1、第第25講從雜交育種到基因工程講從雜交育種到基因工程走進(jìn)高考第一關(guān)走進(jìn)高考第一關(guān):教材關(guān)教材關(guān)從雜交育種到基因工程雜交育從雜交育種到基因工程雜交育種與誘變育種雜交育種概念種與誘變育種雜交育種概念:將將_或或_種類的種類的優(yōu)良性狀經(jīng)過(guò)優(yōu)良性狀經(jīng)過(guò)_集集中在一同中在一同,再經(jīng)過(guò)選擇和培育再經(jīng)過(guò)選擇和培育,獲得新種類的方法獲得新種類的方法原理原理:_方法方法:雜交雜交目的目的:培育動(dòng)培育動(dòng) 植物優(yōu)良種類植物優(yōu)良種類特點(diǎn)只能利用已有基因的重組特點(diǎn)只能利用已有基因的重組,按需求選擇按需求選擇,不能發(fā)明不能發(fā)明_兩個(gè)兩個(gè)多個(gè)多個(gè)雜交雜交基因重組基因重組新基因新基因雜交后代會(huì)出現(xiàn)雜交后代會(huì)出現(xiàn)_景象景象,育

2、種進(jìn)程緩慢育種進(jìn)程緩慢,過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單誘變育種概念單誘變育種概念:利用物理要素或化學(xué)要素來(lái)處置生物利用物理要素或化學(xué)要素來(lái)處置生物,使生使生物發(fā)生物發(fā)生_原理原理:基因突變基因突變方法方法:物理物理(如如X射線射線 射線射線 紫外線紫外線 激光等激光等)誘變誘變化學(xué)化學(xué)(如亞硝酸如亞硝酸 硫酸二乙酯等硫酸二乙酯等)誘變誘變特點(diǎn)提高特點(diǎn)提高_(dá),縮短育種進(jìn)程縮短育種進(jìn)程_大基因工程及其大基因工程及其分別分別基因突變基因突變突變率突變率盲目性盲目性運(yùn)用基因工程的原理概念運(yùn)用基因工程的原理概念:又叫又叫_技術(shù)或技術(shù)或_技技術(shù)術(shù) 通俗地說(shuō)通俗地說(shuō),就是按照人們的意就是按照人們的意愿愿,把一種生物

3、的某種基因提取出來(lái)把一種生物的某種基因提取出來(lái),加以修飾改造加以修飾改造,然后放在然后放在另一種生物的細(xì)胞里另一種生物的細(xì)胞里,_地改造生物的遺傳性狀地改造生物的遺傳性狀工具基因的工具基因的“剪刀剪刀_酶酶基因的基因的“針線針線_酶基因的運(yùn)載體酶基因的運(yùn)載體步驟步驟:提取目的基因提取目的基因目的基因與運(yùn)載體結(jié)合目的基因與運(yùn)載體結(jié)合將目的基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞目的基因的目的基因的_基因工程的運(yùn)用作物育種藥物研制環(huán)境維護(hù)基因工程的運(yùn)用作物育種藥物研制環(huán)境維護(hù)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的平安性轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的平安性基因拼接基因拼接DNA重組重組定向定向限制性核酸內(nèi)切限制性核酸內(nèi)切

4、DNA銜接銜接檢測(cè)與表達(dá)檢測(cè)與表達(dá)解讀高考第二關(guān)解讀高考第二關(guān):考點(diǎn)關(guān)考點(diǎn)關(guān)考點(diǎn)考點(diǎn)1幾種育種方法的比較幾種育種方法的比較雜交育種雜交育種誘變育種誘變育種多倍體育種多倍體育種單倍體育種單倍體育種基因工程育種基因工程育種方法方法雜交雜交 自交自交射線射線 激光激光 化學(xué)化學(xué)藥品處理藥品處理 生物處理生物處理秋水仙素處理萌秋水仙素處理萌發(fā)的種子或發(fā)的種子或幼苗幼苗花藥離體培養(yǎng)后花藥離體培養(yǎng)后再誘導(dǎo)染色再誘導(dǎo)染色體加倍體加倍將一種生物特定基因?qū)⒁环N生物特定基因轉(zhuǎn)移到另一種生轉(zhuǎn)移到另一種生物細(xì)胞中物細(xì)胞中原理原理基因重組基因重組基因突變基因突變?nèi)旧w變異染色體變異染色體變異染色體變異基因重組基因重組優(yōu)

5、點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單操作簡(jiǎn)單 目的目的性強(qiáng)性強(qiáng)提高變異頻率提高變異頻率,大大輻度改良某輻度改良某些性狀些性狀,后代后代變異性狀較變異性狀較快穩(wěn)定快穩(wěn)定器官大器官大 營(yíng)養(yǎng)物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高質(zhì)含量高明顯縮短育種年明顯縮短育種年限限定向改造生物的遺傳定向改造生物的遺傳性狀性狀缺點(diǎn)缺點(diǎn)育種年限長(zhǎng)育種年限長(zhǎng)處理材料較多處理材料較多,突突變后有利個(gè)變后有利個(gè)體少體少發(fā)育延遲發(fā)育延遲,結(jié)實(shí)率結(jié)實(shí)率較低較低,在動(dòng)物在動(dòng)物中難以開(kāi)展中難以開(kāi)展方法復(fù)雜方法復(fù)雜,成活率成活率較低較低,需與雜需與雜交育種配合交育種配合有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)舉例舉例高稈抗病和矮稈高稈抗病和矮稈易感病小麥易感病小麥雜交產(chǎn)生矮雜交產(chǎn)

6、生矮稈抗病品種稈抗病品種高產(chǎn)青霉素菌株高產(chǎn)青霉素菌株的育成的育成三倍體無(wú)子西瓜三倍體無(wú)子西瓜和甜菜和甜菜 八八倍體小黑麥倍體小黑麥抗病植株的育成抗病植株的育成抗蟲(chóng)抗蟲(chóng)棉棉特別提示特別提示:雜交育種與雜種優(yōu)勢(shì)的區(qū)別雜交育種與雜種優(yōu)勢(shì)的區(qū)別:雜交育種是經(jīng)過(guò)有性生殖雜交育種是經(jīng)過(guò)有性生殖,使不同的優(yōu)良性狀組合到后代的使不同的優(yōu)良性狀組合到后代的一個(gè)個(gè)體中一個(gè)個(gè)體中,從而選育出優(yōu)良種類的方法從而選育出優(yōu)良種類的方法 雜種優(yōu)勢(shì)是指基因型不同的個(gè)體雜交產(chǎn)生的雜種一代雜種優(yōu)勢(shì)是指基因型不同的個(gè)體雜交產(chǎn)生的雜種一代,在順在順應(yīng)才干上優(yōu)于兩個(gè)親本的景象應(yīng)才干上優(yōu)于兩個(gè)親本的景象 深化拓展深化拓展:1.誘變育種與

7、雜交育種相比誘變育種與雜交育種相比,前者能產(chǎn)生前所未有的新基因前者能產(chǎn)生前所未有的新基因,發(fā)明變異新類型發(fā)明變異新類型;后者不能產(chǎn)生新基因后者不能產(chǎn)生新基因,只是實(shí)現(xiàn)原有基因的只是實(shí)現(xiàn)原有基因的重新組合重新組合 2.在一切育種方法中在一切育種方法中,最簡(jiǎn)捷最簡(jiǎn)捷 常規(guī)的育種方法常規(guī)的育種方法雜交育種雜交育種 3.根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法根據(jù)不同育種需求選擇不同的育種方法(1)將兩親本的兩個(gè)不同優(yōu)良性狀集中于同終身物體上將兩親本的兩個(gè)不同優(yōu)良性狀集中于同終身物體上,可利可利用雜交育種用雜交育種,亦可利用單倍體育種亦可利用單倍體育種 (2)要求快速育種要求快速育種,那么運(yùn)用單倍體育種那么

8、運(yùn)用單倍體育種 (3)要求大幅度改良某一種類要求大幅度改良某一種類,使之出現(xiàn)前所未有的性狀使之出現(xiàn)前所未有的性狀,可利可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法用誘變育種和雜交育種相結(jié)合的方法 (4)要求提高種類產(chǎn)量要求提高種類產(chǎn)量,提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量,可運(yùn)用多倍體育種可運(yùn)用多倍體育種 4.雜交育種選育的時(shí)間是從雜交育種選育的時(shí)間是從F2代開(kāi)場(chǎng)代開(kāi)場(chǎng),緣由是從緣由是從F2開(kāi)場(chǎng)發(fā)生開(kāi)場(chǎng)發(fā)生性狀分別性狀分別;選育后能否延續(xù)自交取決于所選優(yōu)良性狀是顯性選育后能否延續(xù)自交取決于所選優(yōu)良性狀是顯性還是隱性還是隱性 5.雜交育種是經(jīng)過(guò)雜交培育具有優(yōu)良性狀且能穩(wěn)定遺傳雜交育種是經(jīng)過(guò)雜交培育具有優(yōu)良性

