高中生物 专题一 基因工程精品学案 新人教版选修3.DOC

专题一基因工程第1课时dna重组技术的基本工具目标导航1.简述dna重组技术所需三种基本工具的作用。2.认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。一、基因工程的概念基因工程又叫做_技术或_技术，是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外_和_等技术，赋予生物以新的_，从而创造出更符合人们需要的新的_和_。二、基因工程中的工具1限制性核酸内切酶(1)简称：_。(2)来源：主要是从_中分离纯化而来的一类酶。(3)种类：约4 000种。(4)功能：识别双链dna分子某种_；使每一条链中_的_断开。(5)功能特点：识别序列和酶切位点的_。(6)酶切结果黏性末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧切开时(错切)，产生的是黏性末端。黏性末端是指双链dna被限制酶切开后，切口处的两个末端伸出的由若干核苷酸组成的单链。平末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时(平切)产生的则是平末端。2dna连接酶(1)作用：将两个dna分子片段“_”起来，恢复被_切开了的两个核苷酸之间的_。(2)种类：_和_。3进入受体细胞的载体(1)必备条件：在宿主细胞中能_下来并能大量_；多个_，供外源dna片段插入；有一定的_，便于筛选。(2)常用载体质粒质粒是一种_的、结构_、独立于细菌_之外，并具有_能力的_分子。(3)最常用的质粒是_的质粒，其中含有_。知识点一正确理解基因工程的概念1下列关于基因工程的叙述，不正确的是()a基因工程的原理是基因重组b运用基因工程技术，可使生物发生定向变异c一种生物的基因转接到另一种生物的dna分子上，属于基因工程的内容d是非同源染色体上非等位基因的自由组合2以下有关基因工程的叙述，正确的是()a基因工程是细胞水平上的生物工程b基因工程的目的是获得目的基因表达的蛋白质产物c基因工程产生的变异属于人工诱变d基因工程育种的优点之一是可以定向地使生物产生可遗传的变异知识点二限制性核酸内切酶和dna连接酶3限制性核酸内切酶的识别序列和切点是ggatcc，限制性核酸内切酶的识别序列和切点是gatc。在质粒上有酶的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶的切点。(1)请画出质粒被限制性核酸内切酶切割形成黏性末端的过程。(2)请画出目的基因两侧被限制性核酸内切酶切割形成黏性末端的过程。(3)在dna连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接起来？为什么？_。知识点三“分子运输车”载体4质粒之所以能做基因工程的载体，是由于它()a含蛋白质，从而能完成生命活动b能够自我复制，从而保持连续性c是rna，能够指导蛋白质的合成d具有环状结构，能够携带目的基因5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相同，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。(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动物细胞的染色体基础落实1人们将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因导入棉花细胞中培育成为抗虫棉，这个过程中所利用的主要原理是()a基因突变b基因重组c基因工程d染色体变异2下列有关限制酶知识的叙述，错误的是()a产生于细胞内，同时可以在细胞外起作用b一种限制酶可以识别多种特定的核苷酸序列c限制酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键d微生物中的限制酶对自身dna无损害作用3属于“分子缝合针”的是()ecolidna连接酶t4dna连接酶dna聚合酶解旋酶rna聚合酶abcd4限制性核酸内切酶ecor对dna的识别序列是gaattc，当用它处理环状dna分子时，可形成()a两端相同的线性dna，有黏性末端b两端相同的线性dna，无黏性末端c两端不同的线性dna，一端有黏性末端，一端无黏性末端d两种末端无法判断5在基因工程中用来修饰改造生物基因的工具是()a限制酶和dna连接酶b限制酶和dna水解酶c限制酶和载体d连接酶和载体6如图为dna分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、dna聚合酶、dna连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()abcd能力提升7下列关于基因工程的叙述，错误的是()a目的基因由载体导入受体细胞b限制性核酸内切酶和dna连接酶是两类常用的工具酶c人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性d载体上的抗性基因有利于筛选含重组dna的细胞和促进目的基因的表达82008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白”的三位科学家。