简答题:对基因工程菌株的安全性进行分析

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网上有关“简答题:对基因工程菌株的安全性进行分析”话题很是火热,小编也是针对简答题:对基因工程菌株的安全性进行分析寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。

指的是什么安全?

首先,基因工程菌株的选择应对人体足够安全。一般选用哺乳动物体内共有的大肠杆菌,验证对人体无害的枯草芽孢杆菌和重要的生产真菌酵母,这些都是背景清晰对人体无害的微生物。禁止选择有毒有害的细菌或病毒作为工程菌,防止对实验人员的一切潜在威胁。

基因工程菌株的另一大安全性威胁在于基因的扩散问题。细菌中存在大量的基因交流,因此工程菌一旦不经治理排放到外界,会将工程基因散布到其他生物,造成不可预知的变异和基因污染。因此,基因工程菌的排放和处理需严格把关。同时,也应当设计更严格的防止基因转移的机制,如转移-死亡机制,将获得外源基因的非工程菌杀死,防止基因泄露污染。

举出至少4中PCR技术的原理及应用~

我是浙江2010年的,下面的是高考结束有人找我写的,希望对你有帮助。

拿到试卷,先统揽试卷,看看各题分值,这里尤其要注意的是不要被新颖的题型吓到,比如2010年浙江理综物理倒数第二题,看起来题目很长,好像要考能量、电学和光学,但其实它的问题很基本,都是我们很熟悉的。熟悉试卷后,考虑一下自己做题的顺序,如先做物理,再做化学,最后做生物。但以我个人经验看,生物选择题最先做,准确率会大大提高。一般来说,全卷选择题所花的时间不应超过40分钟,不能太快,尤其是多选题,选择题6分一题,实在错不起。对于看起来很熟悉的选择题,特别要小心一些细节和陷阱,千万不要想当然。选择题还要注意关键字词,如恰好,全部,可能,最多等,它们往往在一定程度上指明了解题方向和该题是否有多个解。

生物选择题如果有一道难以确定,千万不要死缠,比如像稳态方面的题,死缠也没用,还是先放一下好。化学选择题要做的稍快点,因为一般来说它们比较简单,要为后面的有机大题留出更多的时间。比如2010年浙江理综第10题,可以很快确定答案是A,其它选择支就可以跳过了,当然这样做的前提是你百分之百确定你选的那个答案正确。物理选择题最有效的便是作图,借助图像可以很快确定答案,既快又准确。物理多选题很少有ABCD都选的,因此当认为ABCD都正确时,还是要想一想,三思而后行。物理多选题还要注意一步到位,要保证每个选项都已经考虑过了,不要先选一个,再寄希望于最后的复查,一是因为理综复查的可能性基本为零,二是即使有时间,准确率也会大大下降。

物理实验题现在是21分,分值很大,一般是一道力学,一道电学。我刚开始也和很多同学一样,对于电学电路设计题很头疼,它往往给出多个电表,多个电阻,让你自己选择。对于这样的题目,我建议回归最基本的原理,因为这些题目都是课本实验的衍生品,只要牢牢把握电学实验的原理,基本模型,就不会出错。平时多做一些实验题,建议每天一题,并总结规律,比如测电表内阻的几种通用方法,测小灯泡电阻的方法等。

物理大题三题,一般是动力学,能量守恒和粒子运动,先易后难。一般第一题建议花5到8分钟,第二题10分钟左右,最后一题15分钟左右。做物理大题和选择题不同,一般不建议用非常规方法,还要注意所用的方法不应超出考纲范围,如运动方面的题目有时可以用动量的知识解决,但它不是考纲要求掌握的知识,参考答案也不会采纳,因此还是采用牛顿运动定律等来的保险。物理实验守恒题要注意题设条件,如光滑,不计一切摩擦等。各种能量在脑海里过一遍,做到万无一失。粒子运动题,把该拿的分全拿后立即抽身,不要再一个问题上死缠,我就有过这样的教训,物理最后一题花了很多时间,虽然分数全部拿到,但后面的生物大题就没时间了,很不值。物理解答题建议分布列式,这样不容易失分。不要采用综合式,因为综合式是一个式子错就全扣,很不保险。

化学大题四题,分别是无机推断,化学平衡,实验题和有机推断题。无机推断题主要考平时的积累,关键在于联想和找到突破口,如颜色,气味,特殊性质等往往为解题提供了方向,抓住这些信息,题目就能迎刃而解。如果一时没有头绪,可以先猜想,在草稿纸上写写看,看是否符合题意,当然,要保正速度。化学平衡题多有计算,要特别细心,如计算反应速率就要注意体积和时间,写热化学方程式还要注意温度和压强。实验题也是考平时的积累,它最能反映学生化学素养,因此出题老师往往喜欢考一些实验基础知识,这就需要我们平时多做多练,一般可采用一天一道无机实验题,同时熟悉各种仪器的使用规则和注意事项。有机推断题一般比较简单,抓住官能团是关键,写同分异构体时要全面完整,充分考虑各种情况,如有时要考虑醚这种结构。也要注意平时的总结,如丁基有四种就可以直接应用,既快又准确。

