第四章 基因工程（默寫版）【 核心知識每日必背 】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】【例1】核移植前應(yīng)增加轉(zhuǎn)基因細胞培養(yǎng)液中的血清濃度以提高動物克隆成功率（）why？【例2】引物能引導(dǎo)限制酶精準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)基因浮萍的培育過程中,科研人員用PCR技術(shù)持異性快速擴增了目的基因。已知PCR引物序列如圖所示,并在每種引物的5'端設(shè)計了特定序列引物1:GGAAGATCTTCCCGCGGATCCATGGACTATAATGTATGGA引物2:AAACTGCAGTTAGATTCTAGAGGGAATGA兩種引物設(shè)計的依據(jù)是,設(shè)計加下劃線的特定序列的目的是【基因工程—原理：】基因工程的過程：一取二構(gòu)三導(dǎo)入四是表達與鑒定，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法切割自身DNA?【判斷】限制酶只對雙鏈起作用，對單鏈不起作用？一種限制酶可以識別多個序列？不同的限制酶可以識別同一序列？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。【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)粒的連接?！纠磕康幕蚶肞CR技術(shù)擴增的時候——為便于能與酶切后的質(zhì)粒連接，引物在設(shè)計的時候加入【例】為了便于擴增的DNA片段與表達載體連接，需在引物的______端加上限制性酶切位點，且常在兩條引物上設(shè)計加入不同的限制性酶切位點，主要目的是__________________________?！九袛唷肯拗泼?限制性內(nèi)切核酸酶具有專一性?特異性？②DNA連接酶——連接DNA片段之間的鍵——酶具有專一性?種類：T4DNA連接酶——連接EcoilDNA連接酶——只連接③載體的種類：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（未知序列）：（基因組文庫、cDNA文庫）【例】當目的基因序列未知，獲取目的基因時，可以建立cDNA文庫：（以抗體基因為例）抗體基因可從中提取并純化，并以此為模板，利用合成cDNA（單鏈）——不同組織細胞的cDNA文庫相同嗎？Why？【例】胰島素基因的cDNA——只存在于有細胞建立的cDNA文庫，【判斷】胰島素基因只存在于胰島β細胞嗎?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：待擴增的，原料：酶：引物：【判斷】2條不同的DNA單鏈——兩個引物決定擴增DNA的起點和終點（）why？【例】一個基因連續(xù)擴增4次，需要幾個引物？【例】一個基因連續(xù)擴，第n次時需要消耗引物Ⅰ_______個。若計劃用1個目的基因為模板獲得m（m大于2）個目的基因，則需要的引物總量是個?！纠磕康幕蚶肞CR技術(shù)擴增的時候——為便于能與酶切后的質(zhì)粒連接，引物在設(shè)計的時候加入③PCR的過程：：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——形成氫鍵：72℃適當升溫——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為模板進行PCR，有何優(yōu)勢？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。【例】PCR反應(yīng)時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可在微生物細胞中獲得大量重組質(zhì)粒（建立基因文庫）/PCR技術(shù)體外擴增表達載體的組成：①有限制性內(nèi)切核酸酶的識別序列——利于②標記基因（包括抗性基因/熒光蛋白基因）——便于③啟動子/終止子：轉(zhuǎn)錄的起點/終點——與基因的有關(guān)④復(fù)制起點——利于【例】雙酶切問題雙標記問題二次酶切問題【例】雙標記問題：與單標記相比有什么優(yōu)點？【雙標記問題】受體細胞抗抗生素，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)入受體細胞：植物：法動物：法（導(dǎo)入受精卵/胚胎干細胞why？）微生物：法①感受態(tài)細胞法：處于能吸收周圍環(huán)境中的狀態(tài)的細胞(感受態(tài))原理:溫，濃度CaCI2處理大腸桿菌，細胞體積?！虝禾幚恚菏怪亟M質(zhì)粒進入受體細胞↓加入培養(yǎng)基中（不含抗生素）——培養(yǎng)一段時間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——處理的植物細胞的——作用完后農(nóng)桿菌要用殺死（why？）——（經(jīng)過培養(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】若植物材料對農(nóng)桿菌不敏感，則可用的轉(zhuǎn)基因方法?！纠坷棉r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細胞的過程中，需添加酚類物質(zhì)，其目的是______________________。【例】農(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的菌體感染植物細胞的過程中,受(答出2點即可)的影響。