（山东专用）高考生物一轮复习 第十单元 生物技术与工程 第35讲 基因工程（Ⅱ）基因工程的原理与应用课件-人教版高三全册生物课件.ppt

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1、第第35讲讲基因工程基因工程()基因工程的原理与应用基因工程的原理与应用生物技术与工程生物技术与工程（选择性必修（选择性必修3 3）第十单元第十单元等级考等级考(2017级级)课标要求课标要求内容标准内容标准活动要求活动要求1简述基因工程的诞生。简述基因工程的诞生。2简述基因工程的原理及技术。简述基因工程的原理及技术。3举例说出基因工程的应用。举例说出基因工程的应用。4简述蛋白质工程。简述蛋白质工程。1基因工程的概念基因工程的概念(1)供体：提供供体：提供_。(2)操作环境：操作环境：_。(3)操作水平：操作水平：_水平。水平。(4)原理：原理：_。(5)受体：表达目的基因。受体：表达目的基因

2、。(6)本质：性状在本质：性状在_体内的表达。体内的表达。(7)优点：克服优点：克服_的障碍，定向改造生物的的障碍，定向改造生物的_。考点一基因工程的基本工具考点一基因工程的基本工具目的基因目的基因体外体外分子分子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遗传性状遗传性状2基因工程的诞生基因工程的诞生(1)20世纪中叶，基础理论取得了重大突破世纪中叶，基础理论取得了重大突破DNA是遗传物质的证明是遗传物质的证明1944年年，艾艾弗弗里里等等人人通通过过不不同同类类型型肺肺炎炎双双球球菌菌的的转转化化实实验验，不不仅仅证证明明了了_ _，还证明了，还证明了_。DNA双螺旋结构和中心法则

3、的确立双螺旋结构和中心法则的确立1953年，沃森和克里克建立了年，沃森和克里克建立了_模型。模型。1958年年，梅梅塞塞尔尔松松和和斯斯塔塔尔尔用用实实验验证证明明_。随随后后不不久久确确立立的的中心法则，解开了中心法则，解开了DNA复制、转录和翻译过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向。复制、转录和翻译过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向。生物生物 的遗传物质是的遗传物质是DNA DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体可以从一种生物个体转移到另一种生物个体 DNA双螺旋结构双螺旋结构 DNA的半保留复制的半保留复制 遗传密码的破译遗传密码的破译1963年，尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密

4、码。年，尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码。1966年年，霍霍拉拉纳纳用用实实验验证证实实了了尼尼伦伦伯伯格格提提出出的的遗遗传传密密码码的的存存在在。这这些些成成果果不不仅仅使使人人们们认认识识到到，自自然然界界中中从从微微生生物物到到人人类类共共用用一一套套_，而而且且为为基基因因的的分分离和合成等提供了理论依据。离和合成等提供了理论依据。(2)技术发明使基因工程的实施成为可能技术发明使基因工程的实施成为可能基因转移载体的发现基因转移载体的发现1967年年，罗罗思思和和赫赫林林斯斯基基发发现现细细菌菌拟拟核核DNA之之外外的的质质粒粒有有_能能力力，并可以在并可以在_间转移，这一发现为

5、基因转移找到了一种运载工具。间转移，这一发现为基因转移找到了一种运载工具。遗传密码遗传密码 自我复制自我复制 细菌细胞细菌细胞 工具酶的发现工具酶的发现1970年年，阿阿尔尔伯伯、内内森森斯斯，史史密密斯斯在在细细菌菌中中发发现现了了第第一一个个限限制制性性内内切切酶酶(简简称称限限制制酶酶)后后，20世世纪纪70年年代代初初相相继继发发现现了了多多种种限限制制酶酶和和连连接接酶酶，以以及及逆逆转转录录酶酶，这这些些发发现为现为DNA的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。DNA合成和测序技术的发明合成和测序技术的发明自自1965年年，桑桑格格发发明

6、明氨氨基基酸酸序序列列分分析析技技术术后后，1977年年，科科学学家家又又发发明明了了DNA序序列列分分析析的的方方法法，为为基基因因序序列列图图的的绘绘制制提提供供了了可可能能，之之后后，DNA合合成成仪仪的的问问世世又又为为_、_和和_的获得提供了方便。的获得提供了方便。引物引物 探针探针 小分子量小分子量DNA基因基因 DNA体外重组的实现体外重组的实现1972年年伯伯格格首首先先在在体体外外进进行行了了DNA改改造造的的研研究究，成成功功地地构构建建了了第第一一个个体体外外重重组组DNA分子。分子。重组重组DNA表达实验的成功表达实验的成功1973年年，博博耶耶和和科科恩恩选选用用仅仅

