廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2

1.1、1.2DNA重組技術(shù)的基本工具基因工程的基本操作程序1.1、1.2DNA重組技術(shù)的基本工具廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2(1)插入的目的基因表達(dá)需要調(diào)控序列，因此，插入部位之前要有啟動(dòng)子，插入部位之后要有終止子。(2)注意不能將啟動(dòng)子和起始密碼子、終止子和終止密碼子混淆：?jiǎn)?dòng)子、終止子在DNA上，在遺傳信息轉(zhuǎn)錄時(shí)起調(diào)控作用；而起始密碼子、終止密碼子在mRNA上，在翻譯時(shí)起作用，決定翻譯的開(kāi)始和結(jié)束。(1)插入的目的基因表達(dá)需要調(diào)控序列，因此，插入部1.下列關(guān)于基因工程的說(shuō)法中，正確的是()A.基因工程的設(shè)計(jì)和施工都是在細(xì)胞水平上進(jìn)行的B.目前基因工程所有的目的基因都是從供體細(xì)胞中直接分離得到的C.只要檢測(cè)出受體細(xì)胞中含有目的基因，那么目的基因一定能成功表達(dá)D.基因工程能使科學(xué)家打破物種界限，定向改造生物性狀1.下列關(guān)于基因工程的說(shuō)法中，正確的是()【解析】選D?；蚬こ淌前凑杖藗兊脑竿?，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(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生物類型和生物產(chǎn)品?；蚬こ痰脑O(shè)計(jì)和施工都是在DNA分子水平上進(jìn)行的。目的基因可以從供體細(xì)胞中直接分離得到，也可以通過(guò)反轉(zhuǎn)錄或由已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列推出信使RNA的堿基序列，進(jìn)一步推出DNA的堿基序列，再合成DNA。受體細(xì)胞中含有目的基因，目的基因也不一定能成功進(jìn)行表達(dá)?；蚬こ棠軐?shí)現(xiàn)基因的種間轉(zhuǎn)移，打破物種界限，定向改造生物性狀?！窘馕觥窟xD?；蚬こ淌前凑杖藗兊脑竿M(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通2.限制酶的作用實(shí)際上就是使DNA上某些化學(xué)鍵斷開(kāi)，一種能對(duì)GAATTC專一識(shí)別的限制酶，斷開(kāi)的化學(xué)鍵是()A.G與A之間的鍵B.G與C之間的鍵C.A與T之間的鍵D.磷酸與脫氧核糖之間的鍵【解析】選D。限制酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)。磷酸二酯鍵是磷酸的一個(gè)羥基和相鄰的脫氧核糖之間形成的化學(xué)鍵。2.限制酶的作用實(shí)際上就是使DNA上某些化學(xué)鍵斷開(kāi)，一種能對(duì)3.(2011·天津模擬)用于判斷目的基因是否轉(zhuǎn)移成功的方法中，不屬于分子檢測(cè)的是()A.通過(guò)害蟲吃棉葉看其是否死亡B.轉(zhuǎn)基因生物基因組DNA與DNA探針能否形成雜交帶C.轉(zhuǎn)基因生物中提取的mRNA與DNA探針能否形成雜交帶D.轉(zhuǎn)基因生物中提取的蛋白質(zhì)能否與抗體形成雜交帶3.(2011·天津模擬)用于判斷目的基因是否轉(zhuǎn)移成功的方法【解析】選A。目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過(guò)檢測(cè)與鑒定才能知道。首先，要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因，這是目的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵。檢測(cè)方法是采用DNA分子雜交技術(shù)，使DNA探針與基因組DNA雜交，如果顯示出雜交帶，就表明目的基因已插入染色體DNA中。其次，再檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，同樣是采用分子雜交技術(shù)，讓探針與mRNA雜交，如果顯示出雜交帶，就表明目的基因已轉(zhuǎn)錄形成了mRNA。最后，檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，從轉(zhuǎn)基因【解析】選A。目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品。以上三種方法都是分子水平上的檢測(cè)。除了上述的分子檢測(cè)外，有時(shí)還需要進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。例如，通過(guò)害蟲吃棉葉看其是否死亡，以確定是否具有抗性以及抗性的程度。生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交，若有雜交帶4.(2011·啟東模擬)為擴(kuò)大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開(kāi)發(fā)利用備受關(guān)注。我國(guó)科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。