马培梅生物一轮复习讲义选修3word可编辑

专题一 基因工程 一、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。 二、基因操作的工具 1．“分子手术刀”—— （1）来源： （2）功能： （3）种类：约 4000 种， 举例：EcoRI 限制酶：识别 个核苷酸，在 之间切割。 SmaI 限制酶：识别 6 个核苷酸，在 之间切割。

（4）结果：经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通常有两种形式：在中轴线两侧切开时产生的是 ；在中轴线处切开时产生的是 。 练习 1：在下列 DNA 片段图上表示出 EcoRI 限制酶的切割位点:

练习 2：写出下列黏性末端的另一个片段：

2．“分子缝合针”—— （1）功能：缝合 （2）与 DNA 聚合酶作用的异同： 相同点： 不同点：DNA 聚合酶只能将 加到已有的核苷酸片段的末端，形成 键。 DNA 连接酶是连接 的末端，形成磷酸二酯键。DNA 聚合酶是以为 模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链 上的两个缺口同时连接起来(不能连接单链DNA)，因此DNA连接酶不需要模板。 （3）分类：（两类） EcoliDNA连接酶：来自 ，连接双链 DNA 片段 ，不能连接双链 DNA的 ； T4DNA 连接酶：来自 ，能连接 DNA 片段 和 ；但是连接的 效率较低。 3．“分子运输车”—— （1）运载体具备的条件： ① ② ③ （2）最常用的运载体： ,它是一种裸露的、结构简单的、位于细菌 之中的具有 的双链 分子。

（3）其它载体： 基因操作的工具针对性训练

1．基因工程的设计施工是在什么水平上进行的 A．细胞 B．细胞器 C．原子 D．分子 2．下列关于限制酶的说法不正确的是 A．限制酶主要是从原核生物中分离纯化来的 B．不同的限制酶识别不同的核苷酸序列 C．限制酶能识别不同的核苷酸序列，体现了酶的专一性 D．限制酶的作用只是用来提取目的基因 3．下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是 A．一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B．限制性内切酶的活性受温度影响 C．限制性内切酶能识别和切割 RNA D．限制性内切酶可从原核生物中提取 4．下列关于 DNA 连接酶作用的叙述正确的是 A．将单个核苷酸加到某 DNA 片断末端，形成磷酸二酯键 B．将断开的两个 DNA 片断的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键 C．连接 DNA 两条链上碱基之间的氢键 D．只能将双链 DNA 片断互补的黏性末端连接起来，而不能将双链片断的平末端进行连接 5．一种限制酶切割 DNA 时，切出的 DNA 末端是 A．只有平末端 B．只有黏性末端 C．既有黏性末端，又有平末端 D．只有黏性末端或只有平末端 6．关于 DNA 重组技术中基本工具的叙述正确的是 A．限制酶的作用部位是特定两个核苷酸之间的氢键 B．目的基因经限制酶切割后一定会形成黏性末端 C．DNA 连接酶是在两个 DNA 片段之间形成磷酸二酯键 D．质粒 DNA 分子上一定含有抗四环素基因 7．不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A．能复制 B.有多个限制酶切点 C．具有标记基因 D．它是环状 DNA 8．下列关于质粒的叙述，正确的是 A．质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器 B．质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状双链 DNA 分子 C．质粒只有在侵入宿主细胞后才能在宿主细胞内复制 D．细菌质粒的复制过程一定是在宿主细胞外独立进行 9．下列平末端属于同一种限制酶切割而成的是

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 10．在基因工程中用来修饰改造生物基因的工具是 A．限制酶和连接酶 B．限制酶和水解酶 C．限制酶和运载体 D．连接酶和运载体 11．关于 DNA 连接酶和 DNA 聚合酶的叙述,错误的是 A．都是连接双链 DNA 的缺口，而不能连接单个核苷酸 B．都能形成磷酸二酯键 C．DNA 连接酶不需要模板，DNA 聚合酶需要模板 D．DNA 聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段上 12．限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓ GATCC—，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是 —↓GATC—。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有一个酶Ⅱ的切点。

（1）请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。

（2）请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。 （3）在 DNA 连接酶作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能否连接？为什么？ 三、基因工程的基本操作过程 第一步： 1．目的基因是指： 2．获取目的基因的方法 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。 ② PCR 是指聚合酶链式反应，是一项在 的核苷酸合成技术，1988年由 发明。 PCR 技术的原理是 的原理。 利用 PCR 技术进行 DNA 扩增需要加入的物质有： 利用 PCR 技术进行 DNA 扩增的过程：

如此循环重复。每次扩增后目的基因的量 ，即成 形式扩增。 ③ 第二步： 1．目的：使目的基因在受体细胞中 ，并且可以 ，使目的基因能够 。 2．基因表达载体的组成： 启动子：是一段具有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位。 终止子：也是一段具有特殊结构的DNA片段，位于基因的末尾，是转录停止的信号。 标记基因的作用：鉴定受体细胞中 ，从而将 筛选出来。常用的标记基因如 。 第三步： 1．转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2．常用的转化方法： ①将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 ，如下图。其次还有 和 等。受体细胞可以是卵细胞（受精卵）、体细胞（经组织培养成为完整个体）

