1、3.3.1基因工程的基本內(nèi)容、氫鍵、脫氧核糖核酸分子的平面結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)合成的結(jié)構(gòu)圖。轉(zhuǎn)基因羊具有生長(zhǎng)快、毛質(zhì)量好、肉質(zhì)好、病害少、抗粗飼料等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)“基因切除”小鼠的研究將有助于研究人類慢性疾病如癌癥、糖尿病和高血壓與遺傳之間的關(guān)系。給猴子的未受精卵添加額外的基因，利用它成功培育出健康活潑的猴子安迪。通過(guò)研究安迪，我們可以簡(jiǎn)單地引入阿爾茨海默病、帕金森病等基因。并加快針對(duì)這些疾病的疫苗的開(kāi)發(fā)和研究?；蚬こ痰母拍睿@種技術(shù)是通過(guò)在體外人工“切割”和“剪接”DNA分子來(lái)轉(zhuǎn)化和重組生物基因，然后將它們引入受體細(xì)胞進(jìn)行無(wú)性繁殖，從而使重組基因可以在受體細(xì)胞中表達(dá)以產(chǎn)生人類所需的基因產(chǎn)物。生物甲、生物

2、乙、新型、基因切除技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、生物學(xué)、新型、抗蟲(chóng)棉、基因操作工具，基因大小以納米計(jì)算(DNA直徑只有納米)，沒(méi)有非常精細(xì)的工具是不可能切割和拼接的?；虿僮髦辽傩枰韵氯N工具：限制性內(nèi)切酶基因的剪刀、脫氧核糖核酸連接酶基因的針和線載體、限制性內(nèi)切酶及其緩沖液和重放。在脫氧核糖核酸被限制性內(nèi)切酶切割后，有兩個(gè)反向互補(bǔ)的“粘性末端”。被相同限制切割的幾個(gè)脫氧核糖核酸具有相同的粘性末端，可以通過(guò)互補(bǔ)配對(duì)?；虻尼樉€脫氧核糖核酸連接酶，連接酶的功能是連接互補(bǔ)對(duì)的兩個(gè)粘性末端，使其成為一個(gè)完整的脫氧核糖核酸分子?；虻尼樉€脫氧核糖核酸連接酶，連接酶的功能是連接互補(bǔ)對(duì)的兩個(gè)粘性末端，使其成為一個(gè)完

3、整的脫氧核糖核酸分子。Bam H切割反應(yīng)，T4 DNA連接酶15C，相同的限制性酶位點(diǎn)被連接，3，基因運(yùn)輸載體，為了在生物B中表達(dá)從生物A的細(xì)胞中取出的基因，我們必須首先將該基因發(fā)送到生物B的細(xì)胞中！能將外源基因?qū)爰?xì)胞的工具是載體。質(zhì)粒和載體應(yīng)具備三個(gè)條件：(1)能在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定儲(chǔ)存并大量復(fù)制。(2)有許多限制性內(nèi)切酶位點(diǎn)與外源基因連接，(3)有一些標(biāo)記基因用于篩選。目前常用的載體有兩種：1 .細(xì)菌質(zhì)粒，它是小的環(huán)狀DNA(通常為1-200kb，kb是千堿基對(duì))而不是細(xì)菌染色體DNA，有些細(xì)菌只有一個(gè)，有些細(xì)菌有多個(gè)，2。噬菌體和一些病毒DNA。1.下面的陳述是正確的：(1)所有的限制性內(nèi)

4、切酶只能識(shí)別一個(gè)特定的核苷酸序列b，質(zhì)粒是基因工程中唯一的載體c，載體必須具備的條件之一是：多個(gè)限制性內(nèi)切酶切點(diǎn)與外源基因連接d，脫氧核糖核酸連接酶可以在粘性末端片段的堿基之間形成氫鍵，c，實(shí)踐，2。選擇質(zhì)粒作為基因載體的原因有甲、復(fù)制乙、多重限制性內(nèi)切酶丙、標(biāo)記基因丁，即環(huán)狀脫氧核糖核酸丁，基因工程的基本操作步驟，1。目標(biāo)基因的提取。目標(biāo)基因與載體3的結(jié)合。將靶基因?qū)胧荏w細(xì)胞4。目標(biāo)基因的檢測(cè)和表達(dá)。目前，被廣泛提取和使用的目的基因是蘇云金桿菌抗蟲(chóng)基因和人胰島素，目的基因的提取所需的基因是從供體生物體的細(xì)胞中提取的?；虿僮鞯幕静襟E，提取靶基因的方法，直接基因分離的鳥(niǎo)槍法，供體生物的DN

