基因工程(一輪復(fù)習(xí))課件

基因工程[最新考綱]

1.基因工程的誕生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù)Ⅱ)。3.基因工程的應(yīng)用(Ⅱ)。4.蛋白質(zhì)工程(Ⅰ)。5.實(shí)驗(yàn)：DNA的粗提取與鑒定?；蚬こ蘙最新考綱]考點(diǎn)一基因工程的基本工具及操作過(guò)程1.基因工程的基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)①來(lái)源：主要從

生物中分離純化而來(lái)。②作用：識(shí)別

并切開(kāi)特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的

。③結(jié)果：產(chǎn)生

或平末端。原核特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵黏性末端考點(diǎn)一基因工程的基本工具及操作過(guò)程1.基因工程的基本工具(如下圖所示，EcoRⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列是

，切割位點(diǎn)在

之間；SmaⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列是

，切割位點(diǎn)在

之間；說(shuō)明限制酶具有

。GAATTCG和ACCCGGGG和C專一性如下圖所示，EcoRⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列是 ，(2)DNA連接酶①作用：將限制酶切割下來(lái)的DNA片段

。②類型拼接成DNA分子大腸桿菌黏性末端黏性末端和平末端磷酸二酯鍵(2)DNA連接酶拼接成DNA分子大腸桿菌黏性末端黏性末端和(3)載體②其他載體：λ噬菌體衍生物、

等。③載體的作用：攜帶外源DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞。雙鏈環(huán)狀DNA分子限制酶切割位點(diǎn)標(biāo)記基因動(dòng)植物病毒(3)載體②其他載體：λ噬菌體衍生物、 等。雙鏈環(huán)狀DN(1)基因工程2種工具酶的化學(xué)本質(zhì)分別是什么？運(yùn)載體的種類有哪些？提示限制酶、DNA連接酶其化學(xué)本質(zhì)均為蛋白質(zhì)。運(yùn)載體的種類有質(zhì)粒(常用)、λ噬菌體衍生物、動(dòng)植物病毒等。(1)基因工程2種工具酶的化學(xué)本質(zhì)分別是什么？運(yùn)載體的種類有(2)限制酶為何不切割自身DNA?提示限制酶具有特異性，即一種限制酶只能識(shí)別特定的堿基序列，并在特定的位點(diǎn)上進(jìn)行切割；限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾。(2)限制酶為何不切割自身DNA?基因工程(一輪復(fù)習(xí))課件提示適合的質(zhì)粒是①。由圖可知，質(zhì)粒②上無(wú)標(biāo)記基因，不適合作為載體；質(zhì)粒③和④的標(biāo)記基因上都有限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)，使用該酶后將會(huì)導(dǎo)致標(biāo)記基因遭破壞，故均不宜選作載體。提示適合的質(zhì)粒是①。由圖可知，質(zhì)粒②上無(wú)標(biāo)記基因，不適合作2.基因工程的基本操作程序(1)目的基因的獲?、倌康幕颍褐饕?/p>

的基因，也可以是一些具

作用的因子。編碼蛋白質(zhì)調(diào)控基因文庫(kù)mRNA反轉(zhuǎn)錄DNA合成儀2.基因工程的基本操作程序(1)目的基因的獲取編碼蛋白質(zhì)調(diào)控(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心①目的：使目的基因

，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。②基因表達(dá)載體的組成在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄目的基因(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存③構(gòu)建過(guò)程(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞受體細(xì)胞種類不同，導(dǎo)入方法不同同種限制酶DNA連接③構(gòu)建過(guò)程(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞同種限制酶DNA連接農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法轉(zhuǎn)化法受精卵農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法轉(zhuǎn)化法受精卵(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定1.下列物質(zhì)或過(guò)程哪一項(xiàng)不影響磷酸二酯鍵數(shù)目變化？請(qǐng)逐項(xiàng)分析說(shuō)明。①RNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、Taq酶②DNA聚合酶、DNA連接酶、DNA酶③遺傳信息的翻譯、PCR中DNA解鏈④cDNA文庫(kù)的構(gòu)建、基因突變過(guò)程提示③

RNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶和Taq酶的作用都會(huì)導(dǎo)致磷酸二酯鍵的數(shù)量增加，DNA聚合酶和DNA連接酶的作用都會(huì)導(dǎo)致磷酸二酯鍵的數(shù)量增加，而DNA酶的作用會(huì)導(dǎo)致磷酸二酯鍵的數(shù)量減小，遺傳信息的翻譯會(huì)增加肽鍵的數(shù)目，PCR中DNA解鏈會(huì)減少氫鍵的數(shù)目，這兩個(gè)過(guò)程都不會(huì)影響磷酸二酯鍵的數(shù)目，cDNA文庫(kù)的構(gòu)建需要使用逆轉(zhuǎn)錄酶，這會(huì)導(dǎo)致磷酸二酯鍵數(shù)目增加，基因突變是指基因中堿基對(duì)的增添、缺失和替換，其中增添和缺失會(huì)導(dǎo)致磷酸二酯鍵數(shù)目改變。1.下列物質(zhì)或過(guò)程哪一項(xiàng)不影響磷酸二酯鍵數(shù)目變化？請(qǐng)逐項(xiàng)分析2.(教材P4“尋根問(wèn)底”改編)根據(jù)你所掌握的知識(shí)，你能分析出限制酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？提示原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善的防御機(jī)制，以防止外來(lái)病原物的侵害。限制酶就是細(xì)菌的一種防御性工具，當(dāng)外源DNA侵入時(shí)，會(huì)利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA使之失效，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的。2.(教材P4“尋根問(wèn)底”改編)根據(jù)你所掌握的知識(shí)，你能分析3.(教材P6“旁欄思考題”解答)想一想，具備什么條件才能充當(dāng)“分子運(yùn)輸車”？提示能自我復(fù)制、有一個(gè)或多個(gè)切割位點(diǎn)、有標(biāo)記基因及對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害等。3.(教材P6“旁欄思考題”解答)想一想，具備什么條件才能充1.(2016·全國(guó)課標(biāo)卷Ⅰ，40)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后，與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉?wèn)題：1.(2016·全國(guó)課標(biāo)卷Ⅰ，40)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有________(答出兩點(diǎn)即可)，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有____(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是______________；并且________和________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是_____________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有________的固體培養(yǎng)基。(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來(lái)自于____________________________________。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿解析(1)作為運(yùn)載體必須具備如下特點(diǎn)：①能自主復(fù)制，從而在受體細(xì)胞中穩(wěn)定保存；②含標(biāo)記基因，以供重組DNA的鑒定和選擇；③具1或多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)以便外源DNA插入。(2)在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，只有具有Ampr的大腸桿菌才能夠生長(zhǎng)。而Ampr位于質(zhì)粒上，故未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌細(xì)胞中無(wú)Ampr，故不能在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，而僅含有質(zhì)粒載體的和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌均具有Ampr因而能在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。目的基因的插入破壞了質(zhì)粒載體的Tetr，故含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌不能在含有四環(huán)素的平板上生長(zhǎng)，從而與僅含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌得以區(qū)分。(3)噬菌體是病毒，無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，無(wú)法自主合成DNA，需借助宿主細(xì)胞完成DNA復(fù)制。解析(1)作為運(yùn)載體必須具備如下特點(diǎn)：①能自主復(fù)制，從而在答案(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)四環(huán)素(3)受體細(xì)胞答案(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因2.如圖為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法示意圖。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)圖中①過(guò)程用到的工具酶的特點(diǎn)是________________(2)圖中②過(guò)程用到的工具酶是____________，該過(guò)程是基因工程最核心的步驟，即____________。2.如圖為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法示意圖。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)圖中①過(guò)(3)圖中③過(guò)程，需使用________溶液處理農(nóng)桿菌使其成為感受態(tài)。(4)圖中④過(guò)程的原理是____________。(5)檢測(cè)基因工程是否成功。首先，應(yīng)檢測(cè)_________________，這是目的基因能否在真核細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵；其次，利用____________法檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA；最后，利用____________法檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。答案

(1)能識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列并且在特定位點(diǎn)切開(kāi)DNA分子(2)DNA連接酶基因表達(dá)載體的構(gòu)建(3)氯化鈣(4)植物細(xì)胞的全能性(5)轉(zhuǎn)基因生物的染色體上是否插入目的基因分子雜交抗原—抗體雜交(3)圖中③過(guò)程，需使用________溶液處理農(nóng)桿菌使其成(1)詮釋基因組文庫(kù)與部分基因文庫(kù)(1)詮釋基因組文庫(kù)與部分基因文庫(kù)(2)詮釋PCR技術(shù)①原理：體外DNA復(fù)制②需要條件：模板DNA、引物、四種脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)③過(guò)程：DNA受熱(90～95℃)變性解旋為單鏈、冷卻(55～60℃)后RNA引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合，然后在DNA聚合酶作用下延伸(70～75℃)合成互補(bǔ)鏈。(2)詮釋PCR技術(shù)(3)詮釋基因表達(dá)載體(3)詮釋基因表達(dá)載體(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理植物受損傷時(shí)傷口處分泌物可吸引農(nóng)桿菌→農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上的T－DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體DNA上(若將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T－DNA上，則目的基因?qū)⒈灰黄饚?(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理考點(diǎn)二基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程1.基因工程的應(yīng)用(1)動(dòng)物基因工程：用于提高動(dòng)物

從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量；用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)

；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的

等。(2)植物基因工程：培育

轉(zhuǎn)基因植物(如抗蟲(chóng)棉)、______轉(zhuǎn)基因植物(如轉(zhuǎn)基因煙草)和

轉(zhuǎn)基因植物(如抗寒番茄)；利用轉(zhuǎn)基因改良植物的

(如新花色矮牽牛)。生長(zhǎng)速度藥物供體抗蟲(chóng)抗病抗逆品質(zhì)考點(diǎn)二基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程1.基因工程的應(yīng)用(1)動(dòng)(3)比較基因治療與基因診斷：基因表達(dá)正?；驂A基互補(bǔ)配對(duì)DNA探針(3)比較基因治療與基因診斷：基因表達(dá)正常基因堿基互補(bǔ)配對(duì)D2.蛋白質(zhì)工程(1)概念理解①基礎(chǔ)：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。②操作：

或基因合成。③結(jié)果：

現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出

。④目的：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)

進(jìn)行分子設(shè)計(jì)?；蛐揎椄脑炝诵碌牡鞍踪|(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)2.蛋白質(zhì)工程(1)概念理解基因修飾改造了新的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)(2)操作過(guò)程從預(yù)期的蛋白質(zhì)

