人教生物选修3专题1文档

选修三现代生物科技专题选修3　现代生物科技专题选修三现代生物科技专题专题1　基因工程一、DNA重组技术的基本工具1．限制性核酸内切酶——“分子手术刀”(1)主要来源：原核生物。(2)特点：能够识别DNA特定的____________，切开两个核苷酸之间的_________。(3)DNA末端：限制酶切割DNA产生的DNA末端有两种形式：__________和平末端。2．DNA连接酶——“分子缝合针”(1)作用：将双链__________“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的___________。核苷酸序列磷酸二酯键黏性末端DNA片段磷酸二脂键选修三现代生物科技专题(2)种类①E·coliDNA连接酶：只能缝合DNA的黏性末端。②T4DNA连接酶：既可缝合DNA的黏性末端，又可缝合双链DNA的______。3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(1)载体的种类①质粒。②噬菌体的衍生物。③动植物病毒。(2)质粒载体的特点①能够在细胞内自我复制。②具有一个或多个_______________，便于供外源DNA片段插入其中。③具有特殊的遗传标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。平末端限制酶切割位点选修三现代生物科技专题二、基因工程的基本操作程序1．目的基因的获取(1)目的基因：指编码蛋白质的_________。(2)获取目的基因的方法②利用______技术扩增目的基因③用_____方法直接人工合成2．基因表达载体的构建(1)表达载体的组成：目的基因＋_______＋终止子十标记基因。(2)表达载体的功能①使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代。②使目的基因_____和发挥作用。结构基因基因文库PCR化学启动子表达选修三现代生物科技专题(3)启动子：位于基因的_____，它是___________识别和结合的部位，驱动基因转录产生mRNA。(4)终止子：位于基因的尾端，终止mRNA的转录。(5)标记基因：鉴别受体细胞是否含有目的基因。3．将目的基因导入受体细胞转化的含义：目的基因进入受体细胞内，并在受体细胞内维持__________的过程。(1)将目的基因导入植物细胞方法：农杆菌转化法；_____枪法；花粉管通道法。(2)将目的基因导入动物细胞①方法：_____注射技术。②操作程序：目的基因表达载体_____―→取卵(受精卵)―→显微注射―→移植到雌性动物体内―→新性状的动物。首端RNA聚合酶稳定和表达基因显微提纯选修三现代生物科技专题(3)将目的基因导入微生物细胞①原核生物特点：繁殖快、多为_______、遗传物质少。②转化：用Ca2＋处理细胞―→感受态细胞―→表达载体与感受态细胞混合―→促感受态细胞吸收DNA分子。4．目的基因的检测与鉴定(1)检测①方法：采用_____________技术，抗原—抗体杂交技术。②内容：a．检测转基因生物的染色体DNA上的目的基因。b．检测目的基因是否转录出了_______。c．检测目的基因是否翻译成_______。(2)鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定等。单细胞DNA分子杂交mRNA蛋白质选修三现代生物科技专题三、基因工程的应用1．植物基因工程：可获得抗虫、_____、抗逆植物，并可改良植物______。2．动物基因工程：可提高生长速度、改善________、生产药物、制造_________的供体等。3．基因治疗①含义：把__________导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。抗病品质产品品质器官移植正常基因选修三现代生物科技专题四、蛋白质工程1．概念：以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过________或_________，对_____蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。2．崛起的缘由：基因工程只能生产自然界中已经存在的蛋白质，天然蛋白质不一定完全符合人类生产和生活的需要。基因修饰基因合成现有蛋白质的结构功能结构序列脱氧核苷酸选修三现代生物科技专题考点一　基因工程的基本操作工具1．与DNA分子相关的酶(1)几种酶的比较 种类项目 限制酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 解旋酶 作用底物 DNA分子 DNA分子片段 脱氧核苷酸 DNA分子 作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 碱基对间的氢键选修三现代生物科技专题 作用特点 切割目的基因及载体，能专一性识别双链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的磷酸二 将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上 将DNA两条链之间的氢键打开 作用结果 形成黏性末端或平末端 形成重组DNA分子 形成新的DNA分子 形成单链DNA分子选修三现代生物科技专题(2)限制酶与DNA连接酶的关系①限制酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。②DNA连接酶起作用时不需要模板。2．载体(1)作用①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。(2)具备的条件①能在宿主细胞内稳定保存并大量复制。选修三现代生物科技专题②有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。③具有特殊的标记基因，以便进行筛选。(3)种类①质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，能够自我复制的很小的双链环状DNA分子。②λ噬菌体的衍生物。③动植物病毒。【易错警示】　①一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。②限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。选修三现代生物科技专题1．(2012年北京东城综合练习)基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。