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1、第一章 基因工程 章末整合(一)_；_；_；_；_；_；_；_。答案限制性核酸内切载体目的基因基因表达载体受体检测和鉴定药物治疗方法一巧辨基因工程的几种酶典例1下图为DNA分子的某一片段，其中分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是()ADNA连接酶、限制酶、解旋酶B限制酶、解旋酶、DNA连接酶C解旋酶、限制酶、DNA连接酶D限制酶、DNA连接酶、解旋酶答案C解析使碱基对间的氢键断裂的是解旋酶；限制酶将特定部位的相邻两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开；连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。方法链接在基因操作过程中，除了限制酶以外，还要用一系列的酶类，才能完成全过程。这些酶都有各自特殊的
2、催化功能。下面比较中学教材中介绍的与基因工程有关的几种酶。1DNA连接酶与DNA聚合酶(1)DNA连接酶：游离的DNA片段在DNA连接酶的作用下，在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，即将DNA双链上的两个缺口同时连接，不需要模板，形成完整的DNA分子。(2)DNA聚合酶：以一条DNA链为模板，在DNA聚合酶的作用下，将单个脱氧核苷酸加到已有的核酸片段的3末端的羟基上形成磷酸二酯键，从而形成与模板链互补的DNA单链。2限制性核酸内切酶与DNA连接酶(1)区别项目作用应用限制性核酸内切酶使特定部位的磷酸二酯键断裂用于提取目的基因，切割载体DNA连接酶在DNA片段之间重新形成磷酸二酯键用于基因表达载
3、体的构建(2)关系表达图解3逆转录酶又称RNA指导的DNA聚合酶，是以RNA为模板合成DNA的酶。逆转录酶催化的反应叫逆转录。在这个过程中，遗传信息流动的方向是从RNA到DNA，正好与转录过程相反，故称逆转录。4解旋酶在DNA的复制过程中，需要解旋酶的作用。解旋酶是一类解开氢键的酶，由水解ATP来供给能量。由于DNA分子的两条脱氧核苷酸长链之间对应的脱氧核苷酸分子碱基间的氢键是分子间的作用力，故其断裂与重新形成与限制性核酸内切酶、DNA连接酶无关。迁移训练1下列关于DNA连接酶的作用的叙述，正确的是()A将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯键B将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重
4、新形成磷酸二酯键C连接两条DNA链上碱基之间的氢键D只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来答案B解析选项A是DNA聚合酶的作用；DNA连接酶能将双链DNA片段末端连接起来，重新形成磷酸二酯键；D项只涉及了EcoliDNA连接酶的作用。方法二巧记基因工程的基本操作程序典例2如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是()A将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法B将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌C将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上
5、，能生长的就是导入了质粒A的细菌D目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长答案C方法链接迁移训练2下列关于基因工程的叙述，错误的是()A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达答案D解析基因工程中目的基因来源于自然界中的含有目的性状的一切生物，可以是动物、植物，也可以是真菌、细菌，还可以是人等；在基因工程中获取目的基因以及将目的基因和载体结合构成基因表达载体必须使用同一种限制酶进行切割，以获得相同的黏性
6、末端，再在DNA连接酶的作用下，将目的基因和载体连接，构成基因表达载体，但是由于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器的加工，合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能，即没有生物活性；标记基因有利于重组DNA在细胞内表达的鉴定和筛选，但对于目的基因的表达没有促进作用。方法三巧辨基因工程中几组易混的概念典例3下列关于部分基因文库和基因组文库的说法中，不正确的是()A部分基因文库中只含有某种生物的部分基因，基因组文库中含有某种生物的全部基因B如果某种生物的部分基因文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同，则这两个基因的结构也完全相同C部分基因文库中的基因都没有启动子D一种生