7、含含单单一一EcoRI酶酶切切位位点点的的载载体体质质粒粒pSC101，使使之之与与非非洲洲爪爪蟾蟾核核糖糖体体蛋蛋白白基基因因的的DNA片片段段重重组组。重重组组的的DNA转转入入大大肠肠杆杆菌菌DNA中中，转转录录出出相相应应的的mRNA。这这个个实实验验证证明明了了a._，b._，c._ _。至此，基因工程正式问世。至此，基因工程正式问世。质粒不仅可以作为基因工程的载体质粒不仅可以作为基因工程的载体 重组重组DNA还可以进入受体细胞还可以进入受体细胞 外源基因可以在原核细胞中成功表达，外源基因可以在原核细胞中成功表达，并实现物种之间的基因交流并实现物种之间的基因交流 第一例转基因动物问世

8、第一例转基因动物问世1980年年，科科学学家家首首次次通通过过_培培育育出出世世界界上上第第一一个个转转基基因因小小鼠鼠。1983年年，科科学学家家又又采采用用_法法，培培育育出出世世界界上上第第一一例例转转基基因因烟烟草草。此此后后，基因工程进入了迅速发展阶段。基因工程进入了迅速发展阶段。PCR技术的发明技术的发明基基因因工工程程问问世世后后，1988年年由由穆穆里里斯斯发发明明的的PCR技技术术，使使基基因因工工程程技技术术得得到到了了进进一步发展和完善。一步发展和完善。显微注射显微注射 农杆菌转化农杆菌转化 3基因工程的操作工具基因工程的操作工具(1)限制酶限制酶原核原核特定的核苷酸序列

9、特定的核苷酸序列磷酸二酯键磷酸二酯键黏性末端黏性末端(2)DNA连接酶连接酶作用：将限制酶切割下来的作用：将限制酶切割下来的DNA片段片段_。类型类型常用常用类类型型Ecoli DNA连连接接酶酶T4 DNA连连接接酶酶来源来源_T4噬菌体噬菌体功能功能只只缝缝合合_缝缝合合_结结果果恢复被限制恢复被限制酶酶切开的两个核苷酸之切开的两个核苷酸之间间的的_拼接成拼接成DNA分子分子大肠杆菌大肠杆菌黏性末端黏性末端黏性末端和平末端黏性末端和平末端磷酸二酯键磷酸二酯键 DNA连连接接酶酶和限制和限制酶酶的关系的关系双链环状双链环状DNA分子分子限制酶切割位点限制酶切割位点标记基因标记基因动植物病毒动

10、植物病毒受体细胞受体细胞 归纳整合归纳整合 1限制酶的特点与使用限制酶的特点与使用(1)限限制制酶酶具具有有特特异异性性，即即一一种种限限制制酶酶只只能能识识别别特特定定的的核核苷苷酸酸序序列列，并并在在特特定定的的位位点点上上进进行行切切割割；限限制制酶酶不不切切割割自自身身DNA的的原原因因是是原原核核生生物物DNA分分子子中中不不存存在在该该酶酶的识别序列或识别序列已经被修饰。的识别序列或识别序列已经被修饰。(2)在在获获取取目目的的基基因因和和切切割割载载体体时时通通常常用用同同一一种种限限制制酶酶，以以获获得得相相同同的的黏黏性性末末端端。但但如如果果用用两两种种不不同同限限制制酶酶

11、切切割割后后形形成成的的黏黏性性末末端端相相同同，在在DNA连连接接酶酶的的作作用用下下目目的的基因与载体也可以连接起来。基因与载体也可以连接起来。(3)为为了了防防止止载载体体或或目目的的基基因因的的黏黏性性末末端端自自己己连连接接即即所所谓谓“环环化化”可可用用不不同同的的限限制制酶酶分分别别处处理理含含目目的的基基因因的的DNA和和载载体体，使使目目的的基基因因两两侧侧及及载载体体上上各各自自具具有有两两个个不不同的黏性末端。同的黏性末端。2与与DNA相关的五种酶的比较相关的五种酶的比较名称名称作用部位作用部位作用作用结结果果限制限制酶酶磷酸二磷酸二酯键酯键将将DNA切成两个片段切成两个

12、片段DNA连连接接酶酶磷酸二磷酸二酯键酯键将两个将两个DNA片段片段连连接接为为一个一个DNA分子分子DNA聚合聚合酶酶磷酸二磷酸二酯键酯键将将单单个脱氧核苷酸依次个脱氧核苷酸依次连连接到接到单链单链末端末端DNA(水解水解)酶酶磷酸二磷酸二酯键酯键将将DNA片段水解片段水解为单为单个脱氧核苷酸个脱氧核苷酸解旋解旋酶酶碱基碱基对对之之间间的的氢键氢键将双将双链链DNA分子局部解旋分子局部解旋为单链为单链，形成，形成两条两条长链长链3全面理解基因工程中的载体全面理解基因工程中的载体(1)应具备的条件：应具备的条件：能在受体细胞中复制并稳定保存，可使目的基因稳定存在且数量可扩大。能在受体细胞中复制

