高考生物總復(fù)習(xí) 考點2 基因工程的基本操作程序及蛋白質(zhì)工程(523考)新人教版

考點2基因工程的基本操作程序及蛋白質(zhì)工程(5年23考)(全國課標(biāo)卷Ⅰ，40、福建理綜，33……)1．基因工程的操作程序(四步曲)(1)eq\x(\a\al(獲取目,的基因))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(①從基因文庫中獲取,②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增,③通過化學(xué)方法人工合成)))(2)eq\x(\a\al(基因表,達(dá)載體,的構(gòu)建))eq\a\vs4\al(組成\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①目的基因,②啟動子位于基因首端,③終止子位于基因尾端,④標(biāo)記基因有利于目的基因的,鑒別和篩選)))(3)eq\x(\a\al(將目的基,因?qū)胧?體細(xì)胞))方法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①植物：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、,花粉管通道法,②動物：顯微注射技術(shù),③微生物：感受態(tài)細(xì)胞法))(4)eq\x(\a\al(目的基因,的檢測與,鑒定))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①利用DNA分子雜交技術(shù)檢測目的基因的有無,②利用分子雜交技術(shù)檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄,③利用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測目的基因是否翻譯,④利用個體生物學(xué)水平的鑒定檢測重組性狀的表達(dá)))2．基因工程的應(yīng)用技術(shù)名稱應(yīng)用植物基因工程培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物和抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)動物基因工程提高動物生長速度，改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)，用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物，用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體基因治療把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使其表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用，從而治療疾病，分為體內(nèi)基因治療和體外基因治療思維激活判斷正誤(1)外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的啟動子和終止子之間才能進(jìn)行復(fù)制(·安徽卷，6B)()。(2)關(guān)于哺乳動物細(xì)胞體外培養(yǎng)的難易程度：乳腺癌細(xì)胞易于乳腺細(xì)胞；胚胎細(xì)胞易于脂肪細(xì)胞(·上海，15A)()。(3)將ada(腺苷酸脫氨酶基因)通過質(zhì)粒pET28b導(dǎo)入大腸桿菌并成功表達(dá)腺苷酸脫氨酶。每個限制性核酸內(nèi)切酶識別位點至少插入一個ada(·浙江理綜，6C)()。(4)啟動子也稱起始密碼子，終止子也稱終止密碼子()。(5)用氯化鈣處理大腸桿菌可增加其細(xì)胞膜的通透性()。(6)利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品，如人的血清白蛋白，這是因為將人的血清白蛋白基因?qū)肓藙游锏娜橄偌?xì)胞中()。(7)基因工程藥物主要來源于轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)()。(8)為培育抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體()。(9)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用()。答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×基因工程的操作程序1．(2012·福建理綜，32)肺細(xì)胞中的let－7基因表達(dá)減弱，癌基因RAS表達(dá)增強(qiáng)，會引發(fā)肺癌。研究人員利用基因工程技術(shù)將let－7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實現(xiàn)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制。該基因工程技術(shù)基本流程如圖1。圖1圖2請回答下列問題。(1)進(jìn)行過程①時，需用________酶切開載體以插入let－7基因。載體應(yīng)有RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，以驅(qū)動let－7基因轉(zhuǎn)錄，該部位稱為________。(2)進(jìn)行過程②時，需用________酶處理貼附在培養(yǎng)皿壁上的細(xì)胞，以利于傳代培養(yǎng)。(3)研究發(fā)現(xiàn)，let－7基因能影響癌基因RAS的表達(dá)，其影響機(jī)理如圖2。據(jù)圖分析，可從細(xì)胞中提取________進(jìn)行分子雜交，以直接檢測let－7基因是否轉(zhuǎn)錄。肺癌細(xì)胞增殖受到抑制，可能是由于細(xì)胞中________(RASmRNA/RAS蛋白)含量減少引起的。解析此題考查基因工程應(yīng)用的相關(guān)知識。(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時，需要用同種限制酶切割目的基因和載體，使之產(chǎn)生相同的黏性末端。載體應(yīng)有啟動子、終止子和標(biāo)記基因，其中啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄。(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)時，常用胰蛋白酶處理貼壁的細(xì)胞，使之相互分離，以利于傳代培養(yǎng)。(3)檢驗?zāi)康幕蚴欠癖磉_(dá)，常用分子雜交技術(shù)。