【走向高考】届高考生物一轮复习课件：选修3-专题1基因工程教学内容.ppt

【走向高考】【走向高考】20162016届高届高考生物一轮复习课件：选考生物一轮复习课件：选修修3-3-专题专题1 1基因工程基因工程现代生物科技专题现代生物科技专题选修三选修三选选 考考 内内 容容专题一基因工程专题一基因工程选修三选修三考情考点探究考情考点探究考纲要求考纲要求三年考情三年考情1.基因工程的诞生基因工程的诞生2基因工程的原理及技基因工程的原理及技术术3基因工程的应用基因工程的应用4蛋白质工程蛋白质工程2014重庆、天津、江苏、重庆、天津、江苏、广东、福建，广东、福建，2013江苏、江苏、安徽、广东、北京、上海、安徽、广东、北京、上海、新课标，新课标，2012新课标全国新课标全国卷、山东、江苏、安徽、卷、山东、江苏、安徽、浙江、福建、天津浙江、福建、天津1.(2014江江苏苏，23)下下列列关关于于基基因因工工程程技技术术的的叙叙述述，错错误误的的是是()A切切割割质质粒粒的的限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶均均特特异异性性地地识识别别6个个核核苷苷酸序列酸序列BPCR反反应应中中温温度度的的周周期期性性改改变变是是为为了了DNA聚聚合合酶酶催催化化不同的反应不同的反应C载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因D抗抗虫虫基基因因即即使使成成功功地地插插入入到到植植物物细细胞胞染染色色体体上上也也未未必必能正常表达能正常表达答案答案ABC解解析析本本题题考考查查基基因因工工程程的的相相关关知知识识。不不同同的的限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶特特异异性性地地识识别别不不同同核核苷苷酸酸序序列列，A错错误误；PCR反反应应中中，起起初初的的9095高高温温是是使使目目的的基基因因解解旋旋，后后冷冷却却至至50左左右右是是使使引引物物结结合合到到互互补补DNA链链上上，最最后后再再加加热热至至72左左右右是是让让DNA聚聚合合酶酶催催化化DNA的的子子链链延延伸伸，B错错误误；载载体体质质粒粒通通常常采采用用抗抗生生素素抗抗性性基基因因作作为为筛筛选选标标记记基基因因，C错错误误；基基因因成成功功插插入入也也未未必必会会表表达达，D正正确确。解解答答此此类类题题目目一一定定要要准准确确把把握握基基因因工工程程的步骤、基因工程的工具。的步骤、基因工程的工具。2(2014广广东东，25)利利用用基基因因工工程程技技术术生生产产羧羧酸酸酯酯酶酶(CarE)制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是()A过程过程需使用逆转录酶需使用逆转录酶B过程过程需使用解旋酶和需使用解旋酶和PCR获取目的基因获取目的基因C过程过程使用的感受态细胞可用使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备溶液制备D过过程程可可利利用用DNA分分子子杂杂交交鉴鉴定定目目的的基基因因是是否否已已导导入入受体细胞受体细胞答案答案AD解解析析通通过过流流程程图图分分析析，考考查查基基因因工工程程的的操操作作程程序序。基基因因工工程程操操作作过过程程中中，过过程程为为逆逆转转录录，需需要要逆逆转转录录酶酶；过过程程为为PCR技技术术扩扩增增目目的的基基因因，该该过过程程应应用用高高温温使使DNA双双螺螺旋旋解解开开，不不需需要要解解旋旋酶酶；过过程程为为将将目目的的基基因因导导入入受受体体细细胞胞，以以大大肠肠杆杆菌菌作作为为受受体体细细胞胞时时，常常用用的的方方法法就就是是利利用用氯氯化化钙钙溶溶液液处处理理大大肠肠杆杆菌菌，使使之之成成为为感感受受态态细细胞胞，利利于于基基因因表表达达载载体体进进入入受受体体细细胞胞；导导入入目目的的基基因因的的大大肠肠杆杆菌菌就就成成为为工工程程菌菌，因因此此，过过程程为为目目的的基基因因的的检检测测，检检测测目目的的基基因因是是否否导导入入大大肠肠杆杆菌菌的的第第一一步步是是用用DNA分子杂交法。分子杂交法。3(2014天天津津，4)为为达达到到相相应应目目的的，必必须须通通过过分分子子检检测测的的是是()A携带链霉素抗性基因受体菌的筛选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产生抗人白细胞介素8抗体的杂交瘤细胞的筛选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转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定D21三体综合征的诊断三体综合征的诊断答案答案B解解析析本本题题考考查查基基因因工工程程、细细胞胞工工程程与与变变异异的的有有关关实实验验筛筛选选诊诊断断问问题题。