《高中生物第1輪總復(fù)習(xí) 第1講 基因工程課件 新人教版選修3（廣東專版）》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 新人教版選修3（廣東專版）（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(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連接酶起作用時不需要模板。2載體(1)作用作為運載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細胞內(nèi)。利用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量復(fù)制。(2)具備的條件能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。有多個限制酶切割位點，以便與外源基因連接。具有特殊的標(biāo)記基因，以便進行篩選。 (3)種類 質(zhì)粒：一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于細菌擬核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行人工改造。 限制酶切割位點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】（雙選）下列有關(guān)基因工程中限制性核酸內(nèi)切酶的描述，錯誤的是() A一種限制性核酸內(nèi)切酶能識別多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AC 【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

3、制性核酸內(nèi)切酶的特點是能識別雙鏈DNA中特定的核苷酸序列，可在特定的位點進行切割；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“分子運輸車”的條件是() 能夠自我復(fù)制雙鏈環(huán)狀DNA分子有多個限制酶切點有標(biāo)記基因真核細胞中沒有 A B C D 【解析】載體具備的條件是：有標(biāo)記基因；具有多個限制酶切點；能在宿主細胞內(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

4、技術(shù)擴增目的基因 通過PCR技術(shù)可對已獲取的目的基因進行擴增，以獲取大量的目的基因。 (2)基因表達載體的構(gòu)建 目的基因的表達需要調(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。 (3)目的基因?qū)胧荏w細胞 (4)目的基因的檢測與鑒定 【例3】下列關(guān)于基因表達載體構(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必須在細胞內(nèi)進行 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；基因表達載體的構(gòu)建是在細胞外進行的；基因表

5、達載體包括啟動子(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。1質(zhì)粒是小型的環(huán)狀DNA分子，本質(zhì)是DNA，不是細胞器。2基因工程中有3種工具，但工具酶只有2種。3標(biāo)記基因的作用：篩選、檢查目的基因是否導(dǎo)入受體細胞，常見的標(biāo)記基因有抗生素抗性基因、發(fā)光基因。4受體細胞常選用植物受精卵或體細胞(經(jīng)組織培養(yǎng))、動物受精卵(一般不用體細胞)、微生物(大腸桿菌、酵母菌等)。一般不用支原體，因為它營寄生生活；一定不能用哺乳動物成熟的紅細胞，原因是它無細胞核，不能合成蛋白質(zhì)。 1.(2010全國)下列敘述符合基因工程概念的是( ) AB淋巴細胞與腫瘤細胞融合，雜交瘤細胞中含有B淋巴細胞中的抗體基因

6、 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菌后其DNA整合到細菌DNA上B 【解析】單克隆抗體的制備屬于細胞工程技術(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胞里，定向地改造生物的遺傳性狀，因此，選B。 2.(2011四川)北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復(fù)序列，該序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍能力越強。下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株

7、的過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是( )A過程獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序B將多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達的新基因，不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白C過程構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標(biāo)記基因，需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進行篩選D應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達B 【解析】通過過程獲得的目的基因只是比目魚基因組的部分基因，無法據(jù)此測定基因組堿基序列；由于每個抗凍基因的編碼區(qū)在轉(zhuǎn)錄時，均會在其產(chǎn)物mRNA中出現(xiàn)終止密碼子，故得不到抗凍能力增強的抗凍蛋白；重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌的目的是通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)敕鸭毎?；檢測目的基因在番茄植株內(nèi)是否完全表達

8、，應(yīng)進行抗原抗體雜交實驗或個體生物學(xué)水平檢測。3.(2011上海)回答下列有關(guān)基因工程的問題。(1)基因工程中使用的限制酶，其特點是 。下圖四種質(zhì)粒含有E1和E2兩種限制酶的識別位點，Apr表示抗青霉素的抗性基因，Tcr表示抗四環(huán)素的抗性基因。特異性地識別和切割DNA(2)將兩端用E1切開的Tcr基因與用E1切開的質(zhì)粒X1混合連接，連接后獲得的質(zhì)粒類型有 。(可多選) AX1 BX2 CX3 DX4(3)若將上圖所示X1、X2、X3、X4四種質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌，然后分別涂布在含有青霉素或四環(huán)素的兩種培養(yǎng)基上。在這兩種培養(yǎng)基上均不能生長的大腸桿菌細胞類型有 、 。ABC無質(zhì)粒細胞含X3的細胞(4)

