高中生物專題復(fù)習(xí)-第36講-基因工程課件

基因工程基因工程12．基因工程的基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶①來源：主要從____________中分離純化而來。②作用：識別雙鏈DNA分子的某種________________序列，使____________的兩個(gè)核苷酸之間的______________斷裂。③結(jié)果：產(chǎn)生________末端或________末端。一、基因工程的概念及基本工具1．基因工程的概念(1)手段：按照______________，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，通過體外____________和_________等技術(shù)，賦予生物以新的性狀。(2)目的：創(chuàng)造出更符合人們需要的新的____________和____________。(3)水平：______________水平?；A(chǔ)知識鞏固鏈接教材人們的愿望2.制作流程DNA重組轉(zhuǎn)基因生物類型生物產(chǎn)品DNA分子原核生物特定的核苷酸特定部位磷酸二酯鍵黏性平2．基因工程的基本工具一、基因工程的概念及基本工具基礎(chǔ)知識鞏2常用類型E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源________T4噬菌體功能連接黏性末端連接______________________結(jié)果恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵(2)DNA連接酶基礎(chǔ)知識鞏固鏈接教材(3)載體①條件②常用載體——________。③其他載體：λ噬菌體的衍生物、______________等。大腸桿菌黏性末端或平末端限制酶標(biāo)記基因質(zhì)粒動(dòng)植物病毒常用類型E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源___3基礎(chǔ)知識鞏固鏈接教材二、基因工程的基本操作程序與PCR技術(shù)1．基因工程的基本操作程序圖12-36-12．條件DNA母鏈：PCR模板3．過程基因文庫PCR啟動(dòng)子標(biāo)記基因目的表達(dá)發(fā)揮作用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化顯微注射Ca2＋DNA分子雜交分子雜交抗原—抗體雜交是否表達(dá)Taq酶單鏈相應(yīng)序列脫氧核苷酸90～95解旋55～60引物70～75Taq酶基礎(chǔ)知識鞏固鏈接教材二、基因工程的基本操作程序與PCR技術(shù)243．基因工程藥物(1)方式：利用基因工程培育“________”來生產(chǎn)藥品。(2)成果：利用“工程菌”可生產(chǎn)細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。4．基因治療(1)概念：把____________導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的?；A(chǔ)知識鞏固鏈接教材三、基因工程的應(yīng)用1．植物基因工程抗蟲、________、________轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。2．動(dòng)物基因工程提高動(dòng)物____________、改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)________，用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體?？共】鼓嫔L速度藥物工程菌正?；?．基因工程藥物基礎(chǔ)知識鞏固鏈接教材三、基因工程的應(yīng)用抗病抗5基礎(chǔ)知識鞏固鏈接教材(2)成果：將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入患者的淋巴細(xì)胞。(3)途徑：分為______________和_____________。四、蛋白質(zhì)工程圖12-36-3體內(nèi)基因治療體外基因治療修飾合成新的蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列基礎(chǔ)知識鞏固鏈接教材(2)成果：將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入患者的6考點(diǎn)一基因工程的基本操作工具考點(diǎn)互動(dòng)探究１．限制酶的作用特點(diǎn)(1)識別序列的特點(diǎn)：呈現(xiàn)堿基互補(bǔ)對稱，無論是奇數(shù)個(gè)堿基還是偶數(shù)個(gè)堿基，都可以找到一條中心軸線，如，以中心線為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對稱；

以

為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對稱。(2)切割后末端的種類圖12-36-4圖12-36-5考點(diǎn)一基因工程的基本操作工具考點(diǎn)互動(dòng)探究１．限制酶的作用特7考點(diǎn)互動(dòng)探究2．DNA相關(guān)六種酶的比較名稱作用部位作用底物作用結(jié)果限制酶磷酸二酯鍵DNA將DNA切成兩個(gè)片段DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段將兩個(gè)DNA片段連接為一個(gè)DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸以單鏈DNA為模板，將單個(gè)脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端DNA(水解)酶磷酸二酯鍵DNA將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸解旋酶堿基對之間的氫鍵DNA將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈，形成兩條長鏈RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核苷酸以單鏈DNA為模板，將單個(gè)核糖核苷酸依次連接到單鏈末端考點(diǎn)互動(dòng)探究2．DNA相關(guān)六種酶的比較名稱作用部位作用底物作81．[2016·海南?？谝恢卸根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：(1)限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有____________和____________。(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如圖：為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的考點(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，還可用另一種限制性核酸內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是________________________________________________________________________。(3)按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即__________DNA連接酶和_______DNA連接酶。(4)基因工程中除質(zhì)粒外，____________和____________也可作為運(yùn)載體。1．[2016·海南?？谝恢卸根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，9考點(diǎn)互動(dòng)探究[答案](1)黏性末端平末端(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的DNA片段末端相同(3)E·coli

