。当它的成分异常时,动物有可能患某种疾病,如镰刀形细胞贫血症。假如让你用基因工程的方法,使大肠杆菌生产出鼠的β-珠蛋白,想一想,应如何进行设计?

提示:基本操作如下:

(1)从小鼠中克隆出β-珠蛋白基因的编码序列(cDNA)。

(2)将cDNA前接上在大肠杆菌中可以适用的启动子,另外加上抗四环素的基因,构建成一个表达载体。(3)将表达载体导入无四环素抗性的大肠杆菌中,然后在含有四环素的培养基上培养大肠杆菌。如果表达载体未进入大肠杆菌中,大肠杆菌会因不含有抗四环素基因而死掉;如果培养基上长出大肠杆菌菌落,则表明β-珠蛋白基因已进入其中。

(4)培养进入了β-珠蛋白基因的大肠杆菌,收集菌体,破碎后从中提取β-珠蛋白。

(二)求异思维

你能推测出由mRNA反转录形成cDNA的过程大致分为哪些步骤吗?

提示:1970年,特明(H.M.Temin)和巴尔的摩(D.Baltimore)证实了RNA病毒中含有一种能将RNA转录成DNA的酶,这种酶被称为依赖RNA的DNA聚合酶,由于与中心法则中的从DNA到RNA的转录是反向的,所以称为反转录酶(reverse transcriptase)。

反转录酶既可以利用DNA又可以利用RNA作为模板合成与之互补的DNA链。像其他DNA聚合酶一样,反转录酶也以5′→3′方向合成DNA(图1-3)。

当于天然产品的十分之一,虽然在大肠杆菌中合成的β-干扰素量很多,但多数是以无活性的二聚体形式存在。为什么会这样?如何改变这种状况?研究发现,β-干扰素蛋白质中有3个半胱氨酸(第17位、31位和141位),推测可能是有一个或几个半胱氨酸形成了不正确的二硫键。研究人员将第17位的半胱氨酸,通过基因定点突变改变成丝氨酸,结果使大肠杆菌中生产的β-干扰素的抗病性活性提高到108 U/mg,并且比天然β-干扰素的贮存稳定性高很多。

在基础理论研究方面,蛋白质工程是研究多种蛋白质的结构和功能、蛋白质折叠、蛋白质分子设计等一系列分子生物学基本问题的一种新型的、强有力的手段。通过对蛋白质工程的研究,可以深入地揭示生命现象的本质和生命活动的规律。

2.蛋白质工程操作程序的基本思路与基因工程有什么不同?

答:基因工程是遵循中心法则,从DNA→mRNA→蛋白质→折叠产生功能,基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程是按照以下思路进行的:确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基排列,可以创造自然界不存在的蛋白质。3.你知道酶工程吗?绝大多数酶都是蛋白质,酶工程与蛋白质工程有什么区别?

提示:酶工程就是指将酶所具有的生物催化作用,借助工程学的手段,应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。概括地说,酶工程是由酶制剂的生产和应用两方面组成的。酶工程的应用主要集中于食品工业、轻工业以及医药工业中。α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和葡萄糖异构酶这三个酶连续作用于淀粉,就可以代替蔗糖生产出高果糖浆;蛋白酶用于皮革脱毛胶以及洗涤剂工业;固定化酶还可以治疗先天性缺酶病或是器官缺损引起的某些功能的衰竭等。至于我们日常生活中所见到的加酶洗衣粉、嫩肉粉等,就更是酶工程最直接的体现了。通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂,而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构,然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。因此,酶工程的重点在于对已存酶的合理充分利用,而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。当然,随着蛋白质工程的发展,其成果也会应用到酶工程中,使酶工程成为蛋白质工程的一部分。

(二)正文中讨论题

某多肽链的一段氨基酸序列是:„—丙氨酸—色氨酸—赖氨酸—甲硫氨酸—苯丙氨酸—„ 讨论:(1)怎样得出决定这一段肽链的脱氧核苷酸序列?请把相应的碱基序列写出来。(2)确定目的基因的碱基序列后,怎样才能合成或改造目的基因(DNA)?

答:(1)每种氨基酸都有对应的三联密码子,只要查一下遗传密码子表,就可以将上述氨基酸序列的编码序列查出来。但是由于上述氨基酸序列中有几个氨基酸是由多个三联密码子编码,因此其碱基排列组合起来就比较复杂,至少可以排列出16种,可以让学生根据学过的排列组合知识自己排列一下。首先应该根据三联密码子推出mRNA序列为GCU(或C或A或G)UGGAAA(或G)AUGUUU(或C),再根据碱基互补配对规律推出脱氧核苷酸序列:CGA(或G或T或C)ACCTTT(或C)TACAAA(或G)。

(2)确定目的基因的碱基序列后,就可以根据人类的需要改造它,通过人工合成的方法或从基因库中获取。

(三)异想天开

能不能根据人类需要的蛋白质的结构,设计相应的基因,导入合适的细菌中,让细菌生产人类所需要的蛋白质食品呢?

提示:理论上讲可以,但目前还没有真正成功的例子。一些报道利用细菌生产人类需要的蛋白质往往都是自然界已经存在的蛋白质,并非完全是人工设计出来而自然不存在的蛋白质。主要原因是蛋白质的高级结构非常复杂,人类对蛋白质的高级结构和在生物体内如何行使功能知之甚少,很难设计出一个崭新而又具有生命功能作用的蛋白质,而且一个崭新的蛋白质会带来什么危害也是人们所担心的。

(二)正文中讨论题 【实验 胡萝卜的组织培养】

1.在组织培养实验中,为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作?

