基因工程的基本工具和基本操作程序

（優(yōu)選）基因工程的基本工具和基本操作程序本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分(2)優(yōu)點(diǎn)①與雜交育種相比：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙。②與誘變育種相比：定向改造生物性狀。(3)操作水平：分子水平。(4)原理:基因重組。(5)本質(zhì):甲(供體提供目的基因)乙(受體表達(dá)目的基因),即基因未變、合成蛋白質(zhì)未變,只是合成場(chǎng)所的轉(zhuǎn)移。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分2.基因工程的基本原理和理論基礎(chǔ)概括如下圖

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若題目強(qiáng)調(diào)“目的基因”的表達(dá)過程,則只包括“轉(zhuǎn)錄和翻譯”兩個(gè)過程,不包括目的基因的復(fù)制。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分對(duì)位訓(xùn)練1.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,只有通過鑒定與檢測(cè)才能知道。下列屬于目的基因檢測(cè)和鑒定的是 ()①檢測(cè)受體細(xì)胞中是否有目的基因②檢測(cè)受體細(xì)胞中是否有致病基因③檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)

錄出了mRNA④檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②④C本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分2.科學(xué)家通過基因工程的方法，能使大腸桿菌產(chǎn)生人的胰島素。以下敘述錯(cuò)誤的是 （）A.可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測(cè)大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒B.導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達(dá)C.DNA連接酶和限制性核酸內(nèi)切酶都是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶D.目的基因的檢測(cè)與鑒定表達(dá)過程中沒有發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)D本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分考點(diǎn)二基因工程的操作工具1.限制性核酸內(nèi)切酶——“分子手術(shù)刀”(1)來(lái)源:主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的。(2)化學(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)。

(3)作用(4)作用特點(diǎn)：特異性,即限制酶可識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列,切割特定位點(diǎn)。(5)切割方式催化作用,所以可重復(fù)利用可用于DNA的切割獲取目的基因和載體的切割錯(cuò)位切：產(chǎn)生兩個(gè)相同的黏性末端平切：形成平末端本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

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①切割的化學(xué)鍵為磷酸二酯鍵。②在切割目的基因和載體時(shí)要求用同一種限制酶,目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。③將一個(gè)基因從DNA分子上切割下來(lái),需要2個(gè)限制酶,同時(shí)產(chǎn)生4個(gè)黏性末端。④不同DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同,同一個(gè)DNA分子用不同的限制酶產(chǎn)生的黏性末端不相同。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分2.DNA連接酶——“分子縫合針”常用類型E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來(lái)源大腸桿菌T4噬菌體功能連接黏性末端連接黏性末端或平末端結(jié)果恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

拓展提升

DNA連接酶與DNA聚合酶的比較DNA連接酶DNA聚合酶作用實(shí)質(zhì)都是催化兩個(gè)脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵是否需模板不需要需要連接DNA鏈雙鏈單鏈作用過程在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵將單個(gè)核苷酸加到已存在的核酸片段的3′端的羥基上,形成磷酸二酯鍵作用結(jié)果將兩個(gè)DNA片段連接成重組DNA分子合成新的DNA分子本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分3.基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”(1)類型

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①質(zhì)粒本質(zhì)是DNA,不是細(xì)胞器;②特點(diǎn):小型環(huán)狀。(2)功能：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。(3)應(yīng)具備條件①能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；②有一個(gè)至多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn),以便于與外源基因連接；

③有特殊的遺傳標(biāo)記基因,供重組DNA的檢測(cè)和鑒定。最常用載體:質(zhì)粒其他載體:λ噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

