高考生物总复习专题专题九第1讲.ppt

1、一、基因工程 1.实现DNA重组技术需要的三种工具：准确切割DNA的“ 分子手术刀”限制性核酸内切酶(限制酶)、将DNA 片断再连接起来的“分子缝合针”DNA连接酶、将 体外重组好的DNA导入受体细胞的“运输工具”运载体。 2.限制酶：主要从 中分离纯化出来，能够识别双链 DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定 部位的两个核苷酸之间的 断裂。形成黏性末端 和平末端两种。,原核生物,磷酸二酯键,3.DNA连接酶：根据酶的来源不同分为两类：E.coli DNA 连接酶、T4DNA连接酶。二者都是将双连DNA片段“缝 合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 键。 4.常用的运载体

2、：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病 毒。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核 DNA分子之外并具有自我复制能力的 分子。 5.基因工程的基本操作步骤主要包括四步：目的基因的 获取、 、将目的基因导入受体细 胞、目的基因的检测与鉴定。,磷酸二酯,双链环状DNA,基因表达载体的构建,6.基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基 因工程的 。其目的是：使目的基因在受体细胞中 在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。其组 成是：目的基因、启动子、终止子、标记基因。 7.受体细胞有植物、动物、微生物之分。 8.目的基因导入受体细胞后，是否可以维持和表达其遗传 特性，只有通过检测与鉴定才能知道

3、。,核心,稳定存,9.将目的基因导入植物细胞的方法：农杆菌转化法、 花粉管通道法、基因枪法。 10.将目的基因导入动物细胞的方法：显微注射技术。 11.将目的基因导入微生物细胞：用CaCl2处理，增大细 胞壁的通透性。 12.检测目的基因是否插入到受体细胞的基因组中，是 否转录出mRNA的方法： 技术(用目的 基因做探针，如果显示出杂交带则成功)。 13.检测目的基因是否翻译成蛋白质的方法： 。,DNA分子杂交,抗原抗体杂交,14.除了分子检测外，有时还需要进行个体水平的鉴定， 方法是： 或 的接种实验。 15.目的基因的获取：从已有物种中直接分离，也可以人工 合成。 16.目的基因：主要是指

4、编码蛋白质的 基因，也可以是 一些具有 作用的因子。,抗虫,抗病,结构,调控,17.PCR的过程是高温变性、 、中温延伸。 18.植物基因工程硕果累累：抗虫转基因植物，抗病转基因 植物，抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 19.动物基因工程前景广阔：用于提高动物的生长速度，用 于改善畜产品的品质，用转基因动物生产药物，用转基 因动物做器官移植的供体，基因工程药品异军突起。,低温复性,20.基因治疗：是把 基因导入病人体内，使该基因 的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。 21.蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功 能的关系作为基础，通过 或基因合成，对 现有的蛋白质进行改

5、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。 22.蛋白质工程的基本途径：从预期的 出发 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸 序列 找出相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。,基因修饰,蛋白质功能,正常,二、细胞工程 1.细胞全能性：具有某种生物全部遗传信息的任何 一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。 2.植物细胞工程：植物组织培养技术(基础)、植物体 细胞杂交技术。 3.细胞脱分化：就是让已经分化的细胞，经过诱导 后，失去其特有的 和 而转变成未分 化细胞的过程。,结构,功能,4.植物组织培养就是在 和 控制条件下，将离体的 植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，

6、给予适宜的培养条件，诱导其产生 、 ，最 终形成完整植株。 5.植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条 件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培养成新的植物体 的技术。 6.植物细胞工程的实际应用：植物繁殖的新途径、作物新 品种的培育、细胞产物的工厂化生产。,无菌,人工,愈伤组织,丛芽,7.动物细胞工程常用的技术手段有：动物细胞培养(基础)、 动物细胞融合、动物细胞核移植、生产单克隆抗体等。 8.动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它 分散成单个细胞( 或 )，然后，放在适 宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。 9.动物细胞培养时制备的细胞悬液中分散的细胞很快就贴 附在瓶壁，要求

7、培养瓶或培养皿的内表面光滑、无毒、 易于贴附。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细 胞就会停止分裂增殖称为细胞的 。,胰蛋白酶,胶原蛋白酶,接触抑制,10.动物细胞培养的条件：无菌、无毒的环境；营养；适宜 的温度和pH； 环境。 11.动物核移植是将动物一个细胞的细胞核，移入一个已经 去掉细胞核的 细胞中，使其重组并发育成一个新的 胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。 12.哺乳动物核移植分为：胚胎细胞核移植、体细胞核移植。,气体,卵母,13.体细胞核移植的应用前景：转基因克隆动物可以促进 优良畜群繁育；保护濒危物种；作为生物反应器生产 医用蛋白；作为异种移植的供体；核移植胚胎干细胞 定向

