高中總復(fù)習(xí)第一輪生物基因結(jié)構(gòu)與基因工程教育匯

1、二、基因結(jié)構(gòu)與基因工程鞏固:夯實(shí)基礎(chǔ)1.基因結(jié)構(gòu)2.人類基因組研究3.基因工程的基本內(nèi)容理解:要點(diǎn)詮釋考點(diǎn)一基因的結(jié)構(gòu)1.原核基因與真核基因結(jié)構(gòu)（1）原核基因的結(jié)構(gòu)（2）真核基因的結(jié)構(gòu)2.真、原核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的比較 相同點(diǎn)：均有編碼區(qū)和起調(diào)控作用的非編碼區(qū)。 不同點(diǎn)：原核細(xì)胞的基因中編碼區(qū)是連續(xù)的，無外顯子和內(nèi)含子之分；真核細(xì)胞的基因中編碼區(qū)是不連續(xù)的，分為能編碼蛋白質(zhì)的外顯子和不能編碼蛋白質(zhì)的內(nèi)含子。鏈接·聚焦 在真核生物中，DNA、mRNA的堿基數(shù)及蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)之間631的數(shù)量關(guān)系中，DNA片段的堿基數(shù)其實(shí)是該基因片段中外顯子所含堿基數(shù)目?？键c(diǎn)二基因工程1.基因工程的概念基因

2、工程的別名基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切拼接導(dǎo)入表達(dá)結(jié)果人類需要的基因產(chǎn)物2.提取目的基因的方法 （1）直接分離基因（鳥槍法） 過程：供體細(xì)胞中的DNADNA片段受體細(xì)胞DNA片段擴(kuò)增找出目的基因分離目的基因。 優(yōu)點(diǎn)：操作簡便。 缺點(diǎn)：工作量大，具有一定的盲目性。 （2）人工合成基因 a.反轉(zhuǎn)錄法 過程：目的基因的mRNA單鏈DNA雙鏈DNA（目的基因）。 優(yōu)點(diǎn)：專一性強(qiáng)，目的基因不含有內(nèi)含子。 缺點(diǎn)：操作過程麻煩，mRNA生存時(shí)間短，技術(shù)要求高。 b.直接合成法 過程：蛋白質(zhì)的氨基酸序列mRNA的核苷酸序列結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列目的基

3、因。 優(yōu)點(diǎn)：專一性強(qiáng)，目的基因不含有內(nèi)含子，可合成自然界不存在的新基因。 缺點(diǎn)：對于許多復(fù)雜的、尚不知道核苷酸序列的基因不能用此法合成。3.核酸分子雜交法(即DNA探針法) 該方法是根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，把互補(bǔ)的雙鏈DNA解開，把單鏈的DNA小片段用同位素、熒光分子或化學(xué)發(fā)光催化劑等進(jìn)行標(biāo)記，之后同被檢測的DNA中的同源互補(bǔ)序列雜交，從而檢出所要查明的DNA或基因。 具體步驟：抽取病人的組織或體液作為化驗(yàn)樣品；將樣品中的DNA分離出來；用化學(xué)法或熱處理法使樣品DNA解旋；將事先制作好的DNA探針引入到化驗(yàn)樣品中。這些已知的經(jīng)過標(biāo)記的探針能夠在化驗(yàn)樣品中找到互補(bǔ)鏈，并與之結(jié)合(雜交)在一起，找不

4、到互補(bǔ)鏈的DNA探針，則可以被洗脫。這樣通過遺留在樣品中的標(biāo)記過的DNA探針，進(jìn)行基因分析，就能檢出病人所得的病。難點(diǎn)基因 基因的染色體學(xué)說將基因看作染色體上線性排列的單位，這個(gè)觀點(diǎn)被形象地稱為念珠學(xué)說。這個(gè)學(xué)說有以下四個(gè)要點(diǎn)： （1）基因是最小的結(jié)構(gòu)單位。也就是說，染色體交換只能發(fā)生在基因之間，而不能發(fā)生在同一個(gè)基因之內(nèi)。 （2）基因是最小的突變單位?；蚩梢杂梢环N等位形式突變?yōu)榱硪环N等位形式，但基因內(nèi)部沒有可以再突變的更小單位。 （3）基因是最小的作用單位。能夠產(chǎn)生特定的表現(xiàn)型效應(yīng)，基因的一部分（如果有的話）不能產(chǎn)生表現(xiàn)型效應(yīng)。 （4）染色體是基因的載體。正是因?yàn)槿旧w的存在，等位基因才會(huì)

5、表現(xiàn)出有規(guī)律地分離，非等位基因表現(xiàn)出重組。疑點(diǎn)一“鳥槍法”為什么不適合用于獲取真核生物細(xì)胞中的基因？ 真核細(xì)胞的基因編碼區(qū)含不能表達(dá)的內(nèi)含子，因此，不能直接用于基因的擴(kuò)增和表達(dá)。獲取真核細(xì)胞中目的基因時(shí)，一般用人工合成的方法。疑點(diǎn)二“非編碼區(qū)”“非編碼系列”的區(qū)別 基因包括編碼區(qū)和非編碼區(qū)，非編碼系列包括非編碼區(qū)和在編碼區(qū)中不能編碼蛋白質(zhì)的序列（如真核基因的內(nèi)含子）。誘思：實(shí)例點(diǎn)撥【例1】原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)和真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的不同之處是( )A.原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)沒有編碼區(qū)B.原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)沒有調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列C.原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)沒有RNA聚合酶的結(jié)合點(diǎn)D.原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)

