?基因的有无?
②利用分子杂交技术检测目的基因的? 转录
(4)目的基因的检测与鉴定 ?③利用抗原—抗体杂交技术检测目的基
? 因的翻译
④利用个体生物学水平的鉴定检测重?? 组性状的表达
2.探究目的基因导入不同受体细胞的过程 生物种类 常用方法 受体细胞 植物 农杆菌转化法 体细胞或受精卵 将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上→农杆菌转化过程 →导入植物细胞→整合到受体细胞染色体的DNA上→表达 3.目的基因的检测和鉴定
动物 显微注射技术 受精卵 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 ①利用DNA分子杂交技术检测目的
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微生物 感受态细胞法 原核细胞 Ca2处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
4.探究基因治疗与基因诊断的不同点 基因治疗 基因诊断 原理 基因表达 操作过程 利用正常基因导入有基因缺陷的细胞中,以表达出正常性状来治疗 制作特定DNA探针与病人样品DNA混合,分析杂交带情况 进展 临床实验 碱基互补配对 临床应用 易错警示 规避与基因工程操作有关的7个失分点
(1)目的基因的插入位点不是随意的: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到启动子与终止子之间的部位。
(2)基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体细胞)没有碱基互补配对现象。
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(3)原核生物作为受体细胞的优点:繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。 (4)转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。
(5)一般情况下,用同一种限制酶切割质粒和含有目的基因的片段,但有时可用两种限制酶分别切割质粒和目的基因,这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的 连接。
(6)不熟悉标记基因的种类和作用:标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞,常见的有抗生素抗性基因、发光基因(表达产物为带颜色的物质)等。
(7)还应注意的问题有:①基因表达载体中,启动子(DNA片段)≠起始密码子(RNA);终止子(DNA片段)≠终止密码子(RNA)。②基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步,在体外进行。
1. 天然的玫瑰没有蓝色花,这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B,而开蓝色花的矮牵
牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰,下列操作正确的是( ) A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA,经反转录获得互补的DNA,再扩增基因B B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B C.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞 D.将基因B直接导入大肠杆菌,然后感染并转入玫瑰细胞 答案 A
解析 如果所需要的目的基因的序列是完全未知的,往往就需要构建基因文库,然后从基因文库中获取目的基因,而在基因序列已知的情况下,获取目的基因通常用反转录法或利用化学方法直接人工合成,因此,A项正确、B项错误;将目的基因与质粒连接的酶是DNA连接酶,而非DNA聚合酶,C项错误;目的基因必须与载体结合后导入受体细胞才能够自我复制和表达,且导入植物细胞常用的载体是农杆菌,而不是大肠杆菌,D项错误。
2. 许多大肠杆菌的质粒上含有lacZ基因,其编码的产物β-半乳糖苷酶在X-gal和IPTG
存在的条件下,可以产生蓝色沉淀,使菌落呈现蓝色,否则菌落呈现白色。基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞,过程如图所示。请据图回答下列问题:
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(1)基因工程中,构建基因表达载体的目的是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)限制酶EcoRⅠ的识别序列和切割位点是—GAATTC—,SmaⅠ的识别序列和切割位点是—CCCGGG—。图中目的基因被切割下来和质粒连接之前,需在目的基因的右侧连接相应的末端,连接的末端序列是______________,连接过程中需要的基本工具是________________。
(3)转化过程中,大肠杆菌应先用________处理,使其处于能吸收周围DNA的状态。 (4)菌落颜色为白色的是__________,原因是__________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)菌落③中的目的基因是否表达,可采用的检测办法是______________________。 答案 (1)使目的基因在受体细胞中稳定存在,能遗传给后代,并表达和发挥作用 (2)—TTAA DNA连接酶 (3)Ca2 (4)菌落③ lacZ标记基因区插入外源基因后被破
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坏,不能表达出β-半乳糖苷酶,故菌落为白色 (5)抗原—抗体杂交
解析 (1)基因工程中,构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,能遗传给后代,并表达和发挥作用。(2)根据限制酶EcoRⅠ和SamⅠ的识别序列、切割位点和图解判断,图中目的基因被切割下来和质粒连接之前,需在目的基因的右侧连接相应的末端,连接的末端序列是—TTAA,连接过程中需要的基本工具是DNA连接酶。(3)转化过程中,大肠杆菌应先用Ca2处理,使其处于能吸收周围DNA的状态。(4)由于lacZ
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标记基因区插入外源基因后被破坏,不能表达出β-半乳糖苷酶,故菌落③为白色菌落。(5)可采用抗原—抗体杂交的办法检测菌落③中的目的基因是否表达。
考点三 蛋白质工程
1.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。 (2)操作:基因修饰或基因合成。
(3)结果:改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。 (4)目的:满足人类的生产和生活的需求。
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2.操作过程
从预期的蛋白质功能出发→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)→基因表达→产生需要的蛋白质。
探究蛋白质工程与基因工程的区别和联系 项目 过[来蛋白质工程 预期蛋白质的功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→推测相对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质源:Zxxk.Com][来基因工程 获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定[来源:Z§xx§k.Com][来源学§科§网]源:Z_xx_k.Com][来源学科区 别 网] 程 实 质 结 果 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 生产自然界中已有的蛋白质 定向改造或生产人类所需要的蛋白质 生产自然界中没有的蛋白质 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,因为对联系 现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质,都必须通过基因修饰或基因合成来实现
干扰素是动物体内合成的一种蛋白质,可以用于治疗病毒感染和癌症,但体外保存相当困难,如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸,就可以在-70 ℃条件下保存半年,给广大患者带来了福音。
(1)蛋白质的合成是受基因控制的,因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键,依据蛋白质工程原理,设计实验流程,让动物生产“可以保存的干扰素”:
(2)基因工程和蛋白质工程相比较,基因工程在原则上只能生产____________的蛋白质,不一定符合______________的需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物
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