携携带带链链霉霉素素抗抗性性基基因因受受体体菌菌的的筛筛选选可可利利用用含含链链霉霉素素选选择择性性培培养养基基筛筛选选；必必需需利利用用抗抗原原抗抗体体杂杂交交技技术术筛筛选选产产生生抗抗人人白白细细胞胞介介素素的的杂杂交交瘤瘤细细胞胞；转转基基因因抗抗虫虫棉棉植植株株抗抗虫虫效效果果的的鉴鉴定定可可采采用用个个体体生生物物学学水水平平的的饲饲喂喂法法进进行行检检测测；利利用用显显微微镜镜检检测测21三体综合征。三体综合征。4(2014重重庆庆，4)如如图图是是利利用用基基因因工工程程培培育育抗抗虫虫植植物物的的示示意图。以下相关叙述，正确的是意图。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的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与聚合酶参与B侵染植物细胞后，重组侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到质粒整合到的染色体上的染色体上C的染色体上若含抗虫基因，则的染色体上若含抗虫基因，则就表现出抗虫性状就表现出抗虫性状D只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异答案答案D解解析析本本题题考考查查基基因因工工程程的的操操作作程程序序及及有有关关问问题题。是是Ti质质粒粒，作作为为目目的的基基因因的的运运输输载载体体；基基因因表表达达载载体体，构构建建载载体体需需要要限限制制酶酶和和DNA连连接接酶酶，A错错误误；将将目目的的基基因因导导入入受受体体细细胞胞，侵侵染染植植物物细细胞胞后后，重重组组Ti质质粒粒上上的的TDNA整整合合到到的的染染色色体体上上，B错错误误；导导入入基基因因表表达达载载体体的的受受体体细细胞胞，染染色色体体上上含含有有目目的的基基因因，但但目目的的基基因因可可能能不不能能转转录录或或者者不不能能翻翻译译，或或者者表表达达的的蛋蛋白白质质不不具具有有生生物物活活性性，因因此此不不一一定定产产生生具具有有生生物物活活性性的的蛋蛋白白质质，C错错误误；转转基基因因生生物物，植植株株表表现现出出抗抗虫虫性性状状，说说明明含含有有目目的的基基因因，且且基基因因得得到到表表达达，该该过过程程的的遗遗传传实实质质属属于于基基因因重重组组，为为可可遗遗传传变变异异，D正正确确。本本题题知知识识中中，目目的的基基因因的的获获取取、基基因因表表达达载载体体的的构构建建、导导入入受受体体细细胞胞的的方方法法、目目的的基基因因的的检测与表达是重要的考查点。检测与表达是重要的考查点。课前基础回扣课前基础回扣一、基因工程的概念理解一、基因工程的概念理解1供体：供体：提供提供_。2操作环境：操作环境：_。3操作水平：操作水平：_。4原理：原理：_。5受体：受体：表达目的基因。表达目的基因。6本质；本质；性状在性状在_体内表达。体内表达。7优点优点(1)与杂交育种相比：克服了与杂交育种相比：克服了_的障碍。的障碍。(2)与诱变育种相比：与诱变育种相比：_改造生物遗传性状。改造生物遗传性状。目的基因目的基因体外体外分子水平分子水平基因重组基因重组受体受体远缘杂交不亲和远缘杂交不亲和定向定向二、二、DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具1限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶(简称：简称：_)(1)来源：主要是从来源：主要是从_生物中分离纯化出来的。生物中分离纯化出来的。(2)作作用用：识识别别特特定定的的_并并切切开开相相应应两两个个核核苷苷酸酸之间的之间的_。(3)结果：产生结果：产生_或平末端。或平末端。2DNA连接酶连接酶(1)种类：按来源可分为种类：按来源可分为Ecoli DNA连接酶和连接酶和T4DNA连接酶。连接酶。(2)作作用用：在在两两个个核核苷苷酸酸之之间间形形成成磷磷酸酸二二酯酯键键以以连连接接_。限制酶限制酶原核原核核苷酸序列核苷酸序列磷酸二酯键磷酸二酯键黏性末端黏性末端两段两段DNA片段片段质粒质粒限制酶切割位点限制酶切割位点标记基因标记基因基因基因基因文库基因文库PCR技术技术2基因表达载体的构建基因表达载体的构建基因工程的核心基因工程的核心(1)基基因因表表达达载载体体的的组组成成：_、启启动动子子、终终止止子子、_。启动子：启动子：a位置：位于位置：位于_。b作作用用：是是RNA聚聚合合酶酶识识别别和和结结合合的的部部位位，驱驱动动基基因因_，最终获得所需要的蛋白质。，最终获得所需要的蛋白质。终止子：终止子：a位置：位于基因的尾端。位置：位于基因的尾端。