1、第第3737講基因工程講基因工程第十單元第十單元 現代生物科技專題現代生物科技專題20142014最新考綱最新考綱 1.1.基因工程的誕生基因工程的誕生()()2.2.基因工程的原理及技術基因工程的原理及技術()()3.3.基因工程的應用基因工程的應用()()4.4.蛋白質工程蛋白質工程()()考點突破考點突破基礎整合基礎整合題組演練題組演練一、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, ,又叫基因拼接技術或又叫基因拼接技術或 重組技術重組技術, ,通俗地說通俗地說, ,就是按照人們的意愿就是按照人們的意愿, ,把一把一種生物的某種種生物的某種 提取

2、出來提取出來, ,加以加以 然后放到另一種生物的細胞里然后放到另一種生物的細胞里, ,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)限制性核酸內切酶限制性核酸內切酶“分子手術刀分子手術刀”。來源來源: :主要是從主要是從 中分離純化出來的。中分離純化出來的。特點特點: :能夠識別雙鏈能夠識別雙鏈DNADNA分子的某種分子的某種 , ,并且使每一條鏈中特定部位的并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的兩個核苷酸之間的 斷開。斷開。結果結果: :產生產生 。(2)DNA(2)DNA連接酶連接酶“分子縫合針分子縫合針”。作用作用: :將切下來的

3、將切下來的 拼接成新的拼接成新的DNADNA分子。分子。DNADNA基因基因修飾改造修飾改造遺傳性狀遺傳性狀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鍵磷酸二酯鍵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)基因進入受體細胞的載體基因進入受體細胞的載體“分子運輸車分子運輸車”。種類種類: 、噬菌體的衍生物、動植物病毒等。噬菌體的衍生物、動植物病毒等。質粒質粒自我復制自我復制限制酶切割位點限制酶切割位點標記基因標記基因二、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庫基因文庫PCRPCR技術技術啟動子啟動子標記基因標記基

4、因三、基因工程的應用與蛋白質工程三、基因工程的應用與蛋白質工程 判一判判一判 1.動、植物基因工程利用轉基因技術可以改善畜產品品質。動、植物基因工程利用轉基因技術可以改善畜產品品質。()2.基因治療是將修復的基因導入人體達到治療疾病的目的。基因治療是將修復的基因導入人體達到治療疾病的目的。()3.蛋白質工程是對蛋白質的氨基酸或蛋白質的空間結構進行操作蛋白質工程是對蛋白質的氨基酸或蛋白質的空間結構進行操作,來改造蛋白質的技來改造蛋白質的技術。術。()4.蛋白質工程流程是蛋白質工程流程是:預期蛋白質功能預期蛋白質功能設計預期蛋白質結構設計預期蛋白質結構推測應有的氨基酸序推測應有的氨基酸序列列找到對

5、應的基因。找到對應的基因。()農桿菌化法農桿菌化法花粉管道法花粉管道法顯微注射顯微注射DNADNA分子雜交分子雜交分子雜交分子雜交抗原抗原-抗體雜交抗體雜交個體生物學水平個體生物學水平體驗式自評體驗式自評1.(多選題多選題)下列有關基因工程及基本工具的說法正確的是下列有關基因工程及基本工具的說法正確的是()A.每個重組質粒至少含一個限制性核酸內切酶識別位點每個重組質粒至少含一個限制性核酸內切酶識別位點(2011浙江理綜浙江理綜)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連接酶能將兩堿基間通過形成氫鍵連接起來連接酶能將兩堿基間通過形成氫鍵連接起來D.Ecoli DNA連接

6、酶既可連接平末端連接酶既可連接平末端,又可連接黏性末端又可連接黏性末端E.質粒是小型環狀質粒是小型環狀DNA分子分子,是基因工程常用的載體是基因工程常用的載體F.基因工程是利用重組基因工程是利用重組DNA技術將外源技術將外源DNA直接導入有機體的生物技術直接導入有機體的生物技術2.(2013安徽馬鞍山模擬安徽馬鞍山模擬)關于關于DNA重組技術基本工具的說法正確的是重組技術基本工具的說法正確的是()A.DNA連接酶只能連接雙鏈連接酶只能連接雙鏈DNA片段互補的黏性末端片段互補的黏性末端B.細菌細胞中含有的限制酶不能對自身細菌細胞中含有的限制酶不能對自身DNA進行剪切進行剪切C.限制酶切割限制酶切

