第36講基因工程

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2目的:創(chuàng)造出更符合人們需要的新的和。

3水平:水平。

DNA重組轉(zhuǎn)基因生物類型生物產(chǎn)品DNA分子2基因工程的基本工具1“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶限制酶①化而來。

②作用:能夠識別雙鏈DNA分子的某種,并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的斷開,因此具有性。

③結(jié)果:經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式:和。

原核生物特定核苷酸序列磷酸二酯鍵專一平末端黏性末端2“分子縫合針”——DNA連接酶①作用:將限制酶切割下來的DNA片段連接起來。②類型類型E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源大腸桿菌T4噬菌體相同點(diǎn)都“縫合”磷酸二酯鍵區(qū)別

E·coliDNA連接酶只能連接黏性末端;而T4DNA連接酶能縫合兩種末端,但連接平末端之間的效率較低六種與DNA相關(guān)的酶的知識總結(jié)名稱作用部位作用結(jié)果限制酶磷酸二酯鍵將DNA切成兩個或多個片段DNA連接酶磷酸二酯鍵將兩個DNA片段連接為一個DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯鍵以單鏈DNA為模板將單個脫氧核苷酸連接DNA(水解)酶磷酸二酯鍵將DNA片段水解為單個脫氧核苷酸解旋酶堿基對之間的氫鍵將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈,形成兩條長鏈RNA聚合酶磷酸二酯鍵以單鏈DNA為模板將單個核糖核苷酸依次連接形成RNA3“分子運(yùn)輸車”——載體①載體具備的條件:a能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。b具有一至多個,供外源DNA片段插入。c具有標(biāo)記基因,供重組DNA的。

②最常用的載體是質(zhì)粒,獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外的小型分子。

③其他載體:、動植物病毒。

限制酶切割位點(diǎn)鑒定和選擇雙鏈環(huán)狀DNAλ噬菌體的衍生物正誤辨析1基因工程用到的工具酶有限制酶、DNA連接酶、載體。 2在基因工程的操作過程中,利用限制性核酸內(nèi)切酶進(jìn)行DNA的水解。3限制酶識別的序列均由6個核苷酸組成。 ×基因工程用到的工具酶有限制酶、DNA連接酶?！料拗菩院怂醿?nèi)切酶能將DNA切成兩個或多個片段,DNA水解酶能將DNA水解。×限制酶識別的序列主要由6個核苷酸組成,少數(shù)識別序列由4、5或8個核苷酸組成。4DNA連接酶能將兩堿基通過氫鍵連接起來。 5質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為標(biāo)記基因。 ×DNA連接酶連接的是磷酸二酯鍵。×載體質(zhì)粒上抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因,供重組DNA的鑒定和選擇。生命觀念清概念明結(jié)論1下列關(guān)于各種與基因工程有關(guān)酶的敘述,不正確的是連接酶只能連接黏性末端穩(wěn)定的緩沖液中發(fā)揮作用C目的基因的運(yùn)載體上至少有一個限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點(diǎn)D在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下以脫氧核糖核苷酸為原料,以RNA為模板可合成互補(bǔ)DNAADNA連接酶可連接黏性末端和平末端,A錯誤;酶的活性易受溫度、pH等影響,因此PCR反應(yīng)中的酶需要在pH穩(wěn)定的緩沖液中發(fā)揮作用,B正確;目的基因的運(yùn)載體要有一個至多個限制酶切割位點(diǎn),便于目的基因插入,C正確;逆轉(zhuǎn)錄過程是以RNA為模板在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下合成DNA的過程,需要以脫氧核糖核苷酸為原料,D正確。2下列關(guān)于質(zhì)粒的說法,不正確的是A質(zhì)粒存在于細(xì)菌和酵母菌等生物的細(xì)胞中分子中每個磷酸基團(tuán)都連接兩個脫氧核糖,AG/TC的值一定相同D質(zhì)粒是基因工程中常用的工具酶D質(zhì)粒是廣泛存在于細(xì)菌以及酵母菌等生物細(xì)胞內(nèi)的一種小型環(huán)狀DNA分子,故其分子中每個磷酸基團(tuán)都連接兩個脫氧核糖,A、B正確;因質(zhì)粒是雙鏈DNA分子,根據(jù)堿基互補(bǔ)配對關(guān)系A(chǔ)=T、G=C可知,不同的質(zhì)粒DNA中,AG/TC的值一定相同,C正確;質(zhì)粒是基因工程中常用的工具運(yùn)載體,而非工具酶工具酶是限制酶和DNA連接酶,D錯誤。素養(yǎng)綜合重知識提能力角度一基因工程中的工具酶31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。

黏性末端平末端2圖甲和圖乙分別表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意圖,據(jù)圖分析:EcoRⅠ限制酶識別的堿基序列是,切割位點(diǎn)在和之間;SmaⅠ限制酶識別的堿基序列是,切割位點(diǎn)在和之間。該實例說明限制酶具有的特性是。甲乙圖12-36-1GAATTCGACCCGGGCG專一性3限制酶不切割自身DNA的原因:。4DNA連接酶是將兩個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。

自身DNA不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶5當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時,DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是。6質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如圖12-36-2所示:為使運(yùn)載體與目的基因相連,含有目的基因的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。磷酸二酯鍵圖12-36-2切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的相同角度二基因工程中的運(yùn)載體41基因工程中除質(zhì)粒外,和也可作為運(yùn)載體。

2若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體,在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中,不選用作為載體,其原因是。3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,還需具有啟動子和終止子。

噬菌體動植物病毒噬菌體噬菌體的宿主是細(xì)菌,而不是家蠶能夠自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、具有一個至多個限制酶切割位點(diǎn)答出兩點(diǎn)即可角度三考查基因工程基本工具的應(yīng)用5某一質(zhì)粒載體如圖12-36-3所示,外源DNA插入AmHⅠ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12-36-31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;并且的細(xì)胞和的細(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。

