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1、会计学1高考生物大一轮复习基因工程苏教选修高考生物大一轮复习基因工程苏教选修第1页/共90页2.DNA连接酶（1）作用实质：将具有末端碱基互补的2个DNA片 段连接在一起，形成重组DNA分子。（2）限制性核酸内切酶不切割自身DNA的原因 是：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序 列已经被修饰。（3）DNA连接酶起作用时不需要模板。第1页/共90页第2页/共90页3.DNA连接酶、DNA聚合酶和限制性核酸内切酶DNADNA连接酶连接酶DNADNA聚合酶聚合酶连接连接DNADNA链链双链双链单链单链连接部位连接部位限制性核酸内切酶与限制性核酸内切酶与DNADNA连接酶的关系连接酶的关系在两个DN
2、A片段之间形成磷酸二酯键将单个核苷酸加到已存在的核酸片段上，形成磷酸二酯键第2页/共90页第3页/共90页4.基因工程的载体质粒 (1)作用 作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。利用它在宿主细胞内使目的基因进行大量复制。(2)具备的条件 。能在宿主细胞内稳定保存，并大量复制有一个或多个限制性核酸内切酶切割位点，以便与外源基因连接具有某些遗传标记基因（多为抗性基因），以便进行筛选第3页/共90页第4页/共90页拓展提升 一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有 要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些 天然的载体进行人工改造。限制性核酸内切酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，
3、这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。第4页/共90页第5页/共90页对位训练1.下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是 （）A.一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱 氧核苷酸序列 B.限制性核酸内切酶的活性受温度的影响 C.限制性核酸内切酶能识别和切割RNA D.限制性核酸内切酶可从原核生物中提取 C第5页/共90页第6页/共90页2.下 列 关 于DNA连接酶作用的叙述，正确的是 （）A.将单个核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸 二酯键 B.将断开的两个DNA片段的骨架连接起来，重新 形成磷酸二酯键 C.连接两条DNA链上碱基之间的氢键 D.只能将双链DN
4、A片段互补的黏性末端之间连接 起来，而不能将双链DNA片段平末端之间进行 连接B第6页/共90页第7页/共90页考点二 基因工程的基本操作步骤1.获得目的基因（1）如果目的基因的序列是已知的，可用化学方法合成目的基因，或者用聚合酶链式反应(PCR)扩增目的基因。（2）如果目的基因的核苷酸序列是未知的，可以 从基因文库中获取。2.形成重组DNA分子第7页/共90页第8页/共90页3.将重组DNA分子导入受体细胞生物生物种类种类植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞微生物细胞微生物细胞受体受体细胞细胞体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞转化转化过程过程将目的基因插入将目的基因插入TiTi质粒的质粒的
5、DNADNA上上农杆菌农杆菌导入导入植物细胞植物细胞整合整合到受体细胞的到受体细胞的DNADNA上上表达表达将含有目的基因将含有目的基因的表达载体提纯的表达载体提纯取卵取卵(受精卵受精卵)显微注射显微注射受精卵发育受精卵发育获获得具有新性状的得具有新性状的动物动物氯化钙氯化钙处理处理细菌细胞细菌细胞细菌细菌细胞壁细胞壁的通透性增的通透性增加加重组质重组质粒进入宿主粒进入宿主细胞细胞第8页/共90页第9页/共90页4.筛选含有目的基因的受体细胞 (1)原理：质粒上有抗生素的抗性基因。(2)方法：利用选择培养基筛选。(3)举例5.目的基因的表达 (1)场所：含重组DNA分子的受体细胞中。(2)标志
6、：表达“目的基因”所控制的性状。第9页/共90页第10页/共90页对位训练3.下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（）A.重组DNA技术所用的工具酶是限制性核酸内切 酶、连接酶和载体 B.所有的限制性核酸内切酶都只能识别同一种特 定的核苷酸序列 C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌 繁殖快 D.只要目的基因进入受体细胞就能实现表达C第10页/共90页第11页/共90页4.利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所 需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了 在受体细胞中表达的是 （）A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C.山羊乳腺细胞
