基因工程讲解与习题高考Word下载.docx
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DNA鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌吟脱氧核苷酸磷酸二酯键T4DNA连接酶
4、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
（1）基因操作过程中使用载体两个目的：
一是用它作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞中去；
二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制。
（2）现在通常使用的载体是，它是一种相对分子质量较小、独立于拟核DNA之外的环状DNA，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个。
（3）质粒通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以复制，也可整合细菌拟核DNA中，随着拟核DNA的复制而复制。
（4）其他载体还有和等。
（5）作为载体必须具备以下条件：
能够在宿主细胞中复制并稳定地保存，具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；
具有某些标记基因，便于进行筛选，如对抗菌素的抗性基因、产物具有颜色反应的基因等。
例3、以下是两种限制酶切割后形成的DNA片段，分析回答问题。
（1）其中①和是由一种限制酶切割形成的末端，两者要重组成一个DNA分子，所用DNA连接酶通常是。
（2）和是由另一种限制酶切割形成的末端，两者要形成重组DNA片段，所用DNA连接酶通常是。
答案：
③平T4DNA连接酶②④黏性
DNA连接酶
四、课堂巩固
（一）选择题
1、关于限制酶的说法中，正确的是（）
A、限制酶是一种酶，只识别GAATTC碱基序列
B、EcoRI切割的是G—A之间的氢键
C．限制酶一般不切割自身的DNA分子，只切割外源DNA
D．限制酶只存在于原核生物中
2、DNA连接酶催化的反应是（）
A．DNA复制时母链与子链之间形成氢键B．黏性末端碱基之间形成氢键
C．两个DNA片段黏性末端之间的缝隙的连接D．A、B、C都不正确
分析C还可能有平末端
3、作为基因的运输工具——载体，必须具备的条件及理由是（）
A、能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因
B、具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达
C．具有某些标记基因，以便为目的基因的表达提供条件
D、能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选
4、质粒是基因工程最常见的载体，它的主要特点是（）
①能自主复制②不能自主复制③结构很小④是蛋白质⑤是环状RNA
⑥是环状DNA⑦能“友好”地“借居”
A、①③⑤⑦B、②④⑥C．①③⑥⑦D．②③⑥⑦
5、在受体细胞中能检测出目的基因是因为（）
A、目的基因上有标记B、质粒具有某些标记基因
C、重组质粒能够复制D．以上都不正确
6、关于质粒的叙述正确的是（）
A、质粒是能够自我复制的环状DNA分子B、质粒是唯一的载体
C、重组质粒是目的基因D、质粒可在宿主外单独复制
7、基因工程中可用作载体的是（）
①质粒②噬菌体③病毒④动物细胞核
A、①②③B、①②④C．②③④D、①③④
8、下列关于基因工程中所选用的质粒的说法，错误的是（）
A、不能没有标记基因B、是小型链状的DNA分子
C、能够自我复制D．可与目的基因重组
9、下列黏性未端属于同一限制酶切割而成的是（）
A、①②B、①③C、①④D．②③
10、要使目的基因与对应的载体重组，所需的两种酶是（）
（1）限制酶
（2）连接酶（3）解旋酶（4）还原酶
A、
（1）
（2）（3）B、
（1）
（2）（4）C、
（1）
（2）D、
（1）（3）
（二）填空题：
11、把目的基因与质粒DNA缝合时，中间的碱基对靠连接起来，而两链上的磷酸、脱氧核糖则在的作用下连接起来。
质粒是基因操作中经常用的。
12、基因工程又叫做技术或技术。
这种技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工和，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。
13、治疗糖尿病用的胰岛素，在过去主要是从动物（如猪、牛）体获得的。
自20世纪70年代基因工程发展起来以后，人们开始采用高新技术生产胰岛素，其操作过程如图1—5所示：
（1）图中的质粒存在于细菌细胞中，从其分子结构看，可确定它是一种。
（2）请根据碱基互补配对的原则判断，在连接酶的作用下，甲与乙能否拼接起来，并说明理由。
（3）细菌丙进行分裂后，其中被拼接的质粒也由一个变成两个，两个变成四个……质粒的这种增加方式在遗传学上称为。
目的基因通过表达后，能使细菌产生胰岛素，这是因为基因具有控制合成的功能。
答案；
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
A
B
11、氢键DNA连接酶载体12、基因拼接DNA重组剪切拼接
13、DNA分子能二者具有相同的黏性末端DNA复制蛋白质
1．2基因工程的基本操作程序
[教学目标]
1、简述基因工程原理及基本操作程序。
2、尝试设计某一转基因生物的研制过程。
[教学重点和难点]
