江蘇專用高考生物總復習 第1章基因工程課件 蘇教版選修3

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1、第第1章基因工程章基因工程高頻考點突破高頻考點突破命題視角剖析命題視角剖析基礎自主梳理基礎自主梳理即時達標訓練即時達標訓練第第1章章基基因因工工程程基礎自主梳理基礎自主梳理一、基因工程的概述一、基因工程的概述1基因操作的工具基因操作的工具(1)概念：基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或概念：基因工程又叫做基因拼接技術(shù)或_。是指在生物體外，通過對。是指在生物體外，通過對DNA分子進行人工分子進行人工“剪切剪切”和和“拼接拼接”，對生物的基，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內(nèi)并因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內(nèi)并使重組基因在使重組基因在_內(nèi)表達，產(chǎn)生出人內(nèi)表達，產(chǎn)生出人類所需要的基因

2、產(chǎn)物的技術(shù)，可實現(xiàn)對生物性狀類所需要的基因產(chǎn)物的技術(shù)，可實現(xiàn)對生物性狀的的_改造。改造。DNA重組技術(shù)重組技術(shù)受體細胞受體細胞定向定向(2)“分子手術(shù)刀分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶主要存在于主要存在于_中。中。作用：識別特定的作用：識別特定的_，并能在，并能在特定的切點上切割特定的切點上切割DNA分子。分子。特點：具有特異性。特點：具有特異性。(3)基因的針線基因的針線DNA連接酶：它連接的部位是連接酶：它連接的部位是_和和_之間的化學鍵。之間的化學鍵。(4)基因的運載工具基因的運載工具載體載體微生物微生物核苷酸序列核苷酸序列脫氧核糖脫氧核糖磷酸磷酸作為載體的條件作為載體的條件

3、a能夠在宿主細胞中能夠在宿主細胞中_并穩(wěn)定的保存。并穩(wěn)定的保存。b具有多個限制性核酸內(nèi)切酶切點，以便與具有多個限制性核酸內(nèi)切酶切點，以便與_基因連接?；蜻B接。c具有某些具有某些_基因，便于進行篩選?；?，便于進行篩選。復制復制外源外源標記標記運用運用a常用的運載體有常用的運載體有_、_和動植物和動植物病毒。病毒。b最常用的是最常用的是_，其化學本質(zhì)，其化學本質(zhì)是是_。2基因操作的基本步驟基因操作的基本步驟(1)提取目的基因。提取目的基因。質(zhì)粒質(zhì)粒噬菌體噬菌體大腸桿菌質(zhì)粒大腸桿菌質(zhì)粒環(huán)狀環(huán)狀DNA分子分子(2)目的基因和載體結(jié)合：用同一種限制性核酸內(nèi)目的基因和載體結(jié)合：用同一種限制性核酸內(nèi)切酶

4、切割質(zhì)粒的目的基因，用切酶切割質(zhì)粒的目的基因，用DNA連接酶將黏性連接酶將黏性末端連接形成末端連接形成_。(3)將目的基因?qū)雽⒛康幕驅(qū)隷。(4)篩選出獲得篩選出獲得_的受體細胞。的受體細胞。(5)培養(yǎng)受體細胞并誘導目的基因表達。培養(yǎng)受體細胞并誘導目的基因表達。重組重組DNA分子分子受體細胞受體細胞目的基因目的基因二、基因工程的應用二、基因工程的應用1應用及舉例應用及舉例(1)基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生基因工程與醫(yī)藥衛(wèi)生生產(chǎn)基因工程藥品：如胰島素、干擾素和乙肝生產(chǎn)基因工程藥品：如胰島素、干擾素和乙肝疫苗等。疫苗等?；蛟\斷：如用基因診斷：如用_檢測肝炎病毒、檢測肝炎病毒、診斷遺傳病等。診斷遺傳病等

5、。基因治療：是指把健康的基因治療：是指把健康的_導入有基導入有基因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的。因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的?；蛱结樆蛱结樛庠椿蛲庠椿?2)基因工程與農(nóng)牧業(yè)及食品工業(yè)基因工程與農(nóng)牧業(yè)及食品工業(yè)農(nóng)業(yè)：獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)且具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作農(nóng)業(yè)：獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)且具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物；培養(yǎng)物；培養(yǎng)_的作物新品種。的作物新品種。畜牧業(yè)：獲得人們所需要的具有優(yōu)良品質(zhì)的畜牧業(yè)：獲得人們所需要的具有優(yōu)良品質(zhì)的_；利用某些特定的外源基因在哺；利用某些特定的外源基因在哺乳動物體內(nèi)表達。乳動物體內(nèi)表達。食品工業(yè)：為人類開辟新的食物來源。食品工業(yè)：為人類開辟新的食物來源。具有抗逆性具有

