第37讲基因工程

1、第第3737讲基因工程讲基因工程第十单元第十单元 现代生物科技专题现代生物科技专题20142014最新考纲最新考纲 1.1.基因工程的诞生基因工程的诞生()()2.2.基因工程的原理及技术基因工程的原理及技术()()3.3.基因工程的应用基因工程的应用()()4.4.蛋白质工程蛋白质工程()()考点突破考点突破基础整合基础整合题组演练题组演练一、基因工程的概念及基本工具一、基因工程的概念及基本工具1.1.概念概念基因工程基因工程, ,又叫基因拼接技术或又叫基因拼接技术或 重组技术重组技术, ,通俗地说通俗地说, ,就是按照人们的意愿就是按照人们的意愿, ,把一把一种生物的某种种生物的某种 提取

2、出来提取出来, ,加以加以 然后放到另一种生物的细胞里然后放到另一种生物的细胞里, ,定定向地改造生物的向地改造生物的 。2.2.基因工程的基本操作工具基因工程的基本操作工具(1)(1)限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”。来源来源: :主要是从主要是从 中分离纯化出来的。中分离纯化出来的。特点特点: :能够识别双链能够识别双链DNADNA分子的某种分子的某种 , ,并且使每一条链中特定部位的并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的两个核苷酸之间的 断开。断开。结果结果: :产生产生 。(2)DNA(2)DNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”。作用作用: :将切下来的

3、将切下来的 拼接成新的拼接成新的DNADNA分子。分子。DNADNA基因基因修饰改造修饰改造遗传性状遗传性状原核生物原核生物特定核苷酸序列特定核苷酸序列磷酸二酯键磷酸二酯键黏性末端或平末端黏性末端或平末端DNADNA片段片段粘性末端粘性末端粘性末端粘性末端平末端平末端(3)基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车”。种类种类: 、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。噬菌体的衍生物、动植物病毒等。质粒质粒自我复制自我复制限制酶切割位点限制酶切割位点标记基因标记基因二、基因工程的基本操作程序二、基因工程的基本操作程序基因文库基因文库PCRPCR技术技术启动子启动子标记基因标记基

4、因三、基因工程的应用与蛋白质工程三、基因工程的应用与蛋白质工程 判一判判一判 1.动、植物基因工程利用转基因技术可以改善畜产品品质。动、植物基因工程利用转基因技术可以改善畜产品品质。()2.基因治疗是将修复的基因导入人体达到治疗疾病的目的。基因治疗是将修复的基因导入人体达到治疗疾病的目的。()3.蛋白质工程是对蛋白质的氨基酸或蛋白质的空间结构进行操作蛋白质工程是对蛋白质的氨基酸或蛋白质的空间结构进行操作,来改造蛋白质的技来改造蛋白质的技术。术。()4.蛋白质工程流程是蛋白质工程流程是:预期蛋白质功能预期蛋白质功能设计预期蛋白质结构设计预期蛋白质结构推测应有的氨基酸序推测应有的氨基酸序列列找到对

5、应的基因。找到对应的基因。()农杆菌化法农杆菌化法花粉管道法花粉管道法显微注射显微注射DNADNA分子杂交分子杂交分子杂交分子杂交抗原抗原-抗体杂交抗体杂交个体生物学水平个体生物学水平体验式自评体验式自评1.(多选题多选题)下列有关基因工程及基本工具的说法正确的是下列有关基因工程及基本工具的说法正确的是()A.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点(2011浙江理综浙江理综)B.限制酶只能用于切割目的基因限制酶只能用于切割目的基因C.DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来D.Ecoli DNA连接

6、酶既可连接平末端连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端又可连接黏性末端E.质粒是小型环状质粒是小型环状DNA分子分子,是基因工程常用的载体是基因工程常用的载体F.基因工程是利用重组基因工程是利用重组DNA技术将外源技术将外源DNA直接导入有机体的生物技术直接导入有机体的生物技术2.(2013安徽马鞍山模拟安徽马鞍山模拟)关于关于DNA重组技术基本工具的说法正确的是重组技术基本工具的说法正确的是()A.DNA连接酶只能连接双链连接酶只能连接双链DNA片段互补的黏性末端片段互补的黏性末端B.细菌细胞中含有的限制酶不能对自身细菌细胞中含有的限制酶不能对自身DNA进行剪切进行剪切C.限制酶切割限制酶切

