第四章 基因工程（默写版）【 核心知识每日必背 】高二生物 提升必背（浙科版2019选择性必修3）

第四章基因工程【课前检测】【例1】核移植前应增加转基因细胞培养液中的血清浓度以提高动物克隆成功率（）why？【例2】引物能引导限制酶精准确定目的基因的位置,其原理是,限制酶的作用是【例4】在转基因浮萍的培育过程中,科研人员用PCR技术持异性快速扩增了目的基因。已知PCR引物序列如图所示,并在每种引物的5'端设计了特定序列引物1:GGAAGATCTTCCCGCGGATCCATGGACTATAATGTATGGA引物2:AAACTGCAGTTAGATTCTAGAGGGAATGA两种引物设计的依据是,设计加下划线的特定序列的目的是【基因工程—原理：】基因工程的过程：一取二构三导入四是表达与鉴定，是核心基因工程的工具：①限制酶/限制性内切核酸酶：主要存在于？功能？【例】为什么原核生物的限制酶无法切割自身DNA?【判断】限制酶只对双链起作用，对单链不起作用？一种限制酶可以识别多个序列？不同的限制酶可以识别同一序列？意义？【例】目的基因：使用的限制性内切核酸酶切割（注意保证目的基因的完整）——防止【例】使用的限制性内切核酸酶切割利于目的基因和载体质粒的正向连接。【例】使用的限制性内切核酸酶切割利于目的基因和载体质粒的连接。【例】目的基因利用PCR技术扩增的时候——为便于能与酶切后的质粒连接，引物在设计的时候加入【例】为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的______端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是__________________________。【判断】限制酶/限制性内切核酸酶具有专一性?特异性？②DNA连接酶——连接DNA片段之间的键——酶具有专一性?种类：T4DNA连接酶——连接EcoilDNA连接酶——只连接③载体的种类：理想载体的特征：获取目的基因——已知目的基因全部序列（适合较短的基因）基因文库（未知序列）：（基因组文库、cDNA文库）【例】当目的基因序列未知，获取目的基因时，可以建立cDNA文库：（以抗体基因为例）抗体基因可从中提取并纯化，并以此为模板，利用合成cDNA（单链）——不同组织细胞的cDNA文库相同吗？Why？【例】胰岛素基因的cDNA——只存在于有细胞建立的cDNA文库，【判断】胰岛素基因只存在于胰岛β细胞吗?why?【PCR技术（已知或未知基因序列）——中文：反应】①PCR技术原理：——目的：②PCR技术材料：模板：待扩增的，原料：酶：引物：【判断】2条不同的DNA单链——两个引物决定扩增DNA的起点和终点（）why？【例】一个基因连续扩增4次，需要几个引物？【例】一个基因连续扩，第n次时需要消耗引物Ⅰ_______个。若计划用1个目的基因为模板获得m（m大于2）个目的基因，则需要的引物总量是个。【例】目的基因利用PCR技术扩增的时候——为便于能与酶切后的质粒连接，引物在设计的时候加入③PCR的过程：：90-95℃高温——键断裂——解旋形成2条DNA单链——PCR是否需要解旋酶?：50-60℃降温——加入——与模板碱基配对——形成氢键：72℃适当升温——加入——形成键反复循环多次④PCR的结果⑤PCR的应用：PCR产物的鉴定——技术——分离、鉴定、纯化【例】若以RNA为模板进行PCR，有何优势？如何操作？【例】在DNA聚合酶的作用下，两条子链的延伸方向都是。【例】引物与目的基因模板链的端结合。【例】PCR反应时所用引物是人工加入的一小段体内DNA复制所需引物为RNA聚合酶合成的一小段RNA基因表达载体的构建——核心切割目的基因和载体why？产生的黏性末端连接形成重组DNA分子④可在微生物细胞中获得大量重组质粒（建立基因文库）/PCR技术体外扩增表达载体的组成：①有限制性内切核酸酶的识别序列——利于②标记基因（包括抗性基因/荧光蛋白基因）——便于③启动子/终止子：转录的起点/终点——与基因的有关④复制起点——利于【例】双酶切问题双标记问题二次酶切问题【例】双标记问题：与单标记相比有什么优点？【双标记问题】受体细胞抗抗生素，一定含目的基因？抗性插入位置抗氨苄青霉素不抗四环素抗四环素不抗氨苄青霉素都抗【例】使用酶切割目的基因和质粒导入受体细胞：植物：法动物：法（导入受精卵/胚胎干细胞why？）微生物：法①感受态细胞法：处于能吸收周围环境中的状态的细胞(感受态)原理:温，浓度CaCI2处理大肠杆菌，细胞体积。↓短暂处理：使重组质粒进入受体细胞↓加入培养基中（不含抗生素）——培养一段时间why？②显微注射法：将导入——经、培养、技术——获得转基因动物③农杆菌转化法：目的基因————导入的的——农杆菌——处理的植物细胞的——作用完后农杆菌要用杀死（why？）——（经过培养）——完整植株（原理：）转化效率的影响因素？【例】农杆菌转化法中的转化是指？【例】若植物材料对农杆菌不敏感，则可用的转基因方法。【例】利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是______________________。