（北京专用）高考生物总复习 第33讲 基因工程课件-人教版高三全册生物课件.pptx

第第3333讲基因工程讲基因工程一、基因工程的概念理解二、DNA重组技术的基本工具三、基因工程的操作程序必必备备知知识识突破1基因工程的操作工具突破2基因工程的操作步骤突破3基因工程的应用及蛋白质工程深深化化突突破破一、基因工程的概念理解一、基因工程的概念理解1.供体供体:提供目的基因的个体。2.操作环境操作环境:无菌。3.操作水平操作水平:DNA分子水平。4.原理原理:基因重组。5.受体受体:表达目的基因的个体。必备知识6.本质本质:基因在受体生物体内表达。7.优点优点:克服远缘杂交不亲和的障碍,定向改造生物的遗传性状。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:限制酶限制酶)(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。(2)作用:识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列并使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。(3)结果:产生黏性末端或平末端。2.DNA连接酶连接酶3.载体载体(1)种类:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。(2)质粒特点常用类型EcoliDNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体功能连接黏性末端连接黏性末端和平末端结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键三、基因工程的操作程序三、基因工程的操作程序目的基因的获取基因表达载体的构建组成将目的基因导入受体细胞方法目的基因的检测与鉴定技术名称应用植物基因工程培育抗虫转基因植物、抗病转基因植物和抗逆转基因植物;利用转基因技术改良植物的品质动物基因工程提高动物生长速度,改善畜产品品质;用转基因动物生产药物;用转基因动物作器官移植的供体基因工程药物利用转基因的工程菌生产药物,如细胞因子、抗体、疫苗等基因治疗把正常基因导入病人体内,使其表达产物发挥功能,从而治疗疾病。分为体内基因治疗和体外基因治疗四、基因工程的应用四、基因工程的应用五、蛋白质工程五、蛋白质工程1.崛起缘由崛起缘由:天然蛋白质不一定完全符合人类生产和生活的需要。2.目标目标:根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行分子设计。3.操作手段操作手段:基因修饰或基因合成。4.设计流程设计流程:预期蛋白质功能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)。1.重组Ti质粒的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与。()2.EcoliDNA连接酶既能连接平末端,又能连接黏性末端。()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.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点。()5.胰岛素基因表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得。()6.可利用DNA分子杂交技术鉴定目的基因是否已导入受体细胞。()7.若要从植物甲中获得耐旱基因,可首先建立该植物的基因组文库,再从中筛选出所需的耐旱基因。()8.为培育抗除草剂的作物新品种,导入抗除草剂基因时须以受精卵为受体。()9.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后,大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传。()10.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子进行直接操作,定向改变分子的结构。()11.基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,而蛋白质工程则可对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质。()突破1基因工程的操作工具深化突破1.确定限制酶的种类确定限制酶的种类(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类应选择切点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择Pst。不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择Sma。为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒,如图甲也可选择用Pst和EcoR两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致,以确保具有相同的黏性末端。质粒作为载体必须具备标记基因等,所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构,如图乙中限制酶Sma会破坏标记基因;如果所选酶的切点不是一个,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含复制起点区,则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。2.