高三生物第一輪復習 專題1 基因工程課件 新人教版選修3.ppt

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選修3 專題1 基 因 工 程,【知識梳理】 一、基因工程的概念及優(yōu)點 1.概念：按照人們的愿望，進行嚴格的設計，并通過體外________ 和_______等技術，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人 們需要的新的___________________。 2.優(yōu)點： (1)與雜交育種相比：克服了_______________的障礙。 (2)與誘變育種相比：_____改造生物的遺傳性狀。,DNA重組,轉基因,生物類型和生物產品,遠緣雜交不親和,定向,二、基因工程的工具 1.限制性核酸內切酶： (1)簡稱：_______。 (2)來源：主要從_____生物中分離純化出來。 (3)特點：_____雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一 條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的___________斷開。 (4)結果：產生_________或平末端。,限制酶,原核,識別,磷酸二酯鍵,黏性末端,2.DNA連接酶： (1)類型：根據酶的來源不同，可分為EcoliDNA連接酶和 ___________。 (2)作用：連接雙鏈DNA片段，恢復被限制酶切開的兩個核苷 酸之間的___________。,T4DNA連接酶,磷酸二酯鍵,3.載體： (1)種類：質粒、λ噬菌體的衍生物、___________等。 (2)質粒。 ①化學本質：小型雙鏈環(huán)狀____分子。 ②特點,能_________ 有___________限制酶切割位點 有特殊的_________,,動植物病毒,DNA,自我復制,一個至多個,標記基因,三、基因工程的基本操作程序 1.目的基因的獲?。?(1)目的基因：主要是指編碼蛋白質的_____。 (2)三種獲取方法：,從_________中獲取目的基因 利用________擴增目的基因 通過DNA合成儀用化學方法直接人工合成,,基因,基因文庫,PCR技術,2.基因表達載體的構建——基因工程的核心： (1)目的。 ①使目的基因在_________中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代。 ②使目的基因能夠_____和發(fā)揮作用。 (2)組成：_______+目的基因+_______+標記基因(如抗生素抗性基因),受體細胞,表達,啟動子,終止子,3.將目的基因導入受體細胞(連線)：,,,,,,4.目的基因的檢測與鑒定：,目的基因,mRNA,蛋白質,四、基因工程的應用 1.植物基因工程：主要用于提高農作物的_________，以及改良 _____________和利用植物_________等方面。 2.動物基因工程：主要應用于動物品種改良、建立___________、 _________等方面。 3.基因工程藥物：來源于轉基因的_______。 4.基因治療：把_________導入病人體內，使該基因的_________發(fā)揮功能。,抗逆能力,農作物的品質,生產藥物,生物反應器,器官移植,工程菌,正?；?表達產物,五、蛋白質工程 1.流程圖： 寫出流程圖中字母代表的含義： A._____，B._____，C._________，D._______，E._________。 2.結果：改造了現有蛋白質或制造出___________。 3.應用：主要集中應用于對___________進行改造，改良生物性狀。,轉錄,翻譯,分子設計,多肽鏈,預期功能,新的蛋白質,現有蛋白質,【速記卡片】 1.基因工程的基本工具： (1)兩種工具酶：限制酶、DNA連接酶。 (2)一種運輸工具：載體。 2.載體的種類和條件： (1)常見三種類型：質粒、λ噬菌體的衍生物、動植物病毒。 (2)四條件：能夠自我復制、有多個限制酶切割位點、具有標記基因、對受體細胞無傷害。