基因工程的基本工具和基本操作程序讲稿.ppt

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1、基因工程的基本工具和基本操作程序第一页，讲稿共六十六页哦第十单元 现代生物科技专题 第第4141课时课时 基因工程的基本工具和基本基因工程的基本工具和基本操作程序操作程序高频考点突破高频考点突破考点一考点一 基因工程的概念理解和理论基础基因工程的概念理解和理论基础1.1.基因工程的概念理解基因工程的概念理解 (1)(1)操作环境：体外操作环境：体外关键步骤关键步骤“表达载体的构表达载体的构 建建”的环境。的环境。第二页，讲稿共六十六页哦 (2)(2)优点优点 与杂交育种相比：克服远缘杂交不亲和障碍。与杂交育种相比：克服远缘杂交不亲和障碍。与诱变育种相比：定向改造生物性状。与诱变育种相比：定向改

2、造生物性状。(3)(3)操作水平：分子水平。操作水平：分子水平。(4)(4)原理原理:基因重组。基因重组。(5)(5)本质本质:甲甲(供体提供目的基因供体提供目的基因)乙乙(受体表达受体表达 目的基因目的基因),),即基因未变、合成蛋白质未变即基因未变、合成蛋白质未变,只是合只是合 成场所的转移。成场所的转移。第三页，讲稿共六十六页哦2.2.基因工程的基本原理和理论基础概括如下图基因工程的基本原理和理论基础概括如下图 提 醒提 醒 若 题 目 强 调若 题 目 强 调“目 的 基 因目 的 基 因”的 表 达 过 程的 表 达 过 程,则 只则 只 包括包括“转录和翻译转录和翻译”两个过程两个

3、过程,不包括目的基因的不包括目的基因的 复制。复制。第四页，讲稿共六十六页哦对位训练对位训练1.1.目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和 表达其遗传特性表达其遗传特性,只有通过鉴定与检测才能知道。只有通过鉴定与检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是下列属于目的基因检测和鉴定的是 ()()检测受体细胞中是否有目的基因检测受体细胞中是否有目的基因 检测受体检测受体 细胞中是否有致病基因细胞中是否有致病基因 检测目的基因是否转检测目的基因是否转 录出了录出了mRNA mRNA 检测目的基因是否翻译成蛋白质检测目的基因是否翻译成蛋白质 A.A.B.

4、B.C.C.D.D.C第五页，讲稿共六十六页哦2.2.科学家通过基因工程的方法，能使大肠杆菌产生科学家通过基因工程的方法，能使大肠杆菌产生 人的胰岛素。以下叙述错误的是人的胰岛素。以下叙述错误的是（）A.A.可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入 了重组质粒了重组质粒 B.B.导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达 C.C.DNADNA连接酶和限制性核酸内切酶都是构建重组连接酶和限制性核酸内切酶都是构建重组 质粒必需的工具酶质粒必需的工具酶 D.D.目的基因的检测与鉴定表达过程中没有发生碱目的基因的检测与鉴定表

5、达过程中没有发生碱 基互补配对基互补配对D第六页，讲稿共六十六页哦考点二考点二 基因工程的操作工具基因工程的操作工具1.1.限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶“分子手术刀分子手术刀”(1)(1)来源来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。主要是从原核生物中分离纯化出来的。(2)(2)化学本质：蛋白质。化学本质：蛋白质。(3)(3)作用作用 (4)(4)作用特点：特异性作用特点：特异性,即限制酶可识别特定的脱即限制酶可识别特定的脱 氧核苷酸序列氧核苷酸序列,切割特定位点。切割特定位点。(5)(5)切割方式切割方式催化作用催化作用,所以可重复利用所以可重复利用可用于可用于DNADNA的切割获取目的基

6、因和载体的切割的切割获取目的基因和载体的切割错位切：产生两个相同的黏性末端错位切：产生两个相同的黏性末端平切：形成平末端平切：形成平末端第七页，讲稿共六十六页哦 提醒提醒 切割的化学键为磷酸二酯键。切割的化学键为磷酸二酯键。在 切 割 目 的 基 因 和 载 体 时 要 求 用 同 一 种 限 制 酶 在 切 割 目 的 基 因 和 载 体 时 要 求 用 同 一 种 限 制 酶,目的是产生相同的黏性末端。目的是产生相同的黏性末端。将一个基因从将一个基因从DNADNA分子上切割下来分子上切割下来,需要需要2 2个限制个限制 酶酶,同时产生同时产生4 4个黏性末端。个黏性末端。不 同 不 同D

