高三生物第一輪復(fù)習(xí) 第34講 基因工程課件 新人教版選修3.ppt

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課標(biāo)版生物第34講基因工程 知識(shí)一基因工程的工具與操作程序一 基因工程的工具1 限制酶 1 存在 原核生物中 2 作用 識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列 并使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的 磷酸二酯鍵斷開(kāi) 3 形成末端類(lèi)型2 DNA連接酶 1 種類(lèi) 2 功能 將雙鏈DNA片段 縫合 起來(lái) 恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷c酸間的磷酸二酯鍵 3 載體 1 條件 能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存 具有一至多個(gè)限制酶切點(diǎn) 具有標(biāo)記基因 2 種類(lèi) 3 作用 攜帶外源DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞 4 特點(diǎn) 可在細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制或整合到染色體DNA上隨染色體DNA進(jìn)行同步復(fù)制 1 獲得目的基因 目的基因的獲取 1 方法 從 基因文庫(kù)中獲取 人工合成 2 人工合成的方法 反轉(zhuǎn)錄法和 化學(xué)合成法 3 目的基因的擴(kuò)增方法 PCR技術(shù) 2 基因表達(dá)載體的構(gòu)建 基因工程的核心 1 目的 使目的基因 在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在 并且可以遺傳給下一代 同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用 2 基因表達(dá)載體 目的基因 啟動(dòng)子 終止子 標(biāo)記基因等 啟動(dòng)子 RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位 驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA 終止子 使轉(zhuǎn)錄終止的一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段 二 基因工程的基本操作程序 標(biāo)記基因 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(lái) 3 構(gòu)建過(guò)程 3 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 4 目的基因的檢測(cè)與鑒定 1 螢火蟲(chóng)體內(nèi)的熒光素酶催化的系列反應(yīng)導(dǎo)致螢火蟲(chóng)發(fā)光 如果熒光素酶存在于植物體內(nèi) 也可以使植物體發(fā)光 一直以來(lái)熒光素酶的唯一來(lái)源是從螢火蟲(chóng)腹部提取 但科學(xué)家成功地通過(guò)基因工程將熒光素酶基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi) 使其產(chǎn)生熒光素酶 請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題 1 在此基因工程中 目的基因是 獲得目的基因的常用方法有 人工合成和PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因 2 將此目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi)需要載體的幫助 下列各項(xiàng)在選取載體時(shí)不必考慮的是 用字母表示 A 能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存 B 具1至多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶的切點(diǎn)C 具有與目的基因相同的堿基片段D 具有某些標(biāo)記基因 3 在基因表達(dá)載體構(gòu)建的過(guò)程中 需要 等多種酶的參與 載體中啟動(dòng)子的化學(xué)本質(zhì)是 4 在此基因工程中受體細(xì)胞為 5 為檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞 可利用放射性同位素標(biāo)記的作探針與受體細(xì)胞基因組DNA雜交 6 通過(guò)基因工程來(lái)培育新品種的主要優(yōu)勢(shì)是 答案 1 熒光素酶基因從基因文庫(kù)中獲取 2 C 3 限制性核酸內(nèi)切酶 或限制酶 DNA連接酶DNA片段 4 大腸桿菌 5 目的基因 6 定向地改造生物的遺傳性狀解析 1 要轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞內(nèi)的熒光素酶基因即為目的基因 獲得目的基因的常用方法有 從基因文庫(kù)中獲取 人工合成和PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因 2 選擇載體時(shí)一般要考慮三個(gè)因素 能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存 具有1至多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶的切點(diǎn) 具有某些標(biāo)記基因 3 基因表達(dá)載體的構(gòu)建需用到限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 5 欲利用DNA雜交的原理檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞 則要求探針是一段能與目的基因中的一條鏈互補(bǔ)配對(duì)的DNA單鏈 即目的基因 6 相對(duì)誘變育種而言 基因工程育種的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)生物品種進(jìn)行定向改造 2 2011海南單科 31 15分 回答有關(guān)基因工程的問(wèn)題 1 構(gòu)建基因工程表達(dá)載體時(shí) 用不同類(lèi)型的限制酶切割DNA后 可能產(chǎn)生黏性末端 也可能產(chǎn)生末端 若要在限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后使其直接進(jìn)行連接 則應(yīng)選擇能使二者產(chǎn)生 相同 不同 黏性末端的限制酶 2 利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時(shí) 構(gòu)建的表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動(dòng)子等 其中啟動(dòng)子的作用是 在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí) 常用處理大腸桿菌 以利于表達(dá)載體進(jìn)入 為了檢測(cè)胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA 可用標(biāo)記的胰島素基因片段作探針與mRNA雜交 該雜交技術(shù)稱(chēng)為 為了檢測(cè)胰島素基因轉(zhuǎn)錄的mR NA是否翻譯成 常用抗原 抗體雜交技術(shù) 3 如果要將某目的基因通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入植物細(xì)胞 先要將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的中 然后用該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞 通過(guò)DNA重組將目的基因插入植物細(xì)胞的上 答案 1 平相同 2 驅(qū)動(dòng)胰島素基因轉(zhuǎn)錄出mRNA 其他合理答案也給分 CaCl2溶液 或Ca2 分子雜交技術(shù)蛋白質(zhì) 其他合理答案也給分 3 T DNA染色體DNA 其他合理答案也給分 解析 1 DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式 黏性末端和平末端 當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸兩側(cè)將DNA切開(kāi)時(shí) 產(chǎn)生的是黏性末端 而當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線處將DNA切開(kāi)時(shí) 產(chǎn)生的是平末端 要使目的基因和質(zhì)粒直接進(jìn)行連接 應(yīng)使用同種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒 使二者產(chǎn)生相同黏性末端 2 一個(gè)基因表達(dá)載體的組成 除含有目的基因外 還必須有啟動(dòng)子 終止子和標(biāo)記基因等 啟動(dòng)子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段 位于基因首端 是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合部位 可以驅(qū)動(dòng)目的基因轉(zhuǎn)錄出mRNA 在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí) 為便于表達(dá)載體進(jìn)入 常用CaCl2處理大腸桿菌 要檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出對(duì)應(yīng)的mRNA 可采用分子雜交技術(shù) 即用標(biāo)記的目的基因片段作探針 與mRNA雜交 如果顯示出雜交帶 