9、狀且能穩(wěn)定遺傳(純合純合子子)的新種類的新種類,而雜種優(yōu)勢(shì)那么是經(jīng)過(guò)雜交獲得種子而雜種優(yōu)勢(shì)那么是經(jīng)過(guò)雜交獲得種子,普通不是普通不是純合子純合子,在雜種后代上表現(xiàn)出多個(gè)優(yōu)良性狀在雜種后代上表現(xiàn)出多個(gè)優(yōu)良性狀,但只能用雜種一但只能用雜種一代代,由于后代會(huì)發(fā)生性狀分別由于后代會(huì)發(fā)生性狀分別 6.誘變育種雖然提高突變率誘變育種雖然提高突變率,但處置資料時(shí)依然是未突變的遠(yuǎn)但處置資料時(shí)依然是未突變的遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于突變的個(gè)體遠(yuǎn)多于突變的個(gè)體;突變的不定向性和普通有害的特性決議突變的不定向性和普通有害的特性決議了在突變的個(gè)體中有害的仍多于有利的了在突變的個(gè)體中有害的仍多于有利的,只是與自然突變相比只是與自然突變相比

10、較較,二者都增多二者都增多 例析例析1普通小麥中有高稈抗病普通小麥中有高稈抗病(TTRR)和矮稈易感病和矮稈易感病(ttrr)兩個(gè)兩個(gè)種類種類,控制兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上控制兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)小組利用不同的方法進(jìn)展了如下三組實(shí)驗(yàn)小組利用不同的方法進(jìn)展了如下三組實(shí)驗(yàn):請(qǐng)分析回答請(qǐng)分析回答:(1)A組由組由F1獲得獲得F2的方法是的方法是_,F2矮稈抗病植株中不矮稈抗病植株中不能穩(wěn)定遺傳的占能穩(wěn)定遺傳的占_ (2) 三類矮桿抗病植株中三類矮桿抗病植株中,最能夠產(chǎn)生不育配子的最能夠產(chǎn)生不育配子的是是_類類 (3)A B C三組方法中三組方法中,最不容易獲

11、得矮稈抗病小麥種類的最不容易獲得矮稈抗病小麥種類的是是_組組,緣由是緣由是_ 自交自交2/3C基因突變頻率低且不定向基因突變頻率低且不定向(4)經(jīng)過(guò)矮桿抗病經(jīng)過(guò)矮桿抗病獲得矮稈抗病小麥新種類的方法是獲得矮稈抗病小麥新種類的方法是_ 獲得的矮桿抗病植株獲得的矮桿抗病植株中能穩(wěn)定遺傳的占中能穩(wěn)定遺傳的占_ (5)在一塊高稈在一塊高稈(純合體純合體)小麥田中小麥田中,發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥 請(qǐng)?jiān)O(shè)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探求該矮稈性狀出現(xiàn)的能夠緣由計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探求該矮稈性狀出現(xiàn)的能夠緣由(簡(jiǎn)要寫(xiě)出所用簡(jiǎn)要寫(xiě)出所用方法方法 結(jié)果和結(jié)論結(jié)果和結(jié)論) _ 秋水仙素秋水仙素(或低溫或低溫)誘導(dǎo)染色體加倍誘導(dǎo)

12、染色體加倍100%將矮稈小麥與高稈小麥雜交將矮稈小麥與高稈小麥雜交;假設(shè)子一代為高稈假設(shè)子一代為高稈 子二代高子二代高稈：矮稈稈：矮稈=3：1(或出現(xiàn)性狀分別或出現(xiàn)性狀分別),那么矮稈性狀是基因突變那么矮稈性狀是基因突變呵斥的呵斥的;否那么否那么,矮稈性狀是環(huán)境引起的矮稈性狀是環(huán)境引起的 或?qū)捫←溑c高或?qū)捫←溑c高稈小麥種植在一樣環(huán)境條件下稈小麥種植在一樣環(huán)境條件下;假設(shè)兩者未出現(xiàn)明顯差別假設(shè)兩者未出現(xiàn)明顯差別,那那么矮稈性狀由環(huán)境引起么矮稈性狀由環(huán)境引起;否那么否那么,矮稈性狀是基因突變的結(jié)果矮稈性狀是基因突變的結(jié)果解析解析:(1)將將F1高稈抗病類型自交高稈抗病類型自交,在在F2中可

13、獲得高稈抗病中可獲得高稈抗病 矮矮稈抗病稈抗病 高稈易感病和矮稈易感病四種類型高稈易感病和矮稈易感病四種類型,從四種類型中選從四種類型中選擇矮稈抗病擇矮稈抗病 該矮稈抗病類型的基因組成為該矮稈抗病類型的基因組成為ttRR或或ttRr,其其中中,不能穩(wěn)定遺傳的不能穩(wěn)定遺傳的(ttRr)在矮抗植株中占在矮抗植株中占2/3 (2)B組矮稈抗組矮稈抗病類型病類型是由是由F1高稈抗病類型的花藥離體培育直接獲得高稈抗病類型的花藥離體培育直接獲得,其其基因組成為基因組成為tR,屬單倍體屬單倍體,高度不育高度不育 (3)由題干信息可知由題干信息可知,A為為雜交育種雜交育種,B為單倍體育種為單倍體育種,C為誘變

14、育種為誘變育種,因誘變育種具有突變因誘變育種具有突變率低且不定向等特點(diǎn)率低且不定向等特點(diǎn),所以所以C組最不易獲得矮稈抗病種類組最不易獲得矮稈抗病種類 (4)矮稈抗病矮稈抗病是單倍體是單倍體,要經(jīng)過(guò)秋水仙素要經(jīng)過(guò)秋水仙素(或低溫或低溫)誘導(dǎo)染色體加誘導(dǎo)染色體加倍倍,才干得到矮稈抗病小麥新種類才干得到矮稈抗病小麥新種類,基因型基因型ttRR,全部為純合體全部為純合體 (5)一塊高稈一塊高稈(純合體純合體)小麥田中小麥田中,發(fā)現(xiàn)了一株矮發(fā)現(xiàn)了一株矮稈小麥稈小麥,屬于變異屬于變異 導(dǎo)致變異的緣由有兩種導(dǎo)致變異的緣由有兩種:環(huán)境條件導(dǎo)致的環(huán)境條件導(dǎo)致的不可遺傳的變異和遺傳物量變化引起的可遺傳的變異不可遺

15、傳的變異和遺傳物量變化引起的可遺傳的變異,所以探所以探求該矮稈性狀出現(xiàn)能夠緣由的實(shí)驗(yàn)思緒是經(jīng)過(guò)判別該變異性求該矮稈性狀出現(xiàn)能夠緣由的實(shí)驗(yàn)思緒是經(jīng)過(guò)判別該變異性狀能否遺傳來(lái)獲得結(jié)論狀能否遺傳來(lái)獲得結(jié)論,如該變異性狀能遺傳如該變異性狀能遺傳,那么是基因突那么是基因突變的結(jié)果變的結(jié)果;如該變異性狀不能遺傳如該變異性狀不能遺傳,那么是環(huán)境引起的那么是環(huán)境引起的 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法有兩種方法有兩種,其一將矮稈小麥與高稈小麥雜交其一將矮稈小麥與高稈小麥雜交,假設(shè)子二代高假設(shè)子二代高稈：矮稈稈：矮稈=3：1(或出現(xiàn)性狀分別或出現(xiàn)性狀分別),那么矮稈性狀是基因突變那么矮稈性狀是基因突變呵斥的呵斥的,否那么否那么,矮