b作用：使作用：使_在所需要的地方停止下来。在所需要的地方停止下来。目的基因目的基因标记基因标记基因基因的首端基因的首端转录出转录出mRNA转录转录(2)构建目的：构建目的：使使目目的的基基因因在在_中中稳稳定定存存在在，并并且且可可以以遗遗传传给下一代；给下一代；使使_能够表达和发挥作用。能够表达和发挥作用。3将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞(1)转转化化：目目的的基基因因进进入入受受体体细细胞胞内内，并并且且在在受受体体细细胞胞内内维维持持_的过程。的过程。受体细胞受体细胞目的基因目的基因稳定和表达稳定和表达 4目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定方法方法检测或鉴定目的检测或鉴定目的水平水平DNA分子杂交技术分子杂交技术检测目的基因的有无检测目的基因的有无_水平水平分子杂交技术分子杂交技术 _目的基因是否翻译目的基因是否翻译生物性状的表达与否生物性状的表达与否_个体水平个体水平目的基因是否转录目的基因是否转录抗原抗原抗体杂交技术抗体杂交技术分子分子目的基因是否表达目的基因是否表达四、基因工程的应用四、基因工程的应用1转基因植物转基因植物植植物物基基因因工工程程技技术术主主要要用用于于提提高高农农作作物物的的抗抗逆逆能能力力(如如抗抗除除草草剂剂、抗抗虫虫、抗抗病病、_和和抗抗盐盐碱碱等等)，以以及及改改良良_和利用植物和利用植物_等方面。等方面。2转基因动物转基因动物动动物物基基因因工工程程在在动动物物品品种种改改良良、建建立立_、器官移植等方面显示了广阔的应用前景。器官移植等方面显示了广阔的应用前景。抗干旱抗干旱农作物的品质农作物的品质生产药物生产药物生物反应器生物反应器3基因工程药物基因工程药物(1)来源：转基因的来源：转基因的_。(2)成果：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。成果：细胞因子、抗体、疫苗、激素等。(3)作作用用：用用来来预预防防和和治治疗疗人人类类肿肿瘤瘤、心心血血管管疾疾病病、_、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。、各种传染病、糖尿病、类风湿等疾病。4基因治疗基因治疗(1)方方法法：把把_导导入入病病人人体体内内，使使该该基基因因的的表表达达产产物物发挥功能。发挥功能。(2)效果：治疗效果：治疗_的最有效的手段。的最有效的手段。(3)分类：分类：_和体外基因治疗。和体外基因治疗。工程菌工程菌遗传病遗传病正常基因正常基因遗传病遗传病体内基因治疗体内基因治疗五、蛋白质工程五、蛋白质工程1概念理解概念理解(1)基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。基础：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。(2)操作：操作：_或基因合成。或基因合成。(3)结果：改造了现有蛋白质或制造出结果：改造了现有蛋白质或制造出_。(4)目的：满足人类的生产和生活的需求。目的：满足人类的生产和生活的需求。2操作过程操作过程从从预预期期的的_出出发发设设计计预预期期的的_推推测测应应有有的的_找找到到相相对对应应的的_(基基因因)基因表达基因表达产生需要的蛋白质。产生需要的蛋白质。基因修饰基因修饰新的蛋白质新的蛋白质蛋白质功能蛋白质功能蛋白质结构蛋白质结构氨基酸序列氨基酸序列脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列DNA连接酶和连接酶和DNA聚合酶的作用是何区别？聚合酶的作用是何区别？提提示示DNA连连接接酶酶连连接接的的是是DNA片片段段，恢恢复复被被限限制制酶酶切切开开了了的的两两个个核核苷苷酸酸之之间间的的磷磷酸酸二二酯酯键键。DNA聚聚合合酶酶是是DNA复复制制时连接脱氧核苷酸的酶。时连接脱氧核苷酸的酶。1.天天然然的的玫玫瑰瑰没没有有蓝蓝色色花花，这这是是由由于于缺缺少少控控制制蓝蓝色色色色素素合合成成的的基基因因B，而而开开蓝蓝色色花花的的矮矮牵牵牛牛中中存存在在序序列列已已知知的的基基因因B。现现用基因工程技术培育蓝玫瑰。下列操作正确的是用基因工程技术培育蓝玫瑰。