則表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mRNA 3 運(yùn)用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時(shí) 要先將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti 質(zhì)粒的T DNA中 然后用該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞 通過(guò)DNA重組將目的基因插入植物細(xì)胞的染色體DNA上 3 2014河北唐山一中期中 51 下圖是從酵母菌獲取某植物需要的某種酶基因的流程 結(jié)合所學(xué)知識(shí)及相關(guān)信息回答下列問(wèn)題 1 圖中cDNA文庫(kù)基因組文庫(kù) 填 大于 等于 或者 小于 2 過(guò)程提取的DNA需要的切割 B過(guò)程是 3 為在短時(shí)間內(nèi)大量獲得目的基因 可用擴(kuò)增的方法 目的基因獲取之后 需要進(jìn)行 其組成必須有 以及標(biāo)記基因等 此步驟是基因工程的核心 4 將該目的基因?qū)肽畴p子葉植物細(xì)胞 常采用的方法是 其能否在此植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳可以用技術(shù)進(jìn)行檢測(cè) 答案 1 小于 2 限制酶反轉(zhuǎn)錄 或逆轉(zhuǎn)錄 3 PCR技術(shù)基因表達(dá)載體的構(gòu)建啟動(dòng)子 終止子 目的基因 4 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法DNA分子雜交解析 1 cDNA文庫(kù)小于基因組文庫(kù) 2 提取目的基因需要限制酶 逆轉(zhuǎn)錄法獲得目的基因需要逆轉(zhuǎn)錄酶 3 短時(shí)間內(nèi)大量獲得目的基因 可用PCR技術(shù)擴(kuò)增的方法 基因表達(dá)載體組成必須有目的基因 標(biāo)記基因 啟動(dòng)子和終止子等 基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心 4 將目的基因?qū)肽畴p子葉植物細(xì)胞常采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 目的基因只有整合到植物細(xì)胞的染色體DNA上才能在植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳 可通過(guò)DNA分子雜交的方法對(duì)目的基因是否整合到染色體上進(jìn)行檢測(cè) 知識(shí)二基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程一 基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1 轉(zhuǎn)基因生物 1 概念 是指利用基因工程技術(shù)導(dǎo)入 外源基因培育出的能夠?qū)⑿滦誀罘€(wěn)定地遺傳給后代的基因工程生物 2 優(yōu)點(diǎn) 運(yùn)用基因工程改良動(dòng)植物品種最突出的優(yōu)點(diǎn)是能打破常規(guī)育種難以突破的 物種之間的界限 2 基因工程的應(yīng)用 1 動(dòng)物基因工程 用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度從而提高產(chǎn)品 產(chǎn)量 用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì) 用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn) 藥物 用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的 供體等 2 植物基因工程 培育抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物 抗病轉(zhuǎn)基因植物和抗逆轉(zhuǎn)基因植物 利用轉(zhuǎn)基因改良植物的 品質(zhì) 3 基因診斷 又稱(chēng)為DNA診斷 是采用 基因檢測(cè)的方法來(lái)判斷患者是否出現(xiàn)了基因異?；驍y帶病原體 4 基因治療 指利用 正?；蛑脫Q或彌補(bǔ)缺陷基因的治療方法 實(shí)例 ADA基因缺陷癥的基因治療 3 蛋白質(zhì)工程 1 概念 以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與 生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ) 通過(guò) 基因修飾或基因合成 對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造 或制造一種新的蛋白質(zhì) 以滿足人類(lèi)的生產(chǎn)和生活的需求 2 基本途徑 預(yù)期蛋白質(zhì)功能 設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列 