生物 第一單元 生物技術(shù)與生物工程 第一章 基因工程和蛋白質(zhì)工程 1.1.1 基因工程的原理 中圖版選修3

《生物 第一單元 生物技術(shù)與生物工程 第一章 基因工程和蛋白質(zhì)工程 1.1.1 基因工程的原理 中圖版選修3》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物 第一單元 生物技術(shù)與生物工程 第一章 基因工程和蛋白質(zhì)工程 1.1.1 基因工程的原理 中圖版選修3（68頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一章第一章 基因工程和蛋白質(zhì)工程基因工程和蛋白質(zhì)工程第一節(jié)第一節(jié) 基因工程的原理基因工程的原理課程標(biāo)準(zhǔn)課程標(biāo)準(zhǔn)1簡(jiǎn)述基因工程的誕生。簡(jiǎn)述基因工程的誕生。2簡(jiǎn)述基因工程的原理及技術(shù)。簡(jiǎn)述基因工程的原理及技術(shù)。3DNA的粗提取和鑒定。的粗提取和鑒定。課標(biāo)解讀課標(biāo)解讀1了解基因工程的誕生過(guò)程。了解基因工程的誕生過(guò)程。2舉例說(shuō)出基因工程所需三種工具的作用與特點(diǎn)。舉例說(shuō)出基因工程所需三種工具的作用與特點(diǎn)。3理解基因工程的概念。理解基因工程的概念。4簡(jiǎn)述基因工程的基本原理及一般操作程序。簡(jiǎn)述基因工程的基本原理及一般操作程序。5嘗試嘗試DNA的粗提取與鑒定。的粗提取與鑒定。限制性?xún)?nèi)切酶被稱(chēng)為限制性?xún)?nèi)切酶被

2、稱(chēng)為“_”，它能識(shí)別，它能識(shí)別_，并在，并在_上準(zhǔn)確地切割雙鏈上準(zhǔn)確地切割雙鏈_。DNA被切割后產(chǎn)生的交錯(cuò)的切口，也就是在每條被切割后產(chǎn)生的交錯(cuò)的切口，也就是在每條鏈的一端留下的鏈的一端留下的_，叫做，叫做_。基因工程的誕生基因工程的誕生1限制性?xún)?nèi)切酶限制性?xún)?nèi)切酶基因手術(shù)刀基因手術(shù)刀特定的特定的脫氧核苷酸序列脫氧核苷酸序列特定位點(diǎn)特定位點(diǎn)DNA單鏈末端單鏈末端黏性末端黏性末端DNA連接酶被稱(chēng)為連接酶被稱(chēng)為“_”，它是連接，它是連接_的專(zhuān)用工具。當(dāng)兩個(gè)的專(zhuān)用工具。當(dāng)兩個(gè)DNA片段的片段的_彼此相臨，而彼此相臨，而且它們的堿基能夠且它們的堿基能夠_時(shí)，時(shí)，DNA連接酶就能把它們連接酶就能把它們之間

3、的縫隙之間的縫隙“_”起來(lái)。起來(lái)。(1)1972年，美國(guó)的伯格等人構(gòu)建了世界上首例年，美國(guó)的伯格等人構(gòu)建了世界上首例_。(2)1973年，美國(guó)的科恩等人培育出了既抗卡那霉素又抗四年，美國(guó)的科恩等人培育出了既抗卡那霉素又抗四環(huán)素的大腸桿菌。環(huán)素的大腸桿菌。_的培育成功，宣告的培育成功，宣告了基因工程的誕生。了基因工程的誕生。2DNA連接酶連接酶基因縫紉針基因縫紉針雙鏈雙鏈DNA黏性末端黏性末端互補(bǔ)配對(duì)互補(bǔ)配對(duì)縫合縫合3基因工程的誕生基因工程的誕生體外重組體外重組的雜合的雜合DNA分子分子雙重抗性大腸桿菌雙重抗性大腸桿菌 DNA連接酶與連接酶與DNA聚合酶的作用相同嗎？為什聚合酶的作用相同嗎？為什

4、么？么？提示提示不完全相同。因?yàn)椴煌耆嗤?。因?yàn)镈NA連接酶是將兩個(gè)雙鏈連接酶是將兩個(gè)雙鏈DNA片段連接起來(lái)，而片段連接起來(lái)，而DNA聚合酶是將單個(gè)脫氧核苷酸連接到聚合酶是將單個(gè)脫氧核苷酸連接到一條單鏈一條單鏈DNA片段上；但二者都是催化兩個(gè)脫氧核苷酸之片段上；但二者都是催化兩個(gè)脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵。間形成磷酸二酯鍵。思維激活思維激活1(1)來(lái)源來(lái)源主要從原核生物中分離純化。主要從原核生物中分離純化。(2)功能功能識(shí)別雙鏈識(shí)別雙鏈DNA分子某種特定的脫氧核苷酸序列分子某種特定的脫氧核苷酸序列(識(shí)別序識(shí)別序列列)。催化催化DNA每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷每一條鏈中特定部位的兩

5、個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵酸二酯鍵(酶切位點(diǎn)酶切位點(diǎn))斷開(kāi)。斷開(kāi)。(3)酶切結(jié)果酶切結(jié)果當(dāng)限制性?xún)?nèi)切酶將當(dāng)限制性?xún)?nèi)切酶將DNA的兩條鏈分別切開(kāi)時(shí)，產(chǎn)生含有的兩條鏈分別切開(kāi)時(shí)，產(chǎn)生含有游離的單鏈部分的末端，叫黏性末端。同一種限制性?xún)?nèi)游離的單鏈部分的末端，叫黏性末端。同一種限制性?xún)?nèi)1限制性?xún)?nèi)切酶限制性?xún)?nèi)切酶基因手術(shù)刀基因手術(shù)刀切酶切割形成的黏性末端相同。切酶切割形成的黏性末端相同。(4)作用實(shí)質(zhì)作用實(shí)質(zhì)識(shí)別并催化特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵識(shí)別并催化特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵(酶酶切位點(diǎn)切位點(diǎn))斷開(kāi)。斷開(kāi)。(5)實(shí)例實(shí)例限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶EcoRI只能識(shí)別只能識(shí)別GA

6、ATTC 6個(gè)核苷酸組個(gè)核苷酸組成的序列，且僅能切割成的序列，且僅能切割G與與A之間的磷酸二酯鍵。之間的磷酸二酯鍵。黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端特別提醒特別提醒(1)黏性末端與平末端黏性末端與平末端黏性末端：當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)切開(kāi)黏性末端：當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)切開(kāi)時(shí)時(shí)(錯(cuò)切錯(cuò)切)，產(chǎn)生的是黏性末端。黏性末端是指雙鏈，產(chǎn)生的是黏性末端。黏性末端是指雙鏈DNA被被限制酶切開(kāi)后，切口處的兩個(gè)末端伸出的由若干核苷酸組限制酶切開(kāi)后，切口處的兩個(gè)末端伸出的由若干核苷酸組成的單鏈。例如：成的單鏈。例如：平末端平末端當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線處切開(kāi)時(shí)當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的

