導(dǎo)學(xué)教程高考生物一輪復(fù)習(xí) 現(xiàn)代生物科技 專題一 基因工程與蛋白質(zhì)工程課件（選修3）

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1、選修三選修三現(xiàn)代生物科技專題現(xiàn)代生物科技專題專題一基因工程與蛋白質(zhì)工程專題一基因工程與蛋白質(zhì)工程考綱要求考綱要求1基因工程的誕生基因工程的誕生()。2.基因工程的原理及技術(shù)基因工程的原理及技術(shù)()。3.基因工程的應(yīng)用基因工程的應(yīng)用()。4.蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程()。1基因工程的概念基因工程的概念(1)供體：提供供體：提供_。(2)操作環(huán)境：操作環(huán)境：_。(3)操作水平：操作水平：_水平。水平。(4)原理：原理：_。(5)受體：表達目的基因。受體：表達目的基因?？键c突破考點突破核心探究核心探究考點考點1DNA重組技術(shù)的基本工具重組技術(shù)的基本工具目的基因目的基因體外體外分子分子基因重組基因重組(6

2、)本質(zhì)：性狀在本質(zhì)：性狀在_體內(nèi)的表達。體內(nèi)的表達。(7)優(yōu)點：克服優(yōu)點：克服_的障礙，定向改的障礙，定向改造生物的造生物的_。2DNA重組技術(shù)的基本工具重組技術(shù)的基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱：簡稱：_)來源：主要是從來源：主要是從_生物中分離純化出來的。生物中分離純化出來的。作用：識別特定的作用：識別特定的_并切開相并切開相應(yīng)兩個核苷酸之間的應(yīng)兩個核苷酸之間的_。結(jié)果：產(chǎn)生結(jié)果：產(chǎn)生_或平末端。或平末端。受體受體遠(yuǎn)緣雜交不親和遠(yuǎn)緣雜交不親和遺傳性狀遺傳性狀限制酶限制酶原核原核核苷酸序列核苷酸序列磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵黏性末端黏性末端下圖中的圖下圖中的圖1和圖和圖2分別表

3、示的是分別表示的是EcoR限制酶限制酶和和Sma限制酶的作用示意圖。限制酶的作用示意圖。EcoR限制酶識別的限制酶識別的堿基序列是堿基序列是_，切割位點在，切割位點在_之間；之間；Sma限制酶識別的堿基序列是限制酶識別的堿基序列是_，切割位，切割位點在點在_之間；說明限制酶具有之間；說明限制酶具有_。GAATTCG和和ACCCGGGG和和C專一性專一性(2)DNA連接酶連接酶種類：按來源可分為種類：按來源可分為EcoliDNA連接酶和連接酶和_。作用：將雙鏈作用：將雙鏈DNA片段片段“縫合縫合”起來，恢復(fù)被起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的限制酶切開的兩個核苷酸之間的_。(3)載體載體種

4、類：種類：_、噬菌體的衍生物、動植物病噬菌體的衍生物、動植物病毒等。毒等。T4DNA連接酶連接酶磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵質(zhì)粒質(zhì)粒限制酶切割位點限制酶切割位點 標(biāo)記基因標(biāo)記基因 1概念不清導(dǎo)致錯誤，巧辨基因工程操作工具的概念不清導(dǎo)致錯誤，巧辨基因工程操作工具的8個易錯點個易錯點(1)限制酶是一類酶，而不是一種酶。限制酶是一類酶，而不是一種酶。(2)限制酶的成分為蛋白質(zhì)，其作用的發(fā)揮需要適限制酶的成分為蛋白質(zhì)，其作用的發(fā)揮需要適宜的理化條件，高溫、強酸或強堿均易使之變性失活。宜的理化條件，高溫、強酸或強堿均易使之變性失活。(3)在切割目的基因和載體時要求用同一種限制在切割目的基因和載體時要求用同一種限

5、制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。(4)將一個基因從將一個基因從DNA分子上切割下來，需要切兩分子上切割下來，需要切兩處，同時產(chǎn)生處，同時產(chǎn)生4個黏性末端。個黏性末端。(5)不同不同DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同，同一個末端都相同，同一個DNA分子用不同的限制酶切割，分子用不同的限制酶切割，產(chǎn)生的黏性末端一般不相同。產(chǎn)生的黏性末端一般不相同。(6)限制酶切割位點應(yīng)位于標(biāo)記基因之外，不能破限制酶切割位點應(yīng)位于標(biāo)記基因之外，不能破壞標(biāo)記基因，以便于進行檢測。壞標(biāo)記基因，以便于進行檢測。(7)基因工程中的載體與細(xì)胞膜上物質(zhì)

6、運輸?shù)妮d體基因工程中的載體與細(xì)胞膜上物質(zhì)運輸?shù)妮d體不同?；蚬こ讨械妮d體是不同?；蚬こ讨械妮d體是DNA分子，能將目的基因分子，能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi)；膜載體是蛋白質(zhì)，與細(xì)胞膜的通透性導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)；膜載體是蛋白質(zhì)，與細(xì)胞膜的通透性有關(guān)。有關(guān)。(8)基因工程中有基因工程中有3種工具，但工具酶只有種工具，但工具酶只有2種。種。2限制酶選擇的注意事項限制酶選擇的注意事項(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點確定限制酶的種類根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點確定限制酶的種類應(yīng)選擇切點位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可應(yīng)選擇切點位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇選擇Pst。不能選擇切點位于目的基因內(nèi)部的

7、限制酶，如圖甲不能選擇切點位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇不能選擇Sma。為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，可使用兩種不同的限制酶分別切割目的基因和質(zhì)粒，如可使用兩種不同的限制酶分別切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲可選擇用圖甲可選擇用Pst和和EcoR兩種限制酶兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒但要確保質(zhì)粒上也有這兩種限制酶的切點上也有這兩種限制酶的切點)。(2)根據(jù)質(zhì)粒的特點確定限制酶的種類根據(jù)質(zhì)粒的特點確定限制酶的種類所選限制酶要與切割目的基因的限制酶一致，以所選限制酶要與切割目的基因的限制酶一致，以確保具有相同的黏性末端。確保具有相同的黏性末端。

8、插入的目的基因的表達需要調(diào)控序列，用作載體插入的目的基因的表達需要調(diào)控序列，用作載體的質(zhì)粒的插入基因部位之前需有啟動子，之后需有終止的質(zhì)粒的插入基因部位之前需有啟動子，之后需有終止子，所以所選限制酶的切點應(yīng)該子，所以所選限制酶的切點應(yīng)該“前有啟動子，后有終前有啟動子，后有終止子止子”。質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因、啟動子和終止質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因、啟動子和終止子等，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如子等，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中限制酶圖乙中限制酶Sma會破壞標(biāo)記基因；如果所選限制酶會破壞標(biāo)記基因；如果所選限制酶的切點不是一個，則切割重組后可能丟失某些片段

9、，若的切點不是一個，則切割重組后可能丟失某些片段，若丟失的片段含復(fù)制起點區(qū)，則切割重組后的片段進入受丟失的片段含復(fù)制起點區(qū)，則切割重組后的片段進入受體細(xì)胞后不能自主復(fù)制。體細(xì)胞后不能自主復(fù)制。3如圖為如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，則圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、化，則圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合聚合酶、酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序如何？連接酶、解旋酶作用的正確順序如何？提示提示限制性核酸內(nèi)切酶能將限制性核酸內(nèi)切酶能將DNA分子切割為分子切割為DNA片段，符合圖中片段，符合圖中；DNA聚合酶在聚合酶在DNA復(fù)制過程復(fù)制過程中將脫

