(紅對勾)2016屆高三生物第一輪復(fù)習(xí)-專題1-基因工程課件-新人教版選修3

選修3專題1基因工程【知識梳理】一、基因工程的概念及優(yōu)點(diǎn)1.概念：按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外________和_______等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的___________________。2.優(yōu)點(diǎn)：(1)與雜交育種相比：克服了_______________的障礙。(2)與誘變育種相比：_____改造生物的遺傳性狀。DNA重組轉(zhuǎn)基因生物類型和生物產(chǎn)品遠(yuǎn)緣雜交不親和定向二、基因工程的工具1.限制性核酸內(nèi)切酶：(1)簡稱：_______。(2)來源：主要從_____生物中分離純化出來。(3)特點(diǎn)：_____雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的___________斷開。(4)結(jié)果：產(chǎn)生_________或平末端。限制酶原核識別磷酸二酯鍵黏性末端2.DNA連接酶：(1)類型：根據(jù)酶的來源不同，可分為E·coliDNA連接酶和___________。(2)作用：連接雙鏈DNA片段，恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的___________。T4DNA連接酶磷酸二酯鍵3.載體：(1)種類：質(zhì)粒、λ噬菌體的衍生物、___________等。(2)質(zhì)粒。①化學(xué)本質(zhì)：小型雙鏈環(huán)狀____分子。②特點(diǎn)能_________有___________限制酶切割位點(diǎn)有特殊的_________動植物病毒DNA自我復(fù)制一個至多個標(biāo)記基因三、基因工程的基本操作程序1.目的基因的獲?。?1)目的基因：主要是指編碼蛋白質(zhì)的_____。(2)三種獲取方法：從_________中獲取目的基因利用________擴(kuò)增目的基因通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成基因基因文庫PCR技術(shù)2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心：(1)目的。①使目的基因在_________中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代。②使目的基因能夠_____和發(fā)揮作用。(2)組成：_______+目的基因+_______+標(biāo)記基因(如抗生素抗性基因)受體細(xì)胞表達(dá)啟動子終止子3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(連線)：4.目的基因的檢測與鑒定：類型步驟檢測內(nèi)容方法分子檢測第一步轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了_________DNA分子雜交技術(shù)(DNA和DNA之間)第二步目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了_____分子雜交技術(shù)(DNA和mRNA之間)第三步目的基因是否翻譯成_______抗原—抗體雜交技術(shù)個體生物學(xué)水平鑒定抗蟲或抗病接種實(shí)驗(yàn)，以確定是否有抗性以及抗性的程度目的基因mRNA蛋白質(zhì)四、基因工程的應(yīng)用1.植物基因工程：主要用于提高農(nóng)作物的_________，以及改良_____________和利用植物_________等方面。2.動物基因工程：主要應(yīng)用于動物品種改良、建立___________、_________等方面。3.基因工程藥物：來源于轉(zhuǎn)基因的_______。4.基因治療：把_________導(dǎo)入病人體內(nèi)，使該基因的_________發(fā)揮功能?？鼓婺芰r(nóng)作物的品質(zhì)生產(chǎn)藥物生物反應(yīng)器器官移植工程菌正?；虮磉_(dá)產(chǎn)物五、蛋白質(zhì)工程1.流程圖：寫出流程圖中字母代表的含義：A._____，B._____，C._________，D._______，E._________。2.結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出___________。3.應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對___________進(jìn)行改造，改良生物性狀。轉(zhuǎn)錄翻譯分子設(shè)計(jì)多肽鏈預(yù)期功能新的蛋白質(zhì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)【速記卡片】1.基因工程的基本工具：(1)兩種工具酶：限制酶、DNA連接酶。(2)一種運(yùn)輸工具：載體。2.載體的種類和條件：(1)常見三種類型：質(zhì)粒、λ噬菌體的衍生物、動植物病毒。(2)四條件：能夠自我復(fù)制、有多個限制酶切割位點(diǎn)、具有標(biāo)記基因、對受體細(xì)胞無傷害。3.基因工程的基本操作程序的四個主要步驟：目的基因的獲取→基因表達(dá)載體的構(gòu)建→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定。4.目的基因的獲取與檢測：(1)三種獲取方法：基因文庫直接獲得、PCR擴(kuò)增、人工合成。(2)四種檢測方法：DNA分子雜交、DNA-mRNA分子雜交、抗原-抗體雜交、個體生物學(xué)水平的抗性檢測?？键c(diǎn)一基因工程的工具1.與DNA有關(guān)的四種酶：比較項(xiàng)目限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脫氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵堿基對間的氫鍵形成產(chǎn)物黏性末端或平末端形成重組DNA分子新的DNA分子形成單鏈DNA2.限制酶：(1)識別序列的特點(diǎn)：呈現(xiàn)堿基互補(bǔ)對稱，無論是奇數(shù)個堿基還是偶數(shù)個堿基，都可以找到一條中心軸線，如，以中心線為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對稱；以為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對稱。(2)切割后末端的種類：3.限制酶和DNA連接酶的關(guān)系：(1)限制酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵。(2)限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。(3)DNA連接酶起作用時，不需要模板。4.載體：(1)條件與目的：條件目的穩(wěn)定并能復(fù)制目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴(kuò)大有一個至多個限制酶切割位點(diǎn)可攜帶多個或多種外源基因具有特殊的標(biāo)記基因便于重組DNA的鑒定和選擇(2)作用。①作為運(yùn)載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞內(nèi)。②利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制?！咎岱旨挤ā肯拗泼傅倪x擇技巧(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切割位點(diǎn)確定限制酶的種類。①應(yīng)選擇切割位點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇PstⅠ。②不能選擇切割位點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇SmaⅠ。③為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切割位點(diǎn))。(2)根據(jù)質(zhì)粒的特點(diǎn)確定限制酶的種類。①所選限制酶要與切割目的基因的限制酶一致，以確保產(chǎn)生相同的黏性末端。②質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因等，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中限制酶SmaⅠ會破壞標(biāo)記基因；如果所選酶的切割位點(diǎn)不是一個，則切割重組后可能丟失某些片段，若丟失的片段含復(fù)制起點(diǎn)區(qū)，則切割重組后的片段進(jìn)入受體細(xì)胞后不能自主復(fù)制?！究碱}回訪】1.(2015·濟(jì)南模擬)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題：(1)限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有

