安徽省高考生物总复习 专题1 基因工程配套课件 新人教版选修3.ppt

专题1基因工程 判断下列说法是否正确 1 2010 浙江理综卷 2 d 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 2 2011 四川理综卷 5 d 应用dna探针技术 可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达 3 pcr扩增中必须有解旋酶才能解开双链dna 4 基因表达载体的组成有目的基因 标记基因就可以了 一 基因工程1 概念 指按照人们的愿望 进行严格的设计 通过体外和等技术 赋予生物以新的遗传特性 从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 2 其操作水平在上进行设计和施工 3 操作环境是在 dna重组 转基因 dna分子水平 生物体外 二 基因工程的基本工具1 限制性核酸内切酶 分子手术刀 1 作用特点 能够识别dna分子 并使特定部位的两个核苷酸之间的断开 2 作用结果 产生或 2 dna连接酶 分子缝合针 1 作用 将拼接成新的dna分子 特定核苷酸序列 磷酸二酯键 黏性末端 平末端 dna片段 黏性末端 黏性末端 平末端 3 基因运载体 分子运输车 1 作用 将送入受体细胞中 2 载体的种类 噬菌体的衍生物 动植物病毒 3 载体的特点 能够在细胞内 具有一个或多个 便于供外源dna片段插入其中 具有特殊的 供重组dna的鉴定和选择 外源基因 质粒 自我复制 限制酶切割位点 标记基因 dna连接酶连接的是dna片段 恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 dna聚合酶是在dna复制时连接脱氧核苷酸的酶 三 基因工程的基本操作程序1 获取目的基因 常用的方法有从基因文库中获取 利用扩增 化学方法人工合成 2 基因表达载体的构建基因表达载体的组成 除目的基因外 还必须有 终止子和等 1 启动子 是一段有特殊结构的dna片段 位于基因首端 是识别和结合的部位 2 标记基因的作用 鉴定受体细胞中是否含有 从而将含的细胞筛选出来 pcr 启动子 标记基因 rna聚合酶 目的基因 目的基因 3 将目的基因导入受体细胞将目的基因导入植物细胞采用最多的是农杆菌转化法 还有等 将目的基因导入动物细胞最常采用的方法是 将目的基因导入微生物细胞常应用大肠杆菌为受体细胞 4 目的基因的检测与鉴定首先 要检测转基因生物染色体dna上是否插入了 其次 还需要检测是否 最后 检测 基因枪法 花粉管通道法 显微注射技术 目的基因 转录出mrna 目的基因是否翻译出蛋白质 四 基因工程的应用1 动物 植物基因工程的成果2 基因工程药物 利用转基因工程菌 已生产出细胞因子 抗体 疫苗 激素等 3 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 2 方法 分为体外基因治疗法和体内基因治疗法 正常基因 1 限制酶和dna连接酶的作用部位都是dna一条链中相邻核苷酸间的磷酸二酯键 只是一个切断 一个连接 2 在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶 目的是产生相同的黏性末端 1 2012 淮北一中期中 下列有关基因工程叙述错误的是 a 最常用的载体是大肠杆菌的质粒b 工具酶主要有限制性核酸内切酶和dna连接酶c 该技术人为地增加了生物变异的范围 实现种间遗传物质的交换d 基本原理是dna具有双螺旋结构以及遗传信息传递和表达方式相同 解析 基因工程的基本原理是基因重组 不同生物的dna具有相同的结构以及遗传信息传递和表达方式相同是基因工程赖以完成的基础 基因工程中的工具酶是限制性内切酶和dna连接酶 最常用的载体是大肠杆菌质粒 该技术可克服生殖隔离现象 实现种间遗传物质交换 按照人的意愿使生物发生变异 答案 d 1 目的基因的获取 1 从基因文库获取 原核基因也可直接分离获得 2 真核基因主要是人工合成 人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法 3 pcr技术扩增目的基因 原理 dna的复制 过程 加热至90 95 dna解旋 冷却到55 60 引物结合到互补dna链 加热至70 75 热稳定dna聚合酶从引物起始互补链的合成 2 基因表达载体的构建 1 基因表达载体的组成 启动子 目的基因 终止子以及标记基因等 2 基因表达载体的构建方法 3 将目的基因导入受体细胞 4 目的基因的检测和表达 1 只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对 其余三个步骤都涉及碱基互补配对 2 目的基因进入受体细胞内 并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程 称为转化 转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中 3 用微生物作受体细胞的主要原因是因为它个体微小 代谢旺盛 繁殖速度快 获得目的基因产物多 2 某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗 开展了前期研究工作 其简要的操作流程如下图 下列有关叙述错误的是 a 步骤 所代表的过程是逆转录b 步骤 需使用限制性核酸内切酶和dna连接酶c 步骤 可用cacl2处理大肠杆菌 使其从感受态恢复到常态d 检验q蛋白的免疫反应特性 可用q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原 抗体特异性反应实验 解析 由图可知 步骤 所代表的过程是逆转录 步骤 需使用限制性核酸内切酶和dna连接酶 步骤 可用cacl2处理大肠杆菌 使其从常态转化为感受态细胞 检验q蛋白的免疫反应特性 可用q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原 抗体特异性反应实验 答案 c 1 概念 是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础 通过基因修饰或基因合成 对现有蛋白质进行改造 或制造一种新的蛋白质 以满足人类的生产和生活的需求 2 蛋白质工程与基因工程比较 3 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 解析 本题考查蛋白质工程的相关知识 深入理解蛋白质工程的概念是正确解答本题的关键 由于基因的结构决定蛋白质的结构 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 b 基因工程的操作步骤 2011 四川理综卷 北极比目鱼中有抗冻基因 其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列 该序列重复次数越多 抗冻能力越强 下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图 有关叙述正确的是 a 过程 获取的目的基因 可用于基因工程和比目鱼基因组测序b 