7、物的部分基因文库可以有许多种，但基因组文库只有一种答案B解析部分基因文库中的DNA来源于mRNA的逆转录过程，所以该DNA(或基因)与该生物体内的原DNA在结构上是有区别的，如不含有启动子、内含子等。故选B。方法链接1基因文库、基因组文库、部分基因文库(1)从定义上区分基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。基因文库是指储存有某种生物基因的菌群的总称。基因组文库：如果基因文库中含有一种生物的所有基因，这种基因文库叫做基因组文库。部分基因文库：指含有一种生物的一部分基因的基因文库，如cDNA文库。(2)从范围
8、上区别：基因文库包含基因组文库和部分基因文库。基因组文库有某一种生物的全部基因，它的范围要大于部分基因文库。2启动子、终止子、起始密码子、终止密码子(1)从定义上区分启动子：位于编码区上游紧靠转录起点的位置。它的主要功能是引导RNA聚合酶与基因的正确部位结合。只有在启动子存在时，RNA聚合酶才能准确地从转录起点开始，沿着编码区正常地进行转录。终止子：位于编码区下游紧靠转录终点的位置。它的特殊的碱基排列顺序能够阻碍RNA聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来。密码子：指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。信使RNA上四种碱基的组合方式有64种，其中，决定氨基酸的密码子有61种，3种
9、是终止密码子。终止密码子：是信使RNA上能够终止蛋白质合成的密码子。起始密码子：位于信使RNA上，是蛋白质合成开始的信号，有两种：AUG、GUG。(2)从本质上区别启动子和终止子都是DNA分子中具有调控作用的脱氧核苷酸序列，而起始密码子和终止密码子都位于信使RNA上，分别是翻译的起始位置和终止位置，终止密码子不能决定任何一种氨基酸。对于相似或相关概念，通过比较分析的方法找出区别与联系，会加深对这些知识的理解与掌握。迁移训练3科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，再导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。然后
10、在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端)，导入棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端)，导入棉花受精卵，结果长成的植株有了抗虫能力。那么作为目的基因的载体应具备的结构是()A目的基因、启动子B目的基因、终止子C目的基因、启动子、终止子D目的基因、启动子、终止子、标记基因答案D解析一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。有了启动子，RNA聚合酶与启动子结合才能驱动基因转录出mRNA。终止子在目的基因的尾端，作用是终止转录。标记基因是为了鉴别受体细胞中是否有目的基因。方法四转基因生物的安
11、全性问题典例4器官移植是治疗人类某些疾病的有效方法，如肾衰竭的病人可以通过肾脏移植进行治疗，肝癌可以移植肝脏等，请回答有关器官移植的一些问题：(1)目前器官移植的最大障碍有两个方面：一是移植免疫；二是器官来源。移植免疫主要是细胞膜上的_能够被病人的_系统识别而加以排斥。(2)国外科学家已经研究用动物的器官作为器官移植的来源，发现猪的内脏器官与人的内脏器官大小、形态等均差不多，研究的重点是改造猪细胞。猪细胞膜的基本结构和人细胞膜是相同的，但其上面的_和人细胞膜有很大差别。改造猪细胞膜主要通过_技术进行，具体操作步骤是：第一步：获得目的基因，该目的基因应当是_，所采用的方法有_。第二步：将目的基因
12、与_结合，最常用的是_。第三步：将目的基因导入受体细胞，对于猪来说，应导入其_细胞。在这项技术中，必须使用的工具酶是_。(3)由于伦理、生态和免疫方面的原因，这项研究被终止了，请你从生态和免疫的角度，谈谈为什么终止这项很有意义的研究工作(提示：人体中有很多与人共生的微生物)。_。答案(1)组织相容性抗原或人类白细胞抗原(HLA)免疫(2)糖蛋白(或蛋白质)基因工程人细胞膜蛋白质合成基因从基因文库获取、人工合成法载体动物病毒(答质粒不可)受精卵限制酶和DNA连接酶(3)人体中有许多与人类共生的微生物，这些微生物与人体可以组成一个群落，这些微生物对人体不但没有危害，而且对人体的健康具有重要作用；猪
13、体内也有很多与猪共生的微生物。由于自然状态下，人体内与猪体内的环境不同，因此与人共生和与猪共生的微生物就不一样，有可能与猪共生的微生物进入人体后，因人体对这些微生物没有免疫力，造成人生病，甚至会产生灾难性的后果，这种后果目前难以预测。所以在没有研究清楚以前不能将猪器官移植到人身上解析对于器官移植来说，最重要的是解决免疫问题，发生免疫反应主要是由细胞膜上的有关蛋白质造成的；从理论上讲可以通过基因工程改造相应的蛋白质；提取目的基因后要让目的基因和载体结合，载体可以用质粒、病毒等，但对于动物来说要用动物病毒，对细菌来说可以用质粒等；然后是把目的基因导入受体细胞，在这里受体细胞应该是受精卵；所用的酶是限制酶和DNA连接酶。人体与猪对不同生物或病原体的免疫能力不同，为了避免无法预料的后果，所以停止了实验。方法链接对于转基因生物，公众在食物安全、生物安全和环境安全三个方面产生了争论。食物安全主要是
