高中生物 1基因蛋白質(zhì)工程導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3

1、基因、蛋白質(zhì)工程1.應(yīng)用生物工程技術(shù)可獲得人們需要的生物新品種或新產(chǎn)品。請據(jù)圖回答下列問題。(1)要獲得抗蟲基因，可采用_等方法，基因工程的核心是_。(2)如果要獲得一只含目的基因的小鼠，則選擇的受體細胞通常是_，原因是_。若用大腸桿菌儲存目的基因，則需先將其處理為_細胞。(3)在培育轉(zhuǎn)人生長激素基因牛的過程中，過程需要的工具酶是_（1分），過程常用的方法是_。(4)轉(zhuǎn)人生長激素基因?？赏ㄟ^分泌的乳汁來生產(chǎn)人生長激素，在基因表達載體中，人生長激素基因的首端必須含有_。2.下圖為利用生物技術(shù)獲得生物新品種的過程示意圖。據(jù)圖回答：（1）在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanr)常作為標

2、記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。乙圖為獲得抗蟲棉技術(shù)的流程。A過程需要的酶有_、_。圖中將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞采用的方法是_。C過程的培養(yǎng)基除含有必要營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外，還必須加入_。（2）離體棉花葉片組織經(jīng)C、D、E成功地培育出了轉(zhuǎn)基因抗蟲植株，此過程涉及的細胞工程技術(shù)是_ ，該技術(shù)的原理是_。（3）檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA的具體方法是使用_ _。（4）科學(xué)家將植物細胞培養(yǎng)到_，包上人工種皮，制成了神奇的人工種子，以便更好地大面積推廣培養(yǎng)。3.中國科學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出了高品質(zhì)的奶牛，其牛奶中-3脂肪酸的含量很高，這種物質(zhì)有利于人體心臟健康。

3、請回答與此轉(zhuǎn)基因奶牛培育過程中的相關(guān)問題：（1）基因工程的核心步驟是_，其中_位于基因的首端，是_識別和結(jié)合的部位。將目的基因?qū)胧芫训淖畛Ｓ梅椒ㄊ莀。（2）通常用激素處理代孕母奶牛和供體母奶牛，使其生理條件達到同步，稱為_處理。配種或人工授精后，用特殊的裝置把供體母奶牛子宮內(nèi)的胚胎沖洗出來，稱為_。（3）早期胚胎培養(yǎng)的培養(yǎng)液中除了各種無機鹽、有機鹽、維生素、氨基酸、核苷酸等營養(yǎng)成分外，還需要添加激素和_。胚胎發(fā)育到_(1分)或囊胚階段即可移植。4.普通番茄細胞中含多聚半乳糖醛酸酶基因(用A表示)，控制細胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細胞壁，使番茄易軟化，不耐儲藏?？苟嗑郯肴樘侨┧崦富?/p>

4、可以使番茄不再產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶，從而使番茄長時間抗軟化，容易儲存和運輸。下圖是通過基因工程培育抗軟化、耐儲藏番茄的過程及原理。請分析回答下列問題：(1)普通番茄(AA)也可以通過育種的方法，最終獲得基因型為aa(不能合成多聚半乳糖醛酸酶)的抗軟化、耐儲藏的番茄。(2)利用基因工程將目的基因?qū)胫参锛毎?，目前采用最多的方法是，該方法中用到的目的基因表達載體是 ，目的基因需插入該基因表達載體的 上。(3)將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)敕鸭毎枰墓ぞ呙赣?(4)圖1中獲得導(dǎo)入抗多聚半乳糖醛酸酶基因的番茄細胞，需要經(jīng)過 技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因番茄，這個過程需要在 條件下進行，細胞先經(jīng)脫分化形成 ，再形

5、成叢芽和根。(5)根據(jù)圖2分析抗多聚半乳糖醛酸酶基因能使番茄抗軟化的原理是兩個基因分別轉(zhuǎn)錄出的mRNA ，從而阻斷了 過程。5.蛋白質(zhì)工程被稱為“第二代基因工程”，目前已成為研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的重要手段。如圖為蛋白質(zhì)工程的流程圖(自右向左)，請據(jù)圖回答以下問題：(1)與基因工程相比較，蛋白質(zhì)工程產(chǎn)物具備的特點是 。(2)圖中的步驟和分別為 、分子設(shè)計。(3)由圖可知，要改造蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，最終是通過改造基因來實現(xiàn)的，請說明原因： 。(4) 從以上流程圖可以看出，蛋白質(zhì)工程是以 為基礎(chǔ)延伸出來的包含多學(xué)科的綜合科技工程領(lǐng)域。6.下圖為利用基因工程培育花卉的過程(字母代表相應(yīng)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，數(shù)字代表過

