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1、2013年江苏栟茶中学高三生物考前赢分30天 第23天1 基因工程的诞生基础理论：DNA是遗传物质；DNA双螺旋结构和中心法则的确立；遗传密码的破译技术支持：基因转移载体的发现；工具酶的发明；DNA体外重组的实现；重组DNA表达实验的成功2 基因工程的原理及技术（1）基因重组的基本工具：限制性核酸内切酶（限制酶）：主要从原核生物中分离纯化出来，这种酶在原核生物中的作用是防止外来病原物的侵害，将外源DNA切割保证自身安全它能识别DNA分子的某种特定核苷酸序列，并切割两个核苷酸之间的磷酸二酯键，产生的末端有黏性末端（如EcoR切割的末端）和平末端DNA连接酶：EcoliDNA连接酶连接黏性末端的D
2、NA片断；T4DNA连接酶黏性末端和平末端都可以连接；而DNA聚合酶是将单个的脱氧核苷酸加到DNA片断上。载体：种类有质粒（常用，并被人工改造）、噬菌体的衍生物、动植物病毒；条件：能自我复制；有一个或多个酶切位点；有标记基因位点；对受体细胞无害（2）基因工程的基本操作程序：目的基因的获取：概括地说，主要有两条途径：一条是从自然界已有物种中直接分离基因；另一条是人工合成基因。直接分离基因最常用的方法是建立基因文库。在获取真核细胞中的目的基因时，一般是用建立cDNA文库方法：以目的基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因。利用PC
3、R技术扩增目的基因：引物（DNA或RNA小片段）、模板、高温DNA解链、引物结合到互补DNA链、热稳定的DNA聚合酶、dCTP、dATP、dGTP、dTTPDNA合成仪用化学方法人工合成基因基因表达载体的构建：（基因工程的核心），目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，使目的基因能够表达和发挥。重组DNA分子的特点：具有目的基因、启动子、终止子、以及标记基因。将目的基因导入受体细胞： 导入植物细胞：农杆菌转化法P12图（双子叶植物和裸子植物）、基因枪法（单子叶植物）、花粉管通道法（转基因抗虫棉用）；导入动物细胞：显微注射技术（注射入受精卵中）；受体细胞是细菌：如果运载体是质
4、粒，一般是将细菌用氯化钙处理，以增大细菌细胞壁的通透性，使感受态细胞吸收重组质粒。（在全部受体细胞中，真正能够摄入重组DNA 分子的受体细胞是很少的。）目的基因的检测和表达：检测受体细胞中是否导入了目的基因的方法有很多种：1 DNA上检测是否有目的基因（利用DNA分子杂交技术）；2 目的基因是否转录出mRNA（基因探针与mRNA杂交）；3 目的基因是否翻译出蛋白质（利用抗原-抗体杂交）；4 性状水平的检测。例如，大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因，可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。重组的DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因
5、完成了表达过程。例如，让棉铃虫食用棉的叶片，棉铃虫被杀死，这说明抗虫基因已植物中表达。3 基因工程的应用（1）植物基因工程成果：抗虫转基因植物（Bt毒蛋白基因如抗虫棉、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等）抗病转基因植物（抗病毒：病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶基因；抗真菌：几丁质酶基因、抗毒素合成基因） 抗逆转基因植物（鱼的抗冻基因培育耐寒作物、调节渗透压基因、抗除草剂基因） 转基因改良植物（营养价值、实用价值、观赏价值）（2）动物基因工程成果：提高动物生长速度（外源生长激素基因） 改善畜产品的品质 转基因动物生产药物（牛、山羊等动物乳腺生物反应器中表达了抗凝血酶、血清白蛋白、生
6、长激素、-抗胰蛋白酶） 转基因动物作器官移植的供体（导入调节因子，抑制抗原决定基因表达或除去抗原决定基因培育没有免疫排斥反应的转基因克隆器官）（3）基因工程药物（利用转基因工程菌生产细胞因子、抗体、疫苗等）注：如果工程菌为原核生物，因其没有内质网、高尔基体，所以不能生产糖蛋白类物质（4）基因治疗（导入一分正常基因。从根本上治疗遗传病，不能治疗传染病）4 蛋白质工程（1）蛋白质工程崛起的缘由：基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质（2）蛋白质工程的基本原理：它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称为第二代的基因工程。基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找
