山東省平邑縣高中生物 專題復習1 基因工程學案新人教版選修3.doc

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專題復習一——基因工程 一、知識點回扣 1. PCR技術(shù)與DNA復制的比較 項目 PCR技術(shù) DNA復制 場所 緩沖溶液中(生物體外) 細胞核(葉綠體、線粒體) 酶 耐熱的DNA聚合酶 解旋酶、DNA聚合酶等 能量來源 熱能 ATP直接提供 例1　多聚酶鏈式反應(PCR)是一種體外迅速擴增DNA片段的技術(shù)。下列有關(guān)該技術(shù)與DNA復制的敘述中，不正確的是(　　) A．利用高溫使DNA雙鏈解開是PCR技術(shù)中的環(huán)節(jié)，在細胞內(nèi)這一過程是由解旋酶完成的 B．PCR技術(shù)與DNA復制過程均需要ATP提供能量 C．普通生物細胞內(nèi)的酶不能用于PCR技術(shù)中 D．PCR技術(shù)可用于擴增目的基因 【答案】　B 2.啟動子與起始密碼子、終止子與終止密碼子比較 項目 啟動子 起始密碼子 終止子 終止密碼子 存在位置 基因(DNA) 的首端 mRNA上 基因(DNA) 的尾端 mRNA上 功能 RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，轉(zhuǎn)錄開始的“信號” 翻譯開始的“信號” 轉(zhuǎn)錄停止的“信號” 翻譯停止的“信號” 實質(zhì) 具有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段 mRNA上相鄰的三個堿基(通常是AUG) 具有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段 mRNA上相鄰的三個堿基 例2　下列有關(guān)基因表達載體的說法中，正確的是(　　) A．一個基因表達載體的組成，除目的基因外，還必須有起始密碼子、終止密碼子及標記基因 B．標記基因的作用是為了鑒別目的基因是否成功表達 C．構(gòu)建基因表達載體的目的是使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且能夠遺傳和表達 D．基因表達載體中可以沒有啟動子 【答案】　C 3.與遺傳有關(guān)的各種酶的比較 名稱 作用 參與生理過程應用 作用位點(如下圖) DNA連接酶 連接兩個DNA片段 基因工程 a 限制酶 切割某種特定的脫氧核苷酸序列 a DNA聚合酶 在脫氧核苷酸鏈上添加單個脫氧核苷酸 DNA復制 a RNA聚合酶 在核糖核苷酸鏈上添加單個核糖核苷酸 轉(zhuǎn)錄 解旋酶 使堿基間氫鍵斷裂形成脫氧核苷酸單鏈 DNA復制及轉(zhuǎn)錄 b 逆轉(zhuǎn)錄酶 以RNA為模板合成DNA 逆轉(zhuǎn)錄、基因工程 作用位點示意圖 例3在將目的基因通過載體導入大腸桿菌體內(nèi)，并進行增殖的過程中，用到多種與遺傳相關(guān)的酶。請回答下列相關(guān)問題。 (1)在構(gòu)建基因表達載體時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)基因表達載體在大腸桿菌細胞內(nèi)復制時用到DNA聚合酶，下面的表達式不能正確反映DNA聚合酶的功能，原因是______________________________________ ____________________________________________。 (3)在整個過程中涉及多種酶，其中作用過程與磷酸二酯鍵有關(guān)的是_________________________________。 【答案】　(1)a　a (2)DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上 (3)限制酶、DNA連接酶和DNA聚合酶 4.DNA探針及應用 制備方法： (1)方法一：根據(jù)翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)的氨基酸序列查出相應的核苷酸序列(約30個氨基酸對應的90個左右的核苷酸序列)，再從中選出兩個片段，用化學方法合成這兩個片段并用同位素標記，即成為探針。 (2)方法二：用所需的mRNA反轉(zhuǎn)錄成DNA，標記后成為探針。 (3)DNA探針的應用所依據(jù)的原理是DNA雜交。DNA雜交是指DNA片段在適合的條件下能和與之互補的另一個片段結(jié)合。如果對最初的DNA片段進行標記，即成為探針。 應用： (1)從基因文庫中準確提取目的基因。 (2)檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因和檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA。 (3)鑒定物種親緣關(guān)系。 (4)疾病的診斷和治療。 (5)環(huán)境監(jiān)測。 例4　下列哪項表述說明了目的基因表達成功(　　) A．用DNA探針檢測目的基因出現(xiàn)雜交帶 B．用DNA探針檢測mRNA出現(xiàn)雜交帶 C．用抗原—抗體雜交檢測蛋白質(zhì)出現(xiàn)雜交帶 D．以上都不能說明 【答案】　D 二、對點演練 1．我國科技工作者利用基因工程方法成功培育出抗蟲棉。下列導入目的基因的做法，正確的是(　　) ①將毒素蛋白注射到棉受精卵中　②將編碼毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中?、蹖⒕幋a毒素蛋白的DNA序列與細菌質(zhì)粒重組后導入細菌，用該細菌感染棉的體細胞，再進行組織培養(yǎng)?、芑ǚ酃芪从锨埃羧ブ^，滴加編碼毒素蛋白的DNA序列，使其借助花粉管通道進入受體細胞 A．①②　　　　　 B．②③ C．③④ D．①④ 2．土壤農(nóng)桿菌含有一個大型的Ti質(zhì)粒(如下圖所示)，在侵染植物細胞的過程中，其中的T－DNA片段轉(zhuǎn)入植物的基因組。若想用基因工程并通過土壤農(nóng)桿菌向某種植物中導入抗旱基因，以下分析不合理的是(　　) A．