基因工程上課

基因工程基因工程的別名操作水平實(shí)質(zhì)或原理基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)DNA分子水平基因重組基因工程基因工程的工具基因的剪刀——限制性核酸內(nèi)切酶（簡(jiǎn)稱限制酶）特點(diǎn)：特異性。即一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。水解的部位：磷酸二酯鍵，不是氫鍵。存在場(chǎng)所：主要是存在于微生物細(xì)胞中作用結(jié)果：得到平末端或黏性末端。

被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個(gè)伸出的核苷酸，他們之間正好互補(bǔ)配對(duì)，這樣的切口叫黏性末端。連接酶的作用是：將互補(bǔ)配對(duì)的兩個(gè)黏性末端連接起來，使之成為一個(gè)完整的DNA分子。連接的部位：磷酸二酯鍵，不是氫鍵?；虻尼樉€——DNA連接酶基因的運(yùn)輸工具——運(yùn)載體作為運(yùn)載體的必備條件：能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定地保存具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接具有某些標(biāo)記基因（放射性、抗性基因等）常用的運(yùn)載體主要有兩類：

1）噬菌體或某些動(dòng)植物病毒

2）質(zhì)粒（質(zhì)粒是最常用的運(yùn)載體）

質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物的細(xì)胞中，是擬核或細(xì)胞核外能夠自主復(fù)制的很小的環(huán)狀DNA分子。

大腸桿菌的質(zhì)粒：⑴提取目的基因⑵目的基因與運(yùn)載體結(jié)合（基因表達(dá)載體的構(gòu)建）⑶將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞⑷目的基因的檢測(cè)與鑒定基因操作的基本步驟基因工程與基因重組比較項(xiàng)目基因重組基因工程不同點(diǎn)重組方式同一物種的不同基因不同物種間的不同基因繁殖方式有性生殖無性生殖變異大小小大意義是生物變異的來源之一，對(duì)生物進(jìn)化有重要意義使人類有可能按自己的意愿直接定向地改造生物，培育出新品種相同點(diǎn)都實(shí)現(xiàn)了不同基因間的重新組合，都能使生物產(chǎn)生變異拓展感悟1．基因工程的三種工具中，限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶是基因操作過程中的酶工具，化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。但它們的功能不同，前者切割磷酸二酯鍵，后者連接磷酸二酯鍵。而運(yùn)載體可能是質(zhì)?；虿《尽?．限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶都是一類酶，不是一種酶。3.轉(zhuǎn)基因動(dòng)、植物的培育，因其細(xì)胞全能性不同，外源基因的受體、細(xì)胞也不同。培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的受體細(xì)胞一般為受精卵；培育轉(zhuǎn)基因植物的受體細(xì)胞可用生殖細(xì)胞，也可用體細(xì)胞?；蚬こ坛Ｐ枧c其他工程技術(shù)配合，才能實(shí)現(xiàn)目的。目的基因與運(yùn)載體結(jié)合－－形成重組DNA分子用同一種限制酶切斷目的基因和質(zhì)粒，使得它們產(chǎn)生相同的黏性末端，然后利用DNA連接酶把兩者“縫合”形成重組DNA分子。目的基因的檢測(cè)和鑒定檢測(cè)目的：確定目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞鑒定目的：確定目的基因是否完成表達(dá)，看有無基因產(chǎn)物生成（10浙江卷）蘇云金芽孢桿菌產(chǎn)生的毒蛋白能使螟蟲死亡。研究人員將表達(dá)這種毒蛋白的抗螟蟲基因轉(zhuǎn)入非糯性抗稻瘟病水稻的核基因組中，培育出一批轉(zhuǎn)基因抗螟水稻。請(qǐng)回答：（1）染色體主要由＿＿＿＿＿＿＿＿組成，若要確定抗螟基因是否已整合到水稻的某一染色體上，方法之一是測(cè)定該染色體的＿＿＿＿＿＿＿。（2）選用上述抗螟非糯性水稻與不抗螟糯性水稻雜交得到F1，從F1中選取一株進(jìn)行自交得到F2，F(xiàn)2的結(jié)果如下表：表現(xiàn)型抗螟非糯性抗螟糯性不抗螟非糯性不抗螟糯性個(gè)體數(shù)142