16、稈性狀是環(huán)境引起的矮稈性狀是環(huán)境引起的 其二其二,將矮稈小麥與將矮稈小麥與高稈小麥種植在一樣環(huán)境條件下高稈小麥種植在一樣環(huán)境條件下;假設(shè)兩者未出現(xiàn)明顯差別假設(shè)兩者未出現(xiàn)明顯差別,那么矮稈性狀由環(huán)境引起那么矮稈性狀由環(huán)境引起,否那么是基因突變的結(jié)果否那么是基因突變的結(jié)果 互動(dòng)探求互動(dòng)探求1:以下各項(xiàng)是產(chǎn)生新個(gè)體的幾種方法以下各項(xiàng)是產(chǎn)生新個(gè)體的幾種方法,圖中涉及小麥圖中涉及小麥的兩對(duì)相對(duì)性狀獨(dú)立遺傳的兩對(duì)相對(duì)性狀獨(dú)立遺傳 請(qǐng)據(jù)圖回答以下問(wèn)題請(qǐng)據(jù)圖回答以下問(wèn)題:A.高稈白粒小麥矮稈紅粒小麥高稈白粒小麥矮稈紅粒小麥F1F2 穩(wěn)定穩(wěn)定遺傳的矮稈白粒小麥遺傳的矮稈白粒小麥B.高稈抗銹病小麥矮稈易染銹病小麥

17、高稈抗銹病小麥矮稈易染銹病小麥F1花粉花粉 a 穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病小麥穩(wěn)定遺傳的矮稈抗銹病小麥C.普通小麥黑麥普通小麥黑麥F1小黑麥小黑麥D 谷氨酸：谷氨酸： 亮氨酸：亮氨酸： 丙氨酸：丙氨酸： 精精氨酸：氨酸：(1)在在A組的處育種任務(wù)者應(yīng)采用的方法是組的處育種任務(wù)者應(yīng)采用的方法是_ (2)B組組a代表的個(gè)體叫做代表的個(gè)體叫做_ B組的育種方法與組的育種方法與A組組的育種方法比較的育種方法比較,最大優(yōu)點(diǎn)是最大優(yōu)點(diǎn)是_ 經(jīng)過(guò)處置經(jīng)過(guò)處置后的個(gè)體基因型按實(shí)際計(jì)算共有后的個(gè)體基因型按實(shí)際計(jì)算共有_種種 (3)假設(shè)是轉(zhuǎn)錄的模板鏈假設(shè)是轉(zhuǎn)錄的模板鏈,那么代表的氨基酸是那么代表的氨基酸是_ (4)E組

18、中丙個(gè)體的性狀多數(shù)與組中丙個(gè)體的性狀多數(shù)與_類似類似 (5)D組的輻射引起組成生物基因的脫氧核苷酸的組的輻射引起組成生物基因的脫氧核苷酸的_發(fā)生了改動(dòng)發(fā)生了改動(dòng),從而改動(dòng)了從而改動(dòng)了_ 自交自交單倍體單倍體明顯縮短育種年限明顯縮短育種年限,后代不發(fā)生性狀分別后代不發(fā)生性狀分別4丙氨酸丙氨酸甲甲遺傳信息遺傳信息種類種類解析解析:由題意知由題意知:(1)A表示雜交育種表示雜交育種,其中表示自交方法其中表示自交方法 (2)B表示單倍體育種表示單倍體育種,表示花粉離體培育成表示花粉離體培育成a單倍體植株單倍體植株,表示用秋水仙素處置表示用秋水仙素處置,假設(shè)高稈假設(shè)高稈(A)抗銹病抗銹病(B),那么那么

19、B過(guò)程可圖過(guò)程可圖解為解為:AABBaabbF1：AaBb花粉：花粉：AB,Ab,aB,ab 單倍體植株單倍體植株AB Ab,aB,ab AABB AAbb,aaBB,aabb四種穩(wěn)定遺傳的個(gè)體四種穩(wěn)定遺傳的個(gè)體,挑選出挑選出aaBB矮稈抗矮稈抗銹病小麥銹病小麥 (3)D表示射線引發(fā)的基因突變表示射線引發(fā)的基因突變,按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么上按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么上的堿基組成為的堿基組成為CGT,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA鏈上密碼子為鏈上密碼子為GCA,翻譯成的氨基酸為丙氨酸翻譯成的氨基酸為丙氨酸 (4)E圖表示克隆圖表示克隆;丙的性狀與提供細(xì)胞核的親本甲類似丙的性狀與提供細(xì)胞核的親本甲類似

20、方法技巧方法技巧:根據(jù)育種要求選擇育種方式根據(jù)育種要求選擇育種方式普通作物育種可選用雜交育種和單倍體育種普通作物育種可選用雜交育種和單倍體育種 為得到特殊性狀為得到特殊性狀,可選擇誘變育種可選擇誘變育種(如航天育種如航天育種)或多倍體育或多倍體育種種 假設(shè)要將特殊性狀組合到一同假設(shè)要將特殊性狀組合到一同,還要抑制遠(yuǎn)緣雜交的不親和還要抑制遠(yuǎn)緣雜交的不親和性性,可思索運(yùn)用基因工程育種或細(xì)胞工程育種可思索運(yùn)用基因工程育種或細(xì)胞工程育種,如抗蟲(chóng)棉的培如抗蟲(chóng)棉的培育和育和“工程菌的培育工程菌的培育 考點(diǎn)考點(diǎn)2基因工程的工具基因工程的工具1.基因的基因的“剪刀剪刀限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶(簡(jiǎn)稱限制

21、酶簡(jiǎn)稱限制酶)(1)分布分布:主要在微生物體內(nèi)主要在微生物體內(nèi) (2)特性特性:一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列,并在特并在特定的切點(diǎn)上切割定的切點(diǎn)上切割DNA分子分子 (3)實(shí)例實(shí)例:EcoRI限制酶能專注識(shí)別限制酶能專注識(shí)別GAATTC序列序列,并在并在G和和A之之間將這段序列切開(kāi)間將這段序列切開(kāi) (4)切割結(jié)果切割結(jié)果:產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的產(chǎn)生兩個(gè)帶有黏性末端的DNA片段片段 (5)作用作用:基因工程中重要的切割工具基因工程中重要的切割工具,能將外來(lái)的能將外來(lái)的DNA切斷切斷,對(duì)本人的對(duì)本人的DNA無(wú)損害無(wú)損害 2.基因的基因的“針線針線DN

22、A銜接酶銜接酶(1)催化對(duì)象催化對(duì)象:兩個(gè)具有一樣黏性末端的兩個(gè)具有一樣黏性末端的DNA片段片段 (2)催化位置催化位置:脫氧核糖與磷酸之間的缺口脫氧核糖與磷酸之間的缺口 (3)催化結(jié)果催化結(jié)果:構(gòu)成重組構(gòu)成重組DNA 3.常用的運(yùn)載體常用的運(yùn)載體質(zhì)粒質(zhì)粒(1)本質(zhì)本質(zhì):小型環(huán)狀小型環(huán)狀DNA分子分子 (2)作用作用作為運(yùn)載工具作為運(yùn)載工具,將目的基因送到宿主細(xì)胞中去將目的基因送到宿主細(xì)胞中去;用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)展大量復(fù)制用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)展大量復(fù)制 (3)條件條件能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保管并大量復(fù)制能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保管并大量復(fù)制;有多個(gè)限制酶切點(diǎn)有多個(gè)限制酶切點(diǎn);有標(biāo)志基因

23、有標(biāo)志基因 特別提示特別提示:1.限制性內(nèi)切酶和限制性內(nèi)切酶和DNA銜接酶的作用部位都是脫銜接酶的作用部位都是脫氧核苷酸之間構(gòu)成的磷酸二酯鍵氧核苷酸之間構(gòu)成的磷酸二酯鍵(不是氫鍵不是氫鍵),只是一個(gè)切開(kāi)只是一個(gè)切開(kāi),一一個(gè)銜接個(gè)銜接 2.質(zhì)粒是最常用的運(yùn)載體質(zhì)粒是最常用的運(yùn)載體,不要把質(zhì)粒同運(yùn)載體等同不要把質(zhì)粒同運(yùn)載體等同,除此之除此之外外,噬菌體和動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)載體噬菌體和動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)載體 運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)為為DNA,其根本單位為脫氧核苷酸其根本單位為脫氧核苷酸 3.要想從要想從DNA上切下某個(gè)基因上切下某個(gè)基因,應(yīng)切應(yīng)切2個(gè)切口個(gè)切口,產(chǎn)生產(chǎn)生4個(gè)黏性末個(gè)黏性

