高考生物總復(fù)習(xí)第十單元現(xiàn)代生物科技專題10-35基因工程課件.ppt

1、第35講基因工程 考綱導(dǎo)航 1.基因工程的誕生()。2.基因工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù))()。3.基因工程的應(yīng)用()。4.蛋白質(zhì)工程()。,考點(diǎn)一基因工程的操作工具 1基因工程的概念 (1)供體：提供_。 (2)操作環(huán)境：_。 (3)操作水平：_水平。 (4)原理：_。,目的基因,體外,分子,基因重組,(5)受體：表達(dá)目的基因。 (6)本質(zhì)：性狀在_體內(nèi)的表達(dá)。 (7)優(yōu)點(diǎn)：克服_的障礙，定向改造生物的_性狀。 2DNA重組技術(shù)的基本工具 (1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶) 來(lái)源：主要從_生物中分離純化而來(lái)。,受體,遠(yuǎn)緣雜交不親和,遺傳,原核,切割后末端的種類：,(2)DNA連接酶 作用：將

2、限制酶切割下來(lái)的DNA片段_。 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,DNA連接酶和限制酶的關(guān)系 (3)載體,其他載體：噬菌體衍生物、_等。 具備的條件： a能在宿主細(xì)胞內(nèi)_并大量復(fù)制。 b有_切割位點(diǎn)，以便與外源基因連接。 c具有特殊的_，以便進(jìn)行篩選。 作用： a作為_，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞內(nèi)。 b利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量_。,動(dòng)植物病毒,穩(wěn)定保存,一個(gè)至多個(gè)限制酶,標(biāo)記基因,運(yùn)載工具,復(fù)制,【判斷與思考】 1判斷下列說(shuō)法的正誤。 (1)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和質(zhì)粒是基因工程中常用的三種工具酶。() (2)切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切

3、酶均能特異性地識(shí)別6個(gè)核苷酸序列。() (3)DNA連接酶能將兩堿基間通過(guò)形成的氫鍵連接起來(lái)。(),(4)Ecoli DNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端。() (5)載體的作用是攜帶目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中，使之穩(wěn)定存在并表達(dá)。() 2根據(jù)題圖，回答問(wèn)題。 下圖中的圖1和圖2分別表示的是EcoR限制酶和Sma限制酶的作用示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：,(1)EcoR限制酶和Sma限制酶識(shí)別的堿基序列及切割的位點(diǎn)分別是什么？ 【提示】 EcoR限制酶識(shí)別的堿基序列是GAATTC，切割位點(diǎn)在G和A之間；Sma限制酶識(shí)別的堿基序列是CCCGGG，切割位點(diǎn)在C和G之間。 (2)以上實(shí)例說(shuō)明限制酶具有_。

4、 (3)要將圖2中的末端再連接起來(lái)，需要_連接酶。,專一性,T4DNA,考法1限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶等酶的作用 1(2018北京海淀區(qū)海淀實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三月考)下圖甲、乙中的箭頭表示三種限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)，Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列敘述正確的是(),A圖甲中的質(zhì)粒用BamH切割后，含有4個(gè)游離的磷酸基團(tuán) B用Pst和Hind酶切，可以保證重組DNA序列的唯一性 C在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，可用Pst和BamH切割質(zhì)粒和外源DNA D導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌可在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生長(zhǎng),【解析】 圖甲中的質(zhì)粒只有一個(gè)BamH切割位點(diǎn)，切割后形成一個(gè)直鏈DN

5、A，含2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，A錯(cuò)誤；用Pst和Hind酶切質(zhì)粒切成兩個(gè)片段，用Pst和Hind酶能將外源DNA切成三段，只有含目的基因的片段通過(guò)DNA連接酶與質(zhì)粒連接形成的重組質(zhì)粒符合要求，而另一個(gè)重組質(zhì)粒無(wú)目的基因，不符合要求，從而保證重組DNA序列的唯一性，B正確；BamH切割位點(diǎn)在目的基因上，不能用該酶切割外源DNA，C錯(cuò)誤；導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌，其重組質(zhì)粒是用Pst和Hind酶切割的，其中的Ampr(氨芐青霉素抗性基因)已被破壞，D錯(cuò)誤。 【答案】 B,2(2016課標(biāo)全國(guó)卷)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn)，圖

