❶ 高中生物
B.
解析:A.前半句沒有問題,主要錯在後面,重組質粒實在細胞外通過DNA連接酶連接後,導入受體細胞。
B,變異是不定向的,但是那是前提指自然狀態下,排出生物工程下的情形。
C,整個細菌不可以作為載體,通常用細菌的質粒作為載體,且大腸桿菌不會侵染植物細胞。
D:基因治療是通過向有缺陷的細胞中導入能夠表達的正常的基因,使得細胞恢復正常的功能。是對具有缺陷的基因進行修復,而不是對具有缺陷的身體細胞進行修復。
❷ 高中生物問題(關於基因治療)
1、基因治療的理論最佳時期是受精卵時期,但在現實中不太可能
2、基因治療不是利用基因工程產品進行治療,而是利用基因工程的原理,進行治療。又分為體外基因治療和體內基因治療。
3、基因治療並不是替換基因,如果說是用正常基因來替換致病基因,那就是基因突變了,基因治療是把正常的基因導入受體細胞,正常基因和致病基因同時存在。從而達到治療的效果。
4、基因治療的靶細胞不一定只是生殖細胞,體細胞應該也可以。
❸ 高中生物 名詞解釋
基因:是具有遺傳效應的DNA片段。
雜交:兩個基因型不同的個體相交。
自交:兩個基因型相同的個體相交。
側交:雜種與隱性親本回交。
顯性遺傳:把雜種子一代中顯現出來的遺傳叫做顯性遺傳。
隱性遺傳:把未顯現出來的遺傳叫做隱性遺傳。
常染色體遺傳:如果控制某種性狀或疾病的基因位於常染色體上,而且基因是顯性的,稱為常染色體顯性遺傳;而常染色體上隱性基因控制的疾病或性狀的遺傳就是常染色體隱性遺傳。
可遺傳變異:由遺傳物質引起的變異,可傳給下一代。
不可遺傳變異:由於遺傳物質的改變所引起的變異是遺傳的;由於環境條件的改變所引起的變異,一般只表現於當代,不能遺傳下去。
基因突變:由於DNA分子中發生鹼基對的增添,缺失或改變,而引起的基因結構 改變。
基因重組:指在生物體進行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合。
染色體變異:當染色體的數目發生改變時(缺少,增多)或者染色體的結構發生改變時,遺傳信息就隨之改變,帶來的就是生物體的後代性狀的改變,這就是染色體變異。
染色體組:細胞中的一組非同源染色體,它們的形態和功能上各不相同,但是攜帶著控制一種生物生長發育,遺傳和變異的全部信息,這樣的一組染色體叫做一個染色體組。
單倍體:體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體,叫做單倍體。
多倍體:體細胞中含有三個或三個以上染色體組的叫做多倍體。
誘變育種:誘變育種是指用物理、化學因素誘導植物的遺傳特性發生變異,再從變異群體中選擇符合人們某種要求的單株,進而培育成新的品種或種質的育種方法。
雜交育種:不同種群、不同基因型個體間進行雜交,並在其雜種後代中通過選擇而育成純合品種的方法。
單倍體育種:植物育種手段之一。即利用花葯培養等方法誘導產生單倍體,並使其單一的染色體各自加倍成對,成為有活力、能正常結實的純合體,從而選育出新的品種。
轉基因技術:將人工分離和修飾過的基因導入到生物體基因組中,由於導入基因的表達,引起生物體的性狀的可遺傳的修飾,這一技術稱之為轉基因技術。
基因治療:是把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中,達到治療疾病的目的。
❹ 高中生物基因工程
基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人們的願望,進行嚴格的設計,通過體外DNA重組和轉基因技術,賦予生物以新的遺傳特性,創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的,又叫做DNA重組技術。 (一)基因工程的基本工具 1.「分子手術刀」——限制性核酸內切酶(限制酶)(1)來源:主要是從原核生物中分離純化出來的。(2)功能:能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列,並且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開,因此具有專一性。(3)結果:經限制酶切割產生的DNA片段末端通常有兩種形式:黏性末端和平末端。 2.「分子縫合針」——DNA連接酶 (1)兩種DNA連接酶(E·coliDNA連接酶和T4-DNA連接酶)的比較: ①相同點:都縫合磷酸二酯鍵。 ②區別:E·coliDNA連接酶來源於T4噬菌體,只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來;而T4DNA連接酶能縫合兩種末端,但連接平末端的之間的效率較低。 (2)與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端,形成磷酸二酯鍵。 3.「分子運輸車」——載體(1)載體具備的條件:①能在受體細胞中復制並穩定保存。 ②具有一至多個限制酶切點,供外源DNA片段插入。 ③具有標記基因,供重組DNA的鑒定和選擇。(2)最常用的載體是質粒,它是一種裸露的、結構簡單的、獨立於細菌染色體之外,並具有自我復制能力的雙鏈環狀DNA分子。(3)其它載體: 噬菌體的衍生物、動植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序第一步:目的基因的獲取 1.目的基因是指: 編碼蛋白質的結構基因 。 2.原核基因採取直接分離獲得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法_和化學合成法_。 3.PCR技術擴增目的基因(1)原理:DNA雙鏈復制(2)過程:第一步:加熱至90~95℃DNA解鏈;第二步:冷卻到55~60℃,引物結合到互補DNA鏈;第三步:加熱至70~75℃,熱穩定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。第二步:基因表達載體的構建 1.目的:使目的基因在受體細胞中穩定存在,並且可以遺傳至下一代,使目的基因能夠表達和發揮作用。 2.組成:目的基因+啟動子+終止子+標記基因(1)啟動子:是一段有特殊結構的DNA片段,位於基因的首端,是RNA聚合酶識別和結合的部位,能驅動基因轉錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質。(2)終止子:也是一段有特殊結構的DNA片段 ,位於基因的尾端。(3)標記基因的作用:是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。第三步:將目的基因導入受體細胞_ 1.轉化的概念:是目的基因進入受體細胞內,並且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。 2.常用的轉化方法:將目的基因導入植物細胞:採用最多的方法是 農桿菌轉化法,其次還有 基因槍法和 花粉管通道法等。將目的基因導入動物細胞:最常用的方法是 顯微注射技術。此方法的受體細胞多是 受精卵。將目的基因導入微生物細胞:原核生物作為受體細胞的原因是 繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少 ,最常用的原核細胞是 大腸桿菌 ,其轉化方法是:先用 Ca2+ 處理細胞,使其成為 感受態細胞 ,再將 重組表達載體DNA分子 溶於緩沖液中與感受態細胞混合,在一定的溫度下促進感受態細胞吸收DNA分子,完成轉化過程。 3.重組細胞導入受體細胞後,篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。第四步:目的基因的檢測和表達 1.首先要檢測 轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是採用 DNA分子雜交技術。 2.其次還要檢測 目的基因是否轉錄出了mRNA,方法是採用 用標記的目的基因作探針與mRNA雜交。 3.最後檢測 目的基因是否翻譯成蛋白質,方法是從轉基因生物中提取 蛋白質,用相應的 抗體進行抗原-抗體雜交。 4.有時還需進行 個體生物學水平的鑒定。如 轉基因抗蟲植物是否出現抗蟲性狀。 (三)基因工程的應用 1.植物基因工程:抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物,利用轉基因改良植物的品質。 2.動物基因工程:提高動物生長速度、改善畜產品品質、用轉基因動物生產葯物。 3.基因治療:把正常的外源基因導入病人體內,使該基因表達產物發揮作用。(四)蛋白質工程的概念蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系作為基礎,通過基因修飾或基因合成,對現有蛋白質進行改造,或製造一種新的蛋白質,以滿足人類的生產和生活的需求。(基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質)轉錄 翻譯
❺ 一個高中生物問題
DNA分子雜交和重組DNA是不是都屬於基因工程?
應該都可以講是屬於工基因工程,只不過DNA分子雜交屬於基因工程應用時涉及到的一個原理。
基因治療是把健康的外源基因導入有基因缺陷的細胞中,為什麼不是導入有基因缺陷的DNA分子中?
