基因工程一輪復(fù)習(xí)課件

基因工程一輪復(fù)習(xí)課件1恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵結(jié)果連接________________連接黏性末端功能T4噬菌體___________來源T4DNA連接酶E·coliDNA連接酶常用類型恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵結(jié)果連接____________23．載體(1)作用：①作為運載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細胞內(nèi)；②利用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量復(fù)制。(2)具備的條件：①能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；②有多個限制酶切割位點，以便與外源基因連接；③具有特殊的標(biāo)記基因，以便進行篩選。(3)種類：①質(zhì)粒：一種祼露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于細菌擬核DNA之外，能夠自我復(fù)制的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子；②噬菌體③動、植物病毒3．載體3一、基因工程的基本工具[判斷正誤](1)限制酶只能用于切割目的基因。()(2)限制酶切割DNA分子具有特異性。()(3)限制酶切割DNA后可產(chǎn)生黏性末端和平末端兩種類型()

(4)DNA連接酶能將兩堿基間通過形成氫鍵連接起來。()(5)E·coliDNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端。()(6)質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，是基因工程常用的載體。()(7)載體的作用是攜帶目的基因?qū)胧荏w細胞中，使之穩(wěn)定存在并表達。()×√√××√√一、基因工程的基本工具[判斷正誤]×√√××√√41．與DNA重組技術(shù)相關(guān)的酶(1)幾種酶的比較：種類項目限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脫氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵堿基對間的氫鍵DNA重組技術(shù)的基本工具1．與DNA重組技術(shù)相關(guān)的酶種類限制酶DNA連接酶DNA聚合5種類項目

限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用特點切割目的基因及載體，能專一性識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開了的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵只能將單個脫氧核苷酸添加到脫氧核苷酸鏈上將DNA兩條鏈之間的氫鍵打開作用結(jié)果形成黏性末端或平末端形成重組DNA分子形成新的DNA分子形成單鏈DNA分子種類限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用切割目的基因及載6(2)限制酶與DNA連接酶的關(guān)系：①限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。②DNA連接酶起作用時不需要模板。(2)限制酶與DNA連接酶的關(guān)系：7基因工程一輪復(fù)習(xí)課件8【關(guān)鍵一點】(1)一般來說，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，對某些天然的載體進行人工改造。(2)限制酶切割位點所處的位置必須是在所需的標(biāo)記基因之外，這樣才能保證標(biāo)記基因的完整性，有利于對目的基因的檢測。(3)為使目的基因與載體形成相同的DNA片段末端以便連接，通常使用同一種限制酶將二者切割，但如果不同限制酶切割DNA分子所產(chǎn)生的末端也存在互補關(guān)系時，則兩末端也可連接?！娟P(guān)鍵一點】9[典例1]

(2010·江蘇高考)下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。請回答下列問題：限制酶BamHⅠHindⅢEcoRⅠSmaⅠ識別序列及切割位點↓GGATCCCCTAGG↑

↓AAGCTTTTCGAA↑↓GAATTCCTTAAG

↑↓CCCGGGGGGCCC↑[典例1](2010·江蘇高考)下表中列出10(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaⅠ切割前后，分別含有________個游離的磷酸基團。

(2)若對圖中質(zhì)粒進行改造，插入的SmaⅠ酶切位點越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越________。

(3)用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是____________________________。(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaⅠ切割11(4)與只使用EcoRⅠ相比較，使用BamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同時處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點在于可以防止________________。

(5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入________酶。

(6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了_________。

(7)為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在______的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達的初步檢測。(4)與只使用EcoRⅠ相比較，使用BamH12[答案]