6、(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoR、Sau3A的切點(diǎn)是唯一的)。,根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題： (1)經(jīng)BamH酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被_酶切后的產(chǎn)物連接，理由是_ _。 (2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有_，不能表達(dá)的原因是_ _。,(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶，常見的有_和_，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是_。,【解析】 (1)分析圖(a)可知，限制酶Sau3A與BamH切割DNA后形成的黏性末端相同，故經(jīng)這兩種

7、酶切割得到的產(chǎn)物可以用DNA連接酶進(jìn)行連接。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，為保證目的基因能在宿主細(xì)胞中成功表達(dá)，目的基因應(yīng)插入在啟動(dòng)子和終止子之間，據(jù)此可判斷甲、丙均不符合要求，目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄。,(3)常見的DNA連接酶有EcoliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。 【答案】 (1)Sau3A兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄 (3)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶,【總結(jié)歸納】 與DNA相關(guān)的五種酶的比較,考法

8、2載體的作用及特點(diǎn)分析 3(2016課標(biāo)全國(guó)卷)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BamH酶切后，與用BamH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)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

9、啟動(dòng)子和終止子。 (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_。 【解析】 (1)質(zhì)粒作為載體應(yīng)具備的基本條件有：能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、含有一至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)等。(2)由題意可知，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞中均不含有氨芐青霉素抗性基因，所以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上均不

10、能生長(zhǎng)。,質(zhì)粒載體上含有氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，插入了目的基因的重組質(zhì)粒中僅含有氨芐青霉素抗性基因，所以含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細(xì)胞均能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，但前者可以在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)而后者不能，所以可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基，篩選出含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落。(3)噬菌體屬于病毒，病毒增殖過(guò)程中所需的原料、酶等均來(lái)自于受體細(xì)胞。,【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

11、上均能生長(zhǎng)四環(huán)素 (3)受體細(xì)胞,【總結(jié)歸納】 載體上標(biāo)記基因的標(biāo)記原理 載體上的標(biāo)記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細(xì)胞沒有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當(dāng)含有抗生素抗性基因的載體進(jìn)入受體細(xì)胞后，抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，使受體細(xì)胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素，所以在受體細(xì)胞的培養(yǎng)體系中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細(xì)胞，原理如下圖所示：,考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序 1.目的基因的獲取 (1)從基因文庫(kù)中獲取 基因文庫(kù)包括：_和_ (其中的cDNA文庫(kù)是利用_法獲取的)。 (2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增 變性(_)：雙鏈DNA模板在熱作用下，_斷裂，形成單鏈。,基因組文庫(kù),部分基因文

12、庫(kù),反轉(zhuǎn)錄,9095,氫鍵,復(fù)性(_)：_與DNA模板結(jié)合，形成局部雙鏈。 延伸(_)：在_酶的作用下，合成與模板互補(bǔ)的子鏈。 循環(huán)重復(fù)上述過(guò)程， n次循環(huán)后，目的基因的量將被擴(kuò)增_倍。 (3)利用化學(xué)方法人工合成：基因比較小，_已知時(shí)，選擇該方法。,5560,7075,引物,Taq,2n,核苷酸序列,2基因表達(dá)載體的構(gòu)建 (1)通常用_酶切割目的基因和質(zhì)粒，然后用_酶將二者連接，改造后成為基因表達(dá)載體。 (2)組成：目的基因、_基因、_子、終止子和_原點(diǎn)。 【知識(shí)拓展】 基因表達(dá)載體中啟動(dòng)子、終止子的來(lái)源 (1)如果目的基因是從自然界中已有的物種中分離出來(lái)的，目的基因中已含有啟動(dòng)子、終止子。