24、末端端 4.基因工程中工具酶有兩種基因工程中工具酶有兩種限制性內(nèi)切酶和限制性內(nèi)切酶和DNA銜接酶銜接酶;工具有三種工具有三種,除上述兩種工具酶外還包括運(yùn)載體除上述兩種工具酶外還包括運(yùn)載體 5.DNA酶即酶即DNA水解酶水解酶,是將是將DNA水解的酶水解的酶;DNA聚合酶是在聚合酶是在DNA復(fù)制過(guò)程中復(fù)制過(guò)程中,催化構(gòu)成新催化構(gòu)成新DNA分子的酶分子的酶,是將單個(gè)游離的是將單個(gè)游離的脫氧核苷酸加到脫氧核苷酸加到DNA片段上片段上,需求模板需求模板;但但DNA銜接酶是將兩銜接酶是將兩個(gè)個(gè)DNA片段的兩個(gè)缺口同時(shí)銜接片段的兩個(gè)缺口同時(shí)銜接,不需求模板不需求模板,兩者作用的化兩者作用的化學(xué)鍵一樣學(xué)鍵一

25、樣,都是磷酸二酯鍵都是磷酸二酯鍵 例析例析2-1知某種限制性內(nèi)切酶在一線性知某種限制性內(nèi)切酶在一線性DNA分子上有分子上有3個(gè)酶切個(gè)酶切位點(diǎn)位點(diǎn),如以下圖中箭頭所指如以下圖中箭頭所指 假設(shè)該線性假設(shè)該線性DNA分子在分子在3個(gè)酶切個(gè)酶切位點(diǎn)上都被該酶切斷位點(diǎn)上都被該酶切斷,那么會(huì)產(chǎn)生那么會(huì)產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長(zhǎng)度四種不同長(zhǎng)度的的DNA片段片段 現(xiàn)有多個(gè)上述線性現(xiàn)有多個(gè)上述線性DNA分子分子,假設(shè)在每個(gè)假設(shè)在每個(gè)DNA分子上至少有分子上至少有1個(gè)酶切位點(diǎn)被該酶切斷個(gè)酶切位點(diǎn)被該酶切斷,那么從實(shí)際上講那么從實(shí)際上講,經(jīng)該經(jīng)該酶酶切后酶酶切后,這些線性這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長(zhǎng)度不同的分子

26、最多能產(chǎn)生長(zhǎng)度不同的DNA片片段種類數(shù)是段種類數(shù)是( )A.3B.4C.9D.12解析解析:假設(shè)該線性假設(shè)該線性DNA分子在分子在3個(gè)酶切位點(diǎn)切斷個(gè)酶切位點(diǎn)切斷,得到得到4種長(zhǎng)度種長(zhǎng)度不同的不同的DNA片段片段;假設(shè)在假設(shè)在2個(gè)酶切位點(diǎn)切斷個(gè)酶切位點(diǎn)切斷,得到得到3種長(zhǎng)度不同種長(zhǎng)度不同的的DNA片段片段;假設(shè)在假設(shè)在1個(gè)酶切位點(diǎn)切斷個(gè)酶切位點(diǎn)切斷,得到得到2種長(zhǎng)度不同的種長(zhǎng)度不同的DNA片段片段 因此最多能產(chǎn)生因此最多能產(chǎn)生4+3+2=9(種種)長(zhǎng)度不同的長(zhǎng)度不同的DNA片片段段 答案答案:C例析例析2-2以下有關(guān)基因工程中限制性內(nèi)切酶的描畫(huà)，以下有關(guān)基因工程中限制性內(nèi)切酶的描畫(huà)，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是

27、錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 ( )A.一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列B.限制性內(nèi)切酶的活性受溫度影響限制性內(nèi)切酶的活性受溫度影響C.限制性內(nèi)切酶能識(shí)別和切割限制性內(nèi)切酶能識(shí)別和切割RNAD.限制性內(nèi)切酶可從原核生物中提取限制性內(nèi)切酶可從原核生物中提取解析解析:限制性內(nèi)切酶主要存在于微生物中限制性內(nèi)切酶主要存在于微生物中 一種限制性內(nèi)切一種限制性內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列,并能在特定的切點(diǎn)上切并能在特定的切點(diǎn)上切割割DNA分子分子 其作用對(duì)象不是其作用對(duì)象不是RNA分子分子,故故C錯(cuò)錯(cuò) 答案答案:C互動(dòng)探求

28、互動(dòng)探求2-1:質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體質(zhì)粒是基因工程最常用的運(yùn)載體,有關(guān)質(zhì)粒的說(shuō)有關(guān)質(zhì)粒的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是法正確的選項(xiàng)是( )A.質(zhì)粒不僅存在于細(xì)菌中質(zhì)粒不僅存在于細(xì)菌中,某些病毒也具有某些病毒也具有B.細(xì)菌的基因只存在于質(zhì)粒上細(xì)菌的基因只存在于質(zhì)粒上C.質(zhì)粒為小型環(huán)狀質(zhì)粒為小型環(huán)狀DNA分子分子,存在于擬核存在于擬核(或細(xì)胞核或細(xì)胞核)外的細(xì)胞外的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中質(zhì)基質(zhì)中D.質(zhì)粒是基因工程中的重要工具酶之一質(zhì)粒是基因工程中的重要工具酶之一解析解析:質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中質(zhì)粒存在于許多細(xì)菌以及酵母菌等生物中,是細(xì)胞染色是細(xì)胞染色體外可以自主復(fù)制的很小的環(huán)狀體外可以自主復(fù)制的很小

29、的環(huán)狀DNA分子分子,在病毒在病毒 動(dòng)植物動(dòng)植物細(xì)胞中是不存在的細(xì)胞中是不存在的,故故A錯(cuò)誤錯(cuò)誤;細(xì)菌的基因除少部分在質(zhì)粒上細(xì)菌的基因除少部分在質(zhì)粒上外外,大部分在擬核中的大部分在擬核中的DNA分子上分子上,故故B錯(cuò)誤錯(cuò)誤 答案答案:C互動(dòng)探求互動(dòng)探求2-2:以下關(guān)于以下關(guān)于DNA銜接酶的作用表達(dá)銜接酶的作用表達(dá),正確的選項(xiàng)是正確的選項(xiàng)是( )A.將單個(gè)核苷酸加到某將單個(gè)核苷酸加到某DNA片段末端片段末端,構(gòu)成磷酸二酯鍵構(gòu)成磷酸二酯鍵B.將斷開(kāi)的兩個(gè)將斷開(kāi)的兩個(gè)DNA片段的骨架銜接起來(lái)片段的骨架銜接起來(lái),重新構(gòu)成磷酸二重新構(gòu)成磷酸二酯鍵酯鍵C.銜接兩條銜接兩條DNA鏈上堿基之間的氫鍵鏈上堿基之

30、間的氫鍵D.只能將雙鏈只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間銜接起來(lái)片段互補(bǔ)的黏性末端之間銜接起來(lái),而不而不能將雙鏈能將雙鏈DNA片段末端之間進(jìn)展銜接片段末端之間進(jìn)展銜接答案答案:B考點(diǎn)考點(diǎn)3基因工程的步驟及運(yùn)用基因工程的步驟及運(yùn)用一一 基因工程操作的根本步驟基因工程操作的根本步驟目的基因的表達(dá)和檢測(cè)目的基因的表達(dá)和檢測(cè)檢測(cè)檢測(cè):根據(jù)受體細(xì)胞中能否具有標(biāo)志基因根據(jù)受體細(xì)胞中能否具有標(biāo)志基因,判別目的基因?qū)肱袆e目的基因?qū)肱c否與否表達(dá)表達(dá):受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定的性狀受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定的性狀,如棉花抗蟲(chóng)性狀的表現(xiàn)如棉花抗蟲(chóng)性狀的表現(xiàn)二二 基因工程的運(yùn)用基因工程的運(yùn)用1.作物育種作物育種:人們利用基

31、因工程的方法人們利用基因工程的方法,獲得了高產(chǎn)獲得了高產(chǎn) 穩(wěn)產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良質(zhì)量的農(nóng)作物具有優(yōu)良質(zhì)量的農(nóng)作物,培育出具有各種抗逆性狀的作物新種培育出具有各種抗逆性狀的作物新種類類 2.藥物研制藥物研制:利用轉(zhuǎn)基因生物培育出各種基因工程藥物利用轉(zhuǎn)基因生物培育出各種基因工程藥物,如胰如胰島素島素 干擾素等干擾素等 3.環(huán)境維護(hù)環(huán)境維護(hù):利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌降解有毒有害的化合物利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌降解有毒有害的化合物,吸收環(huán)吸收環(huán)境中的重金屬境中的重金屬,處置工業(yè)廢水處置工業(yè)廢水,檢測(cè)環(huán)境中病毒含量檢測(cè)環(huán)境中病毒含量 消費(fèi)超消費(fèi)超級(jí)細(xì)菌級(jí)細(xì)菌 三三 轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的優(yōu)轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的優(yōu) 缺陷缺