提示:植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分,有利于培养物的生长,然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长,所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染,迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养,而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质,导致培养物迅速死亡。

造成培养基污染的因素有很多,一般包括:外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。所以在组织培养实验中用到的植物材料和各种器械都要进行彻底地灭菌,实验人员操作一定要规范,避免带入杂菌。

2.在本实验中,切取胡萝卜块根时强调要切取含有形成层部分,原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。请思考一下,胡萝卜的其他部分(如茎、叶、花),是否也能培养成小植株,你能用实验的方法进行验证吗?

提示:胡萝卜的其他部分(如茎、叶、花)也能培养再生形成小植株,只是诱导愈伤组织比较困难。可以让学生参考利用胡萝卜根进行组织培养的实验,尝试设计出利用胡萝卜的茎、叶、花进行组织培养的实验流程。3.请根据上面的实验过程,概括出植物组织培养技术的流程简图。

提示:

提示:针对植物种类和土壤等条件,在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育,还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。4.高效抗癌的药物紫杉醇,虽然能造福人类,但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以“我们能否利用植物组织培养技术大量生产紫杉醇,从而拯救红豆杉”为题,与同学展开讨论,说出植物组织培养技术在节约资源、保护环境方面的重要意义。

提示:可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技术来大量培育红豆杉细胞,希望利用这种方法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究,红豆杉属的11种植物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的2~5倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面做了不少工作,摸索了外植体、光照、培养基组成等因素对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基本摸清,正研究反应的放大技术等,有望实现通过细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。2.2 动物细胞工程

2.2.1动物细胞培养和核移植技术

(一)思考与探究

1.幼龄与老龄动物的组织细胞比较,分化程度低的与分化程度高的组织细胞比较,哪一种更易于培养?思考一下,这是什么道理?

提示:细胞的衰老与动物机体的衰老有着密切的关系,细胞的增殖能力与供体的年龄有关,幼龄动物细胞增殖能力强,有丝分裂旺盛,老龄动物则相反。所以,一般来说幼年动物的组织细胞比老年动物的组织细胞易于培养。同样,组织细胞的分化程度越低,则增殖能力越强,所以更容易培养。2.动物细胞培养要经过脱分化的过程吗?为什么?

提示:脱分化又称去分化,是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程。植物的任何一部分,甚至单个细胞都具有长成完整植株的能力。但要发育成完整植株,必须先脱分化,脱分化的细胞具有发育成任何组织的能力,然后进行再分化,形成完整植株。植物细胞培养主要用于农林生产中的作物、苗木育种,快速繁育种苗、培育无病毒植株等,这就要求植物的组织或细胞先进行脱分化。动物细胞的培养有各种用途,一般而言,动物细胞培养不需经过脱分化过程。因高度分化的动物细胞发育潜能变窄,失去了发育成完整个体的能力,所以,动物细胞也就没有类似植物组织或细胞培养时的脱分化过程了。要想使培养的动物细胞定向分化,通常采用定向诱导动物干细胞,使其分化成所需要的组织或器官。

3.1997年,美国威斯康星州的一个奶牛场有一头名叫卢辛达(Lucinda)的奶牛,年产奶量为30.8 t,创造了世界奶牛产奶量最高新纪录。目前世界各国高产奶牛场奶牛,年平均产奶量一般为十几吨,而我国奶牛产奶量年平均水平仅为3~4 t。

(1)能利用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达吗?请说明理由。

提示:可以用体细胞核移植技术克隆高产奶牛卢辛达。卢辛达的产奶量很高,说明它有高产奶的遗传基础,利用卢辛达的体细胞克隆的奶牛其遗传物质基本上全部来自该奶牛,其克隆牛具有高产的遗传基础,如果精心培育和饲养,有可能在世界范围内推广,克隆牛再与高产的公牛自然繁殖,可得到很多高产的后代,从而加快奶牛改良进程。

但同时需注意,该克隆牛不能无限制地推广,其数量不宜过多,尤其是在小范围内不能无限的繁殖,以避免奶牛群出现近亲繁殖而引起种质衰退。

(2)如果将克隆高产奶牛卢辛达的任务交给你,你将如何对它进行克隆?

提示:首先从卢辛达耳朵(也可用别的组织、器官,耳朵在活体上容易取)上剪取一小块组织,在体外培

是细胞合成蛋白质的基本成分,其中有些氨基酸动物细胞本身不能合成(称为必需氨基酸),必须由培养液提供。血清激素有胰岛素、生长激素等及多种生长因子(如表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、类胰岛素生长因子等);血清还含有多种未知的促细胞生长因子、促贴附因子及其他活性物质,能促进细胞的生长、增殖和贴附。因此,细胞培养时,要保证细胞能够顺利生长和增殖,一般需添加10%~20%的血清。2.2.2动物细胞融合与单克隆抗体 思考与探究

1.植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术有什么不同?

提示:植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术基本相同,不同的是植物体细胞融合前需去掉细胞壁,然后再融合;动物细胞融合是两个体细胞直接融合。

2.制备单克隆抗体时,为什么要选用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞?

