2012屆高考生物一輪復(fù)習(xí) 專題1基因工程精品課件 新人教版選修3

1、一、基因工程及其基本工具一、基因工程及其基本工具1基因工程的含義基因工程的含義 是指按照人們的愿望，進行嚴格的設(shè)計，并通過是指按照人們的愿望，進行嚴格的設(shè)計，并通過 和和 等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性， 從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。 又稱又稱 。2基本工具基本工具體體 外外DNA重組重組轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因DNA重組技術(shù)重組技術(shù)原核生物原核生物特定核苷酸特定核苷酸磷酸二酯磷酸二酯黏性末端或平末端黏性末端或平末端(2)DNA連接酶連接酶或或 連接起來連接起來平末端平末端磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵T4DNA

2、連接酶連接酶(3)載體載體特點：含有特點：含有 、多個、多個 ，并能在，并能在 受體細胞中受體細胞中 并穩(wěn)定保存并穩(wěn)定保存質(zhì)粒：質(zhì)粒： 其他載體：其他載體：噬菌體的衍生物、噬菌體的衍生物、 等等小型環(huán)狀小型環(huán)狀DNA分子分子標(biāo)記基因標(biāo)記基因限制酶切點限制酶切點復(fù)制復(fù)制動植物病毒動植物病毒二、基因工程的基本操作程序二、基因工程的基本操作程序基因文庫基因文庫PCR化學(xué)方法化學(xué)方法2基因表達載體的構(gòu)建：基因表達載體的構(gòu)建：基因表達載體上應(yīng)具有基因表達載體上應(yīng)具有 、 啟動子、啟動子、 和和 。3將目的基因?qū)胧荏w細胞：將目的基因?qū)胧荏w細胞：常用方法：植物常用方法：植物 、基因槍法、基因槍法、 ，動

3、物：顯微注射法；細，動物：顯微注射法；細菌：菌： 等。等。目的基因目的基因終止子終止子標(biāo)記基因標(biāo)記基因農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法法花粉管通道法花粉管通道法感受態(tài)細胞法感受態(tài)細胞法利用利用 技術(shù)檢測目的基因有無技術(shù)檢測目的基因有無利用利用 檢測目的基因的轉(zhuǎn)錄檢測目的基因的轉(zhuǎn)錄利用利用 檢測目的基因的翻譯產(chǎn)物檢測目的基因的翻譯產(chǎn)物利用利用 來鑒定重組性狀的表達來鑒定重組性狀的表達4目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定DNA分子雜交分子雜交分子雜交分子雜交抗原抗原抗體雜交抗體雜交個體水平個體水平三、蛋白質(zhì)工程三、蛋白質(zhì)工程1目標(biāo)：目標(biāo)：根據(jù)人們的需要對蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。根據(jù)人們的需要對蛋白質(zhì)

4、的分子結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。2操作對象：操作對象： 。3操作過程：操作過程：預(yù)期的蛋白質(zhì)功能預(yù)期的蛋白質(zhì)功能設(shè)計預(yù)期的設(shè)計預(yù)期的推測應(yīng)有的推測應(yīng)有的 序列序列推導(dǎo)并合成相對應(yīng)的推導(dǎo)并合成相對應(yīng)的 ?；蚧虻鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸氨基酸脫氧核脫氧核苷酸序列苷酸序列考點一考點一基因工程的操作工具基因工程的操作工具命命題題解解讀讀 三種基本工具的作用涉及基因工程操作程三種基本工具的作用涉及基因工程操作程序的關(guān)鍵步驟，近幾年高考考查的頻率較高，序的關(guān)鍵步驟，近幾年高考考查的頻率較高，考查的形式有選擇題和簡答題。預(yù)計考查的形式有選擇題和簡答題。預(yù)計2012年高年高考將以圖例作為載體考查考生提取有效信息的考將