10、氧核苷酸連接成中將脫氧核苷酸連接成DNA鏈，符合圖中鏈，符合圖中；DNA連連接酶能連接不同的接酶能連接不同的DNA片段，符合圖中片段，符合圖中；解旋酶能；解旋酶能打開打開DNA雙鏈形成雙鏈形成DNA單鏈，符合圖中單鏈，符合圖中。故正確順。故正確順序應(yīng)為序應(yīng)為。1(新題快遞新題快遞)chlL基因是藍藻基因是藍藻DNA上控制葉綠素上控制葉綠素合成的基因，為研究該基因?qū)θ~綠素合成的控制，需要合成的基因，為研究該基因?qū)θ~綠素合成的控制，需要構(gòu)建該種生物缺失構(gòu)建該種生物缺失chlL基因的變異株細(xì)胞。技術(shù)路線如基因的變異株細(xì)胞。技術(shù)路線如圖甲所示，請據(jù)圖分析回答：圖甲所示，請據(jù)圖分析回答：(1)與真菌相比

11、較，藍藻在結(jié)構(gòu)上最主要的特點是與真菌相比較，藍藻在結(jié)構(gòu)上最主要的特點是_，在功能上最主要的特點是，在功能上最主要的特點是_。( 2 ) 過 程 中 均 使 用 的 工 具 酶 有過 程 中 均 使 用 的 工 具 酶 有_。(3)構(gòu)建重組質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒B在整個操作過程中的目的是在整個操作過程中的目的是_。(4)若含有若含有chlL基因的基因的DNA片段和選用的質(zhì)粒上的片段和選用的質(zhì)粒上的限制酶切割位點如圖乙所示。請回答：限制酶切割位點如圖乙所示。請回答：構(gòu)建含構(gòu)建含chlL基因的重組質(zhì)?；虻闹亟M質(zhì)粒A時，應(yīng)選用的限制時，應(yīng)選用的限制酶是酶是_，對，對_進行切割。進行切割。同時用酶同時用酶1

12、和酶和酶4切割圖乙中的質(zhì)粒，則產(chǎn)生含有切割圖乙中的質(zhì)粒，則產(chǎn)生含有1 800對堿基和對堿基和8 200對堿基的兩種片段；用圖中四種酶對堿基的兩種片段；用圖中四種酶同時切割此質(zhì)粒，則產(chǎn)生含有同時切割此質(zhì)粒，則產(chǎn)生含有600對堿基和對堿基和8 200對堿基對堿基的兩種片段；若換用酶的兩種片段；若換用酶1和酶和酶3同時切割此質(zhì)粒，則產(chǎn)生同時切割此質(zhì)粒，則產(chǎn)生的片段是的片段是_ _。解析解析(1)藍藻為原核生物，沒有以核膜為界限的藍藻為原核生物，沒有以核膜為界限的細(xì)胞核，其體內(nèi)含有光合色素，能進行光合作用。細(xì)胞核，其體內(nèi)含有光合色素，能進行光合作用。(2)表達載體構(gòu)建時需限制酶和表達載體構(gòu)建時需限制酶

13、和DNA連接酶等工具酶。連接酶等工具酶。(3)由題干信息由題干信息“構(gòu)建該種生物缺失構(gòu)建該種生物缺失chlL基因的變異株細(xì)基因的變異株細(xì)胞胞”可知，構(gòu)建重組質(zhì)粒可知，構(gòu)建重組質(zhì)粒B的目的在于破壞的目的在于破壞chlL基因并基因并篩選出變異株細(xì)胞。篩選出變異株細(xì)胞。(4)由圖乙知，獲得由圖乙知，獲得chlL基因需酶基因需酶1和酶和酶3對此基因所在的對此基因所在的DNA進行切割，同時對質(zhì)粒也進行切割，同時對質(zhì)粒也要用同種酶切割處理，以便構(gòu)建重組質(zhì)粒要用同種酶切割處理，以便構(gòu)建重組質(zhì)粒A。由題意由題意知四種酶同時切割時含知四種酶同時切割時含600對堿基的片段共有對堿基的片段共有3個。若用個。若用酶酶

14、1和酶和酶3同時切割時，產(chǎn)生的片段有同時切割時，產(chǎn)生的片段有8 2006008 800對堿基；另一片段為對堿基；另一片段為60021 200對堿基。對堿基。答案答案(1)沒有以核膜為界限的細(xì)胞核能夠進行沒有以核膜為界限的細(xì)胞核能夠進行光合作用光合作用(2)限制性核酸內(nèi)切酶和限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶連接酶(3)破壞破壞chlL基因，操作成功后篩選出該變異株細(xì)基因，操作成功后篩選出該變異株細(xì)胞胞(4)酶酶1和酶和酶3質(zhì)粒和含質(zhì)粒和含chlL基因的基因的DNA含有含有1 200對堿基和對堿基和8 800對堿基的兩種片段對堿基的兩種片段2(2016河西一模河西一模)螢火蟲發(fā)光是體內(nèi)螢光素酶催螢火

15、蟲發(fā)光是體內(nèi)螢光素酶催化一系列反應(yīng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。如果熒光素酶存在于植物化一系列反應(yīng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。如果熒光素酶存在于植物體內(nèi)，也可使植物體發(fā)光。一直以來熒光素酶的唯一來體內(nèi)，也可使植物體發(fā)光。一直以來熒光素酶的唯一來源是從熒光蟲腹部提取。但加利福尼亞大學(xué)的一組科學(xué)源是從熒光蟲腹部提取。但加利福尼亞大學(xué)的一組科學(xué)家成功地通過轉(zhuǎn)基因工程實現(xiàn)了將熒光素酶基因?qū)氪蠹页晒Φ赝ㄟ^轉(zhuǎn)基因工程實現(xiàn)了將熒光素酶基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi)，并在大腸桿菌體內(nèi)產(chǎn)生熒光素酶。請你根腸桿菌體內(nèi)，并在大腸桿菌體內(nèi)產(chǎn)生熒光素酶。請你根據(jù)已有的知識回答下列有關(guān)問題：據(jù)已有的知識回答下列有關(guān)問題：(1)在此轉(zhuǎn)基因工程中，目的基因是在此

16、轉(zhuǎn)基因工程中，目的基因是_，具，具體操作過程中下圖所示的黏性末端是由體操作過程中下圖所示的黏性末端是由_種限制種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的。性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的。(2)將此目的基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi)需要載體的幫將此目的基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi)需要載體的幫助，則作為載體必須具備能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定助，則作為載體必須具備能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存，以及保存，以及_(至少答出兩點至少答出兩點)等條等條件。件。(3)在此轉(zhuǎn)基因工程中，將體外重組在此轉(zhuǎn)基因工程中，將體外重組DNA導(dǎo)入大腸導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)，并使其在細(xì)胞內(nèi)桿菌體內(nèi)，并使其在細(xì)胞內(nèi)_的過程稱為轉(zhuǎn)化。的過程稱為轉(zhuǎn)化。最常用的轉(zhuǎn)化方法是首先