48

50

16分析表中數(shù)據(jù)可知，控制這兩對(duì)性狀的基因位于＿＿＿＿染色體上，所選F1植株的表現(xiàn)型為＿＿＿＿＿。親本中抗螟非糯性水稻可能的基因型最多有＿＿＿＿＿種。答案：（1）DNA和蛋白質(zhì)

同源染色體

（2）兩對(duì)非同源

非糯性抗螟水稻

4種

把該抗螟水稻和不抗螟水稻進(jìn)行雜交，若出現(xiàn)性狀分離，則為雜合子，若沒有性狀分離，則為純合子。（3）現(xiàn)欲試種這種抗螟水稻，需檢驗(yàn)其是否為純合子，請(qǐng)用遺傳圖解表示檢驗(yàn)過程（顯、隱性基因分別用B、b表示），并作簡(jiǎn)要說明。Ⅰ.為提高小麥的抗旱性，有人將大麥的抗旱基因（HVA）導(dǎo)入小麥，篩選出HVA基因成功整合到染色體上的高抗旱性T1植株（假定HVA基因都能正常表達(dá)）。（1）某T1植株體細(xì)胞含一個(gè)HVA基因。讓該植株自交，在所得種子中，種皮含HVA基因的種子所占比例為_________，胚含HVA基因的種子所占比例為_______.（2）某些T1植株體細(xì)胞含兩個(gè)HVA基因，這兩個(gè)基因在染色體上的整合情況有下圖所示的三種類型（黑點(diǎn)表示HVA基因的整合位點(diǎn)）。將T1植株與非轉(zhuǎn)基因小麥雜交：若子代高抗旱性植株所占比例為50%，則兩個(gè)HVA基因的整合位點(diǎn)屬于圖_______類型；若子代高抗旱性植株所占的比例為100%，則兩個(gè)HVA基因的整合位點(diǎn)屬于圖_______類型。讓圖C所示類型的T1植株自交，子代中高抗旱性植株所占比例為____________。I：[答案]：（1）100%75%（2）BA15/16Ⅰ.（14分）下圖是培育表達(dá)人乳鐵蛋白的乳腺生物反應(yīng)器的技術(shù)路線。圖中tetR表示四環(huán)素抗性基因，ampR表示氨芐青霉素抗性基因，BamHI、HindIII、SmaI直線所示為三種限制酶的酶切位點(diǎn)。

據(jù)圖回答：（1）圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用

限制酶同時(shí)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

的培養(yǎng)基上進(jìn)行。（2）能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的調(diào)控序列是

（填字母代號(hào)）。

A.啟動(dòng)子

B.tetR

C.復(fù)制原點(diǎn)

D.ampR（3）過程①可采用的操作方法是

（填字母代號(hào)）。A.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化

B.

大腸桿菌轉(zhuǎn)化

C.顯微注射

D.

細(xì)胞融合（4）過程②可采用的生物技術(shù)是

。（5）對(duì)早期胚胎進(jìn)行切割，經(jīng)過程②可獲得多個(gè)新個(gè)體。這利用了細(xì)胞的

性。（6）為檢測(cè)人乳鐵蛋白是否成功表達(dá)，可采用

（填字母代號(hào)）技術(shù)。A.核酸分子雜交

B.

基因序列分析

C.抗原—抗體雜交

D.PCR1）

HindⅢ和BamHⅠ；氨芐青霉素

A

C胚胎移植技術(shù)

全能

C（10江蘇卷）下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圈l、圈2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問題：（1）一個(gè)圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaⅠ切割前后，分別含有

▲

個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。

（2）若對(duì)圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的SmaⅠ酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越

▲

。（3）用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是

▲

。

（4）與只使用EcoRI相比較，使用BamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點(diǎn)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，并加入

▲

酶。

（6）重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了

▲