13、并稳定保存，可使目的基因稳定存在且数量可扩大。具有一个至多个限制酶切点，可供外源具有一个至多个限制酶切点，可供外源DNA片段插入。片段插入。具有标记基因，可供重组具有标记基因，可供重组DNA的鉴定和选择。的鉴定和选择。(2)与与膜膜载载体体的的区区别别：基基因因工工程程中中的的载载体体是是DNA分分子子，能能将将目目的的基基因因导导入入受受体体细细胞胞内内，并并利利用用它它在在宿宿主主细细胞胞内内对对目目的的基基因因进进行行大大量量复复制制；膜膜载载体体是是蛋蛋白白质质，与与细细胞胞膜的通透性有关。膜的通透性有关。思维探究思维探究 据两种限制酶的作用图示思考相关问题：据两种限制酶的作用图示思考

14、相关问题：(1)已已知知限限制制酶酶EcoR和和Sma识识别别的的碱碱基基序序列列和和酶酶切切位位点点分分别别为为GAATTC和和CCCGGG，在在图图中中画画出出两两种种限限制制酶酶切切割割DNA后后产产生生的的末末端端并并写写出出末末端端的种类。的种类。提示：提示：(2)图图和和产出的末端类型有什么不同？产出的末端类型有什么不同？提示：提示：产生的是黏性末端；产生的是黏性末端；产生的是平末端。产生的是平末端。(3)EcoR限限制制酶酶和和Sma限限制制酶酶识识别别的的碱碱基基序序列列不不同同，切切割割位位点点不不同同，说说明明限限制酶具有怎样的特性？制酶具有怎样的特性？提示：提示：专一性。

15、专一性。教材深挖教材深挖 教教材材选选修修3 P4“寻寻根根问问底底”：根根据据你你所所掌掌握握的的知知识识，你你能能分分析析出出限限制制酶酶存存在在于于原原核生物中的作用是什么吗？核生物中的作用是什么吗？提提示示：限限制制酶酶就就是是细细菌菌的的一一种种防防御御性性工工具具，当当外外源源DNA侵侵入入时时，会会利利用用限限制制酶酶将将外外源源DNA切切割割掉掉，以以保保证证自自身身的的安安全全。所所以以，限限制制酶酶在在原原核核生生物物中中主主要要起起到到切切割割外源外源DNA、使之失效，从而达到保护自身的目的。、使之失效，从而达到保护自身的目的。命题点一限制性核酸内切酶和命题点一限制性核酸

16、内切酶和DNA连接酶的作用连接酶的作用1(2019甘甘肃肃兰兰州州期期末末考考试试)1972年年伯伯格格首首先先在在体体外外进进行行了了DNA改改造造的的研研究究，成功地构建了第一个体外重组成功地构建了第一个体外重组DNA分子，下列相关叙述正确的是分子，下列相关叙述正确的是()A不同的不同的DNA分子必须用同一种限制酶切割，才能产生相同的黏性末端分子必须用同一种限制酶切割，才能产生相同的黏性末端BDNA连连接接酶酶、DNA聚聚合合酶酶、RNA聚聚合合酶酶和和逆逆转转录录酶酶都都能能催催化化形形成成磷磷酸酸二二酯酯键键C当当限限制制酶酶在在它它识识别别序序列列的的中中心心轴轴线线两两侧侧将将DN

17、A的的两两条条链链分分别别切切开开时时，产产生生的是平末端的是平末端D限制酶和限制酶和DNA连接酶的作用部位不同连接酶的作用部位不同B 解解析析有有些些限限制制酶酶的的识识别别序序列列不不同同但但可可以以产产生生相相同同的的黏黏性性末末端端，A A错错误误；DNADNA连连接接酶酶、DNADNA聚聚合合酶酶、RNARNA聚聚合合酶酶和和逆逆转转录录酶酶都都能能催催化化形形成成磷磷酸酸二二酯酯键键，B B正正确确；当当限限制制酶酶在在它它识识别别序序列列的的中中心心轴轴线线两两侧侧将将DNADNA的的两两条条链链分分别别切切开开时时，产产生生的的是是黏黏性性末端，末端，C C错误；限制酶和错误；

18、限制酶和DNADNA连接酶的作用部位相同，都是磷酸二酯键，连接酶的作用部位相同，都是磷酸二酯键，D D错误。错误。2(2016全全国国卷卷，T40)图图(a)中中的的三三个个DNA片片段段上上依依次次表表示示出出了了EcoR、BamH和和Sau3A三三种种限限制制性性内内切切酶酶的的识识别别序序列列与与切切割割位位点点，图图(b)为为某某种种表表达达载载体的示意图体的示意图(载体上的载体上的EcoR、Sau3A的切点是唯一的的切点是唯一的)。图图(a)图图(b)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)经经BamH 酶酶切切后后得得到到的的目目的的基基因

19、因可可以以与与上上述述表表达达载载体体被被_酶酶切切后后的产物连接，理由是的产物连接，理由是_。(2)若若某某人人利利用用图图(b)所所示示的的表表达达载载体体获获得得了了甲甲、乙乙、丙丙三三种种含含有有目目的的基基因因的的重重组组子子，如如图图(c)所所示示。这这三三种种重重组组子子中中，不不能能在在宿宿主主细细胞胞中中表表达达目目的的基基因因产产物物的的有有_，不不能能表表达达的的原原因因是是_ _。Sau3A 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端 甲和丙甲和丙 甲甲中中目目的的基基因因插插入入在在启启动动子子的的上上游游，丙丙中中目目的的基基因