17、用最常用的轉(zhuǎn)化方法是首先用Ca2處理大腸桿菌，目的處理大腸桿菌，目的是是_。 (4)目的基因在受體細(xì)胞是否能轉(zhuǎn)錄出目的基因在受體細(xì)胞是否能轉(zhuǎn)錄出mRNA，可，可用用_技術(shù)來檢測；目的基因是否表達出相應(yīng)的蛋白技術(shù)來檢測；目的基因是否表達出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，除了通過大腸桿菌是否發(fā)光來確定外，還可以通過質(zhì)，除了通過大腸桿菌是否發(fā)光來確定外，還可以通過_特異性反應(yīng)來判斷。特異性反應(yīng)來判斷。解析解析(1)在此轉(zhuǎn)基因工程中，目的基因是熒光素在此轉(zhuǎn)基因工程中，目的基因是熒光素酶基因；圖中所示的黏性末端是由酶基因；圖中所示的黏性末端是由2種限制性核酸內(nèi)切種限制性核酸內(nèi)切酸作用產(chǎn)生的，其中第一個和第三個是由一種限制

18、酶切酸作用產(chǎn)生的，其中第一個和第三個是由一種限制酶切割產(chǎn)生的，另外兩個是由另一種限制酶切割產(chǎn)生的。割產(chǎn)生的，另外兩個是由另一種限制酶切割產(chǎn)生的。 (2)作為基因工程的載體必須具備的條件：要具有作為基因工程的載體必須具備的條件：要具有限制酶的切割位點；要有標(biāo)記基因限制酶的切割位點；要有標(biāo)記基因(如抗性基因如抗性基因)，以便，以便于重組細(xì)胞的篩選；能在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在并復(fù)制；于重組細(xì)胞的篩選；能在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定存在并復(fù)制；是安全的，對受體細(xì)胞無害，而且要易從供體細(xì)胞分離是安全的，對受體細(xì)胞無害，而且要易從供體細(xì)胞分離出來。出來。(3)基因工程中，將體外重組基因工程中，將體外重組DNA導(dǎo)入大腸桿菌

19、導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)，并使其在細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程稱為轉(zhuǎn)體內(nèi)，并使其在細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程稱為轉(zhuǎn)化。最常用的轉(zhuǎn)化方法是首先用化。最常用的轉(zhuǎn)化方法是首先用Ca2處理大腸桿菌，處理大腸桿菌，目的是使大腸桿菌細(xì)胞處于能夠吸收周圍目的是使大腸桿菌細(xì)胞處于能夠吸收周圍DNA分子的分子的狀態(tài)。狀態(tài)。(4)檢測轉(zhuǎn)基因生物的檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入目的基上是否插入目的基因，常用因，常用DNA分子雜交技術(shù)；檢測目的基因是否表達分子雜交技術(shù)；檢測目的基因是否表達出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，常用抗原出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，常用抗原抗體雜交技術(shù)?？贵w雜交技術(shù)。答案答案(1)熒光素酶基因熒光素酶基因2(2)具有特定的限制酶

20、切割位點、具有某些標(biāo)記基具有特定的限制酶切割位點、具有某些標(biāo)記基因因(缺一不給分缺一不給分)(3)維持穩(wěn)定和表達使大腸桿菌細(xì)胞處于能夠吸維持穩(wěn)定和表達使大腸桿菌細(xì)胞處于能夠吸收周圍收周圍DNA分子的狀態(tài)分子的狀態(tài)(或使大腸桿菌處于感受態(tài)細(xì)胞或使大腸桿菌處于感受態(tài)細(xì)胞狀態(tài)狀態(tài))(4)分子雜交抗原分子雜交抗原抗體抗體3土壤農(nóng)桿菌是一種能引起雙子葉植物產(chǎn)生冠癭土壤農(nóng)桿菌是一種能引起雙子葉植物產(chǎn)生冠癭瘤的土壤細(xì)菌，它帶有瘤的土壤細(xì)菌，它帶有Ti質(zhì)粒。質(zhì)粒。Ti質(zhì)粒是攜帶細(xì)菌質(zhì)粒是攜帶細(xì)菌DNA向宿主植物基因組轉(zhuǎn)化所需信息的重要片段，其上只有向宿主植物基因組轉(zhuǎn)化所需信息的重要片段，其上只有TDNA片段才

21、能轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞的基因組。片段才能轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞的基因組。Ti質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)化過程如圖所示，請分析并回答：及轉(zhuǎn)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為了使某種植物具有抗旱性狀而又不引起植物產(chǎn)生冠癭瘤，需對產(chǎn)生冠癭瘤，需對Ti質(zhì)粒進行修飾，即去除冠癭瘤基質(zhì)粒進行修飾，即去除冠癭瘤基因，將抗旱基因轉(zhuǎn)移至因，將抗旱基因轉(zhuǎn)移至_片段，然片段，然后在一定條件下將外植體在含土壤農(nóng)桿菌的稀釋培養(yǎng)基后在一定條件下將外植體在含土壤農(nóng)桿菌的稀釋培養(yǎng)基上培養(yǎng)，此時修飾的上培養(yǎng)，此時修飾的TDNA轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞并整合到植轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞并整合到植物基因組中。物基因組中。( 2 )

22、 將 上 述 外 植 體 置 于 一 個 含 有將 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)生的選擇培養(yǎng)基中進行篩選，發(fā)生轉(zhuǎn)化的外植體開始增殖，形成轉(zhuǎn)化的外植體開始增殖，形成_后，通過產(chǎn)生不定芽再長出整個植物。后，通過產(chǎn)生不定芽再長出整個植物。(3)基因轉(zhuǎn)化是否成功應(yīng)對轉(zhuǎn)基因植物進行鑒定，基因轉(zhuǎn)化是否成功應(yīng)對轉(zhuǎn)基因植物進行鑒定，可以直接在個體水平對上述轉(zhuǎn)基因植物與非轉(zhuǎn)基因植物可以直接在個體水平對上述轉(zhuǎn)基因植物與非轉(zhuǎn)基因植物的的_性能進行比較。性能進行比較。解析解析(1)目的基因要插入目的基因要插入TDNA上，外植體與含上，外植體與含目的基因的土壤農(nóng)桿菌混合培養(yǎng)，修

23、飾的目的基因的土壤農(nóng)桿菌混合培養(yǎng)，修飾的TDNA轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞并整合到植物基因組中。植物細(xì)胞并整合到植物基因組中。(2)Ti質(zhì)粒含有抗四環(huán)質(zhì)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)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(zhuǎn)化的外植體能增殖，形成愈傷組織后，通篩選，發(fā)生轉(zhuǎn)化的外植體能增殖，形成愈傷組織后，通過產(chǎn)生不定芽再長出整個植物。過產(chǎn)生不定芽再長出整個植物。 (3)對轉(zhuǎn)基因植物與非轉(zhuǎn)基因植物的抗旱性能進行對轉(zhuǎn)基因植物與非轉(zhuǎn)基因植物的抗旱性能進行比較，是在個體水平。比較，是在個體水平。答案答案(1)TDNA(2)四環(huán)素愈傷組織四環(huán)素愈傷組織(3)抗旱抗旱

