高考生物一轮复习基因工程与蛋白质工程.ppt

第十单元 现代生物科技专题,高考总复习,生物,（,RJ,）,*,单击此处编辑母版文本样式,第三级,第四级,第五级,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,高考生物一轮复习课件基因工程与蛋白质工程,专题一,基因工程与蛋白质工程,考纲引领,1.基因工程的诞生（,）。,2.基因工程的原理及技术（,）。,3.基因工程的应用（,）。,4.蛋白质工程（,）。,考点一基因工程的概念及基本工具,（,1,）供体：提供,。,（,2,）操作环境：,。,（,3,）操作水平：,水平。,（,4,）原理：,。,（,5,）受体：表达目的基因。,（,6,）本质：性状在,体内表达。,（,7,）优点：克服,的障碍，定向改造生物的,。,目的基因,体外,分子,基因重组,受体,远缘杂交不亲和,遗传性状,（,1,）限制性核酸内切酶,来源：主要从,生物中分离纯化而来。,作用：识别特定的,并切开相应两个核苷酸之间的,。,结果：产生,或平末端。,原核,核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,（,2,）,DNA,连接酶,常用类型,E,coli,DNA,连接酶,T4DNA,连接酶,来源,T,4,噬菌体,功能,连接黏性末端,连接,结果,恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,大肠杆菌,黏性末端和平末端,（,3,）载体,其他载体：,噬菌体衍生物、,等。,动植物病毒,双链环状,DNA,分子,限制酶,标记基因,（判一判）,（,1,）限制酶只能用于切割目的基因（,）,（,2,）限制酶切割,DNA,分子具有特异性（,）,（,3,）限制酶切割,DNA,后可产生黏性末端和平末端两种类型（,）,（,4,）,DNA,连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来,（,）,（,5,）,E,coli,DNA,连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端（,）,（,6,）质粒是小型环状,DNA,分子，是基因工程常用的载体（,）,（,7,）载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存,在并表达,（,）,（,1,）几种酶的比较：,种类,项目,限制酶,DNA,连接酶,DNA,聚合酶,解旋酶,作用底物,DNA,分子,DNA,分,子片段,脱氧,核苷酸,DNA,分子,作用部位,磷酸,二酯键,磷酸,二酯键,磷酸,二酯键,碱基对间,的氢键,作用特点,切割目的基因及载体，能专一性识别双链,DNA,分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,将双链,DNA,片段,“,缝合,”,起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键,只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上,将,DNA,两条链之间的氢键打开,作用结果,形成黏性末端或平末端,形成重组,DNA,分子,形成新的,DNA,分子,形成单链,DNA,分子,（,2,）限制酶与,DNA,连接酶的关系：,限制酶不切割自身,DNA,的原因是：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。,DNA,连接酶起作用时不需要模板。,（,1,）作用：,作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。,利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。,（,2,）具备的条件：,能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。,有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。,具有特殊的标记基因，以便进行筛选。,（,3,）种类：,质粒：一种祼露的、结构简单、独立于细菌拟核,DNA,之外，能够自我复制的很小的双链环状,DNA,分子；,噬菌体的衍生物；,动植物病毒。,【高考警示】,概念不清导致错误，巧辨基因工程操作工具的,8个易错点,（,1）限制酶是一类酶，而不是一种酶。,（,2）限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。,（,3）在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。,（,4）将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端。,（,5）不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。,（,6）限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于进行检测。,（,7）基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。,（,8）基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。,三种基本工具的作用涉及基因工程操作程序的关键步骤，是近几年高考考查的高频率考点。