圖12-36-3二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)?；蚝兄亟M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。圖12-36-32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。

圖12-36-3受體細(xì)胞噬菌體不能獨(dú)立完成代謝,其DNA復(fù)制在受體細(xì)胞中進(jìn)行,需受體細(xì)胞提供原料、酶和能量等。■題后歸納限制酶的選擇技巧1根據(jù)目的基因兩端的限制酶切割位點(diǎn)確定限制酶的種類圖12-36-4①應(yīng)選擇切割位點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶,如圖12-36-4中甲可選擇PstⅠ。②不能選擇切割位點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶,如圖甲不能選擇SmaⅠ。③為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒,如圖甲也可選擇用PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切割位點(diǎn)。圖12-36-42根據(jù)質(zhì)粒的特點(diǎn)確定限制酶的種類①所選限制酶要與切割目的基因的限制酶一致,以確保產(chǎn)生相同的黏性末端。②質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因等,所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu),如圖乙中限制酶SmaⅠ會破壞標(biāo)記基因;如果所選酶的切割位點(diǎn)不是一個,則切割重組后可能丟失某些片段,若丟失的片段含復(fù)制起點(diǎn),則切割重組后的片段進(jìn)入受體細(xì)胞后不能自主復(fù)制。考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序基礎(chǔ)·自主診斷素養(yǎng)·全面提升 1目的基因的獲取1目的基因:主要指的基因,也可以是一些具有作用的因子。

編碼蛋白質(zhì)調(diào)控基因文庫所有cDNAPCR3PCR技術(shù)①PCR的原理:。

②前提條件:要有一段已知目的基因的,以便根據(jù)這一序列合成。

DNA雙鏈復(fù)制核苷酸序列引物變性加熱至

℃,DNA解旋

復(fù)性冷卻至

℃:解旋的DNA兩條單鏈分別與相應(yīng)的引物結(jié)合

③過程90~9555~60延伸加熱至70~75℃,

(Taq酶)催化從引物起始合成子鏈(方向:子鏈的5'端→3'端)

熱穩(wěn)定DNA聚合酶④PCR技術(shù)條件:模板DNA兩條鏈、原料、引物、酶。

⑤由于延伸后得到的產(chǎn)物同樣可以和引物結(jié)合,因而每次循環(huán)后目的基因的量可以增加一倍,即成指數(shù)形式擴(kuò)增約為,n代表擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù)。

dATP、dCTP、dGTP、dTTPTaq酶2n2基因表達(dá)載體的構(gòu)建1構(gòu)建目的:使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代,同時使目的基因能夠。2基因表達(dá)載體的組成:如圖12-36-5①目的基因②啟動子:是的部位,能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。

圖12-36-5表達(dá)和發(fā)揮作用RNA聚合酶識別和結(jié)合③終止子:一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段,位于基因的尾端,能終止。

④標(biāo)記基因:鑒別受體細(xì)胞中是否含有,從而將含有目的基因的細(xì)胞出來。

圖12-36-5轉(zhuǎn)錄目的基因篩選■易錯警示啟動子≠起始密碼子、終止子≠終止密碼子:啟動子和終止子均為結(jié)構(gòu)基因非編碼區(qū)的DNA序列,且長度遠(yuǎn)不止三個堿基,都與基因的轉(zhuǎn)錄過程相關(guān)聯(lián);起始密碼子和終止密碼子均位于mRNA分子中,且均只含三個堿基,都與mRNA的翻譯過程相關(guān)聯(lián)。3構(gòu)建過程圖12-36-6相同的末端DNA連接酶目的基因與載體的結(jié)合有三種情況①目的基因與目的基因的結(jié)合;②質(zhì)粒與質(zhì)粒的結(jié)合;③目的基因與質(zhì)粒的結(jié)合。只有第三種才是所需要的類型,所以還需要對受體細(xì)胞是否導(dǎo)入重組質(zhì)粒進(jìn)行檢測。3將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1轉(zhuǎn)化:目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)和的過程稱為轉(zhuǎn)化。

2將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法比較生物種類植物動物微生物方法

(常用)、基因槍法、花粉管通道法

Ca2+處理法受體細(xì)胞體細(xì)胞、受精卵受精卵原核細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)維持穩(wěn)定表達(dá)生物種類植物動物微生物轉(zhuǎn)化過程農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法:目的基因插入Ti質(zhì)粒的

上→農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的

上→表達(dá)(體細(xì)胞)

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→具有新性狀的動物

Ca2+處理細(xì)胞→

細(xì)胞→重組表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子

T-DNA染色體DNA感受態(tài)4目的基因的檢測與鑒定類型檢測內(nèi)容方法(技術(shù))結(jié)果顯示分子水平檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體DNA上是否插入了目的基因

(DNA—DNA雜交)

雜交帶目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA

(DNA—RNA雜交)

雜交帶目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)

(蛋白質(zhì)—蛋白質(zhì)雜交)

