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,第十单元 当代生物科技专题,第,33,讲基因工程,第1页,考纲要求,1.,基因工程诞生,(,),。,2.,基因工程原理及技术,(,含,PCR,技术,)(,),。,3.,基因工程应用,(,),。,4.,蛋白质工程,(,),。,5.,试验：,DNA,粗提取与判定。,第2页,考点一基因工程操作工具,考点三,DNA,粗提取与判定,考点二基因工程操作过程与应用,矫正易错强记长句,重温高考 演练模拟,内容索引,课时作业,第3页,基因工程操作工具,考点一,第4页,1.,基因工程概念,(1),供体：提供,。,(2),操作环境：,。,(3),操作水平：,水平。,(4),原理：,。,(5),受体：表示目标基因。,(6),本质：性状在,体内表示。,(7),优点：克服,障碍，定向改造生物,。,知识梳理,目标基因,体外,分子,基因重组,受体,远缘杂交不亲和,遗传性状,第5页,2.DNA,重组技术基本工具,(1),限制性核酸内切酶,(,简称：限制酶,),起源：主要是从,生物中分离纯化出来。,作用：识别特定,并切开特定部位两个核苷酸之间,。,结果：产生,或平末端。,(2)DNA,连接酶,作用：将限制酶切割下来,DNA,片段,。,原核,核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,拼接成,DNA,分子,第6页,类型,惯用类型,E,coli,DNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,起源,_,T,4,噬菌体,功效,只缝合,_,缝合,_,结果,恢复被限制酶切开两个核苷酸之间_,大肠杆菌,黏性末端,黏性末端和平末端,磷酸二酯键,第7页,DNA,连接酶和限制酶关系,第8页,名称,作用部位,作用结果,限制酶,磷酸二酯键,将,DNA,切成两个片段,DNA,连接酶,磷酸二酯键,将两个,DNA,片段连接为一个,DNA,分子,DNA,聚合酶,磷酸二酯键,将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端,DNA(,水解,),酶,磷酸二酯键,将,DNA,片段水解为单个脱氧核苷酸,解旋酶,碱基对之间氢键,将双链,DNA,分子局部解旋为单链，形成两条长链,归纳提升,与,DNA,相关五种酶比较,第9页,(3),载体,种类：,、,噬菌体衍生物、动植物病毒等。,质粒,限制酶切割位点,标识基因,第10页,深化拓展,载体上标识基因作用,载体上标识基因普通是一些抗生素抗性基因。目标基因要转入受体细胞没有抵抗相关抗生素能力。当含有抗生素抗性基因载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表示，使受体细胞能够抵抗对应抗生素，所以在受体细胞培养体系中加入该种抗生素就能够只保留转入载体受体细胞，原理以下列图所表示：,第11页,1.,相关工具酶判断,(1),限制酶只能用于切割目标基因,(,),(2),切割质粒限制性核酸内切酶均能特异性地识别,6,个核苷酸序列,(,),(3)DNA,连接酶能将两碱基间经过氢键连接起来,(,),(4),E,coli,DNA,连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端,(,),(5),限制酶也能够识别和切割,RNA(,),(6),限制性核酸内切酶、,DNA,连接酶和质粒是基因工程中惯用三种工具酶,(,),常考基础诊疗,第12页,2.,相关载体判断,(1),载体质粒通常采取抗生素合成基因作为筛选标识基因,(,),(2),每个质粒,DNA,分子上最少含一个限制酶识别位点,(,),(3),质粒是小型环状,DNA,分子，是基因工程惯用载体,(,),(4),载体作用是将携带目标基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表示,(,),(5),外源,DNA,必须位于重组质粒开启子和终止子之间才能进行复制,(,),第13页,如,图中图,1,和图,2,分别表示是,Eco,R,限制酶和,Sma,限制酶作用示意图，据图分析：,(1),请说出,Eco,R,限制酶和,Sma,限制酶识别碱基序列及切割位点。,提醒,教材热点拓展,提醒,Eco,R,限制酶识别碱基序列是,GAATTC,，切割位点在,G,和,A,之间；,Sma,限制酶识别碱基序列是,CCCGGG,，切割位点在,G,和,C,之间。,提醒,说明限制酶含有专一性。,(2),以上实例说明限制酶有何特征？