高考生物總復(fù)習第十單元現(xiàn)代生物科技專題10-35基因工程課件.ppt

1、第35講基因工程 考綱導(dǎo)航 1.基因工程的誕生()。2.基因工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù))()。3.基因工程的應(yīng)用()。4.蛋白質(zhì)工程()。,考點一基因工程的操作工具 1基因工程的概念 (1)供體：提供_。 (2)操作環(huán)境：_。 (3)操作水平：_水平。 (4)原理：_。,目的基因,體外,分子,基因重組,(5)受體：表達目的基因。 (6)本質(zhì)：性狀在_體內(nèi)的表達。 (7)優(yōu)點：克服_的障礙，定向改造生物的_性狀。 2DNA重組技術(shù)的基本工具 (1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶) 來源：主要從_生物中分離純化而來。,受體,遠緣雜交不親和,遺傳,原核,切割后末端的種類：,(2)DNA連接酶 作用：將

2、限制酶切割下來的DNA片段_。 類型,拼接成DNA分子,大腸桿菌,黏性末端,黏性末端和平末端,磷酸二酯鍵,DNA連接酶和限制酶的關(guān)系 (3)載體,其他載體：噬菌體衍生物、_等。 具備的條件： a能在宿主細胞內(nèi)_并大量復(fù)制。 b有_切割位點，以便與外源基因連接。 c具有特殊的_，以便進行篩選。 作用： a作為_，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細胞內(nèi)。 b利用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量_。,動植物病毒,穩(wěn)定保存,一個至多個限制酶,標記基因,運載工具,復(fù)制,【判斷與思考】 1判斷下列說法的正誤。 (1)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和質(zhì)粒是基因工程中常用的三種工具酶。() (2)切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切

3、酶均能特異性地識別6個核苷酸序列。() (3)DNA連接酶能將兩堿基間通過形成的氫鍵連接起來。(),(4)Ecoli DNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端。() (5)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。() 2根據(jù)題圖，回答問題。 下圖中的圖1和圖2分別表示的是EcoR限制酶和Sma限制酶的作用示意圖。請據(jù)圖回答：,(1)EcoR限制酶和Sma限制酶識別的堿基序列及切割的位點分別是什么？ 【提示】 EcoR限制酶識別的堿基序列是GAATTC，切割位點在G和A之間；Sma限制酶識別的堿基序列是CCCGGG，切割位點在C和G之間。 (2)以上實例說明限制酶具有_。

4、 (3)要將圖2中的末端再連接起來，需要_連接酶。,專一性,T4DNA,考法1限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶等酶的作用 1(2018北京海淀區(qū)海淀實驗中學(xué)高三月考)下圖甲、乙中的箭頭表示三種限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點，Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列敘述正確的是(),A圖甲中的質(zhì)粒用BamH切割后，含有4個游離的磷酸基團 B用Pst和Hind酶切，可以保證重組DNA序列的唯一性 C在構(gòu)建重組質(zhì)粒時，可用Pst和BamH切割質(zhì)粒和外源DNA D導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌可在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生長,【解析】 圖甲中的質(zhì)粒只有一個BamH切割位點，切割后形成一個直鏈DN

5、A，含2個游離的磷酸基團，A錯誤；用Pst和Hind酶切質(zhì)粒切成兩個片段，用Pst和Hind酶能將外源DNA切成三段，只有含目的基因的片段通過DNA連接酶與質(zhì)粒連接形成的重組質(zhì)粒符合要求，而另一個重組質(zhì)粒無目的基因，不符合要求，從而保證重組DNA序列的唯一性，B正確；BamH切割位點在目的基因上，不能用該酶切割外源DNA，C錯誤；導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌，其重組質(zhì)粒是用Pst和Hind酶切割的，其中的Ampr(氨芐青霉素抗性基因)已被破壞，D錯誤。 【答案】 B,2(2016課標全國卷)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點，圖

