2017_2018学年高中生物第一章基因工程章末整合学案苏教版
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高中生物第一章基因工程 1.1.3 蛋白质工程导学案苏教版选修3【课标要求】简述蛋白质工程【教学目标】1、简述蛋白质工程的基本原理2、举例说出蛋白质工程的应用和发展【教学过程】知识点一、蛋白质工程的概念和原理1、蛋白质工程是指通过_____________与______________等技术了解蛋白质的_________和__________,并借助计算机辅助设计、_____________和_____________改造_________,以__________改造天然蛋白质,甚至创造自然界中___________________的技术。
2、蛋白质工程一般是先创造出适合人类需求的____________,然后使其表达出具有特定的____________和__________的蛋白质。
3、_____________是蛋白质工程中的关键技术。
因此,蛋白质工程也被称为第二代_________。
4、实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质的__________和___________的关系。
5、蛋白质的空间结构极其复杂,应用_________________可以测定其三维空间结构,利用________________可以了解其构象。
此外,随着DNA和蛋白质测序技术的自动化,已能快速测定大量蛋白质分子的一级结构(氨基酸序列)。
6、蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质________的特定需求,对蛋白质的________进行分子设计。
7、蛋白质工程的基本途径:预期蛋白质功能→设计出预期的蛋白质结构→推测应用的氨基酸序列→设计DNA的脱氧核苷酸序列(基因)【思考】对天然蛋白质进行改造,你认为应该直接对蛋白质分子进行操作,还是通过对基因的操作来实现?为什么?【拓展】蛋白质工程应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质改造,主要原因如下:(1)任何一种天然蛋白质都是由基因编码的,改造了基因即对蛋白质进行了改造,而且改造过的蛋白质可以遗传下去。
-1 -ACGTTAGACGTTAGATGTTAGATC先找出共同的序列是GTTA然后向左、向右找,得到重组的互补序列ATACGTTAGATC则靶序列是TATGCAATCTAG依照此种方法得出图2的靶序列。
5. 第11题:这题主要就是区分蛋白质工程和基因工程这两个概念,很多同学混淆这两个概念。
6. 第13题:首先得知道基因工程的“四步曲”是什么,然后弄清楚碱基互补配对发生的过程。
7. 第21题第(3):用同一种限制性核酸内切酶切割运载体与目的基因,再用DNA连接酶连接,得到的产物有3种,目的基因——载体连接物,载体一—载体连接物,目的基因一一目的基因连接物。
三、教师总结。
课后:四、布置课后作业。
结合,催化遗传信息的转录C一种DNA限制酶能识别多种核苷酸序列,切割出多种目的基因D解旋酶能作用于氢键,在转录或翻译时使DNA分子双链打开3.科学家已能运用基因工程技术,让羊合成并分泌抗体。
相关叙述不正确的是A该技术将导致定向的变异B受精卵是理想的受体细胞C宜采用PCR技术扩增目的基因D卵巢分泌的孕激素能促进抗体的产生【分析】真核细胞的基因中有内含子,在转录过程中内含子和外显子都要转录,在形成成熟NRA 时,要把与内含子相应的RNA片断切除掉,而原核细胞中没有这类酶,所以若将真核基因在原核细胞中表达,先要把真核细胞基因的内含子去掉。
当把切割后的运载体与目的基因片段混合,在加入DNA连接酶后,有可能是两个目的基因片段相连成一个环状DNA或是可能是一个目的基因片段与运载体相连成一个环状DNA 或是两个运载体相连,所以会产生三种环状DNA分子。
__________________________ 学生自我小结。
板书设计单位结构真核生物核苷酸基因现代技术“原核生物基因工程-2 --3 -。
微专题突破基因工程的操作工具与操作步骤总结1.基因工程是分子水平上的生物工程,其原理是基因重组。
2.基因工程的基本工具是限制性内切酶、DNA连接酶和运载体,其中前两种工具是蛋白类的酶。
3.基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤: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。
其中,目的基因的获取中构建基因文库实际上涉及基因工程的全过程。
cDNA 文库只是部分基因文库的一种,cDNA文库中的目的基因通过反转录法人工合成,无启动子和内含子。
PCR技术中解旋不用解旋酶。
