《高考生物大一轮复习 第十一单元 现代生物科技专题 11.1 基因工程课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物大一轮复习 第十一单元 现代生物科技专题 11.1 基因工程课件（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、考点研析考点研析课堂归纳课堂归纳 随堂演练随堂演练 课时规范训练课时规范训练 第第1讲基因工程讲基因工程考纲要求考纲要求全国课标卷五年考频统计全国课标卷五年考频统计2018高考预期高考预期1.基因工程的诞生基因工程的诞生2.基因工程的原理及技术基因工程的原理及技术(含含PCR)3.基因工程的应用基因工程的应用4.蛋白质工程蛋白质工程2012，T40；2013，T40(1)(2)2014全国全国，T402015全国全国，T40；2015全全国国，T402016全国乙，全国乙，T40；2016全全国丙，国丙，T40基因工程的原理、操基因工程的原理、操作步骤，作步骤，在农业、工业、医学在农业、工业、
2、医学等方面的应用等方面的应用考点考点1基因工程的操作工具基因工程的操作工具1限制酶限制酶(1)存在：存在：_中。中。(2)作作用用：_，并并使使每每一一条条链中特定部位的两个核苷酸之间的链中特定部位的两个核苷酸之间的_断开。断开。答答案案：1.(1)原原核核生生物物(2)识识别别双双链链DNA分分子子的的某某种种特特定定核核苷苷酸酸序列磷酸二酯键序列磷酸二酯键答案：答案：(3)黏性末端平末端黏性末端平末端2DNA连接酶连接酶(1)作作用用：将将双双链链DNA片片段段“缝缝合合”起起来来，恢恢复复被被限限制制酶酶切切开开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。(2)种类种类E
3、coliDNA连接酶连接酶T4DNA连接酶连接酶来源来源_特点特点只只“缝合缝合”_末端末端黏性末端和平末端都可黏性末端和平末端都可“缝合缝合”答案：答案：2(2)大肠杆菌大肠杆菌T4噬菌体黏性噬菌体黏性3.载体载体(1)条条件件：能能在在受受体体细细胞胞中中复复制制并并稳稳定定保保存存；具具有有一一至至多多个个限限制酶切点；具有标记基因。制酶切点；具有标记基因。答答案案：3(2)质质粒粒噬噬菌菌体体的的衍衍生生物物(3)携携带带外外源源DNA片片段段进入受体细胞进入受体细胞注意：注意：(1)基因工程中有基因工程中有3种工具，但工具酶只有种工具，但工具酶只有2种。种。(2)限限制制酶酶具具有有
4、特特异异性性，即即一一种种限限制制酶酶只只能能识识别别特特定定的的碱碱基基序序列列，并并在在特特定定的的位位点点上上进进行行切切割割；限限制制酶酶不不切切割割自自身身DNA的的原原因因是是原原核核生生物物中中不不存存在在该该酶酶的的识识别别序序列列或或识识别别序序列列已已经经被被修修饰。饰。(3)限制酶、限制酶、DNA连接酶、连接酶、DNA聚合酶等相关酶的分析比较聚合酶等相关酶的分析比较名称名称作用部位作用部位作用底物作用底物形成产物形成产物限制酶限制酶磷酸二酯键磷酸二酯键DNA分子分子带黏性末端或平末端带黏性末端或平末端的的DNA片段片段DNA连接酶连接酶磷酸二酯键磷酸二酯键DNA片段片段重
5、组重组DNA分子分子DNA聚合酶聚合酶磷酸二酯键磷酸二酯键脱氧核苷酸脱氧核苷酸子代子代DNA分子分子热稳定热稳定DNA聚合酶聚合酶磷酸二酯键磷酸二酯键脱氧核苷酸脱氧核苷酸子代子代DNA分子分子DNA(水解水解)酶酶磷酸二酯键磷酸二酯键DNA分子分子游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸解旋酶解旋酶碱基对间的氢键碱基对间的氢键DNA分子分子脱氧核苷酸长链脱氧核苷酸长链RNA聚合酶聚合酶磷酸二酯键磷酸二酯键核糖核苷酸核糖核苷酸单链单链RNA分子分子题组精练题组精练1图图1表表示示含含有有目目的的基基因因D的的DNA片片段段长长度度(bp即即碱碱基基对对)和和部部分分碱碱基基序序列列，图图2表表示示一一种
6、种质质粒粒的的结结构构和和部部分分碱碱基基序序列列。现现有有Msp、BamH、Mbo、Sma4种种限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶，它它们们识识别别的的碱碱基基序序列列和和酶酶切切位位点点分分别别为为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题。请回答下列问题。(1)图图1的的一一条条脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链中中相相邻邻两两个个碱碱基基之之间间依依次次由由_连接。连接。(2)若若用用限限制制酶酶Sma完完全全切切割割图图1中中DNA片片段段，产产生生的的末末端端是是_末端，其产物长度为末端，其产物长度为_。(3)若若图图1中中虚虚线线方方框框内内的的碱碱基基对对被被TA碱碱基
