复习DNA重组技术的基本工具

1、1.1、1.2 DNA重组技术的基本工具 基因工程的基本操作程序 (1)(1)基因工程中三种基本工具的作用及特点基因工程中三种基本工具的作用及特点 一、基因工程的概念理解一、基因工程的概念理解 1.1.供体：提供供体：提供_ 2.2.操作环境：操作环境：_ 3.3.操作水平：操作水平：_ 4.4.原理：原理：_ 5.5.受体：表达目的基因受体：表达目的基因 6.6.本质：性状在本质：性状在_体内表达体内表达 7.7.优点：克服优点：克服_障碍，定向障碍，定向 改造生物改造生物_ 目的基因目的基因 体外体外 分子水平分子水平 基因重组基因重组 受体受体 远缘杂交不亲和远缘杂交不亲和 性状性状 一

2、、基因工程诞生的理论基础一、基因工程诞生的理论基础 1 1基因拼接的理论基础基因拼接的理论基础 (1)DNA(1)DNA是生物的主要遗传物质。是生物的主要遗传物质。 (2)DNA(2)DNA的基本组成单位都是四种脱氧核苷的基本组成单位都是四种脱氧核苷 酸。酸。 (3)(3)双链双链DNADNA分子的空间结构都是规则的双分子的空间结构都是规则的双 螺旋结构。螺旋结构。 化学本质相同，都是化学本质相同，都是DNADNA；基因与；基因与质粒质粒的的 结构相同结构相同 2外源基因在受体内表达的理论基础外源基因在受体内表达的理论基础 (1)基因是控制生物性状的独立遗传单位。基因是控制生物性状的独立遗传单

3、位。 (2)遗传信息的传递都遵循中心法则阐述遗传信息的传递都遵循中心法则阐述 的信息流动方向。的信息流动方向。 (3)生物界共用一套遗传密码。生物界共用一套遗传密码。 胰岛素胰岛素基因重组基因重组后能在细菌细胞内表达，后能在细菌细胞内表达， 还说明所有生物共用一套还说明所有生物共用一套遗传密码遗传密码 二、二、DNADNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具 1.1.限制性核酸内切酶（简称：限制酶）限制性核酸内切酶（简称：限制酶） （1 1）来源：主要从）来源：主要从_生物中分离纯化生物中分离纯化 出来。出来。 议一议：限制酶主要存在于原核生物中，它议一议：限制酶主要存在于原核生物中，它 有什

4、么意义？答案：限制酶在原核生物中主有什么意义？答案：限制酶在原核生物中主 要是切割外源要是切割外源DNADNA，使之失效，从而达到保，使之失效，从而达到保 护自己的目的。护自己的目的。 原核原核 （2 2）作用：识别特定的）作用：识别特定的_并切开并切开 相应两个核苷酸之间的相应两个核苷酸之间的_。 核苷酸序列核苷酸序列 磷酸二酯键磷酸二酯键 （3 3）结果：产生）结果：产生_或平末端。或平末端。 黏性末端黏性末端 2.DNA2.DNA连接酶连接酶 （1 1）种类：按来源可分为）种类：按来源可分为E EcoliDNAcoliDNA连接酶连接酶 和和T4DNAT4DNA连接酶。连接酶。 （2 2

5、）作用：在两个核苷酸之间形成）作用：在两个核苷酸之间形成 _以连接以连接_。两段两段DNADNA片段片段 磷酸二酯键磷酸二酯键 3.3.载体载体 （1 1）种类：）种类：_、噬菌体的衍生物、动噬菌体的衍生物、动 植物病毒等。植物病毒等。 能能_ 有一个至多个有一个至多个_ 有特殊的有特殊的_ 【点拨点拨】提取目的基因和切割载体使用同一提取目的基因和切割载体使用同一 种限制酶，目的是能形成相同的黏性末端，种限制酶，目的是能形成相同的黏性末端， 形成重组形成重组DNADNA分子。分子。 质粒质粒 自我复制自我复制 限制酶切割位点限制酶切割位点 标记基因标记基因 2 2）质粒）质粒 特点特点 (3)