下列操作正确的是()A提提取取矮矮牵牵牛牛蓝蓝色色花花的的mRNA，经经逆逆转转录录获获得得互互补补的的DNA，再扩增基因，再扩增基因BB利利用用限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶从从开开蓝蓝色色花花矮矮牵牵牛牛的的基基因因文文库库中获取基因中获取基因BC利用利用DNA聚合酶将基因聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞与质粒连接后导入玫瑰细胞D将将基基因因B直直接接导导入入大大肠肠杆杆菌菌，然然后后感感染染并并转转入入玫玫瑰瑰细细胞胞答案答案A解解析析提提取取矮矮牵牵牛牛蓝蓝色色花花的的mRNA，逆逆转转录录得得到到DNA，然然后后扩扩增增，可可获获得得大大量量的的基基因因B，A 正正确确；从从基基因因文文库库中中获获取取目目的的基基因因，只只要要根根据据目目的的基基因因的的相相关关信信息息和和基基因因文文库库中中的的信信息息进进行行筛筛选选对对比比即即可可，不不需需要要用用限限制制酶酶进进行行切切割割，B 错错误误；目目的的基基因因与与质质粒粒的的连连接接需需要要用用DNA 连连接接酶酶，而而不不是是DNA 聚聚合合酶酶，C 错错误误；目目的的基基因因需需要要和和运运载载体体连连接接后后形形成成重重组组质质粒粒再再导导入入，而而且应该用农杆菌进行感染，而不是大肠杆菌，且应该用农杆菌进行感染，而不是大肠杆菌，D 错误。错误。2从从某某海海洋洋动动物物中中获获得得基基因因，其其表表达达产产物物为为一一种种抗抗菌菌体体和和溶溶血血性性均均较较强强的的多多肽肽P1。目目前前在在P1的的基基础础上上研研发发抗抗菌菌性性强强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是()A合成编码目的肽的合成编码目的肽的DNA片段片段B构建含目的肽构建含目的肽DNA片段的表达载体片段的表达载体C依据依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽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筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽答案答案C解解析析本本题题考考查查了了蛋蛋白白质质工工程程的的操操作作过过程程。该该题题目目属属于于蛋蛋白白质质工工程程，已已经经获获得得该该目目的的基基因因片片段段，不不需需要要合合成成编编码码目目的的肽肽的的DNA片片段段，故故A错错误误，是是需需要要构构建建含含目目的的肽肽DNA片片段段的的表表达达载载体体，但但这这不不是是第第一一步步，故故B错错误误；蛋蛋白白质质工工程程的的第第一一步步是是根根据据蛋蛋白白质质的的功功能能，设设计计P1氨氨基基酸酸序序列列，从从而而推推出出其其基基因因序序列列，故故C正正确确；该该基基因因表表达达产产物物为为一一种种抗抗菌菌体体和和溶溶血血性性均均较较强强的的多多肽肽P1，目目前前在在P1的的基基础础上上研研发发抗抗菌菌性性强强但但溶溶血血性性弱弱的的多多肽肽药药物物，而而目目的的多多肽肽是是抗抗菌菌性性强强但但溶溶血血性性弱弱，所所以以必必需需对对其其改改造造，保保持持其抗菌性强，抑制其溶血性，故其抗菌性强，抑制其溶血性，故D错误。错误。3下下列列信信息息中中能能为为我我们们从从基基因因文文库库中中获获取取目目的的基基因因提提供供依据的是依据的是()基基因因的的核核苷苷酸酸序序列列基基因因的的功功能能基基因因在在染染色色体体上上的位置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AB CD答案答案A解解析析本本题题考考查查基基因因工工程程中中目目的的基基因因的的获获取取的的相相关关问问题题。要要从从基基因因文文库库中中得得到到我我们们需需要要的的目目的的基基因因，需需要要根根据据目目的的基基因因的的有有关关信信息息，例例如如，根根据据基基因因的的核核苷苷酸酸序序列列、基基因因的的功功能能、基基因因在在染染色色体体上上的的位位置置、基基因因的的转转录录产产物物mRNA，以以及及基基因因翻翻译译产物蛋白质等特性来获取目的基因。产物蛋白质等特性来获取目的基因。4(2015无无锡锡质质检检)下下列列有有关关基基因因表表达达载载体体的的构构建建的的说说法法中，不正确的是中，不正确的是()A需要限制酶和需要限制酶和DNA连接酶参与连接酶参与B任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别C可用抗生素基因作为标记基因可用抗生素基因作为标记基因D基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤答案答案B解解析析构构建建基基因因表表达达载载体体时时需需要要用用同同一一种种限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶切切割割目目的的基基因因和和载载体体，以以产产生生相相同同的的黏黏性性末末端端，然然后后用用DNA连连接接酶酶连连接接；由由于于受受体体细细胞胞有有植植物物、动动物物和和微微生生物物之之分分，以以及及目目的的基基因因导导入入受受体体细细胞胞的的方方法法不不同同，因因此此，基基因因表表达达载载体体的的构构建建也也会会有有所所差差别别，不不可可能能是是千千篇篇一一律律的的；抗抗生生素素基基因因的的作作用用是是作作为为标标记记基基因因，鉴鉴别别受受体体细细胞胞中中是是否否导导入入了了目目的的基基因因，从从而而将将含含有有目目的的基基因因的的细细胞胞筛筛选选出出来来；基基因因表表达达载载体体的的构构建建是是整整个个基基因工程的核心环节。