《2016高考生物二轮复习课件：第7单元 专题1 基因工程与细胞工程(江苏专用)(人教版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016高考生物二轮复习课件：第7单元 专题1 基因工程与细胞工程(江苏专用)(人教版)（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题一基因工程与细胞工程,考纲要求1.基因工程的诞生(A)。2.基因工程的原理及技术(A)。3.基因工程的应用(B)。4.蛋白质工程(A)。5.植物的组织培养(B)。6.动物的细胞培养与体细胞克隆(A)。7.细胞融合与单克隆抗体(A)。,DNA连接酶,基因表达载体的构建,将目的基因导入受体细胞,药物,基因,自然界中没有,全能性,体细胞杂交,细胞增殖,动物细胞核,化学法,抗原,(江苏卷，2T)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：,考点一基因工程,典例引领,(1)一个图1所示的质粒分子经Sma切割前后，分别含有_个游离的磷酸基团。
2、(2)若对图中质粒进行改造，插入的Sma酶切位点越多，质粒的热稳定性越_。 (3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Sma 切割，原因是_ _。 (4)与只使用EcoR相比较，使用BamH 和Hind 两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止_ _。,(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入_酶。 (6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_。 (7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在_的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。,解析本题综合考查基因工程的过程及应用。(1)质粒
3、是双链环状DNA分子，在Sma 切割前没有游离的磷酸基团，Sma 作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，切割产生的DNA片段末端是平末端，因而质粒经切割后含有2个游离的磷酸基团。(2)质粒的热稳定性主要由氢键的数量决定，氢键数量越多，质粒的热稳定性越高，反之则低，DNA双链中A与T之间存在2个氢键，C与G之间存在3个氢键，因此DNA分子中GC碱基对越多，热稳定性就越高，Sma 识别CCCGGG序列，并在C和G之间将这段序列切开，也就是质粒中Sma 酶切位点越多，GC碱基对越多，热稳定性越高。(3)据图1可知，Sma 切割的位点在抗生素抗性基因之中，抗生素抗性基因是标记基因，应尽量避免破坏，据图2可
4、知Sma 切割的位点在目的基因之中，破坏了目的基因，所以不能使用Sma 切割。,(4)用同种限制酶切割后的质粒和目的基因，在基因表达载体构建时，常形成三种连接方式，其中目的基因与目的基因的连接、质粒与质粒的连接是无效的连接，用两种限制酶可避免此类现象。(5)基因表达载体的构建过程中需加DNA连接酶，连接脱氧核糖和磷酸。(6)抗生素抗性基因属于标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。(7)目的基因是蔗糖转运蛋白基因，将其导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体后，应进行目的基因的检测与鉴定，可根据受体细胞是否含有蔗糖转运蛋白，即是否具备吸收蔗糖的能力判断基因工程是否成功，因而可在含有蔗糖(唯一碳源)的培
5、养基中培养。,答案(1)0、2(2)高(3)Sma会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化(5)DNA连接(6)鉴别和筛选含有目的基因的细胞(7)蔗糖为唯一含碳营养物质,提分必记的关键点 1.基因工程常考的3种基本工具 限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体。 2.基因表达载体的组成 目的基因启动子终止子标记基因复制原点等。 3.基因工程的四大操作程序 (1)目的基因的获取(三大方法) 从基因文库中获取。 利用PCR技术扩增:其实质是在体外对目的基因进行大量复制。 用化学方法人工合成,(2)基因表达载体的构建(此为“核心步骤”)。 (3)将目的基
6、因导入受体细胞的“三大方法”： 导入植物细胞农杆菌转化法(花粉管通道法、基因枪法)。 导入动物细胞显微注射法(导入受精卵)。 导入微生物细胞使用Ca2处理细胞。 (4)目的基因的检测与鉴定,DNA分子杂交,分子杂交,抗原抗体杂交,抗性实验,是否出现了杂交带,抗性是否存在,题组1基因工程的操作工具与操作步骤,1.(2014江苏卷，23)下列关于基因工程技术的叙述，错误的是(多选)() 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 B.PCR反应中温度的周期性改变是为了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基因 D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞
7、染色体上也未必能正常表达,解析限制酶大多是特异性识别6个核苷酸序列，也有的识别4、5或8个核苷酸组成的序列，A错误；DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用，B错误；质粒上一般带有的抗生素抗性基因可作为标记基因，供鉴定和选择，不是抗生素合成基因，C错误；目的基因导入受体细胞后不一定都能正常表达，D正确。 答案ABC,2.(2015江苏卷，32)胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。图1是该方法所用的基因表达载体，图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B分别表示半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合的蛋白)。请回答下列问题： 图1,图2 (1)图1基因表达载体中没有标