6、作用：作为运载工具，将目的基因作用：作为运载工具，将目的基因 转移到宿主细胞内。转移到宿主细胞内。 利用它在宿主细胞内对目的基因进行利用它在宿主细胞内对目的基因进行 大量复制。大量复制。 (4)一般来说，天然载体往往不能满足人一般来说，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的和需要，对某些天然的载体进行人工 改造。改造。 基因工程的工具基因工程的工具 1.1.与与DNADNA相关的酶（相关的酶（1 1）五种）五种DNADNA相关酶的比较：相关酶的比较： 作用底物作用底物作用部位作用部位形成产物形成产物 限

7、制酶限制酶 DNADNA连连 接酶接酶 DNADNA聚聚 合酶合酶 DNADNA解解 旋酶旋酶 DNADNA分子分子 磷酸二酯键磷酸二酯键 黏性末端或黏性末端或 平末端平末端 DNADNA片段片段磷酸二酯键磷酸二酯键重组重组DNADNA分子分子 脱氧核苷脱氧核苷 酸酸 磷酸二酯键磷酸二酯键子代子代DNADNA DNADNA分子分子 DNADNA分子分子 碱基对间的氢键碱基对间的氢键 磷酸二酯键磷酸二酯键 形成脱氧核形成脱氧核 苷酸单链苷酸单链 游离的脱氧游离的脱氧 核苷酸核苷酸 DNA(DNA(水水 解解) )酶酶 （2 2）限制酶和）限制酶和DNADNA连接酶之间的关系图示：连接酶之间的关系

8、图示： 2.2.作为载体的条件作为载体的条件 条件条件适应性适应性 稳定并能复制稳定并能复制 目的基因稳定存在且数量目的基因稳定存在且数量 可扩大可扩大 有一个至多个限制有一个至多个限制 酶切割位点酶切割位点 可携带多个或多种外源基可携带多个或多种外源基 因因 具有特殊的标记基具有特殊的标记基 因因 便于重组便于重组DNADNA的鉴定和选的鉴定和选 择择 【高考警示钟高考警示钟】 1.1.切割质粒需使用限制酶切割质粒需使用限制酶1 1次，切割目的基因则需次，切割目的基因则需 要使用相同的限制酶要使用相同的限制酶2 2次。因为质粒是环状次。因为质粒是环状DNADNA， 而目的基因在而目的基因在D

9、NADNA分子链上。分子链上。 2.2.质粒质粒DNADNA分子上限制酶切割位点的选择必须保证分子上限制酶切割位点的选择必须保证 至少有一个标记基因是完整的，如果标记基因全至少有一个标记基因是完整的，如果标记基因全 部被切开则不便于鉴定与选择。部被切开则不便于鉴定与选择。 3.3.基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体 不同，基因工程中的载体是不同，基因工程中的载体是DNADNA分子，能将目的基分子，能将目的基 因导入受体细胞内，膜载体是蛋白质，与细胞膜因导入受体细胞内，膜载体是蛋白质，与细胞膜 的通透性有关。的通透性有关。 【典例训练典例训练1 1】

10、我国科学家成功克隆了控制水稻我国科学家成功克隆了控制水稻 理想株型的关键多效基因理想株型的关键多效基因IPA1IPA1。研究发现，基因。研究发现，基因 IPA1IPA1发生突变后，会使水稻穗粒数和千粒重（以发生突变后，会使水稻穗粒数和千粒重（以 克表示的一千粒种子的重量）增加，同时茎秆变克表示的一千粒种子的重量）增加，同时茎秆变 得粗壮，增加了抗倒伏能力。实验显示，将突变得粗壮，增加了抗倒伏能力。实验显示，将突变 后的后的IPA1IPA1基因导入常规水稻品种，可以使其产量基因导入常规水稻品种，可以使其产量 增加增加1010以上。下图表示该水稻新品种的简易培以上。下图表示该水稻新品种的简易培 育

