一輪復(fù)習(xí)之 基因工程.ppt

1、基因工程,又叫DNA重組技術(shù)，是按人們?cè)竿?，進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造更符合人們需要的新的生物類型與產(chǎn)品。,一 基因工程概念,基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù),生物體外,基因,DNA分子水平,獲得人類需要的基因產(chǎn)物,剪切, 拼接, 導(dǎo)入, 表達(dá),實(shí)質(zhì),基因重組,限制性內(nèi)切酶,DNA連接酶,運(yùn)載體,2.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合,4.目的基因的檢測(cè)和表達(dá),3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,1.提取目的基因,二 基因操作的工具,基因的大小以納米計(jì)算，要對(duì)它進(jìn)行剪切、拼接等操作，沒有非常精細(xì)的工具是不行的。進(jìn)行基因操作最少需要以下三種工具：,、基因的剪刀限制性內(nèi)切酶（

2、限制酶）,一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將DNA 分子切斷。,指一類酶，非一種酶。,（3）舉例：大腸桿菌的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開。,（1）作用部位：,（2）特點(diǎn)：專一性，即識(shí)別特定核苷酸序列，切割特定切點(diǎn)。,磷酸二酯鍵,（4）來源：主要從原核生物中分離 原因：限制酶是在生物體(主要是微生物)內(nèi)的一種酶，能將外來的DNA切斷，對(duì)自己DNA無害，保護(hù)細(xì)胞原有遺傳信息，由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性內(nèi)切酶。 而真核生物一般有其他保護(hù)措施。,（5）作用結(jié)果：形成DNA片段末端,平末端：平切（相同部位） 黏性末端：錯(cuò)位切（不

3、同部位）,什么是黏性末端？,被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。,重播,要想獲得某個(gè)特定性狀的基因必須要用限制酶切幾個(gè)切口？可產(chǎn)生幾個(gè)黏性末端？,切兩個(gè)切口，就會(huì)產(chǎn)生四個(gè)黏性末端。,如果把兩種來源不同的DNA用同一種限制酶來切割，會(huì)怎樣呢？,會(huì)產(chǎn)生相同的黏性末端，然后讓兩者的黏性末端黏合起來，就可以合成重組的DNA分子了。,、基因的針線DNA連接酶,（1）連接的部位：DNA雙鏈片段間的 磷酸二酯鍵，不是氫鍵。,（2）常用種類：,E.coliDNA連接酶：,來源：大腸桿菌,作用：連接黏性末端,T4DNA連接酶：,來源：T4噬菌體,

4、作用：連接黏性末端、 平末端,（3）與DNA聚合酶的比較,蛋白質(zhì),蛋白質(zhì),磷酸二酯鍵 （單個(gè)脫氧核苷酸+片段）,磷酸二酯鍵 （DNA雙鏈片段+ DNA雙鏈片段）,需要（DNA一條鏈）,不需要,3、基因的運(yùn)輸工具運(yùn)載體,3.種類：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。,1.作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。,2.條件： 能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定地保存。 具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切點(diǎn)，使外源基因插入其中。 具有某些標(biāo)記基因，以便進(jìn)行篩選。如抗菌素抗性基因、產(chǎn)物具有顏色反應(yīng)的基因 對(duì)受體細(xì)胞無害，不影響其正常活動(dòng)。,運(yùn)載體,最常用的運(yùn)載體-質(zhì)粒,四個(gè)基本步驟：,三 基因操作的基本步驟,1）提取目的基因 2）目的基因與運(yùn)

5、載體結(jié)合 3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 4）目的基因的檢測(cè)和表達(dá),目的基因,目的基因是人們所需要轉(zhuǎn)移或改造的基因。,如蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因，還有植物的抗?。共《?、抗細(xì)菌）基因、種子貯藏蛋白的基因，以及人的胰島素基因、干擾素基因等。,目的基因的提取方法,直接分離基因 人工合成基因,反轉(zhuǎn)錄法 根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA,：鳥槍法（從基因文庫中獲取）,基因文庫：儲(chǔ)存某種生物基因的菌群的總稱，不是指生物基因。 基因組文庫：某個(gè)含有所有基因的受體菌。指某個(gè)個(gè)體。 部分基因文庫（cDNA文庫）：某個(gè)含有部分基因的受體菌。 基因庫：一個(gè)種群所有基因的總稱，指基因。,步驟一：目的基因的提取,1）鳥槍法