4.(2011·啟東模擬)為擴(kuò)大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃(1)如圖甲，獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性核酸內(nèi)切酶作用于圖中的_______處，DNA連接酶作用于_______處(填“a”或“b”)。(2)將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和_______法。(3)由導(dǎo)入目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要利用_______技術(shù)，該技術(shù)的核心是_______。(1)如圖甲，獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性(4)為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的_______作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要用_______的方法從個(gè)體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。(5)如圖乙是該耐鹽基因表達(dá)過(guò)程中的一個(gè)階段，圖中3和4的核苷酸種類是否相同？_______。說(shuō)明理由：_______。(4)為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素【解析】(1)限制酶能將特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)，而DNA連接酶能恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的磷酸二酯鍵。因此，二者都作用于a處。(2)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和基因槍法。(3)植物組織培養(yǎng)技術(shù)是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后培養(yǎng)成植株需要用到的技術(shù)，該技術(shù)的核心是脫分化和再分化。(4)基因工程的檢測(cè)包括目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞的檢測(cè)和目的基因是否表達(dá)成功的檢測(cè)?！窘馕觥?1)限制酶能將特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵(5)圖乙表示的是轉(zhuǎn)錄過(guò)程，3所在的是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物——RNA，其基本組成單位是核糖核苷酸，4所在的是DNA的一條鏈，其基本組成單位是脫氧核糖核苷酸。答案：(1)aa(2)基因槍(3)植物組織培養(yǎng)脫分化(去分化)和再分化(4)耐鹽基因(目的基因)一定濃度鹽水澆灌(移植到鹽堿地中)(5)不同3是核糖核苷酸，4是脫氧核糖核苷酸(5)圖乙表示的是轉(zhuǎn)錄過(guò)程，3所在的是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物——RNA，其廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2一、基因工程的工具1.與DNA有關(guān)的酶(1)四種酶的比較一、基因工程的工具(2)限制酶和DNA連接酶之間的關(guān)系圖示(2)限制酶和DNA連接酶之間的關(guān)系圖示2.載體(1)作為載體的條件①能在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。②有一個(gè)至多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶切割位點(diǎn)，以便與外源基因連接。③具有特殊的標(biāo)記基因，便于篩選。2.載體(2)種類①質(zhì)粒：一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。②λ噬菌體的衍生物。③動(dòng)植物病毒。(3)作用①作為運(yùn)載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞內(nèi)；②利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。(2)種類(1)DNA連接酶起作用時(shí)不需要模板。(2)限制酶在使用時(shí)的注意事項(xiàng)：①切割目的基因和載體時(shí)，最好用同一種限制酶，以產(chǎn)生相同的黏性末端。②在切割含目的基因的DNA分子時(shí)，需用限制酶切割兩次此DNA分子，產(chǎn)生4個(gè)末端。只有這樣，目的基因兩端都有可連接的黏性末端或平末端。③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，以便于進(jìn)行檢測(cè)。(1)DNA連接酶起作用時(shí)不需【例證1】(2011·大同模擬)限制酶是一種核酸切割酶，可識(shí)別并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。如圖為四種限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ以及BglⅡ識(shí)別序列。箭頭表示每一種限制酶的特定切割部位，其中哪兩種限制酶所切割出來(lái)的DNA片段末端可以互補(bǔ)黏合？其正確的末端互補(bǔ)序列是什么【例證1】(2011·大同模擬)限制酶是一種核酸切割酶，可識(shí)A.BamHⅠ和EcoRⅠ末端互補(bǔ)序列AATT-B.BamHⅠ和HindⅢ末端互補(bǔ)序列GATC-C.EcoRⅠ和HindⅢ末端互補(bǔ)序列AATT-D.BamHⅠ和BglⅡ末端互補(bǔ)序列GATC-