,第14页,命题点一工具酶应用分析,1.,右,图是表示新基因用质粒示意图，若要将目标基因插入到质粒上,A,处，则切割基因时可用是,A.,Hin,d,B.,Eco,R,C.,Eco,B D.,Pst,命题探究,答案,解析,解析,A,处有,3,处,(,Bam,H,、,Eco,B,、,Cla,),限制酶切点，只有使用,Eco,B,限制酶切割时，才能让目标基因插入到,A,处且使原有基因失活。,第15页,2.,用限制酶,Eco,R,单独切割,某普通质粒，可产生,14 kb,(1 kb,即,1 000,个碱基对,),长,链，而同时用限制酶,Eco,R,、,Mbo,联合切割该质粒，可得到三种长度,DNA,片段，见,如,图,(,其中,*,表示,Eco,R,限制酶切割后一个黏性末端,),。若用,Mbo,限制酶单独切割该普通质粒，则产生,DNA,片段长度为,A.2.5,和,5.5 B.2.5,和,6 C.5.5,和,8 D.6,和,8,解析,依图示可知，该质粒上有,1,个,Eco,R,限制酶切点、,2,个,Mbo,限制酶切点，故用限制酶,Mbo,单独切割该质粒时，将产生长度为,6,和,8,两种片段。,答案,解析,第16页,3.(,全国,，,40),图,(a),中三个,DNA,片段上依次表示出了,Eco,R,、,Bam,H,和,Sau,3A,三种限制性核酸内切酶识别序列与切割位点，图,(b),为某种表示载体示意图,(,载体上,Eco,R,、,Sau,3A,切点是唯一,),。,依据基因工程相关知识，回答以下问题：,(1),经,Bam,H,酶切后得到目标基因能够与上述表示载体被,_,酶切后产物连接，理由是,_,。,答案,解析,Sau,3A,两种酶切割后产生片段含有相同黏性末端,第17页,解析,分析图,(a),可知，限制酶,Sau,3A,与,Bam,H,切割,DNA,后形成黏性末端相同，故经这两种酶切割得到产物能够用,DNA,连接酶进行连接。,第18页,(2),若某人利用图,(b),所表示表示载体取得了甲、乙、丙三种含有目标基因重组子，如图,(c),所表示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表示目标基因产物有,_,，不能表示原因是,_,_,。,答案,解析,甲、丙,上游，丙中目标基因插入在终止子下游，二者目标基因均不能被转录,甲中目标基因插入在开启子,第19页,解析,构建基因表示载体时，为确保目标基因能在宿主细胞中成功表示，目标基因应插入在开启子和终止子之间，据此可判断甲、丙均不符合要求，目标基因均不能表示。,第20页,(3)DNA,连接酶是将两个,DNA,片段连接起来酶，常见有,_,和,_,，其中既能连接黏性末端又能连接平末端是,_,。,答案,解析,E,coli,DNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,T,4,DNA,连接酶,解析,常见,DNA,连接酶有,E,coli,DNA,连接酶和,T,4,DNA,连接酶，其中,T,4,DNA,连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。,第21页,限制酶选择方法,依据目标基因两端限制酶切点确定限制酶种类。,(1),应选择切点位于目标基因两端限制酶，如图甲可选择,Pst,。,(2),不能选择切点位于目标基因内部限制酶，如图甲不能选择,Sma,。,(3),为防止目标基因和质粒本身环化和随意连接，也可使用不一样限制酶切割目标基因和质粒，如图甲也可选择用,Pst,和,Eco,R,两种限制酶,(,但要确保质粒上也有这两种酶切点,),。,方法链接,第22页,命题点二载体应用分析,4.,质粒是基因工程中最惯用载体，它存在于许多细菌体内。质粒上有标识基因如图所表示，经过标识基因能够推知外源基因,(,目标基因,),是否转移成功。外源基因插入位置不一样，细菌在培养基上生长情况,不一样，如图表示外源基因插入位置,(,插入点有,a,、,b,、,c),，请依据表中提供细菌生长情况，推测,三种重组后细菌外源基因,插入点，正确一组是,细菌在含氨苄青霉素,培养基上生长情况,细菌在含四环素培,养基上生长情况,能生长,能生长,能生长,不能生长,不能生长,能生长,A.,是,c,；,是,b,；,是,a,B.,是,a,和,b,；,是,a,；,是,b,C.,是,a,和,b,；,是,b,；,是,a,D.,是,c,；,是,a,；,是,b,答案,解析,第23页,解析,第,组中重组后细菌能在含氨苄青霉素和含四环素培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因和抗四环素基因没有被破坏，因另外源基因插入点是,c,。,第,组中重组后细菌能在含氨苄青霉素培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因没有被破坏；细菌不能在含四环素培养基上生长，说明抗四环素基因被破坏，因另外源基因插入点是,b,。