基因工程一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案

1、基因工程 學(xué)案【考綱內(nèi)容】1、基因工程的誕生 2、基因工程的原理及技術(shù) 3、基因工程的應(yīng)用 4、蛋白質(zhì)工程 【基礎(chǔ)知識(shí)梳理】一、基因工程的概念：按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過(guò)_和_等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的_和_。由于基因工程在_分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫做_。二、DNA重組技術(shù)的基本工具1、限制酶（全稱：_）（1）來(lái)源：主要從_中分離純化出來(lái)（2）特點(diǎn)：識(shí)別_分子的_，并且使每一條鏈中特定部位的_之間的_鍵斷開。（3）結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端或平末端2、DNA連接酶（1）類型：根據(jù)酶的來(lái)源不同，可分為_和_，（2）作用：連接雙鏈DNA片段，恢復(fù)

2、被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的_。3、載體（1）種類：通常利用_作為載體，另外還有_、_等質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)：_分子（2）特點(diǎn)：能_、有_、有_三、基因工程的基本操作程序1、_的獲取（1）目的基因： 編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 。（2）獲取目的基因的方法：_、_、_。（3）PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因原理：_過(guò)程：第一步：加熱至9095DNA_；第二步：冷卻到5560，_結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈；第三步：加熱至7075，_酶從引物起始互補(bǔ)鏈的合成。2、_的構(gòu)建是實(shí)施基因工程的第二步，也是基因工程的_。（1）目的：使目的基因在受體細(xì)胞中_，并且可以_，使目的基因能夠_。（2）組成：_（如抗生素基因）啟動(dòng)子：是一段有特

3、殊結(jié)構(gòu)的_片段，位于_，是_酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因_，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的_，位于_。標(biāo)記基因的作用：_。常用的標(biāo)記基因是抗生素基因。3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞生物種類植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法_受體細(xì)胞體細(xì)胞_原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過(guò)程將目的基因插入Ti質(zhì)粒的TDNA上_導(dǎo)入植物細(xì)胞整合到受體細(xì)胞的DNA表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純?nèi)÷眩ㄊ芫眩受精卵發(fā)育獲得具有新性狀的動(dòng)物_處理細(xì)胞微生物細(xì)胞壁的通透性增加重組質(zhì)粒與_混合感受態(tài)細(xì)胞吸收_4、目的基因的檢測(cè)與鑒定（1）利用_檢測(cè)目的基因的有無(wú)；（2）利用_檢測(cè)目的基因的轉(zhuǎn)錄；（3）利用_檢測(cè)目的基因

4、的翻譯；（4）利用_生物學(xué)水平的檢測(cè)鑒定重組性狀的表達(dá)。四、基因工程的應(yīng)用1、植物基因工程（1）主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力（如_、_、_、_和_）。（2）改良農(nóng)作物的_。（3）利用植物生產(chǎn)_等方面。2、動(dòng)物基因工程 （1）用于提高動(dòng)物_速度。（2）用于改良畜產(chǎn)品的_。（3）建立_，用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)_。（4）用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作_的供體。3、基因治療 （1）概念：把_導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物_。（2）效果：治療_的最有效的手段。（3）分類：_和_。4、基因工程藥物:_、_、_、激素等。五、蛋白質(zhì)工程1、概念理解： 基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的_及其與_的關(guān)系。操作：_或_。結(jié)果：_。目的：滿足人類的生

5、產(chǎn)和生活的需求。(2)操作過(guò)程：_設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)_合成DNA基因表達(dá)產(chǎn)生需要的蛋白質(zhì)。判斷正誤：(1)E·coli DNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端()(2)質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，是基因工程常用的載體()(3)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)()(4)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)(2014·江蘇，23D)()(5)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)(2011·四川，5D)()(6)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()

6、(7)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用()(8)利用乳腺生物反應(yīng)器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()(9)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)()(10)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(2013·廣東3C)() (11)為培育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()(12)目前，植物基因工程技術(shù)主要應(yīng)用于提高農(nóng)作物的抗逆性、生產(chǎn)某些天然藥物、改良農(nóng)作物的品質(zhì)、作器官