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①一般來(lái)說,天然載體往往不能滿足人類的所有要求,因此人們根據(jù)不同的目的和需要,對(duì)某些天然的載體進(jìn)行人工改造。②常見的標(biāo)記基因有抗生素基因、產(chǎn)生特定顏色的表達(dá)產(chǎn)物基因、發(fā)光基因等。③作為載體必須具有多個(gè)限制酶切點(diǎn),而且每種酶的切點(diǎn)最好只有一個(gè)。因?yàn)槟撤N限制酶只能識(shí)別單一切點(diǎn),若載體上有一個(gè)以上的酶切點(diǎn),則切割重組后可能丟失某些片段,若丟失的片段含復(fù)制起點(diǎn)區(qū),則進(jìn)入受體細(xì)胞后便不能自主復(fù)制。一個(gè)載本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分體若只有某種限制酶的一個(gè)切點(diǎn),則酶切后既能把環(huán)打開接納外源DNA片段,又不會(huì)丟失自己的片段。④注意與細(xì)胞膜上載體的區(qū)別,兩者的化學(xué)本質(zhì)和作用都不相同。⑤質(zhì)粒能自我復(fù)制,既可在自身細(xì)胞、受體細(xì)胞也可在體外復(fù)制。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分對(duì)位訓(xùn)練3.下列關(guān)于DNA連接酶作用的敘述，正確的是（）A.將單個(gè)核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯鍵B.將斷開的兩個(gè)DNA片段的骨架連接起來(lái)，重新形成磷酸二酯鍵C.連接兩條DNA鏈上堿基之間的氫鍵D.只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間連接起來(lái)，而不能將雙鏈DNA片段平末端之間進(jìn)行連接B本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分考點(diǎn)三基因工程的基本操作程序1.基因工程圖解:抗蟲棉的培育過程本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分2.基本操作程序(1)目的基因的獲?、?gòu)幕蛭膸?kù)(基因組文庫(kù)或cDNA文庫(kù))中獲取文庫(kù)類型cDNA文庫(kù)基因組文庫(kù)文庫(kù)大小小大基因中啟動(dòng)子無(wú)有基因中內(nèi)含子無(wú)有基因多少某種生物的部分基因某種生物的全部基因物種之間的基因交流可以部分基因可以說明基因文庫(kù)的組建過程就包含基因工程的基本操作步驟。從基因文庫(kù)中獲取目的基因的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便,缺點(diǎn)是工作量大,具有一定的盲目性本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分②人工合成目的基因:常用的方法有化學(xué)合成法和反轉(zhuǎn)錄法?；瘜W(xué)合成法:蛋白質(zhì)氨基酸序列RNA堿基序列DNA堿基序列用4種脫氧核苷酸人工合成目的基因反轉(zhuǎn)錄法:分離出供體細(xì)胞mRNA單鏈DNA合成目的基因

分析推測(cè)推測(cè)逆轉(zhuǎn)錄酶DNA聚合酶本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分③PCR擴(kuò)增技術(shù)與DNA復(fù)制的比較PCR技術(shù)DNA復(fù)制相同點(diǎn)原理DNA復(fù)制(堿基互補(bǔ)配對(duì))原料四種游離的脫氧核苷酸條件模板、ATP、酶、原料、引物不同點(diǎn)解旋方式DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化場(chǎng)所體外復(fù)制(PCR擴(kuò)增儀)主要在細(xì)胞核內(nèi)酶熱穩(wěn)定的DNA聚合酶(Taq酶)細(xì)胞內(nèi)含有的DNA聚合酶結(jié)果在短時(shí)間內(nèi)形成大量的DNA片段形成整個(gè)DNA分子本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建——最核心步驟①基因表達(dá)載體的組成:啟動(dòng)子、目的基因、終止子以及標(biāo)記基因等。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

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①與載體相比較,增加啟動(dòng)子、目的基因和終止子三個(gè)基因片段,其功能各不相同。②啟動(dòng)子(DNA片段)≠起始密碼子(RNA);終止子(DNA片段)≠終止密碼子(RNA)。

