1、基因工程 學案【考綱內容】1、基因工程的誕生 2、基因工程的原理及技術 3、基因工程的應用 4、蛋白質工程 【基礎學問梳理】一、基因工程的概念：依據人們的愿望，進行嚴格的設計，并通過_和_等技術，賜予生物以新的遺傳特性，從而制造出更符合人們需要的新的_和_。由于基因工程在_分子水平上進行設計和施工的，因此又叫做_。二、DNA重組技術的基本工具1、限制酶（全稱：_）（1）來源：主要從_中分別純化出來（2）特點：識別_分子的_，并且使每一條鏈中特定部位的_之間的_鍵斷開。（3）結果：產生黏性末端或平末端2、DNA連接酶（1）類型：依據酶的來源不同，可分為_和_，（2）作用：連接雙鏈DNA片段，恢復

2、被限制酶切開的兩個核苷酸之間的_。3、載體（1）種類：通常利用_作為載體，另外還有_、_等質粒的化學本質：_分子（2）特點：能_、有_、有_三、基因工程的基本操作程序1、_的獵取（1）目的基因： 編碼蛋白質的結構基因 。（2）獵取目的基因的方法：_、_、_。（3）PCR技術擴增目的基因原理：_過程：第一步：加熱至9095DNA_；其次步：冷卻到5560，_結合到互補DNA鏈；第三步：加熱至7075，_酶從引物起始互補鏈的合成。2、_的構建是實施基因工程的其次步，也是基因工程的_。（1）目的：使目的基因在受體細胞中_，并且可以_，使目的基因能夠_。（2）組成：_（如抗生素基因）啟動子：是一段有特

3、殊結構的_片段，位于_，是_酶識別和結合的部位，能驅動基因_，最終獲得所需的蛋白質。終止子：也是一段有特殊結構的_，位于_。標記基因的作用：_。常用的標記基因是抗生素基因。3、將目的基因導入受體細胞生物種類植物細胞動物細胞微生物細胞常用方法_受體細胞體細胞_原核細胞轉化過程將目的基因插入Ti質粒的TDNA上_導入植物細胞整合到受體細胞的DNA表達將含有目的基因的表達載體提純取卵（受精卵）_受精卵發育獲得具有新性狀的動物_處理細胞微生物細胞壁的通透性增加重組質粒與_混合感受態細胞吸取_4、目的基因的檢測與鑒定（1）利用_檢測目的基因的有無；（2）利用_檢測目的基因的轉錄；（3）利用_檢測目的基因

4、的翻譯；（4）利用_生物學水平的檢測鑒定重組性狀的表達。四、基因工程的應用1、植物基因工程（1）主要用于提高農作物的抗逆力量（如_、_、_、_和_）。（2）改良農作物的_。（3）利用植物生產_等方面。2、動物基因工程 （1）用于提高動物_速度。（2）用于改良畜產品的_。（3）建立_，用轉基因動物生產_。（4）用轉基因動物作_的供體。3、基因治療 （1）概念：把_導入病人體內，使該基因的表達產物_。（2）效果：治療_的最有效的手段。（3）分類：_和_。4、基因工程藥物:_、_、_、激素等。五、蛋白質工程1、概念理解： 基礎：蛋白質分子的_及其與_的關系。操作：_或_。結果：_。目的：滿足人類的生

5、產和生活的需求。(2)操作過程：_設計預期的蛋白質結構_合成DNA基因表達產生需要的蛋白質。推斷正誤：(1)E·coli DNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端()(2)質粒是小型環狀DNA分子，是基因工程常用的載體()(3)載體的作用是攜帶目的基因導入受體細胞中，使之穩定存在并表達()(4)抗蟲基因即使成功地插入到植物細胞染色體上也未必能正常表達(2014·江蘇，23D)()(5)應用DNA探針技術，可以檢測轉基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達(2011·四川，5D)()(6)將人的干擾素基因重組到質粒后導入大腸桿菌，獲得能產生人干擾素的菌株()