和

。(2)質(zhì)粒載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如下：AATTC……G

G……CTTAA為使載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是

。(3)按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即

DNA連接酶和

DNA連接酶?！窘馕觥?1)當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時，產(chǎn)生的是黏性末端，而當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線處切開時，產(chǎn)生的則是平末端。(2)為使載體與目的基因相連，不同的限制酶應(yīng)切割出相同的黏性末端，它們必須要能識別相同的核苷酸序列，并且使每條鏈中相同的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。(3)根據(jù)酶的來源不同，DNA連接酶分為兩類：一類是從大腸桿菌中分離得到的，稱為E·coliDNA連接酶；另一類是從T4噬菌體中分離出來的，稱為T4DNA連接酶。答案：(1)黏性末端平末端(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的黏性末端相同(3)大腸桿菌(E·coli)

T4【知識總結(jié)】對限制酶切割位點(diǎn)的兩點(diǎn)要求(1)位置要求：限制酶切割位點(diǎn)所處的位置必須在標(biāo)記基因外，從而保證標(biāo)記基因的完整性。(2)數(shù)量要求：選擇限制酶切割目的基因時，被選擇的限制酶在目的基因的兩側(cè)都要有識別序列，這樣切割出來的目的基因才能與質(zhì)粒結(jié)合。2.(2015·銅仁模擬)chlL基因是藍(lán)藻DNA上控制葉綠素合成的基因，為研究該基因?qū)θ~綠素合成的控制，需要構(gòu)建該種生物缺失chlL基因的變異株細(xì)胞。技術(shù)路線如圖甲所示，請據(jù)圖分析回答：(1)與真菌相比較，藍(lán)藻在結(jié)構(gòu)上最主要的特點(diǎn)是

