基因工程導(dǎo)學(xué)案

8專題五遺傳的分子基礎(chǔ)時(shí)間第二部分基因工程一、考綱要求：1基因工程的誕生（I）2基因工程的原理及技術(shù)（含技術(shù)）（II）3基因工程的應(yīng)用（I）4蛋白質(zhì)工程（I）二、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：翩梅」吸隹接誨A操作工具翩梅」吸隹接誨A操作工具1懶＞目腥因腕］牖知耕麟順1■席（甑程一蛋服工程*裔目腿因男詡躺I第雕序目犍因睡脂鞋J健蝴1應(yīng)用J典跳基蝴凰闞象基因結(jié)果可生產(chǎn)自蟒中沒(méi)削逼6度三、課本填空：【基因工程的概念】基因工程是指按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，通過(guò)體外重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類(lèi)型和生物產(chǎn)品?；蚬こ淌窃诜肿铀缴线M(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，又叫做重組技術(shù)?；蚬こ痰脑硎牵ㄒ唬┗蚬こ痰幕竟ぞ撸合拗泼?、連接酶、載體“分子手術(shù)刀”一一限制性核酸內(nèi)切酶（簡(jiǎn)稱為限制酶）（）來(lái)源：主要是從中分離純化出來(lái)的。（真核生物中也有，如：酵母菌）（）功能：能夠識(shí)別雙鏈分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的斷開(kāi)，因此具有專一性。大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由個(gè)核苷酸組成，少數(shù)也有、、個(gè)組成。（）結(jié)果:經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的片段末端通常有兩種形式:和。.分子縫合針”一一連接酶兩種連接酶（連接酶和連接酶）的比較：①相同點(diǎn)：都縫合磷酸二酯鍵。②不同點(diǎn)：-連接酶來(lái)源于大腸桿菌，只能將雙鏈片段互補(bǔ)的末端之間的磷酸二酯鍵連接起來(lái)；而連接酶來(lái)源于噬菌體，能縫合兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低。與聚合酶作用的異同聚合酶只能將單個(gè)核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。連接酶是連接兩個(gè)片段的末端，形成磷酸二酯鍵。.分子運(yùn)輸車(chē)”一一載體（）載體具備的條件：①能在受體細(xì)胞中，或整合到染色體上，隨染色體進(jìn)行同步復(fù)制。②具有一至多個(gè)，供外源片段插入。③具有，供重組的鑒定和選擇。（注意：標(biāo)記基因不一定都是抗性基因）（）最常用的載體是它是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的、獨(dú)立于細(xì)菌擬核之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈狀分子。（天然質(zhì)粒常需進(jìn)行人工改造）（）其它載體：、二）基因工程的基本操作程序：基因工程的操作程序主要包括四個(gè)步驟：、、、第一步：目的基因的獲取目的基因主要是指：編碼的結(jié)構(gòu)基因。也可以是一些具有。目的基因可以從已有的物種中分離出來(lái)，也可以用人工的方法合成。原核基因常采取直接分離獲得，真核基因常采用人工合成。3目目前常用的獲取目的基因的方法有以下幾種：⑴從基因文庫(kù)中獲取目的基因：基因文庫(kù)分為文庫(kù)（含一種生物的所有基因）和文庫(kù)（含一種生物的一部分基因，如：文庫(kù)）⑵技術(shù)擴(kuò)增目的基因①原理：②過(guò)程：第一步：加熱至?5解鏈；（高溫變性）第二步：冷卻到?0,引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈；（低溫退火）第三步：加熱至?5,熱穩(wěn)定^"聚合酶從引物起始互補(bǔ)鏈的合成。(室溫延伸)⑶此外，如果基因比較小，核苷酸序列又已知，也可以通過(guò)合成儀用方法直接人工合成。第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建1目.的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳至下一代,使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。組成：五部分()啟動(dòng)子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的片段，位于基因的首端，是識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。()終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的片段，位于基因的尾端。使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止下來(lái)。()標(biāo)記基因的作用：是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)。常用的標(biāo)記基因是抗生素抗性基因。第三步：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞轉(zhuǎn)化的概念:是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程。2常.用的轉(zhuǎn)化方法：⑴將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：采用最多的方法是,其次還有和等。①農(nóng)桿菌在自然條件下感染雙子葉植物和裸子植物，對(duì)大多數(shù)單子葉植物沒(méi)有感染能力,如：不能感染玉米、小麥、水稻等單子葉植物。②當(dāng)植物體受到損傷時(shí)，傷口處的細(xì)胞分泌,吸引土壤農(nóng)桿菌。③農(nóng)桿菌中的質(zhì)粒上可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞染色體的上，因此通過(guò)轉(zhuǎn)化作用，目的基因就可以進(jìn)入植物細(xì)胞，并整合到染色體上。⑵將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞：最常用的方法是。此方法的受體細(xì)胞多是。⑶將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：原核生物作為受體細(xì)胞的原因是繁殖、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì),最常用的原核細(xì)胞是大腸桿菌，其轉(zhuǎn)化方法是：先用處理細(xì)胞，使其成為細(xì)胞，再將重組表達(dá)載體分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收分子，完成過(guò)程。第四步：目的基因的檢測(cè)和表達(dá)首先要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的染色體上是否插入了目的基因，方法是采用技術(shù)。其次還要檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了N方法是采用技術(shù)（即用標(biāo)記的目的基因作探針與雜交，如果顯示出雜交帶，就表明目的基因轉(zhuǎn)錄出Y）方最后檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是。（即從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原抗體雜交）。除了上述的分子檢測(cè)外，有時(shí)還需進(jìn)行水平的鑒定。（如轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植物是否出現(xiàn)抗蟲(chóng)性狀，需要做實(shí)驗(yàn)）。（三）基因工程的應(yīng)用1其植物基因工程：抗蟲(chóng)、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。2動(dòng)其物基因工程：提高動(dòng)物生長(zhǎng)速度、改善畜產(chǎn)品品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物（如：乳