若用Ti質(zhì)粒作為抗旱基因的載體，目的基因的插入位置應該在T－DNA片段內(nèi)，且要保證復制起始點和用于轉(zhuǎn)移T－DNA的基因片段不被破壞 B．將重組Ti質(zhì)粒導入土壤農(nóng)桿菌中時，可以用Ca2＋處理細菌 C．用含有重組Ti質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌去感染植物細胞，可以通過植物組織培養(yǎng)形成具有抗旱基因的植物 D．若能夠在植物細胞中檢測到抗旱目的基因，則說明該基因工程項目獲得成功 3．某人用人的胰島素基因制成的DNA探針，檢測下列物質(zhì)，可能形成雜交分子的是(　　) ①該人胰島A細胞中的DNA ②該人胰島B細胞中的mRNA?、墼撊艘葝uA細胞中的mRNA　 ④該人肝細胞中的mRNA A．①② B．③④ C．①④ D．①②④ 4．下列關(guān)于各種酶作用的敘述，不正確的是(　　) A．DNA連接酶能使不同脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接 B．RNA聚合酶能與基因的特定位點結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 C．一種限制酶能識別多種核苷酸序列，切割出多種目的基因 D．限制酶將一個DNA分子片段切割成兩個片段需消耗兩個水分子 5．生物分子間特異性結(jié)合的性質(zhì)廣泛用于生命科學研究。以下實例為體外處理“蛋白質(zhì)－DNA復合體”獲得DNA片段信息的過程圖。 據(jù)圖回答： (1)過程①酶作用的部位是________鍵，此過程只發(fā)生在非結(jié)合區(qū)DNA，過程②酶作用的部位是________鍵。 (2)①、②兩過程利用了酶的________特性。 (3)若將得到的DNA片段用于構(gòu)建重組質(zhì)粒，需要將過程③的測序結(jié)果與________酶的識別序列進行比對，以確定選用何種酶。 (4)如果復合體中的蛋白質(zhì)為RNA聚合酶，則其識別、結(jié)合的DNA序列區(qū)為基因的________。 (5)以下研究利用了生物分子間特異性結(jié)合性質(zhì)的有________(多選)。 A．分離得到核糖體，用蛋白酶酶解后提取rRNA B．用無水乙醇處理菠菜葉片，提取葉綠體基粒膜上的光合色素 C．通過分子雜交手段，用熒光物質(zhì)標記的目的基因進行染色體基因定位 D．將抑制成熟基因?qū)敕?，其mRNA與催化成熟酶基因的mRNA互補結(jié)合，終止后者翻譯，延遲果實成熟 6．圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度(bp即堿基對)和部分堿基序列，圖2表示一種質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列?，F(xiàn)有Msp Ⅰ、BamH Ⅰ、MboⅠ、SmaⅠ4種限制性核酸內(nèi)切酶，它們識別的堿基序列和酶切位點分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請回答下列問題。 　　 　圖1　　　　　　 　　　　　　　圖2 (1)圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由__________________________________連接。 (2)若用限制酶SmaⅠ完全切割圖1中DNA片段，產(chǎn)生的末端是________末端，其產(chǎn)物長度為________________________。 (3)若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對被T—A堿基對替換，那么基因D就突變?yōu)榛騞。從雜合子中分離出圖1及其對應的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，產(chǎn)物中共有________種不同長度的DNA片段。 (4)若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進行連接，形成重組質(zhì)粒，那么應選用的限制酶是________。在導入重組質(zhì)粒后，為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，一般需要用添加________的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。經(jīng)檢測，部分含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達，其最可能的原因是_______________________________________________________________。 7．下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1和圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。請回答下列問題： 限制酶 BamHⅠ Hind Ⅲ EcoRⅠ SmaⅠ 識別序列及切割位點 ↓　　　 GGATCC CCTAGG↑ ↓AAGCTT TTCGAA ↑ ↓GAATTC CTTAAG ↑ ↓ CCCGGG GGGCCC ↑ 　　　　　　 圖1　　　　　　　　　圖2 (1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaⅠ切割前后，分別含有________個游離的磷酸基團。 (2)若對圖中質(zhì)粒進行改造，插入的SmaⅠ酶切位點越多，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兩種限制酶同時處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點在于可以防止_____________________________________。 (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__________________。