6、(b)為某種表達載體的示意圖(載體上的EcoR、Sau3A的切點是唯一的)。,根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題： (1)經(jīng)BamH酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被_酶切后的產(chǎn)物連接，理由是_ _。 (2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產(chǎn)物的有_，不能表達的原因是_ _。,(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有_和_，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是_。,【解析】 (1)分析圖(a)可知，限制酶Sau3A與BamH切割DNA后形成的黏性末端相同，故經(jīng)這兩種

7、酶切割得到的產(chǎn)物可以用DNA連接酶進行連接。(2)構(gòu)建基因表達載體時，為保證目的基因能在宿主細胞中成功表達，目的基因應(yīng)插入在啟動子和終止子之間，據(jù)此可判斷甲、丙均不符合要求，目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄。,(3)常見的DNA連接酶有EcoliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。 【答案】 (1)Sau3A兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄 (3)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶,【總結(jié)歸納】 與DNA相關(guān)的五種酶的比較,考法

8、2載體的作用及特點分析 3(2016課標全國卷)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamH酶切后，與用BamH酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：,(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有_(答出兩點即可)，而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有

9、啟動子和終止子。 (2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是_；并且_和_的細胞也是不能區(qū)分的，其原因是_。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有_的固體培養(yǎng)基。,(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自于_。 【解析】 (1)質(zhì)粒作為載體應(yīng)具備的基本條件有：能自我復(fù)制、具有標記基因、含有一至多個限制酶切割位點等。(2)由題意可知，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞中均不含有氨芐青霉素抗性基因，所以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上均不

10、能生長。,質(zhì)粒載體上含有氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，插入了目的基因的重組質(zhì)粒中僅含有氨芐青霉素抗性基因，所以含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細胞均能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長，但前者可以在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長而后者不能，所以可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基，篩選出含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落。(3)噬菌體屬于病毒，病毒增殖過程中所需的原料、酶等均來自于受體細胞。,【答案】 (1)能自我復(fù)制、具有標記基因 (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的基因的重組質(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

11、上均能生長四環(huán)素 (3)受體細胞,【總結(jié)歸納】 載體上標記基因的標記原理 載體上的標記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細胞沒有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當含有抗生素抗性基因的載體進入受體細胞后，抗性基因在受體細胞內(nèi)表達，使受體細胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素，所以在受體細胞的培養(yǎng)體系中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細胞，原理如下圖所示：,考點二基因工程的基本操作程序 1.目的基因的獲取 (1)從基因文庫中獲取 基因文庫包括：_和_ (其中的cDNA文庫是利用_法獲取的)。 (2)利用PCR技術(shù)擴增 變性(_)：雙鏈DNA模板在熱作用下，_斷裂，形成單鏈。,基因組文庫,部分基因文

12、庫,反轉(zhuǎn)錄,9095,氫鍵,復(fù)性(_)：_與DNA模板結(jié)合，形成局部雙鏈。 延伸(_)：在_酶的作用下，合成與模板互補的子鏈。 循環(huán)重復(fù)上述過程， n次循環(huán)后，目的基因的量將被擴增_倍。 (3)利用化學(xué)方法人工合成：基因比較小，_已知時，選擇該方法。,5560,7075,引物,Taq,2n,核苷酸序列,2基因表達載體的構(gòu)建 (1)通常用_酶切割目的基因和質(zhì)粒，然后用_酶將二者連接，改造后成為基因表達載體。 (2)組成：目的基因、_基因、_子、終止子和_原點。 【知識拓展】 基因表達載體中啟動子、終止子的來源 (1)如果目的基因是從自然界中已有的物種中分離出來的，目的基因中已含有啟動子、終止子。