基因治療是指將人的正常基因或有治療作用的基因通過一定方式導入人體靶細胞以糾正基因的缺陷或者發揮治療作用,從而達到治療疾病目的的生物醫學新技術。基因是攜帶生物遺傳信息的基本功能單位,是位於染色體上的一段特定序列。將外源的基因導入生物細胞內必須藉助一定的技術方法或載體,目前基因轉移的方法分為生物學方法、物理方法和化學方法。腺病毒載體是目前基因治療最為常用的病毒載體之一。基因治療的靶細胞主要分為兩大類:體細胞和生殖細胞,目前開展的基因治療只限於體細胞。基因治療目前主要是治療那些對人類健康威脅嚴重的疾病。包括:遺傳病(如血友病、囊性纖維病、家庭性高膽固醇血症等)、惡性腫瘤、心血管疾病、感染性疾病(如AIDS、類風濕等)。
廣義的基因治療是指利用基因葯物的治療,而通常說的狹義的基因治療是指用完整的基因進行基因替代治療,一般用DNA序列,主要的治療途徑是體外(ex vivo)基因治療,即在體外用基因轉染病人靶細胞,然後將經轉染的靶細胞輸入病人體內,最終給予病人的療效物質是基因修飾的細胞,而不是基因葯物。除間接體內法外,還可以用基因葯物進行直接體內途徑治療,這些基因葯物可以是完整基因,也可以是基因片段(包括DNA或RNA);可以是替代治療,也可以是抑制性治療(包括DNA轉錄水平和mRNA翻譯水平)。基因葯物不但可用於治療疾病,而且可用於預防疾病。這類基因葯物治法簡單易行,發展迅速,新型基因葯物不斷產生。從1990年轉移ADA基因到現在的大部分基因治療臨床試驗都是體外基因治療,先從病人體內獲得某種細胞(例如T淋巴細胞),進行培養,在體外完成基因轉移後,篩選成功轉移的細胞擴增培養,然後重新輸入患者體內。這種方法雖然操作復雜,但效果較為可靠,稱其為。同時,科學家們又千方百計設計出更加簡便的基因治療方法。例如,1994年美國科學家利用經過修飾的腺病毒為載體,成功地將治療遺傳性囊性纖維化病的正常基因cfdr 轉入患者肺組織中。這種直接往人體組織細胞中轉移基因的治病方法叫做體內(in vivo)基因治療。
❻ 基因治療
基因治療是指將外源正常基因導入靶細胞,以糾正或補償因基因缺陷和異常引起的疾病,以達到治療目的。也就是將外源基因通過基因轉移技術將其插入病人的適當的受體細胞中,使外源基因製造的產物能治療某種疾病。從廣義說,基因治療還可包括從DNA水平採取的治療某些疾病的措施和新技術。
基因治療方法
1.基因轉移方法
(1)特異正常基因的分離與克隆:應用重組DNA和分子克隆技術結合基因定位研究成果,已有不少基因並將會有更多人類基因被分離和克隆,這是基因治療的前提,在當代分子生物技術條件下,一般來說,只要有基因探針和准確的基因定位,任何基因都可被克隆。除此,現在既可人工合成DNA探針,還可用DNA合成儀在體外人工合成基因,這些都是在基因治療前,分離克隆特異基因的有利條件。
(2)外源基因的轉移:基因轉移是將外源基因導入細胞內,其轉移方法較多,常用的要有下列幾類:
1)化學法:將正常基因DNA(及其拷貝)與帶電荷物質和磷酸鈣、DEAE-葡萄糖或與若干脂類混合,形成沉澱的DNA微細顆粒,直接傾入培養基中與細胞接觸,由於鈣離子有促進DNA透過細胞有作用,某些化合物可擾亂細胞膜,故可將DNA輸入細胞內,並整合於受體細胞的基因組中,在適當的條件下,整合基因得以表達,細胞亦可傳代。這種方法簡單,但效率極低,一般1000-100000個細胞中只有一個細胞可結合導入的外源基因。要達到治療目的,就需要從病人獲得大量所需的受體細胞。當然,可以通過選擇培養的方法來提高轉化率。