出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的

→推測(cè)應(yīng)有的

→找到相對(duì)應(yīng)的

(基因)→基因表達(dá)→產(chǎn)生需要的蛋白質(zhì)。其流程圖如下：功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列(2)操作過(guò)程功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列1.蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同？提示基因工程是遵循中心法則，從DNA→mRNA→蛋白質(zhì)→折疊產(chǎn)生功能，基本上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進(jìn)行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級(jí)結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列。1.蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同？提示2.(教材P26旁欄思考題解答)對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過(guò)對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)？提示毫無(wú)疑問(wèn)應(yīng)該從對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下：(1)任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過(guò)的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過(guò)的蛋白質(zhì)分子還是無(wú)法遺傳的。(2)對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。2.(教材P26旁欄思考題解答)對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為1.(2015·全國(guó)卷Ⅱ，40)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，由305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列問(wèn)題：(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的________________進(jìn)行改造。1.(2015·全國(guó)卷Ⅱ，40)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾________基因或合成________基因，所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的，中心法則的全部?jī)?nèi)容包括________________________________的復(fù)制；以及遺傳信息在不同分子之間的流動(dòng)，即：______________________________________________________________。(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過(guò)___________________________________和____________________，進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)合成蛋白質(zhì)的生物________進(jìn)行鑒定。答案

(1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))

(2)P

P1

DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))

DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)

(3)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列功能(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾_____2.科學(xué)工作者將抗蟲(chóng)毒蛋白基因通過(guò)載體轉(zhuǎn)入棉花細(xì)胞，對(duì)抵抗棉鈴蟲(chóng)有很好的作用。請(qǐng)回答與該抗蟲(chóng)棉培育有關(guān)的問(wèn)題。(1)抗蟲(chóng)毒蛋白基因是從蘇云金芽孢桿菌中獲得的，獲得該基因需要使用的酶是____________，該酶作用的化學(xué)鍵是________。(2)將含有抗蟲(chóng)毒蛋白基因的基因表達(dá)載體導(dǎo)入棉花體細(xì)胞中的常用方法是____________；要將已經(jīng)成功接收基因表達(dá)載體的棉花體細(xì)胞培育成一個(gè)新的植株需要用到的生物技術(shù)是________。2.科學(xué)工作者將抗蟲(chóng)毒蛋白基因通過(guò)載體轉(zhuǎn)入棉花細(xì)胞，對(duì)抵抗棉(3)在研制抗蟲(chóng)棉的過(guò)程中，利用標(biāo)記基因可以快速檢測(cè)基因表達(dá)載體是否導(dǎo)入棉花細(xì)胞，然而，即使基因表達(dá)載體已經(jīng)導(dǎo)入棉花細(xì)胞，也不能確定轉(zhuǎn)基因過(guò)程已經(jīng)取得成功。因此，在該項(xiàng)工程的最后階段，需要做一系列檢測(cè)。例如，用放射性同位素標(biāo)記的____________作探針，可以分別檢測(cè)棉花細(xì)胞中是否有________；向棉花細(xì)胞的勻漿中加入特定的________，可以檢測(cè)棉花細(xì)胞中是否能夠產(chǎn)生抗蟲(chóng)毒蛋白。(4)我國(guó)西北的一些地區(qū)年降雨量很小，只適宜種植少數(shù)的草本植物，但卻被硬性規(guī)定種植轉(zhuǎn)基因的抗蟲(chóng)棉，結(jié)果造成減產(chǎn)。這個(gè)案例主要違背了生態(tài)工程的________原理。(3)在研制抗蟲(chóng)棉的過(guò)程中，利用標(biāo)記基因可以快速檢測(cè)基因表達(dá)答案

(1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)磷酸二酯鍵(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法植物組織培養(yǎng)(3)含有目的基因的DNA片段目的基因和由目的基因轉(zhuǎn)錄而來(lái)的mRNA抗體(4)協(xié)調(diào)與平衡答案(1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)磷酸二酯鍵(2)農(nóng)蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較考點(diǎn)三PCR技術(shù)與DNA的粗提取與鑒定1.PCR技術(shù)(1)PCR原理：

原理，即：DNA復(fù)制冷卻考點(diǎn)三PCR技術(shù)與DNA的粗提取與鑒定1.PCR技術(shù)(1)(2)PCR反應(yīng)過(guò)程變性90℃50℃堿基互補(bǔ)配對(duì)延伸TaqDNA聚合酶(2)PCR反應(yīng)過(guò)程變性90℃50℃堿基互補(bǔ)配對(duì)延伸Ta(3)結(jié)果：

上述三步反應(yīng)完成后，一個(gè)DNA分子就變成了

個(gè)DNA分子

，隨著重復(fù)次數(shù)的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反應(yīng)過(guò)程都是在

中完成的。兩PCR擴(kuò)增儀(3)結(jié)果：上述三步反應(yīng)完成后，一個(gè)DNA分子就變成了 個(gè)2.DNA的粗提取與鑒定(1)實(shí)驗(yàn)原理0.14NaCl二苯胺試劑2.DNA的粗提取與鑒定(1)實(shí)驗(yàn)原理0.14NaCl二苯胺(2)操作流程DNA蒸餾水(2)操作流程DNA蒸餾水不同濃度NaCl溶液酒精藍(lán)色不同濃度NaCl溶液酒精藍(lán)色(1)為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂？提示蒸餾水對(duì)于雞血細(xì)胞來(lái)說(shuō)是一種低滲液體，水分可以大量進(jìn)入血細(xì)胞內(nèi)，使血細(xì)胞破裂，再加上攪拌的機(jī)械作用，就加速了雞血細(xì)胞的破裂(細(xì)胞膜和核膜的破裂)，從而釋放出DNA。(1)為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂？(2)若用植物細(xì)胞提取DNA需加入洗滌劑和食鹽，其作用是什么？提示洗滌劑是一些離子去污劑，能溶解細(xì)胞膜，有利于DNA的釋放；食鹽的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。(3)為什么反復(fù)地溶解與析出DNA，能夠去除雜質(zhì)？提示用高鹽濃度的溶液溶解DNA，能除去在高鹽中不能溶解的雜質(zhì)；用低鹽濃度使DNA析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)。因此，通過(guò)反復(fù)溶解與析出DNA，就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質(zhì)。(2)若用植物細(xì)胞提取DNA需加入洗滌劑和食鹽，其作用是什么1.(2015·廣東卷，3)關(guān)于DNA的實(shí)驗(yàn)，敘述正確的是(