7、基对对替替换换，那那么么基基因因D就就突突变变为为基基因因d。从从杂杂合合子子中中分分离离出出图图1及及其其对对应应的的DNA片片段段，用用限限制制酶酶Sma完完全全切切割割，产产物物中中共共有有_种种不不同同长度的长度的DNA片段。片段。(4)若若将将图图2中中质质粒粒和和目目的的基基因因D通通过过同同种种限限制制酶酶处处理理后后进进行行连连接接，形形成成重重组组质质粒粒，那那么么应应选选用用的的限限制制酶酶是是_。在在导导入入重重组组质质粒粒后后，为为了了筛筛选选出出含含重重组组质质粒粒的的大大肠肠杆杆菌菌，一一般般需需要要用用添添加加_的的培培养养基基进进行行培培养养。经经检检测测，部部
8、分分含含有有重重组组质质粒粒的的大大肠肠杆杆菌菌菌菌株株中中目目的的基基因因D不不能能正正确确表表达达，其其最可能的原因是最可能的原因是_。解解析析：(1)题题干干中中强强调调“一一条条脱脱氧氧核核苷苷酸酸链链中中相相邻邻两两个个碱碱基基”，可可通通过过画画出出DNA结结构构示示意意图图解解决决。(2)Sma识识别别并并切切割割的的序序列列为为CCCGGG，所所以以产产生生的的末末端端为为平平末末端端，经经Sma切切割割后后，DNA片片段段会会形形成成三三个个小小的的DNA片片段段，按按切切割割位位点点算算分分别别是是：5343537(bp)；79633790(bp)；6583661(bp)。
9、(3)用用Sma切切割割基基因因D，会会形形成成537bp、790bp、661bp三三种种类类型型。题题图图1中中虚虚线线方方框框内内CG被被TA替替换换，失失去去了了一一个个酶酶切切位位点点，则则会会被被切切割割成成53479631327(bp)和和6583661(bp)两两种种类型。所以一共会得到类型。所以一共会得到537bp、790bp、1327bp、661bp4种种类型型的的片片段段。(4)根根据据基基因因D和和质粒粒的的核核苷苷酸酸序序列列可可知知，可可选用用BamH和和Mbo进行行切切割割，但但Mbo会会破破坏坏掉掉两两种种抗抗生生素素抗抗性性基基因因，因因此此只只能能用用BamH
10、进行行切切割。割。答案：答案：(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平平537bp、790bp、661bp(3)4(4)BamH抗抗生生素素B同同种种限限制制酶酶切切割割形形成成的的末末端端相相同同，部部分目的基因分目的基因D与质粒反向连接与质粒反向连接2下下表表是是几几种种限限制制酶酶识识别别序序列列及及其其切切割割位位点点，图图1、图图2中中标标注注了了相相关关限限制制酶酶的的酶酶切切位位点点，其其中中切切割割位位点点相相同同的的酶酶不不重重复复标标注。请回答下列问题：注。请回答下列问题：(1)用用图图中中质质粒粒和和目目的的基基因因构构建建重重组组质质粒粒，应应选选
11、用用_两两种种限限制制酶酶切切割割，酶酶切切后后的的载载体体和和目目的的基基因因片片段段，通通过过_酶酶作作用用后后获获得得重重组组质质粒粒。为为了了扩扩增增重重组组质质粒粒，需需将将其其转转入入处处于于_态的大肠杆菌。态的大肠杆菌。(2)为为了了筛筛选选出出转转入入了了重重组组质质粒粒的的大大肠肠杆杆菌菌，应应在在筛筛选选平平板板培培养养基基中中添添加加_，平平板板上上长长出出的的菌菌落落，常常用用PCR鉴鉴定定，所用的引物组成为图所用的引物组成为图2中中_。(3)若若BamH酶酶切切的的DNA末末端端与与Bcl酶酶切切的的DNA末末端端连连接接，连连接接部部位位的的6个个碱碱基基对对序序列
12、列为为_，对对于于该该部部位位，这这两两种种酶酶_(填填“都能都能”、“都不能都不能”或或“只有一种能只有一种能”)切开。切开。(4)若若用用Sau3A切切图图1质质粒粒最最多多可可能能获获得得_种种大大小小不不同同的的DNA片段。片段。解解析析：(1)选选择择的的限限制制酶酶应应在在目目的的基基因因两两端端且且在在质质粒粒中中存存在在识识别别位位点点，故故可可以以用用来来切切割割的的限限制制酶酶为为Bcl、Hind、BamH和和Sau3A，但但由由于于BamH和和Sau3A可可能能使使质质粒粒中中的的启启动动子子丢丢失失或或破破坏坏抗抗性性基基因因，所所以以应应选选用用Bcl、Hind两两种
13、种限限制制酶酶切切割割。酶酶切切后后的的载载体体和和目目的的基基因因片片段段，通通过过DNA连连接接酶酶作作用用后后获获得得重重组组质质粒粒。为为了了扩扩增增重重组组质质粒粒，需需将将其其转转入入感感受受态态的的大大肠杆菌中，使其增殖。肠杆菌中，使其增殖。(2)根据质粒上抗性基因，根据质粒上抗性基因，为为了了筛筛选选出出转转入入了了重重组组质质粒粒的的大大肠肠杆杆菌菌，应应在在筛筛选选平平板板培培养养基基中中添添加加四四环环素素。平平板板上上长长出出的的菌菌落落，常常用用PCR鉴鉴定定，目目的的基基因因DNA受受热热变变性性后后解解链链为为单单链链，引引物物需需要要与与单单链链两两端端相相应应
