【步步高】屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)精品講義基因工程新人教版DOC

1、1第36講基因工程考綱要求1.基因工程的誕生(I)。2.基因工程的原理及技術(shù)(n)。3.基因工程的應(yīng)用(n)。4.蛋白質(zhì)工程(I)?？键c(diǎn)一|基礎(chǔ)回扣基因工程的概念和基本工具重要程度：白主儘理夯實(shí)埜礎(chǔ)一、基因工程的概念1.供體：提供目的基因。2 .操作環(huán)境：體外。3. 操作水平：分子水平。4. 原理：基因重組。5. 受體：表達(dá)目的基因。6. 本質(zhì)：性狀在受體體內(nèi)的表達(dá)。7. 優(yōu)點(diǎn)：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，定向改造生物的遺傳性 二、DNA重組技術(shù)的基本工具1.限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱：限制酶)(1) 來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。(2) 作用：識別特定的核苷酸序列并切開相應(yīng)兩個核苷酸之間

2、的磷酸二酯鍵。(3) 纟吉果：產(chǎn)生黏性末端或平末端。2 . DNA連接酶 種類：按來源可分為 E- COli DNA連接酶和T4DNA連接酶。(2) 作用：將雙鏈 DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。3.載體(1) 種類：質(zhì)粒、入噬菌體的衍生物、動植物病毒等。能自我復(fù)制(2) 質(zhì)粒的特點(diǎn)丿有一個至多個限制酶切割位點(diǎn)I有特殊的標(biāo)記基因1 .下圖為限制酶和 DNA連接酶的關(guān)系，據(jù)圖回答：G AA T TC 閑制醉、飛AATTC卩M忡渝連接酶?(1) 限制酶和DNA連接酶的作用部位相同嗎？相同。(2) DNA連接酶起作用時是否需要模板？不需要。2 探究載體所具條件的

3、意義條件意義穩(wěn)定并能自我復(fù)制目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴(kuò)大有一個至多個限制酶切割位點(diǎn)可攜帶多個或多種外源基因具有特殊的標(biāo)記基因便于重組DNA的鑒定和選擇易錯警示巧辨基因工程操作基本工具的8個易錯點(diǎn)(1) 限制酶是一類酶，而不是一種酶。(2) 限制酶的成分為蛋白質(zhì)，其作用的發(fā)揮需要適宜的理化條件，高溫、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿均易使之變性失活。(3) 在切割目的基 因和載體時要求用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。(4) 將一個基因從DNA分子上切割下來，需要切兩處，同時產(chǎn)生4個黏性末端。(5) 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DNA分子用不同的限制酶切割，產(chǎn)生的黏性末端一般不

4、相同。(6) 限制酶切割位點(diǎn)應(yīng)位于標(biāo)記基因之外，不能破壞標(biāo)記基因，以便進(jìn)行檢測。(7) 基因工程中的載體與細(xì)胞膜上物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體不同?；蚬こ讨械妮d體是 DNA分子，能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi)；膜載體是蛋白質(zhì)，與細(xì)胞膜的通透性有關(guān)。(8) 基因工程中有3種工具，但工具酶只有 2種。1. 已知一雙鏈 DNA分子，用限制酶I切割得到長度為120 kb(kb :千堿基對)片段；用限制酶n切割得到40 kb和80 kb兩個片段；同時用限制酶I和限制酶n切割時，得到10 kb、80 kb和30 kb 3個片段。據(jù)此分析該雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)及酶切位點(diǎn)情況為()nLII10| 30 ISOJLnn| 40|

5、80|ABJ 40'n'u答案D解析根據(jù)題意，該DNA用限制酶I切割后長度不變，故為環(huán)狀DNA根據(jù)兩酶的作用特點(diǎn)，可知酶切圖譜為Do2 .如圖所示為部分雙鏈 DNA片段，下列有關(guān)基因工程中工具酶功能的敘述，錯誤的是(雙選)()A. 切斷a處的酶為限制酶B. 連接a處的酶為DNA聚合酶C. 切斷b處的酶為DNA解旋酶D. 連接b處的酶為RNA聚合酶答案 BD解析 限制酶能識別特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子，通常形成黏性末端，即能切割 DNA鏈外側(cè)的磷酸二酯鍵（圖中的a處），內(nèi)側(cè)堿基對之間的氫鍵（b處）可通過DNA解旋酶水解。DNA連接酶將切斷的磷酸二酯鍵進(jìn)行