找到對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列 基因 二 轉(zhuǎn)基因生物的安全性與生物武器1 轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問(wèn)題的原因 1 目前對(duì) 基因的結(jié)構(gòu) 基因間的相互作用及基因的調(diào)控機(jī)制等都了解得相當(dāng)有限 2 目的基因往往是 異種生物的基因 3 外源基因插入宿主基因組的部位往往是 隨機(jī)的 2 對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭(zhēng)論 主要在 食物安全 生物安全 環(huán)境安全三個(gè)方面存在激烈的爭(zhēng)論 3 理性對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù) 趨利避害 不能因噎廢食 4 基因身份證 1 否定的理由 個(gè)人基因資訊的泄露造成 基因歧視 勢(shì)必造成遺傳學(xué)失業(yè)大軍 個(gè)人婚姻困難和人際關(guān)系疏遠(yuǎn)等 2 肯定的理由 一些遺傳性疾病在后代中復(fù)現(xiàn)率很高 通過(guò)基因檢測(cè)可以 及早預(yù)防 適時(shí)治療 達(dá)到挽救患者生命的目的 1 種類(lèi) 致病菌 病毒 生化毒劑 以及經(jīng)過(guò) 基因重組的致病菌 2 中國(guó)政府的態(tài)度 在任何情況下 不發(fā)展 不生產(chǎn) 不儲(chǔ)存生物武器 并反對(duì)生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散 5 生物武器 1 胰島素是治療依賴(lài)型糖尿病的特效藥物 但是天然胰島素在人體內(nèi)壽命只有幾小時(shí) 重癥病人每天得注射好幾次藥物 通過(guò)蛋白質(zhì)工程可改變胰島素的空間結(jié)構(gòu) 以延長(zhǎng)胰島素的半衰期 得到長(zhǎng)效胰島素 還可以在不改變胰島素活性部位結(jié)構(gòu)的前提下 增強(qiáng)其他部位的結(jié)合強(qiáng)度 使之難以被酶破壞 從而增強(qiáng)其穩(wěn)定性 如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)長(zhǎng)效胰島素的生產(chǎn)過(guò)程 能得到準(zhǔn)確表達(dá) 3 用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)的胰島素 與天然胰島素比較 顯著的優(yōu)點(diǎn)是 4 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 答案 1 蛋白質(zhì)的預(yù)期功能 2 載體大腸桿菌等受體細(xì)胞 3 具有長(zhǎng)效性 4 根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列 推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列 然后利用DNA合成儀來(lái)合成出新的胰島素基因解析 1 蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求 對(duì)蛋a 1 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 2 通過(guò)DNA合成形成的新基因應(yīng)與結(jié)合后轉(zhuǎn)移到中才 白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì) 因此 圖中構(gòu)建新的胰島素模型的依據(jù)是胰島素的預(yù)期功能 2 合成的目的基因應(yīng)與載體構(gòu)建成基因表達(dá)載體后導(dǎo)入受體細(xì)胞中才能得以表達(dá) 3 由題中信息可知 利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)生產(chǎn)的胰島素解決了天然胰島素在體內(nèi)不能長(zhǎng)期起作用的問(wèn)題 4 由新的蛋白質(zhì)模型構(gòu)建新的基因 其基本思路是根據(jù)新的蛋白質(zhì)中氨基酸的序列 推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列 然后用DNA合成儀直接合成出新的基因 2 普通番茄細(xì)胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因 控制細(xì)胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶 該酶能破壞細(xì)胞壁 使番茄軟化 不耐貯藏 科學(xué)家們通過(guò)基因工程技術(shù) 培育出了抗軟化 保鮮時(shí)間長(zhǎng)的番茄新品種 操作流程如圖 請(qǐng)回答 1 該過(guò)程需要的工具酶有和DNA連接酶 2 在番茄新品種培育過(guò)程中 