14、互互补补序序列列结结合合，故故所所用用引引物物组组成成是是图图2中中的的引引物物甲甲和和引引物物丙丙。(3)若若BamH酶酶切切的的DNA末末端端和和Bcl酶酶切切的的DNA末末端端连连接接，连连接接部位的部位的6个碱基对序列为个碱基对序列为(4)根根据据Bcl、BamH和和Sau3A的的酶酶切切位位点点，Sau3A在在质质粒粒上上有有三三个个酶酶切切位位点点，完完全全酶酶切切可可得得到到记记为为A、B、C三三种种片片段段，若若部部分分位位点点被被切切开开，可可得得到到AB、AC、BC、ABC四四种种片片段段，所以用所以用Sau3A切质粒最多可能获得切质粒最多可能获得7种大小不同的种大小不同的
15、DNA片段。片段。答案：答案：(1)Bcl和和HindDNA连接感受连接感受(2)四环素引物甲和引物丙四环素引物甲和引物丙1确定限制酶的种类确定限制酶的种类(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。不不能能选选择择切切点点位位于于目目的的基基因因内内部部的的限限制制酶酶，如如图图甲甲不不能能选选择择Sma。为为避避免免目目的的基基因因和和质质粒粒的的自自身身环环化化和和随随意意连连接接，也也可可使使用用不不同同的的限限制制酶酶切切割割目目的
16、的基基因因和和质质粒粒，如如图图甲甲也也可可选选择择用用Pst和和EcoR两种限制酶两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类根据质粒的特点确定限制酶的种类所所选选限限制制酶酶要要与与切切割割目目的的基基因因的的限限制制酶酶相相一一致致，以以确确保保具具有有相同的黏性末端。相同的黏性末端。质质粒粒作作为为载载体体必必须须具具备备标标记记基基因因等等，所所以以所所选选择择的的限限制制酶酶尽尽量量不不要要破破坏坏这这些些结结构构，如如图图乙乙中中限限制制酶酶Sma会会破破坏坏标标记记基基因因；如如果果所所选选酶酶的的切切点点
17、不不止止一一个个，则则切切割割重重组组后后可可能能会会丢丢失失某某些些片片段段，若若丢丢失失的的片片段段含含复复制制起起点点区区，则则切切割割重重组组后后的的片片段段进进入受体细胞后不能自主复制。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标记基因的标记原理载载体体上上的的标标记记基基因因一一般般是是一一些些抗抗生生素素的的抗抗性性基基因因。目目的的基基因因要要转转入入的的受受体体细细胞胞没没有有抵抵抗抗相相关关抗抗生生素素的的能能力力。当当含含有有抗抗生生素素抗抗性性基基因因的的载载体体进进入入受受体体细细胞胞后后，抗抗性性基基因因在在受受体体细细胞胞内内表表达达，使使受受体体
18、细细胞胞能能够够抵抵抗抗相相应应抗抗生生素素，所所以以在在受受体体细细胞胞的的培培养养体体系系中中加加入入该该种种抗抗生生素素就就可可以以只只保保留留转转入入载载体体的的受受体体细细胞胞，原原理理如如下图所示：下图所示：考点考点2基因工程的操作过程与应用基因工程的操作过程与应用1目的基因的获取目的基因的获取(1)目目的的基基因因：主主要要指指_的的基基因因，也也可可以以是是一一些些具具_作用的因子。作用的因子。答答案案：1.(1)编编码码蛋蛋白白质质调调控控(2)基基因因文文库库mRNA反反转转录录DNA合成仪合成仪注意：注意：(1)基因组文库与部分基因文库基因组文库与部分基因文库基因文库类基
19、因文库类型型基因组文库基因组文库部分基因文库部分基因文库(cDNA文库文库)构建基因文构建基因文库的过程库的过程(2)PCR技术技术原理：原理：DNA复制复制需需要要条条件件：模模板板DNA、引引物物、四四种种脱脱氧氧核核苷苷酸酸、热热稳稳定定DNA聚合酶聚合酶(Taq酶酶)过过程程：DNA受受热热变变性性解解旋旋为为单单链链、冷冷却却后后RNA引引物物与与单单链链相相应应互互补补序序列列结结合合，然然后后在在DNA聚聚合合酶酶作作用用下下延延伸伸合合成成互互补补链。链。2基因表达载体的构建基因表达载体的构建基因工程的核心基因工程的核心(1)目目的的：使使目目的的基基因因_，同同时时使使目目的
