高三生物一輪復習 第39講 基因工程課件 新人教版選修3.pptVIP

現(xiàn)代生物科技專題 第39講 基因工程 選修3 1 簡述基因工程的誕生 2 簡述基因工程的原理及技術 3 舉例說出基因工程的應用 4 簡述蛋白質(zhì)工程 1 2010 浙江 在用基因工程技術構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中 下列操作錯誤的是 a 用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸b 用dna連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體c 將重組dna分子導入原生質(zhì)體d 用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細胞 a 本題考查基因工程的有關知識 限制酶只能切割雙鏈dna 而煙草花葉病毒的核酸為rna 2 2010 江蘇 下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點 圖1 圖2中箭頭表示相關限制酶的酶切位點 請回答下列問題 1 一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)sma 切割前后 分別含有個游離的磷酸基團 2 若對圖中質(zhì)粒進行改造 插入的sma 酶切位點越多 質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越 3 用圖中的質(zhì)粒和外源dna構(gòu)建重組質(zhì)粒 不能使用sma 切割 原因是 4 與只使用ecor 相比較 使用bamh 和hind 兩種限制酶同時處理質(zhì)粒 外源dna的優(yōu)點在于可以防止 0 2 高 sma 會破壞質(zhì)粒的抗性基因 外源dna中的目的基因 質(zhì)粒和含目的基因的外源dna片段自身環(huán)化 5 為了獲取重組質(zhì)粒 將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合 并加入酶 6 重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了 7 為了從cdna文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因 將重組質(zhì)粒導入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體 然后在的培養(yǎng)基中培養(yǎng) 以完成目的基因表達的初步檢測 dna連接 鑒別和篩選含有目的基因的細胞 以蔗糖為惟一含碳營養(yǎng)物質(zhì) 1 質(zhì)粒切割前是雙鏈環(huán)狀dna分子 故不含游離的磷酸基團 從圖1可知 質(zhì)粒上只含有一個sma 酶的切點 被該酶切割后含有兩個游離的磷酸基團 2 g和c含量越多 熱穩(wěn)定性就越高 3 構(gòu)建重組質(zhì)粒時標記基因和目的基因應保持完整 4 只使用ecor 則質(zhì)粒和目的基因兩端的黏性末端相同 用dna連接酶連接時 除會產(chǎn)生重組質(zhì)粒外 還會產(chǎn)生質(zhì)粒與質(zhì)粒 目的基因與目的基因自身連接物 7 將重組質(zhì)粒導入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體后 含有重組質(zhì)粒的個體才能吸收蔗糖 工具 一 dna重組技術的基本工具 限制性核酸內(nèi)切酶 分子手術刀 來源 主要從原核生物中分離 能夠識別雙鏈dna分子的某種特定核苷酸序列使兩個核苷酸之間的 斷開 作用 切割后的末端 平末端 磷酸二酯鍵 黏性末端 dna連接酶 分子縫合針 e colidna連接酶 只能連接末端t4dna連接酶 能 縫合 黏性末端和平末端 功能 將切下來的dna片段拼接成新的dna分子 種類 黏性 具有自我復制能力有 有特殊的遺傳標記基因 載體 分子運輸車 條件 種類 噬菌體的衍生物 動植物病毒 質(zhì)粒 一個至多個限制性核酸內(nèi)切酶的切點 二 基因工程的基本操作程序 基因工程的應用 三 基因工程的應用 轉(zhuǎn)基因植物 轉(zhuǎn)基因動物 基因工程藥物 基因治療 轉(zhuǎn)基因植物 富含賴氨酸的 基因控制番茄果實成熟的基因與植物花青素代謝有關的基因 抗蟲轉(zhuǎn)基因植物 bt毒蛋白基因 蛋白酶抑制劑基因 淀粉酶抑制基因 植物凝集素基因 