构建基因表达载体时,一般用同种限制性内切酶剪切目的基因和载体,再用DNA连接酶连接。
目的基因的检测与鉴定中有分子水平检测和个体水平鉴定,其中检测目的基因是否导入受体细胞、是否转录出mRNA、是否翻译成蛋白质都属于分子水平检测。
1.据图所示,有关工具酶功能的叙述错误的是( )A.限制性内切酶可以切断a处B.DNA聚合酶可以连接a处C.解旋酶可以使b处解开D.DNA连接酶可以连接c处【解析】限制性内切酶切割DNA分子时破坏的是DNA链中的磷酸二酯键,如图a处。
DNA聚合酶是将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上,形成磷酸二酯键,因此,DNA聚合酶可以连接a处。
解旋酶解开碱基对之间的氢键,即使b处解开。
DNA连接酶连接的是两个相邻的脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖,形成磷酸二酯键,如a处,而图示的c 处连接的是同一个脱氧核苷酸的磷酸和脱氧核糖。
【答案】 D2.利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品。
下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是( )A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白【解析】目的基因的表达是指在受体细胞中产生了目的基因所控制合成的蛋白质。
在受体细胞中检测到目的基因或其转录产物RNA,并不能表明目的基因已经成功表达。
1.1 DNA重组技术的基本工具1.了解基因工程的概念、诞生及发展。
2.掌握限制酶及DNA连接酶的种类及作用。
(重、难点)3.理解运载体的种类及应具备的条件。
(难点)1.基因工程的概念(1)操作场所:生物体外。
(2)操作技术:DNA重组和转基因等技术。
(3)操作结果:赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
(4)操作水平:DNA分子水平。
2.基因工程的诞生与发展(连线)①DNA是遗传物质的证明②基因转移载体的发现③工具酶的发现 A.基础理论④遗传密码的破译⑤DNA体外重组的实现⑥重组DNA表达实验的成功⑦PCR技术的发明 B.技术支持⑧DNA双螺旋结构和中心法则的确立提示:①④⑧—A ②③⑤⑥⑦—B3.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”(1)来源:主要来自原核生物。
(2)种类:约4 000种。
(3)特点:具有专一性,表现在两个方面:①识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。
②切割——特定核苷酸序列中的特定位点。
(4)作用:断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(5)结果:产生黏性末端或平末端。
4.DNA 连接酶——“分子缝合针”[合作探讨]探讨1:与其他生物变异相比,基因工程所导致的变异有何特点?提示:变异一般是不定向的,但基因工程使生物产生新的性状变异却是定向的,是按照人们的实际需要进行的有目的的改造。
探讨2:氢键的断裂与重新形成与限制酶和DNA 连接酶是否有关?提示:氢键是分子间作用力,其断裂与重新形成均与限制酶和DNA 连接酶无关。
探讨3:限制酶和DNA 解旋酶的作用部位有什么不同?提示:限制酶作用于两个核苷酸之间的磷酸二酯键,DNA 解旋酶作用于碱基对的两个碱基之间的氢键。
探讨4:只有DNA 连接酶才能连接形成磷酸二酯键吗? 提示:DNA 聚合酶也能形成。
[思维升华]1.DNA 连接酶与限制性核酸内切酶的比较 (1)区别2.DNA 连接酶与DNA 聚合酶的比较1.下表所示为常用的限制酶及其识别序列和切割位点,由此推断以下说法,正确的是( )【导学号:72240000】注:Y A .限制酶切割后不一定形成黏性末端 B .限制酶的切割位点一定在识别序列的内部 C .不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端 D .一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列【解析】 由表中信息可知,Hind Ⅱ能识别4种不同的核苷酸序列;Sau 3A Ⅰ酶的切割位点在识别序列的外部;Bam H Ⅰ酶与Sau 3A Ⅰ酶切割后能形成相同的黏性末端;Sma Ⅰ酶切割后产生的是平末端。
高中生物第一章基因工程 1.1.1 基因工程概述导学案苏教版选修3【课标要求】简述基因工程的诞生简述基因工程的原理及技术举例说出基因工程的应用【教学目标】1、简述基因工程所需3种基本工具的使用。
2、学习运用知识解决相关问题的能力。