7、中检测到人生长激素DNA序列 D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白 解析 在基因工程中，判断外源基因是否“表 达”常用的方法是看有无目的基因产物产生。D第11页/共90页第12页/共90页考点三 基因工程的应用1.基因工程与遗传育种类型类型传统遗传统遗传育种传育种基因工基因工程育种程育种实例实例转基因转基因植物植物所需时间较所需时间较长，无法完长，无法完成远缘亲本成远缘亲本的杂交的杂交所需时间较所需时间较短，无远缘短，无远缘亲本难杂交亲本难杂交的限制的限制抗逆性，抗病抗逆性，抗病虫害的植物虫害的植物优良品质植物优良品质植物转基因转基因动物动物费时，费力费时，费力所需时所需时间较短间较短生长速度较
8、快的生长速度较快的转基因鱼、猪等转基因鱼、猪等具有抗病能力的具有抗病能力的转基因鸡和牛等转基因鸡和牛等第12页/共90页第13页/共90页2.基因工程与疾病治疗（1）基因工程药物 在基因工程中，若受体细胞是原核生物(如 大 肠 杆 菌)，则生产的“干 扰 素”是不具备活性的，因为原核细胞内无内质网、高尔基体等细胞器，只有核糖体，因此只能合成相应的蛋白质，而无 法添加糖基，若使“干扰素”具有活性，还必须 人工处理加上糖基。第13页/共90页第14页/共90页3.基因工程与生态环境保护（1）利用细菌发酵和转基因植物生产具有生物可 降解的新型塑料。（2）利用基因工程改造分解石油的细菌，提高其 分解石
9、油的能力。（3）利用转基因微生物吸收环境中的重金属，降 解有毒化合物和处理工业废水。第14页/共90页第15页/共90页（2）基因治疗 含义：向目标细胞中引入正常功能的基因，以 纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。实例：重度免疫缺陷症的基因治疗第15页/共90页第16页/共90页深化拓展 “基因治疗”与“基因诊断”辨析基因治疗基因治疗基因诊断基因诊断原原理理把健康的外把健康的外源基因导入源基因导入含有基因缺含有基因缺陷的细胞中陷的细胞中DNADNA分子杂交分子杂交：互补的：互补的DNADNA单链能够在一单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。定条件下结合成双链，即能够进行杂交。这种结
10、合是特异的，即严格按照碱基互这种结合是特异的，即严格按照碱基互补的原则进行，它不仅能在补的原则进行，它不仅能在DNADNA和和DNADNA之之间进行，也能在间进行，也能在DNADNA和和RNARNA之间进行之间进行过过程程健康基因的健康基因的表达，达到表达，达到了治疗疾病了治疗疾病的目的的目的a.a.制备用放射性同位素制备用放射性同位素(如如3232P)P)、荧光、荧光分子等标记的分子等标记的DNADNA单链单链(疾病疾病DNA)DNA)分子探分子探针。针。b.b.待测待测DNADNA：患者：患者DNADNA制成单链。制成单链。c.c.让两者进行杂交，若两者能进行互补配让两者进行杂交，若两者能
11、进行互补配对，则说明患者患有此病；若两者不能对，则说明患者患有此病；若两者不能进行互补配对，则患者无此病进行互补配对，则患者无此病第16页/共90页第17页/共90页对位训练5.下列关于基因工程应用的叙述，正确的是()A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C.一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D.原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良B第17页/共90页第18页/共90页解 析 基 因 工 程 是 生 物 工 程 技 术 的 核 心 内 容，能 够按 照 人 们 的 意 愿，定 向 地 改 造 生 物 的 遗 传 性 状。基因 治 疗 是 把 正
12、常 的 基 因 导 入 有 基 因 缺 陷 的 细 胞，从而 使 其 表 达，达 到 治 疗 目 的。基 因 诊 断 常 用 基 因 探针 来 进 行，其 遵 循 的 原 理 是 DNA 分 子 杂 交。基 因 探针 具 有 很 强 的 特 异 性，因 此 一 种 探 针 只 能 检 测 水 体中 的 一 种(类)病 毒。所 有 生 物 共 用 一 套 遗 传 密 码，所以原核基因也能用来进行真核生物的遗传改良。答案 B第18页/共90页第19页/共90页6.我国科学家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆 菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出 了抗虫棉。下列叙述不正确的是 ()A.RNA聚合