為了便于篩選轉(zhuǎn)基因矮牽牛,Ti質(zhì)粒上還應(yīng)有可表達表達與鑒定基因表達——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法表達（拓展）完成篩選后，有些需要剔除標記基因——防止其流入其他食物導(dǎo)致安全性問題檢測目的基因是否導(dǎo)入的方法：檢測目的基因是否表達的方法：檢測蛋白質(zhì)——（使用作為探針）個體性狀檢測：抗蟲實驗【例】藥物檢測：如治療新冠的藥物：對經(jīng)治療的個體進行處理，觀察病癥并測試藥物的【例】胚胎干細胞——具有性——取自的內(nèi)細胞團——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)的問題:Luc基因表達的熒光素酶能夠催化熒光素產(chǎn)生熒光；啟動子和終止子分別是重組質(zhì)粒中啟動和終止基因轉(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)的方法合成擴增目的基因。酶切位點能否選在潮霉素抗性基因中?理由是？過程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。【例】轉(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細胞中不能穩(wěn)定表達的原因（回答至少3點）【例】在進行基因工程操作時，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驗材料，原因是___________________。提取RNA時，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是__________________________?！竟こ叹蜕锓磻?yīng)器】比較項目工程菌生物反應(yīng)器基因結(jié)構(gòu)必需除去內(nèi)含子可以不除去內(nèi)含子基因表達無蛋白質(zhì)的加工有蛋白質(zhì)的加工受體細胞微生物細胞動物的受精卵目的方式感受態(tài)細胞法顯微注射法生產(chǎn)條件微生物培養(yǎng)環(huán)境動物飼養(yǎng)環(huán)境藥物提取從微生物細胞中提取從動物分泌物中提取【判斷】動物乳腺生物反應(yīng)器所用的目的基因的受體細胞是乳腺細胞（）膀胱生物反應(yīng)器所用的目的基因的受體細胞是膀胱細胞（）【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)勢在于不受轉(zhuǎn)基因動物的______________（答出2點即可）的限制。【遷移】以乳腺作為生物反應(yīng)器的優(yōu)點：乳汁可以連續(xù)合成、頻繁采集不會對動物產(chǎn)生危害、乳汁成分相對簡單、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能力，使其在很多方面都強于親本或野生種?！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?；驍y帶病原體應(yīng)用：①產(chǎn)前基因診斷——遺傳病②基因檢測——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?、谥委煼椒?將正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的。受體細胞一般為細胞導(dǎo)入的載體可以選用？【例】基因治療過程中，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←推測氨基酸序列 ←設(shè)計蛋白質(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)操作對遺傳物質(zhì)的改造，不會遺傳給子代的是（）A．將胰島素基因表達質(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)入淋巴細胞后回輸患者，進行基因治療【例】煙草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某個基因，但并不影響該基因的表達，從基因功能角度考慮，說明____________________________?！纠空婧松锘?目的基因)在大腸桿菌細胞內(nèi)表達時，表達出的蛋白質(zhì)可能會被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解，在實驗中應(yīng)選用的大腸桿菌作為受體細胞，在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加的抑制劑?！纠繄D1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)化為藍色產(chǎn)物。圖2表示含目的基因的DNA片段，實驗小組利用該質(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)粒的受體細胞(ScaⅠ、ApaⅠ、EcoRⅠ表示限制性核酸內(nèi)切酶切割位點)。請回答下列問題：(1)構(gòu)建重組DNA分子的目的是_____________________________________。在構(gòu)建重組DNA分子時應(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，應(yīng)用______處理大腸桿菌，制備感受態(tài)細胞，實驗室選用微生物作為受體細胞的優(yōu)點是_______________________________________________。(3)重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