②基因表達(dá)載體的構(gòu)建方法

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該過程把三種工具(只有兩種工具酶)全用上了,是最核心、最關(guān)鍵的一步,在體外進(jìn)行。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞細(xì)胞類型常用方法受體細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程植物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法體細(xì)胞將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上→轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的DNA上動(dòng)物細(xì)胞顯微注射技術(shù)受精卵將含有目的基因的表達(dá)載體提純→取卵→獲得受精卵→顯微注射→早期胚胎培養(yǎng)→胚胎移植→發(fā)育成為具有新性狀的動(dòng)物微生物細(xì)胞Ca2+處理增大細(xì)胞壁通透性原核細(xì)胞或酵母菌用Ca2+處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組表達(dá)載體DNA分子與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

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①唯一不涉及到堿基互補(bǔ)配對(duì)的操作步驟。②微生物做受體細(xì)胞主要是個(gè)體微小,代謝旺盛,繁殖速度快,獲得目的基因產(chǎn)物多。③植物細(xì)胞還可用基因槍法和花粉管通道法。(4)目的基因的檢測(cè)和表達(dá)本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分對(duì)位訓(xùn)練4.下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述,正確的是（）A.重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶和載體B.所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列C.選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快D.只要目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞就能實(shí)現(xiàn)表達(dá)C本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分5.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(cè)到細(xì)菌的抗蟲基因B．大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC．山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列D．酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白D本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分解題思路探究思維誤區(qū)警示易錯(cuò)分析

基因工程中易錯(cuò)點(diǎn)辨析不清

(1)基因工程中有3種工具,但工具酶只有2種。

(2)工具酶本質(zhì)為蛋白質(zhì),載體本質(zhì)為小型DNA分子,但不一定是環(huán)狀。(3)標(biāo)記基因的作用——篩選、檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞,常見的有抗生素抗性基因、發(fā)光基因,表達(dá)產(chǎn)物為帶顏色物質(zhì)等。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第24頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分(4)受體細(xì)胞中常用植物受精卵或體細(xì)胞(經(jīng)組織培養(yǎng))、動(dòng)物受精卵(一般不用體細(xì)胞)、微生物——大腸桿菌、酵母菌等,但要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素則必需用真核生物酵母菌——需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌。一般不用支原體,原因是它營(yíng)寄生生活;一定不能用哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞,原因是它無(wú)細(xì)胞核,不能合成蛋白質(zhì)。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第25頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分糾正訓(xùn)練1.(2009·浙江卷,3)下列關(guān)于基因工程的敘述,錯(cuò)誤的是 ()A.目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)、植物或微生物B.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C.人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無(wú)生物活性D.載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表達(dá)本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第26頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

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基因工程中目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)、植物或微生物;常用的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶;人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無(wú)生物活性,只有經(jīng)過一定的物質(zhì)激活以后,才有生物活性。載體上的抗性基因主要是有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞,不能促進(jìn)目的基因的表達(dá)。所以D錯(cuò)誤。答案

D本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第27頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分2.(2009·重慶卷,2)下表有關(guān)基因表達(dá)的選項(xiàng)中,不可能的是 ()基因表達(dá)的的細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)物A細(xì)菌抗蟲蛋白基因抗蟲棉葉肉細(xì)胞細(xì)菌抗蟲蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮膚細(xì)胞人酪氨酸酶C動(dòng)物胰島素基因大腸桿菌工程菌細(xì)胞動(dòng)物胰島素D兔血紅蛋白基因兔成熟紅細(xì)胞兔血紅蛋白本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第28頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

解析

細(xì)菌抗蟲蛋白基因可通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)入棉花體內(nèi),在棉花的葉肉細(xì)胞中表達(dá)產(chǎn)生細(xì)菌抗蟲蛋白,使棉花具有抗蟲能力;人酪氨酸酶基因可在正常人的皮膚細(xì)胞中表達(dá)產(chǎn)生酪氨酸酶,酪氨酸酶催化酪氨酸轉(zhuǎn)化為黑色素;動(dòng)物胰島素基因可通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)移到大腸桿菌體內(nèi),在大腸桿菌工程菌細(xì)胞中合成動(dòng)物胰島素;兔屬于哺乳動(dòng)物,其成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核,所以不可能表達(dá)出血紅蛋白。