6、程或方法)。請回答：(1)花卉基因工程可細分為花色基因工程、花形基因工程、香味基因工程等，不同的基因工程所需要獲取的 不同。(2)基因工程中最常用的載體是 ，另外還有 、動植物病毒等。整合了目的基因的重組質(zhì)粒，在組成上還含有啟動子、終止子和 等。(3)過程常用的方法是 ，檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，需要采用 技術(shù)。(4)外植體一般從受體植物的形成層處獲取，原因是這部分細胞 。由外植體培養(yǎng)為轉(zhuǎn)基因植株的、過程分別為 ，該過程的理論基礎(chǔ)是 。7.植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關(guān)，若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性?；卮鹣?/p>

7、列問題：(1)理論上，基因組文庫含有生物的基因；而cDNA文庫含有生物的基因。(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中 出所需的耐旱基因。(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物的體細胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應(yīng)檢測此再生植株中該基因的，如果檢測結(jié)果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為31時，則可推測該耐旱基因整合到了。(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)8.為探究SHH基因與角化囊腫發(fā)生的相關(guān)

8、性，科研人員利用SHH基因的非模板鏈轉(zhuǎn)錄合成RNA作為探針，進行分子雜交實驗，以檢測SHH基因在角化囊腫中的表達情況。其基本流程如下圖：(Amp表示氨芐青霉素抗性基因；LacZ基因被SHH基因插入后不表達)請回答：(1)重組載體中SHH基因轉(zhuǎn)錄合成RNA探針時，(需要/不需要)啟動子。(2)步驟中，用Ca2+處理大腸桿菌，使之成為細胞，然后導(dǎo)入重組載體。實驗中，用添加氨芐青霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，未導(dǎo)入質(zhì)粒的細菌將會死亡，原因是這些細菌不含有基因。(3)能表達LacZ基因的大腸桿菌在含有IPTG和X-gal的培養(yǎng)基上會形成藍色菌落，易于識別。根據(jù)上述原理可以初步判斷 (藍色/白色)菌落中的大

9、腸桿菌為重組菌。(4)將制備的探針加入角化囊腫切片中，探針將與 形成雜交帶，進而判斷SHH基因的轉(zhuǎn)錄情況。9.請回答有關(guān)下圖的問題。(1)圖中所示的生物工程為_ _。該工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過對基因的_ _，對現(xiàn)有的基因進行改造，或制造出一種新的_ _，以滿足人類生活的需求。(2)圖中序號所示過程叫作_ _，該過程遵循的堿基互補配對原則不同于翻譯過程的是_ _(請將模板堿基寫在前)。(3)若大量擴增目的基因，則用的是_ _(寫出全稱)技術(shù)，該過程需要的聚合酶的特點是_ _。(4)若預(yù)期蛋白質(zhì)欲通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)，則構(gòu)建基因表達載體時，在基因的首端必須

10、有_ _；且在圖中過程之前，要對精子進行篩選，保留含_ _性染色體的精子。10.(2013全國課標卷，40)閱讀如下材料：資料甲科學(xué)家將牛生長激素基因?qū)胄∈笫芫阎校玫搅梭w型巨大的“超級小鼠”；科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出轉(zhuǎn)基因煙草。資料乙T4溶菌酶在溫度較高時易失去活性?？茖W(xué)家對編碼T4溶菌酶的基因進行了改造，使其表達的T4溶菌酶第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?，在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了一個二硫鍵，提高了T4溶菌酶的耐熱性。資料丙兔甲和兔乙是同一物種的兩個雌性個體，科學(xué)家將兔甲受精卵發(fā)育成的胚胎移植到兔乙體內(nèi)，成功產(chǎn)出兔甲的后代，證實了同一物種的胚胎可在不同個體的體內(nèi)發(fā)育。

11、回答下列問題：(1)資料甲屬于基因工程的范疇。將基因表達載體導(dǎo)入小鼠的受精卵中常用_法。構(gòu)建基因表達載體常用的工具酶是_和_。在培育有些轉(zhuǎn)基因植物時，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌的作用是_。(2)資料乙中的技術(shù)屬于_工程的范疇。該工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對_進行改造，或制造一種_的技術(shù)。在該實例中，引起T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)改變的原因是組成該酶肽鏈的_序列發(fā)生了改變。(3)資料丙屬于胚胎工程的范疇。胚胎移植是指將獲得的早期胚胎移植到_種的、生理狀態(tài)相同的另一個雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育成新個體的技術(shù)。在資料丙的實例中，兔甲稱為_體，兔乙稱為_體。11.HIV屬于逆轉(zhuǎn)