20、的基因能够表达和发挥作用。基因能够表达和发挥作用。答案：答案：2(1)在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代(2)基因表达载体的组成基因表达载体的组成答案：答案：(2)RNA聚合酶转录转录目的基因聚合酶转录转录目的基因(3)构建过程构建过程答案：答案：(3)同种限制酶同种限制酶DNA连接连接3将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞(1)受体细胞种类不同，导入方法不同受体细胞种类不同，导入方法不同生物种类生物种类植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞常用方法常用方法_受体细胞受体细胞体细胞体细胞_原核细胞原核细胞答答案案：3(1)
21、农农杆杆菌菌转转化化法法显显微微注注射射法法感感受受态态细细胞胞法法受受精卵精卵转化过转化过程程将目的基因插入到将目的基因插入到Ti质质粒的粒的TDNA上上导入农导入农杆菌杆菌侵染植物细胞侵染植物细胞整合到受体细胞的染色整合到受体细胞的染色体体DNA上上表达表达将含有目的基因的表达将含有目的基因的表达载体提纯载体提纯取卵取卵(受精卵受精卵)显微注射显微注射受精卵发受精卵发育育获得具有新性状的获得具有新性状的动物动物Ca2处理细胞处理细胞感受感受态细胞态细胞重组表达载重组表达载体与感受态细胞混合体与感受态细胞混合感受态细胞吸收感受态细胞吸收DNA分子分子(2)基因工程产物不同、选择的受体细胞类型
22、也不相同基因工程产物不同、选择的受体细胞类型也不相同培培育育转转基基因因植植物物：受受体体细细胞胞可可以以是是受受精精卵卵、体体细细胞胞(需需经经植植物组织培养成为完整植株物组织培养成为完整植株)。培培育育转转基基因因动动物物：受受体体细细胞胞为为受受精精卵卵，若若用用体体细细胞胞作作为为受受体体细胞，则需经核移植技术培养成转基因动物。细胞，则需经核移植技术培养成转基因动物。生生产产蛋蛋白白质质产产品品：一一般般选选用用大大肠肠杆杆菌菌等等原原核核生生物物作作为为受受体体细细胞胞，因因原原核核生生物物具具有有一一些些其其他他生生物物没没有有的的特特点点，如如繁繁殖殖快快、多多为单细胞、遗传物质
23、相对较少等。为单细胞、遗传物质相对较少等。4目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定注注意意：(1)目目的的基基因因的的插插入入位位点点不不是是随随意意的的，基基因因表表达达需需要要启启动动子子与与终终止止子子的的调调控控，目目的的基基因因应应插插入入启启动动子子与与终终止止子子之之间间的的部位。部位。(1)基基因因工工程程操操作作过过程程中中只只有有第第三三步步(将将目目的的基基因因导导入入受受体体细细胞胞)没有碱基互补配对现象。没有碱基互补配对现象。(3)农农杆杆菌菌转转化化法法原原理理：农农杆杆菌菌易易感感染染双双子子叶叶植植物物和和裸裸子子植植物物，并并将将其其Ti质质粒粒上上的的TD
24、NA转转移移并并整整合合到到受受体体细细胞胞染染色色体体DNA上。上。题组精练题组精练1根据基因工程的有关知识，回答下列问题：根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)cDNA文文库库属属于于_基基因因文文库库，其其构构建建方方法法是是：用用某某种种生生物物发发育育的的某某个个时时期期的的_反反转转录录产产生生的的cDNA片片段段，与与_连接后储存在一个受体菌群中。连接后储存在一个受体菌群中。(2)切切割割DNA分分子子的的工工具具是是_，它它能能使使每每一一条条链链中中特特定定部部位位的的两两个个核核苷苷酸酸之之间间的的_断断开开，形形成成黏黏性性末末端端或或平平末末端。端。(3)基基因因
25、工工程程中中所所使使用用的的DNA连连接接酶酶有有两两类类。既既可可以以“缝缝合合”黏性末端，又可以黏性末端，又可以“缝合缝合”平末端的是平末端的是_DNA连接酶。连接酶。(4)将将目目的的基基因因导导入入植植物物细细胞胞采采用用最最多多的的方方法法是是_；如如果果受受体体细细胞胞是是大大肠肠杆杆菌菌，需需要要用用_处处理理细细胞胞，使使之之成成为为感受态细胞，才能吸收感受态细胞，才能吸收DNA分子。分子。解解析析：(1)基基因因文文库包包括括基基因因组文文库和和部部分分基基因因文文库如如cDNA文文库。cDNA文文库构构建建的的方方法法是是：用用某某种种生生物物发育育的的某某个个时期期的的m
26、RNA反反转录产生生的的cDNA片片段段，与与载体体连接接后后储存存在在一一个个受受体体菌菌群群中中。(2)切切割割DNA分分子子的的工工具具是是限限制制酶，它它作作用用的的化化学学键是是磷磷酸酸二二酯键。限限制制酶切切割割DNA后后形形成成黏黏性性末末端端或或平平末末端端。(3)基基因因工工程程中中所所使使用用的的DNA连接接酶有有EcoliDNA连接接酶和和T4DNA连接接酶两两类，前前者者只只可可“缝合合”黏黏性性末末端端，后后者者既既可可以以“缝合合”黏黏性性末末端端，又又可可以以“缝合合”平平末末端端。(4)将将目目的的基基因因导入入植植物物细胞胞采采用用最最多多的的方方法法是是农杆
