二轮复习：基因工程讲解

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1、 真题回顾：判断正误 (1)自然界中天然存在的噬菌体自行感染细细菌后其DNA整合 到细细菌DNA上，属于基因工程。（ 2010全国卷，5D (2)外源DNA必须须位于重组质组质 粒的启动动子和终终止子之间间才 能进进行复制 (2013安徽卷，6B)。 (3)一种限制酶只能识别识别 一种特定的脱氧核苷酸序列 (2012全国卷，4A) （4）利用DNA聚合酶将基因B与质质粒连连接后导导入受体细细胞 （2012 浙江卷,6C） (5)应应用DNA探针针技术术，可以检测转检测转 基因抗冻冻番茄植株 中目的基因的存在及其完全表达。（2011四川卷，5D ） （6）动动物的生长长激素基因转转入植物后不能表

2、达。（ 2010江苏苏卷，18C ） 基因工程 限制酶、DNA连接酶、载体 基本工具 诞生 延伸 蛋白质工程 应用 基本 操作 程序 考点构建： （1）目的基因的获取 （2）基因表达载体的构建 （3）将目的基因导入受体细胞 （4）目的基因的检测与鉴定 植物：抗虫、抗病、 抗逆； 动物：加快生长、生 产药物等 基因工程药物 基因治疗 练一练：学案例2+P4,3 典例分析有关限制酶 问题1：能不能选用SmaI切割外源DNA和质粒？ 问题2：若只使用EcoRI一种限制酶切割外源DNA和质粒，构建基 因表达载体时，可以形成哪些产物？ 问题3：若用BamHI和HindIII两种限制酶切割外源DNA和质粒

3、， 构建基因表达载体时，可以形成哪些产物？ 问题4：若用两种限制酶与选用一种限制酶切割对比，有什么优点 ？ 问题5：在构建基因表达载体时，限制酶的选择上要注意哪些问题 ？ 例1 就限制酶的选择，回答以下问题 用一种限制酶处理， 易出现质粒和目的基 因自身环化，和质粒 与目的基因的反向连 接，影响表达。 例例2 2 科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基 因抗盐烟草。图因抗盐烟草。图6 6是转基因抗盐烟草的培育过程，含目的基因的是转基因抗盐烟草的培育过程，含目的基因的 DNADNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请分析回答和质

4、粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请分析回答 ： （1 1）在基因工程中，抗盐基因被称为）在基因工程中，抗盐基因被称为 _ ，它可用，它可用PCRPCR技术扩增，该技术需用技术扩增，该技术需用_ 酶酶 。 目的基因目的基因 热稳定热稳定DNADNA聚合聚合 （2 2）用图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用）用图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用 SmaSma切割，原因是切割，原因是_。图中。图中、过程过程 为防止质粒和含目的基因的外源为防止质粒和含目的基因的外源DNADNA片段自身环化，应片段自身环化，应 选用限制酶选用限制酶 _ 对外源对外源DNADNA、质粒进行切割、质粒进行

5、切割 。 破坏标记基因、目的基因破坏标记基因、目的基因 BamhBamh I I 和和 HibdHibd III III 例例2 2 科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基因科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基因 抗盐烟草。图抗盐烟草。图6 6是转基因抗盐烟草的培育过程，含目的基因的是转基因抗盐烟草的培育过程，含目的基因的 DNADNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请分析回答和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。请分析回答 ： （3 3）为筛选出已导入重组质粒的农杆菌，应在培养基中）为筛选出已导入重组质粒的农杆菌，应在培养基中 加加_。MM抗生素抗生素 （

6、4 4）为确定转基因抗盐烟草是否培育成功，在个体水平）为确定转基因抗盐烟草是否培育成功，在个体水平 上鉴定之前，常用上鉴定之前，常用 _作作 探针进行分子杂交测试。探针进行分子杂交测试。 放射性同位素标记的抗盐基因放射性同位素标记的抗盐基因 训练提升 学案例1 、下列关于限制性核酸内切酶的叙 述错误的是 （ ） A它能在特殊位点切割DNA分子 B同一种限制酶切割不同的DNA分子产生 的黏性末端能够很好地进行碱基配对 C它能任意切割DNA分子，从而产生大量 的DNA片段 D每一种限制酶只能识别特定的核苷酸序 列 例2、限制性核酸内切酶能识别特定的DNA序列并进行剪 切,不同的限制性核酸内切酶可以

7、对不同的核酸 序列进行 剪切。现用3种不同的限制性核酸内切酶 对一6.2 kb (千碱 基对)大小的线状DNA进行剪切后,用凝胶电泳分离各核酸 片段,实验结果见下表。请问:3种不同的限制性核酸内切酶 在此DNA片段上的切点位置是图中的 ( ) 变式训练：学 案P4练习 题1，4 学案例5图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即 碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分 碱基序列。现有Msp 、BamH 、Mbo 、Sma4种 限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别 为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下 列问题： (1)图1的一条脱氧核苷酸链中