8、诱导分化成相应的组织器官用于器官移植。 14.动物细胞融合也称为细胞杂交，是指两个或多个动物 细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原 来两个或多个细胞遗传信息的 细胞称为杂交细胞。,单核,15.动物细胞融合的方法：物理方法(离心、振动、电刺激)、 化学方法(聚乙二醇)、灭活的病毒。 16.单克隆抗体的制备：骨髓瘤细胞和 的小鼠脾脏中的 B淋巴细胞融合，再用特定的选择培养基进行筛选，只有融 合的杂种细胞才能生长，这种杂交细胞的特点是：既能迅 速大量 ，又能产生 。,已免疫,专一的抗体,繁殖,17.单克隆抗体的优点： 、灵敏度高，并可以 。 18.单克隆抗体的应用：作为诊断试剂(在诊断的应

9、用上具 有准确、高效、快速、简易的优点)，用于治疗疾病和 运载药物。,特异性强,大量制备,三、胚胎工程 1.精子的发生大体可以分为三个阶段：第一阶段，位于曲细 精管管壁的精原细胞先分裂为两个细胞，然后继续数次有 丝分裂产生多个初级精母细胞；第二阶段，初级精母细胞 连续两次分裂；第三阶段，圆形的精子细胞变形成精子， 其中细胞核变为精子头部，高尔基体发育为头部的顶体， 中心体演变为精子的尾，线粒体聚集在尾的基部形成线粒 体鞘膜。,2.受精：是精子与卵子结合形成合子的过程。包括受 精前的准备阶段和受精阶段：准备阶段1 ，准备阶段2卵子的准备，受精阶段主要 包括： 精子穿越放射冠和透明带，进入卵黄膜，

10、原核形成 和配子结合(受精过程中，首先发生 反应；在精 子触及卵黄膜的瞬间，发生 带反应，这是防止 多精入卵的第一道屏障；精子入卵后，发生 作用，这是防止多精入卵的第二道屏障)。,顶体,透明,卵黄膜,精子获能,封闭,3.一个卵泡成熟一个卵子；排卵：是指卵子从卵泡中排出； 刚排出的卵子尚未完全成熟，需要在输卵管内进一步成 熟直到 期才能与精子在 内结合完成受精。 卵子是否受精的标志：在卵黄膜和透明带的间隙观察到 时。 4.胚胎的发育：卵裂期、桑椹胚、囊胚、原肠胚、组织器 官形成。 5.胚胎工程技术：体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植( 是最后一道工序)、胚胎分割移植、胚胎干细胞。,MII中,两个极

11、体,输卵管,6.体外受精：主要包括卵母细胞的采集和培养，精子的采 集和获能、受精。 7.胚胎移植实际上是生产胚胎的 和孕育胚胎的 共 同繁殖后代的过程，优势是可以充分发挥雌性优良个 体的繁殖潜力，大大缩短了供体本身的繁育周期，使 良种畜群迅速扩大。 8.胚胎移植的生理学基础：供体与受体相同的生理变化； 胚胎在早期母体中处于游离状态；子宫不对外来胚胎发 生 反应；胚胎遗传性状不受受体任何影响。,供体,受体,免疫排斥,9.胚胎移植的基本程序：对供体和受体的选择和处理(同 期发情处理，超数排卵处理)、配种或进行人工授精、 对胚胎的收集检查培养或保存、进行胚胎移植。 10.胚胎分割：是指采用机械方法将

12、早期胚胎切割成2、4 或8等份等，经移植获得 或 的技术。 11.胚胎干细胞：简称ES或EK细胞，是由 或 性腺中分离出来的一类细胞。形态上：体积小，细 胞核大、核仁明显；功能上：具有发育的 ，体外 培养时可以增殖而不发生分化。,同卵双胎,多胎,早期胚胎,原始,全能性,1.基本工具,DNA连接酶连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能 将 单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。 限制性核酸内切酶是切割某种特定的脱氧核苷酸序列， 并使两条链中特定的位置断开，而解旋酶是将DNA的 两条链间的氢键打开形成两个单链。,2.目的基因的检测内容和方法,目的基因是指基因工程操作中的外源基因，它是能编 码某种蛋白