T4(4)噬菌體的衍生物動(dòng)植物病毒[解析]

(1)經(jīng)限制性核酸內(nèi)切酶切割后能形成兩種類型的末端，即平末端和黏性末端。(2)為了便于相連，兩種不同限制酶切割之后所產(chǎn)生的黏性末端必須相同。(3)DNA連接酶分為兩類：E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。這二者都能連接黏性末端，此外T4DNA連接酶還可以連接平末端，但連接平末端時(shí)的效率比較低。(4)基因工程常用的運(yùn)載體：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒?？键c(diǎn)互動(dòng)探究[答案](1)黏性末端平末端[解析](1)102．

[2016·江西九江一中二模]蘇云金桿菌(Bt)能產(chǎn)生具有殺蟲能力的毒素蛋白。圖甲是轉(zhuǎn)Bt毒素蛋白基因植物的重組DNA形成過程示意圖；圖乙是毒素蛋白基因進(jìn)入植物細(xì)胞后發(fā)生的兩種生物大分子合成的過程。據(jù)圖回答下列問題：

考點(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤2．[2016·江西九江一中二模]蘇云金桿菌(Bt)能產(chǎn)11考點(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤圖12-36-6考點(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤圖12-36-612考點(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤(1)將圖甲①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反應(yīng)管中有________種DNA片段。過程②兩片段通過________鍵相連。(2)假設(shè)圖甲中質(zhì)粒原來BamHⅠ識別位點(diǎn)的堿基序列變?yōu)榱肆硪环N限制酶BclⅠ能識別的堿基序列，現(xiàn)用BclⅠ和HindⅢ切割質(zhì)粒，則該圖甲中①的DNA右側(cè)還能選擇BamHⅠ進(jìn)行切割，并________(填“能”或“不能”)獲得所需重組質(zhì)粒嗎？理由是__________________。(3)若上述假設(shè)成立，并成功形成重組質(zhì)粒，則重組質(zhì)粒________。A．既能被BamHⅠ切開也能被HindⅢ切開B．能被BamHⅠ切開但不能被HindⅢ切開C．既不能被BamHⅠ切開也不能被HindⅢ切開D．能被HindⅢ切開但不能被BamHⅠ切開(4)圖乙中α鏈?zhǔn)莀_________。不同組織細(xì)胞的相同DNA進(jìn)行過程③時(shí)啟用的起始點(diǎn)______________(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”)，其原因是______________________________?？键c(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤(1)將圖甲①的DNA用HindⅢ、B13考點(diǎn)互動(dòng)探究[解析]