如果将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是()a追踪目的基因在细胞内的复制过程b追踪目的基因插入到染色体上的位置c追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布d追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构9某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(amy)基因a，通过基因工程的方法，将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现amy在成熟块茎细胞中存在。下列有关这一过程的叙述不正确的是()a获取基因a的限制酶的作用部位是图中的b连接基因a与载体的dna连接酶的作用部位是图中的c基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯dna分子的复制而复制，传给子代细胞d通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状题号123456789答案10.请根据下面的实验原理和材料用具，设计实验探究质粒的抗生素基因所控制的抗菌类别。实验原理：作为载体的质粒须有标记基因，这一标记基因可以是抗生素抗性基因，故有抗生素抗性基因的细菌，其质粒可以选作为载体(抗生素抗性基因一般位于质粒上)。材料用具：青霉素溶液、10万单位/ml的四环素溶液、菌种、灭菌的含有细菌培养基的培养皿、酒精灯、接种环、一次性注射器、蒸馏水、恒温箱等。(1)方法步骤：第一步：取三个含细菌培养基的培养皿，编号1、2、3，在酒精灯旁，用三支注射器分别注入1毫升的蒸馏水、青霉素溶液和四环素溶液，并使之在整个培养皿表面均匀分布；第二步：_；第三步：将接种后的三个培养皿放入37 恒温箱中培养24小时。(2)预期结果及结论：若1号培养皿中细菌正常生长，2、3号培养皿中细菌不能存活，说明该细菌质粒既无青霉素抗性基因，也无四环素抗性基因；_；_；_。(3)设置1号培养皿的目的是进行_。综合拓展11基因工程中，需使用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。(1)根据已知条件和图回答：上述质粒用限制酶_切割，目的基因用限制酶_切割。将切下的目的基因片段插入质粒的切口处，还要加入适量的_。请指出质粒上至少要有一个标记基因的理由：_。(2)不同生物的基因可以拼接的结构基础是_。(3)大肠杆菌是首先成功表达外源基因的宿主菌，但不能表达结构复杂的蛋白质，哺乳类细胞、昆虫细胞表达系统虽然能表达结构复杂的哺乳类细胞蛋白，但操作复杂，表达水平低，不易推广使用。基因工程中常选用酵母菌作为受体细胞，请从细胞结构等方面分析用酵母菌作受体细胞能克服上述不足的理由：_。答案 知识清单一、基因拼接dna重组dna重组转基因遗传特性生物类型生物产品二、1.(1)限制酶(2)原核生物(4)特定核苷酸序列特定部位的两个核苷酸之间磷酸二酯键(5)专一性2.(1)缝合限制酶磷酸二酯键(2)ecoli dna连接酶t4dna连接酶 3(1)保存复制限制酶单一切点标记基因 (2)裸露简单拟核dna自我复制双链环状dna (3)大肠杆菌抗生素抗性基因对点训练1d基因工程实现了将一种生物的基因与另一种生物的基因组合到同一个体中的愿望，所以这是一种基因重组现象。基因工程是两种生物间的基因重组，而非同源染色体上非等位基因的自由组合仅限于一种生物的一个个体减数分裂过程中。知识链接基因工程的概念理解(1)操作环境：体外关键步骤“基因表达载体的构建”的环境。(2)优点与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。与诱变育种相比：定向改造生物性状。(3)操作水平：分子水平。(4)原理：基因重组。(5)本质：甲(供体：提供目的基因)乙(受体：表达目的基因)，即基因未变，合成蛋白质未变，只是合成场所的转移。2d基因工程是在分子水平上，对dna进行设计和施工，按照人们的意愿定向地改造生物性状，创造出符合人们需要的生物类型或生物产品，基本原理应为基因重组。知识链接1.不同基因拼接为重组dna的理论基础(1)dna分子的基本单位相同，都是由脱氧核苷酸构成的。(2)空间结构相同，不同生物的dna分子，都是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链形成的规则的双螺旋结构。(3)碱基配对方式相同，不同生物的dna分子中，两条链之间的碱基配对方式均是a与t配对，g与c配对。2外源基因在受体细胞内表达的理论基础(1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。(2)遗传信息的传递都遵循中心法则阐述的信息流动方向。(3)生物界共用一套遗传密码。3(1)(2)(3)能。