基因工程基本操作程序的四个步骤。
（1）从基因文库中获取目的基因。
（2）利用PCR技术扩增目的基因。
[教学过程]
一、目的基因的获取：
1．目的基因：
符合人们需要的，编码蛋白质的。
2．获取目的基因的方法
（1）从基因文库中获取目的基因
①基因文库：
将含有某种生物不同基因的许多，导人受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库。
基因组文库：
含有一种生物的基因
②种类
cDNA文库：
含有一种生物的基因
③目的基因的获取
根据基因的有关信息：
基因的序列、基因在上的位置、基因的产物mRNA、基因的产物蛋白质等特性获取目的基因。
（2）利用PCR技术扩增目的基因。
①PCR：
是一项在生物体外特定DNA片段的核酸合成技术。
②条件：
已知目的基因的序列。
③过程：
目的基因DNA受热形成，与结合，然后在______的作用下进行延伸形成DNA。
④方式：
指数扩增=2n（n为扩增循环的次数）
（3）人工合成法：
基因较小，核苷酸序列已知，可以人工合成。
例1下列获取目的基因的方法中需要模板链的是（）
①从基因文库中获取目的基因②利用PCR技术扩增目的基因③反转录法④通过DNA合成仪利用化学方法人工合成
A．①②③④B．①②③C．②③④D．②③
二、基因表达载体的构建
1．表达载体的组成：
目的基因+++标记基因等。
2．启动子：
位于基因的，它是结合
的部位，驱动基因转录产生mRNA。
3．终止子：
位于基因的，终止。
4．表达载体的功能：
使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且给下一代；
使目的基因____和发挥作用。
5．标记基因：
受体细胞是否含有目的基因。
6．不同的受体细胞及目的基因导入受体细胞的方法不同，基因表达载体的构建上也会有所差别。
例2科学家在培育抗虫棉时，经过了许多复杂的过程和不懈的努力，才获得成功。
起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中，然后导入棉花的受精卵中，结果抗虫基因在棉花体内没有表达。
然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子（抗虫基因首端），导人棉花受精卵，长成的棉花植株还是没有抗虫能力。
科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子（抗虫基因末端），导入棉花受精卵，结果成长的植株，有了抗虫能力。
由以上过程推知，作为目的基因的运载体应具备的结构是（）
A．目的基因、启动子B．目的基因、终止子
C．目的基因、启动子、终止子D．目的基因、启动子、终止子、标记基因
三、将目的基因导入受体细胞
（一）转化：
目的基因进人受体细胞内，并在受体细胞内维持稳定和的过程。
（二）方法
1．将目的基因导入植物细胞
（1）农杆菌转化法
①农杆菌特点：
易感染植物和裸子植物，对___________植物没有感染力；
Ti质粒的可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。
②转化：
目的基因插人
农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
（2）基因枪法
基因枪法：
是单子叶植物中常用的一种基因转化方法，但是成本较高。
（3）花粉管通道法
花粉管通道法：
这是我国科学家独创的一种方法，是一种十分简便经济的方法。
（我的的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的）
2．将目的基因导入动物细胞
（1）方法：
注射技术。
（2）操作程序：
目的基因表达载体→取卵（受精卵）→显微注射→注射了目的基因的受精卵移植到____性动物的_________________________内发育→新性状动物。
3．将目的基因导人微生物细胞
（1）原核生物特点：
繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。
（2）转化：
处理细胞→细胞→表达载体与感受态细胞混合→
_________细胞吸收DNA分子。
例3采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是（）
①将毒素蛋白注射到棉受精卵中②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中③将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导人细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养④将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵
A、①②B、②③C、③④D、①④
四、目的基因的检测与鉴定
1．检测
（1）方法：
标记了的、抗原抗体杂交。
（2）内容
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入。
②检测目的基因是否转录。
③检测目的基因是否翻译成。
2．鉴定：
鉴定、抗病鉴定等。
例4下图是将人的生长激素基因导人细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图，所用载体为质粒A。
已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因，质粒A导人细菌B后，其上的基因能得到表达。