答案

D本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第29頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分3.(2009·安徽卷,4)2008年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了“發(fā)現(xiàn)和發(fā)展了水母綠色熒光蛋白”的三位科學(xué)家。如果將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來(lái)組成一個(gè)融合基因,再將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細(xì)胞內(nèi),表達(dá)出的蛋白質(zhì)就會(huì)帶有綠色熒光。綠色熒光蛋白在該研究中的主要作用是()A.追蹤目的基因在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制過程B.追蹤目的基因插入到染色體上的位置C.追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的分布D.追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第30頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

解析

將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來(lái)組成一個(gè)融合基因,將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細(xì)胞內(nèi),表達(dá)出的蛋白質(zhì)帶有綠色熒光,從而可以追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的分布。故C正確。

答案

C本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第31頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分知識(shí)綜合應(yīng)用重點(diǎn)提示

通過“抗蟲作物培育過程的有關(guān)基因工程知識(shí)”的考查,提升“綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決自然界和社會(huì)生活中有關(guān)生物學(xué)問題”的能力。典例分析(2009·江蘇卷,34)蘇云金桿菌(Bt)能產(chǎn)生具有殺蟲能力的毒素蛋白。下圖是轉(zhuǎn)Bt毒素蛋白基因植物的培育過程示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因),據(jù)圖回答下列問題。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第32頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第33頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分(1)將圖中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后,反應(yīng)管中有

種DNA片段。(2)圖中②表示HindⅢ與BamHⅠ酶切、DNA連接酶連接的過程,此過程可獲得

種重組質(zhì)粒;如果換用BstⅠ與BamHⅠ酶切,目的基因與質(zhì)粒連接后可獲得

種重組質(zhì)粒。(3)目的基因插入質(zhì)粒后,不能影響質(zhì)粒的

。(4)圖中③的Ti質(zhì)粒調(diào)控合成的vir蛋白,可以協(xié)助帶有目的基因的T-DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞,并防止植物細(xì)胞中

對(duì)T-DNA的降解。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第34頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分(5)已知轉(zhuǎn)基因植物中毒素蛋白只結(jié)合某些昆蟲腸上皮細(xì)胞表面的特異受體,使細(xì)胞膜穿孔,腸細(xì)胞裂解,昆蟲死亡。而該毒素蛋白對(duì)人類的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小,原因是人類腸上皮細(xì)胞

。(6)生產(chǎn)上常將上述轉(zhuǎn)基因作物與非轉(zhuǎn)基因作物混合播種,其目的是降低害蟲種群中的

基因頻率的增長(zhǎng)速率。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第35頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

解析

本題重點(diǎn)考查轉(zhuǎn)基因技術(shù)的相關(guān)知識(shí),需特別注意基因工程的步驟、DNA的復(fù)制、基因工程的操作工具等知識(shí)。本題需特別注意圖示過程,從中獲取有效信息,然后結(jié)合課本知識(shí)即可正確解答。

答案

(1)4(2)21(3)復(fù)制(4)DNA水解酶(5)表面無(wú)相應(yīng)的特異性受體(6)抗性本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第36頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分定時(shí)檢測(cè)組題說明特別推薦

綜合應(yīng)用題——1、3；知識(shí)拓展提升題——2、6、8?？键c(diǎn)題號(hào)基因工程的工具1～8基因工程的步驟本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第37頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分1.(2009·福建理綜,32)轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過程

如圖所示。質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ

等四種限制酶切割位點(diǎn)。請(qǐng)回答:(1)構(gòu)建含抗病基因的表達(dá)載體A時(shí),應(yīng)選用限制酶

,對(duì)

進(jìn)行切割。(2)培養(yǎng)基中的卡那霉素會(huì)抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng),欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細(xì)胞,應(yīng)使基因表達(dá)載體A中含有

,作為標(biāo)記基因。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第38頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分(3)香蕉組織細(xì)胞具有

