高考生物復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識鞏固+考點(diǎn)互動探究+考例考法直擊+教師備用習(xí)題第12單元現(xiàn)代生物科技專題第36講

第36講PART12基因工程基礎(chǔ)知識鞏固│考點(diǎn)互動探究│考例考法直擊│教師備用習(xí)題第1頁第36講基因工程考試說明1.基因工程誕生(Ⅰ)。2.基因工程原理及技術(shù)(含PCR)(Ⅱ)。3.基因工程應(yīng)用(Ⅱ)。4.蛋白質(zhì)工程(Ⅰ)。第2頁2．基因工程基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶①起源:主要從____________中分離純化而來。②作用:識別雙鏈DNA分子某種________________序列，使____________兩個核苷酸之間______________斷裂。③結(jié)果:產(chǎn)生________末端或________末端。一、基因工程概念及基本工具1．基因工程概念(1)伎倆:按照______________，進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計，經(jīng)過體外____________和_________等技術(shù)，賦予生物以新性狀。(2)目標(biāo):創(chuàng)造出更符合人們需要新____________和____________。(3)水平:______________水平?；A(chǔ)知識鞏固鏈接教材人們愿望2.制作流程DNA重組轉(zhuǎn)基因生物類型生物產(chǎn)品DNA分子原核生物特定核苷酸特定部位磷酸二酯鍵黏性平第3頁慣用類型E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶起源________T4噬菌體功效連接黏性末端連接______________________結(jié)果恢復(fù)被限制酶切開兩個核苷酸之間磷酸二酯鍵(2)DNA連接酶基礎(chǔ)知識鞏固鏈接教材(3)載體①條件②慣用載體——________。③其它載體:λ噬菌體衍生物、______________等。大腸桿菌黏性末端或平末端限制酶標(biāo)識基因質(zhì)粒動植物病毒第4頁基礎(chǔ)知識鞏固鏈接教材二、基因工程基本操作程序與PCR技術(shù)1.基因工程基本操作程序圖12-36-12．條件DNA母鏈:PCR模板3．過程基因文庫PCR開啟子標(biāo)識基因目標(biāo)表示發(fā)揮作用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化顯微注射Ca2＋DNA分子雜交分子雜交抗原—抗體雜交是否表示Taq酶單鏈對應(yīng)序列脫氧核苷酸90～95解旋55～60引物70～75Taq酶第5頁3．基因工程藥品(1)方式:利用基因工程培育“________”來生產(chǎn)藥品。(2)結(jié)果:利用“工程菌”可生產(chǎn)細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。4．基因治療(1)概念:把____________導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因表示產(chǎn)物發(fā)揮功效，從而到達(dá)治療疾病目標(biāo)?；A(chǔ)知識鞏固鏈接教材三、基因工程應(yīng)用1.植物基因工程抗蟲、________、________轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物品質(zhì)。2.動物基因工程提升動物____________、改進(jìn)畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)________，用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植供體?？共】鼓嫔L速度藥品工程菌正常基因第6頁基礎(chǔ)知識鞏固鏈接教材(2)結(jié)果:將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入患者淋巴細(xì)胞。(3)路徑:分為______________和_____________。四、蛋白質(zhì)工程圖12-36-3體內(nèi)基因治療體外基因治療修飾合成新蛋白質(zhì)功效蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列第7頁考點(diǎn)一基因工程基本操作工具考點(diǎn)互動探究１．限制酶作用特點(diǎn)(1)識別序列特點(diǎn):展現(xiàn)堿基互補(bǔ)對稱，不論是奇數(shù)個堿基還是偶數(shù)個堿基，都能夠找到一條中心軸線，如，以中心線為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對稱；以為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對稱。