13、质的结构基因，如生物的抗虫基因等。 使用同一种限制酶切割目的基因和运载体(运载体，带 有标记基因)。 受体细胞有植物、动物、微生物之分，植物细胞可以 是卵细胞(受精卵)、体细胞，动物细胞一般用受精卵。 目的基因导入受体细胞不是基因工程成功的标志，基因 工程是否成功是目的基因是否表达成功。,3.蛋白质工程与基因工程的比较,结果,1.植物组织培养和动物细胞培养,项目,植物组织培养的目的不同，培养阶段不同：若培育人工种子，则培养到胚状体阶段；若提取细胞产品，则一般培养到愈伤组织阶段；若培育新个体，则应培育到试管苗阶段。,2.植物体细胞杂交与动物细胞融合,植物体细胞杂交,动物细胞融合(单克隆抗体制备)

14、,过 程,第 一 步,第 二 步,第 三 步,第 四 步,原生质体的制备 (酶解法),原生质体融合(物、化法),杂种细胞 的筛选与 培养,杂种植 株诱导 与鉴定,正常小 鼠免疫 处理,动物细胞 融合(物理 、化学、 生物法),杂交瘤 细胞筛 选与培养,单克隆 抗体的 提纯,植物体细胞杂交,动物细胞融合(单克隆抗体制备),意 义 和 用 途,克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展杂交亲本的组合范围,制备单克隆抗体 诊断、治疗、预防疾病 例如： a.肿瘤定位诊断，放射性抗体 肿瘤 b.生物导弹治疗，抗体抗癌药物 肿瘤,b.原理：细胞核的全能性。 c.应用：快速繁育良种、濒危的动物；改良动物新品种。 利

15、用植物组织培养技术育种。 利用人工种子繁殖物种。 植物体细胞杂交育种。,核移植和植物体细胞杂交产生的后代中都含有两个亲本的遗传物质；植物组织培养和人工种子产生的后代中都只含一个亲本的遗传物质。,2.几个概念 (1)胚胎移植：是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。 (2)供体：在胚胎移植中提供胚胎的个体叫做供体。 (3)受体：在胚胎移植中接受胚胎的个体叫做受体。,3.胚胎移植是胚胎工程其他技术的最后一道“工序” 在胚胎工程中通过任何一项技术，如转基因、核移植、或体外受精等技术获得的胚胎(先经动物

16、细胞培养)，都必须移植给受体才能获得后代，即均用到胚胎移植技术。,(2009江苏高考)下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述，正确的是 () A.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加 B.胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割 C.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点 D.胚胎干细胞是一类未分化细胞，可从早期胚胎中分离获取,解析卵裂期胚胎中细胞数目增加，而有机物总量不断减少，胚胎分割时需将囊胚的内细胞团均等分割。胚胎干细胞是一类可从早期胚胎中分离获得的未分化细胞，其具有细胞核大、核仁大、蛋白质合成旺盛等特点。 答案D,试管动物与克隆动物,试管动物,克隆动物,试管动物,克

17、隆动物,生殖 方式,有性生殖,无性生殖,遗传 物质,遗传物质来自两个个体,遗传物质基本与供体相同,意义,充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期,加速家畜遗传改良进程、挽救濒危物种等,(2009浙江高考)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,解析目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物；基因工程中常用的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶；大肠杆菌为

18、原核生物，不含有内质网和高尔基体等细胞器，不能对蛋白质进行加工，其合成的胰岛素原无生物活性。运载体中的抗性基因为标记基因，其作用是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达。 答案D,(1)工具酶 基因工程：限制性核酸内切酶，DNA连接酶； 植物体细胞杂交：纤维素酶、果胶酶； 动物细胞(融合)培养：胰蛋白酶。,(2)遗传性 转基因生物：两亲本的遗传性； 异源多倍体植物：两亲本的遗传性； 杂种动物细胞：两亲本的遗传性； 核移植(克隆)动物：两亲本的遗传性； 胚胎移植：两亲本遗传性； 胚胎分割：遗传性相同(相当于无性繁殖)。,(2009全国卷)下列关于植物体细胞杂交或植物细胞质遗传的叙述

