江蘇省宿遷市馬陵中學(xué)高考生物專題復(fù)習(xí) 基因工程的基本操作程序課件

1.2 1.2 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序主要包括四個步驟主要包括四個步驟(P13)(P13)1 1）目的基因的獲?。┠康幕虻墨@取2 2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建）基因表達(dá)載體的構(gòu)建3 3）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4 4）目的基因的檢測與鑒定）目的基因的檢測與鑒定核心核心一、目的基因的獲取一、目的基因的獲取: :主要指的是主要指的是編碼蛋白質(zhì)編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因的結(jié)構(gòu)基因（二）常用獲取方法（二）常用獲取方法：（一）目的基因：（一）目的基因：1 1、從、從基因文庫基因文庫中獲取中獲取2 2、利用、利用PCRPCR技術(shù)技術(shù)擴(kuò)增擴(kuò)增3 3、利用、利用人工合成人工合成方法方法1 1、從、從基因文庫中基因文庫中獲取目的基因獲取目的基因(P14)(P14)、基因文庫概念、基因文庫概念: : 將含有將含有某種生物不同基因某種生物不同基因的許多的許多DNADNA片片斷，導(dǎo)入到斷，導(dǎo)入到受體菌的群體受體菌的群體中，各個受體菌分中，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因。別含有這種生物的不同基因?；蛭膸斓臉?gòu)建模式圖 通過對通過對受體受體菌菌的的培養(yǎng)培養(yǎng)而而儲儲存大量存大量目的基目的基因因多種多種基因文庫種類基因文庫種類: :基因組文庫基因組文庫部分基因文庫部分基因文庫（c DNAc DNA文庫文庫）如何從基因文庫中得到所需要的基因如何從基因文庫中得到所需要的基因依據(jù)：依據(jù)：目的基因的有關(guān)信息目的基因的有關(guān)信息如：根據(jù)基因的核苷酸序列如：根據(jù)基因的核苷酸序列 基因的功能基因的功能基因在染色體上的位置基因在染色體上的位置 基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA 基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)2 2、利用、利用PCRPCR技術(shù)技術(shù)擴(kuò)增目的基因擴(kuò)增目的基因分子生物學(xué)研究中最強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)技術(shù)之一分子生物學(xué)研究中最強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)技術(shù)之一其其本質(zhì)本質(zhì)是在是在體外體外模擬胞內(nèi)模擬胞內(nèi)DNA分子復(fù)制分子復(fù)制的過程的過程美國科學(xué)家穆利斯美國科學(xué)家穆利斯(K.B.Mullis)發(fā)明了發(fā)明了PCR技術(shù)技術(shù)1993年諾貝爾獎年諾貝爾獎 體內(nèi)DNA復(fù)制：1 1、條件：、條件：2 2、過程：、過程：3 3、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：4 4、遵循原則：、遵循原則：5 5、精確復(fù)制的原因：、精確復(fù)制的原因：原料、模板、原料、模板、能量、酶（解旋酶、能量、酶（解旋酶、DNADNA聚合酶）聚合酶）解旋、形成子鏈、子鏈母鏈纏繞解旋、形成子鏈、子鏈母鏈纏繞邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制堿基互補(bǔ)配對（堿基互補(bǔ)配對（A=TA=T、G=C)G=C)獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確地模板，獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供精確地模板，堿基互補(bǔ)配對原則保證復(fù)制準(zhǔn)確無誤的進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對原則保證復(fù)制準(zhǔn)確無誤的進(jìn)行2 2、利用、利用PCRPCR技術(shù)技術(shù)擴(kuò)增目的基因擴(kuò)增目的基因）技術(shù)的原理：）技術(shù)的原理：DNADNA雙鏈復(fù)制雙鏈復(fù)制在在8080100100的溫度范圍內(nèi)，的溫度范圍內(nèi)， DNADNA的的雙螺旋結(jié)雙螺旋結(jié)構(gòu)將解體，雙鏈分開，這個過程稱為變性。構(gòu)將解體，雙鏈分開，這個過程稱為變性。當(dāng)溫度緩慢降低后，兩條彼此分離的當(dāng)溫度緩慢降低后，兩條彼此分離的DNADNA鏈鏈又又會重新結(jié)合成雙鏈。會重新結(jié)合成雙鏈。 PCRPCR利用了利用了DNADNA的的熱變性原理，通過控制溫度熱變性原理，通過控制溫度來控制雙鏈的解聚與結(jié)合，現(xiàn)在使用的來控制雙鏈的解聚與結(jié)合，現(xiàn)在使用的PCRPCR儀儀實(shí)實(shí)質(zhì)上也是一臺能夠自動調(diào)控溫度的儀器。質(zhì)上也是一臺能夠自動調(diào)控溫度的儀器。2 2、利用、利用PCRPCR技術(shù)技術(shù)擴(kuò)增目的基因擴(kuò)增目的基因 酶的特點(diǎn)：酶的特點(diǎn)：耐高溫耐高溫的的DNADNA聚合酶（聚合酶（TaqDNATaqDNA聚合酶）聚合酶）不能從頭開始合成不能從頭開始合成DNA,DNA,只能從只能從33端延伸端延伸DNADNA，因此，因此DNADNA的復(fù)制需要引物。的復(fù)制需要引物。