32、陷1.優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):(1)處理糧食短缺問(wèn)題處理糧食短缺問(wèn)題;(2)減少農(nóng)藥運(yùn)用減少農(nóng)藥運(yùn)用,從而減少環(huán)境污染從而減少環(huán)境污染;(3)節(jié)省消費(fèi)本錢節(jié)省消費(fèi)本錢,降低糧食售價(jià)降低糧食售價(jià);(4)添加食物營(yíng)養(yǎng)添加食物營(yíng)養(yǎng),提高附加價(jià)提高附加價(jià)值值;(5)添加食物種類添加食物種類,提升食物質(zhì)量提升食物質(zhì)量;(6)促進(jìn)消費(fèi)效率的提高促進(jìn)消費(fèi)效率的提高,帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)開(kāi)展帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)開(kāi)展 2.缺陷缺陷:(1)能夠產(chǎn)生新毒素和新過(guò)敏原能夠產(chǎn)生新毒素和新過(guò)敏原;(2)能夠產(chǎn)生抗除草劑的雜能夠產(chǎn)生抗除草劑的雜草草;(3)能夠使疾病的散播跨物種妨礙能夠使疾病的散播跨物種妨礙;(4)能夠會(huì)損害農(nóng)作物的能夠會(huì)損害農(nóng)作物的生

33、物多樣性生物多樣性;(5)能夠干擾生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性能夠干擾生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 例析例析3-1采用基因工程的方法培育抗蟲(chóng)棉采用基因工程的方法培育抗蟲(chóng)棉,以下導(dǎo)入目的基以下導(dǎo)入目的基因的做法正確的選項(xiàng)是因的做法正確的選項(xiàng)是( )將毒素蛋白注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的將毒素蛋白注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的序列注射到棉受精卵中將編碼毒素蛋白的DNA序列與質(zhì)序列與質(zhì)粒重組粒重組,導(dǎo)入細(xì)菌導(dǎo)入細(xì)菌,用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞,再進(jìn)展組織培再進(jìn)展組織培育將編碼毒素蛋白的育將編碼毒素蛋白的DNA序列與細(xì)菌質(zhì)粒重組序列與細(xì)菌質(zhì)粒重組,注射到棉注射

34、到棉的子房并進(jìn)入受精卵的子房并進(jìn)入受精卵A.B.C.D.解析解析:從基因工程操作的根本步驟可知從基因工程操作的根本步驟可知,提取目的基因后提取目的基因后,要與要與運(yùn)載體結(jié)合構(gòu)成重組運(yùn)載體結(jié)合構(gòu)成重組DNA分子才干再導(dǎo)入到受體細(xì)胞中分子才干再導(dǎo)入到受體細(xì)胞中 答案答案:C例析例析3-2以下有關(guān)基因工程技術(shù)的表達(dá)以下有關(guān)基因工程技術(shù)的表達(dá),正確的選項(xiàng)是正確的選項(xiàng)是( )A.重組重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶技術(shù)所用的工具酶是限制酶 銜接酶和運(yùn)載體銜接酶和運(yùn)載體B.一切的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列一切的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列C.選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是由于細(xì)菌

35、繁衍快選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是由于細(xì)菌繁衍快D.只需目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能勝利實(shí)現(xiàn)表達(dá)只需目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能勝利實(shí)現(xiàn)表達(dá)解析解析:此題調(diào)查基因操作的工具此題調(diào)查基因操作的工具 目的基因的表達(dá)等知識(shí)目的基因的表達(dá)等知識(shí) 解答此類標(biāo)題需明確以下幾方面知識(shí)解答此類標(biāo)題需明確以下幾方面知識(shí) (1)基因操作的工具酶是限制酶基因操作的工具酶是限制酶 銜接酶銜接酶;(2)一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列,不同的限制不同的限制酶識(shí)別的核苷酸序列不同酶識(shí)別的核苷酸序列不同;(3)運(yùn)載體是基因的運(yùn)輸工具運(yùn)載體是基因的運(yùn)輸工具;(4)目的基因進(jìn)入受體細(xì)

36、胞后目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞后,受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定的性狀受體細(xì)胞表現(xiàn)出特定的性狀,才才干闡明目的基因完成了表達(dá)過(guò)程干闡明目的基因完成了表達(dá)過(guò)程;(5)導(dǎo)入受體細(xì)胞中目的基因主要是為了表達(dá)消費(fèi)目的基因的導(dǎo)入受體細(xì)胞中目的基因主要是為了表達(dá)消費(fèi)目的基因的產(chǎn)物產(chǎn)物,因此可以快速繁衍是選擇受體細(xì)胞的重要條件之一因此可以快速繁衍是選擇受體細(xì)胞的重要條件之一 答案答案:C互動(dòng)探求互動(dòng)探求3-1:干擾素是治療癌癥的重要藥物干擾素是治療癌癥的重要藥物,它必需從血液中它必需從血液中提取提取,每升人血中只能提出每升人血中只能提出0.5g,所以價(jià)錢昂貴所以價(jià)錢昂貴 美國(guó)加利福美國(guó)加利福尼亞的某生物制品公司用如下方法消費(fèi)

37、干擾素尼亞的某生物制品公司用如下方法消費(fèi)干擾素 如以下圖所如以下圖所示示:從上述方式中可以看出該公司消費(fèi)干擾素運(yùn)用的方法是從上述方式中可以看出該公司消費(fèi)干擾素運(yùn)用的方法是( )A.個(gè)體間的雜交個(gè)體間的雜交B.基因工程基因工程C.細(xì)胞交融細(xì)胞交融D.器官移植器官移植解析解析:題圖描畫(huà)了從淋巴細(xì)胞中取出干擾素基因題圖描畫(huà)了從淋巴細(xì)胞中取出干擾素基因,利用基因工利用基因工程消費(fèi)干擾素的過(guò)程程消費(fèi)干擾素的過(guò)程 答案答案:B互動(dòng)探求互動(dòng)探求3-2:基因工程等生物高科技的廣泛運(yùn)用引發(fā)了基因工程等生物高科技的廣泛運(yùn)用引發(fā)了“關(guān)關(guān)于科技與倫理的爭(zhēng)論于科技與倫理的爭(zhēng)論 有人喝彩有人喝彩,科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展將改動(dòng)一科

38、學(xué)技術(shù)的開(kāi)展將改動(dòng)一切切;有人驚呼有人驚呼,它將引發(fā)品德危機(jī)它將引發(fā)品德危機(jī) 對(duì)此對(duì)此,我們應(yīng)持的正確態(tài)度我們應(yīng)持的正確態(tài)度是是( )摒棄現(xiàn)有品德規(guī)范摒棄現(xiàn)有品德規(guī)范,推進(jìn)科技開(kāi)展發(fā)揚(yáng)品德規(guī)范的作用推進(jìn)科技開(kāi)展發(fā)揚(yáng)品德規(guī)范的作用,限制科技的負(fù)面效應(yīng)科技的開(kāi)展必需以現(xiàn)有品德規(guī)范為準(zhǔn)限制科技的負(fù)面效應(yīng)科技的開(kāi)展必需以現(xiàn)有品德規(guī)范為準(zhǔn)繩調(diào)整現(xiàn)有品德規(guī)范繩調(diào)整現(xiàn)有品德規(guī)范,順應(yīng)科技開(kāi)展順應(yīng)科技開(kāi)展A.B.C.D.解析解析:要處理好該題要處理好該題,要求學(xué)生平常關(guān)注生命科學(xué)開(kāi)展中的艱要求學(xué)生平常關(guān)注生命科學(xué)開(kāi)展中的艱苦熱點(diǎn)問(wèn)題在社會(huì)上引起的各種反響苦熱點(diǎn)問(wèn)題在社會(huì)上引起的各種反響,并且初步建立符合社會(huì)并

