五年高考三年模拟_2019版_生物_北京专版-专题26 基因工程
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(1) 动物基因工程: 用于提高动物 ㊀ 生长速度 ㊀ 从而提高产品
变性
时, 双 链 DNA 温度降到 50 ħ
复性
左右, 两种引物 通过 碱 基 互 补 配对 与 两 条 单 链 DNA 结合 温度上 升 到 72 ħ 左 右 时, 在 Taq 酶 的 作 用 下, DNA 新 端延伸
使淋巴细胞能产生腺苷酸脱氨酶, 然后, 再将这种淋巴细胞转入 患者体内,从而治疗复合型免疫缺陷症㊂
(3) 作用:㊀ 携带外源 DNA 片段进入受体细胞㊀ ㊂
其他:㊀ λ 噬菌体的衍生物㊀ ㊁动植物病毒
上随染色体 DNA 进行同步复制㊂ 1. 获取目的基因
(4) 特点:可在细胞中进行自我复制或整合到染色体 DNA
二㊁基因工程的操作程序
{
识别序列中心轴线处切开ң㊀ 平末端㊀
调控作用的因子㊂
(1) 目的基因:主要指㊀ 编码蛋白质㊀ 的基因, 也可以是一些具 从㊀ 基因文库㊀ 中获取 ì ï ï人工 利用㊀ mRNA 反转录㊀ 合成 (2) 方法 í ï合成 通过㊀ DNA 合成仪㊀ 用化学方法人工合成 ï利用 PCR 技术扩增 î
来源 特点 相 同 点
(3) 构建过程
只 缝合 ㊀ 黏性㊀ 末端
都 缝合 磷酸ห้องสมุดไป่ตู้酯键,如图:
㊀ ㊀ 3. 限制酶与 DNA 连接酶的关系
3. 将目的基因导入受体细胞
植物细胞 动物细胞 ㊀ 显微注射法㊀ ㊀ 受精卵㊀ 微生物细胞 ㊀ 转化法㊀ 原核细胞
生物种类
物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰㊂ 4. 分子运输车 (2) DNA 连接酶起作用时不需要模板㊂ 载体
(1) 原核生物的限制酶不切割自身 DNA 的原因是: 原核生
常用方法 ㊀ 农杆菌转化法㊀ 受体细胞 体细胞㊁受精卵等
㊀ ㊀ 4. 目的基因的检测与鉴定
个限制酶切点;具有标记基因㊂
(1) 条件:能在受体细胞中复制并稳定保存; 具有一个至多
㊀2
5 年高考 3 年模拟㊀ B 版( 教师用书)
(3) PCR 产物的检测
如果仅将基因用限制酶从 DNA 片段中切割下来,没有经过对
㊀ ㊀ A. 限制性核酸内切酶可以切断 a 处 B.DNA 聚合酶可以连接 a 处 C. 解旋酶可以使 b 处解开 思路导引㊀ D.DNA 连接酶可以连接 c 处
思 路 分析题图,确定字母所代表的含义 接酶及解旋酶的作用位置
据蛋白质的氨基酸序列先合成 mRNA, 再合成目的基因㊂ 如果 合成时 mRNA 或氨基酸序列没有经过改造,则为基因工程; 如果 mRNA 或氨基酸序列经过了改造㊁mRNA 或氨基酸序列是根据 蛋白质预期的功能人工设计的,则为蛋白质工程㊂ ③根据合成的蛋白质种类 如果合成的蛋白质是天然蛋白质, 则是基因工程; 如果合成
3. 目的基因的插入位点不是随意的㊂ 基因表达需要启动子
定向改造或 生 产 人 类 所 需 蛋白质 生产自然界没有的蛋白质
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( 基因的异体表达)
(㊀ ㊀ )
生产自然界中已有的蛋白质
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,因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质, 必须通 过基因修饰或基因合成实现
㊀ ㊀ (2) 二者的判断方法
①根据对基因的操作方法
编码蛋白序列进行修饰㊁加工,或仅对其调控序列进行加工,则属于 基因工程;如果将目的基因经过了一些实质性的改造,如对编码蛋 白序列进行了碱基对替换或增添或去除,则属于蛋白质工程㊂ ②根据目的基因的合成方式 基因工程和蛋白质工程都可以反转录合成目的基因, 或根