,真题回顾,判断基因工程基本工具的正误：,（1）将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传（四川卷T2B）（）,（2）利用DNA聚合酶将控制蓝色色素合成的基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞（浙江卷T6C）（）,（3）将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株（大纲全国卷T5B）,（）,（4）每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点（浙江卷T6B）（）,（5）用限制性核酸内切酶可以切割烟草花叶病毒的核酸（浙江卷T2A）（）,（6）限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶（浙江卷T3B）（）,考点分向,考向一基因工程的原理,1.（全国大纲）下列实践活动包含基因工程技术的是（）,A.水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种,B.抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦,C.将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株,D.,用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆,【解析】,A项属于单倍体育种，原理是染色体变异；B项属于杂交育种，原理是基因重组；C项属于基因工程，原理是基因重组；D项属于诱变育种，原理是基因突变。选C。,【答案】,C,2.,下列有关基因工程技术的原理或实质的叙述，合理的有（）,基因诊断的基本原理是,DNA,分子杂交,基因治疗的原理是将正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能,DNA,探针技术的原理是探针与样品中变性处理的,DNA,单链配对杂交,构建基因表达载体的实质是基因突变,PCR,技术的实质是体外复制特定,DNA,片段的核酸合成技术,A.,一项,B.,两项,C.,三项,D.,四项,【解析】,四项均合理，而,错误，构建基因表达载体的实质是基因重组。,【答案】,D,考向二限制酶与,DNA连接酶,3.,若要利用某目的基因（图甲）和,P1,噬菌体载体（图乙）构建重组,DNA,（图丙），限制酶的酶切位点分别是,Bgl,（,AGATCT,）、,Eco,R,（,GAATTC,）和,Sau,3A,（,GATC,）。下列分析合理的是（）,A.,用,Eco,R,切割目的基因和,P,1,噬菌体载体,B.,用,Bgl,和,Eco,R,切割目的基因和,P,1,噬菌体载体,C.,用,Bgl,和,Sau,3A,切割目的基因和,P,1,噬菌体载体,D.,用,Eco,R,和,Sau,3A,切割目的基因和,P,1,噬菌体载体,【解析】,解答本题的关键是要看准切割后目的基因插入的方向，只有用,Eco,R,和,Sau,3A,切割目的基因和,P,1,噬菌体载体，构建的重组,DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。,【答案】,D,4.,下图是基因工程中利用,pBR322,质粒（,表示氨苄青霉素抗性基因，,Telr,表示四环素抗性基因）与抗病基因构建重组质粒的示意图，该质粒上的,Pst,、,Sma,、,EcoR,、,Apa,等四种限制酶的识别序列及切割位点见下表。结合图表，叙述错误的是（）,质粒、抗病基因和重组质粒的基本组成单位都是脱氧核苷酸,B.,形成重组质粒时，应选用限制酶,Pst,和,EcoR,对含抗病基因的,DNA,、质粒进行切割,C.,一个质粒被限制酶,EcoR,、,Pst,、,Sma,同时切割后可得到,3,个,DNA,片段和,6,个黏性末端,D.,将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养，可筛选出已导入抗病基因的受体细胞,【解析】,图中,pBR322质粒、抗病基因和重组质粒都是DNA分子，其基本组成单位都是脱氧核苷酸；通过分析含抗病基因的DNA，可知该DNA含三个限制酶切割位点，其中Sma,的切割位点位于抗病基因内部，因此用,Pst,，,EcoR,才能完整地切下该抗病基因；一个质粒被限制酶,EcoR,、,Pst,、,Sma,同时切割后可得到,3个DNA片段，产生6个末端，从表格信息可知，EcoR,、,Pst,切割产生的,4个末端是黏性末端，而Sma,切割产生的,2个末端是平末端；当EcoR,切割质粒时，氨苄青霉素抗性基因（,Ampr）已受到破坏，因此，在筛选时，应将受体细胞置于含有四环素的培养基上培养。,【答案】,C,考点二基因工程的操作步骤,基因文库,PCR,技术,启动子,标记基因,农杆菌转化法,花粉管通道法,显微注射,DNA,分子杂交,分子杂交,抗原,抗体杂交,个体生物学水平,2.基因表达载体的构建基因工程的核心,（,1,）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。,（河南省六市二联）目前人及动物使用的流行性感冒病毒疫苗的生产大多采用鸡胚。,PCR中应用耐高温的DNA聚合酶，C错误；,下图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中Pst、Sma、EcoR、Apa为四种限制性核酸内切酶。,资料乙 T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。,科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。,【解析】利用蛋白质工程生产蛋白质产品应通过改造相应基因后，再经基因表达大量产生。