,因此,可以利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細(xì)胞培育成植株。圖中①、②依次表示組織培養(yǎng)過程中香蕉組織細(xì)胞的

。

解析

本題考查基因工程的有關(guān)知識(shí)。(1)從圖可看出,只有PstⅠ、EcoRⅠ兩種酶能保持抗病基因結(jié)構(gòu)的完整性,所以構(gòu)建含抗病基因的表達(dá)載體A時(shí),應(yīng)選用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ兩種酶,對(duì)抗病基因的DNA和質(zhì)粒進(jìn)行切割。(2)卡那霉素能抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng),欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細(xì)胞,應(yīng)本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第39頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

使基因表達(dá)載體A中含有抗卡那霉素基因,以此作為標(biāo)記基因。(3)香蕉組織細(xì)胞具有全能性,因此,可以利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細(xì)胞培育成植株。圖中①、②依次表示組織培養(yǎng)過程中香蕉組織細(xì)胞的脫分化和再分化。

答案

(1)PstⅠ、EcoRⅠ含抗病基因的DNA、質(zhì)粒(2)抗卡那霉素基因(3)全能性脫分化、再分化本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第40頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分2.(2008·江蘇卷,32)將動(dòng)物致病菌的抗原基因?qū)腭R鈴薯制成植物疫苗,飼喂轉(zhuǎn)基因馬鈴薯可使動(dòng)物獲得免疫力。以下是與植物疫苗制備過程相關(guān)的圖和表。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第41頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分表1引物對(duì)序列表引物對(duì)AP1AACTGAAATGTAGCTATCP2TTAAGTCCATTACTCTAG引物對(duì)BS1GTCCGACTAGTGGCTGTGS2AGCTGGCGTTTAGCCTCG本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第42頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分請(qǐng)根據(jù)以上圖表回答下列問題:(1)在采用常規(guī)PCR方法擴(kuò)增目的基因的過程中,使用的DNA聚合酶不同于一般生物體內(nèi)的DNA聚合酶,其最主要的特點(diǎn)是

。(2)PCR過程中退火(復(fù)性)溫度必須根據(jù)引物的堿基數(shù)量和種類來(lái)設(shè)定。表1為根據(jù)模板設(shè)計(jì)的兩對(duì)引物序列,圖2為引物對(duì)與模板結(jié)合示意圖。請(qǐng)判斷哪一對(duì)引物可采用較高的退火溫度？

。限制酶AluIEcoRIPstISmaI切割位點(diǎn)AG↓CTTC↑GAG↓AATTCCTTAA↑GCTGCA↓GG↑ACGTCCCC↓GGGGGG↑CCC本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第43頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分(3)圖1步驟③所用的DNA連接酶對(duì)所連接的DNA兩端的堿基序列是否有專一性要求？

。(4)為將外源基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯，圖1步驟⑥轉(zhuǎn)基因所用的細(xì)菌B通常為

。(5)對(duì)符合設(shè)計(jì)要求的重組質(zhì)粒T進(jìn)行酶切。假設(shè)所用的酶均可將識(shí)別位點(diǎn)完全切開，請(qǐng)根據(jù)圖1中標(biāo)示的酶切位點(diǎn)和表2所列的識(shí)別序列，對(duì)以下酶切結(jié)果作出判斷。

①采用EcoR

I和PstI酶切,得到

種DNA片斷。②采用EcoR

I和SmaI酶切,得到

種DNA片斷。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第44頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

解析

(1)PCR技術(shù)中需通過高溫使DNA解旋,故所用DNA聚合酶的耐熱性必須要好。(2)退火溫度與時(shí)間,取決于引物的長(zhǎng)度、堿基組成及其濃度,還有靶基因序列的長(zhǎng)度。含有(G+C)多的引物,可采用相對(duì)較高的退火溫度。(3)DNA聚合酶與限制酶不同,從將DNA由5’端點(diǎn)開始復(fù)制到3’端的酶,不具有特異性。(4)農(nóng)桿菌的細(xì)胞中有一段T-DNA,農(nóng)桿菌通過侵染植物傷口進(jìn)入細(xì)胞后,可將T-DNA插入到植物基因中,因此,農(nóng)桿菌是一種天然的植物遺傳轉(zhuǎn)化體系,常用作植物轉(zhuǎn)基因工程中的載體。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第45頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