因工程的核心环节。核心考点突破核心考点突破一、基因工程的理论基础一、基因工程的理论基础1基因拼接的理论基础基因拼接的理论基础(1)DNA是生物的主要遗传物质。是生物的主要遗传物质。(2)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸。(3)双链双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋。分子的空间结构都是规则的双螺旋。DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 2外源基因在受体内表达的理论基础外源基因在受体内表达的理论基础(1)基因是控制生物性状的基本单位，具有独立性。基因是控制生物性状的基本单位，具有独立性。(2)遗传信息的传递都遵循中心法则所阐述的信息流动方向。遗传信息的传递都遵循中心法则所阐述的信息流动方向。(3)生物界共用一套密码子。生物界共用一套密码子。二、二、DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具1限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶(1)来源：主要从原核生物中分离。来源：主要从原核生物中分离。(2)功功能能：能能够够识识别别双双链链DNA分分子子的的某某种种特特定定核核苷苷酸酸序序列列，并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。并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。(3)切割后的末端有黏性末端和平末端两种。切割后的末端有黏性末端和平末端两种。2DNA连接酶连接酶(1)功能：将切下来的功能：将切下来的DNA片段拼接成新的片段拼接成新的DNA分子。分子。(2)作用位点：两个核苷酸之间的磷酸二酯键。作用位点：两个核苷酸之间的磷酸二酯键。3基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体(1)载载体体种种类类：质质粒粒、噬噬菌菌体体的的衍衍生生物物、动动植植物物病病毒毒，最最常用的载体是质粒。常用的载体是质粒。(2)作为载体的条件作为载体的条件条件条件适应性适应性稳定并能复制稳定并能复制目的基因稳定存在且数量可目的基因稳定存在且数量可扩大扩大有一个至多个限制酶切割位有一个至多个限制酶切割位点点可携带多个或多种外源基因可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因具有特殊的标记基因便于重组便于重组DNA的鉴定和选择的鉴定和选择一、一、DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶的比较聚合酶的比较DNA连接酶连接酶DNA聚合酶聚合酶成分成分蛋白质蛋白质作用作用部位部位催化形成磷酸二酯键催化形成磷酸二酯键作用作用过程过程将将DNA片段的末端连片段的末端连接起来接起来将单个脱氧核苷酸连将单个脱氧核苷酸连接成接成DNA长链长链作用作用结果结果将存在的将存在的DNA片段连片段连接成重组接成重组DNA形成新的形成新的DNA分子分子二、限制酶和二、限制酶和DNA连接酶的区别与联系连接酶的区别与联系限制酶限制酶DNA连接酶连接酶作用作用切割目的基因或载体切割目的基因或载体 将两个将两个DNA片段连接片段连接作用过程作用过程基因工程第一、二步基因工程第一、二步都用到了，且用的是都用到了，且用的是同一种，目的是产生同一种，目的是产生相同的黏性末端相同的黏性末端基因工程第二步将目基因工程第二步将目的基因与载体连接成的基因与载体连接成重组重组DNA分子或形成分子或形成基因表达载体基因表达载体作用对象作用对象及效果及效果都作用于磷酸二酯键，与氢键无关，但作用都作用于磷酸二酯键，与氢键无关，但作用效果相反效果相反酶的特性酶的特性有催化作用，可重复利用，受温度、有催化作用，可重复利用，受温度、pH等等影响影响A质粒用限制酶质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割，目的基因用限制酶切割切割B目的基因和质粒均用限制酶目的基因和质粒均用限制酶切割切割C质粒用限制酶质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割，目的基因用限制酶切割切割D目的基因和质粒均用限制酶目的基因和质粒均用限制酶切割切割解解析析一一种种限限制制酶酶只只能能识识别别一一种种特特定定的的核核苷苷酸酸序序列列，并并且且能在特定的切点上切割能在特定的切点上切割DNA分子。