11、流程，据图回答：育流程，据图回答： （1 1）上图所示流程中步骤是实验所用技术的核）上图所示流程中步骤是实验所用技术的核 心步骤。此步骤使心步骤。此步骤使_ _ 和和 _构成构成_，常用的工具酶，常用的工具酶 是是_。 。 突变的突变的IPA1IPA1基因基因 TiTi质粒质粒重组重组DNADNA 限制性核酸内切酶、限制性核酸内切酶、DNADNA连接酶连接酶 （2 2）若要在体外扩增）若要在体外扩增IPA1IPA1基因可采用基因可采用PCRPCR技术。技术。 标准的标准的PCRPCR过程分为三个步骤，第一步是过程分为三个步骤，第一步是“变性变性” 即解旋，这一步骤如果发生在细胞内，是在即解旋，

12、这一步骤如果发生在细胞内，是在 _的作用下完成的的作用下完成的 （3 3）从变异类型上分析，该水稻的新性状应该属）从变异类型上分析，该水稻的新性状应该属 于可遗传变异中的于可遗传变异中的_ _ 。 （4 4）过程应用的主要生物技术是）过程应用的主要生物技术是 _。 DNADNA解旋酶解旋酶 基因重组基因重组 植物组织培养植物组织培养 【解析解析】图中为基因表达载体的构建，把目的基因和载体用图中为基因表达载体的构建，把目的基因和载体用 同种限制性核酸内切酶切割，在同种限制性核酸内切酶切割，在DNADNA连接酶的作用下，构成重组连接酶的作用下，构成重组 质粒；质粒；PCRPCR过程中第一步的变性就

13、是过程中第一步的变性就是“解旋解旋”，在体外是通过加，在体外是通过加 热使热使DNADNA解旋，在细胞内则是在解旋，在细胞内则是在DNADNA解旋酶的作用下完成的；基解旋酶的作用下完成的；基 因突变发生于重组前，重组细胞中组合的是突变后的因突变发生于重组前，重组细胞中组合的是突变后的IPA1IPA1基因基因 与水稻与水稻DNADNA；过程为胚细胞发育成植株的过程，应用的技术为；过程为胚细胞发育成植株的过程，应用的技术为 植物组织培养技术。植物组织培养技术。 答案：（答案：（1 1） （重组质粒）（重组质粒） （2 2） （3 3）（）（4 4） 【解题指南解题指南】 1.1.知识储备知识储备

14、熟悉熟悉DNADNA重组技术操作过程需要的工重组技术操作过程需要的工 具，包括相关的酶和载体，及相关具，包括相关的酶和载体，及相关 酶的作用特点。酶的作用特点。 2.2.解题思路解题思路 （1 1）首先明确目的基因与载体形成）首先明确目的基因与载体形成 重组质粒的过程需用的酶及重组质粒的过程需用的酶及 该过程的原理；该过程的原理； （2 2）明确由胚细胞发育成完整植株）明确由胚细胞发育成完整植株 所用的生物技术。所用的生物技术。 三、基因工程的基本操作程序三、基因工程的基本操作程序 1.1.目的基因的获取目的基因的获取 （1 1）目的基因：编码蛋白质的）目的基因：编码蛋白质的_。 从从_中获取