②将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 。此方法的受体细胞多是 。 ③将目的基因导入微生物细胞：（感受态细胞法）：用 处理大肠杆菌，使细胞处于一种能吸收周围环境中 的 状态；在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化。 第四步： 1．首先要检测 ，方法是采用 。具体方法是： 从转基因生物中提取 ，在含有 的DNA片段上用 作标记，作为 ，使探针与基因组 DNA 杂交，如果出现 ，表明染色体 DNA 中已经插入了目的基因。 2．其次还要检测 ，这是检测目的基因是否 的第一步。 方法是采用 。具体操作方法是：从转基因生物中提取 ，用 作探针与 杂交，如果出现 ，则表明目的基因转录出了 mRNA。 3．最后检测 ，方法是从转基因生物中提取 ，用相应的 进行 。 4．有时还需进行 的鉴定。如 。 三、基因工程的应用 1．植物基因工程的作用 ① ，如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱、抗盐碱等 ② 提高作物中必需氨基酸含量的方法：方法一： ， 方法二： ； 延熟番茄： 。 颜色变异的矮牵牛： ； ③ 2．动物基因工程的作用 ①提高动物生长速度：将外源生长激素基因导入动物体内，使动物生长更快。 ②改善畜产品品质：将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得转基因的牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，其他营养成分不受影响。 ③用转基因动物生产药物：将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射法等导入哺乳动物受精卵，将受精卵植入母体内发育成转基因动物，从乳汁中提取药品。该转基因动物被称为乳腺生物反应器、乳房生物反应器。 ④作器官移植的供体：使用基因工程对猪的器官进行改造，方法是：将器官供体基因组导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官，作为器官移植的供体。 3．基因工程制药 利用转基因的工程菌生产药物：如细胞因子、抗体、疫苗、激素等。 4．利用基因工程进行疾病诊断和基因治疗 基因治疗就是把 导入病人体内，使该基因的 发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。 例如：将腺苷酸脱氨酶基因导入患有复合型免疫缺陷病的女童淋巴细胞中，然后将改造的淋巴细胞转入女童体内，使女童产生抗体的能力提高。 四、蛋白质工程的基本途径： 基因工程的操作及应用针对性训练 1．运用现代生物技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中，为检测实验是否成功，最 方便的方法是检测棉花植株是否有 A．抗虫基因 B．抗虫基因产物 C．新的细胞核 D．相应性状 2．构建基因组 DNA 文库时，首先需分离细胞的 A．染色体 DNA B．线粒体 DNA C．总 mRNA D．tRNA 3．一个基因表达载体的构建应包括 ①目的基因 ②启动子 ③终止子 ④标记基因 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．①②③④ 4．用于鉴定转基因后的细胞是否含重组 DNA 的最常用方法是 A．抗药性选择 B．分子杂交法 C．RNA 反转录 D．免疫学方法 5．基因工程中常用细菌等原核生物作受体细胞的原因不包括 A．繁殖速度快 B．遗传物质相对较少 C．多为单细胞，操作简便 D．DNA 为单链，变异少 6．下列有关基因工程的叙述，正确的是 A．DNA 连接酶的作用是将两个黏性末端的碱基连接起来 B．目的基因导入受体细胞后，受体细胞即发生基因突变 C．目的基因与运载体结合的过程发生在细胞外 D．常使用的运载体有大肠杆菌、噬菌体和动植物病毒等 7．用基因工程技术可使大肠杆菌合成人的蛋白质。下列叙述不正确的是 A．常用相同的限制性内切酶处理目的基因和质粒 B．DNA 连接酶和 RNA 聚合酶是构建重组质粒必需的工具酶 C．可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒 D．导入大肠杆菌的目的基因不一定能成功表达 8．目前人类利用基因工程的方法成功培育出转基因抗虫棉，以下说法正确的是 A．苏云金芽孢杆菌的毒蛋白基因与质粒结合后直接进入棉花的叶肉细胞表达 B．抗虫基因导入棉花叶肉细胞后，可通过传粉、受精的方法，使抗虫性状遗传下去 C．标记基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因 D．转基因抗虫棉经过种植，棉铃虫不会产生抗性，这样可以有效消灭棉铃虫 9．若利用基因工程技术培育能固氮的水稻新品种，其在环保上的重要意义是 A．减少氮肥的使用量，降低生产成本 B．减少氮肥的使用量，节约能源 C．避免氮肥过多引起环境污染 D．改良土壤结构 10．人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工合成，通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是 A．大肠杆菌 B．酵母菌 C．T4 噬菌体 D．质粒 DNA 11．应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是指 A．用于检测疾病的医疗器械 B．用放射性同位素或荧光分子等标记的 DNA 分子 C．合成β—球蛋白的 DNA D．合成苯丙氨酸羟化酶的 DNA 片段 12．基因治疗是指 A．把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的 B．对有基因缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的 C．运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常 D．运用基因工程技术，把有基因缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的 13．下列关于基因工程应用的叙述，正确的是