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,第1讲 基因工程,考点突破题型透析,第十单元 现代生物科技专题,考点二 基因工程的操作过程与蛋白质 工程,考纲原生态,备选素材,考 纲 原 生 态,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 基因工程的概念与操作工具,知识梳理 考能诊断,1基因工程的概念理解 (1)供体：提供_。(2)操作环境：_。(3)操作水平：_。(4)原理：_。 (5)受体：表达目的基因。 (6)本质：目的基因在_体内表达。 (7)优点 与杂交育种相比：克服了_的障碍。 与诱变育种相比：_改造生物遗传性状。 2DNA重组技术的基本工具 (1)限制性核酸内切酶(简称：_) 来源：主要是从_生物中分离纯化出来的。,目的基因,体外,分子水平,基因重组,受体,远缘杂交不亲和,定向,限制酶,原核,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。 (2)DNA连接酶 种类：按来源可分为Ecoli DNA连接酶和T4DNA连接酶。 作用：在两个核苷酸之间形成磷酸二酯键以连接_。 (3)载体 种类： _、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。,考点一 基因工程的概念与操作工具,知识梳理 考能诊断,核苷酸序列,磷酸二酯键,黏性末端,两段DNA片段,质粒,限制酶切割位点,标记基因,限制酶的使用及作用特点的三点提醒 (1)获取目的基因和切割载体时不能选用识别两种序列的限制酶，否则产生的碱基末端不相同。 (2)当限制酶剪切目的基因一次时，获得的黏性末端或平末端有2个，而不是1个，若剪切目的基因两次，共产生4个黏性末端或平末端。 (3)限制酶切割载体的切割位点并不是任意的，必须保证至少有1个标记基因的完整性，以便于检测。,考点一 基因工程的概念与操作工具,知识梳理 考能诊断,(1)切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列。 (2014高考江苏卷)( ) (2)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。 (2014高考江苏卷)( ) (3)限制酶只能用于切割目的基因。 ( ) (4)DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来。 ( ) (5)Ecoli 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。 ( ),知识梳理 考能诊断,考点一 基因工程的概念与操作工具,1下列关于基因工程中有关酶的叙述不正确的是 ( ) A限制酶水解相邻核苷酸间的化学 键切断DNA BDNA连接酶可将末端碱基互补 的两个DNA片段连接起来 CDNA聚合酶能够从引物末端延 伸DNA或RNA D逆转录酶以一条RNA为模板合 成互补的DNA,DNA聚合酶只能从引物末端延伸DNA而不能延伸RNA；限制酶可水解相邻核苷酸间的化学键，切断DNA；DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接起来；逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA。,题组设计 解题技法,解析,答案,题组 基因工程操作工具的分析,C,2下列图中关于P、Q、R、S、G的描述，正确的是 ( ) AP代表的是质粒RNA，S代表的 是外源DNA BQ表示限制酶的作用，R表示 RNA聚合酶的作用 CG是RNA与DNA形成的重组质 粒 DG是转基因形成的重组DNA,P中含有碱基T，只能是DNA；S代表的是外源DNA；Q表示限制酶的作用；R表示DNA连接酶的作用；G是重组DNA。,解析,答案,图显/隐,题组设计 解题技法,题组 基因工程操作工具的分析,D,1限制酶与DNA连接酶的关系 2载体具备的条件,题组设计 解题技法,题组 基因工程操作工具的分析,3.几种酶的比较,题组设计 解题技法,题组 基因工程操作工具的分析,考点二 基因工程的操作过程与蛋白质工程,知识梳理 考能诊断,1基因工程的基本操作程序 (1)目的基因的获取： 人工化学合成：适用于分子较小的基因。 (2)基因表达载体的构建：,基因文库,PCR,标记,基因表达载体的构建步骤：,考点二 基因工程的操作过程与蛋白质工程,知识梳理 考能诊断,(3)将目的基因导入受体细胞 转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持_的过程。 将目的基因导入受体细胞：,考点二 基因工程的操作过程与蛋白质工程,知识梳理 考能诊断,稳定和表达,显微注射技术,体细胞,受精卵,原核细胞,考点二 基因工程的操作过程与蛋白质工程,知识梳理 考能诊断,(4)目的基因的检测与鉴定：,考点二 基因工程的操作过程与蛋白质工程,知识梳理 考能诊断,目的基因是否转录,抗原抗体杂交技术,目的基因是否表达,分子,2. 基因工程的应用 (1)植物基因工程：主要用于提高农作物的_，以及改良_和利用植物_等方面。 (2)动物基因工程：主要应用于动物品种改良、建立_、 _等方面。 (3)基因工程药物：来源于转基因的_。 (4)基因治疗：把_导入病人体内，使该基因的_发挥功能。,考点二 基因工程的操作过程与蛋白质工程,知识梳理 考能诊断,抗逆能力,农作物的品质,生产药物,生物反应器,器官移植,工程菌,正常基因,表达产物,3蛋白质工程 (1)概念理解 基础：蛋白质分子的结构规律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：满足人类的生产和生活的需求。 (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。,考点二 基因工程的操作过程与蛋白质工程,知识梳理 考能诊断,基因修饰,新的蛋白质,蛋白质功能,蛋白质结构,氨基酸序列,脱氧核苷酸序列,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，第四步存在检测时的分子水平杂交。 3并非所有个体都可作为乳腺生物反应器 操作成功的应该是哺乳动物雌性个体，个体本身的繁殖速度较高，泌乳量、蛋白质含量等都是应该考虑的因素。,知识梳理 考能诊断,考点二 基因工程的操作过程与蛋白质工程,(1)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高考江苏卷)( ) (2)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。 ( ) (3)利用PCR技术能扩增目的基因。 ( ) (4)目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。 ( ) (5)检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原抗体杂交技术。 ( ) (6)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。 ( ) (7)蛋白质工程的操作对象是蛋白质分子。 ( ),知识梳理 考能诊断,考点二 基因工程的操作过程与蛋白质工程,1(2014高考广东卷)(双选)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示，下列叙述正确的是 ( ) A过程需使用逆转录酶 B过程需使用解旋酶和PCR获取 目的基因 C过程使用的感受态细胞可用 NaCl溶液制备 D过程可利用DNA分子杂交鉴 定目的基因是否已导入受体细胞,本题考查基因工程。由mRNA获得DNA的过程是逆转录，需要逆转录酶，A项正确。过程表示用PCR扩增目的基因，此过程不需要解旋酶，通过控制温度达到解旋的目的，B项错误。过程感受态的大肠杆菌是使用CaCl2处理的，C项错误。鉴定目的基因是否导入受体细胞，可以采用DNA分子杂交技术，D项正确。,题组设计 解题技法,解析,答案,题组一 基因工程的操作过程及应用,AD,图显/隐,2(2014高考重庆卷)下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是 ( ) A的构建需要限制性核酸内切酶 和DNA聚合酶参与 B侵染植物细胞后，重组Ti质粒 整合到的染色体上 C的染色体上若含抗虫基因，则 就表现出抗虫性状 D只要表现出抗虫性状就表明植 株发生了可遗传变异,本题考查基因工程的原理和操作。构建基因表达载体时，需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶参与，A项错误；携带外源DNA片段的T-DNA进入受体细胞后，整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制，B项错误；抗虫基因在转基因植株中正常表达才能使其表现出抗虫性状，C项错误；植株抗虫性状的出现是由于获得了外源基因，属于基因重组导致的可遗传变异，D项正确。,解析,答案,题组设计 解题技法,D,题组一 基因工程的操作过程及应用,图显/隐,3(2014高考天津卷)为达到相应目的，必须通过分子检测的是 ( ) A携带链霉素抗性基因受体菌的筛 选 B产生抗人白细胞介素8抗体的 杂交瘤细胞的筛选 C转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴 定 D21三体综合征的诊断,解答此题可结合基因工程的第四步：目的基因的检测和鉴定。鉴定水平分为分子水平、细胞水平以及个体水平。受体菌的筛选属于个体水平，不需要分子检测，故A错误。杂交瘤细胞的筛选需用抗原抗体杂交的方法，属于分子水平，故B正确。对抗虫棉植株抗虫效果的鉴定属于个体水平，故C错误。21三体综合征检测需进行细胞培养，并分析其染色体组成，属于细胞水平，故D项错误。,解析,答案,题组设计 解题技法,题组一 基因工程的操作过程及应用,B,基因工程的操作步骤是目前考试的热点，解题的关键点在于要对 课本上的基础知识理解到位；对于复杂的图要能够快速找出主要 信息，读懂流程图。,题组设计 解题技法,题组一 基因工程的操作过程及应用,4(2013高考广东卷)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P1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,由题中信息“在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物”可推知本题考查蛋白质工程的相关知识。根据蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发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(基因)，可推知答案为C。,解析,答案,题组设计 解题技法,题组二 蛋白质工程与基因工程的比较,C,5(2015湖南师大附中月考)干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可在70条件下保存半年，请根据以上信息回答下列问题： (1)蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”。写出下列方框中相应实验步骤。,题组设计 解题技法,题组二 蛋白质工程与基因工程的比较,_，_， _，_。 (2)基因工程与蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产_的蛋白质，不一定符合_需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过_或_，对现有蛋白质进行_，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。 (3)蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的_结构。,题组设计 解题技法,题组二 蛋白质工程与基因工程的比较,蛋白质工程的操作流程是：预期蛋白质的功能预期蛋白质结构推测氨基酸序列确定相对应的脱氧核苷酸序列。基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程却可以生产自然界不存在的蛋白质。蛋白质工程直接操作的对象是基因。,解析,答案,题组设计 解题技法,题组二 蛋白质工程与基因工程的比较,(1)预期蛋白质的功能 预期的蛋白质结构 应有的氨基酸序列 相对应的脱氧核苷酸序列(基因) (2)自然界已存在 人类生产和生活 基因修饰 基因合成 改造 (3)空间(或高级),蛋白质工程与基因工程的关系,题组设计 解题技法,区别 与联系,题组二 蛋白质工程与基因工程的比较,题组设计 解题技法,题组二 蛋白质工程与基因工程的比较,
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