高考生物大一轮 专题1 基因工程配套精讲课件 新人教版选修3.ppt

选修3专题1基因工程 知识梳理 一 基因工程的概念及优点1 概念 按照人们的愿望 进行严格的设计 并通过体外 和 等技术 赋予生物以新的遗传特性 创造出更符合人们需要的新的 2 优点 1 与杂交育种相比 克服了 的障碍 2 与诱变育种相比 改造生物的遗传性状 dna 重组 转基因 生物类型和生物产品 远缘杂交不亲和 定向 二 基因工程的基本工具1 限制性核酸内切酶 简称 1 来源 主要是从 生物中分离纯化出来的 2 作用 识别特定的 并切开相应两个核苷酸之间的 3 结果 产生 或平末端 限制酶 原核 核苷酸序列 磷酸二酯键 黏性末端 2 dna连接酶 在两个核苷酸之间形成磷酸二酯键以连接两段dna片段 3 载体 1 种类 噬菌体的衍生物 等 2 质粒特点 能自我复制有一个至多个 有特殊的 质粒 动植物病毒 限制酶切割位点 标记基因 三 基因工程的基本操作程序1 目的基因的获取 1 目的基因 主要是指编码蛋白质的 2 三种获取方法 从 中获取目的基因利用 扩增目的基因通过dna合成仪用化学方法直接人工合成 基因 基因文库 pcr技术 2 基因表达载体的构建 基因工程的核心 1 基因表达载体组成的四个元件 启动子 终止子 2 构建目的 使目的基因在 中稳定存在 并且可以遗传给下一代 使 能够表达和发挥作用 目的基因 标记基因 受体细胞 目的基因 3 将目的基因导入受体细胞 连线 4 目的基因的检测与鉴定 目的基因 mrna 蛋白质 四 基因工程的应用1 植物基因工程 主要用于提高农作物的 以及改良 和利用植物 等方面 2 动物基因工程 主要应用于动物品种改良 建立 等方面 3 基因工程药物 来源于转基因的 4 基因治疗 把 导入病人体内 使该基因的 发挥功能 抗逆能力 农作物的品质 生产药物 生物反应 器 器官移植 工程菌 正常基因 表达 产物 五 蛋白质工程1 流程图 写出流程图中字母代表的含义 a b c d e 2 结果 改造了现有蛋白质或制造出 3 应用 主要集中应用于对 进行改造 改良生物性状 转录 翻译 分子设计 多肽链 预期功能 新的蛋白质 现有蛋白质 盲点判断 1 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 2 dna连接酶可把目的基因与载体的黏性末端的碱基黏合 形成重组dna 3 e colidna连接酶既可以连接平末端 又可以连接黏性末端 4 taq酶是用pcr仪对dna分子扩增过程中常用的一种耐高温的dna连接酶 5 基因表达载体中含有启动子和密码子 6 如果某种生物的cdna文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同 则这两个基因的结构也完全相同 7 目的基因导入马铃薯细胞后 随着马铃薯dna分子的复制而复制 传给子代细胞并表达 8 基因工程可以实现基因在不同物种之间的转移 人们可以定向选育新品种 9 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 10 2013 广东高考t3c 目前在抗菌性和溶血性均较强的多肽p1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物 首先要做的是依据p1氨基酸序列设计多条模拟肽 盲点判断点拨 1 质粒不是酶 其化学本质是环状dna分子 2 dna连接酶连接的是磷酸二酯键 而不是氢键 3 e colidna连接酶只能将双链dna片段的黏性末端连接起来 不能将双链dna片段的平末端进行连接 4 taq酶是热稳定dna聚合酶 是连接单个脱氧核苷酸的 不是dna连接酶 5 基因表达载体的构建是基因工程的核心 包括启动子 终止子 标记基因和目的基因 密码子是位于信使rna上的相连的三个碱基 6 cdna文库中的dna来源于mrna的反转录过程 所以该dna 或基因 与该生物体内的原dna在结构上是有区别的 如不含有启动子等 7 目的基因成功导入后 不抑制细胞原有的代谢途径 会随着受体细胞dna的复制而复制 并能成功表达 8 基因工程可以在不同物种之间进行基因转移 定向地改造生物的某些性状 9 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 10 如果对多肽p1进行改造 首先根据预期功能设计多肽的分子结构 再根据模拟肽的氨基酸序列合成编码模拟肽的dna片段 从表达产生的模拟肽中筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽 网络概览 考点一基因工程的工具1 限制酶 1 