【解題關(guān)鍵】明確限制酶的作用特點(diǎn)、準(zhǔn)確寫出四種限制酶切割后形成的黏性末端,只有兩種序列的堿基能夠互補(bǔ)配對(duì)才能使兩個(gè)DNA片段互補(bǔ)黏合。A.BamHⅠ和EcoRⅠ末端互補(bǔ)序列AATT-【精講精析】選D。各種限制酶切割形成的黏性末端如下表：【精講精析】選D。各種限制酶切割形成的黏性末端如下表：廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2由上表可知，BamHⅠ和BglⅡ切出的黏性末端堿基互補(bǔ)配對(duì)，末端互補(bǔ)序列為GATC-。由上表可知，BamHⅠ和BglⅡ切出的黏性末端堿基互補(bǔ)配對(duì)，【互動(dòng)探究】(1)上述不同限制酶具有不同的識(shí)別序列，說(shuō)明限制酶具有什么特點(diǎn)？提示：酶具有專一性。(2)DNA連接酶連接的是互補(bǔ)堿基之間的氫鍵嗎？提示：不是。DNA連接酶連接的是兩個(gè)核苷酸之間的脫氧核糖和磷酸，形成磷酸二酯鍵，而不是連接互補(bǔ)堿基之間的氫鍵。【互動(dòng)探究】(1)上述不同限制酶具有不同的識(shí)別序列，說(shuō)明限制二、基因工程的基本操作程序1.目的基因的獲取(1)直接分離法：從自然界已有的物種中分離，如從基因組文庫(kù)或cDNA文庫(kù)中獲取。(2)人工合成目的基因①如果基因比較小，核苷酸序列又已知，可以通過(guò)DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成。②以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下人工合成。二、基因工程的基本操作程序2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建(1)基因表達(dá)載體各個(gè)組成的作用①啟動(dòng)子：一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。②終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端，能使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來(lái)。③標(biāo)記基因：作用是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)，如抗生素抗性基因。2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建步驟(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建步驟3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目的基因的檢測(cè)與鑒定(1)分子水平檢測(cè)①導(dǎo)入檢測(cè)：DNA分子雜交技術(shù)，用放射性同位素標(biāo)記的含目的基因的DNA片段作探針。②轉(zhuǎn)錄檢測(cè)：分子雜交法，用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交。③翻譯檢測(cè)：抗原─抗體雜交法。(2)個(gè)體生物學(xué)水平鑒定：對(duì)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)行抗蟲或抗病的接種實(shí)驗(yàn)，以確定是否具有抗性以及抗性的程度。4.目的基因的檢測(cè)與鑒定(1)原核生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少。(2)基因工程四步曲中，只有第3步“將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞”沒(méi)有發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)，其他三步中都涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)，具體過(guò)程如下：①第1步中發(fā)生在反轉(zhuǎn)錄法合成目的基因過(guò)程中；②第2步中發(fā)生在黏性末端相互連接配對(duì)過(guò)程中；③第4步中目的基因的導(dǎo)入檢測(cè)、轉(zhuǎn)錄檢測(cè)發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)。(1)原核生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)【例證2】目前基因工程所用的質(zhì)粒載體主要是以天然細(xì)菌質(zhì)粒的各種元件為基礎(chǔ)重新組建的人工質(zhì)粒，pBR322質(zhì)粒是較早構(gòu)建的質(zhì)粒載體，其主要結(jié)構(gòu)如圖一所示?！