请回答下列问题：
（1）目前把重组质粒导入细菌细胞时，效率还不高，导入完成后得到的细菌，实际上有的根本没有导入质粒，有的导入的是普通质粒A，只有少数导入的是重组质粒。
以下步骤可鉴别得到的细菌是否导人了质粒A或重组质粒：
将得到的细菌涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的就导人了质粒A或重组质粒，反之则没有。
使用这种方法鉴别的原因______________________________________________。
（2）若把通过鉴定证明导人了普通质粒A或重组质粒的细菌放在含有四环素的培养基上培养，会发生的现象是_______________________________。
原因是：
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（3）导人细菌B细胞中的目的基因成功表达的标志是什么?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（1）普通质粒A和重组质粒都含有抗氨苄青霉素基因
（2）有的能生长，有的不能生长导入普通质粒A的细菌能生长，因为普通质粒A上有抗四环素基因；
导入重组质粒的细菌不能生长，因为目的基因插在抗四环素基因中，抗四环素基因的结构被破坏
（3）是受体细胞通过转录、翻译合成相应的蛋白质，即人的生长激素。
课堂巩固：
一、选择题：
1、下列属于获取目的基因的方法的是（）
①利用mRNA反转录形成②从基因组文库中提取
③从受体细胞中提取④利用PCR技术
⑤利用DNA转录⑥人工合成
A．①②③⑤B．①②⑤⑥C．①②③④D．①②④⑥
2、不属于目的基因与运载体结合过程的是（）
A．用一定的限制酶切割质粒，露出黏性末端
B．用同种限制酶切割目的基因，露出黏性末端
C．将切下的目的基因插入到质粒的切口处
D．将重组DNA引入到受体细胞中进行扩增
3、分辨基因工程是否成功是通过（）
A．提取目的基因B．基因表达载体的构建
C．目的基因导人受体细胞D．目的基因的检测与鉴定
4．下列不属于获取目的基因的方法的是（）
A．利用DNA连接酶复制目的基因B．利用DNA聚合酶复制目的基因
C．从基因文库中获取目的基因D．利用PCR技术扩增目的基因
5．哪项不是基因表达载体的组成部分（）
A．启动子B．终止密码C．标记基因D．目的基因
6．在胰岛素的基因与质粒形成重组DNA分子的过程中，下列哪组是所需要的（）
①同一种限制酶切割两者；
②不需同一种限制酶切割两者；
③加入适量的DNA连接酶；
④不需加DNA连接酶
A．①③B．①④C．②④D．②③
7．下列说法中正确的是（）
A．基因表达载体的构建方法是一致的
B．标记基因也叫做抗生素基因
C．显微注射技术是最为有效的一种将目的基因导入植物细胞的方法
D．大肠杆菌是常用的微生物受体
8、下列哪项不是将目的基因导入植物细胞的方法（）
A．基因枪法B．显微注射法C．农杆菌转化法D．花粉管通道法
9．基因工程中常用的受体细胞不包括（）
A．人体细胞B．动物细胞C．植物细胞D．微生物细胞
10．基因工程中科学家常采用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞。
下列不属于这样做的原因的是（）
A．结构简单，多为单细胞B．繁殖速度快
C．遗传物质含量少D．性状稳定，变异少
11．要检测目的基因是否成功的插入了受体DNA中，需要用基因探针，基因探针是指（）
A．用于检测疾病的医疗器械
B．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子
C．合成
一球蛋白的DNA
D．合成苯丙羟化酶的DNA片段
12．基因工程的正确操作步骤是（）
①构建基因表达载体②将目的基因导入受体细胞
③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求④取目的基因
A．③②④①B．②④①③C．④①②③D．③④①②
13．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酶、DNA连接酶和基因进入受体细胞的载体
B．所有的限制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主要是因为细菌繁殖快、遗传物质少
D．只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达
14．基因工程中不会出现（）
A．DNA连接酶将黏性末端的碱基连接起来
B．限制性内切酶可用于目的基因的获取
C．目的基因必须有载体导入受体细胞
D．人工合成目的基因不用限制性核酸内切酶
15、下列哪项不是基因工程技术（）
A．基因转移B．基因扩增C．基因检测D．基因表达
16．根据下列所给材料回答问题：
材料一把人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的质粒上，然后导入大肠杆菌内，产生出人的胰岛素。
材料二把萤火虫的荧光基因转入烟草体内，培育荧光的烟草。
材料三有人把蜘蛛产生丝腺蛋白的基因转入羊的细胞屯，在羊分泌的乳汁中加入某种物质后，可抽出细丝，这种细丝可望用作手术的缝合线。
（1）上述生物新品种的产生运用了技术。
（2）一种生物的基因在另一种生物体内能够表达，而不影响其他基因的表达，这说明基因是有___________效应的片段，具有一定的性；
同时可以说明各种生物共用一套。
（3）上述技术所用的工具酶有。
（4）材料三中所用缝合线与普通缝合线相比有何优点?