7、到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白质工程特有的途径；以下按照基因工程的一般步骤进行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）P27流程图设计中的困难：如何推测非编码区以及内含子的脱氧核苷酸序列补差纠错下图为用于基因工程的一个质粒示意图。用EcoRI 限制酶切割目的基因和该质粒，再用DNA连接酶连接形成重组质粒，然后导入大肠杆菌，最后将大肠杆菌放在四种培养基中培养：a-无抗生素的培养基，b-含四环素的培养基，c-含氨苄青霉素的培养基，d-含四环素和氨苄青霉素的培养基。含重组质粒的大肠杆菌能生长的是(2008苏、锡、常、镇一模) A.a B.a和c C.a和b D.b和c 常见错解： C正确
8、答案： B避错策略： a培养基中无抗生素，细菌当然能生长。又据图分析，含重组质粒的大肠杆菌具有氨苄青霉素抗性基因，因而对氨苄青霉素有抗性，而无其他抗生素的抗性基因，所以在仅含氨苄青霉素一种抗生素的培养基中也能生长，而在含其他抗生素的培养基中都不能生长。解题规范限制酶是一种核酸内切酶，可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶BamH、EcoR、Hind 和Bgl的识别序列和切割位点，切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是（2008南通市三模） ABamH和EcoR BBamH和 Hind CBamH和BglDEcoR和 Hind 考前赢分第23天 爱练才会赢前日回顾1下列关于
9、多样性的叙述不正确的是A基因中遗传信息的多样性决定蛋白质结构和功能的多样性B在基因突变基础上的基因重组形成同种生物后代的多样性C多种基因、细胞和生态系统共同构成生物的多样性D生物之间、生物与环境之间的共同进化形成生物的多样性 2入侵物种会对当地群落结构和生物多样性发生灾难性影响。某课外探究小组的同学在一块荒地中，对某种入侵植物和几种本地植物的种群密度进行了连续五年的调查，调查的结果如表所示（单位：株/m2 ）。 请分析回答下列问题：( l ）在所调查的 A , E 五种植物中，你认为入侵物种是 ，请在答题纸给出的坐标中绘出该物种的种群密度变化曲线 。( 2 ）通过调查分析知道，入侵种群在原产地
10、时， AA 个体为 24 % , aa 个体为 4 % ；侵入该地区后， Aa 个体为 48 % , aa 个体为 16 。则该物种在入侵后的基因频率 （填增大、减小、不变）( 3 ）如果要全面了解所调查地块的物种多样性（微生物除外），除要调查地面上的植物、动物种类以外，还应进行 的调查。( 4 ）该课外探究小组的同学在学校实验田中划出了 5 块面积和土壤肥力都相同的区域，分别种植了数量不等的大豆。每一区域内的植株分布是均匀的，待成熟后，统计数据如下表，请分析回答： 请用生态学原理，简要解释各组大豆随植株数增多而荚果数减少的原因 通过对表中数据分析，你还能得出的结论是 。 当天巩固1与细胞内D
11、NA复制不同，PCR技术的独特之处有 A最终产生的是大量DNA片段 B需要DNA连接酶 C遵循碱基互补配对原则 D需要耐热的DNA聚合酶 2 将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。 请根据以上图表回答下列问题。（1）在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特点是。（2）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？_。（3）图1步骤所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？ 。（4）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤转基因所用的细菌B通常为。（5）对符合设计要求的重组质粒T进行酶切，。假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。采用EcoR和Pst酶切，得到_种DNA片断。采用EcoR和Sma酶切，得到_种DNA片断。 8