24、【易錯提醒易錯提醒】(1)基因工程所用的工具與常用的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，工具酶包括限制工具酶不同：工具包含工具酶和載體，工具酶包括限制酶和酶和DNA連接酶。連接酶。(2)由于外源基因插入的位置未知，因此目的基因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。不一定表達，因此需要檢測。1基因工程的操作過程與應(yīng)用基因工程的操作過程與應(yīng)用(1)基因工程的操作步驟基因工程的操作步驟獲取目的基因獲取目的基因a從從_中獲?。恢蝎@?。籦利用利用_技術(shù)擴增；技術(shù)擴增；c通過化學(xué)方法人工合成這。通過化學(xué)方法人工合成這?？键c考點2基因工程的操作、蛋白質(zhì)工程

25、及應(yīng)用基因工程的操作、蛋白質(zhì)工程及應(yīng)用基因文庫基因文庫PCR基因表達載體的構(gòu)建基因表達載體的構(gòu)建組成組成a目的基因；目的基因；b_；c終止子；終止子；d_。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞方法方法a植物：植物：_、基因槍法、基因槍法、_；b動物：動物：_技術(shù)；技術(shù)；c微生物：感受態(tài)細(xì)胞法。微生物：感受態(tài)細(xì)胞法。啟動子啟動子標(biāo)記基因標(biāo)記基因農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法花粉管通道法花粉管通道法顯微注射顯微注射目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定a利用利用_技術(shù)檢測目的基因的技術(shù)檢測目的基因的有無；有無；b利用利用_技術(shù)檢測目的基因的轉(zhuǎn)錄；技術(shù)檢測目的基因的轉(zhuǎn)錄；c利用利用_技術(shù)檢測目的

26、基因的翻技術(shù)檢測目的基因的翻譯；譯；d利用利用_的鑒定檢測重組的鑒定檢測重組性狀的表達。性狀的表達。DNA分子雜交分子雜交分子雜交分子雜交抗原抗原抗體雜交抗體雜交個體生物學(xué)水平個體生物學(xué)水平(2)實例分析實例分析抗蟲棉的培育抗蟲棉的培育圖示：圖示： 分 析 ： 從 圖 中 可 以 看 出 ， 目 的 基 因 是分 析 ： 從 圖 中 可 以 看 出 ， 目 的 基 因 是_，使用的載體是，使用的載體是_，將目的，將目的基因表達載體導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法是基因表達載體導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法是_，請寫出兩種檢測目的基因是否表達的方法：請寫出兩種檢測目的基因是否表達的方法：_。( 3 ) 基 因 工 程 的

27、 應(yīng) 用 ： 培 育 轉(zhuǎn) 基 因 植 物 和基 因 工 程 的 應(yīng) 用 ： 培 育 轉(zhuǎn) 基 因 植 物 和_，生產(chǎn)基因工程藥物，進，生產(chǎn)基因工程藥物，進行行_治療。治療。Bt毒蛋白基因毒蛋白基因Ti質(zhì)粒質(zhì)粒農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法抗原抗原抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲轉(zhuǎn)基因動物轉(zhuǎn)基因動物基因基因 (4)目的基因?qū)氩煌荏w細(xì)胞的過程目的基因?qū)氩煌荏w細(xì)胞的過程生物種類生物種類植物植物動物動物微生物微生物常用方法常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技顯微注射技術(shù)術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法感受態(tài)細(xì)胞法受體細(xì)胞受體細(xì)胞體細(xì)胞或受精卵體細(xì)胞或受精卵受精卵受精卵原核細(xì)胞原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過

28、程轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入到將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的質(zhì)粒的TDNA上上農(nóng)桿菌農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物導(dǎo)入植物細(xì)胞細(xì)胞整合到受體整合到受體細(xì)胞染色體的細(xì)胞染色體的DNA上上表達表達將含有目的將含有目的基因的表達基因的表達載體提純載體提純?nèi)÷讶÷?受精卵受精卵)顯微注射顯微注射受精卵發(fā)受精卵發(fā)育育獲得具獲得具有新性狀的有新性狀的動物動物Ca2處理細(xì)胞處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞重組表達載重組表達載體體DNA分子與分子與感受態(tài)細(xì)胞混感受態(tài)細(xì)胞混合合感受態(tài)細(xì)感受態(tài)細(xì)胞吸收胞吸收DNA分分子子(5)基因治療與基因診斷的不同點基因治療與基因診斷的不同點原理原理操作過程操作過程進展進展基因治基因治療療_利用利用_導(dǎo)入

29、導(dǎo)入有基因缺陷的細(xì)胞有基因缺陷的細(xì)胞中，以表達出正常中，以表達出正常性狀來治療性狀來治療(疾病疾病)臨床實驗臨床實驗基因診基因診斷斷_制作特定制作特定_與病人樣品與病人樣品DNA混混合，分析雜交帶情合，分析雜交帶情況況臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用基因基因表達表達正常基因正?；驂A基堿基互補互補配對配對DNA探針探針2.蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程(1)流程圖：流程圖：寫出流程圖中字母代表的含義：寫出流程圖中字母代表的含義：A_，B. _，C. _，D. _，E. _。( 2 ) 結(jié) 果 ： 改 造 了 現(xiàn) 有 蛋 白 質(zhì) 或 制 造 出結(jié) 果 ： 改 造 了 現(xiàn) 有 蛋 白 質(zhì) 或 制 造 出_。(3)應(yīng)用：主要

30、集中應(yīng)用于對應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對_進行進行改造，改良生物性狀。改造，改良生物性狀。轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯分子設(shè)計分子設(shè)計多肽鏈多肽鏈預(yù)期功能預(yù)期功能新的蛋白質(zhì)新的蛋白質(zhì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)正誤判斷正誤判斷(1)抗蟲基因即使成功地插入到植物細(xì)胞染色體上抗蟲基因即使成功地插入到植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達也未必能正常表達(2014江蘇江蘇)( )(2)每個重組質(zhì)粒至少含一個限制性核酸內(nèi)切酶識每個重組質(zhì)粒至少含一個限制性核酸內(nèi)切酶識別位點別位點( )(3)應(yīng)用應(yīng)用DNA探針技術(shù)可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植探針技術(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株中目的基因的存在及其完全表達( )(

31、4)用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸( )(5)自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌整合到細(xì)菌DNA上，屬于基因工程上，屬于基因工程( )(6)生長激素基因在轉(zhuǎn)錄時需要解旋酶和生長激素基因在轉(zhuǎn)錄時需要解旋酶和DNA連接連接酶酶(2012四川四川)( )(7)蛋白質(zhì)工程的目的是改造或合成人類需要的蛋蛋白質(zhì)工程的目的是改造或合成人類需要的蛋白質(zhì)白質(zhì)( )(8)蛋白質(zhì)工程的操作對象是蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)工程的操作對象是蛋白質(zhì)分子( )(9)我國的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉轉(zhuǎn)入的抗蟲基因是我國的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉轉(zhuǎn)入的

32、抗蟲基因是Bt毒蛋毒蛋白基因白基因( )(10)利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥利用乳腺生物反應(yīng)器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?xì)胞中基因?qū)肓藙游锏娜橄偌?xì)胞中( )(11)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用用( )(12)為培育抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑為培育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基因時只能以受精卵為受體( )(13)目前，植物基因工程技術(shù)主要應(yīng)用于提高農(nóng)作目前，植物基因工程技術(shù)主要應(yīng)用