2 2）技術(shù)的條件：）技術(shù)的條件：原料、模板、能量、原料、模板、能量、酶酶OOOPOHOOH堿堿 基基5353脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)簡圖脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)簡圖 獲取的前提：獲取的前提：要有一段要有一段已知目的基因的核苷酸序列已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成以便根據(jù)這一序列合成引物（引物（DNADNA單鏈）單鏈） 對引物的要求是：對引物的要求是：1 1、長度通常為、長度通常為20203030個脫氧核苷酸；個脫氧核苷酸；2 2、避免引物內(nèi)部出現(xiàn)二級結(jié)構(gòu)，、避免引物內(nèi)部出現(xiàn)二級結(jié)構(gòu)， 避免兩條引物間互補(bǔ)，否則會形成引避免兩條引物間互補(bǔ)，否則會形成引物二聚體。物二聚體。2 2）技術(shù)的條件：）技術(shù)的條件：（20112011江蘇高考）設(shè)計引物是江蘇高考）設(shè)計引物是PCRPCR技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵步驟之一。某同學(xué)設(shè)計的兩組引物都不合步驟之一。某同學(xué)設(shè)計的兩組引物都不合理請分別說明理由。理請分別說明理由。 第第1 1組：組： ； 第第2 2組：組： 。引物引物I I和引物和引物局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對而失效局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對而失效引物引物II自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對而自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對而失效失效變性變性復(fù)性復(fù)性延伸延伸加熱到加熱到9090，DNADNA雙鏈雙鏈解旋為單鏈解旋為單鏈降到降到5050，引物通過堿基，引物通過堿基互補(bǔ)配對與單鏈互補(bǔ)配對與單鏈DNADNA結(jié)合結(jié)合升溫到升溫到7272，四種脫氧核苷酸，四種脫氧核苷酸在在DNADNA聚合酶的作用下，根據(jù)聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則合成新的堿基互補(bǔ)配對原則合成新的DNADNA鏈鏈3 3）技術(shù)的過程：）技術(shù)的過程：PCR的過程的過程 5/3/3/5/5/3/引物引物5/3/引物引物變性變性95oC復(fù)性復(fù)性55oC延伸延伸72oC5/3/3/5/5 引物引物15 引物引物2第二次復(fù)制第二次復(fù)制第一次復(fù)制第一次復(fù)制5 5 5 5 5 5 模板模板DNA5 5 5 5 5 5 5 5 復(fù)制N次：只含有引物只含有引物1的的DNA分子分子 個個只含有引物只含有引物2的的DNA分子分子 個個占得比例為占得比例為同時含有引物同時含有引物1和和2的的DNA分子占得比例為：分子占得比例為：111/2n1-（2/2n）每個循環(huán)包括：每個循環(huán)包括：變性變性 復(fù)性復(fù)性延伸延伸 從第二輪循環(huán)開始，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也從第二輪循環(huán)開始，上一次循環(huán)的產(chǎn)物也可以作為模板參與反應(yīng)，并且由引物可以作為模板參與反應(yīng)，并且由引物延伸延伸而成的而成的DNADNA單鏈會與引物單鏈會與引物結(jié)合，進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)行DNADNA的的延伸，這樣，延伸，這樣，DNADNA聚合酶只能特異性地復(fù)制聚合酶只能特異性地復(fù)制處處于兩個引物之間的于兩個引物之間的DNADNA序列序列，使這段固定長度使這段固定長度的序列的序列呈指數(shù)擴(kuò)增。呈指數(shù)擴(kuò)增。PCRPCR的反應(yīng)過程總結(jié)的反應(yīng)過程總結(jié)4 4）結(jié)果：）結(jié)果： 數(shù)量呈數(shù)量呈n n擴(kuò)增擴(kuò)增引物不同：引物不同：5 5）細(xì)胞內(nèi)復(fù)制和）細(xì)胞內(nèi)復(fù)制和PCRPCR的主要不同點(diǎn)的主要不同點(diǎn)是否需要解旋酶：是否需要解旋酶：DNADNA聚合酶種類：聚合酶種類：場所不同：場所不同：（20112011江蘇）請回答基因工程方面的有關(guān)問題江蘇）請回答基因工程方面的有關(guān)問題1)1)利用利用PCRPCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，其原理與細(xì)胞內(nèi)技術(shù)擴(kuò)增目的基因，其原理與細(xì)胞內(nèi)DNADNA復(fù)制類似（如復(fù)制類似（如下圖所示）。下圖所示）。從理論上推測，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物從理論上推測，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A A的的DNADNA片段所占的片段所占的比例為比例為 。在第在第 輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNADNA片段。片段。15/16 15/16 3 3 (2013.