13、在構(gòu)建基因表達載體時，不需要在質(zhì)粒上接上特定的啟動子、終止子。,同一種限制,DNA連接,標記,啟動,復(fù)制,(2)如果目的基因是通過人工方法合成的，或通過cDNA文庫獲得的，則目的基因是不含啟動子和終止子的。因此，在構(gòu)建基因表達載體時，需要在與質(zhì)粒結(jié)合之前，在目的基因的前后端接上特定的啟動子、終止子。,3將目的基因?qū)胧荏w細胞,體細胞或受精卵,受精卵,原核細胞,4.目的基因的檢測與鑒定 (1)分子水平的檢測 利用_技術(shù)檢測目的基因是否插入。 利用_技術(shù)檢測目的基因的轉(zhuǎn)錄。 利用_技術(shù)檢測目的基因的翻譯。 (2)個體水平的鑒定，如抗蟲、抗病的接種實驗等。,DNA分子雜交,分子雜交,抗原抗體雜交,【

14、判斷與思考】 1判斷下列說法的正誤。 (1)基因表達載體中含有啟動子和密碼子。() (2)如果某種生物的cDNA文庫中的某個基因與該生物的基因組文庫中的某個基因控制的性狀相同，則這兩個基因的結(jié)構(gòu)也完全相同。() (3)Taq酶是用PCR儀對DNA分子擴增過程中常用的一種耐高溫的DNA連接酶。(),(4)表達載體的復(fù)制和胰島素基因的表達均啟動于復(fù)制原點。() (5)用PCR方法擴增目的基因時不必知道基因的全部序列。() (6)PCR體系中一定要添加從受體細胞中提取的DNA聚合酶。() (7)外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的啟動子和終止子之間才能進行復(fù)制。(),2根據(jù)題圖，回答問題。 如圖為抗蟲棉的培

15、育過程，請據(jù)圖回答下列問題：,(1)該基因工程中的目的基因和載體分別是什么？一般情況下，為什么要用同一種限制酶處理目的基因和載體？ 【提示】 目的基因是Bt毒蛋白基因，載體是Ti質(zhì)粒。用同一種限制酶處理目的基因和載體，可以獲得相同的黏性末端，便于構(gòu)建基因表達載體。,(2)該實例中，采用何種方法導(dǎo)入目的基因？為什么目的基因可以整合到染色體的DNA上？ 【提示】 采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，由于Ti質(zhì)粒上的TDNA可轉(zhuǎn)移到受體細胞且能整合到受體細胞的染色體DNA上，而目的基因又插入到了TDNA上，所以目的基因可以整合到受體細胞的染色體DNA上。,(3)該實例中，檢測目的基因是否表達常見的方法有哪兩種

16、？ 【提示】 抗原抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲。,考法1目的基因的獲取及基因表達載體的構(gòu)建 1(2018天津市耀華中學(xué)高三上學(xué)期月考)內(nèi)皮素(ET)是一種含21個氨基酸的多肽，具有強烈的血管收縮和促進平滑肌細胞增殖等作用，其功能異常與高血壓、糖尿病、癌癥等有著密切聯(lián)系。ET主要通過與靶細胞膜上的ET受體結(jié)合而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。,ETA是ET的主要受體，科研人員試圖通過構(gòu)建表達載體，實現(xiàn)ETA基因在細胞中高效表達，為后期ETA的體外研究以及拮抗劑的篩選、活性評價等奠定基礎(chǔ)，其過程如圖所示，圖中SNAP基因是一種熒光蛋白基因，限制酶Apa的識別序列為CCCGGG，限制酶Xho的識別序列為CTCGAG