，在功能上最主要的特點(diǎn)是

。(2)①②過程中均使用的工具酶有

。(3)構(gòu)建重組質(zhì)粒B在整個操作過程中的目的是_________________

和

。(4)若含有chlL基因的DNA片段和選用的質(zhì)粒上的限制酶切割位點(diǎn)如圖乙所示。請回答：①構(gòu)建含chlL基因的重組質(zhì)粒A時，應(yīng)選用的限制酶是

，對

進(jìn)行切割。②同時用酶1和酶4切割圖乙中的質(zhì)粒，則產(chǎn)生含有1800對堿基和8200對堿基的兩種片段；用圖中四種酶同時切割此質(zhì)粒，則產(chǎn)生含有600對堿基和8200對堿基的兩種片段；若換用酶1和酶3同時切割此質(zhì)粒，則產(chǎn)生的片段是

?！窘馕觥?1)藍(lán)藻為原核生物，沒有以核膜為界限的細(xì)胞核，其體內(nèi)含有光合色素，能進(jìn)行光合作用。(2)表達(dá)載體構(gòu)建時需限制酶和DNA連接酶等工具酶。(3)由題干信息“構(gòu)建該種生物缺失chlL基因的變異株細(xì)胞”可知，構(gòu)建重組質(zhì)粒B的目的在于破壞chlL基因并篩選出變異株細(xì)胞。(4)①由圖乙知，獲得chlL基因需酶1和酶3對此基因所在的DNA進(jìn)行切割，同時對質(zhì)粒也要用同種酶切割處理，以便構(gòu)建重組質(zhì)粒A。②由題意知四種酶同時切割時含600對堿基的片段共有3個。若用酶1和酶3同時切割時，產(chǎn)生的片段有8200+600=8800對堿基；另一片段為600×2=1200對堿基。答案：(1)沒有以核膜為界限的細(xì)胞核能夠進(jìn)行光合作用(2)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶(3)破壞chlL基因操作成功后篩選出該變異株細(xì)胞(4)①酶1和酶3質(zhì)粒和含chlL基因的DNA②含有1200對堿基和8800對堿基的兩種片段【加固訓(xùn)練】1.土壤農(nóng)桿菌是一種能引起雙子葉植物產(chǎn)生冠癭瘤的土壤細(xì)菌，它帶有Ti質(zhì)粒。Ti質(zhì)粒是攜帶細(xì)菌DNA向宿主植物基因組轉(zhuǎn)化所需信息的重要片段，其上只有T-DNA片段才能轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞的基因組。Ti質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)化過程如圖所示，請分析并回答：(1)為了使某種植物具有抗旱性狀而又不引起植物產(chǎn)生冠癭瘤，需對Ti質(zhì)粒進(jìn)行修飾，即去除冠癭瘤基因，將抗旱基因轉(zhuǎn)移至

片段，然后在一定條件下將外植體在含土壤農(nóng)桿菌的稀釋培養(yǎng)基上培養(yǎng)，此時修飾的T-DNA轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞并整合到植物基因組中。(2)將上述外植體置于一個含有

的選擇培養(yǎng)基中進(jìn)行篩選，發(fā)生轉(zhuǎn)化的外植體開始增殖，形成

后，通過產(chǎn)生不定芽再長出整個植物。(3)基因轉(zhuǎn)化是否成功應(yīng)對轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行鑒定，可以直接在個體水平對上述轉(zhuǎn)基因植物與非轉(zhuǎn)基因植物的