13、在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，不需要在質(zhì)粒上接上特定的啟動(dòng)子、終止子。,同一種限制,DNA連接,標(biāo)記,啟動(dòng),復(fù)制,(2)如果目的基因是通過(guò)人工方法合成的，或通過(guò)cDNA文庫(kù)獲得的，則目的基因是不含啟動(dòng)子和終止子的。因此，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要在與質(zhì)粒結(jié)合之前，在目的基因的前后端接上特定的啟動(dòng)子、終止子。,3將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,體細(xì)胞或受精卵,受精卵,原核細(xì)胞,4.目的基因的檢測(cè)與鑒定 (1)分子水平的檢測(cè) 利用_技術(shù)檢測(cè)目的基因是否插入。 利用_技術(shù)檢測(cè)目的基因的轉(zhuǎn)錄。 利用_技術(shù)檢測(cè)目的基因的翻譯。 (2)個(gè)體水平的鑒定，如抗蟲、抗病的接種實(shí)驗(yàn)等。,DNA分子雜交,分子雜交,抗原抗體雜交,【

14、判斷與思考】 1判斷下列說(shuō)法的正誤。 (1)基因表達(dá)載體中含有啟動(dòng)子和密碼子。() (2)如果某種生物的cDNA文庫(kù)中的某個(gè)基因與該生物的基因組文庫(kù)中的某個(gè)基因控制的性狀相同，則這兩個(gè)基因的結(jié)構(gòu)也完全相同。() (3)Taq酶是用PCR儀對(duì)DNA分子擴(kuò)增過(guò)程中常用的一種耐高溫的DNA連接酶。(),(4)表達(dá)載體的復(fù)制和胰島素基因的表達(dá)均啟動(dòng)于復(fù)制原點(diǎn)。() (5)用PCR方法擴(kuò)增目的基因時(shí)不必知道基因的全部序列。() (6)PCR體系中一定要添加從受體細(xì)胞中提取的DNA聚合酶。() (7)外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的啟動(dòng)子和終止子之間才能進(jìn)行復(fù)制。(),2根據(jù)題圖，回答問(wèn)題。 如圖為抗蟲棉的培

15、育過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：,(1)該基因工程中的目的基因和載體分別是什么？一般情況下，為什么要用同一種限制酶處理目的基因和載體？ 【提示】 目的基因是Bt毒蛋白基因，載體是Ti質(zhì)粒。用同一種限制酶處理目的基因和載體，可以獲得相同的黏性末端，便于構(gòu)建基因表達(dá)載體。,(2)該實(shí)例中，采用何種方法導(dǎo)入目的基因？為什么目的基因可以整合到染色體的DNA上？ 【提示】 采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，由于Ti質(zhì)粒上的TDNA可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞且能整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，而目的基因又插入到了TDNA上，所以目的基因可以整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上。,(3)該實(shí)例中，檢測(cè)目的基因是否表達(dá)常見的方法有哪兩種

16、？ 【提示】 抗原抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲。,考法1目的基因的獲取及基因表達(dá)載體的構(gòu)建 1(2018天津市耀華中學(xué)高三上學(xué)期月考)內(nèi)皮素(ET)是一種含21個(gè)氨基酸的多肽，具有強(qiáng)烈的血管收縮和促進(jìn)平滑肌細(xì)胞增殖等作用，其功能異常與高血壓、糖尿病、癌癥等有著密切聯(lián)系。ET主要通過(guò)與靶細(xì)胞膜上的ET受體結(jié)合而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。,ETA是ET的主要受體，科研人員試圖通過(guò)構(gòu)建表達(dá)載體，實(shí)現(xiàn)ETA基因在細(xì)胞中高效表達(dá)，為后期ETA的體外研究以及拮抗劑的篩選、活性評(píng)價(jià)等奠定基礎(chǔ)，其過(guò)程如圖所示，圖中SNAP基因是一種熒光蛋白基因，限制酶Apa的識(shí)別序列為CCCGGG，限制酶Xho的識(shí)別序列為CTCGAG