江蘇）小鼠雜交瘤細(xì)胞表達(dá)的單克隆抗體用于人體試驗(yàn)時易江蘇）小鼠雜交瘤細(xì)胞表達(dá)的單克隆抗體用于人體試驗(yàn)時易引起過敏反應(yīng)引起過敏反應(yīng),為了克服這個缺陷為了克服這個缺陷,可選擇性擴(kuò)增抗體的可變區(qū)基可選擇性擴(kuò)增抗體的可變區(qū)基因因(目的基因目的基因)后再重組表達(dá)。后再重組表達(dá)。 下列相關(guān)敘述正確的是（多選）下列相關(guān)敘述正確的是（多選）A. 設(shè)計擴(kuò)增目的基因的引物時不必考慮表達(dá)載體的序列設(shè)計擴(kuò)增目的基因的引物時不必考慮表達(dá)載體的序列B. 用用 PCR 方法擴(kuò)增目的基因時不必知道基因的全部序列方法擴(kuò)增目的基因時不必知道基因的全部序列C. PCR 體系中一定要添加從受體細(xì)胞中提取的體系中一定要添加從受體細(xì)胞中提取的 DNA 聚合酶聚合酶D. 一定要根據(jù)目的基因編碼產(chǎn)物的特性選擇合適的受體細(xì)胞一定要根據(jù)目的基因編碼產(chǎn)物的特性選擇合適的受體細(xì)胞BDBD （20112011江蘇）江蘇）PCRPCR反應(yīng)體系中含有的反應(yīng)體系中含有的DNADNA聚聚合酶與細(xì)胞內(nèi)的不同之處是合酶與細(xì)胞內(nèi)的不同之處是 ，下，下面的表達(dá)式不能正確反映面的表達(dá)式不能正確反映DNADNA聚合酶的功能，聚合酶的功能，這是因?yàn)檫@是因?yàn)?。DNADNA聚合酶聚合酶只能只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)將單個脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)結(jié) 合到合到雙鏈雙鏈DNADNA片段的片段的引物鏈上引物鏈上耐高溫耐高溫（20112011江蘇）江蘇）用限制酶用限制酶EcoRVEcoRV、MbolMbol單獨(dú)或單獨(dú)或聯(lián)合切割同一種質(zhì)粒，得到的聯(lián)合切割同一種質(zhì)粒，得到的DNADNA片段長度片段長度如下圖如下圖(1 kb (1 kb 即即10001000個堿基對個堿基對) )，請在答題，請在答題卡的指定位置畫出質(zhì)粒上卡的指定位置畫出質(zhì)粒上EcoRVEcoRV、MbolMbol的切的切割位點(diǎn)。割位點(diǎn)。反轉(zhuǎn)錄法反轉(zhuǎn)錄法根據(jù)已知的氨基酸序列合成根據(jù)已知的氨基酸序列合成3 3、人工合成目的基因、人工合成目的基因）使用范圍：）使用范圍：基因較小，核苷酸序列又已知基因較小，核苷酸序列又已知，可以人工合成，可以人工合成）具體方法：）具體方法：二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建：二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建：核心核心1 1 、表達(dá)載體的組成：、表達(dá)載體的組成：復(fù)制原點(diǎn)復(fù)制原點(diǎn)+ +啟動子啟動子+ +目的基因目的基因+ +終止子終止子+ +標(biāo)記基因等標(biāo)記基因等思考：1、表達(dá)載體中啟動子、終止子、表達(dá)載體中啟動子、終止子的位置、作用？的位置、作用？RNA聚合酶的聚合酶的本質(zhì)是什么？作用是？本質(zhì)是什么？作用是？2、表達(dá)載體中的標(biāo)記基因的作、表達(dá)載體中的標(biāo)記基因的作用？試舉例說明。用？試舉例說明。3、嘗試說明如何構(gòu)建表達(dá)載體、嘗試說明如何構(gòu)建表達(dá)載體 位于位于基因首端基因首端，是，是RNARNA聚合酶識別和結(jié)合聚合酶識別和結(jié)合的的部位，部位，驅(qū)動驅(qū)動基因基因轉(zhuǎn)錄出轉(zhuǎn)錄出mRNAmRNA，最終獲得蛋白質(zhì)，最終獲得蛋白質(zhì)啟動子：啟動子：終止子：終止子：位于位于基因的尾端基因的尾端，能終止，能終止DNADNA的轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄 為了為了鑒別受體細(xì)胞鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞而將含有目的基因的細(xì)胞篩選篩選出來出來標(biāo)記基因：標(biāo)記基因：質(zhì)粒質(zhì)粒DNADNA分子分子( (含目的基因）含目的基因）限制酶處理限制酶處理一個切口一個切口兩個切口兩個切口獲得獲得目的基因目的基因DNADNA連接酶連接酶重組重組DNADNA分子（重組質(zhì)粒）分子（重組質(zhì)粒）同一種同一種2 2、構(gòu)建過程：、構(gòu)建過程：基因表達(dá)載體基因表達(dá)載體核心核心二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建：二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建：3 3、表達(dá)載體的功能：、表達(dá)載體的功能：1 1）使目的基因在受體細(xì)胞中）使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并能遺傳穩(wěn)定存在，并能遺傳2 2）使目的基因能夠）使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮表達(dá)和發(fā)揮作用作用基本組成基本組成單位單位都都是是四種四種脫氧核苷酸。脫氧核苷酸。雙鏈雙鏈DNADNA分子的分子的空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)都都是是規(guī)則的規(guī)則的雙螺旋結(jié)雙螺旋結(jié)構(gòu)。構(gòu)?；蚰芷唇映晒Φ睦碚摶A(chǔ)是什么基因能拼接成功的理論基礎(chǔ)是什么? ?