,3.基因工程的基本操作程序的四個主要步驟： 目的基因的獲取→基因表達載體的構建→將目的基因導入受體細胞→目的基因的檢測與鑒定。 4.目的基因的獲取與檢測： (1)三種獲取方法：基因文庫直接獲得、PCR擴增、人工合成。 (2)四種檢測方法：DNA分子雜交、DNA-mRNA分子雜交、抗原-抗體雜交、個體生物學水平的抗性檢測。,考點一 基因工程的工具 1.與DNA有關的四種酶：,2.限制酶： (1)識別序列的特點：呈現堿基互補對稱，無論是奇數個堿基還是 偶數個堿基，都可以找到一條中心軸線，如 ，以中心線為 軸，兩側堿基互補對稱； 以 為軸，兩側堿基互補對稱。,(2)切割后末端的種類：,3.限制酶和DNA連接酶的關系： (1)限制酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵。 (2)限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已經被修飾。 (3)DNA連接酶起作用時，不需要模板。,4.載體： (1)條件與目的：,(2)作用。 ①作為運載工具，將目的基因轉移到宿主細胞內。 ②利用它在宿主細胞內對目的基因進行大量復制。,【提分技法】限制酶的選擇技巧,(1)根據目的基因兩端的限制酶切割位點確定限制酶的種類。 ①應選擇切割位點位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇PstⅠ。 ②不能選擇切割位點位于目的基因內部的限制酶，如圖甲不能選擇SmaⅠ。 ③為避免目的基因和質粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質粒，如圖甲也可選擇用PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶(但要確保質粒上也有這兩種酶的切割位點)。,(2)根據質粒的特點確定限制酶的種類。 ①所選限制酶要與切割目的基因的限制酶一致，以確保產生相同的黏性末端。 ②質粒作為載體必須具備標記基因等，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結構，如圖乙中限制酶SmaⅠ會破壞標記基因；如果所選酶的切割位點不是一個，則切割重組后可能丟失某些片段，若丟失的片段含復制起點區(qū)，則切割重組后的片段進入受體細胞后不能自主復制。,【考題回訪】 1.(2015濟南模擬)根據基因工程的有關知識，回答下列問題： (1)限制性內切酶切割DNA分子后產生的片段，其末端類型有 和 。 (2)質粒載體用EcoRⅠ切割后產生的片段如下： AATTC……G G……CTTAA 為使載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，還可用另一種限制性內切酶切割，該酶必須具有的特點是 。 (3)按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即 DNA連接酶和 DNA連接酶。,【解析】(1)當限制酶在它識別序列的中心軸線兩側將DNA的兩條鏈分別切開時，產生的是黏性末端，而當限制酶在它識別序列的中心軸線處切開時，產生的則是平末端。(2)為使載體與目的基因相連，不同的限制酶應切割出相同的黏性末端，它們必須要能識別相同的核苷酸序列，并且使每條鏈中相同的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。 (3)根據酶的來源不同，DNA連接酶分為兩類：一類是從大腸桿菌中分離得到的，稱為EcoliDNA連接酶；另一類是從T4噬菌體中分離出來的，稱為T4DNA連接酶。,答案：(1)黏性末端 平末端 (2)切割產生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產生的黏性末端相同 (3)大腸桿菌(Ecoli) T4,【知識總結】對限制酶切割位點的兩點要求 (1)位置要求：限制酶切割位點所處的位置必須在標記基因外，從而保證標記基因的完整性。 (2)數量要求：選擇限制酶切割目的基因時，被選擇的限制酶在目的基因的兩側都要有識別序列，這樣切割出來的目的基因才能與質粒結合。,2.(2015銅仁模擬)chlL基因是藍藻DNA上控制葉綠素合成的基因，為研究該基因對葉綠素合成的控制，需要構建該種生物缺失chlL基因的變異株細胞。技術路線如圖甲所示，請據圖分析回答：,(1)與真菌相比較，藍藻在結構上最主要的特點是 ，在功能上最主要的特點是 。 (2)①②過程中均使用的工具酶有 。 (3)構建重組質粒B在整個操作過程中的目的是_________________ 和 。,(4)若含有chlL基因的DNA片段和選用的質粒上的限制酶切割位點如圖乙所示。請回答：,①構建含chlL基因的重組質粒A時，應選用的限制酶是 ，對 進行切割。 ②同時用酶1和酶4切割圖乙中的質粒，則產生含有1 800對堿基和 8 200對堿基的兩種片段；用圖中四種酶同時切割此質粒，則產生含有600對堿基和8 200對堿基的兩種片段；若換用酶1和酶3同時切割此質粒，則產生的片段是 。,【解析】(1)藍藻為原核生物，沒有以核膜為界限的細胞核，其體內含有光合色素，能進行光合作用。 (2)表達載體構建時需限制酶和DNA連接酶等工具酶。 (3)由題干信息“構建該種生物缺失chlL基因的變異株細胞”可知，構建重組質粒B的目的在于破壞chlL基因并篩選出變異株細胞。,(4)①由圖乙知，獲得chlL基因需酶1和酶3對此基因所在的DNA進行切割，同時對質粒也要用同種酶切割處理，以便構建重組質粒A。 ②由題意知四種酶同時切割時含600對堿基的片段共有3個。若用酶1和酶3同時切割時，產生的片段有8 200+600=8 800對堿基；另一片段為6002=1 200對堿基。,答案：(1)沒有以核膜為界限的細胞核 能夠進行光合作用 (2)限制性核酸內切酶和DNA連接酶 (3)破壞chlL基因 操作成功后篩選出該變異株細胞 (4)①酶1和酶3 質粒和含chlL基因的DNA ②含有1 200對堿基和8 800對堿基的兩種片段,【加固訓練】 1.土壤農桿菌是一種能引起雙子葉植物產生冠癭瘤的土壤細菌，它帶有Ti質粒。Ti質粒是攜帶細菌DNA向宿主植物基因組轉化所需信息的重要片段，其上只有T-DNA片段才能轉入植物細胞的基因組。Ti質粒的結構及轉化過程如圖所示，請分析并回答：,(1)為了使某種植物具有抗旱性狀而又不引起植物產生冠癭瘤，需對Ti質粒進行修飾，即去除冠癭瘤基因，將抗旱基因轉移至 片段，然后在一定條件下將外植體在含土壤農桿菌的稀釋培養(yǎng)基上培養(yǎng)，此時修飾的T-DNA轉入植物細胞并整合到植物基因組中。 (2)將上述外植體置于一個含有 的選擇培養(yǎng)基中進行篩選，發(fā)生轉化的外植體開始增殖，形成 后，通過產生不定芽再長出整個植物。 (3)基因轉化是否成功應對轉基因植物進行鑒定，可以直接在個體水平對上述轉基因植物與非轉基因植物的 性能進行比較。,【解析】(1)目的基因要插入T-DNA上，外植體與含目的基因的土壤農桿菌混合培養(yǎng)，修飾的T-DNA轉入植物細胞并整合到植物基因組中。 (2)Ti質粒含有抗四環(huán)素基因，將外植體置于含有四環(huán)素的選擇培養(yǎng)基中培養(yǎng)篩選，發(fā)生轉化的外植體能增殖，形成愈傷組織后，通過產生不定芽再長出整個植物。 (3)對轉基因植物與非轉基因植物的抗旱性能進行比較，是在個體水平。 答案：(1)T-DNA (2)四環(huán)素 愈傷組織 (3)抗旱,【易錯提醒】 (1)基因工程所用的工具與常用的工具酶不同：工具包含工具酶和載體，工具酶包括限制酶和DNA連接酶。 (2)由于外源基因插入的位置未知，因此目的基因不一定表達，因此需要檢測。,2.如圖為大腸桿菌及質粒載體的結構模式圖，據圖回答下列問題：,(1)a代表的物質和質粒的化學本質都是 ，二者還具 有其他共同點，如① ，②____________________ (寫出兩條即可)。 (2)若質粒DNA分子的切割末端為 ，則與之連接的目的基因切割末端應為 ；可使用 把質粒和目的基因連接在一起。 (3)氨芐青霉素抗性基因在質粒DNA上稱為 ， 其作用是 。,(4)下列常在基因工程中用作載體的是( ) A.蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因 B.土壤農桿菌環(huán)狀RNA分子 C.大腸桿菌的質粒 D.動物細胞的染色體 【解題指南】解答本題需注意兩點： (1)質粒的化學本質是小型環(huán)狀DNA分子。 (2)質粒作為載體的條件以及載體的種類。,【解析】(1)a代表的物質是大型環(huán)狀DNA分子，質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立于細菌擬核之外的小型環(huán)狀DNA分子，兩者都能自我復制，并蘊含遺傳信息。 (2)與質粒DNA分子的切割末端能夠連接的目的基因切割末端之間能夠發(fā)生堿基互補配對，可使用DNA連接酶將它們連接在一起。 (3)質粒DNA分子上的氨芐青霉素抗性基因可以作為標記基因，便于對重組DNA進行鑒定和篩選。,(4)作為載體必須具備的條件：①在宿主細胞中能保存下來并能大量復制；②有多個限制性核酸內切酶切割位點；③有一定的標記基因，便于篩選。常用的載體有質粒、λ噬菌體的衍生物、動植物病毒等。蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因一般作為目的基因；土壤農桿菌環(huán)狀RNA分子不容易在宿主細胞內保存；動物細胞染色體的主要成分是DNA和蛋白質，不能被限制性核酸內切酶切割，因此不能用作載體。,答案：(1)DNA 能夠自我復制 具有遺傳特性 (2) DNA連接酶 (3)標記基因 供重組DNA的鑒定和選擇 (4)C,考點二 基因工程的基本操作程序 1.目的基因的獲?。?(1)直接分離法：從自然界已有的物種中分離，如從基因組文庫或cDNA文庫中獲取。 (2)人工合成目的基因。 ①如果基因比較小，核苷酸序列又已知，可以通過DNA合成儀用化學方法直接人工合成。 ②以RNA為模板，在逆轉錄酶的作用下人工合成。,2.基因表達載體的構建： (1)基因表達載體的組成及作用：,(2)基因表達載體的構建過程：,3.將目的基因導入受體細胞：,4.目的基因的檢測與鑒定：,【高考警示】因工程操作程序易錯點剖析 (1)基因表達載體≠載體：基因表達載體與載體相比增加了目的基因。 (2)目的基因的插入位點不是隨意的：基因表達需要啟動子與終止子的調控，所以目的基因應插入啟動子與終止子之間的部位，若目的基因插入啟動子內部，啟動子將失去原功能。,(3)啟動子≠起始密碼子，終止子≠終止密碼子：啟動子和終止子位于DNA片段上，分別控制轉錄過程的啟動和終止；起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上，分別控制翻譯的啟動和終止。 (4)切割目的基因和載體并非只能用同一種限制酶。如果用兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端相同時，在DNA連接酶的作用下目的基因與載體也可以連接起來。,【考題回訪】 1.(2015石家莊模擬)據圖表回答問題：,幾種限制酶識別序列切割位點表,(1)假設所用的限制酶均能將所識別的位點完全切開，采用EcoRⅠ和 PstⅠ酶切含有目的基因的DNA，能得到 種DNA片段。如果將 質粒載體和含目的基因的DNA片段只用EcoRⅠ酶切，酶切產物再加入 DNA連接酶，其中由兩個DNA片段之間連接形成的產物有 、 、 。 (2)為了防止目的基因和質粒表達載體酶切后的末端任意連接，酶切時應該選用的酶是 、 。,【解題指南】解答本題需明確： (1)限制酶切割后形成的黏性末端類型。 (2)防止酶切后形成的末端任意連接的方法是用不同的限制酶切割，進行單一位點的連接。,【解析】(1)含目的基因的DNA分子上含有2個EcoRⅠ和1個PstⅠ的酶切位點，3個切點全部切開，則形成4種DNA片段。質粒與含目的基因的DNA片段都用EcoRⅠ切割，目的基因兩端和質粒的切口處的黏性末端相同，只考慮兩個DNA片段相連，則會形成3種連接產物，即質粒與質粒相連、質粒與目的基因相連、目的基因與目的基因相連。 (2)為了防止任意連接，可選用EcoRⅠ和SmaⅠ兩種酶同時切割。 