7、移植的供體()(13)基因工程藥物主要來(lái)源于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)()【課后習(xí)題】1如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是()A BC D2下列關(guān)于載體的敘述中，錯(cuò)誤的是()A載體與目的基因結(jié)合后，實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)重組DNA分子B對(duì)某種限制酶而言，載體最好只有一個(gè)切點(diǎn)，但還要有其他多種酶的切點(diǎn)C目前常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體的衍生物和動(dòng)植物病毒D載體具有某些標(biāo)記基因，便于對(duì)其進(jìn)行切割3若要利用某目的基因(見圖甲)和P1噬菌體載體(見圖乙)構(gòu)建重組DNA(見圖丙)，限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)分別是Bgl(AGATCT)、EcoR(

8、GAATTC)和Sau3A(GATC)。下列分析合理的是()A用EcoR切割目的基因和P1噬菌體載體 B用Bgl和EcoR切割目的基因和P1噬菌體載體C用Bgl和Sau3A切割目的基因和P1噬菌體載體D用EcoR和Sau3A切割目的基因和P1噬菌體載體4右圖表示用化學(xué)方法合成目的基因的過(guò)程。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()A過(guò)程需要DNA連接酶 B過(guò)程需要限制性核酸內(nèi)切酶C目的基因的堿基序列是已知的D若某質(zhì)粒能與目的基因重組，則該質(zhì)粒和目的基因的堿基序列相同5下列用于判斷目的基因是否轉(zhuǎn)移成功的方法中，不屬于分子檢測(cè)的是()A通過(guò)害蟲吃棉葉看其是否死亡 B轉(zhuǎn)基因生物基因組DNA與DNA探針能否形成

9、雜交帶C轉(zhuǎn)基因生物中提取的mRNA與DNA探針能否形成雜交帶D轉(zhuǎn)基因生物中提取的蛋白質(zhì)能否與抗體形成雜交帶6.將ada（腺苷酸脫氨酶基因）通過(guò)質(zhì)粒pET28b導(dǎo)入大腸桿菌并成功表達(dá)腺苷酸脫氨酶。下列敘述錯(cuò)誤的是( )A.每個(gè)大腸桿菌細(xì)胞至少含一個(gè)重組質(zhì)粒 B.每個(gè)重組質(zhì)粒至少含一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)C.每個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)至少插入一個(gè)ada D.每個(gè)插入的ada至少表達(dá)一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子7.在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過(guò)程中，下列操作錯(cuò)誤的是（ ）A.用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草茶葉病毒的核酸 B.用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體C.重組DNA分子導(dǎo)入原生

10、質(zhì)體 D.除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞8.2008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。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(guò)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) 9抗菌肽對(duì)治療癌癥有一定作用，下圖表示抗菌肽合成過(guò)程。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶 B基因表達(dá)載體含有啟動(dòng)子和終止子C篩選菌種時(shí)用基因探

11、針檢測(cè)相關(guān)蛋白質(zhì) D分離純化的目的是獲得較純凈的抗菌肽非選擇題：1.回答有關(guān)基因工程的問(wèn)題：（1）構(gòu)建基因工程表達(dá)載體時(shí)，用不同類型的限制酶切割DNA后，可能產(chǎn)生黏性末端，也可能產(chǎn)生 末端。若要在限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后使其直接進(jìn)行連接，則應(yīng)選擇能使二者產(chǎn)生 （相同、不同）黏性末端的限制酶。（2）利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時(shí)，構(gòu)建的表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動(dòng)子等，其中啟動(dòng)子的作用是 。在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí)，常用 處理大腸桿菌，以利于表達(dá)載體進(jìn)入；為了檢測(cè)胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，可用標(biāo)記的胰島素基因片段作探針與mRNA雜交，該雜交技術(shù)稱為 。為了檢測(cè)胰島素基因轉(zhuǎn)錄的mRNA是