(1) 作用:将双链 DNA 片段 缝合 起来,恢复被限制酶切开
启动子:㊀ RNA 聚合酶 ㊀ 识别和结合的部 终止子:RNA 聚合酶脱离部位,终止 ㊀ 转录 ㊀ 标记基因: 作用为鉴别受体细胞中是否 含有 ㊀ 目的基因 ㊀ 位,驱动基因 ㊀ 转录 ㊀
T 4 DNA 连接酶 ㊀ T4 噬菌体㊀ 黏性末端和平末端都可 缝合
{
2. 基因表达载体的构建
给下一代㊀ ,同时使目的基因能够表达和发挥作用㊂
(1) 目的:使目的基因㊀ 在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传 (2) 基因表达载体的组成 目的基因
基因工程的核心
2.DNA 连接酶 (2) 种类
基因 表达 载体
的两个核苷酸之间的磷酸二酯键㊂
E㊃coli DNA 连接酶 ㊀ 大肠杆菌㊀
比较法分析基因工程的相关概念
续表 名称 DNA 作用 在脱氧核苷 酸链上添加 单个脱氧核 苷酸㊀ 使碱基间氢 键断裂 碱基间氢键 磷酸二酯键 形 成 新 的 DNA 分子 DNA 复制 作用部位 作用结果 参与过程
参与过程
基因工程
������������������������������������������������������
可使用能切出相同末端的不同限制酶) , 目的是产生相同的黏性 末端或平末端㊂ 不起作用,具有自身保护的特点㊂
1-1㊀ 下列物质或过程不影响磷酸二酯键数目变化的是
键,而不是两条链之间互补配对碱基之间的氢键, 它与限制性核
(5) DNA 连接酶连接的是磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯
㊀ ㊀ 2. 蛋白质工程与基因工程的比较与判断
项目
(1) 二者的比较
蛋白质工程
基因工程
过 程 区 别 实 质 结 果 联系
预期蛋 白 质 功 能 ң 设 计 预 期的蛋 白 质 结 构 ң 推 测 应 有的氨 基 酸 序 列 ң 推 测 脱 氧核苷酸序列
解析㊀ 图中 a 处表示磷酸二酯键, 限制性核酸内切酶能
链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,A 项正确;
的蛋白质和天然蛋白质有差异,甚至是自然界中没有的, 则为蛋 白质工程㊂
受体菌中㊂
1. 基因文库中不是直接保管相应基因, 而是将基因保存在 2. 获取目的基因和切割载体时, 经常使用同一种限制酶 ( 也 (1) 限制性核酸内切酶主要切割外源 DNA, 对自身的 DNA
专题 26㊀ 基因工程
㊀1
第十一单元 ㊀ 现代生物科技专题
专题 26㊀ 基因工程
对应学生用书起始页码 P284
考点 1㊀ 基因工程的工具与操作程序
㊀ ㊀ 一 ㊁基因工程的工具 1. 限制酶 (1) 存在:主要是㊀ 原核生物㊀ 中㊂
㊀ ㊀ (2) 种类
{
最常用:㊀ 质粒㊀
一条链中特定部位的两个核苷酸之间的㊀ 磷酸二酯键㊀ 断开㊂ (3) 的类型
过程
图解
产量; 用于改善畜产品品质; 用转基因动物生产药物; 用转基因 动物作器官移植的㊀ 供体㊀ 等㊂ 2. 基因诊断与基因治疗 (2) 基因治疗 和抗逆转基因植物;利用转基因改良植物的㊀ 品质㊀ ㊂ 来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体㊂ 发挥功能,从而达到治疗疾病的目的㊂ (2) 植物基因工程: 培育抗虫转基因植物㊁ 抗病转基因植物 (1) 基因诊断:又称为 DNA 诊断, 是采用 ㊀ 基因检测 ㊀ 的方法 ①概念: 把 ㊀ 正常基因 ㊀ 导入病人体内, 使该基因的表达产物 ②成果:将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中,