6、連接，即圖中的a處。RNA聚合酶的作用是催化 DNA的轉(zhuǎn)錄。pH技法提煉I與DNA有關(guān)的酶的比較作用底物作用部位形成產(chǎn)物限制酶DNA分 子磷酸二酯鍵黏性末端或平末端DNA連接酶DNA片 段磷酸二酯鍵重組DNA分子DNA聚合酶脫氧核苷酸磷酸二酯鍵子代DNADNA解旋酶DNA分 子堿基對間的氫鍵形成脫氧核苷酸單鏈DNA水解）酶DNA分 子磷酸二酯鍵游離的脫氧核苷酸考點(diǎn)二基因工程的操作與應(yīng)用重要程度：白主職理祚實(shí)直礎(chǔ)1 .操作步驟：獲取目的基因t構(gòu)建基因表達(dá)載體t將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞t目的基因的檢測與鑒定。2 .應(yīng)用：培育轉(zhuǎn)基因植物和 轉(zhuǎn)基因動物，生產(chǎn)基因工程藥物，進(jìn)行基因治療。師生互動突破鋌難1

7、.觀察基因工程的操作過程，分析每一步驟的操作程序(1) |獲取目的基因Ti 質(zhì)It抗蟲桶的程R的畢因 捕人到嗚 色怵DM A屮棉來胞從大腸桿藺中捉取質(zhì)粒刑用限賞 酹和DKA連 接鵝.將駐 乳啊帛因捕 人質(zhì)救中從山聲不到 IQd的小牛的 胃中井離出集 碼軽乳酶的甚因含有燧乳制呈兇前風(fēng) 昶議A；暢桿曲吸收刪址的細(xì) 菌昶發(fā)障峯 中培莽基因工程袪術(shù)生產(chǎn)駐乳酶的過程"從基因文庫中獲取利用PCR技術(shù)擴(kuò)增通過化學(xué)方法人工合成(2)1基因表達(dá)載體的構(gòu)建組成目的基因啟動子終止子標(biāo)記基因植物：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞方法槍法、花粉管通道法 動物：顯微注射技術(shù)微生物：感受態(tài)細(xì)胞法 利用DN

8、A分子雜交技術(shù)檢測目的r基因的有無 利用分子雜交技術(shù)檢測目的基因的目的基因的檢測與鑒定轉(zhuǎn)錄 利用抗原一抗體雜交技術(shù)檢測目的基 因的翻譯 利用個體生物學(xué)水平的鑒定檢測重' 組性狀的表達(dá)2 探究目的基因?qū)氩煌荏w細(xì)胞的過程生物種類植物動物微生物常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法受體細(xì)胞體細(xì)胞或受精卵受精卵原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入到 Ti質(zhì) 粒的T-DNA上t農(nóng)桿菌 t導(dǎo)入植物細(xì)胞t整合 到受體細(xì)胞染色體的 DNA 上t表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純t取卵(受精 卵)T顯微注射T受精卵 發(fā)育T獲得具有新性狀 的動物Ca2+處理細(xì)胞t感受態(tài) 細(xì)胞t重組表達(dá)載體 DNA 分子

9、與感受態(tài)細(xì)胞混合 t感受態(tài)細(xì)胞吸收 DNA 分子3 目的基因的檢測和鑒定4 探究基因治療與基因診斷的不同點(diǎn)原理操作過程進(jìn)展基因治療基因表達(dá)禾U用正?；?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，以表達(dá)出正常性狀來治療臨床實(shí)驗(yàn)基因診斷堿基互補(bǔ)配對制作特定DNA探針與病人樣品DNA昆合，分析雜交帶情況臨床應(yīng)用易錯警示規(guī)避與基因工程操作有關(guān)的7個失分點(diǎn)(1) 目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的：基因表達(dá)需要啟動子與終止子的調(diào)控，所以目的基 因應(yīng)插入到啟動子與終止子之間的部位。(2) 基因工程操作過程中只有第三步(將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 )沒有堿基互補(bǔ)配對現(xiàn)象。(3) 原核生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)