常見的幾種轉(zhuǎn)化方法：常見的幾種轉(zhuǎn)化方法：導(dǎo)入植物細(xì)胞：導(dǎo)入植物細(xì)胞：導(dǎo)入動物細(xì)胞：導(dǎo)入動物細(xì)胞：導(dǎo)入微生物細(xì)胞：導(dǎo)入微生物細(xì)胞：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（最常用最常用）顯微注射技術(shù)顯微注射技術(shù)（最常用、最有效最常用、最有效）精子介導(dǎo)精子介導(dǎo)利用感受態(tài)細(xì)胞利用感受態(tài)細(xì)胞(CaCl(CaCl2 2) )與重組質(zhì)粒混合與重組質(zhì)?；旌匣驑尫ɑ驑尫ɑǚ酃芡ǖ婪ǎɑǚ酃芡ǖ婪ǎ瓜x棉抗蟲棉）三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(P20)(P20)（1 1）轉(zhuǎn)化程序：）轉(zhuǎn)化程序： 顯微注射技術(shù)顯微注射技術(shù)目的基因目的基因表達(dá)載體表達(dá)載體提純提純顯微注射顯微注射取卵取卵受精卵受精卵新性狀的新性狀的動物動物導(dǎo)入導(dǎo)入發(fā)育發(fā)育三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞三、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞在猴子的未受精卵中加入在猴子的未受精卵中加入附加基因，并利用它成功培育附加基因，并利用它成功培育出健康活潑的小猴出健康活潑的小猴“安迪安迪”。通過對通過對“安迪安迪”的研究我的研究我們可以簡單地引進(jìn)如老年性癡們可以簡單地引進(jìn)如老年性癡呆病的基因、帕金森病基因等，呆病的基因、帕金森病基因等，加快針對這類疾病疫苗的開發(fā)加快針對這類疾病疫苗的開發(fā)研究。研究。 四、目的基因的檢測與鑒定四、目的基因的檢測與鑒定(P15) 篩選重組細(xì)胞篩選重組細(xì)胞 實(shí)現(xiàn)功能表達(dá)實(shí)現(xiàn)功能表達(dá)思考：思考：1 1、為什么要篩選重組細(xì)胞？根據(jù)什么特性篩、為什么要篩選重組細(xì)胞？根據(jù)什么特性篩選？插入滅活法篩選如何進(jìn)行？從功能上看選？插入滅活法篩選如何進(jìn)行？從功能上看該種培養(yǎng)基屬于什么培養(yǎng)基？該種培養(yǎng)基屬于什么培養(yǎng)基？2 2、從分子的水平如何篩選重組體？、從分子的水平如何篩選重組體？3 3、從個體的水平如何篩選重組體？、從個體的水平如何篩選重組體？分子水平篩選重組細(xì)胞分子水平篩選重組細(xì)胞1 1、檢測染色體的、檢測染色體的DNADNA上是否插入了目的基因上是否插入了目的基因檢測方法：檢測方法： DNADNA分子雜交分子雜交技術(shù)技術(shù) 需要的工具：需要的工具：探針：探針：在含有在含有目的基因的單鏈目的基因的單鏈DNADNA片段片段上用上用放放 射性射性同位素等作同位素等作標(biāo)記標(biāo)記方法：方法： 使探針與基因組使探針與基因組DNADNA雜交，如果顯示出雜交，如果顯示出雜交帶，表明插入成功。雜交帶，表明插入成功。2 2、檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了、檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNAmRNA檢測方法檢測方法 分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)方法：方法： 從轉(zhuǎn)基因生物中提取從轉(zhuǎn)基因生物中提取mRNAmRNA，用，用探針，與探針，與mRNAmRNA雜交雜交，如果顯示出雜，如果顯示出雜交帶，表明轉(zhuǎn)錄出了交帶，表明轉(zhuǎn)錄出了mRNAmRNA。分子水平篩選重組細(xì)胞分子水平篩選重組細(xì)胞3 3、檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)、檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)檢測方法檢測方法 抗原抗體雜交抗原抗體雜交從轉(zhuǎn)基因生物中提取從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的，用相應(yīng)的抗體抗體進(jìn)行抗原抗體雜交，若有進(jìn)行抗原抗體雜交，若有雜交帶雜交帶出出現(xiàn)，表明形成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)?，F(xiàn)，表明形成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)。分子水平篩選重組細(xì)胞分子水平篩選重組細(xì)胞個體水平的鑒定個體水平的鑒定 抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等例：如蟲吃后例：如蟲吃后中毒死亡，則說明中毒死亡，則說明攝入了抗蟲基因并攝入了抗蟲基因并得到表達(dá)。得到表達(dá)。外源基因在受體內(nèi)表達(dá)的理論基礎(chǔ)外源基因在受體內(nèi)表達(dá)的理論基礎(chǔ)生物界共用一套遺傳密碼子生物界共用一套遺傳密碼子基因是控制生物性狀的獨(dú)立遺傳單位基因是控制生物性狀的獨(dú)立遺傳單位1 1、下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述，正確的是、下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述，正確的是A A、重組、重組DNADNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶和載體接酶和載體B B、所有的限制酶都只能識別同一種特定的核、所有的限制酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列苷酸序列C C、選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)?