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞采用最多的方法是 篩選含重組DNA的土壤農(nóng)桿菌時(shí)通常要看質(zhì)粒上的是否表達(dá) 3 多聚半乳糖醛酸酶基因和抗多聚半乳糖醛酸酶基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA能相互配對(duì) 導(dǎo)致無(wú)法合成 最終使番茄獲得了抗軟化的性狀 4 轉(zhuǎn)基因生物安全性主要在 和三個(gè)方面存在激烈的爭(zhēng)論 5 除了圖示培育方法外 還可通過(guò)蛋白質(zhì)工程技術(shù) 對(duì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行特定的改變 從而獲得抗軟化的番茄品種 關(guān)鍵的操作是對(duì) 進(jìn)行定向改造 6 為防止轉(zhuǎn)基因番茄通過(guò)花粉將抗多聚半乳糖醛酸酶基因傳播給其他植物而造成基因污染 可將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)敕阎参锛?xì)胞的 結(jié)構(gòu) 中 答案 1 限制性核酸內(nèi)切酶 2 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法標(biāo)記基因 3 多聚半乳糖醛酸酶 4 食物安全生物安全環(huán)境安全 5 多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶基因 6 線粒體或葉綠體 解析 1 基因工程的工具酶有限制酶和DNA連接酶 2 利用基因工程培育轉(zhuǎn)基因植物時(shí)常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 3 據(jù)題意可知 兩種基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA相互配對(duì) 可導(dǎo)致翻譯過(guò)程無(wú)法進(jìn)行 即多聚半乳糖醛酸酶不能合成 而使番茄獲得抗軟化性狀 4 目前對(duì)基因的結(jié)構(gòu) 基因間的相互作用及基因的調(diào)控機(jī)制等都了解得相當(dāng)有限 加上目的基因雖然是功能已知的基因 但不少是異種生物的基因 同時(shí)由于外源基因插入宿主基因組的部位是隨機(jī)的 因此在轉(zhuǎn)基因生物中有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一些人們意想不到的后果 這一切引發(fā)了人們?cè)谑澄锇踩?生物安全和環(huán)境安全三個(gè)方面發(fā)生了激烈的爭(zhēng)論 5 蛋白質(zhì)工程應(yīng)從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā) 設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列 找到相對(duì)應(yīng)的 脫氧核苷酸序列 基因 6 為防止轉(zhuǎn)基因番茄通過(guò)花粉將抗多聚半乳糖醛酸酶基因傳播給其他植物而造成基因污染 生產(chǎn)上可利用母系遺傳的特點(diǎn) 將相關(guān)基因?qū)爰?xì)胞質(zhì)的線粒體或葉綠體中 突破一基因工程中的工具酶與目的基因1 與DNA相關(guān)的酶 1 五種DNA相關(guān)酶的比較 2 DNA連接酶與限制酶的關(guān)系 限制酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵 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(shí)別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾 限制酶是一類(lèi)酶 而不是一種酶 DNA連接酶起作用時(shí)不需要模板 2 基因 目的基因和基因文庫(kù) 1 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和 功能的基本單位 基因的脫氧核苷酸序列代表遺傳信息 2 目的基因是指基因工程操作中需要的外源基因 它是編碼某種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因 如生物的抗逆性基因 抗蟲(chóng)基因等 3 基因文庫(kù) 是將含有某種生物不同基因的許多DNA片段 導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存 各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因 易混辨析 1 目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控 目的基因應(yīng)插入啟動(dòng)子與終止子之間的部位 2 基因工程操作過(guò)程中只有第三步 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 沒(méi)有堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象 