,第,组重组后细菌不能在含氨苄青霉素培养基上生长，说明抗氨苄青霉素基因被破坏；细菌能在含四环素培养基上生长，说明抗四环素基因没有被破坏，因另外源基因插入点是,a,。,第24页,5.(,全国,，,40),某一质粒载体如图所表示，外源,DNA,插入到,Amp,r,或,Tet,r,中会造成对应基因失活,(,Amp,r,表示氨苄青霉素抗性基因，,Tet,r,表示四环素抗性基因,),。有些人将此质粒载体用,Bam,H,酶切后，与用,Bam,H,酶切取得目标基因混合，加入,DNA,连接酶进行连接反应，用得到混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有未被转化，有被转化。被转化大肠杆菌有三种，分别是含有环状目标基因、含有质粒载体、含有插入了目标基因重组质粒大肠杆菌。回答以下问题：,第25页,(1),质粒载体作为基因工程工具，应具备基本条件有,_,_(,答出两点即可,),，而作为基因表示载体，除满足上述基本条件外，还需含有开启子和终止子。,答案,能自我复制、具,有标识基因,解析,解析,质粒作为载体应具备基本条件有：能自我复制、含有标识基因、含有一个至多个限制酶切割位点等。,第26页,(2),假如用含有氨苄青霉素培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化和仅含环状目标基因细胞是不能区分，其原因是,_,；而且,_,_,和,_,细胞也是不能区分，其原因是,_,_,。在上述筛选基础上，若要筛选含有插入了目标基因重组质粒大肠杆菌单菌落，还需使用含有,_,固体培养基。,二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长,质粒载体,含有插入了目标基因重组质粒,(,或答含有重组质粒,),二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养,基上均能生长,四环素,答案,解析,含有,第27页,解析,由题意可知，未被转化和仅含环状目标基因细胞中均不含有氨苄青霉素抗性基因，所以在含有氨苄青霉素培养基上均不能生长。质粒载体上含有氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，插入了目标基因重组质粒中仅含有氨苄青霉素抗性基因，所以含有质粒载体和含有插入了目标基因重组质粒细胞均能在含有氨苄青霉素培养基上生长，但前者能够在含有四环素培养基上生长而后者不能，所以可用含有四环素培养基，筛选出含有插入了目标基因重组质粒大肠杆菌单菌落。,第28页,(3),基因工程中，一些噬菌体经改造后能够作为载体，其,DNA,复制所需原料来自于,_,。,答案,受体细胞,解析,解析,噬菌体属于病毒，病毒增殖过程中所需原料、酶等均来自于受体细胞。,第29页,基因工程操作过程与应用,考点二,第30页,1.,基因工程基本操作过程,(1),目标基因获取,目标基因：主要是指,基因。,获取目标基因方法,a.,直接分离法：从自然界已经有物种中分离，如从基因组文库或,中获取。,b.,人工合成：假如基因比较小，核苷酸序列又已知，能够经过,_,用化学方法直接人工合成；以,RNA,为模板，在,作用下人工合成。,扩增目标基因：利用,扩增目标基因。,知识梳理,cDNA,编码蛋白质,DNA,合成仪,逆转录酶,PCR,技术,相关视频,第31页,第32页,基因表示载体组成,转录,RNA,聚合酶,目标基因,(2),基因表示载体构建,基因工程关键,目标：使目标基因,，同时，使目标基因能够表示和发挥作用。,在受体细胞中稳定存在，而且能够遗传给下一代,第33页,开启子,起始密码子，终止子,终止密码子,(1),开启子：一段有特殊结构,DNA,片段，位于基因首端。它是,RNA,聚合酶识别、结合部位。,(2),终止子：一段有特殊结构,DNA,短片段，位于基因尾端。作用是使转录过程停顿。,(3),起始密码子和终止密码子位于,mRNA,上，分别控制翻译过程开启和终止。,小贴士,第34页,构建过程,DNA,连接,同种限制酶,第35页,(3),将目标基因导入受体细胞,生物种类,植物,动物,微生物,惯用方法,农杆菌转化法,显微注射技术,感受态细胞法,受体细胞,_,_,_,转化过程,将目标基因插入到Ti质粒TDNA上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞染色体DNA上表示,将含有目标基因表示载体提纯取卵,(受精卵)显微注射受精卵发育取得含有新性状动物,Ca2处理细胞感受态细胞重组表示载体DNA分子与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子,体细胞或受精卵,受精卵,原核细胞,第36页,(4),目标基因检测与判定,第37页,2.,基因工程应用,(1),动物基因工程：用于提升动物,从而提升产品产量；用于改进畜产品品质；用转基因动物生产,；用转基因动物作器官移植,等。