10、相對較少。(4) 轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是目的基因整合到受體細(xì)胞染色體基因組中。(5) 一般情況下，用同一種限制酶切割質(zhì)粒和含有目的基因的片段，但有時可用兩種限制 酶分別切割質(zhì)粒和目的基因，這樣可避免質(zhì)粒和質(zhì)粒之間、目的基因和目的基因之間的 連接。(6) 不熟悉標(biāo)記基因的種類和作用：標(biāo)記基因的作用一一篩選、檢測目的基因是否導(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)物為帶顏色的物質(zhì))等。(7) 還應(yīng)注意的問題有：基因表達(dá)載體中，啟動子(DNA片段)工起始密碼子(RNA);終止|命題設(shè)計(jì)子(DNA片段)工終止密碼子(RNA)?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建是最核心、最關(guān)鍵的一步，在 體外進(jìn)行。解決冋題狂開號陡

11、1. 天然的玫瑰沒有藍(lán)色花，這是由于缺少控制藍(lán)色色素合成的基因B,而開藍(lán)色花的矮牽牛中存在序列已知的基因 B?，F(xiàn)用基因工程技術(shù)培育藍(lán)玫瑰，下列操作正確的是()A. 提取矮牽牛藍(lán)色花的 mRNA經(jīng)反轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA再擴(kuò)增基因BB. 利用限制性核酸內(nèi)切酶從開藍(lán)色花矮牽牛的基因文庫中獲取基因BC. 利用DNA聚合酶將基因B與質(zhì)粒連接后導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞D. 將基因B直接導(dǎo)入大腸桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞答案 A解析 如果所需要的目的基因的序列是完全未知的，往往就需要構(gòu)建基因文庫，然后從 基因文庫中獲取目的基因，而在基因序列已知的情況下，獲取目的基因通常用反轉(zhuǎn)錄法 或利用化學(xué)方法直接人工合成，因此，A

12、項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯誤；將目的基因與質(zhì)粒連接的酶是DNA連接酶，而非 DNA聚合酶，C項(xiàng)錯誤；目的基因必須與載體結(jié)合后導(dǎo)入受體細(xì)胞 才能夠自我復(fù)制和表達(dá)，且導(dǎo)入植物細(xì)胞常用的載體是農(nóng)桿菌，而不是大腸桿菌，D項(xiàng)錯誤。2. 許多大腸桿菌的質(zhì)粒上含有l(wèi)acZ基因，其編碼的產(chǎn)物 B 半乳糖苷酶在 X gal和IPTG 存在的條件下，可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，否則菌落呈現(xiàn)白色?；蚬こ讨谐＠迷撛韽膶?dǎo)入質(zhì)粒的受體細(xì)胞中篩選出真正導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞，過程如圖所示。請據(jù)圖回答下列問題："閃R J EcoR的堆土因的DNASma I、EcflR 1 酶切幣加末端轉(zhuǎn)化大腸桿菌£c(?R

13、1酶切弋3口身環(huán)化I轉(zhuǎn)化 犬暉桿慚培養(yǎng)基中抑人I X-沁 1PTG 啟敝D轉(zhuǎn)化 大腸桿菌I培莽崔中加人 “ X-ed. IPT(； 闖蔣培養(yǎng)羞中加人X-BEd IPTC 曲落(1) 基因工程中，構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是 限制酶EcoRI的識別序列和切割位點(diǎn)是一 &AATTC-, Smat的識別序列和切割位點(diǎn)是一ccCgg。圖中目的基因被切割下來和質(zhì)粒連接之前，需在目的基因的右側(cè)連接相應(yīng)的末端，連接的末端序列是，連接過程中需要的基本工具是(3) 轉(zhuǎn)化過程中，大腸桿菌應(yīng)先用 處理，使其處于能吸收周圍DNA的狀態(tài)。(4) 菌落顏色為白色的是 ，原因是(5) 菌落中的目的基因是否表達(dá)，可采用的

14、檢測辦法是 。答案 (1)使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，能遺傳給后代，并表達(dá)和發(fā)揮作用一TTAA DNA連接酶 Ca 2+(4)菌落 lacZ標(biāo)記基因區(qū)插入外源基因后被破壞，不能表達(dá)出 3 半乳糖苷酶，故菌落為白色(5)抗原一抗體雜交解析 (1)基因工程中，構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，能遺傳給后代，并表達(dá)和發(fā)揮作用。(2)根據(jù)限制酶EcoRI和Sant的識別序列、切割位 點(diǎn)和圖解判斷，圖中目的基因被切割下來和質(zhì)粒連接之前，需在目的基因的右側(cè)連接相應(yīng)的末端，連接的末端序列是一TTAA連接過程中需要的基本工具是DNA連接酶。(3)轉(zhuǎn)化過程中，大腸桿菌應(yīng)先用 Ca自主械