3、认同基因工程的诞生和发展离不开理论研究和技术创新。
【教学过程】知识点一、基因工程的诞生和发展(一)诞生和发展理论铺垫:艾弗里证明了;沃森和克里克阐明了;尼伦贝格等(二)基因工程的概念基因工程是指在通过人工“ ”和“ ”等方法,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入并使重组基因在中表达,产生。
包括、以及。
基因工程的别名操作环境操作对象操作水平基本过程结果二、基因工程的工具“分子手术刀”(1)这类酶在生物体内能将外来的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,这样可以保持细胞原有的遗传信息。
(2)由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故名限制性核酸内切酶(简称_______)。
(3)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段,末端通常有两种形式,即和。
【例1】下列关于限制酶的说法正确的是()A、限制酶广泛存在于各种生物中,但微生物中很少B、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列C、不同的限制酶切割DNA后都会形成黏性末端D、限制酶的作用部位是特定核苷酸形成的氢键2、DNA连接酶“分子缝合针”拓展:根据DNA连接酶的来源不同,可以将它分为两类:一类是从大肠杆菌中分离得到的,称为Ecoli DNA连接酶。
Ecoli DNA连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来,不能将双链DNA片段平口末端之间进行连接。
另一类是从T4噬菌体中分离出来的,称为T4DNA连接酶。
T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平口末端,但连接平口末端之间的效率比较低。
【例2】下图为DNA分子的切割和连接过程。
第一章基因工程第一节基因工程概述【课程标准】简述基因工程的原理及技术。
【学习目标】1.通过知识回顾,能说出传统生物育种方法和运用基因工程育种的差异;2.通过相关实例的分析归纳和教材内容的梳理,能说出获取目的基因常用的方法和技术操作;3.通过图解分析,能初步认识基因表达载体的组成及构建的必要性。
4.通过“积极思维”中的实例分析及其他材料的研读,认识导入目的基因的一般方法、检测和鉴定目的基因的不同层次。
【教学过程】【活动1】传统的生物育种常采用哪些方法?它们依据的原理分别是什么,有什么特点?若运用基因工程来培育新品种,则有什么明显的优势?三、基因工程的实施过程:(一)获取目的基因【活动2】阅读教材P13 页相关内容,回答下列问题:(1)什么是目的基因,什么是供体生物、受体细胞?试举一实例加以说明。
(2)获得目的基因的方法有哪些?(3)什么是基因文库?什么是部分基因文库?怎样从基因文库中得到我们所需的目的基因?(4)浏览教材P14 “知识海洋”,归纳PCR技术依据的原理、操作过程和结果,指出这项技术在基因工程中的主要作用。
(5)什么情况下可考虑选择通过化学方法直接人工合成目的基因?【小结】:1.通过基因文库获取目的基因:-基因组文库:含有一种生物的_______________ 基因①种类-部分基因文库:含有一种生物的_______________ 基因②目的基因的获取:根据基因的有关信息:基因的___________________ 序列、基因在____________________ 上的位置、基因的____________________ 产物mRNA基因的 _____________________ 产物蛋白质等特性获取目的基因。
2.通过PCF技术扩增目的基因:(1)______________________________________________________ PCR勺含义:。
(2)目的:获取大量的目的基因(3)原理:。
1.1 基因工程的概述(第一课时)教学目标 1.说出基因工程诞生的理论与实践依据、 发展阶段和基因工程的含义及其主要实验成果。
2.举例说出限制性核酸内切酶的作用、特点。
4.简述质粒的含义、特性及其在基因工程中的作用。
一、基因工程的诞生和发展接促使了基因工程的诞生。
期; 1982 年以后为迅猛发展和_________________ 的 DNA 分子进行体外重组, 并首次实现了在大肠杆菌中的被认为是基因工程的发展史上的一个里程碑。
(2)作用: 每种限制性核酸内切酶只能识别DNA 分子的上切割 DNA 分子。
(3)切割结果: 大部分限制性核酸内切酶在切开DNA 双链时, 切口处两个末端都带有由若干 ______________ 组成的单链,这种单链被称为_______ 末端。