、選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快細(xì)菌繁殖快D D、只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功實(shí)、只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功實(shí)現(xiàn)表達(dá)現(xiàn)表達(dá)C C2.2.采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是（入目的基因的做法正確的是（ ）。）。將毒素蛋白注射到棉受精卵中將毒素蛋白注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的將編碼毒素蛋白的DNADNA序列，注射到棉受序列，注射到棉受精卵中精卵中將編碼毒素蛋白的將編碼毒素蛋白的DNADNA序列，與質(zhì)粒重組，序列，與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再導(dǎo)入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培養(yǎng)進(jìn)行組織培養(yǎng)將編碼毒素蛋白的將編碼毒素蛋白的DNADNA序列，與細(xì)菌質(zhì)粒序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵A A B B C C D D C C3.20083.2008年年1010月月8 8日，日本下村修、美國沙爾日，日本下村修、美國沙爾菲和錢永健因在發(fā)現(xiàn)綠色熒光蛋白（菲和錢永健因在發(fā)現(xiàn)綠色熒光蛋白（GFPGFP）等研究方面做出突出貢獻(xiàn)，獲得等研究方面做出突出貢獻(xiàn)，獲得20082008年度年度諾貝爾化學(xué)獎。諾貝爾化學(xué)獎。GFPGFP在紫外光的照射下會發(fā)在紫外光的照射下會發(fā)出綠色熒光。依據(jù)出綠色熒光。依據(jù)GFPGFP的特性，你認(rèn)為該蛋的特性，你認(rèn)為該蛋白在生物工程中的應(yīng)用價值是白在生物工程中的應(yīng)用價值是A A作為標(biāo)記基因，研究基因的表達(dá)作為標(biāo)記基因，研究基因的表達(dá) B B作為標(biāo)簽蛋白，研究細(xì)胞的轉(zhuǎn)移作為標(biāo)簽蛋白，研究細(xì)胞的轉(zhuǎn)移C C注入肌肉細(xì)胞，繁殖發(fā)光小白鼠注入肌肉細(xì)胞，繁殖發(fā)光小白鼠 D D標(biāo)記噬菌體外殼，示蹤標(biāo)記噬菌體外殼，示蹤DNADNA路徑路徑B B5 5、利用蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因培育的抗蟲棉、利用蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因培育的抗蟲棉是否成功，最好檢測是否成功，最好檢測 A A是否有抗生素產(chǎn)生是否有抗生素產(chǎn)生 B B是否有目的基因表達(dá)是否有目的基因表達(dá) C C是否有抗蟲的性狀出現(xiàn)是否有抗蟲的性狀出現(xiàn) D D是否能分離到目的基因是否能分離到目的基因 C C6 6、水母發(fā)光蛋白由、水母發(fā)光蛋白由236236個氨基酸構(gòu)成，其中天冬個氨基酸構(gòu)成，其中天冬氨酸、甘氨酸和絲氨酸構(gòu)成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種氨酸、甘氨酸和絲氨酸構(gòu)成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標(biāo)記，在轉(zhuǎn)基因蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標(biāo)記，在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中，這種蛋白質(zhì)的作用是技術(shù)中，這種蛋白質(zhì)的作用是A A促使目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞促使目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 B B促使目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制促使目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制C C使目的基因容易被檢測出來使目的基因容易被檢測出來 D D使目的基因容易成功表達(dá)使目的基因容易成功表達(dá)C C7 7、下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是（、下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是（ ） A A、基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因?yàn)槟康幕?、基因工程?jīng)常以抗菌素抗性基因?yàn)槟康幕駼 B、細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運(yùn)載體、細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運(yùn)載體C C、通常用一種限制酶處理含目的基因的、通常用一種限制酶處理含目的基因的DNADNA，用，用另一種處理運(yùn)載體的另一種處理運(yùn)載體的DNADNAD D、為培育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草、為培育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為載體劑基因時只能以受精卵為載體B B 8應(yīng)用基因工程技術(shù)診斷疾病的過程中必須使用基因探針才能應(yīng)用基因工程技術(shù)診斷疾病的過程中必須使用基因探針才能達(dá)到檢測疾病的目的。