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1、,2.基因工程的基本操作程序 (1)目的基因的获取 从基因文库中获取目的基因 优点：有了基因文库，就可以随时从中提取所需要 的目的基因，引入受体细胞使之表达。 人工合成目的基因,aPCR：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。PCR扩增是获取目的基因的一种非常有用的方法，也是进行分子鉴定和检测的一种很灵敏的方法。 b目的：通过指数式扩增获取大量的目的基因。,(2)基因表达载体的构建 目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，并使目的基因能够表达和发挥作用。 基因表达载体的组成：目的基因启动子终止子标记基因。,a启动子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端。它是
2、RNA聚合酶识别、结合的部位。 b终止子：一段有特殊结构的DNA短片段，位于基因的尾端。作用是使转录过程停止。 c标记基因：一般为抗生素抗性基因或荧光基因等，其作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因(目的基因是否导入成功)。 基因表达载体的构建方法,【名师点睛】 切割质粒和目的基因的限制酶必须是同一种酶，以获得相同的黏性末端，利于重组质粒的构建。 插入的目的基因只是结构基因部分，其表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入部位前须有启动子，后须有终止子。 将目的基因导入受体细胞 a目的：目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 b受体细胞种类不同，导入方法不同,【名师点睛】 在
3、整个工程中，只有第三步将目的基因导入受体细胞过程中不发生碱基互补配对，其他步骤均发生配对。,请回答问题： (1)这种限制酶的切点是_，形成_个_末端，特点是_。 (2)从题干中可知限制性内切酶识别序列的特点是_。 (3)如果G发生突变，可能发生_。,答案：(1)G和A之间 2 黏性 碱基序列互补 (2)只能识别某种特定的核苷酸序列 (3)限制酶不能识别切割位点,2科学家通过基因工程方法，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株抗虫棉。其过程大致如图所示：,(1)基因工程的操作程序主要包括的四个步骤是_、_、_、_。 (2)Ti质粒是
4、农杆菌中的一种质粒，其上有TDNA，把目的基因插入Ti质粒的TDNA中是利用TDNA的_特点。,(3)Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过 程，在基因工程中称为_。 (4)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是_。 (5)目的基因能否在棉株体内稳定维持和表达其遗传特性的关键是_，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是_。,解析：解答本题需注意基因操作的四个步骤和相关的操作技术以及基因载体应具备的条件。 答案：(1)目的基因的获取 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 (2)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA上 (3)转化 (
5、4)农杆菌转化法 (5)目的基因是否插入了受体生物细胞的染色体DNA上 DNA分子杂交技术,1基因工程的应用 (1)植物基因工程成果 抗虫转基因植物(抗虫棉是转入Bt毒蛋白基因培育的)。 抗病转基因植物(病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶基因)。 抗逆转基因植物(生物的抗性基因)。 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出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素、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
6、育没有免疫排斥反应的转基因克隆器官)。,(3)基因工程药物 来源：主要来自转基因工程菌。 成果：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 作用：预防和治疗人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。 (4)基因治疗 概念：是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是目前治疗遗传病最有效的手段。,成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入患者淋巴细胞中，治疗复合型免疫缺陷症。 方法 a体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞，如T淋巴细胞，进行培养。然后，在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。 b体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转
7、移基因的治病方法。如1994年美国科学家利用经过修饰的腺病毒作载体，成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因转入患者肺组织中。,2蛋白质工程 (1)概念：是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。 (2)过程：预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到对应的脱氧核苷酸序列。,3(2010年上海模拟)医生对一位因缺乏腺苷脱氨酶基因而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行治疗。采用的方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用某种病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细