,具有特殊的标记基因，以便进行筛选。,并非所有个体都可作为乳腺生物反应器。,基因表达载体的构建基因工程的核心,（2）基因工程操作过程中只有第三步（将目的基因导入受体细胞）没有碱基互补配对现象。,若要利用某目的基因（图甲）和P1噬菌体载体（图乙）构建重组DNA（图丙），限制酶的酶切位点分别是Bgl,基因治疗是把正常基因导入受体细胞中，以表达正常产物从而治疗疾病，对原来细胞中存在缺陷的基因没有清除或改变。,动物基因工程主要是为了改善畜产品的品质，而不是为了产生体型巨大的个体。,将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用法。,一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。,（5）目前，植物基因工程技术主要应用于提高农作物的抗逆性、生产某些天然药物、改良农作物的品质、作器官移植的供体（）,用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列,（2）动物的生长激素基因转入植物后不能表达（江苏卷T18C）（）,（,3,）构建过程：,生物,种类,植物细胞,动物细胞,微生物细胞,常用,方法,农杆菌转化法,显微注射技术,感受态细胞法,受体,细胞,体细胞,受精卵,原核细胞,转化,过程,将目的基因插入到,Ti,质粒的,TDNA,上,农杆菌,导入植物细胞,整合到受体细胞的染色体,DNA,上,表达,将含有目的基因的表达载体提纯,取卵（受精卵）,显微注射,受精卵发育,获得具有新性状的动物,处理细胞,感受态细胞,重组表达载体与感受态细胞混合,感受态细胞吸收,DNA,分子,【高考警示】,基因工程操作的,8个易错点,（,1）目的基因的插入位点不是随意的,基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。,（,2）基因工程操作过程中只有第三步（将目的基因导入受体细胞）没有碱基互补配对现象。第一步存在逆转录法获得DNA，第二步存在黏性末端连接现象，第三步检测存在分子水平杂交方法。,（,3）原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。,（,4）一般情况下，用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因，这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。,（,5）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。,（,6）不熟悉标记基因的种类和作用：标记基因的作用筛选、检测目的基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因（表达产物为带颜色的物质）等。,（,7）对受体细胞模糊不清：受体细胞常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物（大肠杆菌、酵母菌）等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌（需内质网、高尔基体的加工、分泌）；一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。,（,8）还应注意的问题有：,基因表达载体中，启动子（,DNA片段）,起始密码子（,RNA）；终止子（DNA片段）,终止密码子（,RNA）。,基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步，在体外进行。,基因工程的基本操作程序是近几年高考的高频考点，分值比重较大，与其他工程结合考查的情况较常见，考查形式既有非选择题又有选择题。,真题回顾,（江苏高考）图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp、BamH、Mbo、Sma4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题：,（,1,）图,1,的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由,连接。,（,2,）若用限制酶,Sma,完全切割图,1,中,DNA,片段，产生的末端是,末端，其产物长度为,_,_,。,（,3,）若图,1,中虚线方框内的碱基对被,TA,碱基对替换，那么基因,D,就突变为基因,d,。从杂合子中分离出图,1,及其对应的,DNA,片段，用限制酶,Sma,完全切割，产物中共有,种不同长度的,DNA,片段。,（,4,）若将图,2,中质粒和目的基因,D,通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是,。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加,的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因,D,不能正确表达，其最可能的原因是,_,。,【解析】,（,1）一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过,“,脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连的，要注意与两条脱氧核苷酸链的相邻碱基之间通过氢键相连进行区分。（2）从,Sma,的识别序列和切点可见，其切割后产生的是平末端，图,1中DNA片段有,Sma,的两个识别序列，故切割后产生的产物长度为,537（5343）bp、790（79633）bp和661（6583）bp三种。