19、，错误的是 () A.利用植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘杂种 B.不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程 C.两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得F1的表现型一致 D.两个不同品种的紫茉莉杂交，F1的遗传物质来自母本的多于来自父本的,解析植物体细胞杂交包括植物原生质体融合、植物组织培养两过程。利用植物体细胞杂交技术可克服物种间生殖隔离的限制，培育远缘杂种。紫茉莉枝条颜色遗传属于细胞质遗传，故两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得F1的表现型不一致。因受精卵的细胞质几乎全来自卵细胞，故两个不同品种的紫茉莉杂交，F1的细胞质中遗传物质来自母本的多于来自父本的。

20、答案C,生物工程技术应用的组合 (1)转基因植物培育：基因工程植物组织培养。 (2)转基因动物培育：基因工程动物细胞培养胚胎移植。 (3)核移植(克隆)动物培育：核移植动物细胞培养胚胎移植。 (4)胚胎移植：有性生殖动物细胞培养胚胎移植。 (5)植物体细胞杂交：酶工程体细胞融合植物组织培养。 (6)试管婴儿：体外受精动物细胞培养胚胎移植。,一、选择题 1.(2009浙江高考)用动、植物成体的体细胞进行离体培养，下列叙述正确的是 () A.都需用CO2培养箱 B.都须用液体培养基 C.都要在无菌条件下进行 D.都可体现细胞的全能性,解析：植物组织培养用固体培养基不需用CO2培养箱，动物细胞培养需

21、用液体培养基；植物组织培养可得到完整的植物个体，体现了细胞的全能性，动物细胞培养获得的是动物细胞或代谢产物，未体现细胞的全能性；植物组织培养和动物细胞培养均需要在无菌条件下进行。 答案：C,2.(2009广东高考)钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获2008年诺贝尔奖。在某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光。由此可知 () A.该生物的基因型是杂合的 B.该生物与水母有很近的亲缘关系 C.绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达 D.改变绿色荧光蛋白基因的1个核苷酸对，就不能检 测到绿色荧光,解析：在转基因生物体内能检测到绿色荧光

22、，说明绿色荧光基因已在生物体内成功表达。,答案：C,3.(2008江苏高考)下列叙述中错误的是 () A.改变NaCl溶液的浓度只能使DNA溶解而不能使其 析出 B.在沸水浴中，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色 C.用电泳法可分离带电性质、分子大小和形状不同 的蛋白质 D.用透析法可去除蛋白质样品中的小分子物质,解析：DNA在NaCl溶液中的溶解度是随着NaCl浓度的变化而变化。在0.14 mol/L NaCl溶液中DNA的溶解度最小，低于或高于0.14 mol/L，DNA的溶解度都会增大。在DNA粗提取实验中就是先把核物质溶解在2 mol/L NaCl溶液中，然后逐渐加水，稀释至0.14 mol

23、/L时，使DNA析出。,答案：A,4.(2008全国卷)下列关于细胞工程的叙述，错误的是 () A.电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合 B.去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个 细胞均需酶处理 C.小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞 融合可制备单克隆抗体 D.某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品 种杂交后代的染色体数目相同,解析：利用物理(电刺激、振荡、离心)和化学的方法既可诱导植物原生质体融合，也可促进动物细胞融合；植物细胞杂交常先用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞，获得有活力的原生质体，用胰蛋白酶处理动物组织分散成单个细胞；,将小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫的B淋巴细胞融

24、合得到杂交瘤细胞，杂交瘤细胞既能产生特异性抗体又能无限增殖，经克隆后生成的细胞群可产生单克隆抗体；甲乙两品种的体细胞杂交后代的染色体数是甲乙两品种体细胞染色体数之和，甲乙两品种杂交后代的染色体数是甲乙两品种配子染色体数的和。 答案：D,5.下表为几种限制性核酸内切酶识别的序列和切割的位点。如下图，已知某DNA在目的基因的两端1、2、3、4四处有BamHI或EcoRI或PstI的酶切位点。现用BamHI和EcoRI两种酶同时切割该DNA片段(假设所用的酶均可将识别位点完全切开)，下列各种酶切位点情况中，可以防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状的是 (),A.1为BamHI,2为Ec

25、oRI,3为BamHI,4为PstI B.1为EcoRI,2为BamHI,3为BamHI,4为PstI C.1为PstI,2为EcoRI,3为EcoRI,4为BamHI D.1为BamHI,2为EcoRI,3为PstI,4为EcoRI,解析：用BamHI和EcoRI两种酶同时切割该DNA片段，要想防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状，只要目的基因两端2与3的限制酶为BamHI或EcoRI即可。 答案：A,6.科学家将人体皮肤细胞改造成了多能干细胞“iPS细胞”，人类“iPS细胞”可以形成神经元等人体多种组织细胞。以下有关“iPS细胞”说法正确的是 () A.iPS细胞分化为神经细