(2)切割后末端種類圖12-36-4圖12-36-5第8頁考點(diǎn)互動探究2.DNA相關(guān)六種酶比較名稱作用部位作用底物作用結(jié)果限制酶磷酸二酯鍵DNA將DNA切成兩個片段DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段將兩個DNA片段連接為一個DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸以單鏈DNA為模板，將單個脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端DNA(水解)酶磷酸二酯鍵DNA將DNA片段水解為單個脫氧核苷酸解旋酶堿基對之間氫鍵DNA將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈，形成兩條長鏈RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核苷酸以單鏈DNA為模板，將單個核糖核苷酸依次連接到單鏈末端第9頁1．[·海南?？谝恢卸依據(jù)基因工程相關(guān)知識，回答以下問題:(1)限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生片段，其末端類型有____________和____________。(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生片段如圖:為使運(yùn)載體與目標(biāo)基因相連，含有目標(biāo)考點(diǎn)互動探究典例追蹤基因DNA除可用EcoRⅠ切割外,還可用另一個限制性核酸內(nèi)切酶切割,該酶必須含有特點(diǎn)是________________________________________________________________________。(3)按其起源不一樣,基因工程中所使用DNA連接酶有兩類,即__________DNA連接酶和_______DNA連接酶。(4)基因工程中除質(zhì)粒外,____________和____________也可作為運(yùn)載體。第10頁考點(diǎn)互動探究[答案](1)黏性末端平末端(2)切割產(chǎn)生DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生DNA片段末端相同(3)E·coli

T4(4)噬菌體衍生物動植物病毒[解析](1)經(jīng)限制性核酸內(nèi)切酶切割后能形成兩種類型末端，即平末端和黏性末端。(2)為了便于相連，兩種不一樣限制酶切割之后所產(chǎn)生黏性末端必須相同。(3)DNA連接酶分為兩類:E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。這二者都能連接黏性末端，另外T4DNA連接酶還能夠連接平末端，但連接平末端時效率比較低。(4)基因工程慣用運(yùn)載體:質(zhì)粒、噬菌體衍生物、動植物病毒。第11頁2．[·江西九江一中二模]蘇云金桿菌(Bt)能產(chǎn)生含有殺蟲能力毒素蛋白。圖甲是轉(zhuǎn)Bt毒素蛋白基因植物重組DNA形成過程示意圖；圖乙是毒素蛋白基因進(jìn)入植物細(xì)胞后發(fā)生兩種生物大分子合成過程。據(jù)圖回答以下問題:

考點(diǎn)互動探究典例追蹤第12頁考點(diǎn)互動探究典例追蹤圖12-36-6第13頁考點(diǎn)互動探究典例追蹤(1)將圖甲①DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反應(yīng)管中有________種DNA片段。過程②兩片段經(jīng)過________鍵相連。(2)假設(shè)圖甲中質(zhì)粒原來BamHⅠ識別位點(diǎn)堿基序列變?yōu)榱肆硪粋€限制酶BclⅠ能識別堿基序列，現(xiàn)用BclⅠ和HindⅢ切割質(zhì)粒，則該圖甲中①DNA右側(cè)還能選擇BamHⅠ進(jìn)行切割，并________(填“能”或“不能”)取得所需重組質(zhì)粒嗎？理由是__________________。(3)若上述假設(shè)成立，并成功形成重組質(zhì)粒，則重組質(zhì)粒________。A.既能被BamHⅠ切開也能被HindⅢ切開B.能被BamHⅠ切開但不能被HindⅢ切開C.既不能被BamHⅠ切開也不能被HindⅢ切開D.能被HindⅢ切開但不能被BamHⅠ切開(4)圖乙中α鏈?zhǔn)莀_________。不一樣組織細(xì)胞相同DNA進(jìn)行過程③時啟用起始點(diǎn)______________(填“都相同”“都不一樣”或“不完全相同”)，其原因是______________________________。第14頁考點(diǎn)互動探究[解析](1)圖中①DNA含有兩個BamHⅠ酶切割位點(diǎn),含有一個HindⅢ酶切割位點(diǎn),所以用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切①中DNA后,反應(yīng)管中有4種DNA片段；過程②兩片段經(jīng)過磷酸二酯鍵相連。(2)據(jù)圖分析,因?yàn)锽amHⅠ和BclⅠ切割DNA后露出黏性末端相同,質(zhì)粒原來BamHⅠ識別位點(diǎn)堿基序列變?yōu)槟鼙幌拗泼窧clⅠ識別堿基序列,用BclⅠ和HindⅢ切割質(zhì)粒,用BamHⅠ和HindⅢ切割目標(biāo)基因,仍能取得重組質(zhì)粒。