6、（散彈射擊法）： 用限制酶將供體細(xì)胞中的DNA切成許多片段，將這些片段分別載入運(yùn)載體，然后通過運(yùn)載體分別轉(zhuǎn)入不同的受體細(xì)胞，讓供體細(xì)胞提供的外源DNA的所有片段分別在各個(gè)受體細(xì)胞中大量復(fù)制（即擴(kuò)增），從中找出含有目的基因的細(xì)胞，再利用一定方法將目的基因的DNA片段分離出來。,2）反轉(zhuǎn)錄法： 以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需的基因。,目的基因的mRNA,單鏈DNA(cDNA),雙鏈DNA (即目的基因),反轉(zhuǎn)錄,合成,3）根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA法 ：,根據(jù)已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測(cè)出相應(yīng)的信使RNA序列，然后按照

7、堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推測(cè)出它的結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列，再通過化學(xué)方法，以單核苷酸為原料合成目的基因。,蛋白質(zhì)的氨基酸序列,mRNA的核苷酸序列,結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列,推測(cè),推測(cè),目的基因,化學(xué)合成,上述三種目的基因提取的方法有何優(yōu)缺點(diǎn)？,操作簡便廣泛使用,工作量大，盲目，分離出來的有時(shí)并非一個(gè)基因,專一性強(qiáng),操作過程麻煩，mRNA很不穩(wěn)定，要求的技術(shù)條件較高,專一性最強(qiáng),僅限于合成核苷酸對(duì)較少的簡單基因,4）目的基因的擴(kuò)增：PCR技術(shù),原理：DNA復(fù)制 結(jié)果：目的基因成指數(shù)增長 步驟：變性（解旋為單鏈）+引物，退火，延伸（DNA聚合酶作用），多次重復(fù) 原料：DNA模板、4種脫氧核苷酸、引物、DNA

8、聚合酶、ATP 復(fù)制方向：只能從5端向3端延伸 原因：DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，而只能從3端延伸DNA鏈。,步驟二：目的基因與運(yùn)載體結(jié)合-核心步驟,運(yùn)載體和表達(dá)載體的區(qū)別：,表達(dá)載體的組成：,目的基因+啟動(dòng)子+ 終止子+標(biāo)記基因,運(yùn)載體即質(zhì)粒 表達(dá)載體即重組質(zhì)粒,2、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合（以質(zhì)粒為運(yùn)載體）,目的基因與運(yùn)載體結(jié)合的結(jié)果可能有幾種情況？ 三種情況：目的基因與目的基因結(jié)合 質(zhì)粒與質(zhì)粒結(jié)合 目的基因與質(zhì)粒結(jié)合,步驟三：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,（1）導(dǎo)入方法：借鑒細(xì)菌或病毒侵染細(xì)胞的途徑,（唯一沒有出現(xiàn)堿基互補(bǔ)配對(duì)的過程）,（2）受體種類不同，導(dǎo)入方法不同,導(dǎo)入植物細(xì)胞： （卵

9、細(xì)胞和體細(xì)胞 都可以）,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,基因槍法、花粉管通道法,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法： 雙子葉植物受傷時(shí)，傷口分泌的酚類化合物， 吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞并進(jìn)入細(xì)胞，將 目的基因整合到受體細(xì)胞染色體DNA上。,受體細(xì)胞：細(xì)菌,細(xì)胞壁的通透性增大,重組質(zhì)粒進(jìn)入受體細(xì)胞,目的基因隨受體細(xì)胞的繁殖而復(fù)制,導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞-顯微注射法，將目的基因 注射到卵細(xì)胞中，受精后，胚胎移植。,導(dǎo)入微生物細(xì)胞-感受態(tài)細(xì)胞法,步驟四：目的基因的檢測(cè)和表達(dá),（1）檢測(cè)： 通過檢測(cè)標(biāo)記基因的有無，來判斷目的基因是否導(dǎo)入,DNA分子雜交法： 檢測(cè)染色體DNA分子是否插入目的基因 或者目的基因是否轉(zhuǎn)錄出RNA,免疫法： 提取蛋白質(zhì)用相應(yīng)的