39、且初步建立符合社會(huì)認(rèn)識(shí)流的科學(xué)的認(rèn)識(shí)觀認(rèn)識(shí)流的科學(xué)的認(rèn)識(shí)觀 題中題中 項(xiàng)中項(xiàng)中,都帶有偏激都帶有偏激 絕對(duì)絕對(duì)化意向的詞句化意向的詞句,如如“摒棄現(xiàn)有品德規(guī)范摒棄現(xiàn)有品德規(guī)范 “必需以現(xiàn)有品德必需以現(xiàn)有品德規(guī)范為準(zhǔn)繩等規(guī)范為準(zhǔn)繩等,與當(dāng)今社會(huì)對(duì)待新惹事物的開(kāi)放與當(dāng)今社會(huì)對(duì)待新惹事物的開(kāi)放 寬松寬松 客客觀觀 謹(jǐn)慎的態(tài)度以及言論氣氛相背叛謹(jǐn)慎的態(tài)度以及言論氣氛相背叛,顯然是不可取的顯然是不可取的 答案答案:D笑對(duì)高考第三關(guān)笑對(duì)高考第三關(guān):技巧關(guān)技巧關(guān)有關(guān)基因工程的探求有關(guān)基因工程的探求1.探求目的基因插入質(zhì)粒上的位置情況探求目的基因插入質(zhì)粒上的位置情況:假設(shè)運(yùn)載體上含抗青假設(shè)運(yùn)載體上含抗青霉素基

40、因霉素基因a和抗四環(huán)素基因和抗四環(huán)素基因b,當(dāng)目的基因插入當(dāng)目的基因插入a片段中片段中,那么該那么該基因不表達(dá)基因不表達(dá),在青霉素培育基上不存活在青霉素培育基上不存活,在四環(huán)素培育基上存在四環(huán)素培育基上存活活;假設(shè)插入假設(shè)插入b基因片段基因片段,那么結(jié)果相反那么結(jié)果相反 2.探求質(zhì)粒上抗性基因的情況探求質(zhì)粒上抗性基因的情況(1)方法方法:將重組后的質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞將重組后的質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞,分別放在含青霉素分別放在含青霉素 四環(huán)素的培育基上培育四環(huán)素的培育基上培育,察看成活情況察看成活情況 (2)景象結(jié)論景象結(jié)論:都成活都成活兩種標(biāo)志基因都有兩種標(biāo)志基因都有;只需一個(gè)培只需一個(gè)培育基上成活育基

41、上成活只需其中一種只需其中一種,抗青霉素基因或抗四環(huán)素基抗青霉素基因或抗四環(huán)素基因因;都不成活都不成活兩種抗性基因都不存在兩種抗性基因都不存在 典例以下圖為某種質(zhì)粒表達(dá)載體簡(jiǎn)圖典例以下圖為某種質(zhì)粒表達(dá)載體簡(jiǎn)圖,小箭頭所指分別為限制小箭頭所指分別為限制性內(nèi)切酶性內(nèi)切酶EcoRI BamHI的酶切位點(diǎn)的酶切位點(diǎn),ampR為青霉素抗性基為青霉素抗性基因因,tetR為四環(huán)素抗性基因?yàn)樗沫h(huán)素抗性基因,P為啟動(dòng)子為啟動(dòng)子,T為終止子為終止子,ori為復(fù)制為復(fù)制原點(diǎn)原點(diǎn) 知目的基因的兩端分別有包括知目的基因的兩端分別有包括EcoRI,BamHI在內(nèi)的在內(nèi)的多種酶的酶切位點(diǎn)多種酶的酶切位點(diǎn) 據(jù)圖回答據(jù)圖回答:

42、(1)將含有目的的基因的將含有目的的基因的DNA與質(zhì)粒表達(dá)載體分別用與質(zhì)粒表達(dá)載體分別用EcoRI酶酶切切,酶切產(chǎn)物用酶切產(chǎn)物用DNA銜接酶進(jìn)展銜接后銜接酶進(jìn)展銜接后,其中由兩個(gè)其中由兩個(gè)DNA片段片段之間銜接構(gòu)成的產(chǎn)物有之間銜接構(gòu)成的產(chǎn)物有_ _ _三種三種 假設(shè)假設(shè)要從這些銜接產(chǎn)物中分別出重組質(zhì)粒要從這些銜接產(chǎn)物中分別出重組質(zhì)粒,需求對(duì)這些銜接產(chǎn)物進(jìn)需求對(duì)這些銜接產(chǎn)物進(jìn)展展_ 目的基因目的基因載體銜接物載體銜接物載體載體載體銜接物載體銜接物分別純化分別純化目的基因目的基因目的基因銜接物目的基因銜接物(2)用上述用上述3種銜接產(chǎn)物與無(wú)任何抗藥性的原核宿主細(xì)胞進(jìn)展種銜接產(chǎn)物與無(wú)任何抗藥性的原核

43、宿主細(xì)胞進(jìn)展轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 之后將這些宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)素的培育基中之后將這些宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)素的培育基中,能生長(zhǎng)的原核宿主細(xì)胞所含有的銜接產(chǎn)物是能生長(zhǎng)的原核宿主細(xì)胞所含有的銜接產(chǎn)物是_;假設(shè)接種到含青霉素的培育基中假設(shè)接種到含青霉素的培育基中,能生能生長(zhǎng)的原核宿主細(xì)胞所含有的銜接產(chǎn)物是長(zhǎng)的原核宿主細(xì)胞所含有的銜接產(chǎn)物是_ 載體載體載體銜接物載體銜接物目的基因目的基因載體銜接物載體銜接物 載體載體載體銜接物載體銜接物(3)目的基因表達(dá)時(shí)目的基因表達(dá)時(shí),RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)是聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)是_,其合成的產(chǎn)物是其合成的產(chǎn)物是_ (4)在上述實(shí)驗(yàn)中在上述實(shí)驗(yàn)中,為了防止目的基

44、因和質(zhì)粒表達(dá)載體在酶切為了防止目的基因和質(zhì)粒表達(dá)載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生恣意銜接后產(chǎn)生的末端發(fā)生恣意銜接,酶切時(shí)應(yīng)選用的酶是酶切時(shí)應(yīng)選用的酶是_ 啟動(dòng)子啟動(dòng)子mRNAEcoRI和和BamHI思想導(dǎo)析思想導(dǎo)析:(1)用用EcoRI酶切出的目的基因和質(zhì)粒具有一樣的酶切出的目的基因和質(zhì)粒具有一樣的黏性末端黏性末端,假設(shè)放在一同參與假設(shè)放在一同參與DNA銜接酶銜接酶,那么可出現(xiàn)三種銜那么可出現(xiàn)三種銜接結(jié)果接結(jié)果,即會(huì)出現(xiàn)目的基因本身構(gòu)成的銜接物即會(huì)出現(xiàn)目的基因本身構(gòu)成的銜接物,載體本身構(gòu)成載體本身構(gòu)成的銜接物和重組質(zhì)粒的銜接物和重組質(zhì)粒,要經(jīng)過(guò)挑選要經(jīng)過(guò)挑選 純化才干選出符合要求的純化才干選出符合要

45、求的DNA (2)載體本身構(gòu)成的銜接物能重新構(gòu)成完好的載體本身構(gòu)成的銜接物能重新構(gòu)成完好的tetR基基因因,具有抗四環(huán)素的特點(diǎn)具有抗四環(huán)素的特點(diǎn),其他銜接物中其他銜接物中tetR基因被限制性內(nèi)基因被限制性內(nèi)切酶破壞切酶破壞,不再具有抗四環(huán)素的特點(diǎn)不再具有抗四環(huán)素的特點(diǎn);在整個(gè)操作過(guò)程在整個(gè)操作過(guò)程中中,ampR基因堅(jiān)持完好基因堅(jiān)持完好,質(zhì)粒本身構(gòu)成的銜接物和重組質(zhì)粒質(zhì)粒本身構(gòu)成的銜接物和重組質(zhì)粒都具有抗青霉素的特性都具有抗青霉素的特性 (3)RNA聚合酶與相關(guān)基因的啟動(dòng)聚合酶與相關(guān)基因的啟動(dòng)子結(jié)合子結(jié)合,完成的是轉(zhuǎn)錄過(guò)程完成的是轉(zhuǎn)錄過(guò)程 (4)將含有目的基因的靶將含有目的基因的靶DNA片段和載

46、體分別用兩個(gè)不同的限制性內(nèi)切酶切割片段和載體分別用兩個(gè)不同的限制性內(nèi)切酶切割,使兩種使兩種DNA片段本身的片段本身的5和和3黏性末端不同黏性末端不同,但二者一樣末端又互補(bǔ)但二者一樣末端又互補(bǔ),這明顯減少靶這明顯減少靶DNA片段和載體本身環(huán)化與串連片段和載體本身環(huán)化與串連,使外源使外源DNA片段能正確插入載體啟動(dòng)子下游片段能正確插入載體啟動(dòng)子下游 在此題中目的基因兩端有在此題中目的基因兩端有EcoRI酶切點(diǎn)和酶切點(diǎn)和BamHI酶切點(diǎn)酶切點(diǎn),在質(zhì)粒載體上也有這兩種酶的在質(zhì)粒載體上也有這兩種酶的切點(diǎn)切點(diǎn),所以可以用這兩種酶切出非同源性互補(bǔ)末端來(lái)阻止其他所以可以用這兩種酶切出非同源性互補(bǔ)末端來(lái)阻止其他