(1)圖中①的DNA含有兩個(gè)BamHⅠ酶的切割位點(diǎn)，含有一個(gè)HindⅢ酶的切割位點(diǎn)，所以用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切①中的DNA后，反應(yīng)管中有4種DNA片段；過程②兩片段通過磷酸二酯鍵相連。(2)據(jù)圖分析，由于BamHⅠ和BclⅠ切割DNA后露出的黏性末端相同，質(zhì)粒原來BamHⅠ識別位點(diǎn)的堿基序列變?yōu)槟鼙幌拗泼窧clⅠ識別的堿基序列，用BclⅠ和HindⅢ切割質(zhì)粒，用BamHⅠ和HindⅢ切割目的基因，仍能獲得重組質(zhì)粒。[答案](1)4磷酸二酯(2)能切割后露出的黏性末端相同(3)D(4)mRNA不完全相同不同組織細(xì)胞中基因會(huì)進(jìn)行選擇性表達(dá)考點(diǎn)互動(dòng)探究[解析](1)圖中①的DNA含有兩個(gè)BamHⅠ14考點(diǎn)互動(dòng)探究(3)質(zhì)粒和目的基因都被HindⅢ切割，形成相同的黏性末端，則形成的重組質(zhì)粒還能被HindⅢ切割；質(zhì)粒原來BamHⅠ識別位點(diǎn)的堿基序列變?yōu)榱四鼙涣硪环N限制酶BclⅠ識別的堿基序列，則形成的黏性末端是，而目的基因被BamHⅠ切割，則形成的黏性末端，則形成的重組DNA片段是，則不能被BamHⅠ識別切割；根據(jù)酶切位點(diǎn)和識別的堿基序列可知，重組質(zhì)粒能被HindⅢ切開但不能被BamHⅠ切開。(4)從圖乙可知，α鏈?zhǔn)且訢NA一條鏈作為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子；不同組織細(xì)胞的相同DNA在轉(zhuǎn)錄時(shí)，相同基因一般轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)相同，不同的基因轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)不同，原因是基因的選擇性表達(dá)?？键c(diǎn)互動(dòng)探究(3)質(zhì)粒和目的基因都被HindⅢ切割，形成相15考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序及PCR技術(shù)考點(diǎn)互動(dòng)探究1．獲取目的基因的三種方法直接分離：從自然界已有的物種中分離，如從基因文庫中獲取。根據(jù)基因的有關(guān)信息如基因的核苷酸序列、基因在染色體上的位置、基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA、基因的翻譯產(chǎn)物(蛋白質(zhì))等可獲取目的基因。類型cDNA文庫基因組文庫文庫大小小大基因中啟動(dòng)子無有基因中內(nèi)含子無有基因多少某種生物的部分基因某種生物的全部基因物種間的基因交流可以部分基因可以(2)人工合成目的基因的常用方法①已知核苷酸序列的較小基因，直接利用DNA合成儀用化學(xué)方法合成，不需要模板。②以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下人工合成。(3)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因①PCR技術(shù)是利用DNA雙鏈復(fù)制的原理，將基因的核苷酸序列不斷地加以復(fù)制，使其數(shù)量呈指數(shù)方式增加?？键c(diǎn)二基因工程的基本操作程序及PCR技術(shù)考點(diǎn)互動(dòng)探究1．獲16考點(diǎn)互動(dòng)探究２．基因表達(dá)載體的組成及構(gòu)建過程(1)組成及各部分的作用圖12-36-7項(xiàng)目體內(nèi)DNA復(fù)制PCR技術(shù)場所主要在細(xì)胞核內(nèi)生物體外酶DNA聚合酶、解旋酶熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)條件模板、ATP、常溫模板、ATP、引物鏈、溫度變化(90～95℃→55～60℃→70～75℃)原料四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸特點(diǎn)形成的是整個(gè)DNA分子，一個(gè)細(xì)胞周期只復(fù)制一次短時(shí)間內(nèi)形成含有大量目的基因的DNA片段②DNA復(fù)制與PCR技術(shù)的比較考點(diǎn)互動(dòng)探究２．基因表達(dá)載體的組成及構(gòu)建過程項(xiàng)目體內(nèi)DNA復(fù)17考點(diǎn)互動(dòng)探究(2)構(gòu)建過程圖12-36-8[提醒](1)限制酶切割位點(diǎn)應(yīng)位于標(biāo)記基因之外，不能破壞標(biāo)記基因，以便進(jìn)行檢測。(2)切割質(zhì)粒和目的基因的限制酶必須是同一種酶，以獲得相同的黏性末端，利于重組質(zhì)粒的構(gòu)建，但也可導(dǎo)致目的基因自身環(huán)化。3．三種常見的將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞方法的比較常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)Ca2＋處理法生物種類植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞導(dǎo)入過程將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上→轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的DNA上→表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動(dòng)物

Ca2＋處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組表達(dá)載體DNA分子與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子考點(diǎn)互動(dòng)探究(2)構(gòu)建過程3．三種常見的將目的基因?qū)胧荏w細(xì)18考點(diǎn)互動(dòng)探究4．目的基因檢測與鑒定的“四個(gè)方面”圖12-36-9考點(diǎn)互動(dòng)探究4．目的基因檢測與鑒定的“四個(gè)方面”191．