7、中心軸線處切開(kāi)時(shí)(平切平切)產(chǎn)生的產(chǎn)生的則是平末端。例如：則是平末端。例如：(2)限制酶識(shí)別序列的特點(diǎn)限制酶識(shí)別序列的特點(diǎn)限制酶的識(shí)別序列往往存在反向?qū)ΨQ(chēng)限制酶的識(shí)別序列往往存在反向?qū)ΨQ(chēng)的現(xiàn)象，即以中軸線為對(duì)稱(chēng)軸，兩條的現(xiàn)象，即以中軸線為對(duì)稱(chēng)軸，兩條鏈上的堿基序列反向?qū)ΨQ(chēng)。如右圖：鏈上的堿基序列反向?qū)ΨQ(chēng)。如右圖：(1)種類(lèi)：種類(lèi)：Ecoli DNA連接酶和連接酶和T4DNA連接酶，前者連接連接酶，前者連接效率高。效率高。(2)功能：將兩個(gè)功能：將兩個(gè)DNA分子分子“縫合縫合”起來(lái)，恢復(fù)被限制性?xún)?nèi)起來(lái)，恢復(fù)被限制性?xún)?nèi)切酶切開(kāi)了的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。如圖：切酶切開(kāi)了的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二

8、酯鍵。如圖：2DNA連接酶連接酶基因縫紉針基因縫紉針限制酶與限制酶與DNA連接酶比較連接酶比較(1)區(qū)別區(qū)別作用作用應(yīng)用應(yīng)用限制酶限制酶使特定部位的磷酸使特定部位的磷酸二酯鍵斷裂二酯鍵斷裂用于提取目的基因和用于提取目的基因和切割載體切割載體DNA連接酶連接酶在在DNA片段之間重片段之間重新形成磷酸二酯鍵新形成磷酸二酯鍵用于重組載體的構(gòu)建用于重組載體的構(gòu)建3(2)兩者的關(guān)系可表示為：兩者的關(guān)系可表示為：特別提醒特別提醒由于氫鍵是分子間作用力，其斷裂與重新形成由于氫鍵是分子間作用力，其斷裂與重新形成均與限制酶、均與限制酶、DNA連接酶無(wú)關(guān)。連接酶無(wú)關(guān)。 下列有關(guān)基因工程中限制性?xún)?nèi)切酶的描述，錯(cuò)誤的

9、下列有關(guān)基因工程中限制性?xún)?nèi)切酶的描述，錯(cuò)誤的是是 ()。A一種限制性?xún)?nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序一種限制性?xún)?nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序 列列B限制性?xún)?nèi)切酶的活性受溫度的影響限制性?xún)?nèi)切酶的活性受溫度的影響C限制性?xún)?nèi)切酶能識(shí)別和切割限制性?xún)?nèi)切酶能識(shí)別和切割RNAD限制性?xún)?nèi)切酶可從原核生物中提取限制性?xún)?nèi)切酶可從原核生物中提取【鞏固鞏固1】解析解析生物體內(nèi)有能識(shí)別并切割特異的雙鏈生物體內(nèi)有能識(shí)別并切割特異的雙鏈DNA序列的一序列的一種核酸內(nèi)切酶，它是可以將外來(lái)的種核酸內(nèi)切酶，它是可以將外來(lái)的DNA切斷的酶，即能夠切斷的酶，即能夠限制異源限制異源DNA的侵入并使之失去活力，但對(duì)自己的的侵

10、入并使之失去活力，但對(duì)自己的DNA卻無(wú)損害作用，這樣可以保護(hù)細(xì)胞原有的遺傳信息。由于卻無(wú)損害作用，這樣可以保護(hù)細(xì)胞原有的遺傳信息。由于這種切割作用是在這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故叫限制性?xún)?nèi)切分子內(nèi)部進(jìn)行的，故叫限制性?xún)?nèi)切酶。限制性?xún)?nèi)切酶只能識(shí)別和切割酶。限制性?xún)?nèi)切酶只能識(shí)別和切割DNA，不能識(shí)別和切割，不能識(shí)別和切割RNA。答案答案C基因工程是指按照人們的意愿，將一種生物的基因在體外基因工程是指按照人們的意愿，將一種生物的基因在體外_，并與特殊的，并與特殊的_進(jìn)行重新組合，然后轉(zhuǎn)入進(jìn)行重新組合，然后轉(zhuǎn)入_的體內(nèi)進(jìn)行的體內(nèi)進(jìn)行_，并使之表達(dá)產(chǎn)生所需，并使之表達(dá)產(chǎn)生所需_的技術(shù)。也就是

11、把一種生物的的技術(shù)。也就是把一種生物的_復(fù)制出復(fù)制出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的_里，里，_改造生物的改造生物的_。基因工程的一般程序基因工程的一般程序1基因工程的概念基因工程的概念剪切剪切運(yùn)載工具運(yùn)載工具另一種生物另一種生物擴(kuò)增擴(kuò)增蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)個(gè)別基因個(gè)別基因細(xì)胞細(xì)胞定向地定向地遺傳性狀遺傳性狀(1)目的基因目的基因目的基因是指在基因操作中使用的目的基因是指在基因操作中使用的_，主要通過(guò)，主要通過(guò)_和和_來(lái)獲得。來(lái)獲得。(2)直接分離法直接分離法最常用的方法是最常用的方法是“_”，將完整的，將完整的DNA分子用分子用_切成適當(dāng)長(zhǎng)度的片段，隨后用

12、某種檢測(cè)方法挑選出切成適當(dāng)長(zhǎng)度的片段，隨后用某種檢測(cè)方法挑選出所需要的基因。核酸探針是用所需要的基因。核酸探針是用_或其它標(biāo)記物或其它標(biāo)記物標(biāo)記的標(biāo)記的DNA單鏈，具有非常特異的單鏈，具有非常特異的_，能與，能與_結(jié)合，可用于結(jié)合，可用于_的檢測(cè)。目的基因獲的檢測(cè)。目的基因獲得后可用得后可用_擴(kuò)增。擴(kuò)增。2目的基因的獲得目的基因的獲得外源基因外源基因直接分離法直接分離法人工合成法人工合成法鳥(niǎo)槍法鳥(niǎo)槍法限制性限制性?xún)?nèi)切酶內(nèi)切酶放射性同位素放射性同位素脫氧核苷酸序列脫氧核苷酸序列DNA互補(bǔ)鏈互補(bǔ)鏈特定基因特定基因PCR儀儀(3)人工合成法人工合成法一種是一種是_，主要用于分子質(zhì)量較大而又不知其序，

13、主要用于分子質(zhì)量較大而又不知其序列的基因。它是以目的基因的列的基因。它是以目的基因的_為模板，借助為模板，借助_合成堿基互補(bǔ)的合成堿基互補(bǔ)的_，然后在，然后在_的作用下合成的作用下合成_。另一種是。另一種是_，即，即依照某一蛋白質(zhì)的依照某一蛋白質(zhì)的_序列，通過(guò)序列，通過(guò)_推導(dǎo)出其推導(dǎo)出其_序列，然后序列，然后_合成目的基因。合成目的基因。(1)載體一般具備的特點(diǎn)載體一般具備的特點(diǎn)a外源外源DNA的插入的插入_載體在宿主細(xì)胞內(nèi)的自我復(fù)載體在宿主細(xì)胞內(nèi)的自我復(fù)制；制；反轉(zhuǎn)錄法反轉(zhuǎn)錄法信使信使RNA反轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄酶單鏈單鏈DNADNA聚合聚合酶酶雙鏈雙鏈DNA化學(xué)合成法化學(xué)合成法氨基酸氨基酸密碼子密

