高考生物总复习 第十一单元 专题1 基因工程和生物技术的安全性配套课件.pptVIP

第十一单元现代生物科技专题 专题1基因工程和生物技术的安全性 2015高考导航 一 基因工程的概念理解1 供体 提供目的基因 2 操作环境 3 操作水平 水平 4 原理 基因重组 5 受体 表达目的基因 6 本质 性状在 体内表达 7 优点 克服 和障碍 定向改造生物的遗传性状 远缘杂交不亲 无菌 dna分子 受体生物 二 dna重组技术的基本工具1 限制性核酸内切酶 简称 限制酶 1 来源 主要是从原核生物中分离纯化出来的 2 作用 识别双链dna分子的某种特定 并使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 3 结果 产生 或平末端 黏性末端 核苷酸序列 2 dna连接酶 1 种类 按来源可分为e colidna连接酶和t4dna连接酶 2 作用 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 以连接运载体和目的基因 磷酸二酯键 质粒 限制酶切割位点 标记基因 三 基因工程的操作程序 pcr技术 启动子 标记基因 农杆菌转化法 显微注射 抗原 抗体杂交 dna分子杂交 四 基因工程的应用 器官移植 五 蛋白质工程1 崛起缘由 天然蛋白质不一定完全符合人类生产和生活的需要 2 目标 根据人们对蛋白质功能的特定需求 对蛋白质的结构进行分子设计 3 操作手段 基因修饰或基因合成 4 设计流程 预期蛋白质功能 设计预期的蛋白质结构 推测应有的 序列 找到相对应的 序列 基因 脱氧核苷酸 氨基酸 六 转基因生物的安全性1 转基因成果 1 工程菌 dna重组微生物 2 基因制药 3 转基因动物 4 转基因农作物 2 安全性问题 1 食物安全 滞后效应 产生毒性蛋白质 新的过敏原 营养成分改变 2 生物安全 生物入侵 破坏生物 3 环境安全 破坏生态系统的稳定性和人类生活环境 多样性 生物反应器 3 理性看待转基因技术 1 需要正确的社会舆论导向 趋利避害 不能因噎废食 2 制定符合本国利益的政策和法规 最大程度地保证转基因技术和产品的安全性 七 禁止生物武器1 种类 病菌 病毒 生化毒剂及经过 的致病菌 2 我国政府态度 任何情况下不发展 不生产 不储存生物武器 并反对生物武器及其技术和设备的扩散 基因重组 基因工程的操作工具 1 基因工程的理论基础 切割后末端的种类 dna分子经限制酶切割产生的dna片段末端通常有两种形式 黏性末端和平末端 如图所示 当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将dna的两条链分别切开时 产生的是黏性末端 而当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时 产生的则是平末端 2 分子缝合针 dna连接酶 大肠杆菌 t4噬菌体 功能特性 只能将双链dna片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来 缝合两种末端 但连接平末端之间的效率较低 相同点 都能缝合磷酸二酯键 如图 3 分子运输车 载体 作为运载工具 将目的基因转移到宿主细胞内 携带目的基因在宿主细胞内进行大量复制 具备的条件 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制 有多个限制酶切割位点 以便与外源基因连接 具有特殊的标记基因 以便进行筛选 种类 质粒 一种裸露的 结构简单 独立于细菌拟核dna之外 能够自我复制的很小的双链环状dna分子 噬菌体的衍生物 动植物病毒 提醒 1 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了人工改造 2 限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外 这样才能保证标记基因的完整性 有利于对目的基因的检测 3 为使目的基因与载体形成相同的dna片段末端以便连接 通常使用同一种限制酶将二者切割 但如果不同限制酶切割dna分子所产生的末端也存在互补关系 则两末端也可连接 3 与dna分子相关的酶 1 几种酶的比较 dna分子 dna分子片段 脱氧核苷酸 dna分子 作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 碱基对间的氢键 切割目的基因及载体 能专一性识别双链dna分子的某种特定的核苷酸序列 并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 将双链dna片段 缝合 起来 恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上 将dna两条链之间的氢键打开 作用结果 