性能進(jìn)行比較?！窘馕觥?1)目的基因要插入T-DNA上，外植體與含目的基因的土壤農(nóng)桿菌混合培養(yǎng)，修飾的T-DNA轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞并整合到植物基因組中。(2)Ti質(zhì)粒含有抗四環(huán)素基因，將外植體置于含有四環(huán)素的選擇培養(yǎng)基中培養(yǎng)篩選，發(fā)生轉(zhuǎn)化的外植體能增殖，形成愈傷組織后，通過產(chǎn)生不定芽再長出整個植物。(3)對轉(zhuǎn)基因植物與非轉(zhuǎn)基因植物的抗旱性能進(jìn)行比較，是在個體水平。答案：(1)T-DNA

(2)四環(huán)素愈傷組織(3)抗旱【易錯提醒】(1)基因工程所用的工具與常用的工具酶不同：工具包含工具酶和載體，工具酶包括限制酶和DNA連接酶。(2)由于外源基因插入的位置未知，因此目的基因不一定表達(dá)，因此需要檢測。2.如圖為大腸桿菌及質(zhì)粒載體的結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)圖回答下列問題：(1)a代表的物質(zhì)和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)都是

，二者還具有其他共同點(diǎn)，如①

，②____________________(寫出兩條即可)。(2)若質(zhì)粒DNA分子的切割末端為，則與之連接的目的基因切割末端應(yīng)為

；可使用

把質(zhì)粒和目的基因連接在一起。(3)氨芐青霉素抗性基因在質(zhì)粒DNA上稱為

，其作用是

。(4)下列常在基因工程中用作載體的是(

)A.蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因B.土壤農(nóng)桿菌環(huán)狀RNA分子C.大腸桿菌的質(zhì)粒D.動物細(xì)胞的染色體【解題指南】解答本題需注意兩點(diǎn)：(1)質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)是小型環(huán)狀DNA分子。(2)質(zhì)粒作為載體的條件以及載體的種類?！窘馕觥?1)a代表的物質(zhì)是大型環(huán)狀DNA分子，質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核之外的小型環(huán)狀DNA分子，兩者都能自我復(fù)制，并蘊(yùn)含遺傳信息。(2)與質(zhì)粒DNA分子的切割末端能夠連接的目的基因切割末端之間能夠發(fā)生堿基互補(bǔ)配對，可使用DNA連接酶將它們連接在一起。(3)質(zhì)粒DNA分子上的氨芐青霉素抗性基因可以作為標(biāo)記基因，便于對重組DNA進(jìn)行鑒定和篩選。(4)作為載體必須具備的條件：①在宿主細(xì)胞中能保存下來并能大量復(fù)制；②有多個限制性核酸內(nèi)切酶切割位點(diǎn)；③有一定的標(biāo)記基因，便于篩選。常用的載體有質(zhì)粒、λ噬菌體的衍生物、動植物病毒等。蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因一般作為目的基因；土壤農(nóng)桿菌環(huán)狀RNA分子不容易在宿主細(xì)胞內(nèi)保存；動物細(xì)胞染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)，不能被限制性核酸內(nèi)切酶切割，因此不能用作載體。答案：(1)DNA能夠自我復(fù)制具有遺傳特性(2)

DNA連接酶(3)標(biāo)記基因供重組DNA的鑒定和選擇(4)C考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序1.目的基因的獲?。?1)直接分離法：從自然界已有的物種中分離，如從基因組文庫或cDNA文庫中獲取。(2)人工合成目的基因。①如果基因比較小，核苷酸序列又已知，可以通過DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成。②以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下人工合成。2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建：(1)基因表達(dá)載體的組成及作用：(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程：3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：生物種類植物動物微生物常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上→轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上→表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動物Ca2+處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組表達(dá)載體DNA分子與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子4.目的基因的檢測與鑒定：【高考警示】因工程操作程序易錯點(diǎn)剖析(1)基因表達(dá)載體≠載體：基因表達(dá)載體與載體相比增加了目的基因。(2)目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的：基因表達(dá)需要啟動子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入啟動子與終止子之間的部位，若目的基因插入啟動子內(nèi)部，啟動子將失去原功能。(3)啟動子≠起始密碼子，終止子≠終止密碼子：啟動子和終止子位于DNA片段上，分別控制轉(zhuǎn)錄過程的啟動和終止；起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上，分別控制翻譯的啟動和終止。(4)切割目的基因和載體并非只能用同一種限制酶。如果用兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端相同時，在DNA連接酶的作用下目的基因與載體也可以連接起來?！究碱}回訪】1.(2015·石家莊模擬)據(jù)圖表回答問題：幾種限制酶識別序列切割位點(diǎn)表限制酶SmaⅠEcoRⅠPstⅠ切割位點(diǎn)