27、杆菌菌转化化法法；如如果果受受体体细胞胞是是大大肠杆杆菌菌，需需要要用用Ca2处理理细胞胞，使使之之成成为感感受受态细胞胞，才能吸收才能吸收DNA分子。分子。答案：答案：(1)部分部分mRNA载体载体(2)限制性核酸内切酶磷酸二酯键限制性核酸内切酶磷酸二酯键(3)T4(4)农杆菌转化法农杆菌转化法Ca22(2017湖湖北北武武汉汉2月月调调研研)如如图图是是获获得得转转基基因因抗抗虫虫棉棉的的技技术术流流程示意图。请回答：程示意图。请回答：(1)AB利利用用的的技技术术称称为为_，其其中中过过程程需需要要热热稳稳定定的的_酶才能完成。酶才能完成。(2)图图中中将将目目的的基基因因导导入入棉棉花
28、花细细胞胞需需要要经经过过C过过程程，该该过过程程为为构构建建_，其其目目的的是是使使目目的的基基因因在在受受体体细细胞胞中中稳稳定定存存在在且且可可以遗传给下一代，并能表达。以遗传给下一代，并能表达。(3)上上述述流流程程示示意意图图中中，将将目目的的基基因因导导入入棉棉花花细细胞胞所所采采用用的的方方法法是是_法法，该该方方法法一一般般_(填填“适适宜宜”或或“不不适适宜宜”)用于将目的基因导入单子叶植物。用于将目的基因导入单子叶植物。(4)从从FG的的过过程程利利用用的的主主要要技技术术为为_，欲欲确确定定抗抗虫虫基基因因在在G体体内内是是否否表表达达，在在个个体体水水平平上上需需要要做
29、做_实实验验。如如果果抗抗虫虫基基因因导导入入成成功功，且且与与某某条条染染色色体体的的DNA整整合合起起来来，该该转转基基因因抗抗虫虫棉棉可可视视为为杂杂合合子子，将将该该转转基基因因抗抗虫虫棉棉自自交交一一代代，预预计后代中抗虫植株占计后代中抗虫植株占_。解解析析：(1)AB是是PCR技技术术中中的的操操作作，过过程程是是PCR技技术术中中的的延延伸伸过过程程，需需要要耐耐热热的的DNA聚聚合合酶酶参参与与。(2)过过程程C是是构构建建基基因因表表达达载载体体。(3)图图中中显显示示，将将目目的的基基因因导导入入棉棉花花细细胞胞的的方方法法是是农农杆杆菌菌转转化化法法，该该方方法法不不适适
30、于于将将目目的的基基因因导导入入单单子子叶叶植植物物，这这是是因因为为农农杆杆菌菌对对大大多多数数单单子子叶叶植植物物没没有有感感染染力力。(4)FG过过程程是是将将棉棉花花体体细细胞胞培培育育形形成成新新的的个个体体，需需要要采采用用植植物物组组织织培培养养技技术术；检检测测抗抗虫虫基基因因在在转转基基因因植植株株体体内内是是否否表表达达，在在个个体体水水平平上上需需要要做做抗抗虫虫接接种种实实验验；假假设设抗抗虫虫基基因因为为A，则则该该杂杂合合子子基基因因型型可可以以表表示示为为A0，A0自自交交，后后代代中中抗抗虫虫植植株株A_和和非非抗抗虫虫植植株株00分别占分别占3/4、1/4。答
31、案：答案：(1)PCRTaqDNA聚合聚合(2)基因表达载体基因表达载体(3)农杆菌转化不适宜农杆菌转化不适宜(4)植物组织培养抗虫接种植物组织培养抗虫接种3/4考点考点3基因工程的应用及蛋白质工程基因工程的应用及蛋白质工程1基因工程的应用基因工程的应用(1)植物基因工程植物基因工程外源基因类型及举例外源基因类型及举例成果举例成果举例抗虫转基因抗虫转基因植物植物抗抗虫虫基基因因：Bt毒毒蛋蛋白白基基因因、蛋蛋白白酶酶抑抑制制剂剂基基因因、淀淀粉粉酶酶抑抑制制剂剂基基因因、植植物物凝集素基因凝集素基因抗虫水稻、抗虫棉、抗虫抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米玉米抗病转基因植抗病转基因植物物(1)抗病毒基因
32、：病毒外壳蛋白基因、抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶基因；病毒复制酶基因；(2)抗真菌基因：几丁质酶基因、抗毒抗真菌基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因素合成基因抗病毒烟草、抗病毒小麦抗病毒烟草、抗病毒小麦抗逆转基因植抗逆转基因植物物抗逆基因：调节细胞渗透压基因、抗冻抗逆基因：调节细胞渗透压基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因蛋白基因、抗除草剂基因抗盐碱和抗干旱的烟草、抗抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、抗除草剂的大豆和寒番茄、抗除草剂的大豆和玉米玉米改良品质的改良品质的转基因植物转基因植物优良性状基因：必需氨基酸含量多的优良性状基因：必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因、控制番茄成熟的基蛋白质编