17、。請分析回答下列問題：,(1)完成過程需要加入緩沖液、原料、引物、dNTP和_酶等。 (2)過程和中，限制酶Xho切割DNA，使_鍵斷開，形成_。 (3)構(gòu)建的重組表達載體，目的基因上游的啟動子是_的部位，進而可驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄。其中氨芐青霉素抗性基因的作用是_。除圖中所標出的結(jié)構(gòu)外，基因表達載體還應(yīng)具有的結(jié)構(gòu)是_。,(4)過程要用_預(yù)先處理大腸桿菌，使其成為處于容易吸收外界DNA的感受態(tài)細胞。 (5)將SNAP基因與ETA基因結(jié)合構(gòu)成融合基因，其目的是有利于檢測_。,【解析】 表示通過逆轉(zhuǎn)錄法獲得目的基因，表示構(gòu)建基因表達載體，表示限制酶切割質(zhì)粒，表示將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細胞，表示目的基因的檢測

18、。構(gòu)建基因表達載體時，目的基因上游的啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄。將目的基因?qū)氪竽c桿菌時，需用Ca2處理使其處于感受態(tài)，容易吸收外界DNA。SNAP基因是一種熒光蛋白基因，與ETA基因結(jié)合構(gòu)成融合基因，可用于檢測ETA基因能否表達及表達量。,(1)過程是逆轉(zhuǎn)錄過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化。(2)限制酶切割DNA，使磷酸二酯鍵斷開，形成黏性末端。(3)目的基因上游的啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，從而驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄。其中氨芐青霉素抗性基因是標記基因，用于篩選含有目的基因(ETA基因)的受體細胞?；虮磉_載體包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因，所以除圖中所標出的結(jié)構(gòu)

19、外，還應(yīng)有終止子。(4)過程將目的基因?qū)氪竽c桿菌，要用CaCl2處理，使之處于感受態(tài)，容易吸收外界DNA。(5)SNAP基因是一種熒光蛋白基因，與ETA基因結(jié)合構(gòu)成融合基因，可用于檢測ETA基因能否表達及表達量。,【答案】 (1)反轉(zhuǎn)錄(逆轉(zhuǎn)錄) (2)磷酸二酯黏性末端 (3)RNA聚合酶識別和結(jié)合篩選含有目的基因(ETA基因)的受體細胞終止子 (4)CaCl2 (5)ETA基因能否表達及表達量,2(2018江蘇省揚州市高郵中學(xué)高三階段檢測)嗜熱菌可以生活在98 的高溫環(huán)境中，研究發(fā)現(xiàn)其耐熱性與基因H的表達產(chǎn)物有關(guān)。下圖表示某研究小組利用大腸桿菌對H基因?qū)嵭械目寺『捅磉_過程，其中Nde、Ec

20、oR、Hind 、Sal四種限制酶的識別序列和酶切位點分別為CATATG、GAATTC、AAGCTT、GTCGAC，請分析回答下列問題：,(1)圖中的結(jié)構(gòu)A是_，主要作用是_。一個完整的基因表達載體組成，除了質(zhì)粒1中所示結(jié)構(gòu)以外還應(yīng)該含有_。 (2)用圖中質(zhì)粒1和H基因構(gòu)成重組質(zhì)粒，應(yīng)選用_兩種限制酶進行切割，影響限制酶處理效果的因素可能有_(多選)。,反應(yīng)溫度緩沖液pH限制酶的濃度DNA樣品的純度 (3)實驗中發(fā)現(xiàn)，重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌后H基因的表達效率很低，但在含有質(zhì)粒2(輔助性質(zhì)粒)的細胞中，H基因可以高效表達。為了篩選出轉(zhuǎn)入了兩種質(zhì)粒的受體菌，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加_，整個實驗過程應(yīng)

21、保持_操作。,(4)PCR反應(yīng)中引物的設(shè)計非常關(guān)鍵，據(jù)圖分析，擴增H基因時應(yīng)選擇的一對引物是_。 A引物：GCGAATTC，引物：CTCATATG B引物：GAATTCCC，引物：CATATGAG C引物： GGAAGCTT，引物：AAGCTTCC D引物：CTCATATG，引物：AACCTTAACCTT,【解析】 本題結(jié)合基因結(jié)構(gòu)圖和運載體結(jié)構(gòu)圖，考查基因工程的技術(shù)和原理，重點是限制酶和DNA連接酶，要求學(xué)生認真分析題圖，能根據(jù)圖中信息選擇合適的限制酶，準確判斷使用DNA連接酶連接的結(jié)果，再運用所學(xué)的知識答題。解答本題的關(guān)鍵是熟記并理解基因工程的基本操作程序并形成清晰的知識網(wǎng)絡(luò)。,(1)據(jù)題