雜交帶抗原—抗體雜交技術(shù)DNA分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)類型檢測內(nèi)容方法(技術(shù))結(jié)果顯示個體水平鑒定個體是否出現(xiàn)相應(yīng)性狀抗病、抗蟲的接種實驗是否有抗性及抗性的程度對基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進(jìn)行活性比較功能活性是否相同■歸納總結(jié)基因工程四步曲中,三步中都涉及堿基互補(bǔ)配對,具體過程如下:①第1步中發(fā)生在用反轉(zhuǎn)錄法合成目的基因過程中;②第2步中發(fā)生在黏性末端相互連接配對過程中;③第4步中目的基因的導(dǎo)入檢測、轉(zhuǎn)錄檢測發(fā)生堿基互補(bǔ)配對。正誤辨析1利用反轉(zhuǎn)錄法獲取的目的基因無啟動子和內(nèi)含子。 2dATP水解掉兩分子磷酸基團(tuán)后是組成RNA的基本單位之一。3基因表達(dá)載體中的啟動子和終止子決定著翻譯的開始與結(jié)束?！獭羋ATP水解掉兩分子磷酸基團(tuán)后是組成DNA的基本單位之一?！羻幼雍徒K止子決定著轉(zhuǎn)錄的開始與結(jié)束。4基因表達(dá)載體中的目的基因需插入啟動子和終止子之間。 5農(nóng)桿菌能在自然條件下感染單子葉植物和裸子植物。 6將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時,受體細(xì)胞只能選受精卵。 7DNA分子雜交是在分子水平上進(jìn)行的目的基因的檢測。 √×農(nóng)桿菌能在自然條件下感染雙子葉植物和裸子植物?！翆⒛康幕?qū)胫参锛?xì)胞時,受體細(xì)胞也可以選體細(xì)胞,經(jīng)植物組織培養(yǎng)能發(fā)育成新個體。√一、基因文庫的理解1基因文庫≠基因庫:基因庫是指一個生物種群的全部等位基因的總稱,屬于遺傳范疇。將含有某種生物不同基因的許多DNA片段,導(dǎo)入受體菌的群體中儲存,各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因,稱為基因文庫,屬于基因工程范疇。2基因文庫的種類及構(gòu)建1基因組文庫:若基因文庫中含有一種生物所有的基因,這種基因文庫就叫作基因組文庫。構(gòu)建過程如下:供體細(xì)胞的DNA許多DNA片段載體受體菌群基因組文庫→外源DNA擴(kuò)增,產(chǎn)生特定性狀目的基因2部分基因文庫:若基因文庫中含有一種生物的部分基因,這種基因文庫叫作部分基因文庫,如cDNA互補(bǔ)DNA文庫。構(gòu)建過程如下:目的基因mRNA單鏈DNA雙鏈DNA載體受體菌群cDNA文庫目的基因①構(gòu)建基因文庫實際上涉及基因工程的全過程;②cDNA文庫無啟動子和內(nèi)含子,可以進(jìn)行物種間的基因交流。二、DNA復(fù)制與PCR技術(shù)的比較項目體內(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、引物、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DNA分子,一個細(xì)胞周期只復(fù)制一次短時間內(nèi)形成大量含有目的基因的DNA片段科學(xué)探究抓探究提實踐1甲、乙兩圖表示從細(xì)菌細(xì)胞中獲取目的基因的兩種方法,以下說法中錯誤的是Ad過程要以核糖核苷酸為原料B甲方法可建立該細(xì)菌的基因組文庫文庫聚合酶參與A圖12-36-7d為逆轉(zhuǎn)錄過程,該過程需要以脫氧核糖核苷酸為原料,A錯誤;甲方法獲取的是該細(xì)菌的全部DNA分子,因此用限制酶切割后可用于構(gòu)建基因組文庫,B正確;乙方法表示用逆轉(zhuǎn)錄法獲得的DNA分子,只包含該生物的部分基因,因此可建立該細(xì)菌的cDNA文庫,C正確;c為轉(zhuǎn)錄過程,該過程需要RNA聚合酶參與,D正確。圖12-36-72人們利用基因工程的方法,用大腸桿菌生產(chǎn)人類胰島素,這一過程不涉及 A用適當(dāng)?shù)拿笇σ葝u素基因與運(yùn)載體進(jìn)行切割并拼接分子導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)分子是否導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)并表達(dá)出相應(yīng)的性狀D檢測目的基因是否發(fā)生了結(jié)構(gòu)上的改變D該步驟屬于基因表達(dá)載體的構(gòu)建,是基因工程的核心步驟,A不符合題意;該步驟屬于基因工程的第三步,將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi),B不符合題意;檢測重組DNA分子是否導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)并表達(dá)出相應(yīng)的性狀是基因工程最后一個步驟,C不符合題意;基因工程不需要檢測目的基因是否發(fā)生了結(jié)構(gòu)上的改變,D符合題意。3圖12-36-8是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)可食用疫苗的部分過程,其中aⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ為四種限制性核酸內(nèi)切酶。下列有關(guān)說法中正確的是 A圖示中構(gòu)建基因表達(dá)載體時,只需用到一種限制性核酸內(nèi)切酶B一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的核糖核苷酸序列C圖示過程是基因工程的核心步驟,所需的限制性核酸內(nèi)切酶均來自原核生物D抗卡那霉素基因的存在有利于將含有抗原基因的細(xì)胞篩選出來圖12-36-8D構(gòu)建該表達(dá)載體時需要用到EcoRⅠ、PstⅠ兩種限制性核酸內(nèi)切酶,A錯誤;限制酶具有特異性,即一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的核苷酸序列,B錯誤;圖示過程表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建,這是基因工程的核心步驟,所需的限制性核酸內(nèi)切酶一般來自原核生物,C錯誤;抗卡那霉素基因作為標(biāo)記基因,主要作用是篩選含有目的基因的受體細(xì)胞,D正確。圖12-36-8素養(yǎng)綜合重知識提能力角度一獲取目的基因的方法41基因工程中可以通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因?；卮鹣铝袉栴}。①基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以從基因文庫中獲得。基因文庫包括和。

基因組文庫cDNA文庫②生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開始時,解開DNA雙鏈的酶是。在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時,使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是。上述兩個解鏈過程的共同點(diǎn)是破壞了DNA雙鏈分子中的。

③目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是

。

解旋酶加熱至90~95℃氫鍵Taq酶熱穩(wěn)定性高,而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會失活2以mRNA為材料可以獲得cDNA,其原理是。