20、因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录(其他合理答案也可其他合理答案也可)(3)DNA连连接接酶酶是是将将两两个个DNA片片段段连连接接起起来来的的酶酶，常常见见的的有有_和和_，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是_。E.coli DNA连连接接酶酶 图图(c)T4DNA连接酶连接酶 T4DNA连连接接酶酶 3(2019四四川川乐乐山山一一模模)为为了了解解基基因因结结构构，通通常常选选取取一一特特定定长长度度的的线线性性DNA分分子子，先先用用一一种种限限制制酶酶切切割割，通通过过电电泳泳技技

21、术术将将单单酶酶水水解解片片段段分分离离，计计算算相相对对大大小小；然然后后再再用用另另一种酶对单酶水解片段进行降解，分析片段大小。下表是某小组进行的相关实验。一种酶对单酶水解片段进行降解，分析片段大小。下表是某小组进行的相关实验。已知第已知第一一线线性性DNA序序列共有列共有5000bp(bp为为碱碱基基对对)第一步水解第一步水解产产物物(单单位位bp)第二步水解第二步水解产产物物(单单位位bp)A酶酶切割切割3 500将第一步水解将第一步水解产产物分离物分离后，分后，分别别用用B酶酶切割切割1500 20001 0001 000500500B酶酶切割切割2 000将第一步水解将第一步水解产

22、产物分离物分离后，分后，分别别用用A酶酶切割切割500 15003 0002000 1000经经A酶酶和和B酶酶同同时时切割切割2000 1500 1000 500(1)该该实实验验中中体体现现出出限限制制酶酶的的作作用用特特点点是是_ _。(2)由由实实验验可可知知，在在这这段段已已知知序序列列上上，A酶酶与与B酶酶的的识识别别序序列列分分别别为为_个个和和_个。个。(3)根据表中数据，请在下图中用箭头标出相应限制酶的酶切位点。根据表中数据，请在下图中用箭头标出相应限制酶的酶切位点。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序列，且在特定的位点切割酸序列，且在特定的位

23、点切割 21 磷酸二酯键磷酸二酯键(1)质质粒粒载载体体作作为为基基因因工工程程的的工工具具，应应具具备备的的基基本本条条件件有有_ _(答答出出两两点点即即可可)，而而作作为为基基因因表表达达载载体体，除除满满足足上上述述基基本本条条件件外外，还需具有启动子和终止子。还需具有启动子和终止子。(2)如如果果用用含含有有氨氨苄苄青青霉霉素素的的培培养养基基进进行行筛筛选选，在在上上述述四四种种大大肠肠杆杆菌菌细细胞胞中中，未未被被转转化化的的和和仅仅含含环环状状目目的的基基因因的的细细胞胞是是不不能能区区分分的的，其其原原因因是是_ _；并并 且且 _和和_的的细细胞胞也也是是不不能能区区分分的

24、的，其其原原因因是是_。在在上上述述筛筛选选的的基基础础上上，若若要要筛筛选选含含有有插插入入了了目目的的基基因因的的重重组组质质粒粒的的大大肠肠杆杆菌菌单单菌菌落落，还还需需使用含有使用含有_的固体培养基。的固体培养基。(3)基基因因工工程程中中，某某些些噬噬菌菌体体经经改改造造后后可可以以作作为为载载体体，其其DNA复复制制所所需需的的原原料料来来自于自于_。能自我复制、能自我复制、具有标记基因具有标记基因 二二者者均均不不含含有有氨氨苄苄青霉素抗性基因，在青霉素抗性基因，在该该培养基上均不生培养基上均不生长长 含有质粒载体含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒含有插入了目的基因的重组

25、质粒(或答含有重组质粒或答含有重组质粒)二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素四环素受体细胞受体细胞 解解析析质质粒粒作作为为载载体体，应应具具备备的的基基本本条条件件有有：有有一一个个至至多多个个限限制制酶酶切切割割位位点点，供供外外源源DNA片片段段(基基因因)插插入入其其中中；在在受受体体细细胞胞中中能能自自我我复复制制，或或能能整整合合到到染染色色体体DNA上上，随随染染色色体体DNA进进行行同同步步复复制制；有有特特殊殊的的标标记记基基因因，供供重重组组DNA的的鉴鉴定定和和选选择择等等等等。(2)在在培培养养基基

26、中中加加入入氨氨苄苄青青霉霉素素进进行行筛筛选选，其其中中未未被被转转化化的的大大肠肠杆杆菌菌和和仅仅含含环环状状目目的的基基因因的的大大肠肠杆杆菌菌，因因不不含含氨氨苄苄青青霉霉素素抗抗性性基基因因而而都都不不能能在在此此培培养养基基上上存存活活，二二者者不不能能区区分分。含含有有质质粒粒载载体体的的大大肠肠杆杆菌菌和和含含有有插插入入了了目目的的基基因因的的重重组组质质粒粒的的大大肠肠杆杆菌菌中中都都含含有有氨氨苄苄青青霉霉素素抗抗性性基基因因，都都能能在在此此培培养养基基上上存存活活，二二者者也也不不能能区区分分。若若要要将将含含有有插插入入了了目目的的基基因因的的重重组组质质粒粒的的大