7、N AD N A分 子 用 同 一 种 限 制 酶 切 割 产 生 的 黏 性 末分 子 用 同 一 种 限 制 酶 切 割 产 生 的 黏 性 末 端 都 相 同端 都 相 同,同 一 个同 一 个D N AD N A分 子 用 不 同 的 限 制 酶 产 生 的分 子 用 不 同 的 限 制 酶 产 生 的 黏性末端不相同。黏性末端不相同。第八页，讲稿共六十六页哦2.DNA2.DNA连接酶连接酶“分子缝合针分子缝合针”常用类型常用类型E Ecoli coli DNADNA连接酶连接酶T T4 4 DNADNA连接酶连接酶来源来源大肠杆菌大肠杆菌T T4 4噬菌体噬菌体功能功能连接黏性末端连

8、接黏性末端连接黏性末端或连接黏性末端或平末端平末端结果结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键第九页，讲稿共六十六页哦 拓展提升拓展提升 DNADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶的比较聚合酶的比较DNADNA 连接酶连接酶DNADNA 聚合酶聚合酶作用实质作用实质都是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯都是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键键是否需模板是否需模板不需要不需要需要需要连接连接DNADNA链链双链双链单链单链作用过程作用过程在两个在两个DNADNA片段之片段之间形成磷酸二酯键间形成磷酸二酯键将单个核苷酸加到已存将单个核苷酸加

9、到已存在的核酸片段的在的核酸片段的33端端的羟基上的羟基上,形成磷酸二形成磷酸二酯键酯键作用结果作用结果将两个将两个 DNADNA片段连片段连接成重组接成重组 DNADNA分子分子合成新的合成新的DNADNA分子分子第十页，讲稿共六十六页哦3.3.基因进入受体细胞的载体基因进入受体细胞的载体“分子运输车分子运输车”(1)(1)类型类型 提醒提醒 质粒本质是质粒本质是DNA,DNA,不是细胞器不是细胞器;特点特点:小小 型环状。型环状。(2)(2)功能：将目的基因导入受体细胞。功能：将目的基因导入受体细胞。(3)(3)应具备条件应具备条件 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制；能在宿主细胞内稳定保存

10、并大量复制；有一个至多个限制酶的切割位点有一个至多个限制酶的切割位点,以便于与外源以便于与外源 基因连接；基因连接；有特殊的遗传标记基因有特殊的遗传标记基因,供重组供重组DNADNA的检测和鉴定。的检测和鉴定。最常用载体最常用载体:质粒质粒其他载体其他载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒等噬菌体的衍生物、动植物病毒等第十一页，讲稿共六十六页哦 提醒提醒 一般来说一般来说,天然载体往往不能满足人类的天然载体往往不能满足人类的 所 有 要 求所 有 要 求,因 此 人 们 根 据 不 同 的 目 的 和 需 要因 此 人 们 根 据 不 同 的 目 的 和 需 要,对 某对 某 些天然的载体进行人工改

11、造。些天然的载体进行人工改造。常 见 的 标 记 基 因 有 抗 生 素 基 因、产 生 特 定 颜 色 常 见 的 标 记 基 因 有 抗 生 素 基 因、产 生 特 定 颜 色 的表达产物基因、发光基因等。的表达产物基因、发光基因等。作 为 载 体 必 须 具 有 多 个 限 制 酶 切 点 作 为 载 体 必 须 具 有 多 个 限 制 酶 切 点,而 且 每 种 酶而 且 每 种 酶 的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别的切点最好只有一个。因为某种限制酶只能识别 单 一 切 点单 一 切 点,若 载 体 上 有 一 个 以 上 的 酶 切 点若 载 体 上 有 一 个 以 上 的

12、 酶 切 点,则 切 割则 切 割 重 组 后 可 能 丢 失 某 些 片 段重 组 后 可 能 丢 失 某 些 片 段,若 丢 失 的 片 段 含 复 制 起若 丢 失 的 片 段 含 复 制 起 点区点区,则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载则进入受体细胞后便不能自主复制。一个载第十二页，讲稿共六十六页哦 体 若 只 有 某 种 限 制 酶 的 一 个 切 点体 若 只 有 某 种 限 制 酶 的 一 个 切 点,则 酶 切 后 既 能 把则 酶 切 后 既 能 把 环打开接纳外源环打开接纳外源DNADNA片段片段,又不会丢失自己的片段。又不会丢失自己的片段。注意与细胞膜上载体的区别注意

13、与细胞膜上载体的区别,两者的化学本质和两者的化学本质和 作用都不相同。作用都不相同。质 粒 能 自 我 复 制 质 粒 能 自 我 复 制,既 可 在 自 身 细 胞、受 体 细 胞 也既 可 在 自 身 细 胞、受 体 细 胞 也 可在体外复制。可在体外复制。第十三页，讲稿共六十六页哦对位训练对位训练3.3.下列关于下列关于DNADNA连接酶作用的叙述，正确的是连接酶作用的叙述，正确的是（）A.A.将单个核苷酸加到某将单个核苷酸加到某DNADNA片段末端，形成磷酸片段末端，形成磷酸 二酯键二酯键 B.B.将断开的两个将断开的两个DNADNA片段的骨架连接起来，重新片段的骨架连接起来，重新 形