17、。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：,(1)完成過(guò)程需要加入緩沖液、原料、引物、dNTP和_酶等。 (2)過(guò)程和中，限制酶Xho切割DNA，使_鍵斷開，形成_。 (3)構(gòu)建的重組表達(dá)載體，目的基因上游的啟動(dòng)子是_的部位，進(jìn)而可驅(qū)動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄。其中氨芐青霉素抗性基因的作用是_。除圖中所標(biāo)出的結(jié)構(gòu)外，基因表達(dá)載體還應(yīng)具有的結(jié)構(gòu)是_。,(4)過(guò)程要用_預(yù)先處理大腸桿菌，使其成為處于容易吸收外界DNA的感受態(tài)細(xì)胞。 (5)將SNAP基因與ETA基因結(jié)合構(gòu)成融合基因，其目的是有利于檢測(cè)_。,【解析】 表示通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄法獲得目的基因，表示構(gòu)建基因表達(dá)載體，表示限制酶切割質(zhì)粒，表示將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞，表示目的基因的檢測(cè)

18、。構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，目的基因上游的啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄。將目的基因?qū)氪竽c桿菌時(shí)，需用Ca2處理使其處于感受態(tài)，容易吸收外界DNA。SNAP基因是一種熒光蛋白基因，與ETA基因結(jié)合構(gòu)成融合基因，可用于檢測(cè)ETA基因能否表達(dá)及表達(dá)量。,(1)過(guò)程是逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化。(2)限制酶切割DNA，使磷酸二酯鍵斷開，形成黏性末端。(3)目的基因上游的啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，從而驅(qū)動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄。其中氨芐青霉素抗性基因是標(biāo)記基因，用于篩選含有目的基因(ETA基因)的受體細(xì)胞?；虮磉_(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因，所以除圖中所標(biāo)出的結(jié)構(gòu)

19、外，還應(yīng)有終止子。(4)過(guò)程將目的基因?qū)氪竽c桿菌，要用CaCl2處理，使之處于感受態(tài)，容易吸收外界DNA。(5)SNAP基因是一種熒光蛋白基因，與ETA基因結(jié)合構(gòu)成融合基因，可用于檢測(cè)ETA基因能否表達(dá)及表達(dá)量。,【答案】 (1)反轉(zhuǎn)錄(逆轉(zhuǎn)錄) (2)磷酸二酯黏性末端 (3)RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合篩選含有目的基因(ETA基因)的受體細(xì)胞終止子 (4)CaCl2 (5)ETA基因能否表達(dá)及表達(dá)量,2(2018江蘇省揚(yáng)州市高郵中學(xué)高三階段檢測(cè))嗜熱菌可以生活在98 的高溫環(huán)境中，研究發(fā)現(xiàn)其耐熱性與基因H的表達(dá)產(chǎn)物有關(guān)。下圖表示某研究小組利用大腸桿菌對(duì)H基因?qū)嵭械目寺『捅磉_(dá)過(guò)程，其中Nde、Ec

20、oR、Hind 、Sal四種限制酶的識(shí)別序列和酶切位點(diǎn)分別為CATATG、GAATTC、AAGCTT、GTCGAC，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：,(1)圖中的結(jié)構(gòu)A是_，主要作用是_。一個(gè)完整的基因表達(dá)載體組成，除了質(zhì)粒1中所示結(jié)構(gòu)以外還應(yīng)該含有_。 (2)用圖中質(zhì)粒1和H基因構(gòu)成重組質(zhì)粒，應(yīng)選用_兩種限制酶進(jìn)行切割，影響限制酶處理效果的因素可能有_(多選)。,反應(yīng)溫度緩沖液pH限制酶的濃度DNA樣品的純度 (3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌后H基因的表達(dá)效率很低，但在含有質(zhì)粒2(輔助性質(zhì)粒)的細(xì)胞中，H基因可以高效表達(dá)。為了篩選出轉(zhuǎn)入了兩種質(zhì)粒的受體菌，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加_，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)

21、保持_操作。,(4)PCR反應(yīng)中引物的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，據(jù)圖分析，擴(kuò)增H基因時(shí)應(yīng)選擇的一對(duì)引物是_。 A引物：GCGAATTC，引物：CTCATATG B引物：GAATTCCC，引物：CATATGAG C引物： GGAAGCTT，引物：AAGCTTCC D引物：CTCATATG，引物：AACCTTAACCTT,【解析】 本題結(jié)合基因結(jié)構(gòu)圖和運(yùn)載體結(jié)構(gòu)圖，考查基因工程的技術(shù)和原理，重點(diǎn)是限制酶和DNA連接酶，要求學(xué)生認(rèn)真分析題圖，能根據(jù)圖中信息選擇合適的限制酶，準(zhǔn)確判斷使用DNA連接酶連接的結(jié)果，再運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)答題。解答本題的關(guān)鍵是熟記并理解基因工程的基本操作程序并形成清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。,(1)據(jù)題