,(2),植物基因工程：培育抗虫转基因植物、抗病转基因植物和,转基因植物；利用转基因改良植物,。,品质,药品,生长速度,抗逆,供体,第38页,(3),比较基因治疗与基因诊疗,原理,操作过程,进展,基因治疗,_,利用 导入有基因缺点细胞中，以表示出正常性状来治疗(疾病),临床试验,基因诊疗,_,制作特定,与病人样品,DNA,混合，分析杂交带情况,临床应用,碱基互补配对,正常基因,基因表示,DNA,探针,第39页,3.,蛋白质工程,(1),流程图,A.,，,B.,，,C.,，,D.,，,E.,。,(2),结果：改造了现有蛋白质或制造出,。,(3),应用：主要集中应用于对,进行改造，改良生物性状。,分子设计,翻译,转录,多肽链,预期功效,新蛋白质,现有蛋白质,第40页,1.,相关基因工程原理与操作判断,(1),设计扩增目标基因引物时无须考虑表示载体序列,(,),(2),用,PCR,方法扩增目标基因时无须知道基因全部序列,(,),(3),为培育抗除草剂作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体,(,),(4),抗虫基因即使成功地插入植物细胞染色体上也未必能正常表示,(,),(5),检测目标基因是否成功表示可用抗原,抗体杂交技术,(,),(6),应用,DNA,探针技术，能够检测转基因抗冻番茄植株中目标基因存在及其是否完全表示,(,),常考基础诊疗,第41页,2.,相关基因工程应用及蛋白质工程判断,(1),将人干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，取得能产生人干扰素菌株,(,),(2),利用乳腺生物反应器能够取得一些主要医药产品，如人血清白蛋白，这是因为将人血清白蛋白基因导入了动物乳腺细胞中,(,),(3),由大肠杆菌工程菌取得人干扰素后可直接应用,(,),(4),蛋白质工程目标是改造或合成人类需要蛋白质,(,),(5),蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子结构,(,),第42页,据图分析抗虫棉培育过程,(1),该基因工程中目标基因和载体分别是什么？普通情况下，为何要用同一个限制酶处理目标基因和载体？,教材热点拓展,提醒,目标基因是,Bt,毒蛋白基因，载体是,Ti,质粒。用同一个限制酶处理目标基因和载体，能够取得相同黏性末端，便于构建基因表示载体。,提醒,第43页,提醒,提醒,采取方法是农杆菌转化法，由,于,Ti,质粒上,T,DNA,可转移到受体细,胞且能整合到受体细胞染色体,DNA,上，而目标基因又插入到了,T,DNA,上，所以目标基因能够整合到受体细胞染色体,DNA,上。,(2),该实例中，采取何种方法导入目标基因？为何目标基因能够整合到染色体,DNA,上？,提醒,抗原,抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。,(3),该实例中，检测目标基因是否成功表示常见方法有哪两种？,第44页,1.,基因组文库与,cDNA,文库比较,重点剖析,文库类型,cDNA,文库,基因组文库,构建基因文库过程,文库大小,小,大,基因中开启子,无,有,第45页,基因中内含子,无,有,基因多少,某种生物部分基因,某种生物全部基因,物种间基因交流,能够,部分基因能够,说明,基因文库组建过程就包含基因工程基本操作步骤。从基因文库中获取目标基因优点是操作简便，缺点是工作量大，含有一定盲目性,第46页,2.,利用,PCR,技术扩增目标基因,(1)PCR,含义：是一项在生物体外复制特定,DNA,片段核酸合成技术。,(2),目标：短时间内大量扩增目标基因。,(3),原理：,DNA,双链复制。,(4),前提：有一段已知目标基因核苷酸序列。,(5),过程,第一步：加热至,90,95,，,DNA,解链为单链；,第二步：冷却至,55,60,，引物结合到互补,DNA,链；,第三步：加热至,70,75,，热稳定,DNA,聚合酶,(,Taq,酶,),从引物起始进行互补链合成。,如此重复循环屡次。,第47页,3.,蛋白质工程与基因工程比较,(1),区分,项目,蛋白质工程,基因工程,过程,预期蛋白质功效设计预期蛋白质结构推测应有氨基酸序列找到相对应脱氧核苷酸序列,获取目标基因基因表示载体构建将目标基因导入受体细胞目标基因检测与判定,实质,定向改造或生产人类所需蛋白质,定向改造生物遗传特征，以取得人类所需生物类型和生物产品,结果,可生产自然界没有蛋白质,只能生产自然界已经有蛋白质,第48页,(2),联络,蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来第二代基因工程。