纠C2】目前基因工程所用的質(zhì)粒載體主要是以天然細(xì)菌質(zhì)粒的各(1)構(gòu)建人工質(zhì)粒時(shí)要有抗性基因，以便于_______。(2)pBR322分子中有單個(gè)EcoRⅠ限制酶作用位點(diǎn)，EcoRⅠ只能識(shí)別序列—GAATTC—，并只能在G與A之間切割。若在某目的基因的兩側(cè)各有1個(gè)EcoRⅠ的切點(diǎn)，請(qǐng)畫出目的基因兩側(cè)被限制酶EcoRⅠ切割后所形成的黏性末端。(3)pBR322分子中另有單個(gè)的BamHⅠ限制酶作用位點(diǎn)，現(xiàn)將經(jīng)BamHⅠ處理后的質(zhì)粒與用另一種限制酶BglⅡ處理得到的目的基因，通過(guò)DNA連接酶作用恢復(fù)_______，成功的獲得了重組質(zhì)粒，說(shuō)明_______。(1)構(gòu)建人工質(zhì)粒時(shí)要有抗性基因，以便于_______。(4)為了檢測(cè)上述重組質(zhì)粒是否導(dǎo)入原本無(wú)ampr和tetr的大腸桿菌體內(nèi)，將大腸桿菌在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖二的菌落。再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基上，使絨布面沾上菌落，然后將絨布按到含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖三的結(jié)果(空圈表示與圖二對(duì)照無(wú)菌落的位置)。與圖三空圈相對(duì)應(yīng)的圖二中的菌落表現(xiàn)型是_______，圖三的結(jié)果顯示，多數(shù)大腸桿菌導(dǎo)入的是_______。(4)為了檢測(cè)上述重組質(zhì)粒是否導(dǎo)入原本無(wú)ampr和tetr的【解題關(guān)鍵】解答本題的關(guān)鍵點(diǎn)有：(1)BamHⅠ的切割位點(diǎn)在四環(huán)素抗性基因中；(2)導(dǎo)入目的基因的重組pBR322質(zhì)粒的四環(huán)素抗性基因被破壞?！揪v精析】本題主要考查基因工程的原理及應(yīng)用。(1)構(gòu)建人工質(zhì)粒時(shí)要有抗性基因作為標(biāo)記基因，以便于篩選(鑒別目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞)。(2)含有目的基因的DNA片段被EcoRⅠ切割后，應(yīng)生成三個(gè)小的DNA片段?！窘忸}關(guān)鍵】解答本題的關(guān)鍵點(diǎn)有：(3)經(jīng)BamHⅠ處理后的pBR322質(zhì)粒與用另一種限制酶BglⅡ處理得到的目的基因，在DNA連接酶的作用下能恢復(fù)磷酸二酯鍵，獲得了重組質(zhì)粒，說(shuō)明兩種限制酶(BamHⅠ和BglⅡ)切割得到的黏性末端相同。(4)在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，能夠生長(zhǎng)的大腸桿菌具有氨芐青霉素抗性基因，這些大腸桿菌中導(dǎo)入了pBR322質(zhì)?；蛑亟MpBR322質(zhì)粒。在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，能夠生長(zhǎng)的大腸桿菌具有四環(huán)素抗性基因，這些大腸桿菌中導(dǎo)入了pBR322質(zhì)粒而沒(méi)有導(dǎo)入重組pBR322質(zhì)粒。能在含氨芐青霉素(3)經(jīng)BamHⅠ處理后的pBR322質(zhì)粒與用另一種限制酶B的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)而不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的是導(dǎo)入了重組pBR322質(zhì)粒的大腸桿菌，而既能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)又能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的只能是導(dǎo)入了pBR322質(zhì)粒的大腸桿菌。綜上分析可知，與圖三空圈相對(duì)應(yīng)的圖二中的菌落是只能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)而不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，表現(xiàn)型是能抗氨芐青霉素，但不能抗四環(huán)素。圖三的結(jié)果顯示，多數(shù)大腸桿菌既能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，又能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，導(dǎo)入的是pBR322質(zhì)粒。的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)而不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的是導(dǎo)入了重組p答案：(1)篩選(鑒別目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞)(2)圖示如下：

