（新課標(biāo)）2018高考生物一輪復(fù)習(xí) 現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題 第36講 基因工程（包括PCR技術(shù)）課件（選修3）[共48頁(yè)]

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1、生物課標(biāo)版第36講基因工程(包括PCR技術(shù))考點(diǎn)一基因工程的工具與操作程序考點(diǎn)一基因工程的工具與操作程序教材研讀教材研讀一、基因工程的工具1.限制酶(1)存在:原核生物中。(2)作用:識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列,并使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)。(3)形成末端類(lèi)型識(shí)別序列中心軸線(xiàn)兩側(cè)切開(kāi)黏性末端識(shí)別序列中心軸線(xiàn)處切開(kāi)平末端2.DNA連接酶(1)作用:將雙鏈DNA片段“縫合”起來(lái),恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸間的磷酸二酯鍵。(2)種類(lèi)種類(lèi)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶來(lái)源大腸桿菌T4噬菌體特點(diǎn)只“縫合”黏性末端黏性末端和平末端都可“縫合”3.載體(1)條

2、件:能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存;具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn);具有標(biāo)記基因。(2)種類(lèi)(3)作用:攜帶外源DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞。(4)特點(diǎn):可在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制或整合到染色體DNA上隨染色體DNA進(jìn)行同步復(fù)制。:最常用 質(zhì)粒其他 噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒二、基因工程的基本操作程序1.目的基因的獲取(1)目的基因:主要指編碼蛋白質(zhì)的基因,也可以是一些具調(diào)控作用的因子。(2)方法mRNADNAPCR從基因文庫(kù)中獲取利用反轉(zhuǎn)錄合成人工通過(guò)合成儀用化學(xué)方法人工合成合成利用技術(shù)擴(kuò)增2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因工程的核心(1)目的:使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代,同時(shí)使目的基因能夠表

3、達(dá)和發(fā)揮作用。(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)成(3)構(gòu)建過(guò)程:3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞生物種類(lèi)植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法轉(zhuǎn)化法受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過(guò)程將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上導(dǎo)入農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上表達(dá)基因表達(dá)載體受精卵新性狀個(gè)體Ca2+處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞重組表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子4.目的基因的檢測(cè)與鑒定考點(diǎn)二基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程考點(diǎn)二基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程一、動(dòng)物基因工程與植物基因工程1.動(dòng)物基因工程:用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量;用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì);用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物

4、;用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體等。2.植物基因工程:培育抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物和抗逆轉(zhuǎn)基因植物;利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。二、基因診斷與基因治療1.基因診斷:又稱(chēng)為DNA診斷,是采用基因檢測(cè)的方法來(lái)判斷患者是否出現(xiàn)了基因異?；驍y帶病原體。2.基因治療(1)概念:把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi),使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能,從而達(dá)到治療疾病的目的。(2)成果:將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入患者的淋巴細(xì)胞中,治療復(fù)合型免疫缺陷癥。3.類(lèi)型三、蛋白質(zhì)工程1.蛋白質(zhì)工程的概念疑難診室疑難診室(1)既然存在基因工程,為什么還要改造蛋白質(zhì)?提示基因工程只能產(chǎn)生自然界已存在的蛋白質(zhì)。(2)蛋白質(zhì)工程中為什么通過(guò)對(duì)基因

5、操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造?提示蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu),基因的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,容易改造;改造后的基因可以遺傳給下一代,被改造的蛋白質(zhì)無(wú)法遺傳。考點(diǎn)三轉(zhuǎn)基因生物的安全性與生物武器1.轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問(wèn)題的原因(1)目前對(duì)基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用及基因的調(diào)控機(jī)制等都了解得相當(dāng)有限。(2)目的基因往往是異種生物的基因。(3)外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機(jī)的。2.對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭(zhēng)論:在食物安全、生物安全、環(huán)境安全三個(gè)方面存在激烈的爭(zhēng)論。3.理性對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù):趨利避害,不能因噎廢食。4.基因身份證(1)否定的理由:個(gè)人基因資訊的泄露造成基因歧視,勢(shì)必造成遺傳學(xué)失業(yè)大軍、個(gè)人