13、酶对于抗虫基因在棉花细胞中的表达 不可缺少 B.重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致 毒蛋白的毒性丧失 C.抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作 物，从而造成基因污染 D.转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花 对抗生素抗性来确定的D第19页/共90页第20页/共90页解 析 RN A 聚 合 酶 参 与 目 的 基 因 的 转 录，对 于 抗 虫棉 基 因 在 棉 花 细 胞 中 的 表 达 不 可 缺 少。增 加 的 碱 基对 如 果 不 在 编 码 区 或 在 编 码 区 最 后，便 有 可 能 不 影响 蛋 白 质 的 功 能。抗 虫 棉 与 其 他 近 缘 植 物 杂 交，
14、能造 成 基 因 污 染。检 测 棉 花 对 抗 生 素 的 抗 性，不 能 确定棉花是否具有抗虫的特性。答案 D第20页/共90页第21页/共90页考点四 蛋白质工程1.概念 蛋白质工程是指通过物理化学与生物化学等技术 了解蛋白质的结构与功能，并借助计算机辅助设 计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因，以 定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的 蛋白质的技术。第21页/共90页第22页/共90页2.蛋白质工程与基因工程的比较项目项目蛋白质工程蛋白质工程基因工程基因工程区区别别过过程程目目的的结结果果生产自然界没有的蛋白质生产自然界没有的蛋白质一般是生产自然界已有的一般是生产自然界已有的
15、蛋白质蛋白质联系联系预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测相对应的脱氧核苷酸序列合成DNA表达出蛋白质获取目的基因构建基因表达载体将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定定向改造或生产人类所需蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现第22页/共90页第23页/共90页拓展延伸 蛋白质组计划和人类基因组计划的比较蛋白质组计划蛋白质组计划基因组计划基因组计划启动时间启动时间20012001年成立组织年成立组织19901990年
16、正式启动年正式启动主要内容主要内容“肝脏蛋白质肝脏蛋白质”和和“血浆血浆蛋白质蛋白质”的研究的研究测定人类基因组测定人类基因组2424条染色条染色体上全部体上全部DNADNA序列序列参加国家参加国家1616个国家，个国家，8080多个实验室多个实验室6 6个国家，中国是唯一的个国家，中国是唯一的发展中国家发展中国家我国承我国承担任务担任务牵头执行牵头执行“人类肝脏蛋白人类肝脏蛋白质组计划质组计划”承担承担1%1%的测序工作的测序工作意义意义揭示并确认肝脏（血浆）揭示并确认肝脏（血浆）蛋白质为重大疾病预防、蛋白质为重大疾病预防、诊断、治疗以及新药研发诊断、治疗以及新药研发提供科学基础；推动支持提
17、供科学基础；推动支持蛋白质工程蛋白质工程遗传病的诊断和治疗；遗传病的诊断和治疗；揭示基因表达的机理揭示基因表达的机理第23页/共90页第24页/共90页对位训练7.胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射 到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才 能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程 设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关 问题：第24页/共90页第25页/共90页（1）构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是 。（2）通过DNA合成形成的新基因应与 结合后转移到 中才能得到准确表达。（3）若要利用大肠杆菌生
18、产速效胰岛素，需用到的生物工程有 、和发酵工程。（4）图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么？。蛋白质的预期功能载体大肠杆菌等受体细胞蛋白质工程基因工程根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因第25页/共90页第26页/共90页（5）下列关于蛋白质工程的说法，错误的是（）A.蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使 之更加符合人类需要B.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接 进行操作，定向改变分子的结构C.蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋 白质分子D.蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二 代基因工程