5、A被限制性內(nèi)切酶切割成許多片段，然后這些片段通過(guò)載體被攜帶到受體生物的不同細(xì)胞中。只要一個(gè)細(xì)胞獲得想要的目標(biāo)基因并表達(dá)它，基因工程就會(huì)成功。這種方法最大的缺點(diǎn)是盲目性、工作量大、成功率低。不能將真核基因轉(zhuǎn)移到原核生物中。組織或細(xì)胞的染色體DNA、基因片段、克隆載體、重組DNA分子、含有重組分子的轉(zhuǎn)化細(xì)菌、限制性內(nèi)切酶、受體細(xì)菌、人工基因合成法、DNA合成法，有兩種方法：逆轉(zhuǎn)錄法：以信使RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下將脫氧核苷酸合成為DNA(基因)。直接合成法：根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列，計(jì)算信使核糖核酸的核苷酸序列，然后計(jì)算基因脫氧核糖核酸的脫氧核苷酸序列。用游離脫氧核苷酸直接合成相應(yīng)的基因。獲

6、得靶基因、基因、單鏈脫氧核糖核酸、反轉(zhuǎn)錄、雙鏈脫氧核糖核酸、合成、脫氧核糖核酸片段擴(kuò)增的方法、靶基因細(xì)胞、靶基因、發(fā)現(xiàn)、聚合酶鏈反應(yīng)儀、2。將目的基因與載體結(jié)合，用與目的基因相同的限制性酶切割質(zhì)粒，將目的基因插入切口，使目的基因的粘性末端與切口上的粘性末端互補(bǔ)。目標(biāo)基因與載體結(jié)合。3.為了表達(dá)目標(biāo)基因，必須將其導(dǎo)入受體細(xì)胞并進(jìn)行擴(kuò)增。為了獲得目標(biāo)基因的表達(dá)產(chǎn)物，通常使用無(wú)害且容易獲得的細(xì)菌如大腸桿菌作為受體。為了改良某一生物體，將待改良的生物細(xì)胞作為受體。為了使重組脫氧核糖核酸分子更容易進(jìn)入受體細(xì)胞，受體細(xì)胞通常用一些物質(zhì)處理(細(xì)胞壁的氯化鈣處理)，使受體細(xì)胞具有更大的滲透性。將基因?qū)雱?dòng)物細(xì)

7、胞，例如顯微注射法，可以一次隨機(jī)插入10000個(gè)整合細(xì)胞/300-600米/秒的DNA，基因整合效率很高。為了確保靶基因的有效利用，通常使用大量的受體細(xì)胞。通過(guò)這種方式，很少有經(jīng)過(guò)處理的受體細(xì)胞真的攝取了目標(biāo)基因，這是必須檢測(cè)的。細(xì)菌檢測(cè)，分別培養(yǎng)每個(gè)受體細(xì)胞以形成菌落，并檢測(cè)菌落中是否存在靶基因的表達(dá)產(chǎn)物。剔除無(wú)表達(dá)產(chǎn)物的菌落，保留表達(dá)產(chǎn)物以供進(jìn)一步培養(yǎng)和研究。在多細(xì)胞生物的檢測(cè)中，每個(gè)受體細(xì)胞被分別培養(yǎng)并誘導(dǎo)發(fā)育成完整的個(gè)體，并且檢測(cè)這些個(gè)體是否攝取目標(biāo)基因，以及攝取的基因是否被表達(dá)(是否顯示相應(yīng)的性狀)。淘汰不變的個(gè)體，保留那些有相應(yīng)變化的個(gè)體，以便進(jìn)一步培訓(xùn)和研究。如果棉鈴蟲(chóng)以棉鈴蟲(chóng)為