,基因工程中所利用一些酶需要经过蛋白质工程进行修饰、改造。,第49页,命题点一基因工程操作程序分析,1.(,全国,，,38),真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所含有切除内含子对应,RNA,序列机制。已知在人体中基因,A(,有内含子,),能够表示出某种特定蛋白,(,简称蛋白,A),。回答以下问题：,(1),某同学从人基因组文库中取得了基因,A,，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白,A,，其原因是,_,_,。,命题探究,答案,转录产物中与内含子对应,RNA,序列不能被切除，无法表示出蛋白,A,解析,基因,A,有内含子，在大肠杆菌中，其初始,第50页,解析,从人基因组文库中取得基因,A,中含有内含子，而大肠杆菌属于原核生物，不能切除基因,A,初始转录产物中与内含子对应,RNA,序列，故基因,A,在大肠杆菌中无法表示出蛋白,A,。,第51页,(2),若用家蚕作为表示基因,A,受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选取,_,作为载体，其原因是,_,。,答案,解析,解析,因为病毒对宿主细胞感染含有特异性，噬菌体只能寄生在细菌细胞中，不能感染家蚕细胞，故应选取可感染家蚕昆虫病毒作为载体。,噬菌体,噬菌体宿主是细菌，而不是家蚕,(3),若要高效地取得蛋白,A,，可选取大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌含有,_(,答出两点即可,),等优点。,解析,与真核生物相比，大肠杆菌等原核生物含有繁殖快、轻易培养、遗传物质相对较少等优点。,繁殖快、轻易培养,第52页,(4),若要检测基因,A,是否翻译出蛋白,A,，可用检测物质是,_,(,填,“,蛋白,A,基因,”,或,“,蛋白,A,抗体,”,),。,答案,解析,解析,检测基因,A,是否翻译出蛋白,A,，普通用抗原,抗体杂交方法，即用蛋白,A,抗体与从细胞中提取蛋白质进行杂交，观察是否出现杂交带。,蛋白,A,抗体,第53页,(5),艾弗里等人肺炎双球菌转化试验为证实,DNA,是遗传物质做出了主要贡献，也能够说是基因工程先导，假如说他们工作为基因工程理论建立提供了启示，那么，这一启示是,_,_,。,答案,解析,解析,肺炎双球菌转化试验实质是,S,型细菌,DNA,进入,R,型细菌体内，并可在,R,型细菌体内完成表示，这证实了,DNA,能够从一个生物个体转移到另一个生物个体，为基因工程奠定了基础。,DNA,能够从一个生物个体,转移到另一个生物个体,第54页,2.2,，,4,D,作为除草剂在农田中大量使用，研究认为它是某种淋巴癌致病因子。为降低,2,，,4,D,危害，科研人员经过基因工程技术构建了能高效降解,2,，,4,D,基因工程菌。请回答以下问题：,(1),在农业生产上常会使用,_,浓度,2,，,4,D,对麦田进行除草，在杀死杂草同时却不会对小麦生长造成损害，原因是,_,_,。,答案,解析,解析,2,，,4,D,是生长素类似物，利用不一样植物对其敏感程度不一样，可用其除去麦田杂草。,高,不一样植物对,2,，,4,D,敏感程度,不一样,第55页,(2),从被,2,4,D,污染土壤中得到能降解,2,4,D,细菌，从该细菌中提取,RNA,，构建,_,文库，深入取得目标基因。,答案,解析,解析,从工程菌中提取,RNA,构建成基因文库是部分基因文库,(cDNA,文库,),。,cDNA(,部分基因,),第56页,(3)PCR,技术扩增目标基因过程：含目标基因,DNA,受热变性后解旋为单链，引物与单链对应互补序列结合，然后在,_,酶作用下进行延伸，如此重复循环屡次，使目标基因量呈,_,形式扩增。,答案,解析,解析,PCR,技术用热稳定,DNA,聚合酶,(,Taq,酶,),延伸，屡次循环，目标基因量呈指数,(2,n,),增加。,指数,热稳定,DNA,聚合酶,(,或,Taq,),第57页,(4),一个基因表示载体组成中要有标识基因，标识基因作用是判别受体细胞中,_,。欲知基因工程成功是否，需要进行,_,水平检测，有时还需进行,_,水平判定。,答案,解析,解析,标识基因作用是判别受体细胞中是否含有目标基因，欲知基因工程成功是否，需要进行分子水平检测，有时还需要进行个体生物学水平判定。,是否含有目标基因,分子,个体生物学,(,个体,),第58页,命题点二基因工程与蛋白质关系分析,3.(,全国,，,40),已知生物体内有一个蛋白质,(P),，该蛋白质是一个转运蛋白，由,305,个氨基酸组成。