6、抗逆性轉(zhuǎn)基因動物轉(zhuǎn)基因動物(3)基因工程與環(huán)境保護：環(huán)境監(jiān)測；環(huán)境凈化?；蚬こ膛c環(huán)境保護：環(huán)境監(jiān)測；環(huán)境凈化。2轉(zhuǎn)基因生物轉(zhuǎn)基因生物(1)概念：是指利用基因工程技術(shù)導入概念：是指利用基因工程技術(shù)導入_培育出的、能夠?qū)⑿滦誀罘€(wěn)定地遺傳給后代的基培育出的、能夠?qū)⑿滦誀罘€(wěn)定地遺傳給后代的基因工程生物。因工程生物。(2)優(yōu)點：優(yōu)點：打破常規(guī)育種難以突破的打破常規(guī)育種難以突破的_。外源基因外源基因物種不親和性物種不親和性(3)安全性：食品安全性；生態(tài)安全性；對人體安全性：食品安全性；生態(tài)安全性；對人體健康的影響；生物武器的危害性：利用具有強健康的影響；生物武器的危害性：利用具有強大的感染力和致病力的微

7、生物或培育出新的毒大的感染力和致病力的微生物或培育出新的毒性更強的微生物，制造武器，針對某一種族人性更強的微生物，制造武器，針對某一種族人群基因組特征制造的生物武器，可殺傷預想中群基因組特征制造的生物武器，可殺傷預想中的特定對象。的特定對象。思考感悟思考感悟轉(zhuǎn)基因牛與正常牛相比最大的特點是什么？轉(zhuǎn)基因牛與正常牛相比最大的特點是什么？【提示提示】轉(zhuǎn)基因牛與正常牛相比最大的特點是轉(zhuǎn)基因牛與正常牛相比最大的特點是在基因組中含有外源的基因，從而具有正常牛沒在基因組中含有外源的基因，從而具有正常牛沒有的性狀。有的性狀。三、蛋白質(zhì)工程三、蛋白質(zhì)工程1要點要點(1)前提：了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系。前提：了

8、解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系。(2)關(guān)鍵技術(shù)：關(guān)鍵技術(shù)：_。(3)核心技術(shù)：基因定點誘變技術(shù)。核心技術(shù)：基因定點誘變技術(shù)。(4)目的：定向地改造或創(chuàng)造自然界不存在的目的：定向地改造或創(chuàng)造自然界不存在的_?；蚬こ袒蚬こ痰鞍踪|(zhì)蛋白質(zhì)2類型類型(1)大改：目標是設計并制造出自然界不存在的全大改：目標是設計并制造出自然界不存在的全新蛋白質(zhì)。新蛋白質(zhì)。(2)中改：指在蛋白質(zhì)中替代某一個中改：指在蛋白質(zhì)中替代某一個_或一個或一個_。(3)小改：指通過基因工程中的定點誘變技術(shù)，有小改：指通過基因工程中的定點誘變技術(shù)，有目的地改造蛋白質(zhì)中某活性部位的目的地改造蛋白質(zhì)中某活性部位的_氨氨基酸?；?。肽段肽段特定

9、結(jié)構(gòu)域特定結(jié)構(gòu)域1個或幾個個或幾個3技術(shù)過程技術(shù)過程4應用應用(1)工業(yè)：改造酶的結(jié)構(gòu)，有目的提高酶的熱穩(wěn)定工業(yè)：改造酶的結(jié)構(gòu)，有目的提高酶的熱穩(wěn)定性。性。(2)醫(yī)藥：鼠醫(yī)藥：鼠人嵌合抗體、單體速效胰島素。人嵌合抗體、單體速效胰島素。(3)環(huán)境保護。環(huán)境保護。高頻考點突破高頻考點突破基因工程中的工具酶基因工程中的工具酶1限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶(1)分布分布(來源來源)：該酶主要分布在微生物：該酶主要分布在微生物(細菌和霉細菌和霉菌菌)中。中。(2)化學本質(zhì)：蛋白質(zhì)?；瘜W本質(zhì)：蛋白質(zhì)。(3)作用：有催化作用，用于作用：有催化作用，用于DNA的切割，獲取目的切割，獲取目的基因和運載體的切