33、码基因、控制番茄成熟的基因、与植物花青素代谢有关的基因因、与植物花青素代谢有关的基因高赖氨酸玉米、耐储存番高赖氨酸玉米、耐储存番茄、新花色矮牵牛茄、新花色矮牵牛(2)动物基因工程动物基因工程外源基因类型及举例外源基因类型及举例成果举例成果举例提高生长速度的转基提高生长速度的转基因动物因动物外源生长激素基因外源生长激素基因转基因鲤鱼转基因鲤鱼改善畜产品品质的转改善畜产品品质的转基因动物基因动物肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因乳汁中含乳糖较少的转基乳汁中含乳糖较少的转基因牛因牛生产药物的转基因动生产药物的转基因动物物药用蛋白基因乳腺蛋白基因药用蛋白基因乳腺蛋白基因的启动子的启动子转基因动物具有乳腺生物转基
34、因动物具有乳腺生物反应器反应器作器官移植供体的转基因作器官移植供体的转基因动物动物外源的抑制抗原决定基因外源的抑制抗原决定基因表达的调节因子或除去供表达的调节因子或除去供体的抗原决定基因体的抗原决定基因无免疫排斥反应的转基因无免疫排斥反应的转基因猪猪(3)基因治疗与基因诊断基因治疗与基因诊断基因治疗基因治疗基因诊断基因诊断原理原理基因重组及基因表达基因重组及基因表达DNA分子杂交分子杂交方法方法将正常基因导入病人体内，使该基将正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，以达到治因的表达产物发挥功能，以达到治疗疾病的目的疗疾病的目的制作特定制作特定DNA探针与病人样品探针与病人样品DNA混
35、合分析杂交带情况，判断患者是混合分析杂交带情况，判断患者是否出现了基因异常或携带病原体否出现了基因异常或携带病原体进展进展临床实验临床实验临床应用临床应用注注意意：(1)用用基基因因工工程程的的方方法法，使使外外源源基基因因得得到到高高效效表表达达的的菌菌类类细细胞胞株株系系一一般般称称为为“工工程程菌菌”，如如含含有有抗抗虫虫基基因因的的土土壤壤农农杆杆菌菌菌菌株株。而而青青霉霉素素是是诱诱变变后后的的高高产产青青霉霉菌菌产产生生的的，不不是是通通过过基基因工程改造的工程菌产生的。因工程改造的工程菌产生的。(2)用用基基因因工工程程生生产产的的药药品品，从从化化学学成成分分上上分分析析都都应
36、应该该是是蛋蛋白白质类。质类。(3)动动物物基基因因工工程程的的实实施施主主要要是是为为了了改改善善畜畜产产品品的的品品质质，不不是是为了产生体型巨大的个体。为了产生体型巨大的个体。(4)并并非非所所有有个个体体都都可可作作为为乳乳腺腺生生物物反反应应器器，制制备备乳乳腺腺生生物物反反应器通常是针对雌性个体进行的操作。应器通常是针对雌性个体进行的操作。2蛋白质工程蛋白质工程(1)缘由：基因工程原则上只能产生缘由：基因工程原则上只能产生_的蛋白质。的蛋白质。(2)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。(3)手段：基因修饰或基因合成。手段：
37、基因修饰或基因合成。(4)目的：合成满足人类生产和生活需求的蛋白质。目的：合成满足人类生产和生活需求的蛋白质。(5)流程：流程：(6)蛋蛋白白质质工工程程中中通通过过对对基基因因操操作作来来实实现现对对天天然然蛋蛋白白质质改改造造的的原因：原因：改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传。改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传。对对基基因因进进行行改改造造比比对对蛋蛋白白质质进进行行直直接接改改造造要要容容易易操操作作，难难度度要小得多。要小得多。3蛋白质工程与基因工程的比较蛋白质工程与基因工程的比较项目项目蛋白质工程蛋白质工程基因工程基因工程区区别别过程过程预期蛋白质
38、功能预期蛋白质功能设计蛋设计蛋白质结构白质结构推测氨基酸序推测氨基酸序列列推测脱氧核苷酸序列推测脱氧核苷酸序列合成合成DNA表达出蛋表达出蛋白质白质目的基因的获取目的基因的获取基因表达载体的构建基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基因目的基因的检测与鉴定的检测与鉴定区区别别实质实质定向改造或生产人类所需蛋定向改造或生产人类所需蛋白质白质定向改造生物的遗传特性，以获定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产得人类所需的生物类型或生物产品品(基因的异体表达基因的异体表达)结果结果生产自然界中没有的蛋白质生产自然界中没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质生产