[答案](1)4磷酸二酯(2)能切割后露出黏性末端相同(3)D(4)mRNA不完全相同不一樣組織細(xì)胞中基因會進(jìn)行選擇性表示第15頁考點(diǎn)互動探究(3)質(zhì)粒和目標(biāo)基因都被HindⅢ切割,形成相同黏性末端,則形成重組質(zhì)粒還能被HindⅢ切割；質(zhì)粒原來BamHⅠ識別位點(diǎn)堿基序列變?yōu)榱四鼙涣硪粋€限制酶BclⅠ識別堿基序列,則形成黏性末端是,而目標(biāo)基因被BamHⅠ切割,則形成黏性末端,則形成重組DNA片段是,則不能被BamHⅠ識別切割；依據(jù)酶切位點(diǎn)和識別堿基序列可知,重組質(zhì)粒能被HindⅢ切開但不能被BamHⅠ切開。(4)從圖乙可知,α鏈?zhǔn)且訢NA一條鏈作為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄形成mRNA分子；不一樣組織細(xì)胞相同DNA在轉(zhuǎn)錄時,相同基因普通轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)相同,不一樣基因轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)不一樣,原因是基因選擇性表示。第16頁考點(diǎn)二基因工程基本操作程序及PCR技術(shù)考點(diǎn)互動探究1．獲取目標(biāo)基因三種方法直接分離：從自然界已經(jīng)有物種中分離，如從基因文庫中獲取。依據(jù)基因相關(guān)信息如基因核苷酸序列、基因在染色體上位置、基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA.基因翻譯產(chǎn)物(蛋白質(zhì))等可獲取目標(biāo)基因。類型cDNA文庫基因組文庫文庫大小小大基因中開啟子無有基因中內(nèi)含子無有基因多少某種生物部分基因某種生物全部基因物種間基因交流能夠部分基因能夠(2)人工合成目標(biāo)基因慣用方法①已知核苷酸序列較小基因,直接利用DNA合成儀用化學(xué)方法合成,不需要模板。②以RNA為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下人工合成。(3)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目標(biāo)基因①PCR技術(shù)是利用DNA雙鏈復(fù)制原理,將基因核苷酸序列不停地加以復(fù)制,使其數(shù)量呈指數(shù)方式增加。第17頁考點(diǎn)互動探究２.基因表示載體組成及構(gòu)建過程(1)組成及各部分作用圖12-36-7項(xiàng)目體內(nèi)DNA復(fù)制PCR技術(shù)場所主要在細(xì)胞核內(nèi)生物體外酶DNA聚合酶、解旋酶熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)條件模板、ATP、常溫模板、ATP、引物鏈、溫度改變(90～95℃→55～60℃→70～75℃)原料四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸特點(diǎn)形成是整個DNA分子，一個細(xì)胞周期只復(fù)制一次短時間內(nèi)形成含有大量目標(biāo)基因DNA片段②DNA復(fù)制與PCR技術(shù)比較第18頁考點(diǎn)互動探究(2)構(gòu)建過程圖12-36-8[提醒](1)限制酶切割位點(diǎn)應(yīng)位于標(biāo)識基因之外,不能破壞標(biāo)識基因,方便進(jìn)行檢測。(2)切割質(zhì)粒和目標(biāo)基因限制酶必須是同一個酶,以取得相同黏性末端,利于重組質(zhì)粒構(gòu)建,但也可造成目標(biāo)基因本身環(huán)化。3.三種常見將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞方法比較慣用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)Ca2＋處理法生物種類植物細(xì)胞動物細(xì)胞微生物細(xì)胞受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞導(dǎo)入過程將目標(biāo)基因插入Ti質(zhì)粒T-DNA上→轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞DNA上→表示將含有目標(biāo)基因表示載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→取得含有新性狀動物Ca2＋處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組表示載體DNA分子與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子第19頁考點(diǎn)互動探究4.目標(biāo)基因檢測與判定“四個方面”圖12-36-9第20頁1．