8、食，如果該蟲(chóng)進(jìn)食后沒(méi)有中毒癥狀，則意味著目標(biāo)基因沒(méi)有被攝入或目標(biāo)基因沒(méi)有表達(dá)。如果昆蟲(chóng)在進(jìn)食后死于中毒，這意味著抗蟲(chóng)基因被攝入并表達(dá)。質(zhì)粒：一種小分子量的環(huán)狀脫氧核糖核酸分子，能自由進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞并獨(dú)立復(fù)制，具有一套相對(duì)獨(dú)立于核染色體的遺傳信息?；蚬こ痰幕静襟E是：(1)獲得目的基因(外源基因片段)；(2)將目標(biāo)基因與載體結(jié)合；(3)將載體(環(huán)狀DNA)導(dǎo)入宿主細(xì)胞(受體細(xì)胞)；(4)檢測(cè)和表達(dá)：使載體上的目的基因和其他基因被轉(zhuǎn)錄和翻譯。載體質(zhì)粒、外源DNA片段、外源DNA插入、剪切、導(dǎo)入宿主細(xì)胞、選擇含有重組DNA的細(xì)胞、擴(kuò)增、A、b、b、A、A、b、提取目的基因、直接分離基因：鳥(niǎo)槍法、基因

9、工程的基本操作步驟、目的基因與載體的結(jié)合、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)和表達(dá)。 加入脫氧核糖核酸連接酶形成重組脫氧核糖核酸分子，主要是指用細(xì)菌或病毒感染細(xì)胞的方法，根據(jù)受體細(xì)胞是否具有某些標(biāo)記基因，以及受體細(xì)胞是否表現(xiàn)出特定的性狀來(lái)判斷目的基因是否被導(dǎo)入、檢測(cè)和表達(dá)。土壤農(nóng)桿菌，冠癭，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的使用，以及動(dòng)物性狀的改良。培育新的基因治療品種，建立人類疾病的動(dòng)物模型，制作“生物反應(yīng)器”，生產(chǎn)人體器官移植的替代物，在基礎(chǔ)理論研究中的應(yīng)用，綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)基因小鼠，基因工程技術(shù)的操作過(guò)程可以形象地概括如下：小結(jié)，1。關(guān)于下圖中的脫氧核糖核酸分子片段，正確的說(shuō)法是，在甲位點(diǎn)的堿基缺失將導(dǎo)致

10、染色體結(jié)構(gòu)變異，乙限制性酶可以在該位點(diǎn)起作用。解旋酶作用于碳位點(diǎn)，將脫氧核糖核酸置于含14N的培養(yǎng)基中，復(fù)制2代。后代中含有15N的DNA分子占總數(shù)的1/4。脫氧核糖核酸分子的特異性表現(xiàn)在堿基的類型和碳碳比上。b，2。采用基因工程方法培育抗蟲(chóng)棉。下列導(dǎo)入目的基因的方法是正確的：(1)將毒素蛋白注射入棉花受精卵，將編碼毒素蛋白的DNA序列注射入棉花受精卵，將編碼毒素蛋白的DNA序列與質(zhì)粒重組，將其導(dǎo)入細(xì)菌，用細(xì)菌感染棉花體細(xì)胞，然后進(jìn)行組織培養(yǎng)，將編碼毒素蛋白的DNA序列與細(xì)菌質(zhì)粒重組，將它們注射入進(jìn)入受精卵的棉花子房ABCD，c，3?；试谵r(nóng)業(yè)上的廣泛使用帶來(lái)了許多負(fù)面影響，“生物固氮”已成為

11、一個(gè)重要的研究課題。實(shí)驗(yàn)證明，生物固氮是一個(gè)過(guò)程，其中一些微生物(如根瘤菌、藍(lán)細(xì)菌等。)把空氣中的N2固定成NH3。(1)與人工合成NH3所需的高溫高壓條件相比，生物固氮的順利進(jìn)行是由于根瘤菌和藍(lán)藻中的特定含量。酶，蛋白質(zhì)，(2)人們正在關(guān)注轉(zhuǎn)基因固氮植物(如固氮水稻，固氮小麥等)。)。一位科學(xué)家通過(guò)基因工程將固氮基因從根瘤菌和細(xì)胞轉(zhuǎn)移到水稻細(xì)胞中。經(jīng)測(cè)試，轉(zhuǎn)基因水稻具有固氮功能。根據(jù)上述材料的分析，固氮基因已經(jīng)整合到水稻細(xì)胞中。寫(xiě)出水稻細(xì)胞固氮基因的表達(dá)公式。DNA、轉(zhuǎn)錄和翻譯的DNA(固氮基因)、RNA、蛋白質(zhì)、干擾素是治療癌癥的重要物質(zhì)，每升人體血液中只能提取0.05克干擾素，因此價(jià)格昂