3 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理 農(nóng)桿菌易感染植物細(xì)胞 并將其Ti質(zhì)粒上的T DNA轉(zhuǎn)移并整合到受體細(xì)胞染色體DNA上 典例1下列關(guān)于生物工程中常見(jiàn)的幾種酶的敘述 正確的是 A DNA連接酶可把目的基因與載體的黏性末端的堿基黏合 形成重組DNAB 限制性核酸內(nèi)切酶將一個(gè)DNA分子片段切成兩個(gè)片段需消耗兩個(gè)水分子C Taq酶是用PCR儀對(duì)DNA分子擴(kuò)增過(guò)程中常用的一種耐高溫的DNA連接酶D 纖維素酶和果膠酶處理植物細(xì)胞獲得原生質(zhì)體 便于植物雜交育種 解析DNA連接酶起作用的部位是磷酸二酯鍵 DNA分子是雙鏈 因此切割DNA分子時(shí)需要消耗兩分子的水 Taq酶是熱穩(wěn)定DNA聚合酶 是連接單個(gè)脫氧核苷酸的 不是DNA連接酶 植物雜交育種是借助有性生殖實(shí)現(xiàn)的 纖維素酶和果膠酶處理植物細(xì)胞獲得原生質(zhì)體應(yīng)用于細(xì)胞工程 答案B 1 1通過(guò)DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動(dòng)物稱(chēng)為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 運(yùn)用這一技術(shù)使羊奶中含有人體蛋白質(zhì) 下圖表示了這一技術(shù)的基本過(guò)程 在該工程中所用的基因 剪刀 能識(shí)別的序列和切點(diǎn)是 G GATCC 請(qǐng)回答 1 從羊染色體中 剪下 羊蛋白質(zhì)基因的酶是 人體蛋白質(zhì)基因 插入 羊體細(xì)胞染色體中時(shí)需要的酶是 2 請(qǐng)畫(huà)出質(zhì)粒被切割形成黏性末端的過(guò)程圖 G GATCC 3 人體蛋白質(zhì)基因之所以能 插入 到羊的染色體內(nèi) 原因是 答案 1 限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶 2 G GATCC CCTAG G GGATCC CCTAGG 3 人的遺傳物質(zhì) 基因 與羊的都為DNA 其物質(zhì)組成和空間結(jié)構(gòu)相同解析本題考查基因工程的基本操作 在基因工程中用到的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 在對(duì)載體和目的基因進(jìn)行切割的時(shí)候 一定要用同種限制性核酸內(nèi)切酶 才能切出相同的黏性末端 當(dāng)插入目的基因時(shí) 常用DNA連接酶 突破二基因工程的應(yīng)用1 抗蟲(chóng)棉的培育 1 目的基因 Bt毒蛋白基因 2 抗蟲(chóng)原理 Bt毒蛋白水解成多肽與腸上皮細(xì)胞結(jié)合 會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜穿孔 細(xì)胞腫脹裂解 最后造成害蟲(chóng)死亡 注 Bt毒蛋白基因來(lái)自蘇云金芽孢桿菌 3 受體細(xì)胞 4 方法 花粉管通道法 也可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法或基因槍法 2 動(dòng)物反應(yīng)器 1 外源基因 藥用蛋白基因 2 表達(dá)條件 藥用蛋白基因 乳腺蛋白基因 膀胱內(nèi)表達(dá)的相應(yīng)基因 啟動(dòng)子 3 受體生物 牛 羊等 4 方法 顯微注射法 5 種類(lèi) 乳腺反應(yīng)器和膀胱反應(yīng)器 前者受動(dòng)物性別 只能是雌性 和年齡 哺乳期 限制 優(yōu)點(diǎn)是不用提取直接服用 后者需提取后服用 但不受動(dòng)物性別和年齡的限制 3 工程菌 1 概念 用基因工程的方法 使外源基因得到高效表達(dá)的菌類(lèi)細(xì)胞系 2 外源基因 控制合成抗體 疫苗 激素等的基因 3 受體細(xì)胞 微生物細(xì)胞 4 特點(diǎn) 細(xì)菌內(nèi)沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體等 產(chǎn)生的藥物可能沒(méi)有活性 5 藥物提取 從微生物細(xì)胞中提取 4 基因檢測(cè)和基因治療的比較 典例2植物生物反應(yīng)器是指通過(guò)基因工程途徑 以常見(jiàn)的農(nóng)作物作為 化學(xué)工廠 通過(guò)大規(guī)模種植 生產(chǎn)具有重要功能的蛋白 如人或動(dòng)物的疫苗 抗體 工農(nóng)業(yè)用酶等各種高價(jià)值的生物制品的方法 列舉幾例如表 請(qǐng)據(jù)此回答問(wèn)題 1 從基因工程的角度分析 將目的基因?qū)胫参锸荏w細(xì)胞的最常用的方法是 載體是 目的基因能在植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是 在檢測(cè)受體細(xì)胞中是否已經(jīng)導(dǎo)入目的基因時(shí) 分子水平上的檢測(cè)方法名稱(chēng)是 