高中生物第一單元生物技術(shù)與生物工程第一章基因工程和蛋白質(zhì)工程微專題突破基因工程的操作工具與操作步驟總結(jié)學(xué)案中圖版選修3

1、微專題突破基因工程的操作工具與操作步驟總結(jié)1基因工程是分子水平上的生物工程，其原理是基因重組.2基因工程的基本工具是限制性內(nèi)切酶、dna連接酶和運(yùn)載體，其中前兩種工具是蛋白類的酶.3基因工程的基本操作程序主要包括四個(gè)步驟：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒定。其中，目的基因的獲取中構(gòu)建基因文庫實(shí)際上涉及基因工程的全過程。cdna 文庫只是部分基因文庫的一種,cdna文庫中的目的基因通過反轉(zhuǎn)錄法人工合成,無啟動(dòng)子和內(nèi)含子.pcr技術(shù)中解旋不用解旋酶.構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，一般用同種限制性內(nèi)切酶剪切目的基因和載體，再用dna連接酶連接。目的基因的檢測與鑒定

2、中有分子水平檢測和個(gè)體水平鑒定，其中檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞、是否轉(zhuǎn)錄出mrna、是否翻譯成蛋白質(zhì)都屬于分子水平檢測。1據(jù)圖所示，有關(guān)工具酶功能的敘述錯(cuò)誤的是（）a限制性內(nèi)切酶可以切斷a處bdna聚合酶可以連接a處c解旋酶可以使b處解開ddna連接酶可以連接c處【解析】限制性內(nèi)切酶切割dna分子時(shí)破壞的是dna鏈中的磷酸二酯鍵,如圖a處。dna聚合酶是將單個(gè)核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羥基上,形成磷酸二酯鍵，因此，dna聚合酶可以連接a處。解旋酶解開堿基對之間的氫鍵，即使b處解開。dna連接酶連接的是兩個(gè)相鄰的脫氧核苷酸的磷酸和脫氧核糖，形成磷酸二酯鍵，如a處,而圖示的c處連接的是同

3、一個(gè)脫氧核苷酸的磷酸和脫氧核糖?！敬鸢浮縟2利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá),可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品.下列選項(xiàng)中能說明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是()a棉花二倍體細(xì)胞中檢測到細(xì)菌的抗蟲基因b大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mrnac山羊乳腺細(xì)胞中檢測到人生長激素dna序列d酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白【解析】目的基因的表達(dá)是指在受體細(xì)胞中產(chǎn)生了目的基因所控制合成的蛋白質(zhì).在受體細(xì)胞中檢測到目的基因或其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物rna，并不能表明目的基因已經(jīng)成功表達(dá)?！敬鸢浮縟3目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性,只有通過鑒定和檢測才能知道。下列屬于目的基因檢測和鑒定的是（)檢測受體細(xì)胞

4、是否有目的基因檢測受體細(xì)胞是否有致病基因檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mrna檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)abcd【解析】目的基因的檢測包括：檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體dna上是否插入了目的基因，方法是用dna探針，使dna探針與基因組dna雜交；檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mrna，方法是用基因探針與mrna雜交；最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是進(jìn)行抗原抗體雜交。【答案】c4科學(xué)家已能運(yùn)用基因工程技術(shù)，讓羊合成并由乳腺分泌抗體，相關(guān)敘述中正確的是（)該技術(shù)將導(dǎo)致定向變異dna連接酶把目的基因與載體黏性末端的堿基對連接起來蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可為合成目的基因提供資料受精卵是理想的受體abcd【解析】基因

5、工程可將控制特定性狀的外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞，從而定向改造生物的性狀，而且操作過程不受親緣關(guān)系遠(yuǎn)近的制約，即克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙.在基因工程操作程序中，所用的dna連接酶連接的不是目的基因與載體黏性末端的堿基對,而是目的基因與載體的dna兩條鏈的骨架，即核苷酸與磷酸的連接,也就是說，dna連接酶只能催化斷開的dna雙鏈重新形成磷酸二酯鍵。由蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可推知相應(yīng)的mrna中核苷酸序列,進(jìn)而可推測相應(yīng)基因中核苷酸排序,從而可以用化學(xué)合成方法人工合成目的基因.轉(zhuǎn)基因羊的乳腺細(xì)胞及全身所有的組織細(xì)胞均來自受精卵的有絲分裂，遺傳物質(zhì)都與受精卵完全相同，而受精卵體積較大，操作較容易，也能保障發(fā)