27、大肠肠杆杆菌菌进进一一步步筛筛选选出出来来，还还需需要要使使用用含含有有四四环环素素的的固固体体培培养养基基。(3)某某些些噬噬菌菌体体经经改改造造后后作作为为载载体体，导导入入受受体体细细胞胞后后，其其DNA复制所需的原料来自于受体细胞。复制所需的原料来自于受体细胞。5(2019福福建建三三明明市市段段考考)基基因因工工程程中中最最常常用用的的运运载载体体是是质质粒粒，作作为为运运载载体体，需需有有标标记记基基因因，如如抗抗青青霉霉素素基基因因、抗抗四四环环素素基基因因等等。现现欲欲鉴鉴别别某某种种细细菌菌质质粒粒抗抗药药性性基因的类别，设计如下实验：基因的类别，设计如下实验：材材料料用用具

28、具：青青霉霉素素、四四环环素素的的10万万单单位位溶溶液液，菌菌种种试试管管，已已经经灭灭菌菌的的含含细细菌菌培培养基的培养皿，酒精灯，接种环，一次性注射器，蒸馏水，恒温箱。养基的培养皿，酒精灯，接种环，一次性注射器，蒸馏水，恒温箱。方法步骤：方法步骤：第第一一步步：取取3个个含含细细菌菌培培养养基基的的培培养养皿皿并并分分别别标标上上1、2、3号号，在在酒酒精精灯灯旁旁，用用3只只注注射射器器分分别别注注入入1mL蒸蒸馏馏水水、青青霉霉素素溶溶液液、四四环环素素溶溶液液，并并使使之之分分布布在在整整个个培培养基表面；养基表面；第第二二步步：将将接接种种环环放放在在酒酒精精灯灯的的火火焰焰_(

29、填填“上上”或或“旁旁”)灼灼烧烧，并并在在酒酒精灯的火焰精灯的火焰_(填填“上上”或或“旁旁”)取菌种，对取菌种，对3个培养皿分别接种；个培养皿分别接种；第三步：将接种后的第三步：将接种后的3个培养皿放入个培养皿放入37恒温箱中培养恒温箱中培养24h。上上旁旁请对结果进行预测：请对结果进行预测：若若 _号号培培养养基基中中细细菌菌存存活活，说说明明该该细细菌菌质质粒粒上上有有两两种种抗抗性性基基因；因；若若 1号号 培培 养养 基基 中中 细细 菌菌 存存 活活，2、3号号 培培 养养 基基 中中 没没 有有 细细 菌菌 存存 活活，说说 明明 _；_ _；_ _。1、2、3 该细菌质粒上两

30、种抗性基因都没有该细菌质粒上两种抗性基因都没有 1、2号号培培养养基基中中细细菌菌存存活活，3号号培培养养基基中中没没有有细细菌菌存存活活，说说明明该该细细菌菌质质粒粒上上有青霉素抗性基因有青霉素抗性基因 1、3号号培培养养基基中中细细菌菌存存活活，2号号培培养养基基中中没没有有细细菌菌存存活活，说说明明该该细细菌菌质质粒粒上上有四有四环环素抗性基因素抗性基因解解析析根根据据题题意意可可知知，本本实实验验的的目目的的是是鉴鉴别别某某种种细细菌菌质质粒粒抗抗药药性性基基因因的的类类别别，即即检检测测转转基基因因细细菌菌在在何何种种培培养养基基中中能能正正常常生生长长、繁繁殖殖；根根据据已已有有的

31、的步步骤骤安安排排，按按照照无无菌菌操操作作的的要要求求，第第二二步步中中应应将将接接种种环环放放在在酒酒精精灯灯的的火火焰焰上上灼灼烧烧，并并在在酒酒精精灯灯的的火火焰焰旁旁(无无菌菌区区)取取菌菌种种，对对3个个培培养养皿皿分分别别接接种种。若若基基因因工工程程中中构构建建完完成成的的目目的的细细菌菌中中含含有有某某种种抗抗生生素素抗抗性性基基因因(标标记记基基因因)，该该基基因因正正常常表表达达，则则会会赋赋予予该该工工程程菌菌抵抵抗抗此此抗抗生生素素的的能能力力，这这样样该该工工程程菌菌就就可可以以在在含含有有该该种种抗抗生生素素的的培培养养基基中中正正常常生生长长、繁繁殖殖，否否则则