7、割DNA后一定能產生黏性末端后一定能產生黏性末端D.天然的質粒可以直接用來作為載體天然的質粒可以直接用來作為載體AEB3.在用基因工程技術構建抗除草劑的轉基因煙草過程中在用基因工程技術構建抗除草劑的轉基因煙草過程中,下列操作錯誤的是下列操作錯誤的是()A.用限制性核酸內切酶切割煙草花葉病毒的核酸用限制性核酸內切酶切割煙草花葉病毒的核酸B.用用DNA連接酶連接經切割的抗除草劑基因和載體連接酶連接經切割的抗除草劑基因和載體C.將重組將重組DNA分子導入煙草原生質體分子導入煙草原生質體D.用含除草劑的培養基篩選轉基因煙草細胞用含除草劑的培養基篩選轉基因煙草細胞4.關于蛋白質工程的說法關于蛋白質工程的

8、說法,正確的是正確的是()A.蛋白質工程是在分子水平上對蛋白質分子直接進行操作蛋白質工程是在分子水平上對蛋白質分子直接進行操作B.蛋白質工程能產生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質分子蛋白質工程能產生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質分子C.對蛋白質的改造是通過直接改造相應的對蛋白質的改造是通過直接改造相應的mRNA來實現的來實現的D.蛋白質工程的流程和天然蛋白質合成的過程是相同的蛋白質工程的流程和天然蛋白質合成的過程是相同的體驗式自評體驗式自評AB網絡圖構建網絡圖構建限制性核酸內切酶限制性核酸內切酶基因治療基因治療基因表達載體的構建基因表達載體的構建考點一考點一 基因工程的工具基因工程的工具考點

9、歸納考點歸納(1)五種五種DNA相關酶的比較相關酶的比較作用底物作用底物作用部位作用部位形成產物形成產物限制酶限制酶DNA分子分子磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵DNA連接酶連接酶DNA片段片段磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵DNA聚合酶聚合酶脫氧核苷酸脫氧核苷酸磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵DNA解旋酶解旋酶DNA分子分子堿基對間的氫鍵堿基對間的氫鍵DNA (水解水解)酶酶DNA分子分子磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵1.與與DNA分子相關的酶分子相關的酶(2)限制酶與限制酶與DNA連接酶的關系連接酶的關系: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:原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已原核生物中不存在該酶的識別序列或

10、識別序列已經被修飾。經被修飾。DNA連接酶起作用時不需要模板。連接酶起作用時不需要模板。黏性末端或平末端黏性末端或平末端重組重組DNADNA分子分子子代子代DNADNA形成脫氧核苷酸單鏈形成脫氧核苷酸單鏈游離的脫氧核苷酸游離的脫氧核苷酸考點一考點一 基因工程的工具基因工程的工具2.載體的作用和條件載體的作用和條件(1)作用作用:作為運載工具作為運載工具,將將 轉移到宿主細胞內。轉移到宿主細胞內。利用它在宿主細胞內對目的基因進行大量利用它在宿主細胞內對目的基因進行大量 。(2)具備的條件具備的條件:能在宿主細胞內穩定保存并大量復制。能在宿主細胞內穩定保存并大量復制。有一個至多個有一個至多個 位點

11、位點,以便與外源基因連接。以便與外源基因連接。具有特殊的具有特殊的 ,以便進行篩選。以便進行篩選。【易錯提醒】【易錯提醒】 載體與膜載體的區別載體與膜載體的區別基因工程中的載體與細胞膜上物質運輸的載體不同。基因工程中的載體是基因工程中的載體與細胞膜上物質運輸的載體不同。基因工程中的載體是DNADNA分分子子, ,能將目的基因導入受體細胞內能將目的基因導入受體細胞內; ;膜載體是蛋白質膜載體是蛋白質, ,與細胞膜的選擇透過性有關。與細胞膜的選擇透過性有關。目的基因目的基因復制復制限制酶切割限制酶切割標記基因標記基因考點一考點一 基因工程的工具基因工程的工具【典例訓練】【典例訓練】1.(2013江