12、否翻譯成 ，常用抗原抗體雜交技術(shù)。（3）如果要將某目的基因通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入植物細(xì)胞，先要將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的 中，然后用該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，通過(guò)DNA重組將目的基因插入植物細(xì)胞的 上。（4）重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了 。2.科學(xué)家從預(yù)期人的生長(zhǎng)激素的功能出發(fā)，推測(cè)相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并人工合成了雙鏈DNA片段，獲得雙鏈DNA?？茖W(xué)家將人的生長(zhǎng)激素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒進(jìn)行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達(dá)。已知限制酶的識(shí)別序列和切點(diǎn)是-GGATCC-，限制酶的識(shí)別序列和切點(diǎn)是 -GATC-。據(jù)圖回答：(1)獲得生長(zhǎng)激素基因的方法有_。用PCR技術(shù)擴(kuò)增基因時(shí)用到的耐高溫

13、酶通常是指_；步驟用到的酶有_。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，必須有_、目的基因、終止子以及_。 (3)為了精確地獲取圖中的目的基因，應(yīng)用_切割質(zhì)粒，用_切割目的基因。 (4)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入細(xì)菌B之前，要將細(xì)菌B放入一定濃度的_溶液中處理，使之成為感受態(tài)的細(xì)菌。人的基因之所以能與大腸桿菌的質(zhì)粒進(jìn)行重組并發(fā)揮其功能，是因?yàn)槎叩目臻g結(jié)構(gòu)都是_。(5)人體的生長(zhǎng)激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)是因?yàn)開。(6)將得到的大腸桿菌B涂布在一個(gè)含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能夠生長(zhǎng)的，說(shuō)明已導(dǎo)入了_，反之則沒(méi)有導(dǎo)入。導(dǎo)入重組質(zhì)粒以后，往往還需要進(jìn)行檢測(cè)和篩選，可用_制成探針，檢測(cè)是否導(dǎo)入了重組基因，在培養(yǎng)基中加入

14、_可將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)。(7)上述方法制備人的生長(zhǎng)激素，運(yùn)用的現(xiàn)代生物工程技術(shù)是_。3.胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射到人體后，會(huì)堆積在皮下，要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間才能進(jìn)入血液，而進(jìn)入血液的胰島素又容易分解，因此，治療效果受到影響。如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)速效胰島素的生產(chǎn)過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題：(1)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是_。(2)通過(guò)DNA合成形成的新基因應(yīng)與_結(jié)合后轉(zhuǎn)移到_中才能得到準(zhǔn)確表達(dá)。(3)若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素，需用到的生物工程有_、_和發(fā)酵工程。(4)圖中從胰島素模型到新的胰島素基因合成的基本思路是什么？

15、_。4如圖是從酵母菌中獲取棉株需要的某種酶基因的流程，結(jié)合所學(xué)知識(shí)及相關(guān)信息回答下列問(wèn)題。(1)圖中cDNA文庫(kù)_(填“大于”、“等于”或者“小于”)基因組文庫(kù)。(2)過(guò)程提取的DNA需要_的切割，B是_過(guò)程。(3)為在短時(shí)間內(nèi)大量獲得目的基因，可用_擴(kuò)增的方法，其原理是_。(4)農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的TDNA具有_的特點(diǎn)。目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是_，可以用_技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。(5)如果要想使該酶活性更高或具有更強(qiáng)的耐受性，需要對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，這要利用基因工程的延伸蛋白質(zhì)工程。首先要設(shè)計(jì)預(yù)期的_，再推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，找到相對(duì)應(yīng)的_。基因工程答案判斷：×× ××× ××× 選擇題：CDDCA CACC1、（1）平 相同 （2）RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位 Ca2+ 分子雜交技術(shù) 蛋白質(zhì)（3）TDNA 染色體DNA （4）鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞2、(1)從cDNA文庫(kù)中獲取、從基因組文庫(kù)中獲取、人工合成目的基因或PCR擴(kuò)增技術(shù)(任選其中兩項(xiàng)即可)Taq酶（耐高溫的DNA聚合酶） 限制酶和DNA連接酶 (2)啟動(dòng)子 標(biāo)記基因 (3)限制酶 限制酶(4)CaCl2 規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)(5)共用一