提示:哺乳动物感染抗原后,其体内会形成相应的B淋巴细胞,B淋巴细胞能分泌相应的抗体凝聚或杀死这些抗原。动物在免疫反应的过程中,每一种B淋巴细胞能分泌一种特异性抗体,要想获得大量的特异性抗体,必须使能分泌该单一抗体的B淋巴细胞大量增殖。B淋巴细胞具有产生单一抗体的能力,但不能在体外增殖;骨髓瘤细胞是一种癌细胞,它能在体外培养条件下无限增殖,但不能产生抗体。因此,把一种B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行细胞融合,产生杂交瘤细胞,它会兼有两个亲本细胞的特性──在体外培养条件下能不断增殖,同时能产生出某种特异性的抗体。

专题三 胚胎工程

3.1 体内受精和早期胚胎发育

(一)思考与探究

1.以精子的运行途径为线索,设计一幅简图,来说明哺乳动物的受精过程。

提示:哺乳动物的受精过程主要包括精子穿越放射冠、透明带、进入卵黄膜、原核形成和配子融合等步骤(详见教材中的受精过程)。

2.哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点或不同点?

相似之处:细胞分裂的最初阶段为有丝分裂,不断增加生殖原细胞的数量;经过两次减数分裂(M I和M II)才能形成精子或卵子。

不同之处:由一个精原细胞分裂最后可产生多个精子;一个卵原细胞最后只能生成一个卵子。精子的形状为蝌蚪状;卵子为球形。多数哺乳动物卵子的形成和在卵巢内的贮备是在胎儿出生前完成。

3.当你了解到精子需要获能,受精过程中有防止多精入卵的现象时,你是否提出过这样的问题:精子在雌性生殖道内是如何获能的?防止多精入卵的两道防线的形成机制究竟是什么?

精液由精子和精清(精浆)两部分组成。精清中含有一种能抑制精子获能的物质,因此,在一般情况下,精液中的精子无法获能。只有当交配后精液进入雌性动物的生殖道时,由生殖道分泌产生一种物质解除对精子获能的抑制,才能引起精子获能。精子在雌性动物生殖道内获能的部位因种类而异,但主要是子宫和输卵管。

防止多精入卵主要通过透明带反应和卵黄膜封闭作用两道屏障。在受精过程中,当精子穿越透明带触及卵黄膜时,透明带会立即封闭,阻止后来的精子进入透明带,可看作是防止多精受精的第一道屏障。而精子入卵后,卵黄膜会立即拒绝其他精子再进入卵内,可看作是防止多精受精的第二道屏障。其生理、生化机制,请参阅有关专著。

(二)正文中讨论题 【精子的发生】

1.家畜每次射精排出的精子数以亿计,但是通常只有一个精子能够与卵子结合,这能说是一种浪费吗?怎样理

1答:① 对供、受体母畜进行选择,并进行同期发情处理;③ 配种或人工授精;④ 收集胚胎;⑥ 胚胎移植;⑦ 对受体母畜进行是否妊娠的检查。

(2)应该怎样选择供体公、母牛和受体母牛?在②中,为什么要用促性腺激素处理供体母牛,在促性腺激素处理供体母牛前,为什么需要对供体和受体母牛进行同期发情处理?

答:供体公、母牛应该是具有人类所需的优良遗传性状的个体,而受体母牛必须具有正常的孕育、生殖后代的能力;需要用促性腺激素处理供体母牛是为了引起超数排卵,这样就可以获得较多的胚胎;在促性腺激素处理供体母牛前,对供体和受体母牛进行同期发情处理,才能使它们的生理条件达到同步或一致,使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件。

(3)在右侧的流程图中,哪一步需要进行冲卵?冲卵是把母畜的卵子冲出来吗?

答:第④步需要进行冲卵,冲卵是指将供体母畜体内的受精卵冲出来,而不是把卵子冲出来。(4)用胚胎移植繁育良种种畜具有哪些实用意义?

提示:胚胎移植可充分发挥雌性优秀个体的繁殖潜力。具体表现为:缩短了供体本身的繁殖周期,同时通过超数排卵处理和胚胎移植可获得比自然繁殖多十几倍到几十倍的后代。

可在短期大幅度增加优良个体母畜和公畜的后代数量,迅速扩大良种畜群,加速育种和品种改良工作。经冷冻保存的胚胎可进行国内和国际交换,代替活畜的引种或进出口。

通过胚胎移植可以人为生产双胎或多胎。可以通过保存胚胎来保存品种资源和濒危动物。

(二)正文中讨论题

1.在胚胎移植操作中,怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致?例如,供、受体的发情时间要一致吗?供体胚胎移入受体子宫的位置,应与在供体内的位置相同或相似吗?

答:应对供体和受体母畜进行同期发情处理,使它们的生理条件达到同步或一致,这样才能使供体的胚胎移入受体后有相同或相似的生存条件,这是胚胎移植成功与否的关键。因此,必须做到供、受体母畜的发情时间一致。同时还要做到移入受体子宫胚胎的位置应该与其在供体内的位置相同或相似,移入胚胎一侧的受体子宫角对应的卵巢必须有黄体存在。

2.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。你认为这样的概括正确吗?

答:胚胎移植成功率的高低与供、受体生理环境条件一致性密切相关。只有供、受体生理环境高度一致,移入受体的胚胎才能被接受,并继续发育。所以我们可以把胚胎移植简单概括为早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。这样的概括是正确的。

(三)旁栏思考题

对囊胚阶段的胚胎进行分割时,为什么要将内细胞团均等分割?