(3)磷酸二酯鍵兩種限制酶(BamHⅠ和BglⅡ)切割得到的黏性末端堿基互補(bǔ)配對(duì)(4)能抗氨芐青霉素，但不能抗四環(huán)素pBR322質(zhì)粒答案：(1)篩選(鑒別目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞)【規(guī)律方法】基因工程操作時(shí)的相關(guān)提醒(1)獲取目的基因時(shí)要保證其完整性。(2)質(zhì)粒的切割要保證標(biāo)記基因的完整性。(3)一般情況下，用同一種限制酶切割質(zhì)粒和含有目的基因的片段，但有時(shí)可用兩種限制酶分別切割質(zhì)粒和目的基因,可避免質(zhì)粒和質(zhì)粒之間、目的基因和目的基因之間的連接?！疽?guī)律方法】基因工程操作時(shí)的相關(guān)提醒【變式訓(xùn)練】(2011·黃岡模擬)限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)分別是-C↓AATTG-和-G↓AATTC-。如圖表示四種質(zhì)粒和目的基因，其中箭頭所指部位為酶的識(shí)別位點(diǎn)，質(zhì)粒的陰影部分表示標(biāo)記基因。適于作為圖示目的基因載體的質(zhì)粒是()【變式訓(xùn)練】(2011·黃岡模擬)限制酶MunⅠ廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2【解析】選A。此題考查的是基因工程中限制酶的運(yùn)用。解答本題的關(guān)鍵是知道載體必須具備標(biāo)記基因，且標(biāo)記基因不能被破壞。A中MunⅠ能切出與EcoRⅠ一樣的AATT-黏性末端，且未破壞標(biāo)記基因結(jié)構(gòu)；B中質(zhì)粒無(wú)標(biāo)記基因，不符合載體的條件；C、D中破壞了標(biāo)記基因?！窘馕觥窟xA。此題考查的是基因工程中限制酶的運(yùn)用。解答本題的廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移21.(2010·浙江高考)在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過(guò)程中，下列操作錯(cuò)誤的是()A.用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸B.用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體C.將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體D.用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞1.(2010·浙江高考)在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基【解析】選A。本題以構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草為背景，考查了基因工程技術(shù)的操作步驟。限制性核酸內(nèi)切酶用來(lái)切割DNA以獲取抗除草劑基因片段，而煙草花葉病毒的核酸是RNA，A錯(cuò)；DNA連接酶可以將獲取的目的基因和載體結(jié)合，構(gòu)建基因的表達(dá)載體，B正確；獲取的重組DNA分子可以導(dǎo)入到煙草受體細(xì)胞中，目的基因會(huì)在其中表達(dá)，使煙草具備抗除草劑的特性，欲篩選出抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草，可以將煙草放在含除草劑的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，觀察其是否能夠正常生長(zhǎng)，C、D正確?！窘馕觥窟xA。本題以構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草為背景，考查了基2.(2010·江蘇高考)下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖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(wèn)題：2.(2010·江蘇高考)下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其(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________。(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__(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___________。(7)為了從cDNA文庫(kù)中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)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____的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達(dá)的初步檢測(cè)。