1、基因工程专题复习基因工程专题复习一、基因工程的基本操作工具一、基因工程的基本操作工具.基因工程的概念基因工程的概念这种技术是在生物体外，通过对这种技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工分子进行人工“剪切剪切”和和“拼拼接接”，对生物的基因进行改造和，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。要的基因产物。黏性末端黏性末端平末端平末端可用于目的基因和载体的切割可用于目的基因和载体的切割G A A T T CGC T T A AA A
2、 T T CG限制酶切割分子示意图限制酶切割分子示意图 C T T A A G黏性末端黏性末端黏性末端黏性末端同一种同一种用同一种限制性酶处理不同用同一种限制性酶处理不同DNA片段，会片段，会形成形成同样的黏性末端同样的黏性末端，可进行重组，可进行重组。一一GGATCC一一一一CCTAG G一一一一GATC 一一一一 CTAG 一一限制酶限制酶I限制酶限制酶同一种同一种DNA片段用不同限制性酶处理，片段用不同限制性酶处理，形成形成的黏性末端一般不相同的黏性末端一般不相同。黏性末端相同黏性末端相同黏性末端不相同黏性末端不相同基因工程疑难问题的解读：基因工程疑难问题的解读：1、限制酶识别序列的方向
3、性：、限制酶识别序列的方向性：限制酶识别序列是指限制酶识别序列是指5-3那条链上的碱那条链上的碱基序列基序列.2、限制酶特异性的理解：、限制酶特异性的理解：特异性。特异性。但有些特例，不同的但有些特例，不同的 同裂酶（Isoschizomers）有些来源不同的限制酶却识别和切割相同的序列，这类限制酶称为同裂酶。同裂酶产生同样切割，形成同样的末端，酶切后所得到的DNA片段经连接后所形成重组序列，仍可能被原来的限制酶所切割。同裂酶之间的性质有所不同（如对离子强度、反应温度以及对甲基化碱基的敏感性等方面可能有所差别）。同尾酶(Isocaudomers)有些来源不同的限制酶，识别及切割序列各不相同，但
4、却能产生出相同的粘性末端，这类限制酶称为同尾酶。但两种同尾酶切割形成的DNA片段经连接后所形成的重组序列，不能被原来的限制酶所识别和切割。EcoRI 和MunI属于同尾酶。“分子缝合针分子缝合针”连接酶连接酶.作用：作用：连接连接磷酸二酯键磷酸二酯键,而而不是不是氢键氢键。E EcoliDNAcoliDNA连接酶：连接酶：连接黏性末端连接黏性末端T T4 4DNADNA连接酶：连接酶：连接黏性末端和平末端连接黏性末端和平末端.DNA.DNA连接酶的种类连接酶的种类3.DNA连接酶的作用部位：连接酶的作用部位：脱氧核苷酸链上相邻的两个脱氧核苷脱氧核苷酸链上相邻的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键酸之
5、间的磷酸二酯键DNA连接酶连接酶DNADNA连接酶无特异性，其催化连接酶无特异性，其催化DNADNA片段末端片段末端形成磷酸二脂键。连接情况有两种：一是形成磷酸二脂键。连接情况有两种：一是催化互补的粘性末端连接，二是催化平末催化互补的粘性末端连接，二是催化平末端连接。只要是相同的粘性末端、平末端端连接。只要是相同的粘性末端、平末端DNADNA连接酶就能催化连接，而与切割的限制连接酶就能催化连接，而与切割的限制酶无关。酶无关。DNADNA连接酶连接酶DNADNA聚合酶聚合酶连接连接DNADNA链链连接部位连接部位相同点相同点双链双链单链单链在两在两DNADNA片段之间片段之间形成磷酸二酯键形成磷
6、酸二酯键将单个脱氧核苷将单个脱氧核苷酸加到已存在的酸加到已存在的核酸片段上，形核酸片段上，形成磷酸二酯键成磷酸二酯键都能形成都能形成磷酸二酯键磷酸二酯键DNA聚合酶和聚合酶和DNA连接酶有何相同点和不同点？连接酶有何相同点和不同点？种类种类项目项目限制酶限制酶DNADNA连连接酶接酶DNADNA聚合酶聚合酶解旋酶解旋酶作用作用底物底物DNADNA分子分子DNADNA分子分子片段片段脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNA分子分子作用作用部位部位磷酸二磷酸二酯键酯键磷酸二磷酸二酯键酯键磷酸二磷酸二酯键酯键碱基对间碱基对间的氢键的氢键作用作用特点特点切割目的基因及载体，切割目的基因及载体，能专一性识别双链
7、能专一性识别双链DNADNA分子的某种特定的核分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开酸二酯键断开将双链将双链DNADNA片片段段“缝合缝合”起来，恢复起来，恢复被限制酶切被限制酶切开了的两个开了的两个核苷酸之间核苷酸之间的磷酸二酯的磷酸二酯键键只能将单个脱只能将单个脱氧核苷酸添加氧核苷酸添加到脱氧核苷酸到脱氧核苷酸链上链上将将DNADNA两条链之两条链之间的氢键间的氢键打开打开作用作用结果结果形成黏性末端或平末形成黏性末端或平末端端形成重组形成重组DNADNA分子分子形成新的形成新的DNADNA
