資源簡介

主干知識排查
一、基因工程的基本工具
1．基因工程又稱為____________，指在體外通過人工“剪切”和“拼接”等方法，將________________與__________進行組合形成__________，然后導入受體細胞，并使其在受體細胞中表達，產生人類需要的基因產物的技術。
2．限制性內切核酸酶又稱限制酶，其______很強，能識別DNA分子上______________________，并使每條鏈中____________________________________________斷開。限制酶錯位切后形成______________，平切后形成_______________________________。
3．E.coli DNA連接酶，可以用于連接具有__________的DNA分子；T4 DNA連接酶，可以用于連接具有__________________的DNA分子。
4．質粒載體應該具有的DNA序列包括：________；適合的________，如四環素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因，以用于______________________；__________________，如目的基因(外源基因)插入位點。
二、聚合酶鏈式反應(PCR)技術
1．PCR擴增DNA片段的過程包括__________________等步驟的多次循環。理論上，每經過一個循環，樣本中DNA片段的數量增加______，經過n個循環后，DNA片段數量可擴增至原先的______倍。
2．PCR反應體系包括：模板DNA、反應緩沖液、dNTP(dATP、dGTP、dCTP、dTTP)、人工合成的DNA引物對、Taq酶、Mg2＋等。
3．可利用________________技術檢測PCR擴增產物。
三、基因工程的基本操作程序
1．基因工程的基本操作程序包括目的基因的獲取、基因表達載體的構建、將目的基因導入受體細胞，以及________________________等步驟。
2．通過__________直接人工合成目的基因，通過篩選基因文庫獲取目的基因，根據來源可分為____________和__________。
3．基因表達載體除目的基因外，還應該包括__________________________________________等。
4．將目的基因導入植物細胞的方法主要是____________，即將目的基因插到農桿菌Ti質粒的____________上，再通過______將其插入受體細胞____________上，使目的基因得到穩定的遺傳和表達。
5．將目的基因導入哺乳動物細胞的方法主要是____________。用一定濃度的__________處理大腸桿菌便能使其成為____________，然后再將其和重組的基因表達載體混合于緩沖液中，在適宜的溫度下便可完成轉化過程。
6．從DNA方面進行檢測，檢測方法是______________，其過程需要用到基因探針，即用放射性同位素或熒光標記的已知DNA片段。
7．從RNA方面檢測受體細胞，檢測目的基因是否能發揮其功能，即是否轉錄出相應的________，可以采用分子雜交技術。
8．從蛋白質方面進行檢測，一般先從待測轉基因生物中提取蛋白質，再用相應的抗體進行________________________________________________________________________
____________。
9．為了培育某些特定性狀，有時還需要從________對生物的特定性狀進行鑒定。
四、基因工程的應用價值
1．植物基因工程在提高農作物的________________________等方面大顯身手。動物基因工程的重要價值是__________________和__________________等。
2．乳腺生物反應器是先將____________與__________________等重組起來，轉入哺乳動物的受精卵中，再讓這些受精卵在母體內生長發育成轉基因動物。
3．基因治療的體內途徑是將__________________________通過載體轉入患者體內的某些細胞，________________________。體外途徑是采用轉基因技術將________________________導入病毒基因組，再用______感染受體細胞，治療基因整合到受體基因組后，受體細胞經體外培養、增殖后導入患者體內。
五、蛋白質工程
1．蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其與__________的關系為基礎，對__________________進行有目的的設計改造，以改造____________或制造____________。
2．蛋白質工程可以針對相關基因進行改造，即基因的____________，生產出符合人類需求的目標蛋白質。大面積的定向突變一般采用____________的方法，而含有單一或少數幾個突變位點的基因定向突變則可采用多種策略。
3．__________是穩定蛋白質分子空間結構最關鍵的一種共價鍵，在蛋白質分子中引入________能顯著提高其穩定性。
1．基因工程又稱為____________，指_________________________________________。
2．限制酶的作用：_________________________________________________________。
3．限制酶不切割細菌本身的DNA分子，可能原因是____________________________