8、相邻两个碱基之间依次由 _连接。 (2)若用限制酶Sma完全切割图1中DNA片段，产生的末端 是_末端，其产物长度为_。 脱氧核糖磷酸脱氧核糖 平 537kb、790kb、661kb 学案例5图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即 碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分 碱基序列。现有Msp 、BamH 、Mbo 、Sma4种 限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别 为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下 列问题： (3)若图1中虚线方框内的碱基对被TA 碱基对替换，那么基 因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的 DNA片段，用

9、限制酶Sma完全切割，产物中共有 _种不同长度的DNA片段。 4 学案例5图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即 碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分 碱基序列。现有Msp 、BamH 、Mbo 、Sma4种 限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别 为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下 列问题： (4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接 ，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是_。在导入 重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要 用添加_的培养基进行培养。经检测，部分含有重组 质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不

10、能正确表达，其最可能的 原因是_。 BamH 抗生素B 用一种限制酶，容易产生基因与质粒反向连接。 与DNA分子相关的酶 （学案P4,2） 限制酶DNA连接酶 解旋酶 DNA聚合酶 返回 典例分析基因工程操作程序 学案例4：（多选）下列关于基因工程技术的叙述 ，错误的是( )。 A切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识 别6个核苷酸序列 BPCR反应中温度的周基因期性改变是为了 DNA聚合酶催化不同的反应 C载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选 标记 D抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体 上也未必能正常表达 PCR技术 训练提升 (学案P5,7)下图是利用生物工程技术生产人生长激素的示意

11、图。质 粒上的Ampr表示青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因， 限制酶Pst、EcoR和Hind 切割形成的末端均不相同。据 图回答问题： (1)将人生长激素基因导入小鼠体内来生产生长激素。图中对供 体雌鼠甲用促性腺激素处理一段时间后与雄鼠乙交配，然后通 过手术的方法从雌鼠甲的_中取出受精卵。图中早期 胚胎应保证发育到_阶段，才能进行后续过 程的操作。 (2)过程不能利用人的皮肤细胞，其原因是 _。 (3)为了使目的基因和质粒定向连接并且有利于受体细胞的筛选 ，切割质粒时应选用的酶是_。 (4)大肠杆菌细胞内应不含_基因，以利于筛选出含重 组质粒的受体菌。 (5)如果从限制酶Pst、E

12、coR和Hind中任选两种酶对质粒 进行切割，均会将质粒切成两段，则形成的DNA片段共有_ 种，其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段占_。 (6)按照图示的操作，将三角瓶中的大肠杆菌先接种到甲培养基 上，然后分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置，一段时间 后，菌落的生长状况如乙、丙图所示。据图分析丙培养基中含 人生长激素基因的菌落有_个。 输卵管 桑椹胚、囊胚 皮肤细胞中不表达生长激素基因 Pst、EcoR 标记基因 6 1/6 2 基因工程 限制酶、DNA连接酶、载体 基本工具 诞生 延伸 蛋白质工程 应用 基本 操作 程序 考点构建： （1）目的基因的获取 （2）基因表达载体的构建 （3

13、）将目的基因导入受体细胞 （4）目的基因的检测与鉴定 植物：抗虫、抗病、 抗逆； 动物：加快生长、生 产药物等 基因工程药物 基因治疗 基因表达载体的组成：参见5+3280页 a、目的基因 b、启动子 c、终止子 d、标记基因 返回 构建基因表达载体， 使目的基因能在受体细胞 中稳定存在，并可以遗传 给下一代，使目的基因能 够表达和发挥作用。 为什么要构建基因表达载体？ （1）有少数限制性核酸内切酶可以识别两种以上的核苷酸序列， 如Hind的识别序列为5GTPyPuAC3， 其中Py=C或T；Pu=A或G ； 4种 （2）不同种类的限制酶识别的核苷酸序列一定不同吗 ，切割位点一定不同吗？ （3

14、）不同种类的限制酶识别的不同的核苷酸序列，是 否一定产生不同的黏性末端？ XmaI和SmaI识别序列C CCGGG和CCC GGG 同裂酶 Apy I 和BstO I识别序列和切点均为C C (A/T)GG 同裂异切 同裂同切 同尾酶 BamH 和Bgl识别不同的6核苷酸序列，分别为G GATCC 和A GATCT， 得到的黏性末端均为GATC 限制酶的一些问题： BamH和Bgl切割DNA后 虽然产生了相同的黏性 末端，但如果这样的黏 性末端相结合，将不能 再被BamH或Bgl识别 并切割。 返回 基因工程（genetic engineering）又称基 因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传 学为理论基础，以分子生物学和微生物学 的现代方法为手段，将不同来源的基因按 预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子 ，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗 传特性、获得新品种、生产新产品。 返回 利用利用PCRPCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因 PCR的基本反应步骤 变性 90-95C 延伸 70-75C 退火 55-60C PCR总结： 返回