(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【解題關(guān)鍵】解答此題應(yīng)注意以下關(guān)鍵點(diǎn)：(1)限制酶的特點(diǎn)及應(yīng)用，區(qū)分題目中4種限制酶的切割位置。(2)DNA連接酶的作用及其特點(diǎn)。(3)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法?！窘忸}關(guān)鍵】解答此題應(yīng)注意以下關(guān)鍵點(diǎn)：【解析】本題以基因工程為載體，主要考查比較、判斷、推理、分析、綜合思維能力以及識(shí)別圖表等能力。(1)該質(zhì)粒為環(huán)狀DNA，經(jīng)SmaⅠ切割前，不含有游離的磷酸基團(tuán)，經(jīng)SmaⅠ切割后形成平末端，含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。(2)SmaⅠ識(shí)別的是CCCGGG序列，在C與G之間切割，SmaⅠ酶切位點(diǎn)越多，也就是C-G堿基對(duì)越多，C與G之間的氫鍵(3個(gè))比A與T之間的氫鍵(2個(gè))數(shù)量多，其含量越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越高。【解析】本題以基因工程為載體，主要考查比較、判斷、推理、分析(3)據(jù)圖1可知，SmaⅠ切割位點(diǎn)在抗生素抗性基因(標(biāo)記基因)中，據(jù)圖2可知，SmaⅠ切割位點(diǎn)在目的基因中，因此使用SmaⅠ切割會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因。(4)用同一種限制酶處理質(zhì)粒和外源DNA，再用DNA連接酶連接時(shí)，往往會(huì)有三種連接形式：目的基因-質(zhì)粒、目的基因-目的基因(環(huán)化)、質(zhì)粒-質(zhì)粒(環(huán)化)，后兩種是我們不需要的，因而要進(jìn)行篩選。用兩種限制酶處理質(zhì)粒和外源DNA，因形成的末端不同可避免上述情況的發(fā)生。(5)連接質(zhì)粒與目的基因的工具酶是DNA連接酶。(3)據(jù)圖1可知，SmaⅠ切割位點(diǎn)在抗生素抗性基因(標(biāo)記基因(6)抗生素抗性基因是標(biāo)記基因的一種，標(biāo)記基因的作用是供重組DNA鑒定和篩選。(7)可根據(jù)目的基因是否表達(dá)成預(yù)期的蛋白質(zhì)進(jìn)行目的基因的檢測(cè)，本題中預(yù)期的蛋白質(zhì)是蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，因而可在蔗糖為惟一含碳營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達(dá)的初步檢測(cè)。(6)抗生素抗性基因是標(biāo)記基因的一種，標(biāo)記基因的作用是供重組答案：(1)0、2(2)高(3)SmaⅠ會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因(4)質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化(5)DNA連接(6)鑒定和篩選含有目的基因的細(xì)胞(7)蔗糖為惟一含碳營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)答案：(1)0、2(2)高3.(2009·江蘇高考)蘇云金桿菌(Bt)能產(chǎn)生具有殺蟲能力的毒素蛋白。如圖是轉(zhuǎn)Bt毒素蛋白基因植物的培育過(guò)程示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因)，據(jù)圖回答下列問(wèn)題。3種限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別序列與切割位點(diǎn)3.(2009·江蘇高考)蘇云金桿菌(Bt)能產(chǎn)生具有殺蟲能廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2(1)將圖中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反應(yīng)管中有______種DNA片段。(2)圖中②表示HindⅢ與BamHⅠ酶切后DNA連接酶連接的過(guò)程，此過(guò)程可獲得______種重組質(zhì)粒；如果換用BstⅠ與BamHⅠ酶切，目的基因與質(zhì)粒連接后可獲得______種重組質(zhì)粒。(3)目的基因插入質(zhì)粒后，不能影響質(zhì)粒的______。(4)圖中③的Ti質(zhì)粒調(diào)控合成的vir蛋白，可以協(xié)助帶有目的基因的T-DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞，并防止植物細(xì)胞中______對(duì)T-DNA的降解。(1)將圖中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反(5)已知轉(zhuǎn)基因植物中毒素蛋白只結(jié)合某些昆蟲腸上皮細(xì)胞表面的特異性受體，使細(xì)胞膜穿孔，腸細(xì)胞裂解，昆蟲死亡。而該毒素蛋白對(duì)人類的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小，原因是人類腸上皮細(xì)胞_______________。