)A.用兔的成熟紅細(xì)胞可提取DNAB.PCR的每個(gè)循環(huán)一般依次經(jīng)過(guò)變性—延伸—復(fù)性三步C.DNA溶液與二苯胺試劑混合，沸水浴后生成藍(lán)色產(chǎn)物D.用甲基綠對(duì)人的口腔上皮細(xì)胞染色，細(xì)胞核呈綠色，細(xì)胞質(zhì)呈紅色1.(2015·廣東卷，3)關(guān)于DNA的實(shí)驗(yàn)，敘述正確的是(解析

DNA的粗提取和提純，所用原料一般是雞血或者菜花，不能使用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，因?yàn)槠渲胁缓?xì)胞核和細(xì)胞器，極難提取到DNA，A不正確；PCR又稱多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，每個(gè)循環(huán)包括高溫變性－低溫復(fù)性－中溫延伸三個(gè)步驟，而且順序不能顛倒，B錯(cuò)誤；在沸水浴的條件下，DNA與二苯胺反應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色，因此，二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑，C正確；甲基綠染液只能染DNA成綠色，細(xì)胞核中含有大量DNA分子，故用甲基綠對(duì)人的口腔上皮細(xì)胞染色，細(xì)胞核呈綠色，用甲基綠無(wú)法對(duì)細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行染色，D錯(cuò)誤。答案

C解析DNA的粗提取和提純，所用原料一般是雞血或者菜花，不能2.PCR技術(shù)是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室里的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA的半保留復(fù)制，在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制(如圖所示)，在很短的時(shí)間內(nèi)，將DNA擴(kuò)增幾百萬(wàn)倍甚至幾十億倍，使實(shí)驗(yàn)室所需要的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。(1)PCR的全稱是________，94℃高溫使DNA雙鏈打開(kāi)，這一步是打開(kāi)________鍵，稱為_(kāi)_______。而這一過(guò)程在細(xì)胞內(nèi)是通過(guò)________酶實(shí)現(xiàn)的。2.PCR技術(shù)是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室里的一種常規(guī)手段，其原理是利(2)當(dāng)溫度降低時(shí)，引物與模板________端結(jié)合，在________的作用下，引物沿模板延伸，此過(guò)程中原料是________，遵循的原則是________。(3)PCR技術(shù)的必要條件除模板、原料、ATP、酶以外，至少還需要三個(gè)條件，即液體環(huán)境、適宜的________和________，前者由PCR儀自動(dòng)調(diào)控，后者則靠________來(lái)維持。(4)DNA的復(fù)制需要引物，其主要原因是___________________。引物的實(shí)質(zhì)是________，若將1個(gè)DNA分子拷貝10次，則需要在緩沖溶液中至少加入________個(gè)引物。(2)當(dāng)溫度降低時(shí)，引物與模板________端結(jié)合，在__解析打開(kāi)DNA雙鏈需破壞堿基對(duì)間的氫鍵；引物的游離端為5′端，即合成DNA時(shí)從新鏈的5′→3′端延伸，故引物需與模板的3′端結(jié)合；PCR所用液體環(huán)境需保障適宜的溫度和pH，其pH可借助緩沖液維持；DNA復(fù)制不能從頭開(kāi)始，故必須提供引物。在DNA分子擴(kuò)增時(shí)，需要2種引物，由于新合成的鏈都需要引物作為復(fù)制的起點(diǎn)，故所需的引物數(shù)目等于新合成的DNA鏈的數(shù)目，即2×210－2＝211－2。答案(1)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)氫變性解旋(2)3′熱穩(wěn)定DNA聚合酶四種脫氧核苷酸堿基互補(bǔ)配對(duì)(3)溫度pH緩沖液(4)DNA的復(fù)制不能從頭開(kāi)始，DNA聚合酶只能從引物的3′端延伸DNA鏈單鏈RNA或者單鏈DNA分子211－2解析打開(kāi)DNA雙鏈需破壞堿基對(duì)間的氫鍵；引物的游離端為5′1.生物體內(nèi)DNA復(fù)制與PCR反應(yīng)的區(qū)別1.生物體內(nèi)DNA復(fù)制與PCR反應(yīng)的區(qū)別基因工程(一輪復(fù)習(xí))課件2.DNA的粗提取與鑒定中的“234”2.DNA的粗提取與鑒定中的“234”易錯(cuò)·防范清零[易錯(cuò)清零]易錯(cuò)點(diǎn)1誤認(rèn)為目的基因的插入是“隨機(jī)”的點(diǎn)撥目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的：基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入到啟動(dòng)子與終止子之間的部位，若目的基因插入到啟動(dòng)子內(nèi)部，啟動(dòng)子將失去原功能。易錯(cuò)·防范清零[易錯(cuò)清零]易錯(cuò)點(diǎn)1誤認(rèn)為目的基因的插入是“易錯(cuò)點(diǎn)2混淆啟動(dòng)子與起始密碼子，終止子與終止密碼子，不明確標(biāo)記基因的作用點(diǎn)撥啟動(dòng)子≠起始密碼子，終止子≠終止密碼子(1)啟動(dòng)子：一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端。它是RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合的部位。(2)終止子：一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端。作用是使轉(zhuǎn)錄過(guò)程停止。(3)起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上，分別控制翻譯過(guò)程的啟動(dòng)和終止。(4)標(biāo)記基因：一般為抗生素抗性基因或熒光基因等，其作用是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因(目的基因是否導(dǎo)入成功)，從而將含目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)。易錯(cuò)點(diǎn)2混淆啟動(dòng)子與起始密碼子，終止子與終止密碼子，不明確易錯(cuò)點(diǎn)3誤認(rèn)為切取目的基因與切取載體時(shí)“只能”使用“同一種酶”點(diǎn)撥

