专题1 基因工程
高中生物 专题1 基因工程 1
专题1 基因工程 1。
5 蛋白质工程的崛起一、选择题1．蛋白质工程的实质是(）A．改造蛋白质B．改造mRNAC．改造基因D．改变氨基酸解析：蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特殊要求，对蛋白质的结构进行分子设计，由于基因决定蛋白质,因此要对蛋白质结构进行设计改造，必须从基因入手。
答案:C2．葡萄糖异构酶（GⅠ)在工业上应用广泛,为提高其热稳定性,科学家对GⅠ基因进行体外定点诱变,以脯氨酸（Prol38)替代Gly138，含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达,结果最适反应温度提高10～12 ℃。
这属于生物工程中的（)A．基因工程B．蛋白质工程C．发酵工程D．酶工程解析：酶工程的重点在于对已存在的酶合理充分利用（如：加酶洗衣粉、嫩肉粉等)，而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。
通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂，而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构，然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。
答案:B3．下列哪项不是蛋白质工程中的蛋白质分子设计(）A．对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换B．对不同来源的蛋白质分子进行拼接组装C．从氨基酸的排列顺序开始设计全新蛋白质D．设计控制蛋白质合成的基因中的核苷酸序列解析：蛋白质工程的重要方面是蛋白质的分子设计,它可以分为三类：一是对已知蛋白质进行少数氨基酸的替换,二是对不同来源的蛋白质进行拼接组装，三是设计制造自然界中全新的蛋白质。
D项中的内容是合成基因，属于基因工程.答案：D4．下列不属于蛋白质工程成果的是(）A．改造酶的结构，提高酶的热稳定性B．生产出鼠—人嵌合抗体C．将t。
PA分子中的天冬酰胺替换为谷氨酰胺D．蛋白酶洗衣粉容易洗掉奶渍、血渍解析:A、B、C三项所述都是对现存的蛋白质分子进行改造，属于蛋白质工程的成果。
而加酶洗衣粉属于酶制剂的应用，属于酶工程的成果.答案：D5．下列关于蛋白质工程应用的叙述错误的是（）A．蛋白质工程可以改造酶的结构,提高酶的热稳定性B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性C．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素D．蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂解析：蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子结构来改造基因，进而控制合成或改变自然界中的蛋白质，而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术便可达到。
专题1 基因工程-2021年高考生物选修3知识点归纳(解析版)
专题 1 基因工程基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过___基因拼接_和_DNA重组_等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
由于基因工程是在_DNA 分子_水平上进行设计和施工的，因此又叫做_转基因技术_。
科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程。
20 世纪中叶，基础理论取得了重大突破●DNA 是遗传物质的证明1944 年，艾弗里等人通过不同类型肺炎双球菌的转化实验，不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了___DNA是主要遗传物质_。
●DNA 双螺旋结构和中心法则的确立1953 年，沃森和克里克建立了___DNA双螺旋结构___模型。
1958 年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明_DNA复制的方式-----半保留复制原则。
随后不久确立的中心法则，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。
●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码。
1966 年，霍拉纳用实验证实了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。