12、蘇生物改編江蘇生物改編)小鼠雜交瘤細胞表達的單克隆抗體用于人小鼠雜交瘤細胞表達的單克隆抗體用于人體試驗時易引起過敏反應體試驗時易引起過敏反應,為了克服這個缺陷為了克服這個缺陷,可選擇性擴增抗體的可變區基因可選擇性擴增抗體的可變區基因(目目的基因的基因)后再重組表達。下列相關敘述不正確的是后再重組表達。下列相關敘述不正確的是()A.設計擴增目的基因的引物時需考慮表達載體的序列設計擴增目的基因的引物時需考慮表達載體的序列B.用用PCR方法擴增目的基因時不必知道基因的全部序列方法擴增目的基因時不必知道基因的全部序列C.PCR體系中一定要添加從受體細胞中提取的體系中一定要添加從受體細胞中提取的DNA聚

13、合酶聚合酶D.一定要根據目的基因編碼產物的特性選擇合適的受體細胞一定要根據目的基因編碼產物的特性選擇合適的受體細胞【解題指導】設計引物時應當與表達載體兩端的序列進行互補配對【解題指導】設計引物時應當與表達載體兩端的序列進行互補配對,A,A正確正確;PCR;PCR法法擴增目的基因只需要知道基因兩端的序列設計合適的引物即可擴增目的基因只需要知道基因兩端的序列設計合適的引物即可, ,而不必知道其全部而不必知道其全部序列序列,B,B正確正確;PCR;PCR中應用耐高溫的中應用耐高溫的DNADNA聚合酶聚合酶,C,C錯誤錯誤; ;根據目的基因的編碼產物選擇根據目的基因的編碼產物選擇合適的受體細胞合適的受

14、體細胞, ,以有利于基因的表達以有利于基因的表達,D,D正確正確, ,因此答案為因此答案為C C。C【典例訓練】【典例訓練】2.(2012新課標全國理綜新課標全國理綜)根據基因工程的有關知識根據基因工程的有關知識,回答下列問題回答下列問題:(1)限制性核酸內切酶切割限制性核酸內切酶切割DNA分子后產生的片段分子后產生的片段,其末端類型有其末端類型有和和 (2)質粒運載體用質粒運載體用EcoR切割后產生的片段如下切割后產生的片段如下:AATTCG GCTTAA為使運載體與目的基因相連為使運載體與目的基因相連,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,還可用另一種還可用另

15、一種限制性核酸內切酶切割限制性核酸內切酶切割,該酶必須具有的特點是該酶必須具有的特點是 。 (3)按其來源不同按其來源不同,基因工程中所使用的基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類連接酶有兩類,即即DNA連接酶連接酶和和DNA連接酶。連接酶。 (4)反轉錄作用的模板是反轉錄作用的模板是,產物是產物是。若要在體外獲得大量反轉錄產物。若要在體外獲得大量反轉錄產物,常采用常采用技術擴增。技術擴增。 (5)基因工程中除質粒外基因工程中除質粒外, 和和 也可作為運載體。也可作為運載體。 (6)若用重組質粒轉化大腸桿菌若用重組質粒轉化大腸桿菌,一般情況下一般情況下,不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細不能直

16、接用未處理的大腸桿菌作為受體細胞胞,原因是原因是 。 【解題指導】【解題指導】(1)DNA(1)DNA分子經限制酶切割產生的分子經限制酶切割產生的DNADNA片段末端通常有兩種片段末端通常有兩種黏性末端和黏性末端和平末端。平末端。(2)(2)為了保證目的基因與運載體相連為了保證目的基因與運載體相連, ,用另一種限制酶切割含目的基因的用另一種限制酶切割含目的基因的DNADNA后后形成的黏性末端必須與形成的黏性末端必須與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連接酶有大腸桿菌連接酶有大腸桿菌DNADNA連接酶和連接酶和T4DNAT4DNA連接酶兩類。