14、成磷酸二酯键形成磷酸二酯键 C.C.连接两条连接两条DNADNA链上碱基之间的氢键链上碱基之间的氢键 D.D.只能将双链只能将双链DNADNA片段互补的黏性末端之间连接片段互补的黏性末端之间连接 起来，而不能将双链起来，而不能将双链DNADNA片段平末端之间进行片段平末端之间进行 连接连接B第十四页，讲稿共六十六页哦考点三考点三 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序1.1.基因工程图解基因工程图解:抗虫棉的培育过程抗虫棉的培育过程第十五页，讲稿共六十六页哦2.2.基本操作程序基本操作程序 (1)(1)目的基因的获取目的基因的获取 从基因文库从基因文库(基因组文库或基因组文库或cDNAc

15、DNA文库文库)中获取中获取文库类型文库类型cDNAcDNA文库文库基因组文库基因组文库文库大小文库大小小小大大基因中启动子基因中启动子无无有有基因中内含子基因中内含子无无有有基因多少基因多少某种生物的部分基因某种生物的部分基因某种生物的全部基因某种生物的全部基因物种之间的物种之间的基因交流基因交流可以可以部分基因可以部分基因可以说明说明基因文库的组建过程就包含基因工程的基本基因文库的组建过程就包含基因工程的基本操作步骤。从基因文库中获取目的基因的优操作步骤。从基因文库中获取目的基因的优点是操作简便点是操作简便,缺点是工作量大缺点是工作量大,具有一定的具有一定的盲目性盲目性第十六页，讲稿共六十

16、六页哦 人工合成目的基因人工合成目的基因:常用的方法有化学合成法和常用的方法有化学合成法和 反转录法。反转录法。化学合成法化学合成法:蛋白质蛋白质 氨基酸序列氨基酸序列 RNARNA 碱基序列碱基序列 DNADNA碱基序列碱基序列 用用4 4种脱氧核种脱氧核 苷酸人工合成目的基因苷酸人工合成目的基因 反转录法反转录法:分离出供体细胞分离出供体细胞mRNA mRNA 单链单链DNADNA 合成目的基因合成目的基因 分析分析推测推测推测推测逆转录酶逆转录酶DNADNA聚合酶聚合酶第十七页，讲稿共六十六页哦 PCRPCR扩增技术与扩增技术与DNADNA复制的比较复制的比较PCRPCR技术技术DNAD

17、NA复制复制相相同同点点原理原理DNADNA复制复制(碱基互补配对碱基互补配对)原料原料四种游离的脱氧核苷酸四种游离的脱氧核苷酸条件条件模板、模板、ATPATP、酶、原料、引物、酶、原料、引物不不同同点点解旋解旋方式方式DNADNA在高温下变性解旋在高温下变性解旋解旋酶催化解旋酶催化场所场所体外复制体外复制(PCR(PCR扩增仪扩增仪)主要在细胞核内主要在细胞核内酶酶热稳定的热稳定的DNADNA聚合酶聚合酶(Taq(Taq酶酶)细胞内含有的细胞内含有的DNADNA聚合酶聚合酶结果结果在短时间内形成大量的在短时间内形成大量的DNADNA片段片段形成整个形成整个DNADNA分子分子第十八页，讲稿共

18、六十六页哦 (2)(2)基因表达载体的构建基因表达载体的构建最核心步骤最核心步骤 基因表达载体的组成基因表达载体的组成:启动子、目的基因、终止启动子、目的基因、终止 子以及标记基因等。子以及标记基因等。第十九页，讲稿共六十六页哦 提醒提醒 与 载 体 相 比 较 与 载 体 相 比 较,增 加 启 动 子、目 的 基 因 和增 加 启 动 子、目 的 基 因 和 终止子三个基因片段终止子三个基因片段,其功能各不相同。其功能各不相同。启 动 子 启 动 子(D N A(D N A片 段片 段)起 始 密 码 子起 始 密 码 子(R N A);(R N A);终 止 子终 止 子 (DNA(DN

19、A片段片段)终止密码子终止密码子(RNA)(RNA)。基因表达载体的构建方法基因表达载体的构建方法 提醒提醒 该过程把三种工具该过程把三种工具(只有两种 工 具 酶只有两种 工 具 酶)全用全用 上了上了,是最核心、最关键的一步是最核心、最关键的一步,在体外进行。在体外进行。第二十页，讲稿共六十六页哦 (3)(3)将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞细胞细胞类型类型常用常用方法方法受体受体细胞细胞转化过程转化过程植物植物细胞细胞农杆菌农杆菌转化法转化法体细胞体细胞将目的基因插入将目的基因插入TiTi质粒的质粒的T-DNAT-DNA上上转入农杆菌转入农杆菌导入植物细胞导入植物细胞整合整合