10、割。的基因和運載體的切割。(4)特性：特異性，即限制性核酸內(nèi)切酶識別特定的特性：特異性，即限制性核酸內(nèi)切酶識別特定的脫氧核苷酸序列，切割特定位點。脫氧核苷酸序列，切割特定位點。(5)切割方式切割方式錯切：產(chǎn)生兩個相同的黏性末端。錯切：產(chǎn)生兩個相同的黏性末端。平切：形成無黏性末端的平口。平切：形成無黏性末端的平口。(6)要點提示要點提示切割的化學鍵為磷酸二酯鍵。切割的化學鍵為磷酸二酯鍵。在切割目的基因和運載體時要求用同一種限制在切割目的基因和運載體時要求用同一種限制性核酸內(nèi)切酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。性核酸內(nèi)切酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。將一個基因從將一個基因從DNA分子上切割下來，需要分

11、子上切割下來，需要2個限個限制性核酸內(nèi)切酶，同時產(chǎn)生制性核酸內(nèi)切酶，同時產(chǎn)生4個黏性末端。個黏性末端。不同不同DNA分子用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割分子用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同，同一個產(chǎn)生的黏性末端都相同，同一個DNA分子用不同分子用不同的限制性核酸內(nèi)切酶產(chǎn)生的黏性末端不相同。的限制性核酸內(nèi)切酶產(chǎn)生的黏性末端不相同。2DNA連接酶連接酶(1)作用：將雙鏈作用：將雙鏈DNA片段片段“縫合縫合”起來，恢復兩起來，恢復兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(2)種類：種類：EcoliDNA連接酶和連接酶和T4DNA連接酶。前連接酶。前一種連接酶只能連接黏性末端

12、，不能連接平末端，一種連接酶只能連接黏性末端，不能連接平末端，后一種連接酶兩種末端都可連接，但連接平末端后一種連接酶兩種末端都可連接，但連接平末端效率較低。效率較低。3DNA連接酶與連接酶與DNA聚合酶的比較聚合酶的比較DNA連接酶連接酶DNA聚合酶聚合酶成分成分蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)作用部位作用部位催化形成磷酸二酯鍵催化形成磷酸二酯鍵作用過程作用過程將將DNA片段的片段的末端連接起來末端連接起來將單個脫氧核苷酸連接成將單個脫氧核苷酸連接成DNA長鏈長鏈作用結(jié)果作用結(jié)果將存在的將存在的DNA片段連接成重組片段連接成重組DNA形成新的形成新的DNA分子分子DNA聚合酶是以一條聚合酶是以一條DNA鏈為模板，

13、將單個鏈為模板，將單個脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板脫氧核苷酸通過磷酸二酯鍵形成一條與模板鏈互補的鏈互補的DNA鏈；而鏈；而DNA連接酶是將連接酶是將DNA雙鏈上的兩個缺口同時連接起來，因此，雙鏈上的兩個缺口同時連接起來，因此，DNA連接酶不需要模板。連接酶不需要模板。4限制性核酸內(nèi)切酶和限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的區(qū)別與聯(lián)系連接酶的區(qū)別與聯(lián)系限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶連接酶作用作用切割目的基因或載體切割目的基因或載體將兩個將兩個DNA片段連接片段連接作用過作用過程程基因工程第一、二步都基因工程第一、二步都用到了，且用的是同一用到了，且用的是同一種，目的是產(chǎn)生相同

14、的種，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端黏性末端基因工程第二步將目的基因工程第二步將目的基因與載體連接成重組基因與載體連接成重組DNA分子或形成基因分子或形成基因表達載體表達載體作用對作用對象及效象及效果果都作用于磷酸二酯鍵，與氫鍵無關(guān)，但作用效都作用于磷酸二酯鍵，與氫鍵無關(guān)，但作用效果相反果相反特性特性有催化作用，可重復利用，受溫度、有催化作用，可重復利用，受溫度、pH等影響等影響即時應用即時應用(隨學隨練，輕松奪冠隨學隨練，輕松奪冠)1依據(jù)下圖依據(jù)下圖DNA分子片段，有關(guān)酶作用機制的說分子片段，有關(guān)酶作用機制的說法正確的是法正確的是()A限制性核酸內(nèi)切酶可作用于、處限制性核酸內(nèi)切酶可作用于、處B解旋