5、以圖例作為載體考查考生提取有效信息的能力。能力。示例示例1(2010江蘇高考江蘇高考)下表中列出了幾種限制酶識別下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖序列及其切割位點，圖1、圖、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。請回答下列問題：酶切位點。請回答下列問題：限制酶限制酶BamHHindEcoRSma識別序識別序列及切列及切割位點割位點GGATCC CCTAGGAAGCTT TTCGAAGAATTC CTTAAGCCCGGG GGGCCC(1)一個圖一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma切割前后，分別含有切割前后，分別含有 _個游離的磷酸基團。個游離的磷酸基團

6、。(2)若對圖中質(zhì)粒進行改造，插入的若對圖中質(zhì)粒進行改造，插入的Sma酶切位點越多，酶切位點越多， 質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越_。(3)用圖中的質(zhì)粒和外源用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Sma切切 割，原因是割，原因是_。(4)與只使用與只使用EcoR相比較，使用相比較，使用BamH和和Hind兩種限制酶兩種限制酶 同時處理質(zhì)粒、外源同時處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點在于可以防止的優(yōu)點在于可以防止_。(5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合， 并加入并加入_酶。酶。(6)重組質(zhì)粒中抗生素抗

7、性基因的作用是為了重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了_。(7)為了從為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因，將重組質(zhì)文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因，將重組質(zhì) 粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在_ 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達的初步檢測。的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達的初步檢測。解析解析本題考查基因工程的限制性內(nèi)切酶的作用特點。本題考查基因工程的限制性內(nèi)切酶的作用特點。(1)質(zhì)粒切割前是雙鏈環(huán)狀質(zhì)粒切割前是雙鏈環(huán)狀DNA分子，所有磷酸基團參與形成磷酸二酯分子，所有磷酸基團參與形成磷酸二酯鍵，故不含游離的磷酸基團。從圖鍵，

8、故不含游離的磷酸基團。從圖1可以看出，質(zhì)粒上只含有一個可以看出，質(zhì)粒上只含有一個Sma的切點，因此被改酶切割后，質(zhì)粒變?yōu)榫€性雙鏈的切點，因此被改酶切割后，質(zhì)粒變?yōu)榫€性雙鏈DNA分子，因分子，因每條鏈上含有一個游離的磷酸基團，因此切割后含有兩個游離的磷酸每條鏈上含有一個游離的磷酸基團，因此切割后含有兩個游離的磷酸基團?；鶊F。(2)由題目可知，由題目可知，Sma識別的識別的DNA序列只有序列只有G和和C，而，而G和和C之間可以形之間可以形成三個氫鍵，成三個氫鍵，A和和T之間可以形成二個氫鍵，所以之間可以形成二個氫鍵，所以Sma酶切位點越多，酶切位點越多，熱穩(wěn)定性就越高。熱穩(wěn)定性就越高。(3)質(zhì)?？?/p>

9、生素抗性基因為標(biāo)記基因，由圖質(zhì)粒抗生素抗性基因為標(biāo)記基因，由圖2可知，標(biāo)記基因和外源可知，標(biāo)記基因和外源DNA目目的基因中均含有的基因中均含有Sma酶切位點，都可以被酶切位點，都可以被Sma破壞，故不能使用該酶破壞，故不能使用該酶剪切質(zhì)粒和含有目的基因的剪切質(zhì)粒和含有目的基因的DNA。(4)只使用只使用EcoR，則質(zhì)粒和目的基因兩端的粘性末端相同，用連接酶連接，則質(zhì)粒和目的基因兩端的粘性末端相同，用連接酶連接時，會產(chǎn)生質(zhì)粒和目的基因自身連接物，而利時，會產(chǎn)生質(zhì)粒和目的基因自身連接物，而利用用BamH和和Hind剪切時，質(zhì)粒和目的基因兩端的粘性末端不同，用剪切時，質(zhì)粒和目的基因兩端的粘性末端不同