32、工工程程菌菌不不能能在在含含有有该该抗抗生生素素的的培培养养基基生生存存；因因此此若若该该工工程程菌菌质质粒粒上上有有两两种种抗抗性性基基因因，则则细细菌菌可可在在1、2、3号号培培养养基基中中细细菌菌存存活活；若若该该工工程程菌菌质质粒粒上上两两种种抗抗性性基基因因都都没没有有，则则细细菌菌可可在在1号号培培养养基基中中细细菌菌存存活活，而而2、3号号培培养养基基中中没没有有细细菌菌存存活活；若若该该工工程程菌菌质质粒粒上上仅仅含含有有青青霉霉素素抗抗性性基基因因，则则细细菌菌能能在在1、2号号培培养养基基中中细细菌菌存存活活，而而在在3号号培培养养基基中中没没有有细细菌菌存存活活；若若该该

33、工工程程菌菌质质粒粒上上仅仅含含有有四四环环素素抗抗性性基基因因，则则细菌可在细菌可在1、3号培养基中细菌存活，而号培养基中细菌存活，而2号培养基中没有细菌存活。号培养基中没有细菌存活。1基本操作程序基本操作程序考点二基因工程的操作过程与应用考点二基因工程的操作过程与应用基因文库基因文库mRNA反转录反转录DNA合成仪合成仪RNA聚合酶聚合酶转录转录转录转录目的基因目的基因农杆菌转化法农杆菌转化法显微注射显微注射感受态细胞感受态细胞分子杂交技术分子杂交技术抗原抗体杂交抗原抗体杂交2基因工程的应用基因工程的应用(1)动动物物基基因因工工程程：用用于于提提高高动动物物_从从而而提提高高产产品品产产

34、量量；用用于于改改善善畜畜产品品质；用转基因动物生产产品品质；用转基因动物生产_；用转基因动物作器官移植的；用转基因动物作器官移植的_等。等。(2)植植物物基基因因工工程程：培培育育抗抗虫虫转转基基因因植植物物、抗抗病病转转基基因因植植物物和和_转转基基因因植植物；利用转基因改良植物的物；利用转基因改良植物的_。(3)比较基因治疗与基因诊断比较基因治疗与基因诊断生长速度生长速度原理原理操作操作过过程程进进展展基因治基因治疗疗 _利用利用_导导入有基因缺陷的入有基因缺陷的细细胞胞中，以表达出正常性状来治中，以表达出正常性状来治疗疗(疾病疾病)临临床床实验实验基因基因诊诊断断 _制作特定制作特定_

35、与病人与病人样样品品DNA混混合，分析合，分析杂杂交交带带情况情况临临床床应应用用药物药物供体供体抗逆抗逆品质品质基因表达基因表达正常基因正常基因碱基互补配对碱基互补配对DNA探针探针 归纳整合归纳整合 1几种获取目的基因方法的比较几种获取目的基因方法的比较方方法法从基因文从基因文库库中中获获取取人工合成人工合成从基因从基因组组文文库库中中获获取取从部分基因文从部分基因文库库，如，如cDNA文文库库中中获获取取化学合成法化学合成法逆逆转录转录法法过过程程供体供体细细胞中的胞中的DNA限制限制酶酶许许多多DNA片段片段插入插入载载体体导导入入受体菌群受体菌群(基因基因组组文文库库)分离分离目的基

36、因目的基因目的基因的目的基因的mRNA逆逆转录转录单链单链DNA合成合成双双链链DNA插入插入载载体体导导入入受体菌群受体菌群(cDNA文文库库)分离分离目的基因目的基因蛋白蛋白质质的氨基的氨基酸序列酸序列推推测测mRNA的核苷的核苷酸序列酸序列推推测测结结构基因的核构基因的核苷酸序列苷酸序列化学合成化学合成目的基因目的基因目的基因目的基因的的mRNA逆逆转录转录单链单链DNA合成合成双双链链DNA即目的即目的基因基因2基因工程操作程序中的基因工程操作程序中的“三、三、二、一三、三、二、一”(1)目的基因目的基因“三种获取方法三种获取方法”：从基因文库中获取从基因文库中获取(基因组文库、基因组

37、文库、cDNA文库文库)；利利用用PCR技技术术扩扩增增：其其实实质质是是在在体体外外对对目目的的基基因因进进行行大大量量复复制制。用用PCR仪仪控控制温度：变性制温度：变性(9095)复性复性(5560)延伸延伸(7075)；通通过过DNA合合成成仪仪用用化化学学方方法法人人工工合合成成(用用于于核核苷苷酸酸序序列列已已知知，且且核核苷苷酸酸数数目目较少的基因较少的基因)、利用、利用mRNA反转录法合成。反转录法合成。(2)将目的基因导入受体细胞的将目的基因导入受体细胞的“三种类型三种类型”：导入植物细胞导入植物细胞农杆菌转化法农杆菌转化法(花粉管通道法、基因枪法花粉管通道法、基因枪法)；导

38、入动物细胞导入动物细胞显微注射法显微注射法(导入受精卵导入受精卵)；导入微生物细胞导入微生物细胞转化法。转化法。(3)目的基因检测与鉴定的目的基因检测与鉴定的“两个水平两个水平”：(4)基因工程操作的基因工程操作的“一个核心一个核心”基因表达基因表达载载体的构建。体的构建。思维探究思维探究 据图分析抗虫棉的培育过程据图分析抗虫棉的培育过程(1)该该基基因因工工程程中中的的目目的的基基因因和和载载体体分分别别是是什什么么？一一般般情情况况下下，为为什什么么要要用用同同一一种限制酶处理目的基因和载体？种限制酶处理目的基因和载体？提提示示：目目的的基基因因是是Bt毒毒蛋蛋白白基基因因，载载体体是是T