7、割DNA后一定能产生黏性末端后一定能产生黏性末端D.天然的质粒可以直接用来作为载体天然的质粒可以直接用来作为载体AEB3.在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中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用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B.用用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C.将重组将重组DNA分子导入烟草原生质体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用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞4.关于蛋白质工程的说法关于蛋白质工程的

8、说法,正确的是正确的是()A.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B.蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子蛋白质工程能产生出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C.对蛋白质的改造是通过直接改造相应的对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的来实现的D.蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的体验式自评体验式自评AB网络图构建网络图构建限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶基因治疗基因治疗基因表达载体的构建基因表达载体的构建考点一考点一 基因工程的工具基因工程的工具考点

9、归纳考点归纳(1)五种五种DNA相关酶的比较相关酶的比较作用底物作用底物作用部位作用部位形成产物形成产物限制酶限制酶DNA分子分子磷酸二酯键磷酸二酯键DNA连接酶连接酶DNA片段片段磷酸二酯键磷酸二酯键DNA聚合酶聚合酶脱氧核苷酸脱氧核苷酸磷酸二酯键磷酸二酯键DNA解旋酶解旋酶DNA分子分子碱基对间的氢键碱基对间的氢键DNA (水解水解)酶酶DNA分子分子磷酸二酯键磷酸二酯键1.与与DNA分子相关的酶分子相关的酶(2)限制酶与限制酶与DNA连接酶的关系连接酶的关系:限制酶不切割自身限制酶不切割自身DNA的原因是的原因是:原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已原核生物中不存在该酶的识别序列或

10、识别序列已经被修饰。经被修饰。DNA连接酶起作用时不需要模板。连接酶起作用时不需要模板。黏性末端或平末端黏性末端或平末端重组重组DNADNA分子分子子代子代DNADNA形成脱氧核苷酸单链形成脱氧核苷酸单链游离的脱氧核苷酸游离的脱氧核苷酸考点一考点一 基因工程的工具基因工程的工具2.载体的作用和条件载体的作用和条件(1)作用作用:作为运载工具作为运载工具,将将 转移到宿主细胞内。转移到宿主细胞内。利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量 。(2)具备的条件具备的条件:能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。有一个至多个有一个至多个 位点

11、位点,以便与外源基因连接。以便与外源基因连接。具有特殊的具有特殊的 ,以便进行筛选。以便进行筛选。【易错提醒】【易错提醒】 载体与膜载体的区别载体与膜载体的区别基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是DNADNA分分子子, ,能将目的基因导入受体细胞内能将目的基因导入受体细胞内; ;膜载体是蛋白质膜载体是蛋白质, ,与细胞膜的选择透过性有关。与细胞膜的选择透过性有关。目的基因目的基因复制复制限制酶切割限制酶切割标记基因标记基因考点一考点一 基因工程的工具基因工程的工具【典例训练】【典例训练】1.(2013江

12、苏生物改编江苏生物改编)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应体试验时易引起过敏反应,为了克服这个缺陷为了克服这个缺陷,可选择性扩增抗体的可变区基因可选择性扩增抗体的可变区基因(目目的基因的基因)后再重组表达。下列相关叙述不正确的是后再重组表达。下列相关叙述不正确的是()A.设计扩增目的基因的引物时需考虑表达载体的序列设计扩增目的基因的引物时需考虑表达载体的序列B.用用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列C.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚

13、合酶聚合酶D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞【解题指导】设计引物时应当与表达载体两端的序列进行互补配对【解题指导】设计引物时应当与表达载体两端的序列进行互补配对,A,A正确正确;PCR;PCR法法扩增目的基因只需要知道基因两端的序列设计合适的引物即可扩增目的基因只需要知道基因两端的序列设计合适的引物即可, ,而不必知道其全部而不必知道其全部序列序列,B,B正确正确;PCR;PCR中应用耐高温的中应用耐高温的DNADNA聚合酶聚合酶,C,C错误错误; ;根据目的基因的编码产物选择根据目的基因的编码产物选择合适的受体细胞合适的受

14、体细胞, ,以有利于基因的表达以有利于基因的表达,D,D正确正确, ,因此答案为因此答案为C C。C【典例训练】【典例训练】2.(2012新课标全国理综新课标全国理综)根据基因工程的有关知识根据基因工程的有关知识,回答下列问题回答下列问题:(1)限制性核酸内切酶切割限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段分子后产生的片段,其末端类型有其末端类型有和和 (2)质粒运载体用质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下切割后产生的片段如下:AATTCG GCTTAA为使运载体与目的基因相连为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的含有目的基因的DNA除可用除可用EcoR切割外切割外,还可用另一种还可用另