6、婚姻困難和人際關(guān)系疏遠(yuǎn)等。(2)肯定的理由:一些遺傳性疾病在后代中復(fù)現(xiàn)率很高,通過(guò)基因檢測(cè)可以及早預(yù)防,適時(shí)治療,達(dá)到挽救患者生命的目的。5.生物武器(1)種類(lèi):致病菌、病毒、生化毒劑,以及經(jīng)過(guò)基因重組的致病菌等。(2)中國(guó)政府的態(tài)度:在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲(chǔ)存生物武器,并反對(duì)生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散。1.判斷有關(guān)基因工程工具說(shuō)法的正誤。(1)(2014江蘇單科,23A)切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶均能特異性地識(shí)別6個(gè)核苷酸序列。()(2)(2014江蘇單科,23C)載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因。()(3)限制酶只能用于切割目的基因。()(4)DNA連接酶能使兩堿基

7、間通過(guò)氫鍵連接起來(lái)。()(5)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。()(6)EcoliDNA連接酶既可連接平末端,又可連接黏性末端。()2.判斷有關(guān)基因工程操作程序說(shuō)法的正誤。(1)(2015重慶理綜,6A)表達(dá)載體中的胰島素基因可通過(guò)人肝細(xì)胞mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得。()(2)(2015重慶理綜,6C)借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細(xì)胞篩選出來(lái)。()(3)(2015重慶理綜,6D)啟動(dòng)子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用。()(4)用PCR方法擴(kuò)增目的基因時(shí)不必知道基因的全部序列。()(5)PCR體系中一定要添加從受體細(xì)胞中提取的DNA聚合酶。()(6

8、)目的基因?qū)腚p子葉植物一般采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。()(7)為培育抗除草劑的作物新品種,導(dǎo)入抗除草劑基因時(shí)只能以受精卵為受體。()(8)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用。()(9)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞可用抗原抗體雜交技術(shù)。()3.判斷下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程和轉(zhuǎn)基因技術(shù)說(shuō)法的正誤。(1)蛋白質(zhì)工程可以合成自然界中不存在的蛋白質(zhì)。()(2)蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作,定向改變分子的結(jié)構(gòu)。()(3)(2014重慶理綜,2D)生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來(lái)形成殺傷力。()(4)目前對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭(zhēng)論主要集中在食用安全性、生物安全性和環(huán)境安全性上。

9、()(5)(2014江蘇單科,23D)抗蟲(chóng)基因即使成功地插入植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達(dá)。()突破一基因工程的操作工具與操作程序突破一基因工程的操作工具與操作程序考點(diǎn)突破考點(diǎn)突破1.基因工程操作程序中的“三、三、二、一”(1)目的基因“三種獲取方法”從基因文庫(kù)中獲取(基因組文庫(kù)、cDNA文庫(kù))利用PCR技術(shù)擴(kuò)增:其實(shí)質(zhì)是在體外對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。用PCR儀控制溫度:變性(95)復(fù)性(55)延伸(72)通過(guò)DNA合成儀用化學(xué)方法人工合成(用于序列已知,且核苷酸數(shù)目較少者)、利用mRNA反轉(zhuǎn)錄法合成。(2)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的“三種類(lèi)型”導(dǎo)入植物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(花粉管通道法、基因槍法

10、);導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞顯微注射法(導(dǎo)入受精卵);導(dǎo)入微生物細(xì)胞使用Ca2+處理受體細(xì)胞。(3)目的基因檢測(cè)與鑒定的“兩個(gè)水平”(4)基因工程操作的“一個(gè)核心”基因表達(dá)載體的構(gòu)建2.PCR技術(shù)(1)原理:DNA復(fù)制,即:過(guò)程說(shuō)明圖解變性當(dāng)溫度上升到90以上時(shí),雙鏈DNA解聚為單鏈復(fù)性溫度下降到50左右,兩種引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合延伸72左右時(shí),TaqDNA聚合酶有最大活性,可使DNA新鏈由5端向3端延伸(2)PCR反應(yīng)過(guò)程(3)結(jié)果:上述三步反應(yīng)完成后,一個(gè)DNA分子就變成了兩個(gè)DNA分子,隨著重復(fù)次數(shù)的增多,DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反應(yīng)過(guò)程都是在PCR擴(kuò)增儀中完成的。