因为上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的。解析限制酶具有专一性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列并从特定的切点将dna分子切开。被限制酶切开的dna两条单链切口，如果各含有几个伸出的、可互补配对的核苷酸，这种切口就是黏性末端。两个黏性末端之间，只要切口处伸出的核苷酸间互补，就能在dna连接酶的作用下连接起来。虽然限制酶和限制酶识别的序列和切点不完全相同，但是形成的黏性末端是相同的，存在着互补关系，因此在dna连接酶的作用下是可以连接起来的。知识链接1.限制性核酸内切酶(1)作用特点：具有专一性，表现在两个方面识别双链dna中特定核苷酸序列。切割特定序列中的特定位点，特定序列表现为中心对称，如ecor酶的切割序列(如下图)：(2)作用结果：产生黏性末端或平末端黏性末端：是限制酶在识别序列的中心轴线两侧将dna的两条链分别切开形成的，如下图所示：平末端：是限制酶在识别序列的中心轴线处切开形成的。如下图所示2dna连接酶常用的dna连接酶4b质粒存在于细菌和酵母菌等微生物中，是一种很小的环状dna，其上有标记基因，便于在受体细胞中检测。质粒在受体细胞中，能随受体细胞dna复制而复制，进行目的基因的扩增和表达。思路导引解答本题的关键是：理解并灵活应用质粒的定义，掌握载体需具备的条件。然后根据质粒的特点做出判断。知识链接基因进入受体细胞的载体“分子运输车”(1)类型 (2)功能：将目的基因导入受体细胞。(3)应具备条件能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；有一个至多个限制酶的切割位点，以便于外源基因连接；有特殊的遗传标记基因，供重组dna的检测和鉴定。5(1)dna能够自我复制具有遗传效应(2)dna连接酶(3)标记基因供重组dna的鉴定和选择(4)c解析本题通过质粒结构的模式图考查质粒的功能和特点，分析如下：归纳提升(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人工改造。(2)常见的标记基因有抗生素抗性基因、产生特定颜色的表达产物基因、发光基因等。(3)作为载体必须具有一个至多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别单一切点，若载体上有一个以上的酶切点，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载体若只有某种限制酶的一个切点，则酶切后既能把环打开接纳外源dna片段，又不会丢失自己的片段。(4)注意与细胞膜上载体的区别，两者的化学本质和作用都不相同。(5)质粒能自我复制，既可在自身细胞、受体细胞内，也可在体外。课后作业1b将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞中，通过dna转录、翻译合成特定的蛋白质，表现出特定的性状。此题易错选c。基因工程是一种技术手段，而不是生物学原理，抗虫棉的培育利用的是基因工程这一技术手段使基因发生重组。2b微生物中限制酶被提取出来之后，可以在细胞外起作用，进行dna的切割，例如基因工程中的限制酶的应用就是在细胞外进行的。限制酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键，每种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列。3b“分子缝合针”是指dna连接酶。4a不同限制性核酸内切酶切割位点是不相同的，dna分子经限制酶切割产生的dna片段末端通常有两种形式，即黏性末端和平末端。如果是限制酶ecor，则在它识别序列的中心轴线两侧进行切割，产生黏性末端；如果是限制酶sma，则在它识别序列的中心轴线处切割，产生的是平末端。5a解答本题的关键是“修饰、改造”二词。限制性核酸内切酶(即限制酶)是剪切基因的“剪刀”，dna连接酶是将dna末端之间的缝隙“缝合”起来的“分子缝合针”。所以修饰改造工具是限制酶和dna连接酶。6c限制性核酸内切酶、dna聚合酶、dna连接酶三者均作用于磷酸二酯键处，限制性核酸内切酶使键断开，而dna聚合酶连接的是单个脱氧核苷酸，dna连接酶作用于dna片段，解旋酶作用于氢键，使dna双链打开，形成dna单链。7d载体上的抗性基因有利于筛选含重组dna的细胞，但由于它和目的基因是相互独立的，不能促进目的基因的表达。8c将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质带有绿色荧光，从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布。9b限制酶和dna连接酶的作用部位都位于，但两者作用相反，载体具有在宿主细胞中复制的能力，与目的基因结合后，目的基因也会在宿主细胞中一起复制。基因工程的目的就是定向改造生物的遗传性状。10(1)第二步：将接种环在酒精灯上灼烧，并在酒精灯火焰旁对三个培养皿接种(2)若仅1、2号中细菌存活，3号中细菌死亡，说明该细菌质粒上有青霉素抗性基因，无四环素抗性基因若仅1、3号中细菌存活，2号细菌死亡，说明该细菌质粒上无青霉素抗性基因，有四环素抗性基因若1、2、3号中细菌都存活，说明该细菌质粒上既有青霉素抗性基因，又有四环素抗性基因(3)对照解析本实验的目的是探究细菌质粒上的抗性基因。