(6)生產(chǎn)上常將上述轉(zhuǎn)基因作物與非轉(zhuǎn)基因作物混合播種，其目的是降低害蟲種群中的_____________基因頻率的增長(zhǎng)速率。(5)已知轉(zhuǎn)基因植物中毒素蛋白只結(jié)合某些昆蟲腸上皮細(xì)胞表面的【解析】本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)。(1)在含有目的基因的DNA分子中，有1個(gè)HindⅢ酶切位點(diǎn)、2個(gè)BamHⅠ酶切位點(diǎn)，共3個(gè)酶切位點(diǎn)，因此，用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，可生成4種DNA片段。(2)用HindⅢ、BamHⅠ完全切割目的基因后，所得的4種片段中，有2種DNA片段一端是HindⅢ切割后產(chǎn)生的黏性末端，另一端是BamHⅠ切割后產(chǎn)生的黏性末端，這2種DNA片段都可與用HindⅢ、BamHⅠ切割后的質(zhì)粒連接，獲得2種重組質(zhì)粒。如果用BstⅠ與BamHⅠ切割目的基因，則產(chǎn)生的3種DNA片段中只有1種能與用BstⅠ和BamHⅠ切割后的質(zhì)粒連接，產(chǎn)生1種重組質(zhì)粒?！窘馕觥勘绢}考查基因工程的相關(guān)知識(shí)。(3)質(zhì)粒要進(jìn)行復(fù)制才能隨細(xì)胞分裂進(jìn)入后代細(xì)胞中，所以重組之后要能復(fù)制。(4)酶具有專一性，對(duì)T-DNA降解的酶為DNA水解酶。(5)生物的細(xì)胞表面的受體具有特異性，人類腸上皮細(xì)胞沒(méi)有昆蟲腸上皮細(xì)胞表面的特異性受體，所以該毒素蛋白對(duì)人類的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小。(6)自然選擇是普遍存在的，純種種植時(shí)自然選擇會(huì)使害蟲抗性基因頻率快速增長(zhǎng)。所以混合種植目的是降低害蟲抗性基因頻率的增長(zhǎng)速率。(3)質(zhì)粒要進(jìn)行復(fù)制才能隨細(xì)胞分裂進(jìn)入后代細(xì)胞中，所以重組之答案：(1)4(2)21(3)復(fù)制(4)DNA水解酶(5)表面無(wú)相應(yīng)的特異性受體(6)抗性答案：(1)4(2)21廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2一、選擇題(共3小題，每小題2分，共6分)1.從基因文庫(kù)中獲取目的基因的根據(jù)是()A.基因的核苷酸序列B.基因的功能C.基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNAD.以上都是【解析】選D。從基因文庫(kù)中得到所需的目的基因，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是根據(jù)目的基因的有關(guān)信息，如基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA，以及基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性，來(lái)獲取目的基因。一、選擇題(共3小題，每小題2分，共6分)2.(2011·福州模擬)據(jù)圖所示，有關(guān)工具酶功能的敘述不正確的是()A.限制性內(nèi)切酶可以切斷a處，DNA連接酶可以連接a處B.DNA聚合酶可以連接a處C.解旋酶可以使b處解開(kāi)D.連接c處的酶可以為DNA連接酶2.(2011·福州模擬)據(jù)圖所示，有關(guān)工具酶功能的敘述不正【解析】選D。限制性內(nèi)切酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)。DNA連接酶能夠?qū)㈦p鏈DNA片段縫合起來(lái)，恢復(fù)被限制性內(nèi)切酶切開(kāi)了的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。因此，限制性內(nèi)切酶可以切斷a處，DNA連接酶可以連接a處；c處是同一個(gè)核苷酸內(nèi)部脫氧核糖和磷酸之間形成的鍵，不能用DNA連接酶連接；DNA聚合酶在DNA復(fù)制時(shí)將單個(gè)的核苷酸連接到DNA子鏈上，連接的部位也是a處；解旋酶可以破壞堿基對(duì)之間的氫鍵，即使b處解開(kāi)?！窘馕觥窟xD。限制性內(nèi)切酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核3.已知某種限制酶在一線性DNA分子上有3個(gè)酶切位點(diǎn)，如圖中箭頭所指。如果該線性DNA分子在3個(gè)酶切位點(diǎn)上都被該酶切斷，則會(huì)產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長(zhǎng)度的DNA片段?，F(xiàn)有多個(gè)上述線性DNA分子，若在每個(gè)DNA分子上至少有1個(gè)酶切位點(diǎn)被該酶切斷，則從理論上講，經(jīng)該酶切割后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長(zhǎng)度不同的DNA片段種類數(shù)是()A.3B.4C.9D.123.已知某種限制酶在一線性DNA分子上有3個(gè)酶切位點(diǎn)，如圖中【解析】選C。