(1)假設(shè)所用的限制酶均能將所識別的位點(diǎn)完全切開，采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切含有目的基因的DNA，能得到

種DNA片段。如果將質(zhì)粒載體和含目的基因的DNA片段只用EcoRⅠ酶切，酶切產(chǎn)物再加入DNA連接酶，其中由兩個DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有

、

、

。(2)為了防止目的基因和質(zhì)粒表達(dá)載體酶切后的末端任意連接，酶切時應(yīng)該選用的酶是

、

?！窘忸}指南】解答本題需明確：(1)限制酶切割后形成的黏性末端類型。(2)防止酶切后形成的末端任意連接的方法是用不同的限制酶切割，進(jìn)行單一位點(diǎn)的連接?！窘馕觥?1)含目的基因的DNA分子上含有2個EcoRⅠ和1個PstⅠ的酶切位點(diǎn)，3個切點(diǎn)全部切開，則形成4種DNA片段。質(zhì)粒與含目的基因的DNA片段都用EcoRⅠ切割，目的基因兩端和質(zhì)粒的切口處的黏性末端相同，只考慮兩個DNA片段相連，則會形成3種連接產(chǎn)物，即質(zhì)粒與質(zhì)粒相連、質(zhì)粒與目的基因相連、目的基因與目的基因相連。(2)為了防止任意連接，可選用EcoRⅠ和SmaⅠ兩種酶同時切割。答案：(1)4質(zhì)粒載體—質(zhì)粒載體連接物目的基因—目的基因連接物質(zhì)粒載體—目的基因連接物(2)EcoRⅠ

SmaⅠ【延伸探究】若啟動子位于圖中質(zhì)粒SmaⅠ和EcoRⅠ酶切位點(diǎn)之間(左側(cè))，能否用EcoRⅠ和SmaⅠ進(jìn)行切割，進(jìn)而連接？為什么？提示：不能。否則會將質(zhì)粒中存在的啟動子丟失，形成的基因表達(dá)載體無法進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。2.(2015·威海模擬)科學(xué)家將人的生長激素基因與某種細(xì)菌(不含抗生素抗性基因)的DNA分子進(jìn)行重組，并成功地在該細(xì)菌中得以表達(dá)(如下圖)。請據(jù)圖分析回答：(1)過程①所示獲取目的基因的方法是

。(2)細(xì)菌是理想的受體細(xì)胞，這是因?yàn)樗?/p>

。(3)質(zhì)粒A與目的基因結(jié)合時，首先需要用

酶將質(zhì)粒切開“缺口”，然后用

酶將質(zhì)粒與目的基因“縫合”起來。(4)若將細(xì)菌B先接種在含有

的培養(yǎng)基上能生長，說明該細(xì)菌中已經(jīng)導(dǎo)入外源質(zhì)粒，但不能說明外源質(zhì)粒是否成功插入目的基因；若將細(xì)菌B再重新接種在含有

的培養(yǎng)基上不能生長，則說明細(xì)菌B中已經(jīng)導(dǎo)入了插入目的基因的重組質(zhì)粒。(5)檢測工程菌中的生長激素基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA和是否翻譯出生長激素，可采用的技術(shù)分別是