（3）图示方框内发生碱基的替换后，形成的d基因失去了1个,Sma,的识别序列，故,D基因、d基因用,Sma,完全切割后产物中除原有的,3种长度的DNA片段外，还增加一种537790bp的DNA片段。,（,4）目的基因的两端都有,Bam,H,的识别序列，质粒的启动子后抗生素,A抗性基因上也有,Bam,H,的识别序列，故应选用的限制酶是,Bam,H,，此时抗生素,B抗性基因作为标记基因，故筛选时培养基中要添加抗生素B。若重组质粒已导入了受体细胞却不能表达，很可能是因为用同种限制酶切割后，目的基因和质粒有两种连接方式，导入受体细胞的重组质粒是目的基因和质粒反向连接形成的。,【答案】,（,1）脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖）平537 bp、790 bp、661 bp （3）4（4）,Bam,H,抗生素,B同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接,考点分向,考向一基因工程的基本操作技术,1.,下列有关基因工程操作的叙述中，正确的是（）,A.,用同种限制酶切割载体与目的基因可获得相同的黏性末端,B.,以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同,C.,检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功,D.,用含抗生素抗性基因的质粒作为载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接,【解析】,一种氨基酸可以由多种密码子控制，因此以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因通常不同；只有目的基因表达，使受体表现出目标性状或获得目标产物才标志着基因工程操作的成功；抗生素抗性基因作为标记基因，用于检测目的基因是否导入受体细胞。,【答案】,A,2.,下图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中,Pst,、,Sma,、,EcoR,、,Apa,为四种限制性核酸内切酶。下列说法错误的是（）,A.,图示过程是基因工程的核心步骤,B.,表达载体构建时需要用到限制酶,Sma,C.,抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来,D.,除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构,【解析】,图示过程为基因表达载体的构建过程，是基因工程中的核心步骤。构建过程中需要将目的基因完整切割下来，而限制酶,Sma,的切割位点在目的基因上，使,Sma,会破坏目的基因。抗卡那霉素基因是标记基因，目的是便于鉴定和筛选含有目的基因的细胞。基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等。,【答案】,B,考向二基因工程与其他工程的联系,3.（河南省六市二联）目前人及动物使用的流行性感冒病毒疫苗的生产大多采用鸡胚。这种传统的方法劳动强度大，鸡胚用量大，需要繁琐的纯化工艺去除鸡胚蛋白减少过敏反应。流感的大流行性以及新发流感的流行迫切需要一种新的疫苗生产方法。下图是一种RNA流感病毒疫苗研制流程。请回答有关的问题：,（1）流感病毒疫苗的简要操作流程如下：,图中步骤,所代表的过程是,；步骤,可用,处理大肠杆菌，使其处于,；检验,S,基因是否翻译成,S,蛋白的方法是,。,（,2,）如果要生产抗流感病毒的单克隆抗体，请你帮助完成制备单克隆抗体的主要步骤：,用该流感病毒对小鼠进行注射，从产生免疫反应小鼠的脾脏中得到相应的,B,淋巴细胞；,设法将鼠的,与,B,淋巴细胞融合，再用特定的选择性培养基进行筛选，得到既能,，又能,的杂交瘤细胞；,对上述杂交瘤细胞，还需进行,和抗体检测，经多次筛选，就可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞；,将杂交瘤细胞在体内或,培养，就可以从中提取出大量的能抗该流感病毒的单克隆抗体了。,【解析】,（,1）步骤,所代表的过程是逆转录，由,RNA为模板合成DNA。步骤,可用,Ca2处理大肠杆菌，使其处于感受态细胞；检验S基因是否翻译成S蛋白的方法是抗原抗体杂交实验。,（,2）,设法将鼠的骨髓瘤细胞与,B淋巴细胞融合，再用特定的选择性培养基进行筛选，得到既能迅速大量繁殖，又能产生专一的抗体的杂交瘤细胞；,为了获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞，还需进行克隆化培养和抗体检测；,杂交瘤细胞产生单克隆抗体有两种方法：体内或体外培养。,【答案】,（,1,）逆转录,Ca2,感受态细胞抗原,抗体杂交实验,（,2,）,骨髓瘤细胞迅速大量繁殖产生专一的抗体,克隆化培养,体外,考点三基因工程的应用和蛋白质工程,（判一判）,（,1,）我国的转基因抗虫棉转入的抗虫基因是,Bt,毒蛋白基因（,）,（,2,）利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中（,）,（,3,）由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用（,）,（,4,）为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体,（,）,（,5,）目前，植物基因工程技术主要应用于提高农作物的抗逆性、生产某些天然药物、改良农作物的品质、作器官移植的供体（,）,（,6,）基因工程药物主要来源于转基因动物生产（,）,（,7,）基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的（,）,（,1,）概念理解,基础：蛋白质分子的,及其与生物功能的关系。