抗病轉(zhuǎn)基因植物 抗病毒基因 抗真菌基因 其他抗逆轉(zhuǎn)基因植物 調(diào)節(jié)細胞滲透壓的基因魚的抗凍蛋白基因抗除草劑基因 改良植物品質(zhì) 蛋白質(zhì)編碼 導入某種調(diào)節(jié)因子或設法除去 沒有免疫排斥反應 轉(zhuǎn)基因動物 提高動物生長速度 基因 改善畜產(chǎn)品的品質(zhì) 腸乳糖酶基因 用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物 藥用蛋白基因 乳腺蛋白基因的啟動子乳腺生物反應器或乳房生物反應器 用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體 生長激素 抗原決定基因 基因工程藥物 第一種基因工作藥物是重組人胰島素藥物包括 細胞因子 抗體 疫苗 激素等 體外基因治療 操作復雜 效果可靠 和體內(nèi)基因治療 基因治療 四 蛋白質(zhì)工程 見疑難指津7 1 如何理解基因工程的概念 2 基因工程的載體必須滿足什么條件 1 載體dna必須有一個或多個限制酶的切割位點 以便目的基因可以插入到載體上去 這些供目的基因插入的限制酶的切點所處的位置 還必須是在質(zhì)粒本身需要的基因片段之外 這樣才不至于因目的基因的插入而失活 2 載體dna必須具備自我復制的能力 或整合到受體染色體dna上隨染色體dna的復制而同步復制 3 載體dna必須帶有標記基因 以便重組后進行重組子的篩選 4 載體dna必須是安全的 不會對受體細胞有害 或不能進入到除受體細胞外的其他生物細胞中去 5 載體dna分子大小應適合 以便提取和在體外進行操作 太大就不便操作 3 構(gòu)建基因表達載體的過程如何 1 用一定的限制酶切割質(zhì)粒 使其出現(xiàn)一個有黏性末端的切口 2 用同種限制酶切斷目的基因 產(chǎn)生相同的黏性末端 3 將切下的目的基因片段 插入質(zhì)粒的切口處 再加入適量dna連接酶 使兩者結(jié)合成重組質(zhì)粒 4 目的基因的檢測與鑒定類型有哪些 5 歸納轉(zhuǎn)基因生物與目的基因的關系 6 大腸桿菌能生產(chǎn)糖蛋白嗎 酵母菌是真核生物 細胞內(nèi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細胞器 因此能生產(chǎn)糖蛋白 而干擾素是糖蛋白 故酵母菌細胞能夠生產(chǎn)干擾素 但是大腸桿菌是原核生物 細胞內(nèi)沒有這些細胞器 那又怎么能生產(chǎn)如干擾素等物質(zhì)呢 由哺乳動物細胞分泌的天然干擾素是糖蛋白 但是這并不意味著由基因工程技術生產(chǎn)的重組人干擾素就一定是糖蛋白 據(jù)科學家的研究資料顯示 用大腸桿菌生產(chǎn)出來的干擾素是沒有糖鏈的 但同樣能夠抑制病毒在細胞內(nèi)的增殖 加強巨噬細胞的吞噬作用和對癌細胞的殺傷作用 可見 大腸桿菌可以生產(chǎn)干擾素 但沒有證據(jù)表明大腸桿菌能生產(chǎn)糖蛋白 7 蛋白質(zhì)工程與基因工程有何區(qū)別與聯(lián)系 dna重組技術的基本工具下列關于各種酶作用的敘述 不正確的是 a dna連接酶能使不同脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接b rna聚合酶能與基因的特定位點結(jié)合 催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄c 一種限制酶能識別多種核苷酸序列 切割出多種目的基因d t4dna連接酶連接平末端的效率比連接黏性末端的低 c 本題考查限制酶的作用 酶具有專一性 一種限制酶只能識別一種核苷酸序列 不過一種限制酶確實可切割出多種目的基因 因為這些目的基因可能都含有該種限制酶所能識別的序列 下列選項中不是基因工程中經(jīng)常使用的用來運載目的基因的載體是 a 細菌質(zhì)粒b 噬菌體c 動植物病毒d 細菌擬核的dna d 基因工程中經(jīng)常使用的用來運載目的基因的載體的種類有 人工改造的 質(zhì)粒 噬菌體的衍生物 也可直接說噬菌體 某些動植物病毒等 同種限制酶切割產(chǎn)生相同的黏性末端 故基因工程中常用同種限制酶分別切割目的基因和運載體 以產(chǎn)生相同的黏性末端 不同種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端可能相同也可能不同 若產(chǎn)生的黏性末端相同的話 也可被dna連接酶催化連接起來 基因工程的基本操作程序基因工程的正確操作步驟是 構(gòu)建基因表達載體 