[2016·湖南師大附中模擬]某些適應(yīng)寒冷環(huán)境的生物，能夠產(chǎn)生一類抑制冰晶生長的蛋白質(zhì)(能降低水溶液冰點(diǎn)的大分子)，即抗凍蛋白?？茖W(xué)家利用昆蟲抗凍蛋白(AFPS)基因的異源表達(dá)，現(xiàn)已成功地提高了雙子葉植物——煙草的抗凍能力。請分析回答下列相關(guān)問題：(1)為使抗凍蛋白基因在煙草細(xì)胞中高效表達(dá)，需要把來自cDNA文庫的抗凍蛋白基因片段正確插入基因表達(dá)載體的__________和__________之間。(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)，需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)有________、_____________、4種脫氧核糖核苷酸和DNA模板，擴(kuò)增過程可以在PCR擴(kuò)增儀中完成。(3)將AFPS基因?qū)霟煵菁?xì)胞中，常用______________法，此操作過程中使用的載體是__________。若要檢測煙草是否產(chǎn)生了抗凍蛋白，一般采用______________法檢測雜交帶?？键c(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤1．[2016·湖南師大附中模擬]某些適應(yīng)寒冷環(huán)境的生物20考點(diǎn)互動(dòng)探究[解析]

(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，抗凍蛋白基因片段(目的基因)應(yīng)插入基因表達(dá)載體的啟動(dòng)子和終止子之間。(2)PCR的條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)。(3)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上，根據(jù)農(nóng)桿菌的這一特點(diǎn)，如果將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以把目的基因整合到植物細(xì)胞中染色體的DNA上；檢測目的基因是否翻譯形成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，可采用抗原—抗體雜交法。[答案](1)啟動(dòng)子終止子(2)引物耐熱性的DNA聚合酶(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化Ti質(zhì)?？乖贵w雜交考點(diǎn)互動(dòng)探究[解析](1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，抗凍蛋白基因212．

[2016·內(nèi)蒙古呼和浩特模擬]過去20年間，伴隨轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化進(jìn)程，全球?qū)υ摷夹g(shù)的應(yīng)用急劇增加，從而也引發(fā)了人們關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品安全的擔(dān)憂和討論。農(nóng)業(yè)部發(fā)言人證實(shí)到目前為止我國批準(zhǔn)商業(yè)化種植和生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因作物，只有轉(zhuǎn)基因抗蟲的棉花和轉(zhuǎn)基因抗病毒的番木瓜這兩種。圖12-36-10是從酵母菌獲取某植物需要的某種酶基因的流程。結(jié)合所學(xué)知識及相關(guān)信息回答下列問題：圖12-36-10考點(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤2．[2016·內(nèi)蒙古呼和浩特模擬]過去20年間，伴隨轉(zhuǎn)22(1)圖中cDNA文庫________(填“大于”“等于”或“小于”)基因組文庫。(2)①過程提取的DNA需要__________酶，B過程是____________。(3)為在短時(shí)間內(nèi)獲得大量目的基因，可用____________擴(kuò)增目的基因，其原理是____________。(4)目的基因獲取之后，需要進(jìn)行____________________，其組成必須有__________________以及標(biāo)記基因等，此步驟是基因工程的核心。(5)將該目的基因?qū)肽畴p子葉植物細(xì)胞，常采用的方法是______________，其能否在此植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是____________________________，可以用____________技術(shù)進(jìn)行檢測?？键c(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤(1)圖中cDNA文庫________(填“大于”“等于”或23考點(diǎn)互動(dòng)探究[解析]

(1)基因組文庫包括了該種生物所有的基因，而cDNA文庫只包含一種生物的部分基因，因此cDNA文庫小于基因組文庫。(2)從酵母菌細(xì)胞中提取目的基因，需用到限制性核酸內(nèi)切酶；以mRNA為模板合成cDNA的過程為逆轉(zhuǎn)錄。(3)PCR技術(shù)是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)，采用該技術(shù)能在短時(shí)間內(nèi)獲得大量目的基因；PCR技術(shù)的原理是DNA復(fù)制。(4)基因工程的核心操作步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建；其組成必須有啟動(dòng)子、終止子、目的基因以及標(biāo)記基因等。(5)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入雙子葉植物細(xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；檢測目的基因是否整合到植物細(xì)胞的染色體上可采用DNA分子雜交技術(shù)。[答案](1)小于(2)限制性核酸內(nèi)切反轉(zhuǎn)錄(逆轉(zhuǎn)錄)