__________________________________________________________________________
________________________________________________________________(答出兩點)。
4．限制酶XbaⅠ切割產生的DNA片段能與限制酶SpeⅠ切割產生的DNA片段相連接，因為____________________________________________；連接完成后，該重組DNA分子的新連接處________(填“能”或“不能”)再被所用的限制酶切割，因為_________________。
5．E.coli DNA連接酶、T4 DNA連接酶的區別：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
6．質粒作為載體所具備的條件及原因：(1)具有__________，使外源基因在受體細胞中能穩定復制并遺傳；(2)具有______________，以用于鑒定和選擇重組DNA分子；(3)具有__________________，作為目的基因(外源基因)插入位點。
7．如圖1、2分別是質粒和目的基因的結構模式圖。在構建基因表達載體時，科學家們常選擇雙酶切(同時用兩種限制酶切割含目的基因的DNA和質粒)，需要用限制酶___________________________________________________________________________，
不選用其他限制酶的原因是___________________________________________________。
實踐中，雙酶切與單酶切相比，優點是_________________________________________。
8．和體內DNA復制相比，體外PCR過程需要的反應條件的不同：_______________。
9．構建基因表達載體的目的：_______________________________________________。
10．啟動子是______________________________________________________________。
終止子是__________________________________________________________________。
11．農桿菌轉化法就是將____________________________________________________。
12．感受態細胞轉化的原理是________________________________________________
__________________________________________________________________________。
13．目的基因及其表達產物的檢測鑒定方法
(1)分子水平進行檢測
①從DNA方面進行檢測，方法：____________________________________________。
②從RNA方面檢測受體細胞，方法：________________________________________。
③從蛋白質方面進行檢測，方法：___________________________________________。
(2)從個體水平進行鑒定。
14．轉基因生物是指___________________________________________________________。
15．W是一種具有特定功能的人體蛋白質。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應器的研究思路，制備一種膀胱生物反應器來獲得W，基本過程如圖所示。
回答下列問題：
(1)步驟①中需要選擇的啟動子是_______________________________，選擇該啟動子的目的是________________________________________________________________________。
(2)與乳腺生物反應器相比，用膀胱生物反應器生產W的優勢在于不受轉基因動物的________________(答出2點即可)的限制。
16．基因治療是指___________________________________________________________。
17．蛋白質工程是指_________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
18．某種微生物合成的一種蛋白酶與人體消化液中某種蛋白酶的結構和功能很相似，只是前者熱穩定性較差，進入人體后容易失效。嘗試提出改造該種微生物蛋白酶的思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案精析
知識梳理
一、
1．DNA重組技術　外源目的基因　載體DNA　重組DNA　
2．特異性　特定的脫氧核苷酸序列　特定部位的兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵　黏性末端　平末端　
3．黏性末端　黏性末端或平末端　
4．復制原點　標記基因　鑒定和選擇重組DNA分子　多種限制酶的切割位點　
二、
1．變性、退火和延伸　一倍　2n　
3．瓊脂糖凝膠電泳　
三、
1．目的基因及其表達產物的檢測鑒定　
2．化學方法　基因組文庫　cDNA文庫　
3．復制原點、啟動子、終止子和標記基因　
4．農桿菌轉化法　T－DNA特定區段　T－DNA　染色體的DNA　
5．顯微注射法　CaCl2溶液　感受態細胞　
6．DNA分子雜交法　
7．mRNA分子　
8．抗原—抗體雜交　
9．個體水平　
四、
1．抗除草劑、抗蟲、抗病和抗鹽堿能力　改善畜牧產品的品質　提高動物的生長速度　
2．藥用蛋白基因　乳腺蛋白基因的啟動子　
3．分離出來的帶有治療作用的基因　直接糾正或彌補缺陷基因的功能　帶有治療作用的基因　病毒　