14、碼子堿基堿基直接直接3重組載體的構(gòu)建重組載體的構(gòu)建不影響不影響b有適宜的限制性?xún)?nèi)切酶有適宜的限制性?xún)?nèi)切酶_，最好是對(duì)，最好是對(duì)_限限制性?xún)?nèi)切酶有制性?xún)?nèi)切酶有_；c具有某些具有某些_；d對(duì)受體細(xì)胞對(duì)受體細(xì)胞_。(2)載體的種類(lèi)載體的種類(lèi)目前所用的載體有細(xì)菌的質(zhì)粒、目前所用的載體有細(xì)菌的質(zhì)粒、_或其他一些或其他一些_，其中，最常用的是，其中，最常用的是_，它是細(xì)菌中獨(dú)立于細(xì)菌，它是細(xì)菌中獨(dú)立于細(xì)菌DNA(擬核擬核)之外的之外的_，它可以友好地，它可以友好地“_”在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，通過(guò)在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，通過(guò)_穩(wěn)定地遺傳下去。穩(wěn)定地遺傳下去。酶切位點(diǎn)酶切位點(diǎn)多種多種單一切點(diǎn)單一切點(diǎn)標(biāo)記基因標(biāo)記基因無(wú)害無(wú)害噬菌

15、體噬菌體病病毒毒質(zhì)粒質(zhì)粒小型環(huán)狀小型環(huán)狀DNA分子分子借居借居復(fù)制復(fù)制(3)構(gòu)建重組載體構(gòu)建重組載體(以質(zhì)粒為例以質(zhì)粒為例)用用_對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割，形成對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割，形成_切口，用切口，用_限制性?xún)?nèi)切酶切割的限制性?xún)?nèi)切酶切割的_就可以插到切口就可以插到切口上，再通過(guò)上，再通過(guò)_的連接，就形成了重組載體。的連接，就形成了重組載體。(1)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化是指帶有轉(zhuǎn)化是指帶有_的重組載體進(jìn)入的重組載體進(jìn)入_的過(guò)的過(guò)程。常用方法有程。常用方法有_、_和和_。限制性?xún)?nèi)切酶限制性?xún)?nèi)切酶一個(gè)一個(gè)同一種同一種目的基因目的基因DNA連接酶連接酶4重組載體的導(dǎo)入和篩選重組載體的導(dǎo)入和篩選受體細(xì)胞受體細(xì)胞目的基因目的基

16、因基因槍法基因槍法花粉管通道法花粉管通道法顯微注射顯微注射法法(2)篩選篩選經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化以后，有的細(xì)胞可能導(dǎo)入了經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化以后，有的細(xì)胞可能導(dǎo)入了_，利用，利用_可以把它們篩選出來(lái)。例如：當(dāng)利用含有可以把它們篩選出來(lái)。例如：當(dāng)利用含有_的質(zhì)粒作為載體時(shí)，將轉(zhuǎn)化后的細(xì)胞放的質(zhì)粒作為載體時(shí)，將轉(zhuǎn)化后的細(xì)胞放在含有在含有_的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，不含有重組質(zhì)粒的細(xì)胞的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，不含有重組質(zhì)粒的細(xì)胞就會(huì)就會(huì)_，含有重組質(zhì)粒的細(xì)胞就，含有重組質(zhì)粒的細(xì)胞就_。培養(yǎng)含有培養(yǎng)含有_的受體細(xì)胞，并誘導(dǎo)目的基因的受體細(xì)胞，并誘導(dǎo)目的基因_。為檢測(cè)目的基因在受體細(xì)胞中是否表達(dá)，要檢測(cè)轉(zhuǎn)化的生為檢測(cè)目的基因在受體細(xì)胞中是否表達(dá)

17、，要檢測(cè)轉(zhuǎn)化的生物有沒(méi)有顯示出目的基因物有沒(méi)有顯示出目的基因_。重組載體重組載體選擇培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基青霉素抗性基因青霉素抗性基因青霉素青霉素死亡死亡活了下來(lái)活了下來(lái)5目的基因的表達(dá)和鑒定目的基因的表達(dá)和鑒定重組載體重組載體表達(dá)表達(dá)控制的性狀控制的性狀(1)基因工程能夠打破生物基因工程能夠打破生物_的界限，在分子水平上的界限，在分子水平上_生物的遺傳特性。生物的遺傳特性。(2)基因工程的誕生是分子生物學(xué)直接轉(zhuǎn)化為基因工程的誕生是分子生物學(xué)直接轉(zhuǎn)化為_(kāi)的重要標(biāo)志。的重要標(biāo)志。6基因工程的意義基因工程的意義種屬種屬定向改變定向改變社會(huì)生產(chǎn)力社會(huì)生產(chǎn)力 為什么一般要用同一種限制性?xún)?nèi)切酶切割載體和為什么

18、一般要用同一種限制性?xún)?nèi)切酶切割載體和目的基因？目的基因？提示提示同一種限制性?xún)?nèi)切酶切割形成的黏性末端相同，經(jīng)同一種限制性?xún)?nèi)切酶切割形成的黏性末端相同，經(jīng)DNA連接酶催化后形成重組載體。連接酶催化后形成重組載體。思維激活思維激活2基因工程及其操作程序基因工程及其操作程序(1)基因工程的概念基因工程的概念操作對(duì)象操作對(duì)象基因基因操作水平操作水平分子水平分子水平操作環(huán)境操作環(huán)境生物體外生物體外操作過(guò)程操作過(guò)程剪切剪切拼接拼接導(dǎo)入導(dǎo)入表達(dá)表達(dá)操作結(jié)果操作結(jié)果人類(lèi)需要的生物類(lèi)型或生物產(chǎn)品人類(lèi)需要的生物類(lèi)型或生物產(chǎn)品1(2)基因工程的操作程序基因工程的操作程序“四步曲四步曲”目的基因的獲得目的基因的獲得重

19、組載體的構(gòu)建重組載體的構(gòu)建重組載體的導(dǎo)入和篩重組載體的導(dǎo)入和篩選選目的基因的表達(dá)和鑒定。目的基因的表達(dá)和鑒定。特別提醒特別提醒將一種生物的將一種生物的DNA導(dǎo)入另一種生物并能成功表導(dǎo)入另一種生物并能成功表達(dá)的主要原因是：達(dá)的主要原因是：所有的細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)都是所有的細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，它們都有一樣的雙螺旋結(jié)構(gòu)；所有的生物共用一，它們都有一樣的雙螺旋結(jié)構(gòu)；所有的生物共用一套密碼子且都遵循中心法則，也就是說(shuō)一個(gè)生物的套密碼子且都遵循中心法則，也就是說(shuō)一個(gè)生物的DNA進(jìn)進(jìn)入另一生物后，依然可以合成原來(lái)的蛋白質(zhì)。入另一生物后，依然可以合成原來(lái)的蛋白質(zhì)。(1)目的基因目的基因是指在基因操作