1号培养皿中未加抗生素，不管细菌质粒上有无抗生素基因，该培养皿中的细菌都能存活，所以是起对照作用的；2号培养皿中加入了青霉素，只有细菌质粒上有抗青霉素的基因，其中的细菌才能存活，否则，其中的细菌就会死亡；3号培养皿中加入了四环素，只有细菌质粒上有抗四环素的基因，其中的细菌才能存活，否则，就会被四环素杀死。注意预测结果时考虑问题要全面，几种可能的情况都应该考虑到，而且每种可能结果要和相应的结论对应起来。11(1)dna连接酶检测重组质粒(或目的基因)是否导入受体细胞(2)dna结构基本相同(其他合理答案均可)(3)单细胞真核生物，含有加工、修饰蛋白质的内质网和高尔基体；繁殖速度快，能很快得到大量的目的基因；培养成本低；容易培养解析要形成重组质粒，质粒只能出现一个切口，并且至少保留一个标记基因，因序列在gene上，因此用限制酶切割，保留gene标记基因；目的基因必须切割两次，切割后产生的黏性末端能与质粒的黏性末端互补，序列中有酶的切割序列，因此用酶，产生的末端互补。第2课时基因工程的基本操作程序目标导航1.简述基因工程原理及基本操作程序。2.尝试设计某一转基因生物的研制过程。一、基因工程的基本操作程序1_的获取。2_的构建。3将目的基因导入_。4目的基因的_与鉴定。二、目的基因的获取1目的基因：主要是指编码蛋白质的_，也可以是一些具有_。2基因文库(1)基因文库的含义：将含有某种生物不同基因的许多_，导入_的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。3获取目的基因的方法(1)从基因文库中获取目的基因(2)利用pcr技术扩增目的基因pcr的含义：是一项在生物体外_特定dna片段的核酸合成技术。过程：目的基因受热形成_，与_结合，在_的作用下延伸形成dna。方式：指数扩增2n(n为扩增循环的次数)。(3)人工合成法：若_较小，_序列已知，可以人工合成。三、基因表达载体的构建1组成2功能：(1)使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以_给下一代；(2)使目的基因_和发挥作用。四、将目的基因导入受体细胞1转化：_进入受体细胞内，并且在受体细胞内_和_的过程。2导入植物细胞(1)方法：_、基因枪法、_。(2)农杆菌特点易感染_和_。ti质粒上的_可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞_上。3导入动物细胞(1)常用方法：_技术。(2)常用受体细胞：_。4导入微生物细胞(1)原核生物特点：_、多为_、遗传物质相对_等。(2)对受体细胞的常用处理方法：用_处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中dna分子的生理状态(这种细胞称为_)。五、目的基因的检测与鉴定1.2个体生物学水平上的检测与鉴定：如一个抗虫或抗病的目的基因导入植物细胞后，是否赋予了植物抗虫或抗病特性，需要做抗虫或抗病的_。知识点一目的基因获取的几种方法1有关目的基因的获取和基因文库的理解，不正确的是()a目的基因可以从自然界中分离，也可以人工合成b目的基因主要指编码蛋白质的结构基因c基因文库就是基因组文库dcdna文库只含有某种生物的一部分基因2下列属于pcr技术所需条件的是()单链的核苷酸序列引物目的基因所在的dna片段 脱氧核苷酸核糖核苷酸dna连接酶dna聚合酶dna限制酶abcd知识点二基因表达载体的构建和目的基因的导入3在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是()a用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸b用dna连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体c将重组dna分子导入烟草原生质体d用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞4下图为某种质粒表达载体的简图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶ecor、bamh的酶切位点，ampr为青霉素抗性基因，tetr为四环素抗性基因，p为启动子，t为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括ecor、bamh在内的多种酶的酶切位点。据图回答：(1)将含有目的基因的dna与质粒分别用ecor酶切，酶切产物用dna连接酶进行连接后，其中由两个dna片段之间连接形成的产物有_、_、_三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行_。(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是_；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是_。