将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因 不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白c 过程 构成的重组质粒缺乏标记基因 需要转入农杆菌才能进行筛选d 应用dna探针技术 可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达 解析 将多个抗冻基因编码区相连成能表达的新基因 合成的蛋白质为新的蛋白质 不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白 故选项b正确 过程 是利用反转录法合成目的基因 由于没有非编码区和编码区中的内含子 不能用于比目鱼基因组测序 用作运载体的质粒 必须具有标记基因才能便于检测和筛选 应用dna探针技术 可检测转基因抗冻番茄中目的基因的存在和转录 但不能检测是否成功表达 故选项a c d错误 答案 b 1 下图是获得抗虫棉的技术流程示意图 卡那霉素抗性基因 kanr 常作为标记基因 只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长 下列叙述正确的是 a 构建重组质粒过程中需要限制性内切酶和dna连接酶b 愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株c 卡那霉素抗性基因 kanr 中有该过程所利用的限制性内切酶的识别位点d 抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传 解析 质粒与目的基因结合时需要用同一种限制性内切酶切割 切出的黏性末端相同 可用dna连接酶连接 愈伤组织由相同的细胞分裂形成 分化后产生相同基因型的植株 卡那霉素抗性基因作为标记基因不能有限制性内切酶的切割位点 标记基因被切断后就不能再表达 从而失去作用 抗虫棉为杂合子 其有性生殖后代可能会发生性状分离 抗虫性状不一定能稳定遗传 答案 a dna连接酶与dna聚合酶的比较 下列关于各种酶作用的叙述 不正确的是 a dna连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接b rna聚合酶能与基因的特定位点结合 催化遗传信息的转录c 一种dna限制酶能识别多种核苷酸序列 切割出多种目的基因d 胰蛋白酶能作用于离体的动物组织 使其分散成单个细胞 解析 答案 c 2 下图为dna分子的某一片段 其中 分别表示某种酶的作用部位 则相应的酶依次是 a dna连接酶 限制酶 解旋酶b 限制酶 解旋酶 dna连接酶c 解旋酶 限制酶 dna连接酶d 限制酶 dna连接酶 解旋酶答案 c 1 2011 浙江理综卷 将ada 腺苷酸脱氨酶基因 通过质粒pet28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶 下列叙述错误的是 a 每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒b 每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点c 每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个adad 每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子解析 将ada通过质粒pet28b导入大肠杆菌并成功表达每个大肠杆菌细胞中至少含有一个重组质粒 且每个质粒 重组质粒 至少含有一个限制酶识别位点 但每个限制酶识别位点只能插入一个ada 插入的ada成功表达 说明每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 答案 c 2 2012 合肥八中模拟 如图是四种不同质粒的示意图 其中ori为复制必需的序列 amp为氨苄青霉素抗性基因 tet为四环素抗性基因 箭头表示同一种限制性核酸内切酶的酶切位点 下列有关叙述正确的是 a 基因amp和tet是一对等位基因 常作为基因工程中的标记基因b 质粒包括细菌细胞中能自我复制的小型环状dna和病毒中的dnac 限制性核酸内切酶的作用部位是dna分子中特定的两个核苷酸之间的氢键d 用质粒4将目的基因导入大肠杆菌 该菌不能在含四环素的培养基上生长 解析 质粒上不含有等位基因 质粒是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状dna分子 限制性核酸内切酶的作用部位是dna分子中特定的两相邻核苷酸之间的磷酸二酯键 而不是氢键 答案 d 3 如图是将人的生长激素基因导入细菌b细胞内制造 工程菌 的示意图 已知细菌b细胞内不含质粒a 也不含质粒a上的基因 判断下列说法正确的是 a 将重组质粒导入细菌b常用的方法是显微注射法b 将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上 能生长的只是导入了重组质粒的细菌c 将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上 能生长的就是导入了质粒a的细菌d 目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长 解析 将目的基因导入到细菌细胞中常用的方法是ca2 处理法 基因必须保持结构的完整性才能得以表达 而抗氨苄青霉素基因结构完整 能够表达而使细菌具有对氨苄青霉素的抗性 在含有氨苄青霉素的培养基上能存活的是导入了质粒a或导入了重组质粒的细菌 由于将人的生长激素基因导入到质粒的抗四环素基因上 破坏了抗四环素基因的完整性 导入了重组质粒的细菌也没有对四环素的抗性 在含有四环素的培养基上不能存活 能存活的是质粒a 目的基因成功表达的标志是产生出人的生长激素 答案 c 4 2011 安徽理综卷 家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力 将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养 可提取干扰素用于制药 1 进行转基因操作前 需用 酶短时处理幼蚕组织 以便获得单个细胞 2 为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达 需要把来自cdna文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的 和 之间 3 采用pcr技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞 该pcr反应体系的主要成分应包含 扩增缓冲液 含mg2 水 4种脱氧核糖核苷酸 模板dna 和 4 利用生物反应器培养家蚕细胞时 贴壁生长的细胞会产生接触抑制 通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中 这样可以 增加培养的细胞数量 也有利于空气交换 解析 1 动物细胞间借胶原蛋白连在一起 故可用胰蛋