形成黏性末端或平末端 形成重组dna分子 形成新的dna分子 形成单链dna分子 2 限制酶与dna连接酶的关系 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 dna连接酶起作用时不需要模板 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及其等位基因对应的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 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 平 537bp 790bp 661bp 4 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 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 bamh 抗生素b 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 若虚框中的碱基被t a替换 则产生2个dna片段 其中1个dna片段与上次切割的相同 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 1 下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点 图1 图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点 请回答下列问题 1 一个图1所示的质粒分子经sma 切割前后 分别含有 个游离的磷酸基团 2 若对图中质粒进行改造 插入的sma 酶切位点越多 质粒的热稳定性越 3 用图中的质粒和外源dna构建重组质粒 不能使用sma 切割 原因是 4 与只使用ecor 相比较 使用bamh 和hind 两种限制酶同时处理质粒 外源dna的优点在于可以防止 质粒和含目的基因的外源dna片段自身环化 0 2 高 sma 会破坏质粒的抗性基因 外源dna中的目的基因 5 为了获取重组质粒 将切割后的质粒与目的基因片段混合 并加入 酶 6 重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了 7 为了从cdna文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因 将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体 然后在 的培养基中培养 以完成目的基因表达的初步检测 dna连接 鉴别和筛选含有目的基因的受体细胞 以蔗糖为唯一含碳源 解析 1 质粒切割前是双链环状dna分子 所有磷酸基团参与形成磷酸二酯键 故不含游离的磷酸基团 从图1可以看出 质粒上只含有一个sma 的切点 因此被该酶切割后 质粒变为线性双链dna分子 因每条链上含有一个游离的磷酸基团 因此切割后含有两个游离的磷酸基团 2 由题目可知 sma 识别的dna序列只有g和c 而g和c之间可以形成三个氢键 所以sma 酶切位点越多 热稳定性就越高 3 质粒抗生素抗性基因为标记基因 标记基因和外源dna目的基因中均含有sma 酶切位点 都可以被sma 破坏 故不能使用该酶剪切质粒和含有目的基因的dna 4 只使用ecor 则质粒和目的基因两端的黏性末端相同 用连接酶连接时 会产生质粒和目的基因自身连接物 而利用bamh 和hind 剪切时 质粒和目的基因两端的黏性末端不同 用dna连接酶连接时 不会产生自身连接产物 5 质粒和目的基因连接后获得重组质粒 该过程需要连接酶作用 故混合后加入dna连接酶 6 质粒上的抗性基因为标记基因 用于鉴别和筛选含有重组质粒的受体细胞 7 目的基因为蔗糖转运蛋白基因 所用的受体细胞为丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体 若将重组质粒导入了受体细胞 则受体细胞应能从培养基中吸收蔗糖 故应在以蔗糖为唯一碳源的培养基上进行培养 基因工程的基本操作程序和应用 1 基因工程的基本操作程序 1 目的基因的获取 从自然界已有的物种中分离 从基因文库中获取 包括基因组文库和cdna文库等 人工合成目的基因 通过pcr技术扩增目的基因 即通过指数式扩增获取大量的目的基因 反转录法 以rna为模板 在逆转录酶作用下人工合成 化学合成法 已知核苷酸序列的较小基因 直接利用dna合成仪用化学方法合成 不需要模板 2 基因表达载体的构建 构建步骤 基因表达载体的结构 提醒 1 该过程把三种工具 两种工具酶 一种载体 全用上了 是最核心 最关键的一步 在体外进行 2 与载体相比较 表达载体增加启动子 目的基因和终止子三个基因片段 其功能各不相同 启动子 dna片段 起始密码子 rna 