15、酶作用于處解旋酶作用于處CDNA連接酶作用于處連接酶作用于處D獲取目的基因要同時使用解旋酶和限制性核獲取目的基因要同時使用解旋酶和限制性核酸內(nèi)切酶酸內(nèi)切酶解析：解析：選選B。注意識別圖示。注意識別圖示DNA結(jié)構(gòu)各部位的結(jié)結(jié)構(gòu)各部位的結(jié)構(gòu)實質(zhì)。注意限制性核酸內(nèi)切酶的作用是特定的，構(gòu)實質(zhì)。注意限制性核酸內(nèi)切酶的作用是特定的，如果作用于如果作用于GA之間的磷酸二酯鍵，則在之間的磷酸二酯鍵，則在DNA的兩的兩條鏈中均在條鏈中均在GA之間切割，所以之間切割，所以A選項錯誤。解旋選項錯誤。解旋酶作用的部位是每個堿基對之間的氫鍵。酶作用的部位是每個堿基對之間的氫鍵。目的基因的運輸工具目的基因的運輸工具載體載

16、體基因的運載工具基因的運載工具載體載體目的目的用它作為運載工具，將目的基因送到宿主用它作為運載工具，將目的基因送到宿主細胞中去細胞中去利用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量利用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量復制復制作用作用將外源基因送入受體細胞將外源基因送入受體細胞條件條件能在宿主細胞內(nèi)復制并穩(wěn)定地保存能在宿主細胞內(nèi)復制并穩(wěn)定地保存具有多個限制性核酸內(nèi)切酶切點，以便與具有多個限制性核酸內(nèi)切酶切點，以便與外源基因連接外源基因連接具有某些標記基因，以便進行篩選具有某些標記基因，以便進行篩選基因的運載工具基因的運載工具載體載體種類種類常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體、動植

17、物病毒質(zhì)粒質(zhì)粒結(jié)構(gòu)與本質(zhì)：小型環(huán)狀結(jié)構(gòu)與本質(zhì)：小型環(huán)狀DNA分子分子特性：質(zhì)粒的存在對宿主細胞無影響，質(zhì)粒特性：質(zhì)粒的存在對宿主細胞無影響，質(zhì)粒的復制只能在宿主細胞內(nèi)完成的復制只能在宿主細胞內(nèi)完成質(zhì)粒是最早應用的載體質(zhì)粒是最早應用的載體重組質(zhì)粒的形成：用同一種限制性核酸內(nèi)切重組質(zhì)粒的形成：用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割質(zhì)粒和外源酶切割質(zhì)粒和外源DNA分子，并通過分子，并通過DNA連連接酶的連接，就能將質(zhì)粒和外源接酶的連接，就能將質(zhì)粒和外源DNA分子組成分子組成一個重組質(zhì)粒一個重組質(zhì)粒(重組重組DNA分子分子)即時應用即時應用(隨學隨練，輕松奪冠隨學隨練，輕松奪冠)2(2011年南京高三第一次測試

18、年南京高三第一次測試)科學家在某種植科學家在某種植物中找到了抗枯萎的基因，并以質(zhì)粒為載體，采物中找到了抗枯萎的基因，并以質(zhì)粒為載體，采用轉(zhuǎn)基因方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品種，用轉(zhuǎn)基因方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品種，下列有關(guān)說法正確的是下列有關(guān)說法正確的是()A質(zhì)粒是最常用的載體之一，它僅存在于原核質(zhì)粒是最常用的載體之一，它僅存在于原核細胞中細胞中B將抗枯萎基因連接到質(zhì)粒上，用到的工具酶將抗枯萎基因連接到質(zhì)粒上，用到的工具酶僅是僅是DNA連接酶連接酶C用葉肉細胞作為受體細胞培育出的植株不能用葉肉細胞作為受體細胞培育出的植株不能表現(xiàn)出抗枯萎性狀表現(xiàn)出抗枯萎性狀D通過該方法獲得的抗枯萎病金茶

19、花，產(chǎn)生的通過該方法獲得的抗枯萎病金茶花，產(chǎn)生的配子不一定含抗枯萎病基因配子不一定含抗枯萎病基因解析：解析：選選D。質(zhì)粒在某些真核細胞中也有，如。質(zhì)粒在某些真核細胞中也有，如酵母菌；將目的基因連接到質(zhì)粒上，要用到酵母菌；將目的基因連接到質(zhì)粒上，要用到DNA連接酶，在連接之前要用同一種限制酶處連接酶，在連接之前要用同一種限制酶處理以得到相同的黏性末端；植物的體細胞都具理以得到相同的黏性末端；植物的體細胞都具有全能性，因此都可以作為受體細胞；由于重有全能性，因此都可以作為受體細胞；由于重組質(zhì)粒只結(jié)合在某條染色體上，因此有的配子組質(zhì)粒只結(jié)合在某條染色體上，因此有的配子就沒有目的基因。就沒有目的基因。