6、(7)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應用()(8)利用乳腺生物反應器能夠獲得一些重要的醫藥產品，如人的血清白蛋白，這是由于將人的血清白蛋白基因導入了動物的乳腺細胞中()(9)蛋白質工程是在分子水平上對蛋白質分子直接進行操作，定向轉變分子的結構()(10)目前在抗菌性和溶血性均較強的多肽P1的基礎上研發抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是依據P1氨基酸序列設計多條模擬肽(2013·廣東3C)() (11)為培育抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體()(12)目前，植物基因工程技術主要應用于提高農作物的抗逆性、生產某些自然藥物、改良農作物的品質、作器官

7、移植的供體()(13)基因工程藥物主要來源于轉基因動物生產()【課后習題】1如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發生的變化，圖中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確挨次是()A BC D2下列關于載體的敘述中，錯誤的是()A載體與目的基因結合后，實質上就是一個重組DNA分子B對某種限制酶而言，載體最好只有一個切點，但還要有其他多種酶的切點C目前常用的載體有質粒、噬菌體的衍生物和動植物病毒D載體具有某些標記基因，便于對其進行切割3若要利用某目的基因(見圖甲)和P1噬菌體載體(見圖乙)構建重組DNA(見圖丙)，限制性核酸內切酶的酶切位點分別是Bgl(AGATCT)、EcoR(

8、GAATTC)和Sau3A(GATC)。下列分析合理的是()A用EcoR切割目的基因和P1噬菌體載體 B用Bgl和EcoR切割目的基因和P1噬菌體載體C用Bgl和Sau3A切割目的基因和P1噬菌體載體D用EcoR和Sau3A切割目的基因和P1噬菌體載體4右圖表示用化學方法合成目的基因的過程。據圖分析，下列敘述正確的是()A過程需要DNA連接酶 B過程需要限制性核酸內切酶C目的基因的堿基序列是已知的D若某質粒能與目的基因重組，則該質粒和目的基因的堿基序列相同5下列用于推斷目的基因是否轉移成功的方法中，不屬于分子檢測的是()A通過害蟲吃棉葉看其是否死亡 B轉基因生物基因組DNA與DNA探針能否形成

9、雜交帶C轉基因生物中提取的mRNA與DNA探針能否形成雜交帶D轉基因生物中提取的蛋白質能否與抗體形成雜交帶6.將ada（腺苷酸脫氨酶基因）通過質粒pET28b導入大腸桿菌并成功表達腺苷酸脫氨酶。下列敘述錯誤的是( )A.每個大腸桿菌細胞至少含一個重組質粒 B.每個重組質粒至少含一個限制性核酸內切酶識別位點C.每個限制性核酸內切酶識別位點至少插入一個ada D.每個插入的ada至少表達一個腺苷酸脫氨酶分子7.在用基因工程技術構建抗除草劑的轉基因煙草過程中，下列操作錯誤的是（ ）A.用限制性核酸內切酶切割煙草茶葉病毒的核酸 B.用DNA連接酶連接經切割的抗除草劑基因和載體C.重組DNA分子導入原生

10、質體 D.除草劑的培育基篩選轉基因煙草細胞8.2008年諾貝爾化學獎授予了“發覺和進展了水母綠色熒光蛋白“的三位科學家。將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來組成一個融合基因，再將該融合基因轉入真核生物細胞內，表達出的蛋白質就會帶有綠色熒光。綠色熒光蛋白在該爭辯中的主要作用是A追蹤目的基因在細胞內的復制過程 B追蹤目的基因插入到染色體上的位置C追蹤目的基因編碼的蛋白質在細胞內的分布 D追蹤目的基因編碼的蛋白質的空間結構 9抗菌肽對治療癌癥有肯定作用，下圖表示抗菌肽合成過程。下列有關敘述錯誤的是()A用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶 B基因表達載體含有啟動子和終止子C篩選菌種時用基因探

11、針檢測相關蛋白質 D分別純化的目的是獲得較純潔的抗菌肽非選擇題：1.回答有關基因工程的問題：（1）構建基因工程表達載體時，用不同類型的限制酶切割DNA后，可能產生黏性末端，也可能產生 末端。若要在限制酶切割目的基因和質粒后使其直接進行連接，則應選擇能使二者產生 （相同、不同）黏性末端的限制酶。（2）利用大腸桿菌生產人胰島素時，構建的表達載體含有人胰島素基因及其啟動子等，其中啟動子的作用是 。在用表達載體轉化大腸桿菌時，常用 處理大腸桿菌，以利于表達載體進入；為了檢測胰島素基因是否轉錄出了mRNA，可用標記的胰島素基因片段作探針與mRNA雜交，該雜交技術稱為 。為了檢測胰島素基因轉錄的mRNA是