提示:内细胞团一般到囊胚阶段才出现,它是发育为胚胎本身的基础细胞,其他细胞为滋养细胞,只为胚胎和胎儿发育提供营养。若分割时不能将内细胞团均等分割,会出现含内细胞团多的部分正常发育的能力强,少的部分发育受阻或发育不良,甚至不能发育等问题。

专题四 生物技术的安全性和伦理问题

4.1 转基因生物的安全性

(一)正文中讨论题

【论坛1】3.我国为了保证转基因食物的安全性,都采取了哪些监控和预防措施?

答:(1)立法是监控农业转基因生物安全的有力措施。例如,中国已制定了《农业生物基因工程安全管理实施办法》(1996年)、《转基因农产品安全管理临时措施》(2002年)和《农业转基因生物标识管理办法》(200

2-13【热点问题讨论1】

2.伦理学家和科学家看待克隆人的角度有什么不同?

提示:伦理学家主要是从伦理学、社会学和心理学角度看问题,而科学家更多的是从科学的可行性和科学意义的角度看问题。

4.你愿意被科学家克隆吗?为什么?

提示:参见教科书中的内容,可以从科学角度、伦理角度和社会需求角度讨论,现在不宜克隆人。我国明确禁止生殖性克隆人,一再重申的四不原则,体现了中国大多数人的价值观取向。5.克隆人如果真的来到人间,你认为应该怎样正确对待他们?

提示:到时候我们恐怕并没有必要去追究他是出于什么目的被克隆出来的,也没有必要去争论该成果有什么科学价值,而应该把克隆人当作我们社会中的一个普通成员,尊重他的人权、人格。要用他做实验时,必须征得他自愿同意,绝不能伤害他的身心健康。社会应该以平常心态看待克隆人,使克隆人获得和我们一样的生存和发展的条件。目前,克隆动物还那么困难,克隆人更加不易,当世界上有那么几个克隆人来到人间时,他们并不会破坏我们正常的生活秩序。【热点问题讨论2】

1.你是否支持设计试管婴儿?为什么?

提示:设计试管婴儿只是在特定背景下的一种应急措施,需要经过国家有关部门严格审批。它不宜推广,并要严防滥用。

2.为什么捐出一部分骨髓救治他人,不会给捐献者的身体健康造成损伤?你愿意为救人一命而捐献自己一部分骨髓吗?为什么?

提示:(1)所谓捐献骨髓,实际上医生只是从你的骨髓中分离出一部分造血干细胞供移植。因为造血干细胞在人的骨髓中相对较多,而在外周血液中却很少。

(2)干细胞的一个重要特点是自我更新能力很强,被分离走的那部分造血干细胞,很快就会被“补齐”。因此捐献骨髓不会影响捐献者身体健康。

(3)医生只是在医学公认的安全条件下,分离出捐献者有限数量的造血干细胞,而且整个抽取、分离过程,都是在设备良好的大医院中进行的,一般不会对捐献者造成意外伤害。

(4)捐献有限造血干细胞救人一命,对个人来说是一种美德、一种欣慰和快乐,是一种高尚的人道主义表现。【热点问题讨论3】

1.你愿意获得一张自己的基因身份证吗?为什么?

提示:(1)现在要对个人所有基因进行检测,是不现实的。因为现在有不少基因还没得到确定。即使只是对个别或少数基因进行检测,也并不是每个人都需要的。现在西方国家对某几种致病基因进行筛检时,接受测定的人也只是有这类遗传病家族史的个人,或这类疾病的高危个人。目的是使他们能及早采取防范措施,如养成良好生活习惯、定期检查身体、适时手术等。

(2)有某种致病基因,并不一定就会患病。患某种疾病,往往不是由单一原因引起的。况且已知人的很多疾病是多基因病,它是由遗传因素和环境因素共同决定的。如果有良好的生活习惯等,往往可以使人避免患上某些遗传性疾病。

(3)有许多疾病,测定其致病基因是相当困难的。因此科学家认为不如测定其所表达的蛋白质更为快捷、有效。

(4)基因检测给受试者造成的心理负担或压力必须考虑到。特别是给出似是而非的结论之后,往往会使受试者无所适从。

5提示:根本原因:长江上游乱砍滥伐森林,水源涵养和水土保持功能急剧降低,造成大量泥沙淤积河道;中游围湖造田、乱占河道,造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。

直接原因:1998的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。解决长江洪水泛滥的措施有:我国政府提出的“积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林”计划,即以生物措施为主,结合工程措施,提高森林覆盖率;“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。

在进行生态工程建设时,要考虑到怎样解决农村(尤其是湖区或山区的迁出人员)的能源来源问题以及如何提高农民的经济收入。

2.洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题?

提示:传统的经济发展模式不注重生态环境的保护,没有考虑生态成本,经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价。

【“关注生态工程建设”资料分析2】 1.你对“石油农业”是如何理解的?

提示:“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式,因对石油等能源有高度的依赖性而得名。它把农业生产这一复杂的生物过程,变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入高,产出也高,对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用,但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大,大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力,并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。2.你能举出一些农业生产活动对人体健康以及环境造成危害的实例吗?