五、
1．生物功能　編碼該蛋白的基因　現有蛋白質　新的蛋白質
2．體外定向突變　基因全合成　
3．二硫鍵　二硫鍵　
長句表達
1．DNA重組技術　在體外通過人工“剪切”和“拼接”等方法，將外源目的基因與載體DNA進行組合形成重組DNA，然后導入受體細胞，并使其在受體細胞中表達，產生人類需要的基因產物的技術　
2．能識別DNA分子上特定的脫氧核苷酸序列，并使每條鏈中特定部位的兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開　
3．含某種限制酶的細菌的DNA分子不具備這種限制酶的識別序列，或者甲基化酶將甲基轉移到了限制酶所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開　
4．XbaⅠ與SpeⅠ切割產生了相同的黏性末端　不能　所用的兩種限制酶均不能識別該重組DNA分子的新連接處的脫氧核苷酸序列　
5．E.coli DNA連接酶可以用于連接具有黏性末端的DNA分子；T4 DNA連接酶可以用于連接具有黏性末端或平末端的DNA分子　
6．(1)復制原點　(2)適合的標記基因　(3)多種限制酶的切割位點　
7．BclⅠ和HindⅢ　BamHⅠ會破壞四環素抗性基因和氨芐青霉素抗性基因，Sau3AⅠ不能切割質粒　防止質粒和目的基因的自身環化及質粒和目的基因的反向連接　
8．(1)變性，高溫下進行解旋；(2)直接加入引物；(3)使用熱穩定的DNA聚合酶(Taq酶)　
9．使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發揮作用　
10．位于目的基因上游的一段DNA序列，也是RNA聚合酶識別和結合的部位　位于目的基因下游的一段DNA片段，是終止目的基因轉錄的脫氧核苷酸序列　
11．目的基因插到農桿菌Ti質粒的T－DNA特定區段上，再通過T－DNA將其插入植物細胞染色體的DNA上，使目的基因得到穩定的遺傳和表達　
12．經CaCl2溶液處理后，細胞膨脹，細胞質膜通透性增大，使重組DNA容易進入細胞，轉化效率提高　
13．(1)①DNA分子雜交　②DNA分子雜交　③抗原－抗體雜交　
14．利用基因工程技術培育的、能穩定遺傳外源基因所決定的性狀的生物　
15．(1)膀胱上皮細胞蛋白基因的啟動子　使W基因在膀胱上皮細胞中特異性表達　(2)性別、年齡　
16．利用正常基因置換或彌補缺陷基因的治療方法，包括基因診斷、基因分離、載體構建、目的基因導入等多項技術　
17．以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系為基礎，對編碼該蛋白的基因進行有目的的設計改造，以改造現有蛋白質或制造新的蛋白質　
18．引入二硫鍵、轉換氨基酸殘基　(共20張PPT)
主干知識排查
第三章 基因工程
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一、基因工程的基本工具
1.基因工程又稱為_______________，指在體外通過人工“剪切”和“拼接”等方法，將______________與__________進行組合形成__________，然后導入受體細胞，并使其在受體細胞中表達，產生人類需要的基因產物的技術。
2.限制性內切核酸酶又稱限制酶，其_______很強，能識別DNA分子上______________________，并使每條鏈中___________________________
________________斷開。限制酶錯位切后形成__________，平切后形成________。
知識梳理
DNA重組技術
外源目的基因
載體DNA
重組DNA
特異性
特定的脫氧核苷酸序列
特定部位的兩個脫氧核苷酸之
間的磷酸二酯鍵
黏性末端
平末端
3.E.coli DNA連接酶，可以用于連接具有__________的DNA分子；T4 DNA連接酶，可以用于連接具有__________________的DNA分子。
4.質粒載體應該具有的DNA序列包括：__________；適合的_________，如四環素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因，以用于___________________
______；______________________，如目的基因(外源基因)插入位點。
黏性末端
黏性末端或平末端
復制原點
標記基因
鑒定和選擇重組DNA
分子
多種限制酶的切割位點
二、聚合酶鏈式反應(PCR)技術
1.PCR擴增DNA片段的過程包括__________________等步驟的多次循環。理論上，每經過一個循環，樣本中DNA片段的數量增加______，經過n個循環后，DNA片段數量可擴增至原先的_____倍。
2.PCR反應體系包括：模板DNA、反應緩沖液、dNTP(dATP、dGTP、dCTP、dTTP)、人工合成的DNA引物對、Taq酶、Mg2＋等。
3.可利用________________技術檢測PCR擴增產物。
變性、退火和延伸
一倍
2n
瓊脂糖凝膠電泳
三、基因工程的基本操作程序
1.基因工程的基本操作程序包括目的基因的獲取、基因表達載體的構建、將目的基因導入受體細胞，以及________________________________等步驟。
2.通過__________直接人工合成目的基因，通過篩選基因文庫獲取目的基因，根據來源可分為____________和___________。
3.基因表達載體除目的基因外，還應該包括_________________________
____________等。
目的基因及其表達產物的檢測鑒定
化學方法
基因組文庫
cDNA文庫
復制原點、啟動子、終止子
和標記基因