15、迎齊實(shí)搭礎(chǔ)1.概念理解 基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系。 操作：基因修飾或基因合成。 結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出新的蛋白質(zhì)。 目的：滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。+處理，使其處于能吸收周圍 DNA的狀態(tài)。(4)由于lacZ 標(biāo)記基因區(qū)插入外源基因后被破壞，不能表達(dá)出3 -半乳糖苷酶，故菌落為白色菌落。(5)可采用抗原一抗體雜交的辦法檢測菌落中的目的基因是否表達(dá)。考點(diǎn)三蛋白質(zhì)工程2 操作過程從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)t設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)t推測應(yīng)有的氨基酸序列t找到相對I要點(diǎn)探究應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)T基因表達(dá)T產(chǎn)生需要的蛋白質(zhì)。I命題設(shè)計(jì)師生互動突啓疑難項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程

16、區(qū)別過程預(yù)期蛋白質(zhì)的功能T設(shè)計(jì)預(yù)期的 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)T推測應(yīng)有的氨基酸 序列T推測相對應(yīng)的脫氧核苷酸 序列t合成DNT表達(dá)出蛋白質(zhì)獲取目的基因T構(gòu)建基因表達(dá)載體T將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞T目的基因的檢測與鑒定實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需要的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品結(jié)果生產(chǎn)自然界中沒有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程，因?yàn)閷?現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，都必須通過基因修飾或基因合成 來實(shí)現(xiàn)探究蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別和聯(lián)系解決問題捉開老能干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥，

17、但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子中的一個半胱氨酸變成絲氨酸，就可以在-70 C條件下保存半年，給廣大患者帶來了福音。(1)蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因 是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，讓動物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”：(2) 基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn) 的蛋白質(zhì)，不一定符合 的需要。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)， 通過或,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行 ,或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。（3）蛋白質(zhì)工程實(shí)施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的 結(jié)構(gòu)。（4）對天然蛋白質(zhì)進(jìn)

18、行改造，應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對基因的操作來實(shí)現(xiàn)？ 原因是：答案（1）預(yù)期的蛋白質(zhì)功能 預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 應(yīng)有的氨基酸序列相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）（2）自然界已存在人類生產(chǎn)和生活基因修飾 基因合成 改造（3）空間（或高級）（4）應(yīng)該從對基因的操作來實(shí)現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)的改造首先，任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因也就是改造了蛋白質(zhì)，并且改造過的蛋白質(zhì)可以通過改造過的基因遺傳給下一代。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳；其次，對基因進(jìn)行改造比對蛋白質(zhì)直接進(jìn)行改造要容易操作， 難度要小得多解析（1）蛋白質(zhì)工程的基本流程為：根據(jù)預(yù)期的蛋

19、白質(zhì)功能，設(shè)計(jì)出預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測應(yīng)有的氨基酸序列，合成相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。（2）蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是通過對基因改造或基因合成，制造自然界不存在的、符合人們生產(chǎn)和生活需要的蛋白質(zhì)。（3）蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，很難根據(jù)預(yù)期功能來預(yù)測出空間結(jié)構(gòu)。（4）基因控制蛋白質(zhì)的合成，對基因的改造相當(dāng)于間接改造了蛋白質(zhì)。高考模擬提能訓(xùn)練【高考題組丨1 . （2013 江蘇卷，22）小鼠雜交瘤細(xì)胞表達(dá)的單克隆抗體用于人體試驗(yàn)時易引起過敏反應(yīng)，為了克服這個缺陷，可選擇性擴(kuò)增抗體的可變區(qū)基因（目的基因）后再重組表達(dá)。下列相關(guān)敘述正確的是（多選）（ ）A設(shè)計(jì)擴(kuò)增目的基因的引物時不必考慮表達(dá)載體的序列B. 用