8、分子分子形成单链形成单链DNADNA分子分子“分子运输车分子运输车”载载体体1.1.载体的必要条件载体的必要条件 能自我复制，或能进入受体生物细胞并在受体生物细能自我复制，或能进入受体生物细胞并在受体生物细胞内复制并表达；胞内复制并表达；有一个至多个限制酶切割位点，供外源有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段插入。片段插入。具有某些标记基因，供重组具有某些标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。的鉴定和选择。2.2.载体的种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。载体的种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。3.常用的载体：常用的载体：质粒质粒1 1、下列关于限制酶的说法正确的是（、下列关于限制酶的说法正确的
9、是（）A A、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物、限制酶广泛存在于各种生物中，但微生物中很少中很少B B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列列C C、不同的限制酶切割、不同的限制酶切割DNADNA后都会形成黏性末端后都会形成黏性末端D D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键键B B2.不属于质粒被选为基因运载体的理由是不属于质粒被选为基因运载体的理由是（）A、能复制、能复制 B、有多个限制酶切点、有多个限制酶切点 C、具有标记基因、具有标记基因 D、它是环状、它是环状DNAD3.3.右图为右图为DNADNA分
10、子结构示意图，对该图的正确描述是分子结构示意图，对该图的正确描述是A A的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸B B解旋酶作用的部位是解旋酶作用的部位是C C某限制性核酸内切酶可选择处作为切点某限制性核酸内切酶可选择处作为切点D DDNADNA连接酶可连接处断裂的化学键连接酶可连接处断裂的化学键BD BD 4下图为下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A BC DC5可以用于重组可以用于重组D
11、NA技术的酶是技术的酶是(多选多选)ADNA聚合酶聚合酶 B限制性核酸限制性核酸CDNA连接酶连接酶 D反转录酶反转录酶解析：解析：DNA重组技术会用重组技术会用DNA聚合酶聚合酶(实现实现目的基因的扩增，如目的基因的扩增，如PCR)、限制性核酸内切、限制性核酸内切酶酶(目的基因的切割和运载体的切割目的基因的切割和运载体的切割)、DNA连接酶连接酶(目的基因与运载体的连接目的基因与运载体的连接)、反转录、反转录酶酶(目的基因的获取目的基因的获取)。ABCD6下列有关限制性内切酶识别的叙述，不下列有关限制性内切酶识别的叙述，不正确的是正确的是:A从反应类型来看，限制性内切酶催化从反应类型来看，限
12、制性内切酶催化的是一种水解反应的是一种水解反应 B限制性内切酶的活性受温度、限制性内切酶的活性受温度、pH的的影响影响 C一种限制性内切酶只能识别双链一种限制性内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列中某种特定的脱氧核苷酸序列 D限制性内切酶识别序列越短，则该序限制性内切酶识别序列越短，则该序列在列在DNA中出现的几率就越小中出现的几率就越小D解析：染色体由解析：染色体由DNA和蛋白质构成；原核和蛋白质构成；原核生物没有染色体；质粒可以做为基因工程的生物没有染色体；质粒可以做为基因工程的载体，而染色体不行。载体，而染色体不行。7(2010南京三模南京三模)下列关于染色体和质粒的叙述，
13、下列关于染色体和质粒的叙述，正确的是正确的是()A染色体和质粒的化学本质都是染色体和质粒的化学本质都是DNAB染色体和质粒都只存在于原核细胞中染色体和质粒都只存在于原核细胞中C染色体和质粒都与生物的遗传有关染色体和质粒都与生物的遗传有关D染色体和质粒都可作为基因工程的常用载体染色体和质粒都可作为基因工程的常用载体C9、限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割、限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶BamHI，EcoRI，Hind以及以及Bgl的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特的辨识序列。箭头表示每一种限制