(1)0、2(2)高(3)SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因(4)質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化(5)DNA連接(6)鑒別和篩選含有目的基因的受體細胞(7)蔗糖為唯一含碳源[答案](1)0、2(2)高13二、基因工程的操作程序基因文庫PCR技術(shù)啟動子標(biāo)記基因二、基因工程的操作程序基因文庫PCR技術(shù)啟動子標(biāo)記基因141．基因工程的操作程序分析(1)目的基因的獲取途徑：①從自然界現(xiàn)有的物種的細胞中分離出來，如從基因文庫（cDNA文庫）中獲取。②人工合成目的基因：常用的方法有反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法。③利用PCR技術(shù)擴增目的基因：通過PCR技術(shù)可對已獲取的目的基因進行擴增，以獲取大量的目的基因?；蚬こ痰幕静僮鞒绦蚣芭c蛋白質(zhì)工程的比較1．基因工程的操作程序分析基因工程的基本操作程序及與蛋白質(zhì)工15PCR技術(shù)：是利用DNA復(fù)制的原理PCR循環(huán)PCR技術(shù)：是利用DNA復(fù)制的原理PCR循環(huán)16高溫變性中溫延伸低溫復(fù)性PCR90~95℃55~60℃70~75℃高溫變性中溫延伸低溫復(fù)性PCR90~95℃55~60℃70~17(2)基因表達載體的構(gòu)建：【關(guān)鍵一點】(1)插入的目的基因的表達需要調(diào)控序列，因而用作載體的質(zhì)粒的插入基因部位之前需有啟動子，之后需有終止子。(2)兩次使用的限制酶為同一種酶，這樣形成的黏性末端堿基之間互補，便于連接。(2)基因表達載體的構(gòu)建：【關(guān)鍵一點】18農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法花粉管通道法顯微注射農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法花粉管通道法顯微注射19(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞(轉(zhuǎn)化)：生物種類植物細胞動物細胞微生物細胞常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)感受態(tài)法受體細胞體細胞受精卵原核細胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上→農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細胞→整合到受體細胞的DNA上→表達將含有目的基因的表達載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動物Ca2＋處理細胞→感受態(tài)細胞→重組表達載體DNA分子與感受態(tài)細胞混合→感受態(tài)細胞吸收DNA分子受體是植物細胞時，還可以用花粉管通道法、基因槍法(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞(轉(zhuǎn)化)：生物種類植物細胞動物細20基因工程一輪復(fù)習(xí)課件21DNA分子雜交DNA-RNA分子雜交抗原—抗體雜交個體生物學(xué)水平DNA分子雜交DNA-RNA抗原—抗體雜交個體生物學(xué)水平22(4)目的基因的檢測與鑒定：類型檢測內(nèi)容方法結(jié)果顯示分子水平檢測導(dǎo)入檢測目的基因是否進入受體細胞DNA分子雜交(DNA和DNA之間)雜交帶轉(zhuǎn)錄檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA分子雜交(DNA和mRNA之間)雜交帶翻譯檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗原－抗體雜交雜交帶個體生物學(xué)水平檢測包括做抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否有抗性以及抗性的程度；對基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進行活性比較，以確定功能活性是否相同等(4)目的基因的檢測與鑒定：類型檢測內(nèi)容方法結(jié)果顯示分子水平23基因工程一輪復(fù)習(xí)課件242．基因工程與蛋白質(zhì)工程的比較項目區(qū)別與聯(lián)系蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列獲取目的基因→構(gòu)建基因表達載體→將目的基因?qū)胧荏w細胞→目的基因的檢測與鑒定實質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(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2．基因工程與蛋白質(zhì)工程的比較項目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程25①蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程；②基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質(zhì)工程進行修飾、改造聯(lián)系只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)結(jié)果區(qū)別基因工程蛋白質(zhì)工程項目區(qū)別與聯(lián)系①蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程；聯(lián)261．[2014·天津卷]嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一種耐熱纖維素酶，為使其在工業(yè)生產(chǎn)中更好地應(yīng)用，開展了以下試驗：Ⅰ.利用大腸桿菌表達BglB酶(1)PCR擴增bglB基因時，選用________________________基因組DNA作模板。