20、1獲得目的基因獲得目的基因這是基因操作的第一步，目的是取得人們所需要這是基因操作的第一步，目的是取得人們所需要的特定基因。的特定基因。2制備重組制備重組DNA分子分子該過程實質(zhì)上是不同來源的該過程實質(zhì)上是不同來源的DNA重新組合的過程。重新組合的過程。其過程如下：其過程如下：基因工程的一般過程基因工程的一般過程3轉(zhuǎn)化受體細胞轉(zhuǎn)化受體細胞轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是目的基因整合到受體細胞基因組轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是目的基因整合到受體細胞基因組中。中。4篩選出獲得目的基因的受體細胞。篩選出獲得目的基因的受體細胞。5培養(yǎng)受體細胞并誘導目的基因的表達。培養(yǎng)受體細胞并誘導目的基因的表達。即時應用即時應用(隨學隨練，輕松奪冠隨學隨

21、練，輕松奪冠)3(2011年江蘇高三調(diào)查年江蘇高三調(diào)查)將綠色熒光蛋白基因的將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來組成一個片段與目的基因連接起來組成一個“融合基因融合基因”，再將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細胞內(nèi)，表達出的再將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細胞內(nèi)，表達出的蛋白質(zhì)就會帶有綠色熒光。下列關(guān)于該過程的敘蛋白質(zhì)就會帶有綠色熒光。下列關(guān)于該過程的敘述中，正確的是述中，正確的是(多選多選)()A可以采用兩種或兩種以上的限制性內(nèi)切酶分可以采用兩種或兩種以上的限制性內(nèi)切酶分別同時切割運載體和含目的基因的別同時切割運載體和含目的基因的DNAB構(gòu)建的基因表達載體可以讓目的基因進入受構(gòu)建的基因表達載體可以讓目

22、的基因進入受體細胞而不被受體細胞內(nèi)核酸酶降解體細胞而不被受體細胞內(nèi)核酸酶降解C導入受體細胞內(nèi)的導入受體細胞內(nèi)的“融合基因融合基因”可視為一個可視為一個獨立的遺傳單位獨立的遺傳單位D利用該技術(shù)可以追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)利用該技術(shù)可以追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)的分布在細胞內(nèi)的分布解析：解析：選選ABCD?？梢圆捎脙煞N或兩種以上的限?？梢圆捎脙煞N或兩種以上的限制性內(nèi)切酶分別同時切割運載體和含目的基因的制性內(nèi)切酶分別同時切割運載體和含目的基因的DNA，只要能切出相同的黏性末端并可以對應連，只要能切出相同的黏性末端并可以對應連接就行，所以接就行，所以A選項正確。構(gòu)建的基因表達載體選項正確。構(gòu)建的

23、基因表達載體中的動載體有自主復制的能力，因此導入受體細中的動載體有自主復制的能力，因此導入受體細胞內(nèi)的胞內(nèi)的“融合基因融合基因”可視為一個獨立的遺傳單位，可視為一個獨立的遺傳單位，還可以不被受體細胞內(nèi)核酸酶降解，因此還可以不被受體細胞內(nèi)核酸酶降解，因此B、C選選項正確。綠色熒光可以被儀器檢測到，從而達到項正確。綠色熒光可以被儀器檢測到，從而達到追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)的分布的目追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)的分布的目的，因此的，因此D選項正確。選項正確。1蛋白質(zhì)工程概念的理解蛋白質(zhì)工程概念的理解蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程2.蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較項目項目蛋白質(zhì)

24、工程蛋白質(zhì)工程基因工程基因工程聯(lián)系聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎上延伸出來蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎上延伸出來的第二代基因工程的第二代基因工程(因為對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改因為對現(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)基因合成實現(xiàn))即時應用即時應用(隨學隨練，輕松奪冠隨學隨練，輕松奪冠)4胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射到人體后會堆積在皮下，要經(jīng)過較長的時間才射到人體后會堆積在皮下，要經(jīng)過較長的時間才能進入血液，而進入血液的胰島素又容易分解，能進入血液，而進入血液的胰島素又容易分解，因此

