高考生物總復習 考點2 基因工程的基本操作程序及蛋白質工程(523考)新人教版

考點2基因工程的基本操作程序及蛋白質工程(5年23考)(全國課標卷Ⅰ，40、福建理綜，33……)1．基因工程的操作程序(四步曲)(1)eq\x(\a\al(獲取目,的基因))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(①從基因文庫中獲取,②利用PCR技術擴增,③通過化學方法人工合成)))(2)eq\x(\a\al(基因表,達載體,的構建))eq\a\vs4\al(組成\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①目的基因,②啟動子位于基因首端,③終止子位于基因尾端,④標記基因有利于目的基因的,鑒別和篩選)))(3)eq\x(\a\al(將目的基,因導入受,體細胞))方法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①植物：農桿菌轉化法、基因槍法、,花粉管通道法,②動物：顯微注射技術,③微生物：感受態(tài)細胞法))(4)eq\x(\a\al(目的基因,的檢測與,鑒定))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①利用DNA分子雜交技術檢測目的基因的有無,②利用分子雜交技術檢測目的基因是否轉錄,③利用抗原—抗體雜交技術檢測目的基因是否翻譯,④利用個體生物學水平的鑒定檢測重組性狀的表達))2．基因工程的應用技術名稱應用植物基因工程培育抗蟲轉基因植物、抗病轉基因植物和抗逆轉基因植物，利用轉基因改良植物的品質動物基因工程提高動物生長速度，改善畜產品的品質，用轉基因動物生產藥物，用轉基因動物作器官移植的供體基因治療把正?；驅氩∪梭w內，使其表達產物發(fā)揮作用，從而治療疾病，分為體內基因治療和體外基因治療思維激活判斷正誤(1)外源DNA必須位于重組質粒的啟動子和終止子之間才能進行復制(·安徽卷，6B)()。(2)關于哺乳動物細胞體外培養(yǎng)的難易程度：乳腺癌細胞易于乳腺細胞；胚胎細胞易于脂肪細胞(·上海，15A)()。(3)將ada(腺苷酸脫氨酶基因)通過質粒pET28b導入大腸桿菌并成功表達腺苷酸脫氨酶。每個限制性核酸內切酶識別位點至少插入一個ada(·浙江理綜，6C)()。(4)啟動子也稱起始密碼子，終止子也稱終止密碼子()。(5)用氯化鈣處理大腸桿菌可增加其細胞膜的通透性()。(6)利用乳腺生物反應器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產品，如人的血清白蛋白，這是因為將人的血清白蛋白基因導入了動物的乳腺細胞中()。(7)基因工程藥物主要來源于轉基因動物生產()。(8)為培育抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體()。(9)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應用()。答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×基因工程的操作程序1．(2012·福建理綜，32)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將let－7基因導入肺癌細胞實現(xiàn)表達，發(fā)現(xiàn)肺癌細胞的增殖受到抑制。該基因工程技術基本流程如圖1。圖1圖2請回答下列問題。(1)進行過程①時，需用________酶切開載體以插入let－7基因。載體應有RNA聚合酶識別和結合的部位，以驅動let－7基因轉錄，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。解析此題考查基因工程應用的相關知識。(1)構建基因表達載體時，需要用同種限制酶切割目的基因和載體，使之產生相同的黏性末端。載體應有啟動子、終止子和標記基因，其中啟動子是RNA聚合酶識別和結合部位，驅動基因轉錄。(2)動物細胞培養(yǎng)時，常用胰蛋白酶處理貼壁的細胞，使之相互分離，以利于傳代培養(yǎng)。(3)檢驗目的基因是否表達，常用分子雜交技術。從被導入目的基因的細胞內提取RNA，與目的基因單鏈雜交，如果出現(xiàn)雜交帶，說明目的基因已轉錄。由圖2知，當let－7基因轉錄出來的miRNA與癌基因RAS轉錄出的mRNA雜交時，就會抑制RAS蛋白的產生，故肺癌細胞增殖受到抑制，可能是由于細胞中RAS蛋白含量減少引起的。