15、中获取 （2 2）获取方法）获取方法 利用利用_扩增目的基因扩增目的基因 通过通过_用化学方法直接用化学方法直接 人工合成人工合成 基因基因 基因文库基因文库 PCRPCR技术技术 DNADNA合成仪合成仪 2.2.基因表达载体的构建基因表达载体的构建基因工程的核心基因工程的核心 （1 1）由图可知载体的组成：）由图可知载体的组成：_、启动子、终止子、启动子、终止子、_ _ _。 （2 2）构建目的：）构建目的： 使使_在在_中稳定存在，并且可以遗传给下一代；中稳定存在，并且可以遗传给下一代； 使使_能够表达和发挥作用。能够表达和发挥作用。 目的基因目的基因标记标记 基因基因 目的基因目的基因

16、 目的基因目的基因 受体细胞受体细胞 3.3.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 （1 1）转化）转化: :目的基因进入受体细胞内目的基因进入受体细胞内, ,并且在受体细胞内维持并且在受体细胞内维持 _的过程。的过程。 （2 2）常用方法）常用方法 ： 导入植物细胞导入植物细胞:_:_、基因枪法、花粉管通、基因枪法、花粉管通 道法道法 导入动物细胞导入动物细胞:_:_ 导入微生物细胞导入微生物细胞: :感受态细胞法（或感受态细胞法（或CaCa2+ 2+处理法） 处理法） 稳定和表达稳定和表达 农杆菌转化法农杆菌转化法 显微注射技术显微注射技术 4.4.目的基因的检测与鉴定目的基因的检

17、测与鉴定 （1 1）_目的基因的有无目的基因的有无 （2 2）分子杂交技术）分子杂交技术_ （3 3）_目的基因是否翻译目的基因是否翻译 （4 4）生物性状的表达与否）生物性状的表达与否目的基因是否表达（个体水平）目的基因是否表达（个体水平） 【点拨点拨】启动子、终止子与起始密码子、终止密码子不同：启动启动子、终止子与起始密码子、终止密码子不同：启动 子、终止子在子、终止子在DNA DNA 上上, ,在遗传信息转录时起调控作用；而起始密码在遗传信息转录时起调控作用；而起始密码 子、终止密码子在子、终止密码子在mRNAmRNA上上, ,在翻译时起作用在翻译时起作用, ,决定翻译的开始和结决定翻译

18、的开始和结 束。束。 分分 子子 水水 平平 DNADNA分子杂交技术分子杂交技术 目的基因是否转录目的基因是否转录 抗原抗原抗体杂交抗体杂交 【互动探究互动探究】（1 1）图中将目的基因导入植物受体细胞常用的方）图中将目的基因导入植物受体细胞常用的方 法是什么？法是什么？ 提示：农杆菌转化法。提示：农杆菌转化法。 分析：将目的基因导入植物受体细胞常用农杆菌转化法。将目分析：将目的基因导入植物受体细胞常用农杆菌转化法。将目 的基因导入动物受体细胞常用显微注射技术。的基因导入动物受体细胞常用显微注射技术。 （2 2）如何检测导入水稻新品种植株的目的基因是否表达？）如何检测导入水稻新品种植株的目的

19、基因是否表达？ 提示：进行抗原提示：进行抗原抗体杂交法。抗体杂交法。 分析：检测导入的目的基因是否表达常用抗原分析：检测导入的目的基因是否表达常用抗原抗体杂交法或抗体杂交法或 进行个体水平的检测。进行个体水平的检测。 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 1.1.目的基因的获取目的基因的获取 （1 1）从基因文库中获取目的基因：如从基因组文库或）从基因文库中获取目的基因：如从基因组文库或cDNAcDNA文库文库 中获取。中获取。 （2 2）利用）利用PCRPCR技术扩增目的基因：利用技术扩增目的基因：利用DNADNA复制的原理在体外特复制的原理在体外特 异性的复制某异性的复制某DNAD