根据图判断下列操作正确的是(　　)A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割C质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割选修三现代生物科技专题【解析】　质粒是小型环状DNA，基本的单位是脱氧核糖核苷酸；对被切后的DNA要用DNA连接酶，不是DNA聚合酶；酶Ⅱ识别序列和切点是—↓GATC，单独使用时候可以把目的基因和质粒都切断，限制酶I的识别序列和切点是—C↓GATCC—，只能把它们切开，单独使用时候不能切下，所以切目的基因用限制酶Ⅱ切割，质粒用限制酶I切割；因为用限制酶I切割质粒时候破坏了GeneⅡ，所以只能用GeneⅠ作为标记基因。【答案】　D选修三现代生物科技专题考点二　基因工程操作程序及与蛋白质工程的比较　基因工程技术生产凝乳酶的过程选修三现代生物科技专题1．基因工程的操作程序分析(1)目的基因的获取途径①从自然界中已有的物种中分离出来，如从基因组文库或cDNA文库中获取。②人工合成目的基因常用的方法有反转录法和化学合成法。③利用PCR技术扩增目的基因通过PCR技术可对已获取的目的基因进行扩增，以获取大量的目的基因。(2)基因表达载体的构建选修三现代生物科技专题【易错警示】　①插入的目的基因的表达需要调控序列，因而用作载体的质粒的插入基因部位之前需有启动子，之后需有终止子。②两次使用的限制酶为同一种酶，这样形成的黏性末端碱基之间互补，便于连接。(3)将目的基因导入受体细胞(转化) 生物种类 植物细胞 动物细胞 微生物细胞 常用方法 农杆菌转化法 显微注射技术 Ca2＋处理法 受体细胞 体细胞 受精卵 原核细胞 转化过程 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→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子选修三现代生物科技专题(4)目的基因的检测与鉴定 类型 检测内容 方法 结果显示 分子检测 导入检测 目的基因是否进入受体细胞 DNA分子杂交(DNA和DNA之间) 杂交带 转录检测 目的基因是否转录出mRNA 分子杂交(DNA和mRNA之间) 杂交带 翻译检测 目的基因是否翻译成蛋白质 抗原—抗体杂交 杂交带 个体水平检测 包括做抗虫、抗病的接种实验，以确定是否有抗性以及抗性的程度；对基因工程产品与天然产品的功能进行活性比较，以确定功能活性是否相同选修三现代生物科技专题2.基因工程与蛋白质工程的比较 　项目区别　与联系 蛋白质工程 基因工程 区别　 过程 预期蛋白质功能→ 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列 获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 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 结果 可生产自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白质 联系 (1)蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出来的第二代基因工程(2)基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造选修三现代生物科技专题2．(2012年山东淄博一模)转基因生物作为生物反应器，用于生产人们所需要的药用蛋白，如激素、抗体、疫苗、酶等。下图是通过生物工程培育能产生人胰岛素烟草的过程。请据图回答：(1)构建表达载体的A过程中，需要用到的工具酶有________和________。(2)B过程中，常用________处理使细菌转化为感受态细胞，从而利于重组质粒的导入。D过程采用的方法是________。若把重组质粒导入动物细胞，常采用的方法是________。选修三现代生物科技专题(3)E过程采用的技术主要包括__________和__________两个阶段。(4)如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，F过程应该用________作为探针。【解析】　构建表达载体的A过程中，需要用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶。不同生物的受体细胞进行转基因时处理的方法不同，微生物常用Ca2＋离子处理，植物细胞常用农杆菌转化法，动物细胞常用显微注射法。组织培养技术的核心是脱分化和再分化。如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，F过程应该用放射性同位素标记的胰岛素基因作为探针，因为目的基因是胰岛素基因。【答案】　(1)限制酶　DNA连接酶(2)Ca2＋(CaCl2溶液)　农杆菌转化法　显微注射法(3)脱分化　再分化(4)放射性同位素标记的胰岛素基因选修三现代生物科技专题视角1　紧扣教材重点基因工程的工具及操作程序(2011年海南高考)回答有关基因工程的问题：回答有关基因工程的问题：(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，可能产生黏性末端，也可能产生________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、不同)黏性末端的限制酶。(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________。在用表达载体转化大肠杆菌时，常选修三现代生物科技专题用________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—抗体杂交技术。(3)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________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________上。【分析】　(1)DNA分子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。当限制酶在它识别序列的中心轴两侧将DNA切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中心轴线切开时，产生的是平末端。要使目的基因和质粒直接进行连接，应使用同种限制酶切割目的基因和质粒，使二者产生相同黏性末端。(2)一个基因表达载体的组成，除含有目的基因外，还必须选修三现代生物科技专题有启动子、终止子和标记基因。