39、自然界中已有的蛋白质联联系系,蛋蛋白白质质工工程程是是在在基基因因工工程程的的基基础础上上延延伸伸出出来来的的第第二二代代基基因因工工程程，因因为为对对现现有有蛋蛋白白质质的的改改造造或或制制造造新新的的蛋蛋白白质质，必必须须通通过基因修饰或基因合成实现答案：过基因修饰或基因合成实现答案：2.(1)自然界已存在自然界已存在题组精练题组精练1干干扰扰素素是是动动物物体体内内合合成成的的一一种种蛋蛋白白质质，可可以以用用于于治治疗疗病病毒毒感感染染和和癌癌症症，但但体体外外保保存存相相当当困困难难，如如果果将将其其分分子子上上的的一一个个半半胱胱氨氨酸酸转转变变成成丝丝氨氨酸酸，就就可可在在70条
40、条件件下下保保存存半半年年，请请根根据以上信息回答下列问题：据以上信息回答下列问题：(1)蛋蛋白白质质的的合合成成是是受受基基因因控控制制的的，因因此此获获得得能能够够控控制制合合成成“可可以以保保存存的的干干扰扰素素”的的基基因因是是生生产产的的关关键键，依依据据蛋蛋白白质质工工程程原原理理，设设计计实实验验流流程程，让让动动物物生生产产“可可以以保保存存的的干干扰扰素素”。写写出出下列方框中相应的实验步骤。下列方框中相应的实验步骤。A_；B._；C_；D._。(2)基基因因工工程程与与蛋蛋白白质质工工程程相相比比较较，基基因因工工程程在在原原则则上上只只能能生生产产_的的蛋蛋白白质质，不不
41、一一定定符符合合_需需要要。而而蛋蛋白白质质工工程程是是以以蛋蛋白白质质分分子子的的结结构构规规律律及及其其与与生生物物功功能能的的关关系系作作为为基基础础，通通过过_或或_，对对现现有有蛋蛋白白质质进进行行_，或或制制造造一一种种新新的的蛋蛋白白质质，以以满满足足人人类类的的生生产产和和生活需要。生活需要。(3)蛋蛋白白质质工工程程实实施施的的难难度度很很大大，原原因因是是蛋蛋白白质质具具有有十十分分复复杂杂的的_结构。结构。(4)对对天天然然蛋蛋白白质质进进行行改改造造时时，应应该该直直接接对对蛋蛋白白质质分分子子进进行行操操作，还是应该通过对基因的操作来实现？作，还是应该通过对基因的操作
42、来实现？_，原因是原因是_。解解析析：本本题综合合考考查了了蛋蛋白白质工工程程与与基基因因工工程程的的异异同同，并并考考查了了蛋蛋白白质工工程程的的原原理理及及其其在在生生产实践践中中的的应用用。蛋蛋白白质工工程程是是研研究究蛋蛋白白质的的结构构和和功功能能、蛋蛋白白质折折叠叠、蛋蛋白白质分分子子设计等等一一系系列列分分子子生生物物学学问题的的一一种种新新型型的的、强有有力力的的手手段段。通通过对蛋蛋白白质工工程程的的研研究究，可可以以深深入入地地揭揭示示生生命命现象象的的本本质和和生生命命活活动的的规律律。基基因因工工程程遵遵循循中中心心法法则，从从DNAmRNA蛋蛋白白质，基基本本上上是是
43、生生产出出自自然然界界已已有有的的蛋蛋白白质。蛋蛋白白质工工程程则是是按按照照相相反反的的思思路路进行行的的，其其基基本本流流程程是是预期期蛋蛋白白质的的功功能能设计蛋蛋白白质的的三三维结构构推推测应有有的的氨氨基基酸酸序序列列合合成成相相应的的脱脱氧氧核核苷苷酸序列酸序列创造出需要的蛋白造出需要的蛋白质。答答案案：(1)预预期期蛋蛋白白质质的的功功能能蛋蛋白白质质的的三三维维结结构构应应有有的的氨氨基基酸酸序序列列相相应应的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸序序列列( (基基因因) )(2)(2)自自然然界界已已存存在在人人类类生生产产和和生生活活的的基基因因修修饰饰基基因因合合成成改改造造(3)(3)
44、空空间间( (或或高高级级) )(4)(4)应应该该通通过过对对基基因因的的操操作作来来实实现现对对天天然然蛋蛋白白质质的的改改造造首首先先，任任何何一一种种天天然然蛋蛋白白质质都都是是由由基基因因编编码码的的，改改造造了了基基因因也也就就是是对对蛋蛋白白质质进进行行了了改改造造，而而且且改改造造过过的的蛋蛋白白质质可可以以通通过过改改造造过过的的基基因因遗遗传传下下去去；如如果果对对蛋蛋白白质质直直接接改改造造，即即使使改改造造成成功功，被被改改造造过过的的蛋蛋白白质质分分子子也也无无法法遗遗传传。其其次次，对对基基因因进进行行改改造造比比直接对蛋白质进行改造要容易操作，难度要小得多直接对蛋
45、白质进行改造要容易操作，难度要小得多2已已知知生生物物体体内内有有一一种种蛋蛋白白质质(P)，该该蛋蛋白白质质是是一一种种转转运运蛋蛋白白，由由305个个氨氨基基酸酸组组成成。如如果果将将P分分子子中中158位位的的丝丝氨氨酸酸变变成成亮亮氨氨酸酸，240位位的的谷谷氨氨酰酰胺胺变变成成苯苯丙丙氨氨酸酸，改改变变后后的的蛋蛋白白质质(P1)不不但但保保留留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：(1)从从上上述述资资料料可可知知，若若要要改改变变蛋蛋白白质质的的功功能能，可可以以考考虑虑对对蛋蛋白白质质的的_进行改造。进行改造。(2)以以P