26、胞的过程体现了细胞的全能性 B.iPS细胞有细胞周期，它分化形成的神经细胞一 般不具细胞周期 C.iPS细胞可分化形成多种组织细胞，说明“iPS细胞 ”在分裂时很容易发生突变 D.iPS细胞分化成人体多种组织细胞，是因为它具 有不同于其他细胞的特定基因,解析：“iPS细胞”是一种多能干细胞，而多能干细胞既能分裂又能进行细胞分化。细胞的全能性应该体现在由该细胞形成新个体的过程中。高度分化的细胞如神经细胞等是不能再进行细胞分裂的，不能进行有丝分裂的细胞是不具有细胞周期的。细胞分化是基因选择性表达的结果，而多细胞生物的各个体细胞由于源自一个受精卵，具有相同的遗传信息。 答案：B,7.(2009南通质

27、检)下列有关植物细胞工程应用的叙述，正确的是 () A.利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新品种 B.利用组织培养技术产生突变体，可直接培育出具有优 良性状新品种 C.利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物 的工厂化生产 D.利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜甘蓝”，遵 循基因的自由组合定律,解析：取根尖、茎尖进行组织培养获得无病毒植株，不一定获得具有抗病毒的新品种。突变是不定向的，利用组织培养技术产生突变体，不一定能直接培养出具有优良性状的新品种。植物体细胞杂交是用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新的植物体的方法，没有减数分裂过程，所以不遵循基因的自由

28、组合定律。 答案：C,.,8.对基因组文库的描述，不正确的是 () A.含有某种生物的全部基因 B.基因中含有启动子和内含子 C.文库的基因是通过受体菌承载的 D.文库中的全部基因可以在物种间交流,解析：基因文库的含义是指将含有某种生物不同基因的许多的DNA片段，导入受体菌的群体中通过克隆而储存，这样含有这种生物的不同基因受体菌群体便构成了基因文库。如果一个基因文库中包含了一种生物所有的基因，这种基因文库叫做基因组文库。由于基因文库中的基因都是将基因导入受体菌内，所以不能在物种间交流。 答案：D,9.某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性，准备对 某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)

29、进行动物细 胞培养。下列说法正确的是(双选) () A.在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时，也可用胃蛋白 酶处理 B.细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行，CO2的 作用是调节培养液的pH C.甲、乙细胞在持续的原代培养过程中，乙会出现停止 增殖的现象 D.仅用该培养液也能用来培养乙肝病毒,解析：胃蛋白酶最适pH值接近于2，呈酸性，而细胞培养液的pH值接近于中性，所以不能用胃蛋白酶处理。由于存在细胞接触抑制现象，在原代培养过程中，会出现停止增殖的现象，需要传代培养获得细胞株和细胞系；病毒在活细胞内才能增殖，不能用培养细胞的培养液进行培养。 答案：BC,10.(2009惠州模拟)高等哺乳动

30、物受精后不久，受精卵 开始进行细胞分裂。经桑椹胚、囊胚、原肠胚和组织器 官的分化，最后发育成一个完整的幼体，完成胚胎发育 的全过程，下列有关叙述错误的是(双选) (),A.题图是胚胎发育过程中囊胚期示意图，依次称之为透明带、滋养层、内细胞团 B.高等哺乳动物胚胎发育经历的时期是受精卵 卵裂期 桑椹胚 囊胚期 原肠胚期 幼体，其中，最关键的时期是原肠胚期 C.高等哺乳动物胚胎发育中的细胞分化开始于囊胚期，终止于生命结束 D.进行胚胎分割时，应选择原肠胚期的胚胎进行,解析：胚胎发育的关键时期是原肠胚期；进行胚胎分割时，一般选择桑椹胚或囊胚期的胚胎进行。 答案：BD,二、非选择题 11.胰岛素可以用

31、于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射入人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此治疗效果受到影响。下图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题。,(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是。 (2)图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是什么？ 。,(3)新的胰岛素基因与运载体(质粒)结合过程中需要限制性内切酶和DNA连接酶，已知限制性内切酶的识别序列和切点是G GATCC。请画出质粒被限制性内切酶切割后所形成的黏性末端。DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？。 (4)若