腺生物反應(yīng)器）、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體。3基其因工程的藥物異軍突起：抗體、疫苗、激素、淋巴因子等4基其因治療：把正常的外源基因?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用。注意：口基因治療并非把健康的外源基因?qū)牖颊叩乃屑?xì)胞中，而只是導(dǎo)入某些功能細(xì)胞中，且是體細(xì)胞。②基因治療分為體內(nèi)基因治療和體外基因治療。（四）蛋白質(zhì)工程的概念蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過(guò)—，對(duì)進(jìn)行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類(lèi)的生產(chǎn)和生活的需求。（因此蛋白質(zhì)工程又稱為第二代基因工程）2基其因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)工程可以生產(chǎn)出自然界中不存在的蛋白質(zhì)。3其蛋白質(zhì)工程的基本途徑：從出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的，推測(cè)應(yīng)有的序列，找到相應(yīng)的（基因）如下圖：舉例:如，速效型胰島素的生產(chǎn)四、經(jīng)典高考：

．（201年7北京卷，5）為了增加菊花花色類(lèi)型，研究者從其他植物中克隆出花色基因（圖1），擬將其與質(zhì)粒（圖2）重組，再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花中。MlMl下列操作與§MlMlA用限制B用含在培養(yǎng)D用分子.（年＞丁質(zhì)水解?；卮鹣铝?。（）在進(jìn)行選用老Di，能力。攵葉而不4,提取險(xiǎn)，能力。攵葉而不4,提取險(xiǎn)?"一|7（）以為材料可以獲得，其原理是（3）若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，原因是,,,,,,,,,,,（4）當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí)，（,答,出,兩,點(diǎn),即,可,）。,,,,,連接酶催化形成的化學(xué)鍵是（5）若獲得的轉(zhuǎn)基因植株（幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中）抗真菌病的能力沒(méi)有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是,,,,,,,,,,,,,,。,,.（年新課標(biāo)I（,答,出,兩,點(diǎn),即,可,）。,,,,,連接酶催化形成的化學(xué)鍵是原核生物沒(méi)有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的序列的機(jī)制。已知在人體中基因（有內(nèi)含子）可以表達(dá)出某種特定蛋白（簡(jiǎn)稱蛋白）。回答下列問(wèn)題：（）某同學(xué)從人的基因組文庫(kù)中獲得Y基因A以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A其原因是。（）若用家蠶作為表達(dá)基因的受體，在噬菌體和昆蟲(chóng)病毒兩種載體中，不選用,,,,,,,,,,,作,為,載,體,，,其,原,因,是,,,,,,,,,,,。,,,,,,,

（）若要高效地獲得蛋白A可選用大腸桿菌作為受體。因?yàn)榕c家蠶相比，大腸桿菌具有（_答_出_兩_點(diǎn)_即_可_）_等優(yōu)點(diǎn)。（）若要檢測(cè)基因是否翻譯出蛋白A可用的檢測(cè)物質(zhì)是（填“蛋白的基因”或“蛋白的抗體O。（）艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)，也可以說(shuō)是基因工程的先導(dǎo)，如果說(shuō)他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是。.（年新課標(biāo)m卷，）編碼蛋白甲的序列（序列甲）由、、、、五個(gè)片段組成，編碼蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段組成，如圖1所示?；卮鹣?（）現(xiàn)翻（）某聚用「A「BBlDlE（）現(xiàn)也應(yīng)基囚_L用「A「BBlDlE淋巴細(xì)胞增殖的作用，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：將一定量的含淋巴細(xì)胞的培養(yǎng)液平均分成四組，其中三組分別加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一組作為對(duì)照，培養(yǎng)并定期檢測(cè)淋巴細(xì)胞濃度，結(jié)果如圖2①由圖可知，當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到時(shí)，添加蛋白乙的培養(yǎng)液中淋巴細(xì)胞濃度不再增力口，此時(shí)若要使淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖，可采用的方法是_細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，培養(yǎng)箱中通常要維持一定的濃度，的作用是培22②僅根據(jù)圖、圖可知，上述甲、乙、丙三種蛋白中，若缺少（填培培“”"”"”或“”）片段所編碼的肽段，則會(huì)降低其刺激淋巴細(xì)胞增殖的效果。基因工程經(jīng)典高考題答案、（）嫩葉組織細(xì)胞易破碎防止降解（）在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則可以合成（3）目的基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn)；目的基因無(wú)表達(dá)所需啟動(dòng)子（4）磷酸二酯鍵（5）