终止子 dna片段 终止密码子 rna 3 限制酶剪切目的基因与质粒的次数不同 获取一个目的基因需限制酶剪切2次 共产生4个黏性末端或平末端 切割质粒则只需要限制酶剪切1次 因为质粒是环状dna分子 而目的基因在dna分子链上 4 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 3 将目的基因导入受体细胞 转化 农杆菌转化法 显微注射技术 ca2 处理法 受体细胞 体细胞 受精卵 原核细胞 转化过程 将目的基因插入ti质粒的t dna上 农杆菌 导入植物细胞 整合到受体细胞中染色体的dna上 表达 将含有目的基因的表达载体提纯 取卵 受精卵 显微注射 受精卵发育 获得具有新性状的动物 ca2 处理细胞 感受态细胞 重组表达载体dna分子与感受态细胞混合 感受态细胞吸收dna分子 目的 目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内稳定维持和表达 4 目的基因的检测与鉴定 提醒 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 没有碱基互补配对现象 第一步存在逆转录法获得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 2 基因工程的应用 1 乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较 动物基因的结构与人类基因的结构基本相同 细菌或酵母菌等生物基因的结构与人类基因的结构有较大差异 基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白质相同 细菌细胞内没有内质网 高尔基体等细胞器 产生的药物蛋白可能没有活性 受体细胞 动物的受精卵 微生物细胞 导入目的基因的方式 显微注射法 感受态细胞法 生产条件 不需严格灭菌 温度等外界条件对其影响不大 需严格灭菌 严格控制工程菌所需的温度 ph 营养物质浓度等外界条件 药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞中提取 提醒 并非所有个体都可作为乳腺生物反应器 操作成功的应该是雌性个体 个体本身的繁殖速度 泌乳量 蛋白含量等都是应该考虑的因素 2 基因诊断与基因治疗 碱基互补配对 制作特定dna探针与病人样品dna混合分析杂交带情况 临床应用 基因治疗 基因表达 将正常基因导入有基因缺陷的细胞中 以表达出正常性状来治疗 临床实验 2014 靖江高三检测 许多大肠杆菌的质粒上含有lacz基因 其编码的产物 半乳糖苷酶在x gal和iptg存在下 可以产生蓝色沉淀 使菌落呈现蓝色 否则菌落呈现白色 基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞 过程如图所示 请据图回答 1 基因工程中 构建基因表达载体的目的是 2 限制酶ecor 的识别序列和切割位点是 g aattc sma 的识别序列和切割位点是 ccc ggg 图中目的基因被切割下来和质粒连接之前 需在目的基因的右侧连接相应的末端 连接的末端序列是 连接过程中需要的基本工具是 3 转化过程中 大肠杆菌应先用 处理 使其处于能吸收周围dna的状态 使目的基因在受体细胞中稳定存在 能遗传给后代 并表达和发挥作用 ttaa dna连接酶 ca2 4 三个菌落中颜色为白色的是 原因是 5 菌落 中的目的基因是否表达 可采用的检测办法是 解析 1 基因工程中 构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在 能遗传给后代 并表达和发挥作用 2 根据限制酶ecor 和sma 的识别序列 切割位点和图解判断 图中目的基因被切割下来和质粒连接之前 需在目的基因的右侧连接相应的末端 连接的末端序列是 ttaa 连接过程中需要的基本工具是dna连接酶 菌落 lacz标记基因区插入外源基因后被破坏 不能表达出 半乳糖苷酶 故菌落为白色 抗原 抗体杂交 3 转化过程中 大肠杆菌应先用ca2 处理 使其处于能吸收周围dna的状态 4 由于lacz标记基因区插入外源基因后被破坏 不能表达出 半乳糖苷酶 故菌落 为白色菌落 5 可采用抗原 抗体杂交的办法检测菌落 中的目的基因是否表达 2 乳腺生物反应器是基于转基因技术平台 将外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺 利用动物乳腺能够天然 高效合成分泌蛋白 如图为利用生物工程技术让羊生产治疗心脏病药物tpa的大致过程 请据图分析回答 1 图中 表示基因表达载体的构建 该载体的组成通常有外源基因 等 2 图中 过程选择受精卵作为tpa基因受体细胞的主要原因是 3 图中 表示检测与筛选过程 通常采用的方法是 4 除利用乳腺 