1、選修三現(xiàn)代生物科技專題一、與DNA分子相關(guān)的幾種酶及基因工程的其他工具1.與DNA分子相關(guān)的酶(1)幾種酶的比較形成單鏈DNA分子形成新的DNA分子形成重組DNA分子形成黏性末端或平末端作用結(jié)果堿基對(duì)間的氫鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵作用部位DNA分子脫氧核苷酸DNA分子片段DNA分子作用底物解旋酶DNA聚合酶DNA連接酶限制酶 項(xiàng)目種類為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光(2)限制酶與DNA連接酶的關(guān)系為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光例1(2010浙江卷，2)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

2、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A例2：基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶I的識(shí)別序列和切點(diǎn)是GGATCC一，限制酶II的識(shí)別序列和切點(diǎn)是一GATC一。根據(jù)圖示,判斷下列操作正確的是： A.質(zhì)粒用限制酶I切割，目的基因用限制酶II切割B.質(zhì)粒用限制酶II切割，目的基因用限制酶I切割C.目的基因和質(zhì)粒均用限制酶I切割D.目的基因和質(zhì)粒均用限制酶II切割A(yù)2.載體(1)種類質(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，能夠自我復(fù)制的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。噬菌體的衍生物。動(dòng)植物病毒。(2)作用作為運(yùn)載工

3、具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞內(nèi)。利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制，對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光(3)具備的條件能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。有多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，以便與外源基因連接。具有特殊的標(biāo)記基因，以便進(jìn)行篩選。例3.(2011.江蘇高考)用限制酶EcoRV、Mbol單獨(dú)或聯(lián)合切割同一種質(zhì)粒，得到的DNA片段長(zhǎng)度如下圖(1 kb即1000個(gè)堿基對(duì))，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的指定位置畫出質(zhì)粒上EcoRV、Mbol的切割位點(diǎn)。 例4.（2010安徽池州調(diào)研）如圖是將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)爰?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制造“工程菌”的示意圖。已知細(xì)菌B細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因。判

4、斷下列說(shuō)法正確的是( )A.將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌B常用的方法是顯微注射法B.將完成導(dǎo)入過(guò)程后的細(xì)菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長(zhǎng)的只是導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌C.將完成導(dǎo)入過(guò)程后的細(xì)菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長(zhǎng)的就是導(dǎo)入了質(zhì)粒A的細(xì)菌D.目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)C例5.（2011山東濟(jì)南一模）下列關(guān)于基因工程的敘述，錯(cuò)誤的是( )A.目的基因和受體細(xì)胞均可來(lái)自動(dòng)、植物或微生物B.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C.人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原無(wú)生物活性D.載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細(xì)胞和促進(jìn)目的基因的表

5、達(dá) D二、基因工程基本操作程序1.目的基因的獲取途徑(1)直接分離：從自然界已有的物種中分離，如從基因庫(kù)中獲取。(2)人工合成目的基因常用的方法有：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。以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下人工合成。為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建（基因工程的核心）為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光P180 例23.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞Ca2+處理細(xì)胞感受態(tài)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)物將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上 農(nóng)桿

6、菌 導(dǎo)入植物細(xì)胞 整合到受體細(xì)胞的DNA 表達(dá)轉(zhuǎn)化過(guò)程原核細(xì)胞受精卵體細(xì)胞受體細(xì)胞Ca2+處理法顯微注射技術(shù)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法常用方法微生物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)胞生物種類為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光4.目的基因的檢測(cè)與鑒定（1）分子水平檢測(cè)導(dǎo)入檢測(cè)：DNA分子雜交技術(shù)，即使用放射性同位素標(biāo)記的含目的基因的DNA片段作探針檢測(cè)。表達(dá)檢測(cè)轉(zhuǎn)錄檢測(cè)：分子雜交法，即目的基因作探 針與mRNA雜交翻譯檢測(cè)：抗原抗體雜交法為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光例6（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(chóng)吃棉葉看其是否死亡B.轉(zhuǎn)基因生物基因組DNA與DNA探針

7、能否形成雜交帶C.轉(zhuǎn)基因生物中提取的mRNA與DNA探針是否能形成雜交帶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A綜合練習(xí)1、（2011.海南高考）（15分）回答有關(guān)基因工程的問(wèn)題：（1）構(gòu)建基因工程表達(dá)載體時(shí)，用不同類型的限制酶切割DNA后，可能產(chǎn)生粘性末端，也可能產(chǎn)生_末端。若要在限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后使其直接進(jìn)行連接，則應(yīng)選擇能使二者產(chǎn)生_（相同，不同）粘性末端的限制酶。（2）利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時(shí)，構(gòu)建的表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動(dòng)子等，其中啟動(dòng)子的作用是_。平 相同 RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位 在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí)，常用_處理大腸桿菌，以利于表達(dá)載體進(jìn)入：