22、圖分析，由質(zhì)粒1的結(jié)構(gòu)及質(zhì)粒1和重組質(zhì)粒上都具有A可推知，A是啟動子，其作用是提供RNA聚合酶特異性識別結(jié)合位點，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄。一個完整的基因表達載體組成包括啟動子、終止子、目的基因和標記基因，而質(zhì)粒1中已經(jīng)含有啟動子和標記基因(抗生素A抗性基因)，故答案是目的基因、終止子。,(2)結(jié)合四種限制酶的識別序列和酶切位點，確定用圖中質(zhì)粒1和H基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，應(yīng)選用Nde、EcoR兩種限制酶進行切割，影響酶的因素都影響限制酶的處理效果，所以可能有溫度、PH、酶濃度和底物的純度，即。 (3)對兩種質(zhì)粒的標記基因進行分析后可知，質(zhì)粒1上含有抗生素A的抗性基因，質(zhì)粒2上含有抗生素B的抗性基因，所以應(yīng)在篩

23、選平板培養(yǎng)基中添加抗生素A和抗生素B。根據(jù)微生物的培養(yǎng)條件可知整個實驗過程應(yīng)保持無菌操作。,(4)分析切割質(zhì)粒和目的基因的兩種限制酶Nde、EcoR的識別序列和切割位點，發(fā)現(xiàn)A、B選項的引物中有Nde的識別序列CATATG，而A、B選項的引物中都有EcoR的識別序列GAATTC，而C、D項中都不含，所以應(yīng)選擇A、B。 【答案】 (1)啟動子提供RNA聚合酶特異性識別結(jié)合位點，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄目的基因、終止子(和復(fù)制原點) (2)Nde、EcoR、 (3)抗生素A和抗生素B 無菌 (4)A、B,【總結(jié)歸納】 1.幾種目的基因獲取方法的比較,2.基因表達載體中啟動子、終止子的來源 (1)如果目的基因是

24、從自然界中已有的物種中分離出來的，在構(gòu)建基因表達載體時，不需要在質(zhì)粒上目的基因的前后端接上特定的啟動子、終止子，因為目的基因中已含有啟動子、終止子。,(2)如果目的基因是通過人工方法合成的，或通過cDNA文庫獲得的，則目的基因是不含啟動子和終止子的。若只將基因的編碼序列導(dǎo)入受體生物中，目的基因沒有啟動子、終止子，是無法轉(zhuǎn)錄的，因此，在構(gòu)建基因表達載體時，需要在與質(zhì)粒結(jié)合之前，在目的基因的前后端接上特定的啟動子、終止子。,考法2目的基因的導(dǎo)入、檢測與鑒定 3(2018天津市新華中學(xué)高三上學(xué)期月考)為獲得抗病毒的馬鈴薯植株，往往采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將一種目的基因轉(zhuǎn)移到馬鈴薯體內(nèi)，其過程大致如下圖所示。

