【知识点详解】
1. 基因工程:基因工程是一种技术,它允许科学家们通过操纵DNA来改变生物的遗传信息。在这个题目中,提到了基因工程的基础,这包括不同生物体DNA分子的基本结构相同,意味着所有生物的DNA都由脱氧核糖核酸组成,有相同的碱基配对规则(腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T),鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C))。此外,所有生物共用一套密码子,即氨基酸的编码方式是通用的,一个特定的三联体核苷酸序列(密码子)在所有生物中对应相同的氨基酸。
2. 限制性核酸内切酶:这是切割DNA分子的工具酶,它们能够识别并切割特定的核苷酸序列,导致磷酸二酯键断裂。这些酶主要从原核生物中分离得到,它们的工作原理是对称地切割DNA双链,形成黏性末端或平末端。
3. 基因文库构建:基因文库是将生物体的全部或部分基因集合在一系列载体中。基因组文库包含生物体所有基因,而cDNA文库则只包含表达的基因(转录产物),且通常不包含启动子序列,因为它们是通过反转录从mRNA合成的。
4. PCR扩增:聚合酶链式反应(PCR)是一种体外快速复制DNA的技术。它依赖于一段已知的DNA序列作为引物,并利用DNA聚合酶进行双链DNA的复制。PCR过程中不需要解旋酶,因为高温可以自然解开DNA双链。
5. 重组质粒构建:构建重组质粒时,需要限制性内切酶切割DNA以产生粘性末端,然后使用DNA连接酶将目的基因与载体DNA连接起来。这个过程不涉及DNA聚合酶、RNA聚合酶或DNA水解酶。
6. 基因改良:在改良缺乏抗病性的水稻品种时,诱变育种、基因工程育种和有性杂交都是可行的方法,但无性繁殖不会引入新的遗传变异,因此不适合改良抗病性。
7. 目的基因导入:导入单子叶植物细胞常用农杆菌转化法;导入大肠杆菌常使用Ca²⁺处理;导入动物细胞时,特别是乳腺细胞,可以建立乳腺生物反应器;花粉管通道法适用于某些植物,但不是所有情况都适用。
8. 基因工程技术药物:白细胞介素和干扰素是从微生物中通过基因工程获得的;青霉素是天然存在于青霉菌中的,非基因工程产物;胰岛素通过基因工程在大肠杆菌中表达。
9. 蛋白质工程:生产高效凝乳酶的过程涉及蛋白质结构和功能分析,以及基因的定向改造,但不需要蛋白质的结构设计,因为设计是基于现有蛋白质的结构和功能。
10. 生物膜流动性:植物体细胞杂交、试管婴儿技术和单克隆抗体的制备都涉及到细胞融合,依赖于膜的流动性。而基因重组表达载体的构建并不直接涉及膜的流动性。
11. 驱蚊草培育:驱蚊草的培育是细胞工程育种,通常通过原生质体融合实现,但不能通过常规杂交获得,因为天竺葵和香茅草属于不同物种。
12. “番茄-马铃薯”超级杂种植株:该例子展示了基因表达的复杂性,不同基因间存在相互调控,使得预期的结果未能实现。
13. 动植物细胞工程对比:在植物细胞工程中,通常使用纤维素酶或果胶酶去除细胞壁,而非胃蛋白酶;动物细胞工程则常使用胰蛋白酶。植物细胞工程的应用包括人工种子和种间杂种植物,而动物细胞工程则用于单克隆抗体的制备。植物培养基通常含蔗糖,动物细胞培养基则需要动物血清。
14. 基因型比较:X和Z细胞形态不同可能是由于细胞分化,而非核DNA不同;X和Y融合后形成的植株是异源多倍体;X细胞离体培养的核心是脱分化和再分化;Y细胞培养后用秋水仙素处理,理论上可以产生四种配子。
15. 植物组织培养应用:花药离体培养得到单倍体是通过植物组织培养;多倍体植物的获得通常通过化学或物理方法诱导染色体加倍,而非组织培养;基因工程和细胞工程中都用到植物组织培养技术。
16. 动物细胞培养:核移植技术(如①)反映了细胞核的全能性;体外受精(如②)涉及伦理问题;胚胎分割(如③)产生的个体基因型相同,但表现型可能因环境影响而不同;①②③都不涉及有性繁殖。
以上就是基于提供的信息,围绕基因工程、生物工程、细胞工程和分子生物学的相关知识点的详细解析。