20、到受体细胞的到受体细胞的DNADNA上上动物动物细胞细胞显微注显微注射技术射技术受精卵受精卵将含有目的基因的表达载体提纯将含有目的基因的表达载体提纯取卵取卵获得受精卵获得受精卵显微注射显微注射早早期胚胎培养期胚胎培养胚胎移植胚胎移植发育成为发育成为 具有新性状的动物具有新性状的动物微生微生物细物细胞胞CaCa2+2+处处理增大理增大细胞壁细胞壁通透性通透性原核原核细胞细胞或酵或酵母菌母菌用用CaCa2+2+处理细胞处理细胞感受态细胞感受态细胞重组重组表达载体表达载体DNADNA分子与感受态细胞混合分子与感受态细胞混合 感受态细胞吸收感受态细胞吸收第二十一页，讲稿共六十六页哦 提醒提醒 唯一不涉

21、及到碱基互补唯一不涉及到碱基互补配对的操作配对的操作步骤。步骤。微生物做受体细胞主要是个体微小微生物做受体细胞主要是个体微小,代谢旺盛代谢旺盛,繁殖速度快繁殖速度快,获得目的基因产物多。获得目的基因产物多。植物细胞还可用基因枪法和花粉管通道法。植物细胞还可用基因枪法和花粉管通道法。(4)(4)目的基因的检测和表达目的基因的检测和表达第二十二页，讲稿共六十六页哦对位训练对位训练4.4.下列有关基因工程技术的叙述下列有关基因工程技术的叙述,正确的是（正确的是（）A.A.重组重组DNADNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶技术所用的工具酶是限制酶、连接酶 和载体和载体 B.B.所有的限制酶都只能识别

22、同一种特定的核苷酸所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸 序列序列 C.C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌 繁殖快繁殖快 D.D.只要目的基因进入受体细胞就能实现表达只要目的基因进入受体细胞就能实现表达C第二十三页，讲稿共六十六页哦5.5.利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所 需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了 在受体细胞中表达的是在受体细胞中表达的是（）A A棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B B大肠杆

23、菌中检测到人胰岛素基因及其大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAmRNA C C山羊乳腺细胞中检测到人生长激素山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNADNA序列序列 D D酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白D第二十四页，讲稿共六十六页哦解题思路探究解题思路探究思维误区警示思维误区警示易错分析易错分析 基因工程中易错点辨析不清基因工程中易错点辨析不清 (1)(1)基因工程中有基因工程中有3 3种工具种工具,但工具酶只有但工具酶只有2 2种。种。(2)(2)工具酶本质为蛋白质工具酶本质为蛋白质,载体本质为小型载体本质为小型DNADNA分子分子,但不但不一定是环状。一定是环状

24、。(3)(3)标记基因的作用标记基因的作用筛选、检测目的基因是否导筛选、检测目的基因是否导入受体细胞入受体细胞,常见的有抗生素抗性基因、发光基常见的有抗生素抗性基因、发光基因因,表达产物为带颜色物质等。表达产物为带颜色物质等。第二十五页，讲稿共六十六页哦 (4)(4)受体细胞中常用植物受精卵或体细胞受体细胞中常用植物受精卵或体细胞(经组织培养经组织培养)、动物受精卵、动物受精卵(一般不用体细胞一般不用体细胞)、微生物、微生物大肠杆菌、酵大肠杆菌、酵母菌等母菌等,但要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必需用真核但要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必需用真核生物酵母菌生物酵母菌需内质网、高尔基体的加

25、工、分泌。一般不需内质网、高尔基体的加工、分泌。一般不用支原体用支原体,原因是它营寄生生活原因是它营寄生生活;一定不能用哺乳动物成熟一定不能用哺乳动物成熟红细胞红细胞,原因是它无细胞核原因是它无细胞核,不能合成蛋白质。不能合成蛋白质。第二十六页，讲稿共六十六页哦纠正训练纠正训练1.(1.(20092009浙江卷浙江卷,3,3)下列关于基因工程的叙述下列关于基因工程的叙述,错误错误 的是的是 ()()A.A.目的基因和受体细胞均可来自动、植物目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物或微生物 B.B.限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和DNADNA连接酶是两类常用的工连接酶是两类常用的工 具酶具