9、如果X1用E1酶切，產(chǎn)生850對堿基和3550對堿基兩種片段；那么質(zhì)粒X2(Tcr基因的長度為1200對堿基)用E2酶切后的片段長度為 對堿基。(5)若將外源的Tcr基因兩端用E2切開，再與用E2切開的X1混合連接，并導(dǎo)入大腸桿菌細胞，結(jié)果顯示，含X4的細胞數(shù)與含X1的細胞數(shù)之比為1 3，增大DNA連接酶用量能否提高上述比值？ 。原因是 。4750不能DNA連接酶對DNA片段沒有選擇性或兩段DNA末端相同 【解析】每種限制酶能特異性識別專一DNA序列，并在切割位點將其準(zhǔn)確切割。因目的基因和質(zhì)粒都是用E1切開且質(zhì)粒上有兩個E1酶切位點，故Apr基因和Tcr基因的黏性末端相同，既可能出現(xiàn)Apr基因

10、和X1連接的產(chǎn)物(X1)，也可能出現(xiàn)Tcr基因和X1連接的產(chǎn)物(X2)，還可能出現(xiàn)X1兩端連接形成的產(chǎn)物(X3)。X1即質(zhì)粒中含有Apr基因，能在含有青霉素的培養(yǎng)基上生長，X2中含有Tcr基因，能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長，X4中含有Apr基因和Tcr基因，能在含有青霉素或者四環(huán)素的培養(yǎng)基中生長，而X3中沒有這兩種抗性基因，故沒有導(dǎo)入質(zhì)粒的大腸桿菌細胞和導(dǎo)入X3的大腸桿菌細胞在這兩種培養(yǎng)基上均不能生長。由圖可知，X2為X1剪切Apr基因后再連接Tcr基因形成的，故其長度為335012004750對堿基。DNA連接酶作用于磷酸二酯鍵，對DNA片段沒有選擇性，故不能通過增大DNA連接酶的用量提高兩

11、種細胞數(shù)目的比值。 4.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)需要一小段與要擴增的DNA兩端的一些序列互補的RNA作為引物、要擴增的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。 5.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DNA切成互補的兩個黏性末端，必需限制性核酸內(nèi)切酶的作用；圖是將兩個DNA片段連接在一起

12、，需DNA連接酶的作用；圖是DNA分子雙鏈解旋成兩條互補單鏈的過程，需解旋酶的作用；圖是DNA復(fù)制的過程，需DNA聚合酶的作用。6.（雙選）甲、乙兩圖表示從細菌細胞中獲取目的基因的兩種方法，以下說法中錯誤的是( )A甲方法可建立該細菌的基因組文庫B乙方法可建立該細菌的cDNA文庫C甲方法要以脫氧核苷酸為原料D乙方法需要DNA聚合酶參與CD 【解析】首先要知道甲圖描述的為該細菌的基因組文庫，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。乙圖描述的為細菌的部分基因組文庫。乙方法需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與，并需要以脫氧核苷酸為原料。7.（雙選）下圖是將人的生長激素基因?qū)爰?/p>

13、菌B細胞內(nèi)制“工程菌”的示意圖。已知細菌B細胞內(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( ) CDA將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細菌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)粒的細菌C將完成導(dǎo)入過程后的細菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的就是導(dǎo)入了質(zhì)粒A的細菌D目的基因成功導(dǎo)入并表達的標(biāo)志是受體細胞中能檢測到人的生長激素 【解析】將目的基因?qū)氲郊毦毎谐Ｓ玫姆椒ㄊ荂a2處理法；基因必須保持結(jié)構(gòu)的完整性才能得以表達，而抗氨芐青霉素基因結(jié)構(gòu)完整，能夠表達而使細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的細菌。目的基因成功表達的標(biāo)志是檢測到相應(yīng)蛋白質(zhì)。