1、第一讲基因工程选修 3 现代生物科技专题知识点一 基因工程的基本工具知识点二 基因工程的基本操作程序知识点三 蛋白质工程1判断下列有关基因工程操作工具叙述的正误(1)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别 6 个核苷酸序列(2014江苏卷 T23-A)()(2)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因(2014江苏卷 T23-C)()(3)限制酶只能用于切割目的基因()(4)DNA 连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来()(5)限制性核酸内切酶、DNA 连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶()(6)Ecoli DNA 连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端()2判断下列有关基因工程
2、操作程序叙述的正误(1)表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原点(2015重庆卷 T6-B)()(2)用 PCR 方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列(2013江苏卷 T6-B)()(3)PCR 体系中一定要添加从受体细胞中提取的 DNA 聚合酶(2013江苏卷 T6-C)()(4)外源 DNA 必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制(2013安徽卷 T6-B)()(5)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法()(6)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体()(7)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用()(8)检测目的基因是否导入受体细
3、胞可用抗原抗体杂交技术()3判断下列有关蛋白质工程叙述的正误(1)蛋白质工程可以合成自然界中不存在的蛋白质()(2)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()考点一 基因工程的操作工具自主排查1已知限制酶 EcoR和 Sma识别的碱基序列和酶切位点分别为 GAATTC 和 CCCGGG，判断下图中写出两种限制酶切割 DNA 后产生的末端及其种类是；是。黏性末端平末端2将下图所示过程需要的工具酶填在括号中，是。限制酶DNA 连接酶3连线载体须具备的条件及其作用 关键点拨归纳拓展与 DNA 相关的六种酶的比较名称作用部位作用底物作用结果限制酶磷酸二酯键DNA将 DNA
4、 切成两个片段DNA 连接酶 磷酸二酯键 DNA 片段将两个 DNA 片段连接为一个 DNA 分子DNA 聚合酶或热稳定DNA 聚合酶磷酸二酯键脱 氧 核 苷酸将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端名称作用部位作用底物作用结果DNA(水解)酶磷酸二酯键DNA将 DNA 片段水解为单个脱氧核苷酸解旋酶碱 基 对 之 间的氢键DNA将双链 DNA 分子局部解旋为单链，形成两条长链RNA 聚合酶磷酸二酯键核糖核苷酸将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端易错易混载体膜载体基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是质粒或动植物病毒等，能将目的基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的选
5、择透过性有关。演练冲关1(2016德州模拟)下面为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题：(1)a 代表的物质和质粒的化学本质都是_，二 者 还 具 有 其 他 共 同 点，如 _，_(写出两条即可)。(2)若质粒 DNA 分子的切割末端为ATGCGC，则与之连接的目的基因切割末端应为_；可使用_把质粒和目的基因连接在一起。(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒 DNA 上称为_，其作用是_。(4)下列常在基因工程中用作载体的是()A苏云金芽孢杆菌抗虫基因B土壤农杆菌环状 RNA 分子C大肠杆菌的质粒D动物细胞的染色体解析考点二 基因工程的操作程序及蛋白质工程自主排查1连线基因表达载体的组成
6、及各部分的作用 2据图选择相关的限制酶基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶的识别序列和切点是GGATCC；限制酶的识别序列和切点是GATC。请据图分析：切割目的基因和质粒时宜选择限制酶还是限制酶？提示：切割目的基因应选择限制酶，切割质粒应选择限制酶。3连线不同种类的受体细胞与目的基因导入的常用方法4补充目的基因检测与鉴定的方法示意图5填写蛋白质工程流程图中字母代表的含义A，B.，C.，D.，E.。转录翻译分子设计氨基酸序列预期功能关键点拨易错易混启动子起始密码子，终止子终止密码子 启动子和终止子位于 DNA 片段上，分别控制转录过程的启动和终止；起始密码
7、子和终止密码子位于 mRNA 上，分别控制翻译过程的启动和终止。方法技巧正确判断限制酶的选择(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类：应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择 Pst。不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择 Sma。为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用 Pst和EcoR两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类：所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保具有相同的黏性末端。质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结
8、构，如图乙中限制酶 Sma会破坏标记基因。演练冲关1(2014广东高考)(双选)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示，下列叙述正确的是()A过程需使用逆转录酶B过程需使用解旋酶和 PCR 获取目的基因C过程使用的感受态细胞可用 NaCl 溶液制备D过程可利用 DNA 分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞解析2(2014海南高考)下面是将某细菌的基因 A 导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。据图回答：(1)获得 A 有两条途径：一是以 A 的 mRNA 为模板，在_酶的催化下，合成互补的单链 DNA，然后在_的作用下合成双链 DNA，从而获得所需基因；二是根据目标蛋
9、白质的_序列，推测出相应的 mRNA 序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其 DNA 的_序列，再通过化学方法合成所需基因。(2)利用 PCR 技术扩增 DNA 时，需要在反应体系中添加的有机物质有_、_、4 种脱氧核糖核苷三磷酸和耐热性的 DNA 聚合酶，扩增过程可以在 PCR 扩增仪中完成。(3)由 A 和载体 B 拼接形成的 C 通常称为_。(4)在基因工程中，常用 Ca2处理 D，其目的是_。解析3(2015全国卷)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由 305 个氨基酸组成。如果将 P 分子中158 位的丝氨酸变成亮氨酸，240 位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的
10、蛋白质(P1)不但保留 P 的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的_进行改造。(2)以 P 基因序列为基础，获得 P1 基因的途径有修饰_基因或合成_基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括_的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：_。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过_和_，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物_进行鉴定。解析高考真题集中研究找规律1(2015全国卷)HIV 属于逆转录病毒，
11、是艾滋病的病原体。回答下列问题：(1)用基因工程方法制备 HIV 的某蛋白(目的蛋白)时，可先提取 HIV 中的_，以其作为模板，在_的作用下合成_，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是_，该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的 HIV，检测的原理是_。(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是 HIV 主要感染和破坏了患者的部分_细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。(4)人的免疫系统有_癌细胞的功能。艾滋病患者由于免
12、疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。解析2(2015四川高考)将苏云金杆菌 Bt 蛋白的基因导入棉花细胞中，可获得抗棉铃虫的转基因棉，其过程如下图所示(注：农杆菌中 Ti 质粒上只有 T-DNA 片段能转移到植物细胞中)。(1)过程需用同种_酶对含 Bt基因的 DNA和Ti 质粒进行酶切。为将过程获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来，应使用_培养基。(2)过程中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养，旨在让_进入棉花细胞；除尽农杆菌后，还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养，目的是_。(3)若 过 程 仅 获 得 大 量 的 根，则 应 在 培 养 基 中 增 加_以获得芽；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是_。(4)检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是_。种植转基因抗虫棉能减少_的使用，以减轻环境污染。解析 “调研试题重点研究”见“课时跟踪检测(四十)”(单击进入电子文档)