25、下列說法錯誤的是(),A該轉(zhuǎn)基因馬鈴薯產(chǎn)生的配子中不一定含有目的基因 B若使表達的蛋白質(zhì)含量增高，應(yīng)修飾目的基因編碼區(qū) C導(dǎo)入農(nóng)桿菌之前要用CaCl2處理土壤農(nóng)桿菌，目的是增大細胞壁的通透性 D檢測轉(zhuǎn)化成功的農(nóng)桿菌，需要基因表達載體上含有標記基因，檢測目的基因在馬鈴薯體內(nèi)能否成功轉(zhuǎn)錄可采用DNA探針技術(shù),【解析】 根據(jù)題干信息和圖形分析可知，該轉(zhuǎn)基因馬鈴薯產(chǎn)生的配子中可能含有目的基因，也可能不含目的基因，A正確；若使表達的蛋白質(zhì)含量增高，應(yīng)該修飾目的基因非編碼區(qū)，而編碼區(qū)修飾后會導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，B錯誤；導(dǎo)入農(nóng)桿菌之前要用CaCl2處理土壤農(nóng)桿菌，目的是增大細胞壁的通透性，使之成為感受態(tài)

26、，C正確；檢測轉(zhuǎn)化成功的農(nóng)桿菌，需要基因表達載體上含有標記基因，檢測目的基因在馬鈴薯體內(nèi)能否成功轉(zhuǎn)錄可采用DNA探針技術(shù)，D正確。 【答案】 B,4(2018天津市耀華中學(xué)高三上學(xué)期月考)下表是基因工程操作中鑒定含目的基因植株的4種方法。請預(yù)測同一后代種群中，4種方法檢出的含目的基因植株的比例最小的是(),【解析】 PCR擴增技術(shù)可以在體外大量增殖目的基因，A含量最多；導(dǎo)入到受體細胞中的目的基因不一定完成轉(zhuǎn)錄，則利用分子雜交檢測目的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，含量不一定多；導(dǎo)入到受體細胞中的目的基因不一定完成表達，則利用分子雜交檢測目的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，含量不一定多；將目的基因(抗除草劑基因)導(dǎo)入受體細胞的概率

27、較小，則噴灑除草劑檢測幼苗，其中抗除草劑幼苗出現(xiàn)的概率較低，故D項檢出的含目的基因植株的比例最小，故選D。 【答案】 D,考點三基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程 1基因工程的應(yīng)用 (1)乳腺生物反應(yīng)器 優(yōu)點：產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取等。 操作過程：獲取目的基因構(gòu)建基因表達載體顯微注射導(dǎo)入哺乳動物受精卵中形成早期胚胎將胚胎移植到受體動物子宮內(nèi)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物在雌性個體中目的基因表達，從分泌的乳汁中提取所需蛋白質(zhì)。,(2)基因工程藥品 生產(chǎn)方式：利用基因工程培育“工程菌”來生產(chǎn)藥品。 a“工程菌”：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達的菌類細胞株系，如含有人胰島素基因的大腸桿菌菌株、含有抗蟲

28、基因的土壤農(nóng)桿菌菌株等。 b通過基因工程生產(chǎn)的藥品，從化學(xué)成分上分析都應(yīng)該是蛋白質(zhì)類。,成果：生產(chǎn)出細胞因子、_、疫苗、激素等。 (3)基因診斷 方法：_ (即DNA探針法)。 主要過程： 將互補的雙鏈DNA解旋 獲得單鏈DNA片段 用同位素、熒光分子或化學(xué)發(fā)光催化劑標記單鏈DNA片段,抗體,DNA分子雜交技術(shù), 引入待檢測的DNA樣品中 檢測DNA樣品 (4)基因治療 方法：基因置換、基因修復(fù)、基因增補、基因失活等。 類型： a_基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細胞進行培養(yǎng)，然后在體外完成轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細胞擴增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)，如腺苷酸脫氨酶基因的轉(zhuǎn)移。,體外,b_基因治療：

29、用基因工程的方法，直接向人體組織細胞中轉(zhuǎn)移基因的方法。 2蛋白質(zhì)工程 (1)流程圖,體內(nèi),A_，B._ ，C._ ，D._ ，E._ 。 (2)結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出_。 (3)應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對_進行改造，改良生物性狀。,轉(zhuǎn)錄,翻譯,分子設(shè)計,多肽鏈,預(yù)期功能,新的蛋白質(zhì),現(xiàn)有蛋白質(zhì),【判斷與思考】 判斷下列說法的正誤。 (1)抗蟲基因即使成功地插入到植物細胞染色體上也未必能正常表達。() (2)應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達。() (3)將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株。(),(4)利用乳腺生物反應(yīng)器