14、酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？A.BamHI和EcoRI；末端互补序列AATTB.BamHI和Hind；末端互补序列GATCC.EcoRI和Hind；末端互补序列AATT D.BamHI和BglII；末端互补序列GATCD10、用、用DNA连接酶把被限制酶连接酶把被限制酶（识别序列和切（识别序列和切点是点是-GATC-）切割后的质粒和被限制酶）切割后的质粒和被限制酶（识别序列和切点是（识别序列和切点是-GGATCC-）切割过的目）切割过的
15、目的基因连接起来形成重组质粒，该重组质粒能够被的基因连接起来形成重组质粒，该重组质粒能够被限制酶限制酶完全切割开的概率是（完全切割开的概率是（）A.1/4 B.1/16 C.7/16 D.3/4C11、用限制酶、用限制酶E将长度为将长度为5.0kbp（千碱基对）的质粒的一处切断；（千碱基对）的质粒的一处切断；接着用限制酶接着用限制酶E切割某一切割某一DNA分子分子得长度为得长度为1.5kbp的目的基因；再的目的基因；再用用DNA连接酶连接成重组质粒，连接酶连接成重组质粒，扩增。现用限制酶扩增。现用限制酶B、E、H对克对克隆的重组质粒进行切割，电泳分隆的重组质粒进行切割，电泳分离的结果如图。则用
16、限制酶离的结果如图。则用限制酶B和限和限制酶制酶H共同完成切割一个重组质粒，共同完成切割一个重组质粒，预计产生的片段长度（预计产生的片段长度（kbp）可能）可能是（多选）是（多选）A.2.0、3.0、1.0和和0.5 B.2.0、3.0、0.5、0.5和和0.5 C.3.0、和、和3.5D.2.5和和4.0EB+EH+EDNA片段长度片段长度5.05.03.02.00.51.01.51.5CD二、基因工程的基本操作程序二、基因工程的基本操作程序基因工程基本操作的四个步骤基因工程基本操作的四个步骤1 1、目的基因的获取、目的基因的获取2 2、基因表达载体的构建、基因表达载体的构建3 3、将目的基
17、因导入受体细胞、将目的基因导入受体细胞4 4、目的基因的检测与鉴定、目的基因的检测与鉴定一一.目的基因的概念目的基因的概念主要是指编码主要是指编码蛋白质蛋白质基因，也可以基因，也可以是一些具有调控作用的因子。是一些具有调控作用的因子。例如：与生物抗逆性相关的基因，与生物例如：与生物抗逆性相关的基因，与生物优良品质相关的基因，药物和保健品相关优良品质相关的基因，药物和保健品相关的基因，与毒物降解相关的基因，以及与的基因，与毒物降解相关的基因，以及与工业所需要酶相关的基因。工业所需要酶相关的基因。目前被广泛提取使用的目的基因有：目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌抗虫基因、植物抗病基因苏云金
18、杆菌抗虫基因、植物抗病基因人胰岛素基因人胰岛素基因等。等。1.基因的结构基因的结构（1）原核生物基因结构原核生物基因结构编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区编码区上游编码区上游编码区下游编码区下游编码蛋白质编码蛋白质调控遗传信息的表达调控遗传信息的表达（调控程序）（调控程序）AATGTGCACGTAGTTAGTTACACGTGCATCAATC启动子启动子终止子终止子启动子启动子终止子终止子 启动子：启动子：位于基因首端一段能与位于基因首端一段能与RNARNA聚合酶聚合酶结合并能结合并能起始起始mRNAmRNA合成的序列。没有启动子，基因就不能转录。合成的序列。没有启动子，基因就不能转录
19、。RNARNA聚合酶聚合酶:能够识别能够识别启动子上的结合位点启动子上的结合位点并与其结合并与其结合的一种蛋白质的一种蛋白质.终止子：终止子：位于基因的尾端的一段特殊的位于基因的尾端的一段特殊的DNADNA片断，片断，它能阻碍它能阻碍RNARNA聚合酶的移动，并使其从聚合酶的移动，并使其从DNADNA模板链上脱模板链上脱离下来，使转录终止。离下来，使转录终止。编码区编码区非编码区非编码区非编码区非编码区（能编码蛋白质）（能编码蛋白质）启动子启动子终止子终止子（2）真核与）真核与原核生物基因结构的比较原核生物基因结构的比较外显子外显子内含子内含子编码蛋白质编码蛋白质（不能编码蛋白质）（不能编码蛋