25、治療效果受到影響。如圖是用蛋白質(zhì)工程設因此治療效果受到影響。如圖是用蛋白質(zhì)工程設計的速效胰島素的生產(chǎn)過程，請據(jù)圖回答有關(guān)問計的速效胰島素的生產(chǎn)過程，請據(jù)圖回答有關(guān)問題：題：(1)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，圖構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是_。(2)圖解中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的圖解中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是什么？基本思路是什么？_。(3)新的胰島素基因與載體新的胰島素基因與載體(質(zhì)粒質(zhì)粒)結(jié)合過程中需要結(jié)合過程中需要限制性核酸內(nèi)切酶和限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。已知限制性核連接

26、酶。已知限制性核酸內(nèi)切酶酸內(nèi)切酶I的識別序列和切點是的識別序列和切點是GGATCC。請畫出質(zhì)粒被限制性核酸內(nèi)切酶請畫出質(zhì)粒被限制性核酸內(nèi)切酶I切割后所形成的切割后所形成的黏性末端黏性末端_。DNA連接酶對所連接的連接酶對所連接的DNA兩端堿基序列是否有兩端堿基序列是否有專一性要求？專一性要求？_。(4)若將含有新的胰島素基因的重組若將含有新的胰島素基因的重組DNA分子導入分子導入植物細胞中，最常用的有效做法是植物細胞中，最常用的有效做法是_。(5)若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素，需用到的若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素，需用到的生物工程有生物工程有_、_和發(fā)酵和發(fā)酵工程。工程。(6)下列關(guān)于蛋白

27、質(zhì)工程的說法錯誤的是下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法錯誤的是()A蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類需要使之更加符合人類需要B蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)接進行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)C蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)自然界中不曾存在的新型蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)自然界中不曾存在的新型蛋白質(zhì)分子蛋白質(zhì)分子D蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又稱為第蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又稱為第二代基因工程二代基因工程解析：解析：蛋白質(zhì)工程的目的是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功蛋白質(zhì)工程的目的是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的

28、特定需求，對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行分子設計，因能的特定需求，對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行分子設計，因此圖中構(gòu)建新的胰島素模型的依據(jù)是預期胰島素此圖中構(gòu)建新的胰島素模型的依據(jù)是預期胰島素即速效胰島素的功能。合成的目的基因應與載體即速效胰島素的功能。合成的目的基因應與載體構(gòu)建成基因表達載體后導入受體細胞中才能得以構(gòu)建成基因表達載體后導入受體細胞中才能得以表達。表達。利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)自然界原本不存在的新的胰利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)自然界原本不存在的新的胰島素，需要對原有的胰島素進行改造，根據(jù)新的島素，需要對原有的胰島素進行改造，根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列推測出其基因中的脫氧核胰島素中氨基酸的序列推測出其基因中的脫氧核糖核

29、苷酸序列，再人工合成新的胰島素基因，形糖核苷酸序列，再人工合成新的胰島素基因，形成目的基因。改造好的目的基因需要通過基因工成目的基因。改造好的目的基因需要通過基因工程來生產(chǎn)基因產(chǎn)物，并且在生產(chǎn)過程中需要借助程來生產(chǎn)基因產(chǎn)物，并且在生產(chǎn)過程中需要借助工程菌，所以還需要進行發(fā)酵，因此該過程涉及工程菌，所以還需要進行發(fā)酵，因此該過程涉及蛋白質(zhì)工程、基因工程和發(fā)酵工程。蛋白質(zhì)工程、基因工程和發(fā)酵工程。答案：答案：(1)蛋白質(zhì)的預期功能蛋白質(zhì)的預期功能(2)根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列，推測出其基根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列，推測出其基因中的脫氧核糖核苷酸序列，然后利用因中的脫氧核糖核苷酸序列，然后利用

30、DNA合成合成儀來合成新的胰島素基因儀來合成新的胰島素基因(3)(4)農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化技術(shù)農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化技術(shù)(5)蛋白質(zhì)工程基因工程蛋白質(zhì)工程基因工程(6)B命題視角剖析命題視角剖析緊扣教材重點緊扣教材重點基因工程的工具基因工程的工具酶與載體酶與載體制備重組制備重組DNA分子過程中，為了保證目的基因分子過程中，為了保證目的基因與載體結(jié)合，需要用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切與載體結(jié)合，需要用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和載體。割目的基因和載體。 (2011年陜西漢中模擬年陜西漢中模擬)胰島素是治療糖尿病胰島素是治療糖尿病的重要藥物，如圖是基因工程技術(shù)生產(chǎn)胰島素的的重要藥物，如圖是基因工程技術(shù)生產(chǎn)