这些成果不仅使人们认识到，自然界中从微生物到人类共用一套遗传密码_，而且为基因的分离和合成等提供了理论依据。
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1967 年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核 DNA 之外的质粒有_自我复制_能力，并可以在_细菌细胞间转移，这一发现为基因转移找到了一种运载工具。
●工具酶的发现1970 年，阿尔伯、内森斯，史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶（简称限制酶）后，20 世纪 70 年代初相继发现了多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶，这些发现为 DNA 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自 1965 年，桑格发明氨基酸序列分析技术后，1977 年，科学家又发明了 DNA 序列分析的方法，为基因序列图的绘制提供了可能，之后，DNA 合成仪的问世又为引物、探针和小分子DNA基因的获得提供了方便。
人教版·高中生物·选修3·专题1·基因工程(高三复习课件)
（2）动物细胞 显微注射法 （3）微生物细胞 Ca2+处理法（制备感受态细胞）
农杆菌转化法 原理：植物受损伤—细胞分泌酚类物质—吸引农杆菌—Ti质 粒上的T-DNA可转移到受体细胞中并整合到细胞DNA上
三、基因工程的基本流程 4、目的基因的检测和鉴定
检测目的基因是否插入受体DNA中 DNA分子杂交（Southern杂交） 检测目的基因是否转录 分子杂交（Northern杂交）
识别CCCGGG，并在C与G间切开
平末端
二、基因工程的基本工具 2、DNA连接酶
将DNA片段拼接成新的DNA分子，连接磷酸二酯键 E.coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 只能连接粘性末端 既连接粘性末端又连接平末端
3、运载体 质粒
自我复制、多个酶切位点、标记基因等
λ噬菌体衍生物、动植物病毒等
三、基因工程的基本流程 1、目的基因的获取
A.变性过程中被切断的是DNA分子内碱基对之间的氢键,也可 利用解旋酶实现 B.复性过程中引物与DNA模板链的结合依靠碱基互补配对原 则完成 C.延伸过程中需要DNA聚合酶、ATP、四种核糖核苷酸 D.PCR与细胞内DNA复制相 比所需要酶的最适温度较高
3.蛋白质工程在实施中最大的难题是( ) A.生产的蛋白质无法应用 B.发展前景太窄 C.对于大多数蛋白质的高级结构不清楚 D.无法人工合成目的基因 4.下列不可能作为基因工程受体细胞的是( ) A.动物的受精卵细胞 B.人的神经细胞 C.大肠杆菌细胞 D.酵母菌细胞 5.将一个目的基因放入PCR扩增仪中,其他条件都具 备的条件下循环30次,合成的目的基因个数为( ) A.30 B.60 C.229 D.230
8.质粒是基因工程常用的载体,它的特点是(
)
人教版高中生物选修3课件：专题一基因工程(选修三)
的工具
运载 工具
专题1-2
目的基因的获取
基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞 目的基因的检测与鉴定
(一）、目的基因概念： 主要指的是编码蛋白质的结构基因。 也可以是一些具有调控作用的因因 化学方法直接人工合成
1、基因表达载体的组成
目的基因 启动子: 一段有特殊结构的DNA片段。位于基因的 首端。是RNA聚合酶识别和结合的部位， 有了它才能驱动基因转录mRNA，最终 获得蛋白质。 终止子: 一段有特殊结构的DNA片段。位于基因的尾端。使 转录在所需要的地方停止。 标记基因等 是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将有目的基因 的细胞筛选出来，如青霉素基因。
③目的基因是否翻译出蛋白质
检测方法: 抗原—抗体杂交
2、个体生物学水平的鉴定
例2、回答有关基因工程的问题因工程的问题： （1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后， 可能产生粘性末端，也可能产生___ 平 末端。若要在限制酶切割目 的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生 _____ 相同（相同，不同）粘性末端的限制酶。 （2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛 素基因及其启动子等，其中启动子的作用是 提供RNA聚合酶 特异性识别结合位点，驱动基因转录 。在用表达载体转化大肠杆菌时， 2+ Ca 常用 处理大肠杆菌，以利于表达载体进入：为了检测胰岛 素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与 DNA—RNA分子杂交 mRNA杂交，该杂交技术称为 。为了检测胰岛 素基因转录的mRNA是否翻译成 _，常用抗原胰岛素原（蛋白质） 抗体杂交技术。 如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的 基因插入农杆菌Ti质粒的 T—DNA 中，然后用该农杆菌感染植物 细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 染色体 上。