聚合酶
解旋酶
形成脱氧核 苷酸链
连接酶
DNA 复制
专题 26㊀ 基因工程
续表 名称 反转 录酶 作用 以 RNA 为 模 板合成 DNA 作用部位 磷酸二酯键 作用结果 形 成 新 的 DNA 分子 参与过程
㊀3
接物,导入受体细胞后,可利用抗性基因的差异进行筛选㊂ 酸内切酶的作用是相反的,二者的关系可用下图表示:
体外 基因治疗
延伸
链 由 5ᶄ 端 向 3ᶄ
ң 体外完成 ㊀ 基因转移 ㊀ ,再 输回患者体内
从病人体内获得某种细胞,在
㊀ ㊀ 3.PCR 技术操作的一般过程 (1) 配制 PCR 反应体系
10ˑ 扩增缓冲液 引物( 终浓度) 模板 DNA
2+
③类型
体内
基因治疗 转移基因
ң
直接向人体 ㊀ 组织细胞 ㊀ 中
明确限制酶㊁DNA 聚合酶㊁DNA 连
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 DNA 聚合酶可将游离的单个脱氧核苷酸加到正在合成的 DNA 子链上,使之形成磷酸二酯键,B 项正确;b 处表示氢键, 解旋酶 可以使氢键断开,C 项正确; DNA 连接酶能将两个 DNA 片段连 接起来,使它们之间形成磷酸二酯键, 而 c 处为一个脱氧核苷酸 中的普通磷酸键,D 项错误㊂ 答案㊀ D
㊀ ㊀ (2) 设定并运行反应程序
(2) 基本流程
㊀
预期蛋白质的功能
ң 设计预期的㊀ 蛋白质的结构㊀ ң 找到相对应的㊀ 脱氧核苷酸序列㊀
ң
推测应有的㊀ 氨基酸序列㊀
对应学生用书起始页码 P285
题型 1㊀ 基础判断类
1. 与 DNA 有关的几种酶
名称 限制酶 作用 切割某种特 定的脱氧核 苷酸序列 DNA 连 接 两 个 DNA 片段 磷酸二酯键 磷酸二酯键 作用部位 作用结果 形成黏性末 端或平末端 形 成 重 组 DNA 分子
反 转 录㊁ 基因工程
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4 种 dNTP 混合物( 终浓度)
各 100 250 μmol / L 各 5 20 μmol / L 0.1 2 μg 5 10 U 100 μL
10 μL
3. 蛋白质工程
(1) 蛋白质工程的概念
TaqDNA 聚合酶 Mg ( 终浓度) 补加双蒸水
1 3 mmol / L
基础 蛋白质分子的㊀ 结构规律㊀ 及其与 ㊀ ң ㊀ ㊀ ㊀ 生物功能㊀ 的关系 概 手段 ㊀ ㊀㊀ ㊀ ң ㊀ 基因修饰㊀ 或㊀ 基因合成㊀ 念 ㊀ ㊀ 目的 ㊀ ң 合成满足人类生产和生活需求的㊀ 蛋白质㊀
㊀ ㊀ 一 ㊁PCR 技术
考点 2㊀ PCR 技术及基因工程的应用
1. 原理:DNA 双链复制㊂ 2.PCR 反应过程
说明 当体 系 温 度 上 升到 90 ħ 以上 解聚为单链
聚合酶链式反应
1. 动物基因工程与植物基因工程的应用实例
二㊁基因工程的应用与蛋白质工程
琼脂糖凝胶电泳技术㊂
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(2) 作用:㊀ 识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列㊀ ,并使每 形成末端 识别序列中心轴线两侧切开ң㊀ 黏性末端㊀
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
获取目的基因 ң 构建表达载 体ң导入受体细胞 ң 得到转 基因生物 ң 目的基因检测与 鉴定
与终止子的调控, 所以目的基因应插入启动子与终止子之间的 部位㊂ 4. 启动子ʂ起始密码子,终止子ʂ终止密码子 (1) 启动子在 DNA 分子中,而起始密码子在 mRNA 中㊂ (2) 终止子在 DNA 分子中,而终止密码子在 mRNA 中㊂ ㊀ 据图所示,有关工具酶功能的叙述不正确的是