2025届高三生物二轮复习课件微专题基因工程长句表达

基因工程长句表述 汇报人： 课前背诵 1.限制酶主要来源于 ， （能/不能）切割自身DNA，原因是： 。 2.限制酶切割产生的黏性末端最好用 连接；产生的平末端最好用 连接. 3.使用限制酶获取目的基因，需要 个切口，断开 个磷酸二酯键，产生 个游离的磷酸基团，需要 水分子的数量为 个。 3.基因表达载体组件中的 是 识别和结合的部位，是转录的起点。 4.农杆菌转化法是利用土壤农杆菌侵染植物细胞，然后将 整合到受体植物细胞的染色体DNA上。 5.PCR技术 （“需要”或“不需要”）额外加入ATP， 原因是 。 6.选择培养基对___________有抑制作用，抗原抗体杂交的目的_____________________ 7. 标记基因的作用 原核生物 不能 原核生物DNA分子中不存在该酶的识别序列或识别序列已被修饰 E.coliDNA连接酶 T 4DNA连接酶 2 4 4 消耗 4 启动子 RNA聚合酶 T-DNA 不需要 PCR技术中加入的dNTP既可以提供能量，又可以提供原料 目录 01 基因工程的步骤 02 限制酶的选择 1.基因工程的基本工具 ① 限制性核酸内切酶: 识别特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子 ②DNA连接酶:ECOil.DNA连接酶只能连接黏性末端 T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端 ③ 载体:需具备的条件包括: a.能在细胞内自我复制，或整合到受体DNA上。 b.有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入其中 c.具有标记基因，以便对目的基因进行检测。 目的基因的筛选与获取 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 2.基因工程的基本操作步骤 让基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代; 使目的基因能够表达和发挥作用 3.将目的基因导入受体细胞的方法 种类项目 　　 植物细胞 动物细胞 微生物细胞 常用方法 农杆菌转化法、花粉管通道法 显微注射法 Ca2＋处理法 受体细胞 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞 转化过程 目的基因插入Ti质粒的T­DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA中→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→能吸收周围环境中DNA分子的生理状态细胞（感受态）→基因表达载体导入细胞中 能发育成完整个体 繁殖快、单细胞、遗传物质少 ①检测目的基因是否导入 如：检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因 ——通过PCR等技术检测 提取DNA PCR操作 是否扩增出目的基因 M：marker；1-阳性质粒；2：原始品系；3-9转Bt品系； 电泳操作 害虫死亡 抗虫棉 PCR琼脂糖凝胶电泳检测结果 （1）分子水平检测 ②检测目的基因是否转录 如：检测Bt基因是否翻译出mRNA ——通过PCR等技术检测 ③检测目的基因是否翻译 苏云金芽孢杆菌 提取 Bt毒蛋白 注射小鼠体内 抗体 标记抗体 提取蛋白 电泳分离 抗原 抗体 杂交 ——通过抗原-抗体杂交检测 （1）分子水平检测 转基因生物 鉴定方法 成功标志 抗虫植物 抗病毒（菌）植物 抗盐植物 抗除草剂植物 获取目的基因产物的转基因生物 饲喂害虫（抗虫接种实验） 害虫死亡 病毒（菌）接种实验 未染病 盐水浇灌 正常生长 喷洒除草剂 正常生长 提取细胞产物与天然产品进行功能活性比较 功能、活性正常 （2）个体水平检测 2.质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因),利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞，方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　表达载体含有启动子,启动子是指　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 2.将待筛选的宿主细胞接种到含该抗生素的培养基中,能够生长的是含有质粒载体的宿主细胞　  RNA聚合酶识别、结合的部位，启动转录的DNA片段　　　　 一、基因工程的基本操作程序 3.PCR技术可用于临床的病原菌检测。为检测病人是否感染了某种病原菌,医生进行了相关操作:①分析PCR扩增结果;②从病人组织样本中提取DNA;③利用PCR扩增DNA片段;④采集病人组织样本。回答下列问题: (1) PCR反应中退火的结果是　　  (2) PCR(多聚酶链式反应)技术是指　　　　　　　　　　　　　　　 该技术目前被广泛地应用于疾病诊断等方面。  4.基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是　　 　。  5.博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外,还证明了 　　　　　　　(答出两点即可)。  体外重组的质粒可以进入受体细胞;真核生物基因可在原核细胞中表达 一、基因工程的基本操作程序 引物通过碱基互补配对与单链DNA结合 在生物体外大量快速扩增特定DNA片段的技术 Taq酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活      6.