2020高考生物选修3现代生物科技专题1 1.2基因工程的基本操作程序
解析：B 过程是以 RNA 为模板合成 DNA 的反转录 过程，需要的酶 cDNA 为模板直接进行 PCR 扩增，该过程中所用酶的显著特点 是耐高温。
答案：(1)反转录酶 (2)大于 (3)DNA cDNA 耐 高温
5．基因工程常用的受体细胞都是动植物的体细胞。 (×)
6．基因工程是否成功需进行个体生物学水平上的鉴 定。(√)
要点一 目的基因的获取
1．有哪些方法可以获取目的基因，各有什么优缺 点？
2．PCR 扩增目的基因的原理是什么？
归纳提升 1．获取目的基 物 的 单 链 mRNA ―反―转―录―酶―催―化→ 单 链 互 补 DNAD―N―A聚――合―酶―催→化双链 cDNA 片段与―载―― 体―连→热变性后解链为单链，与 引物结合，然后在 Taq DNA 聚合酶的作用下进行延伸形 成 DNA。
3．化学合成目的基因：如果基因比较小，核苷酸序 列又已知，也可以利用 DNA 合成仪化学合成。
二、基因表达载体的构建
1．表达载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋ 标记基因。
(4)PCR 扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退 火温度过高会破坏____________的碱基配对。退火温度的 设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但 ____________的引物需要设定更高的退火温度。
(5)如果 PCR 反应得不到任何扩增产物，则可以采取 的改进措施有________(填序号：①升高退火温度 ②降 低退火温度 ③重新设计引物)。
受体细胞
植物细胞 (体细胞)
导入方法
①农杆菌转化法：目的基因插入Ti质粒的TDNA→农杆菌→导入植物细胞→稳定维持和 表达 ②基因枪法：是单子叶植物中常用的一种基 因转化方法，但是成本较高 ③花粉管通道法：这是我国科学家独创的一 种方法，是一种十分简便经济的方法
高中生物选修3知识点总结(最新最全)
选修3易考知识点背诵专题1 基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。
②区别：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
（3）其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。
2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。
人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。
3.PCR技术扩增目的基因（1）原理：DNA双链复制（2）过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
高中生物选修三专题1基因工程(含解析)
5.我国自主研制的复制型艾滋病疫苗， 是把艾滋病病毒 RNA 的几个重要片段经某种处理后插
入天花病毒 DNA 中，形成重组病毒疫苗。该疫苗在人体内具有复制能力，产生的抗原蛋白
可以持续刺激免疫系统，使人产生较强的免疫能力。在该疫苗研制过程中
① 使用了逆转录
酶② 运用基因工程手段， 用质粒作载体 ③ 可利用培养的动物细胞培养天花病毒 花病毒的间接使用价值
） ③烟
A. ①③
B. ②③
C. ①④
D. ①②③④
3.中国二胎政策的放开，使得当前出现生育小高峰。二胎孩子与头胎孩子往往在性状表现上
既有相同又有差异，造成这种现象的主要原因是
A. 基因突变 4.细菌抗药性基因存（
A. 核 DNA
B. 自然选择 ）
B. 质粒
C. 基因重组 C. RNA
D. 染色体变异 D. 小的直线型 DNA
________ 酶处理它的 DNA 分
子，这种酶的作用部位是 ________ ． （ 5）将上述抗病基因转移到农作物体内的核心步骤
是________ ， 抗病基因导入受体细胞最常用的方法是 ________ ．
15.如图 1 是三种因相应结构发生替换而产生变异的过程示意图，请据图回 答．
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________ 的形成，导致 ________ 成倍的增加． （ 3）某种植物有甲、乙两株突变植株，对它