限制酶与DNA连接酶的关系易混辨析(1)限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外,这样才能保证标记基因的完整性,有利于目的基因的检测。(2)为使目的基因与载体形成相同的末端连接,通常使用同一种限制酶将二者切割,但如果不同的限制酶切割DNA分子所产生的末端也存在互补关系时,则两末端也可连接。(3)限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。(4)限制酶是一类酶,而不是一种酶。(5)DNA连接酶起作用时,不需要模板。考向考向1以基础判断的形式以基础判断的形式,考查对基本工具的理解考查对基本工具的理解1.下列有关基因表达载体的叙述,不正确的是(B)A.具有复制原点,使目的基因能在受体细胞内扩增B.具有启动子,使DNA聚合酶识别并开始转录C.具有标记基因,有利于目的基因的检测D.具有目的基因,以实现产生特定的基因产物解析解析基因表达载体具有复制原点、启动子、目的基因、终止子和标记基因,复制原点使目的基因能在受体细胞内扩增。启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点。标记基因可用于鉴别受体细胞中是否含有目的基因。目的基因表达可合成特定的基因产物。考向考向2以实例分析或图示分析的形式以实例分析或图示分析的形式,考查对基本工具的理解考查对基本工具的理解2.(2018北京理综)用Xho和Sal两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段,酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是()图1酶切位点图图2电泳结果示意图A.图1中两种酶识别的核苷酸序列不同B.图2中酶切产物可用于构建重组DNAC.泳道中是用Sal处理得到的酶切产物D.图中被酶切的DNA片段是单链DNA答案答案D解析解析图1中,两种限制性核酸内切酶的酶切位点不同,说明两种限制性核酸内切酶识别的核苷酸序列不同,A正确。图2中,两种酶的酶切产物都为DNA片段,都可用于构建重组DNA,B正确。结合图1的酶切位点图,判断两种酶切DNA后得到的DNA片段数;再结合泳道电泳结果知,泳道是用Sal处理得到的酶切产物,C正确。能被限制性核酸内切酶酶切的DNA片段仍为双链DNA,D错误。突破2基因工程的操作步骤1.目的基因的获取目的基因的获取(1)目的基因:主要指编码蛋白质的基因,也可以是一些具有调控作用的因子。(2)方法从基因文库中获取基因组文库与部分基因文库不同基因文库类型基因组文库部分基因文库(cDNA文库)构建基因文库的过程某种生物全部DNA许多DNA片段受体菌群体某种生物发育的某个时期的mRNAcDNA受体菌群体利用PCR技术扩增a.原理:DNA双链复制。b.需要的条件:模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。过程说明图解变性当温度上升到90以上时,双链DNA解聚为单链复性温度下降到50左右,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合延伸72左右时,TaqDNA聚合酶有最大活性,可使DNA新链由5端向3端延伸c.过程:人工合成a.化学合成法:针对已知核苷酸序列的较小基因。b.逆转录法:以RNA为模板,在反转录酶的作用下人工合成。2.基因表达载体的构建基因表达载体的构建(1)基因表达载体的组成及作用:(2)构建过程: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植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射法感受态细胞法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上导入农杆菌侵染植物细胞整合到受体细胞的染色体DNA上表达将含有目的基因的表达载体提纯取卵(受精卵)显微注射受精卵发育获得具有新性状的动物Ca2+处理细胞感受态细胞重组表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子4.目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定易混辨析目的基因的插入点不是随意的: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启动子与终止子之间的部位。考向考向1以基础判断或流程图分析的形式以基础判断或流程图分析的形式,考查基因工程的操作程序考查基因工程的操作程序1.(2017北京理综)为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是()A.用限制性核酸内切酶EcoR和连接酶构建重组质粒B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织,将C基因导入细胞C.在培养基中添加卡那霉素,筛选被转化的菊花细胞D.用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上答案答案C解析解析本题主要考查基因工程的相关知识。由于C基因两端及质粒上均存在限制酶EcoR的酶切位点,因此,可采用限制酶EcoR和DNA连接酶构建重组质粒;用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织(即农杆菌转化法),可以将C基因导入细胞;由于质粒上存在潮霉素抗性基因(标记基因),因此,可以在培养基中添加潮霉素,筛选被转化的菊花细胞,C符合题意;可用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上。2.