47、銜接銜接 運(yùn)用拓展運(yùn)用拓展構(gòu)成的重組構(gòu)成的重組DNA分子能否真正轉(zhuǎn)移到了受體細(xì)胞分子能否真正轉(zhuǎn)移到了受體細(xì)胞,必需對(duì)受必需對(duì)受體細(xì)胞進(jìn)展檢測(cè)體細(xì)胞進(jìn)展檢測(cè) 請(qǐng)根據(jù)下面實(shí)驗(yàn)原理和資料器具請(qǐng)根據(jù)下面實(shí)驗(yàn)原理和資料器具,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)選擇運(yùn)載體設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)選擇運(yùn)載體質(zhì)粒質(zhì)粒,探求質(zhì)粒的抗菌素基因所表達(dá)的抗菌類別探求質(zhì)粒的抗菌素基因所表達(dá)的抗菌類別 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理:作為運(yùn)載體的質(zhì)粒作為運(yùn)載體的質(zhì)粒,須有標(biāo)志基因須有標(biāo)志基因,這一標(biāo)志基因是這一標(biāo)志基因是抗菌素抗性基因抗菌素抗性基因 故凡有抗菌素抗性的細(xì)菌故凡有抗菌素抗性的細(xì)菌,其質(zhì)粒才能夠用其質(zhì)粒才能夠用作運(yùn)載體作運(yùn)載體 資料器具資料器具:青霉素青霉素 四環(huán)素

48、的四環(huán)素的10萬(wàn)單位溶液萬(wàn)單位溶液 菌種試管菌種試管 滅滅菌的含細(xì)菌培育基的培育皿菌的含細(xì)菌培育基的培育皿 酒精燈酒精燈 接種環(huán)接種環(huán) 一次性注射一次性注射器器 蒸餾水蒸餾水 恒溫箱恒溫箱 方法步驟方法步驟:第一步第一步:取三個(gè)含細(xì)菌培育基的培育皿并標(biāo)取三個(gè)含細(xì)菌培育基的培育皿并標(biāo)1 2 3號(hào)號(hào),在酒精在酒精燈旁燈旁,用三支注射器用三支注射器,分別注入分別注入1mL蒸餾水蒸餾水 青霉素青霉素 四環(huán)素四環(huán)素液液 并使之分布在整個(gè)培育基外表并使之分布在整個(gè)培育基外表 第二步第二步:將接種環(huán)在酒精燈上熄滅用來(lái)滅菌將接種環(huán)在酒精燈上熄滅用來(lái)滅菌,并在酒精燈火焰并在酒精燈火焰旁取種旁取種,然后對(duì)三個(gè)培育

49、皿接種然后對(duì)三個(gè)培育皿接種 第三步第三步:培育培育 將接種后的三個(gè)培育皿放入將接種后的三個(gè)培育皿放入37C的恒溫箱中的恒溫箱中培育培育24h 預(yù)測(cè)結(jié)果并分析預(yù)測(cè)結(jié)果并分析:設(shè)置設(shè)置1號(hào)的目的是號(hào)的目的是_,出現(xiàn)的景象是出現(xiàn)的景象是_ 假設(shè)僅假設(shè)僅2號(hào)生存那么號(hào)生存那么_ 假設(shè)假設(shè)2號(hào)不存活號(hào)不存活,3號(hào)存活那么號(hào)存活那么_對(duì)照對(duì)照細(xì)菌正常生長(zhǎng)細(xì)菌正常生長(zhǎng)細(xì)菌質(zhì)粒上有抗青霉素的基因細(xì)菌質(zhì)粒上有抗青霉素的基因細(xì)菌質(zhì)粒上無(wú)抗青霉素的基因細(xì)菌質(zhì)粒上無(wú)抗青霉素的基因,有抗四環(huán)素的基因有抗四環(huán)素的基因解析解析:消費(fèi)基因工程藥品是基因工程的一個(gè)重要運(yùn)用消費(fèi)基因工程藥品是基因工程的一個(gè)重要運(yùn)用 重組重組質(zhì)粒導(dǎo)

50、入操作完成后質(zhì)粒導(dǎo)入操作完成后,需根據(jù)質(zhì)粒所帶有的抗性基因?qū)κ荏w細(xì)需根據(jù)質(zhì)粒所帶有的抗性基因?qū)κ荏w細(xì)胞進(jìn)展挑選胞進(jìn)展挑選,質(zhì)粒對(duì)抗生素的抗性類型可以經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)加以分析質(zhì)粒對(duì)抗生素的抗性類型可以經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)加以分析 高考真題備選高考真題備選(2021江蘇江蘇,26)甲磺酸乙酯甲磺酸乙酯(EMS)能使鳥(niǎo)嘌呤能使鳥(niǎo)嘌呤(G)的的N位置上位置上帶有乙基而成為帶有乙基而成為7-乙基鳥(niǎo)嘌呤乙基鳥(niǎo)嘌呤,這種鳥(niǎo)嘌呤不與胞嘧啶這種鳥(niǎo)嘌呤不與胞嘧啶(C)配配對(duì)而與胸腺嘧啶對(duì)而與胸腺嘧啶(T)配對(duì)配對(duì),從而使從而使DNA序列中序列中GC對(duì)轉(zhuǎn)換成對(duì)轉(zhuǎn)換成AT對(duì)對(duì) 育種專家為獲得更多的變異水稻親本類型育種專家為獲得更多的變異

51、水稻親本類型,常先將常先將水稻種子用水稻種子用EMS溶液浸泡溶液浸泡,再在大田種植再在大田種植,通常可獲得株高通?？色@得株高 穗形穗形 葉色等性狀變異的多種植株葉色等性狀變異的多種植株 請(qǐng)回答以下問(wèn)題請(qǐng)回答以下問(wèn)題 (1)經(jīng)過(guò)處置后發(fā)現(xiàn)一株某種性狀變異的水稻經(jīng)過(guò)處置后發(fā)現(xiàn)一株某種性狀變異的水稻,其自交后代中其自交后代中出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型,闡明這種變異為闡明這種變異為_(kāi)突變突變 (2)用用EMS浸泡種子是為了提高浸泡種子是為了提高_(dá),某一性某一性狀出現(xiàn)多種變異類型狀出現(xiàn)多種變異類型,闡明變異具有闡明變異具有_ (3)EMS誘導(dǎo)水稻細(xì)胞的誘導(dǎo)水稻細(xì)胞的DNA發(fā)生變化發(fā)生變化,而染色體的而

52、染色體的_不變不變 顯性顯性基因突變頻率基因突變頻率不定向性不定向性構(gòu)造和數(shù)目構(gòu)造和數(shù)目(4)經(jīng)經(jīng)EMS誘變處置后表現(xiàn)型優(yōu)良的水稻植株也能夠攜帶有誘變處置后表現(xiàn)型優(yōu)良的水稻植株也能夠攜帶有害基因害基因,為了確定能否攜帶有害基因?yàn)榱舜_定能否攜帶有害基因,除基因工程方法外除基因工程方法外,可采可采用的方法有用的方法有_ _ (5)誘變選育出的變異水稻植株還可經(jīng)過(guò)誘變選育出的變異水稻植株還可經(jīng)過(guò)PCR方法進(jìn)展檢測(cè)方法進(jìn)展檢測(cè),通常該植株根通常該植株根 莖和葉都可作為檢測(cè)資料莖和葉都可作為檢測(cè)資料,這是由于這是由于_ 自交自交花藥離體培育構(gòu)成單倍體花藥離體培育構(gòu)成單倍體,秋水仙素誘導(dǎo)加倍構(gòu)成二倍體秋水