15、一种限制性核酸内切酶切割限制性核酸内切酶切割,该酶必须具有的特点是该酶必须具有的特点是 。 (3)按其来源不同按其来源不同,基因工程中所使用的基因工程中所使用的DNA连接酶有两类连接酶有两类,即即DNA连接酶连接酶和和DNA连接酶。连接酶。 (4)反转录作用的模板是反转录作用的模板是,产物是产物是。若要在体外获得大量反转录产物。若要在体外获得大量反转录产物,常采用常采用技术扩增。技术扩增。 (5)基因工程中除质粒外基因工程中除质粒外, 和和 也可作为运载体。也可作为运载体。 (6)若用重组质粒转化大肠杆菌若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细不能直

16、接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞胞,原因是原因是 。 【解题指导】【解题指导】(1)DNA(1)DNA分子经限制酶切割产生的分子经限制酶切割产生的DNADNA片段末端通常有两种片段末端通常有两种黏性末端和黏性末端和平末端。平末端。(2)(2)为了保证目的基因与运载体相连为了保证目的基因与运载体相连, ,用另一种限制酶切割含目的基因的用另一种限制酶切割含目的基因的DNADNA后后形成的黏性末端必须与形成的黏性末端必须与EcoREcoR切割形成的黏性末端相同。切割形成的黏性末端相同。(3)DNA(3)DNA连接酶有大肠杆菌连接酶有大肠杆菌DNADNA连接酶和连接酶和T4DNAT4DNA连接酶两类。

17、连接酶两类。(4)(4)反转录的模板是反转录的模板是mRNA,mRNA,产物是产物是DNADNA。大量扩增反转录产。大量扩增反转录产物常采用物常采用PCRPCR技术。技术。(5)(5)在基因工程中使用的运载体除质粒外在基因工程中使用的运载体除质粒外, ,还有还有噬菌体的衍生物、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。动植物病毒等。(6)(6)经经CaCa2+2+处理后的大肠杆菌易吸收周围环境中的处理后的大肠杆菌易吸收周围环境中的DNADNA分子。分子。黏性末端黏性末端平末端平末端切割产生的切割产生的DNADNA片段末端与片段末端与EcoREcoR切割切割产生的相同产生的相同大肠杆菌大肠杆菌T4T4mRN

18、AmRNAcDNAcDNAPCRPCR噬菌体的衍生物噬菌体的衍生物动植物病毒动植物病毒未处理的大肠杆菌吸收质粒未处理的大肠杆菌吸收质粒( (外源外源DNA)DNA)的能力极的能力极 考点二考点二 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 考点归纳考点归纳1.目的基因的获取途径目的基因的获取途径(1)从基因文库中获取从基因文库中获取:包括包括 文库和文库和cDNA文库等。文库等。(2)人工合成目的基因的常用方法人工合成目的基因的常用方法化学合成法化学合成法:已知核苷酸序列的较小基因已知核苷酸序列的较小基因,直接利用直接利用DNA合成仪用化学方法合成合成仪用化学方法合成,不不需要模板。需要模板

19、。反转录法反转录法:以以RNA为模板为模板,在在 酶作用下人工合成。酶作用下人工合成。(3)通过通过PCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因目的目的:利用利用 的原理在体外特异性的复制某的原理在体外特异性的复制某DNA片段以获得呈指数方式片段以获得呈指数方式增加的目的基因。增加的目的基因。2.基因表达载体的构建基因表达载体的构建(1)基因表达载体的组成基因表达载体的组成基因组基因组逆转录逆转录DNADNA复制复制启动子启动子:一段有特殊结构的一段有特殊结构的DNA片段片段,位于基因的首端。它是位于基因的首端。它是 酶识别、结合的部位。酶识别、结合的部位。终止子终止子:一段有特殊结构的一段有特殊结

20、构的DNA短片段短片段,位于基因的尾端。作用位于基因的尾端。作用是使是使 过程停止。过程停止。标记基因标记基因:一般为抗生素抗性基因或荧光基因等一般为抗生素抗性基因或荧光基因等,其作用是鉴别其作用是鉴别受体细胞中受体细胞中 。RNARNA聚合聚合转录转录是否含有目的基因是否含有目的基因( (目的基因是否导入成功目的基因是否导入成功) )(2)基因表达载体的构建方法基因表达载体的构建方法:3.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞生物种类生物种类植物植物动物动物微生物微生物常用方法常用方法农杆菌转化法农杆菌转化法显微注射技术显微注射技术感受态细胞法感受态细胞法受体细胞受体细胞体细胞体细胞受