识别序列的特点 呈现碱基互补对称 无论是奇数个碱基还是偶数个碱基 都可以找到一条中心轴线 如 以中心线为轴 两侧碱基互补对称 以为轴 两侧碱基互补对称 2 切割后末端的种类 2 限制酶和dna连接酶的关系 1 限制酶和dna连接酶的作用部位都是磷酸二酯键 2 限制酶不切割自身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 3 作为载体的条件及作用 高考警示 限制酶的使用及作用特点的三点提醒 1 获取目的基因和切割载体时不能选用识别两种序列的限制酶 否则产生的碱基末端不相同 2 当限制酶剪切目的基因一次时 获得的黏性末端或平末端有2个 而不是1个 若剪切目的基因两次 共产生4个黏性末端或平末端 3 限制酶切割载体的切割位点并不是任意的 必须保证至少有1个标记基因的完整性 以便于检测 通关典题 2012 新课标全国卷 根据基因工程的有关知识 回答下列问题 1 限制性 核酸 内切酶切割dna分子后产生的片段 其末端类型有和 2 质粒 运 载体用ecor 切割后产生的片段如下 aattc gg cttaa为使 运 载体与目的基因相连 含有目的基因的dna除可用ecor 切割外 还可用另一种限制性 核酸 内切酶切割 该酶必须具有的特点是 3 按其来源不同 基因工程中所使用的dna连接酶有两类 即dna连接酶和dna连接酶 4 反转录作用的模板是 产物是 若要在体外获得大量反转录产物 常采用技术 5 基因工程中除质粒外 和也可作为 运 载体 6 若用重组质粒转化大肠杆菌 一般情况下 不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞 原因是 解题指南 解答本题需明确两点 1 dna连接酶连接的目的基因和载体需要有相同的碱基末端 2 常用dna连接酶和载体的种类 解析 1 当限制性核酸内切酶在它识别序列的中心轴线两侧将dna的两条链分别切开时 产生的是黏性末端 而当限制性核酸内切酶在它识别序列的中心轴线处切开时 产生的是平末端 2 为使载体与目的基因相连 不同的限制性核酸内切酶应该切出相同的黏性末端 3 dna连接酶根据其来源的不同分为两类 一类是从大肠杆菌中分离得到的 称为e colidna连接酶 另一类是从t4噬菌体中分离出来的 称为t4dna连接酶 4 反转录是指以rna为模板在反转录酶的作用下合成dna的过程 可以在体外短时间内大量扩增dna的技术叫pcr 多聚酶链式反应 5 基因工程中可以作为载体的除质粒外 还有 噬菌体的衍生物 动植物病毒等 6 大肠杆菌细胞有细胞壁和细胞膜 能阻止质粒 外源dna 等物质的进入 只能通过ca2 处理细胞 使细胞处于能吸收周围环境中dna分子的生理状态 这种细胞称为感受态细胞 才能作为受体细胞 答案 1 黏性末端平末端 2 切割产生的dna片段末端与ecor 切割产生的相同 3 e colit4 4 mrna 或rna cdna 或dna pcr 5 噬菌体的衍生物动植物病毒 6 未处理的大肠杆菌吸收质粒 外源dna 的能力极弱 解题金手指 对限制酶切割位点的两点要求 1 位置要求 限制酶切割位点所处的位置必须在标记基因外 进而保证标记基因的完整性 2 数量要求 选择限制酶切割目的基因时 被选择的限制酶在目的基因的两侧都要有识别序列 这样切割出来的目的基因才能与质粒结合 加固训练 1 2014 合肥模拟 chll基因是蓝藻dna上控制叶绿素合成的基因 为研究该基因对叶绿素合成的控制 需要构建该种生物缺失chll基因的变异株细胞 技术路线如图甲所示 请据图分析回答 1 与真菌相比较 蓝藻在结构上最主要的特点是 在功能上最主要的特点是 2 过程中均使用的工具酶有 3 构建重组质粒b在整个操作过程中的目的是 和 4 若含有chll基因的dna片段和选用的质粒上的限制酶切割位点如图乙所示 请回答 构建含chll基因的重组质粒a时 应选用的限制酶是 对进行切割 同时用酶1和酶4切割图乙中的质粒 则产生含有1800对碱基和8200对碱基的两种片段 用图中四种酶同时切割此质粒 则产生含有600对碱基和8200对碱基的两种片段 若换用酶1和酶3同时切割此质粒 则产生的片段是 解析 1 蓝藻为原核生物 没有以核膜为界限的细胞核 其体内含有光合色素 能进行光合作用 2 表达载体构建时需限制酶和dna连接酶等工具酶 3 由题干信息 构建该种生物缺失chll基因的变异株细胞 知构建重组质粒b的目的在于破坏chll基因并筛选出变异株细胞 4 由图乙知 获得chll基因需酶1和酶3对此基因所在的dna进行切割 同时对质粒也要用同种酶切割处理 以便构建重组质粒a 由题意知四种酶同时切割时含600对碱基的片段共有3个 若用酶1和酶3同时切割时 