32、将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞中，最常用的有效做法是。 (5)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有、和发酵工程。,解析：(1)构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能。(2)根据蛋白质的预期功能，推测新的胰岛素中氨基酸的序列，进而推断基因中的脱氧核苷酸序列来合成新的胰岛素基因。(3)植物基因工程最常用的转化方法是农杆菌转化法。(4)限制酶识别特定的核苷酸序列，产生特定的黏性末端，而DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列却没有专一性要求。(5)生产自然界本来没有的蛋白质需要用到蛋白质工程、基因工程等技术。,答案：(1)蛋白质的预期功能 (2)根据新的胰岛素中氨基

33、酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成新的胰岛素基因,(4)农杆菌转化法 (5)蛋白质工程基因工程,12.(2009广州质检)控制哺乳动物的性别对于畜牧生产有着十分重要的意义。目前，分离精子技术是有效的性别控制方法。例如：牛的X精子的DNA含量比Y精子的高出4%左右，利用这一差异人们借助特殊仪器将它们分离开来，再通过胚胎工程技术就可培育出所需性别的试管牛(如图所示)。,根据以上信息回答下列相关问题。 (1)试管动物技术通常是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下和受精，受精卵通过培养发育为早期胚胎后，再经胚胎移植产生后代的技术。 (2)图中过程通常采用技术。在这个

34、过程中的精子与卵子相遇时，首先发生反应释放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质。防止多精入卵的生理反应有 。,(3)胚胎移植时，受体应处于适合的生理状况，此时可利用激素对受体进行处理。此外，受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。 (4)为了确保得到所需性别的试管牛，往往需要对移植前的胚胎进行性别鉴定，请举出两种对早期胚胎进行性别鉴定的方法(只需写出名称或简要原理)。 。,解析：(1)人工采集的卵子与精子不能够直接受精，精子需要经过获能处理，卵子需要再培养发育到减中期才可受精。(2)精卵结合时，首先发生顶体反应放出有关的酶直接溶解卵丘细胞之间的物质，便于精子

35、进入，同时通过透明带反应和卵黄膜的封闭作用防止其他精子再进入。,(3)受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥， 这是胚胎移植的生理基础。胚胎移植时，为使受体、 供体生理状况相同，便于胚胎的移植，需要用激素同 期发情处理。(4)鉴定胚胎性别的最好方法是对胚胎细 胞染色体分析，当然也可运用Y染色体上的基因制成 探针检测Y染色体的存在。,答案：(1)成熟(2)体外受精获能顶体透明带反应和卵黄膜的封闭作用(3)同期发情免疫排斥(4)DNA分子杂交技术(利用基因探针鉴定)、分析胚胎细胞的染色体组型,13.(2009南通、扬州、泰州联考)降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素

36、活性很低，半衰期较短。某科学机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如图所示：,在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。分析回答下列问题：,(1)Klenow酶是一种酶，合成的双链DNA有个碱基对。 (2)获得的双链DNA经EcoR(识别序列和切割位点G AATTC)和BamH(识别序列和切割位点G GATCC)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。

37、,大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它。 设计EcoR和BamH双酶切的目的是。 要进行重组质粒的鉴定和选择，需要大肠杆菌质粒中含有。,(3)经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是 。 (4)上述制备该新型降钙素，运用的现代生物工程技术是。,解析：每种限制酶特异识别专一DNA序列，并在切割位点将其准确切割。例如，EcoR切割GAATTC序列，切割位点在G与A之间。细菌将自身的DNA甲基化修饰，防止了被自身核酸内切酶降解。这些甲基化基团被装到DNA的腺嘌呤或胞嘧啶上(依细菌种类而定)，使限制酶不能与DNA序列结合，但又不影响这些DNA序列上遗传信息的

38、正常识别与表达。每种细菌都有一种或几种用来切割特异DNA序列的限制酶，还有与限制酶配对的甲基转移酶，用来防止限制酶降解细菌基因中的相应序列。,答案：(1)DNA聚合126(2)繁殖快、单细胞、遗传物质相对较少保证目的基因和载体定向连接(或防止目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接) 标记基因(3)合成的核苷酸单链仍较长，产生缺失碱基的现象 (4)蛋白质工程,14.(2009揭阳模拟)科学家从悬浮培养的单细胞、离体花粉或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状结构(胚状体)，胚状体不同于一般的种子胚，是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，所以，又称“体细胞胚”或“花粉胚”。胚状体在一定的条件下，可以通过胚胎发育过程形成植株。将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外包裹上