3利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提條件是要有用來合成引物。PCR反應(yīng)體系的主要成分應(yīng)包含擴(kuò)增緩沖液、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、引物和。

在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下,以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對的原則可以合成cDNA一段已知目的基因的核苷酸序列Taq酶角度二基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒定51在基因表達(dá)載體中,啟動子是聚合酶識別并結(jié)合的部位。

2將基因表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠的受精卵中常用法。在培育有些轉(zhuǎn)基因植物時,常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,農(nóng)桿菌的作用是

。

RNA顯微注射感染植物,將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中3若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比,大腸桿菌具有答出兩點(diǎn)即可等優(yōu)點(diǎn)。

4分子水平上檢測目的基因是否成功導(dǎo)入酵母菌的方法是。獲得的轉(zhuǎn)基因草莓植株是否具有抗黃邊病毒的特性,往往需要進(jìn)行個體生物學(xué)水平鑒定,方法是。

繁殖快、容易培養(yǎng)DNA分子雜交對轉(zhuǎn)基因草莓植株和未轉(zhuǎn)基因草莓植株進(jìn)行輕型黃邊病毒接種實驗,觀察并比較兩者抗病毒的情況角度三結(jié)合實例考查基因工程的基本操作程序6圖12-36-9表示利用基因工程培育抗蟲棉的過程,請據(jù)圖回答下列有關(guān)問題:1若限制酶Ⅰ的識別序列和切割位點(diǎn)是—↓GATC—,限制酶Ⅱ的識別序列和切割位點(diǎn)是—G↓GATCC—,那么在①過程中,應(yīng)用限制酶切割質(zhì)粒,用限制酶切割抗蟲基因。①過程在填“體內(nèi)”或“體外”進(jìn)行。

圖12-36-9ⅡⅠ或Ⅰ和Ⅱ體外若使用限制酶Ⅰ切割質(zhì)粒將同時切開氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因,因此應(yīng)選擇限制酶Ⅱ切割質(zhì)粒;若用限制酶Ⅱ切割抗蟲基因,則只能切開圖中抗蟲基因右側(cè),而使用限制酶Ⅰ或Ⅰ和Ⅱ可將目的基因片段切下。①構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程在體外進(jìn)行。圖12-36-92將通過②過程得到的大腸桿菌涂布在含有的培養(yǎng)基上,能夠生長說明已導(dǎo)入了普通質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒,反之則說明沒有導(dǎo)入。

3重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌的目的是。

圖12-36-9四環(huán)素大量復(fù)制目的基因或抗蟲基因2普通質(zhì)粒或重組質(zhì)粒都含有四環(huán)素抗性基因,因此導(dǎo)入了普通質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒的大腸桿菌能夠在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上正常生長。3重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌的目的是大量復(fù)制目的基因或抗蟲基因。4⑤過程所用技術(shù)稱為,從遺傳學(xué)角度來看,根細(xì)胞能發(fā)育成完整植株的根本原因是根細(xì)胞具有。

圖12-36-9植物組織培養(yǎng)發(fā)育成完整個體所需的全套遺傳物質(zhì)用離體細(xì)胞培養(yǎng)出完整植株的過程稱為植物組織培養(yǎng);根細(xì)胞能發(fā)育成完整植株的根本原因是根細(xì)胞含有發(fā)育成完整個體所需的全套遺傳物質(zhì),即具有全能性?？键c(diǎn)三基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程基礎(chǔ)·自主診斷素養(yǎng)·全面提升 1基因工程的應(yīng)用1植物基因工程應(yīng)用常用外源基因類型抗蟲轉(zhuǎn)基因植物

、蛋白酶抑制劑基因

抗病轉(zhuǎn)基因植物

、幾丁質(zhì)酶基因

抗逆轉(zhuǎn)基因植物抗凍蛋白基因(從魚體內(nèi)獲取)改良品質(zhì)的轉(zhuǎn)基因植物含必需氨基酸較多的蛋白質(zhì)編碼基因Bt毒蛋白基因病毒外殼蛋白基因2動物基因工程①用于提高動物。

②用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì)。③用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物:乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器,即將藥用蛋白基因與等調(diào)控組件重組在一起,通過等方法,導(dǎo)入哺乳動物的受精卵中,然后,將受精卵送入母體內(nèi),使其生長發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物。轉(zhuǎn)基因動物進(jìn)入泌乳期后,可以通過分泌的乳汁來生產(chǎn)所需要的藥品。

生長速度乳腺蛋白基因的啟動子顯微注射3用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體。4基因工程在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)上的應(yīng)用①工程菌是指用基因工程的方法,使得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系。

②基因治療:把導(dǎo)入病人體內(nèi),使該基因的發(fā)揮功能,從而達(dá)到治療疾病的目的。包括體內(nèi)基因治療和體外基因治療兩種方式。

外源基因正?；虮磉_(dá)產(chǎn)物2蛋白質(zhì)工程1概念理解①基礎(chǔ):蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系。②操作:或基因合成。

③結(jié)果:現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出一種。

④目的:根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求,對進(jìn)行分子設(shè)計。

基因修飾改造新的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)2操作過程從預(yù)期的蛋白質(zhì)出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的→推測應(yīng)有的→找到相對應(yīng)的基因→基因表達(dá)→產(chǎn)生需要的蛋白質(zhì)。其流程圖如圖12-36-10:

圖12-36-10功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列正誤辨析1Bt毒蛋白基因有毒害作用。 2乳腺生物反應(yīng)器是將藥用蛋白基因?qū)雱游锏娜橄偌?xì)胞中。 3由大腸桿菌工程菌獲得的人干擾素可直接應(yīng)用?！罛t毒蛋白基因?qū)Σ溉閯游餆o毒害作用?！帘绢}中的受體細(xì)胞應(yīng)是受精卵?！寥说母蓴_素合成后需要經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工,而大腸桿菌細(xì)胞中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。4蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作,定向改造分子的結(jié)構(gòu)。 ×蛋白質(zhì)工程是通過基因修飾或基因合成來實現(xiàn)對蛋白質(zhì)分子的改造的?；蚬こ毯偷鞍踪|(zhì)工程的比較項目基因工程蛋白質(zhì)工程區(qū)別操作環(huán)境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)從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列項目基因工程蛋白質(zhì)工程區(qū)別實質(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)生產(chǎn)人類需要的新基因,創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程,因為對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì),必須通過基因修飾或基因合成實現(xiàn)生命觀念清概念明結(jié)論1下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較,不合理的是 A基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì),而蛋白質(zhì)工程可以對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,從而制造一種新的蛋白質(zhì)B蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,蛋白質(zhì)工程最終還是要通過基因修飾或基因合成來完成C基因工程遵循中心法則,蛋白質(zhì)工程完全不遵循中心法則D基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的C基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì),而蛋白質(zhì)工程可以通過對基因改造實現(xiàn)對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造,從而制造一種新的蛋白質(zhì),A正確;蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程,蛋白質(zhì)工程不是對蛋白質(zhì)分子的直接改造,而是通過基因修飾或基因合成來改變生物的遺傳和表達(dá)形狀,合成新的蛋白質(zhì),B正確;基因工程和蛋白質(zhì)工程都遵循中心法則,C錯誤;蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是改造基因,基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的,D正確。的第158位的絲氨酸變成亮氨酸,第240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸,改變后的蛋白質(zhì)不僅保留了轉(zhuǎn)運(yùn)功能,還具有催化活性。下列說法正確的是的氨基酸序列進(jìn)行了改造B該過程能定向地改造蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)C經(jīng)改造后的蛋白質(zhì)不需要再進(jìn)行功能鑒定D經(jīng)改造后的基因在表達(dá)過程中不遵循中心法則B該科研小組采用的技術(shù)應(yīng)該是蛋白質(zhì)工程,而蛋白質(zhì)工程直接作用的對象是基因,即直接對控制轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白合成的基因進(jìn)行了改造,A錯誤;的第158位的絲氨酸變成亮氨酸,第240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸,改變后的蛋白質(zhì)不僅保留了轉(zhuǎn)運(yùn)功能,還具有催化活性。下列說法正確的是的氨基酸序列進(jìn)行了改造B該過程能定向地改造蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)C經(jīng)改造后的蛋白質(zhì)不需要再進(jìn)行功能鑒定D經(jīng)改造后的基因在表達(dá)過程中不遵循中心法則B蛋白質(zhì)工程屬于第二代基因工程,能定向地改造蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),B正確;經(jīng)改造后的蛋白質(zhì)需要再進(jìn)行功能鑒定,C錯誤;經(jīng)改造后的基因的化學(xué)本質(zhì)不變,在表達(dá)過程中仍然遵循中心法則,D錯誤。素養(yǎng)綜合重知識提能力角度一基因工程的應(yīng)用31在進(jìn)行基因工程操作時,若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA,常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料,原因是。提取RNA時,提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的是。

嫩葉組織細(xì)胞易破碎防止RNA降解2為了使人α抗胰蛋白酶因子基因mAAT只在山羊乳腺中表達(dá),需要在構(gòu)建表達(dá)載體時在mAAT前端加上在乳腺中特異性表達(dá)的。

3除了經(jīng)濟(jì)易獲取因素外,請寫出科學(xué)家選擇豬器官作為人體器官移植供體的生物學(xué)依據(jù):寫出其中一條即可。

啟動子結(jié)構(gòu)、大小與人體相似或豬體內(nèi)隱藏的、可導(dǎo)致人類疾病的病毒要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于靈長類動物4圖12-36-11是設(shè)想用iPS細(xì)胞技術(shù)治療鐮刀型細(xì)胞貧血癥的流程,請回答:經(jīng)過程③④后,改造得到的A是,再植入患者體內(nèi),使患者能夠產(chǎn)生正常紅細(xì)胞,這種治療方法稱為。

圖12-36-11造血干細(xì)胞體外基因治療角度二結(jié)合實例考查蛋白質(zhì)工程4如圖12-36-12是某種動物蛋白質(zhì)工程的示意圖,請分析回答:1目前,蛋白質(zhì)工程中難度最大的是圖中編號所示的過程,實現(xiàn)③過程的依據(jù)有。圖12-36-12①氨基酸對應(yīng)的密碼子、mRNA與DNA間的堿基互補(bǔ)配對原則在蛋白質(zhì)工程中,根據(jù)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能設(shè)計預(yù)期蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)工程的首要任務(wù),也是難度較大的任務(wù)。③過程根據(jù)蛋白質(zhì)應(yīng)有的氨基酸序列推斷mRNA上密碼子的排列順序,再根據(jù)mRNA與DNA間的堿基互補(bǔ)配對原則推斷DNA的堿基排列順序。2若相關(guān)蛋白質(zhì)的核酸片段是從細(xì)胞質(zhì)獲取的,則④過程包括、。

圖12-36-12逆轉(zhuǎn)錄基因修飾從細(xì)胞質(zhì)中提取的核酸片段應(yīng)為mRNA,因此④表示以mRNA為模板合成DNA的逆轉(zhuǎn)錄過程和基因修飾的過程。3⑤過程中對核苷酸序列有嚴(yán)格要求的工具酶是,進(jìn)行⑤過程的目的是。