产生的片段有8200 600 8800对碱基 另一为600 2 1200对碱基 答案 1 没有以核膜为界限的细胞核能够进行光合作用 2 限制性核酸内切酶和dna连接酶 3 破坏chll基因操作成功后筛选出该变异株细胞 4 酶1和酶3质粒和含chll基因的dna 含有1200对碱基和8800对碱基的两种片段 2 2014 广州模拟 如图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 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 a tgcgc 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为载体的是 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 解题指南 解答本题需注意两点 1 质粒的化学本质是小型环状dna分子 2 质粒作为载体的条件以及载体的种类 解析 1 a代表的物质是大型环状dna分子 质粒是一种裸露的 结构简单 独立于细菌拟核之外的小型环状dna分子 两者都能自我复制 并蕴含遗传信息 2 与质粒dna分子的切割末端能够连接的目的基因切割末端之间能够发生碱基互补配对 可使用dna连接酶将它们连接在一起 3 质粒dna分子上的氨苄青霉素抗性基因可以作为标记基因 便于对重组dna进行鉴定和筛选 4 作为载体必须具备的条件 在宿主细胞中能保存下来并能大量复制 有多个限制性核酸内切酶切点 有一定的标记基因 便于筛选 常用的载体有质粒 噬菌体的衍生物 动植物病毒等 苏云金芽孢杆菌抗虫基因一般作为目的基因 土壤农杆菌环状rna分子不容易在宿主细胞内保存 动物细胞染色体的主要成分是dna和蛋白质 不能被限制性核酸内切酶切割 因此不能用作载体 答案 1 dna能够自我复制具有遗传特性 2 cgcgt a dna连接酶 3 标记基因供重组dna的鉴定和选择 4 c 延伸探究 1 从自然界中获取的题中图示结构能不能直接应用于基因工程 为什么 提示 不能 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 2 目的基因能否插入氨苄青霉素抗性基因处 提示 不能 标记基因的作用是用于重组dna的鉴定和筛选 若插入标记基因处 则无法保证标记基因的完整 进而影响进一步的鉴定和筛选 考点二基因工程的基本操作程序1 目的基因的获取 1 直接分离法 从基因文库 基因组文库或cdna文库 中获取利用pcr技术扩增 2 人工合成法 化学合成法 针对已知核苷酸序列的较小基因反转录法 以rna为模板 在反转录酶的作用下人工合成 2 基因表达载体的构建 1 基因表达载体的组成及作用 2 基因表达载体的构建过程 3 将目的基因导入受体细胞 4 目的基因的检测与鉴定 高考警示 基因工程操作程序易错点剖析 1 基因表达载体 载体 基因表达载体与载体相比增加了目的基因 2 目的基因的插入位点不是随意的 基因表达需要启动子与终止子的调控 所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位 若目的基因插入到启动子内部 启动子将失去原功能 3 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 起始密码子和终止密码子位于mrna上 分别控制翻译的启动和终止 4 切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶 如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时 在dna连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来 5 基因工程操作过程中只有第三步 将目的基因导入受体细胞 不涉及碱基互补配对现象 第一步存在反转录法获得dna 第二步存在黏性末端连接现象 第四步存在检测分子水平杂交 通关典题 2014 汕头模拟 在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值 下图所示是获得转基因莴苣的技术流程 请据图回答下列问题 1 获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和 2 过程需要的酶有 3 重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afp以外 还必须含有启动子 终止子和 这样才能构成一个完整的基因表达载体 4 