10、，用DNA連接酶連接時，不會產(chǎn)生自身連接產(chǎn)物。連接酶連接時，不會產(chǎn)生自身連接產(chǎn)物。(5)質(zhì)粒和目的基因連接后獲得重組質(zhì)粒，該過程需要連接酶作用，故混合質(zhì)粒和目的基因連接后獲得重組質(zhì)粒，該過程需要連接酶作用，故混合后加入后加入DNA連接酶。連接酶。(6)質(zhì)粒上的抗性基因為標(biāo)記基因，用于鑒別和篩選含有重組質(zhì)粒的受體質(zhì)粒上的抗性基因為標(biāo)記基因，用于鑒別和篩選含有重組質(zhì)粒的受體細胞。細胞。(7)目的基因為蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因，所用的受體細胞為喪失吸收蔗目的基因為蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因，所用的受體細胞為喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，若將重組質(zhì)粒導(dǎo)入了受體細胞，則受體細胞糖能力的大腸桿菌突變體，若將重組質(zhì)粒導(dǎo)入

11、了受體細胞，則受體細胞應(yīng)能從培養(yǎng)基中吸收蔗糖，故應(yīng)在以蔗糖為唯一碳源的培養(yǎng)基上進行培應(yīng)能從培養(yǎng)基中吸收蔗糖，故應(yīng)在以蔗糖為唯一碳源的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)。養(yǎng)。答案答案(1)0、2(2)高高(3)Sma會破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源會破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因中的目的基因(4)質(zhì)粒和含目的基因的外源質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化片段自身環(huán)化(5)DNA連接連接(6)鑒別和篩選含有目的基因的細胞鑒別和篩選含有目的基因的細胞(7)蔗糖為唯一含蔗糖為唯一含碳營養(yǎng)物質(zhì)碳營養(yǎng)物質(zhì)1與與DNA有關(guān)的幾種酶有關(guān)的幾種酶(1)幾種酶的比較幾種酶的比較種類種類項目項目限制酶限制酶DNA連接連接酶

12、酶DNA聚合聚合酶酶解旋酶解旋酶 作用作用底物底物DNA分子分子DNA分子分子片段片段脫氧核苷脫氧核苷酸酸DNA 分子分子 作用作用部位部位磷酸二酯磷酸二酯鍵鍵磷酸二酯磷酸二酯鍵鍵磷酸二酯磷酸二酯鍵鍵堿基對間堿基對間的氫鍵的氫鍵 種類種類項目項目限制酶限制酶DNA連接酶連接酶DNA聚合聚合酶酶解旋酶解旋酶 作作用用特特點點切割目的基因及切割目的基因及載體，能專一性載體，能專一性識別雙鏈識別雙鏈DNA分分子的某種特定的子的某種特定的核苷酸序列，并核苷酸序列，并在特定位點進行在特定位點進行切割切割將雙鏈將雙鏈DNA分子分子片段片段“縫合縫合”起起來，恢復(fù)被限制來，恢復(fù)被限制酶切開了的兩個酶切開了的

13、兩個核苷酸之間的磷核苷酸之間的磷酸二酯鍵酸二酯鍵只能將單只能將單個脫氧核個脫氧核苷酸添加苷酸添加到脫氧核到脫氧核苷酸鏈上苷酸鏈上將將DNA分分子兩條鏈子兩條鏈之之 間的氫間的氫鍵打開鍵打開作用作用結(jié)果結(jié)果形成黏性末端或形成黏性末端或平末端平末端形成重組形成重組DNA分子分子形成新的形成新的DNA分子分子形成單鏈形成單鏈DNA分子分子獲取目的基因和切割載體時使用同一種限制酶，目的獲取目的基因和切割載體時使用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。是產(chǎn)生相同的黏性末端。獲取一個目的基因需限制酶剪切兩次，共產(chǎn)生獲取一個目的基因需限制酶剪切兩次，共產(chǎn)生4個黏性個黏性末端或平末端。末端或平末端。限制酶切

14、割位點的選擇必須保證標(biāo)記基因的完整性，限制酶切割位點的選擇必須保證標(biāo)記基因的完整性，以便于檢測。以便于檢測。(2)限制酶與限制酶與DNA連接酶的關(guān)系連接酶的關(guān)系 限制酶不切割自身限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在該酶的識的原因是：原核生物中不存在該酶的識 別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。 DNA連接酶起作用時不需要模板。連接酶起作用時不需要模板。2.載體載體(1)具備條件：具備條件： 對受體細胞無害，不影響受體細胞正常的生命活動。對受體細胞無害，不影響受體細胞正常的生命活動。 具標(biāo)記基因。能對重組具標(biāo)記基因。能對重組DNA是否進入受體細胞進行檢測。是否進入

