基因工程专题复习

8基因工程专题复习基因工程的发展历程2018.01常见问题:1、人的基因能和异种生物的基因拼接在一起,是因为O2、一种生物的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达，是因为3、艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是。4、将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状。这种变异属于。答案：1、DNA分子都是独特的双螺旋结构，都是由四种脱氧核苷酸组成2、它们共用一套遗传密码子3、DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体中4、基因重组二.基因工程的基本工具（一）“分子手术刀”——常见问题：1、从苏云金芽孢杆菌中切割抗虫基因所用的工具是，此工具主要存在于中，其特点是。切割的化学键是。2、经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：和。3、下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点，图1中Cmlr表示氯霉素抗性基因，Ner表示新霉素抗性基因。请回答下列问题：限制酶MspIBamHISmaIHpallKpnI诩」序列及C<^GGg'gatccCCC^GGGCC^GGGGTAC^C切t股点GG和CCCIAG+GGGG^CCCGGCCCfjCATGG用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒时，能否使用MspI与BamHI同时切割质粒与外源DNA?答：，原因是。4、限制性内切酶EcoRi的识别序列和切点是一G3AATTC一,请画出某DNA被该酶切割后所形成的黏性末端。5、具体操作过程中下图所示的黏性末端是由种限制性核酸内切酶作用产生的。6、载体DNA必需有一个或多个限制酶的切割位点，目的是7、设计EcoR［和BamH［双酶切的目的是。8、与只使用EcoRI相比较，使用BamHI和HindIII两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止答案：1、限制酶微生物一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割磷酸二酯键2、黏性末端平末端.不能MspI会切割破坏质粒上的两个标记基因（或tetR与ampR基因），而BamHl会切割破坏目的基因、-G^TTc-EcoRI.-GAATTC-—CTTAArG——CTTAAG—5、26、便于目的基因的插入7、保证目的基因和载体定向连接（或防止目的基因和载体产生的末端发生任意连接）8、质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化（二）“分子针线”一一常见问题：1、当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是。2、DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有和,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是。3、DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？。答案：1、DNA连接酶2、E•coliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶3、否（三）“分子运输车"一一常见问题：1、将目的基因导入到大肠杆菌体内需要载体的帮助。下列各项是选取载体时必须考虑的是（多选）。A.能够在宿主细胞内复制并稳定保存B.具有特定的限制酶切割位点C具有与目的基因相同的碱基片段D.具有某些标记基因2、将目的基因导入大肠杆菌的载体可以是（多选）。A.质粒B.动物病毒C.噬菌体D.植物病毒3、最早应用（最常用）的载体是，它是细菌细胞中的一种很小的双链分子。4、若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用作为载体，其原因是。5、若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是（答出两点即可）。答案：1、A、B、D2、A、C3、质粒环状DNA4、噬菌体病毒具有宿主专一性，噬菌体专一性的侵染细菌，不能将目的基因导入家蚕中5、目的基因无复制原点，目的基因无表达所需启动子。三、基因工程的实施过程（一）获得目的基因（目的基因的获取）.获取方法主要有两种：①从中获取。②用人工合成法。★人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。2.利用PCR技术扩增目的基因（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。（2）目的：获取大量的目的基因（3）原理：（4）过程：第一步：加热至90〜95℃；第二步：冷却到55〜60℃,；第三步：加热至70〜75℃,。常见问题：1、能否利用人的皮肤细胞来形成胰岛素mRNA,并说明理由。2、从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA,通过获得用于PCR扩增。3、为了提高实验成功率，需要通过PCR技术获得目的基因的大量拷贝。与体内DNA复制相比，PCR反应体系需加入种引物和。4、设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物（引物1和引物2），为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的位点。设计引物时需要避免引物之间形成，而造成引物自连。5、PCR扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但的引物需要设定更高的退火温度。6、如果PCR反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有（填序号：①升高退火温度②降低退火温度③重新设计引物）。答案：1、不能，皮肤细胞中的胰岛素基因未表达（或未转录），不能形成胰岛素mRNA。2、反转录cDNA3、2耐热的DNA聚合酶4、限制酶碱基互补配对5、引物与模板GC含量高6、②③（二）制备重组DNA分子（基因表达载体的构建）常见问题：.重组DNA分子的组成：除了目的基因外，还必须有。.方法：限制酶分别切割载体和目的基因，再用把两者连接。3、酶切获取HBsAg基因后，需用将其连接到pPIC9K质粒上，形成重组质粒，并将其导入大肠杆菌以获取。4、目的基因插入质粒后，不能影响质粒的。5、启动子是酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；标记基因的作用是。6、重组质粒构建的目的是。7、由基因表达产物无法推知启动子碱基序列，其原因是。答案：1、标记基因启动子终止子2、同种DNA连接酶3、DNA连接酶大量重组质粒4、复制和表达5、RNA聚合酶鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来6、使目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用7、基因中启动子的碱基序列不能被转录（三）转化受体细胞（将目的基因导入受体细胞）常用的转化方法：①将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是转化法，其次还有法和法。