,操作：,或基因合成。,结果：改造了现有蛋白质或制造出,。,目的：满足人类的,的需求。,（,2,）操作过程：从预期的,出发,设计预期的,推测应有的,找到相对应的,（基因）,基因表达,产生需要的蛋白质。,结构规律,基因修饰,新的蛋白质,生产和生活,蛋白质功能,蛋白质结构,氨基酸序列,脱氧,核苷酸序列,（,3,）（判一判）,蛋白质工程可按照人的意愿生产出自然界中不存在的蛋白质,（,）,人类主要通过直接改造蛋白质的结构来生产新的蛋白质,（,）,蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程,（,）,比较项目,乳腺生物反应器,工程菌,基因结构,动物基因的结构与人类基因的结构基本相同,细菌或酵母菌等生物基因的结构与人类基因的结构有较大差异,基因表达,合成的药物蛋白与天然蛋白质相同,细菌细胞内没有内质网、高尔基体等，产生的药物蛋白可能没有活性,受体细胞,哺乳动物的受精卵,微生物细胞,生产条件,不需严格灭菌，温度等条件对其影响不大,需严格灭菌，需严格控制工程菌所需的外界条件,药物提取,从动物乳汁中提取,从微生物细胞中提取,原理,操作过程,进展,基因,治疗,基因表达,把正常基因导入有基因缺陷的细胞中，以表达出正常性状来治疗,临床,实验,基因,诊断,碱基互,补配对,制作特定,DNA,探针与病人样品,DNA,混合，分析杂交带情况,临床,应用,【高考警示】,（,1）有关基因工程应用的易错点,动物基因工程主要是为了改善畜产品的品质，而不是为了产生体型巨大的个体。,DNA分子作探针进行检测时应检测单链，即将待测双链DNA分子打开。,Bt毒蛋白基因控制合成的Bt毒蛋白并无毒性，进入昆虫消化道被分解成多肽后产生毒性。,青霉素是青霉菌产生的，不是通过基因工程产生的。,并非所有个体都可作为乳腺生物反应器。操作成功的应该是雌性个体，个体本身的繁殖速度较高，泌乳量、蛋白含量等都是应该考虑的因素。,基因治疗后，缺陷基因没有改变。基因治疗是把正常基因导入受体细胞中，以表达正常产物从而治疗疾病，对原来细胞中存在缺陷的基因没有清除或改变。,（,2）有关蛋白质工程的易错点,对蛋白质分子进行改造，其本质是改变其基因组成。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白质分子还是无法遗传。,蛋白质工程的实质是根据蛋白质的结构，创造新基因或者改造老基因，是基因工程的发展与延续。,蛋白质工程与,DNA分子重组技术是分不开的，常用到基因工程工具酶，如限制酶和DNA连接酶。,历年命题对基因工程和蛋白质工程的基本原理和应用的考查也逐渐增多，与其他工程结合考查的情况较常见，考查形式既有非选择题又有选择题。,真题回顾,判断基因工程应用及蛋白质工程的正误。,（1）应用DNA探针技术可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达（四川卷T5D）（）,（2）动物的生长激素基因转入植物后不能表达（江苏卷T18C）（）,（3）转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加（江苏卷T18B）（）,（4）自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上，属于基因工程（大纲全国卷T5D）,（）,（5）蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质（江苏卷T14A）（）,考点分向,考向一基因工程的应用,1.如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。以下说法错误的是（）,A.,利用含有四环素的培养基可将含,的细菌筛选出来,B.,是农杆菌，通过步骤,将目的基因导入植株,C.,可与多个核糖体结合，并可以同时翻译出多种蛋白质,D.,过程的完成需要限制酶和,DNA,连接酶的参与,【解析】,是一个,mRNA分子，可与多个核糖体结合形成多聚核糖体，由于翻译的模板是同一个mRNA分子，故翻译出的是同一种蛋白质。,【答案】,C,2.,研究人员将鱼的抗冻基因导入番茄体内，获得抗冻能力明显提高的番茄新品种。下列操作合理的是（）,A.,设计相应,DNA,单链片段作为引物，利用,PCR,技术扩增目的基因,B.,利用限制酶和,DNA,聚合酶构建基因表达载体,C.,将基因表达载体导入番茄细胞之前需用,Ca2,处理细胞,D.,运用,DNA,分子杂交技术检测抗冻基因是否在番茄细胞中表达,【解析】利用限制性核酸内切酶和DNA连接酶构建基因表达载体；将基因表达载体导入原核细胞之前需用,处理，番茄细胞为真核细胞；运用抗原抗体杂交技术可检测抗冻基因是否在番茄细胞中表达。,【答案】A,考向二蛋白质工程,3.（广东理综）从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是（）,A.合成编码目的肽的DNA片段,B.构建含目的肽DNA片段的表达载体,C.,依据,P,1,氨基酸序列设计多条模拟肽,D.,筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽,【解析】,该题目属于蛋白质工程，已经获得该目的基因片段，不需要合成编码目的肽的,DNA片段，故A错误，是需要构建含目的肽,DNA片段的表达载体，但这不是第一步，故B错误；蛋白质工程的第一步是根据蛋白质的功能，设计P,1,氨基酸序列，从而推出其基因序列，故,C正确；该基因表达产物为一种抗菌体和溶血性均较强的多肽P,1,，目前在,P,1,的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，而目的多肽是抗菌性强但溶血性弱，所以必须对其改造，保持其抗菌性强，抑制其溶血性，故,D错误。