提示:除日常生活中能够发现的实例外,农业活动对环境和人类健康造成危害的实例中,世界上影响较大的有蓝婴病。1973年,美国内布拉斯加州首次出现幼儿高铁血红蛋白症(蓝婴病)。其原因是饮用水中硝酸盐含量超过10 mg/L,这时过多的硝酸盐会与红细胞中的血色素结合,形成高铁血红蛋白。高铁血红蛋白不能为细胞和组织运输足够的氧。患儿的临床症状是在口、手或脚等部位出现时断时续的蓝色或淡紫色,呼吸困难、腹泻、呕吐、抽搐,严重的会失去知觉,甚至死亡。硝酸盐来源于点源污染,如下水道、畜禽养殖场等,或非点源污染,如对农田、公园、草地等的施肥。3.如何理解“污染物是放错地方的资源”这句话?

提示:对环境造成危害的污染物,采用一定的措施和技术,就能够进行回收和循环利用,这样不但能够减少环境污染,而且提高了资源的利用效率,减少了资源的浪费。例如,对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。4.石油农业的生产模式应当怎样改进?

提示:在不同的国家有不同的改进措施。例如,在我国,人多地少,应该大力发展生态农业。实施的具体措施包括:可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、低残留的农药,多施有机肥,提高作物对水、肥等资源的利用效率,对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用,实现物质的多级利用,等等。一方面要不断提高土地的产出水平;另一方面要减少农业活动对环境的污染,促进社会的可持续发展。【“物种多样性原理”资料分析】

1.为什么樟子松林的松毛虫会肆虐,几十亿株杨树会毁于一旦?而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中,保持着很高的生物多样性?

提示:纯樟子松林、杨树林的生物多样性低,食物链短而单调,缺少松毛虫、天牛的天敌,而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源,因而会导致了树林的毁坏。

珊瑚礁区的生物多样性高,食物链复杂,不同的生物占据了不同的时间位、空间位和资源位,因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境。例如,氮、磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外。

7提示: 21世纪是实现我国农业现代化的关键历史阶段,现代化的农业应该是高效的生态农业。沼气工程把农业生产、农村经济发展和生态环境保护、资源高效利用融为一体,不仅较好地解决了农村的能源来源问题,而且实现了废弃物的再循环利用和资源化,创造了新的生态产业,如沼气设施的建设和维护,促进了以农牧结合为中心的多种经营,从而为农村剩余劳动力提供了就业机会,促进了农村的综合发展。2.目前沼气工程还有哪些亟待解决的问题?

提示:目前沼气工程存在的问题有:北方地区沼气产气在冬天不稳定,需要加热;沼气的一次性投资较大,相当部分的农民财力有困难;对沼气的研究较薄弱,例如,对发酵过程中有关微生物及一些酶的研究。应当加强这方面的研究,以促进沼气工程的推广。5.2 生态工程的实例和发展前景 答案与提示

(一)思考与探究

1.分析朝鲜三八线的资料(具体资料见教材),说明它所蕴涵的意义。

提示:生态工程的恢复作用是有限的,不能认为只要有了生态工程,就可以先污染,后治理。人类迄今尚没有能力完全模拟出自然的生态系统。自然生态系统发展到今天已经过几十亿年的进化,每平方公里每年的无形服务价值高达6.4万美元,而为了达到同样的效果,用人工制造和模拟的办法,人类至少要花费10亿美元还不尽如人意。

另一方面,自然生态系统具有相当的自我恢复能力,我们在生态工程建设中应该积极利用自然生态系统的这种能力,以节省投资。

2.在我国北方地区,由于冬天气温很低,会导致农作物不能生长,家畜生长缓慢,甚至停止,沼气池不能正常产气;而农民要解决蔬菜的不间断生产问题。很显然,大量使用造价昂贵、并用燃料加热的玻璃温室是不符合我国国情的。你能用所学知识,设计一种生态工程,来较好地解决上述问题吗?请在画出其物质和能量结构图的基础上,说明你所依据的生态工程原理。

提示:(以下为参考答案,可让同学们进行其他设计)

教材中“四位一体”的图所示为近年来出现在我国北方农区的一种生态工程类型,它较好地解决了习题中所述问题。“四位”指沼气池、猪禽舍、厕所及日光温室四部分,是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。它的运行原理为:日光温室的增温效应可使蔬菜等作物在冬天也能正常生长;同时也使猪禽免受严寒而快速生长;温室内的植物为动物提供氧气,同时吸收二氧化碳;人、猪、禽的粪尿及蔬菜废弃物和秸秆等物质投入沼气池产气,同时温室的高温也提高了沼气在冬天的产气稳定性;沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料,有助于减少蔬菜的病虫害,提高蔬菜的产量和质量。

“四位一体”充分应用了物质循环和生物多样性等原理,提高了单位土地面积的产出,同时减少了环境污染,大大提高了农业的综合效益。“四位一体”的物质循环见下图:

9恢复植被;山腰、荒地等土壤,虽然水分条件较好,但是仍不适宜种植农作物,对于这样的地方可以自然恢复,也可以人为种植适宜的林木、草或果树等,加快植被恢复速度,这样既能降低土壤侵蚀,又能创造一定的经济效益;对沟底而言,应建设堤坝系统,它可以蓄水和淤积土地,还能够减少山体的崩塌和滑坡,保证人民的生命财产安全;对坡地和山脚农田来说,土壤、水分条件良好,交通也较方便,土地生产力高,适宜种植农作物来解决人们的粮食和收入等问题,但是在坡地上要水平梯田种植,以减少水土流失。根据不同的地形采取不同的措施,既要考虑到生态效益,又要考虑到人们的生活和收入问题,这体现了生态工程协调与平衡、因地制宜的原理和思想。

3.从这一案例看,当地是怎么做到经济效益与生态效益相统一的?这一模式在其他小流域能够照搬吗?