如果受体细胞c1是土壤农杆菌 则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的 使目的基因进入受体细胞c2 并将其插入到受体细胞c2中的上 使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达 形成转基因莴苣 经 过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达 在分子水平上可用法进行检测 如果出现杂交带 说明目的基因已经表达蛋白质产品 转基因莴苣培育成功 解题指南 解答本题的关键是明确以下三点 1 目的基因的获取方法 2 基因表达载体的组成 3 目的基因导入植物细胞的方法及检测方法 解析 1 获取目的基因的主要途径有从自然界已有的物种中分离和人工合成 2 过程为基因表达载体的构建过程 需要用到限制性核酸内切酶和dna连接酶 3 一个完整的基因表达载体包括目的基因 启动子 终止子和标记基因 4 农杆菌转化法利用的是农杆菌的转化作用 将目的基因整合到受体细胞的染色体dna上 进而使目的基因能够稳定遗传和表达 检测目的基因是否成功表达可采用抗原 抗体杂交法 答案 1 人工合成 2 限制性核酸内切酶dna连接酶 3 标记基因 4 转化作用染色体dna抗原 抗体杂交 互动探究 如何对该转基因莴苣进行个体水平的检测 请设计简单检测思路 提示 可以将该转基因莴苣种植在寒冷环境中 若能够正常生长 说明目的基因已经表达出蛋白质产品 否则 说明没有表达 解题金手指 目的基因是否表达的检测方法 1 分子水平上的检测 用分子杂交法 如检测目的基因是否转录出mrna 可从转基因生物中提取mrna 用标注的目的基因作探针与mrna杂交 观察是否出现杂交带 2 个体水平上的检测 观察转基因生物的性状 如抗虫基因是否在棉花细胞中表达 也可以让害虫吞食转基因棉花的叶片 观察害虫的存活情况 在检测时 需要关注题干信息要求在哪个水平上检测 如题2中 在分子水平上 所以选用抗原 抗体杂交法 加固训练 1 2014 石家庄模拟 据图表回答问题 几种限制酶识别序列切割位点表 1 假设所用的限制酶均能将所识别的位点完全切开 采用ecor 和pst 酶切含有目的基因的dna 能得到种dna片段 如果将质粒载体和含目的基因的dna片段只用ecor 酶切 酶切产物再加入dna连接酶 其中由两个dna片段之间连接形成的产物有 2 为了防止目的基因和质粒表达载体酶切后的末端任意连接 酶切时应该选用的酶是 解题指南 解答本题需明确 1 限制酶切割后形成的黏性末端类型 2 防止酶切后形成的末端任意连接的方法是用不同的限制酶切割 进行单一位点的连接 解析 1 含目的基因的dna分子上含有2个ecor 和1个pst 的酶切位点 3个切点全部切开 则形成4种dna片段 质粒与含目的基因的dna片段都用ecor 切割 目的基因两端和质粒的切口处的黏性末端相同 只考虑两个dna片段相连 则会形成3种连接产物 即质粒与质粒相连 质粒与目的基因相连 目的基因与目的基因相连 2 为了防止自连 可选用ecor 和sma 两种酶同时切割 答案 1 4质粒载体 质粒载体连接物目的基因 目的基因连接物质粒载体 目的基因连接物 2 ecor sma 延伸探究 若启动子位于图中质粒sma 和ecor 酶切位点之间 左侧 能否用ecor 和sma 进行切割 进而连接 为什么 提示 不能 否则会将质粒中存在的启动子丢失 形成的基因表达载体无法进行转录 2 2014 杭州模拟 基因工程是在现代生物学 化学和工程学基础上建立和发展起来的 并有赖于微生物学理论和技术的发展运用 基因工程基本操作流程如下图 请据图分析回答问题 1 图中a是 在基因工程中 需要在酶的作用下才能完成剪接过程 2 在上述基因工程的操作过程中 可以遵循碱基互补配对原则的步骤有 用图解中序号表示 3 不同种生物之间的基因移植成功 从分子水平分析 进行基因工程的主要理论依据是 也说明了生物共用一套 4 研究中发现 番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用 导致害虫无法消化食物而被杀死 人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内 玉米获得了与番茄相似的抗虫性状 玉米这种变异的来源是 5 科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因 并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体dna上 经培养长成的植株具备了抗病性 这说明目的基因 