2.DNA 连接酶 —— 分子针线第一章 基因工程3.举例说出 DNA 连接酶的作用。
1.基因工程是指在通过人工 “ 和”“ 行的 和重新组合, 然后等”方法,对生物的基因进受体细胞并使重组基因在受体细胞中 _______________ ,产生人类需要的的技术,又称为技术。
基因工程是在水平上操作、改变生物的 的技术, 包括基因的 以及在受体细胞内的等过程。
2.艾弗里证明了是遗传物质、 沃森和克里克阐明了尼伦贝格等破译了结构,,这些都为基因工程的创立作出了重要的理论铺垫,而酶和酶等工具酶、等载体和酶的发现, 则直3.基因工程的诞生和发展经历了三个时期:1973〜1976年为 期;1977〜1981年为等将 创立了的新技术 —— 基因工程; 不久,又有科学家将第一个核生物的基因导入大肠杆菌,使大肠杆菌产生了相应的 ; 1 977年,科学家使得生长激素抑制素基因在大肠杆菌中成功表达; 1978 年, 在大肠杆菌中成功合成; 1979年, 基因在大肠杆菌中成功表达; 1980 年,基因在大肠杆菌中成功表达1982 年,美国科学家岶米特等采用法,将经过重组的带有____________________ 基因的质粒转入小鼠的受精卵内, 的小鼠。
第3课时导入、检测和鉴定目的基因[学习导航] 1.理解目的基因导入受体细胞的方法。
2.掌握检测与鉴定目的基因的方法。
[重难点击] 1.目的基因导入受体细胞的方法。
2.检测和鉴定目的基因的方法。
方式一通过前面的学习,我们了解了基因工程中目的基因的获取及基因表达载体的构建。
在目的基因与载体连接成重组DNA分子以后,下面的重要工作主要是将其导入受体细胞进行扩增和筛选,获得大量的重组DNA分子,这就是外源基因的无性繁殖,即克隆(cloning)。
由于外源基因与载体构成的重组DNA分子性质不同、宿主细胞不同,将重组DNA导入宿主细胞的具体方法也不相同。
方式二目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测和鉴定才能知道。
这是基因工程的第四步工作。
以上步骤完成后,在全部的受体细胞中,真正能够摄入重组DNA分子的受体细胞是很少的。
因此,必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。
检测的方法有很多种,例如,大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因,当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒,并被转入受体细胞后,就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。
重组DNA分子进入受体细胞后,受体细胞必须表现出特定的性状,才能说明目的基因完成了表达过程。
一、导入目的基因将目的基因导入受体细胞的方法和过程受体细胞植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射法感受态细胞法过程将目的基因插入Ti质粒的T -DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞染色体的DNA上→表达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Ca2+处理细胞→感受态细胞→重组的基因表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子1.农杆菌转化法的分析(1)将基因表达载体导入农杆菌细胞时,应怎样处理农杆菌细胞?答案基因表达载体(重组质粒)导入农杆菌细胞时,要用Ca2+处理农杆菌细胞,使其处于感受态,利于重组质粒的导入。
第一章基因工程章末整合(一)①____________;②____________;③____________;④____________;⑤____________;⑥____________;⑦____________;⑧____________。
答案①限制性核酸内切②载体③目的基因④基因表达载体⑤受体⑥检测和鉴定⑦药物⑧治疗方法一巧辨基因工程的几种酶典例1下图为DNA分子的某一片段,其中①②③分别表示某种酶的作用部位,则相应的酶依次是( )A.DNA连接酶、限制酶、解旋酶B.限制酶、解旋酶、DNA连接酶C.解旋酶、限制酶、DNA连接酶D.限制酶、DNA连接酶、解旋酶答案 C解析使碱基对间的氢键断裂的是解旋酶;限制酶将特定部位的相邻两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开;连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。
方法链接在基因操作过程中,除了限制酶以外,还要用一系列的酶类,才能完成全过程。