分子。答案答案A除除了了下下列列哪哪一一项项之之外外，其其余余的的都都是是基基因因工工程程的的运运载载体体所所必必须具备的条件须具备的条件()A能在宿主细胞中复制并保存能在宿主细胞中复制并保存B具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接C具有标记基因，便于进行筛选具有标记基因，便于进行筛选D是环形状态的是环形状态的DNA分子分子答案答案D解解析析原原核核细细胞胞如如细细菌菌的的核核DNA也也是是环环状状DNA，但但不不能能作运载体，因为它不具备作运载体，因为它不具备A、B、C三个条件。三个条件。基因工程的基本操作程序和应用基因工程的基本操作程序和应用(3)将目的基因导入受体细胞：将目的基因导入受体细胞：生物种类生物种类植物植物动物动物微生物微生物常用方法常用方法农杆菌转化法农杆菌转化法显微注射技术显微注射技术感受态细胞法感受态细胞法受体细胞受体细胞体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞转化过程转化过程将目的基因插将目的基因插入到入到Ti质粒的质粒的TDNA上上转转入农杆菌入农杆菌导导入植物细胞入植物细胞整合到受体细整合到受体细胞的染色体胞的染色体DNA上上表达表达将含有目的基将含有目的基因的表达载体因的表达载体提纯提纯取卵取卵(受精卵受精卵)显显微注射微注射受精受精卵发育卵发育获得获得具有新性状的具有新性状的动物动物Ca2处理细胞处理细胞感受态细胞感受态细胞重组表达载体重组表达载体DNA分子与感分子与感受态细胞混合受态细胞混合感受态细胞吸收感受态细胞吸收DNA分子分子(4)目的基因的检测与鉴定：目的基因的检测与鉴定：2基因工程的应用基因工程的应用(1)乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较：乳腺生物反应器与工程菌生产药物的比较：比较项目比较项目乳腺生物反应器乳腺生物反应器工程菌工程菌基因结构基因结构动物基因的结构与人类动物基因的结构与人类基因的结构基本相同基因的结构基本相同细菌或酵母菌等生物基因的结构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与人类基因的结构有较大差异基因表达基因表达合成的药物蛋白与天然合成的药物蛋白与天然蛋白质相同蛋白质相同细菌细胞内没有内质网、高尔基细菌细胞内没有内质网、高尔基体等细胞器，产生的药物蛋白可体等细胞器，产生的药物蛋白可能没有活性能没有活性受体细胞受体细胞动物的受精卵动物的受精卵微生物细胞微生物细胞导入目的基导入目的基因的方式因的方式显微注射法显微注射法感受态细胞法感受态细胞法生产条件生产条件不需严格灭菌，温度等不需严格灭菌，温度等外界条件对其影响不大外界条件对其影响不大需严格灭菌，严格控制工程菌所需严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、需的温度、pH、营养物质浓度等、营养物质浓度等外界条件外界条件药物提取药物提取从动物乳汁中提取从动物乳汁中提取从微生物细胞中提取从微生物细胞中提取(2)基因治疗与基因诊断：基因治疗与基因诊断：(1)限限制制酶酶剪剪切切目目的的基基因因与与质质粒粒的的次次数数不不同同：获获取取一一个个目目的的基基因因需需限限制制酶酶剪剪切切2次次，共共产产生生4个个黏黏性性末末端端或或平平末末端端，切切割割质质粒粒则则只只需需要要限限制制酶酶剪剪切切1次次，因因为为质质粒粒是是环环状状DNA分分子子，而而目目的基因在的基因在DNA分子链上。分子链上。(2)目目的的基基因因的的插插入入位位点点不不是是随随意意的的：基基因因表表达达需需要要启启动动子子与与终终止止子子的的调调控控，所所以以目目的的基基因因应应插插入入到到启启动动子子与与终终止止子子之之间间的部位。的部位。(3)基基因因工工程程操操作作过过程程中中只只有有第第三三步步(将将目目的的基基因因导导入入受受体体细细胞胞)没没有有碱碱基基互互补补配配对对现现象象。第第一一步步存存在在逆逆转转录录法法获获得得DNA，第第二二步步存存在在黏黏性性末末端端连连接接现现象象，第第四四步步存存在在检检测测分分子子水水平平杂杂交。交。(4)并并非非所所有有个个体体都都可可作作为为乳乳腺腺生生物物反反应应器器：操操作作成成功功的的应应该该是是雌雌性性个个体体，个个体体本本身身的的繁繁殖殖速速度度较较高高，泌泌乳乳量量、蛋蛋白白含含量量等都是应该考虑的因素。等都是应该考虑的因素。