17、連接酶兩類。(4)(4)反轉錄的模板是反轉錄的模板是mRNA,mRNA,產物是產物是DNADNA。大量擴增反轉錄產。大量擴增反轉錄產物常采用物常采用PCRPCR技術。技術。(5)(5)在基因工程中使用的運載體除質粒外在基因工程中使用的運載體除質粒外, ,還有還有噬菌體的衍生物、噬菌體的衍生物、動植物病毒等。動植物病毒等。(6)(6)經經CaCa2+2+處理后的大腸桿菌易吸收周圍環境中的處理后的大腸桿菌易吸收周圍環境中的DNADNA分子。分子。黏性末端黏性末端平末端平末端切割產生的切割產生的DNADNA片段末端與片段末端與EcoREcoR切割切割產生的相同產生的相同大腸桿菌大腸桿菌T4T4mRN

18、AmRNAcDNAcDNAPCRPCR噬菌體的衍生物噬菌體的衍生物動植物病毒動植物病毒未處理的大腸桿菌吸收質粒未處理的大腸桿菌吸收質粒( (外源外源DNA)DNA)的能力極的能力極 考點二考點二 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 考點歸納考點歸納1.目的基因的獲取途徑目的基因的獲取途徑(1)從基因文庫中獲取從基因文庫中獲取:包括包括 文庫和文庫和cDNA文庫等。文庫等。(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學合成法化學合成法:已知核苷酸序列的較小基因已知核苷酸序列的較小基因,直接利用直接利用DNA合成儀用化學方法合成合成儀用化學方法合成,不不需要模板。需要模板

19、。反轉錄法反轉錄法:以以RNA為模板為模板,在在 酶作用下人工合成。酶作用下人工合成。(3)通過通過PCR技術擴增目的基因技術擴增目的基因目的目的:利用利用 的原理在體外特異性的復制某的原理在體外特異性的復制某DNA片段以獲得呈指數方式片段以獲得呈指數方式增加的目的基因。增加的目的基因。2.基因表達載體的構建基因表達載體的構建(1)基因表達載體的組成基因表達載體的組成基因組基因組逆轉錄逆轉錄DNADNA復制復制啟動子啟動子:一段有特殊結構的一段有特殊結構的DNA片段片段,位于基因的首端。它是位于基因的首端。它是 酶識別、結合的部位。酶識別、結合的部位。終止子終止子:一段有特殊結構的一段有特殊結

20、構的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 過程停止。過程停止。標記基因標記基因:一般為抗生素抗性基因或熒光基因等一般為抗生素抗性基因或熒光基因等,其作用是鑒別其作用是鑒別受體細胞中受體細胞中 。RNARNA聚合聚合轉錄轉錄是否含有目的基因是否含有目的基因( (目的基因是否導入成功目的基因是否導入成功) )(2)基因表達載體的構建方法基因表達載體的構建方法:3.將目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞生物種類生物種類植物植物動物動物微生物微生物常用方法常用方法農桿菌轉化法農桿菌轉化法顯微注射技術顯微注射技術感受態細胞法感受態細胞法受體細胞受體細胞體細胞體細胞受

21、精卵受精卵原核細胞原核細胞轉化過程轉化過程將目的基因插入到將目的基因插入到Ti質粒的質粒的T-DNA上上農桿菌農桿菌導入植物細導入植物細胞胞整合到受體細胞整合到受體細胞的的DNA表達表達將含有目的基因的表達載將含有目的基因的表達載體提純體提純取卵取卵(受精卵受精卵)顯微注射顯微注射受精卵發育受精卵發育獲得具有新性狀的動物獲得具有新性狀的動物Ca2+處理細胞處理細胞感受態感受態細胞細胞重組表達載體重組表達載體與感受態細胞混合與感受態細胞混合感受態細胞吸收感受態細胞吸收DNA分分子子4.目的基因的檢測與鑒定目的基因的檢測與鑒定【易錯提醒】【易錯提醒】對受體細胞模糊不清對受體細胞模糊不清 受體細胞常