2 從細(xì)胞工程的角度分析 建立 化學(xué)工廠 的理論基礎(chǔ)是 從生態(tài)學(xué)角度考慮操作過(guò)程需要 3 分析說(shuō)明煙草生物反應(yīng)器 生產(chǎn)的藥物作用機(jī)理是 4 從細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能上分析 生長(zhǎng)激素不能使煙草細(xì)胞生長(zhǎng)的原因是 吃G蛋白基因已有效表達(dá)的番茄果實(shí) 能 不能 預(yù)防狂犬病 解析 1 植物轉(zhuǎn)基因常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 農(nóng)桿菌中含有Ti質(zhì)粒 其上的T DNA能將目的基因整合到植物染色體DNA上 目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上 可以利用DNA分子雜交技術(shù)來(lái)檢測(cè) 2 化學(xué)工廠 指利用轉(zhuǎn)基因植株生產(chǎn)人類(lèi)所需功能蛋白 轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞形成轉(zhuǎn)基因植株過(guò)程是通過(guò)植物組織培養(yǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 其基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性 植物組織培養(yǎng)整個(gè)過(guò)程應(yīng)無(wú)菌操作 3 煙草生物反應(yīng)器 生產(chǎn)的是核糖體抑制蛋白 能抑制HIV感染者T細(xì)胞中核糖體的功能 導(dǎo)致HIV蛋白質(zhì)合成受阻 從而抑制HIV的增殖 4 植物細(xì)胞膜上沒(méi)有生長(zhǎng)激素的受體 所以生長(zhǎng)激素不能促進(jìn)植物細(xì)胞生長(zhǎng) G 蛋白是大分子的蛋白質(zhì) 食用G蛋白后G蛋白在消化道被分解成氨基酸 不能達(dá)到預(yù)防狂犬病的目的 答案 1 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法Ti質(zhì)粒整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上DNA分子雜交技術(shù) 2 細(xì)胞的全能性無(wú)菌操作 或預(yù)防微生物感染或預(yù)防雜菌污染 3 該藥物能抑制HIV感染者T細(xì)胞 或被HIV感染的人體細(xì)胞 的核糖體合成HIV蛋白質(zhì) 4 煙草細(xì)胞 膜 上無(wú)生長(zhǎng)激素的受體不能 2 1科學(xué)家們對(duì)一位因缺乏腺苷酸脫氨酶基因而患嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的美國(guó)女孩進(jìn)行基因治療 其方法是首先將患者的淋巴細(xì)胞取出做體外培養(yǎng) 然后用逆轉(zhuǎn)錄病毒將正常腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入人工培養(yǎng)的淋巴細(xì)胞中 再將這些轉(zhuǎn)基因淋巴細(xì)胞回輸?shù)交颊唧w內(nèi) 經(jīng)過(guò)多次治療 患者的免疫功能趨于正常 1 基因治療是把健康的導(dǎo)入有的細(xì)胞中 以達(dá)到治療疾病的目的 2 在基因治療過(guò)程中 逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用相當(dāng)于基因工程中基因操作工具中的 此基因工程中的目的基因是 目的基因的受體細(xì)胞是 3 將轉(zhuǎn)基因淋巴細(xì)胞多次回輸?shù)交颊唧w內(nèi)后 免疫能力趨于正常 是由于淋巴細(xì)胞中能合成 4 請(qǐng)用基因工程方法簡(jiǎn)要寫(xiě)出對(duì)該女孩實(shí)施基因治療的步驟 并寫(xiě)出兩種鑒定是否治療成功的方法 答案 1 外源基因基因缺陷 2 載體 或基因的運(yùn)輸工具 腺苷酸脫氨酶基因淋巴細(xì)胞 3 腺苷酸脫氨酶 4 獲取腺苷酸脫氨酶基因 腺苷酸脫氨酶基因表達(dá)載體的構(gòu)建 將重組DNA分子導(dǎo)入淋巴細(xì)胞 腺苷酸脫氨酶基因的檢測(cè)和鑒定 目的基因的鑒定方法 鑒定女孩體內(nèi)產(chǎn)生的腺苷酸脫氨酶是否越來(lái)越多 鑒定女孩 產(chǎn)生抗體的能力是否明顯改善 免疫能力是否明顯提高 解析基因治療是指把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中 進(jìn)行治療疾病的方法 在該實(shí)例中 基因的運(yùn)輸工具是逆轉(zhuǎn)錄病毒 目的基因是腺苷酸脫氨酶基因 受體細(xì)胞是淋巴細(xì)胞 患者得到恢復(fù) 說(shuō)明目的基因在受體細(xì)胞中得到了表達(dá) 即淋巴細(xì)胞能合成出腺苷酸脫氨酶 鑒定該治療過(guò)程是否成功 可通過(guò)鑒定其體內(nèi)該酶的量或檢測(cè)其免疫能力是否有所提高