11、3.突破基因工程的五個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)基因組文庫(kù)與部分基因文庫(kù)不同(2)目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的:基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控,所以目的基因應(yīng)插入啟動(dòng)子與終止子之間,若目的基因插入啟動(dòng)子內(nèi)部,啟動(dòng)子將失去原功能。(3)啟動(dòng)子起始密碼子,終止子終止密碼子啟動(dòng)子:一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端。它是RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合的部位?；蛭膸?kù)類(lèi)型基因組文庫(kù)部分基因文庫(kù)(cDNA文庫(kù))構(gòu)建基因文庫(kù)的過(guò)程某種生物全部DNA許多DNA片段受體菌群體某種生物發(fā)育的某個(gè)時(shí)期的mRNAcDNA受體菌群體終止子:一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段,位于基因的尾端。作用是使轉(zhuǎn)錄過(guò)程停止。起始密碼子和終止密碼子

12、位于mRNA上,分別控制翻譯過(guò)程的啟動(dòng)和終止。(4)切取目的基因與切割載體時(shí)“只能”使用“同一種酶”?在獲取目的基因和切割載體時(shí)通常用同一種限制酶,以獲得相同的黏性末端。但如果用兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端相同時(shí),在DNA連接酶的作用下目的基因與載體也可以連接起來(lái)。為了防止載體或目的基因的黏性末端自己連接即所謂“環(huán)化”可用不同的限制酶分別處理目的基因和載體,使目的基因兩側(cè)及載體上具有兩個(gè)不同的黏性末端。(5)基因工程操作過(guò)程中只有第三步(將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞)沒(méi)有堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象:第一步存在PCR或人工合成法獲得DNA,第二步存在黏性末端連接現(xiàn)象,第四步檢測(cè)存在分子雜交方法。4.DNA

13、的粗提取與鑒定(1)實(shí)驗(yàn)原理(2)操作流程考向一依托實(shí)例分析考向一依托實(shí)例分析,考查基因工程的基本操作工具考查基因工程的基本操作工具1.(2016課標(biāo)全國(guó),40,15分)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性?xún)?nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn),圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoR、Sau3A的切點(diǎn)是唯一的)。圖(a)圖(b)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí),回答下列問(wèn)題:(1)經(jīng)BamH酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)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(dá)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

14、中,不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有,不能表達(dá)的原因是。圖(c)(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶,常見(jiàn)的有和,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是。答案答案(1)Sau3A兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(每空2分,共4分)(2)甲和丙(2分)甲中目的基因插入在啟動(dòng)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分,其他合理答案可酌情給分)(3)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶(每空2分,共6分,其他合理答案可酌情給分)解析解析(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

15、酶切割得到的產(chǎn)物可以用DNA連接酶進(jìn)行連接。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),為保證目的基因能在宿主細(xì)胞中成功表達(dá),目的基因應(yīng)插入在啟動(dòng)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(jiàn)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?？枷蚨柚鷮?shí)例考向二借助實(shí)例,考查基因工程的操作程序考查基因工程的操作程序2.(2014課標(biāo),40,15分)植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性,其耐旱性與某個(gè)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。回答下列問(wèn)題:(1)理論上,基因組文庫(kù)含有生

16、物的基因;而cDNA文庫(kù)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(kù),再?gòu)闹谐鏊璧哪秃祷颉?3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌,并通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物的體細(xì)胞中,經(jīng)過(guò)一系列的過(guò)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達(dá),應(yīng)檢測(cè)此再生植株中該基因的,如果檢測(cè)結(jié)果呈陽(yáng)性,再在田間試驗(yàn)中檢測(cè)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(shí),則可推測(cè)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”)。答案答案(15分)(1)全部(2分)部分(2分,其他合理答案也給分)(2)篩