[·湖南師大附中模擬]一些適應(yīng)嚴(yán)寒環(huán)境生物，能夠產(chǎn)生一類抑制冰晶生長蛋白質(zhì)(能降低水溶液冰點(diǎn)大分子)，即抗凍蛋白?？茖W(xué)家利用昆蟲抗凍蛋白(AFPS)基因異源表示，現(xiàn)已成功地提升了雙子葉植物——煙草抗凍能力。請分析回答以下相關(guān)問題:(1)為使抗凍蛋白基因在煙草細(xì)胞中高效表示，需要把來自cDNA文庫抗凍蛋白基因片段正確插入基因表示載體__________和__________之間。(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時，需要在反應(yīng)體系中添加有機(jī)物質(zhì)有________、_____________、4種脫氧核糖核苷酸和DNA模板，擴(kuò)增過程能夠在PCR擴(kuò)增儀中完成。(3)將AFPS基因?qū)霟煵菁?xì)胞中，慣用______________法，此操作過程中使用載體是__________。若要檢測煙草是否產(chǎn)生了抗凍蛋白，普通采取______________法檢測雜交帶?？键c(diǎn)互動探究典例追蹤第21頁考點(diǎn)互動探究[解析](1)構(gòu)建基因表示載體時，抗凍蛋白基因片段(目標(biāo)基因)應(yīng)插入基因表示載體開啟子和終止子之間。(2)PCR條件：模板DNA.四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)。(3)將目標(biāo)基因?qū)胫参锛?xì)胞慣用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，而且整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，依據(jù)農(nóng)桿菌這一特點(diǎn)，假如將目標(biāo)基因插入Ti質(zhì)粒T-DNA上，經(jīng)過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化作用，就能夠把目標(biāo)基因整合到植物細(xì)胞中染色體DNA上；檢測目標(biāo)基因是否翻譯形成對應(yīng)蛋白質(zhì)，可采取抗原—抗體雜交法。[答案](1)開啟子終止子(2)引物耐熱性DNA聚合酶(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化Ti質(zhì)?？乖贵w雜交第22頁2．[·內(nèi)蒙古呼和浩特模擬]過去20年間，伴隨轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化進(jìn)程，全球?qū)υ摷夹g(shù)應(yīng)用急劇增加，從而也引發(fā)了人們關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品安全擔(dān)憂和討論。農(nóng)業(yè)部講話人證實(shí)到當(dāng)前為止我國同意商業(yè)化種植和生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因作物，只有轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花和轉(zhuǎn)基因抗病毒番木瓜這兩種。圖12-36-10是從酵母菌獲取某植物需要某種酶基因流程。結(jié)合所學(xué)知識及相關(guān)信息回答以下問題:圖12-36-10考點(diǎn)互動探究典例追蹤第23頁(1)圖中cDNA文庫________(填“大于”“等于”或“小于”)基因組文庫。(2)①過程提取DNA需要__________酶,B過程是____________。(3)為在短時間內(nèi)取得大量目標(biāo)基因,可用____________擴(kuò)增目標(biāo)基因,其原理是____________。(4)目標(biāo)基因獲取之后,需要進(jìn)行____________________,其組成必須有__________________以及標(biāo)識基因等,此步驟是基因工程關(guān)鍵。(5)將該目標(biāo)基因?qū)肽畴p子葉植物細(xì)胞,常采取方法是______________,其能否在此植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳關(guān)鍵是____________________________,能夠用____________技術(shù)進(jìn)行檢測?？键c(diǎn)互動探究典例追蹤第24頁考點(diǎn)互動探究[解析](1)基因組文庫包含了該種生物全部基因,而cDNA文庫只包含一個生物部分基因,所以cDNA文庫小于基因組文庫。(2)從酵母菌細(xì)胞中提取目標(biāo)基因,需用到限制性核酸內(nèi)切酶；以mRNA為模板合成cDNA過程為逆轉(zhuǎn)錄。(3)PCR技術(shù)是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段核酸合成技術(shù),采取該技術(shù)能在短時間內(nèi)取得大量目標(biāo)基因；PCR技術(shù)原理是DNA復(fù)制。(4)基因工程關(guān)鍵操作步驟是基因表示載體構(gòu)建；其組成必須有開啟子、終止子、目標(biāo)基因以及標(biāo)識基因等。(5)將基因表示載體導(dǎo)入雙子葉植物細(xì)胞慣用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；檢測目標(biāo)基因是否整合到植物細(xì)胞染色體上可采取DNA分子雜交技術(shù)。[答案](1)小于(2)限制性核酸內(nèi)切反轉(zhuǎn)錄(逆轉(zhuǎn)錄)