20、PCF方法擴(kuò)增目的基因時不必知道基因的全部序列C. PCR體系中一定要添加從受體細(xì)胞中提取的DNA聚合酶D. 定要根據(jù)目的基因編碼產(chǎn)物的特性選擇合適的受體細(xì)胞答案 BD解析 擴(kuò)增后的目的基因需要與表達(dá)載體連接，這將涉及相關(guān)限制酶識別的序列，故設(shè)計(jì)引物時應(yīng)考慮相關(guān)的堿基序列，A錯誤；PCR過程中，通過引物與模板鏈配對連接后，按照堿基互補(bǔ)配對原則進(jìn)行延伸，故不必知道目的基因的全部序列，B正確；PCF體系中添加的是耐高溫的 DNA聚合酶，C錯誤；受體細(xì)胞的選擇應(yīng)適合目的基因的表達(dá)，如制備分 泌蛋白的最佳受體是真核細(xì)胞，D正確。2. （2013 廣東卷，3）從某海洋動物中獲得一基因，其表達(dá)產(chǎn)物為一種抗

21、菌性和溶血性均較 強(qiáng)的多肽 P1。目前在 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（ ）A合成編碼目的肽的 DNA片段B. 構(gòu)建含目的肽 DNA片段的表達(dá)載體C. 依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計(jì)多條模擬肽D. 篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽答案 C解析 由題可知，多肽 P1為抗菌性強(qiáng)和溶血性也強(qiáng)的多肽，但是要設(shè)計(jì)出抗菌性強(qiáng)但溶 血性弱的多肽，即在P1的基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)出自然界原本不存在的蛋白質(zhì)，應(yīng)用蛋白質(zhì)工程，首先應(yīng)依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計(jì)多條模擬肽，即答案為Co3 . （2011 海南卷，31）回答下列有關(guān)基因工程的問題：（1）構(gòu)建基因工程表達(dá)載體時，用不同類型的限制酶切割DNA后

22、，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，構(gòu)建的表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動子等，其中啟動子的作用是在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時，常用處理大腸桿菌，以利于表達(dá)載體進(jìn)入；為了檢測胰島素基因是否轉(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 。為了檢測胰島素基因轉(zhuǎn)錄的mRN堤否翻譯成，常用抗原一抗體雜交技術(shù)。（3）如果要將某目的基因通過農(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DNA

23、重組將目的基因插入植物細(xì)胞的上。答案 平 相同（2）驅(qū)動胰島素基因轉(zhuǎn)錄出mRNA CaCL溶液（或Csi +）分子雜交技術(shù) 蛋白質(zhì) （3）T-DNA 染色體DNA解析（1）DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的 DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末 端。當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA切開時，產(chǎn)生的是黏性末端。 而當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線處切開時，產(chǎn)生的是平末端。要使目的基因和質(zhì)粒直接進(jìn)行連接，應(yīng)使用同種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，使二者產(chǎn)生相同黏性末端。（2） 個基因表達(dá)載體的組成，除含有目的基因外， 還必須有啟動子、 終止子和標(biāo)記基因。 啟動子是一段 有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位

24、于基因首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合部位，可以驅(qū)動目的基 因轉(zhuǎn)錄出mRNA在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時，為便于表達(dá)載體進(jìn)入，常用CaCb溶液處理大腸桿菌。要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出對應(yīng)的mRN A可采用分子雜交技術(shù)，即用目的基因片段作探針，與mRNA雜交，如果顯示出雜交帶， 則表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mRNA(3)運(yùn)用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時，要先將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA中，然后用該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，通過DNA重組將目的基因插入到植物細(xì)胞的染色體DNA上?！灸M題組丨4 .將ada(腺苷酸脫氨酶基因)通過質(zhì)粒pET28b導(dǎo)入大腸桿菌并成功表達(dá)腺苷酸脫氨酶。下 列敘述錯誤的

25、是()A每個大腸桿菌細(xì)胞至少含一個重組質(zhì)粒B. 每個重組質(zhì)粒至少含一個限制性核酸內(nèi)切酶識別位點(diǎn)C. 每個限制性核酸內(nèi)切酶識別 位點(diǎn)至少插入一個 adaD. 每個插入的ada至少表達(dá)一個腺苷酸脫氨酶分子答案 C解析大腸桿菌成功表達(dá)出腺苷酸脫氨酶，說明這些大腸桿菌都至少含有一個重組質(zhì)粒， A項(xiàng)正確；作為載體的條件為至少含有一個或多個酶切位點(diǎn)，所以作為載體的質(zhì)粒至少含有一個限制性核酸內(nèi)切酶識別位點(diǎn)，B項(xiàng)正確；作為基因表達(dá)載體應(yīng)包括目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因四部分，但并不是每個酶切位點(diǎn)都至少插入一個ada, C項(xiàng)錯誤；由于這些目的基因成功表達(dá)，所以每個ada至少表達(dá)一個腺苷酸脫氨酶分子，D項(xiàng)正