4.將目的基因導入植物細胞的方法主要是_____________，即將目的基因插到農桿菌Ti質粒的__________________上，再通過_________將其插入受體細胞______________上，使目的基因得到穩定的遺傳和表達。
5.將目的基因導入哺乳動物細胞的方法主要是____________。用一定濃度的__________處理大腸桿菌便能使其成為____________，然后再將其和重組的基因表達載體混合于緩沖液中，在適宜的溫度下便可完成轉化過程。
農桿菌轉化法
T－DNA特定區段
T－DNA
染色體的DNA
顯微注射法
CaCl2溶液
感受態細胞
6.從DNA方面進行檢測，檢測方法是________________，其過程需要用到基因探針，即用放射性同位素或熒光標記的已知DNA片段。
7.從RNA方面檢測受體細胞，檢測目的基因是否能發揮其功能，即是否轉錄出相應的____________，可以采用分子雜交技術。
8.從蛋白質方面進行檢測，一般先從待測轉基因生物中提取蛋白質，再用相應的抗體進行________________。
9.為了培育某些特定性狀，有時還需要從__________對生物的特定性狀進行鑒定。
DNA分子雜交法
mRNA分子
抗原—抗體雜交
個體水平
四、基因工程的應用價值
1.植物基因工程在提高農作物的_________________________________等方面大顯身手。動物基因工程的重要價值是____________________和____________________等。
2.乳腺生物反應器是先將______________與______________________等重組起來，轉入哺乳動物的受精卵中，再讓這些受精卵在母體內生長發育成轉基因動物。
抗除草劑、抗蟲、抗病和抗鹽堿能力
改善畜牧產品的品質
提高動物的生長速度
藥用蛋白基因
乳腺蛋白基因的啟動子
3.基因治療的體內途徑是將_______________________________通過載體轉入患者體內的某些細胞，______________________________。體外途徑是采用轉基因技術將____________________導入病毒基因組，再用______感染受體細胞，治療基因整合到受體基因組后，受體細胞經體外培養、增殖后導入患者體內。
分離出來的帶有治療作用的基因
直接糾正或彌補缺陷基因的功能
帶有治療作用的基因
病毒
五、蛋白質工程
1.蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其與_________的關系為基礎，對__________________進行有目的的設計改造，以改造___________
或制造____________。
2.蛋白質工程可以針對相關基因進行改造，即基因的______________，生產出符合人類需求的目標蛋白質。大面積的定向突變一般采用_______
______的方法，而含有單一或少數幾個突變位點的基因定向突變則可采用多種策略。
3.________是穩定蛋白質分子空間結構最關鍵的一種共價鍵，在蛋白質分子中引入________能顯著提高其穩定性。
生物功能
編碼該蛋白的基因
現有蛋白質
新的蛋白質
體外定向突變
基因全
合成
二硫鍵
二硫鍵
1.基因工程又稱為_______________，指____________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
2.限制酶的作用：_______________________________________________
__________________________________________________。
長句表達
DNA重組技術
在體外通過人工“剪切”和“拼接”等方法，將外源目的基因與載體DNA進行組合形成重組DNA，然后導入受體細胞，并使其在受體細胞中表達，產生人類需要的基因產物的技術　
能識別DNA分子上特定的脫氧核苷酸序列，并使每條鏈中特定部位的兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開　
3.限制酶不切割細菌本身的DNA分子，可能原因是___________________
____________________________________________________________________________________________________________________(答出兩點)。
4.限制酶XbaⅠ切割產生的DNA片段能與限制酶SpeⅠ切割產生的DNA片段相連接，因為_______________________________________；連接完成后，該重組DNA分子的新連接處______(填“能”或“不能”)再被所用的限制酶切割，因為_____________________________________________
__________________________。
含某種限制酶的細菌的DNA分子不具備這種限制酶的識別序列，或者甲基化酶將甲基轉移到了限制酶所識別序列的堿基上，使限制酶不能將其切開　
XbaⅠ與SpeⅠ切割產生了相同的黏性末端
不能
所用的兩種限制酶均不能識別該重組DNA分子的新連接處的脫氧核苷酸序列　
5.E.coli DNA連接酶、T4 DNA連接酶的區別：
_______________________________________________________________________________________________________________。
6.質粒作為載體所具備的條件及原因：(1)具有__________，使外源基因在受體細胞中能穩定復制并遺傳；(2)具有________________，以用于鑒定和選擇重組DNA分子；(3)具有______________________，作為目的基因(外源基因)插入位點。