答案：(1)4 質粒載體—質粒載體連接物 目的基因—目的基因連接物 質粒載體—目的基因連接物 (2)EcoRⅠ SmaⅠ,【延伸探究】若啟動子位于圖中質粒SmaⅠ和EcoRⅠ酶切位點之間(左側)，能否用EcoRⅠ和SmaⅠ進行切割，進而連接？為什么？ 提示：不能。否則會將質粒中存在的啟動子丟失，形成的基因表達載體無法進行轉錄。,2.(2015威海模擬)科學家將人的生長激素基因與某種細菌(不含抗生素抗性基因)的DNA分子進行重組，并成功地在該細菌中得以表達(如下圖)。請據圖分析回答：,(1)過程①所示獲取目的基因的方法是 。 (2)細菌是理想的受體細胞，這是因為它 。 (3)質粒A與目的基因結合時，首先需要用 酶將質粒切開“缺口”，然后用 酶將質粒與目的基因“縫合”起來。,(4)若將細菌B先接種在含有 的培養(yǎng)基上能生長，說明該細菌中已經導入外源質粒，但不能說明外源質粒是否成功插入目的基因；若將細菌B再重新接種在含有 的培養(yǎng)基上不能生長，則說明細菌B中已經導入了插入目的基因的重組質粒。 (5)檢測工程菌中的生長激素基因是否轉錄出mRNA和是否翻譯出生長激素，可采用的技術分別是 、 。,【解析】(1)圖中過程①是以RNA為模板，通過逆轉錄法獲取目的基因。(2)細菌具有繁殖快、單細胞、遺傳物質相對較少等優(yōu)點，因此是基因工程中的理想的受體細胞。(3)構建基因表達載體時，需先用限制酶分別切割目的基因和載體，再用DNA連接酶將兩者連接起來。(4)質粒A和重組質粒中都有完整的抗氨芐青霉素基因，因此細菌有氨芐青霉素抗性說明該細菌中已經導入外源質粒，但不能說明外源質粒是否成功插入目的基因；重組質粒中四環(huán)素抗性基因內插入了目的基因，不能表達，因此細菌對四環(huán)素無抗性則說明細菌B中已經導入了插入目的基因的重組質粒。(5)檢測mRNA和生長激素(蛋白質)的技術分別是分子雜交和抗原-抗體雜交。,答案：(1)逆轉錄法(反轉錄法) (2)繁殖快、單細胞、遺傳物質相對較少 (3)限制性核酸內切 DNA連接 (4)氨芐青霉素 四環(huán)素 (5)分子雜交 抗原—抗體雜交,【易錯提醒】(1)在基因工程的四個操作步驟中，只有第三步將目的基因導入受體細胞不需要堿基互補配對，其余三個步驟都涉及堿基互補配對。 (2)原核生物繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少，有利于目的基因的復制與表達，因此常用大腸桿菌等原核生物作為受體細胞。,3.(2014新課標全國卷Ⅱ)植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關，若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性?；卮鹣铝袉栴}： (1)理論上，基因組文庫含有生物的 基因；而cDNA文庫含有生物的 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，再從中 出所需的耐旱基因。,(3)將耐旱基因導入農桿菌，并通過農桿菌轉化法將其導入植物 的體細胞中，經過一系列的過程得到再生植株。要確認該 耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測此再生植株中該基因 的 ，如果檢測結果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的 是否得到提高。 (4)假如用得到的二倍體轉基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐 旱植株的數量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了 (填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。,【解題指南】(1)題干關鍵詞：“自交”“子代中耐旱與不耐旱植株的數量比為3∶1”。 (2)關鍵知識：基因文庫類型、基因工程操作流程。