12、貴，普通人不能使用。然而，美國(guó)的一家公司已經(jīng)通過(guò)基因工程合成了價(jià)格低廉且具有相同藥用特性的干擾素。其具體方法是：(1)從人淋巴細(xì)胞中提取干擾素，將其與一種叫做質(zhì)粒的脫氧核糖核酸結(jié)合，然后將其移植到酵母中，然后使用酵母?；?，產(chǎn)生干擾素，(2)酵母可以快速繁殖，因此它可以在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的產(chǎn)物。采用這種方法，不僅產(chǎn)率高，而且成本低。細(xì)菌通常是帶有雙鏈環(huán)狀DNA的單細(xì)胞生物。有兩種細(xì)菌，A和B，它們的基因型分別是abd和ABD。通過(guò)基因工程，甲的后代可以生產(chǎn)出乙基因控制的產(chǎn)品。具體過(guò)程如圖所示，并試著根據(jù)圖回答。從細(xì)胞結(jié)構(gòu)來(lái)看，細(xì)菌屬于生物。(2)圖中切割脫氧核糖核酸的“剪刀”和結(jié)合脫氧核糖核酸

13、的“膠水”實(shí)際上是兩種不同的酶，它們只能在一定的位置切割和結(jié)合脫氧核糖核酸，這表明了它們的特性。(3)新細(xì)菌的性能不同原核生物，特異性，基因重組。(4)如果B基因來(lái)自人類細(xì)胞，則A子代也能產(chǎn)生相應(yīng)的人類物質(zhì)，這表明細(xì)菌和人類在翻譯過(guò)程中共享一套。(5)在DNA分子中“剪接”某個(gè)基因或“切割”某個(gè)基因并不影響每個(gè)基因的功能，這表明基因具有遺傳密碼和相對(duì)獨(dú)立性。6.“人類基因組計(jì)劃”的研究工作已經(jīng)持續(xù)了10年，投資近100億美元。起初，它是一個(gè)“國(guó)際參與和自由分享”的國(guó)際合作研究項(xiàng)目?，F(xiàn)在，由于其潛在的巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值，競(jìng)爭(zhēng)在完成之前就已經(jīng)開(kāi)始了，而且越來(lái)越激烈。起步較晚的中國(guó)生物技術(shù)人員仍然面臨著資

14、金嚴(yán)重短缺等巨大困難，但他們說(shuō)：“我們的國(guó)家已經(jīng)被信息產(chǎn)業(yè)上游的人軟件和硬件所控制，我們不能再讓我們的后代在這一領(lǐng)域付出代價(jià)了！”當(dāng)楊和研究組的王建在沒(méi)有研究經(jīng)費(fèi)的情況下向袁隆平求助時(shí)，袁隆平坦率地說(shuō)：“把合同帶來(lái)?！?。(1)從細(xì)胞學(xué)角度講，基因載體的特征在于其排列。染色體，線性排列。(2)本文中的“基因序列”是指基因序列的確定對(duì)于探索生命奧秘具有重要意義，因?yàn)樗砹艘徽咨顒?dòng)。(3)“編碼基因”一詞中的“編碼”是指編碼為生命活動(dòng)的體現(xiàn)。(4)袁隆平是中國(guó)的專家，他的研究方法主要有。(5)與雜交育種和誘變育種相比，基因工程育種新品種的主要優(yōu)勢(shì)是和諧障礙。脫氧核苷酸序列、遺傳密碼、蛋白質(zhì)、水稻、雜交育種、縮短育種時(shí)間和克服遠(yuǎn)緣雜交。1978年，美國(guó)科學(xué)家利用工程技術(shù)將人胰島素基因剪接到大腸桿菌的DNA分子中，然后通過(guò)大腸桿菌繁殖產(chǎn)生人胰島素。請(qǐng)回答：(1)在大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素的過(guò)程中，使用了基因的“剪刀”、“針線”和“運(yùn)輸工具”。(2)人胰島素的合成在()進(jìn)行，決定氨基酸序列的基因模板從()基因轉(zhuǎn)錄。(3)合成的人胰島素含有51個(gè)氨基酸，由兩條多肽鏈組成，因此胰島素分子含有()個(gè)肽鍵。這51個(gè)氨基酸是用()方法合成的