答案(1)限制性核酸內切(或限制)啟動子(2)胰蛋白(3)RNARAS蛋白題后歸納1．基因表達載體的構建——基因工程的核心(1)目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。(2)基因表達載體組成(3)構建過程2．目的基因導入受體細胞受體細胞種類植物細胞動物細胞微生物細胞(大腸桿菌)常用方法農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射技術Ca2＋處理法受體細胞體細胞或受精卵受精卵原核細胞轉化過程將目的基因插入Ti質粒的T－DNA上→導入農桿菌→侵染植物細胞→目的基因整合到受體細胞的DNA上，并穩(wěn)定維持和表達其遺傳性將含有目的基因的基因表達載體提純→取受精卵→顯微注射→受精卵移植→獲得具有新性狀的動物用Ca2＋處理受體細胞→感受態(tài)細胞→將重組表達載體與感受態(tài)細胞混合→感受態(tài)細胞吸收DNA分子3.目的基因的檢測與鑒定基因工程的應用2．(·山東濰坊一模，36)如圖為培育轉基因抗蟲棉的技術流程，請據(jù)圖回答問題。(1)質粒上標記基因的作用是________________________________________________________________________。(2)過程①是________，這是基因工程的核心步驟，其目的是_________________________________________________________________________________________。(3)過程②采用最多的方法是________，檢測抗蟲基因是否整合到棉花細胞DNA分子上的方法是。(4)③過程的培養(yǎng)基除含有必需的營養(yǎng)物質、瓊脂外，還需要添加________，④過程的實質是__________________________________________________。(5)經(jīng)檢測抗蟲棉細胞染色體上含有一個抗蟲基因，該植株自交得到F1，其中全部的抗蟲植株再自交一次，后代中抗蟲植株占總數(shù)的________。(6)通過________實驗，才能最終確定是否成功培育出了抗蟲棉植株。答案(1)鑒別受體細胞中是否含有目的基因(2)基因表達載體的構建使目的基因在受體細胞中能夠穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用(3)農桿菌轉化法DNA分子雜交(4)植物激素基因的選擇性表達(5)eq\f(5,6)(6)植物個體水平上的抗蟲接種題后歸納1．基因工程的應用舉例(見下表)表現(xiàn)方面具體內容植物基因工程①抗蟲轉基因植物②抗病轉基因植物③抗逆轉基因植物④利用轉基因改良植物品質動物基因工程①提高動物生長速度②用轉基因動物生產藥物(如乳腺生物反應器)③用轉基因動物作器官移植的供體④用于改善畜產品的品質基因工程藥物控制藥品合成的相應基因基因治療①體外基因治療②體內基因治療2.基因工程藥物(1)來源：主要來自轉基因工程菌，也可來自各類生物反應器。(2)成果：細胞因子、抗體、疫苗、激素等。(3)作用：預防和治療人類腫瘤、心血管疾病、遺傳病、各種傳染病、糖尿病、類風濕等疾病。[對點強化]1．天然的玫瑰沒有藍色花，這是由于缺少控制藍色色素合成的基因B，而開藍色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B?，F(xiàn)用基因工程技術培育藍玫瑰。下列操作正確的是()。A．提取矮牽牛藍色花的mRNA，經(jīng)逆轉錄獲得互補的DNA，再擴增基因BB.利用限制性核酸內切酶從開藍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與質粒連接后導入玫瑰細胞D．將基因B直接導入大腸桿菌，然后感染并轉入玫瑰細胞答案A2．(·石家莊二模，40)請據(jù)圖回答下列問題。(1)在培育轉基因牛過程中，②過程常用的方法是________。轉基因牛可通過分泌乳汁來生產人類生長激素，在基因表達載體中，人生長激素基因的首端必須含有________，其作用是能夠被________識別并結合，從而啟動轉錄過程。(2)prG能激發(fā)細胞不斷分裂，通過基因工程導入該調控基因來制備單克隆抗體，Ⅱ最可能是________細胞，Ⅲ代表的細胞具有_____