②将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是技术。此方法的受体细胞七旦夕ZE。③将目的基因导入微生物细胞：法。常见问题：1、在此转基因工程中，将体外重组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内稳定保存和表达的过程称为。最,常用的方法是首先用处理大肠杆菌，目的是2、Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T-DNA,把目的基因插入7质粒的T-DNA中是利用T-DNA的特点。3、将上述重组质粒导入小鼠受精卵雄性原核中的常规方法是.4、动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本原因是.A.受精卵能使目的基因高效表达B.受精卵可发育成动物个体C.受精卵基因组更易接受DNA的插入D.受精卵尺寸较大，便于DNA导入操作.5、通过大肠杆菌生产的胰岛素可能不具备生物活性，为什么？。6、若要高效地获得蛋白A，可选用大肠肝菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有（答出两点即可）等优点。7、若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是。8、与大肠杆菌等细菌相比，用巴斯德毕赤酵母菌细胞作为基因工程的受体细胞，其优点是在蛋白质合成后，细胞可以对其进行并分泌到细胞外，便于提取。答案：1、转化Ca2+使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA分子的状态（处于感受态细胞状态）2、TDNA,可以转移到受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上3、显微注射4、B5、因为大肠杆菌中不含内质网和高尔基体，不能对核糖体合成的蛋白质加工。6、易培养，繁殖快7、未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱8、加工（修饰）（四）目的基因的检测与鉴定.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入目的基因，方法是采用技术。.其次还要检测目的基因是否，方法是采用技术。.最后检测目的基因是否，方法是采用技术。.有时还需进行的鉴定。如抗虫或抗病的鉴定等。常见问题：1、若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是（选填“蛋白的基因”或“蛋白A的抗体”）。2、为了确认巴斯德毕赤酵母菌转化是否成功，在培养基中应该加入卡拉霉素以便筛选，转化后的细胞中是否含有HBsAg基因，可以用方法进行检测。3、重组质粒导入受体细胞后，通常要进行检测。若要检测目的基因是否转录出mRNA，可用技术；若要检测目的基因是否表达出蛋白质，可用技术。4、检验转基因棉的抗虫性状，常用方法是。种植转基因抗虫棉能减少的使用，以减轻环境污染。5、如果利用DNA分子杂交原理对抗虫植株进行检测，应该用放射性同位素（或荧光分子）标记的作为探针。答案：1、蛋白A的抗体2、DNA分子杂交3、分子杂交（DNA-RNA分子杂交）抗原一抗体杂交4、接种害虫农药5、抗虫基因四、基因工程的应用常见问题：1、基因诊断和基因治疗：基因诊断：又称为DNA诊断，是采用的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。基因治疗：指利用置换或弥补缺陷基因的治疗方法。实例：ADA基因缺陷症的基因治疗.利用基因工程，可以使哺乳动物的乳腺成为一种“生物反应器”，生产大量药物。这种动物基因工程操作的一般过程是：（1）首先，将与等调控组件重组在一起。（2）然后，通过的方法，导入哺乳动物的受精卵中。（3）再次，将受精卵送入母体内，使其生长发育为转基因动物。从中选择一性个体，待其进入泌乳期后，可以通过来生产所需要的药品。3、利用转基因牛、羊乳汁提取药物工艺简单，甚至可能直接饮用治病。如果将药物蛋白基因移到动物如牛、羊的膀胱上皮细胞中，利用转基因牛羊尿液生产提取药物比乳汁提取药物的更大优越性在于：。4、通过基因工程培育转基因莴苣，相比诱变育种和杂交育种方法，具有和等突出优点。5、如果将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因。6、已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞7有科学家认为，转基因马铃薯并不适于生产可食用疫苗，反而有些水果或西红柿、黄瓜等蔬菜更适宜，理由。8、利用转基因奶牛乳腺生物发生器生产人的生长激素，培育转基因奶牛时，需要在生长激素编码序列前插入的启动子。9、举出两例说明转基因动物技术的应用：①:②。答案：1、基因检测正常基因2、（1）药用蛋白基因乳腺蛋白基因的启动子（2）显微注射（3）雌分泌乳汁3、不受时间和性别的限制4、目的性强克服远缘杂交不亲和性（或能有效地打破物种的生殖隔离界限）5、外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达6、表面无相应的特异性受体7、马铃薯在烹饪过程中会使所含的抗原蛋白失去活性，而水果和西红柿等可直接食用8、乳腺蛋白基因9、①培育转基因超级动物②提供器官移植的来源（其他合理答案亦可）五、蛋白质工程常见问题：1．蛋白质工程可以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的、具有优良特性的蛋白质。其操作对象是2．蛋白质工程的基本原理预期蛋白质功能f测定蛋白质三维空间结构f推测应有的序列一找到对应的序列（基因）f具有预期功能的蛋白质.蛋白质工程的应用（1）通过改造酶的结构，有目的地提高蛋白质的热稳定性。（2）合成嵌合抗体。（3）改变蛋白质的活性。4、钱永健通过改造GFP基因，相继制造出了蓝色（BFP）和黄色（YFP）的荧光蛋白。这种现代生物工程技术称为。答案：1、基因2、氨基酸脱氧核苷酸4、蛋白质工程练习：1、（多选）利用基因工程技术生产竣酸酯酶（CarE）制剂的流程如图14所示，下列叙述正确的是（）图1-1A、过程①需使用逆转录酶B、过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因C、过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备D、过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞2、天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B,而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是（）A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA,经逆转录获得互补的DNA,再扩增基因BB.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D.将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞3、图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有