20、NA片段以获得呈指数方式增加的目的基因。片段以获得呈指数方式增加的目的基因。 （3 3）人工合成法：通过）人工合成法：通过DNADNA合成仪用化学方法直接人工合成。合成仪用化学方法直接人工合成。 2.2.基因表达载体的构建基因表达载体的构建 （1 1）基因表达载体组成：）基因表达载体组成： 启动子、终止子启动子、终止子: :是基因转录的起点和终点，在转录过程中是基因转录的起点和终点，在转录过程中 起调控作用。起调控作用。 标记基因标记基因: :作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因, ,从从 而将含有目的基因的细胞筛选出来而将含有目的基因的细胞筛选出来

21、, ,如抗生素抗性基因。如抗生素抗性基因。 目的基因：能控制特定性状的外源基因。目的基因：能控制特定性状的外源基因。 （2 2）基因表达载体的构建步骤：）基因表达载体的构建步骤： 载体载体( (质粒质粒) ) 同一种限制酶切割同一种限制酶切割 带有黏性带有黏性 末端切口末端切口 带有相同黏性末端带有相同黏性末端 的目的基因片段的目的基因片段 重组重组DNA(DNA(环状重组质粒环状重组质粒) ) DNADNA连接酶连接酶 DNADNA分子分子( (含目的基因含目的基因) ) 3.3.将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 生物种类生物种类植物植物动物动物微生物微生物 常用方法常用方法 受

22、体细胞受体细胞 转化过程转化过程 农杆菌转化法农杆菌转化法显微注射技术显微注射技术感受态细胞法感受态细胞法 体细胞体细胞受精卵受精卵原核细胞原核细胞 将目的基因插将目的基因插 入到入到TiTi质粒的质粒的 T-DNAT-DNA上上农农 杆菌杆菌导入植导入植 物细胞物细胞整合整合 到受体细胞的到受体细胞的 DNADNA上上表达表达 将含有目的基将含有目的基 因的表达载体因的表达载体 提纯提纯取卵取卵( (受受 精卵精卵)显微注显微注 射射受精卵发受精卵发 育育获得具有获得具有 新性状的动物新性状的动物 CaCa2+ 2+ 处理细 处理细 胞胞感受态细感受态细 胞胞重组表达重组表达 载体载体DNA

23、DNA分子分子 与感受态细与感受态细 胞混合胞混合感感 受态细胞吸受态细胞吸 收收DNADNA分子分子 4.4.目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定 【高考警示钟高考警示钟】 1.1.目的基因的插入位点不是随意的目的基因的插入位点不是随意的 基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到 启动子与终止子之间的部位。启动子与终止子之间的部位。 2.2.基因工程操作过程中第三步没有碱基互补配对现象基因工程操作过程中第三步没有碱基互补配对现象 第一步存在逆转录法获得第一步存在逆转录法获得DNADNA，第二步存在黏性末端连接现象，第二步

24、存在黏性末端连接现象， 第四步检测存在分子水平杂交方法。第四步检测存在分子水平杂交方法。 【典例训练典例训练2 2】（20112011山东高考改编）人类疾病的转基因动物山东高考改编）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。制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。 （1 1）图中的高血压相关基因作为）图中的高血压相关基因作为_，质粒作为，质粒作为_， 二者需用二者需用_切割后连接成重组载体，该过程与质粒上切割后连接成重组载体，该过程与质粒上 含有含有_有

25、关。有关。 （2 2）重组）重组DNADNA导入的受体细胞是大鼠的导入的受体细胞是大鼠的_细胞，常用的细胞，常用的 方法是方法是_。在。在DNADNA重组过程中核心的操作是重组过程中核心的操作是_。 （3 3）子代大鼠如果）子代大鼠如果_和和_，即可分别在分子，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。其建立高血压转基因动物模型。 （4 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）在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程 技术是体外受精、早期胚胎培养和技术是体外