(1)在獲取目的基因和切割載體時(shí)通常用同種限制酶，以獲得相同的黏性末端。但如果用兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端相同時(shí)，在DNA連接酶的作用下目的基因與載體也可以連接起來(lái)。(2)為了防止載體或目的基因的黏性末端自己連接即所謂“環(huán)化”可用不同的限制酶分別處理目的基因和載體，使目的基因兩側(cè)及載體上具有兩個(gè)不同的黏性末端。易錯(cuò)點(diǎn)3誤認(rèn)為切取目的基因與切取載體時(shí)“只能”使用“同一種易錯(cuò)點(diǎn)4誤認(rèn)為基因工程可導(dǎo)致受體細(xì)胞或生物產(chǎn)生“新基因”或“新蛋白質(zhì)”點(diǎn)撥基因工程的實(shí)質(zhì)是“基因重組”，它是將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞，使該基因在受體細(xì)胞中表達(dá)——由于“外源基因”是自然界已存在的“現(xiàn)成”基因，故基因工程并未產(chǎn)生新基因，由此目的基因表達(dá)時(shí)也未產(chǎn)生新蛋白質(zhì)，基因工程只不過(guò)是讓受體細(xì)胞(或生物)“實(shí)現(xiàn)了外源基因的表達(dá)”。易錯(cuò)點(diǎn)4誤認(rèn)為基因工程可導(dǎo)致受體細(xì)胞或生物產(chǎn)生“新基因”或[規(guī)范答題]下圖表示培育“華恢1號(hào)”抗蟲(chóng)水稻的主要流程，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)殺蟲(chóng)基因通過(guò)①～④過(guò)程，最終在宿主細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程叫做________。(2)殺蟲(chóng)基因(crylA)是根據(jù)幾種Bt毒蛋白的分子結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并人工合成的，這屬于________工程的技術(shù)范疇。[規(guī)范答題]下圖表示培育“華恢1號(hào)”抗蟲(chóng)水稻的主要流程，據(jù)圖(3)組建理想的載體需要對(duì)天然的質(zhì)粒進(jìn)行改造。下圖是天然土壤農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖(示部分基因及部分限制酶作用位點(diǎn))，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(3)組建理想的載體需要對(duì)天然的質(zhì)粒進(jìn)行改造。下圖是天然土壤基因工程(一輪復(fù)習(xí))課件基因工程(一輪復(fù)習(xí))課件基因工程[最新考綱]

1.基因工程的誕生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù)Ⅱ)。3.基因工程的應(yīng)用(Ⅱ)。4.蛋白質(zhì)工程(Ⅰ)。5.實(shí)驗(yàn)：DNA的粗提取與鑒定?；蚬こ蘙最新考綱]考點(diǎn)一基因工程的基本工具及操作過(guò)程1.基因工程的基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)①來(lái)源：主要從

生物中分離純化而來(lái)。②作用：識(shí)別

并切開(kāi)特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的

。③結(jié)果：產(chǎn)生

或平末端。原核特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵黏性末端考點(diǎn)一基因工程的基本工具及操作過(guò)程1.基因工程的基本工具(如下圖所示，EcoRⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列是

，切割位點(diǎn)在

之間；SmaⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列是

，切割位點(diǎn)在

之間；說(shuō)明限制酶具有

。GAATTCG和ACCCGGGG和C專一性如下圖所示，EcoRⅠ限制酶識(shí)別的堿基序列是 ，(2)DNA連接酶①作用：將限制酶切割下來(lái)的DNA片段

。②類型拼接成DNA分子大腸桿菌黏性末端黏性末端和平末端磷酸二酯鍵(2)DNA連接酶拼接成DNA分子大腸桿菌黏性末端黏性末端和(3)載體②其他載體：λ噬菌體衍生物、

等。③載體的作用：攜帶外源DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞。雙鏈環(huán)狀DNA分子限制酶切割位點(diǎn)標(biāo)記基因動(dòng)植物病毒(3)載體②其他載體：λ噬菌體衍生物、 等。雙鏈環(huán)狀DN(1)基因工程2種工具酶的化學(xué)本質(zhì)分別是什么？運(yùn)載體的種類有哪些？提示限制酶、DNA連接酶其化學(xué)本質(zhì)均為蛋白質(zhì)。運(yùn)載體的種類有質(zhì)粒(常用)、λ噬菌體衍生物、動(dòng)植物病毒等。(1)基因工程2種工具酶的化學(xué)本質(zhì)分別是什么？運(yùn)載體的種類有(2)限制酶為何不切割自身DNA?提示限制酶具有特異性，即一種限制酶只能識(shí)別特定的堿基序列，并在特定的位點(diǎn)上進(jìn)行切割；限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾。(2)限制酶為何不切割自身DNA?基因工程(一輪復(fù)習(xí))課件提示適合的質(zhì)粒是①。由圖可知，質(zhì)粒②上無(wú)標(biāo)記基因，不適合作為載體；質(zhì)粒③和④的標(biāo)記基因上都有限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)，使用該酶后將會(huì)導(dǎo)致標(biāo)記基因遭破壞，故均不宜選作載體。提示適合的質(zhì)粒是①。由圖可知，質(zhì)粒②上無(wú)標(biāo)記基因，不適合作2.基因工程的基本操作程序(1)目的基因的獲取①目的基因：主要指