6、育成的個(gè)體所有細(xì)胞都含有外源基因。【答案】b5已知sars是由一種rna病毒感染所引起的疾病。sars病毒表面的s蛋白是主要的病毒抗原，在sars病人康復(fù)后,其血清中有抗s蛋白的特異性抗體。某研究小組為了研制預(yù)防sars病毒的疫苗，開展了前期研究工作。其簡要的操作流程如下圖所示：（1)實(shí)驗(yàn)步驟所代表的反應(yīng)過程是_.（2）步驟構(gòu)建重組表達(dá)載體a和重組表達(dá)載體b必須使用限制性內(nèi)切酶和_酶,后者的作用是將限制性內(nèi)切酶切割的_和_連接起來.（3）如果省略步驟而將大量擴(kuò)增的s基因直接導(dǎo)入大腸桿菌,一般情況下,不能得到表達(dá)的s蛋白，其原因是s基因在大腸桿菌中不能_，也不能_。（4）為了檢驗(yàn)步驟所表達(dá)的s蛋

7、白是否與病毒s蛋白有相同的免疫反應(yīng)特性，可用_與_進(jìn)行抗原-抗體特異性反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，從而得出結(jié)論。（5）步驟和的結(jié)果相比,原核細(xì)胞表達(dá)的s蛋白與真核細(xì)胞表達(dá)的s蛋白的氨基酸序列_(填“相同”或“不相同),根據(jù)的原理是_.【解析】(1）以rna為模板合成dna的過程，稱之為逆轉(zhuǎn)錄。（2）利用同一種限制性內(nèi)切酶將目的基因和載體切割出相同的黏性末端，再用dna連接酶將目的基因（s基因)和載體進(jìn)行縫合，合成重組dna。（3)直接將s基因?qū)胧荏w細(xì)胞，s基因在宿主細(xì)胞內(nèi)不能復(fù)制，也不能表達(dá)，所以基因工程中一定要用載體。（4）一種抗原只能和一種抗體發(fā)生特異性的結(jié)合，所以用大腸桿菌中表達(dá)的s蛋白與sars康復(fù)病

8、人血清（含有抗體)進(jìn)行特異性反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，來進(jìn)行檢測基因工程表達(dá)的s蛋白和病毒s蛋白是否相同.(5)在研制疫苗過程中，和中所用的目的基因即s基因是相同的,轉(zhuǎn)錄的mrna是相同的，翻譯合成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列也相同。該題以研制sars病毒疫苗的過程為素材,考查基因工程的過程?！敬鸢浮?1）逆轉(zhuǎn)錄（2)dna連接載體s基因（3）復(fù)制合成s基因的mrna(4）大腸桿菌中表達(dá)的s蛋白sars康復(fù)病人血清(5)相同表達(dá)蛋白質(zhì)所用的基因相同6酵母菌的維生素、蛋白質(zhì)含量高，可生產(chǎn)食品和藥品等.科學(xué)家將大麥細(xì)胞的ltp1基因植入啤酒酵母菌中,獲得的啤酒酵母菌種可產(chǎn)生ltp1蛋白，并釀出泡沫豐富的啤酒.基本的操作過

9、程如下：（1）該技術(shù)定向改變了酵母菌的性狀，這在可遺傳變異的來源中屬于_。(2)從大麥細(xì)胞中可直接分離獲得ltp1基因，還可采用_方法獲得目的基因。本操作中為了將ltp1基因?qū)虢湍妇?xì)胞內(nèi)，所用的載體是_。（3)此操作中可以用分別含有青霉素、四環(huán)素的兩種選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，則有c進(jìn)入的酵母菌在選擇培養(yǎng)基上的生長情況是_。(4）除了看啤酒泡沫豐富與否外，還可以怎樣檢測ltp1基因在啤酒酵母菌中的表達(dá)？_.【解析】(1）基因重組一般是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合。題目中將大麥的ltp1基因重組入啤酒酵母菌中，也屬于基因重組。（2)獲得目的基因有兩條途徑:一是用“鳥

10、槍法”直接分離獲得目的基因，一種是用人工合成的方法獲得目的基因?；蚬こ讨谐Ｓ玫妮d體是質(zhì)粒。(3）重組質(zhì)粒中含有抗青霉素基因，如果成功導(dǎo)入受體細(xì)胞，有c進(jìn)入的酵母菌在有青霉素的培養(yǎng)基上能存活，但不能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上存活。（4)目的基因是否表達(dá)，可以通過檢測特定的性狀或者目的基因是否合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行確定。【答案】(1）基因重組(2）人工合成質(zhì)粒（3）在含有青霉素的培養(yǎng)基上能存活，但不能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上存活（4）檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因啤酒酵母菌能否產(chǎn)生ltp1蛋白尊敬的讀者：本文由我和我的同事在百忙中收集整編出來，本文稿在發(fā)布之前我們對內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對，但是難免會(huì)有不盡如人意之處，如有疏漏之處

11、請指正，希望本文能為您解開疑惑,引發(fā)思考。文中部分文字受到網(wǎng)友的關(guān)懷和支持，在此表示感謝！在往后的日子希望與大家共同進(jìn)步，成長。this article is collected and compiled by my colleagues and i in our busy schedule. we proofread the content carefully before the release of this article, but it is inevitable that there will be some unsatisfactory points. if there are omissions, please correct them. i hope this