22、用植物受精卵或體細胞受體細胞常用植物受精卵或體細胞( (經組織培養經組織培養) )、動物受精卵、動物受精卵( (一般不用體細一般不用體細胞胞) )、微生物、微生物( (大腸桿菌、酵母菌大腸桿菌、酵母菌) )等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素則必須等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素則必須用真核生物酵母菌用真核生物酵母菌( (需內質網、高爾基體的加工、分泌需內質網、高爾基體的加工、分泌););一般不用支原體一般不用支原體, ,原因是原因是它營寄生生活它營寄生生活; ;一定不能用哺乳動物成熟的紅細胞一定不能用哺乳動物成熟的紅細胞, ,原因是它無細胞核原因是它無細胞核, ,不能合成蛋不能合成蛋白質

23、。白質。5.基因工程與蛋白質工程的比較基因工程與蛋白質工程的比較比較比較蛋白質工程蛋白質工程基因工程基因工程區區別別過過程程從預期的蛋白質功能出發從預期的蛋白質功能出發設計預期的設計預期的蛋白質結構蛋白質結構推測應有的氨基酸序列推測應有的氨基酸序列找到相對應的脫氧核苷酸序列找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因基因)目的基因的獲取目的基因的獲取基因表達載體的構建基因表達載體的構建將目的基因導入受體細胞將目的基因導入受體細胞目的基因目的基因的檢測與鑒定的檢測與鑒定目目的的定向改造或生產人類所需的蛋白質定向改造或生產人類所需的蛋白質定向改造生物的遺傳特性定向改造生物的遺傳特性,獲得人類所需獲得人類所需的

24、生物類型或生物產品的生物類型或生物產品結結果果可生產自然界沒有的蛋白質可生產自然界沒有的蛋白質原則上只能生產自然界已存在的蛋白質原則上只能生產自然界已存在的蛋白質聯系聯系(1)蛋白質工程是在基因工程基礎上延伸出來的第二代基因工程蛋白質工程是在基因工程基礎上延伸出來的第二代基因工程(2)基因工程能為蛋白質工程提供理論及技術支持基因工程能為蛋白質工程提供理論及技術支持,蛋白質工程可對基因工程中所需蛋白質工程可對基因工程中所需的某些酶進行修飾、改造的某些酶進行修飾、改造,使之更符合需要使之更符合需要【典例訓練】【典例訓練】3.(2013新課標全國理綜新課標全國理綜節選節選)閱讀如下資料閱讀如下資料:

25、資料甲資料甲:科學家將牛生長激素基因導入小鼠受精卵中科學家將牛生長激素基因導入小鼠受精卵中,得到了體型巨大的得到了體型巨大的“超級小鼠超級小鼠”;科科學家采用農桿菌轉化法培育出轉基因煙草。學家采用農桿菌轉化法培育出轉基因煙草。資料乙資料乙:T4溶菌酶在溫度較高時易失去活性。科學家對編碼溶菌酶在溫度較高時易失去活性。科學家對編碼T4溶菌酶的基因進行了改造溶菌酶的基因進行了改造,使其表達的使其表達的T4溶菌酶第溶菌酶第3位的異亮氨酸變為半胱氨酸位的異亮氨酸變為半胱氨酸,在該半胱氨酸與第在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸位的半胱氨酸之間形成了一個二硫鍵之間形成了一個二硫鍵,提高了提高了T4溶菌酶的耐熱

26、性。回答下列問題溶菌酶的耐熱性。回答下列問題:(1)資料甲屬于基因工程的范疇。將基因表達載體導入小鼠的受精卵中常用資料甲屬于基因工程的范疇。將基因表達載體導入小鼠的受精卵中常用法。法。構建基因表達載體常用的工具酶是構建基因表達載體常用的工具酶是 和和。在培育有些轉基。在培育有些轉基因植物時因植物時,常用農桿菌轉化法常用農桿菌轉化法,農桿菌的作用是農桿菌的作用是 。 (2)資料乙中的技術屬于資料乙中的技術屬于工程的范疇。該工程是指以分子生物學相關理論為基礎工程的范疇。該工程是指以分子生物學相關理論為基礎,通過基因修飾或基因合成通過基因修飾或基因合成,對對進行改造進行改造,或制造一種或制造一種的技