33、于提高農(nóng)作物的抗逆性、生產(chǎn)某些天然藥物、改良農(nóng)作物的品質(zhì)、物的抗逆性、生產(chǎn)某些天然藥物、改良農(nóng)作物的品質(zhì)、作器官移植的供體作器官移植的供體( )(14)基因工程藥物主要來源于轉(zhuǎn)基因動基因工程藥物主要來源于轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)物生產(chǎn)( )(15)基因治療是把正?；?qū)氩∪梭w基因治療是把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的達到治療疾病的目的( )1基因工程與蛋白質(zhì)工程的基因工程與蛋白質(zhì)工程的11個易錯點個易錯點(1)目的基因的插入位點不是隨意的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(diào)控，所以目的基基因表達需要啟動

34、子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入到啟動子與終止子之間的部位。因應(yīng)插入到啟動子與終止子之間的部位。(2)基因工程操作過程中只有第三步基因工程操作過程中只有第三步(將目的基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞入受體細(xì)胞)沒有堿基互補配對現(xiàn)象沒有堿基互補配對現(xiàn)象第一步存在逆轉(zhuǎn)錄法獲得第一步存在逆轉(zhuǎn)錄法獲得DNA，第二步存在黏性，第二步存在黏性末端連接現(xiàn)象，第四步檢測存在分子水平雜交方法。末端連接現(xiàn)象，第四步檢測存在分子水平雜交方法。(3)原核生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點：繁殖快、多為原核生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少。單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少。(4)一般情況下，用同一種限制酶切割質(zhì)

35、粒和含有一般情況下，用同一種限制酶切割質(zhì)粒和含有目的基因的片段，但有時可用兩種限制酶分別切割質(zhì)粒目的基因的片段，但有時可用兩種限制酶分別切割質(zhì)粒和目的基因，這樣可避免質(zhì)粒和質(zhì)粒之間、目的基因和和目的基因，這樣可避免質(zhì)粒和質(zhì)粒之間、目的基因和目的基因之間的連接。目的基因之間的連接。(5)目的基因進入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)目的基因進入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程，稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是目的維持穩(wěn)定和表達的過程，稱為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是目的基因整合到受體細(xì)胞染色體基因組中?；蛘系绞荏w細(xì)胞染色體基因組中。(6)不熟悉標(biāo)記基因的種類和作用：標(biāo)記基因的作不熟悉標(biāo)記基因的種類和作

36、用：標(biāo)記基因的作用用篩選、檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，常見的篩選、檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，常見的有抗生素抗性基因、發(fā)光基因有抗生素抗性基因、發(fā)光基因(表達產(chǎn)物為帶顏色的物表達產(chǎn)物為帶顏色的物質(zhì)質(zhì))等。等。(7)對受體細(xì)胞模糊不清：受體細(xì)胞常用植物受精對受體細(xì)胞模糊不清：受體細(xì)胞常用植物受精卵或體細(xì)胞卵或體細(xì)胞(經(jīng)組織培養(yǎng)經(jīng)組織培養(yǎng))、動物受精卵、動物受精卵(一般不用體細(xì)一般不用體細(xì)胞胞)、微生物、微生物(大腸桿菌、酵母菌大腸桿菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素則必須用真核生物酵母菌生物活性的胰島素則必須用真核生物酵母菌(需內(nèi)質(zhì)需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、

37、分泌網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌)；一般不用支原體，原因；一般不用支原體，原因是它營寄生生活；一定不能用哺乳動物成熟的紅細(xì)胞，是它營寄生生活；一定不能用哺乳動物成熟的紅細(xì)胞，原因是它無細(xì)胞核，不能合成蛋白質(zhì)。原因是它無細(xì)胞核，不能合成蛋白質(zhì)。(8)還應(yīng)注意的問題有：還應(yīng)注意的問題有：基因表達載體中，啟動基因表達載體中，啟動子子(DNA片段片段)起始密碼子起始密碼子(RNA)；終止子；終止子(DNA片段片段)終止密碼子終止密碼子(RNA)?；虮磉_載體的構(gòu)建是最核心、基因表達載體的構(gòu)建是最核心、最關(guān)鍵的一步，在體外進行。最關(guān)鍵的一步，在體外進行。(9)對蛋白質(zhì)分子進行改造，其本質(zhì)是改變其基因?qū)Φ鞍踪|(zhì)

38、分子進行改造，其本質(zhì)是改變其基因組成。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造組成。如果對蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳。的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳。(10)蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造新基因或者改造老基因，是基因工程的發(fā)展與延續(xù)。新基因或者改造老基因，是基因工程的發(fā)展與延續(xù)。(11)蛋白質(zhì)工程與蛋白質(zhì)工程與DNA分子重組技術(shù)是分不開的，分子重組技術(shù)是分不開的，常用到基因工程工具酶，如限制酶和常用到基因工程工具酶，如限制酶和DNA連接酶。連接酶。2蛋白質(zhì)工程與基因工程的關(guān)系蛋白質(zhì)工程與基因工程的關(guān)系項目項目蛋白質(zhì)

39、工程蛋白質(zhì)工程基因工程基因工程區(qū)區(qū)別別過過程程預(yù)期蛋白質(zhì)功能預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的推測應(yīng)有的氨基酸序列氨基酸序列找到找到相對應(yīng)的脫氧核苷相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列酸序列獲取目的基因獲取目的基因構(gòu)建構(gòu)建基因表達載體基因表達載體將目將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與目的基因的檢測與鑒定鑒定實實質(zhì)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)類所需的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所特性，以獲得人類所需的生物類型或生物需的生物類型或生物產(chǎn)品產(chǎn)品結(jié)結(jié)果果可生產(chǎn)自然界沒有可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界

40、已有只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)聯(lián)聯(lián)系系蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程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、改造通過蛋白質(zhì)工程進行修飾、改造1(2016聊城三模聊城三模)在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因卡那霉素抗性基因(kan)常作為標(biāo)記基因，只有含卡那常作為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。如霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。如圖為獲得抗蟲棉的技術(shù)流程。請據(jù)圖回答。圖為獲得抗蟲棉的技術(shù)流程。請

41、據(jù)圖回答。(1)基因工程的基本操作程序主要包括四個步驟：基因工程的基本操作程序主要包括四個步驟：目的基因的獲取、目的基因的獲取、_、將目的基因?qū)胧荏w、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、細(xì)胞、_。(2)A過程需要的酶有過程需要的酶有_和和_。(3)要把重組質(zhì)粒導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌，首先必須用要把重組質(zhì)粒導(dǎo)入土壤農(nóng)桿菌，首先必須用_處理土壤農(nóng)桿菌，使土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)處理土壤農(nóng)桿菌，使土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)變?yōu)樽優(yōu)開態(tài)；然后將態(tài)；然后將_ _在緩沖液中混合培養(yǎng)完成轉(zhuǎn)化過程。在緩沖液中混合培養(yǎng)完成轉(zhuǎn)化過程。(4)含有重組質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌侵染離體棉花葉片含有重組質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌侵染離體棉花葉片組織后，將離體棉花葉片組織培養(yǎng)成再生植