(2)下圖為質(zhì)粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴增的bglB基因重組進該質(zhì)粒，擴增的bglB基因兩端需分別引入______和______不同限制酶的識別序列。(3)大腸桿菌不能降解纖維素，但轉(zhuǎn)入上述構(gòu)建好的表達載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因為____________。注：圖中限制酶的識別序列及切割形成的黏性末端均不相同【高考隨堂體驗】1．[2014·天津卷]嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生的β-葡萄糖苷27Ⅱ.溫度對BglB酶活性的影響(4)據(jù)圖1、2可知，80℃保溫30分鐘后，BglB酶會__________；為高效利用BglB酶降解纖維素，反應(yīng)溫度最好控制在________(單選)。A．50℃B．60℃C．70℃D．80℃圖1溫度對BglB酶活性的影響圖2BglB酶的熱穩(wěn)定性Ⅱ.溫度對BglB酶活性的影響圖1溫度對BglB酶活性的影28注：酶的熱穩(wěn)定性是酶在一定溫度下，保溫一段時間后通過其活性的保持程度來反映的Ⅲ.利用分子育種技術(shù)提高BglB酶的熱穩(wěn)定性在PCR擴增bglB基因的過程中，加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經(jīng)過篩選，可獲得能表達出熱穩(wěn)定性高的BglB酶的基因。(5)與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比，上述育種技術(shù)獲取熱穩(wěn)定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR過程中________(多選)。A．僅針對bglB基因進行誘變B．bglB基因產(chǎn)生了定向突變C．bglB基因可快速累積突變D．bglB基因突變不會導(dǎo)致酶的氨基酸數(shù)目改變【答案】．(1)嗜熱土壤芽胞桿菌(2)NdeⅠBamHⅠ(3)轉(zhuǎn)基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶(4)失活B(5)A、C注：酶的熱穩(wěn)定性是酶在一定溫度下，保溫一段時間后通過其活性的292．[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ]植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性?；卮鹣铝袉栴}：(1)理論上，基因組文庫含有生物的________基因；而cDNA文庫中含有生物的________基因。(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中________出所需的耐旱基因。(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物________的體細胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應(yīng)檢測此再生植株中該基因的________，如果檢測結(jié)果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的________是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了______________________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。全部部分篩選乙表達產(chǎn)物耐旱性同源染色體的一條上2．[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ]植物甲具有極強的耐旱性，其3036．[2014·山東卷]人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白，可在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下：(1)htPA基因與載體用________切割后，通過DNA連接酶連接，以構(gòu)建重組表達載體。檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA，可采用____________技術(shù)。(2)為獲取更多的卵(母)細胞，要對供體母羊注射促性腺激素，使其________。采集的精子需要經(jīng)過________，才具備受精能力。36．[2014·山東卷]人組織纖溶酶原激活物(htPA)31(3)將重組表達載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是________。為了獲得母羊，移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進行________。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個轉(zhuǎn)基因個體，這體現(xiàn)了早期胚胎細胞的________。(4)若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測到__________，說明目的基因成功表達?！敬鸢浮浚?1)同種限制性核酸內(nèi)切酶(或同種限制酶)DNA分子雜交(或核酸探針)(2)超數(shù)排卵獲能(處理)(3)顯微注射法性別鑒定全能性(4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物)(3)將重組表達載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是________。321．(2012·新課標(biāo)全國卷)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：(1)限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有________和________。(2)質(zhì)粒運載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如下：