抗枯萎病的基因 已 如果把该基因导入叶绿体dna中 将来产生的配子中 填 一定 或 不一定 含有抗病基因 解析 1 在基因工程中常用的工具酶是限制性核酸内切酶和dna连接酶 2 基因工程的操作步骤包括获取目的基因 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 只有将目的基因导入受体细胞过程不遵循碱基互补配对原则 3 基因工程的操作基础是不同生物的dna结构基本形式相同 且共用一套遗传密码子 4 基因工程又称dna重组技术 其变异原理为基因重组 5 如果把抗枯萎病的基因导入叶绿体dna中 将来产生的雌配子中可能含有抗病基因 雄配子中不含抗病基因 答案 1 载体限制性核酸内切酶和dna连接 2 3 不同生物的dna结构基本形式相同密码子 4 基因重组 5 表达不一定 资源平台 基因工程的应用和蛋白质工程1 基因工程的应用 1 乳腺生物反应器 优点 产量高 质量好 成本低 易提取等 操作过程 获取目的基因 构建基因表达载体 显微注射导入哺乳动物受精卵中 形成早期胚胎 将胚胎移植到母体动物子宫内 发育成转基因动物 在雌性个体中目的基因表达 从分泌的乳汁中提取所需蛋白质 2 基因工程药品 生产方式 利用基因工程培育 工程菌 来生产药品 a 工程菌 用基因工程的方法 使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系 如含有人胰岛素基因的大肠杆菌菌株 含有抗虫基因的土壤农杆菌菌株等 b 用基因工程生产的药品 从化学成分上分析都应该是蛋白质类 成果 生产出细胞因子 抗体 疫苗 激素等 3 基因诊断 方法 dna分子杂交技术 即dna探针法 主要过程 将互补的双链dna解旋 获得单链dna片段 用同位素 荧光分子或化学发光催化剂标记单链dna片段 引入待检测的dna样品中 检测dna样品 4 基因治疗 方法 基因置换 基因修复 基因增补 基因失活等 途径 a 体外基因治疗 先从病人体内获得某种细胞进行培养 然后在体外完成转移 再筛选成功转移的细胞扩增培养 最后重新输入患者体内 如腺苷酸脱氨酶基因的转移 b 体内基因治疗 用基因工程的方法 直接向人体组织细胞中转移基因的方法 2 蛋白质工程与基因工程 1 区别 2 联系 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 基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰 改造 典例 2014 潍坊模拟 胰岛素可以用于治疗糖尿病 但是胰岛素被注射入人体后 会堆积在皮下 要经过较长时间才能进入血液 而进入血液的胰岛素又容易分解 治疗效果受到影响 如图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程 请据图回答有关问题 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 图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 3 新的胰岛素基因与运载体 质粒 结合过程中需要限制性核酸内切酶和dna连接酶 已知限制性核酸内切酶 的识别序列和切点是 g gatcc 请画出质粒被限制性核酸内切酶 切割后所形成的黏性末端 dna连接酶对所连接的dna两端碱基序列是否有专一性要求 4 若将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞中 最常用的方法是 5 若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素 需用到的生物工程有 和发酵工程 解析 1 构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能 2 根据蛋白质的预期功能 推测新的胰岛素中氨基酸的序列 进而推断基因中的脱氧核苷酸序列来合成新的胰岛素基因 3 将目的基因导入植物中 最常用的转化方法是农杆菌转化法 4 限制性核酸内切酶识别特定的核苷酸序列 产生特定的黏性末端或平末端 而dna连接酶对所连接的dna两端碱基序列却没有专一性要求 5 生产自然界中本来没有的蛋白质需要用到蛋白质工程 基因工程等技术 答案 1 蛋白质的预期功能 2 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合成仪来合成新的胰岛素基因 3 ggatcc cctagg 否 4 农杆菌转化法 5 蛋白质工程基因工程 1 2014 潍坊模拟 质粒是基因工程中最常用的载体 