(5)DNA复制、复制、PCR技术与基因克隆技术与基因克隆DNA复制复制PCR技术技术基因克隆基因克隆场所场所细胞核细胞核生物体外生物体外细胞内细胞内酶酶解旋酶、解旋酶、DNA聚合酶聚合酶TaqDNA聚合酶聚合酶限制酶、限制酶、DNA连接酶连接酶载体载体不需要不需要不需要不需要需要需要遵循遵循原则原则碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对碱基互补配对结果结果DNA分子分子DNA分子片段分子片段DNA分子片段分子片段ABCD解解析析根根据据基基因因工工程程一一般般要要经经历历四四个个步步骤骤分分析析，上上述述操操作作是是正正确确的的。将将毒毒素素蛋蛋白白注注射射到到棉棉受受精精卵卵中中，没没有有获获得得目目的的基基因因，将将编编码码毒毒素素蛋蛋白白的的DNA序序列列，注注射射到到棉棉受受精精卵卵中中，没有将目的基因与载体结合，所以没有将目的基因与载体结合，所以是错误的操作。是错误的操作。答案答案C(2015银银川川质质检检)科科学学家家将将发发光光基基因因导导入入烟烟草草细细胞胞内内，培培育育出出了了发发光光的的烟烟草草(如如图图)，下下列列有有关关该该过过程程中中应应用用的的技技术术的的叙叙述述，不正确的是不正确的是()A该该技技术术是是在在DNA水水平平上上进进行行设设计计和和施工的施工的B该技术的操作环境是在生物体内该技术的操作环境是在生物体内C该技术的原理是基因重组该技术的原理是基因重组D该该技技术术的的优优点点是是定定向向产产生生人人类类需需要要的生物类型的生物类型答案答案B解解析析本本题题以以发发光光烟烟草草为为素素材材命命题题，主主要要考考查查基基因因工工程程概概念念的的内内涵涵和和外外延延。根根据据图图中中信信息息可可知知培培育育发发光光烟烟草草应应用用的的技技术术为基因工程，该技术的操作环境是在生物体外，为基因工程，该技术的操作环境是在生物体外，B错误。错误。蛋白质工程与基因工程蛋白质工程与基因工程 1.区别区别项目项目蛋白质工程蛋白质工程基因工程基因工程过程过程预期蛋白质功能预期蛋白质功能设计预期设计预期的蛋白质结构的蛋白质结构推测应有的推测应有的氨基酸序列氨基酸序列找到相对应的找到相对应的脱氧核苷酸序列脱氧核苷酸序列获取目的基因获取目的基因构建基因表达构建基因表达载体载体将目的基因导入受体细将目的基因导入受体细胞胞目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定实质实质定向改造或生产人类所需的定向改造或生产人类所需的蛋白质蛋白质定向改造生物的遗传特性，以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获得人类所需的生物类型或生物产品物产品结果结果可生产自然界没有的蛋白质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只能生产自然界已有的蛋白质2.联系联系(1)蛋蛋白白质质工工程程是是在在基基因因工工程程的的基基础础上上，延延伸伸出出来来的的第第二二代代基因工程。基因工程。(2)基基因因工工程程中中所所利利用用的的某某些些酶酶需需要要通通过过蛋蛋白白质质工工程程进进行行修修饰、改造。饰、改造。二二者者都都属属于于分分子子水水平平的的操操作作，蛋蛋白白质质工工程程的的本本质质是是通通过过改改造造基基因因进进而而形形成成自自然然界界不不存存在在的的蛋蛋白白质质，所所以以被被形形象象地地称称为为第第二代基因工程。二代基因工程。解解析析基基因因工工程程是是通通过过对对基基因因的的操操作作，将将符符合合人人们们需需要要的的目目的的基基因因导导入入适适宜宜的的生生物物体体，使使其其高高效效表表达达，从从中中提提取取所所需需的的基基因因控控制制合合成成的的蛋蛋白白质质，或或表表现现某某种种性性状状，蛋蛋白白质质产产品品仍仍然然为为天天然然存存在在的的蛋蛋白白质质；蛋蛋白白质质工工程程却却是是对对控控制制蛋蛋白白质质合合成成的的基基因因进进行行改改造造，从从而而实实现现对对其其编编码码的的蛋蛋白白质质的的改改变变，所所得得到到的的已已不不是是天天然然的的蛋蛋白白质质。题题目目中中的的操操作作中中涉涉及及的的基基因因显显然然不不再再是是原原来来的的基基因因，其其合合成成的的干干扰扰素素也也不不是是天天然然干干扰扰素素，而而是是经经过过改改造造的的，是是人人类类所所需需的的蛋蛋白白质质，因因而而整整个个过过程程利利用用的的生生物物技技术术应为蛋白质工程。应为蛋白质工程。答案答案B科科学学家家依依据据基基因因工工程程的的原原理理最最新新研研制制的的某某种种疫疫苗苗是是用用病病原原微微生生物物编编码码抗抗原原的的基基因因制制成成的的，这这个个基基因因编编码码的的产产物物能能诱诱导导机机体产生免疫反应。该疫苗体产生免疫反应。