,【答案】,C,4.（长沙模拟）下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是（）,A.基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质,B.蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，蛋白质工程最终还是要通过基因修饰或基因合成来完成,C.,当得到可以在,70,条件下保存半年的干扰素后，在相关酶、氨基酸和适宜的温度、,pH,条件下，干扰素可以大量自我合成,D.,基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的,【解析】,利用蛋白质工程生产蛋白质产品应通过改造相应基因后，再经基因表达大量产生。,【答案】,C,【归纳总结】,基因工程与蛋白质工程的比较,项目,区别,与联系,蛋白质工程,基因工程,区别,过程,预期蛋白质功能,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相对应的脱氧核苷酸序列,获取目的基因,构建基因表达载体,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定,实质,定向改造或生产人类所需的蛋白质,定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品,结果,可生产自然界没有的蛋白质,只能生产自然界已有的蛋白质,联系,蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程；,基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造,1.（浙江卷）天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是（）,A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B,B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B,C.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞,D.将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞,【解析】,获取目的基因,B，可先提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR技术扩增，A正确；基因文库构建时是将目的基因与载体连接起来，形成重组载体，再导入受体菌中储存和扩增，提取目的基因时不需使用限制酶，B错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，不使用大肠杆菌，D错误。,【答案】,A,2.（江苏单科）小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因（目的基因）后再重组表达。下列相关叙述正确的是（多选）（）,A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列,B.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列,体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶,D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞,【解析】,设计引物时应当与表达载体两端的序列进行互补配对，,A错误；PCR法扩增目的基因只需要知道基因两端的序列设计合适的引物即可，而不必知道其全部序列，B正确；PCR中应用耐高温的DNA聚合酶，C错误；根据目的基因的编码产物选择合适的受体细胞，以有利于基因的表达，D正确，因此答案为B、D。,【答案】,BD,3.（新课标全国卷）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：,（1）限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有和。,（2）质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下：,AATTCG,GCTTAA,为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的,DNA,除可用,EcoR,切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是,_,_,。,（,3,）按其来源不同，基因工程中所使用的,DNA,连接酶有两类，即,DNA,连接酶和,DNA,连接酶。,（,4,）反转录作用的模板是,，产物是,。若要在体外获得大量反转录产物，常采用,技术。,（,5,）基因工程中除质粒外，,和,也可作为载体。,（,6,）若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是,_,_,。,【解析】,（,1）DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端两种类型。