圖12-36-12使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并遺傳給下一代,同時使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用限制酶⑤基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程,需限制酶和DNA連接酶參與,其中對核苷酸序列有嚴(yán)格要求的工具酶是限制酶;該過程的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并遺傳給下一代,同時使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用?？键c(diǎn)四DNA的粗提取與鑒定基礎(chǔ)·自主診斷素養(yǎng)·全面提升 1原理1溶解度①DNA與蛋白質(zhì)在不同濃度的溶液中溶解度不同。

②DNA不溶于。

2DNA對酶、和的耐受性。

3鑒定:DNA試劑。

NaCl酒精高溫洗滌劑二苯胺藍(lán)色2實驗步驟材料的選取:選用含量相對較高的生物組織

破碎細(xì)胞以雞血為例:雞血細(xì)胞→加蒸餾水→用玻璃棒攪拌→用紗布過濾→收集濾液

去除雜質(zhì):利用DNA在中溶解度不同,通過控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)DNA不同濃度的NaCl溶液DNA的析出:將處理后的溶液過濾,加入與濾液體積相等的、冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的溶液

DNA的鑒定:在溶有DNA的溶液中加入二苯胺試劑,混勻后將試管置于沸水中加熱5min,溶液變成

酒精藍(lán)色正誤辨析1用不同濃度的NaCl溶液反復(fù)溶解與析出DNA可去除蛋白質(zhì)。 2提取DNA時,如果沒有雞血材料,可用豬血代替。 3洗滌劑能瓦解細(xì)胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度。 √×豬為哺乳動物,其成熟紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核。×洗滌劑不能增加DNA在NaCl溶液中的溶解度。4將制備的含有DNA的濾液加入60~75℃的恒溫水浴箱中保溫10~15min,可以將DNA析出。 5實驗中兩次使用蒸餾水的目的不同。 6在DNA的粗提取與鑒定實驗中,將絲狀物溶解在2mol/LNaCl溶液中,加入二苯胺試劑即呈藍(lán)色。 ×由于DNA和蛋白質(zhì)對高溫耐受性的不同,60~75℃的恒溫水浴能去除濾液中的蛋白質(zhì)雜質(zhì)?！獭劣枚桨疯b定DNA時,需沸水浴加熱。項目2mol/LNaCl溶液0.14mol/LNaCl溶液溶解規(guī)律DNA溶解析出

蛋白質(zhì)部分發(fā)生鹽析沉淀溶解

NaCl溶液濃度從2mol/L逐漸降低的過程中,溶解度逐漸增大溶液中溶解度的比較的粗提取與鑒定中的“2、3、4”加蒸餾水2次

①加到雞血細(xì)胞液中,使血細(xì)胞吸水破裂

②加到含DNA的2mol/L的NaCl溶液中,使NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度下降到0.14mol/L,使DNA析出用紗布過濾3次

①過濾血細(xì)胞破裂液,得到含細(xì)胞核物質(zhì)的濾液

②濾取0.14mol/L的NaCl溶液中析出的DNA(黏稠物)

③過濾溶有DNA的2mol/L的NaCl溶液4次使用NaCl溶液

①加2mol/L的NaCl溶液,溶解提取的細(xì)胞核物質(zhì)

②用0.14mol/L的NaCl溶液使DNA析出

③用2mol/L的NaCl溶液,溶解濾取的DNA黏稠物

④用2mol/L的NaCl溶液,溶解絲狀物用于鑒定DNA素養(yǎng)綜合重知識提能力在“DNA的粗提取與鑒定”實驗中,對DNA進(jìn)行鑒定時,做如下操作:試管AB1加2mol/L的NaCl溶液5mL加2mol/L的NaCl溶液5mL2不加加入提取的DNA絲狀物并攪拌3加4mL二苯胺試劑,混勻加4mL二苯胺試劑,混勻4沸水浴5分鐘沸水浴5分鐘實驗現(xiàn)象

實驗結(jié)論

1根據(jù)圖12-36-13完成表格空白處的實驗內(nèi)容。圖12-36-13試管AB1加2mol/L的NaCl溶液5mL加2mol/L的NaCl溶液5mL2不加加入提取的DNA絲狀物并攪拌3加4mL二苯胺試劑,混勻加4mL二苯胺試劑,混勻4沸水浴5分鐘沸水浴5分鐘實驗現(xiàn)象