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因首端，是RNA聚合酶识别和结合部位，可以驱动目的基因转录出mRNA。在用表达载体转化大肠杆菌时，为便于表达载体进入，常用CaCl2处理大肠杆菌。要检测目的基因是否转录出对应的mRNA，可采用分子杂交技术，即用目的基因片段作探针，与mRNA杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因转录出了mRNA，(3)运用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞时，要先将目的基因插入农杆菌Ti质粒的TDNA中，然后将该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入到植物细胞的染色体DNA上。【答案】　(1)平　相同　(2)驱动胰岛素基因转录出mRNA　CaCl2溶液(或Ca2＋)　分子杂交技术　蛋白质(3)TDNA　染色体DNA选修三现代生物科技专题视角2　洞察高考热点基因工程的应用(2011年山东高考)人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。选修三现代生物科技专题(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠________中获取。(2)图中的高血压相关基因作为_______，质粒作为_______，二者需用_______切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有________有关。(3)子代大鼠如果________和________，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是________、早期胚胎培养和胚胎移植。选修三现代生物科技专题【分析】　(1)胚胎工程中卵母细胞的采集常从活体输卵管中获取，也可以从已处死的雌性动物卵巢中获取。(2)图示为转基因技术在胚胎工程中的应用，图中的高血压相关基因为目的基因，质粒作为载体。构建重组质粒时，需用同种限制酶切割目的基因和质粒分子，由于二者有相同限制酶切割位点，二者可以连接形成基因表达载体。(3)目的基因的表达检测可以分别在分子水平和个体水平检测，即检测体内是否产生相关蛋白质和是否出现高血压症状。(4)题中转基因大鼠培育过程中，用到的生物技术有转基因技术、体外受精技术、早期胚胎培养和胚胎移植技术，其中后三者从属于胚胎工程技术。【答案】　(1)卵巢(2)目的基因　载体　同种限制性核酸内切酶(或：同种限制酶)　限制酶切割位点(3)检测到体内有相关蛋白　出现高血压(4)体外受精选修三现代生物科技专题视角3　突破易错疑点对基因工程中易错点辨析不清　①基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。②工具酶本质为蛋白质，载体本质为小型DNA分子，但不一定是环状。③标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因，表达产物为带颜色物质等。④受体细胞中常用植物受精卵或体细胞(经组织培养)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物——大肠杆菌、酵母菌等。一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。选修三现代生物科技专题(2012年浙江五校高三联考)某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将a转到马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在，下列说法正确的是(　　)A．基因a只有导入到马铃薯受精卵中才能表达B．目的基因来自细菌，可以不需要载体直接导入受体细胞C．基因a导入成功后，将抑制细胞原有的新陈代谢，开辟新的代谢途径D．目的基因进入受体细胞后，可随着马铃薯的DNA分子的复制而复制，传给子代细胞并表达【分析】　培育转基因植株可以以体细胞或受精卵作为受体细胞；目的基因必须借助载体才能导入受体细胞；目的基因导入成功后，不抑制细胞原有的代谢途径。【答案】　D选修三现代生物科技专题1．下列叙述符合基因工程概念的是(　　)A．B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因B．将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株C．用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上【解析】　基因工程是在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。所以B为基因工程，而A为动物细胞工程，C为诱变育种，D无人为因素不属于基因工程。【答案】　B选修三现代生物科技专题【解析】　将ada通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达每个大肠杆菌细胞中至少含有一个重组质粒，且每个质粒(重组质粒)至少含有一个限制酶识别位点，但每个限制酶识别位点只能插入一个ada，插入的ada成功表达，说明每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子。故C错误。【答案】　C选修三现代生物科技专题3．(2012年苏锡常镇四市教学情况调查)下面是获得抗虫棉的技术流程示意图。有关叙述错误的是(　　)A．重组质粒构建过程中需要限制性内切酶和DNA连接酶B．图中愈伤组织分化产生的再生植株的基因型一般都相同C．卡那霉素抗性基因中含有相关限制性内切酶的识别位点D．转基因抗虫棉有性生殖的后代不能稳定保持抗虫性状选修三现代生物科技专题【解析】　卡那霉素抗性基因是标记基因，在构建目的基因的表达载体时，不能被限制性核酸内切酶破坏，不应有相关限制酶的识别位点。愈伤组织分化产生再生植株是通过有丝分裂来实现的，再生植株的基因型一般都相同。通过土壤农杆菌转化法将目的基因导入棉花细胞后，在有性生殖过程中，目的基因不一定能通过生殖细胞传给子代，故不能稳定保持抗虫性状。【答案】　C选修三现代生物科技专题4．(2012浙江金华十校4月联考)下列有关基因工程叙述错误的是(　　)A．最常用的载体是大肠杆菌的质粒B．工具酶主要有限制性核酸内切酶和DNA连接酶C．该技术人为地增加了生物变异的范围，实现种间遗传物质的交换D．