42、株要經(jīng)過組織后，將離體棉花葉片組織培養(yǎng)成再生植株要經(jīng)過C_和和E_。如。如要確保再生植株中含有抗蟲基因，可在要確保再生植株中含有抗蟲基因，可在C過程的培養(yǎng)基過程的培養(yǎng)基中加入中加入_。(5)目的基因能否在棉花植株體內(nèi)維持和表達其遺目的基因能否在棉花植株體內(nèi)維持和表達其遺傳特性的關(guān)鍵是傳特性的關(guān)鍵是_。這需要通過檢測才能知道，檢測采用的方法是這需要通過檢測才能知道，檢測采用的方法是_。解析解析(1)基因工程的基本操作程序主要包括四個基因工程的基本操作程序主要包括四個步驟：目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、將目的步驟：目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒

43、定?；?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒定。(2)基因基因表達載體構(gòu)建過程中，需要用同種限制酶切割目的基因表達載體構(gòu)建過程中，需要用同種限制酶切割目的基因和載體，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端，再用和載體，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端，再用DNA連接連接酶把這兩個酶把這兩個DNA片段連接起來。片段連接起來。(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入目的基因時，首先必須用目的基因時，首先必須用Ca2處理土壤農(nóng)桿菌，使土處理土壤農(nóng)桿菌，使土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)變?yōu)楦惺軕B(tài)；然后將重組質(zhì)粒和感受態(tài)細(xì)胞壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)變?yōu)楦惺軕B(tài)；然后將重組質(zhì)粒和感受態(tài)細(xì)胞在緩沖液中混合培養(yǎng)完成轉(zhuǎn)化過程。在緩沖液中混合培養(yǎng)完成轉(zhuǎn)化過程。 (4)植物組

44、織培養(yǎng)過程的關(guān)鍵步驟是脫分化和再分植物組織培養(yǎng)過程的關(guān)鍵步驟是脫分化和再分化。因為只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉化。因為只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長，故若要確保再生植株中含有抗蟲基素培養(yǎng)基上生長，故若要確保再生植株中含有抗蟲基因，可在因，可在C過程的培養(yǎng)基中加入卡那霉素。過程的培養(yǎng)基中加入卡那霉素。(5)目的基因目的基因能否在棉花植株體內(nèi)維持和表達其遺傳特性的關(guān)鍵是目能否在棉花植株體內(nèi)維持和表達其遺傳特性的關(guān)鍵是目的基因是否插入受體細(xì)胞的的基因是否插入受體細(xì)胞的DNA分子上，檢測采用的分子上，檢測采用的方法是方法是DNA分子雜交技術(shù)。分子雜交技術(shù)。 答案答案

45、(1)基因表達載體的構(gòu)建目的基因的檢測基因表達載體的構(gòu)建目的基因的檢測與鑒定與鑒定(2)限制酶限制酶DNA連接酶連接酶(3)Ca2感受重組質(zhì)粒和感受態(tài)細(xì)胞感受重組質(zhì)粒和感受態(tài)細(xì)胞(4)脫分化再分化卡那霉素脫分化再分化卡那霉素(5)目的基因是否插入受體細(xì)胞的目的基因是否插入受體細(xì)胞的DNA分子上分子上DNA分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)2某農(nóng)科院開展某農(nóng)科院開展“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”的科技研究，的科技研究，成功地將某種能產(chǎn)生抗蟲毒蛋白的細(xì)菌的抗蟲基因?qū)氤晒Φ貙⒛撤N能產(chǎn)生抗蟲毒蛋白的細(xì)菌的抗蟲基因?qū)朊藁?xì)胞中，得到的棉花新品種對棉鈴蟲的毒殺效果高棉花細(xì)胞中，得到的棉花新品種對棉鈴蟲的毒殺效果高

46、達達80%以上。下圖為培育這種抗蟲棉的示意圖，請回答以上。下圖為培育這種抗蟲棉的示意圖，請回答下列問題：下列問題：(1)基因工程的四個基本步驟是基因工程的四個基本步驟是_、基因表、基因表達載體的構(gòu)建、達載體的構(gòu)建、_和和_。將目的基因?qū)?。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是植物細(xì)胞采用最多的方法是_。(2)Ti質(zhì)粒原存在于農(nóng)桿菌的質(zhì)粒原存在于農(nóng)桿菌的_(填細(xì)胞結(jié)構(gòu)填細(xì)胞結(jié)構(gòu))中，其上的中，其上的TDNA可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞的胞的_上，因此攜帶外源基因的上，因此攜帶外源基因的DNA片段必須片段必須插入到插入到_(部位部位)。(3)將抗蟲棉植株的細(xì)胞通

47、過將抗蟲棉植株的細(xì)胞通過_技術(shù)可獲得技術(shù)可獲得高產(chǎn)的抗蟲棉植株。高產(chǎn)的抗蟲棉植株。(4)若在獲取含目的基因的若在獲取含目的基因的DNA片段時，使用了片段時，使用了EcoR，這種酶切割，這種酶切割DNA的兩條鏈后，產(chǎn)生的是的兩條鏈后，產(chǎn)生的是_末端，這種酶催化斷裂的化學(xué)鍵是末端，這種酶催化斷裂的化學(xué)鍵是_。解析解析(1)基因工程的四個基本步驟為目的基因的基因工程的四個基本步驟為目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞獲取、基因表達載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(即轉(zhuǎn)化即轉(zhuǎn)化)以及目的基因的檢測與鑒定。將目的基因?qū)胍约澳康幕虻臋z測與鑒定。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法是

48、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，此外還有基因槍植物細(xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，此外還有基因槍法和花粉管通道法等。法和花粉管通道法等。 (2)Ti質(zhì)粒存在于農(nóng)桿菌的細(xì)胞質(zhì)中，其上的質(zhì)粒存在于農(nóng)桿菌的細(xì)胞質(zhì)中，其上的TDNA可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞的染色體可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上。上。(3)將含有目的基因的棉花細(xì)胞培養(yǎng)成一完整將含有目的基因的棉花細(xì)胞培養(yǎng)成一完整植株，該過程涉及的現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)是植物組織培養(yǎng)。植株，該過程涉及的現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)是植物組織培養(yǎng)。(4)EcoR是一種限制性核酸內(nèi)切酶，該酶切割是一種限制性核酸內(nèi)切酶，該酶切割DNA的的兩條鏈后，產(chǎn)生的是黏性末端，其催化斷裂的

49、化學(xué)鍵是兩條鏈后，產(chǎn)生的是黏性末端，其催化斷裂的化學(xué)鍵是磷酸二酯鍵。磷酸二酯鍵。答案答案(1)目的基因的獲取將目的基因?qū)胧荏w目的基因的獲取將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法細(xì)胞目的基因的檢測與鑒定農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(2)細(xì)細(xì)胞質(zhì)染色體胞質(zhì)染色體DNATDNA片段片段(內(nèi)部內(nèi)部)(3)植物組織植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)(4)黏性磷酸二酯鍵黏性磷酸二酯鍵3現(xiàn)代生物技術(shù)并不是各自獨立的，而是相互聯(lián)現(xiàn)代生物技術(shù)并不是各自獨立的，而是相互聯(lián)系、相互滲透的。下圖表示利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)某系、相互滲透的。下圖表示利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)某種動物蛋白的流程示意圖，請分析回答下列問題：種動物蛋白的流程示意