20、白质）相同点：都是由能够编码蛋白质的编码区和具有相同点：都是由能够编码蛋白质的编码区和具有调控作用的非编码区。调控作用的非编码区。不同点：原核细胞基因的编码区是连续的；真不同点：原核细胞基因的编码区是连续的；真核细胞的编码区是间隔的，不连续的。核细胞的编码区是间隔的，不连续的。真核生物基因结构真核生物基因结构外显子：真核细胞基因DNA中的编码序列，这些序列被转录成RNA并进而翻译为蛋白质。内含子：真核细胞基因DNA中的间插序列，这些序列被转录成RNA，但随即被剪除而不翻译。从基因从基因文库中文库中寻找寻找聚合酶链式反聚合酶链式反应（应（PCRPCR）扩增）扩增化学合成法化学合成法目的基因的核苷
21、酸序列未知目的基因的核苷酸序列未知目的基因的核苷酸序列已知目的基因的核苷酸序列已知（一）、获取目的基因的常用方法有哪些（一）、获取目的基因的常用方法有哪些?初始目的基因的来源初始目的基因的来源1.从生物中直接获取从生物中直接获取2.人工合成人工合成注意：要保持基因的完整性注意：要保持基因的完整性1 1、从基因文库中获取目的基因、从基因文库中获取目的基因 将含有某种生物不同基因的许多将含有某种生物不同基因的许多DNADNA片断，片断，导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因，称为基因文库这种生物的不同基因，称为基因文库.基因文库基因文库
22、基因组文库基因组文库部分基因文库部分基因文库（如（如:cDNA文库）文库）基因文库基因文库如何从基因文库中得到所需要的基因？如何从基因文库中得到所需要的基因？依据：目的基因的有关信息依据：目的基因的有关信息如：根据如：根据基因的核苷酸序列基因的核苷酸序列 基因的功能基因在染色体上的位置基因的功能基因在染色体上的位置 基因的转录产物基因的转录产物mRNA 基因翻译产物蛋白质基因翻译产物蛋白质 等特性。等特性。是否一定要构建基因文库？是否一定要构建基因文库？未知目的基因序列时未知目的基因序列时 概念：概念：PCRPCR全称为全称为_，是一项，是一项 在生物在生物_复制复制_的核酸合成技术的核酸合成
23、技术 条件：条件：_、_、_ _、_ .原理：原理：_聚合酶链式反应聚合酶链式反应体外体外特定特定DNADNA片段片段DNADNA复制复制模板模板DNA DNA 四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸DNADNA引物引物热稳定热稳定DNADNA聚合酶聚合酶2.2.利用利用PCRPCR扩增目的基因扩增目的基因已知目的基因序列时已知目的基因序列时方式：方式：以以_方式扩增，即方式扩增，即_（n n为扩增循为扩增循 环的次数）环的次数）结果：结果：使使目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增目的基因的片段在短时间内成百万倍地扩增过程过程a a、变性、变性（90-9590-95）：双链）：双链DNADNA模板模板
24、 在热作用下，在热作用下，_断裂，形成断裂，形成_b b、复性、复性（复性复性55-6055-60）：系统温度降低，引）：系统温度降低，引 物与物与DNADNA模板结合，形成局部模板结合，形成局部_。c c、延伸延伸（70-7570-75）：在）：在TaqTaq酶的作用下，酶的作用下，合成与模板互补的合成与模板互补的_。氢键氢键单链单链DNADNA双链双链DNADNA链链3.3.人工合成人工合成根据已知的氨基酸序列合成根据已知的氨基酸序列合成DNA DNA 蛋白质的氨基酸序列蛋白质的氨基酸序列mRNAmRNA的核苷酸序列的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列结构基因的核苷酸序列推测推测推测推测目的基
25、因目的基因化学合成化学合成已知核苷酸序列已知核苷酸序列的较小基因可以的较小基因可以化学合成，不需化学合成，不需要模板。要模板。质粒质粒目的基因目的基因限制酶处理限制酶处理一个切口一个切口两个黏性末端两个黏性末端两个切口两个切口获得目的基因获得目的基因DNADNA连接酶连接酶表表达达载载体体同一种同一种1.1.过程过程二二、基因表达载体的构建基因表达载体的构建核心核心限制酶切割位点的选择必须保证目的基因，限制酶切割位点的选择必须保证目的基因，标记基因的完整性，以便于检测和表达。标记基因的完整性，以便于检测和表达。a a、使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给子代、使目的基因在受体细胞中稳定存在并
26、遗传给子代b b、同时使目的基因能表达和发挥作用、同时使目的基因能表达和发挥作用思考：思考：作为基因工程表达载体，只需含有目的基因作为基因工程表达载体，只需含有目的基因就可以完成任务吗？就可以完成任务吗？2 2、基因表达载体的作用、基因表达载体的作用3.3.基因表达载体的基因表达载体的组成：组成：它们有什么作用？它们有什么作用？a、目的基因、目的基因b、启动子、启动子c、终止子、终止子d、标记基因、标记基因位于基因的首端位于基因的首端,是是mRNA结合位点结合位点位于基因的末端位于基因的末端,终终止转录止转录检测目的基因是否导入受体细胞检测目的基因是否导入受体细胞基因表达载体基因表达载体1、组