31、胰島素的操作過程示意圖，請據(jù)圖回答：操作過程示意圖，請據(jù)圖回答： (1)完成過程必需的酶分別是完成過程必需的酶分別是_、_。(2)在利用在利用A、B獲得獲得C的過程中，必須用的過程中，必須用_切割切割A和和B，使它們產(chǎn)生相同的，使它們產(chǎn)生相同的_，再加入，再加入_，才可形成，才可形成C。(3)取自大腸桿菌的物質(zhì)取自大腸桿菌的物質(zhì)B，在基因工程中起，在基因工程中起_作用，必須具備的兩個條件是作用，必須具備的兩個條件是_。(4)圖中的圖中的D是基因工程中的是基因工程中的_細胞，細胞，能作為這種細胞的有能作為這種細胞的有_等。等。【嘗試解答嘗試解答】(1)逆轉(zhuǎn)錄酶解旋酶逆轉(zhuǎn)錄酶解旋酶(2)同一種限制

32、性核酸內(nèi)切酶黏性末端同一種限制性核酸內(nèi)切酶黏性末端DNA連連接酶接酶(3)載體具有標記基因和能夠在宿主細胞中復制載體具有標記基因和能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定保存并穩(wěn)定保存(4)受體大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌和動植物受體大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌和動植物細胞細胞【解析解析】(1)過程為由單鏈過程為由單鏈RNA到雙鏈到雙鏈DNA的的過程，為逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化，過程過程，為逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化，過程是是DNA由雙鏈解旋變成單鏈，這個過程需要解旋由雙鏈解旋變成單鏈，這個過程需要解旋酶。酶。(2)A為目的基因，為目的基因，B為載體，只有用同一種限制性為載體，只有用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切出

33、相同的黏性末端，然后在核酸內(nèi)切酶切出相同的黏性末端，然后在DNA連連接酶的作用下才能相互結(jié)合。接酶的作用下才能相互結(jié)合。(3)從大腸桿菌中提取的從大腸桿菌中提取的B為質(zhì)粒，在基因工程中為質(zhì)粒，在基因工程中可以起到載體的作用，必須具備具有標記基因和可以起到載體的作用，必須具備具有標記基因和能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定保存的兩個條件。能夠在宿主細胞中復制并穩(wěn)定保存的兩個條件。(4)常用的受體細胞是大腸桿菌、枯草桿菌、酵母常用的受體細胞是大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌和動植物細胞。菌和動植物細胞?；蚬こ痰膽没蚬こ痰膽?(2010年高考天津卷年高考天津卷)下圖是培育表達人乳下圖是培育表達人乳鐵蛋白的

34、乳腺生物反應器的技術(shù)路線。圖中鐵蛋白的乳腺生物反應器的技術(shù)路線。圖中tetR表表示四環(huán)素抗性基因，示四環(huán)素抗性基因，ampR表示氨芐青霉素抗性基表示氨芐青霉素抗性基因，因，BamH I、Hind 、Sma I直線所示為三種限直線所示為三種限制酶的酶切位點。制酶的酶切位點。洞察高考熱點洞察高考熱點據(jù)圖回答：據(jù)圖回答：(1)圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用_限制酶同時酶切載體和人乳鐵蛋白限制酶同時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基因。篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含含_的培養(yǎng)基上進行。的培養(yǎng)基上進行。(2)能使人乳鐵蛋白基因在

35、乳腺細胞中特異性表達能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細胞中特異性表達的調(diào)控序列是的調(diào)控序列是_(填字母代號填字母代號)。A啟動子啟動子BtetRC復制原點復制原點 DampR(3)過程可采用的操作方法是過程可采用的操作方法是_(填字母代填字母代號號)。A農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 B大腸桿菌轉(zhuǎn)化大腸桿菌轉(zhuǎn)化C顯微注射顯微注射 D細胞整合細胞整合(4)過程采用的生物技術(shù)是過程采用的生物技術(shù)是_。(5)對早期胚胎進行切割，經(jīng)過程可獲得多個新對早期胚胎進行切割，經(jīng)過程可獲得多個新個體。這利用了細胞的個體。這利用了細胞的_性。性。(6)為檢測人乳鐵蛋白是否成功表達，可采用為檢測人乳鐵蛋白是否成功表達，可采用_(填字