19、B第26页/共90页第27页/共90页解 析 （1）蛋 白 质 工 程 的 目 标 是 根 据 人 们 对 蛋 白质 功 能 的 特 定 需 求，对 蛋 白 质 结 构 进 行 分 子 设 计，因 此，图 中 构 建 新 的 胰 岛 素 模 型 的 依 据 是 胰 岛 素 的预 期 功 能。（2）合 成 的 目 的 基 因 应 与 载 体 构 建 基因 表 达 载 体 后 导 入 受 体 细 胞 中 才 能 得 以 表 达。（3）利 用 蛋 白 质 工 程 生 产 自 然 界 原 本 不 存 在 的 蛋白 质，需 对 原 有 的 胰 岛 素 进 行 改 造，根 据 新 的 胰 岛素 中 氨 基
20、 酸 的 序 列 推 测 出 其 基 因 中 的 脱 氧 核 苷 酸 序列，人 工 合 成 新 的 胰 岛 素 基 因，形 成 目 的 基 因，改造 好 的 目 的 基 因 需 通 过 基 因 工 程 来 生 产 基 因 产 物，并 且 在 生 产 过 程 中 要 借 助 工 程 菌，所 以 还 需 要 进 行第27页/共90页第28页/共90页发 酵，因 此 该 过 程 涉 及 蛋 白 质 工 程、基 因 工 程 和 发酵 工 程。（4）由 新 的 蛋 白 质 模 型 到 构 建 新 的 基因，其 基 本 设 计 思 路 是 根 据 新 的 蛋 白 质 中 氨 基 酸 的序 列，推 测 出
21、基 因 中 的 脱 氧 核 苷 酸 序 列。然 后 用DNA 合 成 仪 直 接 合 成 出 新 的 基 因。（5）由 于 基 因 决定 蛋 白 质，因 此，要 对 蛋 白 质 的 结 构 进 行 设 计 改造，最 终 还 必 须 通 过 改 造 基 因 来 完 成，而 不 是 直 接对蛋白质分子进行操作。答案 （1）蛋白质的预期功能 （2）载体 大肠杆菌等受体细胞 （3）蛋白质工程 基因工程 （4）根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因 （5）B第28页/共90页第29页/共90页考点五 转基因生物的安全性问题及生物武器的危
22、害性1.如何理性看待转基因技术？提示 对于这个问题的学习，要求注意以下几个 方面：（1）首先认识到转基因技术的应用前景是非常 广阔的，以基因工程为代表的一大批生物技术成 果，进入人类的生产和生活，特别是在医药和农 业生产上发挥了极大的作用。第29页/共90页第30页/共90页（2）要正视转基因技术带来的安全性问题，切实认识到个别有害转基因生物的危害性，要趋利避害。（3）完善相应的法令法规，利用法制手段确保转基因生物的安全性。（4）增强科学家的法制意识，提高科学家的研究道德水平。第30页/共90页第31页/共90页2.为保护转基因食品安全性，采取了哪些监控和预 防措施？提示 （1）立法是监控农业
23、转基因生物安全的 有力措施。（2）多环节监控。转基因农作物研究，从实验 室走向大田试验及产品商品化都有相应法规对其 进行严格监控，只有每一步阶段试验获得认可证 书后，才可进行下一阶段。（3）安全评价内容具体而严格。第31页/共90页第32页/共90页3.生物武器的种类种类种类举例举例致病菌致病菌鼠疫菌、霍乱弧菌、伤寒杆菌、炭疽杆鼠疫菌、霍乱弧菌、伤寒杆菌、炭疽杆菌、痢疾杆菌菌、痢疾杆菌病毒病毒天花病毒、动物痘病毒等天花病毒、动物痘病毒等基因重组的基因重组的致病菌、致病菌、生化毒剂生化毒剂如肉毒杆菌毒素可以阻滞神经如肉毒杆菌毒素可以阻滞神经末梢释放乙酰胆碱从而引起肌末梢释放乙酰胆碱从而引起肌肉麻
24、痹。只要有肉麻痹。只要有0.01 mg0.01 mg的肉的肉毒杆菌毒素就可以使人死亡毒杆菌毒素就可以使人死亡第32页/共90页第33页/共90页4.杀伤特点（1）致病力强，多数具有传染性 某些生物战剂只需少数病原体侵入人体，就能引起发病，如几十个热杆菌侵入人体就能致病。某 些生物战剂，如鼠疫杆菌等，有很强的传染性，在一定条件下能在人员之间传播，长期流行。（2）污染面积广 生物战剂致病力强，气溶胶可随风飘散，在气象、地理条件适宜时，可造成大面积污染区。（3）不易被发现 生物战剂气溶胶无色无味，加之敌方多在黄昏、夜间、拂晓、多雾时秘密施放，不易被人发现。第33页/共90页第34页/共90页（4）有
25、一定的潜伏期生物战剂致病需经几小时至几天的时间，在这个期间人员不会很快减弱工作能力。（5）受自然条件影响大风速、气温对气溶胶传播有影响，大雪、低温、干燥、日晒等能加速病菌的消亡。第34页/共90页第35页/共90页对位训练8.在对番茄的研究中发现，害虫损伤番茄叶片后，叶上的细胞壁能释放出一种类激素因子，这种物 质通过细胞组织扩散到茎和其他叶片上，启动蛋 白酶抑制剂的基因后，开始高效合成蛋白酶抑制 剂，并在茎叶中迅速积累，以对付害虫的再次侵 袭。蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，因此害虫取食后，就会因无法消化食物而被杀 死。人们尝试将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉 米，让玉米获得与番茄相似的抗
26、虫性状，以对付 异常猖獗的玉米螟（一种玉米害虫）。第35页/共90页第36页/共90页根据材料回答下列问题：（1）番茄的蛋白酶抑制剂很可能是在茎叶细胞的 处合成的。（2）将番茄的蛋白酶抑制基因导入玉米内，使玉米形成新的性状，这种变异属于 。（3）能抗玉米螟的抗虫玉米的生态效益显著，有人认为抗虫玉米就是无虫玉米，不必防治害虫。你是否赞成这种说法？。说明理由：。（4）有人对食用这种转基因玉米的安全性感到担忧。你认为这种担忧有道理吗？试以学过的知识进行简要的分析说明。第36页/共90页第37页/共90页答案 （1）核糖体 （2）基因重组 （3）不赞成转基因玉米能抵抗玉米螟，但不能抵抗所有的害虫（4）