(3)PCR技術(shù)DNA復(fù)制(4)基因表示載體構(gòu)建開啟子、終止子、目標(biāo)基因(5)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法目標(biāo)基因是否整合到植物細(xì)胞染色體上DNA分子雜交第25頁3.PCR技術(shù)是把DNA片段在體外酶作用下，合成許許多多相同片段一個方法，利用它能快速而特異地擴(kuò)增目標(biāo)基因或DNA分子片段，它基本過程如圖12-36-11所表示。圖12-36-11圖中表示每次擴(kuò)增過程中需要引物(加入足夠多)。每個引物含20個核苷酸，并考點(diǎn)互動探究典例追蹤第26頁分別與DNA片段兩端堿基互補(bǔ),其作用是引導(dǎo)合成DNA子鏈,還作為子鏈一部分,不會從模板鏈上脫落下來。(1)PCR技術(shù)原理是模擬生物體內(nèi)__________過程。(2)PCR擴(kuò)增過程中需要對DNA片段進(jìn)行高溫處理,其目標(biāo)是______________________,此過程在生物體內(nèi)需________酶參加,作用部位是DNA________鍵。(3)據(jù)圖分析,擴(kuò)增過程中需要引物有________種,其實(shí)質(zhì)是____________,假如引物都用3H標(biāo)識,從理論上計算,所得DNA分子中含有3H標(biāo)識占________。(4)假定DNA片段含200對脫氧核苷酸,經(jīng)3次擴(kuò)增,從理論上計算還需要提供________個游離脫氧核苷酸?？键c(diǎn)互動探究典例追蹤第27頁考點(diǎn)互動探究[解析](1)PCR技術(shù)原理是模擬生物體內(nèi)DNA分子復(fù)制過程。(2)PCR擴(kuò)增過程中經(jīng)過95℃高溫處理,使DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)打開,形成單鏈DNA分子；在生物體內(nèi),DNA分子解旋形成單鏈?zhǔn)窃诮庑缸饔孟麓蜷_氫鍵完成。(3)分析題圖可知,該圖經(jīng)過一次循環(huán)形成了2個DNA分子,假如引物都用3H標(biāo)識,從理論上計算,所得2個DNA分子中含有3H標(biāo)識。(4)DNA片段含200對脫氧核苷酸,經(jīng)3次擴(kuò)增,形成了8個DNA分子,其中只有兩條DNA單鏈上沒有引物,所以該過程中需要游離脫氧核糖核苷酸數(shù)是200×2×(8－1)－14×20＝2520(個)。[答案](1)DNA復(fù)制(2)使DNA兩條鏈彼此分開(或解旋)解旋氫(3)兩單鏈DNA

100%(4)2520第28頁考點(diǎn)三蛋白質(zhì)工程基因工程和蛋白質(zhì)工程比較考點(diǎn)互動探究基因工程蛋白質(zhì)工程操作環(huán)境(場所)生物體外生物體外操作關(guān)鍵基因基因操作起點(diǎn)目標(biāo)基因預(yù)期蛋白質(zhì)功效基本過程剪切→拼接→導(dǎo)入→表示確定蛋白質(zhì)功效→應(yīng)有高級結(jié)構(gòu)→應(yīng)具備折疊狀態(tài)→應(yīng)有氨基酸序列→應(yīng)有堿基序列→改造蛋白質(zhì)實(shí)質(zhì)定向改造生物遺傳特征，以取得人類所需要生物類型或生物產(chǎn)品(基因異體表示)定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)結(jié)果生產(chǎn)自然界已存在蛋白質(zhì)人類需要新基因，能夠創(chuàng)造出自然界不存在蛋白質(zhì)第29頁1．[·全國卷Ⅱ]已知生物體內(nèi)有一個蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一個轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，由305個氨基酸組成。假如將P分子中158位絲氨酸變成亮氨酸，240位谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后蛋白質(zhì)(P1)不但保留P功效，而且含有了酶催化活性?；卮鹨韵聠栴}:(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)功效，能夠考慮對蛋白質(zhì)____________進(jìn)行改造。(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，取得P1基因路徑有修飾________基因或合成________基因?？键c(diǎn)互動探究典例追蹤所取得基因表示時是遵照中心法則，中心法則全部內(nèi)容包含_____________復(fù)制，以及遺傳信息在不一樣分子之間流動，即:_____________________________。