15、受體細胞進行檢測。 能自我復(fù)制。通過復(fù)制進行基因擴增，否則可能會使重組能自我復(fù)制。通過復(fù)制進行基因擴增，否則可能會使重組DNA 丟失。丟失。 具有一個或多個限制酶切點，供外源基因插入其中。具有一個或多個限制酶切點，供外源基因插入其中。(2)常用載體常用載體質(zhì)粒：裸露的、結(jié)構(gòu)簡單且獨立于細菌擬核質(zhì)粒：裸露的、結(jié)構(gòu)簡單且獨立于細菌擬核DNA之外之外 的，具有自我復(fù)制能力的小型環(huán)狀的，具有自我復(fù)制能力的小型環(huán)狀DNA分子。分子。1如圖為如圖為DNA分子的某一片段，其中分別表示某種分子的某一片段，其中分別表示某種 酶的作用部位，則相應(yīng)的酶依次是酶的作用部位，則相應(yīng)的酶依次是 () ADNA連接酶、限制

16、酶、解旋酶連接酶、限制酶、解旋酶 B限制酶、解旋酶、限制酶、解旋酶、DNA連接酶連接酶 C解旋酶、限制酶、解旋酶、限制酶、DNA連接酶連接酶 D限制酶、限制酶、DNA連接酶、解旋酶連接酶、解旋酶解析：解析：使堿基對內(nèi)氫鍵斷裂的是解旋酶；限制酶將特定部使堿基對內(nèi)氫鍵斷裂的是解旋酶；限制酶將特定部位的相鄰的兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開；連接位的相鄰的兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開；連接DNA片段間磷酸二酯鍵的是片段間磷酸二酯鍵的是DNA連接酶。連接酶。答案：答案：C2除了下列哪一項之外，其余的都是基因工程的運載體所除了下列哪一項之外，其余的都是基因工程的運載體所 必須具備的條件必須具備的

17、條件 () A能在宿主細胞中復(fù)制并保存能在宿主細胞中復(fù)制并保存 B具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接 C具有標(biāo)記基因，便于進行篩選具有標(biāo)記基因，便于進行篩選 D是環(huán)形狀態(tài)的是環(huán)形狀態(tài)的DNA分子分子解析：解析：可以作為基因工程運載體的有質(zhì)粒、可以作為基因工程運載體的有質(zhì)粒、噬菌體的噬菌體的衍生物。動植物病毒等，其中很多病毒的衍生物。動植物病毒等，其中很多病毒的DNA分子不分子不是環(huán)狀的，所以是環(huán)狀的，所以DNA分子是環(huán)狀的不是作為運載體必分子是環(huán)狀的不是作為運載體必須具備的條件。須具備的條件。答案：答案：D考點二考點二基因工程的基本操作程序基因工程的基

18、本操作程序命命題題解解讀讀 基因工程的基本操作程序是近幾年高考的基因工程的基本操作程序是近幾年高考的高頻考點，分值比重較大，一般和其他工程結(jié)高頻考點，分值比重較大，一般和其他工程結(jié)合考查，考查形式既有簡答題又有選擇題。預(yù)合考查，考查形式既有簡答題又有選擇題。預(yù)計計2012年高考通過與其他工程技術(shù)綜合考查學(xué)年高考通過與其他工程技術(shù)綜合考查學(xué)生解決實際問題的能力。生解決實際問題的能力。示例示例2(2010天津高考天津高考)下圖是培育表達人乳鐵蛋白的乳下圖是培育表達人乳鐵蛋白的乳腺生物反應(yīng)器的技術(shù)路線。圖中腺生物反應(yīng)器的技術(shù)路線。圖中tetR表示四環(huán)素抗性基因，表示四環(huán)素抗性基因，ampR表示氨芐青