10、抗體進(jìn)行抗體抗原雜交,細(xì)菌的檢測(cè)，將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)形成菌落，檢測(cè)菌落中是否有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。淘汰無表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留有表達(dá)產(chǎn)物的進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。,（2）表達(dá)：通過特定性狀的產(chǎn)生與否來確定目的基因是否表達(dá),多細(xì)胞生物的檢測(cè)，將每個(gè)受體細(xì)胞單獨(dú)培養(yǎng)并誘導(dǎo)發(fā)育成完整個(gè)體，檢測(cè)這些個(gè)體是否攝入目的基因，攝入的基因是否表達(dá)（是否表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀）。淘汰無變化的個(gè)體，保留有相應(yīng)變化的個(gè)體進(jìn)一步培養(yǎng)、研究。,例：用棉鈴飼喂棉鈴蟲，如蟲吃后不出現(xiàn)中毒癥狀，說明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達(dá)。如蟲吃后中毒死亡，則說明攝入了抗蟲基因并得到表達(dá)。,基因工程的成果在實(shí)際生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用有哪些？,食

11、品工業(yè)：開發(fā)新的食品來源單細(xì)胞蛋白,、基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生,我國生產(chǎn)的部分基因工程疫苗和藥物, 基因工程藥品的生產(chǎn),淋巴因子：,干擾素：抑制病毒增殖,白細(xì)胞介素-2： 增強(qiáng)有關(guān)免疫細(xì)胞殺傷能力,干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”！過去從人血中提取，300L血才提取1mg！其“珍貴”程度自不用多說。, 基因診斷與基因治療,運(yùn)用基因工程設(shè)計(jì)制造的“DNA探針”檢測(cè)肝炎病毒等病毒感染及遺傳缺陷，不但準(zhǔn)確而且迅速。,直接把健康外源基因?qū)肴毕菁?xì)胞中,、基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè),運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動(dòng)、植物。,生長快、耐不良

12、環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚(中國),乳汁中含有人生長激素的轉(zhuǎn)基因牛(阿根廷),轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒,轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯,不會(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆,通過研究“基因敲除”的耗子將幫助研究人類的癌癥、糖尿病和高血壓等慢性疾病與遺傳的關(guān)系。,轉(zhuǎn)基因羊具有生長快、毛質(zhì)、肉質(zhì)好、疾病少及耐粗飼料等優(yōu)點(diǎn)。,導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級(jí)羊和超級(jí)小鼠,導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠,超級(jí)動(dòng)物,特殊動(dòng)物,3、基因工程與環(huán)境保護(hù),環(huán)境監(jiān)測(cè)：基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測(cè)環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。,1t水中只有10個(gè)病毒也能被DNA探針檢測(cè)出來,利用基因工程培育的“指示生物”能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情

13、況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。,環(huán)境污染治理：基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。,通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級(jí)細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。,基因工程總結(jié)：,基因操作的基本步驟：,細(xì)菌,取出質(zhì)粒,用相同的限制酶切出粘性末端,供體細(xì)胞,取出DNA分子,用限制酶切取目的基因,將目的基因插入質(zhì)粒切口,用連接酶將目的基因與質(zhì)粒相連,將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞,重組DNA分子增殖、表達(dá),目的基因產(chǎn)物,四 蛋白質(zhì)工程的崛起,蛋白質(zhì)工程的概念 是研究蛋白質(zhì)

14、的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，然后人為地設(shè)計(jì)一個(gè)新蛋白質(zhì)，并按這個(gè)虛構(gòu)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)去改變其基因結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生真實(shí)的新蛋白質(zhì)。 或者從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系出發(fā)，定向地改造天然蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，特別是對(duì)功能基因的修飾，也可以制造新型的蛋白質(zhì)。,一、蛋白質(zhì)的改造,干擾素在體外保存困難 玉米中賴氨酸含量比較低,將分子中的一個(gè)半胱氨酸轉(zhuǎn)變成絲氨酸,第104位的天冬酰胺變成異亮氨酸,第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸,二、蛋白質(zhì)工程的基本原理,天然蛋白質(zhì)的合成過程時(shí)怎樣的？,遵循中心法則，并需經(jīng)過高級(jí)空間結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,蛋白質(zhì)工程的途徑,預(yù)期蛋白質(zhì)功能,設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),推測(cè)氨基酸序列,相應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）,投入

15、生產(chǎn),依賴于什么工程,根據(jù)什么預(yù)期,包括哪些方面的結(jié)構(gòu),依據(jù)是什么,蛋白質(zhì)工程操作程序的基本思路與基因工程的不同,基因工程是遵循中心法則， 從DNAmRNA蛋白質(zhì)折疊產(chǎn)生功能， 生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)工程是：確定蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級(jí)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)應(yīng)有的氨基酸序列應(yīng)有的堿基排列， 創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。,蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景,1、蛋白質(zhì)工程的誕生是有其理論與技術(shù)條件的，它是隨著分子生物學(xué)、晶體學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而誕生的，與基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物信息學(xué)的發(fā)展等因素有關(guān) 2、現(xiàn)狀：成功的例子不多，主要是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)發(fā)揮其功能需要依賴于正確的空間結(jié)構(gòu)，而科學(xué)