(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本路徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功效出發(fā)，經(jīng)過_______________和________________，進(jìn)而確定相對應(yīng)脫氧核苷酸序列，據(jù)此取得基因，再經(jīng)表示、純化取得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋白質(zhì)生物__________進(jìn)行判定。第30頁考點(diǎn)互動探究[解析]本題考查蛋白質(zhì)工程相關(guān)知識。(1)若要改變蛋白質(zhì)功效，就要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，而從材料中內(nèi)容，能夠看出是改造了氨基酸序列。(2)取得P1基因路徑有對原基因(P)進(jìn)行修飾或者依據(jù)氨基酸序列直接合成目標(biāo)基因(P1)。中心法則即遺傳信息傳遞路徑，包含遺傳物質(zhì)(DNA或RNA)復(fù)制和轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄過程。(3)蛋白質(zhì)工程基本路徑:從預(yù)期蛋白質(zhì)功效出發(fā)→設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有氨基酸序列→找到對應(yīng)脫氧核苷酸序列。該目標(biāo)基因表示產(chǎn)生對應(yīng)蛋白質(zhì)，為確定該蛋白質(zhì)是否符合需要，還需對蛋白質(zhì)生物功效進(jìn)行判定。[答案](1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))(2)PP1DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))DNA→RNA.RNA→DNA.RNA→蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)(3)設(shè)計蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列功效第31頁考例考法直擊1．[·全國卷Ⅰ]某一質(zhì)粒載體如圖12-36-12所表示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會造成對應(yīng)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)。有些人將此質(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后，與用BamHⅠ酶切取得目標(biāo)基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有未被轉(zhuǎn)化，有被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目標(biāo)基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目標(biāo)基因重組質(zhì)粒大腸桿菌?；卮鹨韵聠栴}:圖12-36-12第32頁考例考法直擊(1)質(zhì)粒載體作為基因工程工具,應(yīng)具備基本條件有_______________________(答出兩點(diǎn)即可),而作為基因表示載體,除滿足上述基本條件外,還需含有開啟子和終止子。(2)假如用含有氨芐青霉素培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中,未被轉(zhuǎn)化和僅含環(huán)狀目標(biāo)基因細(xì)胞是不能區(qū)分,其原因是__________________________________________；而且____________和____________________________細(xì)胞也是不能區(qū)分,其原因是____________________________________________。在上述篩選基礎(chǔ)上,若要篩選含有插入了目標(biāo)基因重組質(zhì)粒大腸桿菌單菌落,還需使用含有______________固體培養(yǎng)基。(3)基因工程中,一些噬菌體經(jīng)改造后能夠作為載體,其DNA復(fù)制所需原料來自于____________。第33頁考例考法直擊[答案](1)能自我復(fù)制、含有標(biāo)識基因(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均不生長含有質(zhì)粒載體含有插入了目標(biāo)基因重組質(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)基上均能生長四環(huán)素(3)受體細(xì)胞[解析]本題考查基因工程中質(zhì)粒作為運(yùn)載體特點(diǎn)、基因表示載體構(gòu)建與篩選等相關(guān)知識,主要考查學(xué)生靈活應(yīng)用能力。