從被導(dǎo)入目的基因的細(xì)胞內(nèi)提取RNA，與目的基因單鏈雜交，如果出現(xiàn)雜交帶，說明目的基因已轉(zhuǎn)錄。由圖2知，當(dāng)let－7基因轉(zhuǎn)錄出來的miRNA與癌基因RAS轉(zhuǎn)錄出的mRNA雜交時，就會抑制RAS蛋白的產(chǎn)生，故肺癌細(xì)胞增殖受到抑制，可能是由于細(xì)胞中RAS蛋白含量減少引起的。答案(1)限制性核酸內(nèi)切(或限制)啟動子(2)胰蛋白(3)RNARAS蛋白題后歸納1．基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心(1)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，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。(2)基因表達(dá)載體組成(3)構(gòu)建過程2．目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞受體細(xì)胞種類植物細(xì)胞動物細(xì)胞微生物細(xì)胞(大腸桿菌)常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射技術(shù)Ca2＋處理法受體細(xì)胞體細(xì)胞或受精卵受精卵原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T－DNA上→導(dǎo)入農(nóng)桿菌→侵染植物細(xì)胞→目的基因整合到受體細(xì)胞的DNA上，并穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳性將含有目的基因的基因表達(dá)載體提純→取受精卵→顯微注射→受精卵移植→獲得具有新性狀的動物用Ca2＋處理受體細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→將重組表達(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3.目的基因的檢測與鑒定基因工程的應(yīng)用2．(·山東濰坊一模，36)如圖為培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的技術(shù)流程，請據(jù)圖回答問題。(1)質(zhì)粒上標(biāo)記基因的作用是________________________________________________________________________。(2)過程①是________，這是基因工程的核心步驟，其目的是_________________________________________________________________________________________。(3)過程②采用最多的方法是________，檢測抗蟲基因是否整合到棉花細(xì)胞DNA分子上的方法是。(4)③過程的培養(yǎng)基除含有必需的營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂外，還需要添加________，④過程的實質(zhì)是__________________________________________________。(5)經(jīng)檢測抗蟲棉細(xì)胞染色體上含有一個抗蟲基因，該植株自交得到F1，其中全部的抗蟲植株再自交一次，后代中抗蟲植株占總數(shù)的________。(6)通過________實驗，才能最終確定是否成功培育出了抗蟲棉植株。答案(1)鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建使目的基因在受體細(xì)胞中能夠穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法DNA分子雜交(4)植物激素基因的選擇性表達(dá)(5)eq\f(5,6)(6)植物個體水平上的抗蟲接種題后歸納1．基因工程的應(yīng)用舉例(見下表)表現(xiàn)方面具體內(nèi)容植物基因工程①抗蟲轉(zhuǎn)基因植物②抗病轉(zhuǎn)基因植物③抗逆轉(zhuǎn)基因植物④利用轉(zhuǎn)基因改良植物品質(zhì)動物基因工程①提高動物生長速度②用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物(如乳腺生物反應(yīng)器)③用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體④用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)基因工程藥物控制藥品合成的相應(yīng)基因基因治療①體外基因治療②體內(nèi)基因治療2.基因工程藥物(1)來源：主要來自轉(zhuǎn)基因工程菌，也可來自各類生物反應(yīng)器。(2)成果：細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。(3)作用：預(yù)防和治療人類腫瘤、心血管疾病、遺傳病、各種傳染病、糖尿病、類風(fēng)濕等疾病。[對點強(qiáng)化]1．天然的玫瑰沒有藍(lán)色花，這是由于缺少控制藍(lán)色色素合成的基因B，而開藍(lán)色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B?，F(xiàn)用基因工程技術(shù)培育藍(lán)玫瑰。下列操作正確的是()。A．提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA，再擴(kuò)增基因BB.利用限制性核酸內(nèi)切酶從開藍(lán)色花矮牽牛的基因文庫中獲取基因BC．利用DNA聚合酶將基因B與質(zhì)粒連接后導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞D．將基因B直接導(dǎo)入大腸桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞答案A2．(·石家莊二模，40)請據(jù)圖回答下列問題。(1)在培育轉(zhuǎn)基因牛過程中，②過程常用的方法是________。轉(zhuǎn)基因?？赏ㄟ^分泌乳汁來生產(chǎn)人類生長激素，在基因表達(dá)載體中，人生長激素基因的首端必須含有________，其作用是能夠被________識別并結(jié)合，從而啟動轉(zhuǎn)錄過程。(2)prG能激發(fā)細(xì)胞不斷分裂，通過基因工程導(dǎo)入該調(diào)控基因來制備單克隆抗體，Ⅱ最可能是________細(xì)胞，Ⅲ代表的細(xì)胞具有_____