第四章 基因工程（默寫(xiě)版）【 核心知識(shí)每日必背 】高二生物 提升必背（浙科版2019選擇性必修3）

第四章基因工程【課前檢測(cè)】【例1】核移植前應(yīng)增加轉(zhuǎn)基因細(xì)胞培養(yǎng)液中的血清濃度以提高動(dòng)物克隆成功率（）why？【例2】引物能引導(dǎo)限制酶精準(zhǔn)確定目的基因的位置,其原理是,限制酶的作用是【例4】在轉(zhuǎn)基因浮萍的培育過(guò)程中,科研人員用PCR技術(shù)持異性快速擴(kuò)增了目的基因。已知PCR引物序列如圖所示,并在每種引物的5'端設(shè)計(jì)了特定序列引物1:GGAAGATCTTCCCGCGGATCCATGGACTATAATGTATGGA引物2:AAACTGCAGTTAGATTCTAGAGGGAATGA兩種引物設(shè)計(jì)的依據(jù)是,設(shè)計(jì)加下劃線的特定序列的目的是【基因工程—原理：】基因工程的過(guò)程：一取二構(gòu)三導(dǎo)入四是表達(dá)與鑒定，是核心基因工程的工具：①限制酶/限制性內(nèi)切核酸酶：主要存在于？功能？【例】為什么原核生物的限制酶無(wú)法切割自身DNA?【判斷】限制酶只對(duì)雙鏈起作用，對(duì)單鏈不起作用？一種限制酶可以識(shí)別多個(gè)序列？不同的限制酶可以識(shí)別同一序列？意義？【例】目的基因：使用的限制性內(nèi)切核酸酶切割（注意保證目的基因的完整）——防止【例】使用的限制性內(nèi)切核酸酶切割利于目的基因和載體質(zhì)粒的正向連接?！纠渴褂玫南拗菩詢?nèi)切核酸酶切割利于目的基因和載體質(zhì)粒的連接?！纠磕康幕蚶肞CR技術(shù)擴(kuò)增的時(shí)候——為便于能與酶切后的質(zhì)粒連接，引物在設(shè)計(jì)的時(shí)候加入【例】為了便于擴(kuò)增的DNA片段與表達(dá)載體連接，需在引物的______端加上限制性酶切位點(diǎn)，且常在兩條引物上設(shè)計(jì)加入不同的限制性酶切位點(diǎn)，主要目的是__________________________?！九袛唷肯拗泼?限制性內(nèi)切核酸酶具有專(zhuān)一性?特異性？②DNA連接酶——連接DNA片段之間的鍵——酶具有專(zhuān)一性?種類(lèi)：T4DNA連接酶——連接EcoilDNA連接酶——只連接③載體的種類(lèi)：理想載體的特征：獲取目的基因——已知目的基因全部序列（適合較短的基因）基因文庫(kù)（未知序列）：（基因組文庫(kù)、cDNA文庫(kù)）【例】當(dāng)目的基因序列未知，獲取目的基因時(shí)，可以建立cDNA文庫(kù)：（以抗體基因?yàn)槔┛贵w基因可從中提取并純化，并以此為模板，利用合成cDNA（單鏈）——不同組織細(xì)胞的cDNA文庫(kù)相同嗎？Why？【例】胰島素基因的cDNA——只存在于有細(xì)胞建立的cDNA文庫(kù)，【判斷】胰島素基因只存在于胰島β細(xì)胞嗎?why?【PCR技術(shù)（已知或未知基因序列）——中文：反應(yīng)】①PCR技術(shù)原理：——目的：②PCR技術(shù)材料：模板：待擴(kuò)增的，原料：酶：引物：【判斷】2條不同的DNA單鏈——兩個(gè)引物決定擴(kuò)增DNA的起點(diǎn)和終點(diǎn)（）why？【例】一個(gè)基因連續(xù)擴(kuò)增4次，需要幾個(gè)引物？【例】一個(gè)基因連續(xù)擴(kuò)，第n次時(shí)需要消耗引物Ⅰ_______個(gè)。若計(jì)劃用1個(gè)目的基因?yàn)槟０瀚@得m（m大于2）個(gè)目的基因，則需要的引物總量是個(gè)?！纠磕康幕蚶肞CR技術(shù)擴(kuò)增的時(shí)候——為便于能與酶切后的質(zhì)粒連接，引物在設(shè)計(jì)的時(shí)候加入③PCR的過(guò)程：：90-95℃高溫——鍵斷裂——解旋形成2條DNA單鏈——PCR是否需要解旋酶?：50-60℃降溫——加入——與模板堿基配對(duì)——形成氫鍵：72℃適當(dāng)升溫——加入——形成鍵反復(fù)循環(huán)多次④PCR的結(jié)果⑤PCR的應(yīng)用：PCR產(chǎn)物的鑒定——技術(shù)——分離、鑒定、純化【例】若以RNA為模板進(jìn)行PCR，有何優(yōu)勢(shì)？如何操作？【例】在DNA聚合酶的作用下，兩條子鏈的延伸方向都是?！纠恳锱c目的基因模板鏈的端結(jié)合?！纠縋CR反應(yīng)時(shí)所用引物是人工加入的一小段體內(nèi)DNA復(fù)制所需引物為RNA聚合酶合成的一小段RNA基因表達(dá)載體的構(gòu)建——核心切割目的基因和載體why？產(chǎn)生的黏性末端連接形成重組DNA分子④可在微生物細(xì)胞中獲得大量重組質(zhì)粒（建立基因文庫(kù)）/PCR技術(shù)體外擴(kuò)增表達(dá)載體的組成：①有限制性內(nèi)切核酸酶的識(shí)別序列——利于②標(biāo)記基因（包括抗性基因/熒光蛋白基因）——便于③啟動(dòng)子/終止子：轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn)/終點(diǎn)——與基因的有關(guān)④復(fù)制起點(diǎn)——利于【例】雙酶切問(wèn)題雙標(biāo)記問(wèn)題二次酶切問(wèn)題【例】雙標(biāo)記問(wèn)題：與單標(biāo)記相比有什么優(yōu)點(diǎn)？