的基因，也可以是一些具

作用的因子。編碼蛋白質(zhì)調(diào)控基因文庫(kù)mRNA反轉(zhuǎn)錄DNA合成儀2.基因工程的基本操作程序(1)目的基因的獲取編碼蛋白質(zhì)調(diào)控(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心①目的：使目的基因

，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。②基因表達(dá)載體的組成在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄目的基因(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存③構(gòu)建過(guò)程(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞受體細(xì)胞種類不同，導(dǎo)入方法不同同種限制酶DNA連接③構(gòu)建過(guò)程(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞同種限制酶DNA連接農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法轉(zhuǎn)化法受精卵農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法轉(zhuǎn)化法受精卵(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定1.下列物質(zhì)或過(guò)程哪一項(xiàng)不影響磷酸二酯鍵數(shù)目變化？請(qǐng)逐項(xiàng)分析說(shuō)明。①RNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、Taq酶②DNA聚合酶、DNA連接酶、DNA酶③遺傳信息的翻譯、PCR中DNA解鏈④cDNA文庫(kù)的構(gòu)建、基因突變過(guò)程提示③

RNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶和Taq酶的作用都會(huì)導(dǎo)致磷酸二酯鍵的數(shù)量增加，DNA聚合酶和DNA連接酶的作用都會(huì)導(dǎo)致磷酸二酯鍵的數(shù)量增加，而DNA酶的作用會(huì)導(dǎo)致磷酸二酯鍵的數(shù)量減小，遺傳信息的翻譯會(huì)增加肽鍵的數(shù)目，PCR中DNA解鏈會(huì)減少氫鍵的數(shù)目，這兩個(gè)過(guò)程都不會(huì)影響磷酸二酯鍵的數(shù)目，cDNA文庫(kù)的構(gòu)建需要使用逆轉(zhuǎn)錄酶，這會(huì)導(dǎo)致磷酸二酯鍵數(shù)目增加，基因突變是指基因中堿基對(duì)的增添、缺失和替換，其中增添和缺失會(huì)導(dǎo)致磷酸二酯鍵數(shù)目改變。1.下列物質(zhì)或過(guò)程哪一項(xiàng)不影響磷酸二酯鍵數(shù)目變化？請(qǐng)逐項(xiàng)分析2.(教材P4“尋根問(wèn)底”改編)根據(jù)你所掌握的知識(shí)，你能分析出限制酶存在于原核生物中的作用是什么嗎？提示原核生物容易受到自然界外源DNA的入侵，但是，生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中形成了一套完善的防御機(jī)制，以防止外來(lái)病原物的侵害。限制酶就是細(xì)菌的一種防御性工具，當(dāng)外源DNA侵入時(shí)，會(huì)利用限制酶將外源DNA切割掉，以保證自身的安全。所以，限制酶在原核生物中主要起到切割外源DNA使之失效，從而達(dá)到保護(hù)自身的目的。2.(教材P4“尋根問(wèn)底”改編)根據(jù)你所掌握的知識(shí)，你能分析3.(教材P6“旁欄思考題”解答)想一想，具備什么條件才能充當(dāng)“分子運(yùn)輸車”？提示能自我復(fù)制、有一個(gè)或多個(gè)切割位點(diǎn)、有標(biāo)記基因及對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害等。3.(教材P6“旁欄思考題”解答)想一想，具備什么條件才能充1.(2016·全國(guó)課標(biāo)卷Ⅰ，40)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后，與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。回答下列問(wèn)題：1.(2016·全國(guó)課標(biāo)卷Ⅰ，40)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有________(答出兩點(diǎn)即可)，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有____(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是______________；并且________和________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是_____________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有________的固體培養(yǎng)基。(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來(lái)自于____________________________________。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿解析(1)作為運(yùn)載體必須具備如下特點(diǎn)：①能自主復(fù)制，從而在受體細(xì)胞中穩(wěn)定保存；②含標(biāo)記基因，以供重組DNA的鑒定和選擇；③具1或多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)以便外源DNA插入。(2)在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，只有具有Ampr的大腸桿菌才能夠生長(zhǎng)。而Ampr位于質(zhì)粒上，故未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌細(xì)胞中無(wú)Ampr，故不能在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，而僅含有質(zhì)粒載體的和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌均具有Ampr因而能在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。目的基因的插入破壞了質(zhì)粒載體的Tetr，故含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌不能在含有四環(huán)素的平板上生長(zhǎng)，從而與僅含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌得以區(qū)分。(3)噬菌體是病毒，無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，無(wú)法自主合成DNA，需借助宿主細(xì)胞完成DNA復(fù)制。解析(1)作為運(yùn)載體必須具備如下特點(diǎn)：①能自主復(fù)制，從而在答案(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)四環(huán)素(3)受體細(xì)胞答案(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因2.如圖為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法示意圖。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)圖中①過(guò)程用到的工具酶的特點(diǎn)是________________(2)圖中②過(guò)程用到的工具酶是____________，該過(guò)程是基因工程最核心的步驟，即____________。2.如圖為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法示意圖。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)圖中①過(guò)(3)圖中③過(guò)程，需使用________溶液處理農(nóng)桿菌使其成為感受態(tài)。(4)圖中④過(guò)程的原理是____________。(5)檢測(cè)基因工程是否成功。首先，應(yīng)檢測(cè)_________________，這是目的基因能否在真核細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵；其次，利用____________法檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA；最后，利用____________法檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。答案