(2018课标全国)回答下列问题:(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外,还证明了(答出两点即可)。(2)体外重组的质粒可通过Ca2+参与的方法导入大肠杆菌细胞;而体外重组的噬菌体DNA通常需与组装成完整噬菌体后,才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中,可作为重组噬菌体宿主细胞的是。(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解,在实验中应选用的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的过程中应添加的抑制剂。答案答案(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞;真核生物基因可在原核细胞中表达(2)转化外壳蛋白(或答噬菌体蛋白)细菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶解析解析本题主要考查基因工程的相关知识。(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞,且重组质粒在不同细胞中能正常表达,说明目的基因在不同细胞中的表达机制相同,生物界共用一套遗传密码。(2)基因工程中,受体细胞为大肠杆菌细胞时,常用Ca2+处理大肠杆菌,使之处于感受态,即Ca2+参与的转化法。噬菌体DNA与外壳蛋白组装成完整噬菌体。因噬菌体的宿主是细菌,故只有细菌可作为重组噬菌体的宿主细胞。(3)为防止目的基因表达的蛋白质被破坏,可选用不能合成蛋白酶的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化过程中加入蛋白酶的抑制剂可以保护蛋白质不被水解。考向考向2以实例分析或图析形式考查以实例分析或图析形式考查PCR技术及其应用技术及其应用3.(2018江苏单科)为生产具有特定性能的-淀粉酶,研究人员从某种海洋细菌中克隆了-淀粉酶基因(1656个碱基对),利用基因工程大量制备-淀粉酶,实验流程见图。请回答下列问题:(1)利用PCR技术扩增-淀粉酶基因前,需先获得细菌的。(2)为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接,需在引物的端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的是。(3)进行扩增时,反应的温度和时间需根据具体情况进行设定,下列选项中的设定与引物有关,的设定与扩增片段的长度有关。(填序号)变性温度退火温度延伸温度变性时间 退火时间延伸时间(4)下图表示筛选获得的工程菌中编码-淀粉酶的mRNA的部分碱基序列:5-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU-3图中虚线框内mRNA片段包含个密码子,如虚线框后的序列未知,预测虚线框后的第一个密码子最多有种。(5)获得工程菌表达的-淀粉酶后,为探究影响酶活性的因素,以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性,结果如下:缓冲液 50mmol/LNa2HPO4-KH2PO450mmol/LTris-HCl50mmol/LGly-NaOHpH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.0 10.5酶相对活性%25.4 40.2 49.8 63.2 70.1 95.5 99.5 85.3 68.1 63.7 41.5 20.8根据上述实验结果,初步判断该-淀粉酶活性最高的条件为。答案答案(1)基因组DNA(2)5使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连(3)(4)813(5)pH为8.5,缓冲液为50mmol/LTirs-HCl解析解析(1)由题干信息可知某种海洋细菌含有-淀粉酶基因,因此在扩增-淀粉酶基因前需先从细菌中提取细菌的基因组DNA。(2)由于引物的作用是引导子链的延伸,将脱氧核苷酸连接到引物上时,是与引物的3端相连的,由此确定需在引物的5端加上限制性酶切位点。常在两条引物上加入不同的限制酶切位点的主要目的是使DNA片段能定向插入表达载体,防止自身相连。(3)进行PCR扩增时,退火的温度与引物长短和碱基种类有关。延伸时间长短的设定与扩增片段的长度有关。(4)密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,该mRNA上5端为AUG(起始密码子),因此依据三个碱基是一个密码子来分析图中虚线框中的碱基,可得出共有8个密码子。由于虚线框后的第一个密码子已经固定为U,因此还有2个碱基未知,共可能有的种数为44=16,又因为UAG、UGA、UAA为终止密码子,因此决定氨基酸的密码子最多有13种。(5)据表格数据可知:-淀粉酶在pH为8.5、缓冲液为50mmol/LTris-HCl的条件下相对活性为99.5%,初步判断此条件下酶活性最高。突破3基因工程的应用及蛋白质工程1.抗虫棉的培育抗虫棉的培育(1)目的基因:Bt毒蛋白基因。(2)抗虫原理:Bt毒蛋白水解成多肽与肠上皮细胞结合,会导致细胞膜穿孔,细胞肿胀破裂,最后造成害虫死亡。注:Bt毒蛋白基因来自苏云金芽孢杆菌。(3)受体细胞(4)方法:花粉管通道法(也可用农杆菌转化法或基因枪法)。2.动物反应器动物反应器(1)外源基因:药用蛋白基因。(2)表达条件:药用蛋白基因+乳腺蛋白基因(膀胱内表达的相应基因)+启动子。(3)受体生物牛、羊等。(4)方法:显微注射法。(5)种类:乳腺反应器和膀胱反应器。前者受动物性别(只能是雌性)和年龄(哺乳期)限制,优点是不用提取可直接服用;后者需提取后服用,但不受动物性别和年龄的限制。