【雙標(biāo)記問(wèn)題】受體細(xì)胞抗抗生素，一定含目的基因？抗性插入位置抗氨芐青霉素不抗四環(huán)素抗四環(huán)素不抗氨芐青霉素都抗【例】使用酶切割目的基因和質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞：植物：法動(dòng)物：法（導(dǎo)入受精卵/胚胎干細(xì)胞why？）微生物：法①感受態(tài)細(xì)胞法：處于能吸收周?chē)h(huán)境中的狀態(tài)的細(xì)胞(感受態(tài))原理:溫，濃度CaCI2處理大腸桿菌，細(xì)胞體積?！虝禾幚恚菏怪亟M質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞↓加入培養(yǎng)基中（不含抗生素）——培養(yǎng)一段時(shí)間why？②顯微注射法：將導(dǎo)入——經(jīng)、培養(yǎng)、技術(shù)——獲得轉(zhuǎn)基因動(dòng)物③農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法：目的基因————導(dǎo)入的的——農(nóng)桿菌——處理的植物細(xì)胞的——作用完后農(nóng)桿菌要用殺死（why？）——（經(jīng)過(guò)培養(yǎng)）——完整植株（原理：）轉(zhuǎn)化效率的影響因素？【例】農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中的轉(zhuǎn)化是指？【例】若植物材料對(duì)農(nóng)桿菌不敏感，則可用的轉(zhuǎn)基因方法。【例】利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過(guò)程中，需添加酚類(lèi)物質(zhì)，其目的是______________________?！纠哭r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中需將玉米的Al基因連接到Ti質(zhì)粒上控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的片段上,原因是___________________________________________________________________________。含有重組DNA的菌體感染植物細(xì)胞的過(guò)程中,受(答出2點(diǎn)即可)的影響。為了便于篩選轉(zhuǎn)基因矮牽牛,Ti質(zhì)粒上還應(yīng)有可表達(dá)表達(dá)與鑒定基因表達(dá)——轉(zhuǎn)錄+翻譯：目的基因必需和部位結(jié)合，構(gòu)建出載體?；蛱蕹沟帽惶蕹幕驘o(wú)法表達(dá)（拓展）完成篩選后，有些需要剔除標(biāo)記基因——防止其流入其他食物導(dǎo)致安全性問(wèn)題檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入的方法：檢測(cè)目的基因是否表達(dá)的方法：檢測(cè)蛋白質(zhì)——（使用作為探針）個(gè)體性狀檢測(cè)：抗蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)【例】藥物檢測(cè)：如治療新冠的藥物：對(duì)經(jīng)治療的個(gè)體進(jìn)行處理，觀察病癥并測(cè)試藥物的【例】胚胎干細(xì)胞——具有性——取自的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)——可以發(fā)育成成體的作用組織和器官【例】回答與基因工程及植物育種有關(guān)的問(wèn)題:Luc基因表達(dá)的熒光素酶能夠催化熒光素產(chǎn)生熒光；啟動(dòng)子和終止子分別是重組質(zhì)粒中啟動(dòng)和終止基因轉(zhuǎn)錄的序列。若水稻B基因的核苷酸序列已知,可采用化學(xué)合成或(中文名稱(chēng))的方法合成擴(kuò)增目的基因。酶切位點(diǎn)能否選在潮霉素抗性基因中?理由是？過(guò)程①中，應(yīng)在培養(yǎng)基中加人以篩選含有目的基因的農(nóng)桿菌。過(guò)程②中應(yīng)向培養(yǎng)愈傷組織的培養(yǎng)基中加人，以初篩染色體上含有目的基因的愈傷組織?！纠哭D(zhuǎn)入了人胰島素原基因的大腸桿菌，可以合成，轉(zhuǎn)入了人胰島素原基因的酵母菌，可以合成why？【例】目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中不能穩(wěn)定表達(dá)的原因（回答至少3點(diǎn)）【例】在進(jìn)行基因工程操作時(shí)，若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA，常選用嫩葉而不選用老葉作為實(shí)驗(yàn)材料，原因是___________________。提取RNA時(shí)，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是__________________________。