假如将,P,分子中,158,位丝氨酸变成亮氨酸，,240,位谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后蛋白质,(P,1,),不但保留,P,功效，而且含有了酶催化活性。回答以下问题：,(1),从上述资料可知，若要改变蛋白质功效，能够考虑对蛋白质,_,_,进行改造。,答案,解析,解析,由题干信息可知，改造蛋白质功效能够经过改变蛋白质结构来实现。,酸序列,(,或结构,)(,其它答案合理也可,),氨基,第59页,(2),以,P,基因序列为基础，取得,P,1,基因路径有修饰,_,基因或合成,_,基因，所取得基因表示是遵照中心法则，中心法则全部内容包含,_,复制，以及遗传信息在不一样分子之间流动，即：,_,。,答案,解析,解析,依据蛋白质工程定义及题中信息可知，取得,P,1,基因路径有修饰现有,(P),基因或合成新,(P,1,),基因。中心法则全部内容包含,DNA,复制，,RNA,复制、转录、反转录和翻译。,P,P,1,DNA,和,RNA(,或遗传物质,),DNA,RNA,、,RNA,DNA,、,RNA,蛋白质,(,或转录、反转录、,翻译,),第60页,(3),蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本路径是从预期蛋白质功效出发，经过,_,和,_,，进而确定相对应脱氧核苷酸序列，据此取得基因，再经表示、纯化取得蛋白质，之后还需要对蛋白质生物,_,进行判定。,答案,解析,解析,蛋白质工程基本路径：从预期蛋白质功效出发,设计预期蛋白质结构,推测应有氨基酸序列,找到相对应脱氧核苷酸序列。经过蛋白质工程合成蛋白质还需要进行生物活性判定即功效判定，看是否到达人们需求。,功效,设计蛋白质结构,推测氨基酸序列,第61页,4.(,马鞍山二中模拟,),胰岛素能够用于治疗糖尿病，不过胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，并要经过较长时间才能进入血液中，而进入血液胰岛素又轻易被分解，所以，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素生产过程，请据图回答相关问题：,第62页,解析,蛋白质工程目标是依据人们对蛋白质功效特定需求，对蛋白质结构进行分子设计，所以，图中构建新胰岛素模型依据是预期胰岛素，即速效胰岛素功效。,(1),构建新蛋白质模型是蛋白质工程关键，图中构建新胰岛素模型主要依据是,_,。,蛋白质预期功效,答案,解析,第63页,(2),人工合成,DNA,与,_,结合后，被转移到,_,中才能得到准确表示。,答案,解析,解析,人工合成目标基因与载体结合后，被导入受体细胞中才能得以表示。,载体,大肠杆菌等受体细胞,第64页,(3),若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到生物工程有,_,、,_,和发酵工程。,答案,解析,蛋白质工程,基因工程,第65页,解析,利用蛋白质工程生产自然界中原本不存在蛋白质，需对原有胰岛素进行改造，依据新胰岛素中氨基酸序列推测出其基因中脱氧核苷酸序列，人工合成新胰岛素基因，得到目标基因，改造好目标基因需经过基因工程将其导入受体细胞取得工程菌，再利用工程菌进行发酵，从而获取大量产品，所以该过程包括蛋白质工程、基因工程和发酵工程。,第66页,(4),图解中从新胰岛素模型到新胰岛素基因基本思绪是什么？,_,。,解析,由新蛋白质模型到构建新基因，其基本设计思绪是依据新蛋白质中氨基酸序列，推测出基因中脱氧核苷酸序列，然后用,DNA,合成仪直接合成出新基因。,依据新胰岛素中氨基酸序列，推测出其脱氧核苷酸序列，然后利用,DNA,合成仪来合成出新胰岛素基因,答案,解析,第67页,DNA,粗提取与判定,考点三,第68页,试验解读,1.,试验原理,NaCl,二苯胺,0.14,第69页,利用,DNA,在,溶液中溶解度不一样，经过控制,NaCl,溶液浓度去除杂质,鸡血组织,加,用玻璃棒搅拌,用纱布过滤,搜集滤液,2.,操作流程,蒸馏水,不一样浓度,NaCl,材料选取,选取,含量相对较高生物组织,DNA,破碎细胞,(,以鸡血为例,),去除杂质,将处理后溶液过滤，加入与滤液体积相等、冷却、体积分数为,95%,溶液,DNA,析出,在溶有,DNA,NaCl,溶液中加入二苯胺试剂，混合均匀后将试管在沸水中加热,5 min,，溶液变成,_,DNA,判定,酒精,蓝色,第70页,关键点拨,1.DNA,和蛋白质在不一样,NaCl,溶液中溶解度比较,2 mol/LNaCl,溶液,0.14 mol/LNaCl,溶液,溶解规律,DNA,溶解,析出,蛋白质,部分发生盐析沉淀,溶解,NaCl溶液浓度从2 