實驗結(jié)論

溶液不變藍(lán)色溶液變藍(lán)色DNA在沸水浴的條件下遇二苯胺會變成藍(lán)色2對于B試管,完成1、2、3的操作后溶液顏色如何。

3在沸水浴中加熱的目的是,同時說明DNA對高溫有較強(qiáng)的。

4A試管在實驗中的作用是。

5B試管中溶液顏色的變化程度主要與有關(guān)。

圖12-36-13溶液顏色基本不變加快顏色反應(yīng)速度耐受性對照DNA絲狀物的多少本題中A、B兩試管形成對照,B試管中含DNA絲狀物,A試管中不含,起對照作用,其他條件均完全相同。本實驗的反應(yīng)條件是沸水浴5分鐘,目的是加快顏色反應(yīng)的速度,要等到冷卻以后再觀察對比兩試管的顏色。真題·新題五年真題1下列生物技術(shù)操作對遺傳物質(zhì)的改造,不會遺傳給子代的是A將胰島素基因表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌,篩選獲得基因工程菌B將花青素代謝基因?qū)胫参矬w細(xì)胞,經(jīng)組培獲得花色變異植株C將腸乳糖酶基因?qū)肽膛Ｊ芫?培育出產(chǎn)低乳糖牛乳的奶牛D將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入淋巴細(xì)胞后回輸患者,進(jìn)行基因治療D篩選獲得的基因工程菌增殖時可將胰島素基因表達(dá)質(zhì)粒遺傳給子代,A不符合題意。導(dǎo)入了花青素代謝基因的體細(xì)胞經(jīng)組培獲得的花色變異植株的所有細(xì)胞中都具有該基因,即該細(xì)胞發(fā)生的遺傳物質(zhì)改變可以遺傳給子代,B不符合題意。1下列生物技術(shù)操作對遺傳物質(zhì)的改造,不會遺傳給子代的是A將胰島素基因表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌,篩選獲得基因工程菌B將花青素代謝基因?qū)胫参矬w細(xì)胞,經(jīng)組培獲得花色變異植株C將腸乳糖酶基因?qū)肽膛Ｊ芫?培育出產(chǎn)低乳糖牛乳的奶牛D將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入淋巴細(xì)胞后回輸患者,進(jìn)行基因治療D由改造后的受精卵培育出的產(chǎn)低乳糖牛乳的奶牛的體細(xì)胞和卵原細(xì)胞中都含有腸乳糖酶基因,卵原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂形成配子,可以將該基因遺傳給后代,C不符合題意。淋巴細(xì)胞屬于動物體細(xì)胞,該細(xì)胞發(fā)生的遺傳物質(zhì)改變不能遺傳給后代,D符合題意。2將某種海魚的抗凍基因?qū)胛骷t柿細(xì)胞中,培育成耐低溫的西紅柿新品種。這種導(dǎo)入外源基因的方法屬于 A雜交育種 B轉(zhuǎn)基因技術(shù)C單倍體育種 D多倍體育種B根據(jù)題干信息可知,該種育種方法屬于轉(zhuǎn)基因技術(shù)。3回答下列問題:1博耶和科恩將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)。該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外,還證明了答出兩點(diǎn)即可。

體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞;真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá)非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后被導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞并進(jìn)行了表達(dá),該實驗中目的基因已經(jīng)進(jìn)行了表達(dá),則能說明體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞中;真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá)。2體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2參與的方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞;而體外重組的噬菌體DNA通常需與組裝成完整噬菌體后,才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞,在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中,可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是。

轉(zhuǎn)化外殼蛋白或答噬菌體蛋白細(xì)菌基因工程中將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法是用Ca2處理細(xì)胞,使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài),這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞。通過這種轉(zhuǎn)化方法將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中。病毒的結(jié)構(gòu)比較簡單,由蛋白質(zhì)外殼和殼內(nèi)的遺傳物質(zhì)組成,病毒在宿主細(xì)胞內(nèi)完成自身遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)外殼的組裝。噬菌體的宿主細(xì)胞是細(xì)菌。3真核生物基因目的基因在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時,表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會被降解,為防止蛋白質(zhì)被降解,在實驗中應(yīng)選用的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加的抑制劑。

蛋白酶缺陷型蛋白酶酶具有專一性,蛋白酶能專一性降解蛋白質(zhì)。為防止真核生物基因表達(dá)出的蛋白質(zhì)被降解,在實驗中應(yīng)選用蛋白酶缺陷型的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,在蛋白質(zhì)純化過程中,應(yīng)添加蛋白酶抑制劑,以抑制蛋白酶的活性,防止蛋白質(zhì)被降解。4某種熒光蛋白GFP在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光,這一特性可用于檢測細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。某科研團(tuán)隊將某種病毒的外殼蛋白L1基因連接在GFP基因的5'末端,獲得了L1-GFP融合基因簡稱為甲,并將其插入質(zhì)粒P0,構(gòu)建了真核表達(dá)載體P1,其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)的示意圖如下,圖中E1~E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。圖12-36-14回答下列問題:1據(jù)圖推斷,該團(tuán)隊在將甲插入質(zhì)粒P0時,使用了兩種限制酶,這兩種酶是。使用這兩種酶進(jìn)行酶切是為了保證,也是為了保證。

圖12-36-14E1和E4甲的完整甲與載體正確連接L1基因的左側(cè)是E1的酶切位點(diǎn),GFP基因的右側(cè)是E4的酶切位點(diǎn),用這兩種限制酶切割DNA,既可以保證甲的完整性,又保證了甲與載體正確連接。2將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后,若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說明L1基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了和過程。

圖12-36-14轉(zhuǎn)錄翻譯若細(xì)胞中觀察到綠色熒光,說明L1基因已經(jīng)表達(dá),即完成了轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。3為了獲得含有甲的牛,該團(tuán)隊需要做的工作包括將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞的移入牛的中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。

圖12-36-14細(xì)胞核去核卵母細(xì)胞動物細(xì)胞全能性的表達(dá)雖然受到限制,但是其細(xì)胞核仍有全能性,可以通過核移植使其全能性得以表達(dá),即將含有甲的細(xì)胞核植入牛的去核卵母細(xì)胞中,使其全能性得以表達(dá)。4為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中,某同學(xué)用RNA”“總RNA”或“核DNA”作為PCR模板。