22、圖分析，由質(zhì)粒1的結(jié)構(gòu)及質(zhì)粒1和重組質(zhì)粒上都具有A可推知，A是啟動(dòng)子，其作用是提供RNA聚合酶特異性識(shí)別結(jié)合位點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄。一個(gè)完整的基因表達(dá)載體組成包括啟動(dòng)子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因，而質(zhì)粒1中已經(jīng)含有啟動(dòng)子和標(biāo)記基因(抗生素A抗性基因)，故答案是目的基因、終止子。,(2)結(jié)合四種限制酶的識(shí)別序列和酶切位點(diǎn)，確定用圖中質(zhì)粒1和H基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，應(yīng)選用Nde、EcoR兩種限制酶進(jìn)行切割，影響酶的因素都影響限制酶的處理效果，所以可能有溫度、PH、酶濃度和底物的純度，即。 (3)對(duì)兩種質(zhì)粒的標(biāo)記基因進(jìn)行分析后可知，質(zhì)粒1上含有抗生素A的抗性基因，質(zhì)粒2上含有抗生素B的抗性基因，所以應(yīng)在篩

23、選平板培養(yǎng)基中添加抗生素A和抗生素B。根據(jù)微生物的培養(yǎng)條件可知整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)保持無(wú)菌操作。,(4)分析切割質(zhì)粒和目的基因的兩種限制酶Nde、EcoR的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)A、B選項(xiàng)的引物中有Nde的識(shí)別序列CATATG，而A、B選項(xiàng)的引物中都有EcoR的識(shí)別序列GAATTC，而C、D項(xiàng)中都不含，所以應(yīng)選擇A、B。 【答案】 (1)啟動(dòng)子提供RNA聚合酶特異性識(shí)別結(jié)合位點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄目的基因、終止子(和復(fù)制原點(diǎn)) (2)Nde、EcoR、 (3)抗生素A和抗生素B 無(wú)菌 (4)A、B,【總結(jié)歸納】 1.幾種目的基因獲取方法的比較,2.基因表達(dá)載體中啟動(dòng)子、終止子的來(lái)源 (1)如果目的基因是

24、從自然界中已有的物種中分離出來(lái)的，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，不需要在質(zhì)粒上目的基因的前后端接上特定的啟動(dòng)子、終止子，因?yàn)槟康幕蛑幸押袉?dòng)子、終止子。,(2)如果目的基因是通過(guò)人工方法合成的，或通過(guò)cDNA文庫(kù)獲得的，則目的基因是不含啟動(dòng)子和終止子的。若只將基因的編碼序列導(dǎo)入受體生物中，目的基因沒有啟動(dòng)子、終止子，是無(wú)法轉(zhuǎn)錄的，因此，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要在與質(zhì)粒結(jié)合之前，在目的基因的前后端接上特定的啟動(dòng)子、終止子。,考法2目的基因的導(dǎo)入、檢測(cè)與鑒定 3(2018天津市新華中學(xué)高三上學(xué)期月考)為獲得抗病毒的馬鈴薯植株，往往采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將一種目的基因轉(zhuǎn)移到馬鈴薯體內(nèi)，其過(guò)程大致如下圖所示。