27、成：目的目的基因基因+启动子启动子终止子终止子标记标记基因基因+复制复制原点原点2、目的基因、启动子、终止子不是质粒上固有的，标记基因、目的基因、启动子、终止子不是质粒上固有的，标记基因、复制原点是质粒上固有的。复制原点是质粒上固有的。3、如果目的基因是从基因组文库中获取的，因为目的基因本身已、如果目的基因是从基因组文库中获取的，因为目的基因本身已含有启动子、终止子，在构建表达载体时，就不需要在加启动子、含有启动子、终止子，在构建表达载体时，就不需要在加启动子、终止子。如果目的基因是从部分基因文库中获取的，因为目的基因终止子。如果目的基因是从部分基因文库中获取的，因为目的基因本身不含有启动子、
28、终止子，在构建表达载体时，就需要在加启动本身不含有启动子、终止子，在构建表达载体时，就需要在加启动子、终止子。子、终止子。4、单切酶法与双切酶法单切酶法就是用同一种限制酶切割含目的基因的DNA片段和载体，形成相同的黏性末端，可用DNA连接酶连接重组DNA。由于单切酶切割后目的基因的前后各有一个互补的黏性末端，这两个互补的黏性末端会发生碱基互补配对使目的基因前后相连，形成自身连接，自我环化。同理质粒在DNA连接酶的作用下也会出现前后相连，形成自身连接。双切酶法就是用两种不同的限制酶切割含目的基因的DNA片段和载体，使它产生两个不同的黏性末端，此时目的基因、载体就不会发生自我环化。而且在DNA连接
29、酶的作用下，载体只能与目的基因的相应末端互补连接成重组质粒。三、将目的基因导入受体细胞三、将目的基因导入受体细胞转化转化1、将目的基因导入植物细胞将目的基因导入植物细胞农杆菌转化法农杆菌转化法基因枪法基因枪法花粉管通道法花粉管通道法2 2、将目的基因将目的基因导入动物细胞导入动物细胞显微注射技术显微注射技术：将基因表达载体提纯，用显微仪将基因表达载体提纯，用显微仪注射到注射到受精卵受精卵中中3 3、导入微生物细胞、导入微生物细胞原核生物特点：繁殖快、原核生物特点：繁殖快、单细胞、遗传物质少单细胞、遗传物质少用用CaCa2+2+处理细胞处理细胞 感受态细胞感受态细胞 表达载体与感受态细胞混合表达
30、载体与感受态细胞混合 感受态细感受态细胞吸收胞吸收DNADNA分子分子方法：方法：受体细胞受体细胞受体细胞的种类：受体细胞的种类：动物，植物细胞，微生物。动物，植物细胞，微生物。基因工程的目的不同，可选择的受体细胞不同。基因工程的目的不同，可选择的受体细胞不同。若生产基因工程药品，受体细胞一般选用微生物，若生产基因工程药品，受体细胞一般选用微生物，利用微生物繁殖速度快的特点，可在短期内获得利用微生物繁殖速度快的特点，可在短期内获得大量产品。若培养转基因动物，则选用受精卵。大量产品。若培养转基因动物，则选用受精卵。受体细胞的选择：受体细胞的选择：四四、目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定检测
31、检测导入检测：目的基因是否导入受体细胞导入检测：目的基因是否导入受体细胞方法方法 DNADNA分子杂交分子杂交表达检测表达检测转录检测转录检测分子杂交分子杂交翻译检测翻译检测抗原抗体抗原抗体杂杂交交分分子子检检测测法法鉴定鉴定抗虫鉴定抗虫鉴定抗病鉴定抗病鉴定活性鉴定等活性鉴定等个体水平的鉴定个体水平的鉴定1 1下列有关基因工程技术的正确叙述是（下列有关基因工程技术的正确叙述是（）A A重组重组DNADNA技术所用的工具酶是限制酶、连接技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体酶和载体B B所有的限制酶都只能识别同一种特定的核所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列苷酸序列C C选用细菌作为重组
32、质粒的受体细胞是因为选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快细菌繁殖快D D只要目的基因进入了受体细胞就能成功实只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达现表达C C 2.2.科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与大肠杆菌的质粒大肠杆菌的质粒DNADNA分子重组，并且在大肠杆菌分子重组，并且在大肠杆菌体内获得成功表达。图示体内获得成功表达。图示a a处为胰岛素基因与大处为胰岛素基因与大肠杆菌质粒肠杆菌质粒DNADNA结合的位置，它们彼此能结合的结合的位置，它们彼此能结合的依据是依据是 （）A A基因自由组合定律基因自由组合定律 B B半保留复制原则半