们同一基因形成的信使 RNA 进行检测，发现甲的第二个密码子中第二个碱基
C 变为 U，乙
的第二个密码子中第二个碱基前多了一个 U，则与正常植株相比 ________ 的性状变化大．（ 4）
某植株产生了一种新的抗病基因，要将该基因提取出来，应用
（1） D 是________． A 在基因工程中称为 ________．获得 B 与 C 需要 ________酶，过程 ④ 需要 ________酶． （2） C 在基因工程中称为 ________． （3）过程 ⑦ 通过细菌的分裂增殖获得大量的工程菌， 产物的表达是通过 ________过程完成．
专题1 基因工程(一轮复习)
人干扰素基因、
用限制酶 切断DNA 种子贮藏蛋白基因、
植物抗病基因等。
三、基因工程的基本操作程序
（2）提取目的基因的途径 提取目的基因的途径
从供体细胞的DNA 中直接分离基因
方法：鸟枪法
人工合成基因（真核细胞）
反转录法 根据已知氨基酸 序列合成DNA
三、基因工程的基本操作程序
2、目的基因与运载体结合
思考
（１）质粒上会存在某些标记基因，标记基因有什么用途？ （２）要想将某个特定基因与质粒相连，需要用几种限制性内 切酶和几种DNA连接酶处理？
三、基因工程的基本操作程序
1、提取目的基因 (1)目的基因的概念：人们需要的特定基因。
目前被较广泛提取使用的 目的基因有：
苏云金杆菌抗虫基因、
取出DNA 人胰岛素基因、
G C T T A A
A
A T T C G
一、基因工程的基本工具
３、基因的运输工具——运载体
作用：将外源基因送入受体细胞。 能在宿主细胞内复制并稳定地保存 具备的条件
具有多个限制酶切点
具有某些标记基因
种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。
使用运载体的目的：用它作为运载工具，将目的基 因送到宿主细胞中去。
2.DNA连接酶 （1）种类：按来源可分为E·coliDNA连接酶和 T4DNA连接酶。 磷酸二酯键 （2）作用：在两个核苷酸之间形成____________以 两段DNA片段 连接______________。
一、基因工程的基本工具
限制酶切割ＤＮＡ分子示意图
思考
G A C T A T T C T A A G 要想获得某 个特定性状的基 因必须要用限制 酶切几个切口？ 可产生几个黏性 末端？ 两个切口，四 个黏性末端。
高一生物专题1基因工程知识点分析
照对市爱民阳光实验学校高一生物专题1 基因工程【本讲信息】一. 教学内容：专题1 基因工程DNA重组技术的根本工具〔一〕教学内容理解DNA重组技术所需三种根本工具的作用，认同基因工程的诞生和开展离不开理论研究和技术创〔二〕教学：DNA重组技术所需的三种根本工具的作用〔三〕教学难点：基因工程载体需要具备的条件〔四〕教学过程：来源：主要从原核生物中分离功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，限制性内切酶并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷（分子手术刀）酸二酯键断开。
切割后的DNA末端：黏性末端平末端功能：将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子DNA连接酶T4 DNA连接酶：能“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，（分子缝合针）种类也能“缝合”双链DNA的平末端E·coli DNA连接酶：只能将双链片段互补的黏性末端连接能在宿主细胞中保存下来并大量复制条件：有一个至多个限制酶切割点，基因进入受体细胞的载体有特殊的遗传标记基因，便于筛选。
（分子运输车）质粒（常用）种类：λ噬菌体的衍生物动植物病毒1. 基因工程的原理基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外和，赋予生物以的遗传特性，创造出更符合人们需要的的生物类型和生物产品。
由于基因工程是在水平上进行设计和施工的，因此又叫做。
2. 限制性核酸内切酶限制酶——“分子手术刀〞掌握限制酶的作用，切割后产生的结果，关注限制酶从哪里寻找？噬菌体侵染细菌的——单细胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵。
那么这类原核生物之所以长期进化而不绝灭，有何保护机制？在生物体内有一类酶，它们能将外来的DNA切断，即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保护细胞原有的遗传信息。
由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的，故名限制性内切酶〔简称限制酶〕。
限制酶是基因工程中所用的重要切割工具。
家已从原核生物中别离出了许多种限制酶。