(1)質(zhì)粒載體作為基因工程運(yùn)載工具,需要有一個至多個限制酶切位點(diǎn)、能夠在宿主細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制、有標(biāo)識基因。(2)未被轉(zhuǎn)化和僅含環(huán)狀目標(biāo)基因細(xì)胞都不含有氨芐青霉素抗性基因,在含有氨芐青霉素培養(yǎng)基上都不能生長,所以不能區(qū)分出來；含有質(zhì)粒載體細(xì)胞和含有插入了目標(biāo)基因重組質(zhì)粒細(xì)胞都含有氨芐青霉素抗性基因,在含有氨芐青霉素培養(yǎng)基上都能生長,所以也不能區(qū)分出來。因?yàn)楹匈|(zhì)粒大腸桿菌中有四環(huán)素抗性基因,在含四環(huán)素培養(yǎng)基上能生長,而重組質(zhì)粒四環(huán)素抗性基因被破壞,所以含重組質(zhì)粒大腸桿菌在含四環(huán)素培養(yǎng)基上不能生長,由此區(qū)分出含質(zhì)粒載體大腸桿菌和含重組質(zhì)粒大腸桿菌。(3)噬菌體不能獨(dú)立完成代謝,其DNA復(fù)制在大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行,需大腸桿菌細(xì)胞提供原料、酶和能量等。第34頁考例考法直擊2.[·全國卷Ⅲ]圖12-36-13(A)中三個DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性核酸內(nèi)切酶識別序列與切割位點(diǎn)，圖(B)為某種表示載體示意圖(載體上EcoRⅠ、Sau3AⅠ切點(diǎn)是唯一)。圖12-36-13第35頁考例考法直擊依據(jù)基因工程相關(guān)知識，回答以下問題:(1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到目標(biāo)基因能夠與上述表示載體被__________酶切后產(chǎn)物連接，理由是____________________。(2)若某人利用圖(B)所表示表示載體取得了甲、乙、丙三種含有目標(biāo)基因重組子，如圖12-36-14所表示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表示目標(biāo)基因產(chǎn)物有___________，不能表示原因是_____________________。圖12-36-14(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來酶,常見有________________和__________________,其中既能連接黏性末端又能連接平末端是__________________________________。第36頁考例考法直擊[答案](1)Sau3AⅠ兩種酶切割后產(chǎn)生片段含有相同黏性末端(2)甲和丙甲中目標(biāo)基因插入在開啟子上游,丙中目標(biāo)基因插入在終止子下游,二者目標(biāo)基因均不能被轉(zhuǎn)錄(3)E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶[解析]本題考查基因工程操作工具及操作步驟等方面知識。(1)因?yàn)橄拗泼窧amHⅠ與Sau3AⅠ切割后黏性末端相同,所以經(jīng)BamHⅠ酶切后得到目標(biāo)基因能夠與表示載體被Sau3AⅠ酶切后產(chǎn)物連接。(2)基因表示載體開啟子和終止子應(yīng)分別位于目標(biāo)基因首端和尾端,甲中目標(biāo)基因插入在開啟子上游,丙中目標(biāo)基因插入在終止子下游,二者目標(biāo)基因均不能被轉(zhuǎn)錄。(3)常見DNA連接酶有E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶,其中既能連接黏性末端又能連接平末端是T4DNA連接酶。第37頁考例考法直擊3．[·全國卷Ⅰ]HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，是艾滋病病原體?；卮鹨韵聠栴}:(1)用基因工程方法制備HIV某蛋白(目標(biāo)蛋白)時，可先提取HIV中________，以其作為模板，在__________作用下合成________，獲取該目標(biāo)蛋白基因，構(gòu)建重組表示載體，隨即導(dǎo)入受體細(xì)胞。(2)從受體細(xì)胞中分離純化出目標(biāo)蛋白，該蛋白作為抗原注入機(jī)體后，刺激機(jī)體產(chǎn)生可與此蛋白結(jié)合對應(yīng)分泌蛋白是________，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中HIV，檢測原理是___________________________________________________________。(3)已知某種菌造成肺炎在健康人群中罕見，不過在艾滋病患者中卻多發(fā)。引發(fā)這種現(xiàn)象根本原因是HIV主要感染和破壞了患者部分________細(xì)胞，降低了患者免疫系統(tǒng)防衛(wèi)功效。