生物大题两题,三小题,分别是植物生理,动物生理和遗传题。生理实验题遵循经典步骤,即实验分组,设计对照,消除无关变量和因变量检测。这边只要规规矩矩的做,大部分分数就可拿到手。至于遗传题,靠的是细心加耐心,可以在草稿纸上写出各种基因型和遗传图解,这有助于解题和理顺思路。这里需要注意的是,若是题目要求写遗传图解,要看清是自交还是杂交,这两者可是完全不一样的,我曾经就上过当。在图解的最后,别忘了附上几句解说,做到万无一失。

以上是我个人对于理综的一些想法,仅供参考。最后再说一句,熟悉课本非常重要。

PCR技术的基本原理 类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成:①模板DNA的变性:模板DNA经加热至93℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备;②模板DNA与引物的退火(复性):模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合;③引物的延伸:DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链重复循环变性--退火--延伸三过程,就可获得更多的“半保留复制链”,而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2~4分钟, 2~3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。

(Plateau)。 到达平台期所需循环次数取决于样品中模板的拷贝

PCR的反应动力学 PCR的三个反应步骤反复进行,使DNA扩增量呈指数上升。反应最终的DNA 扩增量可用Y=(1+X)n计算。Y代表DNA片段扩增后的拷贝数,X表示平(Y)均每次的扩增效率,n代表循环次数。平均扩增效率的理论值为100%,但在实际反应中平均效率达不到理论值。 反应初期,靶序列DNA片段的增加呈指数形式,随着PCR产物的逐渐积累,被扩增的DNA 片段不再呈指数增加,而进入线性增长期或静止期, 即出现“停滞效应” ,这种效应称平台期数、PCR 扩增效率及DNA聚合酶PCR的种类和活性及非特异性产物的竟争等因素。大多数情况下,平台期的到来是不可避免的。

PCR扩增产物 可分为长产物片段和短产物片段两部分。短产物片段的长度严格地限定在两个引物链5''端之间,是需要扩增的特定片段。短产物片段和长产物片段是由于引物所结合的模板不一样而形成的,以一个原始模板为例,在第一个反应周期中, 以两条互补的DNA为模板,引物是从3''端开始延伸, 其5''端是固定的,3'' 端则没有固定的止点,长短不一,这就是“长产物片段”。进入第二周期后,引物除与原始模板结合外,还要同新合成的链(即“长产物片段”)结合。引物在与新链结合时, 由于新链模板的5''端序列是固定的, 这就等于这次延伸的片段3''端被固定了止点, 保证了新片段的起点和止点都限定于引物扩增序列以内、形成长短一致的“短产物片段”。不难看出“短产物片段”是按指数倍数增加, 而“长产物片段”则以算术倍数增加, 几乎可以忽略不计, 这使得PCR的反应产物不需要再纯化,就能保证足够纯DNA片段供分析与检测用。

PCR反应体系与反应条件

标准的PCR反应体系:

10×扩增缓冲液 10ul

4种dNTP混合物 各200umol/L

引物 各10~100pmol

模板DNA 0.1~2ug

Taq DNA聚合酶 2.5u

Mg2+ 1.5mmol/L

加双或三蒸水至 100ul

PCR反应五要素: 参加PCR反应的物质主要有五种即引物、酶、dNTP、模板和Mg2+

引物: 引物是PCR特异性反应的关键,PCR 产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。理论上,只要知道任何一段模板DNA序列, 就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物,利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。

设计引物应遵循以下原则:

①引物长度: 15-30bp,常用为20bp左右。

②引物扩增跨度: 以200-500bp为宜,特定条件下可扩增长至10kb的片段。

③引物碱基:G+C含量以40-60%为宜,G+C太少扩增效果不佳,G+C过多易出现非特异条带。ATGC最好随机分布,避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。

④避免引物内部出现二级结构,避免两条引物间互补,特别是3''端的互补,否则会形成引物二聚体,产生非特异的扩增条带。

⑤引物3''端的碱基,特别是最末及倒数第二个碱基,应严格要求配对,以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。

⑥引物中有或能加上合适的酶切位点, 被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点, 这对酶切分析或分子克隆很有好处。