(3)PCR技術(shù)DNA復(fù)制(4)基因表達(dá)載體的構(gòu)建啟動(dòng)子、終止子、目的基因(5)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法目的基因是否整合到植物細(xì)胞的染色體上DNA分子雜交考點(diǎn)互動(dòng)探究[解析](1)基因組文庫包括了該種生物所有的基243．PCR技術(shù)是把DNA片段在體外酶的作用下，合成許許多多相同片段的一種方法，利用它能快速而特異地?cái)U(kuò)增目的基因或DNA分子片段，它的基本過程如圖12-36-11所示。圖12-36-11圖中表示每次擴(kuò)增過程中需要的引物(加入足夠多)。每個(gè)引物含20個(gè)核苷酸，并考點(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤3．PCR技術(shù)是把DNA片段在體外酶的作用下，合成許許多多25分別與DNA片段兩端堿基互補(bǔ)，其作用是引導(dǎo)合成DNA子鏈，還作為子鏈的一部分，不會(huì)從模板鏈上脫落下來。(1)PCR技術(shù)的原理是模擬生物體內(nèi)的__________過程。(2)PCR擴(kuò)增過程中需要對DNA片段進(jìn)行高溫處理，其目的是______________________，此過程在生物體內(nèi)需________酶的參與，作用部位是DNA的________鍵。(3)據(jù)圖分析，擴(kuò)增過程中需要的引物有________種，其實(shí)質(zhì)是____________，假如引物都用3H標(biāo)記，從理論上計(jì)算，所得DNA分子中含有3H標(biāo)記的占________。(4)假定DNA片段含200對脫氧核苷酸，經(jīng)3次擴(kuò)增，從理論上計(jì)算還需要提供________個(gè)游離脫氧核苷酸。考點(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤分別與DNA片段兩端堿基互補(bǔ)，其作用是引導(dǎo)合成DNA子鏈，還26考點(diǎn)互動(dòng)探究[解析](1)PCR技術(shù)的原理是模擬生物體內(nèi)DNA分子復(fù)制的過程。(2)PCR擴(kuò)增過程中通過95℃高溫處理，使DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)打開，形成單鏈DNA分子；在生物體內(nèi)，DNA分子解旋形成單鏈?zhǔn)窃诮庑傅淖饔孟麓蜷_氫鍵完成的。(3)分析題圖可知，該圖經(jīng)過一次循環(huán)形成了2個(gè)DNA分子，如果引物都用3H標(biāo)記，從理論上計(jì)算，所得2個(gè)DNA分子中含有3H標(biāo)記。(4)DNA片段含200對脫氧核苷酸，經(jīng)3次擴(kuò)增，形成了8個(gè)DNA分子，其中只有兩條DNA單鏈上沒有引物，因此該過程中需要的游離的脫氧核糖核苷酸數(shù)是200×2×(8－1)－14×20＝2520(個(gè))。[答案](1)DNA復(fù)制(2)使DNA的兩條鏈彼此分開(或解旋)解旋氫(3)兩單鏈DNA

100%(4)2520考點(diǎn)互動(dòng)探究[解析](1)PCR技術(shù)的原理是模擬生物體內(nèi)D27考點(diǎn)三蛋白質(zhì)工程基因工程和蛋白質(zhì)工程的比較考點(diǎn)互動(dòng)探究基因工程蛋白質(zhì)工程操作環(huán)境(場所)生物體外生物體外操作核心基因基因操作起點(diǎn)目的基因預(yù)期的蛋白質(zhì)功能基本過程剪切→拼接→導(dǎo)入→表達(dá)確定蛋白質(zhì)功能→應(yīng)有的高級結(jié)構(gòu)→應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→應(yīng)有的堿基序列→改造的蛋白質(zhì)實(shí)質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需要的生物類型或生物產(chǎn)品(基因的異體表達(dá))定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)結(jié)果生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)人類需要的新基因，可以創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質(zhì)考點(diǎn)三蛋白質(zhì)工程基因工程和蛋白質(zhì)工程的比較考點(diǎn)互動(dòng)探究基因281．[2015·全國卷Ⅱ]已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，由305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列問題：(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對蛋白質(zhì)的____________進(jìn)行改造。(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾________基因或合成________基因?？键c(diǎn)互動(dòng)探究典例追蹤所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的，中心法則的全部內(nèi)容包括_____________的復(fù)制，以及遺傳信息在不同分子之間的流動(dòng)，即：_____________________________。(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過_______________和________________，進(jìn)而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋白質(zhì)的生物__________進(jìn)行鑒定。1．[2015·全國卷Ⅱ]已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)29考點(diǎn)互動(dòng)探究[解析]本題考查蛋白質(zhì)工程的相關(guān)知識。(1)若要改變蛋白質(zhì)的功能，就要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，而從材料中的內(nèi)容，可以看出是改造了氨基酸的序列。(2)獲得P1基因的途徑有對原基因(P)進(jìn)行修飾或者根據(jù)氨基酸序列直接合成目的基因(P1)。中心法則即遺傳信息的傳遞途徑，包括遺傳物質(zhì)(DNA或RNA)的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄的過程。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列。該目的基因表達(dá)產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)，為確定該蛋白質(zhì)是否符合需要，還需對蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定。[答案](1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))(2)P