已知用CaCl2处理细菌,会改变其某些生理状态。取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作,使重组质粒进入农杆菌,完成转化实验。在离心管中加入液体培养基,置于摇床慢速培养一段时间,其目的是_____________________________________________　从而表达卡那霉素抗性基因,并大量增殖。  7.真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题: (1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是　 (2)若用家蚕作为表达基因A的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用噬菌体作为载体,其原因是 　　　　　　　　　 (3)若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比,大肠杆菌具有　　　　　　　　　　　(答出两点即可)等优点。 (4)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献,也可以说是基因工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是　               噬菌体的宿主是细菌,而不是家蚕 一、基因工程的基本操作程序 　 DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体 使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态 基因A有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除,无法表达出蛋白A　 繁殖快、容易培养    8.几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内,可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题: (1)在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料,原因是　　　　　　　　　　　。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是　　　　　　　　　　　　 (2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是           (3)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是　　　　　　　　　　 (答出两点即可)。  (4)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是　　　　　　　　　　　　　 一、基因工程的基本操作程序 嫩叶组织细胞易破碎 防止RNA降解 在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA 目的基因无复制原点;目的基因无表达所需启动子 目的基因的转录或翻译异常 　9.分别将含M、N基因（目的基因）的重组质粒和酵母表达载体同时进行双酶切处理,然后利用DNA连接酶连接,将得到的重组表达载体转化大肠杆菌。用PCR快速验证重组转化是否成功。此反应可以用大肠杆菌悬液当模板的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　 10.对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒,通常需进一步通过基因测序确认,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　  热变性使大肠杆菌细胞破裂,DNA流出 电泳只能测定DNA长度,不能确定碱基序列是否产生突变 一、基因工程的基本操作程序 13.蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂(NaPI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(StPin1A)的基因单独或共同转化棉花,获得了转基因植株。(1)蛋白酶抑制剂的抗虫机制是            　  (2)　　　　　　　　　是实施基因工程的核心。  (3)利用农杆菌转化法时,必须将目的基因插入质粒的T-DNA上,此方法的不足之处是　　　　　　　　　　　　　　 该方法一般不适用于单子叶植物 抑制害虫胰蛋白酶活性,从而使害虫不能正常消化食物达到抗虫的目的 基因表达载体的构建　 　昆虫在胰蛋白酶抑制剂的选择下,抗性基因频率逐渐提高,从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力;昆虫的胰蛋白酶基因发生突变,原有的胰蛋白酶抑制剂不能发挥作用 (4)基因突变可产生新的等位基因,在自然选择的作用下,昆虫种群的基因频率会发生定向改变,导致昆虫朝着一定的方向不断进化。据此推测,被蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后,某些昆虫具有了抗蛋白酶抑制剂的能力,其分子机制可能是　　　　　　　　(写出两点即可)。 思考：能否Sma Ⅰ选择限制酶，为什么？ 能否只用选择限制酶PstⅠ，为什么？ 能否只用选择限制酶EcoRI，为什么？ 