高中生物第1輪總復(fù)習(xí) 第1講 基因工程課件 湘教版選修3（湖南專版）

《高中生物第1輪總復(fù)習(xí) 第1講 基因工程課件 湘教版選修3（湖南專版）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中生物第1輪總復(fù)習(xí) 第1講 基因工程課件 湘教版選修3（湖南專版）（40頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 一、基因工程的基本操作工具 1.與DNA分子相關(guān)的酶 (1)幾種酶的比較續(xù)表 (2)限制酶與DNA連接酶的關(guān)系 限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。 DNA連接酶起作用時(shí)不需要模板。2載體(1)作用作為運(yùn)載工具，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)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。(2)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。 (3)種類 質(zhì)粒：一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、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。 動植物病毒。

2、【友情提醒】一般來說，天然載體往往不能滿足人類的所有要求，因此人們根據(jù)不同的目的和需要，對某些天然的載體進(jìn)行人工改造。 限制酶切割位點(diǎn)所處的位置必須是在所需的標(biāo)記基因之外，這樣才能保證標(biāo)記基因的完整性，有利于對目的基因的檢測。 【例1】下列有關(guān)基因工程中限制性核酸內(nèi)切酶的描述，錯(cuò)誤的是() A一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列 B限制性核酸內(nèi)切酶的活性受溫度影響 C限制性核酸內(nèi)切酶能識別和切割RNA D限制性核酸內(nèi)切酶可從原核生物中提取C 【解析】本題考查基因工程中工具酶的有關(guān)知識。大部分酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA。酶的活性受到溫度和pH的影響；限制性核酸

3、內(nèi)切酶的特點(diǎn)是能識別雙鏈DNA中特定的核苷酸序列，可在特定的位點(diǎn)進(jìn)行切割；限制性核酸內(nèi)切酶主要是從原核生物體內(nèi)分離出來的。 【例2】質(zhì)粒作為“分子運(yùn)輸車”的條件是() 能夠自我復(fù)制雙鏈環(huán)狀DNA分子有多個(gè)限制酶切點(diǎn)有標(biāo)記基因真核細(xì)胞中沒有A BC D 【解析】載體具備的條件是：有標(biāo)記基因；具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)；能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。C 二、基因工程操作程序 1基因工程技術(shù)生產(chǎn)凝乳酶的過程 2基因工程的操作程序分析 (1)目的基因的獲取途徑 從自然界中已有的物種中分離出來，如從基因組文庫或cDNA文庫中獲取。 人工合成目的基因 常用的方法有反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法。 利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的

4、基因 通過PCR技術(shù)可對已獲取的目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，以獲取大量的目的基因。 (2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建 【友情提醒】插入的目的基因的表達(dá)需要調(diào)控序列，因而用作載體的質(zhì)粒的插入基因部位之前需有啟動子，之后需有終止子。 兩次使用的限制酶為同一種酶，這樣形成的黏性末端堿基之間互補(bǔ)，便于連接。 (3)目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞導(dǎo)入生物植物動物微生物受體細(xì)胞體細(xì)胞或受精卵只能是受精卵主要是大腸桿菌導(dǎo)入方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(或花粉管通道法和基因槍法)顯微注射法感受態(tài)細(xì)胞法導(dǎo)入過程目的基因插入Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞表達(dá)基因表達(dá)載體提純顯微儀注射入受精卵受精卵發(fā)育成轉(zhuǎn)基因個(gè)體Ca2處理大腸桿菌基因表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)

5、胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子 (4)目的基因的檢測與鑒定 【例3】下列關(guān)于基因表達(dá)載體構(gòu)建的相關(guān)敘述，不正確的是() A需要限制酶和DNA連接酶 B必須在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行 C抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因 D啟動子位于目的基因的首端B 【解析】基因表達(dá)載體是目的基因與載體的結(jié)合，在此過程中需用同一種限制酶切割目的基因與載體，用DNA連接酶將相同的末端連接起來；基因表達(dá)載體的構(gòu)建是在細(xì)胞外進(jìn)行的；基因表達(dá)載體包括啟動子(位于基因首端使轉(zhuǎn)錄開始)、終止子、目的基因和標(biāo)記基因。1T4 DNA連接酶既能“縫合”雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端，也能“縫合”雙鏈DNA的平末端，EcoliDNA連接酶只能將雙鏈DN

6、A片段互補(bǔ)的黏性末端連接。2目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法3.獲取目的基因和切割載體時(shí)使用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端；獲取一個(gè)目的基因需限制酶剪切兩次，共產(chǎn)生4個(gè)黏性末端或平末端；限制酶切割位點(diǎn)的選擇必須保證標(biāo)記基因的完整性，以便于檢測。4啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶(能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì))識別和結(jié)合的部位；終止子也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端，能使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來。標(biāo)記基因的作用是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來，如抗生素抗性基因。 1.(2010全國)下列敘述

7、符合基因工程概念的是( ) AB淋巴細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合，雜交瘤細(xì)胞中含有B淋巴細(xì)胞中的抗體基因 B將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株 C用紫外線照射青霉菌，使其DNA發(fā)生改變，通過篩選獲得青霉素高產(chǎn)菌株 D自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上B 【解析】單克隆抗體的制備屬于細(xì)胞工程技術(shù)；用紫外線照射青霉菌獲得青霉素高產(chǎn)菌株屬于誘變育種，而基因工程技術(shù)是按照人們的意愿，把一種生物的某一種基因提取出來，加以修飾和改造，然后放到另一種生物細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀，因此，選B。 2.(2011浙江)將ada(腺苷酸脫氨酶基因)通過質(zhì)粒