19、霉素抗性基因，表示氨芐青霉素抗性基因，BamH 、Hind 、Sma直線所示為三種限制酶的酶切位點。直線所示為三種限制酶的酶切位點。據(jù)圖回答：據(jù)圖回答：(1)圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用_限制酶同時酶切載體限制酶同時酶切載體和人乳鐵蛋白基因。篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含和人乳鐵蛋白基因。篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含_的培養(yǎng)基上進行。的培養(yǎng)基上進行。(2)能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細胞中特異性表達的調(diào)控序列是能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細胞中特異性表達的調(diào)控序列是_(填字母代號填字母代號)。A啟動子啟動子 BtetRC復(fù)制原點復(fù)制原點 Dam

20、pR(3)過程過程可采用的操作方法是可采用的操作方法是_(填字母代號填字母代號)。A農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 B大腸桿菌轉(zhuǎn)化大腸桿菌轉(zhuǎn)化C顯微注射顯微注射 D細胞融合細胞融合(4)過程過程采用的生物技術(shù)是采用的生物技術(shù)是_。(5)對早期胚胎進行切割，經(jīng)過程對早期胚胎進行切割，經(jīng)過程可獲得多個新個體。這利用了細胞可獲得多個新個體。這利用了細胞的的_性。性。(6)為檢測人乳鐵蛋白是否成功表達，可采用為檢測人乳鐵蛋白是否成功表達，可采用_(填字母代號填字母代號)技術(shù)。技術(shù)。A核酸分子雜交核酸分子雜交 B基因序列分析基因序列分析C抗原抗原抗體雜交抗體雜交 DPCR解析解析本題綜合考查基因工程和胚胎工程的相

21、關(guān)知識，同時考查利用本題綜合考查基因工程和胚胎工程的相關(guān)知識，同時考查利用所學(xué)原理解決實際問題的能力。所學(xué)原理解決實際問題的能力。(1)Sam 酶切位點在人乳鐵蛋白基因酶切位點在人乳鐵蛋白基因內(nèi)，如用其酶切，則會破壞目的基因，故排除。為防止目的基因和載體內(nèi)，如用其酶切，則會破壞目的基因，故排除。為防止目的基因和載體自身連接，在利用限自身連接，在利用限制酶進行切割時，兩端需要剪切成不同的黏性末端，因此制酶進行切割時，兩端需要剪切成不同的黏性末端，因此需要用需要用BamH 和和Hind 兩種限制酶同時酶切載體和人乳兩種限制酶同時酶切載體和人乳鐵蛋白基因。因人乳鐵蛋白基因插入位置位于鐵蛋白基因。因人

22、乳鐵蛋白基因插入位置位于tetR四環(huán)素抗性基因內(nèi)，四環(huán)素抗性基因內(nèi)，因此該基因不能表達而導(dǎo)致受體細胞無四環(huán)素因此該基因不能表達而導(dǎo)致受體細胞無四環(huán)素抗性；又因為載體上的抗性；又因為載體上的ampR氨芐青霉素抗性基因未被破壞，所以受體氨芐青霉素抗性基因未被破壞，所以受體細胞具有氨芐青霉素抗性，故篩選含有重組細胞具有氨芐青霉素抗性，故篩選含有重組載體載體的大腸桿菌需要在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進行。的大腸桿菌需要在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進行。(2)啟動子位于基啟動子位于基因的首端，可驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出信使因的首端，可驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出信使RNA，使基因得以表達，故屬于調(diào)控，使基因得以表達，故屬于調(diào)控序列。序