【例】农杆菌转化法中需将玉米的Al基因连接到Ti质粒上控制质粒DNA转移的片段上,原因是___________________________________________________________________________。含有重组DNA的菌体感染植物细胞的过程中,受(答出2点即可)的影响。为了便于筛选转基因矮牵牛,Ti质粒上还应有可表达表达与鉴定基因表达——转录+翻译：目的基因必需和部位结合，构建出载体。基因剔除——使得被剔除的基因无法表达（拓展）完成筛选后，有些需要剔除标记基因——防止其流入其他食物导致安全性问题检测目的基因是否导入的方法：检测目的基因是否表达的方法：检测蛋白质——（使用作为探针）个体性状检测：抗虫实验【例】药物检测：如治疗新冠的药物：对经治疗的个体进行处理，观察病症并测试药物的【例】胚胎干细胞——具有性——取自的内细胞团——可以发育成成体的作用组织和器官【例】回答与基因工程及植物育种有关的问题:Luc基因表达的荧光素酶能够催化荧光素产生荧光；启动子和终止子分别是重组质粒中启动和终止基因转录的序列。若水稻B基因的核苷酸序列已知,可采用化学合成或(中文名称)的方法合成扩增目的基因。酶切位点能否选在潮霉素抗性基因中?理由是？过程①中，应在培养基中加人以筛选含有目的基因的农杆菌。过程②中应向培养愈伤组织的培养基中加人，以初筛染色体上含有目的基因的愈伤组织。【例】转入了人胰岛素原基因的大肠杆菌，可以合成，转入了人胰岛素原基因的酵母菌，可以合成why？【例】目的基因导入受体细胞中不能稳定表达的原因（回答至少3点）【例】在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是___________________。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是__________________________。【工程菌和生物反应器】比较项目工程菌生物反应器基因结构必需除去内含子可以不除去内含子基因表达无蛋白质的加工有蛋白质的加工受体细胞微生物细胞动物的受精卵目的方式感受态细胞法显微注射法生产条件微生物培养环境动物饲养环境药物提取从微生物细胞中提取从动物分泌物中提取【判断】动物乳腺生物反应器所用的目的基因的受体细胞是乳腺细胞（）膀胱生物反应器所用的目的基因的受体细胞是膀胱细胞（）【例】与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产药物W的优势在于不受转基因动物的______________（答出2点即可）的限制。【迁移】以乳腺作为生物反应器的优点：乳汁可以连续合成、频繁采集不会对动物产生危害、乳汁成分相对简单、明确、便于药物的提纯【例】由于导入新的外源基因，转基因作物获得或增强能力，使其在很多方面都强于亲本或野生种。【基因诊断和基因治疗】基因诊断：判断患者是否出现了基因异常或携带病原体应用：①产前基因诊断——遗传病②基因检测——传染病方法:分子杂交技术(2)基因治疗①治疗疾病:遗传性疾病②治疗方法:将正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。受体细胞一般为细胞导入的载体可以选用？【例】基因治疗过程中，是否需要修复不正常基因?改良的性状是否可遗传给后代? 【蛋白质工程】 找到相应脱氧核苷酸序列←推测氨基酸序列 ←设计蛋白质结构←预期蛋白质功能 【例】（2019江苏卷·16）下列生物技术操作对遗传物质的改造，不会遗传给子代的是（）A．将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌，筛选获得基因工程菌B．将花青素代谢基因导入植物体细胞，经组培获得花色变异植株C．将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵，培育出产低乳糖牛乳的奶牛D．将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者，进行基因治疗【例】烟草DNA分子被“嫁接”上或“切割”掉某个基因，但并不影响该基因的表达，从基因功能角度考虑，说明____________________________。【例】真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加的抑制剂。【例】图1表示某质粒，该质粒含有氨苄青霉素抗性基因(Ampr)和LacZ基因，LacZ基因能合成β－半乳糖苷酶，该酶能将白色底物X－Gal转化为蓝色产物。图2表示含目的基因的DNA片段，实验小组利用该质粒为载体将目的基因导入大肠杆菌，并筛选成功导入重组质粒的受体细胞(ScaⅠ、ApaⅠ、EcoRⅠ表示限制性核酸内切酶切割位点)。请回答下列问题：(1)构建重组DNA分子的目的是_____________________________________。在构建重组DNA分子时应选用的限制性核酸内切酶是_______________________。(2)将重组质粒导入大肠杆菌时，应用______处理大肠杆菌，制备感受态细胞，实验室选用微生物作为受体细胞的优点是_______________________________________________。(3)重组质粒导入大肠