20、中使用的外源基因，通常是一些編碼蛋白是指在基因操作中使用的外源基因，通常是一些編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，如胰島素基因、干擾素基因、生長(zhǎng)激素基質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，如胰島素基因、干擾素基因、生長(zhǎng)激素基因等。因等。(2)獲得目的基因的方法獲得目的基因的方法直接分離法直接分離法鳥(niǎo)槍法鳥(niǎo)槍法a分離程序：用限制性?xún)?nèi)切酶將完整的分離程序：用限制性?xún)?nèi)切酶將完整的DNA分子切成適分子切成適當(dāng)長(zhǎng)度的片段，隨后通過(guò)某種檢測(cè)方法挑選出所需要的基當(dāng)長(zhǎng)度的片段，隨后通過(guò)某種檢測(cè)方法挑選出所需要的基因。因。2目的基因的獲得目的基因的獲得b檢測(cè)方法：應(yīng)用核酸探針。檢測(cè)方法：應(yīng)用核酸探針。核酸探針：是用放射性同位素或其它標(biāo)記物標(biāo)記的核酸

21、探針：是用放射性同位素或其它標(biāo)記物標(biāo)記的DNA單單鏈，具有非常特異的脫氧核苷酸序列，能與鏈，具有非常特異的脫氧核苷酸序列，能與DNA互補(bǔ)鏈結(jié)互補(bǔ)鏈結(jié)合，可用于特定基因的檢測(cè)。合，可用于特定基因的檢測(cè)。人工合成法人工合成法人工合成目的基因的方法主要有兩種：人工合成目的基因的方法主要有兩種：反轉(zhuǎn)錄法反轉(zhuǎn)錄法化學(xué)合成法化學(xué)合成法應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍用于分子量大而又不用于分子量大而又不知道其序列的基因知道其序列的基因分子量小，且序列已分子量小，且序列已知的基因知的基因操作程序操作程序以目的基因的信使以目的基因的信使RNA為模板，借助反為模板，借助反轉(zhuǎn)錄酶合成堿基互補(bǔ)轉(zhuǎn)錄酶合成堿基互補(bǔ)的單鏈的單鏈DNA，然

22、后在，然后在DNA聚合酶的作用下聚合酶的作用下合成雙鏈合成雙鏈DNA蛋白質(zhì)的氨基酸序列蛋白質(zhì)的氨基酸序列通過(guò)密碼子推算出通過(guò)密碼子推算出mRNA的序列的序列根據(jù)堿根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則推算出基互補(bǔ)配對(duì)原則推算出基因序列基因序列直接合成目直接合成目的基因的基因(3)目的基因的擴(kuò)增目的基因的擴(kuò)增(1)作為利用作為利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。技術(shù)擴(kuò)增目的基因。載體必須具備的條件載體必須具備的條件外源外源DNA的插入不影響載體在宿主細(xì)胞內(nèi)自我復(fù)制。的插入不影響載體在宿主細(xì)胞內(nèi)自我復(fù)制。3重組載體的構(gòu)建重組載體的構(gòu)建對(duì)多種限制性?xún)?nèi)切酶有單一切點(diǎn)，以便于和多種外源基對(duì)多種限制性?xún)?nèi)切酶有單一切點(diǎn)，以便于和多種

23、外源基因連接。因連接。有一定的標(biāo)記基因，便于鑒定和篩選。有一定的標(biāo)記基因，便于鑒定和篩選。載體應(yīng)該對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害。載體應(yīng)該對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害。 (2)常用載體常用載體質(zhì)粒、噬菌體或其他一些病毒。最常用的是質(zhì)粒。質(zhì)粒、噬菌體或其他一些病毒。最常用的是質(zhì)粒。質(zhì)粒：是細(xì)菌中獨(dú)立于細(xì)菌質(zhì)粒：是細(xì)菌中獨(dú)立于細(xì)菌DNA之外的小型環(huán)狀之外的小型環(huán)狀DNA分分子，能友好地借居在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，通過(guò)復(fù)制穩(wěn)定遺傳下子，能友好地借居在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，通過(guò)復(fù)制穩(wěn)定遺傳下去。去。(3)構(gòu)建過(guò)程構(gòu)建過(guò)程目的基因與載體結(jié)合的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是不同來(lái)源的目的基因與載體結(jié)合的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是不同來(lái)源的DNA重新組合的過(guò)程。其過(guò)程如下：重新組合的

24、過(guò)程。其過(guò)程如下：(1)轉(zhuǎn)化的概念與實(shí)質(zhì)轉(zhuǎn)化的概念與實(shí)質(zhì)將帶有目的基因的重組載體與相應(yīng)的受體細(xì)胞放在一起培將帶有目的基因的重組載體與相應(yīng)的受體細(xì)胞放在一起培養(yǎng)，通過(guò)一定的方式進(jìn)行誘導(dǎo)，讓其進(jìn)入受體細(xì)胞，這一養(yǎng)，通過(guò)一定的方式進(jìn)行誘導(dǎo)，讓其進(jìn)入受體細(xì)胞，這一過(guò)程稱(chēng)為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是將目的基因整合到受體細(xì)胞過(guò)程稱(chēng)為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是將目的基因整合到受體細(xì)胞染色體基因組中。染色體基因組中。(2)生物種類(lèi)與轉(zhuǎn)化方法生物種類(lèi)與轉(zhuǎn)化方法4重組載體的導(dǎo)入和篩選重組載體的導(dǎo)入和篩選生物種類(lèi)生物種類(lèi)受體細(xì)胞受體細(xì)胞轉(zhuǎn)化方法轉(zhuǎn)化方法動(dòng)物動(dòng)物受精卵受精卵顯微注射法顯微注射法(3)篩選篩選通過(guò)轉(zhuǎn)化，有的細(xì)胞可能導(dǎo)入

25、了重組載體，利用選擇培養(yǎng)通過(guò)轉(zhuǎn)化，有的細(xì)胞可能導(dǎo)入了重組載體，利用選擇培養(yǎng)基就可以把它們篩選出來(lái)。基就可以把它們篩選出來(lái)。(1)目的基因的表達(dá)目的基因的表達(dá)培養(yǎng)含有重組載體的受體細(xì)胞，并誘導(dǎo)目的基因進(jìn)行表培養(yǎng)含有重組載體的受體細(xì)胞，并誘導(dǎo)目的基因進(jìn)行表達(dá)達(dá)轉(zhuǎn)錄和翻譯，使目的基因在受體細(xì)胞中產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄和翻譯，使目的基因在受體細(xì)胞中產(chǎn)生相應(yīng)的產(chǎn)物，發(fā)揮相應(yīng)的作用。產(chǎn)物，發(fā)揮相應(yīng)的作用。植物植物受精卵或體細(xì)胞受精卵或體細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法法、花粉管通道法微生物微生物細(xì)菌、真菌等細(xì)菌、真菌等Ca2處理法處理法5目的基因的表達(dá)和鑒定目的基因的表達(dá)和鑒定(2)目

26、的基因的鑒定目的基因的鑒定為檢測(cè)目的基因在受體細(xì)胞中是否表達(dá)，需要進(jìn)行生物學(xué)為檢測(cè)目的基因在受體細(xì)胞中是否表達(dá)，需要進(jìn)行生物學(xué)功能鑒定，具體方法如下：功能鑒定，具體方法如下： 類(lèi)型類(lèi)型檢測(cè)內(nèi)容檢測(cè)內(nèi)容方法方法結(jié)果顯示結(jié)果顯示分子水分子水平檢測(cè)平檢測(cè)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物體內(nèi)目的基物體內(nèi)目的基因因DNA分子雜交技分子雜交技術(shù)術(shù)(核酸探針轉(zhuǎn)核酸探針轉(zhuǎn)基因生物基因生物DNA)是否顯示出是否顯示出雜交帶雜交帶檢測(cè)目的基因檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄是否轉(zhuǎn)錄分子雜交技術(shù)分子雜交技術(shù)(核核酸探針轉(zhuǎn)基因生酸探針轉(zhuǎn)基因生物物mRNA)是否顯示出是否顯示出雜交帶雜交帶分子水分子水平檢測(cè)平檢測(cè)檢測(cè)目的基因是檢測(cè)目的基