這里的基因探針是指（）達(dá)到檢測疾病的目的。這里的基因探針是指（） A A人工合成的免疫球蛋白的人工合成的免疫球蛋白的DNADNA分子分子 B B人工合成人工合成的苯丙氨酸羥化酶的的苯丙氨酸羥化酶的DNADNA分子分子 C C用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的蛋白質(zhì)分子用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的蛋白質(zhì)分子 D D用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的DNADNA分子分子D 9、以下有關(guān)基因工程的敘述，正確的是以下有關(guān)基因工程的敘述，正確的是 A A、基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程、基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程 B B、基因工程的產(chǎn)物對人類都是有益的、基因工程的產(chǎn)物對人類都是有益的 C C、基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變、基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變 D D、基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)之一是目的性強(qiáng)、基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)之一是目的性強(qiáng) 1010、破譯生物基因組、破譯生物基因組DNADNA的遺傳信息或進(jìn)行基因操作，首先要提的遺傳信息或進(jìn)行基因操作，首先要提取細(xì)胞核取細(xì)胞核DNADNA。下列不適宜作為。下列不適宜作為DNADNA提取的實(shí)驗(yàn)材料是（提取的實(shí)驗(yàn)材料是（ ） A A、雞血細(xì)胞、雞血細(xì)胞 B B、蛙的紅細(xì)胞、蛙的紅細(xì)胞 C C、人的成熟紅細(xì)胞、人的成熟紅細(xì)胞 D D、菜花、菜花DC5 5、下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進(jìn)、下列高科技成果中，根據(jù)基因重組原理進(jìn)行的是行的是 ( (多選多選) )A A、我國科學(xué)家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超我國科學(xué)家袁隆平利用雜交技術(shù)培育出超級水稻。級水稻。 B B、我國科學(xué)家將蘇云金桿菌的某些基因轉(zhuǎn)移我國科學(xué)家將蘇云金桿菌的某些基因轉(zhuǎn)移到棉花體內(nèi)，培育出抗蟲棉。到棉花體內(nèi)，培育出抗蟲棉。 C C、我國科學(xué)家通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育我國科學(xué)家通過返回式衛(wèi)星搭載種子培育出太空椒。出太空椒。 D D、我國科學(xué)家通過體細(xì)胞我國科學(xué)家通過體細(xì)胞克隆克隆技術(shù)培育出克技術(shù)培育出克隆牛隆牛ABAB6 6、關(guān)于限制酶的說法中，正確的是、關(guān)于限制酶的說法中，正確的是( (多選多選) )A A主要從真核生物中分離純化出來主要從真核生物中分離純化出來B B能在特定的位點(diǎn)上切割能在特定的位點(diǎn)上切割DNADNA分子分子C C對目的基因和運(yùn)載體必需用兩種特定的對目的基因和運(yùn)載體必需用兩種特定的限制性內(nèi)切酶進(jìn)行切割，產(chǎn)生特定的黏性限制性內(nèi)切酶進(jìn)行切割，產(chǎn)生特定的黏性末端末端D D一種限制性內(nèi)切酶只能識別一種特定的一種限制性內(nèi)切酶只能識別一種特定的核苷酸序列核苷酸序列BD7 7、（多選）科學(xué)家將含人的、（多選）科學(xué)家將含人的胰蛋胰蛋白酶基因的白酶基因的DNADNA片段，注射到羊的受精片段，注射到羊的受精卵中，該受精卵發(fā)育的羊能分泌含抗卵中，該受精卵發(fā)育的羊能分泌含抗 一胰蛋白質(zhì)的奶。這一過程涉及一胰蛋白質(zhì)的奶。這一過程涉及A. DNAA. DNA以其一條鏈為模板合成以其一條鏈為模板合成RNA RNA B BDNADNA按照堿基互補(bǔ)配對原則自我復(fù)按照堿基互補(bǔ)配對原則自我復(fù)制制C CRNARNA以自身為模板自我復(fù)制以自身為模板自我復(fù)制 D D按照按照RNARNA密碼子的排列順序合成蛋密碼子的排列順序合成蛋白質(zhì)白質(zhì)8 8可以用于重組可以用于重組DNADNA技術(shù)的酶是技術(shù)的酶是 A ADNADNA聚合酶聚合酶 B B限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶 C CDNADNA連接酶連接酶 D D反轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄酶ABCD 科學(xué)家通過基因工程的方法培育抗蟲棉時，科學(xué)家通過基因工程的方法培育抗蟲棉時，需從蘇云金芽孢桿菌中提取出抗蟲基因，需從蘇云金芽孢桿菌中提取出抗蟲基因，“放入放入”棉花的細(xì)胞中與棉花結(jié)合起來并發(fā)揮作用，回答：棉花的細(xì)胞中與棉花結(jié)合起來并發(fā)揮作用，回答：1 1）從蘇云金芽孢桿菌中切割抗蟲基因所用的工具）從蘇云金芽孢桿菌中切割抗蟲基因所用的工具是是 ，此工具主要存在于，此工具主要存在于_中，其特中，其特點(diǎn)是點(diǎn)是: : _ _ 。