17、選(2分,其他合理答案也給分)(3)乙(2分)表達(dá)產(chǎn)物(2分,其他合理答案也給分)耐旱性(2分)(4)同源染色體的一條上(3分)解析解析(1)基因組文庫(kù)包含某種生物的全部基因,cDNA文庫(kù)又稱(chēng)為部分基因文庫(kù),含有某種生物的部分基因。(2)植物甲基因組文庫(kù)中有該種植物的全部基因,從中可篩選出耐旱基因。(3)植物乙的耐旱性低,所以植物乙體細(xì)胞作為受體細(xì)胞;要確定耐旱基因是否正確表達(dá),應(yīng)檢測(cè)該基因的表達(dá)產(chǎn)物,對(duì)于個(gè)體水平的檢測(cè),應(yīng)在干旱的田間進(jìn)行試驗(yàn),檢測(cè)植物乙耐旱性是否得到了提高。(4)將耐旱基因看作A,不耐旱基因看作a,AaAa耐旱與不耐旱數(shù)量比為3 1,則耐旱基因整合到了同源染色體的一條上。突

18、破二基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程突破二基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程一、基因工程的應(yīng)用1.植物基因工程外源基因類(lèi)型及舉例成果舉例抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物抗蟲(chóng)基因:Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因抗蟲(chóng)水稻、抗蟲(chóng)棉、抗蟲(chóng)玉米抗病轉(zhuǎn)基因植物(1)抗病毒基因:病毒外殼蛋白基因、病毒復(fù)制酶基因;(2)抗真菌基因:幾丁質(zhì)酶基因、抗毒素合成基因抗病毒煙草、抗病毒小麥抗逆轉(zhuǎn)基因植物抗逆基因:調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓基因、抗凍蛋白基因、抗除草劑基因抗鹽堿和抗干旱的煙草、抗寒番茄、抗除草劑的大豆和玉米改良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因植物優(yōu)良性狀基因:必需氨基酸含量多的蛋白質(zhì)編碼基因、控制番茄成熟的基因、與植物花青素代謝有

19、關(guān)的基因高賴(lài)氨酸玉米、耐儲(chǔ)存番茄、新花色矮牽牛2.動(dòng)物基因工程外源基因類(lèi)型及舉例成果舉例提高生長(zhǎng)速度的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物外源生長(zhǎng)激素基因轉(zhuǎn)基因鯉魚(yú)改善畜產(chǎn)品品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物腸乳糖酶基因乳汁中含乳糖較少的轉(zhuǎn)基因牛生產(chǎn)藥物的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物藥用蛋白基因+乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子轉(zhuǎn)基因動(dòng)物具有乳腺生物反應(yīng)器作器官移植供體的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物導(dǎo)入外源的抑制抗原決定基因表達(dá)的調(diào)節(jié)因子或除去供體的抗原決定基因無(wú)免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因豬3.基因治療與基因診斷基因治療基因診斷原理基因重組及基因表達(dá)DNA分子雜交方法將正?；?qū)氩∪梭w內(nèi),使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能,以達(dá)到治療疾病的目的制作特定DNA探針與病人樣品DNA混合分析雜交帶情況

20、,判斷患者是否出現(xiàn)了基因異常或攜帶病原體進(jìn)展臨床實(shí)驗(yàn)臨床應(yīng)用體型巨大的個(gè)體。(4)并非所有個(gè)體都可作為乳腺生物反應(yīng)器,制備乳腺生物反應(yīng)器通常是針對(duì)雌性個(gè)體進(jìn)行的操作。易混易錯(cuò)易混易錯(cuò)(1)用基因工程的方法,使外源基因得到高效表達(dá)的菌類(lèi)細(xì)胞株系一般稱(chēng)為“工程菌”,如含有抗蟲(chóng)基因的土壤農(nóng)桿菌菌株。而青霉素是誘變后的高產(chǎn)青霉菌產(chǎn)生的,不是通過(guò)基因工程改造的工程菌產(chǎn)生的。(2)用基因工程生產(chǎn)的藥品,從化學(xué)成分上分析都應(yīng)該是蛋白質(zhì)類(lèi)。(3)動(dòng)物基因工程的實(shí)施主要是為了改善畜產(chǎn)品的品質(zhì),不是為了產(chǎn)生二、蛋白質(zhì)工程與基因工程項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過(guò)程預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列推測(cè)脫氧核苷