30、能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品，如人的血清白蛋白，這是因為將人的血清白蛋白基因?qū)肓藙游锏娜橄偌毎小?) (5)為培育出抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體。() (6)蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)。() (7)目前在抗菌性和溶血性均較強的多肽P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計多條模擬肽。(),考法1基因工程的應(yīng)用 1(2018四川省成都市龍泉第二中學(xué)高三月考)下圖是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病(基因缺陷導(dǎo)致胰島B細胞不能正常合成胰島素)的過程設(shè)計圖解，請據(jù)圖回答下列問題：,(1)

31、圖中所示的結(jié)構(gòu)是_，所示的細胞是_。 (2)圖中、所示的生物工程技術(shù)分別屬于_、_。此外圖示過程還應(yīng)用了哪些生物工程技術(shù)？_。(至少一種) (3)過程通常用做受體細胞的原因是細胞尚未_。,(4)DNA重組技術(shù)需要的基本工具有_ _。 (5)圖示方法與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點是_。,【解析】 圖示是利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)治療遺傳性糖尿病的過程圖解。圖中表示體細胞核；表示體細胞核移植過程；表示采用基因工程技術(shù)將胰島B細胞基因?qū)胧荏w細胞。圖中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有基因工程、核移植技術(shù)、動物細胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)等技術(shù)。 (1)圖中所示是細胞核；是來自囊胚的內(nèi)細胞團細胞(或胚胎干細胞)。,(2)圖中

32、采用了核移植技術(shù)；采用了基因工程(或重組DNA)技術(shù)，此外圖示過程還應(yīng)用了細胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng)等技術(shù)。 (3)過程通常用做受體細胞的原因是細胞尚未分化，其全能性高。 (4)基因工程技術(shù)需要的基本工具有限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶和運載體。,(5)圖示方法屬于自體移植，其與一般的異體移植相比最大的優(yōu)點是沒有排斥反應(yīng)。 【答案】 (1)細胞核內(nèi)細胞團細胞(或胚胎干細胞) (2)核移植技術(shù)基因工程(或重組DNA技術(shù))細胞培養(yǎng)、早期胚胎培養(yǎng) (3)分化 (4)限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶和運載體 (5)沒有排斥反應(yīng),考法2蛋白質(zhì)工程 2(2018長沙模擬)科學(xué)家對鼠源雜交瘤抗體進行改造，生產(chǎn)出效果更好的

33、鼠人嵌合抗體，用于癌癥治療。下圖表示形成鼠人嵌合抗體的過程，據(jù)圖回答下列問題：,(1)改造鼠源雜交瘤抗體，生產(chǎn)鼠人嵌合抗體，屬于_(生物工程)的范疇。 (2)圖示過程是根據(jù)預(yù)期的_，設(shè)計_，最終必須對_進行操作，此操作中改變的是_。 (3)經(jīng)過改造的鼠人嵌合抗體，與鼠源雜交瘤抗體相比較，突出的優(yōu)點是_(從免疫角度考慮)。 (4)上述過程中對科學(xué)家來說難度最大的是_ _ _。,【解析】 (1)通過圖示可知鼠人嵌合抗體是通過人工設(shè)計而形成的特定功能的蛋白質(zhì)，其生產(chǎn)過程應(yīng)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。(2)蛋白質(zhì)工程的流程：預(yù)期蛋白質(zhì)的功能設(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(