6、中沒有外顯子和內(nèi)含子解析：原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)包括非編碼區(qū)和編碼區(qū)；真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)包括非編碼區(qū)和編碼區(qū)，編碼區(qū)又包括外顯子和內(nèi)含子。答案：D講評：本題考查原核基因和真核基因結(jié)構(gòu)的知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生對編碼區(qū)和非編碼區(qū)、內(nèi)含子和外含子等相近、相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)加以區(qū)分，并找出內(nèi)在聯(lián)系?！纠?】（經(jīng)典回放）下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是（ ）A.基因工程經(jīng)常以抗菌素抗性基因?yàn)槟康幕駼.細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的運(yùn)載體C.通常用一種限制性內(nèi)切酶處理含目的基因的DNA，用另一種處理運(yùn)載體DNAD.為育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時(shí)只能以受精卵為受體解析：基因工程是按照人們的意愿，把一種生物的基因

7、復(fù)制出來，加以修飾改造，然后導(dǎo)入另一種生物的細(xì)胞里定向地改造生物的遺傳性狀。在實(shí)際操作中一定要注意用同一種限制性內(nèi)切酶來處理目的基因DNA和運(yùn)載體基因DNA，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端。答案：B講評：基因工程的內(nèi)容包括“三工具”“四步驟”?！叭ぞ摺卑ㄏ拗菩詢?nèi)切酶、DNA連接酶、運(yùn)載體，“四步驟”是提取目的基因、目的基因與運(yùn)載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測和表達(dá)?！纠?】基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的。在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的是( )A.人工合成目的基因 B.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合C.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 D.目的基因的檢測和表達(dá)解析：基因工程操

8、作過程中，人工合成目的基因的方法有兩種，反轉(zhuǎn)錄法中的反轉(zhuǎn)錄成單鏈DNA與合成雙鏈DNA的過程都需要堿基互補(bǔ)配對，直接合成法最后合成DNA時(shí)需要人為進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對；目的基因與運(yùn)載體結(jié)合過程涉及兩個(gè)黏性末端上堿基互補(bǔ)配對；目的基因的表達(dá)涉及轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程，都有堿基互補(bǔ)配對的過程。答案：C講評：本題將基因工程的四大步驟與中心法則聯(lián)系在一起，中心法則中的各生理過程都遵循堿基互補(bǔ)配對原則?！纠?】在1990年，醫(yī)生對一位因缺乏腺苷脫氨酶基因而患先天性體液免疫缺陷病的美國女孩進(jìn)行治療。采用的方法是首先將患者的白細(xì)胞取出作體外培養(yǎng)，然后用某種病毒將正常腺苷脫氨酶基因轉(zhuǎn)入人工培養(yǎng)的白細(xì)胞中，再將這些轉(zhuǎn)基

9、因白細(xì)胞回輸?shù)交颊叩捏w內(nèi)，經(jīng)過多次治療，患者的免疫功能趨于正常。 (1)該病治療運(yùn)用了基因工程技術(shù)，在這個(gè)實(shí)例中運(yùn)載體是_，目的基因是_，目的基因的受體細(xì)胞是_。 (2)將轉(zhuǎn)基因白細(xì)胞多次回輸?shù)交颊唧w內(nèi)后，免疫能力趨于正常是由于產(chǎn)生了_，產(chǎn)生這種物質(zhì)的兩個(gè)基本步驟是_和_。 (3)人的腺苷脫氨酶基因與胰島素基因相比，其主要差別是_；與大腸桿菌基因相比，其主要特點(diǎn)是_。 (4)該病的治療方法屬于基因工程運(yùn)用中的_，這種治療方法的原理是_。解析：本題以一個(gè)實(shí)際生活問題為線索,全方位地考查了基因工程。基因工程的運(yùn)載體是病毒，目的基因是腺苷脫氨酶基因,受體細(xì)胞是白細(xì)胞,將轉(zhuǎn)基因白細(xì)胞輸入患者體內(nèi),目的基因會(huì)得到表達(dá),產(chǎn)生相應(yīng)的抗體,從而使患者免疫力恢復(fù)正常。其治療的原理是用正常的外源基因?qū)氲接腥毕莸募?xì)胞中，并使之表達(dá)，達(dá)到基因治療的目的。人的腺苷脫氨酶基因與胰島素基因相比,其差別是堿基排列順序的不同,與大腸桿菌的區(qū)別是考查了真核生物和原核生物基因結(jié)構(gòu)的不同。答案：(1)某種病毒 腺苷脫氨酶基因 白細(xì)胞(2)腺苷脫氨酶(或抗體) 轉(zhuǎn)錄 翻譯 (3)脫氧核苷酸排列順序不同(或遺傳信息不同或堿基的數(shù)目和排列