8、胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。 (1)该病的治疗运用了基因工程技术，在这个实例中运载体是_，目的基因是_，目的基因的受体细胞是_。 (2)将转基因白细胞多次回输到患者体内后，免疫能力趋于正常是由于产生了_，产生这种物质的两个基本步骤是_和_。 (3)人的腺苷脱氨酶基因与胰岛素基因相比，其主要差别是_；与大肠杆菌基因相比，其主要特点是_。 (4)该病的治疗方法属于基因工程运用中的_；这种治疗方法的原理是_ 。,解析：本题主要考查遗传和基因工程有关知识，要理解真核细胞和原核细胞的基因结构特点，掌握基因工程的基本内容，尤其是基因工程操作的基本步骤。
9、本题为基因工程技术在医学临床的应用基因治疗。其基本过程是用基因工程的方法，把健康的外源基因导入有基因缺陷的患者细胞，使其正常表达，从而达到治疗有关疾病的目的。,答案：(1)某种病毒 腺苷脱氨酶基因 白细胞 (2)腺苷脱氨酶(或抗体) 转录 翻译 (3)脱氧核苷酸排列顺序不同(或遗传信息不同或碱基的数目和排列顺序不同) 编码区是间隔的，不连续的(或编码区有外显子和内含子) (4)基因治疗 把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞内从而达到治疗的目的,4(2009年江苏生物)下列关于DNA和蛋白质提取与分离实验的叙述，正确的有(多选)( ) A提取细胞中的DNA和蛋白质都需用蒸馏水涨破细胞 B用不同浓
10、度NaCl溶液反复溶解与析出DNA可去除蛋白质 C蛋白质提取和分离过程中进行透析可去除溶液中的DNA D蛋白质和DNA都可以用电泳的方法进行分离纯化,解析：A项中，提取细胞中的染色质(染色体)需用蒸馏水涨破细胞；C项中，蛋白质提取和分离过程中进行透析不能除去溶液中的DNA，因为透析袋能使小分子自由进出，而将大分子保留在袋内。 答案：BD,5(2008江苏生物)下列叙述中错误的是( ) A改变NaCl溶液的浓度只能使DNA溶解而不能使其析出 B在沸水浴中，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色 C用电泳法可分离带电性质、分子大小和形状不同的蛋白质 D用透析法可去除蛋白质样品中的小分子物质,解析：A选项中提
11、取DNA的原理，是DNA在不同浓度NaCl溶液中的溶解度不同，DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小，因此如果将NaCl浓度调至0.14 mol/L会使DNA溶解度变小而呈析出状态。 答案：A,(2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和_法。 (3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用_技术，该技术的核心是_和_。 (4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的_作探针进行分子杂交检测，又要用_方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。,【解析】 限制酶可水解DNA分子中特定位点的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，DNA连接酶可催化两个脱
12、氧核苷酸分子之间磷酸二酯键的形成；运用农杆菌转化法、基因枪法或花粉管通道法将目的基因导入受体细胞之后，还需利用植物组织培养技术将受体细胞培养成植株。 【答案】 (1)a a (2)基因枪(花粉管通道) (3)植物组织培养 脱分化(去分化) 再分化 (4)耐盐基因(目的基因) 一定浓度盐水浇灌(移栽到盐碱地中),【规律探究】 基因工程的原理 (1)不同生物DNA分子得以重新拼接的基础： DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸； 双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构； 所有生物DNA碱基对均遵循严格的“互补配对”原则，即A总与T配对，G总与C配对如此，方可使具相同末端(黏性末端或平末端)的
13、不同DNA分子得以连接在一起。,(2)外源基因在受体内表达的理论基础： 基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位，具相对独立性； 遗传信息的传递都遵循中心法则所阐述的信息流动方向； 生物界共用一套遗传密码。,(2008年广东理综)天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题： (1)将淀粉酶基因切割下来所用的工具是_，用_将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子_，以完成工程菌的构建。,(2)若要鉴定淀粉酶基因是否
14、插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是_；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用_检测；将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈。请解释该现象发生的原因。 (3)如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小？ (4)微生物在基因工程领域中有哪些重要作用？,【解析】 该工程菌的构建包括目的基因的获取，基因表达载体的构建和导入以及目的基因的检测与鉴定等步骤，相同条件下淀粉酶的活性或酒精产量可反映出该菌利用淀粉能力的大小。,【答案】 (1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 导入酿酒酵母菌细胞 (2)DNA分子杂交 抗原抗体杂交或淀粉酶活性 该工程菌产生的淀粉酶可分泌至培养基，水解淀粉后的区域，遇碘不再变蓝色，产生透明圈。 (3)测定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精产量。 (4)工具酶的主要来源；最重要的目的基因供体库之一；目的基因的载体之一；作为受体细胞；提供用于发酵的工程菌。,1(2009年浙江理综)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