12、否翻譯成 ，常用抗原抗體雜交技術。（3）假如要將某目的基因通過農桿菌轉化法導入植物細胞，先要將目的基因插入農桿菌Ti質粒的 中，然后用該農桿菌感染植物細胞，通過DNA重組將目的基因插入植物細胞的 上。（4）重組質粒中抗生素抗性基因的作用是為了 。2.科學家從預期人的生長激素的功能動身，推想相應的脫氧核苷酸序列，并人工合成了雙鏈DNA片段，獲得雙鏈DNA。科學家將人的生長激素基因與大腸桿菌的質粒進行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達。已知限制酶的識別序列和切點是-GGATCC-，限制酶的識別序列和切點是 -GATC-。據圖回答：(1)獲得生長激素基因的方法有_。用PCR技術擴增基因時用到的耐高溫

13、酶通常是指_；步驟用到的酶有_。(2)構建基因表達載體時，必需有_、目的基因、終止子以及_。 (3)為了精確地獵取圖中的目的基因，應用_切割質粒，用_切割目的基因。 (4)將基因表達載體導入細菌B之前，要將細菌B放入肯定濃度的_溶液中處理，使之成為感受態的細菌。人的基因之所以能與大腸桿菌的質粒進行重組并發揮其功能，是由于二者的空間結構都是_。(5)人體的生長激素基因能在細菌體內成功表達是由于_。(6)將得到的大腸桿菌B涂布在一個含有氨芐青霉素的培育基上，能夠生長的，說明已導入了_，反之則沒有導入。導入重組質粒以后，往往還需要進行檢測和篩選，可用_制成探針，檢測是否導入了重組基因，在培育基中加入

14、_可將含有目的基因的細胞篩選出來。(7)上述方法制備人的生長激素，運用的現代生物工程技術是_。3.胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射到人體后，會積累在皮下，要經過較長的時間才能進入血液，而進入血液的胰島素又簡潔分解，因此，治療效果受到影響。如圖是用蛋白質工程設計速效胰島素的生產過程，請據圖回答有關問題：(1)構建新的蛋白質模型是蛋白質工程的關鍵，圖中構建新的胰島素模型的主要依據是_。(2)通過DNA合成形成的新基因應與_結合后轉移到_中才能得到精確表達。(3)若要利用大腸桿菌生產速效胰島素，需用到的生物工程有_、_和發酵工程。(4)圖中從胰島素模型到新的胰島素基因合成的基本思路是什么？

15、_。4如圖是從酵母菌中獵取棉株需要的某種酶基因的流程，結合所學學問及相關信息回答下列問題。(1)圖中cDNA文庫_(填“大于”、“等于”或者“小于”)基因組文庫。(2)過程提取的DNA需要_的切割，B是_過程。(3)為在短時間內大量獲得目的基因，可用_擴增的方法，其原理是_。(4)農桿菌中的Ti質粒上的TDNA具有_的特點。目的基因能否在棉株體內穩定遺傳的關鍵是_，可以用_技術進行檢測。(5)假如要想使該酶活性更高或具有更強的耐受性，需要對現有蛋白質進行改造，這要利用基因工程的延長蛋白質工程。首先要設計預期的_，再推想應有的氨基酸序列，找到相對應的_。基因工程答案推斷：×× ××× ××× 選擇題：CDDCA CACC1、（1）平 相同 （2）RNA聚合酶識別和結合的部位 Ca2+ 分子雜交技術 蛋白質（3）TDNA 染色體DNA （4）鑒別和篩選含有目的基因的細胞2、(1)從cDNA文庫中獵取、從基因組文庫中獵取、人工合成目的基因或PCR擴增技術(任選其中兩項即可)Taq酶（耐高溫的DNA聚合酶） 限制酶和DNA連接酶 (2)啟動子 標記基因 (3)限制酶 限制酶(4)CaCl2 規章的雙螺旋結構(5)共用一套(遺傳