39、i质质粒粒。用用同同一一种种限限制制酶酶处处理理目目的的基基因和载体，可以获得相同的黏性末端，便于构建基因表达载体。因和载体，可以获得相同的黏性末端，便于构建基因表达载体。(2)该该实实例例中中，采采用用何何种种方方法法导导入入目目的的基基因因？为为什什么么目目的的基基因因可可以以整整合合到到染染色色体体的的DNA上？上？提提示示：采采用用的的方方法法是是农农杆杆菌菌转转化化法法，由由于于Ti质质粒粒上上的的TDNA可可转转移移到到受受体体细细胞胞且且能能整整合合到到受受体体细细胞胞的的染染色色体体DNA上上，而而目目的的基基因因又又插插入入到到了了TDNA上上，所所以以目的基因可以整合到受体

40、细胞的染色体目的基因可以整合到受体细胞的染色体DNA上。上。(3)该实例中，检测目的基因是否成功表达的常见方法有哪两种？该实例中，检测目的基因是否成功表达的常见方法有哪两种？提示：提示：抗原抗原抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。教材深挖教材深挖 教教材材选选修修3P8“求求异异思思维维”：你你能能推推测测出出mRNA反反转转录录形形成成cRNA的的过过程程大大致致分分为哪些步骤吗？为哪些步骤吗？提提示示：第第1步步：mRNA在在反反转转录录酶酶的的作作用用下下形形成成RNADNA杂杂交交分分子子，第第2步步：在在核核酸酸酶酶的的作作用用下下将将RNADNA杂杂交交分分

41、子子中中的的RNA水水解解掉掉，形形成成RNA单单链链，第第3步步：以以RNA单链为模板，在单链为模板，在DNA聚合酶的作用下形成双链的聚合酶的作用下形成双链的DNA。命题点一基因工程操作程序的分析命题点一基因工程操作程序的分析1(2019安安徽徽合合肥肥一一中中期期末末考考试试)下下列列关关于于cDNA文文库库和和基基因因组组文文库库的的说说法法，不不正确的是正确的是()AcDNA文库中的文库中的DNA来源于来源于mRNA的逆转录过程的逆转录过程B如如果果某某种种生生物物的的cDNA文文库库中中的的某某个个基基因因与与该该生生物物的的基基因因组组文文库库中中的的某某个个基基因控制的性状相同，

42、则这两个基因的结构也完全相同因控制的性状相同，则这两个基因的结构也完全相同CcDNA文库中的基因都没有启动子文库中的基因都没有启动子D一种生物的一种生物的cDNA文库可以有许多种，但基因组文库只有一种文库可以有许多种，但基因组文库只有一种B解解析析cDNAcDNA是是指指以以mRNAmRNA为为模模板板，由由逆逆转转录录酶酶催催化化形形成成的的互互补补DNADNA，cDNAcDNA文文库库中中的的基基因因来来自自mRNAmRNA的的逆逆转转录录过过程程，A A正正确确；mRNAmRNA是是由由基基因因中中的的外外显显子子部部分分转转录录后后拼拼接接形形成成的的，因因此此cDNAcDNA文文库库

43、中中的的基基因因不不包包含含启启动动子子和和内内含含子子等等结结构构，与与该该生生物物的的基基因因组组文文库库中中对对应应的的基基因因结结构构不不同同，B B错错误误；cDNAcDNA文文库库中中的的基基因因都都没没有有启启动动子子，C C正正确确；由由于于cDNAcDNA文文库库中中只只含含有有某某种种生生物物的的部部分分基基因因，而而基基因因组组文文库库中中含含有有某某种种生生物物的的全全部部基基因因，因因此此一一种种生生物物的的cDNAcDNA文文库库可可能能有有多多种种，而而基基因因组组文文库库只只有有一一种种，D D正确。正确。2(2017全全国国卷卷，T38，节节选选)真真核核生生

44、物物基基因因中中通通常常有有内内含含子子，而而原原核核生生物物基基因因中中没没有有，原原核核生生物物没没有有真真核核生生物物所所具具有有的的切切除除内内含含子子对对应应的的RNA序序列列的的机机制制。已已知在人体中基因知在人体中基因A(有内含子有内含子)可以表达出某种特定蛋白可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白简称蛋白A)。回答下列问题：。回答下列问题：(1)某某同同学学从从人人的的基基因因组组文文库库中中获获得得了了基基因因A，以以大大肠肠杆杆菌菌作作为为受受体体细细胞胞却却未未得得到到蛋蛋白白A，其其原原因因是是_ _。基基因因A有有内内含含子子，在在大大肠肠杆杆菌菌中中，其其初初始始转转录录