P1

DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))

DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)(3)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列功能考點(diǎn)互動(dòng)探究[解析]本題考查蛋白質(zhì)工程的相關(guān)知識。[答案]30考例考法直擊1．

[2016·全國卷Ⅰ]某一質(zhì)粒載體如圖12-36-12所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后，與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：圖12-36-12考例考法直擊1．[2016·全國卷Ⅰ]某一質(zhì)粒載體如圖131考例考法直擊(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有_______________________(答出兩點(diǎn)即可)，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是__________________________________________；并且____________和____________________________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是____________________________________________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有______________的固體培養(yǎng)基。(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自于____________?？祭挤ㄖ睋?1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條32考例考法直擊[答案](1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長四環(huán)素(3)受體細(xì)胞[解析]本題考查基因工程中質(zhì)粒作為運(yùn)載體的特點(diǎn)、基因表達(dá)載體的構(gòu)建與篩選等相關(guān)知識，主要考查學(xué)生的靈活應(yīng)用能力。(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的運(yùn)載工具，需要有一個(gè)至多個(gè)限制酶切位點(diǎn)、能夠在宿主細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制、有標(biāo)記基因。(2)未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞都不含有氨芐青霉素抗性基因，在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上都不能生長，所以不能區(qū)分出來；含有質(zhì)粒載體的細(xì)胞和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細(xì)胞都含有氨芐青霉素抗性基因，在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上都能生長，所以也不能區(qū)分出來。由于含有質(zhì)粒的大腸桿菌中有四環(huán)素抗性基因，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上能生長，而重組質(zhì)粒的四環(huán)素抗性基因被破壞，所以含重組質(zhì)粒的大腸桿菌在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能生長，由此區(qū)分出含質(zhì)粒載體的大腸桿菌和含重組質(zhì)粒的大腸桿菌。(3)噬菌體不能獨(dú)立完成代謝，其DNA復(fù)制在大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行，需大腸桿菌細(xì)胞提供原料、酶和能量等?？祭挤ㄖ睋鬧答案](1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(2)33考例考法直擊2．[2016·全國卷Ⅲ]圖12-36-13(A)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性核酸內(nèi)切酶的識別序列與切割位點(diǎn)，圖(B)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點(diǎn)是唯一的)。圖12-36-13考例考法直擊2．[2016·全國卷Ⅲ]圖12-36-13(34考例考法直擊根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：(1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被__________酶切后的產(chǎn)物連接，理由是____________________。(2)若某人利用圖(B)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖12-36-14所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有___________，不能表達(dá)的原因是_____________________。圖12-36-14(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來的酶，常見的有________________和__________________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是__________________________________?？祭挤ㄖ睋舾鶕?jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：圖12-335考例考法直擊[答案](1)Sau3AⅠ兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄(3)E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶[解析]本題考查基因工程的操作工具及操作步驟等方面的知識。(1)由于限制酶BamHⅠ與Sau3AⅠ切割后的黏性末端相同，所以經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與表達(dá)載體被Sau3AⅠ酶切后的產(chǎn)物連接。(2)基因表達(dá)載體的啟動(dòng)子和終止子應(yīng)分別位于目的基因的首端和尾端，甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄。(3)常見的DNA連接酶有E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是T4DNA連接酶?？祭挤ㄖ睋鬧答案](1)Sau3AⅠ兩種酶切割后產(chǎn)生的36考例考法直擊3．[2015·全國卷Ⅰ]HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉栴}：(1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時(shí)，可先提取HIV中的________，以其作為模板，在__________的作用下合成________，獲取該目的蛋白的基因，構(gòu)建重組表達(dá)載體，隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞。(2)從受體細(xì)胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機(jī)體后，刺激機(jī)體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是________，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是___________________________________________________________。(3)已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分________細(xì)胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。(4)人的免疫系統(tǒng)有________癌細(xì)胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤?？祭挤ㄖ睋?．[2015·全國卷Ⅰ]HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒37考例考法直擊[答案](1)RNA逆轉(zhuǎn)錄酶cDNA(或DNA)(2)抗體抗原抗體特異性結(jié)合(3)T(或T淋巴)(4)監(jiān)控和清除[解析]