E.coli DNA連接酶可以用于連接具有黏性末端的DNA分子；T4 DNA連接酶可以用于連接具有黏性末端或平末端的DNA分子　
復制原點
適合的標記基因
多種限制酶的切割位點
7.如圖1、2分別是質粒和目的基因的結構模式圖。在構建基因表達載體時，科學家們常選擇雙酶切(同時用兩種限制酶切割含目的基因的DNA和質粒)，需要用限制酶_________
_________，不選用其他限制酶的原因是_______________________________________________________________________。
實踐中，雙酶切與單酶切相比，優點是____
________________________________________________________。
BclⅠ和
HindⅢ
BamHⅠ會破壞四環素抗性基因和氨芐青霉素抗性基因，Sau3AⅠ不能切割質粒
止質粒和目的基因的自身環化及質粒和目的基因的反向連接　
防
8.和體內DNA復制相比，體外PCR過程需要的反應條件的不同：_______
________________________________________________________________________。
9.構建基因表達載體的目的：_____________________________________
______________________________________________________。
10.啟動子是____________________________________________________
_____________。
終止子是_______________________________________________________
________________。
性，高溫下進行解旋；(2)直接加入引物；(3)使用熱穩定的DNA聚合酶(Taq酶)　
(1)變
使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發揮作用
位于目的基因上游的一段DNA序列，也是RNA聚合酶識別和結合的部位
位于目的基因下游的一段DNA片段，是終止目的基因轉錄的脫氧核苷酸序列　
11.農桿菌轉化法就是將__________________________________________
___________________________________________________________________________________。
12.感受態細胞轉化的原理是______________________________________
__________________________________________________。
目的基因插到農桿菌Ti質粒的T－DNA特定區段上，再通過T－DNA將其插入植物細胞染色體的DNA上，使目的基因得到穩定的遺傳和表達
經CaCl2溶液處理后，細胞膨脹，細胞質膜通透性增大，使重組DNA容易進入細胞，轉化效率提高　
13.目的基因及其表達產物的檢測鑒定方法
(1)分子水平進行檢測
①從DNA方面進行檢測，方法：_______________。
②從RNA方面檢測受體細胞，方法：_______________。
③從蛋白質方面進行檢測，方法：_________________。
(2)從個體水平進行鑒定。
DNA分子雜交
DNA分子雜交
抗原－抗體雜交
14.轉基因生物是指______________________________________________
_________________。
利用基因工程技術培育的、能穩定遺傳外源基因所決定的性狀的生物　
15.W是一種具有特定功能的人體蛋白質。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應器的研究思路，制備一種膀胱生物反應器來獲得W，基本過程如圖所示。
回答下列問題：
(1)步驟①中需要選擇的啟動子是______________________________，選擇該啟動子的目的是____________________________________。
膀胱上皮細胞蛋白基因的啟動子
使W基因在膀胱上皮細胞中特異性表達
(2)與乳腺生物反應器相比，用膀胱生物反應器生產W的優勢在于不受轉基因動物的_____________(答出2點即可)的限制。
性別、年齡
16.基因治療是指________________________________________________
_____________________________________________________。
17.蛋白質工程是指______________________________________________
_________________________________________________________________________________。
18.某種微生物合成的一種蛋白酶與人體消化液中某種蛋白酶的結構和功能很相似，只是前者熱穩定性較差，進入人體后容易失效。嘗試提出改造該種微生物蛋白酶的思路：____________________________。
利用正常基因置換或彌補缺陷基因的治療方法，包括基因診斷、基因分離、載體構建、目的基因導入等多項技術　
以蛋白質分子的結構規律及其與生物功能的關系為基礎，對編碼該蛋白的基因進行有目的的設計改造，以改造現有蛋白質或制造新的蛋白質　
引入二硫鍵、轉換氨基酸殘基

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