27、的技術。在該實例中術。在該實例中,引起引起T4溶菌酶空間結構改變的原因是組成該酶肽鏈的溶菌酶空間結構改變的原因是組成該酶肽鏈的序列發生序列發生了改變。了改變。 【解題指導】【解題指導】(1)(1)將基因表達載體導入小鼠的受精卵中常用顯微注射法將基因表達載體導入小鼠的受精卵中常用顯微注射法, ,構建基因表達載構建基因表達載體常用的工具酶是限制性核酸內切酶和體常用的工具酶是限制性核酸內切酶和DNADNA連接酶。農桿菌的作用是將目的基因導入到植連接酶。農桿菌的作用是將目的基因導入到植物物( (受體受體) )細胞內。細胞內。(2)(2)資料乙中的技術屬于蛋白質工程的范疇資料乙中的技術屬于蛋白質工程的范

28、疇, ,該工程是指以分子生物學該工程是指以分子生物學相關理論為基礎相關理論為基礎, ,通過對基因修飾或基因合成通過對基因修飾或基因合成, ,對現有的蛋白質進行改造對現有的蛋白質進行改造, ,或制造一種新的或制造一種新的蛋白質的技術。在該實例中蛋白質的技術。在該實例中, ,引起引起T4T4溶菌酶空間結構改變的原因是組成該酶肽鏈的氨基酸溶菌酶空間結構改變的原因是組成該酶肽鏈的氨基酸序列發生了改變。序列發生了改變。顯微注射顯微注射限制性核酸內切酶限制性核酸內切酶DNADNA連接酶連接酶將目的基因轉移到受體細胞中將目的基因轉移到受體細胞中蛋白質蛋白質現有的蛋白質現有的蛋白質新蛋白質新蛋白質氨基酸氨基酸

29、【典例訓練】【典例訓練】4.下列關于蛋白質工程和基因工程的比較下列關于蛋白質工程和基因工程的比較,不合理的是不合理的是()A.基因工程原則上只能生產自然界已存在的蛋白質基因工程原則上只能生產自然界已存在的蛋白質,而蛋白質工程可以對現有蛋白質而蛋白質工程可以對現有蛋白質進行改造進行改造,從而制造一種新的蛋白質從而制造一種新的蛋白質B.蛋白質工程是在基因工程的基礎上發展起來的蛋白質工程是在基因工程的基礎上發展起來的,蛋白質工程最終還是要通過基因修蛋白質工程最終還是要通過基因修飾或基因合成來完成飾或基因合成來完成C.當得到可以在當得到可以在-70 條件下保存半年的干擾素后條件下保存半年的干擾素后,在

30、相關酶、氨基酸和適宜的溫度、在相關酶、氨基酸和適宜的溫度、pH條件下條件下,干擾素可以大量自我合成干擾素可以大量自我合成D.基因工程和蛋白質工程產生的變異都是可遺傳的基因工程和蛋白質工程產生的變異都是可遺傳的【解題指導】基因工程原則上只能生產自然界已存在的蛋白質【解題指導】基因工程原則上只能生產自然界已存在的蛋白質, ,而蛋白質工程可以對而蛋白質工程可以對現有蛋白質進行改造現有蛋白質進行改造, ,從而制造一種新的蛋白質從而制造一種新的蛋白質; ;蛋白質工程是在基因工程的基礎上蛋白質工程是在基因工程的基礎上發展起來的發展起來的, ,蛋白質工程最終還是要通過基因修飾或基因合成來完成蛋白質工程最終還

31、是要通過基因修飾或基因合成來完成, ,這樣產生的改這樣產生的改變才能遺傳下去變才能遺傳下去; ;蛋白質不是遺傳物質蛋白質不是遺傳物質, ,不可能自我復制不可能自我復制; ;由于基因工程和蛋白質工程由于基因工程和蛋白質工程都是對基因進行操作都是對基因進行操作, ,因此因此, ,基因工程和蛋白質工程產生的變異都是可遺傳的。基因工程和蛋白質工程產生的變異都是可遺傳的。C1.限制酶限制酶Mun和限制酶和限制酶EcoR的識別序列及切割位點分別是的識別序列及切割位點分別是CAATTG和和GAATTC。如圖表示四種質粒和目的基因。如圖表示四種質粒和目的基因,其中其中,箭頭所指部位為限制酶的識別位點箭頭所指部