21、精卵受精卵原核细胞原核细胞转化过程转化过程将目的基因插入到将目的基因插入到Ti质粒的质粒的T-DNA上上农杆菌农杆菌导入植物细导入植物细胞胞整合到受体细胞整合到受体细胞的的DNA表达表达将含有目的基因的表达载将含有目的基因的表达载体提纯体提纯取卵取卵(受精卵受精卵)显微注射显微注射受精卵发育受精卵发育获得具有新性状的动物获得具有新性状的动物Ca2+处理细胞处理细胞感受态感受态细胞细胞重组表达载体重组表达载体与感受态细胞混合与感受态细胞混合感受态细胞吸收感受态细胞吸收DNA分分子子4.目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定【易错提醒】【易错提醒】对受体细胞模糊不清对受体细胞模糊不清 受体细胞常

22、用植物受精卵或体细胞受体细胞常用植物受精卵或体细胞( (经组织培养经组织培养) )、动物受精卵、动物受精卵( (一般不用体细一般不用体细胞胞) )、微生物、微生物( (大肠杆菌、酵母菌大肠杆菌、酵母菌) )等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌用真核生物酵母菌( (需内质网、高尔基体的加工、分泌需内质网、高尔基体的加工、分泌););一般不用支原体一般不用支原体, ,原因是原因是它营寄生生活它营寄生生活; ;一定不能用哺乳动物成熟的红细胞一定不能用哺乳动物成熟的红细胞, ,原因是它无细胞核原因是它无细胞核, ,不能合成蛋不能合成蛋白质

23、。白质。5.基因工程与蛋白质工程的比较基因工程与蛋白质工程的比较比较比较蛋白质工程蛋白质工程基因工程基因工程区区别别过过程程从预期的蛋白质功能出发从预期的蛋白质功能出发设计预期的设计预期的蛋白质结构蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因基因)目的基因的获取目的基因的获取基因表达载体的构建基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基因目的基因的检测与鉴定的检测与鉴定目目的的定向改造或生产人类所需的蛋白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定向改造生物的遗传特性,获得人类所需获得人类所需的

24、生物类型或生物产品的生物类型或生物产品结结果果可生产自然界没有的蛋白质可生产自然界没有的蛋白质原则上只能生产自然界已存在的蛋白质原则上只能生产自然界已存在的蛋白质联系联系(1)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(2)基因工程能为蛋白质工程提供理论及技术支持基因工程能为蛋白质工程提供理论及技术支持,蛋白质工程可对基因工程中所需蛋白质工程可对基因工程中所需的某些酶进行修饰、改造的某些酶进行修饰、改造,使之更符合需要使之更符合需要【典例训练】【典例训练】3.(2013新课标全国理综新课标全国理综节选节选)阅读如下资料阅读如下资料:

25、资料甲资料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中,得到了体型巨大的得到了体型巨大的“超级小鼠超级小鼠”;科科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。资料乙资料乙:T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码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溶菌酶的基因进行了改造,使其表达的使其表达的T4溶菌酶第溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键之间形成了一个二硫键,提高了提高了T4溶菌酶的耐热

26、性。回答下列问题溶菌酶的耐热性。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。法。构建基因表达载体常用的工具酶是构建基因表达载体常用的工具酶是 和和。在培育有些转基。在培育有些转基因植物时因植物时,常用农杆菌转化法常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是农杆菌的作用是 。 (2)资料乙中的技术属于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通过基因修饰或基因合成,对对进行改造进行改造,或制造一种或制造一种的技

27、的技术。在该实例中术。在该实例中,引起引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的序列发生序列发生了改变。了改变。 【解题指导】【解题指导】(1)(1)将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法, ,构建基因表达载构建基因表达载体常用的工具酶是限制性核酸内切酶和体常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNADNA连接酶。农杆菌的作用是将目的基因导入到植连接酶。农杆菌的作用是将目的基因导入到植物物( (受体受体) )细胞内。细胞内。(2)(2)资料乙中的技术属于蛋白质工程的范畴资料乙中的技术属于蛋白质工程的范