(3)目的基因表达时，rna聚合酶识别和结合的位点是_，其合成的产物是_。(4)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是_。知识点三目的基因的检测与鉴定5目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是()检测受体细胞是否有目的基因检测受体细胞是否有致病基因检测目的基因是否转录mrna检测目的基因是否翻译蛋白质abcd知识点四知识整合基因工程操作的全过程6下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetr表示四环素抗性基因，ampr表示氨苄青霉素抗性基因，bamh、hind、sma直线所示为三种限制酶的酶切位点。据图回答：(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用_限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含_的培养基上进行。(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是_(填字母代号)。a启动子btetrc复制原点dampr(3)过程可采用的操作方法是_(填字母代号)。a农杆菌转化b大肠杆菌转化c显微注射d细胞融合(4)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用_(填字母代号)技术。a核酸分子杂交b基因序列分析c抗原抗体杂交dpcr7如图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程，请据图作答：(1)图中基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”：_；_；_；_。(2)能否利用人的皮肤细胞来完成过程？为什么？_。(3)过程必需的酶是_酶，过程必需的酶是_酶。(4)若a中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则过程连续进行4次，至少需提供胸腺嘧啶_个。(5)在利用a、b获得c的过程中，必须用_切割a和b，使它们产生_，再加入_才可形成c。(6)为使过程更易进行，可用_(药剂)处理d。基础落实1下列获取目的基因的方法中需要模板链的是()从基因文库中获取目的基因利用pcr技术扩增目的基因反转录法通过dna合成仪利用化学方法人工合成目的基因abcd2采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的方法正确的是()将毒素蛋白注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的dna序列注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的dna序列与质粒重组，导入农杆菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养将编码毒素蛋白的dna序列与细菌质粒重组，借助花粉管通道进入受精卵abcd3基因工程是在dna分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的是()a人工合成目的基因b目的基因与载体结合c将目的基因导入受体细胞d目的基因的检测和表达4研究人员想将生长激素基因通过质粒导入大肠杆菌细胞内，以表达产生生长激素。已知质粒中存在两个抗性基因：a是抗链霉素基因，b是抗氨苄青霉素基因，且目的基因不插入基因a、b中，而大肠杆菌不带任何抗性基因，则筛选获得“工程菌”的培养基中的抗生素首先应该()a仅有链霉素b仅有氨苄青霉素c同时有链霉素和氨苄青霉素d无链霉素和氨苄青霉素5如图为表达载体的模式图，若结构x是表达载体所必需的，则x最可能是()a氨苄青霉素抗性基因b启动子c限制酶ddna连接酶能力提升6质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌体内，某细菌质粒上的标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，如图所示外源基因在质粒中可插入的位置有a、b、c点。某同学根据实验现象对其插入的位点进行分析，其中分析正确的是()实验现象实验推论在含青霉素培养基上的生长情况在含四环素培养基上的生长情况目的基因插入的位置a能生长能生长ab不能生长能生长bc能生长不能生长cd不能生长不能生长c7.如图表示基因工程中获取水稻某目的基因的不同方法。相关叙述中正确的是()a这三种方法都用到酶，都是在体外进行b碱基对的排列顺序均相同c片段均不含内含子，但含非编码区d方法a不遵循中心法则8人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是：甲生物的蛋白质mrna目的基因与质粒dna重组导入乙细胞获得甲生物的蛋白质，下列说法正确的是()a过程需要的酶是反转录酶，原料是a、u、g、cb要用限制酶切断质粒dna，再用dna连接酶将目的基因与质粒连接在一起c如果受体细胞是细菌，可以选用枯草杆菌、炭疽杆菌等d过程中用的原料不含有a、u、g、c题号12345678答案9.