膀胱等生物反应器外 人们还可以利用 等方法来生产上述物质 而传统生产上述药品是 中提取的 存在的缺点是 由于受操作条件相对较苛刻等的限制 价格十分昂贵 启动子 标记基因 终止子 受精卵发育的全能性最高 容易表达 分子杂交 个体生物学水平鉴定 工程菌培养 动物细胞培养 直接从生物组织 细胞或血液 解析 1 重组dna分子除应该含有标记基因方便筛选外 还应该含有外源目的基因表达所必需的启动子和终止子等调控序列 2 受精卵细胞质基质中含有很多个体发育所需的营养物质 容易产生完整的个体 全能性最高 3 用dna分子杂交技术检测转基因生物的染色体dna上是否插入了目的基因 用分子杂交技术检测目的基因是否转录出了mrna 即用标记的目的基因作探针与mrna杂交 用抗原 抗体杂交技术检测目的基因是否翻译成蛋白质 即从转基因生物中提取蛋白质 用相应的抗体进行抗原 抗体杂交 有时还需进行个体生物学水平的鉴定 通过生物性状表达与否来检测基因工程的成功与否 4 乳腺生物反应器和膀胱生物反应器是转基因动物生产药物的新方法 传统生产多以微生物发酵工程或动物细胞工程为主要方法 但由于受操作条件相对较苛刻等的限制 所以价格较高 蛋白质工程及生物技术的安全性 1 蛋白质工程 1 其流程图如下 2 蛋白质工程的实例 通过蛋白质工程改造的干扰素可在 70 条件下保存半年 经过蛋白质工程改造天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶这两种酶后 使玉米体内赖氨酸的含量大大提高 3 蛋白质工程与基因工程的区别与联系 过程 预期蛋白质功能 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸序列 获取目的基因 构建基因表达载体 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定 实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 定向改造生物的遗传特性 以获得人类所需的生物类型或生物产品 结果 可生产自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白质 联系 蛋白质工程是在基因工程基础上 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 2 转基因生物的安全性 1 转基因生物存在安全性问题的原因 目前对基因的结构 调控机制及基因间的相互作用了解有限 目的基因往往是异种生物的基因 外源基因插入宿主细胞基因组的部位往往是随机的 2 对转基因生物安全性的辨析 有安全性评价 科学家负责的态度 无实例无证据证明转基因食品影响健康 反对 实质性等同 担心出现滞后效应 出现新的过敏原 营养成分改变 生物安全 对生物多样性的影响 生命力有限 存在生殖隔离 花粉传播距离 存活时间有限 扩散到种植区之外变成野生种类 成为入侵外来物种 重组出有害的病原体 成为超级杂草 有可能造成 基因污染 环境安全 对生态系统稳定性的影响 不会改变生物原有的分类地位 减少农药使用 保护农田土壤环境 打破物种界限 二次污染 重组出有害的病原微生物 毒蛋白等可能通过食物链进入人体 3 理性看待转基因生物 对转基因生物出现激烈的伦理方面的争论是正常的 关键是社会应有正确的舆论导向 从而促进科学技术的发展 国家对转基因技术要制定符合本国利益的政策和法规 在转基因生物或其产品研究过程中 科学家要自觉遵守科学研究道德 3 生物武器 1 种类 鼠疫菌 霍乱弧菌 伤寒杆菌 炭疽杆菌 痢疾杆菌 病毒 天花病毒 动物痘病毒 基因重组的致病菌 生化毒剂 如肉毒杆菌毒素可以阻滞神经末梢释放乙酰胆碱 从而引起肌肉麻痹 只要有0 01mg的肉毒杆菌毒素就可以使人死亡 2 特点 传染性强 污染面广 危害时间长 难以防治 具有一定的潜伏期 受自然条件影响大 3 传播途径 经食物和水传播 空气传播 接触传播 虫媒传播 病原体直接传播 干扰素是动物体内的一种蛋白质 可以用于治疗病毒的感染和癌症 但在体外保存相当困难 如图是利用蛋白质工程设计保存干扰素的生产流程图 据图分析错误的是 a 图中构建新的干扰素模型的主要依据是蛋白质的预期功能b 图中新的干扰素基因必须加上启动子和终止子才能表达c 图中改造干扰素结构的实质是改造干扰素基因的结构d 图中各项技术并没有涉及基因工程技术 d 解析 蛋白质工程的基本途径是从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸序列 进而生产相应的蛋白质 图中新的干扰素基因导入受体细胞中表达新的干扰素 说明该过程涉及基因工程技术 3 下列不属于转基因生物潜在安全隐患的是 a 转基因植物有可能合成出对人体有直接毒性或潜在毒性的蛋白质b 转基因植物合成的某些新的蛋白质有可能成为某些人的过敏原c 某些转基因生物可以合成白细胞介素 2 