AATTC……G

G……CTTAA為使運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內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點_________________________________________________________________________________________。1．(2012·新課標(biāo)全國卷)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下33(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)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外，________________和________________也可作為運載體。(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，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(3)大腸桿菌T4

(4)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)噬菌體動植物病毒(6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱(3)按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即343．(2012·江蘇高考)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MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4種限制性核酸內(nèi)切酶，它們識別的堿基序列和酶切位點分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請回答下列問題：3．(2012·江蘇高考)圖1表示含有目的基因D的DNA片段35(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。(2)若用限制酶SmaⅠ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中虛線方框內(nèi)的堿基對被T－A堿基對替換，那么基因D就突變?yōu)榛騞。從雜合子中分離出圖1及其對應(yīng)的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，產(chǎn)物中共有________種不同長度的DNA片段。脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖平537bp、790bp、661bp4(1)圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由____36(4)若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進行連接，形成重組質(zhì)粒，那么應(yīng)選用的限制酶是________。在導(dǎo)入重組質(zhì)粒后，為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，一般需要用添加________的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。經(jīng)檢測，部分含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達，其最可能的原因是______________________________________________________________________。BamHⅠ抗生素B同種限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D與質(zhì)粒反向連接(4)若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進行連接374．(2012·天津高考)生物分子間特異性結(jié)合的性質(zhì)廣泛用于生命科學(xué)研究。以下實例為體外處理“蛋白質(zhì)—DNA復(fù)合體”獲得DNA片段信息的過程圖。據(jù)圖回答：(1)過程①酶作用的部位是________鍵，此過程只發(fā)生在非結(jié)合區(qū)DNA。過程②酶作用的部位是________鍵。(2)①、②兩過程利用了酶的________特性。(3)若將得到的DNA片段用于構(gòu)建重組質(zhì)粒，需要將過程③的測序結(jié)果與________酶的識別序列進行比對，以確定選用何種酶。(4)如果復(fù)合體中的蛋白質(zhì)為RNA聚合酶，則其識別、結(jié)合的DNA序列區(qū)為基因的________。4．(2012·天津高考)生物分子間特異性結(jié)合的性質(zhì)廣泛用于38(5)以下研究利用了生物分子間特異性結(jié)合性質(zhì)的有_____(多選)。A．分離得到核糖體，用蛋白酶酶解后提取rRNAB．用無水乙醇處理菠菜葉片，提取葉綠體基粒膜上的光合色素C．通過分子雜交手段，用熒光物質(zhì)標(biāo)記的目的基因進行染色體基因定位D．將抑制成熟基因?qū)敕?，其mRNA與催化成熟酶基因的mRNA互補結(jié)合，終止后者翻譯，延遲果實成熟答案：(1)磷酸二酯肽(2)專一性(3)限制性核酸內(nèi)切(4)啟動子(或轉(zhuǎn)錄起始區(qū))(5)A、C、D(5)以下研究利用了生物分子間特異性結(jié)合性質(zhì)的有_____答395．(2012·福建高考)肺細胞中的let-7基因表達減弱，癌基因RAS表達增強，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┘毎麑崿F(xiàn)表達，發(fā)現(xiàn)肺癌細胞的增殖受到抑制。該基因工程技術(shù)基本流程如圖1。5．(2012·福建高考)肺細胞中的let-7基因表達減弱40請回答：(1)進行過程①時，需用________酶切開載體以插入let-7基因。載體應(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)進行過程②時，需用____________酶處理貼附在培養(yǎng)皿壁上的細胞，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的表達，其影響機理如圖2。據(jù)圖分析，可從細胞中提取________進行分子雜交，以直接檢測let-7基因是否轉(zhuǎn)錄。肺癌細胞增殖受到抑制，可能是由于細胞中________(RASmRNA/RAS蛋白)含量減少引起的。答案：(1)限制性核酸內(nèi)切(或限制酶)啟動子(2)胰蛋白

(3)RNARAS蛋白請回答：答案：(1)限制性核酸內(nèi)切(或限制酶)啟動子416.（18分）（2013北京卷）斑馬魚的酶D由17號染色體上的D基因編碼。具有純合突變基因（dd）的斑馬魚胚胎會發(fā)出紅色熒光。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將綠色熒光蛋白（G）基因整合到斑馬魚17號染色體上，帶有G基因的胚胎能夠發(fā)出綠色熒光。未整合G基因的染色體的對應(yīng)位點表示為g。用個體M和N進行如下雜交實驗。（1）在上述轉(zhuǎn)基因?qū)嶒炛校瑢基因與質(zhì)粒重組，需要的兩類酶是

和

。將重組質(zhì)粒顯微注射到斑馬魚

中，整合到染色體上的G基因

后，使胚胎發(fā)出綠色熒光。6.（18分）（2013北京卷）斑馬魚的酶D由17號染色體上42（2）根據(jù)上述雜交實驗推測：①親代M的基因型是

（選填選項前的符號）。a.DDggb.Ddgg②子代中只發(fā)出綠色熒光的胚胎基因型包括

（選填選項前的符號）。a.DDGGb.DDGgc.DdGGd.DdGg（3）雜交后，出現(xiàn)紅·綠熒光（既有紅色又有綠色熒光）胚胎的原因是親代

（填“M”或“N”）的初級精（卵）母細胞在減數(shù)分裂過程中，同源染色體的

發(fā)生了交換，導(dǎo)致染色體上的基因重組。通過記錄子代中紅·綠熒光胚胎數(shù)量與胚胎總數(shù)，可計算得到該親本產(chǎn)生的重組配子占其全部配子的比例，算式為