50、圖，請分析回答下列問題：( 1 ) 該 生 產(chǎn) 流 程 中 應(yīng) 用 到 的 現(xiàn) 代 生 物 技 術(shù) 有該 生 產(chǎn) 流 程 中 應(yīng) 用 到 的 現(xiàn) 代 生 物 技 術(shù) 有_、_(寫出其中寫出其中兩種兩種)。(2)圖中圖中A、B分別表示分別表示_ _。(3)為提高培育成功率，進行為提高培育成功率，進行過程之前，對早期過程之前，對早期胚胎的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進行胚胎的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進行_檢測，對受體動物的處理是用檢測，對受體動物的處理是用_進行同期發(fā)情處理。進行同期發(fā)情處理。(4)蛋白質(zhì)工程中，要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改蛋白質(zhì)工程中，要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造，必須通過

51、基因修飾或基因合成來完成，而不直接改造，必須通過基因修飾或基因合成來完成，而不直接改造 蛋 白 質(zhì) ， 原 因 是造 蛋 白 質(zhì) ， 原 因 是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。解析解析(1)由圖分析知該生產(chǎn)流程中應(yīng)用到的現(xiàn)代由圖分析知該生產(chǎn)流程中應(yīng)用到的現(xiàn)代生物技術(shù)有蛋白質(zhì)工程、基因工程、胚胎移植技術(shù)等。生物技術(shù)有蛋白質(zhì)工程、基因工程、胚胎移植技術(shù)等。(2)圖中圖中A、B分別表示推測應(yīng)有的氨基酸序列、基因表分別表示推測應(yīng)有的氨基酸序列、基因表達載體。達載體。 (3)為提高培育成功率，進行為提高培育成功率，進行過程之前，對早期過程之前，對早期

52、胚胎的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進行胚胎的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進行DNA分子雜交，對受體動物的處理是用促性腺激素進行同期分子雜交，對受體動物的處理是用促性腺激素進行同期發(fā)情處理。發(fā)情處理。(4)由于改造后的基因能夠遺傳由于改造后的基因能夠遺傳(且改造基因且改造基因易于操作易于操作)，因此蛋白質(zhì)工程中，要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行，因此蛋白質(zhì)工程中，要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造，必須通過基因修飾或基因合成來完成，而不設(shè)計改造，必須通過基因修飾或基因合成來完成，而不直接改造蛋白質(zhì)。直接改造蛋白質(zhì)。答案答案(1)蛋白質(zhì)工程基因工程胚胎移植技術(shù)蛋白質(zhì)工程基因工程胚胎移植技術(shù)(任寫兩種任寫兩種)(

53、2)推測應(yīng)有的氨基酸序列、基因表達載體推測應(yīng)有的氨基酸序列、基因表達載體(3)DNA(核酸核酸)分子雜交促性腺激素分子雜交促性腺激素(4)改造后的基改造后的基因能夠遺傳因能夠遺傳(且改造基因易于操作且改造基因易于操作)課堂歸納課堂歸納要點速記要點速記網(wǎng)控全局網(wǎng)控全局規(guī)范術(shù)語規(guī)范術(shù)語1.限制酶具有特異性，即一種限制酶只能識別特定限制酶具有特異性，即一種限制酶只能識別特定的堿基序列，并在特定的位點上進行切割。的堿基序列，并在特定的位點上進行切割。 2.DNA連接酶的作用部位是磷酸二酯鍵。連接酶的作用部位是磷酸二酯鍵。3.質(zhì)粒是常用的載體，它是一種小型的環(huán)狀質(zhì)粒是常用的載體，它是一種小型的環(huán)狀DNA

54、分分子，具有一個至多個限制酶切割位點及標(biāo)記基因。子，具有一個至多個限制酶切割位點及標(biāo)記基因。4.目的基因的獲取有從基因文庫中獲取和人工合成目的基因的獲取有從基因文庫中獲取和人工合成兩類方法。兩類方法。5.基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因。標(biāo)記基因。6.目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；導(dǎo)入目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；導(dǎo)入動物細(xì)胞常用顯微注射技術(shù)，導(dǎo)入微生物細(xì)胞常用動物細(xì)胞常用顯微注射技術(shù)，導(dǎo)入微生物細(xì)胞常用感受態(tài)細(xì)胞法。感受態(tài)細(xì)胞法。1(2015新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷)已知生物體內(nèi)有一種蛋已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)白質(zhì)(

55、P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運蛋白，由，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運蛋白，由305個氨基酸組個氨基酸組成。如果將成。如果將P分子中分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，位的絲氨酸變成亮氨酸，240位位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保不但保留留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉柕墓δ?，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}：題：(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對蛋白質(zhì)的以考慮對蛋白質(zhì)的_進行改造。進行改造。 真題集訓(xùn)高效訓(xùn)練高效訓(xùn)練能力提升能力提升(2)以以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得基因序列為基

56、礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾基因的途徑有修飾_基因或合成基因或合成_基因。所獲得的基因表達時是基因。所獲得的基因表達時是遵循中心法則的，中心法則的全部內(nèi)容包括遵循中心法則的，中心法則的全部內(nèi)容包括_的的復(fù)制，以及遺傳信息在不同分子之間的流動，即復(fù)制，以及遺傳信息在不同分子之間的流動，即_。(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過_和和_，進而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲，進而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋得基因，再經(jīng)表達、純化獲

57、得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋白質(zhì)的生物白質(zhì)的生物_進行鑒定。進行鑒定。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，需要對其結(jié)構(gòu)進行改造。白質(zhì)的功能，需要對其結(jié)構(gòu)進行改造。(2)確定目的基確定目的基因的堿基序列后，可通過對現(xiàn)有基因進行改造或者重新因的堿基序列后，可通過對現(xiàn)有基因進行改造或者重新合成來獲得目的基因。中心法則的內(nèi)容包括遺傳信息的合成來獲得目的基因。中心法則的內(nèi)容包括遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄和翻譯。復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄和翻譯。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)

58、，通過設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和推測氨基酸序列，進而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。推測氨基酸序列，進而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。獲得蛋白質(zhì)之后要對蛋白質(zhì)的生物功能進行鑒定。獲得蛋白質(zhì)之后要對蛋白質(zhì)的生物功能進行鑒定。答案答案(1)氨基酸序列氨基酸序列(或結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu))( 2 ) P P1 D N A 和和 R N A ( 或 遺 傳 物 質(zhì)或 遺 傳 物 質(zhì) )DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)(3)設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列功能設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列功能2(2014新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷)植物甲具有極強的耐旱植物甲具有極強的耐旱性，

59、其耐旱性與某個基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐性，其耐旱性與某個基因有關(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?；卮鹣铝袉栴}：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 的理 論 上 ， 基 因 組 文 庫 含 有 生 物 的_基因，而基因，而cDNA文庫中含有生物的文庫中含有生物的_基因?；?。(2)若要從植物甲中獲得目的基因，應(yīng)首先建立該若要從植物甲中獲得目的基因，應(yīng)首先建立該植物的基因組文庫，再從中植物的基因組文庫，再從中_出所需出所需的耐旱基因。