这些酶都有各自特殊的催化功能。
下面比较中学教材中介绍的与基因工程有关的几种酶。
1.DNA连接酶与DNA聚合酶(1)DNA连接酶:游离的DNA片段在DNA连接酶的作用下,在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键,即将DNA双链上的两个缺口同时连接,不需要模板,形成完整的DNA分子。
(2)DNA聚合酶:以一条DNA链为模板,在DNA聚合酶的作用下,将单个脱氧核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上形成磷酸二酯键,从而形成与模板链互补的DNA单链。
2.限制性核酸内切酶与DNA连接酶(1)区别3.逆转录酶又称RNA指导的DNA聚合酶,是以RNA为模板合成DNA的酶。
逆转录酶催化的反应叫逆转录。
在这个过程中,遗传信息流动的方向是从RNA到DNA,正好与转录过程相反,故称逆转录。
4.解旋酶在DNA的复制过程中,需要解旋酶的作用。
解旋酶是一类解开氢键的酶,由水解ATP来供给能量。
由于DNA分子的两条脱氧核苷酸长链之间对应的脱氧核苷酸分子碱基间的氢键是分子间的作用力,故其断裂与重新形成与限制性核酸内切酶、DNA连接酶无关。
迁移训练1.下列关于DNA连接酶的作用的叙述,正确的是( )A.将单个核苷酸加到某DNA片段末端,形成磷酸二酯键B.将断开的两个DNA片段的骨架连接起来,重新形成磷酸二酯键C.连接两条DNA链上碱基之间的氢键D.只能将双链DNA片段互补的黏性末端连接起来答案 B解析选项A是DNA聚合酶的作用;DNA连接酶能将双链DNA片段末端连接起来,重新形成磷酸二酯键;D项只涉及了E·coli DNA连接酶的作用。
方法二巧记基因工程的基本操作程序典例2如图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。
已知细菌B细胞内不含质粒A,也不含质粒A上的基因。
判断下列说法正确的是( )A.将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法B.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的只是导入了重组质粒的细菌C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的就是导入了质粒A 的细菌D.目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长答案 C方法链接迁移训练2.下列关于基因工程的叙述,错误的是( )A.目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B.限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达答案 D解析基因工程中目的基因来源于自然界中的含有目的性状的一切生物,可以是动物、植物,也可以是真菌、细菌,还可以是人等;在基因工程中获取目的基因以及将目的基因和载体结合构成基因表达载体必须使用同一种限制酶进行切割,以获得相同的黏性末端,再在DNA连接酶的作用下,将目的基因和载体连接,构成基因表达载体,但是由于大肠杆菌是原核生物,没有内质网、高尔基体等细胞器的加工,合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能,即没有生物活性;标记基因有利于重组DNA在细胞内表达的鉴定和筛选,但对于目的基因的表达没有促进作用。
方法三巧辨基因工程中几组易混的概念典例3下列关于部分基因文库和基因组文库的说法中,不正确的是( )A.部分基因文库中只含有某种生物的部分基因,基因组文库中含有某种生物的全部基因B.如果某种生物的部分基因文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因控制的性状相同,则这两个基因的结构也完全相同C.部分基因文库中的基因都没有启动子D.一种生物的部分基因文库可以有许多种,但基因组文库只有一种答案 B解析部分基因文库中的DNA来源于mRNA的逆转录过程,所以该DNA(或基因)与该生物体内的原DNA在结构上是有区别的,如不含有启动子、内含子等。
故选B。
方法链接1.基因文库、基因组文库、部分基因文库(1)从定义上区分①基因文库:将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库。
基因文库是指储存有某种生物基因的菌群的总称。
②基因组文库:如果基因文库中含有一种生物的所有基因,这种基因文库叫做基因组文库。
③部分基因文库:指含有一种生物的一部分基因的基因文库,如cDNA文库。
(2)从范围上区别:基因文库包含基因组文库和部分基因文库。