进入人体增强相应细胞的免疫力d 某些基因足以使植物体内某些代谢途径发生变化 导致转基因农作物营养成分改变 c 解析 转基因生物可引发食物安全性问题的主要理由如下 对食物的安全性检测不够 出现滞后效应 出现新的过敏原 营养成分改变等 因此a b d三项都属于转基因食物潜在的安全隐患 c项是转基因技术在制药方面的应用 1 2013 高考广东卷 从某海洋动物中获得一基因 其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽p1 目前在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 a 合成编码目的肽的dna片段b 构建含目的肽dna片段的表达载体c 依据p1氨基酸序列设计多条模拟肽d 筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽 c 解析 紧扣蛋白质工程的流程 基本途径 进行分析 由题可知 多肽p1为抗菌性和溶血性均较强的多肽 要设计出抗菌性强但溶血性弱的多肽 即在p1的基础上设计出自然界原本不存在的蛋白质 用蛋白质工程技术可以实现 蛋白质工程的基本途径是 从预期的蛋白质功能出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸序列 故要想在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的氨基酸序列设计出多条模拟肽 然后进行改造 从而确定抗菌性强但溶血性弱的多肽的氨基酸序列 2 2013 高考江苏卷 下列关于转基因生物安全性的叙述中 错误的是 a 我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度b 国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害c 开展风险评估 预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提d 目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上 b 解析 我国农业部颁布了 农业转基因生物标识管理办法 要求对转基因生物产品及其加工品加贴标注 以方便消费者自主选择 但国际上并非大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害 a项正确 b项错误 目前对转基因生物安全性的争论主要集中在转基因食物的安全性和转基因生物对环境安全的影响上 但这些通过风险评估 预警跟踪和风险管理等都是可以解决的 c d两项正确 3 2013 高考广东卷 地中海贫血症属于常染色体遗传病 一对夫妇生有一位重型 地中海贫血症患儿 分析发现 患儿血红蛋白 链第39位氨基酸的编码序列发生了点突变 c t 用pcr扩增包含该位点的一段dna片段l 突变序列的扩增片段可用一种限制酶酶切为大小不同的两个片段m和s 但正常序列的扩增片段不能被该酶酶切 如下图 a 目前患儿母亲再次怀孕 并接受了产前基因诊断 家庭成员及胎儿的pcr扩增产物酶切电泳带型示意图见图 b 终止密码子为uaa uag uga 1 在获得单链模板的方式上 pcr扩增与体内dna复制不同 前者通过 解开双链 后者通过 解开双链 2 据图分析 胎儿的基因型是 基因用a a表示 患儿患病可能的原因是 的原始生殖细胞通过 过程产生配子时 发生了基因突变 从基因表达水平分析 其患病是由于 突变后终止密码子提前出现 翻译提前终止 形成异常蛋白 高温 解旋酶 aa 母亲 减数分裂 3 研究者在另一种贫血症的一位患者 链基因中检测到一个新的突变位点 该突变导致 链第102位的天冬酰胺替换为苏氨酸 如果 但 则为证明该突变位点就是这种贫血症的致病位点提供了一个有力证据 患者血红蛋白的 链不能被该种限制酶切割 该病可遗传给后代 解析 1 pcr是一种在体外扩增dna的技术 即通过90 以上的高温使双链解开 体内dna的复制则是通过解旋酶使dna双链间的氢键断裂 2 由题意可知 地中海贫血症是常染色体隐性遗传病 突变后的序列可以被某种限制酶酶切成m和s两个片段 而正常序列无法被酶切 结合图 b 确定母亲 父亲 患儿和胎儿的基因型分别为aa aa aa和aa 母亲和父亲的基因型为aa和aa 生下患儿可能是由于母亲的卵原细胞通过减数分裂产生卵细胞时发生了基因突变 由图可知 模板链的gtc突变成atc mrna上密码子由cag变成uag uag为终止密码子 终止密码子提前出现使翻译过程提前终止 3 如果这种贫血症可以遗传给后代 而又能证实不是重型地中海贫血症 即突变基因不能被该种限制酶切割 则为证明该突变位点就是这种贫血症的致病位点提供了有力证据 4 2013 高考新课标全国卷 阅读如下资料 资料甲 