质粒上有标记基因 如图所示 通过标记基因可推知外源基因插入的位置 插入位置不同 细菌在培养基上的生长情况也不同 如图表示外源基因的插入位置 插入点有a b c 1 质粒的基本组成单位是 2 将细菌放在含有四环素 氨苄青霉素的培养基中培养 属于基因工程操作中的步骤 3 在插入外源基因过程中用到的工具酶有 设计实验探究外源基因插入的位置 1 步骤 将导入外源基因的细菌进行培养产生大量细菌 分组 将细菌平均分成两组并标号为1 2 培养 将第1组细菌放入中培养 将第2组细菌放入中培养 观察并记录结果 2 预测实验结果及结论 若1组 2组均能正常生长 则外源基因插入点是 若1组能正常生长 2组不能生长 则外源基因插入点是 若1组不能生长 2组能正常生长 则外源基因插入点是 解析 1 质粒是小型环状dna分子 其基本组成单位是脱氧核苷酸 2 抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因都属于标记基因 其目的是便于目的基因的检测与鉴定 1 分别将导入外源基因的细菌放在含氨苄青霉素的培养基和含四环素的培养基中进行培养 观察能否生长 2 若目的基因插入a点 则受体细胞既具有抗四环素的能力 又具有抗氨苄青霉素的能力 若目的基因插入b点 则受体细胞只具有抗四环素的能力 若目的基因插入c点 则受体细胞只具有抗氨苄青霉素的能力 以此可判断目的基因插入的位置 答案 1 脱氧核苷酸 2 目的基因的检测与鉴定 3 限制性核酸内切酶 dna连接酶 1 含氨苄青霉素的培养基含四环素的培养基 2 a c b 2 2012 天津高考 生物分子间特异性结合的性质广泛用于生命科学研究 以下实例为体外处理 蛋白质 dna复合体 获得dna片段信息的过程图 据图回答 1 过程 酶作用的部位是 此过程只发生在非结合区dna 过程 酶作用的部位是 2 两过程利用了酶的特性 3 若将得到的dna片段用于构建重组质粒 需要将过程 的测序结果与酶的识别序列进行比对 以确定选用何种酶 4 如果复合体中的蛋白质为rna聚合酶 则其识别 结合的dna序列区为基因的 5 以下研究利用了生物分子间特异性结合性质的有 多选 a 分离得到核糖体 用蛋白酶酶解后提取rrnab 用无水乙醇处理菠菜叶片 提取叶绿体基粒膜上的光合色素c 通过分子杂交手段 用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位d 将抑制成熟基因导入番茄 其mrna与催化成熟酶基因的mrna互补结合 终止后者翻译 延迟果实成熟 解析 1 dna酶作用于dna分子后 若将dna分子切割成片段 应作用于磷酸二酯键 蛋白酶作用于蛋白质中的肽键 2 酶的作用特点是具有专一性 3 若用dna片段构建重组质粒 需要与限制性核酸内切酶切割的识别序列进行比对 选用切割后获得的相同片段所对应的限制性核酸内切酶进行切割 4 rna聚合酶特定结合启动子中rna聚合酶结合位点 5 蛋白酶特定处理蛋白质 dna分子杂交和mrna与基因的互补都体现了碱基互补配对原则 答案 1 磷酸二酯键肽键 2 专一性 3 限制性核酸内切 4 启动子 或转录起始区 5 a c d 3 2012 江苏高考 图1表示含有目的基因d的dna片段长度 bp即碱基对 和部分碱基序列 图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列 现有msp bamh mbo sma 4种限制性核酸内切酶 它们识别的碱基序列和酶切位点分别为c cgg g gatcc gatc ccc ggg 请回答下列问题 1 图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由连接 2 若用限制酶sma 完全切割图1中dna片段 产生的末端是末端 其产物长度为 3 若图1中虚线方框内的碱基对被t a碱基对替换 那么基因d就突变为基因d 从杂合子中分离出图1及其对应的dna片段 用限制酶sma 完全切割 产物中共有种不同长度的dna片段 4 若将图2中质粒和目的基因d通过同种限制酶处理后进行连接 形成重组质粒 那么应选用的限制酶是 在导入重组质粒后 为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌 一般需要用添加的培养基进行培养 经检测 部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因d不能正确表达 其最可能的原因是 解题指南 解答本题特别关注以下三点 1 明确碱基 磷酸和脱氧核糖之间的连接关系 2 准确识别各种限制酶的切割位点 3 知道重组质粒中最少含有一种抗性基因 解析 1 