26、確。5.現(xiàn)代生物技術(shù)并不是各自獨(dú)立的，而是相互聯(lián)系、相互滲透的。下圖表示利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)某種動物蛋白的流程示意圖，請分析回答下列問題：(1) 該生產(chǎn)流程中應(yīng)用到的現(xiàn)代生物技術(shù)有 、(寫出其中兩種)。(2) 圖中A B分別表示、(3) 為提高培育成功率，進(jìn)行過程之前，對早期胚胎的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進(jìn)行檢測，對受體動物的處理是用 進(jìn)行同期發(fā)情處理。（4）蛋白質(zhì)工程中，要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，必須通過基因修飾或基因合成來完成，而不直接改造蛋白質(zhì)，原因是 。答案（1）蛋白質(zhì)工程 基因工程 胚胎移植技術(shù)（任寫兩種）（2）推測應(yīng)有的氨基酸序 列 基因表達(dá)載體 DNA（核酸）分子雜交

27、 促性腺激素 改造后的基因能夠遺傳 （且改造基因易于操作）解析（1）由圖分析知該生產(chǎn)流程中應(yīng)用到的現(xiàn)代生物技術(shù)有蛋白質(zhì)工程、基因工程、胚胎移植技術(shù)等。（2）圖中A、B分別表示推測應(yīng)有的氨基酸序列、基因表達(dá)載體。（3）為提高培育成功率，進(jìn)行過程之前，對早期胚胎的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進(jìn)行DNA分子雜交，對受體動物的處理是用促性腺激素進(jìn)行同期發(fā)情處理。（4）由于改造后的基因能夠遺傳（且改造基因易于操作），因此蛋白質(zhì)工程中，要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造， 必須通過基因修飾或基因合成來完成，而不直接改造蛋白質(zhì)。練出高分1 .若要利用某目的基因（見圖甲）和R噬菌體載體（見圖乙）構(gòu)建重組DNA見圖

28、丙），限制性核 酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)分別是Bgl n （AGATCT） EcoRI （GAATTC）和SaU3AI（GATC。下列分析合理的是（）A用EcoRI切割目的基因和 P噬菌體載體B. 用Bgl n和EcoRI切割目的基因和 Pi噬菌體載體C. 用Bgl n和Sau3AI切割目的基因和 R噬菌體載體D. 用EcoRI和Sau3AI切割目的基因和 Pi噬菌體載體答案 D解析 解答本題的關(guān)鍵是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用EcoRI和SaU3AI切割目的基因和 Pi噬菌體載體，構(gòu)建的重組DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移動方向才一定與圖丙相同。2 如圖表示利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得

29、某種轉(zhuǎn)基因植物的部分操作步驟。以下說法錯誤的是（ ）A利用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基可將含n的細(xì)菌篩選出來B. 川是農(nóng)桿菌，通過步驟將目的基因?qū)胫仓昙?xì)胞C. 可與多個核糖體結(jié)合，并可以同時翻譯出多種蛋白質(zhì)D. 過程的完成需要限制酶和DNA連接酶的參與答案 C解析是一個mRNA分子，可與多個核糖體結(jié)合形成多聚核糖體，由于翻譯的模板是同一個mRNA分子，故翻譯出的是同一種蛋白質(zhì)。3. 利用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌生產(chǎn)人的胰島素原。下列相關(guān)敘述中，正確的是（雙選）（ ）A. 人和大腸桿菌在合成胰島素原時，轉(zhuǎn)錄和翻譯的場所是不相同的B. DNA連接酶能催化磷酸與脫氧核糖之間形成化學(xué)鍵C. 通過檢測發(fā)現(xiàn)大腸桿