46、基基因因序序列列为为基基础础，获获得得P1基基因因的的途途径径有有修修饰饰_基基因因或或合合成成_基基因因。所所获获得得的的基基因因表表达达时时是是遵遵循循中中心心法法则则的的，中中心心法法则则的的全全部部内内容容包包括括_的的复复制制，以以及及遗遗传传信信息息在在不不同同分子之间的流动，即：分子之间的流动，即：_。(3)蛋蛋白白质质工工程程也也被被称称为为第第二二代代基基因因工工程程，其其基基本本途途径径是是从从预预期期蛋蛋白白质质功功能能出出发发，通通过过_和和_，进进而而确确定定相相对对应应的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸序序列列，据据此此获获得得基基因因，再再经经表表达达、纯纯化化获获得得蛋蛋
47、白质，之后还需要对蛋白质的生物白质，之后还需要对蛋白质的生物_进行鉴定。进行鉴定。解解析析：(1)从从题题中中所所述述资资料料可可知知，将将P分分子子中中158位位的的丝丝氨氨酸酸变变成成亮亮氨氨酸酸，240位位的的谷谷氨氨酰酰胺胺变变成成苯苯丙丙氨氨酸酸后后，该该蛋蛋白白质质的的功功能能发发生生了了改改变变，此此过过程程是是通通过过对对构构成成蛋蛋白白质质的的氨氨基基酸酸的的排排列列顺顺序序进进行行改改造造，进进而而改改变变了了蛋蛋白白质质的的结结构构，从从而而改改变变了了蛋蛋白白质质的的功功能能。(2)在在蛋蛋白白质质工工程程中中，目目的的基基因因可可以以以以P基基因因序序列列为为基基础础
48、，对对生生物物体体内内原原有有P基基因因进进行行修修饰饰，也也可可以以通通过过人人工工合合成成法法合合成成新的新的P1基因。基因。中心法则的内容如下图所示：中心法则的内容如下图所示：由由图可可知知，中中心心法法则的的全全部部内内容容包包括括：DNA以以自自身身为模模板板进行行的的复复制制，DNA通通过转录将将遗传信信息息传递给RNA，最最后后RNA通通过翻翻译将将遗传信信息息表表达达成成蛋蛋白白质；在在某某些些病病毒毒中中RNA可可自自我我复复制制(如如烟烟草草花花叶叶病病毒毒等等)，在在某某些些病病毒毒中中能能以以RNA为模模板板逆逆转录合合成成DNA(如如HIV)，这是是对中中心心法法则的
49、的补充充。(3)蛋蛋白白质工工程程的的基基本本途途径径是是预期期蛋蛋白白质功功能能设计预期期的的蛋蛋白白质结构构推推测应有有的的氨氨基基酸酸序序列列合合成成DNA表表达达出出蛋蛋白白质，经过该过程程得得到到的的蛋蛋白白质，需需要要对其其生生物物功功能能进行行鉴定定，以以保保证其其发挥正常作用。正常作用。答案：答案：(1)氨基酸序列氨基酸序列(或结构或结构)(2)P P1 DNA和和 RNA(或或 遗遗 传传 物物 质质 ) DNARNA、RNADNA、RNA蛋白质蛋白质(或转录、逆转录、翻译或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能课堂归纳
50、课堂归纳易错清零易错清零易易错错点点1混混淆淆启启动动子子与与起起始始密密码码子子，终终止止子子与与终终止止密密码码子子，不明确标记基因的作用不明确标记基因的作用提示提示启动子启动子起始密码子，终止子起始密码子，终止子终止密码子终止密码子(1)启启动动子子：一一段段有有特特殊殊结结构构的的DNA片片段段，位位于于基基因因的的首首端端。它是它是RNA聚合酶识别、结合的部位。聚合酶识别、结合的部位。(2)终终止止子子：一一段段有有特特殊殊结结构构的的DNA片片段段，位位于于基基因因的的尾尾端端。作用是使转录过程停止。作用是使转录过程停止。(3)起起始始密密码码子子和和终终止止密密码码子子位位于于m
51、RNA上上，分分别别控控制制翻翻译译过过程的启动和终止。程的启动和终止。(4)标标记记基基因因：一一般般为为抗抗生生素素抗抗性性基基因因或或荧荧光光基基因因等等，其其作作用用是是鉴鉴别别受受体体细细胞胞中中是是否否含含有有目目的的基基因因(目目的的基基因因是是否否导导入入成成功功)，从而将含目的基因的细胞筛选出来。，从而将含目的基因的细胞筛选出来。易易错错点点2误误认认为为切切取取目目的的基基因因与与切切取取载载体体时时“只只能能”使使用用“同一种酶同一种酶”提提示示(1)在在获获取取目目的的基基因因和和切切割割载载体体时时通通常常用用同同种种限限制制酶酶，以以获获得得相相同同的的黏黏性性末末端端。但但如如果果用用两两种种不不同同限限制制酶酶切切割割后后形形成成的的黏黏性性末末端端相相同同时时，在在DNA连连接接酶酶的的作作用用下下目目的的基基因因与与载载体体也可以连接起来。也可以连接起来。(2)为为了了防防止止载载体体或或目目的的基基因因的的黏黏性性末末端端自自己己连连接接即即所所谓谓“环环化化”，可可用用不不同同的的限限制制酶酶分分别别处处理理目目的的基基因因和和载载体体，使使目目的的基基因两侧及载体上具有两个不同的黏性末端。因两侧及载体上具有两个不同的黏性末端。