科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中 得到了体型巨大的 超级小鼠 科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草 资料乙 t4溶菌酶在温度较高时易失去活性 科学家对编码t4溶菌酶的基因进行了改造 使其表达的t4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸 在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键 提高了t4溶菌酶的耐热性 资料丙 兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体 科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内 成功产出兔甲的后代 证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育 回答下列问题 1 资料甲属于基因工程的范畴 将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法 构建基因表达载体常用的工具酶是 和 在培育有些转基因植物时常用农杆菌转化法 农杆菌的作用是 2 资料乙中的技术属于 工程的范畴 该工程是指以分子生物学相关理论为基础 通过基因修饰或基因合成 对 进行改造 或制造一种 的技术 在该实例中 引起t4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变 显微注射 限制性内切酶 dna连接酶 农杆菌可感染植物 将目的基因转移到受体细胞中 蛋白质 现有的蛋白质 新蛋白质 氨基酸 3 资料丙属于胚胎工程的范畴 胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的 生理状态相同的另一个雌性动物体内 使之继续发育成新个体的技术 在资料丙的实例中 兔甲称为 体 兔乙称为 体 解析 1 小鼠细胞为动物细胞 将基因表达载体导入动物细胞常用的方法是显微注射法 构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和dna连接酶 将基因表达载体导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法 农杆菌的作用是作为载体 将目的基因导入受体细胞 2 从资料乙中可以得出是对基因进行改造 结果是得到耐热性提高的蛋白质 因此属于蛋白质工程的范畴 该工程是指以分子生物学相关理论为基础 同 供 受 通过基因修饰或基因合成 对现有的蛋白质进行改造 或制造一种新蛋白质的技术 对基因进行改造后 第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸 该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成二硫键 引起了空间结构的改变 所以最终是由于氨基酸序列的改变导致了空间结构的改变 3 胚胎工程中胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎 或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎 移植到同种的 生理状态相同的其他雌性动物的体内 使之继续发育为新个体的技术 资料丙中甲兔提供受精卵 所以甲兔是供体 胚胎在乙兔子宫内发育 所以乙兔为受体 5 2013 高考北京卷 斑马鱼的酶d由17号染色体上的d基因编码 具有纯合突变基因 dd 的斑马鱼胚胎会发出红色荧光 利用转基因技术将绿色荧光蛋白 g 基因整合到斑马鱼17号染色体上 带有g基因的胚胎能够发出绿色荧光 未整合g基因的染色体的对应位点表示为g 用个体m和n进行如下杂交实验 1 在上述转基因实验中 将g基因与质粒重组 需要的两类酶是 和 将重组质粒显微注射到斑马鱼 中 整合到染色体上的g基因 后 使胚胎发出绿色荧光 2 根据上述杂交实验推测 亲代m的基因型是 选填选项前的符号 a ddggb ddgg 子代中只发出绿色荧光的胚胎基因型包括 选填选项前的符号 a ddggb ddggc ddggd ddgg 限制性核酸内切酶 dna连接酶 受精卵 表达 b b d 3 杂交后 出现红 绿荧光 既有红色又有绿色荧光 胚胎的原因是亲代 填 m 或 n 的初级精 卵 母细胞在减数分裂过程中 同源染色体的 发生了交换 导致染色体上的基因重组 通过记录子代中红 绿荧光胚胎数量与胚胎总数 可计算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例 算式为 解析 1 基因工程中基因表达载体的构建所需的酶为限制性核酸内切酶和dna连接酶 重组质