26、受精、早期胚胎培养和_。 【解题指南解题指南】 1.1.考查实质考查实质 本题主要考查基因工程的操作程序，涉及到胚胎工程技术。本题主要考查基因工程的操作程序，涉及到胚胎工程技术。 2.2.解题关键解题关键 高血压相关基因与质粒形成重组高血压相关基因与质粒形成重组DNADNA后导入到受精卵细胞中，是后导入到受精卵细胞中，是DNADNA 重组技术。重组技术。 【解析解析】（1 1）根据题干中）根据题干中“利用正常大鼠制备遗传性高血压转基利用正常大鼠制备遗传性高血压转基 因模型大鼠因模型大鼠”推出，目的基因为与高血压相关的基因。为使目的基推出，目的基因为与高血压相关的基因。为使目的基 因与载体结合需

27、用同一种限制性核酸内切酶切割。因与载体结合需用同一种限制性核酸内切酶切割。 （2 2）重组）重组DNADNA分子导入受体细胞中，植物细胞、动物细胞和微生物分子导入受体细胞中，植物细胞、动物细胞和微生物 细胞导入目的基因的方式不同，动物细胞主要用显微注射技术将重细胞导入目的基因的方式不同，动物细胞主要用显微注射技术将重 组组DNADNA分子导入细胞中。基因工程操作的第二步，即基因表达载体分子导入细胞中。基因工程操作的第二步，即基因表达载体 的构建是整个过程中的关键。的构建是整个过程中的关键。 （3 3）如果检测到相应蛋白质，即可在分子水平说明目的基因已）如果检测到相应蛋白质，即可在分子水平说明目

28、的基因已 经表达，如果检测子代大鼠已患高血压，即可在个体水平说明经表达，如果检测子代大鼠已患高血压，即可在个体水平说明 目的基因已经表达。目的基因已经表达。 (4)(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 技术是体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植。早期胚胎需要移技术是体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植。早期胚胎需要移 植入体内，以提供一个稳定的环境和充足的营养供应。植入体内，以提供一个稳定的环境和充足的营养供应。 答案：（答案：（1 1）目的基因）目的基因 载体载体 同一种限制性核酸内切酶同一种限制性核酸内切酶 限制性核酸内切酶的切

29、割位点限制性核酸内切酶的切割位点 （2 2）受精卵）受精卵 显微注射技术显微注射技术 基因表达载体的构建基因表达载体的构建 （3 3）检测到相应蛋白质）检测到相应蛋白质已患高血压已患高血压 （4 4）胚胎移植）胚胎移植 【互动探究互动探究】（1 1）如果把鼠换成植物，则导入受体细胞的常用）如果把鼠换成植物，则导入受体细胞的常用 方法改变吗？方法改变吗？ 提示：变成农杆菌转化法。提示：变成农杆菌转化法。 分析：植物细胞与动物细胞具有不同的特点，导入的方法是根分析：植物细胞与动物细胞具有不同的特点，导入的方法是根 据操作的需要进行的，如利用农杆菌易感染植物的特性。据操作的需要进行的，如利用农杆菌易

30、感染植物的特性。 （2 2）分子水平检测除蛋白质检测外还有什么检测方法）分子水平检测除蛋白质检测外还有什么检测方法? ? 提示：提示：DNADNA分子杂交、核酸分子杂交。分子杂交、核酸分子杂交。 分析：利用分析：利用DNADNA探针检测目的基因或相应的探针检测目的基因或相应的mRNAmRNA存在与否，说明存在与否，说明 目的基因是否存在或是否转录。目的基因是否存在或是否转录。 1.1.（20122012福州模拟）浙江大学农学院喻景权教授的课题组最福州模拟）浙江大学农学院喻景权教授的课题组最 新研究发现，一种植物激素新研究发现，一种植物激素油菜素内酯能促进农药在植物油菜素内酯能促进农药在植物 体

