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1基因工程学案【考纲内容】1、基因工程的诞生Ⅰ2、基因工程的原理及技术Ⅱ3、基因工程的应用Ⅱ4、蛋白质工程Ⅰ【基础知识梳理】一、基因工程的概念：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过____________和________等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的____________和____________。由于基因工程在_______分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做________________。二、DNA重组技术的基本工具1、限制酶（全称：________________）（1）来源：主要从____________中分离纯化出来（2）特点：识别____________分子的_________________，并且使每一条链中特定部位的____________之间的____________键断开。（3）结果：产生黏性末端或平末端2、DNA连接酶（1）类型：根据酶的来源不同，可分为_________________和__________________，（2）作用：连接双链DNA片段，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的________________。3、载体（1）种类：通常利用____________作为载体，另外还有________________、____________等质粒的化学本质：________________________分子（2）特点：能____________、有________________________、有____________三、基因工程的基本操作程序1、____________的获取（1）目的基因：编码蛋白质的结构基因。（2）获取目的基因的方法：___________________________、__________________________、____________________________。（3）PCR技术扩增目的基因①原理：_________________②过程：第一步：加热至90～95℃DNA_________；第二步：冷却到55～60℃，____________结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，_________________酶从引物起始互补链的合成。2、_________________的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的____________。2（1）目的：使目的基因在受体细胞中_________________，并且可以_________________，使目的基因能够_________________。（2）组成：_______________＋_____________＋_____________＋____________（如抗生素基因）①启动子：是一段有特殊结构的_________片段，位于______________，是___________酶识别和结合的部位，能驱动基因_______________，最终获得所需的蛋白质。②终止子：也是一段有特殊结构的_________________，位于_______________。③标记基因的作用：___________________________________________________________________。常用的标记基因是抗生素基因。3、将目的基因导入受体细胞生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法________________________________________________________________受体细胞体细胞_________________原核细胞转化过程将目的基因插入Ti质粒的T—DNA上→____________→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA→表达将含有目的基因的表达载体提纯→取卵（受精卵）→________→受精卵发育→获得具有新性状的动物____处理细胞→微生物细胞壁的通透性增加→重组质粒与_________混合→感受态细胞吸收__________4、目的基因的检测与鉴定（1）利用________________检测目的基因的有无；（2）利用________________检测目的基因的转录；（3）利用________________检测目的基因的翻译；（4）利用___________生物学水平的检测鉴定重组性状的表达。四、基因工程的应用1、植物基因工程（1）主要用于提高农作物的抗逆能力（如_________、________、________、________和_________）。（2）改良农作物的___________。（3）利用植物生产________等方面。2、动物基因工程（1）用于提高动物_______速度。（2）用于改良畜产品的___________。（3）建立________，用转基因动物生产__________。（4）用转基因动物作___________的供体。3、基因治疗（1）概念：把____________导入病人体内，使该基因的表达产物___________。（2）效果：治疗___________的最有效的手段。3（3）分类：__________和__________。4、基因工程药物:___________、_________、___________、激素等。五、蛋白质工程1、概念理解：①基础：蛋白质分子的_____________及其与______________的关系。②操作：______________或_____________。③结果：__________________________________。④目的：满足人类的生产和生活的需求。(2)操作过程：____________________________→设计预期的蛋白质结构→___________________→_____________________________→合成DNA→基因表达→产生需要的蛋白质。判断正误：(1)E·coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端()(2)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体()(3)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()(4)抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达(2014·江苏，23D)()(5)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(2011·四川，5D)()(6)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()(7)由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用()(8)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()(9)蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构()(10)目前在抗菌性和溶血性均较强的多肽P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽(2013·广东3C)()(11)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()(12)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()(13)基因工程药物主要来源于转基因动物生产()【课后习题】1．如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A．①②③④B．①②④③C．①④②③D．①④③②2．下列关于载体的叙述中，错误的是()A．载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子4B．对某种限制酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点C．目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒D．载体具有某些标记基因，便于对其进行切割3．若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是()A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体4．右图表示用化学方法合成目的基因Ⅰ的过程。据图分析，下列叙述正确的是()A．过程①需要DNA连接酶B．过程②需要限制性核酸内切酶C．目的基因Ⅰ的碱基序列是已知的D．若某质粒能与目的基因Ⅰ重组，则该质粒和目的基因Ⅰ的碱基序列相同5．下列用于判断目的基因是否转移成功的方法中，不属于分子检测的是()A．通过害虫吃棉叶看其是否死亡B．转基因生物基因组DNA与DNA探针能否形成杂交带C．转基因生物中提取的mRNA与DNA探针能否形成杂交带D．转基因生物中提取的蛋白质能否与抗体形成杂交带6.将ada（腺苷酸脱氨酶基因）通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是()A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个adaD.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子7.在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是（）A.用限制性核酸内切酶切割烟草茶叶病毒的核酸B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C.重组DNA分子导入原生质体D.除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞8.2008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白“的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就5会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是A．追踪目的基因在细胞内的复制过程B．追踪目的基因插入到染色体上的位置C．追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布D．追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构9．抗菌肽对治疗癌症有一定作用，下图表示抗菌肽合成过程。下列有关叙述错误的是()克隆目的基因⇨导入毕赤酵母菌⇨筛选菌种⇨甲醇诱导抗菌肽表达⇨分离纯化⇨功能研究A．用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶B．基因表达载体含有启动子和终止子C．筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质D．分离纯化的目的是获得较纯净的抗菌肽非选择题：1.回答有关基因工程的问题：（1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生（相同、不同）黏性末端的限制酶。（2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成，常用抗原—抗体杂交技术。（3）如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的上。（4）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了。2.科学家从预期人的生长激素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了双链DNA片段，获得双链DNA。科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的质粒进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是-↓GATC-。据图回答：(1)获得生长激素基因的方法有______________________________________。用PCR技术扩增基因时用到的耐高温酶通常是指_________________________；步骤②用到的酶有_______________________。