27、有道理。这种转基因玉米的果实中可能含有蛋白酶抑制剂，食用后可能抑制人体消化酶的活性，使人无法对食物进行消化而出现病患；无必要。因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米果实中含有的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，但对人可能无影响；无必要。人类食用的通常是煮熟后的玉米食品，玉米果实中含有的蛋白酶抑制剂在高温下已经被破坏，因此不会对人的消化造成不良影响（答案不惟一）第37页/共90页第38页/共90页纠正训练1.继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生 物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学 家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以 合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：（1）将人的生
28、长激素基因导入小鼠受体细胞中，常用方法是 。（2）进行基因转移时，通常要将外源基因转入 中，原因是 。（3）通常采用 技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表达。第38页/共90页第39页/共90页解析 转基因生物反应器是指利用转基因活体动物的某种能够高效表达外源基因的器官或组织来进行工业化生产活性功能蛋白的技术，该技术的第一步就是导入外源基因，对于动物细胞来说，常采用的方法是显微注射法。显微注射法的优点是导入的外源基因片段可长达50 kb，且无需载体，外源基因在宿主染色体上的整合率相对较高。答案 （1）显微注射（2）受精卵（或早
29、期胚胎细胞）受精卵（或早期胚胎细胞）具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达（3）DNA分子杂交（核酸探针）（4）膀胱上皮第39页/共90页第40页/共90页2.下 列 关 于 基 因 工 程 应 用 的 叙 述，错 误 的 是 （）A.基因治疗需要将正常基因导入有基因缺陷的 细胞 B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C.一种基因探针只能检测水体中的一种病毒 D.原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良第40页/共90页第41页/共90页解析 基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子作探针，
30、利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病或水体中病毒的目的，因此一种基因探针只能检测相应的遗传信息。在基因工程中，由于DNA分子规则的双螺旋结构在所有DNA分子中相同，因此，可以在任何不同DNA分子之间进行操作。答案 D第41页/共90页第42页/共90页知识综合应用重点提示 通过“基因工程和蛋白质工程综合”的考查，提升“把握所学知识的要点和知识之间内在的联系”的能力。第42页/共90页第43页/共90页典例分析 （2009广东卷，39）（1）饲料加工过程温度 较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用 蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解 植酸酶的 ，然后改变植
31、酸酶的 ，从而得到新的植酸酶。（2）培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为 饲料原料时磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆 细胞常用的方法是 。请简述获得转基 因植株的完整过程：。第43页/共90页第44页/共90页（3）为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过 转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期可通过 方法，从而一次得到多个转基因猪个体。（4）若这些转基因动、植物进入生态环境中，对生态环境有何影响？解 析 （1）蛋白质工程首先要根据已有蛋白质，从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相应的脱氧核苷酸序列，合成目的基因，再通过基因工程产
32、生转基因生物。第44页/共90页第45页/共90页（2）将目的基因导入植物细胞的方法有：农杆菌介导转化法、基因枪介导转化法和花粉管通道法，其中有80%的转基因植物都是通过农杆菌介导转化法产生的。（3）动物细胞核的全能性受细胞质的抑制，故目的基因需注入到受精卵中，再将注射了目的基因的受精卵移植到雌性动物的输卵管或子宫内，使其发育成具有新性状的动物。（4）转基因生物可造成基因污染等不良影响。第45页/共90页第46页/共90页答案 （1）分子结构及预期功能 基因（2）农杆菌介导转化法 首先将目的基因与质粒组合，构建基因表达载体，将含目的基因的表达载体导入植物细胞，通过植物组织培养获得表现新性状的植