31、内的降解和代谢。研究人员发现，用油菜素内酯处理后，许体内的降解和代谢。研究人员发现，用油菜素内酯处理后，许 多参与农药降解的基因多参与农药降解的基因( (如如P450P450和和GsT)GsT)的表达和酶活性都得到提的表达和酶活性都得到提 高，在这些基因的高，在这些基因的“指导指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化 为水溶性物质或低毒无毒物质，有的则被直接排出体外。某课为水溶性物质或低毒无毒物质，有的则被直接排出体外。某课 题组进一步进行了如下的实验操作，请回答：题组进一步进行了如下的实验操作，请回答： （1 1）获得油菜素内酯基因的方法有）获得油菜素内酯基因的方法

32、有_（举二项即（举二项即 可）。第步用可）。第步用PCRPCR技术扩增基因时用到的耐高温的酶通常是指技术扩增基因时用到的耐高温的酶通常是指 _。步骤用到的酶有。步骤用到的酶有_。 （2 2）图中导入重组质粒的方法是）图中导入重组质粒的方法是_。在导入之前。在导入之前 应用应用_处理。处理。 （3 3）导入重组质粒以后，往往还需要进行检测和筛选，可用）导入重组质粒以后，往往还需要进行检测和筛选，可用 _制成探针，检测是否导入了重组基因；在培养制成探针，检测是否导入了重组基因；在培养 基中加入基中加入_可将含有目的基因的细胞筛选出来。可将含有目的基因的细胞筛选出来。 （4 4）请你为该课题命名）请

33、你为该课题命名_。 （5 5）请你说说该研究发现的生态学意义：）请你说说该研究发现的生态学意义： _ _ _。 【解析解析】（1 1）油菜素内酯基因是目的基因，获得目的基因的方）油菜素内酯基因是目的基因，获得目的基因的方 法有：从法有：从cDNAcDNA文库中获取、从基因文库中获取、人工合成目的基文库中获取、从基因文库中获取、人工合成目的基 因或利用因或利用PCRPCR技术扩增等。技术扩增等。PCRPCR技术中耐高温的酶是技术中耐高温的酶是DNADNA聚合酶聚合酶 （TaqTaq酶）。步骤是对质粒进行剪切和拼接，要用到限制酶和酶）。步骤是对质粒进行剪切和拼接，要用到限制酶和 DNADNA连接酶

34、。（连接酶。（2 2）将重组质粒导入受体细菌中，采用）将重组质粒导入受体细菌中，采用CaCa2+ 2+转化 转化 法，导入前应用法，导入前应用CaClCaCl2 2溶液处理，成为感受态细胞，增加受体细溶液处理，成为感受态细胞，增加受体细 菌细胞壁的通透性。（菌细胞壁的通透性。（3 3）对目的基因进行检测和筛选中应用红）对目的基因进行检测和筛选中应用红 霉素抗性基因制成探针，检测是否导入重组基因；为筛选出含有霉素抗性基因制成探针，检测是否导入重组基因；为筛选出含有 目的基因的细胞可在培养基中加入红霉素。（目的基因的细胞可在培养基中加入红霉素。（4 4）课题命名可以）课题命名可以 是：探究油菜素内

35、酯能否促进土壤中农药的分解。（是：探究油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解。（5 5）该项研该项研 究的意义：加速农药的分解，降低植物体内的农药含量，有利究的意义：加速农药的分解，降低植物体内的农药含量，有利 于环境保护和人体健康。于环境保护和人体健康。 答案：（答案：（1 1）从）从cDNAcDNA文库中获取、从基因文库中获取、人工合成文库中获取、从基因文库中获取、人工合成 目的基因或利用目的基因或利用PCRPCR技术扩增（任答两项即可）技术扩增（任答两项即可） TaqTaq酶酶 限制酶和限制酶和DNADNA连接酶连接酶 （2 2）CaCa2+ 2+转化法 转化法 氯化钙溶液氯化钙溶液 （3