32、位為限制酶的識別位點,質粒的陰影部分表示標記基因。適于作為圖示目的基因載體的質粒是質粒的陰影部分表示標記基因。適于作為圖示目的基因載體的質粒是()解析解析: :由圖可知由圖可知, ,質粒質粒B B上無標記基因上無標記基因, ,不適合作為載體不適合作為載體; ;質粒質粒C C和和D D的標記基因上都有限的標記基因上都有限制酶的識別位點制酶的識別位點; ;只有質粒只有質粒A A上既有標記基因上既有標記基因, ,且且MunMun的切割位點不在標記基因上。的切割位點不在標記基因上。A題組一基因工程的工具及應用題組一基因工程的工具及應用2.(2014浙江樂清第二中學高三上學期第一次月考浙江樂清第二中學高

33、三上學期第一次月考)下面是下面是3種限制性核酸內切酶對種限制性核酸內切酶對DNA分子的識別序列和剪切位點圖分子的識別序列和剪切位點圖(箭頭表示切點箭頭表示切點,切出的斷面為黏性末端切出的斷面為黏性末端)。下列敘。下列敘述錯誤的是述錯誤的是()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識別序列和切割位點不同的限制酶有不同的識別序列和切割位點,體現了酶的專一性體現了酶的專一性B.限制酶限制酶2和和3識別的序列都包含識別的序列都包含6個堿基對個堿基對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.能夠識別和切割

34、能夠識別和切割RNA分子內一小段核苷酸序列的酶只有限制酶分子內一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2解析解析: :本題考查限制性核酸內切酶的識別序列及作用。不同的限制酶有不同的識別序本題考查限制性核酸內切酶的識別序列及作用。不同的限制酶有不同的識別序列和切割位點列和切割位點, ,體現了酶具有專一性體現了酶具有專一性; ;限制酶限制酶2 2和限制酶和限制酶3 3識別的序列分別是識別的序列分別是CCGCGGCCGCGG和和GGATCC,GGATCC,均為均為6 6個堿基對個堿基對; ;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, ,均為均為GATC;GATC;三種限制三

35、種限制酶均不能識別和切割酶均不能識別和切割RNARNA中核苷酸序列。中核苷酸序列。D題組一基因工程的工具及應用題組一基因工程的工具及應用題組二蛋白質工程與基因工程的區別題組二蛋白質工程與基因工程的區別3.(2014山東青島二中測試山東青島二中測試)基因工程與蛋白質工程的區別是基因工程與蛋白質工程的區別是()A.基因工程需對基因進行分子水平操作基因工程需對基因進行分子水平操作,蛋白質工程不對基因進行操作蛋白質工程不對基因進行操作B.基因工程合成的是天然的蛋白質基因工程合成的是天然的蛋白質,蛋白質工程合成的不一定是天然存在的蛋白質蛋白質工程合成的不一定是天然存在的蛋白質C.基因工程是分子水平操作基

36、因工程是分子水平操作,蛋白質工程是細胞水平蛋白質工程是細胞水平(或性狀水平或性狀水平)D.基因工程完全不同于蛋白質工程基因工程完全不同于蛋白質工程解析解析: :蛋白質工程通過基因修飾或基因合成蛋白質工程通過基因修飾或基因合成, ,對現有蛋白質進行改造對現有蛋白質進行改造, ,或制造一種新或制造一種新的蛋白質的蛋白質, ,以滿足人類的生產和生活的需求。蛋白質是在基因工程的基礎上以滿足人類的生產和生活的需求。蛋白質是在基因工程的基礎上, ,延伸延伸出來的第二代基因工程。基因工程是指按照人們的愿望出來的第二代基因工程。基因工程是指按照人們的愿望, ,進行嚴格的設計進行嚴格的設計, ,并通過并通過體外

37、體外DNADNA重組和轉基因等技術重組和轉基因等技術, ,賦予生物以新的遺傳性狀賦予生物以新的遺傳性狀, ,從而創造出更符合人們需從而創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。要的新的生物類型和生物產品。B題組三基因工程的工具及步驟綜合考查題組三基因工程的工具及步驟綜合考查4.(2012浙江理綜浙江理綜)天然的玫瑰沒有藍色花天然的玫瑰沒有藍色花,這是由于缺少控制藍色色素合成的基因這是由于缺少控制藍色色素合成的基因B,而開藍色花的矮牽牛中存在序列已知的基因而開藍色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B。現用基因工程技術培育藍玫瑰。現用基因工程技術培育藍玫瑰,下列下列操作正確的是操作正確的是()A.