33、保留复制原则C C基因分离定律基因分离定律 D D碱基互补配对原则碱基互补配对原则D D 3.3.在基因工程中，把选出的目的基因（共在基因工程中，把选出的目的基因（共10001000个脱氧核个脱氧核苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸苷酸对，其中腺嘌呤脱氧核苷酸460 460 个），放入个），放入DNADNA扩增扩增仪中扩增仪中扩增4 4代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷代，那么，在扩增仪中应放入胞嘧啶脱氧核苷酸的个数是酸的个数是A A540 540 个个 B B75607560个个 C C8100 8100 个个 D D17280 17280 个个C C540（241）=81004下图表示一项
34、重要的生物技术，对图中物下图表示一项重要的生物技术，对图中物质质a、b、c、d的描述，正确的是的描述，正确的是Aa的基本骨架是磷酸和核糖交替连接而成的结构的基本骨架是磷酸和核糖交替连接而成的结构B要获得相同的黏性末端，可以用不同种要获得相同的黏性末端，可以用不同种b切割切割a和和dCc连接双链间的连接双链间的A和和T，使黏性末端处碱基互补配对，使黏性末端处碱基互补配对D若要获得未知序列若要获得未知序列d，可到基因文库中寻找，可到基因文库中寻找解析：从图示看，解析：从图示看，a中含有胸腺嘧啶，故其基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成；中含有胸腺嘧啶，故其基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替连接而成；DN
35、A连接酶缝合目的基因和载体质粒之间的缝隙，使两者之间形成磷酸二酯键；若要获连接酶缝合目的基因和载体质粒之间的缝隙，使两者之间形成磷酸二酯键；若要获得未知序列的目的基因，可从基因文库中寻找；若要获得相同的黏性末端，可以用不同得未知序列的目的基因，可从基因文库中寻找；若要获得相同的黏性末端，可以用不同种的限制性核酸内切酶处理，如识别种的限制性核酸内切酶处理，如识别GATC的限制性核酸内切酶和识别的限制性核酸内切酶和识别GGATCC的限的限制性核酸内切酶处理目的基因和载体质粒就可以形成相同的黏性末端。制性核酸内切酶处理目的基因和载体质粒就可以形成相同的黏性末端。B解析：质粒在某些真核细胞中也有，如酵
36、母菌；将目的基因连接到质粒上，不但要用到DNA连接酶，在连接之前要用同一种限制酶处理以得到相同的黏性末端；植物的体细胞都具有全能性，因此都可以作为受体细胞；由于重组质粒只结合在某条染色体上，因此有的配子就没有目的基因。5科学家在某种植物中找到了抗枯萎的基因，并以质粒为载体，科学家在某种植物中找到了抗枯萎的基因，并以质粒为载体，采用转基因方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品种，下列有关说采用转基因方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品种，下列有关说法正确的是法正确的是 ()A质粒是最常用的载体之一，它仅存在于原核细胞中质粒是最常用的载体之一，它仅存在于原核细胞中B将抗枯萎基因连接到质粒上，用到的工具酶仅是
37、将抗枯萎基因连接到质粒上，用到的工具酶仅是DNA连接酶连接酶C用叶肉细胞作为受体细胞培育出的植株不能表现出抗枯萎性用叶肉细胞作为受体细胞培育出的植株不能表现出抗枯萎性状状D通过该方法获得的抗枯萎病金茶花，产生的配子不一定含抗通过该方法获得的抗枯萎病金茶花，产生的配子不一定含抗枯萎病基因枯萎病基因D6.下列获取目的基因的方法中，需要模板下列获取目的基因的方法中，需要模板的是的是 （）A.从基因文库中获取目的基因从基因文库中获取目的基因B.利用利用PCR扩增目的基因扩增目的基因C.构建构建cDNA文库文库D.通过通过DNA合成仪利用化学方法人工合成合成仪利用化学方法人工合成目的基因目的基因BC7下
38、图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下列叙述正确的是A构建重组质粒过程中需要限制性核酸内切酶和构建重组质粒过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶连接酶B愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株C卡那霉素抗性基因卡那霉素抗性基因(kanr)中有该过程所利用的限制性核酸内切酶的识别位点中有该过程所利用的限制性核酸内切酶的识别位点D抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传解析：质粒与目的基因结合时需要用同一种限制性核酸内切酶切割