27、因是否翻譯否翻譯抗原抗體雜抗原抗體雜交交是否顯示是否顯示出雜交帶出雜交帶個(gè)體水個(gè)體水平鑒定平鑒定包括抗蟲(chóng)、抗病的接種包括抗蟲(chóng)、抗病的接種實(shí)驗(yàn)，以確定是否具有抗性及抗性的程實(shí)驗(yàn)，以確定是否具有抗性及抗性的程度；基因工程產(chǎn)品需要與天然產(chǎn)品的功能度；基因工程產(chǎn)品需要與天然產(chǎn)品的功能進(jìn)行活性比較等進(jìn)行活性比較等特別提醒特別提醒核酸探針是在含有目的基因的核酸探針是在含有目的基因的DNA片段上用放片段上用放射性元素或熒光分子標(biāo)記的射性元素或熒光分子標(biāo)記的DNA單鏈。分子雜交技術(shù)中利單鏈。分子雜交技術(shù)中利用的原理是堿基互補(bǔ)配對(duì)原理。用的原理是堿基互補(bǔ)配對(duì)原理。正確表示基因操作正確表示基因操作“四步曲四步曲”

28、的是的是 ()。A提取目的基因提取目的基因目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因與目的基因與 載體結(jié)合載體結(jié)合目的基因的檢測(cè)與鑒定目的基因的檢測(cè)與鑒定B目的基因的檢測(cè)與鑒定目的基因的檢測(cè)與鑒定提取目的基因提取目的基因目的基因與目的基因與 載體結(jié)合載體結(jié)合目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞C提取目的基因提取目的基因目的基因與載體結(jié)合目的基因與載體結(jié)合目的基因?qū)肽康幕驅(qū)?受體細(xì)胞受體細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定目的基因的檢測(cè)與鑒定D目的基因與載體結(jié)合目的基因與載體結(jié)合提取目的基因提取目的基因目的基因?qū)肽康幕驅(qū)?受體細(xì)胞受體細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定目的基因的檢測(cè)與鑒定【鞏固鞏

29、固2】解析解析基因操作基因操作“四步曲四步曲”包括：提取目的基因；目的基因包括：提取目的基因；目的基因與載體結(jié)合；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；目的基因的檢測(cè)與載體結(jié)合；將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞；目的基因的檢測(cè)與鑒定。提取目的基因和目的基因與載體結(jié)合，要用同一與鑒定。提取目的基因和目的基因與載體結(jié)合，要用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割種限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA片段和質(zhì)粒。目的基因?qū)肫魏唾|(zhì)粒。目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，要用受體細(xì)胞，要用CaCl2或或Ca2改變改變(細(xì)菌細(xì)菌)細(xì)胞壁通透性，細(xì)胞壁通透性，或用到顯微注射等技術(shù)。目的基因的檢測(cè)與鑒定，是檢測(cè)或用到顯微注射等技術(shù)。目的基因的檢測(cè)與鑒定，是檢測(cè)載體

30、標(biāo)記基因的表達(dá)和目的基因的表達(dá)。載體標(biāo)記基因的表達(dá)和目的基因的表達(dá)。答案答案C 下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圖下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。題?！纠?】示例示例一一基因工程的操作工具基因工程的操作工具限制酶限制酶BamH Hind EcoR Sma 識(shí)別序列識(shí)別序列及切割位及切割位點(diǎn)點(diǎn) GGATCCCCTAGGAAGCTTTTCGAA GAATTCCTTAAG CCCGGGGGGCCC (1)一個(gè)圖一個(gè)圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma 切割前后，分

31、別含有切割前后，分別含有_個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。(2)若對(duì)圖中若對(duì)圖中1質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的Sma酶切位點(diǎn)越酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越_。(3)用圖用圖1中的質(zhì)粒和外源中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Sma 切割，原因是切割，原因是_。(4)與只使用與只使用EcoR I相比較，使用相比較，使用BamH 和和Hind 兩種兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止_。 (5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目

32、的基因片段混合，并加入混合，并加入_酶。酶。 (6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了_。思維導(dǎo)圖：思維導(dǎo)圖：深度剖析深度剖析本題考查限制性?xún)?nèi)切酶、本題考查限制性?xún)?nèi)切酶、DNA連接酶及載體的連接酶及載體的特點(diǎn)與作用等相關(guān)知識(shí)。特點(diǎn)與作用等相關(guān)知識(shí)。(1)質(zhì)粒切割前是雙鏈環(huán)狀質(zhì)粒切割前是雙鏈環(huán)狀DNA分子，所有磷酸基團(tuán)均參與形成磷酸二酯鍵，故不含游離分子，所有磷酸基團(tuán)均參與形成磷酸二酯鍵，故不含游離的磷酸基團(tuán)。從圖的磷酸基團(tuán)。從圖1可以看出，質(zhì)粒上只含有一個(gè)可以看出，質(zhì)粒上只含有一個(gè)Sma的切點(diǎn)，因此被該酶切割后，質(zhì)粒變?yōu)榫€性雙鏈的切點(diǎn)，因此被該酶切割后，質(zhì)

33、粒變?yōu)榫€性雙鏈DNA分分子，因每條鏈上含有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，因此切割后含子，因每條鏈上含有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)，因此切割后含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。(2)由題目可知，由題目可知，Sma識(shí)別的識(shí)別的DNA序列只有序列只有G和和C，而，而G和和C之間可以形成三個(gè)氫鍵，之間可以形成三個(gè)氫鍵，A和和T之間可以形成二個(gè)氫鍵，所以之間可以形成二個(gè)氫鍵，所以Sma酶切位點(diǎn)越多，酶切位點(diǎn)越多，熱穩(wěn)定性就越高。熱穩(wěn)定性就越高。(3)質(zhì)?？股乜剐曰?yàn)闃?biāo)記基因，由質(zhì)?？股乜剐曰?yàn)闃?biāo)記基因，由圖圖2可知，標(biāo)記基因和外源可知，標(biāo)記基因和外源DNA的目的基因中均的目的基因中均含有含有Sma酶切

34、位點(diǎn)，都可以被酶切位點(diǎn)，都可以被Sma破壞，故不能使用破壞，故不能使用該酶剪切質(zhì)粒和含有目的基因的該酶剪切質(zhì)粒和含有目的基因的DNA。(4)只使用只使用EcoR I，則質(zhì)粒和目的基因兩端的黏性末端相同，用，則質(zhì)粒和目的基因兩端的黏性末端相同，用DNA連接連接酶連接時(shí)，會(huì)產(chǎn)生質(zhì)粒和目的基因自身連接物，而利用酶連接時(shí)，會(huì)產(chǎn)生質(zhì)粒和目的基因自身連接物，而利用BamH 和和Hind 剪切時(shí)，質(zhì)粒和目的基因兩端的黏性剪切時(shí)，質(zhì)粒和目的基因兩端的黏性末端不同，用末端不同，用DNA連接酶連接時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生自身連接產(chǎn)連接酶連接時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生自身連接產(chǎn)物。物。(5)質(zhì)粒和目的基因連接后獲得重組質(zhì)粒，該過(guò)程需要質(zhì)粒和