53、仙素誘導(dǎo)加倍構(gòu)成二倍體該水稻植株體細(xì)胞基因型一樣該水稻植株體細(xì)胞基因型一樣解析解析:(1)隱性突變自交后代只需一種性狀隱性突變自交后代只需一種性狀,所以這種變異為顯所以這種變異為顯性突變性突變 (2)用用EMS浸泡種子浸泡種子,容易誘發(fā)突變?nèi)菀渍T發(fā)突變,提高了突變頻率提高了突變頻率;由于某一性狀出現(xiàn)多種變異類型由于某一性狀出現(xiàn)多種變異類型,闡明變異是不定向的闡明變異是不定向的 (3)EMS誘導(dǎo)水稻細(xì)胞的誘導(dǎo)水稻細(xì)胞的DNA發(fā)生基因突變發(fā)生基因突變,不會(huì)引起染色體不會(huì)引起染色體構(gòu)造和數(shù)目的改動(dòng)構(gòu)造和數(shù)目的改動(dòng) (4)要確定該優(yōu)良水稻能否攜帶有害基因要確定該優(yōu)良水稻能否攜帶有害基因可用自交的方法可

54、用自交的方法 花藥離體培育的方法等花藥離體培育的方法等 (5)誘變選育出的誘變選育出的水稻是由受精卵發(fā)育而成水稻是由受精卵發(fā)育而成,其體細(xì)胞具有一樣的基因型其體細(xì)胞具有一樣的基因型 課后活頁(yè)作業(yè)課后活頁(yè)作業(yè)1.利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá),可消費(fèi)人類所需求的產(chǎn)品可消費(fèi)人類所需求的產(chǎn)品 以下選項(xiàng)中能闡明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是以下選項(xiàng)中能闡明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是( )A.棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲(chóng)基因棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲(chóng)基因B.大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNAC.山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生

55、長(zhǎng)激素山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列序列D.酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白解析解析:基因表達(dá)的產(chǎn)物是蛋白質(zhì)基因表達(dá)的產(chǎn)物是蛋白質(zhì),因此因此,只需在受體細(xì)胞中檢測(cè)只需在受體細(xì)胞中檢測(cè)或提取到了相應(yīng)蛋白質(zhì)才干證明目的基因在受體細(xì)胞中完成或提取到了相應(yīng)蛋白質(zhì)才干證明目的基因在受體細(xì)胞中完成了表達(dá)了表達(dá),A C只能闡明完成了目的基因的導(dǎo)入只能闡明完成了目的基因的導(dǎo)入,B只能闡明完只能闡明完成了目的基因的導(dǎo)入和目的基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程成了目的基因的導(dǎo)入和目的基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程 答案答案:D2.生物體內(nèi)的以下物質(zhì)生物體內(nèi)的以下物質(zhì),除哪一項(xiàng)外除哪一項(xiàng)外,其他均具有特異的識(shí)別其

56、他均具有特異的識(shí)別作用作用( )A.RNA聚合酶聚合酶B.限制性內(nèi)切酶限制性內(nèi)切酶C.DNA探針探針D.標(biāo)志基因標(biāo)志基因解析解析:標(biāo)志基因并不具有特異的識(shí)別作用標(biāo)志基因并不具有特異的識(shí)別作用,而前三項(xiàng)均具有個(gè)而前三項(xiàng)均具有個(gè)體特異的識(shí)別功能體特異的識(shí)別功能 答案答案:D3.利用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌消費(fèi)人的胰島素利用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌消費(fèi)人的胰島素 以下相以下相關(guān)表達(dá)關(guān)表達(dá),正確的選項(xiàng)是正確的選項(xiàng)是( )A.人和大腸桿菌在合成胰島素時(shí)人和大腸桿菌在合成胰島素時(shí),轉(zhuǎn)錄和翻譯的場(chǎng)所是一樣的轉(zhuǎn)錄和翻譯的場(chǎng)所是一樣的B.DNA銜接酶能把兩個(gè)黏性末端經(jīng)堿基互補(bǔ)配對(duì)后留下的縫銜接酶能把兩個(gè)黏性末端

57、經(jīng)堿基互補(bǔ)配對(duì)后留下的縫隙隙“縫合縫合C.經(jīng)過(guò)檢測(cè)經(jīng)過(guò)檢測(cè),大腸桿菌中沒(méi)有胰島素產(chǎn)生那么可判別重組質(zhì)粒大腸桿菌中沒(méi)有胰島素產(chǎn)生那么可判別重組質(zhì)粒未導(dǎo)入受體菌未導(dǎo)入受體菌D.人和大腸桿菌在合成胰島素時(shí)人和大腸桿菌在合成胰島素時(shí),用于轉(zhuǎn)錄的模板鏈?zhǔn)且粯拥挠糜谵D(zhuǎn)錄的模板鏈?zhǔn)且粯拥慕馕鼋馕?A項(xiàng)項(xiàng),大腸桿菌的轉(zhuǎn)錄在核區(qū)大腸桿菌的轉(zhuǎn)錄在核區(qū),而人的轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核中而人的轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核中,故故A錯(cuò)錯(cuò) C項(xiàng)項(xiàng),導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌并不一定能產(chǎn)生胰島導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌并不一定能產(chǎn)生胰島素素,故故C錯(cuò)錯(cuò) D項(xiàng)項(xiàng),人在合成胰島素時(shí)人在合成胰島素時(shí),用于轉(zhuǎn)錄的模板鏈含內(nèi)含用于轉(zhuǎn)錄的模板鏈含內(nèi)含子子,而導(dǎo)入大腸

58、桿菌的胰島素基因不含內(nèi)含子而導(dǎo)入大腸桿菌的胰島素基因不含內(nèi)含子,故轉(zhuǎn)錄的模板故轉(zhuǎn)錄的模板鏈不同鏈不同 答案答案:B4.切取某動(dòng)物合成生長(zhǎng)激素的基因切取某動(dòng)物合成生長(zhǎng)激素的基因,用某方法將此基因轉(zhuǎn)移到用某方法將此基因轉(zhuǎn)移到鲇魚(yú)的受精卵中鲇魚(yú)的受精卵中,從而使鲇魚(yú)比同類個(gè)體大了從而使鲇魚(yú)比同類個(gè)體大了34倍倍,此項(xiàng)研此項(xiàng)研討遵照的原理是討遵照的原理是( )A.基因突變基因突變DNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)B.基因工程基因工程DNARNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)答案答案:D5.現(xiàn)有一長(zhǎng)度為現(xiàn)有一長(zhǎng)度為1000堿基對(duì)堿基對(duì)(bp)的的DNA分子分子,用限制性核酸用限制性核酸內(nèi)切酶內(nèi)切酶EcoRI酶切后得到的酶切后得到的

59、DNA分子仍是分子仍是1000bp,用用KpnI單單獨(dú)酶切后得到獨(dú)酶切后得到400bp和和600bp兩種長(zhǎng)度的兩種長(zhǎng)度的DNA分子分子,用用EcoRI KpnI同時(shí)酶切后得到同時(shí)酶切后得到200bp和和600bp兩種長(zhǎng)度的兩種長(zhǎng)度的DNA分子分子 圖中圖中DNA分子的酶切圖譜正確的選項(xiàng)是分子的酶切圖譜正確的選項(xiàng)是( )答案答案:D解析解析:根據(jù)題意根據(jù)題意,單獨(dú)用單獨(dú)用EcoRI酶切后得到的酶切后得到的DNA分子與切割分子與切割前分子中前分子中bp總量不變總量不變,闡明原闡明原DNA上僅有一個(gè)上僅有一個(gè)EcoRI酶切點(diǎn)酶切點(diǎn),且原且原DNA呈環(huán)狀呈環(huán)狀(如以下圖中圖如以下圖中圖1所示所示) 用

60、用KpnI單獨(dú)酶切得單獨(dú)酶切得到到400bp和和600bp兩種長(zhǎng)度的兩種長(zhǎng)度的DNA分子分子,可以確定可以確定KpnI在環(huán)在環(huán)狀狀DNA分子中有兩個(gè)切點(diǎn)分子中有兩個(gè)切點(diǎn)(如圖如圖2所示所示),而用而用EcoRI KpnI同同時(shí)酶切后得到時(shí)酶切后得到200bp和和600bp兩種長(zhǎng)度的兩種長(zhǎng)度的DNA分子分子,實(shí)踐應(yīng)該實(shí)踐應(yīng)該是三個(gè)是三個(gè)DNA片段片段,bp依次為依次為600 200 200(如圖如圖3)所示所示 6.(2021高考命題研討高考命題研討)某考古學(xué)家在西伯利亞泰加林地域的某考古學(xué)家在西伯利亞泰加林地域的冰中冰中,發(fā)現(xiàn)了一種冰凍的已滅絕的宏大動(dòng)物的遺體發(fā)現(xiàn)了一種冰凍的已滅絕的宏大動(dòng)物的