36、母代號填字母代號)技術(shù)。技術(shù)。A核酸分子雜交核酸分子雜交 B基因序列分析基因序列分析C抗原抗原抗體雜交抗體雜交 DPCR【嘗試解答嘗試解答】(1)Hind 和和BamH 氨芐青霉氨芐青霉素素(2)A(3)C(4)胚胎移植技術(shù)胚胎移植技術(shù)(5)全能全能(6)C【解析解析】(1)基因表達載體的構(gòu)建過程中，將目基因表達載體的構(gòu)建過程中，將目的基因?qū)胧荏w細胞之前，要用同一種限制性內(nèi)的基因?qū)胧荏w細胞之前，要用同一種限制性內(nèi)切酶切割目的基因和載體。從圖中可以看出，在切酶切割目的基因和載體。從圖中可以看出，在目的基因和載體中都有目的基因和載體中都有Hind 和和BamH 限制酶限制酶的切割位點，因此要用

37、的切割位點，因此要用Hind 和和Bam H限制酶限制酶同時切割載體和人乳鐵蛋白基因；載體切割后四同時切割載體和人乳鐵蛋白基因；載體切割后四環(huán)素抗性基因被破壞，因此篩選時要在含氨芐青環(huán)素抗性基因被破壞，因此篩選時要在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進行。霉素的培養(yǎng)基上進行。(2)啟動子是一段有特殊序列的啟動子是一段有特殊序列的DNA片段，位于目片段，位于目的基因的基因的首段，它是的首段，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，在聚合酶識別和結(jié)合的部位，在啟動子存在時才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出啟動子存在時才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。獲得所需要的蛋白質(zhì)。(3)將目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ玫姆椒?/p>

38、是農(nóng)桿菌將目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ玫姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將目的基因?qū)雱游锛毎Ｓ玫姆椒ㄊ寝D(zhuǎn)化法，將目的基因?qū)雱游锛毎Ｓ玫姆椒ㄊ秋@微注射技術(shù)。顯微注射技術(shù)。(4)過程是將早期胚胎移入受體母牛體內(nèi)，用到過程是將早期胚胎移入受體母牛體內(nèi)，用到的技術(shù)是胚胎移植技術(shù)。的技術(shù)是胚胎移植技術(shù)。(5)胚胎分割是利用機械方法將早期胚胎等分，經(jīng)胚胎分割是利用機械方法將早期胚胎等分，經(jīng)移植后獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)，可以看做動物移植后獲得同卵雙胎或多胎的技術(shù)，可以看做動物無性繁殖或克隆的方法，利用了細胞的全能性。無性繁殖或克隆的方法，利用了細胞的全能性。(6)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，需要用相應檢測目的基

39、因是否翻譯成蛋白質(zhì)，需要用相應的抗體進行抗原的抗體進行抗原抗體雜交，其他三項技術(shù)檢測的抗體雜交，其他三項技術(shù)檢測的對象都是核酸。對象都是核酸。對對“基因診斷基因診斷”和和“基因治療基因治療”概念及應用辨概念及應用辨析不清析不清1基因診斷基因診斷基因診斷是用放射性同位素基因診斷是用放射性同位素(如如32P)、熒光分子、熒光分子等標記的等標記的DNA分子做探針，利用分子做探針，利用DNA分子雜交原分子雜交原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，達到檢測疾理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，達到檢測疾病的目的。病的目的。突破易錯疑點突破易錯疑點2基因治療基因治療把健康動物的正常基因?qū)牒腥毕莼虻氖荏w把健康

40、動物的正?；?qū)牒腥毕莼虻氖荏w細胞中，存在基因缺陷的病人細胞中既含有缺陷細胞中，存在基因缺陷的病人細胞中既含有缺陷基因，又含有通過基因工程導入的正常基因，在基因，又含有通過基因工程導入的正?；?，在病人體內(nèi)兩種基因都能表達，正?；虻谋磉_產(chǎn)病人體內(nèi)兩種基因都能表達，正常基因的表達產(chǎn)物掩蓋了缺陷基因的表達產(chǎn)物，從而治愈了有基物掩蓋了缺陷基因的表達產(chǎn)物，從而治愈了有基因缺陷的疾病。因缺陷的疾病。自我挑戰(zhàn)自我挑戰(zhàn) (2011年河南信陽第一次模擬年河南信陽第一次模擬)下列關(guān)下列關(guān)于基因工程應用的敘述，正確的是于基因工程應用的敘述，正確的是()A基因治療就是把缺陷基因誘變成正常基因基因治療就是把缺陷基因誘變成正?；駼基因診斷的基本原理是基因診斷的基本原理是DNA分子雜交分子雜交C一種基因探針能檢測水體中的各種病毒一種基因探針能檢測水體中的各種病毒D利用基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗時，目的基因存利用基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗時，目的基因存在于人體在于人體B淋巴細胞的淋巴細胞的DNA中中【嘗試解答嘗試解答】_B_