（2）为使运载体与目的基因相连，应使二者被切割后产生的末端相同，故用另一种限制酶切割产生的末端必须与,EcoR,切割产生的末端相同。（,3）根据酶的来源不同，DNA连接酶分为E,coli,DNA连接酶和T,4,DNA连接酶。（4）mRNA（或RNA）为模板，合成DNA的过程称为逆转录，若要体外获得大量DNA分子，可以使用RCR技术。（5）在基因工程中，通常利用质粒作为运载体，另外噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。（6）大肠杆菌作为受体细胞时，常用,处理，使之成为能吸收周围环境中,DNA分子的感受态细胞。,【答案】（1）黏性末端平末端（2）切割产生的DNA片段末端与EcoR切割产生的相同（3）大肠杆菌T4（4）mRNA（或RNA）cDNA（或DNA）PCR（5）噬菌体动植物病毒（6）未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱,4.（全国课标）阅读如下资料：,资料甲 科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。,资料乙,T,4,溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码,T,4,溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的,T,4,溶菌酶第,3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T,4,溶菌酶的耐热性。,资料丙,兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。,回答下列问题：,（,1,）资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用,法。构建基因表达载体常用的工具酶有,和,。在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是,。,（,2,）资料乙中的技术属于,工程的范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对,进行改造，或制造一种,的技术。在该实例中，引起,T,4,溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的,序列发生了改变。,若重组质粒已导入了受体细胞却不能表达，很可能是因为用同种限制酶切割后，目的基因和质粒有两种连接方式，导入受体细胞的重组质粒是目的基因和质粒反向连接形成的。,研究人员将鱼的抗冻基因导入番茄体内，获得抗冻能力明显提高的番茄新品种。,考向二限制酶与DNA连接酶,下图是一种RNA流感病毒疫苗研制流程。,（4）目的基因的两端都有BamH的识别序列，质粒的启动子后抗生素A抗性基因上也有BamH的识别序列，故应选用的限制酶是BamH，此时抗生素B抗性基因作为标记基因，故筛选时培养基中要添加抗生素B。,只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上,（2）动物的生长激素基因转入植物后不能表达（江苏卷T18C）（）,利用限制酶和DNA聚合酶构建基因表达载体,其他载体：噬菌体衍生物、等。,【答案】（1）黏性末端平末端（2）切割产生的DNA片段末端与EcoR切割产生的相同（3）大肠杆菌T4（4）mRNA（或RNA）cDNA（或DNA）PCR（5）噬菌体动植物病毒（6）未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱,（5）目前，植物基因工程技术主要应用于提高农作物的抗逆性、生产某些天然药物、改良农作物的品质、作器官移植的供体（）,可与多个核糖体结合，并可以同时翻译出多种蛋白质,【解析】是一个mRNA分子，可与多个核糖体结合形成多聚核糖体，由于翻译的模板是同一个mRNA分子，故翻译出的是同一种蛋白质。,（2）资料乙中的技术属于工程的范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对进行改造，或制造一种的技术。,下列有关基因工程技术的原理或实质的叙述，合理的有（）,（,3,）资料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到,种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为,体，兔乙称为,体。,【解析】,（,1）将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法，构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶。农杆菌的作用是将目的基因导入到植物（受体）细胞内。,（,2）资料乙中的技术属于蛋白质工程的范畴，该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过对基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的氨基酸序列发生了改变。,（,3）胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。在资料丙实例中，兔甲称为供体，兔乙称为受体。,【答案】,（,1,）显微注射限制性内切酶,DNA,连接酶农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中,（,2,）蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸（,3,）同供受,谢谢观看！,