。【答案】（1）限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶受精卵表達（2）①b②b、d（3）N非姐妹染色單體4×（紅·綠熒光胚胎數(shù)量/胚胎總數(shù)）（2）根據(jù)上述雜交實驗推測：【答案】437．（16分）(2013廣東卷)地中海貧血癥屬于常染色體遺傳病。一對夫婦生有一位重型β地中海貧血癥患兒，分析發(fā)現(xiàn)，患兒血紅蛋白β鏈第39位氨基酸的編碼序列發(fā)生了突變（C→T）。用PCR擴增包含該位點的一段DNA片段l，突變序列的擴增片段可用一種限制酶酶切為大小不同的兩個片段m和s；但正常序列的擴增片段不能被該酶酶切，如圖11（a）。目前患兒母親再次懷孕，并接受了產(chǎn)前基因診斷。家庭成員及胎兒的PCR擴增產(chǎn)物酶切電泳帶型示意圖見圖11（b）。（終止密碼子為UAA、UAG、UGA。）7．（16分）(2013廣東卷)地中海貧血癥屬于常染色體遺44（1）在獲得單鏈模板的方式上，PCR擴增與體內(nèi)DNA復(fù)制不同，前者通過__________解開雙鏈，后者通過________解開雙鏈。（2）據(jù)圖分析，胎兒的基因型是_______（基因用A、a表示）?；純夯疾】赡艿脑蚴莀________的原始生殖細胞通過_______________過程產(chǎn)生配子時，發(fā)生了基因突變；從基因表達水平分析，其患病是由于_____________。（1）在獲得單鏈模板的方式上，PCR擴增與體內(nèi)DNA復(fù)制不同45（3）研究者在另一種貧血癥的一位患者β鏈基因中檢測到一個新的突變位點，該突變導(dǎo)致β鏈第102位的天冬酰胺替換為蘇氨酸。如果____________，但____________，則為證明該突變位點就是這種貧血癥的致病位點提供了一個有力證據(jù)?！敬鸢浮浚?）高溫解旋酶（2）Aa母親減數(shù)分裂突變后終止密碼子提前出現(xiàn)，翻譯提前終止形成異常蛋白（3）該病可遺傳給后代患者的β鏈不能被限制性酶切割（3）研究者在另一種貧血癥的一位患者β鏈基因中檢測到一個新的46基因工程一輪復(fù)習(xí)課件47恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵結(jié)果連接________________連接黏性末端功能T4噬菌體___________來源T4DNA連接酶E·coliDNA連接酶常用類型恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵結(jié)果連接____________483．載體(1)作用：①作為運載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細胞內(nèi)；②利用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量復(fù)制。(2)具備的條件：①能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制；②有多個限制酶切割位點，以便與外源基因連接；③具有特殊的標(biāo)記基因，以便進行篩選。(3)種類：①質(zhì)粒：一種祼露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于細菌擬核DNA之外，能夠自我復(fù)制的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子；②噬菌體③動、植物病毒3．載體49一、基因工程的基本工具[判斷正誤](1)限制酶只能用于切割目的基因。()(2)限制酶切割DNA分子具有特異性。()(3)限制酶切割DNA后可產(chǎn)生黏性末端和平末端兩種類型()

(4)DNA連接酶能將兩堿基間通過形成氫鍵連接起來。()(5)E·coliDNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端。()(6)質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，是基因工程常用的載體。()(7)載體的作用是攜帶目的基因?qū)胧荏w細胞中，使之穩(wěn)定存在并表達。()×√√××√√一、基因工程的基本工具[判斷正誤]×√√××√√501．與DNA重組技術(shù)相關(guān)的酶(1)幾種酶的比較：種類項目限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脫氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵堿基對間的氫鍵DNA重組技術(shù)的基本工具1．與DNA重組技術(shù)相關(guān)的酶種類限制酶DNA連接酶DNA聚合51種類項目