该疫苗()A引起人体特异性免疫的原因是引起人体特异性免疫的原因是DNA分子上具有抗原分子上具有抗原B引起免疫反应后相应淋巴细胞增多，细胞周期将变长引起免疫反应后相应淋巴细胞增多，细胞周期将变长C能与浆细胞产生的相应抗体发生特异性结合能与浆细胞产生的相应抗体发生特异性结合D包括抗原基因、启动子、终止子和标记基因等包括抗原基因、启动子、终止子和标记基因等答案答案D解解析析基基因因表表达达载载体体的的构构建建是是基基因因工工程程的的核核心心，其其目目的的是是使使目目的的基基因因在在受受体体细细胞胞中中稳稳定定存存在在，并并且且可可以以遗遗传传给给下下一一代代，同同时时，使使目目的的基基因因表表达达和和发发挥挥作作用用。其其基基因因表表达达载载体体的的组组成成有有目的基因、启动子、终止子以及标记基因等。目的基因、启动子、终止子以及标记基因等。方法技巧警示方法技巧警示例例1我我们们日日常常吃吃的的大大米米中中铁铁含含量量极极低低，科科研研人人员员通通过过基基因因工工程程等等技技术术，培培育育出出了了铁铁含含量量比比普普通通大大米米高高60%的的转转基基因因水水稻稻，改改良良了了稻稻米米的的营营养养品品质质。下下图图为为培培育育转转基基因因水水稻稻过过程程示示意意图，请回答下列问题。图，请回答下列问题。(1)在在上上述述工工程程中中，铁铁结结合合蛋蛋白白基基因因称称为为_，获获取取该该基因后常用基因后常用_技术进行扩增。技术进行扩增。(2)构构建建重重组组Ti质质粒粒时时，通通常常要要用用同同种种限限制制酶酶分分别别切切割割_和和_。将将重重组组Ti质质粒粒转转入入农农杆杆菌时，可以用菌时，可以用_处理农杆菌，使重组处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入。质粒易于导入。(3)将将含含有有重重组组Ti质质粒粒的的农农杆杆菌菌与与水水稻稻愈愈伤伤组组织织共共同同培培养养时时，通通过过培培养养基基2的的筛筛选选培培养养，可可以以获获得得_；培培养养基基3与培养基与培养基2的区别是的区别是_。(4)检检测测培培育育转转基基因因水水稻稻的的目目的的是是否否达达到到，需需要要检检测测转转基基因因水稻水稻_。解解析析本本题题中中培培育育转转基基因因水水稻稻的的目目的的是是培培育育出出铁铁含含量量比比普普通通大大米米高高的的水水稻稻，因因此此目目的的基基因因为为铁铁结结合合蛋蛋白白基基因因，要要大大量量获获得得一一般般采采用用PCR技技术术进进行行扩扩增增。要要构构建建重重组组质质粒粒要要用用同同一一种种限限制制酶酶切切割割含含目目的的基基因因的的DNA片片段段和和质质粒粒。将将外外植植体体培培养养成成试试管管苗苗的的过过程程要要用用到到不不同同的的培培养养基基，培培养养基基最最明明显显的的差差别别在在于于所所添添加加激激素素的的种种类类和和比比例例的的不不同同。培培育育转转基基因因水水稻稻的的目目的的是是获获得得铁铁含量较高的大米，因此检测时应看转基因水稻种子中铁的含量。含量较高的大米，因此检测时应看转基因水稻种子中铁的含量。答答案案(1)目目的的基基因因PCR(2)含含目目的的基基因因的的DNA片片段段质质粒粒CaCl2(3)含含有有重重组组质质粒粒的的愈愈伤伤组组织织生生长长素素和和细细胞胞分分裂素的浓度比例不同裂素的浓度比例不同(4)种子中铁的含量种子中铁的含量技技法法提提炼炼解解答答有有关关基基因因工工程程基基本本操操作作程程序序题题目目的的一一般般步步骤骤一一要要分分辨辨限限制制酶酶的的种种类类及及识识别别序序列列和和切切割割位位点点：在在切切割割目目的的基基因因和和载载体体时时，一一般般用用同同一一种种限限制制酶酶切切割割，也也可可用用不不同同的的限限制制酶酶切切割割，但但两两种种限限制制酶酶切切割割后后产产生生的的黏黏性性末末端端中中碱碱基基要要互互补补配对。配对。二二要要找找出出标标记记基基因因、目目的的基基因因及及其其插插入入位位点点：一一般般来来说说，质质粒粒中中至至少少有有一一个个标标记记基基因因，如如抗抗生生素素抗抗性性基基因因。明明确确目目的的基基因的插入位点是在标记基因内部还是标记基因之外。因的插入位点是在标记基因内部还是标记基因之外。三三要要分分析析目目的的基基因因插插入入质质粒粒后后是是否否破破坏坏了了标标记记基基因因：如如果果质质粒粒中中有有一一个个标标记记基基因因，插插入入后后一一般般不不破破坏坏标标记记基基因因；如如果果质质粒粒中中有有两两个个标标记记基基因因，则则需需看看标标记记基基因因中中是是否否有有插插入入位位点点，如如果果某某一一标标记记基基因因中中有有插插入入位位点点，则则目目的的基基因因插插入入质质粒粒后后该该标标记记基因被破坏。基因被破坏。四四要要理理清清判判断断目目的的基基因因是是否否导导入入受受体体细细胞胞的的方方法法：一一般般用用含含有有某某种种抗抗生生素素的的培培养养基基培培养养受受体体菌菌。如如果果有有两两种种抗抗生生素素