16、家目前對(duì)大多數(shù)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)了解很少。,酶工程簡介,酶工程就是指將酶所具有的生物催化作用，借助工程學(xué)的手段，應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、醫(yī)療診斷和環(huán)境保護(hù)等方面的一門科學(xué)技術(shù)。由酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用兩方面組成的。,酶工程通常是用工程菌生產(chǎn)酶制劑，重點(diǎn)在于對(duì)已存酶的合理充分利用。 蛋白質(zhì)工程的重點(diǎn)則在于對(duì)已存在的蛋白質(zhì)分子的改造。隨著蛋白質(zhì)工程的發(fā)展，其成果也會(huì)應(yīng)用到酶工程中，使酶工程成為蛋白質(zhì)工程的一部分。,鞏固練習(xí)：,1、番茄在運(yùn)輸和儲(chǔ)藏過程中，由于過早成熟而易腐爛，應(yīng)用基因 工程技術(shù)，通過抑制某種促進(jìn)果實(shí)成熟激素的合成能力，可使番茄 儲(chǔ)藏時(shí)間延長，培育成耐儲(chǔ)藏的番茄新品種，這種轉(zhuǎn)基因番茄已于 199

17、3年在美國上市，請(qǐng)回答： （1）促進(jìn)果實(shí)成熟的重要激素是 。 （2）在培育轉(zhuǎn)基因番茄的基因操作，所用的基因的“剪刀” 是 ，基因的“針線”是 ，基因的運(yùn)輸工具是 。 （3）與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的 主要優(yōu)點(diǎn)是 、 、 。,乙烯,限制性內(nèi)切酶,連接酶,運(yùn)載體,目的性強(qiáng),育種周期短,克服遠(yuǎn)緣雜交障礙,2、采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的作法正 確的是（ ） a將毒素蛋白注射到棉受精卵中 b將編碼毒素蛋白的DNA序列，注 射到棉受精卵中 c將編碼毒素蛋白的DNA序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入 細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培養(yǎng) d將編碼毒素蛋 白的DNA

18、序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重組注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵 A.ab B.bc C. cd D. da 3、下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進(jìn)行的是（ ） a我國科學(xué)家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級(jí)水稻 b我國科學(xué)家將 蘇云金桿菌的某些基因移植到棉花體內(nèi)，培育出抗蟲棉 c我國科學(xué) 家通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒 d我國科學(xué)家通過體細(xì)胞 克隆技術(shù)培養(yǎng)出太空牛 A.a B.ab C.abc D.bcd 4、我國科學(xué)家成功地將人的抗病毒干擾素基因“嫁接”到煙草的DNA 分子上，使煙草獲得了抗病能力。試問： （1）此“嫁接”實(shí)驗(yàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)是 的結(jié)構(gòu)組成相同 （2）煙草具有了抗病毒能力，表明煙草體內(nèi)產(chǎn)生了 。

19、 （3）以上事實(shí)告訴我們，人與植物合成蛋白質(zhì)的方式 。,C,B,人與植物DNA,抗病毒干擾素,相同,5、干擾素是治療癌癥的重要物質(zhì)，人血液中每升只能提取0.05g干擾素，因而價(jià)格昂貴，平民百姓用不起。但美國有一家公司用遺傳工程方法合成了價(jià)格低廉、藥性一樣的干擾素，其具體做法是： （1）從人的淋巴細(xì)胞中提取能指導(dǎo)干擾素合成的_，并使之與一種叫做質(zhì)粒的DNA結(jié)合，然后移植到酵母菌內(nèi)，從而用酵母菌來_。 （2）酵母菌能用_方式繁殖，速度很快，所以，能在較短的時(shí)間內(nèi)大量生產(chǎn) 。利用這種方法不僅產(chǎn)量高，并且成本也較低。,基因,產(chǎn)生干擾素,出芽,干擾素,（2008上海高考生物巻）以重組DNA技術(shù)為核心的基