提示:上题分析中已解答了经济效益与生态效益的统一问题。这种模式在其他小流域不能照搬,还是要因地制宜地进行生态工程建设,不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区,其生态工程的模式应各具特色。

【大区域生态系统恢复工程──“三北”防护林案例】

1.国家为什么投入巨大的人力和物力兴建三北防护林工程?这一工程为什么需要如此漫长的时间?

提示:三北防护林跨越中国13个省、直辖市、自治区,对我国具有重要的意义:生态环境的质量关系到这一地区人民的生产和生活问题,对维护社会稳定具有重要意义;更重要的是,这一地区的生态环境关系到下游地区人民的生产、生活和经济发展,如黄河上游的水土流失容易导致下游地区的洪水泛滥,而危害巨大的沙尘暴的发生也与这一地区的土地沙漠化关系密切;同时这里自然矿产资源丰富,对我国的经济发展和国家安全具有重要战略意义。

这一地区区域广阔,气候、自然条件复杂,总体经济发展水平较低等情况也决定了这个工程需要较长的时间,非一朝一夕之功。

2.这一工程横跨多个省区,根据协调与平衡原理和生物多样性原理,不同地区在造林设计上应当注意什么问题?

提示:首先应考虑树种的生态适应性问题,种植适宜品种,宜林则林,宜灌则灌,宜草则草;其次要考虑树种的多样性,保证防护林体系的稳定性;不同地区应根据当地情况采取不同的策略,如条件恶劣的地区应该结合自然恢复力,而农区的防护林中农田防护林网可能占较大比重。【湿地生态恢复工程案例】 1.当初人们为什么要围湖造田?

提示:主要原因:我国历来人多地少,在“以粮为纲”的年代,围湖造田,种植农作物,以生产更多的粮食;片面强调经济发展,没有认识到湖泊的巨大生态调节功能也是重要原因。

2.为什么说“退耕还湖”是一项巨大的系统工程?实施这一工程面临的主要困难是什么?

提示:退耕还湖不仅包括退耕地为湖区,还包括退耕后湖区上游以及湖区周围的生态环境保护工作;更重要的是原耕地上居民的迁移,要解决迁出居民的生活和就业等问题,这是退耕还湖工程的主要困难。3.地处湖区上游的人们对湿地恢复生态工程负有什么责任?

提示:保护环境,减少水土流失和水污染。例如,减少工厂、生活污水往水体中的排放,农田中减少化肥和农药的施用量等。

【矿区废弃地的生态恢复工程案例】

1.在这一案例中,恢复植被的措施是植树和种草,为什么不是种植农作物?

提示:矿区土壤条件恶劣,不适宜农作物的生长,因此代之以适应性强,耐旱的灌木、草和树。2.怎样合理地筹划养殖肉牛的数量?

第四篇:高中生物选修三总结

四、胚胎工程:早期胚胎或配子水平

(一)体内受精和早期胚胎发育:

1、精子的发生:睾丸的曲细精管内,初情期开始

变形:细胞核—精子头,高尔基体—顶体,中心体—尾,线粒体—尾的基部的线粒体鞘,其他物质—原生质滴向后脱落

2、卵子的发生:卵巢及输卵管

胎儿性别分化后:卵原细胞有丝分裂,并变成初级卵母细胞,被卵泡细胞包围形成卵泡

卵泡的形成和在卵巢内的储备在出生前(胎儿时期完成)

初情期后:初级卵母细胞——次级卵母细胞和第一极体——减二中期停——卵子、极体

马狗排卵猪牛羊排卵受精

卵子是否受精的标志:卵黄膜和透明带的间隙可以观察到两个极体

3、受精:输卵管内完成(1)精子获能

(2)卵子的准备:达到减数第二次分裂中期

(3)受精:

顶体反应,释放顶体内酶,溶解卵丘细胞之间的物质,穿越放射冠、透明带,(精子触及卵黄膜的瞬间)透明带反应,精子外膜和卵黄膜相互融合(标志着精子入卵),卵黄膜的封闭作用&精子尾部脱离形成雄原核,卵子减二完成,排出第二极体,形成雌原核,比雄原核小,核融合(标志受精卵的产生)

防止多精入卵:透明带反应卵黄膜的封闭作用

4、胚胎发育:卵裂期(透明带内,有丝分裂,胚胎的总体体积并不增加,或略有减小)

(1)桑椹胚:细胞数目32个,全能细胞

(2)囊胚:开始出现分化,内细胞团(胎儿);囊胚腔;滋养层细胞(胎膜胎盘)

孵化:透明带破裂,胚胎伸展出来

(3)原肠胚:内细胞团—外胚层、内胚层、中胚层,原肠腔

(二)体外:

1、体外受精:

(1)卵母细胞的采集:实验动物、猪、羊—促性腺激素处理超数排卵,输卵管中冲取

大牛:屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞;活体动物的卵巢中吸取卵母细胞人工培养至减二中期

(2)精子的采集和获能:假阴道法、手握法、电刺激法

获能处理:培养法(人工配制的获能液);化学诱导法(一定浓度的肝素或钙离子载体溶液)

(3)受精:获能溶液或专用的受精溶液

2、胚胎的早期培养:

无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清

向受体移植或冷冻保存

3、胚胎移植:

(1)意义:充分发挥雌性优良个体的繁殖能力;大大缩短了供体本身的繁殖周期;良种畜群迅速扩大,加速了育种工作和品种改良;不受时间地域限制,节省购买种畜费用;胚胎冷冻保存品种资源和濒危物种

(2)基本程序:

①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体,有健康的体质和正常繁殖能力的受体,供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理,用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。②同种优秀公牛配种或人工授精。

③把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(冲卵),胚胎进行质量检查,向受体移植或放入液氮中保存。④对受体母牛进行是否妊娠的检查。

(3)生理学基础:

①同期发情处理,为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。

②早期胚胎在一定时间内处于游离状态,不与母体子宫建立组织上联系,可以胚胎收集。

③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应,胚胎可以在受体的存活。

④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但遗传特性在孕育过程中不受影响。

4、胚胎分割:

实体显微镜、显微操作仪

发育良好,形态正常的桑椹胚或囊胚(内细胞团均等分割)

5、胚胎干细胞(ES或EK细胞):

来源于早期胚胎或原始性腺

具有胚胎细胞的特性:体积小,细胞核大,核仁明显;具有发育的全能性

体外诱导分化:(1)治疗人类的某些顽症

(2)培育出人造组织器官,解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。

(3)饲养层细胞上或添加抑制剂的培养液中不分化,加入分化诱导因子(牛黄酸、丁酰环

腺苷酸),是在体外条件下研究细胞分化的理想材料。

第五篇:高中生物选修三基本知识

*选修三基本知识:

1、DNA重组技术,实现这一精确的操作过程至少需要三种工具,(1)即准确切割DNA的“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)、(2)将DNA片断再连接起来的“分子缝合针”——DNA连接酶、(3)将体外重组好的DNA导入受体细胞的“运输工具”——运载体。

2、限制酶:主要从原核生物中分离纯化出来,能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,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裂。形成黏性末端和平末端两种。

3、DNA连接酶:根据酶的来源不同分为两类:E.coliDNA连接酶(黏性末端)、T4DNA连接酶(黏性末端和平末端, 连接平末端时效率低)。二者都是将双连DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。

4、常用的运载体:质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。质粒是一种裸露的、结构简单、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。

5、基因工程的基本操作步骤主要包括四步:目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

6、基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。其目的是:是目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。其组成是:目的基因、启动子、终止子、标记基因(鉴定受体细胞是否含有目的基因,并筛选出含有目的基因的受体细胞)。

8、目的基因导入受体细胞后,是否可以维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作。

9、将目的基因导入植物细胞的方法:农杆菌转化法、花粉管通道法、基因枪法。

10、将目的基因导入动物细胞的方法:显微注射技术。

11、将目的基因导入微生物细胞:用CaCl2处理,增大细胞壁的通透性。(感受态法)

12、①标记基因是否表达,用于鉴定受体细胞是否含有目的基因,并筛选出含有目的基因的受体细胞。

②检测目的基因是否插入到受体细胞的基因组中的方法:DNA分子杂交技术(用目的基因做探针,如果显示出杂交带则成功)。

③ 检测目的基因是否转录出mRNA的方法:分子杂交技术(用目的基因做探针,如果显示出杂交带则成功)。

13、④检测目的基因是否翻译成蛋白质的方法:抗原——抗体杂交。

14、⑤除了分子检测外,有时还需要进行个体水平的鉴定,方法是:抗虫或抗病的接种实验,以确定是否具有抗性以及抗性的程度。

15、目的基因的获取:从已有物种中直接分离,也可以人工合成。

16、目的基因:主要是指编码蛋白质的结构基因,也可以是一些具有调控作用的因子。

17、PCR是聚合酶链式反应的缩写,是一种在生物体外复制特定DNA片断的核酸合成技术。其原理是:DNA双连复制的原理。前提是:要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物(两种)。过程是:高温变性、低温复性、中温延伸。

18、植物基因工程硕果累累:抗虫转基因植物,抗病转基因植物,抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质。

19、动物基因工程前景广阔:用于提高动物的生长速度,用于改善畜产品的品质,用转基因动物生产药物,用转基因动物做器官移植的供体,基因工程药品异军突起。

20、基因治疗:是把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的。这是治疗遗传病的最有效的手段。其中效果比较可靠的是体外基因治疗。

21、基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。

22、蛋白质工程的基本途径:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找出相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。

23、具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能,也就是说,每个生物细胞都具有全能性的特点。

24、植物细胞工程:植物组织培养技术(基础)、植物体细胞杂交技术。

25、细胞脱分化:就是让已经分化的细胞,经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。创伤和外源激素可以使外植体细胞的合成代谢加强,不断分裂增殖形成愈伤组织。

26、植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给与适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整植株。

培养过程中要用到生长素和细胞分裂素,用于调控脱分化和再分化。

27、植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培养成新的植物体的技术。

28、植物细胞工程的实际应用:植物繁殖的新途径(微繁、作物脱毒、制造人工种子)、作物新品种的培育(单倍体育种、体细胞诱变育种等)、细胞产物的工厂化生产(人参细胞发酵罐生产人参皂苷)。

29、动物细胞工程常用的技术手段有:动物细胞培养(基础)、动物细胞融合、动物细胞核移植、生产单克隆抗体等。

30、动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞(胰蛋白酶或胶原蛋白酶),然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。

31、动物细胞培养时制备的细胞悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁,要求培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、易于贴附。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖称为细胞的接触抑制。