26、酶 C.C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原 无生物活性无生物活性 D.D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNADNA的细胞的细胞 和促进目的基因的表达和促进目的基因的表达第二十七页，讲稿共六十六页哦 解析解析 基因工程中目的基因和受体细胞均可来自基因工程中目的基因和受体细胞均可来自 动、植 物 或 微 生 物动、植 物 或 微 生 物;常 用 的 工 具 酶 是 限 制 性 核 酸 内常 用 的 工 具 酶 是 限 制 性 核 酸 内 切酶和切酶和DNADNA连接酶连接酶;人胰岛素原基因在大肠杆菌中人胰岛素原基

27、因在大肠杆菌中 表达的胰岛素原无生物活性表达的胰岛素原无生物活性,只有经过一定的物质只有经过一定的物质 激 活 以 后激 活 以 后,才 有 生 物 活 性。载 体 上 的 抗 性 基 因 主 要才 有 生 物 活 性。载 体 上 的 抗 性 基 因 主 要 是有利于筛选含重组是有利于筛选含重组DNADNA的细胞的细胞,不能促进目的基不能促进目的基 因的表达。所以因的表达。所以D D错误。错误。答案答案 D第二十八页，讲稿共六十六页哦2.(2.(20092009重庆卷重庆卷,2,2)下表有关基因表达的选项中下表有关基因表达的选项中,不不 可能的是可能的是 ()()基因基因表达的的细胞表达的的细

28、胞表达产物表达产物A A细菌抗虫蛋白基因细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白细菌抗虫蛋白B B人酪氨酸酶基因人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞正常人皮肤细胞人酪氨酸酶人酪氨酸酶C C动物胰岛素基因动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌大肠杆菌工程菌细胞细胞动物胰岛素动物胰岛素D D兔血红蛋白基因兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔成熟红细胞兔血红蛋白兔血红蛋白第二十九页，讲稿共六十六页哦 解 析解 析 细 菌 抗 虫 蛋 白 基 因 可 通 过 转 基 因 技 术 转 入细 菌 抗 虫 蛋 白 基 因 可 通 过 转 基 因 技 术 转 入 棉 花 体 内棉 花 体 内,在 棉 花 的 叶 肉 细

29、 胞 中 表 达 产 生 细 菌 抗 虫在 棉 花 的 叶 肉 细 胞 中 表 达 产 生 细 菌 抗 虫 蛋 白蛋 白,使 棉 花 具 有 抗 虫 能 力使 棉 花 具 有 抗 虫 能 力;人 酪 氨 酸 酶 基 因 可 在人 酪 氨 酸 酶 基 因 可 在 正 常 人 的 皮 肤 细 胞 中 表 达 产 生 酪 氨 酸 酶正 常 人 的 皮 肤 细 胞 中 表 达 产 生 酪 氨 酸 酶,酪 氨 酸 酶酪 氨 酸 酶 催 化 酪 氨 酸 转 化 为 黑 色 素催 化 酪 氨 酸 转 化 为 黑 色 素;动 物 胰 岛 素 基 因 可 通 过动 物 胰 岛 素 基 因 可 通 过 转基因技术

30、转移到大肠杆菌体内转基因技术转移到大肠杆菌体内,在大肠杆菌工程在大肠杆菌工程 菌 细 胞 中 合 成 动 物 胰 岛 素菌 细 胞 中 合 成 动 物 胰 岛 素;兔 属 于 哺 乳 动 物兔 属 于 哺 乳 动 物,其 成其 成 熟 的 红 细 胞 中 没 有 细 胞 核熟 的 红 细 胞 中 没 有 细 胞 核,所 以 不 可 能 表 达 出 血 红所 以 不 可 能 表 达 出 血 红 蛋白。蛋白。答案答案 D第三十页，讲稿共六十六页哦3.(3.(2 0 0 9 2 0 0 9 安 徽 卷安 徽 卷,4,4)2 0 0 8)2 0 0 8年诺贝尔化学奖授予了年诺贝尔化学奖授予了 “发 现

31、 和 发 展 了 水 母 绿 色 荧 光 蛋 白发 现 和 发 展 了 水 母 绿 色 荧 光 蛋 白”的 三 位 科 学的 三 位 科 学 家。如 果 将 绿 色 荧 光 蛋 白 基 因 的 片 段 与 目 的 基 因家。如 果 将 绿 色 荧 光 蛋 白 基 因 的 片 段 与 目 的 基 因 连接起来组成一个融合基因连接起来组成一个融合基因,再将该融合基因转入再将该融合基因转入 真核生物细胞内真核生物细胞内,表达出的蛋白质就会带有绿色荧表达出的蛋白质就会带有绿色荧 光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是()()A.A.追踪目的基因在细胞内的复制过程追

32、踪目的基因在细胞内的复制过程 B.B.追踪目的基因插入到染色体上的位置追踪目的基因插入到染色体上的位置 C.C.追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布 D.D.追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构第三十一页，讲稿共六十六页哦 解 析解 析 将 绿 色 荧 光 蛋 白 基 因 的 片 段 与 目 的 基 因 连将 绿 色 荧 光 蛋 白 基 因 的 片 段 与 目 的 基 因 连 接 起 来 组 成 一 个 融 合 基 因接 起 来 组 成 一 个 融 合 基 因,将 该 融 合 基 因 转 入 真 核将 该 融 合 基 因