20、因工程正在改變著人類的生活。請(qǐng)回答下列問題。 （1）獲得目的基因的方法通常包括 和 。 （2）切割和連接DNA分子所使用的酶分別是 和 。 （3）運(yùn)送目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體一般選用病毒或 ，后者的形狀成 。 （4）由于重組DNA分子成功導(dǎo)入受體細(xì)胞的頻率 ，所以在轉(zhuǎn)化后通常需要進(jìn)行 操作。 （5）將人胰島素基因分別導(dǎo)入大腸桿菌與酵母菌，從兩者中生產(chǎn)的胰島素在功能和 序列上是相同的。,答案：（1）從基因文庫中獲取 化學(xué)合成（人工合成） （2）限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶） DNA連接酶（連接酶） （3）質(zhì)粒 小型環(huán)狀（雙鏈環(huán)狀、環(huán)狀） （4）低 篩選 （5）氨基酸,（2007，山東理，8分）繼哺

21、乳動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)成功后，膀胱生物反應(yīng)器的研究也取得了一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請(qǐng)回答： （1）將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用方法是 。 （2）進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時(shí)，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入 中，原因是 。 （3）通常采用 技術(shù)檢測(cè)外源基因是否插入了小鼠的基因組。 （4）在研制膀胱生物反應(yīng)器時(shí)，應(yīng)使外源基因在小鼠的 細(xì)胞中特異表達(dá)。 （5）為使外源基因在后代長期保持，可將轉(zhuǎn)基因小鼠體細(xì)胞的 轉(zhuǎn)入 細(xì)胞中構(gòu)成重組細(xì)胞，使其發(fā)育成與供體具有相同性狀的個(gè)體。該技術(shù)稱為 。,顯微注射法,受精卵（或早期胚胎）,DNA分子雜交）（核

22、酸探針）,受精卵（或早期胚胎細(xì)胞）具有全能性，可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞表達(dá),去核的卵,膀胱上皮,細(xì)胞核,核移植（或克隆）,科學(xué)家應(yīng)用基因工程培育出了一種轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，它能產(chǎn)生毒 素殺死害蟲，目前正在大面積推廣種植?？茖W(xué)家還研究了害蟲的遺 傳基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)不抗毒素對(duì)抗毒素為顯性（此處分別用B和b表示）。 （1）種植抗蟲棉，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，這是因?yàn)?。 （2）棉田不抗毒素害蟲的基因型為 ；抗毒素害蟲的基因型 為 。 （3）不抗毒素害蟲與抗毒素害蟲雜交，則子代的基因型為 。 （4）抗蟲棉的抗害蟲的遺傳信息傳遞過程可以表示為 。 （5）科學(xué)家預(yù)言，此種抗蟲棉獨(dú)立種植若干年后，也將出現(xiàn)不抗 蟲的植株，

23、此現(xiàn)象來源于 。,可以減少或不再使用農(nóng)藥殺蟲，從而避免農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染,BB或Bb,bb,Bb或bb,基因突變,昆蟲學(xué)家用人工誘變的方法使昆蟲產(chǎn)生基因突變，導(dǎo)致酯酶活 性升高，該酶可催化分解有機(jī)磷農(nóng)藥，近幾年已將控制酯酶合成 的基因分離出來，通過生物工程技術(shù)將它導(dǎo)入細(xì)菌體內(nèi)，并與細(xì) 菌的DNA分子結(jié)合起來。經(jīng)過這樣處理的細(xì)菌仍能分裂繁殖。請(qǐng) 據(jù)上述資料回答： （1）人工誘變?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中已得到廣泛的應(yīng)用，因?yàn)樗芴岣?，通過人工選擇獲得 。 （2）酯酶的化學(xué)本質(zhì)是 ，基因控制酯酶合成要經(jīng)過 和 兩個(gè)過程。 （3）通過生物工程產(chǎn)生的細(xì)菌，其后代同樣能分泌酯酶，這是 由于 。 （4）請(qǐng)你具體說出一項(xiàng)

24、上述科研成果的實(shí)際應(yīng)用： 。,基因突變頻率,人們所需要的突變性狀,蛋白質(zhì),轉(zhuǎn)錄,翻譯,控制酯酶合成的基因隨著細(xì)菌DNA分子的復(fù)制而復(fù)制，并在后代中表達(dá),用于降解污水中的有機(jī)磷農(nóng)藥，以保護(hù)環(huán)境,概念：PCR全稱為_，是一項(xiàng)在生物_復(fù)制_的核酸合成技術(shù)。,條件：_、_、_ 、 _ .,原理：_ 。,聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),體外,特定DNA片段,DNA雙鏈復(fù)制,模板DNA,四種脫氧核苷酸,DNA引物,熱穩(wěn)定DNA聚合酶,利用PCR擴(kuò)增目的基因的問題：,過程：,a、DNA變性（90-95）：雙鏈DNA模在熱作用下， _斷裂，形成_,氫鍵,單鏈DNA,b、退火（復(fù)性55-60）：系統(tǒng)溫度降低，引物 與DNA模板