8、pET28b導(dǎo)入大腸桿菌并成功表達(dá)腺苷酸脫氨酶。下列敘述錯(cuò)誤的是( )A每個(gè)大腸桿菌細(xì)胞至少含一個(gè)重組質(zhì)粒B每個(gè)重組質(zhì)粒至少含一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識別位點(diǎn)C每個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識別位點(diǎn)至少插入一個(gè)adaD每個(gè)插入的ada至少表達(dá)一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子C 【解析】每個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識別位點(diǎn)只能插入一個(gè)外源基因，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞時(shí)，一個(gè)細(xì)胞可以接受多個(gè)質(zhì)粒，選項(xiàng)A正確。作為一個(gè)合格的表達(dá)載體，重組質(zhì)粒可以有一個(gè)或多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識別位點(diǎn)，選項(xiàng)B正確。外源基因可以多次表達(dá)，合成多個(gè)產(chǎn)物，選項(xiàng)D正確。 3.(2010江蘇)下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2中箭頭

9、表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請回答下列問題：限制酶BamHHindEcoRSma識別序列及切割位點(diǎn)ATCCCCTAGCTTTTCGATTCCTTACCGGGGCC (1)一個(gè)圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma切割前后，分別含有_個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。 (2)若對圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的Sma酶切位點(diǎn)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Sma切割，原因是_。Sma會破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因高0、2 (4)與只使用EcoR相比較，使用BamH和Hind兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點(diǎn)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

10、的基因片段混合，并加入_酶。DNA連接質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化 (6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了_。 (7)為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在_的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達(dá)的初步檢測。鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞以蔗糖為惟一含碳營養(yǎng)物質(zhì) 【解析】(1)質(zhì)粒切割前是雙鏈環(huán)狀DNA分子，故不含游離的磷酸基團(tuán)。從圖1可知，質(zhì)粒上只含有一個(gè)Sma酶的切點(diǎn)，被該酶切割后含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。 (2)G和C含量越多，熱穩(wěn)定性就越高。 (3)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)標(biāo)記基因和目的基因應(yīng)保持完整。 (4)只使用EcoR，

11、則質(zhì)粒和目的基因兩端的黏性末端相同，用連接酶連接時(shí)，除會產(chǎn)生重組質(zhì)粒外，還會產(chǎn)生質(zhì)粒與質(zhì)粒、目的基因與目的基因自身連接物。 (7)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體后，含有重組質(zhì)粒的個(gè)體才能吸收蔗糖。4.甲、乙兩圖表示從細(xì)菌細(xì)胞中獲取目的基因的兩種方法，以下說法中錯(cuò)誤的是( )A甲方法可建立該細(xì)菌的基因組文庫B乙方法可建立該細(xì)菌的cDNA文庫C甲方法要以脫氧核苷酸為原料D乙方法需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與C【解析】首先要知道甲圖描述的為該細(xì)菌的基因組文庫，只要利用DNA限制性核酸內(nèi)切酶將其原有的DNA切斷即可，不需要以脫氧核苷酸為原料。乙圖描述的為細(xì)菌的部分基因組文庫。乙方法需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與，

12、并需要以脫氧核苷酸為原料。5.下列屬于PCR技術(shù)的條件的是( )引物 目的基因所在的DNA片段 脫氧核苷酸 核糖核苷酸 DNA連接酶 DNA聚合酶 DNA限制性核酸內(nèi)切酶 A B C DB【解析】 PCR技術(shù)需要一小段與要擴(kuò)增的DNA兩端的一些序列互補(bǔ)的RNA作為引物、要擴(kuò)增的DNA作為模板、四種脫氧核苷酸作為原料、需要耐熱的DNA聚合酶催化。6.下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是( )CA BC D【解析】圖是將一個(gè)DNA切成互補(bǔ)的兩個(gè)黏性末端，必需限制性核酸內(nèi)切酶的作用；圖是將兩個(gè)DNA片段連接在一

13、起，需DNA連接酶的作用；圖是DNA分子雙鏈解旋成兩條互補(bǔ)單鏈的過程，需解旋酶的作用；圖是DNA復(fù)制的過程，需DNA聚合酶的作用。7.下圖是將人的生長激素基因?qū)爰?xì)菌B細(xì)胞內(nèi)制“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。判斷下列說法正確的是( ) CA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，能生長的只是導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌C將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的就是導(dǎo)入了質(zhì)粒A的細(xì)菌D目的基因成功導(dǎo)入并表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞中能檢測出人的生長激素基因【解析】將目的基因?qū)氲郊?xì)菌細(xì)胞中常用的方法是Ca2處理法；基因必須保持結(jié)構(gòu)的完整性才能得以表達(dá)，而抗氨芐青霉素基因結(jié)構(gòu)完整，能夠表達(dá)而使細(xì)菌具有對氨芐青霉素的抗性，在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能存活的是導(dǎo)入了質(zhì)粒A或?qū)肓酥亟M質(zhì)粒的細(xì)菌；由于將人的生長激素基因?qū)氲劫|(zhì)粒的抗四環(huán)素基因上，破壞了抗四環(huán)素基因的完整性，導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌也沒有對四環(huán)素的抗性，在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能存活，能存活的是導(dǎo)入質(zhì)粒A的細(xì)菌。