8、注出来的基本结构是_。 (2)图1中启动子是_酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是_。 (3)构建基因表达载体时必需的工具酶有_。,(4)半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，其意义在于_。 (5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链，且半乳糖苷酶被切成多个肽段，这是因为_ _。 (6)根据图2中胰岛素的结构，请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。你的推测结果是_，理由是_ _。,答案(1)终止子 (2)RNA聚合作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选
9、出来 (3)限制酶和DNA连接酶 (4)防止胰岛素的A、B 链被菌体内蛋白酶降解 (5)半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素A、B 链中不含甲硫氨酸 (6)至少2个两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸R 基团中可能还含有游离的氨基,2.(2015福建卷，33)GDNF是一种神经营养因子，对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含GDNF基因的表达载体(如图1所示)，并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。请回答：,(1)在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是_。 (2)构建含GDNF基因的表达载体时，需选择图1中的_限制酶进行酶切。 (3)经酶切后的
10、载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有3种：单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接(如图1所示)。为鉴定这3种连接方式，选择Hpa I酶和BamH I酶对筛选得到的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示。图中第_泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。,(4)将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的_与提取的蛋白质杂交。当培养的神经干细胞达到一定密度时，需进行_培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。 解析(1)动物细胞间的物质主要成分是蛋白质，用胰蛋白酶或胶原蛋白酶
11、处理一段时间，目的是使组织中的细胞分散成单个细胞。 (2)据图1可知，GDNF基因两端和载体上都有Xho I限制酶的酶切位点。,(3)据图1可知，用Hpa I和 BamH I限制酶对三种载体进行酶切，单个载体自连只有Hpa I限制酶的酶切位点，得到6 000 bpDNA的片段；正向连接重组载体有Hpa I和 BamH I限制酶的酶切位点，得到700 bpDNA的片段和6 000 bpDNA的片段；反向连接重组载体有Hpa I和 BamH I限制酶的酶切位点，得到200 bpDNA的片段和6 500 bpDNA的片段。 (4)检测目的基因是否成功表达，可采用抗原抗体杂交法。培养的原代细胞贴满瓶壁
12、重新用胰蛋白酶等处理，然后分瓶继续培养，让细胞继续增殖，这样的培养过程通常称为传代培养。传代培养的细胞一般传至10代后就不易传下去，科研上使用的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。 答案(1)使细胞分散开(2)Xho I(3)(4)抗体传代,1.区分DNA连接酶和DNA聚合酶、限制性核酸内切酶和解旋酶 (1)DNA连接酶连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。 (2)限制性核酸内切酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开，而解旋酶是将DNA的两条链间的氢键打开形成两条单链。 2.启动子起始密码；终止子终止密码,3.根据受
13、体种类确定基因工程的受体细胞： (1)植物：植物体细胞或受精卵 (2)动物：受精卵或体细胞 (3)微生物：细菌。 注：目的基因导入受体细胞不是基因工程成功的标志，基因工程是否成功在于目的基因是否成功表达。,题组2综合考查基因工程的应用及蛋白质工程,1.(2013江苏单科，22)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是(多选)() A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列 B.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列 C.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA
14、聚合酶 D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞,解析利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列设计引物，但不需知道目的基因的全部序列，需要考虑载体的序列；因PCR反应在高温条件下进行，故反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶；因某些目的基因编码的产物需经特殊的加工修饰过程，故一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞。 答案BD,2.(2012江苏，32)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
15、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_。,(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，用限制酶Sma完全切割，产物中共有_种不同长度的DNA片段。 (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不能正确表达，其最可能的原因是_