33、转 入 真 核 生 物 细 胞 内生 物 细 胞 内,表 达 出 的 蛋 白 质 带 有 绿 色 荧 光表 达 出 的 蛋 白 质 带 有 绿 色 荧 光,从 而从 而 可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的 分可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的 分 布。故布。故C C正确。正确。答案答案 C第三十二页，讲稿共六十六页哦知识知识综合应用综合应用重点提示重点提示 通过通过“抗虫作物培育过程的有关基因工程知识抗虫作物培育过程的有关基因工程知识”的考查的考查,提提升升“综合运用所学知识解决自然界和社会生活中有关生物学问题综合运用所学知识解决自然界和社会生活中有关生物学问题”的能力。的能力。典例分

34、析典例分析 (20092009江苏卷江苏卷,34,34)苏云金杆菌苏云金杆菌(Bt)(Bt)能产生具有杀能产生具有杀 虫 能 力 的 毒 素 蛋 白。下 图 是 转虫 能 力 的 毒 素 蛋 白。下 图 是 转B tB t 毒 素 蛋 白 基 因 植毒 素 蛋 白 基 因 植 物 的 培 育 过 程 示 意 图物 的 培 育 过 程 示 意 图(a m p(a m pr r为 抗 氨 苄 青 霉 素 基 因为 抗 氨 苄 青 霉 素 基 因),),据图回答下列问题。据图回答下列问题。第三十三页，讲稿共六十六页哦第三十四页，讲稿共六十六页哦 (1)(1)将图中的将图中的DNADNA用用HinHi

35、ndd、BamBamHH完全酶切后完全酶切后,反应管中有反应管中有 种种DNADNA片段。片段。(2)(2)图中表示图中表示HinHindd与与BamBamHH酶切、酶切、DNADNA连接酶连接酶 连接的过程连接的过程,此过程可获得此过程可获得 种重组质粒种重组质粒;如果换用如果换用BstBst与与BamBamHH酶切酶切,目的基因与质粒连目的基因与质粒连 接后可获得接后可获得 种重组质粒。种重组质粒。(3)(3)目的基因插 入 质 粒 后目的基因插 入 质 粒 后,不 能 影 响 质 粒 的不 能 影 响 质 粒 的 。(4)(4)图中的图中的TiTi质粒调控合成的质粒调控合成的virvir

36、蛋白蛋白,可以协助可以协助 带有目的基因的带有目的基因的T-DNAT-DNA导 入 植 物 细 胞导 入 植 物 细 胞,并 防 止 植 物并 防 止 植 物 细胞中细胞中 对对T-DNAT-DNA的降解。的降解。第三十五页，讲稿共六十六页哦 (5)(5)已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠 上 皮 细 胞 表 面 的 特 异 受 体上 皮 细 胞 表 面 的 特 异 受 体,使 细 胞 膜 穿 孔使 细 胞 膜 穿 孔,肠 细 胞肠 细 胞 裂 解裂 解,昆 虫 死 亡。而 该 毒 素 蛋 白 对 人 类 的 风 险 相 对昆 虫 死 亡。而 该

37、毒 素 蛋 白 对 人 类 的 风 险 相 对 较小较小,原因是人类肠上皮细胞原因是人类肠上皮细胞 。(6)(6)生 产 上 常 将 上 述 转 基 因 作 物 与 非 转 基 因 作 物 混生 产 上 常 将 上 述 转 基 因 作 物 与 非 转 基 因 作 物 混 合播种合播种,其目的是降低害虫种群中的其目的是降低害虫种群中的 基基 因频率的增长速率。因频率的增长速率。第三十六页，讲稿共六十六页哦 解析解析 本题重点考查转基因技术的相关知识本题重点考查转基因技术的相关知识,需特需特 别注意基因工程的步骤、别注意基因工程的步骤、DNADNA的复制、基因工程的的复制、基因工程的 操作工具等知

38、识。本题需特别注意图示过程操作工具等知识。本题需特别注意图示过程,从中从中 获取有效信息获取有效信息,然后结合课本知识即可正确解答。然后结合课本知识即可正确解答。答案答案 (1)4 (2)2 1 (3)(1)4 (2)2 1 (3)复制复制 (4)DNA(4)DNA水解酶水解酶 (5)(5)表面无相应的特异性受体表面无相应的特异性受体 (6)(6)抗性抗性第三十七页，讲稿共六十六页哦定时检测定时检测组题说明组题说明特别推荐特别推荐 综合应用题综合应用题1 1、3 3；知识拓展提升；知识拓展提升 题题2 2、6 6、8 8。考点考点题号题号基因工程的工具基因工程的工具1 18 8基因工程的步骤基