36、3）红霉素抗性基因）红霉素抗性基因红霉素红霉素 （4 4）探究油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解）探究油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解 （5 5）加速农药的分解，降低植物体内的农药含量，有利于环境保）加速农药的分解，降低植物体内的农药含量，有利于环境保 护和人体健康护和人体健康 2.(20102.(2010福建高考福建高考) )红细胞生成素（红细胞生成素（EPOEPO）是体内促进红细胞生）是体内促进红细胞生 成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然成的一种糖蛋白，可用于治疗肾衰性贫血等疾病。由于天然EPOEPO 来源极为有限，目前临床使用的红细胞生成素主要来自于基因来源极为有限，

37、目前临床使用的红细胞生成素主要来自于基因 工程技术生产的重组人红细胞生成素（工程技术生产的重组人红细胞生成素（rhEPOrhEPO），其简要生产流），其简要生产流 程如图。请回答：程如图。请回答： （1 1）图中所指的是）图中所指的是_技术。技术。 （2 2）图中所指的物质是）图中所指的物质是_，所指的物质是，所指的物质是 _。 （3 3）培养重组）培养重组CHO CHO 细胞时，为便于清除代谢产物，防止细胞产细胞时，为便于清除代谢产物，防止细胞产 物积累对细胞自身造成危害，应定期更换物积累对细胞自身造成危害，应定期更换_。 （4 4）检测）检测 rhEPOrhEPO的体外活性需用抗的体外活性

38、需用抗rhEPOrhEPO的单克隆抗体。分泌的单克隆抗体。分泌 该单克隆抗体的该单克隆抗体的_细胞，可由细胞，可由rhEPOrhEPO免疫过的小鼠免疫过的小鼠B B 淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成。淋巴细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合而成。 【解析解析】本题主要以人红细胞生成素生产为材料来考查基因工本题主要以人红细胞生成素生产为材料来考查基因工 程和细胞工程中动物细胞培养技术、制备单克隆抗体技术。获程和细胞工程中动物细胞培养技术、制备单克隆抗体技术。获 取目的基因的方法有四种（从基因文库中获取、用取目的基因的方法有四种（从基因文库中获取、用PCRPCR扩增技术、扩增技术、 用反转录法、用化学合成法）

39、，由图以核用反转录法、用化学合成法），由图以核DNADNA为模板获得目的基为模板获得目的基 因的方法可知为因的方法可知为PCRPCR技术。进行反转录的模板是技术。进行反转录的模板是mRNAmRNA。由题意。由题意 可知重组可知重组CHOCHO细胞适用于生产重组人红细胞生成素细胞适用于生产重组人红细胞生成素(rhEPO(rhEPO），所），所 以重组以重组CHOCHO细胞能够表达出重组人红细胞生成素细胞能够表达出重组人红细胞生成素(rhEPO(rhEPO）或者红）或者红 细胞生成素。培养动物细胞是用液体培养基即培养液，细胞从细胞生成素。培养动物细胞是用液体培养基即培养液，细胞从 培养液中吸收营养

40、，并同时向培养液中排放代谢废物，当代谢培养液中吸收营养，并同时向培养液中排放代谢废物，当代谢 废物积累时会危害细胞，因此要不断更新培养液。制备单克隆废物积累时会危害细胞，因此要不断更新培养液。制备单克隆 抗体是让抗体是让B B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，然后由杂淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，然后由杂 交瘤细胞来分泌抗体。交瘤细胞来分泌抗体。 答案：（答案：（1 1）PCR PCR （2 2）mRNA rhEPO mRNA rhEPO （3 3）培养液）培养液 （4 4）杂交瘤）杂交瘤 3.(20113.(2011海南高考海南高考) )回答有关基因工程的问题：回答有关基因工程的问题： （1 1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNADNA 后，可能产生黏性末端，也可能产生后，可能产生黏性末端，也可能产生_末端。若要在限末端。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 二者产生二者产生_（相同、不同）黏性末端的限制酶。（相同、不同）黏性末端的限制酶。 （2 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）利用大肠杆菌生产人胰岛