33、物（3）显微注射法 胚胎分割（4）转基因生物及其产品对生物多样性、生态环境可能产生的影响主要表现在以下几个方面：转基因生物打破了物种的原有界限，改变了物质循环和能量流动，对生态系统的稳定性造成破坏；重组DNA与微生物杂交，可能出现对动、植物和人类有害第46页/共90页第47页/共90页的 病 原 微 生 物；增 加 目 标 害 虫 的 抗 性 和 进 化 速度；转 基 因 植 物 通 过 传 粉 进 行 基 因 转 移，导 致 超级 杂 草 出 现；转 基 因 植 物 的 花 粉 如 含 有 有 毒 蛋 白或 过 敏 蛋 白，通 过 蜜 蜂 的 采 集，很 可 能 进 入 蜜 蜂中，再 经 过
34、 食 物 链 的 传 递，最 后 有 可 能 进 入 其 他 动物和人体内。第47页/共90页第48页/共90页定时检测一、选择题1.(2009浙江理综，3)下列关于基因工程的叙 述，错误的是 ()A.目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微 生物 B.限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的 工具酶 C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原 无生物活性 D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细 胞和促进目的基因的表达第48页/共90页第49页/共90页解析 基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；人胰岛素原基因在大肠杆
35、菌中表达的胰岛素原无生物活性，只有经过一定的物质激活以后，才有生物活性；载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达，所以D错误。答案 D第49页/共90页第50页/共90页2.（2009安徽卷，4）2008年诺贝尔化学奖授予 了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白”的三位科 学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连 接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入 真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色 荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是 （）A.追踪目的基因在细胞内的复制过程 B.追踪目的基因插入到染色体上的位置 C.追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 D
36、.追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构第50页/共90页第51页/共90页解析 将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质带有绿色荧光，从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布。故C正确。答案 C第51页/共90页第52页/共90页3.(2008全国理综，4)已知某种限制性核酸内 切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如下图 中箭头所指。如果该线性DNA分子在3个酶切位点 上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同 长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若 在 每 个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切 断，则
37、从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性 DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是 （）A.3 B.4 C.9 D.12 解析 若每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该 酶切断，则多个线性DNA可以切得的种类有：a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd，共九种。C第52页/共90页第53页/共90页4.基因工程中，需使用特定的限制性核酸内切酶切割目 的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶的识别序列和切点是GGATCC，限制性核 酸内切酶的识别序列和切点是GATC。根据图示判断下列操作正确的是 ()A.目的基因和质粒均用限制性核酸内切酶切割 B.目的基因和质粒均用限制性核酸