3.基因检测和基因治疗的比较基因检测和基因治疗的比较基因检测制作相应探针,利用DNA分子杂交原理,快速、准确检测人类某种疾病;制作探针三要求:标记同位素或荧光;单链;序列与待测基因相同基因治疗把正常的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,可分为体外基因治疗和体内基因治疗两种方法4.蛋白质工程蛋白质工程(1)蛋白质工程崛起的缘由:基因工程只能生产出天然蛋白质,蛋白质工程是为了生产出符合人类生产和生活需要的蛋白质。(2)实质:根据蛋白质分子的结构规律及其与生物功能之间的关系,通过基因修饰或基因合成,以定向改造天然蛋白质,甚至创造自然界不存在的、具有优良特性的蛋白质。(3)基本原理:(4)应用5.蛋白质工程与基因工程的比较蛋白质工程与基因工程的比较项目蛋白质工程基因工程区别过程预期蛋白质功能设计蛋白质结构推测氨基酸序列推测脱氧核苷酸序列合成DNA表达出蛋白质获取目的基因构建基因表达载体导入受体细胞目的基因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需蛋白质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物产品(基因的异体表达)结果生产自然界没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程,因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质,必须通过基因修饰或基因合成实现考向考向1以实例分析的形式以实例分析的形式,考查基因工程的应用考查基因工程的应用1.(2018天津理综)甲型流感病毒为RNA病毒,易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法,主要环节如下。(1)改造病毒的部分基因,使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板,逆转录成对应DNA后,利用技术扩增,并将其中某些基因(不包括表面抗原基因)内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比,改造后的基因表达时不能合成完整长度的,因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒,并保存。(2)构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tR-NA的基因,其产物的反密码子能与(1)中的终止密码子配对结合,并可携带一个非天然氨基酸(Uaa)。将该基因与连接后导入宿主细胞。提取宿主细胞的进行分子杂交鉴定,筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。(3)利用转基因宿主细胞制备疫苗。将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞,并在补加的培养基中进行培养,则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA,翻译出改造病毒基因的完整蛋白,产生大量子代病毒,用于制备疫苗。特殊tRNA基因转录时,识别其启动子的酶是(单选)。A.病毒的DNA聚合酶B.宿主的DNA聚合酶C.病毒的RNA聚合酶D.宿主的RNA聚合酶(4)上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖,没有致病性,因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比,该病毒活疫苗的优势之一是可引起免疫,增强免疫保护效果。答案答案(1)PCR多肽(或蛋白质)(2)载体总RNA(3)非天然氨基酸(Uaa)D(4)细胞解析解析本题主要考查基因工程的相关知识。(1)利用PCR技术体外扩增DNA。若将基因中个别编码氨基酸的序列替换为编码终止密码子的序列,则改造后的基因转录合成的mRNA中,终止密码子提前出现,将不能控制合成完整长度的多肽(或蛋白质)。(2)目的基因只有与载体连接后才能导入宿主细胞。可提取宿主细胞的总RNA进行分子杂交鉴定,以筛选获得成功表达题述tRNA的转基因宿主细胞。(3)由(2)知,转基因宿主细胞含有的特殊tRNA基因转录的tRNA,该tRNA的反密码子可与终止密码子配对,并可携带非天然氨基酸(Uaa),所以培养基中需补加非天然氨基酸(Uaa)。病毒中的基因进行转录时,识别其启动子的酶是宿主的RNA聚合酶。(4)因该病毒疫苗具有侵染性,故可引起细胞免疫。2.(2018北京海淀期末)抗生素耐药性是微生物的一种自然进化过程。现在我们使用的抗生素大多来自放线菌(一种与细菌细胞结构类似的原核生物)。研究发现,病原细菌的耐药基因往往是通过图1所示机理获得的。图1(1)病原细菌通过接合方式将自己质粒上的一段DNA序列a转移到放线菌细胞中,放线菌的抗生素耐药基因“跳跃”至病原细菌的DNA序列上,与病原细菌的DNA发生,形成b。(2)放线菌裂解死亡后,b会释放到环境中。病原细菌从周围环境中吸收b,这一过程称为细菌的。(3)病原细菌将吸收的b整合到自己的上,从而获得抗生素耐药性。序列a在耐药基因转移过程中所起的作用是。(4)病原细菌产生抗生素耐药性的主要机理如图2所示。据图可知,病原细菌产生耐药性的途径有。图2(5)研究发现,由于抗生素的大量生产和滥用,导致人类肠道中病原细菌的耐药性不断增强,从进化的角度分析细菌耐药性增强的原因是。(6)由于抗生素在医疗以及养殖业中的大量使用,环境中出现了大量抗性污染热点区,抗性基因可以通过多种直接或间接的传播途径最终进入水体和土壤。请你提出一项应对抗生素耐药性蔓延的措施:。