不能选 不能选 不能选 二、限制酶的选择 (1)根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类 不能破坏目的基因（切割位点不能位于目的基因内部），如图甲不能选择Sma Ⅰ。 应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，且在质粒上也存在该切点或同尾酶切点。如图甲可选择PstⅠ。 尽量使用双酶切（为避免目的基因和质粒的自身环化和反向连接）(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点)。 避免无效切割（切割点内含另一种酶的切割点） 二、限制酶的选择 EcoRI和BamHI均可以切割目的基因的左侧，但最终留在目的基因上的是EcoRI的黏性末端，BamHI就属于无效切割 能选择EcoRI和BamHI? 二、限制酶的选择 (2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 因其位于标记基因中， 不宜选择 其切割位点不在启动子与终止子之间， 不宜选择 其会破坏启动子，不宜选择 其会破坏终止子，不宜选择 其位于启动子、 终止子之间， 宜选择 复制原点被破坏后，目的基因不 能在受体细胞中复制，不宜选择 切点应该位于启动子下游、终止子上游 不破坏质粒完整性（即不能同时有一种限制酶的多个切点） 不破坏质粒上的关键因子 双酶切点间尽量靠近，不丢失重要序列 二、限制酶的选择 (3)农杆菌转化法中，酶切点应该位于Ti质粒的T-DNA内部。 如下图中甲、乙、丁的Ti质粒均不宜选取，而丙的Ti质粒宜选取(设切割目的基因的限制酶为XbaⅠ和SacⅠ)。 二、限制酶的选择 二、限制酶的选择 1.1.美西螈具有很强的再生能力。研究表明,美西螈的巨噬细胞在断肢再生的早期起重要作用。为研究巨噬细胞的作用机制,科研人员制备了抗巨噬细胞表面标志蛋白CD14的单克隆抗体,具体方法如下。回答下列问题: 载体和CD14片段的酶切位点及相应的酶切序列如图1所示。用XhoⅠ和SalⅠ分别酶切CD14和载体后连接,CD14接入载体时会形成正向连接和反向连接的两种重组DNA。可进一步用这两种限制酶对CD14的连接方向进行鉴定,理由是 避免质粒自身环化,防止目的基因反向连接到质粒上　 11.(1)质粒载体上有限制酶a、b、c的酶切位点,限制酶的切割位点如图所示。构建重组质粒时,与用酶a单酶切相比,用酶a和酶b双酶切的优点体现在__________　　　　　　　　　　(答出2点即可)。  (2)将重组质粒转入大肠杆菌前,通常先将受体细胞处理成感受态,感受态细胞的特点是__________若要验证转化的大肠杆菌中含有重组质粒,简要的实验思路和预期结果是__________　                 。 二、限制酶的选择 避免质粒自身环化,防止目的基因反向连接到质粒上　(2)能吸收周围环境中的DNA分子　根据目的基因的序列设计特异性引物,提取大肠杆菌的DNA进行PCR,将扩增产物进行电泳,若出现特异性条带,说明含有重组质粒　 12.将天然Ti质粒改造成含有Vir基因的辅助质粒(辅助T-DNA转移)和不含有Vir基因、含有T-DNA的穿梭质粒,共同转入农杆菌,可提高转化效率。细菌和棉花对密码子偏好不同,为提高翻译效率,增强棉花抗病虫害能力,进行如下操作。回答下列问题。注:F1~F3,R1~R3表示引物;T-DNA-LB表示左边界;T-DNA-RB表示右边界;Ori表示复制原点;KanR表示卡那霉素抗性基因;HygBR表示潮霉素B抗性基因。(1)从苏云金杆菌提取DNA时,需加入蛋白酶,其作用是　　            　　。提取过程中加入体积分数为95%的预冷酒精,其目的是　　　　　　　　　　　　　。 (2)穿梭质粒中p35s为启动子,其作用是　　　　,驱动目的基因转录;插入两个p35s启动子,其目的可能是　　　            　　　　　   使蛋白质水解　使蛋白质等溶解在酒精中,DNA不溶于酒精而析出　(2)RNA聚合酶识别并结合的部位　使目的基因在植物细胞中高效表达(保证目的基因的高水平表达) 14.口服α­干扰素在慢性乙肝、丙肝及部分肿瘤的治疗中有一定疗效。如图1为科研人员制备能合成干扰素的人参愈伤组织细胞的流程。请回答下列问题：  图1(1)步骤①中，利用PCR技术扩增干扰素基因时，设计引物序列的主要依据是_________________________________________________由于DNA复制时，子链只能由5′向3′方向延伸，因此可以从图2 A、B、C、D四种单链DNA片段中选取________作为引物。  图2(2)步骤②用到的农杆菌Ti质粒的功能是___________________。图1过程涉及的生物工程包括植物基因工程和________，后者利用了细胞________的原理。(3)如果将干扰素基因导入哺乳动物的受精卵，早期胚胎培养至________阶段，然后进行胚胎移植，可从转基因动物分泌的乳汁中获得干扰素，人们把这种转基因动物称为________。(4)干扰素体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在－70 ℃条件下保存半年，给广大患者带来福音。对蛋白质进行改造，应该直接对________进行操作。原因是__________________(答出2点即可)。答案  　(1)干扰素基因两端的部分核苷酸序列　B、C　(2)将目的基因整合到受体细胞染色体DNA上　植物细胞工程　增殖　(3)桑葚胚或囊胚　乳房生物反应器(或乳腺生物反应器)　(4)基因　蛋白质都是由基因编码的，改造了基因也就是对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传下去；对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作，难度要小得多 $$