28、畴, ,该工程是指以分子生物学该工程是指以分子生物学相关理论为基础相关理论为基础, ,通过对基因修饰或基因合成通过对基因修饰或基因合成, ,对现有的蛋白质进行改造对现有的蛋白质进行改造, ,或制造一种新的或制造一种新的蛋白质的技术。在该实例中蛋白质的技术。在该实例中, ,引起引起T4T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变。序列发生了改变。显微注射显微注射限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶DNADNA连接酶连接酶将目的基因转移到受体细胞中将目的基因转移到受体细胞中蛋白质蛋白质现有的蛋白质现有的蛋白质新蛋白质新蛋白质氨基酸氨基酸

29、【典例训练】【典例训练】4.下列关于蛋白质工程和基因工程的比较下列关于蛋白质工程和基因工程的比较,不合理的是不合理的是()A.基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程可以对现有蛋白质而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造进行改造,从而制造一种新的蛋白质从而制造一种新的蛋白质B.蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的,蛋白质工程最终还是要通过基因修蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成饰或基因合成来完成C.当得到可以在当得到可以在-70 条件下保存半年的干扰素后条件下保存半年的干扰素后,在

30、相关酶、氨基酸和适宜的温度、在相关酶、氨基酸和适宜的温度、pH条件下条件下,干扰素可以大量自我合成干扰素可以大量自我合成D.基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的【解题指导】基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质【解题指导】基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质, ,而蛋白质工程可以对而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造现有蛋白质进行改造, ,从而制造一种新的蛋白质从而制造一种新的蛋白质; ;蛋白质工程是在基因工程的基础上蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的发展起来的, ,蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成蛋白质工程最终还

31、是要通过基因修饰或基因合成来完成, ,这样产生的改这样产生的改变才能遗传下去变才能遗传下去; ;蛋白质不是遗传物质蛋白质不是遗传物质, ,不可能自我复制不可能自我复制; ;由于基因工程和蛋白质工程由于基因工程和蛋白质工程都是对基因进行操作都是对基因进行操作, ,因此因此, ,基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的。基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的。C1.限制酶限制酶Mun和限制酶和限制酶EcoR的识别序列及切割位点分别是的识别序列及切割位点分别是CAATTG和和GAATTC。如图表示四种质粒和目的基因。如图表示四种质粒和目的基因,其中其中,箭头所指部位为限制酶的识别位点箭头所指部

32、位为限制酶的识别位点,质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是()解析解析: :由图可知由图可知, ,质粒质粒B B上无标记基因上无标记基因, ,不适合作为载体不适合作为载体; ;质粒质粒C C和和D D的标记基因上都有限的标记基因上都有限制酶的识别位点制酶的识别位点; ;只有质粒只有质粒A A上既有标记基因上既有标记基因, ,且且MunMun的切割位点不在标记基因上。的切割位点不在标记基因上。A题组一基因工程的工具及应用题组一基因工程的工具及应用2.(2014浙江乐清第二中学高三上学期第一次月考浙江乐清第二中学高

33、三上学期第一次月考)下面是下面是3种限制性核酸内切酶对种限制性核酸内切酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图分子的识别序列和剪切位点图(箭头表示切点箭头表示切点,切出的断面为黏性末端切出的断面为黏性末端)。下列叙。下列叙述错误的是述错误的是()限制酶限制酶1:GATC;限制酶限制酶2:CCGCGG;限制酶限制酶3:GGATCCA.不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点,体现了酶的专一性体现了酶的专一性B.限制酶限制酶2和和3识别的序列都包含识别的序列都包含6个碱基对个碱基对C.限制性酶限制性酶1和酶和酶3剪出的黏性末端相同剪出的黏性末端相同D.能够识别和切割

34、能够识别和切割RNA分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2解析解析: :本题考查限制性核酸内切酶的识别序列及作用。不同的限制酶有不同的识别序本题考查限制性核酸内切酶的识别序列及作用。不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点列和切割位点, ,体现了酶具有专一性体现了酶具有专一性; ;限制酶限制酶2 2和限制酶和限制酶3 3识别的序列分别是识别的序列分别是CCGCGGCCGCGG和和GGATCC,GGATCC,均为均为6 6个碱基对个碱基对; ;限制酶限制酶1 1和限制酶和限制酶3 3剪出的黏性末端相同剪出的黏性末端相同, ,均为均为GATC;GATC;三种限制三

35、种限制酶均不能识别和切割酶均不能识别和切割RNARNA中核苷酸序列。中核苷酸序列。D题组一基因工程的工具及应用题组一基因工程的工具及应用题组二蛋白质工程与基因工程的区别题组二蛋白质工程与基因工程的区别3.(2014山东青岛二中测试山东青岛二中测试)基因工程与蛋白质工程的区别是基因工程与蛋白质工程的区别是()A.基因工程需对基因进行分子水平操作基因工程需对基因进行分子水平操作,蛋白质工程不对基因进行操作蛋白质工程不对基因进行操作B.基因工程合成的是天然的蛋白质基因工程合成的是天然的蛋白质,蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质C.基因工程是分子水平操作基