25、下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(),A該轉(zhuǎn)基因馬鈴薯產(chǎn)生的配子中不一定含有目的基因 B若使表達(dá)的蛋白質(zhì)含量增高，應(yīng)修飾目的基因編碼區(qū) C導(dǎo)入農(nóng)桿菌之前要用CaCl2處理土壤農(nóng)桿菌，目的是增大細(xì)胞壁的通透性 D檢測(cè)轉(zhuǎn)化成功的農(nóng)桿菌，需要基因表達(dá)載體上含有標(biāo)記基因，檢測(cè)目的基因在馬鈴薯體內(nèi)能否成功轉(zhuǎn)錄可采用DNA探針技術(shù),【解析】 根據(jù)題干信息和圖形分析可知，該轉(zhuǎn)基因馬鈴薯產(chǎn)生的配子中可能含有目的基因，也可能不含目的基因，A正確；若使表達(dá)的蛋白質(zhì)含量增高，應(yīng)該修飾目的基因非編碼區(qū)，而編碼區(qū)修飾后會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；導(dǎo)入農(nóng)桿菌之前要用CaCl2處理土壤農(nóng)桿菌，目的是增大細(xì)胞壁的通透性，使之成為感受態(tài)

26、，C正確；檢測(cè)轉(zhuǎn)化成功的農(nóng)桿菌，需要基因表達(dá)載體上含有標(biāo)記基因，檢測(cè)目的基因在馬鈴薯體內(nèi)能否成功轉(zhuǎn)錄可采用DNA探針技術(shù)，D正確。 【答案】 B,4(2018天津市耀華中學(xué)高三上學(xué)期月考)下表是基因工程操作中鑒定含目的基因植株的4種方法。請(qǐng)預(yù)測(cè)同一后代種群中，4種方法檢出的含目的基因植株的比例最小的是(),【解析】 PCR擴(kuò)增技術(shù)可以在體外大量增殖目的基因，A含量最多；導(dǎo)入到受體細(xì)胞中的目的基因不一定完成轉(zhuǎn)錄，則利用分子雜交檢測(cè)目的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，含量不一定多；導(dǎo)入到受體細(xì)胞中的目的基因不一定完成表達(dá)，則利用分子雜交檢測(cè)目的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，含量不一定多；將目的基因(抗除草劑基因)導(dǎo)入受體細(xì)胞的概率

27、較小，則噴灑除草劑檢測(cè)幼苗，其中抗除草劑幼苗出現(xiàn)的概率較低，故D項(xiàng)檢出的含目的基因植株的比例最小，故選D。 【答案】 D,考點(diǎn)三基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程 1基因工程的應(yīng)用 (1)乳腺生物反應(yīng)器 優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取等。 操作過(guò)程：獲取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體顯微注射導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中形成早期胚胎將胚胎移植到受體動(dòng)物子宮內(nèi)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在雌性個(gè)體中目的基因表達(dá)，從分泌的乳汁中提取所需蛋白質(zhì)。,(2)基因工程藥品 生產(chǎn)方式：利用基因工程培育“工程菌”來(lái)生產(chǎn)藥品。 a“工程菌”：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系，如含有人胰島素基因的大腸桿菌菌株、含有抗蟲

28、基因的土壤農(nóng)桿菌菌株等。 b通過(guò)基因工程生產(chǎn)的藥品，從化學(xué)成分上分析都應(yīng)該是蛋白質(zhì)類。,成果：生產(chǎn)出細(xì)胞因子、_、疫苗、激素等。 (3)基因診斷 方法：_ (即DNA探針法)。 主要過(guò)程： 將互補(bǔ)的雙鏈DNA解旋 獲得單鏈DNA片段 用同位素、熒光分子或化學(xué)發(fā)光催化劑標(biāo)記單鏈DNA片段,抗體,DNA分子雜交技術(shù), 引入待檢測(cè)的DNA樣品中 檢測(cè)DNA樣品 (4)基因治療 方法：基因置換、基因修復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活等。 類型： a_基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)，如腺苷酸脫氨酶基因的轉(zhuǎn)移。,體外,b_基因治療：

29、用基因工程的方法，直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的方法。 2蛋白質(zhì)工程 (1)流程圖,體內(nèi),A_，B._ ，C._ ，D._ ，E._ 。 (2)結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出_。 (3)應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對(duì)_進(jìn)行改造，改良生物性狀。,轉(zhuǎn)錄,翻譯,分子設(shè)計(jì),多肽鏈,預(yù)期功能,新的蛋白質(zhì),現(xiàn)有蛋白質(zhì),【判斷與思考】 判斷下列說(shuō)法的正誤。 (1)抗蟲基因即使成功地插入到植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達(dá)。() (2)應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測(cè)轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達(dá)。() (3)將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株。(),(4)利用乳腺生物反應(yīng)器