若從這三個(gè)切點(diǎn)進(jìn)行酶切，可得到的片段種類有4種(即a、b、c、d)；若從其中兩個(gè)切點(diǎn)進(jìn)行酶切，可得到不同于前面的片段種類有3種(即a+b、b+c、c+d)；若只有一個(gè)切點(diǎn)，得到不同于前面的片段種類有2種(即a+b+c、b+c+d)。故最多能產(chǎn)生DNA片段種類數(shù)是4+3+2=9種?！窘馕觥窟xC。若從這三個(gè)切點(diǎn)進(jìn)行酶切，可得到的片段種類有4種二、非選擇題(共2小題，共44分)4.(21分)請(qǐng)分析下面一項(xiàng)專利：二、非選擇題(共2小題，共44分)廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2(1)此基因工程中，目的基因是_______。將人工合成的DNA片段拼接在一起，所必需的酶是_______。(2)試分析在C端加上KDEL的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留序列，為什么可以避免胰島素在植物細(xì)胞中的降解？_______________________________________________________________________。(3)用目的基因與農(nóng)桿菌的_______結(jié)合構(gòu)建表達(dá)載體。目的基因能否在番茄中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是_______，檢測(cè)受體細(xì)胞中是否存在目的基因可采用_______技術(shù)。(1)此基因工程中，目的基因是_______。將人工合成的D【解析】本題主要考查基因工程在植物領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。(1)此專利是將人的胰島素基因?qū)敕阎?，利用植物?lái)生產(chǎn)人的胰島素，因此，目的基因是人胰島素基因。將人工合成的DNA片段拼接在一起，需用限制性核酸內(nèi)切酶來(lái)切割質(zhì)粒和目的基因、用DNA連接酶連接質(zhì)粒和目的基因。(2)在C端加上KDEL的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留序列，番茄合成胰島素后，會(huì)將胰島素滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中保存，從而避免了胰島素在植物細(xì)胞中的降解。(3)在構(gòu)建人胰島素基因表達(dá)載體時(shí)，可將目的基因與農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒結(jié)合，形成重組質(zhì)粒。目的基因能否在番茄中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是番茄染色體DNA上是否插入了目的基因，檢測(cè)受體細(xì)胞中是否存在目的基因可采用DNA分子雜交技術(shù)。【解析】本題主要考查基因工程在植物領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。(1)此專利答案：(1)人胰島素基因限制(性核酸內(nèi)切)酶、DNA連接酶(2)使胰島素合成后在植物內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中保存，以免在細(xì)胞內(nèi)被降解(3)質(zhì)粒(或Ti質(zhì)粒)番茄染色體DNA上是否插入了目的基因DNA分子雜交答案：(1)人胰島素基因限制(性核酸內(nèi)切)酶、DNA5.(23分)科學(xué)家從預(yù)期人的生長(zhǎng)激素的功能出發(fā)，推測(cè)相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并人工合成了雙鏈DNA片段，獲得雙鏈DNA?？茖W(xué)家將人的生長(zhǎng)激素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒進(jìn)行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達(dá)。已知限制酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是-↓GATC-。據(jù)圖回答：5.(23分)科學(xué)家從預(yù)期人的生長(zhǎng)激素的功能出發(fā)，推測(cè)相應(yīng)的廣東省鶴山市第一中學(xué)高二地理人教版必修3課件52產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移2(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，必須有_____、目的基因、終止子以及_____。(2)為了精確地獲取圖中的目的基因，應(yīng)用_____切割質(zhì)粒，用_____切割目的基因。(3)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入細(xì)菌B之前，要將細(xì)菌B放入一定濃度的_____溶液中處理，使之成為感受態(tài)的細(xì)菌。人的基因之所以能與大腸桿菌的質(zhì)粒進(jìn)行重組并發(fā)揮其功能，是因?yàn)槎叩目臻g結(jié)構(gòu)