mol/L降低过程中，溶解度逐步增大,第71页,2.DNA,粗提取与判定试验中,“,2,、,4,、,4,”,加蒸馏水,2,次,加到鸡血细胞液中，使血细胞吸水涨破；加到含DNA2 mol/LNaCl溶液中，使NaCl溶液物质量浓度稀释到0.14 mol/L，使DNA析出,用纱布过滤,4,次,过滤血细胞破裂液，得到含细胞核物质滤液；过滤用2 mol/LNaCl溶液充分溶解DNA，滤去溶液中杂质；滤取0.14 mol/LNaCl溶液中析出DNA(黏稠物)；过滤溶有DNA2 mol/LNaCl溶液,第72页,用,NaCl,溶液,4,次,加2 mol/LNaCl溶液，溶解提取细胞核物质；用0.14 mol/LNaCl溶液使DNA析出；用2 mol/LNaCl溶液，溶解滤取DNA黏稠物；用2 mol/LNaCl溶液，溶解丝状物用于判定DNA,第73页,下列图为,“,DNA,粗提取和判定,”,试验相关操作，请仔细观察并分析：,(1),操作,和,都是加入蒸馏水，其目标一样吗？,提醒,提醒,不一样。,是使鸡血细胞吸水涨破释放出核物质；,是稀释,NaCl,溶液使其浓度靠近,0.14 molL,1,，去除溶于低浓度,NaCl,溶液杂质。,问题探究,第74页,(2),操作,中加入酒精目标是什么？此时搅拌要注意什么？,提醒,中加入酒精目标是析出,DNA,，去除其中溶于酒精杂质，这时候搅拌要沿一个方向，轻缓进行。,提醒,(3),操作,中粘稠物是怎样获取？加入,2 mol/L NaCl,目标是什么？,提醒,黏稠物是经过单层纱布过滤取得；,加入,2 mol/L NaCl,目标是使,DNA,再次溶解。,第75页,命题点,DNA,粗提取与判定试验应用,1.,以下关于,DNA,粗提取与判定试验叙述，正确是,命题探究,选项,试剂,操作,作用,A,柠檬酸钠溶液,与鸡血混合,预防血液凝固,B,蒸馏水,与鸡血细胞混合,保持细胞形状,C,蒸馏水,加入到溶解有DNANaCl溶液中,析出蛋白质,D,冷却酒精,加入到过滤后含DNANaCl溶液中,产生特定颜色反应,答案,解析,第76页,解析,蒸馏水与鸡血细胞混合目标是使红细胞吸水涨破，释放出核物质，,B,项错误；,将蒸馏水加入到溶解有,DNA,NaCl,溶液中，其目标是降低,DNA,溶解度，初步析出,DNA,，,C,项错误；,加入冷却酒精目标是深入析出,DNA,，,D,项错误。,第77页,2.,试验中对,DNA,进行判定时，做以下操作：,试管,序号,A,B,1,加2 mol/LNaCl溶液5 mL,加2 mol/LNaCl溶液5 mL,2,不加,加入提取DNA丝状物并搅拌,3,加,4 mL,二苯胺，混匀,加,4 mL,二苯胺，混匀,4,沸水浴,5 min,沸水浴,5 min,试验现象,试验结论,答案,解析,DNA,在沸水浴情况下遇二苯胺会被染成蓝色,溶液不变蓝色,溶液逐步变蓝色,(1),依据,右,图，完成表格空白处试验内容。,第78页,解析,B,试管中含,DNA,丝状物，,A,试管中不含，其它条件均完全相同，,A,、,B,两试管形成对照。本试验强调反应条件是沸水浴加热,5 min,，这么可加紧颜色反应速度，观察对比两试管颜色时要等到冷却以后。,第79页,(2),对于,B,试管，完成,1,、,2,、,3,操作后溶液颜色怎样改变？,_,。,溶液颜色基本不变,答案,(3),在沸水浴中加热目标是,_,，同时说,明,DNA,对高温有较强,_,。,加紧颜色反应速度,耐受性,(4)A,试管在试验中作用是,_,。,对照,(5)B,试管中溶液颜色改变程度主要与,_,相关。,加入试管中,DNA(,丝状物,),多少,第80页,矫正易错强记长句,第81页,1.,限制酶是一类酶，而不是一个酶。,2.,将一个基因从,DNA,分子上切割下来，需要切两处，同时产生四个黏性末端或平末端。,3.,不一样,DNA,分子用同一个限制酶切割，产生末端都相同，同一个,DNA,分子用不一样限制酶切割，产生末端普通不相同。,4.,限制酶切割位点应位于标识基因之外，不能破坏标识基因，方便进行检测。,5.,目标基因插入位点不是随意：基因表示需要开启子与终止子调控，所以目标基因插入位点应在开启子与终止子之间。,易错警示突破选择题,第82页,6.,受体细胞选择时需注意：要合成糖蛋白、有生物活性胰岛素必须用真核生物酵母菌,(,需内质网、高尔基体加工、分泌,),；普通不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。,第83页,1.,限制酶含有特异性，即一个限制酶只能识别,特定核苷酸序列,，并在,特定位点上,切割,DNA,分子。,DNA,连接酶作用部位是,磷酸二酯键,。,2.,质粒是惯用载体，它是一个小型双链环状,DNA,分子，含有,一个至多个限制酶切割位点及标识基因,。,3.,基因表示载体包含,目标基因、开启子、终止子、标识基因和复制原点,。