39、因工程的步骤第三十八页，讲稿共六十六页哦1.(1.(20092009福建理综福建理综,32,32)转基因抗病香蕉的培育过程转基因抗病香蕉的培育过程 如图所示。质粒上有如图所示。质粒上有PstPst、SmaSma、EcoEcoRR、ApaApa 等四种限制酶切割位点。请回答等四种限制酶切割位点。请回答:(1)(1)构 建 含 抗 病 基 因 的 表 达 载 体构 建 含 抗 病 基 因 的 表 达 载 体A A 时时,应 选 用 限 制 酶应 选 用 限 制 酶 ,对对 进行切割。进行切割。(2)(2)培 养 基 中 的 卡 那 霉 素 会 抑 制 香 蕉 愈 伤 组 织 细 胞培 养 基 中

40、的 卡 那 霉 素 会 抑 制 香 蕉 愈 伤 组 织 细 胞 的 生 长的 生 长,欲 利 用 该 培 养 基 筛 选 已 导 入 抗 病 基 因 的 香欲 利 用 该 培 养 基 筛 选 已 导 入 抗 病 基 因 的 香 蕉细胞蕉细胞,应使基因表达载体应使基因表达载体A A中含有中含有 ,作为标记基因。作为标记基因。第三十九页，讲稿共六十六页哦 (3)(3)香蕉组织细胞具有香蕉组织细胞具有 ,因此因此,可 以 利 用 组 织 培 养 技 术 将 导 入 抗 病 基 因 的 香 蕉 组可 以 利 用 组 织 培 养 技 术 将 导 入 抗 病 基 因 的 香 蕉 组 织细胞培育成植株。图中

41、、依次表示组织培织细胞培育成植株。图中、依次表示组织培 养过程中香蕉组织细胞的养过程中香蕉组织细胞的 。解析解析 本题考查基因工程的有关知识。本题考查基因工程的有关知识。(1)(1)从图可从图可 看出看出,只有只有PstPst、EcoEcoRR两种酶能保持抗病基因结两种酶能保持抗病基因结 构的完整性构的完整性,所以构建含抗病基因的表达载体所以构建含抗病基因的表达载体A A时时,应选用限制酶应选用限制酶PstPst、EcoEcoRR两种酶两种酶,对抗病基因的对抗病基因的 DNADNA和质粒进行切割。和质粒进行切割。(2)(2)卡 那 霉 素 能 抑 制 香 蕉 愈 伤 组 织 细 胞 的 生 长

42、卡 那 霉 素 能 抑 制 香 蕉 愈 伤 组 织 细 胞 的 生 长,欲欲 利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应应第四十页，讲稿共六十六页哦 使 基 因 表 达 载 体使 基 因 表 达 载 体 A A 中 含 有 抗 卡 那 霉 素 基 因中 含 有 抗 卡 那 霉 素 基 因,以 此 作以 此 作 为标记基因。为标记基因。(3)(3)香蕉组织细胞具有全能性香蕉组织细胞具有全能性,因此因此,可以利用组织可以利用组织 培 养 技 术 将 导 入 抗 病 基 因 的 香 蕉 组 织 细 胞 培 育 成培 养 技 术 将 导 入 抗 病 基 因 的

43、 香 蕉 组 织 细 胞 培 育 成 植 株。图 中 、依 次 表 示 组 织 培 养 过 程 中 香 蕉植 株。图 中 、依 次 表 示 组 织 培 养 过 程 中 香 蕉 组织细胞的脱分化和再分化。组织细胞的脱分化和再分化。答案答案 (1)(1)PstPst、EcoEcoR R 含抗病基因的含抗病基因的DNADNA、质粒质粒 (2)(2)抗卡那霉素基因抗卡那霉素基因 (3)(3)全能性全能性 脱分化、再分化脱分化、再分化第四十一页，讲稿共六十六页哦2.(2.(20082008江苏卷江苏卷,32,32)将动物致病菌的抗原基因导入将动物致病菌的抗原基因导入 马铃薯制成植物疫苗马铃薯制成植物疫苗

44、,饲喂转基因马铃薯可使动物饲喂转基因马铃薯可使动物 获 得 免 疫 力。以 下 是 与 植 物 疫 苗 制 备 过 程 相 关 的获 得 免 疫 力。以 下 是 与 植 物 疫 苗 制 备 过 程 相 关 的 图和表。图和表。第四十二页，讲稿共六十六页哦 表表1 1 引物对序列表引物对序列表引物对引物对A AP1 AACTGAAATGTAGCTATCP1 AACTGAAATGTAGCTATCP2 TTAAGTCCATTACTCTAGP2 TTAAGTCCATTACTCTAG引物对引物对B BS1 GTCCGACTAGTGGCTGTGS1 GTCCGACTAGTGGCTGTGS2 AGCTGGC