(1)由于HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒，其遺傳物質(zhì)為RNA，因此用基因工程方法制備HIV的某蛋白時(shí)，可先提取HIV中的RNA，以其作為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA，獲取該目的蛋白的基因，構(gòu)建重組表達(dá)載體，隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞。(2)抗原注入機(jī)體后，可刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體。抗體會(huì)和抗原發(fā)生特異性結(jié)合，利用該方法可檢測受試者血清中的HIV。(3)HIV主要感染和破壞患者的部分T細(xì)胞，降低患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。(4)人體免疫系統(tǒng)可監(jiān)控和清除癌細(xì)胞，由于艾滋病患者免疫功能缺陷，所以容易發(fā)生惡性腫瘤。考例考法直擊[答案](1)RNA逆轉(zhuǎn)錄酶cDNA(或D38考例考法直擊4．

[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ]植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性，其耐旱性與某個(gè)基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性?；卮鹣铝袉栴}：(1)理論上，基因組文庫含有生物的________基因；而cDNA文庫中含有生物的________基因。(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中________出所需的耐旱基因。(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物________的體細(xì)胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測此再生植株中該基因的________，如果檢測結(jié)果呈陽性，再在田間試驗(yàn)中檢測植株的________是否得到提高。

(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1時(shí)，則可推測該耐旱基因整合到了______________________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)?？祭挤ㄖ睋?．[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ]植物甲具有極39考例考法直擊[答案](1)全部部分(2)篩選(3)乙表達(dá)產(chǎn)物耐旱性(4)同源染色體的一條上[解析]

(1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫，基因組文庫包含生物基因組的全部基因，cDNA文庫是以mRNA反轉(zhuǎn)錄后構(gòu)建的，只含有已經(jīng)表達(dá)的基因，即部分基因。(2)從基因文庫中獲取目的基因需要進(jìn)行篩選。(3)要提高植物乙的耐旱性，需要利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將耐旱基因?qū)胫参镆业捏w細(xì)胞中。要確認(rèn)目的基因是否表達(dá)，可檢測是否產(chǎn)生了目的基因的表達(dá)產(chǎn)物，即耐旱的相關(guān)蛋白質(zhì)；也可以通過個(gè)體的表現(xiàn)型來檢測，即觀察檢測其耐旱性情況。(4)如果耐旱基因整合到同源染色體的兩條上，相當(dāng)于耐旱純合子，則子代將全部表現(xiàn)為耐旱，不會(huì)出現(xiàn)性狀分離；如果耐旱基因整合到同源染色體的一條上，則轉(zhuǎn)基因植株的基因型相當(dāng)于雜合子，自交后代出現(xiàn)耐旱∶不耐旱＝3∶1的性狀分離比?？祭挤ㄖ睋鬧答案](1)全部部分(2)篩選[解析]40教師備用習(xí)題1．

[2016·吉林三模]回答利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育轉(zhuǎn)基因植物的相關(guān)問題：(1)培育轉(zhuǎn)基因植物過程的核心步驟是構(gòu)建基因表達(dá)載體，其目的是使目的基因在受體細(xì)胞中____________，并且可以通過復(fù)制遺傳給下一代，同時(shí)，使目的基因表達(dá)和發(fā)揮作用。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，可利用DNA連接酶連接被限制酶切開的____________鍵。(3)組成基因表達(dá)載體的單體是______________?；虮磉_(dá)載體中的啟動(dòng)子是____________識別和結(jié)合的部位，這種結(jié)合完成后才能驅(qū)動(dòng)目的基因通過________(填過程)合成mRNA。(4)用兩種限制酶XbaⅠ和SacⅠ(兩種酶切出的黏性末端不同)切割某DNA，獲得含目的基因的片段。若利用該片段構(gòu)建基因表達(dá)載體，應(yīng)選用下圖中的何種Ti質(zhì)粒？________。

教師備用習(xí)題1．[2016·吉林三模]回答利用農(nóng)