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1、第37讲 基因工程,考点一 基因工程的操作工具,考点二 基因工程的操作过程与应用,栏目索引,知识网络 答题语句,探究高考 明确考向,练出高分,知识梳理,解题探究,考纲要求 1.基因工程的诞生()。 2.基因工程的原理及技术()。,返回总目录,1.基因工程的概念 (1)供体：提供_。 (2)操作环境：_。 (3)操作水平：_水平。 (4)原理：_。 (5)受体：表达目的基因。 (6)本质：性状在_体内的表达。 (7)优点：克服_的障碍，定向改造生物的_。,目的基因,体外,分子,基因重组,受体,远缘杂交不亲和,遗传性状,知识梳理,答案,2.DNA重组技术的基本工具 (1)限制性核酸内切酶(简称：_
2、) 来源：主要是从_中分离纯化出来的。 作用：识别特定的_并切开特定部位的两个核苷酸之间的_。 结果：产生_或平末端。 (2)DNA连接酶 种类：按来源可分为Ecoli DNA连接酶和_。 作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的_。,磷酸二酯键,黏性末端,原核生物,核苷酸序列,T4DNA连接酶,磷酸二酯键,限制酶,答案,DNA连接酶和限制酶的关系,能自我复制 有一个至多个 有特殊的,(3)载体 种类：、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 质粒的特点,标记基因,限制酶切割位点,质粒,答案,1.判断下列说法的正误 (1)限制酶只能用于切割目的基因( ) (2)DNA连接
3、酶能将两碱基间通过形成的氢键连接起来( ) (3)Ecoli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端( ) (4)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体( ) (5)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达( ),也可以切割质粒,连接磷酸二酯键,诊断与思考,只可以连接黏性末端,解析答案,2.下图中的图1和图2分别表示的是EcoR限制酶和Sma限制酶的作用示意图。请据图回答： (1)请说出EcoR限制酶和Sma限制酶识别的碱基序列及切割的位点。 (2)以上实例说明限制酶有何特性？,提示 EcoR限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切割位点在G和A之间； Sma限制
4、酶识别的碱基序列是CCCGGG，切割位点在G和C之间。,提示 说明限制酶具有专一性。,返回,答案,题组一 限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用 1.如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示 限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是( ) A. B. C. D.,C,解题探究,答案,1,2,3,4,2.若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是Bgl(AGATCT)、EcoR(GAATTC)和Sau3A(GATC)。下列分析合理的是( ) A.用EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体 B.
5、用Bgl和EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体 C.用Bgl和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体 D.用EcoR和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体,关键是要看清切割后目的基因插入的方向,D,解析答案,1,2,3,4,3.下列关于载体的叙述中，错误的是( ) A.载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子 B.对某种限制酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点 C.目前常用的载体有质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒 D.载体具有某些标记基因，便于对其进行切割,题组二 载体的作用及特点分析,D,具有一个至多个限制酶切点，以便目的基因可以插入到载体中,如抗生素抗性基因，
6、以便于对外源基因是否导入进行检测,解析答案,1,2,3,4,4.如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是( ) A.Hind B.EcoR C.EcoB D.Pst,A处有BamH、EcoB、Cla限制酶的切点， 使用AD中的EcoB切割时，才能让目的基因插入到A处,C,解析答案,1,2,3,4,1.确定限制酶的种类 (1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择Pst。 不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择Sma。 为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制
7、酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用Pst和EcoR两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。,方法技巧,(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。 质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶Sma会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。,2.载体上标记基因的标记原理 载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗
8、性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，原理如下图所示：,返回,知识梳理,解题探究,考纲要求 1.基因工程的诞生() 2.基因工程的原理及技术(),返回总目录,a.目的基因 b. _ c.终止子 d._,1.基因工程的操作过程与应用 (1)基因工程的操作步骤 获取目的基因 基因表达载体的构建组成,a.从_中获取 b.利用_技术扩增 c.通过化学方法人工合成,基因文库,PCR,启动子,标记基因,知识梳理,答案,(2)基因工程的应用：培育转基因植物和_，生产基因工程药物，进行_治疗。
9、,a.利用_技术检测目的基因的有无 b.利用_技术检测目的基因的转录 c.利用_技术检测目的基因的翻译 d.利用_的鉴定检测重组性状的表达,a.植物： _ 、基因枪法、 _ b.动物：_技术 c.微生物：感受态细胞法,将目的基因导入受体细胞方法 目的基因的检测与鉴定,农杆菌转化法,花粉管通道法,显微注射,转基因动物,DNA分子杂交,分子杂交,抗原抗体杂交,个体生物学水平,基因,答案,(3)目的基因导入不同受体细胞的过程,体细胞或受精卵,受精卵,原核细胞,答案,基因表达,碱基互补配对,(4)基因治疗与基因诊断的不同点,正常基因,DNA探针,答案,2.蛋白质工程 (1)流程图 写出流程图中字母代表
10、的含义： A._，B._，C._，D._，E. _。 (2)结果：改造了现有蛋白质或制造出_。 (3)应用：主要集中应用于对_进行改造，改良生物性状。,转录,分子设计,翻译,多肽链,预期功能,现有蛋白质,新的蛋白质,答案,1.判断下列说法的正误 (1)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( ) (2)应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达( ) (3)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株( ) (4)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白， 这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺
11、细胞中( ),导入了动物的受精卵细胞内,目的基因的存在可以应用DNA探针技术，但表达则需用 抗原-抗体杂交技术,诊断与思考,解析答案,(5)为培育出抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体( ) (6)蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构( ) (7)目前在抗菌性和溶血性均较强的多肽P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽( ),DNA分子,只能说最好用受精卵为受体,因为受精卵全能性高。 其他体细胞也可作为受体细胞,解析答案,2.如图为抗虫棉的培育过程，请据图回答下列问题： (1)该基因工程中的
12、目的基因和载体分别是什么？一般情况下，为什么要用同一种限制酶处理目的基因和载体？,提示 目的基因是Bt毒蛋白基因，载体是Ti质粒。用同一种限制酶处理目的基因和载体，可以获得相同的黏性末端，便于构建基因表达载体。,答案,(2)该实例中，采用何种方法导入目的基因？为什么目的基因可以整合到染色体的DNA上？,提示 采用的方法是农杆菌转化法，由于Ti质粒上的T-DNA可转移到受体细胞且能整合到受体细胞的染色体DNA上，而目的基因又插入到了T-DNA上，所以目的基因可以整合到受体细胞的染色体DNA上。,2.如图为抗虫棉的培育过程，请据图回答下列问题：,答案,(3)该实例中，检测目的基因是否表达常见的方法
13、有哪两种？,提示 抗原抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。,2.如图为抗虫棉的培育过程，请据图回答下列问题：,返回,答案,题组一 目的基因的获取及基因表达载体的构建,1.下图表示用化学方法合成目的基因的过程。据图分析， 下列叙述正确的是( ) A.过程需要DNA连接酶 B.过程需要限制性核酸内切酶 C.目的基因的碱基序列是已知的 D.若某质粒能与目的基因重组，则该质粒和目的基因的碱基序列相同,C,质粒和目的基因的碱基序列一般不相同,解题探究,解析答案,1,2,3,4,2.下图是利用基因工程技术生产可食用疫苗的部分过程，其中Pst、Sma、EcoR、Apa为四种限制性核酸内切酶。下列有关说法中正确的是
14、( ) A.图示过程是基因工程的核心步骤，所需的限制性核酸内切酶均来自原核生物 B.图示中构建基因表达载体时，需用到一种限制性核酸内切酶,用到EcoR、Pst两种限制酶,一般,解析,1,2,3,4,D,脱氧核苷酸序列,2.下图是利用基因工程技术生产可食用疫苗的部分过程，其中Pst、Sma、EcoR、Apa为四种限制性核酸内切酶。下列有关说法中正确的是( ) C.一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列 D.抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来,标记基因,解析答案,1,2,3,4,题组二 基因工程的操作及应用实例分析 3.下面图1为某植物育种流程，图2表示利用农杆菌
15、转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。下列相关叙述错误的是( ) A.图1子代与原种保持遗传稳定性，子代和子代选育原理相同 B.图1子代选育显性性状需自交多代，子代可能发生基因突变和染色体变异,无性繁殖,基因重组,解析,1,2,3,4,D,题组二 基因工程的操作及应用实例分析 3.下面图1为某植物育种流程，图2表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。下列相关叙述错误的是( ) C.图2中过程的完成需要限制酶和DNA连接酶的参与 D.图2中可与多个核糖体结合，并可以同时翻译出多种蛋白质,构建基因表达载体,多个同种,解析答案,1,2,3,4,题组三 蛋白质工程概念和过程的辨析 4.现代生