60、的耐旱基因。(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物將其導(dǎo)入植物_的體細(xì)胞中，經(jīng)過一的體細(xì)胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再系列的過程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應(yīng)檢測此再生植株中該基因的生植株中正確表達，應(yīng)檢測此再生植株中該基因的_，如果檢測結(jié)果呈陽性，再在田間，如果檢測結(jié)果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的試驗中檢測植株的_是否得到提高。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)量比為代中耐旱與不耐旱

61、植株的數(shù)量比為3 1時，則可推測該時，則可推測該耐旱基因整合到了耐旱基因整合到了_ _(填填“同源染色體的一條上同源染色體的一條上”或或“同源同源染色體的兩條上染色體的兩條上”)。解析解析(1)基因組文庫中含有該生物的全部基因，基因組文庫中含有該生物的全部基因，而而cDNA文庫又稱部分基因文庫，含有該生物的部分基文庫又稱部分基因文庫，含有該生物的部分基因。因。(2)基因組文庫中含有該生物的全部基因，需要將基因組文庫中含有該生物的全部基因，需要將目的基因篩選出來。目的基因篩選出來。(3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將耐旱基因利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將耐旱基因轉(zhuǎn)移到不耐旱的植物乙的體細(xì)胞中，經(jīng)植物組織培養(yǎng)技轉(zhuǎn)移到不耐

62、旱的植物乙的體細(xì)胞中，經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到再生植株。要確定耐旱基因是否表達，需要檢測術(shù)得到再生植株。要確定耐旱基因是否表達，需要檢測再生植株中有無該基因的表達產(chǎn)物，如果呈陽性，再在再生植株中有無該基因的表達產(chǎn)物，如果呈陽性，再在個體水平上檢測該植株的耐旱性是否得到提高。個體水平上檢測該植株的耐旱性是否得到提高。(4)若若耐旱性植株自交，后代中耐旱性耐旱性植株自交，后代中耐旱性 不耐旱性不耐旱性3 1，則，則親本為雜合子，可判斷基因整合到了同源染色體的一條親本為雜合子，可判斷基因整合到了同源染色體的一條上。上。答案答案(1)全部部分全部部分(2)篩選篩選(3)乙表達產(chǎn)物乙表達產(chǎn)物耐旱性耐旱性(

63、4)同源染色體的一條上同源染色體的一條上3(2015海南海南)在體內(nèi)，人胰島素基因表達可合成在體內(nèi)，人胰島素基因表達可合成出一條稱為前胰島素原的肽鏈，此肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中經(jīng)酶出一條稱為前胰島素原的肽鏈，此肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中經(jīng)酶甲切割掉氨基端一段短肽后成為胰島素原，進入高爾基甲切割掉氨基端一段短肽后成為胰島素原，進入高爾基體的胰島素原經(jīng)酶乙切割去除中間片段體的胰島素原經(jīng)酶乙切割去除中間片段C后，產(chǎn)生后，產(chǎn)生A、B兩條肽鏈，再經(jīng)酶丙作用生成由兩條肽鏈，再經(jīng)酶丙作用生成由51個氨基酸殘基組成個氨基酸殘基組成的胰島素。目前，利用基因工程技術(shù)可大量生產(chǎn)胰島的胰島素。目前，利用基因工程技術(shù)可大量生產(chǎn)胰島素?；卮鹣?/p>

64、列問題：素?；卮鹣铝袉栴}：(1)人體內(nèi)合成前胰島素原的細(xì)胞是人體內(nèi)合成前胰島素原的細(xì)胞是_，合，合成胰高血糖素的細(xì)胞是成胰高血糖素的細(xì)胞是_。(2)可根據(jù)胰島素原的氨基酸序列，設(shè)計并合成編可根據(jù)胰島素原的氨基酸序列，設(shè)計并合成編碼胰島素原的碼胰島素原的_序列，用該序列與質(zhì)粒表達載體序列，用該序列與質(zhì)粒表達載體構(gòu)建胰島素原基因重組表達載體，再經(jīng)過細(xì)菌轉(zhuǎn)化、篩構(gòu)建胰島素原基因重組表達載體，再經(jīng)過細(xì)菌轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定，即可建立能穩(wěn)定合成選及鑒定，即可建立能穩(wěn)定合成_的基因工程的基因工程菌。菌。(3)用胰島素原抗體檢測該工程菌的培養(yǎng)物時，培用胰島素原抗體檢測該工程菌的培養(yǎng)物時，培養(yǎng)液無抗原抗體反應(yīng)，菌

65、體有抗原抗體反應(yīng)，則用該工養(yǎng)液無抗原抗體反應(yīng)，菌體有抗原抗體反應(yīng)，則用該工程菌進行工業(yè)發(fā)酵時，應(yīng)從程菌進行工業(yè)發(fā)酵時，應(yīng)從_中分離、純化胰島中分離、純化胰島素原。胰島素原經(jīng)酶處理便可轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素。素原。胰島素原經(jīng)酶處理便可轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素。解析解析(1)由題意可知，前胰島素原在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)加由題意可知，前胰島素原在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)加工后成為胰島素，人體合成胰島素的細(xì)胞是胰島工后成為胰島素，人體合成胰島素的細(xì)胞是胰島B細(xì)細(xì)胞，所以合成前胰島素原的細(xì)胞也是胰島胞，所以合成前胰島素原的細(xì)胞也是胰島B細(xì)胞；合成細(xì)胞；合成胰高血糖素的細(xì)胞是胰島胰高血糖素的細(xì)胞是胰島A細(xì)胞。細(xì)胞。(2)根據(jù)胰島素原的氨根據(jù)胰島素原的氨基

66、酸序列，可設(shè)計并合成編碼胰島素原的基酸序列，可設(shè)計并合成編碼胰島素原的DNA序列序列(即即目的基因目的基因)；用該序列與質(zhì)粒表達載體構(gòu)建胰島素原基；用該序列與質(zhì)粒表達載體構(gòu)建胰島素原基因重組表達載體，再經(jīng)過細(xì)菌轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定，即可因重組表達載體，再經(jīng)過細(xì)菌轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定，即可建立能穩(wěn)定合成人胰島素原的基因工程菌。建立能穩(wěn)定合成人胰島素原的基因工程菌。(3)根據(jù)題根據(jù)題意，培養(yǎng)液無抗原抗體反應(yīng)，菌體有抗原抗體反應(yīng)，所意，培養(yǎng)液無抗原抗體反應(yīng)，菌體有抗原抗體反應(yīng)，所以用該工程菌進行工業(yè)發(fā)酵時，應(yīng)從菌體中分離、純化以用該工程菌進行工業(yè)發(fā)酵時，應(yīng)從菌體中分離、純化胰島素原，經(jīng)酶處理便可轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素。胰島素原，經(jīng)酶處理便可轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素。答案答案(1)胰島胰島B細(xì)胞胰島細(xì)胞胰島A細(xì)胞細(xì)胞(2)DNA胰島胰島素原素原(3)菌體菌體4(2015四川四川)將蘇云金桿菌將蘇云金桿菌Bt蛋白的基因?qū)朊薜鞍椎幕驅(qū)朊藁?xì)胞中，可獲得抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉，其過程如下圖花細(xì)胞中，可獲得抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉，其過程如下圖所示所示(注：農(nóng)桿菌中注：農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上只有質(zhì)粒上只有TDNA片段能轉(zhuǎn)移到片段能轉(zhuǎn)移到植