(4)人免疫系統(tǒng)有________癌細(xì)胞功效。艾滋病患者因?yàn)槊庖吖π秉c(diǎn)，易發(fā)生惡性腫瘤。第38頁考例考法直擊[答案](1)RNA逆轉(zhuǎn)錄酶cDNA(或DNA)(2)抗體抗原抗體特異性結(jié)合(3)T(或T淋巴)(4)監(jiān)控和去除[解析](1)因?yàn)镠IV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒,其遺傳物質(zhì)為RNA,所以用基因工程方法制備HIV某蛋白時,可先提取HIV中RNA,以其作為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下合成DNA,獲取該目標(biāo)蛋白基因,構(gòu)建重組表示載體,隨即導(dǎo)入受體細(xì)胞。(2)抗原注入機(jī)體后,可刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體?？贵w會和抗原發(fā)生特異性結(jié)合,利用該方法可檢測受試者血清中HIV。(3)HIV主要感染和破壞患者部分T細(xì)胞,降低患者免疫系統(tǒng)防衛(wèi)功效。(4)人體免疫系統(tǒng)可監(jiān)控和去除癌細(xì)胞,因?yàn)榘滩』颊呙庖吖π秉c(diǎn),所以輕易發(fā)生惡性腫瘤。第39頁考例考法直擊4．[·新課標(biāo)全國卷Ⅱ]植物甲含有極強(qiáng)耐旱性，其耐旱性與某個基因相關(guān)。若從該植物中取得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低植物乙中，有可能提升后者耐旱性?；卮鹨韵聠栴}:(1)理論上，基因組文庫含有生物________基因；而cDNA文庫中含有生物________基因。(2)若要從植物甲中取得耐旱基因，可首先建立該植物基因組文庫，再從中________出所需耐旱基因。(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌,并經(jīng)過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物________體細(xì)胞中,經(jīng)過一系列過程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表示,應(yīng)檢測此再生植株中該基因________,假如檢測結(jié)果呈陽性,再在田間試驗(yàn)中檢測植株________是否得到提升。(4)假如用得到二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交,子代中耐旱與不耐旱植株數(shù)量比為3∶1時,則可推測該耐旱基因整合到了______________________(填“同源染色體一條上”或“同源染色體兩條上”)。第40頁考例考法直擊[答案](1)全部部分(2)篩選(3)乙表示產(chǎn)物耐旱性(4)同源染色體一條上[解析](1)基因文庫包含基因組文庫和cDNA文庫,基因組文庫包含生物基因組全部基因,cDNA文庫是以mRNA反轉(zhuǎn)錄后構(gòu)建,只含有已經(jīng)表示基因,即部分基因。(2)從基因文庫中獲取目標(biāo)基因需要進(jìn)行篩選。(3)要提升植物乙耐旱性,需要利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將耐旱基因?qū)胫参镆殷w細(xì)胞中。要確認(rèn)目標(biāo)基因是否表示,可檢測是否產(chǎn)生了目標(biāo)基因表示產(chǎn)物,即耐旱相關(guān)蛋白質(zhì)；也能夠經(jīng)過個體表現(xiàn)型來檢測,即觀察檢測其耐旱性情況。(4)假如耐旱基因整合到同源染色體兩條上,相當(dāng)于耐旱純合子,則子代將全部表現(xiàn)為耐旱,不會出現(xiàn)性狀分離；假如耐旱基因整合到同源染色體一條上,則轉(zhuǎn)基因植株基因型相當(dāng)于雜合子,自交后代出現(xiàn)耐旱∶不耐旱＝3∶1性狀分離比。第41頁教師備用習(xí)題1．[·吉林三模]回答利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育轉(zhuǎn)基因植物相關(guān)問題:(1)培育轉(zhuǎn)基因植物過程關(guān)鍵步驟是構(gòu)建基因表示載體，其目標(biāo)是使目標(biāo)基因在受體細(xì)胞中____________，而且能夠經(jīng)過復(fù)制遺傳給下一代，同時，使目標(biāo)基因表示和發(fā)揮作用。(2)構(gòu)建基因表示載體時，可利用DNA連接酶連接被限制酶切開____________鍵。(3)組成基因表示載體單體是______________?；虮硎据d體中開啟子是____________識別和結(jié)合部位，這種結(jié)合完成后才能驅(qū)動目標(biāo)基因經(jīng)過________(填過程)合成mRNA。(4)用兩種限制酶XbaⅠ和SacⅠ(兩種酶切出黏性末端不一樣)切割某DNA，取得含目標(biāo)基因片段。若利用該片段構(gòu)建基因表示載體，應(yīng)選取下列圖中何