39、，用DNA连接酶连接；愈伤组织由相同细胞分裂形成，分化后产生相同基因型的植株；卡那霉素抗性基因作为标记基因不能有限制性核酸内切酶的切割位点；抗虫棉有性生殖后代可能会发生性状分离，抗虫性状不一定能稳定遗传。A8.一对等位基因经限制酶切割后形成一对等位基因经限制酶切割后形成的的DNA片段长度存在差异，用凝胶片段长度存在差异，用凝胶电泳的方法分离酶切后的电泳的方法分离酶切后的DNA片段，片段，并与并与DNA探针杂交后可显示出不同探针杂交后可显示出不同的带谱（如图一所示）。可将这些的带谱（如图一所示）。可将这些DNA片段定位在基因组的某一位置片段定位在基因组的某一位置上。现有一对夫妇生了四个孩子，上。
40、现有一对夫妇生了四个孩子，其中其中1号性状表现特殊（如图二所号性状表现特殊（如图二所示）。以下推论正确的是：示）。以下推论正确的是：A.1号为纯合子，基因在性染色体上号为纯合子，基因在性染色体上B.2号为杂合子，基因在性染色体上号为杂合子，基因在性染色体上C.3号为纯合子，基因在常染色体上号为纯合子，基因在常染色体上D.4号为纯合子或杂合子，基因在常号为纯合子或杂合子，基因在常染色体上染色体上纯合子纯合子纯合子纯合子杂合子杂合子图一图一1234图二图二C一般女性一般男性特殊特殊女性基因工程的应用基因工程的应用抗抗病病抗逆抗逆生长速度生长速度品质品质药物药物器官移植器官移植 将将 基因与基因与
41、等等调控组件重组在一起，通过调控组件重组在一起，通过 等方法，等方法，导入哺乳动物的导入哺乳动物的 中，将中，将 其其 送入母体，送入母体，使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌使其发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药乳期后，可以通过分泌乳汁生产所需要的药品，称为品，称为乳腺生物反应器乳腺生物反应器或或乳房生物反应器。乳房生物反应器。乳腺生物反应器乳腺生物反应器乳腺生物反应器的优点：产量高；质量好；乳腺生物反应器的优点：产量高；质量好；成本低；易提取。成本低；易提取。药物蛋白药物蛋白乳腺蛋白基因的启动子乳腺蛋白基因的启动子显微注射显微注射受精卵受精卵 把把正
42、常基因正常基因导入病人体内，使该基因的表达导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到产物发挥功能，从而达到治疗疾病治疗疾病的目的，是治的目的，是治疗疗遗传病遗传病的最有效的手段。的最有效的手段。2、实例：、实例：将将腺苷酸脱氨酶基因腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋转入取自患者的淋巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。巴细胞中，再将这种淋巴细胞转入患者体内。对严重复合型免疫缺陷症的治疗对严重复合型免疫缺陷症的治疗3、原理、原理正常基因，在病人体内两种基因都正常基因，在病人体内两种基因都存在且都能表达，正常基因的表达产物掩盖了存在且都能表达，正常基因的表达产物掩盖了的表达产物，从而治愈了
43、有的表达产物，从而治愈了有4 4、基因治疗的类型、基因治疗的类型体外基因治疗体外基因治疗：先从病人体内获得某种细：先从病人体内获得某种细胞，进行培养，然后在胞，进行培养，然后在体外完成基因转移体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。新输入患者体内。体内基因治疗体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转：直接向人体组织细胞中转移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的移的治病方法。（如将治疗囊性纤维病的正常基因转入患者肺组织）正常基因转入患者肺组织）5 5、基因治疗的发展现状：、基因治疗的发展现状：处于初期的临床处于初期的临床试验阶段试验阶段
44、用放射性同位素或荧光分子等标记的用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用分子做探针，利用DNA分子杂交原分子杂交原理，鉴定被测标本上的遗传信息，达到理，鉴定被测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。检测疾病的目的。1.1.切取某动物合成生长激素的基因，用某种方法将切取某动物合成生长激素的基因，用某种方法将此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而鲇鱼比同类个体此基因转移到鲇鱼的受精卵中，从而鲇鱼比同类个体大大3 34 4倍，此项研究遵循的原理是倍，此项研究遵循的原理是 （）A A基因突变，基因突变，DNARNADNARNA蛋白质蛋白质 B B基因工程，基因工程，DNAtRNADNAtRNA