、

?！窘馕觥?1)圖中過程①是以RNA為模板，通過逆轉(zhuǎn)錄法獲取目的基因。(2)細(xì)菌具有繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少等優(yōu)點(diǎn)，因此是基因工程中的理想的受體細(xì)胞。(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時，需先用限制酶分別切割目的基因和載體，再用DNA連接酶將兩者連接起來。(4)質(zhì)粒A和重組質(zhì)粒中都有完整的抗氨芐青霉素基因，因此細(xì)菌有氨芐青霉素抗性說明該細(xì)菌中已經(jīng)導(dǎo)入外源質(zhì)粒，但不能說明外源質(zhì)粒是否成功插入目的基因；重組質(zhì)粒中四環(huán)素抗性基因內(nèi)插入了目的基因，不能表達(dá)，因此細(xì)菌對四環(huán)素?zé)o抗性則說明細(xì)菌B中已經(jīng)導(dǎo)入了插入目的基因的重組質(zhì)粒。(5)檢測mRNA和生長激素(蛋白質(zhì))的技術(shù)分別是分子雜交和抗原-抗體雜交。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄法(反轉(zhuǎn)錄法)(2)繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少(3)限制性核酸內(nèi)切DNA連接(4)氨芐青霉素四環(huán)素(5)分子雜交抗原—抗體雜交【易錯提醒】(1)在基因工程的四個操作步驟中，只有第三步將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞不需要堿基互補(bǔ)配對，其余三個步驟都涉及堿基互補(bǔ)配對。(2)原核生物繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少，有利于目的基因的復(fù)制與表達(dá)，因此常用大腸桿菌等原核生物作為受體細(xì)胞。3.(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ)植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關(guān)，若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性?；卮鹣铝袉栴}：(1)理論上，基因組文庫含有生物的

基因；而cDNA文庫含有生物的

基因。(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中

出所需的耐旱基因。(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物

的體細(xì)胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測此再生植株中該基因的

，如果檢測結(jié)果呈陽性，再在田間試驗(yàn)中檢測植株的

是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了

(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)?！窘忸}指南】(1)題干關(guān)鍵詞：“自交”“子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1”。(2)關(guān)鍵知識：基因文庫類型、基因工程操作流程?！窘馕觥勘绢}考查基因工程的相關(guān)知識。(1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫，基因組文庫包含生物基因組的全部基因，cDNA文庫是以mRNA反轉(zhuǎn)錄后構(gòu)建的，只含有已經(jīng)表達(dá)的基因(并不是所有基因都會表達(dá))，即部分基因。(2)從基因文庫中獲取目的基因需要進(jìn)行篩選。(3)要提高植物乙的耐旱性，需要利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將耐旱基因?qū)胫参镆业捏w細(xì)胞中。要檢測目的基因(耐旱基因)是否表達(dá)應(yīng)該用抗原—抗體雜交法檢測目的基因(耐旱基因)的表達(dá)產(chǎn)物(即耐旱的相關(guān)蛋白質(zhì))；個體生物學(xué)水平檢測可以通過田間試驗(yàn)，觀察檢測其耐旱情況。(4)如果耐旱基因整合到同源染色體的一條上，則轉(zhuǎn)基因植株的基因型可以用A_表示(A表示耐旱基因，_表示另一條染色體上沒有相應(yīng)的基因)，A_自交后代基因型為AA∶A_∶__=1∶2∶1，所以耐旱∶不耐旱=3∶1，與題意相符；如果耐旱基因整合到同源染色體的兩條上，則子代將全部表現(xiàn)耐旱，不會出現(xiàn)性狀分離。答案：(1)全部部分(2)篩選(3)乙表達(dá)產(chǎn)物耐旱性(4)同源染色體的一條上4.(2015·唐山模擬)基因工程是在現(xiàn)代生物學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)基礎(chǔ)上建立和發(fā)展起來的，并有賴于微生物學(xué)理論和技術(shù)的發(fā)展運(yùn)用?；蚬こ袒静僮髁鞒倘缦聢D，請據(jù)圖分析回答問題：(1)圖中A是