34、基因)。(3)從免疫的角度考慮，對人體來說鼠源抗體為抗原，若利用人的抗體與之嵌合，則排斥作用會減輕，對人體的副作用會減小。(4)由于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不易確定，所以成為蛋白質(zhì)工程中最大的障礙。,【答案】 (1)蛋白質(zhì)工程 (2)嵌合抗體功能嵌合抗體的結(jié)構(gòu)基因堿基對 (3)對人體的不良反應(yīng)減小(排斥作用減輕，對人體的副作用減小) (4)設(shè)計嵌合抗體的空間結(jié)構(gòu),【總結(jié)歸納】 蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較 (1)區(qū)別,(2)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。 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。,1(2017北京卷)為了增加菊花花色類型，研究者

35、從其他植物中克隆出花色基因C(圖1)，擬將其與質(zhì)粒(圖2)重組，再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花中。,下列操作與實驗?zāi)康牟环氖?) A用限制性核酸內(nèi)切酶EcoR和連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒 B用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因?qū)爰毎?C在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細胞 D用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上,【解析】 用限制性核酸內(nèi)切酶EcoR處理目的基因和質(zhì)粒，可以使目的基因兩側(cè)和質(zhì)粒產(chǎn)生相同的黏性末端，再用連接酶把切口連起來就能構(gòu)建成重組質(zhì)粒，A正確；農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法適用于雙子葉植物或裸子植物，菊花屬于雙子葉植物，故可用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因?qū)爰毎?，B正確

36、；質(zhì)粒中只有潮霉素抗性基因，被轉(zhuǎn)化的菊花細胞只對潮霉素具有抗性，在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，不能篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細胞，C錯誤；檢測目的基因是否整合到受體細胞的染色體上，可采用DNA分子雜交技術(shù)，D正確。 【答案】 C,2(2017全國卷)真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}： (1)某同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白A，其原因是_。,(2)若用家蠶作為表達基因A的受體，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用_

37、作為載體，其原因是_。 (3)若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比，大腸桿菌具有_(答出兩點即可)等優(yōu)點。,(4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測物質(zhì)是_(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻，也可以說是基因工程的先導(dǎo)，如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是_ _。,【解析】 (1)基因A的編碼區(qū)中有內(nèi)含子和外顯子，在真核生物細胞內(nèi)把內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來的RNA切除，而原核生物細胞內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄后不切除，轉(zhuǎn)錄后直接表達，所以翻譯形成的蛋白質(zhì)不是A蛋白。 (2)由于噬菌體

38、是專性寄生在細菌體內(nèi)的病毒，無法侵染到真核生物家蠶細胞內(nèi)，所以不能用噬菌體作為運載體。而家蠶屬于昆蟲，故可用昆蟲病毒作為運載體。,(3)大腸桿菌作為受體菌具有繁殖周期短、易培養(yǎng)、產(chǎn)物易分離、不會造成基因污染等優(yōu)點。 (4)檢測目的基因是否表達通常用抗原抗體雜交技術(shù)，注入抗體看是否出現(xiàn)雜交帶，若出現(xiàn)則表達。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻，不僅證明了生物的遺傳物質(zhì)是DNA，還證明了DNA可以從一種生物轉(zhuǎn)移到另一種生物個體。,【答案】 (1)基因A有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達出蛋白A(2)噬菌體噬菌體

39、的宿主是細菌，而不是家蠶 (3)繁殖快、容易培養(yǎng)(4)蛋白A的抗體 (5)DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體,3(2017全國卷)幾丁質(zhì)是許多真菌細胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強其抗真菌病的能力?；卮鹣铝袉栴}： (1)在進行基因工程操作時，若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA，常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料，原因是_。提取RNA時，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是_。,(2)以mRNA為材料可以獲得cDNA，其原理是_ _。 (3)若要使目的基因在受體細胞中表達，需要通過質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細胞，原因是_(答出兩點即可)。,(4)當幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是_。 (5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是_。,【解析】 (1)在進行基因工程操作時，若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA，常選用嫩葉而不選用老葉