23、列。(3)過程將目的基因?qū)氲絼游锏氖芫阎?，一般采用顯微注射過程將目的基因?qū)氲絼游锏氖芫阎?，一般采用顯微注射法。法。(4)過程表示將早期胚胎移入代孕牛體內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，故為胚胎移植過程表示將早期胚胎移入代孕牛體內(nèi)繼續(xù)發(fā)育，故為胚胎移植技術(shù)。技術(shù)。(5)早期胚胎分割成幾份后，每份經(jīng)移植和培養(yǎng)后都能形成一個新早期胚胎分割成幾份后，每份經(jīng)移植和培養(yǎng)后都能形成一個新的個體，利用了細胞的全能性。的個體，利用了細胞的全能性。(6)人乳鐵蛋白基因成功表達的標(biāo)志是產(chǎn)人乳鐵蛋白基因成功表達的標(biāo)志是產(chǎn)生了人乳鐵蛋白，因此可利用抗原抗體雜交技術(shù)檢測其是否成功表達。生了人乳鐵蛋白，因此可利用抗原抗體雜交技術(shù)檢測其是

24、否成功表達。答案答案(1)Hind 和和BamH 氨芐青霉素氨芐青霉素(2)A(3)C(4)胚胎移植技術(shù)胚胎移植技術(shù)(5)全能全能(6)C1目的基因的獲取目的基因的獲取(1)直接分離：從自然界已有的物種中分離，如從基因文庫直接分離：從自然界已有的物種中分離，如從基因文庫 中獲取。中獲取。(2)人工合成目的基因的常用方法人工合成目的基因的常用方法 已知核苷酸序列的較小基因，直接利用已知核苷酸序列的較小基因，直接利用DNA合成儀用合成儀用 化學(xué)方法合成，不需要模板。化學(xué)方法合成，不需要模板。 以以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下人工合成。為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下人工合成。(3)利用利用PCR技術(shù)擴增

25、目的基因技術(shù)擴增目的基因 原理：原理：DNA雙鏈復(fù)制雙鏈復(fù)制 條件：模板、四種游離的脫氧核苷酸；熱穩(wěn)定的條件：模板、四種游離的脫氧核苷酸；熱穩(wěn)定的DNA 聚合酶、引物等聚合酶、引物等 過程：加熱至過程：加熱至9095，DNA解鏈解鏈冷卻到冷卻到5560， 引物結(jié)合到互補引物結(jié)合到互補DNA鏈鏈加熱至加熱至7075，熱穩(wěn)定，熱穩(wěn)定DNA聚聚 合酶從引物起始進行互補鏈的合成。合酶從引物起始進行互補鏈的合成。2基因表達載體的構(gòu)建基因表達載體的構(gòu)建3將目的基因?qū)胧荏w細胞將目的基因?qū)胧荏w細胞生物種類生物種類植物細胞植物細胞動物細胞動物細胞微生物細微生物細胞胞 常用方法常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因農(nóng)桿菌

26、轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法槍法、花粉管通道法顯微注射顯微注射技術(shù)技術(shù)感受態(tài)細感受態(tài)細胞法胞法 受體受體細胞細胞體細胞體細胞受精卵受精卵原核細胞原核細胞 4目的基因的檢測和鑒定目的基因的檢測和鑒定類型類型步驟步驟檢測內(nèi)容檢測內(nèi)容方法方法結(jié)果結(jié)果 分子檢測分子檢測第一步第一步目的基因是否進目的基因是否進入受體細胞入受體細胞DNA分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)(DNA和和DNA之間之間)是否是否成功成功顯示顯示出雜出雜交帶交帶第二步第二步目的基因是否轉(zhuǎn)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出信使錄出信使RNA分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)(DNA和和RNA之間之間) 第三步第三步目的基因是否翻目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)譯出蛋白質(zhì)抗

27、原抗體雜交方法抗原抗體雜交方法 個體水個體水平檢測平檢測包括抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否有抗性以及抗性包括抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的活性比較，以確定功的程度；基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的活性比較，以確定功能是否相同等能是否相同等3(2011杭州模擬杭州模擬)科學(xué)家通過基因工程方法，將蘇云金芽科學(xué)家通過基因工程方法，將蘇云金芽 孢桿菌的孢桿菌的Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細胞內(nèi)，并成功實毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細胞內(nèi)，并成功實 現(xiàn)了表達，從而培育出了能抗棉鈴蟲的棉花植株現(xiàn)了表達，從而培育出了能抗棉鈴蟲的棉花植株抗抗 蟲棉。其過程大致如下圖所示：蟲棉