限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用特點切割目的基因及載體，能專一性識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開了的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵只能將單個脫氧核苷酸添加到脫氧核苷酸鏈上將DNA兩條鏈之間的氫鍵打開作用結(jié)果形成黏性末端或平末端形成重組DNA分子形成新的DNA分子形成單鏈DNA分子種類限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用切割目的基因及載52(2)限制酶與DNA連接酶的關(guān)系：①限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。②DNA連接酶起作用時不需要模板。(2)限制酶與DNA連接酶的關(guān)系：53基因工程一輪復(fù)習(xí)課件54【關(guān)鍵一點】(1)一般來說，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，對某些天然的載體進行人工改造。(2)限制酶切割位點所處的位置必須是在所需的標(biāo)記基因之外，這樣才能保證標(biāo)記基因的完整性，有利于對目的基因的檢測。(3)為使目的基因與載體形成相同的DNA片段末端以便連接，通常使用同一種限制酶將二者切割，但如果不同限制酶切割DNA分子所產(chǎn)生的末端也存在互補關(guān)系時，則兩末端也可連接?！娟P(guān)鍵一點】55[典例1]

(2010·江蘇高考)下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。請回答下列問題：限制酶BamHⅠHindⅢEcoRⅠSmaⅠ識別序列及切割位點↓GGATCCCCTAGG↑

↓AAGCTTTTCGAA↑↓GAATTCCTTAAG

↑↓CCCGGGGGGCCC↑[典例1](2010·江蘇高考)下表中列出56(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaⅠ切割前后，分別含有________個游離的磷酸基團。

(2)若對圖中質(zhì)粒進行改造，插入的SmaⅠ酶切位點越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越________。

(3)用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是____________________________。(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaⅠ切割57(4)與只使用EcoRⅠ相比較，使用BamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同時處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點在于可以防止________________。

(5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入________酶。

(6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了_________。

(7)為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在______的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達的初步檢測。(4)與只使用EcoRⅠ相比較，使用BamH58[答案]