45、GTTTAGCCTCGS2 AGCTGGCGTTTAGCCTCG第四十三页，讲稿共六十六页哦 请根据以上图表回答下列问题请根据以上图表回答下列问题:(1)(1)在采用常规在采用常规PCRPCR方法扩增目的基因的过程中方法扩增目的基因的过程中,使使 用的用的DNADNA聚 合 酶 不 同 于 一 般 生 物 体 内 的聚 合 酶 不 同 于 一 般 生 物 体 内 的DNADNA聚合酶聚合酶,其最主要的特点是其最主要的特点是 。(2)PCR(2)PCR过程中退火过程中退火(复性复性)温度必须 根据 引 物 的 碱温度必须 根据 引 物 的 碱 基 数 量 和 种 类 来 设 定。表基 数 量 和

46、 种 类 来 设 定。表1 1 为 根 据 模 板 设 计 的 两 对为 根 据 模 板 设 计 的 两 对 引物序列引物序列,图图 2 2为 引 物 对 与 模 板 结 合 示 意 图。请 判为 引 物 对 与 模 板 结 合 示 意 图。请 判 断哪一对引物可采用较高的退火温度？断哪一对引物可采用较高的退火温度？。限制酶限制酶Alu Alu I IEco Eco R IR IPst Pst I ISmaSma I I切割切割位点位点AGCTAGCTTCGATCGAGAATTCGAATTCCTTAAGCTTAAGCTGCAGCTGCAGGACGTCGACGTCCCCGGGCCCGGGGGGC

47、CCGGGCCC第四十四页，讲稿共六十六页哦 (3)(3)图图1 1步骤所用的步骤所用的DNADNA连接酶对所连接的连接酶对所连接的DNADNA两两 端的碱基序列是否有专一性要求？端的碱基序列是否有专一性要求？。(4)(4)为 将 外 源 基 因 转 入 马 铃 薯，图为 将 外 源 基 因 转 入 马 铃 薯，图1 1步 骤 转 基 因步 骤 转 基 因 所用的细菌所用的细菌B B通常为通常为 。(5)(5)对 符 合 设 计 要 求 的 重 组 质 粒对 符 合 设 计 要 求 的 重 组 质 粒T T进 行 酶 切。假 设进 行 酶 切。假 设 所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图所

48、用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1 1中中 标 示 的 酶 切 位 点 和 表标 示 的 酶 切 位 点 和 表2 2所 列 的 识 别 序 列，对 以 下 酶所 列 的 识 别 序 列，对 以 下 酶 切结果作出判断。切结果作出判断。采用采用EcoEcoR R I I和和Pst Pst I I酶切酶切,得到得到 种种DNADNA片断。片断。采用采用EcoEcoR R I I和和Sma Sma I I酶切酶切,得到得到 种种DNADNA片断。片断。第四十五页，讲稿共六十六页哦 解析解析 (1)PCR(1)PCR技术中需通过高温使技术中需通过高温使DNADNA解旋解旋,故所故所 用用D N

49、 AD N A 聚 合 酶 的 耐 热 性 必 须 要 好。聚 合 酶 的 耐 热 性 必 须 要 好。(2)(2)退 火 温 度 与退 火 温 度 与 时 间时 间,取 决 于 引 物 的 长 度、碱 基 组 成 及 其 浓 度取 决 于 引 物 的 长 度、碱 基 组 成 及 其 浓 度,还还 有靶基因序列的长度。含有有靶基因序列的长度。含有(G+C)(G+C)多的引物多的引物,可采可采 用相对较高的退火温度。用相对较高的退火温度。(3)D N A(3)D N A 聚 合 酶 与 限 制 酶聚 合 酶 与 限 制 酶 不同不同,从将从将DNADNA由由5 5端点开始复制到端点开始复制到3

50、3端的酶端的酶,不具不具 有特异性。有特异性。(4)(4)农 杆 菌 的 细 胞 中 有 一 段农 杆 菌 的 细 胞 中 有 一 段T-DNA,T-DNA,农 杆农 杆 菌 通 过 侵 染 植 物 伤 口 进 入 细 胞 后菌 通 过 侵 染 植 物 伤 口 进 入 细 胞 后,可将可将T-D N AT-D N A 插 入插 入 到 植 物 基 因 中到 植 物 基 因 中,因 此因 此,农 杆 菌 是 一 种 天 然 的 植 物 遗农 杆 菌 是 一 种 天 然 的 植 物 遗 传 转 化 体 系传 转 化 体 系,常 用 作 植 物 转 基 因 工 程 中 的 载 体。常 用 作 植 物