两条脱氧核苷酸链之间的碱基通过氢键相连 一条脱氧核苷酸链中相邻的碱基通过脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖连接 2 根据限制酶sma 识别的碱基序列可知 限制酶sma 切割产生的末端为平末端 在图1序列中共有2个sma 的切割位点 切割后形成3种不同长度的产物 分别为537bp 790bp 661bp 3 图1中有sma 的两个识别序列 完全切割后产生3个不同长度的dna片段 若虚线方框中的碱基对被t a碱基对替换 再经sma 识别并完全切割后会产生2个dna片段 其中1个dna片段与未替换前完全切割的相同 因此经完全切割后共产生4种不同长度的dna片段 4 切割目的基因可选用限制酶bamh 和限制酶mbo 但限制酶mbo 可将质粒中的抗生素a抗性基因和抗生素b抗性基因都破坏 而限制酶bamh 只破坏抗生素a抗性基因 因此只能选用限制酶bamh 重组质粒中含有抗生素b抗性基因 因此可在含抗生素b的培养基上培养 答案 1 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 2 平537bp 790bp 661bp 3 4 4 bamh 抗生素b同种限制酶切割形成的末端相同 部分目的基因d与质粒反向连接 延伸探究 1 若本题 1 中 一条 换为 两条 则依靠什么结构连接 提示 dna两条链通过碱基互补配对形成氢键的方式连接在一起 2 对图2所示的质粒用mbo 限制酶切割后 放在含有抗生素a的培养基中培养 能否生长 为什么 提示 不能生长 因为抗生素a抗性基因中含有gatc序列 一旦用mbo 限制酶切割该质粒后 会破坏该基因 从而无法抵抗抗生素a 4 2012 福建高考 肺细胞中的let 7基因表达减弱 癌基因ras表达增强 会引发肺癌 研究人员利用基因工程技术将let 7基因导入肺癌细胞实现表达 发现肺癌细胞的增殖受到抑制 该基因工程技术基本流程如图1 请回答 1 进行过程 时 需用酶切开载体以插入let 7基因 载体应有rna聚合酶识别和结合的部位 以驱动let 7基因转录 该部位称为 2 进行过程 时 需用酶处理贴附在培养皿壁上的细胞 以利于传代培养 3 研究发现 let 7基因能影响癌基因ras的表达 其影响机理如图2 据图分析 可从细胞中提取进行分子杂交 以直接检测let 7基因是否转录 肺癌细胞增殖受到抑制 可能是由于细胞中 rasmrna ras蛋白 含量减少引起的 解题指南 解答本题的关键是注意两点 1 目的基因和载体需用同一种限制性核酸内切酶切割 2 题干信息 let 7基因导入肺癌细胞实现表达 发现肺癌细胞的增殖受到抑制 由此推出肺癌细胞增殖受到抑制的原因是let 7基因翻译抑制 解析 1 基因工程中目的基因和载体需要同一种限制性核酸内切酶切割产生相同的黏性末端 使目的基因与载体结合 载体中与rna聚合酶识别和结合的部位是启动子 2 原代培养产生的细胞需用胰蛋白酶处理 分散成单个细胞 3 检测目的基因是否转录需提取受体细胞中的rna进行分子杂交 由图2可知let 7基因翻译抑制则不能产生ras蛋白 因此ras蛋白减少 肺癌细胞的增殖就受到抑制 答案 1 限制性核酸内切启动子 2 胰蛋白 3 rnaras蛋白 5 2014 淮安模拟 下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因hbsag导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料 请分析回答下列问题 资料1 巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌 能将甲醇作为其唯一碳源 此时aox1基因受到诱导而表达 5 aox1和3 aox1 tt 分别是基因aox1的启动子和终止子 资料2 巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒 所以科学家改造出了图1所示的ppic9k质粒用作载体 其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组 将目的基因整合于染色体中以实现表达 资料3 限制性核酸内切酶酶切位点 1 如果要将hbsag基因和ppic9k质粒重组 应该在hbsag基因两侧的a和b位置接上 限制性核酸内切酶识别序列 这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化 2 酶切获取hbsag基因后 需用将其连接到ppic9k质粒上 形成重组质粒 并将其导入大肠杆菌以获取 3 步骤