基因组文库有某一种生物的全部基因,它的范围要大于部分基因文库。
2.启动子、终止子、起始密码子、终止密码子(1)从定义上区分①启动子:位于编码区上游紧靠转录起点的位置。
它的主要功能是引导RNA聚合酶与基因的正确部位结合。
只有在启动子存在时,RNA聚合酶才能准确地从转录起点开始,沿着编码区正常地进行转录。
②终止子:位于编码区下游紧靠转录终点的位置。
它的特殊的碱基排列顺序能够阻碍RNA聚合酶的移动,并使其从DNA模板链上脱离下来。
③密码子:指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。
信使RNA上四种碱基的组合方式有64种,其中,决定氨基酸的密码子有61种,3种是终止密码子。
④终止密码子:是信使RNA上能够终止蛋白质合成的密码子。
⑤起始密码子:位于信使RNA上,是蛋白质合成开始的信号,有两种:AUG、GUG。
(2)从本质上区别启动子和终止子都是DNA分子中具有调控作用的脱氧核苷酸序列,而起始密码子和终止密码子都位于信使RNA上,分别是翻译的起始位置和终止位置,终止密码子不能决定任何一种氨基酸。
对于相似或相关概念,通过比较分析的方法找出区别与联系,会加深对这些知识的理解与掌握。
迁移训练3.科学家在培育抗虫棉时,经过了许多复杂的过程和不懈的努力,才获得成功。
起初把苏云金芽孢杆菌的抗虫基因插入载体质粒中,再导入棉花的受精卵中,结果抗虫基因在棉花体内没有表达。
然后在插入抗虫基因的质粒中插入启动子(抗虫基因首端),导入棉花受精卵,长成的棉花植株还是没有抗虫能力。
科学家又在有启动子、抗虫基因的质粒中插入终止子(抗虫基因末端),导入棉花受精卵,结果长成的植株有了抗虫能力。
那么作为目的基因的载体应具备的结构是( )A.目的基因、启动子B.目的基因、终止子C.目的基因、启动子、终止子D.目的基因、启动子、终止子、标记基因答案 D解析一个基因表达载体的组成,除了目的基因外,还必须有启动子、终止子以及标记基因等。
有了启动子,RNA聚合酶与启动子结合才能驱动基因转录出mRNA。
终止子在目的基因的尾端,作用是终止转录。
标记基因是为了鉴别受体细胞中是否有目的基因。
方法四转基因生物的安全性问题典例4器官移植是治疗人类某些疾病的有效方法,如肾衰竭的病人可以通过肾脏移植进行治疗,肝癌可以移植肝脏等,请回答有关器官移植的一些问题:(1)目前器官移植的最大障碍有两个方面:一是移植免疫;二是器官来源。
移植免疫主要是细胞膜上的________________________能够被病人的____________系统识别而加以排斥。
(2)国外科学家已经研究用动物的器官作为器官移植的来源,发现猪的内脏器官与人的内脏器官大小、形态等均差不多,研究的重点是改造猪细胞。
①猪细胞膜的基本结构和人细胞膜是相同的,但其上面的__________________和人细胞膜有很大差别。
②改造猪细胞膜主要通过____________________技术进行,具体操作步骤是:第一步:获得目的基因,该目的基因应当是____________________________,所采用的方法有_________。
第二步:将目的基因与____________________结合,最常用的是_______________________。
第三步:将目的基因导入受体细胞,对于猪来说,应导入其____________细胞。
在这项技术中,必须使用的工具酶是__________________________。
(3)由于伦理、生态和免疫方面的原因,这项研究被终止了,请你从生态和免疫的角度,谈谈为什么终止这项很有意义的研究工作(提示:人体中有很多与人共生的微生物)。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案(1)组织相容性抗原或人类白细胞抗原(HLA) 免疫(2)①糖蛋白(或蛋白质) ②基因工程人细胞膜蛋白质合成基因从基因文库获取、人工合成法载体动物病毒(答质粒不可) 受精卵限制酶和DNA连接酶(3)人体中有许多与人类共生的微生物,这些微生物与人体可以组成一个群落,这些微生物对人体不但没有危害,而且对人体的健康具有重要作用;猪体内也有很多与猪共生的微生物。
由于自然状态下,人体内与猪体内的环境不同,因此与人共生和与猪共生的微生物就不一样,有可能与猪共生的微生物进入人体后,因人体对这些微生物没有免疫力,造成人生病,甚至会产生灾难性的后果,这种后果目前难以预测。
所以在没有研究清楚以前不能将猪器官移植到人身上解析对于器官移植来说,最重要的是解决免疫问题,发生免疫反应主要是由细胞膜上的有关蛋白质造成的;从理论上讲可以通过基因工程改造相应的蛋白质;提取目的基因后要让目的基因和载体结合,载体可以用质粒、病毒等,但对于动物来说要用动物病毒,对细菌来说可以用质粒等;然后是把目的基因导入受体细胞,在这里受体细胞应该是受精卵;所用的酶是限制酶和DNA连接酶。