36、因工程是分子水平操作,蛋白质工程是细胞水平蛋白质工程是细胞水平(或性状水平或性状水平)D.基因工程完全不同于蛋白质工程基因工程完全不同于蛋白质工程解析解析: :蛋白质工程通过基因修饰或基因合成蛋白质工程通过基因修饰或基因合成, ,对现有蛋白质进行改造对现有蛋白质进行改造, ,或制造一种新或制造一种新的蛋白质的蛋白质, ,以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质是在基因工程的基础上以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质是在基因工程的基础上, ,延伸延伸出来的第二代基因工程。基因工程是指按照人们的愿望出来的第二代基因工程。基因工程是指按照人们的愿望, ,进行严格的设计进行严格的设计, ,并通过并通过体外

37、体外DNADNA重组和转基因等技术重组和转基因等技术, ,赋予生物以新的遗传性状赋予生物以新的遗传性状, ,从而创造出更符合人们需从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。要的新的生物类型和生物产品。B题组三基因工程的工具及步骤综合考查题组三基因工程的工具及步骤综合考查4.(2012浙江理综浙江理综)天然的玫瑰没有蓝色花天然的玫瑰没有蓝色花,这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B,而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰。现用基因工程技术培育蓝玫瑰,下列下列操作正确的是操作正确的是()A.

38、提取矮牵牛蓝色花的提取矮牵牛蓝色花的mRNA,经逆转录获得互补的经逆转录获得互补的DNA,再扩增基因再扩增基因BB.利用限制酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因利用限制酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC.利用利用DNA聚合酶将基因聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞与质粒连接后导入玫瑰细胞D.将基因将基因B直接导入大肠杆菌直接导入大肠杆菌,然后感染并转入玫瑰细胞然后感染并转入玫瑰细胞解析解析: :提取矮牵牛蓝色花的提取矮牵牛蓝色花的mRNA,mRNA,逆转录得到逆转录得到DNA,DNA,然后扩增然后扩增, ,可获得大量的基因可获得大量的基因B,AB,A正正确。从基因文库中获取目的基

39、因确。从基因文库中获取目的基因, ,只要根据目的基因的相关信息和基因文库中的信息只要根据目的基因的相关信息和基因文库中的信息进行筛选对比即可进行筛选对比即可, ,不需要用限制酶进行切割不需要用限制酶进行切割,B,B错误。目的基因与质粒的连接需要用错误。目的基因与质粒的连接需要用DNADNA连接酶连接酶, ,而不是而不是DNADNA聚合酶聚合酶,C,C错误。目的基因需要和运载体连接后形成重组质粒再错误。目的基因需要和运载体连接后形成重组质粒再导入导入, ,而且应该用农杆菌进行感染而且应该用农杆菌进行感染, ,而不是大肠杆菌而不是大肠杆菌,D,D错误。错误。A题组三基因工程的工具及步骤综合考查题组

40、三基因工程的工具及步骤综合考查5.(2014淮安调研淮安调研)下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg导入巴斯德导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料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请分析回答下列问题:资料资料1:巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌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能将甲醇作为其唯一碳源,此时此时AOX1基因受到诱导而表达基因受到诱导而表达5AOX1和和3AOX1(TT)分别是基因分别是基因AOX1的启动子和终止子的启动子和终止子。资料资料2:巴斯德毕赤

41、酵母菌体内无天然质巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒粒,所以科学家改造出了图所以科学家改造出了图1所示的所示的pPIC9K质粒用作载体质粒用作载体,其与目的基因形成的重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组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组生同源重组,将目的基因整合于染色体中将目的基因整合于染色体中以实现表达。以实现表达。注注: :图图1 1中中BglBgl、SacSac、SnaBSnaB、AvrAvr及其横线指示位置为限制酶及其横线指示位置为限制酶及其识别位点。及其识别位点。(1)如果要将如果要将HBsAg基因和基因和pPIC9K质粒重组质粒重组,应该在应该在HBsAg基因两侧的基因两侧的A和和B位置接上位置接上、限制酶识别序列限制酶识别序列,这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。 (2)酶切获取酶切获取HBsAg基因后基因后,需用需用 将其连接到将其连接到pPIC9K质粒上质粒上,