30、菌中沒有胰島素原產(chǎn)生，則可判斷重組質(zhì)粒未導(dǎo)入受體菌D. 人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原有較高的生物活性答案 AB解析 人細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄的主要場所是細(xì)胞核，翻譯的場所是核糖體，大腸桿菌的轉(zhuǎn)錄和翻譯都發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中。磷酸與脫氧核糖之間的磷酸二酯鍵可由DNA連接酶催化形成。大腸桿菌中沒有胰島素原產(chǎn)生的原因可能是基因表達(dá)受阻或含目的基因的重組質(zhì)粒未導(dǎo)入 受體細(xì)胞。胰島素原需經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工后才能形成胰島素，胰島素具有較 高的生物活性。4. 如圖是從酵母菌中獲取某植物需要的某種酶的基因的流程，結(jié)合所學(xué)知識及相關(guān)信息回答下列問題:（1）圖中cDNA文庫基因組文庫（大于、等于、小于）。（2）

31、過程提取的 DNA需要的切割，B過程是過程。為在短時間內(nèi)大量獲得目的基因，可用的技術(shù)是,其原理是（4）目的基因獲取之后，需要進(jìn)行 ，其組成必須有及標(biāo)記基因等，此步驟是基因工程的核心。（5）將該目的基因?qū)肽畴p子葉植物細(xì)胞， 常采用的方法是 ，其能否在此植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是 ，可以用技術(shù)進(jìn)行檢測。答案 （1）小于 （2）限制酶反轉(zhuǎn)錄 （3）PCR技術(shù) DNA雙鏈復(fù)制 （4）基因表達(dá)載體 的構(gòu)建 啟動子、終止子、目的基因（復(fù)制原點(diǎn)可不答）（5）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 目的基因是否整合到植物細(xì)胞的染色體上DNA分子雜交解析 （1）基因組文庫是指將某生物的全部基因組DNA切割成一定長度的DNA片段克隆到某種

32、載體上形成的集合；cDNA文庫是由mRNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成的基因組成的，由于基因的 選擇性表達(dá)，cDNA文庫小于基因組文庫。（2）從供體細(xì)胞的DNA中獲取目的基因，首先 應(yīng)用限制酶將目的基因從其所在的DNA分子上切割下來；B過程是以mRN為模板合成DNA的過程，應(yīng)為反轉(zhuǎn)錄過程。（3）PCR技術(shù)是一種體外擴(kuò)增 DNA的方法，其原理為 DNA雙鏈 復(fù)制，能將得到的目的基因在細(xì)胞外大量擴(kuò)增。（4）基因表達(dá)載體包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動子和終止子等，其構(gòu)建是基因工程的核心。（5）將目的基因?qū)肽畴p子葉植物細(xì) 胞常采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，目的基因只有整合到植物細(xì)胞的染色體上才能在植物 體內(nèi)穩(wěn)定遺傳，可通

33、過 DNA分子雜交的方法對目的基因是否整合到染色體上進(jìn)行檢測。5. 根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題： 限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有 和質(zhì)粒載體用EcoRI切割后產(chǎn)生的片段如下：AATTC,GG,CTTAA為使載體與目的基因相連，含有目的基因的 DNA除可用EcoRI切割外，還可用另一種限制性核酸內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是 （3）按其來源不同，基因工程中所使用的 DNA連接酶有兩類，即DNA連接酶和DNA連接酶。（4）反轉(zhuǎn)錄作用的模板是 ，產(chǎn)物是 。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用技術(shù)。 基因工程中除質(zhì)粒外， 和也可作為載體。（6）若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸

34、桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì) 胞，原因是答案 （1）黏性末端平末端 （2）切割產(chǎn)生的 DNA片段末端與 EcoRI切割產(chǎn)生的相同E coli T4 （4）mRNA（或RNA） cDNA（或 DNA） PCR （5）入噬菌體的衍生物動植物病毒 （6）未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒（外源DNA）的能力極弱解析限制性核酸內(nèi)切酶切割 DNA分子形成的末端通常有兩種，即黏性末端和平末端。為使載體和目的基因連接，二者必須具有相同的黏性末端，因而當(dāng)使用除EcoRI之外的其他酶進(jìn)行切割時，應(yīng)該產(chǎn)生相同的黏性末端。DNA連接酶的來源有兩個：一是大腸桿菌，二是T4噬菌體。反轉(zhuǎn)錄是由 RNA形成