12、錄病毒，是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉栴}：（1）用基因工程方法制備HIV的某蛋白（目的蛋白）時，可先提取HIV中的 ，以其作為模板，在 的作用下合成 。獲取該目的蛋白的基因，構(gòu)建重組表達載體，隨后導(dǎo)入受體細胞。（2）從受體細胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機體后，刺激機體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是 。該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是 。（3）已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分 細胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。（4）人的免疫系統(tǒng)有 癌細胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能

13、缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤。12.根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：(1)限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有 和 。(2)質(zhì)粒運載體用EcoRI切割后產(chǎn)生的片段如圖：AATTCG GCTTAA為使運載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcoRI切割外，還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點是 。(3)按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即 DNA連接酶和 DNA連接酶。(4)反轉(zhuǎn)錄的模板是 ，產(chǎn)物是 。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用 技術(shù)。(5)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細胞，原因是 。13

14、.家蠶細胞具有高效表達外源基因能力。將人干擾素基因?qū)爰倚Q細胞并大規(guī)模培養(yǎng)，可以提取干擾素用于制藥。（1）進行轉(zhuǎn)基因操作前，需用_酶短時處理幼蠶組織，以便獲得單個細胞。（2）為使干擾素基因在家蠶細胞中高效表達，需要把來自cDNA文庫的干擾素基因片段正確插入表達載體的_和_之間；若要檢測干擾素基因在家蠶細胞中是否表達，可以采用的方法有、。（3）通過PCR技術(shù)可大量獲取目的基因。PCR反應(yīng)體系主要包括：擴增緩沖液（含Mg2+）、水，4種脫氧核糖苷酸、模板DNA、_和_。（4）培養(yǎng)家蠶細胞時，貼壁生長的細胞會產(chǎn)生接觸抑制。通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反應(yīng)器中，這樣可以_，增加培養(yǎng)的細胞數(shù)量，也有

15、利于空氣交換。14.2008年諾貝爾化學(xué)獎授予了三位在研究綠色熒光蛋白（GFP）方面做出突出貢獻的科學(xué)家。綠色熒光蛋白能在藍光或紫外光的激發(fā)下發(fā)出熒光，這樣借助GFP發(fā)出的熒光就可以跟蹤蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)部的移動情況，幫助推斷蛋白質(zhì)的功能。下圖為我國首例綠色熒光蛋白（GFP）轉(zhuǎn)基因克隆豬的培育過程示意圖，據(jù)圖回答：注：圖中通過過程、形成重組質(zhì)粒，需要限制性內(nèi)切酶切取目的基因、切割質(zhì)粒。限制性內(nèi)切酶的識別序列和切點是GGATCC，限制性內(nèi)切酶的識別序列和切點是GATC。在質(zhì)粒上有酶的一個切點，在目的基因的兩側(cè)各有1個酶的切點。（1）在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連

16、接起來 ，理由是： 。（2）過程將重組質(zhì)粒導(dǎo)入豬胎兒成纖維細胞時，采用最多的方法是 。（3）如果將切取的GFP基因與抑制小豬抗原表達的基因一起構(gòu)建到載體上，GFP基因可以作為基因表達載體上的標記基因，其作用是 。獲得的轉(zhuǎn)基因克隆豬，可以解決的醫(yī)學(xué)難題是，可以避免 。（4）目前科學(xué)家們通過蛋白質(zhì)工程制造出了藍色熒光蛋白，黃色熒光蛋白等，采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)制造出藍色熒光蛋白過程的正確順序是： （用數(shù)字表示）。推測藍色熒光蛋白的氨基酸序列和基因的核苷酸藍色熒光蛋白的功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計序列藍色熒光蛋白基因的修飾（合成）表達出藍色熒光蛋白。15.一種重癥聯(lián)合免疫缺陷?。ê喎QSCID），這種患者缺乏正常的人體免疫功能，只要稍被細菌或病毒感染，就會發(fā)病死亡。經(jīng)研究證實，SCID病人細胞的一個常染色體上編碼腺苷酸脫氨酶（簡稱ADA）的基因ada發(fā)生了突變。目前，人們已經(jīng)找