38、内切酶切割 C.质粒用限制性核酸内切酶切割，目的基因用限制 性核酸内切酶切割 D.质粒用限制性核酸内切酶切割，目的基因用限制 性核酸内切酶切割第53页/共90页第54页/共90页解析 本题中要遵循一个原则：不能同时将两个标记基因切开，至少保留一个，所以只能用酶切割质粒，而从目的基因右侧碱基序列可知只能用酶。答案 D第54页/共90页第55页/共90页5.（2 0 0 9 广 东 理 基，4 5）钱 永 健 先 生 因 在 研 究 绿 色 荧 光 蛋 白 方 面 的 杰 出 成 就 而 获2 0 0 8年 诺 贝 尔 奖。在 某 种 生 物 中 检 测 不 到 绿 色 荧 光，将 水 母 绿 色
39、 荧 光 蛋 白 基 因 转 入 该 生 物 体 内 后，结 果 可 以 检 测到绿色荧光。由此可知 （）A.该生物的基因型是杂合的 B.该生物与水母有很近的亲缘关系 C.绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达 D.改变绿色荧光蛋白基因的1个核苷酸对，就不 能检测到绿色荧光第55页/共90页第56页/共90页解析 某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光，说明绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达。答案 C第56页/共90页第57页/共90页6.下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应 的内容，正确的组合是 （）解析 基因操作过程中，供体为提
40、供目的基因的 生物，剪刀为限制性核酸内切酶，针线为DNA连 接酶，载体为细菌的质粒、噬菌体或其他一些病 毒，受体一般为大肠杆菌等生物。供体供体剪刀剪刀针线针线载体载体受体受体A A质粒质粒限制性核限制性核酸内切酶酸内切酶DNADNA连连接酶接酶提供目的提供目的基因的生物基因的生物大肠杆大肠杆菌等菌等B B提供目的基提供目的基因的生物因的生物DNADNA连接酶连接酶限制性核限制性核酸内切酶酸内切酶质粒质粒大肠杆大肠杆菌等菌等C C提供目的基提供目的基因的生物因的生物限制性核限制性核酸内切酶酸内切酶DNADNA连接酶连接酶质粒质粒大肠杆大肠杆菌等菌等D D大肠杆菌等大肠杆菌等DNADNA连连接酶接
41、酶限制性核限制性核酸内切酶酸内切酶提供目的基提供目的基因的生物因的生物质粒质粒C第57页/共90页第58页/共90页7.我 国 自 主 研 制 的 复 制 型 艾 滋 病 疫 苗，是 把 艾 滋 病 病 毒R N A的 几 个 重 要 片 段 逆 转 录 后 插 入 天 花 病 毒 D N A中，形 成 重 组 疫 苗。该 疫 苗 具 有 复 制 能 力，可 以 持 续 刺 激 免 疫 系 统，使 人 产 生 较 强 的 免 疫 能 力。在该疫苗研制过程中 ()A.运用了RNA病毒容易突变的特点 B.运用基因工程手段，使用质粒作为载体 C.通常需要利用动物的细胞培养技术 D.体现了天花病毒的间
42、接使用价值C第58页/共90页第59页/共90页8.基因治疗是指 ()A.把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的 B.对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正 常，达到治疗疾病的目的 C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞产 生基因突变恢复正常 D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达 到治疗疾病的目的A第59页/共90页第60页/共90页9.下列黏性末端属于同一种限制性核酸内切酶切割 而成的是 （）A.B.C.D.B第60页/共90页第61页/共90页1 0.基 因 芯 片 技 术 是 近 几 年 才 发 展 起 来 的 崭 新 技 术，涉 及 生 命 科 学、信
43、息 学、微 电 子 学、材 料 学 等 众 多 的 学 科，固 定 在 芯 片 上 的 各 个 探 针 是 已 知 的 单 链D N A分 子，而 待 测D N A分 子 被 用 同 位 素 或 能 发 光 的 物 质 标 记。如 果 这 些 待 测 的D N A分 子 中 正 好 有 能 与 芯 片 上 的D N A配 对 的，它 们 就 会 结 合 起 来，并 在 结 合 的 位 置 发 出 荧 光 或 者 射 线，出 现 “反 应 信 号”，下 列 说 法 中 错 误 的 是 （）第61页/共90页第62页/共90页A.基因芯片的工作原理是碱基互补配对B.待测的DNA分子首先要解旋变为单