32、动物细胞培养的条件:无菌、无毒的环境;营养与体内基本相同;适宜的温度和pH;气体环境(主要是氧气和二氧化碳,二氧化碳是维持培养液的pH,通常采用培养皿或松盖培养瓶,将其置于95%的空气加5%的CO2的混合气体的培养箱中进行培养)。

33、动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体。

34、哺乳动物核移植分为:胚胎细胞核移植、体细胞核移植。

35、体细胞核移植的应用前景:转基因克隆动物可以促进优良畜群繁育;保护濒危物种;作为生物反应器生产医用蛋白;作为器官移植的供体动物;核移植胚胎干细胞定向诱导分化成相应的组织器官用于器官移植。

36、动物细胞融合也称为细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞称为杂交细胞。

37、动物细胞融合的方法:物理方法(离心、振动、电刺激)、化学方法(聚乙二醇)、灭活的病毒。

38、单克隆抗体的制备:骨髓瘤细胞和已免疫的小鼠脾脏中的B淋巴细胞融合,再用特定的选择培养基进行筛选,只有融合的杂种细胞才能生长,这种杂交细胞的特点是:既能迅速大量繁殖,又能产生专一的抗体。对上述经选择性培养的杂交瘤细胞,还需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。最后,将杂交瘤细胞在体外进行大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖,这样,从细胞培养液或小鼠腹水中,就可以提取大量的单克隆抗体了。

通过细胞工程生产单克隆抗体时,要涉及到以下三个筛选过程: ①从脾脏中选出能产生抗体的效应B细胞 ②在特定培养基中筛选出杂交瘤细胞③选出能产生特定抗体并能大量增殖的细胞群。

39、单克隆抗体的优点:特异性强、灵敏度高,纯度高、大量制备。

40、单克隆抗体的应用:作为诊断试剂(在诊断的应用上具有准确、高效、快速、简易的优点。)、用于治疗疾病和运载药物。(制成“生物导弹”借助单克隆抗体的导向作用,将药物定向带到癌细胞,在原位杀死癌细胞,这样既不损伤正常细胞,又减少了用药剂量。)经过癌细胞抗原免疫产生的单克隆抗体能够与细胞特异性结合。

41、精子的发生大体可以分为三个阶段:第一阶段,位于曲细精管管壁的精原细胞先分裂为两个细胞,然后继续数次有丝分裂产生多个初级精母细胞;第二阶段,初级精母细胞连续两次分裂;第三阶段,圆形的精子细胞变形成精子,其中细胞核变为精子头部,高尔基体发育为头部的顶体,中心体演变为精子的尾,线粒体聚集在尾的基部形成线粒体鞘膜。

42、受精:是精子与卵子结合形成合子的过程。包括受精前的准备阶段和受精阶段:准备阶段1——精子获能,准备阶段2——卵子的准备,受精阶段主要包括:精子穿越放射冠和透明带,进入卵黄膜,原核形成和配子结合(受精过程中,首先发生顶体反应;在精子触及卵黄膜的瞬间,发生透明带反应,这是防止多精入卵的第一道屏障;精子入卵后,发生卵黄膜封闭作用,这是防治多精入卵的第二道屏障。)

43、一个卵泡成熟一个卵子;排卵:是指卵子从卵泡中排出;刚排出的卵子尚未完全成熟,需要在输卵管内进一步成熟直到MII中期才能与精子在输卵管内结合完成受精。

卵子是否受精的标志:在卵黄膜和透明带的间隙观察到两个极体时。

44、胚胎的发育:卵裂期、桑椹胚、囊胚、原肠胚、组织器官形成。

45、胚胎工程技术:体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植(是最后一道工序)、胚胎分割移植、胚胎干细胞。

46、体外受精:主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精

47、胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程,优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力,大大缩短了供体本身的繁育周期,是良种畜群迅速扩大。

48、胚胎移植的生理学基础:供体与受体相同的生理变化;胚胎在早期母体中处于游离状态;子宫不对外来胚胎发生免疫排斥反应;胚胎遗传性状不受受体任何影响。

49、胚胎移植的基本程序:对供体和受体的选择和处理(同期发情处理,超数排卵处理)、配种或进行人工授精、对胚胎的收集检查培养或保存、进行胚胎移植。

50、胚胎分割:是指采用机械方法将早期胚胎切割成2、4或8等份等,经移植获得同卵双胎或多胎的技术。

51、胚胎干细胞:简称ES或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞。形态上:体积小,细胞核大、核仁明显;功能上:具有发育的全能性:体外培养时可以增殖而不发生分化。应用价值:①ES细胞可以用于治疗人类的某些顽症(老年痴呆、帕金森);②体外定向诱导分化培育出人造组织器官;③解决临床供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题;研究细胞分化和细胞调亡的机理;④研究哺乳动物个体发生和发育的规律。

52、转基因生物的安全性问题:食物安全(滞后效应、过敏源、营养成分改变)、生物安全(对生物多样性的影响)、环境安全(对生态系统稳定性的影响)。

53、面对转基因技术的利弊,正确的做法:趋利避害,不能因噎废食。

54、关注生物技术的伦理问题:中国政府对克隆技术的态度:禁止生殖性克隆人,不反对治疗性克隆。四不原则:不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。

55、设计试管婴儿:植入前对胚胎进行遗传学诊断。

56、生物武器种类:病菌、病毒、生化毒剂以及基因重组的致病菌。特点:传染性强、污染面广。

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