答案答案(1)DNA(基因)重组(2)转化(3)拟核基因载体(4)通过(特异性或多重耐药)外排泵将抗生素排出细胞,降低胞内抗生素浓度而表现出抗性;通过对抗生素靶位点的修饰,使抗生素无法与之结合而表现出抗性;通过抗生素失活酶使抗生素降解,失去功能(5)抗生素对病原细菌的选择作用,导致病原细菌中耐药基因频率增大(6)管理或减少抗生素的生产、使用及向自然环境的排放;监测医院、养殖场院、养殖场等周围环境中细菌的抗生素耐药性;研制新型替代药物;加强抗生素耐药性相关的基础与应用研究,消除和缓解耐药性的发生和传播;加强科普宣传,提高公众的认识,避免抗生素滥用解析解析(1)由题干可知,放线菌中的抗生素耐药基因“跳跃”至病原细菌的DNA序列上,类似于基因工程中将目的基因和载体相结合的过程,原理是基因重组。(2)病原细菌从周围环境中吸收b,这一过程类似于基因工程中将目的基因导入受体细胞,称之为目的基因的转化。(3)病原细菌属于原核细胞,没有染色体,只能将吸收的b整合到自己的拟核DNA上,从而获得抗生素耐药性。可见,序列a在耐药基因转移过程中作为载体。(4)由图2可知,病原细菌产生耐药性的途径有:细菌细胞膜上有特异性外排泵和多重耐药外排泵,可以把进入细菌内的抗生素通过外排泵排出细胞,降低胞内抗生素浓度而表现出抗性;细菌细胞内含有抗生素靶位点修饰酶,通过对抗生素靶位点的修饰,使抗生素无法与之结合而表现出抗性;细菌细胞内含有抗生素失活酶,通过抗生素失活酶使抗生素降解,失去功能。(5)进化的实质是种群基因频率的改变,抗生素对病原细菌的选择作用,导致病原细菌中耐药基因频率增大。(6)对应抗生素耐药性蔓延的措施可以有:管理或减少抗生素的生产、使用及向自然环境的排放;监测医院、养殖场等周围环境中细菌的抗生素耐药性;研制新型替代药物;加强抗生素耐药性相关的基础与应用研究,消除和缓解耐药性的发生和传播;加强科普宣传,提高公众的认识,避免抗生素滥用。考向考向2以实例分析的形式以实例分析的形式,考查蛋白质工程及其应用考查蛋白质工程及其应用3.(2018课标全国)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5末端,获得了L1-GFP融合基因(简称为甲),并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其部分结构和酶切位点的示意图如下,图中E1E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。E1E2E3E4启动子L1基因GFP基因终止子回答下列问题:(1)据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶,这两种酶是。使用这两种酶进行酶切是为了保证,也是为了保证。(2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了和过程。(3)为了获得含有甲的牛,该团队需要做的工作包括:将能够产生绿色荧光细胞的移入牛的中、体外培养、胚胎移植等。(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用PCR方法进行鉴定,在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的(填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。答案答案(1)E1和E4甲的完整甲与载体正确连接(2)转录翻译(3)细胞核去核卵母细胞(4)核DNA解析解析(1)构建基因表达载体时,使用的限制酶不能破坏融合基因。选用产生不同黏性末端的两种限制酶,可以防止自身环化,并且保证融合基因和质粒正确连接。(2)在牛的皮肤细胞中观察到绿色荧光,说明L1基因已经表达,即在该皮肤细胞中完成了转录和翻译过程。(3)培育转基因的克隆牛需将含目的基因的细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中。(4)为检测克隆牛的不同组织细胞中是否含有融合基因,需提取不同组织细胞的核DNA作为PCR模板,用PCR方法进行鉴定。4.已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列问题:(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的进行改造。(2)以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有修饰基因或合成基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括的复制;以及遗传信息在不同分子之间的流动,即:。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过和,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物进行鉴定。答案答案(1)氨基酸序列(或结构)(其他合理答案也给分)(2)PP1DNA和RNA(或遗传物质)DNARNA、RNADNA、RNA蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能解析解析(1)蛋白质的功能与结构相关,若要改变蛋白质的功能,需要对其结构进行改造。(2)确定目的基因的碱基序列后,可通过对现有基因进行改造或者重新合成来获得目的基因。中心法则的内容包括DNA的复制、RNA的复制、转录、逆转录和翻译。(3)蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过设计蛋白质的结构和推测氨基酸序列,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列。获得蛋白质之后要对蛋白质的生物功能进行鉴定。