(1)0、2(2)高(3)SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因(4)質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化(5)DNA連接(6)鑒別和篩選含有目的基因的受體細胞(7)蔗糖為唯一含碳源[答案](1)0、2(2)高59二、基因工程的操作程序基因文庫PCR技術(shù)啟動子標(biāo)記基因二、基因工程的操作程序基因文庫PCR技術(shù)啟動子標(biāo)記基因601．基因工程的操作程序分析(1)目的基因的獲取途徑：①從自然界現(xiàn)有的物種的細胞中分離出來，如從基因文庫（cDNA文庫）中獲取。②人工合成目的基因：常用的方法有反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法。③利用PCR技術(shù)擴增目的基因：通過PCR技術(shù)可對已獲取的目的基因進行擴增，以獲取大量的目的基因。基因工程的基本操作程序及與蛋白質(zhì)工程的比較1．基因工程的操作程序分析基因工程的基本操作程序及與蛋白質(zhì)工61PCR技術(shù)：是利用DNA復(fù)制的原理PCR循環(huán)PCR技術(shù)：是利用DNA復(fù)制的原理PCR循環(huán)62高溫變性中溫延伸低溫復(fù)性PCR90~95℃55~60℃70~75℃高溫變性中溫延伸低溫復(fù)性PCR90~95℃55~60℃70~63(2)基因表達載體的構(gòu)建：【關(guān)鍵一點】(1)插入的目的基因的表達需要調(diào)控序列，因而用作載體的質(zhì)粒的插入基因部位之前需有啟動子，之后需有終止子。(2)兩次使用的限制酶為同一種酶，這樣形成的黏性末端堿基之間互補，便于連接。(2)基因表達載體的構(gòu)建：【關(guān)鍵一點】64農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法花粉管通道法顯微注射農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法花粉管通道法顯微注射65(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞(轉(zhuǎn)化)：生物種類植物細胞動物細胞微生物細胞常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)感受態(tài)法受體細胞體細胞受精卵原核細胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上→農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細胞→整合到受體細胞的DNA上→表達將含有目的基因的表達載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動物Ca2＋處理細胞→感受態(tài)細胞→重組表達載體DNA分子與感受態(tài)細胞混合→感受態(tài)細胞吸收DNA分子受體是植物細胞時，還可以用花粉管通道法、基因槍法(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞(轉(zhuǎn)化)：生物種類植物細胞動物細66基因工程一輪復(fù)習(xí)課件67DNA分子雜交DNA-RNA分子雜交抗原—抗體雜交個體生物學(xué)水平DNA分子雜交DNA-RNA抗原—抗體雜交個體生物學(xué)水平68(4)目的基因的檢測與鑒定：類型檢測內(nèi)容方法結(jié)果顯示分子水平檢測導(dǎo)入檢測目的基因是否進入受體細胞DNA分子雜交(DNA和DNA之間)雜交帶轉(zhuǎn)錄檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA分子雜交(DNA和mRNA之間)雜交帶翻譯檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗原－抗體雜交雜交帶個體生物學(xué)水平檢測包括做抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否有抗性以及抗性的程度；對基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進行活性比較，以確定功能活性是否相同等(4)目的基因的檢測與鑒定：類型檢測內(nèi)容方法結(jié)果顯示分子水平69基因工程一輪復(fù)習(xí)課件702．基因工程與蛋白質(zhì)工程的比較項目區(qū)別與聯(lián)系蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列獲取目的基因→構(gòu)建基因表達載體→將目的基因?qū)胧荏w細胞→目的基因的檢測與鑒定實質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(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2．基因工程與蛋白質(zhì)工程的比較項目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程71①蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程；②基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質(zhì)工程進行修飾、改造聯(lián)系只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)結(jié)果區(qū)別基因工程蛋白質(zhì)工程項目區(qū)別與聯(lián)系①蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程；聯(lián)721．[2014·天津卷]嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一種耐熱纖維素酶，為使其在工業(yè)生產(chǎn)中更好地應(yīng)用，開展了以下試驗：Ⅰ.利用大腸桿菌表達BglB酶(1)PCR擴增bglB基因時，選用________________________基因組DNA作模板。(2)下圖為質(zhì)粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴增的bglB基因重組進該質(zhì)粒，擴增的bglB基因兩端需分別引入______和______不同限制酶的識別序列。(3)大腸桿菌不能降解纖維素，但轉(zhuǎn)入上述構(gòu)建好的表達載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因為____________。注：圖中限制酶的識別序列及切割形成的黏性末端均不相同【高考隨堂體驗】1．[2014·天津卷]嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生的β-葡萄糖苷73Ⅱ.溫度對BglB酶活性的影響(4)據(jù)圖1、2可知，80℃保溫30分鐘后，BglB酶會__________；為高效利用BglB酶降解纖維素，反應(yīng)溫度最好控制在________(單選)。A．50℃B．60℃C．70℃D．80℃圖1溫度對BglB酶活性的影響圖2BglB酶的熱穩(wěn)定性Ⅱ.溫度對BglB酶活性的影響圖1溫度對BglB酶活性的影74注：酶的熱穩(wěn)定性是酶在一定溫度下，保溫一段時間后通過其活性的保持程度來反映的Ⅲ.利用分子育種技術(shù)提高BglB酶的熱穩(wěn)定性在PCR擴增bglB基因的過程中，加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經(jīng)過篩選，可獲得能表達出熱穩(wěn)定性高的BglB酶的基因。(5)與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比，上述育種技術(shù)獲取熱穩(wěn)定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR過程中________(多選)。A．僅針對bglB基因進行誘變B．bglB基因產(chǎn)生了定向突變C．bglB基因可快速累積突變D．bglB基因突變不會導(dǎo)致酶的氨基酸數(shù)目改變【答案】．(1)嗜熱土壤芽胞桿菌(2)NdeⅠBamHⅠ(3)轉(zhuǎn)基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶(4)失活B(5)A、C注：酶的熱穩(wěn)定性是酶在一定溫度下，保溫一段時間后通過其活性的752．[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ]植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性?；卮鹣铝袉栴}：(1)理論上，基因組文庫含有生物的________基因；而cDNA文庫中含有生物的________基因。(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中________出所需的耐旱基因。(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物________的體細胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應(yīng)檢測此再生植株中該基因的________，如果檢測結(jié)果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的________是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了______________________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。全部部分篩選乙表達產(chǎn)物耐旱性同源染色體的一條上2．[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ]植物甲具有極強的耐旱性，其7636．[2014·山東卷]人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白，可在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下：(1)htPA基因與載體用________切割后，通過DNA連接酶連接，以構(gòu)建重組表達載體。檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA，可采用____________技術(shù)。(2)為獲取更多的卵(母)細胞，要對供體母羊注射促性腺激素，使其________。采集的精子需要經(jīng)過________，才具備受精能力。36．[2014·山東卷]人組織纖溶酶原激活物(htPA)77(3)將重組表達載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是________。為了獲得母羊，移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進行________。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個轉(zhuǎn)基因個體，這體現(xiàn)了早期胚胎細胞的________。(4)若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測到__________，說明目的基因成功表達。【答案】．(1)同種限制性核酸內(nèi)切酶(或同種限制酶)DNA分子雜交(或核酸探針)(2)超數(shù)排卵獲能(處理)(3)顯微注射法性別鑒定全能性(4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物)(3)將重組表達載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是________。781．(2012·新課標(biāo)全國卷)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：(1)限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有________和________。(2)質(zhì)粒運載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如下：