通过基因工程的方法，科学家采用花粉管通道法将毒蛋白基因转入棉花植株并获得成功表达。棉铃虫吃了这种转基因棉花的植株后就会死亡。花粉管通道法是指：利用植物花粉萌发时形成的花粉管通道将毒蛋白基因送入胚囊，进而导入尚不具备细胞壁的合子或早期胚体细胞中，借助天然的种胚系统，形成含有目的基因的种胚。请回答下列问题：(1)下列所示的黏性末端是由_种限制性核酸内切酶作用产生的。(2)利用花粉管通道法将毒蛋白基因导入棉花细胞，此过程是基因工程操作步骤中的第三步，即_。获取目的基因时，如果基因比较小，核苷酸序列又已知，则可以通过dna合成仪用化学方法直接_。(3)该目的基因在导入受体细胞前需要与载体结合，目前经常使用的载体是_。(4)基因工程操作的第四步是目的基因的检测与鉴定，其中分子水平的检测又分三步：首先要检测转基因生物的dna上是否插入了目的基因，采用的技术是_；其次还要检测_，方法同样是采用分子杂交技术；最后检测_，方法是_杂交。10科学家通过基因工程的方法，将苏云金芽孢杆菌的bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株抗虫棉。其过程大致如图所示，请分析回答：(1)ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有tdna，把目的基因插入ti质粒的tdna中是利用tdna_的特点。(2)bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为_。(3)将目的基因导入受体细胞的方法有很多种，该题中涉及的是_。(4)目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是_，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是_。综合拓展11分析有关基因表达的资料，回答问题：取同种生物的不同类型细胞，检测其基因表达，结果如下图。(1)基因18中有一个是控制核糖体蛋白质合成的基因，则该基因最有可能是基因_。(2)如图所示细胞中功能最为近似的是细胞_。a1与6b2与5c2与3d4与5(3)判断图中细胞功能近似程度的依据是_。(4)现欲研究基因1和基因7连接后形成的新基因的功能，导入质粒前，用限制酶切割的正确位置是_。(5)下图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将新基因插入到质粒上的a处，则切割基因时可用的限制酶是_。ahindbecorceco bdpst(6)新基因与质粒重组后的dna分子导入受体细胞的概率很小，因此需进行_，才能确定受体细胞已含有目的基因。(7)在已确定有目的基因的受体细胞中，若质粒的抗青霉素基因缺失了两个碱基，将这样的受体细胞接种到含有青霉素的培养基中，该细胞中可能出现的结果是_(多选)。a抗青霉素基因不能转录b基因1和7没有表达c基因1和7不能连接d质粒上的酶切位置发生改变答案 知识清单一、1.目的基因2基因表达载体3受体细胞4检测二、1.基因调控作用的因子2(1)dna片段受体菌(2)所有一部分3(1)核苷酸染色体转录表达(2)复制单链引物dna聚合酶(3)基因核苷酸三、1.目的基因首端rna聚合酶mrna终止子尾端转录鉴别目的基因2(1)遗传(2)表达四、1.目的基因维持稳定表达2(1)农杆菌转化法花粉管通道法(2)双子叶植物祼子植物tdna染色体dna3(1)显微注射(2)受精卵4(1)繁殖快单细胞较少(2)ca2感受态细胞五、1.dna分子杂交染色体mrna蛋白质2接种实验对点训练1c目的基因可从自然界生物体内直接获取，也可人工合成；目的基因主要指编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调控作用的因子；基因文库分基因组文库和部分基因文库，前者指拥有一种生物的全部基因，后者仅拥有一种生物的一部分基因，如cdna文库。思路导引明确目的基因获取的途径；对比基因组文库和cdna文库异同；知道目的基因的含义。知识链接目的基因获取的几种方法1直接分离：从自然界中已有的物种中分离，如从基因文库中获取。2人工合成目的基因(1)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)以mrna为模板，在反转录酶作用下人工合成。3利用pcr技术扩增目的基因(1)原理：利用dna双链复制的原理，在体外将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量成指数方式增加。(2)过程：如图所示从上图中可以看出利用设计的特异性引物对cdna文库进行pcr扩增，提取出了相应的目的基因，而不是对cdna文库进行简单、全面地复制。由于dna聚合酶不能从头合成dna，只能从3端延伸dna链，故目的基因的扩增需要引物。引物是一小段单链dna或rna。加入引物后，dna聚合酶能从引物的3端开始延伸dna链。