44、链，才可用基 因芯片测序C.待测的DNA分子可以直接用基因芯片测序D.由于基因芯片技术可以检测未知DNA碱基序列，因而具有广泛的应用前景，好比能识别的“基因 身份证”答案 C第62页/共90页第63页/共90页11.干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液 中提取，每升人血中只能提取0.5 g，所以价 格昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用如 下方法生产干扰素。如图所示：从上述方式中可以看出，该公司生产干扰素运用 的方法是 （）A.个体间的杂交 B.基因工程 C.细胞融合 D.器官移植第63页/共90页第64页/共90页解 析 从 图 中 可 以 看 出 整 个 过 程 是 将 人 的 淋
45、巴 细 胞中 控 制 干 扰 素 合 成 的 基 因 与 质 粒 结 合 后 导 入 酵 母菌，并 从 酵 母 菌 产 物 中 提 取 干 扰 素，这 项 技 术 为 基因工程。答案 B第64页/共90页第65页/共90页1 2.限 制 性 核 酸 内 切 酶 能 识 别 特 定 的D N A序 列 并 进 行 剪 切，不 同 的 限 制 性 核 酸 内 切 酶 可 以 对 不 同 的 核 酸 序 列 进 行 剪 切。现 用3种 不 同 的 限 制 性 核 酸 内 切 酶 对 一6.2 k b(千 碱 基 对)大 小 的 线 状D N A进 行 剪 切 后，用 凝 胶 电 泳 分 离 各 核
46、酸 片 段，实 验 结 果 见 下 表。请 问：3种 不 同 的 限 制 性 核 酸 内 切 酶 在 此 D N A片 段 上 的 切 点 位 置 是 图 中 的 （）A AB BC C 4.2 4.2 1.7 1.7 0.3 0.3 5.2 5.2 1.0 1.0 3.6 3.6 1.4 1.4 1.2 1.2第65页/共90页第66页/共90页解析 限 制 性 核 酸 内 切 酶 能 识 别 特 定 的 核 苷 酸 序列，并 且 在 特 定 的 部 位 切 开，酶 A应 有 两 个 切 点，酶 B 有 一 个 切 点，酶 C 有 两 个 切 点，可 以 看 出 选 项B、C是 不 正 确
47、的，而 且 酶 A切 成 的 三 段 长 度 为 4.2、1.7、0.3，选项A不符合。答案 D第66页/共90页第67页/共90页13.在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得 该基因的最佳方法是 （）A.以mRNA为模板逆转录合成 DNA B.以4种脱氧核苷酸为原料人工合成 C.将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选 D.由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA 解析 已知目的基因的碱基序列，人工合成是最 方便快捷的。没有必要再利用 mRNA、蛋白质的 氨基酸序列来合成，更不必再进行筛选。B第67页/共90页第68页/共90页二、非选择题1 4.已知S A R S是由一种R N A 病 毒
48、感 染 所 引 起 的 疾 病。S A R S病毒表面的S 蛋白是主要的病毒抗原，在 S A R S病人康复后的血清中有抗S 蛋白的特异性抗 体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开 展 了 前 期 研 究 工 作，其 简 要 的 操 作 流 程 如 下：第68页/共90页第69页/共90页（1）实验步骤所代表的反应过程是 。（2）步骤构建重组表达载体A和重组表达载体B必 须使用限制性核酸内切酶和 酶，后 者的作用是将用限制性核酸内切酶切割的 和 连接起来。（3）如果省略步骤而将大量扩增的S基因直接导 入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋 白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能 ，也
49、不能 。第69页/共90页第70页/共90页（4）为了检验步骤所表达的S蛋白是否与病毒S 蛋白有相同的免疫反应特性，可用 与 进行抗原抗体特异性反应实验，从 而得出结论。（5）步骤和的结果相比，原核细胞表达的S蛋 白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列 （相同/不同），根本原因是 。第70页/共90页第71页/共90页解析 （1）利用RNA获取DNA，一般采用逆转录的方法，在这一过程中需要逆转录酶；（2）目的基因与载体结合，先用限制性核酸内切酶在目的基因和载体上切出相同的黏性末端，将目的基因片段插入载体的切口处，再加入适量DNA连接酶，将黏性末端连接起来；（3）选择性扩增后得到的含有遗传信息的D
50、NA片段（S基因），直接导入大肠杆菌细胞内，在不与其DNA整合的情况下，不进行复制和转录，得不到相应的蛋白质；（4）通过大肠杆菌合成的S蛋白，结构和功能可能会发生变化，可与人体内产生的抗S蛋白的抗体进行抗原抗体特异性反应，以此进行检测；（5）因转入的目的基因相同，翻译出的蛋白质一般情况下也相同。第71页/共90页第72页/共90页 答案 （1）逆转录（2）DNA连接 载体 S基因（3）复制 合成S基因的mRNA（4）大肠杆菌中表达的S蛋白 SARS康复病人血清（5）相同 表达蛋白质所用的基因相同第72页/共90页第73页/共90页15.据报道，美国佛罗里达大学的享利丹尼尔教 授利用基因工程，研