28、。其過程大致如下圖所示：(1)基因工程的操作程序主要包括的四個步驟是基因工程的操作程序主要包括的四個步驟是_、_、_、_。(2)Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細胞內(nèi)并成功實現(xiàn)表達的毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉株細胞內(nèi)并成功實現(xiàn)表達的過程，在基因工程中稱為過程，在基因工程中稱為_。(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞的方法有很多種，該題中涉及的是將目的基因?qū)胧荏w細胞的方法有很多種，該題中涉及的是_。(4)目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性的關(guān)鍵是目的基因能否在棉株體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性的關(guān)鍵是_，這需要通過檢測才能知道，檢測采，這需要通過檢測才能知道，檢測采用的方法是用的方法是_。 解析：解析：

29、解答本題需注意基因操作的四個步驟和相關(guān)的操作技術(shù)以及基解答本題需注意基因操作的四個步驟和相關(guān)的操作技術(shù)以及基因載體應(yīng)具備的條件。因載體應(yīng)具備的條件。答案：答案：(1)目的基因的獲取基因表達載體的構(gòu)建將目目的基因的獲取基因表達載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測與鑒定的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測與鑒定(2)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(4)目的基因是否插入了受體生物目的基因是否插入了受體生物細胞的染色體細胞的染色體DNA上上DNA分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)考點三考點三基因工程、蛋白質(zhì)工程的原理及應(yīng)用基因工程、蛋白質(zhì)工程的原理及應(yīng)用命命題題解解讀讀 近幾年高考以基因工程和蛋白

30、質(zhì)工程的成近幾年高考以基因工程和蛋白質(zhì)工程的成果作為背景，以大量的圖例作為載體，考查基果作為背景，以大量的圖例作為載體，考查基因工程和蛋白質(zhì)工程的基本原理和應(yīng)用?？疾橐蚬こ毯偷鞍踪|(zhì)工程的基本原理和應(yīng)用?？疾樾问揭院喆痤}為主，預(yù)計形式以簡答題為主，預(yù)計2012年這種命題趨勢年這種命題趨勢仍將延續(xù)。仍將延續(xù)。示例示例3如圖表示從蘇云金芽孢桿菌分離出來的殺蟲晶體蛋白質(zhì)基因如圖表示從蘇云金芽孢桿菌分離出來的殺蟲晶體蛋白質(zhì)基因(簡簡稱稱Bt基因基因)及形成轉(zhuǎn)基因抗蟲植物的圖解。及形成轉(zhuǎn)基因抗蟲植物的圖解。(1)在下列含有在下列含有ATP和有關(guān)的酶的試管中，大量而快捷的獲和有關(guān)的酶的試管中，大量而快捷的獲

31、 取取Bt基因的最佳方案是如圖所示中的基因的最佳方案是如圖所示中的 ()(2)(2)寫出寫出b b的表達過程：的表達過程：_。(3)(3)活化的毒性物質(zhì)應(yīng)是一種活化的毒性物質(zhì)應(yīng)是一種_分子，活化的分子，活化的 毒性物質(zhì)全部或部分嵌合于昆蟲的細胞膜上，使細胞膜產(chǎn)毒性物質(zhì)全部或部分嵌合于昆蟲的細胞膜上，使細胞膜產(chǎn) 生孔道，導(dǎo)致細胞由于生孔道，導(dǎo)致細胞由于_平衡的平衡的 破壞而破裂。破壞而破裂。(4)(4)我國在我國在“863”“863”計劃資助下開展計劃資助下開展BtBt抗蟲棉育種等研究，這抗蟲棉育種等研究，這 將對將對_、_和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。(5)(5)