將目的基因?qū)胧荏w細胞 檢測目的基因的表達是否符合特定性狀要求 獲取目的基因a b c d c 本題考查基因工程的基本操作程序 平常要熟記基因工程的 四步曲 目的基因的獲取 基因表達載體的構(gòu)建 將目的基因?qū)胧荏w細胞 目的基因的檢測和鑒定 以重組dna技術為核心的基因工程正在改變著人類的生活 請回答下列問題 1 獲得目的基因的方法通常包括 等 2 切割和連接dna分子所使用的酶分別是和 人工合成 和酶切獲取 從染色體dna分離 從生物細胞分離或從基因文庫中獲取 用pcr技術擴增 限制性核酸內(nèi)切酶 限制酶 dna連接酶 化學合成 3 運送目的基因進入受體細胞的載體一般選用病毒或 后者的形狀成 4 由于重組dna分子成功導入受體細胞的頻率 所以在轉(zhuǎn)化后通常需要進行操作 5 將人胰島素基因分別導入大腸桿菌與酵母菌 從兩者中生產(chǎn)的胰島素在功能和序列上是相同的 質(zhì)粒 小型環(huán)狀 低 篩選 氨基酸 雙鏈環(huán)狀 環(huán)狀 1 本題考查基因工程操作的四步程序獲取目的基因的方法可按教材上的三種方法 從基因文庫中獲取 利用pcr技術擴增和化學方法人工合成 來回答 2 為兩種工具酶 3 所用載體除題中病毒外還可以是質(zhì)粒 為小型環(huán)狀的dna分子 4 考查目的基因檢測和篩選的必要性 5 人胰島素基因分別導入大腸桿菌與酵母菌 因胰島素無糖側(cè)鏈 則在有無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的情況下產(chǎn)生的胰島素的氨基酸序列和功能是相同的 基因工程的基本操作程序的四個步驟中 第二步是基因工程的核心 第三個步驟 將目的基因?qū)胧荏w細胞 不進行堿基互補配對 基因工程的應用抗病毒轉(zhuǎn)基因植物成功表達后 以下說法正確的是 a 抗病毒轉(zhuǎn)基因植物 可以抵抗所有病毒b 抗病毒轉(zhuǎn)基因植物 對病毒的抗性具有局限性或特異性c 抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以抗害蟲d 抗病毒轉(zhuǎn)基因植物可以穩(wěn)定遺傳 不會變異 b 單抗病毒轉(zhuǎn)基因植物只可以抵抗某些病毒 不是所有病毒 不可以抗蟲 抗病毒轉(zhuǎn)基因植物連續(xù)種植若干代后也有可能因發(fā)生基因突變而不具抗病毒性狀 2009 福建 轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過程如圖所示 質(zhì)粒上有pst sma ecor apa 等四種限制酶切割位點 請回答 1 構(gòu)建含抗病基因的表達載體a時 應選用限制酶 對 進行切割 2 培養(yǎng)基中的卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細胞的生長 欲利用該培養(yǎng)基篩選已導入抗病基因的香蕉細胞 應使基因表達載體a中含有 作為標記基因 3 香蕉組織細胞具有全能性 因此 可以利用組織培養(yǎng)技術將導入抗病基因的香蕉組織細胞培育成植株 圖中 依次表示組織培養(yǎng)過程中香蕉組織細胞的 pst ecor 含抗病基 抗卡那霉素基因 脫分化 再分化 因的dna 質(zhì)粒 本題考查基因工程的有關知識 1 從圖可看出 只有pst ecor 兩種酶能保持抗病基因結(jié)構(gòu)的完整性 所以構(gòu)建含抗病基因的表達載體a時 應選用限制酶pst ecor 兩種酶 對抗病基因的dna和質(zhì)粒進行切割 2 卡那霉素能抑制香蕉愈傷組織細胞的生長 欲利用該培養(yǎng)基篩選已導入抗病基因的香蕉細胞 應使基因表達載體a中含有抗卡那霉素基因 以此作為標記基因 3 香蕉組織細胞具有全能性 因此 可以利用組織培養(yǎng)技術將導入抗病基因的香蕉組織細胞培育成植株 圖中 依次表示組織培養(yǎng)過程中香蕉組織細胞的脫分化和再分化 蛋白質(zhì)工程的崛起將人的干擾素基因通過基因定點突變 使干擾素第17位的半胱氨酸改變成絲氨酸 改造后的干擾素比天然干擾素的抗病毒活性和穩(wěn)定性顯著提高 此項技術屬于 a 蛋白質(zhì)工程b 細胞工程c 胚胎工程d 生態(tài)工程 a 解答本題的關鍵是把握獲得的干擾素與天然干擾素不同 只有蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界沒有的蛋白質(zhì) 中心法則闡明了遺傳信息的傳遞方向 蛋白質(zhì)工程運用所謂的反向生物學技術 構(gòu)建其生物學功能優(yōu)良于天