,4.,培育转基因动物时，受体细胞必须是,受精卵,；培育转基因植物时，受体细胞能够是,受精卵,，也能够是,体细胞,。,长句应答突破简答题,第84页,5.,目标基因导入植物细胞惯用,农杆菌转化法,；导入动物细胞惯用,显微注射技术,，导入微生物细胞惯用,感受态细胞法,。,6.,目标基因到了另一个生物体内能够成功表示原理是,全部生物共用一套遗传密码。,第85页,重温高考 演练模拟,第86页,1,2,3,4,答案,解析,1.(,北京，,5),为了增加菊花花色类型，研究者从其它植物中克隆出花色基因,C(,图,1),，拟将其与质粒,(,图,2),重组，再借助农杆菌导入菊花中。,以下操作与试验目标不符是,A.,用限制性核酸内切酶,Eco,R,和,连接酶构建重组质粒,B.,用含,C,基因农杆菌侵染菊花愈,伤组织，将,C,基因导入细胞,C.,在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化菊花细胞,D.,用分子杂交方法检测,C,基因是否整合到菊花染色体上,第87页,1,2,3,4,解析,因为,C,基因两端及质粒上均存在限制酶,Eco,R,切割位点，所以，可采取限制酶,Eco,R,和,DNA,连接酶构建重组质粒，,A,项正确；,用含,C,基因农杆菌侵染菊花愈伤组织,(,即农杆菌转化法,),，能够将,C,基因导入细胞，,B,项正确；,因为质粒上存在潮霉素抗性基因,(,标识基因,),，所以，能够在培养基中添加潮霉素，筛选被转化菊花细胞，,C,项错误；,可用分子杂交方法检测,C,基因是否整合到菊花染色体上，,D,项正确。,第88页,2.(,全国,，,38),几丁质是许多真菌细胞壁主要成份，几丁质酶可催化几丁质水解。经过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病能力。回答以下问题：,(1),在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶,mRNA,，常选取嫩叶而不选取老叶作为试验材料，原因是,_,_,。提取,RNA,时，提取液中需添加,RNA,酶抑制剂，其目标是,_,。,1,2,3,4,嫩叶中基因表示强烈，相,答案,解析,应,mRNA,多,(,或嫩叶组织细胞易破碎,),预防提取,mRNA,被,RNA,酶降解,第89页,解析,因为嫩叶组织细胞比老叶组织细胞易破碎，所以适于作为提取几丁质酶,mRNA,试验材料。因为植物组织中存在,RNA,酶能将,RNA,分解，所以试验过程中要添加,RNA,酶抑制剂以降低,RNA,酶活性，保护提取,RNA,不被分解。,1,2,3,4,第90页,(2),以,mRNA,为材料能够取得,cDNA,，其原理是,_,_,。,1,2,3,4,解析,以,mRNA,为材料取得,cDNA,过程为逆转录，即以,mRNA,为模板、以,4,种脱氧核糖核苷酸为原料，在逆转录酶催化下，遵照碱基互补配对标准，合成,cDNA,过程。,mRNA,为模板按照碱基互补配对标准合成,cDNA,答案,解析,在逆转录酶作用下，以,第91页,(3),若要使目标基因在受体细胞中表示，需要经过质粒载体而不能直接将目标基因导入受体细胞，原因是,_,_(,答出,两点即可,),。,1,2,3,4,解析,因为目标基因无复制原点，也无基因表示所需开启子和终止子，所以需与质粒构建重组质粒后再导入受体细胞。,基因表示；质粒中有标识基因便于筛选；质粒中含有复制原点等,答案,解析,质粒载体中有开启子、终止子，便于目标,第92页,(4),当几丁质酶基因和质粒载体连接时，,DNA,连接酶催化形成化学键是,_,。,1,2,3,4,解析,DNA,连接酶能够催化两个,DNA,片段黏性末端或平末端连接形成磷酸二酯键。,磷酸二酯键,答案,解析,第93页,(5),若取得转基因植株,(,几丁质酶基因已经整合到植物基因组中,),抗真菌病能力没有提升，依据中心法则分析，其可能原因是,_,_,。,1,2,3,4,解析,几丁质酶基因已经整合到植物基因组中，不过植株抗真菌病能力没有提升，从中心法则角度分析，可能是转基因植株细胞中几丁质酶基因没有转录或转录,mRNA,没有翻译造成。,没有转录或转录,mRNA,没有翻译,答案,解析,几丁质酶基因,第94页,3.(,唐山期末,),科学家经过利用,PCR,定点突变技术改造,Rubisco,酶基因，提升了光合作用过程中,Rubisco,酶对,CO,2,亲和力，从而显著提升了植物光合作用速率。请回答以下问题：,(1)PCR,过程所依据原理是,_,，利用,PCR,技术扩增目标基因前提是要有一段已知目标基因核苷酸序列，方便依据这一序列合成,_,；扩增过程需要加入,_,
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