2)物理法:包括電穿孔法和直接顯微注射法。
①電穿孔法:電穿孔法是將細胞置於高壓脈沖電場中,通過電擊使細胞產生可逆性的穿孔,周圍基質中的DNA可滲進細胞,但有時也會使細胞受到嚴重損傷。
②顯微注射法:顯微注射是在顯微鏡直視下,向細胞核內直接注射外源基因,這種方法應是有效的。但一次只能注射一個細胞,工作耗力費時。此法用於生殖細胞時,有效率可達10%。直接用於體細胞卻很困難。在動物實驗中,應用這種方法將目的基因注入生殖細胞,使之表達而傳代,這樣的動物就稱為轉基因動物,目前成功使用得較多的是轉基因小鼠,它可作為繁殖大量後代的疾病動物模型。
③脂質體法:脂質體法是應用人工脂質體包裝外源基因,再與靶細胞融合,或直接注入病灶組織,使之表達。
3)同源重組法:同源重組是將外源基因定位導入受體細胞的染色體上,在該座位因有同源序列,通過單一或雙交換,新基因片段替換有缺陷的片段,達到修正缺陷基因的目的。如在新基因片段旁組裝一Neo基因,則在同源重組後,因有Neo基因,可在含有新黴素的培養基中生長,從而使未插入新基因片段的細胞死亡。對於體細胞基因治療,體外培養細胞的時間不能過長,篩選量大,故在臨床上應用也受限制難以進行。今後如能改進技術,提高重組率,這種定點修正基因的方法仍是有前景的。
4)病毒介導基因轉移:前述的化學和物理方法都是通過傳染方式基因轉移。病毒介導基因轉移是通過轉換方式完成基因轉移,即以病毒為載體,將外源目的基因通過基因重組技術,將其組裝於病毒上,讓這種重組病毒去感染受體宿主細胞,這種病毒稱為病毒運載體。目前應用的有兩種病毒介導基因轉移方法。
①反轉錄病毒載體:反轉錄病毒雖是RNA病毒,但有反轉錄酶,可使RNA轉錄為DNA,再整合到宿主細胞基因組。反轉錄病毒載體有以下的優點首先是具有穿透細胞的能力,可使近100%的受體細胞被感染,轉化細胞效率高;其次,它能感染廣譜動物物種和細胞類型而無嚴格的組織特異性;再者隨機整俁的病毒可長期存留,一般無害於細胞,但也存在缺點:這種載體只能把其DNA整合到能旺盛分裂細胞的染色體,而不適合於那些不能正常分裂的細胞,如神經元。最嚴重的問題是由於病毒自身含有病毒蛋白及癌基因,就有使宿主細胞感染病毒和致癌的危險性。因此,人們有目的地將病毒基因及其癌基因除去,僅留它們的外殼蛋白,以保留其穿透細胞的功能,試圖避免上述缺點。這種改造後的病毒稱為缺陷型病毒。這樣的病毒中的反轉錄酶可將RNA轉化為DNA,有助於該DNA順利進入宿主細胞的基因組,而該病毒則死亡。由於病毒整合基因組是隨機的,所以還是可能激活細胞的原癌基因,以及因隨機插入發生插入突變。在反轉錄病毒載體中,最常用於人類的是莫洛尼鼠白血病病毒,其人工構建的結構。
②DNA病毒介導載體:DNA病毒包括腺病毒、SV40、牛乳頭瘤病毒、皰疹病毒等,一般認為這類病毒難於改造成缺陷型病毒。牛乳頭瘤病毒重組後,可不插入宿主染色體中引起插入突變,又可在宿主染色體外獨立復制,並表達出基因產物。有人發現,因缺少E1區而致復制缺陷的腺病毒,可在表達E1基因的細胞中繁殖。後來證明,載有外源DNA的復制缺陷腺病毒呈現相同繁殖的特點。1993年美法等國成功採用腺病毒載體進行心、腦、肺、肝內膽管和肌肉組織的體內基因轉移。它代表了基因治療的新方向。美國設計了一個新的腺病症載體,它是用一個化學連接器即賴氨酸鏈將DNA栓在病毒外殼上,這樣組成的運輸器,通過一個表面抗體而進入細胞核,使宿主基因與治療基因共同表達。這個新病毒載體稱為腺病毒多賴氨酸DNA復合體。採用復制缺陷的腺病毒進行基因治療有以下優點:
①該病毒可感染分裂和非分裂的細胞,並能得到大量基因產物,對神經細胞、心肌細胞等基因缺陷的糾正有特殊意義;
②病毒顆粒相對穩定,並易於純化和濃縮,且感染力不降低;
③可有效轉導多種靶細胞後而少游離於細胞基因組外,並持續表達;
④已用於基因治療的Ad5屬腺病毒C亞群,無致癌性。前述的新腺病毒載體還有一大優點是可以成功地運載48000bp的基因,而其它病毒只能運輸70 00bp的基因。這些優點顯示了腺病毒介導載體的廣闊應用前景。
2.選擇靶細胞的原則
這里所指的靶細胞是指接受轉移基因的體細胞。
選擇靶細胞的原則是:
①必須較堅固,足以耐受處理,並易於由人體分離又便於輸回體內;
②具有增殖優勢,生命周期長,能存活幾月至幾年,最後可延續至病人的整個生命期;
③易於受外源遺傳物質的轉化;
④在選用反轉錄病毒載體時,目的基因表達最好具有組織特異性的細胞。目前使用得較多的是骨髓幹細胞、皮膚成纖維細胞、肝細胞、血管內皮細胞和肌細胞等。許多遺傳病與造血細胞有關,故可用於如β地貧、嚴重復合免疫缺陷病等的基因治療。皮膚成纖維細胞易於移植和從體內分離,又可在培養中生長,並易存活,故有人用之於乙型血友病的基因治療。有不少遺傳病表現了肝細胞功能缺陷,因此,在家族性高膽固醇血症的治療中,有將低密度脂蛋白(LDL)受體基因轉移至肝細胞的嘗試。在動物實驗中已證明:β-半乳糖苷酶基因、ADA基因、小肌營養不良蛋白(minidystrophin)基因都已證明能在肌細胞中表達。
編輯本段基本程序
基因治療
(一)治療性基因的獲得 (二)基因載體的選擇 (三)靶細胞的選擇 (四)基因轉移方法 (五)轉導細胞的選擇鑒定 (六)回輸體內
編輯本段基本步驟
目的基因的轉移
基因治療
在基因治療中迄今所應用的目的基因轉移方法可分為兩大類:病毒方法和非病毒方法。基因轉移的病毒方法中,RNA和DNA病毒都可用為基因轉移的載體。常用的有反轉錄病毒載體和腺病毒載體。轉移的基本過程是將目的基因重組到病毒基因組中,然後把重組病毒感染宿主細胞,以使目的基因能整合到宿主基因組內。非病毒方法有磷酸鈣沉澱法、脂質體轉染法、顯微注射法等。
❼ 什麼是基因治療
基因治療是利用遺傳操作,在基因水平上預防或者抑制疾病的發生或惡化的一種治療手段。隨著人類基因組計劃的完成,目前已經發現約5000種基因與人類的疾病是密切相關的,並且隨著人們對於這些基因的功能的認知,基因治療已經逐漸成為生物醫學中快速發展的重要領域,並且為一些遺傳及後天疾病的治療提供了希望。基因序列的異常是遺傳疾病的基礎,因此,這類疾病只能通過基因治療的手段解決。同樣,對一些目前常規療法難以奏效的頑症,例如心血管疾病、腫瘤、艾滋病等疾病的治療,基因治療同樣發揮著重要的作用。基因治療雖然被認為尚缺乏充分的基礎性研究,但其治療的潛力仍然巨大,隨著越來越多疾病的發病機制被定義在基因水平上,基因治療的手段也必將發揮出巨大的潛力,並有望成為今後的常規治療方法,造福於人類。