30、能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品，如人的血清白蛋白，這是因?yàn)閷⑷说难灏椎鞍谆驅(qū)肓藙?dòng)物的乳腺細(xì)胞中。() (5)為培育出抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時(shí)只能以受精卵為受體。() (6)蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)。() (7)目前在抗菌性和溶血性均較強(qiáng)的多肽P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計(jì)多條模擬肽。(),考法1基因工程的應(yīng)用 1(2018四川省成都市龍泉第二中學(xué)高三月考)下圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導(dǎo)致胰島B細(xì)胞不能正常合成胰島素)的過(guò)程設(shè)計(jì)圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：,(1)

31、圖中所示的結(jié)構(gòu)是_，所示的細(xì)胞是_。 (2)圖中、所示的生物工程技術(shù)分別屬于_、_。此外圖示過(guò)程還應(yīng)用了哪些生物工程技術(shù)？_。(至少一種) (3)過(guò)程通常用做受體細(xì)胞的原因是細(xì)胞尚未_。,(4)DNA重組技術(shù)需要的基本工具有_ _。 (5)圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點(diǎn)是_。,【解析】 圖示是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病的過(guò)程圖解。圖中表示體細(xì)胞核；表示體細(xì)胞核移植過(guò)程；表示采用基因工程技術(shù)將胰島B細(xì)胞基因?qū)胧荏w細(xì)胞。圖中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有基因工程、核移植技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)等技術(shù)。 (1)圖中所示是細(xì)胞核；是來(lái)自囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞(或胚胎干細(xì)胞)。,(2)圖中

32、采用了核移植技術(shù)；采用了基因工程(或重組DNA)技術(shù)，此外圖示過(guò)程還應(yīng)用了細(xì)胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)等技術(shù)。 (3)過(guò)程通常用做受體細(xì)胞的原因是細(xì)胞尚未分化，其全能性高。 (4)基因工程技術(shù)需要的基本工具有限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶和運(yùn)載體。,(5)圖示方法屬于自體移植，其與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點(diǎn)是沒有排斥反應(yīng)。 【答案】 (1)細(xì)胞核內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞(或胚胎干細(xì)胞) (2)核移植技術(shù)基因工程(或重組DNA技術(shù))細(xì)胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng) (3)分化 (4)限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶和運(yùn)載體 (5)沒有排斥反應(yīng),考法2蛋白質(zhì)工程 2(2018長(zhǎng)沙模擬)科學(xué)家對(duì)鼠源雜交瘤抗體進(jìn)行改造，生產(chǎn)出效果更好的

33、鼠人嵌合抗體，用于癌癥治療。下圖表示形成鼠人嵌合抗體的過(guò)程，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：,(1)改造鼠源雜交瘤抗體，生產(chǎn)鼠人嵌合抗體，屬于_(生物工程)的范疇。 (2)圖示過(guò)程是根據(jù)預(yù)期的_，設(shè)計(jì)_，最終必須對(duì)_進(jìn)行操作，此操作中改變的是_。 (3)經(jīng)過(guò)改造的鼠人嵌合抗體，與鼠源雜交瘤抗體相比較，突出的優(yōu)點(diǎn)是_(從免疫角度考慮)。 (4)上述過(guò)程中對(duì)科學(xué)家來(lái)說(shuō)難度最大的是_ _ _。,【解析】 (1)通過(guò)圖示可知鼠人嵌合抗體是通過(guò)人工設(shè)計(jì)而形成的特定功能的蛋白質(zhì)，其生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。(2)蛋白質(zhì)工程的流程：預(yù)期蛋白質(zhì)的功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)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(