21、酸序列合成DNA表達(dá)出蛋白質(zhì)獲取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類(lèi)所需蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性,以獲得人類(lèi)所需的生物類(lèi)型或生物產(chǎn)品(基因的異體表達(dá))結(jié)果生產(chǎn)自然界沒(méi)有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來(lái)的第二代基因工程,因?yàn)閷?duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì),必須通過(guò)基因修飾或基因合成實(shí)現(xiàn)考向一依托實(shí)例分析考向一依托實(shí)例分析,考查基因工程的應(yīng)用考查基因工程的應(yīng)用1.(2016天津理綜,7,12分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價(jià)值,只能從人血漿中制備。如圖是以基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條

22、途徑。(1)為獲取HSA基因,首先需采集人的血液,提取合成總cDNA,然后以cDNA為模板,使用PCR技術(shù)擴(kuò)增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及擴(kuò)增方向,請(qǐng)用箭頭在方框內(nèi)標(biāo)出另一條引物的位置及擴(kuò)增方向。(2)啟動(dòng)子通常具有物種及組織特異性,構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體,需要選擇的啟動(dòng)子是(填寫(xiě)字母,單選)。A.人血細(xì)胞啟動(dòng)子B.水稻胚乳細(xì)胞啟動(dòng)子C.大腸桿菌啟動(dòng)子D.農(nóng)桿菌啟動(dòng)子(3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過(guò)程中,需添加酚類(lèi)物質(zhì),其目的是。(4)人體合成的初始HSA多肽,需要經(jīng)過(guò)膜系統(tǒng)加工形成正確空間結(jié)構(gòu)才有活性。與途徑相比,選擇途徑獲取rHSA的優(yōu)勢(shì)是。(

23、5)為證明rHSA具有醫(yī)用價(jià)值,須確認(rèn)rHSA與的生物學(xué)功能一致。答案答案(12分)(1)總RNA(或mRNA)(2)B(3)吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞,有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化(4)水稻是真核生物,具有膜系統(tǒng),能對(duì)初始rHSA多肽進(jìn)行高效加工(5)HSA解析解析(1)總cDNA是以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成的,所以需要提取人的總RNA或mRNA;PCR擴(kuò)增的原理是DNA復(fù)制,DNA復(fù)制時(shí),兩條子鏈的延伸方向相反,所以引物的位置及方向如答案所示。(2)要使rHSA基因在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異性表達(dá),需要選擇水稻胚乳細(xì)胞的啟動(dòng)子。(3)酚類(lèi)物質(zhì)可吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞,使農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA

24、轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上,有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化。(4)大腸桿菌為原核生物,無(wú)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,不能對(duì)多肽進(jìn)行高效加工,而水稻是真核生物,具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,可對(duì)多肽鏈進(jìn)行高效加工。(5)要證明rHSA具有醫(yī)用價(jià)值,須確認(rèn)rHSA與HSA的生物學(xué)功能一致?？枷蚨柚鷮?shí)例考向二借助實(shí)例,考查蛋白質(zhì)工程考查蛋白質(zhì)工程2.(2015課標(biāo),40,15分)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P),該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,由305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸,240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸,改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉?wèn)題

25、:(1)從上述資料可知,若要改變蛋白質(zhì)的功能,可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的進(jìn)行改造。(2)以P基因序列為基礎(chǔ),獲得P1基因的途徑有修飾基因或合成基因。所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的,中心法則的全部?jī)?nèi)容包括的復(fù)制;以及遺傳信息在不同分子之間的流動(dòng),即:。(3)蛋白質(zhì)工程也被稱(chēng)為第二代基因工程,其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā),通過(guò)和,進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列,據(jù)此獲得基因,再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì),之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物進(jìn)行鑒定。答案答案(1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))(1分,其他合理答案也給分)(2)PP1(每空2分,共4分)DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))(2分)DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)(3分)(3)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列(每空2分,共4分)功能(1分)解析解析(1)蛋白質(zhì)的功能與結(jié)構(gòu)相關(guān),若要改變蛋白質(zhì)的功能,需要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。(2)確定目的基因的堿基序列后,可通過(guò)對(duì)現(xiàn)有基因進(jìn)行改造或者重新合成來(lái)獲得目的基因。中心法則的內(nèi)容包括DNA的復(fù)制、RNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄和翻譯。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā),通過(guò)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和推測(cè)氨基酸序列,進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列。獲得蛋白質(zhì)之后要對(duì)蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定。