25、結(jié)合，形成局部_。,雙鏈,c、延伸（70-75）：在Taq酶的作用下，合成與 模板互補(bǔ)的_。,DNA鏈,天然釀酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶類，用作發(fā)酵原料的淀粉需經(jīng)一系列復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過程才能被利用。研究者從某絲狀真菌中獲取淀粉酶基因并轉(zhuǎn)入釀酒酵母菌，獲得的釀酒酵母工程菌可直接利用淀粉產(chǎn)生酒精。請(qǐng)回答下列問題： 將淀粉酶基因切割下來所用的工具是_，用_將淀粉酶基因與載體拼接成新的DNA分子，下一步將該DNA分子_，以完成工程菌的構(gòu)建。 若要鑒定淀粉酶基因是否插入釀酒酵母菌，可采用的檢測(cè)方法是_；若要鑒定淀粉酶基因是否翻譯成淀粉酶，可采用_檢測(cè)。,限制酶,DNA連接酶,導(dǎo)入酵母菌,DNA分子雜交,抗

26、原一抗體雜交,利用動(dòng)物乳腺生產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)稱為動(dòng)物乳腺反應(yīng)器技術(shù)2005年我省青島“嶗山奶山羊乳腺生物反應(yīng)器的研制”項(xiàng)目通過鑒定，該項(xiàng)目生產(chǎn)的藥用蛋白具有表達(dá)效率高、成本低、安全性高、易于分離純化的優(yōu)點(diǎn)，可產(chǎn)生乙肝表面抗原及抗凝血酶等醫(yī)藥產(chǎn)品，造福人類健康。下圖為利用生物技術(shù)獲得生物這一新品種和抗蟲棉的過程，據(jù)圖回答：,在基因工程中，A表示 ，B表示 。如果直接從蘇云金桿菌中獲得抗蟲基因，過程使用的酶區(qū)別于其他酶的特點(diǎn)是 。,目的基因,重組DNA,一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子,在研究過程中，研究人員首先從相關(guān)基因組中獲取了目的基因，并采用_ 技術(shù)對(duì)目的

27、基因進(jìn)行了擴(kuò)增，然后將目的基因與質(zhì)粒等載體組合形成了重組載體。在重組載體的構(gòu)建過程中需要的工具酶有_ 基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心，一個(gè)完整的基因表達(dá)載體至少包括哪些部分? 。 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的過程中，在過程中一般是采用 ，在過程中一般采用 ，受體細(xì)胞一般是 。,PCR,限制酶、DNA連接酶,目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,顯微注射技術(shù),受精卵,由于轉(zhuǎn)基因表達(dá)產(chǎn)物存在于山羊的乳汁中，檢測(cè)其體內(nèi)是否出現(xiàn)藥用蛋白，在分子水平上的檢測(cè)方法及結(jié)果是什么? 要確定目的的基因（抗蟲基因）導(dǎo)入棉花細(xì)胞后，是否能穩(wěn)定遺傳并表達(dá)，需進(jìn)行檢測(cè)和鑒定工作，請(qǐng)寫出在個(gè)體水平上的鑒定過程

28、：,從轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原抗體雜交如果出現(xiàn)雜交帶，表明奶牛中出現(xiàn)了抗原蛋白；如果不出現(xiàn)雜交帶，表明奶牛中未出現(xiàn)抗原蛋白.,讓害蟲吞食轉(zhuǎn)基因棉花的葉子，觀察害蟲的存活情況，以確定其是否具有抗蟲性狀,將 基因與 等調(diào)控組件重組在一起，通過 等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的 中，將 其 送入母體，使其發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳期后，可以通過分泌乳汁生產(chǎn)所需要的藥品，稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。,關(guān)于乳腺生物反應(yīng)器的問題,乳腺生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)：,藥物蛋白,乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子,顯微注射,受精卵,產(chǎn)量高；質(zhì)量好；成本低；易提取。,繼哺乳動(dòng)物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱生物發(fā)生器的研究也 取得了一定進(jìn)展。最近，科學(xué)家培養(yǎng)出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀 胱上皮細(xì)胞可以合