45、产产物物中中与与内内含含子子对应对应的的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白序列不能被切除，无法表达出蛋白A(2)若若用用家家蚕蚕作作为为表表达达基基因因A的的受受体体，在在噬噬菌菌体体和和昆昆虫虫病病毒毒两两种种载载体体中中，不不选选用用_作为载体，其原因是作为载体，其原因是_。(3)若若要要高高效效地地获获得得蛋蛋白白A，可可选选用用大大肠肠杆杆菌菌作作为为受受体体。因因为为与与家家蚕蚕相相比比，大大肠肠杆菌具有杆菌具有_(答出两点即可答出两点即可)等优点。等优点。(4)若若要要检检测测基基因因A是是否否翻翻译译出出蛋蛋白白A，可可用用的的检检测测物物质质是是_(填填“蛋白蛋白A的基因的基

46、因”或或“蛋白蛋白A的抗体的抗体”)。(5)艾艾弗弗里里等等人人的的肺肺炎炎双双球球菌菌转转化化实实验验为为证证明明DNA是是遗遗传传物物质质做做出出了了重重要要贡贡献献，也也可可以以说说是是基基因因工工程程的的先先导导，如如果果说说他他们们的的工工作作为为基基因因工工程程理理论论的的建建立立提提供供了了启启示示，那么，这一启示是那么，这一启示是_。噬菌体噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕繁殖快、容易培养繁殖快、容易培养蛋白蛋白A的抗体的抗体DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体可以从一种生物个体转移到另一种生物个体解解析析人人是是真真核核生生物物，从从人

47、人的的基基因因组组文文库库中中获获得得的的基基因因A有有内内含含子子，而而受受体体细细胞胞大大肠肠杆杆菌菌是是原原核核生生物物，原原核核生生物物基基因因中中没没有有内内含含子子，相相应应的的就就没没有有切切除除内内含含子子对对应的应的RNA序列的机制，故无法表达出蛋白序列的机制，故无法表达出蛋白A。(2)噬噬菌菌体体是是专专一一性性侵侵染染细细菌菌的的病病毒毒，以以细细菌菌为为宿宿主主细细胞胞，而而昆昆虫虫病病毒毒侵侵染染的的是是昆虫，以昆虫为宿主细胞。家蚕属于昆虫，故应选用昆虫病毒作为载体。昆虫，以昆虫为宿主细胞。家蚕属于昆虫，故应选用昆虫病毒作为载体。(3)与与家家蚕蚕相相比比，大大肠肠杆

48、杆菌菌具具有有繁繁殖殖快快、容容易易培培养养等等优优点点，故故要要高高效效地地获获得得蛋蛋白白A，可选用大肠杆菌作为受体。，可选用大肠杆菌作为受体。(4)检测基因检测基因A是否翻译出蛋白是否翻译出蛋白A，可用抗原抗体杂交法。，可用抗原抗体杂交法。(5)艾艾弗弗里里等等人人的的肺肺炎炎双双球球菌菌转转化化实实验验中中，S型型细细菌菌的的DNA可可以以使使R型型细细菌菌发发生生转转化化，说说明明可可调调控控多多糖糖荚荚膜膜产产生生的的基基因因整整合合到到了了R型型细细菌菌的的DNA分分子子中中并并成成功功得得以以表表达达。也也就就是是说说DNA可可以以从从一一种种生生物物个个体体转转移移到到另另一

49、一种种生生物物个个体体并并进进行行表表达达，这这就就为基因工程理论的建立提供了启示。为基因工程理论的建立提供了启示。3(2019福福建建三三明明市市段段考考)绞绞股股蓝蓝细细胞胞中中含含有有抗抗烟烟草草花花叶叶病病毒毒(TMV)基基因因，可可以以合合成成一一种种抗抗TMV蛋蛋白白，叶叶片片对对TMV具具有有抗抗感感染染性性。烟烟草草是是重重要要的的经经济济作作物物，由由于于TMV的的感感染染会会导导致致大大幅幅度度减减产产。科科技技人人员员利利用用基基因因工工程程技技术术培培育育出出了了抗抗TMV的的烟草，主要流程如图所示。烟草，主要流程如图所示。(1)科科技技人人员员从从绞绞股股蓝蓝细细胞胞

50、中中提提取取抗抗TMV基基因因转转录录的的mRNA时时，提提取取液液中中需需添添加加_，防止，防止RNA的降解。的降解。(2)在在构构建建重重组组Ti质质粒粒时时，除除添添加加目目的的基基因因外外，为为了了使使目目的的基基因因能能表表达达，还还应应该该添加添加_和和_。(3)过过程程需需应应用用_技技术术，其其原原理理是是_。此此过过程程中培养基中加入卡那霉素的目的中培养基中加入卡那霉素的目的_。(4)过过程程可可采采取取_的的方方法法，检检测测植植株株是是否否合合成成了了抗抗TMV蛋蛋白白。在在个个体体水水平平的的鉴鉴定定过过程程中中，可可通通过过_的的方方法法来来确确定定植植株株是是否否具