基本原理是DNA具有双螺旋结构以及遗传信息传递和表达方式相同【解析】　基因工程的基本原理是基因重组，不同生物的DNA具有相同的结构以及遗传信息传递和表达方式相同是基因工程赖以完成的基础；基因工程中的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶，最常用的载体是大肠杆菌质粒。该技术可克服生殖隔离现象，实现种间遗传物质交换，按照人的意愿使生物发生变异。【答案】　D选修三现代生物科技专题5．(2011年四川高考)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是(　　)A．过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B．将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C．过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D．应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达选修三现代生物科技专题【解析】　将多个抗冻基因编码区相连成能表达的新基因，合成的蛋白质为新的蛋白质，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白，故选项B正确；过程①是利用反转录法合成目的基因，由于没有非编码区和编码区中的内含子，不能用于比目鱼基因组测序；用作运载体的质粒，必须具有标记基因才能便于检测和筛选；应用DNA探针技术，可检测转基因抗冻番茄中目的基因的存在和转录，但不能检测是否成功表达，故选项A、C、D错误。【答案】　B选修三现代生物科技专题6．(2012年南京二模)利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需的产品。下列选项中能说明目的基因完成表达的是(　　)A．棉花细胞中检测到载体上的标记基因B．山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的基因C．大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNAD．酵母菌细胞中提取到人的干扰素【解析】　基因的表达即控制蛋白质的合成，包括转录和翻译，仅仅转录出mRNA还不能叫表达，只有合成了相应的蛋白质才能证明目的基因完成了在受体细胞中的表达。【答案】　D选修三现代生物科技专题7．(2012年浙江五校高三联考)基因治疗是指(　　)A．对有基因缺陷的细胞提供营养，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的B．把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，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，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的【解析】　基因缺陷疾病是无法通过改善营养治疗的，目前也不能对缺陷基因进行切除治疗，基因突变具有不定向性。【答案】　B选修三现代生物科技专题8．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是(　　)A．用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体C．将重组DNA分子导入烟草原生质体D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞【解析】　限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不能用限制性核酸内切酶切割，A项错误；DNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和载体，B项正确；受体细胞可以是受精卵和体细胞，也可以是去除细胞壁的原生质体，C项正确；目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，筛选时应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞，D项正确。【答案】　A选修三现代生物科技专题9．(2012年吉林东北师大)下面是一项“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，请回答：本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在胰岛素—COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。将该基因置于CaMV35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。(1)本专利是采用________方法获得目的基因的。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，原因是________。要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用_______技术。(2)根据上述摘要，转基因操作时所用的载体是________。构建的基因表达载体中不会含有________(从下列选项中选择)。选修三现代生物科技专题①目的基因　②CaMV35S启动子　③果实专一性启动子2A12　④引物　⑤标记基因　⑥内含子滞留序列　⑦终止密码子　⑧终止子(3)如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用________技术。该技术中使用的基因探针也可以用来检测________。【解析】　由题意可知，所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，所以本专利是采用人工合成方法获得目的基因的。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，原因是密码子具有简并性，基因序列不同，蛋白质可以相同。基因表达载体组分比较多，主要是以下几个：目的基因、CaMV35S启动子、果实专一性启动子2A12、标记基因。如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用DNA分子杂交技术。该技术中使用的基因探针也可以用来检测目的基因是否转录出mRNA。选修三现代生物科技专题【答案】　(1)人工合成　密码子具有简并性，基因序列不同，蛋白质可以相同　PCR(2)农杆菌的Ti质粒　④⑥⑦(3)DNA分子杂交　目的基因是否转录出mRNA10．