(1)能識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列并且在特定位點(diǎn)切開(kāi)DNA分子(2)DNA連接酶基因表達(dá)載體的構(gòu)建(3)氯化鈣(4)植物細(xì)胞的全能性(5)轉(zhuǎn)基因生物的染色體上是否插入目的基因分子雜交抗原—抗體雜交(3)圖中③過(guò)程，需使用________溶液處理農(nóng)桿菌使其成(1)詮釋基因組文庫(kù)與部分基因文庫(kù)(1)詮釋基因組文庫(kù)與部分基因文庫(kù)(2)詮釋PCR技術(shù)①原理：體外DNA復(fù)制②需要條件：模板DNA、引物、四種脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)③過(guò)程：DNA受熱(90～95℃)變性解旋為單鏈、冷卻(55～60℃)后RNA引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合，然后在DNA聚合酶作用下延伸(70～75℃)合成互補(bǔ)鏈。(2)詮釋PCR技術(shù)(3)詮釋基因表達(dá)載體(3)詮釋基因表達(dá)載體(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理植物受損傷時(shí)傷口處分泌物可吸引農(nóng)桿菌→農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上的T－DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體DNA上(若將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T－DNA上，則目的基因?qū)⒈灰黄饚?(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理考點(diǎn)二基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程1.基因工程的應(yīng)用(1)動(dòng)物基因工程：用于提高動(dòng)物

從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量；用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)

；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的

等。(2)植物基因工程：培育

轉(zhuǎn)基因植物(如抗蟲(chóng)棉)、______轉(zhuǎn)基因植物(如轉(zhuǎn)基因煙草)和

轉(zhuǎn)基因植物(如抗寒番茄)；利用轉(zhuǎn)基因改良植物的

(如新花色矮牽牛)。生長(zhǎng)速度藥物供體抗蟲(chóng)抗病抗逆品質(zhì)考點(diǎn)二基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程1.基因工程的應(yīng)用(1)動(dòng)(3)比較基因治療與基因診斷：基因表達(dá)正?；驂A基互補(bǔ)配對(duì)DNA探針(3)比較基因治療與基因診斷：基因表達(dá)正?；驂A基互補(bǔ)配對(duì)D2.蛋白質(zhì)工程(1)概念理解①基礎(chǔ)：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。②操作：

或基因合成。③結(jié)果：

現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出

。④目的：根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)

進(jìn)行分子設(shè)計(jì)?；蛐揎椄脑炝诵碌牡鞍踪|(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)2.蛋白質(zhì)工程(1)概念理解基因修飾改造了新的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)(2)操作過(guò)程從預(yù)期的蛋白質(zhì)

出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的

→推測(cè)應(yīng)有的

→找到相對(duì)應(yīng)的

(基因)→基因表達(dá)→產(chǎn)生需要的蛋白質(zhì)。其流程圖如下：功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列(2)操作過(guò)程功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列1.蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同？提示基因工程是遵循中心法則，從DNA→mRNA→蛋白質(zhì)→折疊產(chǎn)生功能，基本上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進(jìn)行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級(jí)結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列。1.蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程有什么不同？提示2.(教材P26旁欄思考題解答)對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過(guò)對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)？提示毫無(wú)疑問(wèn)應(yīng)該從對(duì)基因的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)改造，主要原因如下：(1)任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因即對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造，而且改造過(guò)的蛋白質(zhì)可以遺傳下去。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過(guò)的蛋白質(zhì)分子還是無(wú)法遺傳的。(2)對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)直接改造要容易操作，難度要小得多。2.(教材P26旁欄思考題解答)對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，你認(rèn)為1.(2015·全國(guó)卷Ⅱ，40)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，由305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的________________進(jìn)行改造。1.(2015·全國(guó)卷Ⅱ，40)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾________基因或合成________基因，所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的，中心法則的全部?jī)?nèi)容包括________________________________的復(fù)制；以及遺傳信息在不同分子之間的流動(dòng)，即：______________________________________________________________。(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過(guò)___________________________________和____________________，進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)合成蛋白質(zhì)的生物________進(jìn)行鑒定。答案

(1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))

(2)P

P1

DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))

DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)

(3)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列功能(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾_____2.科學(xué)工作者將抗蟲(chóng)毒蛋白基因通過(guò)載體轉(zhuǎn)入棉花細(xì)胞，對(duì)抵抗棉鈴蟲(chóng)有很好的作用。請(qǐng)回答與該抗蟲(chóng)棉培育有關(guān)的問(wèn)題。(1)抗蟲(chóng)毒蛋白基因是從蘇云金芽孢桿菌中獲得的，獲得該基因需要使用的酶是____________，該酶作用的化學(xué)鍵是________。(2)將含有抗蟲(chóng)毒蛋白基因的基因表達(dá)載體導(dǎo)入棉花體細(xì)胞中的常用方法是____________；要將已經(jīng)成功接收基因表達(dá)載體的棉花體細(xì)胞培育成一個(gè)新的植株需要用到的生物技術(shù)是________。2.科學(xué)工作者將抗蟲(chóng)毒蛋白基因通過(guò)載體轉(zhuǎn)入棉花細(xì)胞，對(duì)抵抗棉(3)在研制抗蟲(chóng)棉的過(guò)程中，利用標(biāo)記基因可以快速檢測(cè)基因表達(dá)載體是否導(dǎo)入棉花細(xì)胞，然而，即使基因表達(dá)載體已經(jīng)導(dǎo)入棉花細(xì)胞，也不能確定轉(zhuǎn)基因過(guò)程已經(jīng)取得成功。因此，在該項(xiàng)工程的最后階段，需要做一系列檢測(cè)。例如，用放射性同位素標(biāo)記的____________作探針，可以分別檢測(cè)棉花細(xì)胞中是否有________；向棉花細(xì)胞的勻漿中加入特定的________，可以檢測(cè)棉花細(xì)胞中是否能夠產(chǎn)生抗蟲(chóng)毒蛋白。(4)我國(guó)西北的一些地區(qū)年降雨量很小，只適宜種植少數(shù)的草本植物，但卻被硬性規(guī)定種植轉(zhuǎn)基因的抗蟲(chóng)棉，結(jié)果造成減產(chǎn)。這個(gè)案例主要違背了生態(tài)工程的________原理。(3)在研制抗蟲(chóng)棉的過(guò)程中，利用標(biāo)記基因可以快速檢測(cè)基因表達(dá)答案