34、基因)。(3)從免疫的角度考慮，對(duì)人體來(lái)說(shuō)鼠源抗體為抗原，若利用人的抗體與之嵌合，則排斥作用會(huì)減輕，對(duì)人體的副作用會(huì)減小。(4)由于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易確定，所以成為蛋白質(zhì)工程中最大的障礙。,【答案】 (1)蛋白質(zhì)工程 (2)嵌合抗體功能嵌合抗體的結(jié)構(gòu)基因堿基對(duì) (3)對(duì)人體的不良反應(yīng)減小(排斥作用減輕，對(duì)人體的副作用減小) (4)設(shè)計(jì)嵌合抗體的空間結(jié)構(gòu),【總結(jié)歸納】 蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較 (1)區(qū)別,(2)聯(lián)系 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來(lái)的第二代基因工程。 基因工程中所利用的某些酶需要通過(guò)蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造。,1(2017北京卷)為了增加菊花花色類型，研究者

35、從其他植物中克隆出花色基因C(圖1)，擬將其與質(zhì)粒(圖2)重組，再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花中。,下列操作與實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟环氖?) A用限制性核酸內(nèi)切酶EcoR和連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒 B用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因?qū)爰?xì)胞 C在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞 D用分子雜交方法檢測(cè)C基因是否整合到菊花染色體上,【解析】 用限制性核酸內(nèi)切酶EcoR處理目的基因和質(zhì)粒，可以使目的基因兩側(cè)和質(zhì)粒產(chǎn)生相同的黏性末端，再用連接酶把切口連起來(lái)就能構(gòu)建成重組質(zhì)粒，A正確；農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法適用于雙子葉植物或裸子植物，菊花屬于雙子葉植物，故可用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因?qū)爰?xì)胞，B正確

36、；質(zhì)粒中只有潮霉素抗性基因，被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞只對(duì)潮霉素具有抗性，在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，不能篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞，C錯(cuò)誤；檢測(cè)目的基因是否整合到受體細(xì)胞的染色體上，可采用DNA分子雜交技術(shù)，D正確。 【答案】 C,2(2017全國(guó)卷)真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡(jiǎn)稱蛋白A)?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)某同學(xué)從人的基因組文庫(kù)中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A，其原因是_。,(2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用_

37、作為載體，其原因是_。 (3)若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。因?yàn)榕c家蠶相比，大腸桿菌具有_(答出兩點(diǎn)即可)等優(yōu)點(diǎn)。,(4)若要檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測(cè)物質(zhì)是_(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)，也可以說(shuō)是基因工程的先導(dǎo)，如果說(shuō)他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是_ _。,【解析】 (1)基因A的編碼區(qū)中有內(nèi)含子和外顯子，在真核生物細(xì)胞內(nèi)把內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來(lái)的RNA切除，而原核生物細(xì)胞內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄后不切除，轉(zhuǎn)錄后直接表達(dá)，所以翻譯形成的蛋白質(zhì)不是A蛋白。 (2)由于噬菌體

38、是專性寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒，無(wú)法侵染到真核生物家蠶細(xì)胞內(nèi)，所以不能用噬菌體作為運(yùn)載體。而家蠶屬于昆蟲，故可用昆蟲病毒作為運(yùn)載體。,(3)大腸桿菌作為受體菌具有繁殖周期短、易培養(yǎng)、產(chǎn)物易分離、不會(huì)造成基因污染等優(yōu)點(diǎn)。 (4)檢測(cè)目的基因是否表達(dá)通常用抗原抗體雜交技術(shù)，注入抗體看是否出現(xiàn)雜交帶，若出現(xiàn)則表達(dá)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)，不僅證明了生物的遺傳物質(zhì)是DNA，還證明了DNA可以從一種生物轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體。,【答案】 (1)基因A有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列不能被切除，無(wú)法表達(dá)出蛋白A(2)噬菌體噬菌體

39、的宿主是細(xì)菌，而不是家蠶 (3)繁殖快、容易培養(yǎng)(4)蛋白A的抗體 (5)DNA可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體,3(2017全國(guó)卷)幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過(guò)基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強(qiáng)其抗真菌病的能力。回答下列問(wèn)題： (1)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_。,(2)以mRNA為材料可以獲得cDNA，其原理是_ _。 (3)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，原因是_(答出兩點(diǎn)即可)。,(4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí)，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是_。 (5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是_。,【解析】 (1)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