⑦引物的特异性:引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。

引物量: 每条引物的浓度0.1~1umol或10~100pmol,以最低引物量产生所需要的结果为好,引物浓度偏高会引起错配和非特异性扩增,且可增加引物之间形成二聚体的机会。

酶及其浓度 目前有两种Taq DNA聚合酶供应, 一种是从栖热水生杆菌中提纯的天然酶,另一种为大肠菌合成的基因工程酶。催化一典型的PCR反应约需酶量2。5U(指总反应体积为100ul时),浓度过高可引起非特异性扩增,浓度过低则合成产物量减少。

dNTP的质量与浓度 dNTP的质量与浓度和PCR扩增效率有密切关系,dNTP粉呈颗粒状,如保存不当易变性失去生物学活性。dNTP溶液呈酸性,使用时应配成高浓度后,以1M NaOH或1M Tris。HCL的缓冲液将其PH调节到7.0~7.5,小量分装, -20℃冰冻保存。多次冻融会使dNTP降解。在PCR反应中,dNTP应为50~200umol/L,尤其是注意4种dNTP的浓度要相等( 等摩尔配制),如其中任何一种浓度不同于其它几种时(偏高或偏低),就会引起错配。浓度过低又会降低PCR产物的产量。dNTP能与Mg2+结合,使游离的Mg2+浓度降低。

模板(靶基因)核酸 模板核酸的量与纯化程度,是PCR成败与否的关键环节之一,传统的DNA纯化方法通常采用SDS和蛋白酶K来消化处理标本。SDS的主要功能是: 溶解细胞膜上的脂类与蛋白质,因而溶解膜蛋白而破坏细胞膜,并解离细胞中的核蛋白,SDS 还能与蛋白质结合而沉淀; 蛋白酶K能水解消化蛋白质,特别是与DNA结合的组蛋白,再用有机溶剂酚与氯仿抽提掉蛋白质和其它细胞组份,用乙醇或异丙醇沉淀核酸。提取的核酸即可作为模板用于PCR反应。一般临床检测标本,可采用快速简便的方法溶解细胞,裂解病原体,消化除去染色体的蛋白质使靶基因游离,直接用于PCR扩增。RNA模板提取一般采用异硫氰酸胍或蛋白酶K法,要防止RNase降解RNA。

Mg2+浓度 Mg2+对PCR扩增的特异性和产量有显著的影响,在一般的PCR反应中,各种dNTP浓度为200umol/L时,Mg2+浓度为1.5~2.0mmol/L为宜。Mg2+浓度过高,反应特异性降低,出现非特异扩增,浓度过低会降低Taq DNA聚合酶的活性,使反应产物减少。

PCR反应条件的选择

PCR反应条件为温度、时间和循环次数。

温度与时间的设置: 基于PCR原理三步骤而设置变性-退火-延伸三个温度点。在标准反应中采用三温度点法,双链DNA在90~95℃变性,再迅速冷却至40 ~60℃,引物退火并结合到靶序列上,然后快速升温至70~75℃,在Taq DNA 聚合酶的作用下,使引物链沿模板延伸。对于较短靶基因(长度为100~300bp时)可采用二温度点法, 除变性温度外、退火与延伸温度可合二为一,一般采用94℃变性,65℃左右退火与延伸(此温度Taq DNA酶仍有较高的催化活性)。

①变性温度与时间:变性温度低,解链不完全是导致PCR失败的最主要原因。一般情况下,93℃~94℃lmin足以使模板DNA变性,若低于93℃则需延长时间,但温度不能过高,因为高温环境对酶的活性有影响。此步若不能使靶基因模板或PCR产物完全变性,就会导致PCR失败。

②退火(复性)温度与时间:退火温度是影响PCR特异性的较重要因素。变性后温度快速冷却至40℃~60℃,可使引物和模板发生结合。由于模板DNA 比引物复杂得多,引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞。退火温度与时间,取决于引物的长度、碱基组成及其浓度,还有靶基序列的长度。对于20个核苷酸,G+C含量约50%的引物,55℃为选择最适退火温度的起点较为理想。引物的复性温度可通过以下公式帮助选择合适的温度:

Tm值(解链温度)=4(G+C)+2(A+T)

复性温度=Tm值-(5~10℃)

在Tm值允许范围内, 选择较高的复性温度可大大减少引物和模板间的非特异性结合, 提高PCR反应的特异性。复性时间一般为30~60sec,足以使引物与模板之间完全结合。

③延伸温度与时间:Taq DNA聚合酶的生物学活性:

70~80℃ 150核苷酸/S/酶分子

70℃ 60核苷酸/S/酶分子

55℃ 24核苷酸/S/酶分子

高于90℃时, DNA合成几乎不能进行。

PCR反应的延伸温度一般选择在70~75℃之间,常用温度为72℃,过高的延伸温度不利于引物和模板的结合。PCR延伸反应的时间,可根据待扩增片段的长度而定,一般1Kb以内的DNA片段,延伸时间1min是足够 的。3~4kb的靶序列需3~4min;扩增10Kb需延伸至15min。延伸进间过长会导致非特异性扩增带的出现。对低浓度模板的扩增,延伸时间要稍长些。

循环次数 循环次数决定PCR扩增程度。PCR循环次数主要取决于模板DNA的浓度。一般的循环次数选在30~40次之间,循环次数越多,非特异性产物的量亦随之增多。

PCR反应特点

特异性强:

PCR反应的特异性决定因素为:

①引物与模板DNA特异正确的结合;

②碱基配对原则;

③Taq DNA聚合酶合成反应的忠实性;

④靶基因的特异性与保守性。

其中引物与模板的正确结合是关键。引物与模板的结合及引物链的延伸是遵循碱基配对原则的。聚合酶合成反应的忠实性及Taq DNA聚合酶耐高温性,使反应中模板与引物的结合(复性)可以在较高的温度下进行,结合的特异性大大增加,被扩增的靶基因片段也就能保持很高的正确度。再通过选择特异性和保守性高的靶基因区,其特异性程度就更高。

灵敏度高:

PCR产物的生成量是以指数方式增加的,能将皮克(pg=10- 12)量级的起始待测模板扩增到微克(ug=-6)水平。能从100万个细胞中检出一个靶细胞;在病毒的检测中,PCR的灵敏度可达3个RFU(空斑形成单位);在细菌学中最小检出率为3个细菌。

简便、快速:

PCR反应用耐高温的Taq DNA聚合酶,一次性地将反应液加好后,即在DNA扩增液和水浴锅上进行变性-退火-延伸反应,一般在2~4 小时完成扩增反应。扩增产物一般用电泳分析,不一定要用同位素,无放射性污染、易推广。

对标本的纯度要求低:

不需要分离病毒或细菌及培养细胞,DNA 粗制品及总RNA均可作为扩增模板。可直接用临床标本如血液、体腔液、洗嗽液、毛发、细胞、活组织等粗制的DNA扩增检测。

PCR扩增产物的分析

PCR产物是否为特异性扩增 ,其结果是否准确可靠,必须对其进行严格的分析与鉴定,才能得出正确的结论。PCR产物的分析,可依据研究对象和目的不同而采用不同的分析方法。

凝胶电泳分析:PCR产物电泳,EB溴乙锭染色紫外仪下观察,初步判断产物的特异性。PCR产物片段的大小应与预计的一致,特别是多重PCR,应用多对引物,其产物片断都应符合预讦的大小,这是起码条件。

琼脂糖凝胶电泳: 通常应用1~2%的琼脂糖凝胶, 供检测用。

聚丙烯酰胺凝胶电泳:6~10%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离效果比琼脂糖好,条带比较集中,可用于科研及检测分析。

酶切分析:根据PCR产物中限制性内切酶的位点,用相应的酶切、电泳分离后,获得符合理论的片段,此法既能进行产物的鉴定,又能对靶基因分型,还能进行变异性研究。

分子杂交:分子杂交是检测PCR产物特异性的有力证据,也是检测PCR 产物碱基突变的有效方法。

Southern印迹杂交: 在两引物之间另合成一条寡核苷酸链(内部寡核苷酸)标记后做探针,与PCR产物杂交。此法既可作特异性鉴定,又可以提高检测PCR产物的灵敏度,还可知其分子量及条带形状,主要用于科研。

斑点杂交: 将PCR产物点在硝酸纤维素膜或尼膜薄膜上,再用内部寡核苷酸探针杂交,观察有无着色斑点,主要用于PCR产物特异性鉴定及变异分析。

核酸序列分析:是检测PCR产物特异性的最可靠方法。

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  • 牟芳
    牟芳 2025年02月08日

    我是氢时代的签约作者“牟芳”!

  • 牟芳
    牟芳 2025年02月08日

    希望本篇文章《简答题:对基因工程菌株的安全性进行分析》能对你有所帮助!

  • 牟芳
    牟芳 2025年02月08日

    本站[氢时代]内容主要涵盖:国足,欧洲杯,世界杯,篮球,欧冠,亚冠,英超,足球,综合体育

  • 牟芳
    牟芳 2025年02月08日

    本文概览:网上有关“简答题:对基因工程菌株的安全性进行分析”话题很是火热,小编也是针对简答题:对基因工程菌株的安全性进行分析寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临...

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