(5)對(duì)于重組質(zhì)粒,EcoRI能切開M和X連接處,PstI能在M和N之間專一切點(diǎn)處切開,將DNA分為兩個(gè)片段;

EcoRI仍能切開M處,SmaI則不能識(shí)別N和Y重新結(jié)合形成的連接點(diǎn),只能得到1個(gè)DNA片段。

答案

(1)耐高溫(2)引物對(duì)B(3)否(4)農(nóng)桿菌(5)①2②1本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第46頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分3.基因工程中,需使用的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒,便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—,限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第47頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分(1)根據(jù)已知條件和圖回答：①上述質(zhì)粒用限制酶

切割,目的基因用限制酶

切割。②將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒的切口處,還要加入適量的

。③請(qǐng)指出質(zhì)粒上至少要有一個(gè)標(biāo)記基因的理由：

。(2)不同生物的基因可以拼接的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是

。(3)大腸桿菌是首先成功表達(dá)外源基因的宿主菌,但不能表達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì),哺乳類細(xì)胞、昆蟲本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第48頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)雖然能表達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的哺乳類細(xì)胞蛋白,但操作復(fù)雜,表達(dá)水平低,不易推廣使用?；蚬こ讨谐＿x用酵母菌作為受體細(xì)胞,請(qǐng)從細(xì)胞結(jié)構(gòu)等方面分析用酵母菌作受體細(xì)胞能克服上述不足的理由：

。

答案

(1)①ⅠⅡ②DNA連接酶③檢測(cè)重組質(zhì)粒(或目的基因)是否導(dǎo)入受體細(xì)胞(2)DNA結(jié)構(gòu)基本相同(其他合理答案均可)(3)①單細(xì)胞真核生物,含有加工、修飾蛋白質(zhì)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體;②繁殖速度快,能很快得到大量的目的基因;③培養(yǎng)成本低;④容易培養(yǎng)本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第49頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分4.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(biāo)記基因,只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。下圖為獲得抗蟲棉的技術(shù)流程。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第50頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)A過程需要的酶有

。(2)B過程及其結(jié)果體現(xiàn)了質(zhì)粒作為載體必須具備的兩個(gè)條件是

。(3)C過程的培養(yǎng)基除含有必要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外,還必須加入

。(4)如果利用DNA分子雜交原理對(duì)再生植株進(jìn)行檢測(cè),D過程應(yīng)該用

作為探針。(5)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株的卡那霉素抗性基因的傳遞符合孟德爾遺傳規(guī)律。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第51頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分①將轉(zhuǎn)基因植株與

雜交,其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素敏感型的數(shù)量比為1∶1。②若該轉(zhuǎn)基因植株自交,則其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素敏感型的數(shù)量比為

。③若將該轉(zhuǎn)基因植株的花藥在卡那霉素培養(yǎng)基上作離體培養(yǎng),則獲得的再生植株群體中抗卡那霉素型植株占

%。

解析

重組質(zhì)粒的獲得需要限制酶和DNA連接酶;作為載體必須具備以下幾個(gè)條件：一是能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存;二是具有多個(gè)限制酶切本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第52頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分點(diǎn),以便與外源基因連接;三是具有某些標(biāo)記基因,便于進(jìn)行篩選等。B過程體現(xiàn)出了其中的一、三兩條。轉(zhuǎn)基因植株與非轉(zhuǎn)基因植株雜交后,后代表現(xiàn)型比例為1∶1,說明轉(zhuǎn)基因植株為雜合子,該雜交過程相當(dāng)于測(cè)交;如果自交,則后代比例應(yīng)為3∶1;卡那霉素對(duì)花粉進(jìn)行了選擇,保留下了抗卡那霉素的植株。