【工程菌和生物反應(yīng)器】比較項(xiàng)目工程菌生物反應(yīng)器基因結(jié)構(gòu)必需除去內(nèi)含子可以不除去內(nèi)含子基因表達(dá)無(wú)蛋白質(zhì)的加工有蛋白質(zhì)的加工受體細(xì)胞微生物細(xì)胞動(dòng)物的受精卵目的方式感受態(tài)細(xì)胞法顯微注射法生產(chǎn)條件微生物培養(yǎng)環(huán)境動(dòng)物飼養(yǎng)環(huán)境藥物提取從微生物細(xì)胞中提取從動(dòng)物分泌物中提取【判斷】動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器所用的目的基因的受體細(xì)胞是乳腺細(xì)胞（）膀胱生物反應(yīng)器所用的目的基因的受體細(xì)胞是膀胱細(xì)胞（）【例】與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)藥物W的優(yōu)勢(shì)在于不受轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的______________（答出2點(diǎn)即可）的限制?！具w移】以乳腺作為生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)：乳汁可以連續(xù)合成、頻繁采集不會(huì)對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生危害、乳汁成分相對(duì)簡(jiǎn)單、明確、便于藥物的提純【例】由于導(dǎo)入新的外源基因，轉(zhuǎn)基因作物獲得或增強(qiáng)能力，使其在很多方面都強(qiáng)于親本或野生種?！净蛟\斷和基因治療】基因診斷：判斷患者是否出現(xiàn)了基因異常或攜帶病原體應(yīng)用：①產(chǎn)前基因診斷——遺傳?、诨驒z測(cè)——傳染病方法:分子雜交技術(shù)(2)基因治療①治療疾病:遺傳性疾病②治療方法:將正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的。受體細(xì)胞一般為細(xì)胞導(dǎo)入的載體可以選用？【例】基因治療過(guò)程中，是否需要修復(fù)不正?；?改良的性狀是否可遺傳給后代? 【蛋白質(zhì)工程】 找到相應(yīng)脫氧核苷酸序列←推測(cè)氨基酸序列 ←設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)←預(yù)期蛋白質(zhì)功能 【例】（2019江蘇卷·16）下列生物技術(shù)操作對(duì)遺傳物質(zhì)的改造，不會(huì)遺傳給子代的是（）A．將胰島素基因表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌，篩選獲得基因工程菌B．將花青素代謝基因?qū)胫参矬w細(xì)胞，經(jīng)組培獲得花色變異植株C．將腸乳糖酶基因?qū)肽膛Ｊ芫?，培育出產(chǎn)低乳糖牛乳的奶牛D．將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入淋巴細(xì)胞后回輸患者，進(jìn)行基因治療【例】煙草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某個(gè)基因，但并不影響該基因的表達(dá)，從基因功能角度考慮，說(shuō)明____________________________?！纠空婧松锘?目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時(shí)，表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會(huì)被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，在蛋白質(zhì)純化的過(guò)程中應(yīng)添加的抑制劑。【例】圖1表示某質(zhì)粒，該質(zhì)粒含有氨芐青霉素抗性基因(Ampr)和LacZ基因，LacZ基因能合成β－半乳糖苷酶，該酶能將白色底物X－Gal轉(zhuǎn)化為藍(lán)色產(chǎn)物。圖2表示含目的基因的DNA片段，實(shí)驗(yàn)小組利用該質(zhì)粒為載體將目的基因?qū)氪竽c桿菌，并篩選成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞(ScaⅠ、ApaⅠ、EcoRⅠ表示限制性核酸內(nèi)切酶切割位點(diǎn))。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)構(gòu)建重組DNA分子的目的是_____________________________________。在構(gòu)建重組DNA分子時(shí)應(yīng)選用的限制性核酸內(nèi)切酶是_______________________。(2)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌時(shí)，應(yīng)用______處理大腸桿菌，制備感受態(tài)細(xì)胞，實(shí)驗(yàn)室選用微生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是_______________________________________________。(3)重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