35、DNA的過程，獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物時常用PCR擴(kuò)增技術(shù)?；蚬こ坛Ｓ玫妮d體是質(zhì)粒，除此以外，入噬菌體的衍生物和動植物病毒也可作為載體。如果用大腸桿菌作為受體細(xì)胞，必須用鈣離子處理， 使其處于感受態(tài)（此狀態(tài)吸收外源DNA的能力增強(qiáng)）。6. 肺細(xì)胞中的let 7基因表達(dá)減弱，癌基因RAS表達(dá)增強(qiáng)，會引發(fā)肺癌。研究人員利用基因工程技術(shù)將let 7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實(shí)現(xiàn)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制。該基1。傳代培養(yǎng) 肺撕細(xì)胞圖ilei-7基因 RAS基因轉(zhuǎn)錄、加H轉(zhuǎn)垃.加T-KAS mRNAmiRNA（無翻譯功?。┮蚬こ碳夹g(shù)基本流程如圖請回答：（1）進(jìn)行過程時，需用酶切開載體以插入let 7基因。載體

36、應(yīng)有RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，以驅(qū)動let 7基因轉(zhuǎn)錄，該部位稱為 。（2）進(jìn)行過程時，需用 酶處理貼附在培養(yǎng)皿壁上的細(xì)胞，以利于傳代培養(yǎng)。（3）研究發(fā)現(xiàn)，let 7基因能影響癌基因 RAS勺表達(dá)，其影響機(jī)理如圖2。據(jù)圖分析，可從細(xì)胞中提取 進(jìn)行分子雜交，以直接檢測let 7基因是否轉(zhuǎn)錄。肺癌細(xì)胞增殖受到抑制，可能是由于細(xì)胞中 （ RA5RNA/RAS蛋白）含量減少引起的。答案 （1）限制性核酸內(nèi)切（或限制）啟動子 （2）胰蛋白（3）RNA RAS蛋白解析 （1）過程表示基因工程操作步驟中基因表達(dá)載體的構(gòu)建，在該過程中需要用限制性核酸內(nèi)切酶對載體進(jìn)行切割，以便于目的基因的插入；啟動子是一段

37、特殊的 DNA序列，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點(diǎn)，RNA聚合酶結(jié)合到該位點(diǎn)，可驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程。（2）過程表示動物細(xì)胞培養(yǎng)，培養(yǎng)過程中出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象后，可以用胰蛋白酶處理，使之分散成單個細(xì)胞，隨后分裝到新的培養(yǎng)瓶中進(jìn)行傳代培養(yǎng)。（3）判斷目的基因是否在受體細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄，可用分子雜交技術(shù)來檢測，從細(xì)胞中提取mRNA和用放射性同位素或者熒光標(biāo)記的目的基因單鏈DNA片段進(jìn)行雜交。根據(jù)題中信息“肺細(xì)胞中的let 7基因表達(dá)減弱，癌基因RAS表達(dá)增強(qiáng)，會引發(fā)肺癌”知，導(dǎo)入let 7基因后，肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制；據(jù)圖 2可知，let 7基因影響RAS基因表達(dá)的機(jī)理是：let 7基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 miRNA與R

38、AS基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 RAS mRNA吉合，使 RAS基因翻譯 受到抑制，引起細(xì)胞中的 RAS蛋白含量減少，進(jìn)而導(dǎo)致癌細(xì)胞增殖受到抑制。7. 圖1表示含有目的基因 D的DNA片段長度(bp即堿基對)和部分堿基序列。 圖2表示一種 質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列?，F(xiàn)有Msp I、BanH I、Mbo I、Smal 4種限制性核酸內(nèi)切酶，它們識別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為&CGG &GATCCGATC CCCGGG請回答下列問題:日的層因DfI I I I I I I I I'" I I ' Fill、'JI I I I I I F I'L' I I I I I I I IF IGGATCCClCiZGGGCCCGGGGGATCCCCTAGGGdGCCC GGGCCCCCTAGG丨l門門LLL1.,.I丨丨帀丨,.門丨丨丨l L,L.H丨丨丨1 l l丨lb鈔4h_ hp卜一命g bp 即GATC CTAG抗生索A 抗性基因CCGC GGCCGflATCCCCTAGG(1) 圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由 連接。若用限制酶Smal完全切割圖1中DNA片段，產(chǎn)生的末端是 末端，其產(chǎn)物長度為。(3) 若圖1中虛