2bpcr技术的条件有：模板(即已知序列的dna片段)、原料(即四种脱氧核苷酸)、酶(耐高温的dna聚合酶)和atp，至于引物，是根据模板合成的一小段单链dna或rna。思路导引了解pcr为体外复制dna片段的核酸技术对比与dna体内复制的异同确定pcr技术所需的条件。归纳提升pcr技术扩增目的基因与dna复制的比较pcr技术dna复制相同点原理m 碱基互补配对原料四种脱氧核苷酸条件模板、atp、酶不同点解旋方式dna在高温下变性解旋解旋酶催化场所体外复制主要在细胞核内酶热稳定的dna聚合酶(taq酶)细胞内含有的dna聚合酶结果在短时间内形成大量的dna片段形成整个dna分子3.a限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体，烟草花叶病毒的遗传物质是rna，不能用限制性核酸内切酶切割，a项错误；dna连接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和载体，b项正确；受体细胞可以是受精卵和体细胞，也可以是去除细胞壁的原生质体，c项正确；目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，筛选时应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞，d项正确。知识链接(1)基因表达载体的构建目的基因是指编码蛋白质的结构基因，没有启动子，若只将目的基因导入受体细胞中无法转录。目的基因的表达需要调控序列，因而用做载体的质粒插入目的基因时须有启动子，插入后须有终止子。目的基因是否导入受体细胞中需要有筛选标记标记基因。因此，一个基因表达载体的组成至少应该包括：启动子、终止子、目的基因、标记基因。(2)目的基因导入受体细胞的结果上图中发生与发生相比，会使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，原因是在进行细胞分裂时，细胞核上的dna经复制后平均分配到两个子细胞中，保证了亲子代遗传性状的稳定性，而细胞分裂时，细胞质是不均分的，子细胞不一定含有目的基因。4(1)目的基因载体连接物载体载体连接物目的基因目的基因连接物分离纯化(2)载体载体连接物目的基因载体连接物、载体载体连接物(3)启动子mrna(4)ecor和bamh解析(1)在基因表达载体的构建过程中用同种限制酶来切割目的基因和质粒，使之产生相同的黏性末端，以利于dna片段的连接。将切割后的目的基因和质粒，用dna连接酶进行连接，它们之间随机连接，可有三种产物：目的基因载体连接物、载体载体连接物和目的基因目的基因连接物。获得dna连接产物以后，必须通过筛选才能获得所需的基因表达载体，导入宿主细胞后才能表达获得基因产物。(2)从图中可以看出，目的基因的插入位点在抗四环素基因上，可推知：目的基因载体连接物的抗四环素基因被破坏，丧失了抗四环素的能力，但保留了抗青霉素的能力；载体载体连接物既保留了抗四环素的能力也保留了抗青霉素的能力；目的基因目的基因连接物既无抗青霉素基因也无抗四环素基因，不具备抗性。(3)目的基因表达过程中，rna聚合酶首先与启动子结合，指导目的基因转录产生mrna，mrna再指导蛋白质的合成。(4)从图中可看出抗四环素基因上有两个不同的切割位点，所以在实际操作过程中，为避免切割后的末端任意连接，可用ecor和bamh同时对目的基因和质粒进行切割，使同一切割产物的黏性末端不同。归纳提升将同一种限制酶切割获得的目的基因和质粒混合后加dna连接酶会出现的连接方式有：其中片段间的连接又有两个片段间、三个片段间、多个片段间等。5c目的基因的检测包括：检测转基因生物的染色体dna上是否插入了目的基因，方法是用dna探针，使dna探针与基因组dna杂交；检测目的基因是否转录出了mrna，方法是用基因探针与mrna杂交；最后检测目的基因是否翻译了蛋白质，方法是进行抗原抗体杂交。6(1)hind和bamh氨苄青霉素(2)a(3)c(4)c解析(1)由图示可知：需用hind和bamh限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因，因酶切后tetr四环素抗性基因结构被破坏而ampr结构完好，故用含氨苄青霉素的选择培养基可筛选含有重组载体的大肠杆菌。(2)启动子是一段特殊的dna序列，是rna聚合酶识别和结合的位点，可调控基因的特异性表达。(3)过程表示把重组载体导入受体细胞的过程，当受体细胞为动物细胞时，常采用显微注射法。(4)人乳铁蛋白基因是否成功表达，关键看是否有其表达产物即人乳铁蛋白，可用抗原抗体杂交法检测该蛋白是否存在。知识链接基因工程的图解(1)抗虫棉的培育过程(2)利用基因工程技术生产凝乳酶的过程7(1)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(2)不能，皮肤细胞中的胰岛素基因未表达(或未转录)，不含有转录胰岛素基因的mrna(3)反转录解旋(4)15(ab)(5)同一种限制酶相同的黏性末端dna连接酶(6)cacl2解析(1)基因工程的操作程序是获取目的基因、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。(2)图中过程是