。(2)在上述基因工程的操作過程中，可以遵循堿基互補(bǔ)配對原則的步驟有

(用圖解中序號表示)。(3)不同種生物之間的基因移植成功，從分子水平分析，進(jìn)行基因工程的主要理論依據(jù)是

，也說明了生物共用一套

。(4)研究中發(fā)現(xiàn)，番茄體內(nèi)的蛋白酶抑制劑對害蟲的消化酶有抑制作用，導(dǎo)致害蟲無法消化食物而被殺死，人們成功地將番茄的蛋白酶抑制劑基因?qū)胗衩左w內(nèi)，玉米獲得了與番茄相似的抗蟲性狀，玉米這種變異的來源是

。(5)科學(xué)家在某種植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法將該基因?qū)虢鸩杌ㄈ~片細(xì)胞的染色體DNA上，經(jīng)培養(yǎng)長成的植株具備了抗病性，這說明目的基因(抗枯萎病的基因)已

。如果把該基因?qū)肴~綠體DNA中，將來產(chǎn)生的配子中___________(填“一定”或“不一定”)含有抗病基因?！窘馕觥?1)圖中A是運(yùn)載目的基因的載體。(2)基因工程的操作步驟包括獲取目的基因，基因表達(dá)載體的構(gòu)建，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，目的基因的檢測與鑒定。只有將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞過程不遵循堿基互補(bǔ)配對原則。(3)基因工程的操作基礎(chǔ)是不同生物的DNA結(jié)構(gòu)基本形式相同，且共用一套遺傳密碼子。(4)基因工程又稱DNA重組技術(shù)，其變異原理為基因重組。(5)如果把抗枯萎病的基因?qū)肴~綠體DNA中，將來產(chǎn)生的雌配子中可能含有抗病基因，雄配子中不含抗病基因。答案：(1)載體(2)①②④(3)不同生物的DNA結(jié)構(gòu)基本形式相同遺傳密碼子(4)基因重組(5)表達(dá)不一定【備選考點(diǎn)】基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程1.基因工程的應(yīng)用：(1)乳腺生物反應(yīng)器。①優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高、質(zhì)量好、成本低、易提取等。②操作過程：獲取目的基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→顯微注射導(dǎo)入哺乳動物受精卵中→形成早期胚胎→將胚胎移植到母體動物子宮內(nèi)→發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動物→在雌性個體中目的基因表達(dá)，從分泌的乳汁中提取所需蛋白質(zhì)。(2)基因工程藥品。①生產(chǎn)方式：利用基因工程培育“工程菌”來生產(chǎn)藥品。a.“工程菌”：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表達(dá)的菌類細(xì)胞株系，如含有人胰島素基因的大腸桿菌菌株、含有抗蟲基因的土壤農(nóng)桿菌菌株等。b.用基因工程生產(chǎn)的藥品，從化學(xué)成分上分析都應(yīng)該是蛋白質(zhì)類。②成果：生產(chǎn)出細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。(3)基因診斷。①方法：DNA分子雜交技術(shù)(即DNA探針法)。②主要過程：將互補(bǔ)的雙鏈DNA解旋

獲得單鏈DNA片段

用同位素、熒光分子或化學(xué)發(fā)光催化劑標(biāo)記單鏈DNA片段

引入待檢測的DNA樣品中

檢測DNA樣品(4)基因治療。①方法：基因置換、基因修復(fù)、基因增補(bǔ)、基因失活等。②途徑。a.體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新輸入患者體內(nèi)，如腺苷酸脫氨酶基因的轉(zhuǎn)移。b.體內(nèi)基因治療：用基因工程的方法，直接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的方法。2.蛋白質(zhì)工程與基因工程：(1)區(qū)別：項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列獲取目的基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)(2)聯(lián)系。①蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程。②基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造?！究碱}回訪】1.(2013·新課標(biāo)全國卷Ⅰ節(jié)選)閱讀如下資料：資料：T4溶菌酶在溫度較高時易失去活性?？茖W(xué)家對編碼T4溶菌酶的基因進(jìn)行了改造，使其表達(dá)的T4溶菌酶第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?，在該半胱氨酸與第9