限制酶限制酶微生物微生物 一種限制酶只能識別一種特定的核苷一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)切割酸序列，并在特定的切點(diǎn)切割2 2）蘇云金芽孢桿菌中一個）蘇云金芽孢桿菌中一個DNADNA分子上有許多基因，分子上有許多基因，獲得抗蟲基因的具體做法是：用獲得抗蟲基因的具體做法是：用 酶將蘇酶將蘇云金芽孢桿菌的云金芽孢桿菌的 切成許多片段，然后將這切成許多片段，然后將這些片段分別些片段分別 _ _ ，再通過，再通過 _導(dǎo)入不同的受體細(xì)胞中，讓它們在各導(dǎo)入不同的受體細(xì)胞中，讓它們在各個不同的受體細(xì)胞中大量個不同的受體細(xì)胞中大量 ，從中找出含有，從中找出含有目的基因的細(xì)胞，再用一定的方法把目的基因的細(xì)胞，再用一定的方法把_ _ _ _ 分離出來。分離出來。3 3）進(jìn)行基因工程操作一般要經(jīng)過的四個步驟）進(jìn)行基因工程操作一般要經(jīng)過的四個步驟是：是： ； ； ； 。限制酶限制酶DNADNA與運(yùn)載體結(jié)合與運(yùn)載體結(jié)合運(yùn)載體運(yùn)載體復(fù)制復(fù)制帶有目的基因的帶有目的基因的DNADNA片段片段目的基因的獲?。荒康幕虻墨@?。?基因表達(dá)載體的構(gòu)建；基因表達(dá)載體的構(gòu)建； 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞； 目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定8 8、19971997年，科學(xué)家將動物體內(nèi)的能夠合成胰島素年，科學(xué)家將動物體內(nèi)的能夠合成胰島素的基因與大腸桿菌的的基因與大腸桿菌的DNADNA分子重組，并且在大腸桿分子重組，并且在大腸桿菌中表達(dá)成功。請據(jù)右下圖回答問題。菌中表達(dá)成功。請據(jù)右下圖回答問題。1)1)此圖是采取此圖是采取 合成基合成基因的方法獲取因的方法獲取 基因的基因的過程。過程。2)2)圖中圖中DNADNA是以是以_ 為模板，形成單鏈為模板，形成單鏈DNADNA，在，在酶的作用下合成雙鏈酶的作用下合成雙鏈DNADNA，從而獲得了所需要的目的從而獲得了所需要的目的基因?；?。人工人工目的目的 控制胰島控制胰島素合成的信使素合成的信使RNARNA(3) (3) 圖中代表圖中代表 ，它往往含，它往往含_ 基因，以便對目的基因的檢測。基因，以便對目的基因的檢測。(4) (4) 圖中表示圖中表示 _ _ 。（5 5）圖中表示）圖中表示 隨大腸桿菌的繁隨大腸桿菌的繁殖而進(jìn)行增殖，此目的基因在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)的殖而進(jìn)行增殖，此目的基因在大腸桿菌內(nèi)表達(dá)的標(biāo)志是標(biāo)志是_ 。重組重組DNADNA分子分子標(biāo)記標(biāo)記目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因目的基因大腸桿菌能產(chǎn)生人的胰島素大腸桿菌能產(chǎn)生人的胰島素 9農(nóng)業(yè)科技工作者在煙草中找到了一抗病基因，現(xiàn)擬采用基因農(nóng)業(yè)科技工作者在煙草中找到了一抗病基因，現(xiàn)擬采用基因工程技術(shù)將該基因轉(zhuǎn)入棉花，培育抗病棉花品系。工程技術(shù)將該基因轉(zhuǎn)入棉花，培育抗病棉花品系。 (1)要獲得該抗病基因，可采用要獲得該抗病基因，可采用 、 等方法。為了能把該抗病基因轉(zhuǎn)入到棉花細(xì)胞中，常用的載體等方法。為了能把該抗病基因轉(zhuǎn)入到棉花細(xì)胞中，常用的載體是是 。 (2)要使載體與該抗病基因連接，首先應(yīng)使用要使載體與該抗病基因連接，首先應(yīng)使用 進(jìn)行切割。假如載體被切割后，得到的分子末端序列為進(jìn)行切割。假如載體被切割后，得到的分子末端序列為 ，則能與該載體連接的抗病基因分子末端則能與該載體連接的抗病基因分子末端是是( ) 基因文庫、基因文庫、PCR、 人工合成基因人工合成基因質(zhì)粒質(zhì)粒限制酶限制酶A A (3)切割完成后，采用切割完成后，采用 酶將載體與該抗病基因酶將載體與該抗病基因連接，連接后得到的連接，連接后得到的DNA分子稱為分子稱為 。 (4)再將連接得到的再將連接得到的DNA分子導(dǎo)入農(nóng)桿菌，然后用該農(nóng)桿菌去分子導(dǎo)入農(nóng)桿菌，然后用該農(nóng)桿菌去 棉花細(xì)胞，利用植物細(xì)胞具有的棉花細(xì)胞，利用植物細(xì)胞具有的 性進(jìn)行組織培養(yǎng)，性進(jìn)行組織培養(yǎng)，從培養(yǎng)出的植株中從培養(yǎng)出的植株中 出抗病的棉花。出抗病的棉花。 (5)該抗病基因在棉花細(xì)胞中表達(dá)的產(chǎn)物是該抗病基因在棉花細(xì)胞中表達(dá)的產(chǎn)物是 A淀粉淀粉B脂類脂類C蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)D核酸核酸 (6)轉(zhuǎn)基因棉花獲得的轉(zhuǎn)基因棉花獲得的 是由該表達(dá)產(chǎn)物來是由該表達(dá)產(chǎn)物來體現(xiàn)的。體現(xiàn)的。DNADNA連接酶連接酶重組重組DNADNA感染感染全能全能篩選篩選( (選擇選擇) )C C抗病性狀抗病性狀 9 9基因工程又叫基因拼接技術(shù)?；蚬こ逃纸谢蚱唇蛹夹g(shù)。 (1)(1)在該技術(shù)中，用人工合成方法獲得目的基因的途徑之一是：在該技術(shù)中，用人工合成方法獲得目的基因的途徑之一是：以目的基因轉(zhuǎn)錄的以目的基因轉(zhuǎn)錄的 為模板，為模板， 成互補(bǔ)的單鏈成互補(bǔ)的單鏈DNADNA，然，然后在酶的作用下合成后在酶的作用下合成 。 (2)(2)基因工程中常用的受體細(xì)胞有細(xì)菌、真菌、基因工程中常用的受體細(xì)胞有細(xì)菌、真菌、 。 (3)(3)假設(shè)以大腸桿菌質(zhì)粒作為運(yùn)載體，并以同一種限制性內(nèi)切酶假設(shè)以大腸桿菌質(zhì)粒作為運(yùn)載體，并以同一種限制性內(nèi)切酶切割運(yùn)載體與目的基因，將切割后的運(yùn)載體與目的基因片段混合，切割運(yùn)載體與目的基因，將切割后的運(yùn)載體與目的基因片段混合，并加入并加入DNADNA連接酶。連接產(chǎn)物至少有連接酶。連接產(chǎn)物至少有 種環(huán)狀種環(huán)狀DNADNA分子，它們分分子，它們分別是別是 。mRNA 反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄 雙鏈雙鏈DNA(DNA(目的基因目的基因) ) 動植物細(xì)胞動植物細(xì)胞 3 載體自連的、目的基因片段自連的、載載體自連的、目的基因片段自連的、載體與目的基因片段相連的環(huán)狀體與目的基因片段相連的環(huán)狀DNADNA分子分子通過通過DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動物稱重組技術(shù)使原有基因得以改造的動物稱為轉(zhuǎn)基因動物。運(yùn)用這一技術(shù)使羊奶中含有人體為轉(zhuǎn)基因動物。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)的基本過程，在該蛋白質(zhì)，下圖表示了這一技術(shù)的基本過程，在該工程中所用的基因工程中所用的基因“剪刀剪刀”能識別的序列和切點(diǎn)能識別的序列和切點(diǎn)是一是一GGATCC一，請回答：一，請回答：(1)從羊染色體中從羊染色體中“剪下剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是羊蛋白質(zhì)基因的酶是_ ,人體蛋白質(zhì)基因人體蛋白質(zhì)基因“插入插入”后連接在后連接在羊體細(xì)胞染色體中時需要的酶是羊體細(xì)胞染色體中時需要的酶是 _.(2)請畫出質(zhì)粒被切割形成黏性末端的過程圖。請畫出質(zhì)粒被切割形成黏性末端的過程圖。(3)人體蛋白質(zhì)基因之所以能人體蛋白質(zhì)基因之所以能“插入插入”到羊的染到羊的染色體內(nèi)，原因是色體內(nèi)，原因是_ ,“插入插入”時常用的運(yùn)輸時常用的運(yùn)輸工具是工具是_ .限制酶限制酶DNA連接酶連接酶人和羊的人和羊的DNA分子都由四種脫氧核苷酸組成分子都由四種脫氧核苷酸組成,都呈雙螺旋都呈雙螺旋,且且都遵循堿基互補(bǔ)配對原則都遵循堿基互補(bǔ)配對原則病毒病毒1、一個圖、一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma 切割切割前后，分別含有前后，分別含有 個游離的磷酸基團(tuán)。個游離的磷酸基團(tuán)。2、若對圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的、若對圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的Sma酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越 。 0、2高高3、用圖中的質(zhì)粒和外源、用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用不能使用Sma 切割，原因是切割，原因是 。Sma會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA的的目的基因目的基因4、與只使用、與只使用EcoR I相比較，使用相比較，使用BamH 和和Hind 兩種限制酶同時處理質(zhì)粒、外源兩種限制酶同時處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止 。質(zhì)粒和含目的基因的外源質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA自身環(huán)化自身環(huán)化5、為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與、為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入目的基因片段混合，并加入 酶。酶。6、重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為、重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了了 。7、為了從、為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖蛋白基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在能力的大腸桿菌突變體，然后在 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達(dá)的初的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達(dá)的初步檢測。步檢測。限制酶、限制酶、DNA連接連接鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞 蔗糖為唯一含碳營養(yǎng)物質(zhì)蔗糖為唯一含碳營養(yǎng)物質(zhì)