32、胰島素是治療依賴型糖尿病的特效藥物，但是天然胰島素胰島素是治療依賴型糖尿病的特效藥物，但是天然胰島素 在人體內(nèi)壽命只有幾小時，重癥病人每天要注射好幾次藥在人體內(nèi)壽命只有幾小時，重癥病人每天要注射好幾次藥 物，給病人增加了不便和痛苦。通過蛋白質(zhì)工程改變胰島物，給病人增加了不便和痛苦。通過蛋白質(zhì)工程改變胰島素的空間結(jié)構(gòu)，以延長胰島素的半衰期，得到長效胰島素；素的空間結(jié)構(gòu)，以延長胰島素的半衰期，得到長效胰島素；還可以在不改變胰島素活性部位結(jié)構(gòu)的前提下，增強其他部還可以在不改變胰島素活性部位結(jié)構(gòu)的前提下，增強其他部位的結(jié)合強度，使之難以被酶破壞，從而增強其穩(wěn)定性。位的結(jié)合強度，使之難以被酶破壞，從而增

33、強其穩(wěn)定性。若要利用大腸桿菌生產(chǎn)上述長效胰島素，需用到的生物工若要利用大腸桿菌生產(chǎn)上述長效胰島素，需用到的生物工程有發(fā)酵工程、程有發(fā)酵工程、_和和_。用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的胰島素，與天然胰島素比較，顯著的用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的胰島素，與天然胰島素比較，顯著的優(yōu)點是優(yōu)點是_。解析解析應(yīng)用基因工程技術(shù)，從蘇云金芽孢桿菌中提取殺蟲應(yīng)用基因工程技術(shù)，從蘇云金芽孢桿菌中提取殺蟲晶體蛋白基因晶體蛋白基因(目的基因目的基因)導(dǎo)入棉花細胞中形成轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，導(dǎo)入棉花細胞中形成轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，Bt基因的表達使棉花細胞中合成了原毒素，使采食棉花的昆基因的表達使棉花細胞中合成了原毒素，使采食棉花的昆蟲中毒死亡。蟲中毒死亡。蛋

34、白質(zhì)工程的實質(zhì)是生產(chǎn)出自然界原本不存在的蛋白質(zhì)，所蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是生產(chǎn)出自然界原本不存在的蛋白質(zhì)，所以需對原有的胰島素進行改造，改造好的目的基因需通過基以需對原有的胰島素進行改造，改造好的目的基因需通過基因工程生產(chǎn)基因產(chǎn)物，并且在生產(chǎn)過程中要借助工程菌，所因工程生產(chǎn)基因產(chǎn)物，并且在生產(chǎn)過程中要借助工程菌，所以還需要進行發(fā)酵。以還需要進行發(fā)酵。1乳腺生物反應(yīng)器受生物性別的限制，若從動物尿液中乳腺生物反應(yīng)器受生物性別的限制，若從動物尿液中 提取目的基因產(chǎn)物則不受性別限制。提取目的基因產(chǎn)物則不受性別限制。2基因治療是治療人類遺傳病的根本方法，但由于尚未基因治療是治療人類遺傳病的根本方法，但由于尚未

35、 全面了解基因調(diào)控機制和疾病產(chǎn)生的分子機理，基因全面了解基因調(diào)控機制和疾病產(chǎn)生的分子機理，基因 治療目前只是處于初期的臨床試驗階段。治療目前只是處于初期的臨床試驗階段。3. 基因工程的目的不同，可選用的受體細胞不同。若生產(chǎn)基因工程的目的不同，可選用的受體細胞不同。若生產(chǎn) 基因工程藥品，受體細胞一般選用微生物，利用微生物基因工程藥品，受體細胞一般選用微生物，利用微生物 繁殖速度快的特點，可在短期內(nèi)獲得大量產(chǎn)品。繁殖速度快的特點，可在短期內(nèi)獲得大量產(chǎn)品。4蛋白質(zhì)工程的原理蛋白質(zhì)工程的原理(1)蛋白質(zhì)工程的流程：蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對蛋蛋白質(zhì)工程的流程：蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對蛋 白質(zhì)功能的特定要求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計。白質(zhì)功能的特定要求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計。 由于基因決定蛋白質(zhì)，因此，要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計由于基因決定蛋白質(zhì)，因此，要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計 改造，還必須從基因入手。改造，還必須從基因入手。(2)蛋白