35、目的基因連接后獲得重組質(zhì)粒，該過(guò)程需要DNA連接酶催化，故混合后加入連接酶催化，故混合后加入DNA連接酶。連接酶。(6)質(zhì)粒上質(zhì)粒上的抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因，用于鑒別和篩選含有重組質(zhì)粒的的抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因，用于鑒別和篩選含有重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞。受體細(xì)胞。答案答案(1)0、2(2)高高(3)Sma會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源和外源DNA中的目的基因中的目的基因(4)質(zhì)粒和含目的基因的外源質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化片段自身環(huán)化(5)DNA連接連接(6)鑒別和篩選含有目鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞的基因的細(xì)胞歸納提升歸納提升限制性?xún)?nèi)切酶、限制性?xún)?nèi)切酶、DNA連接酶與載體

36、的作用及特連接酶與載體的作用及特點(diǎn)點(diǎn)作用作用特點(diǎn)特點(diǎn)限制性限制性?xún)?nèi)切酶內(nèi)切酶切割目的基切割目的基因和載體因和載體識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列，并在識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列，并在特定位點(diǎn)上準(zhǔn)確切割雙鏈特定位點(diǎn)上準(zhǔn)確切割雙鏈DNADNA連接酶連接酶將目的基因和載將目的基因和載體連接成一個(gè)重體連接成一個(gè)重組的組的DNA分子分子有的有的DNA連接酶只能連接黏性末連接酶只能連接黏性末端，而能連接平末端的端，而能連接平末端的DNA連接酶，其連接效率也比連接黏性連接酶，其連接效率也比連接黏性末端低末端低載體載體將目的基因運(yùn)送將目的基因運(yùn)送進(jìn)入受體細(xì)胞，進(jìn)入受體細(xì)胞，并促使目的基因并促使目的基因在受體細(xì)胞中大在受

37、體細(xì)胞中大量復(fù)制量復(fù)制外源外源DNA的插入不影響載體在宿主的插入不影響載體在宿主細(xì)胞內(nèi)的自我復(fù)制；具有多種限制細(xì)胞內(nèi)的自我復(fù)制；具有多種限制性?xún)?nèi)切酶的單一切點(diǎn)；具有某些標(biāo)性?xún)?nèi)切酶的單一切點(diǎn)；具有某些標(biāo)記基因；對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害記基因；對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害 下圖是培育表達(dá)人乳鐵蛋白的乳腺生物反應(yīng)器的技術(shù)下圖是培育表達(dá)人乳鐵蛋白的乳腺生物反應(yīng)器的技術(shù)路線。圖中路線。圖中tetR表示四環(huán)素抗性基因，表示四環(huán)素抗性基因，ampR表示氨芐青霉表示氨芐青霉素抗性基因，素抗性基因，BamH 、Hind 、Sma 直線所示為三直線所示為三種限制酶的酶切位點(diǎn)。種限制酶的酶切位點(diǎn)?！纠?】示例二示例二基因工程的操作過(guò)程基

38、因工程的操作過(guò)程據(jù)圖回答下列問(wèn)題。據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用_限制酶限制酶同時(shí)酶切載體和人乳鐵蛋白基因。篩選含有重組載體的大同時(shí)酶切載體和人乳鐵蛋白基因。篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含腸桿菌首先需要在含_的培養(yǎng)基上進(jìn)行。的培養(yǎng)基上進(jìn)行。(2)能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的調(diào)控序能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的調(diào)控序列是列是_(填字母代號(hào)填字母代號(hào))。A啟動(dòng)子啟動(dòng)子 B. tetR C復(fù)制原點(diǎn)復(fù)制原點(diǎn) D. ampR(3)過(guò)程過(guò)程可采用的操作方法是可采用的操作方法是_(填字母代號(hào)填字母代號(hào))。A農(nóng)桿菌

39、轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 B. 大腸桿菌轉(zhuǎn)化大腸桿菌轉(zhuǎn)化C顯微注射顯微注射 D. 細(xì)胞融合細(xì)胞融合(4)為檢測(cè)人乳鐵蛋白是否成功表達(dá)，可采用為檢測(cè)人乳鐵蛋白是否成功表達(dá)，可采用_(填填字母代號(hào)字母代號(hào))技術(shù)。技術(shù)。A核酸分子雜交核酸分子雜交 B. 基因序列分析基因序列分析C抗原抗原抗體雜交抗體雜交 D. PCR思維導(dǎo)圖：思維導(dǎo)圖：深度剖析深度剖析本題考查基因工程的操作過(guò)程。本題考查基因工程的操作過(guò)程。(1)據(jù)圖可知，據(jù)圖可知，僅將人乳鐵蛋白基因切割出來(lái)，需要在人乳鐵蛋白基因的僅將人乳鐵蛋白基因切割出來(lái)，需要在人乳鐵蛋白基因的左側(cè)用左側(cè)用BamH 切割，右側(cè)用切割，右側(cè)用Hind 切割。當(dāng)人乳鐵蛋切割。當(dāng)

40、人乳鐵蛋白基因和質(zhì)粒連接成重組質(zhì)粒后，白基因和質(zhì)粒連接成重組質(zhì)粒后，tetR基因被人乳鐵蛋白基因被人乳鐵蛋白基因隔開(kāi)，不是完整的，而基因隔開(kāi)，不是完整的，而ampR基因是完整的，所以篩基因是完整的，所以篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含氨芐青霉素的培選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進(jìn)行。養(yǎng)基上進(jìn)行。(2)基因表達(dá)的調(diào)控序列在啟動(dòng)子上?；虮磉_(dá)的調(diào)控序列在啟動(dòng)子上。(3)將將重組質(zhì)粒導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞，常采用顯微注射的方法。重組質(zhì)粒導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞，常采用顯微注射的方法。(4)檢測(cè)檢測(cè)目的基因在受體細(xì)胞中是否表達(dá)出蛋白質(zhì)，常采用抗原目的基因在受體細(xì)胞中是否表達(dá)出蛋白質(zhì)，常采用抗

41、原抗體雜交技術(shù)。抗體雜交技術(shù)。答案答案(1)Hind 和和BamH氨芐青霉素氨芐青霉素(2)A(3)C(4)C方法技巧方法技巧(1)限制酶種類(lèi)的選擇限制酶種類(lèi)的選擇不能破壞目的基因的完整性；不能破壞目的基因的完整性；至少保留一個(gè)標(biāo)記基因的完整性；至少保留一個(gè)標(biāo)記基因的完整性；最好選取不同的限制酶分別對(duì)目的基因和載體進(jìn)行切最好選取不同的限制酶分別對(duì)目的基因和載體進(jìn)行切割，以防止自身的環(huán)化連接。割，以防止自身的環(huán)化連接。(2)轉(zhuǎn)化方法的選擇轉(zhuǎn)化方法的選擇往往依據(jù)受體的生物類(lèi)型選擇轉(zhuǎn)化的方法，比如：動(dòng)物往往依據(jù)受體的生物類(lèi)型選擇轉(zhuǎn)化的方法，比如：動(dòng)物顯微注射法；植物顯微注射法；植物農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、花粉