AATTC……G

G……CTTAA為使運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內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點_________________________________________________________________________________________。1．(2012·新課標(biāo)全國卷)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下79(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)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外，________________和________________也可作為運載體。(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，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(3)大腸桿菌T4

(4)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)噬菌體動植物病毒(6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱(3)按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即803．(2012·江蘇高考)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MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4種限制性核酸內(nèi)切酶，它們識別的堿基序列和酶切位點分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請回答下列問題：3．(2012·江蘇高考)圖1表示含有目的基因D的DNA片段81(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。(2)若用限制酶SmaⅠ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中虛線方框內(nèi)的堿基對被T－A堿基對替換，那么基因D就突變?yōu)榛騞。從雜合子中分離出圖1及其對應(yīng)的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，產(chǎn)物中共有________種不同長度的DNA片段。脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖平537bp、790bp、661bp4(1)圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由____82(4)若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進行連接，形成重組質(zhì)粒，那么應(yīng)選用的限制酶是________。在導(dǎo)入重組質(zhì)粒后，為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，一般需要用添加________的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。經(jīng)檢測，部分含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達，其最可能的原因是______________________________________________________________________。BamHⅠ抗生素B同種限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D與質(zhì)粒反向連接(4)若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進行連接834．(2012·天津高考)生物分子間特異性結(jié)合的性質(zhì)廣泛用于生命科學(xué)研究。以下實例為體外處理“蛋白質(zhì)—DNA復(fù)合體”獲得DNA片段信息的過程圖。據(jù)圖回答：(1)過程①酶作用的部位是________鍵，此過程只發(fā)生在非結(jié)合區(qū)DNA。過程②酶作用的部位是________鍵。(2)①、②兩過程利用了酶的________特性。(3)若將得到的DNA片段用于構(gòu)建重組質(zhì)粒，需要將過程③的測序結(jié)果與________酶的識別序列進行比對，以確定選用何種酶。(4)如果復(fù)合體中的蛋白質(zhì)為RNA聚合酶，則其識別、結(jié)合的DNA序列區(qū)為基因的________。4．(2012·天津高考)生物分子間特異性結(jié)合的性質(zhì)廣泛用于84(5)以下研究利用了生物分子間特異性結(jié)合性質(zhì)的有_____(多選)。A．分離得到核糖體，用蛋白酶酶解后提取rRNAB．用無水乙醇處理菠菜葉片，提取葉綠體基粒膜上的光合色素C．通過分子雜交手段，用熒光物質(zhì)標(biāo)記的目的基因進行染色體基因定位D．將抑制成熟基因?qū)敕?，其mRNA與催化成熟酶基因的mRNA互補結(jié)合，終止后者翻譯，延遲果實成熟答案：(1)磷酸二酯肽(2)專一性(3)限制性核酸內(nèi)切(4)啟動子(或轉(zhuǎn)錄起