答案

(1)限制酶和DNA連接酶(2)具有標(biāo)記基因;能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存(3)卡那霉素(4)放射性同位素(或熒光分子)標(biāo)記的抗蟲基因(5)①非轉(zhuǎn)基因植株②3∶1③100本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第53頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分5.如圖為利用生物技術(shù)獲得生物新品種的過程,據(jù)圖回答：(1)在基因工程中,A→B為

技術(shù),利用的原理是

,其中①為

過程。

(2)加熱至94℃的目的是使DNA中的

鍵斷裂,這一過程在細(xì)胞內(nèi)是通過

的作用來(lái)完成的。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第54頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分(3)當(dāng)溫度降低時(shí),引物與模板末端結(jié)合,在DNA聚合酶的作用下,引物沿模板鏈延伸,最終合成兩條DNA分子,此過程中的原料是

,遵循的原則是

。(4)目的基因?qū)刖d羊受體細(xì)胞常用

技術(shù)。(5)B→D為抗蟲棉的培育過程,其中④過程常用的方法是

,要確定目的基因(抗蟲基因)導(dǎo)入受體細(xì)胞后是否能穩(wěn)定遺傳并表達(dá),需進(jìn)行檢測(cè)和鑒定工作,請(qǐng)寫出在個(gè)體生物學(xué)水平上的鑒定過程：

。本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第55頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分

解析

(1)A→B為體外DNA復(fù)制即PCR技術(shù),與體內(nèi)DNA復(fù)制原理相同,解旋方式不同,PCR技術(shù)是用高溫變性使其解旋。(2)94℃時(shí)DNA雙鏈解旋,破壞的是兩條鏈之間的氫鍵,而在細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制解旋時(shí)解旋酶起相同作用。(3)PCR技術(shù)與DNA復(fù)制過程原理是相同的,即堿基互補(bǔ)配對(duì),原料均為4種脫氧核苷酸。(4)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物培育中目的基因的導(dǎo)入常用顯微注射技術(shù)。

(5)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法為農(nóng)桿菌本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第56頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分轉(zhuǎn)化法,其優(yōu)點(diǎn)是能將外源基因?qū)氲绞荏w細(xì)胞的染色體DNA分子上;在個(gè)體水平上鑒定,即通過生物體所體現(xiàn)的性狀來(lái)判斷,抗蟲棉應(yīng)具有的性狀為害蟲吞食后使其死亡。

答案

(1)PCRDNA復(fù)制DNA解旋(2)氫解旋酶(3)4種脫氧核苷酸堿基互補(bǔ)配對(duì)原則(4)顯微注射(5)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法讓害蟲吞食轉(zhuǎn)基因棉花的葉子,觀察害蟲的存活情況,以確定性狀本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第57頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分6.下圖a表示基因工程中經(jīng)常選用的載體——pBR322質(zhì)粒,Ampr表示氨芐青霉素抗性基因,Tetr表示四環(huán)素抗性基因。目的基因如果插入某抗性基因中,將使該基因失活,而不再具有相應(yīng)的抗性。為了檢查載體是否導(dǎo)入原本沒有Ampr和Tetr的大腸桿菌,將大腸桿菌培養(yǎng)在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上。得到如圖b的結(jié)果(黑點(diǎn)表示菌落)。再次滅菌的絨布按到圖b的培養(yǎng)基上,使絨布面沾上菌落,然后將絨布平移按到含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),得到如圖c的結(jié)果(空圈表示與b對(duì)照無(wú)菌落的位置)。據(jù)此分析并回答：本文檔共64頁(yè)；當(dāng)前第58頁(yè)；編輯于星期二\12點(diǎn)27分(1)pBR322質(zhì)粒的基本組成單位是

。該基因工程中,質(zhì)粒上的Ampr、Tetr稱為基因。(2)與圖c空圈相對(duì)應(yīng)的圖b中的菌落表現(xiàn)型是

,由此