8、為了檢測(cè)胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，可用標(biāo)記的胰島素基因片段作探針與mRNA雜交，該雜交技術(shù)稱為_(kāi)。為了檢測(cè)胰島素基因轉(zhuǎn)錄的mRNA是否翻譯成_，常用抗原-抗體雜交技術(shù)。（3）如果要將某目的基因通過(guò)農(nóng)桿菌傳話法導(dǎo)入植物細(xì)胞，先要將目睹基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的_中，然后用該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，通過(guò)DNA重組將目的基因插入植物細(xì)胞的_上。Ca2+ 分子雜交技術(shù) 蛋白質(zhì)TDNA 染色體DNA2 （2010天津理綜）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，R表示氨芐青霉素抗性基因，BamH 、Hind 、Sma 直線所示為三種限制酶的酶切位點(diǎn)。.據(jù)圖回答

9、：（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.tetRC.復(fù)制原點(diǎn) D.RA 氨芐青霉素 Hind 和BamH （3）過(guò)程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(guò)程采用的生物技術(shù)是_。（5）對(duì)早期胚胎進(jìn)行切割，經(jīng)過(guò)程可獲得多個(gè)新個(gè)體。 這利用了細(xì)胞的_性。全能胚胎移植技術(shù) C （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

10、雜交 B.基因序列分析 C.抗原抗體雜交 D.PCRC三、基因工程的應(yīng)用（1）乳腺生物反應(yīng)器與微生物生產(chǎn)的比較工業(yè)生產(chǎn)，設(shè)備精良畜牧業(yè)生產(chǎn)，加提取設(shè)備生產(chǎn)設(shè)備從細(xì)胞中提取，較為復(fù)雜從乳汁中較易分離提取產(chǎn)物提取由于缺少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器，產(chǎn)物可能不具有生物活性與天然蛋白質(zhì)活性沒(méi)有區(qū)別基因表達(dá)與人類基因結(jié)構(gòu)不同動(dòng)物基因結(jié)構(gòu)與人類基因結(jié)構(gòu)相同基因結(jié)構(gòu)微生物生產(chǎn)乳腺生物反應(yīng)器 類型項(xiàng)目為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光乳腺生物反應(yīng)器受生物性別的限制，若從動(dòng)物尿液中提取目的基因產(chǎn)物則不受性別限制。為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光(2)基因治療治療遺傳性囊性纖維化病操作簡(jiǎn)單，成功率低外源基因 載體攜帶 體內(nèi)相應(yīng)組織細(xì)胞治

11、療遺傳性囊性纖維化病的基因體內(nèi)基因治療治療復(fù)合型免疫缺陷癥操作復(fù)雜，但成功率高從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)體外完成基因轉(zhuǎn)移篩選并擴(kuò)增培養(yǎng)重新輸入患者體內(nèi)腺苷酸脫氨酶基因體外基因治療成果舉例特點(diǎn)過(guò)程外源基因類型及舉例 項(xiàng)目類型轉(zhuǎn)移為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光走進(jìn)高考3 （2006全國(guó)理綜）采用基因工程技術(shù)將人凝血因子基因?qū)肷窖蚴芫?，培育出了轉(zhuǎn)基因羊。但是，人凝血因子只存在于該轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中。以下有關(guān)的敘述，正確的是( )A.人體細(xì)胞中凝血因子基因編碼區(qū)的堿基對(duì)數(shù)目，等于凝血因子氨基酸數(shù)目的3倍B.可用顯微注射技術(shù)將含有人凝血因子基因的重組DNA分子導(dǎo)入羊的受精卵C.在該轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基

12、因存在于乳腺細(xì)胞，而不存在于其他體細(xì)胞中D.人凝血因子基因開(kāi)始轉(zhuǎn)錄后，DNA連接酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNA為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光 B五、蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較(1)蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出的第二代基因工程(2)基因工程中所利用的某些酶需要通過(guò)蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造聯(lián)系只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)可生產(chǎn)自然界沒(méi)有的蛋白質(zhì)結(jié)果定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)實(shí)質(zhì)獲取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列過(guò)程區(qū)別基因工程蛋白質(zhì)工程 項(xiàng)目區(qū)別與聯(lián)系走進(jìn)高考4 （2009廣東生物）飼料原料中的磷元素有相當(dāng)一部分存在于植酸中，豬、禽等動(dòng)物由于缺乏有關(guān)酶，無(wú)法有效利用植酸，造成磷源浪費(fèi)，而且植酸隨糞便排出后易造成環(huán)境有機(jī)磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成為目前重要的飲料添加劑之一。（1）飼料加工過(guò)程溫度較高，要求植酸酶具有較好的高溫穩(wěn)定性。利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)對(duì)其進(jìn)行改造時(shí)，首先必須了解植酸酶的_，然后改變植酸酶的_，從而得到新的植酸酶。為自己爭(zhēng)氣，為母校爭(zhēng)光空間結(jié)構(gòu) 氨基酸