45、蛋白质蛋白质C C细胞工程，细胞工程，DNARNADNARNA蛋白质蛋白质 D D基因重组，基因重组，DNARNADNARNA蛋白质蛋白质D D 2.下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（下列关于基因工程应用的叙述，正确的是（）A基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因B基因诊断的基本原理是基因诊断的基本原理是DNA分子杂交分子杂交C一种基因探针能检测水体中的各种病毒一种基因探针能检测水体中的各种病毒D原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良原核基因不能用来进行真核生物的遗传改良B蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起 一、蛋白质工程的崛起的缘由一、蛋白质工程的崛起的缘
46、由基因工程产物基因工程产物 基因工程在原则上只能生产基因工程在原则上只能生产自然界自然界已存在的已存在的蛋白质。蛋白质。这些这些天然蛋白质天然蛋白质是生物在长期进化过程是生物在长期进化过程中形成的中形成的,它们的结构和功能符合特定物它们的结构和功能符合特定物种生存的需要种生存的需要,却却不一定完全符合人类生不一定完全符合人类生产和生活的需要。产和生活的需要。二、蛋白质工程的基本原理二、蛋白质工程的基本原理1 1、蛋白质工程的目标、蛋白质工程的目标 根据人们对根据人们对蛋白质功能蛋白质功能的特定需求，的特定需求，对蛋白质的对蛋白质的结构结构进行分子设计。进行分子设计。2 2、天然蛋白质的合成过程
47、、天然蛋白质的合成过程DNADNA（基因）基因）转录转录mRNAmRNA翻译翻译蛋白质蛋白质基因基因表达（转录和翻译）表达（转录和翻译）形成氨基酸序列的多形成氨基酸序列的多肽链肽链形成具有高级结构的蛋白质形成具有高级结构的蛋白质行使生物功能行使生物功能、蛋白质工程的基本途径、蛋白质工程的基本途径预期的蛋白质功能预期的蛋白质功能设计预期的蛋白质结构设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）（基因）4 4、蛋白质工程的概念、蛋白质工程的概念 是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系
48、作为基础，能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。以满足人类的生产和生活的需求。蛋白质工程的基础蛋白质工程的基础:蛋白质分子的结构规律及其生蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系物功能的关系蛋白质工程的实质：蛋白质工程的实质：改造基因改造基因蛋白质工程的产物：蛋白质工程的产物：新的蛋白质新的蛋白质5 5、蛋白质工程与基因工程的关系、蛋白质工程与基因工程的关系 蛋白质工程是在基因工程的基础上，蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的延伸出来的第二代基因
49、工程第二代基因工程，是包含多学，是包含多学科的综合科技工程领域。科的综合科技工程领域。基因工程基因工程是通过基因操作把外源基因是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品是该基因编码的它的产品是该基因编码的天然存在的蛋白天然存在的蛋白质质。注意：注意：1、改造蛋白质是通过改造基因实现的，、改造蛋白质是通过改造基因实现的，这样的改造可遗传给后代，而且改造基因这样的改造可遗传给后代，而且改造基因容易操作。容易操作。2、改造基因时，要对基因进行修饰或合、改造基因时，要对基因进行修饰或合成基因，需要用到基因工程中的工具酶。成基因，需要用到
50、基因工程中的工具酶。3、改造后的基因需要表达出相应的蛋、改造后的基因需要表达出相应的蛋白质，一般让其在受体细胞中表达，导白质，一般让其在受体细胞中表达，导入受体细胞前，仍然需要构建基因的表入受体细胞前，仍然需要构建基因的表达载体。达载体。1.蛋白质工程根据改造部位的多少，可以分为蛋白质工程根据改造部位的多少，可以分为“大改大改”、“中改中改”、“小改小改”。“大改大改”就是设计并制造出自然界中就是设计并制造出自然界中并不存在的蛋白质；并不存在的蛋白质；“中改中改”就是在蛋白质分子中替代某一就是在蛋白质分子中替代某一个肽段或一个特定的结构域；个肽段或一个特定的结构域；“小改小改”就是通过定点诱变