42、管通道法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、花粉管通道法等；微生物等；微生物Ca2處理法。處理法。(3)目的基因的檢測(cè)目的基因的檢測(cè)檢測(cè)有效標(biāo)記基因：根據(jù)目的基因的插入對(duì)標(biāo)記基因的檢測(cè)有效標(biāo)記基因：根據(jù)目的基因的插入對(duì)標(biāo)記基因的破壞情況，利用含有特定成分的選擇培養(yǎng)基，篩選含有重破壞情況，利用含有特定成分的選擇培養(yǎng)基，篩選含有重組載體組載體(目的基因目的基因)的受體細(xì)胞。的受體細(xì)胞。檢測(cè)目的基因：利用核酸探針直接檢測(cè)受體細(xì)胞中是否檢測(cè)目的基因：利用核酸探針直接檢測(cè)受體細(xì)胞中是否含有目的基因。含有目的基因。(1)SDS能夠使蛋白質(zhì)變性，研磨中加入能夠使蛋白質(zhì)變性，研磨中加入SDS可以使蛋白質(zhì)可以使蛋白質(zhì)與與DNA分離。

43、分離。(2)EDTA為為DNA酶的抑制劑，可以防止細(xì)胞破碎后酶的抑制劑，可以防止細(xì)胞破碎后DNA分子被降解。分子被降解。(3)DNA不溶于酒精，而細(xì)胞中的其它物質(zhì)溶于酒精，因不溶于酒精，而細(xì)胞中的其它物質(zhì)溶于酒精，因此可以提取含雜質(zhì)較少的此可以提取含雜質(zhì)較少的DNA。(4)DNA遇到二苯胺遇到二苯胺(沸水浴沸水浴)會(huì)染成藍(lán)色，可以用二苯胺作會(huì)染成藍(lán)色，可以用二苯胺作為鑒定為鑒定DNA的試劑。的試劑。DAN的提取與鑒定的提取與鑒定技法必備技法必備1實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理(1)DNA的粗提取的粗提取 2實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)過(guò)程(2)DNA的鑒定的鑒定在試管中加入質(zhì)量濃度為在試管中加入質(zhì)量濃度為0.015 mol

44、/L的的NaCl溶液，將上溶液，將上述絲狀物放入試管，待其溶解后，加入述絲狀物放入試管，待其溶解后，加入4 mL二苯胺試二苯胺試劑，混勻后沸水浴劑，混勻后沸水浴10 min，溶液變成藍(lán)色，溶液變成藍(lán)色(1)提取提取DNA時(shí)，所用燒杯、離心管等均為塑料材質(zhì)，并時(shí)，所用燒杯、離心管等均為塑料材質(zhì)，并且過(guò)濾時(shí)也不用濾紙，而是用尼龍紗布，這些措施可以防且過(guò)濾時(shí)也不用濾紙，而是用尼龍紗布，這些措施可以防止止DNA被吸附。被吸附。(2)玻璃棒攪拌時(shí)，要沿一個(gè)方向緩慢地進(jìn)行，防止玻璃棒攪拌時(shí)，要沿一個(gè)方向緩慢地進(jìn)行，防止DNA分子的斷裂。分子的斷裂。(3)一定要用體積分?jǐn)?shù)為一定要用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精，

45、這樣對(duì)的冷酒精，這樣對(duì)DNA的凝的凝集作用顯著。集作用顯著。 3注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中對(duì)實(shí)驗(yàn)中對(duì)DNA進(jìn)行鑒定時(shí)，做如下操作：進(jìn)行鑒定時(shí)，做如下操作：能力展示能力展示試管試管序號(hào)序號(hào)AB1加質(zhì)量濃度為加質(zhì)量濃度為 2 2 mol/mol/LNaClLNaCl溶液溶液5 mL加質(zhì)量濃度為加質(zhì)量濃度為2 mol/L NaCl溶液溶液5 mL2不加不加加入提取的加入提取的DNA絲狀物并絲狀物并攪拌攪拌3加入加入4 mL二苯胺，二苯胺，混勻混勻加入加入4 mL二苯二苯胺，混勻胺，混勻4沸水浴沸水浴10 min沸水浴沸水浴10 min實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)根據(jù)下圖，完成表格空白處的實(shí)驗(yàn)內(nèi)

46、容。根據(jù)下圖，完成表格空白處的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。(2)對(duì)對(duì)B試管，完成試管，完成1、2、3的操作后溶液顏色如何？的操作后溶液顏色如何？_。(3)在沸水中加熱的目的是在沸水中加熱的目的是_，同時(shí)說(shuō)明，同時(shí)說(shuō)明DNA對(duì)高對(duì)高溫有較強(qiáng)的溫有較強(qiáng)的_。(4)A試管在實(shí)驗(yàn)中的作用是試管在實(shí)驗(yàn)中的作用是_。(5)B試管中溶液顏色的變化程度主要與試管中溶液顏色的變化程度主要與_有有關(guān)。關(guān)。解析解析本題主要考查本題主要考查DNA分子的鑒定。分子的鑒定。A、B兩試管形成兩試管形成對(duì)照，對(duì)照，B試管中含試管中含DNA絲狀物，絲狀物，A試管中不含，起對(duì)照作試管中不含，起對(duì)照作用，其他條件均完全相同。本實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)反應(yīng)條件是沸水

47、浴用，其他條件均完全相同。本實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)反應(yīng)條件是沸水浴加熱加熱10 min，加快顏色反應(yīng)的速度，觀察對(duì)比兩試管的顏，加快顏色反應(yīng)的速度，觀察對(duì)比兩試管的顏色時(shí)要等到冷卻以后。色時(shí)要等到冷卻以后。答案答案(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A.溶液不變藍(lán)色溶液不變藍(lán)色B溶液逐漸變藍(lán)溶液逐漸變藍(lán)色色實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA在沸水浴的情況下遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色在沸水浴的情況下遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色(2)溶液顏色基本不變?nèi)芤侯伾静蛔?不呈淺藍(lán)色不呈淺藍(lán)色)(3)加快顏色反應(yīng)速度耐受性加快顏色反應(yīng)速度耐受性(4)對(duì)照對(duì)照(5)加入試管中的加入試管中的DNA(絲狀物絲狀物)的多少的多少 實(shí)施基因工程的最終目的是實(shí)

48、施基因工程的最終目的是 ()。A提取生物體的提取生物體的DNA分子分子B對(duì)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工剪切分子進(jìn)行人工剪切C在生物體外對(duì)在生物體外對(duì)DNA分子進(jìn)行改造分子進(jìn)行改造D創(chuàng)造符合人們需要的新的生物類(lèi)型和生物產(chǎn)品創(chuàng)造符合人們需要的新的生物類(lèi)型和生物產(chǎn)品解析解析A、B和和C三項(xiàng)均為基因工程操作的具體內(nèi)容，但不三項(xiàng)均為基因工程操作的具體內(nèi)容，但不是基因工程的目的。實(shí)施基因工程的最終目的是通過(guò)基因是基因工程的目的。實(shí)施基因工程的最終目的是通過(guò)基因操作定向改造生物的遺傳物質(zhì)，創(chuàng)造符合人們需要的新的操作定向改造生物的遺傳物質(zhì)，創(chuàng)造符合人們需要的新的生物類(lèi)型和生物產(chǎn)品。生物類(lèi)型和生物產(chǎn)品。答案答案D1.下