。
（5）可遗传的变异分为三种：
、、，而基因工程改变一个物种的基因属于。
（6）从上述所给的材料，不能得出哪一结论（）
A．动植物之间可以相互转基因
B．真核生物与原核生物之间可以相互转基因
C．基因工程可以定向地改变生物的基因
D．转基因生物的出现对生物的进化是有利的
17．人体受病毒刺激后，可以产生干扰素，干扰素分为
、
三类，1980年，生物学家成功破译了
干扰素的全部遗传信息，并运用插入质粒的方法，用大肠杆菌生产得到干扰素可以用于治疗肝炎和肿瘤，回答下列问题：
（1）上述材料中涉及的现代生物技术有。
（2）在利用大肠杆菌生产干扰过程中，目的基因是，所用载体是。
表达载体的结构组成包括____、____、_____、______。
（3）目的基因在大肠杆菌中表达时，必须经过和过程。
11
12
13
14
15
16、基因工程遗传DNA独立密码子限制酶DNA连接酶可以被分解吸收，不用拆线基因重组基因突变染色体变异基因重组D
17、基因工程
干扰素基因质粒目的基因启动子终止子标记基因转录翻译
1．3基因工程的应用
1、列举基因工程在植物、动物、微生物方面的具体应用及取得的丰硕成果。
2、关注基因工程的进展。
3、认同基因工程的应用促进生产力的提高。
基因工程在农业和医疗等方面的应用；
基因治疗。
一、植物基因工程的成果：
植物基因工程技术主要用于提高农作物的能力，以及改良农作物的
和利用植物生产等方面。
（一）抗虫转基因植物
1．杀虫基因种类：
Bt毒蛋白基因、抑制剂基因、抑制剂基因、植物凝集素基因等。
2．成果：
抗虫植物：
棉、玉米、马铃薯、番茄等。
（二）抗病转基因植物
1．植物的病原微生物：
、真菌和细菌等。
2．抗病基因种类
（1）抗病毒基因：
病毒基因和病毒的复制酶基因。
（2）抗真菌基因：
基因和抗毒素合成基因。
（3）成果：
烟草花叶病毒的转基因烟草和抗病毒的转基因小麦、甜椒、番茄等。
（三）抗逆转基因植物
1．抗逆基因：
调节细胞基因使作物抗碱、抗旱；
鱼的抗冻蛋白基因使作物耐寒；
抗除草剂基因，使作物抗除草剂。
烟草、大豆、番茄、玉米等。
（四）转基因改良植物品质
1．优良基因：
必需氨基酸的蛋白质编码基因、控制番茄果实成熟的基因和植物花青素代谢有关的基因。
转基因玉米、转基因延熟番茄和转基因矮牵牛。
例1、科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体，相关叙述中正确的是（）
①该技术将导致定向变异
②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来
③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料
④受精卵是理想的受体
A．①②③④B．①③④C．②③④D．①②④
二、动物基因工程的成果
（一）提高动物的生长速度
1．生长基因：
外源基因。
转基因绵羊、转基因鲤鱼。
（二）改善畜产品的品质
肠乳糖酶基因。
转基因牛含量少。
（三）转基因动物生产药物
1．基因来源：
药用基因+蛋白基因+启动子。
乳腺生物反应器。
（四）转基因动物作器官移植的供体
1．器官供体：
抑制或除去抗原决定基因。
利用克隆技术培育没有免疫排斥反应的猪器官。
（五）基因工程药物
1．来源：
转基因。
人胰岛素、细胞因子、抗体、疫苗、激素等。
例2、抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是（）
A．抗病毒转基因植物，可以抵抗所有病毒
B．抗病毒转基因植物，对病毒的抗性具有局限性或特异性
C．抗病毒转基因植物可以抗害虫
D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异
三、基因治疗
1．概念：
把导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。
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