(1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)磷酸二酯鍵(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法植物組織培養(yǎng)(3)含有目的基因的DNA片段目的基因和由目的基因轉(zhuǎn)錄而來(lái)的mRNA抗體(4)協(xié)調(diào)與平衡答案(1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)磷酸二酯鍵(2)農(nóng)蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較考點(diǎn)三PCR技術(shù)與DNA的粗提取與鑒定1.PCR技術(shù)(1)PCR原理：

原理，即：DNA復(fù)制冷卻考點(diǎn)三PCR技術(shù)與DNA的粗提取與鑒定1.PCR技術(shù)(1)(2)PCR反應(yīng)過(guò)程變性90℃50℃堿基互補(bǔ)配對(duì)延伸TaqDNA聚合酶(2)PCR反應(yīng)過(guò)程變性90℃50℃堿基互補(bǔ)配對(duì)延伸Ta(3)結(jié)果：

上述三步反應(yīng)完成后，一個(gè)DNA分子就變成了

個(gè)DNA分子

，隨著重復(fù)次數(shù)的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反應(yīng)過(guò)程都是在

中完成的。兩PCR擴(kuò)增儀(3)結(jié)果：上述三步反應(yīng)完成后，一個(gè)DNA分子就變成了 個(gè)2.DNA的粗提取與鑒定(1)實(shí)驗(yàn)原理0.14NaCl二苯胺試劑2.DNA的粗提取與鑒定(1)實(shí)驗(yàn)原理0.14NaCl二苯胺(2)操作流程DNA蒸餾水(2)操作流程DNA蒸餾水不同濃度NaCl溶液酒精藍(lán)色不同濃度NaCl溶液酒精藍(lán)色(1)為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂？提示蒸餾水對(duì)于雞血細(xì)胞來(lái)說(shuō)是一種低滲液體，水分可以大量進(jìn)入血細(xì)胞內(nèi)，使血細(xì)胞破裂，再加上攪拌的機(jī)械作用，就加速了雞血細(xì)胞的破裂(細(xì)胞膜和核膜的破裂)，從而釋放出DNA。(1)為什么加入蒸餾水能使雞血細(xì)胞破裂？(2)若用植物細(xì)胞提取DNA需加入洗滌劑和食鹽，其作用是什么？提示洗滌劑是一些離子去污劑，能溶解細(xì)胞膜，有利于DNA的釋放；食鹽的主要成分是NaCl，有利于DNA的溶解。(3)為什么反復(fù)地溶解與析出DNA，能夠去除雜質(zhì)？提示用高鹽濃度的溶液溶解DNA，能除去在高鹽中不能溶解的雜質(zhì)；用低鹽濃度使DNA析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質(zhì)。因此，通過(guò)反復(fù)溶解與析出DNA，就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質(zhì)。(2)若用植物細(xì)胞提取DNA需加入洗滌劑和食鹽，其作用是什么1.(2015·廣東卷，3)關(guān)于DNA的實(shí)驗(yàn)，敘述正確的是(

)A.用兔的成熟紅細(xì)胞可提取DNAB.PCR的每個(gè)循環(huán)一般依次經(jīng)過(guò)變性—延伸—復(fù)性三步C.DNA溶液與二苯胺試劑混合，沸水浴后生成藍(lán)色產(chǎn)物D.用甲基綠對(duì)人的口腔上皮細(xì)胞染色，細(xì)胞核呈綠色，細(xì)胞質(zhì)呈紅色1.(2015·廣東卷，3)關(guān)于DNA的實(shí)驗(yàn)，敘述正確的是(解析

DNA的粗提取和提純，所用原料一般是雞血或者菜花，不能使用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，因?yàn)槠渲胁缓?xì)胞核和細(xì)胞器，極難提取到DNA，A不正確；PCR又稱多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，每個(gè)循環(huán)包括高溫變性－低溫復(fù)性－中溫延伸三個(gè)步驟，而且順序不能顛倒，B錯(cuò)誤；在沸水浴的條件下，DNA與二苯胺反應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色，因此，二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑，C正確；甲基綠染液只能染DNA成綠色，細(xì)胞核中含有大量DNA分子，故用甲基綠對(duì)人的口腔上皮細(xì)胞染色，細(xì)胞核呈綠色，用甲基綠無(wú)法對(duì)細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行染色，D錯(cuò)誤。答案

C解析DNA的粗提取和提純，所用原料一般是雞血或者菜花，不能2.PCR技術(shù)是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室里的一種常規(guī)手段，其原理是利用DNA的半保留復(fù)制，在試管中進(jìn)行DNA的人工復(fù)制(如圖所示)，在很短的時(shí)間內(nèi)，將DNA擴(kuò)增幾百萬(wàn)倍甚至幾十億倍，使實(shí)驗(yàn)室所需要的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。(1)PCR的全稱是________，94℃高溫使DNA雙鏈打開(kāi)，這一步是打開(kāi)________鍵，稱為_(kāi)_______。而這一過(guò)程在細(xì)胞