49、列關(guān)于限制性?xún)?nèi)切酶的敘述中，錯(cuò)誤的是下列關(guān)于限制性?xún)?nèi)切酶的敘述中，錯(cuò)誤的是 ()。A它能在特殊位點(diǎn)切割它能在特殊位點(diǎn)切割DNA分子分子B同一種酶切割不同的同一種酶切割不同的DNA產(chǎn)生的黏性末端能夠很好地產(chǎn)生的黏性末端能夠很好地 進(jìn)行堿基配對(duì)進(jìn)行堿基配對(duì)C它能任意切割它能任意切割DNA，從而產(chǎn)生大量，從而產(chǎn)生大量DNA片段片段D每一種限制性?xún)?nèi)切酶只能識(shí)別特定的核苷酸序列每一種限制性?xún)?nèi)切酶只能識(shí)別特定的核苷酸序列解析解析限制性?xún)?nèi)切酶是基因工程的重要工具之一。每種限限制性?xún)?nèi)切酶是基因工程的重要工具之一。每種限制性?xún)?nèi)切酶只能識(shí)別特定的核苷酸序列，并在特定的位點(diǎn)制性?xún)?nèi)切酶只能識(shí)別特定的核苷酸序列，并在特

50、定的位點(diǎn)上切割上切割DNA分子。同一種酶切割特定的分子。同一種酶切割特定的DNA產(chǎn)生的黏性產(chǎn)生的黏性末端堿基能互補(bǔ)配對(duì)。末端堿基能互補(bǔ)配對(duì)。答案答案C2作為基因的運(yùn)輸工具作為基因的運(yùn)輸工具載體，必須具備的條件之一及理載體，必須具備的條件之一及理由是由是 ()。A能夠在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來(lái)并大量復(fù)制，以便能夠在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來(lái)并大量復(fù)制，以便 提供大量的目的基因提供大量的目的基因B具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便于目的基因的表達(dá)具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便于目的基因的表達(dá)C具有某些標(biāo)記基因，以便為目的基因的表達(dá)提供條件具有某些標(biāo)記基因，以便為目的基因的表達(dá)提供條件D能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存

51、，以便于進(jìn)行篩選能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存，以便于進(jìn)行篩選3解析解析本題考查的是載體必須具備的條件及理由，條件與本題考查的是載體必須具備的條件及理由，條件與理由必須相符。作為載體要攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞并理由必須相符。作為載體要攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞并使之表達(dá)，必須能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定地保存并大量復(fù)使之表達(dá)，必須能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定地保存并大量復(fù)制，以便通過(guò)復(fù)制提供大量的目的基因。同時(shí)要具有某些制，以便通過(guò)復(fù)制提供大量的目的基因。同時(shí)要具有某些標(biāo)記基因，是為了通過(guò)標(biāo)記基因是否表達(dá)來(lái)判斷目的基因標(biāo)記基因，是為了通過(guò)標(biāo)記基因是否表達(dá)來(lái)判斷目的基因是否進(jìn)入了受體細(xì)胞，從而進(jìn)行篩選受體細(xì)胞。載

52、體要具是否進(jìn)入了受體細(xì)胞，從而進(jìn)行篩選受體細(xì)胞。載體要具有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，則是為了便于與外源基因連接。綜上有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，則是為了便于與外源基因連接。綜上所述，正確答案應(yīng)為所述，正確答案應(yīng)為A。答案答案A農(nóng)業(yè)科技工作者在煙草中找到了一抗病基因，現(xiàn)擬采用基農(nóng)業(yè)科技工作者在煙草中找到了一抗病基因，現(xiàn)擬采用基因工程技術(shù)將該基因轉(zhuǎn)入棉花，培育抗病棉花品系。請(qǐng)回因工程技術(shù)將該基因轉(zhuǎn)入棉花，培育抗病棉花品系。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。答下列問(wèn)題。(1)要獲得該抗病基因，可采用要獲得該抗病基因，可采用_、_等方等方法。為了能把該抗病基因轉(zhuǎn)入到棉花細(xì)胞中，常用的載體法。為了能把該抗病基因轉(zhuǎn)入到棉花細(xì)胞中，常用的載體是

53、是_。4(3)切割完成后，采用切割完成后，采用_將載體與該抗病基因連接，將載體與該抗病基因連接，連接后得到的連接后得到的DNA分子稱(chēng)為分子稱(chēng)為_(kāi)。(4)再將連接得到的再將連接得到的DNA分子導(dǎo)入農(nóng)桿菌，然后用該農(nóng)桿分子導(dǎo)入農(nóng)桿菌，然后用該農(nóng)桿菌去菌去_棉花細(xì)胞，利用植物細(xì)胞具有的棉花細(xì)胞，利用植物細(xì)胞具有的_性性進(jìn)行組織培養(yǎng)，從培養(yǎng)出的植株中進(jìn)行組織培養(yǎng)，從培養(yǎng)出的植株中_出抗病的棉出抗病的棉花?；?。(5)該抗病基因在棉花細(xì)胞中表達(dá)的產(chǎn)物是該抗病基因在棉花細(xì)胞中表達(dá)的產(chǎn)物是 ()。A淀粉淀粉 B脂類(lèi)脂類(lèi) C蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) D核酸核酸(6)轉(zhuǎn)基因棉花獲得的轉(zhuǎn)基因棉花獲得的_是由該基因表達(dá)的產(chǎn)物來(lái)體

54、是由該基因表達(dá)的產(chǎn)物來(lái)體現(xiàn)的。現(xiàn)的。解析解析本題考查的是有關(guān)基因工程的工具以及基因工程的本題考查的是有關(guān)基因工程的工具以及基因工程的操作過(guò)程。操作過(guò)程。目的基因的提取有兩種方法，即直接分離法和人工合成目的基因的提取有兩種方法，即直接分離法和人工合成法，基因工程常用的載體是質(zhì)粒。為保證質(zhì)粒和目的基因法，基因工程常用的載體是質(zhì)粒。為保證質(zhì)粒和目的基因的結(jié)合，一般是用同一種限制性?xún)?nèi)切酶切割，使它們產(chǎn)生的結(jié)合，一般是用同一種限制性?xún)?nèi)切酶切割，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端，在溶液中混合，再用相同的黏性末端，在溶液中混合，再用DNA連接酶將它們連接酶將它們連接起來(lái)，形成重組連接起來(lái)，形成重組DNA，然后通過(guò)一定的方法將其導(dǎo)入，然后通過(guò)一定的方法將其導(dǎo)入受體細(xì)胞中。檢測(cè)目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)，最簡(jiǎn)單受體細(xì)胞中。檢測(cè)目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)，最簡(jiǎn)單的方法是看其是否體現(xiàn)特定的性狀。的方法是看其是否體現(xiàn)特定的性狀。答案答案(1)直接分離人工合成質(zhì)粒直接分離人工合成質(zhì)粒(2)限制性?xún)?nèi)切酶限制性?xún)?nèi)切酶(限制酶限制酶)A(3)DNA連接酶重組連接酶重組DNA(4)感染全能感染全能篩選篩選(選擇選擇)(5)C(6)抗病性狀抗病性狀課堂小結(jié)課堂小結(jié)