38、提取矮牽牛藍色花的提取矮牽牛藍色花的mRNA,經逆轉錄獲得互補的經逆轉錄獲得互補的DNA,再擴增基因再擴增基因BB.利用限制酶從開藍色花矮牽牛的基因文庫中獲取基因利用限制酶從開藍色花矮牽牛的基因文庫中獲取基因BC.利用利用DNA聚合酶將基因聚合酶將基因B與質粒連接后導入玫瑰細胞與質粒連接后導入玫瑰細胞D.將基因將基因B直接導入大腸桿菌直接導入大腸桿菌,然后感染并轉入玫瑰細胞然后感染并轉入玫瑰細胞解析解析: :提取矮牽牛藍色花的提取矮牽牛藍色花的mRNA,mRNA,逆轉錄得到逆轉錄得到DNA,DNA,然后擴增然后擴增, ,可獲得大量的基因可獲得大量的基因B,AB,A正正確。從基因文庫中獲取目的基

39、因確。從基因文庫中獲取目的基因, ,只要根據目的基因的相關信息和基因文庫中的信息只要根據目的基因的相關信息和基因文庫中的信息進行篩選對比即可進行篩選對比即可, ,不需要用限制酶進行切割不需要用限制酶進行切割,B,B錯誤。目的基因與質粒的連接需要用錯誤。目的基因與質粒的連接需要用DNADNA連接酶連接酶, ,而不是而不是DNADNA聚合酶聚合酶,C,C錯誤。目的基因需要和運載體連接后形成重組質粒再錯誤。目的基因需要和運載體連接后形成重組質粒再導入導入, ,而且應該用農桿菌進行感染而且應該用農桿菌進行感染, ,而不是大腸桿菌而不是大腸桿菌,D,D錯誤。錯誤。A題組三基因工程的工具及步驟綜合考查題組

40、三基因工程的工具及步驟綜合考查5.(2014淮安調研淮安調研)下面是將乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因下面是將乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白的基因HBsAg導入巴斯德導入巴斯德畢赤酵母菌生產乙肝疫苗的過程及有關資料畢赤酵母菌生產乙肝疫苗的過程及有關資料,請分析回答下列問題請分析回答下列問題:資料資料1:巴斯德畢赤酵母菌是一種甲基營養型酵母菌巴斯德畢赤酵母菌是一種甲基營養型酵母菌,能將甲醇作為其唯一碳源能將甲醇作為其唯一碳源,此時此時AOX1基因受到誘導而表達基因受到誘導而表達5AOX1和和3AOX1(TT)分別是基因分別是基因AOX1的啟動子和終止子的啟動子和終止子。資料資料2:巴斯德畢赤

41、酵母菌體內無天然質巴斯德畢赤酵母菌體內無天然質粒粒,所以科學家改造出了圖所以科學家改造出了圖1所示的所示的pPIC9K質粒用作載體質粒用作載體,其與目的基因形成的重其與目的基因形成的重組質粒經酶切后可以與酵母菌染色體發組質粒經酶切后可以與酵母菌染色體發生同源重組生同源重組,將目的基因整合于染色體中將目的基因整合于染色體中以實現表達。以實現表達。注注: :圖圖1 1中中BglBgl、SacSac、SnaBSnaB、AvrAvr及其橫線指示位置為限制酶及其橫線指示位置為限制酶及其識別位點。及其識別位點。(1)如果要將如果要將HBsAg基因和基因和pPIC9K質粒重組質粒重組,應該在應該在HBsAg基因兩側的基因兩側的A和和B位置接上位置接上、限制酶識別序列限制酶識別序列,這樣設計的優點是避免質粒和目的基因自身環化。這樣設計的優點是避免質粒和目的基因自身環化。 (2)酶切獲取酶切獲取HBsAg基因后基因后,需用需用 將其連接到將其連接到pPIC9K質粒上質粒上,