下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因，ampR表示氨苄青霉素抗性基因，BamHⅠ、HindⅢ、SmaⅠ直线所示为三种限制酶的酶切位点。选修三现代生物科技专题据图回答：(1)图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用________________________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含________的培养基上进行。(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是________(填字母代号)。A．启动子　　　　　　　　　B．tetRC．复制原点D．ampR(3)过程①可采用的操作方法是________(填字母代号)。A．农杆菌转化B．大肠杆菌转化C．显微注射D．细胞融合(4)过程②采用的生物技术是________。(5)对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的________性。选修三现代生物科技专题(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用________(填字母代号)技术。A．核酸分子杂交B．基因序列分析C．抗原—抗体杂交D．PCR【解析】　(1)由图示可知：需用HindⅢ和BamHI限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因，因酶切后tetR四环素抗性基因结构被破坏而ampR结构完好，故用含氨苄青霉素的选择培养基可筛选含有重组载体的大肠杆菌。(2)启动子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合酶识别和结合的位点，可调控基因的特异性表达。(3)过程①表示把重组载体导入受体细胞的过程，当受体细胞为动物细胞时，常采用显微注射法。(4)过程②表示把早期胚胎移植到代孕母牛子宫的过程，属于胚胎移植技术。(5)经过程②得到新个体是细胞全能性的体现。(6)人乳铁蛋白基因是否成功表达，关键看是否有其表达产物即人乳铁蛋白，可用抗原—抗体杂交法检测该蛋白是否存在。【答案】　(1)HindⅢ和BamHⅠ　氨苄青霉素　(2)A(3)C　(4)胚胎移植技术　(5)全能　(6)C选修三现代生物科技专题11．(2012年苏北四市四调)我国基因工程药物的研制和生产发展迅猛，如图是利用基因工程方法生产人生长激素的示意图。图中质粒表示基因工程中经常选用的载体——pBR322质粒，Ampr表示青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因。根据图示回答下列问题(限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同)：选修三现代生物科技专题(1)过程②必需的酶是________，过程④必需的酶是________。过程⑤中为提高成功率，常用________溶液处理大肠杆菌。(2)如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ对质粒pBR322进行切割，用一种酶、两种酶和三种酶分别切割时，则形成的DNA片段共________种，其中含有完整四环素抗性基因的DNA片段的比例是________。(3)如果只用限制酶PstⅠ切割目的基因和质粒pBR322，完成过程④、⑤后，将三角瓶内的大肠杆菌(质粒不含Ampr、Tetr)先接种到甲培养基上，形成菌落后用无菌牙签挑取甲上的单个菌落，分别接种到乙和丙两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示。接种到甲培养基上的目的是筛选________的大肠杆菌，含有目的基因的大肠杆菌在乙、丙培养基上的存活状态是________。选修三现代生物科技专题【解析】　(1)过程②是反转录过程，需要的酶是反转录酶。过程④为重组DNA的过程，需要DNA连接酶连接目的基因和质粒。过程⑤为目的基因导入受体细胞，常用CaCl2溶液处理大肠杆菌使之处于感受态。(2)用一种酶得到3种DNA片段，两种酶同时切割得到6种DNA片段，三种酶同时切割，得到的片段与两种酶同时切割的片段重复，故共得到9种DNA片段，其中有3个片段含有完整的四环素抗性基因。(3)只用限制酶PstⅠ切割目的基因和质粒pBB322，青霉素抗性基因的结构被破坏，四环素抗性基因的结构完整，在含有四环素的培养基上能生长，在含有青霉素的培养基上不能生长。【答案】　(1)反转录酶　DNA连接酶　CaCl2(或Ca2＋)　(2)9　1/3　(3)含四环素抗性基因　在丙中存活，在乙中不能存活选修三现代生物科技专题12．(2011年安徽高考)家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。(1)进行转基因操作前，需用________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的________和________之间。(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2＋)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、__________和________。(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。选修三现代生物科技专题【解析】　(1)动物细胞间借胶原蛋白连在一起，故可用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理幼蚕组织，获得单个细胞；(2)来自cDNA文库的干扰素基因片段是通过逆转录得到的，其缺少非编码区上的启动子和终止子，为使其高效表达，必须把其插入表达载体的启动子和终止子之间；(3)利用PCR技术体外扩增目的基因时，必须加2种引物和耐高温的DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)；(4)多孔的中空薄壁小玻璃珠可以扩大细胞贴壁生长的附着面积，从而增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。【答案】　(1)胰蛋白(或胶原蛋白)(2)启动子　终止子(3)对干扰素基因特异的DNA引物对　TaqDNA聚合酶(4)扩大细胞贴壁生长的附着面积选修三现代生物科技专题