,【解析】本題考查基因工程的相關知識。 (1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫，基因組文庫包含生物基因組的全部基因，cDNA文庫是以mRNA反轉錄后構建的，只含有已經表達的基因(并不是所有基因都會表達)，即部分基因。 (2)從基因文庫中獲取目的基因需要進行篩選。,(3)要提高植物乙的耐旱性，需要利用農桿菌轉化法將耐旱基因導入植物乙的體細胞中。要檢測目的基因(耐旱基因)是否表達應該用抗原—抗體雜交法檢測目的基因(耐旱基因)的表達產物(即耐旱的相關蛋白質)；個體生物學水平檢測可以通過田間試驗，觀察檢測其耐旱情況。 (4)如果耐旱基因整合到同源染色體的一條上，則轉基因植株的基因型可以用A_表示(A表示耐旱基因，_表示另一條染色體上沒有相應的基因)，A_自交后代基因型為AA∶A_∶_ _=1∶2∶1，所以耐旱∶不耐旱=3∶1，與題意相符；如果耐旱基因整合到同源染色體的兩條上，則子代將全部表現耐旱，不會出現性狀分離。,答案：(1)全部 部分 (2)篩選 (3)乙 表達產物 耐旱性 (4)同源染色體的一條上,4.(2015唐山模擬)基因工程是在現代生物學、化學和工程學基礎上建立和發(fā)展起來的，并有賴于微生物學理論和技術的發(fā)展運用。基因工程基本操作流程如下圖，請據圖分析回答問題：,(1)圖中A是 。 (2)在上述基因工程的操作過程中，可以遵循堿基互補配對原則的 步驟有 (用圖解中序號表示)。 (3)不同種生物之間的基因移植成功，從分子水平分析，進行基因 工程的主要理論依據是 ，也說明了生 物共用一套 。,(4)研究中發(fā)現，番茄體內的蛋白酶抑制劑對害蟲的消化酶有抑制作 用，導致害蟲無法消化食物而被殺死，人們成功地將番茄的蛋白酶 抑制劑基因導入玉米體內，玉米獲得了與番茄相似的抗蟲性狀，玉 米這種變異的來源是 。 (5)科學家在某種植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的 方法將該基因導入金茶花葉片細胞的染色體DNA上，經培養(yǎng)長成的 植株具備了抗病性，這說明目的基因(抗枯萎病的基因)已 。 如果把該基因導入葉綠體DNA中，將來產生的配子中___________ (填“一定”或“不一定”)含有抗病基因。,【解析】(1)圖中A是運載目的基因的載體。 (2)基因工程的操作步驟包括獲取目的基因，基因表達載體的構建，將目的基因導入受體細胞，目的基因的檢測與鑒定。只有將目的基因導入受體細胞過程不遵循堿基互補配對原則。 (3)基因工程的操作基礎是不同生物的DNA結構基本形式相同，且共用一套遺傳密碼子。 (4)基因工程又稱DNA重組技術，其變異原理為基因重組。 (5)如果把抗枯萎病的基因導入葉綠體DNA中，將來產生的雌配子中可能含有抗病基因，雄配子中不含抗病基因。,答案：(1)載體 (2)①②④ (3)不同生物的DNA結構基本形式相同 遺傳密碼子 (4)基因重組 (5)表達 不一定,【備選考點】基因工程的應用和蛋白質工程 1.基因工程的應用： (1)乳腺生物反應器。 ①優(yōu)點：產量高、質量好、成本低、易提取等。 ②操作過程：獲取目的基因→構建基因表達載體→顯微注射導入哺乳動物受精卵中→形成早期胚胎→將胚胎移植到母體動物子宮內→發(fā)育成轉基因動物→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。,(2)基因工程藥品。 ①生產方式：利用基因工程培育“工程菌”來生產藥品。 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、含有抗蟲基因的土壤農桿菌菌株等。 b.用基因工程生產的藥品，從化學成分上分析都應該是蛋白質類。 ②成果：生產出細胞因子、抗體、疫苗、激素等。,(3)基因診斷。 ①方法：DNA分子雜交技術(即DNA探針法)。 ②主要過程： 將互補的雙鏈DNA解旋 獲得單鏈DNA片段 用同位素、熒光分子或化學發(fā)光催化劑標記單鏈DNA片段 引入待檢測的DNA樣品中 檢測DNA樣品,,,,,(4)基因治療。 ①方法：基因置換、基因修復、基因增補、基因失活等。 ②途徑。 a.體外基因治療：先從病人體內獲得某種細胞進行培養(yǎng)，然后在體外完成轉移，再篩選成功轉移的細胞擴增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內，如腺苷酸脫氨酶基因的轉移。 b.體內基因治療：用基因工程的方法，直接向人體組織細胞中轉移基因的方法。,2.蛋白質工程與基因工程： (1)區(qū)別：,(2)聯系。 ①蛋白質工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程。 ②基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質工程進行修飾、改造。,【考題回訪】 1.(2013新課標全國卷Ⅰ節(jié)選)閱讀如下資料： 資料：T4溶菌酶在溫度較高時易失去活性?？茖W家對編碼T4溶菌酶的基因進行了改造，使其表達的T4溶菌酶第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?，在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了一個二硫鍵，提高了T4溶菌酶的耐熱性。,回答下列問題： 該資料屬于 工程的范疇。該工程是指以分子生物學相關理論為基礎，通過基因修飾或基因合成，對 進行改造，或制造一種 的技術。在該實例中，引起T4溶菌酶空間結構改變的原因是組成該酶肽鏈的 序列發(fā)生了改變。,【解析】資料中對基因進行改造，結果得到耐熱性提高的蛋白質，因此屬于蛋白質工程的范疇。蛋白質工程是指以分子生物學相關理論為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有的蛋白質進行改造，或制造一種新蛋白質的技術。對基因進行改造后，第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?，該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了二硫鍵，引起了空間結構的改變，所以最終是由于氨基酸序列的改變導致了空間結構的改變。 答案：蛋白質 現有的蛋白質 新蛋白質 氨基酸,2.(2012福建高考)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表達，發(fā)現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。,請回答： (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，let-7基因能影響癌基因RAS的表達，其影響機理如圖 2。據圖分析，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 (填“RAS mRNA”或“RAS蛋白”)含量減少引起的。,【解題指南】解答本題的關鍵是： (1)注意目的基因和載體需用同一種限制性核酸內切酶切割。 (2)注意題干信息“l(fā)et-7基因導入肺癌細胞實現表達，發(fā)現肺癌細胞的增殖受到抑制”，由此推出肺癌細胞增殖受到抑制的原因是let-7基因翻譯抑制。,【解析】(1)基因工程中目的基因和載體需要同一種限制性核酸內切酶切割產生相同的黏性末端，使目的基因與載體結合，載體中與RNA聚合酶識別和結合的部位是啟動子。 (2)原代培養(yǎng)產生的細胞需用胰蛋白酶處理，分散成單個細胞。 (3)檢測目的基因是否轉錄需提取受體細胞中的RNA進行分子雜交；由圖2可知let-7基因翻譯抑制則不能產生RAS蛋白，因此RAS蛋白減少，肺癌細胞的增殖就受到抑制。 答案：(1)限制性核酸內切(或限制) 啟動子 (2)胰蛋白 (3)RNA RAS蛋白,【延伸探究】 (1)為什么構建基因表達載體，不能把基因直接導入？ 提示：游離的基因不易表達。 (2)構建基因表達載體，為什么要同時拼接啟動子、終止子？ 提示：在目的基因的前端加上啟動子，在后端加上終止子，以便外源基因在受體細胞中有效地表達。,