圖12-36-14核DNA采用PCR方法檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中時,應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的核DNA作為PCR模板。新題精選1低毒性的廣譜除草劑,能非特異性侵入并殺死所有的植物。為避免被草甘膦殺死,科學(xué)家將細(xì)菌的EPSPS基因控制EPSPS合成酶合成的基因轉(zhuǎn)入小麥體內(nèi),提高其對草甘膦的耐受性。以下說法正確的是 的兩條鏈同時作為模板,以提高轉(zhuǎn)錄效率基因?qū)胄←溔~肉細(xì)胞后,抗藥性狀可隨傳粉受精過程遺傳基因,但并不一定會檢測到EPSPS基因的表達(dá)產(chǎn)物聚合酶C轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈作為模板合成RNA的過程,A錯誤;EPSPS基因?qū)胄←溔~肉細(xì)胞后,培育的植株在減數(shù)分裂過程產(chǎn)生的配子中不一定含有EPSPS基因,B錯誤;由于基因的選擇性表達(dá),檢測到小麥的葉肉細(xì)胞中有EPSPS基因,并不一定會檢測到EPSPS基因的表達(dá)產(chǎn)物,C正確;利用Ti質(zhì)粒將EPSPS基因整合到小麥染色體上時需要DNA連接酶,不需要用DNA聚合酶,D錯誤。2基因定點(diǎn)整合可替換特定基因,該技術(shù)可用于單基因遺傳病的治療。苯丙酮尿癥是由PU基因突變引起的,將正常PU基因定點(diǎn)整合到PU基因突變的小鼠胚胎干細(xì)胞的染色體DNA上,替換突變基因,可用來研究該病的基因治療過程。定點(diǎn)整合的過程是從染色體DNA上突變PU基因兩側(cè)各選擇一段DNA序列HB1和HB2,根據(jù)其堿基序列分別合成HB1和HB2,再將兩者分別與基因HSV-t1、HSV-t2連接,中間插入正常PU基因和標(biāo)記基因neor,構(gòu)建出如圖所示的重組載體。重組載體和染色體DNA中的HB1和HB2序列發(fā)生交換,導(dǎo)致兩者之間區(qū)域發(fā)生互換,如圖12-36-15所示。1構(gòu)建重組載體時,常用的工具酶有。該實驗用小鼠胚胎干細(xì)胞作為PU基因的受體細(xì)胞以培育出轉(zhuǎn)基因小鼠,除了胚胎干細(xì)胞能大量增殖外,還因為胚胎干細(xì)胞。

圖12-36-15限制性核酸內(nèi)切酶限制酶和DNA連接酶全能性強(qiáng)構(gòu)建重組載體時需要剪切互換區(qū)域,然后將互換區(qū)域插入染色體DNA上,剪切的工具是限制酶,將互換區(qū)域與染色體DNA結(jié)合的工具是DNA連接酶。胚胎干細(xì)胞是全能干細(xì)胞,可以增殖,也可以單獨(dú)培養(yǎng)形成一個個體,其具有全能性。2為獲得小鼠的胚胎干細(xì)胞,可將小鼠囊胚中的取出,并用處理使其分散成單個細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),培養(yǎng)過程中大部分細(xì)胞會貼附在培養(yǎng)瓶的表面生長,這種現(xiàn)象稱為。

圖12-36-15內(nèi)細(xì)胞團(tuán)胰蛋白酶或:膠原蛋白酶細(xì)胞貼壁或:貼壁生長為獲得小鼠的胚胎干細(xì)胞,可將小鼠囊胚中的具有全能性的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞取出,欲得到單個細(xì)胞需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理,進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)后,細(xì)胞貼附在培養(yǎng)瓶表面生長的現(xiàn)象為細(xì)胞的貼壁生長。3用圖中重組載體轉(zhuǎn)化胚胎干細(xì)胞時,會出現(xiàn)PU基因錯誤整合。錯誤整合時,載體的兩個HSV-t中至少會有一個與neor一起整合到染色體DNA上。已知含有neor的細(xì)胞具有G418的抗性,HSV-t1、HSV-t2的產(chǎn)物都能把DHPG轉(zhuǎn)化成有毒物質(zhì)而使細(xì)胞死亡。轉(zhuǎn)化后的胚胎干細(xì)胞依次在含有G418及同時含有G418和DHPG的培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng),在雙重選擇下存活下來的是的胚胎干細(xì)胞,理由是。

圖12-36-15在含有G418的培養(yǎng)液中培養(yǎng)時,不含neor的細(xì)胞全部死亡,含有PU基因的細(xì)胞可以存活下來;在含有G418和DHPG的培養(yǎng)液中培養(yǎng)時,錯誤整合的細(xì)胞因含HSV-t而死亡PU基因正確整合或:PU基因定點(diǎn)整合由題意可知,在互換過程完成后,會出現(xiàn)PU基因沒有互換、基因錯誤互換、PU基因正確互換幾種情況。PU基因沒有互換不含有neor基因的細(xì)胞不會在含有G418的培養(yǎng)液中生長,而正確互換整合的細(xì)胞中不含有HSV-t,不會將DHPG轉(zhuǎn)化為有毒物質(zhì),所以細(xì)胞不會死亡;錯誤互換整合的細(xì)胞中含有HSV-t,會將DHPG轉(zhuǎn)化為有毒物質(zhì),在含有DHPG的培養(yǎng)液中培養(yǎng)會死亡。整合過程完成后先在含有G418的培養(yǎng)液中培養(yǎng),含有PU基因沒有互換的DNA片段的細(xì)胞被淘汰;然后在同時含有G418和DHPG的培養(yǎng)液中培養(yǎng),錯誤互換整合的細(xì)胞會死亡,存活下來的是正確互換整合的胚胎干細(xì)胞。圖12-36-154將篩選得到的胚胎干細(xì)胞培育成小鼠,從個體生物學(xué)水平檢測,若小鼠,說明PU基因成功表達(dá)。

圖12-36-15不患苯丙酮尿癥將篩選得到的胚胎干細(xì)胞培育成小鼠,從個體生物學(xué)水平檢測,若小鼠不患苯丙酮尿癥,說明PU基因成功表達(dá)。1P2科技探索之路艾弗里等人通過不同類型肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗不僅證明了生物的遺傳物質(zhì)是DNA,還證明了DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體。2P3博耶和科恩將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)。該研究證明了質(zhì)粒不僅可以作為基因工程的載體,重組DNA還可以進(jìn)入受體細(xì)胞,外源基因可在原核細(xì)胞中成功表達(dá),并實現(xiàn)物種之間的基因交流。3P22干擾素是動物或人體細(xì)胞受到病毒侵染后產(chǎn)生的一種糖蛋白,幾乎能抵抗所有病毒引起的感染。1人類復(fù)合型免疫缺陷癥患者體內(nèi)缺失