质工程中，目的基因可以以P基因序列为基础，对生物体内原有P基因进行修饰，也可以通过人工合成法合成新的P1基因。中心法则的内容如下图所示：由图可知，中心法则的全部内容包括：DNA以自身为模板进行的复制，DNA通过转录将遗传信息传递给RNA，最后RNA通过翻译将遗传信息表达成蛋白质；在某些病毒中RNA可自我复制(如烟草花叶病毒等)，在某些病毒中能以RNA为模板逆转录合成DNA(如HIV)，这是对中心法则的补充。(3)蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→合成DNA→表达出蛋白质，经过该过程得到的蛋白质，需要对其生物功能进行鉴定，以保证其发挥正常作用。答案：(1)氨基酸序列(或结构)(2)P P1 DNA和RNA(或遗传物质) DNA→RN
A、RNA→DN
A、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能
1、(xx高考新课标全国卷)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：AATTC……G G……CTTAA为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是
_______________________________________________。(3)按其
第 1 页 共 1 页
来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即
________DNA连接酶和________DNA连接酶。(4)反转录作用的模板是________，产物是________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。(5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。(6)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______________________________________________________________________________________________。解析：此题考查基因工程应用的相关知识。(1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端两种类型。(2)为使运载体与目的基因相连，应使二者被切割后产生的末端相同，故用另一种限制酶切割产生的末端必须与EcoRⅠ切割产生的末端相同。(3)根据酶的来源不同，DNA连接酶分为Ecoli DNA连接酶和T4DNA连接酶。(4)以RNA为模板，合成DNA的过程称为逆转录，若要体外获得大量DNA分子，可以使用PCR技术。(5)在基因工程中，通常利用质粒作为运载体，另外噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。(6)大肠杆菌作为受体细胞时，常用Ca2＋处理，使之成为能吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞。答案：(1)黏性末端 平末端(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同(其他合理答案也可)(3)大肠杆菌 T4(4)mRNA(或RNA) cDNA(或DNA) PCR(5)噬菌体 动植物病毒(其他合理答案也可)(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱(其他合理答案也可)
第 1 页 共 1 页
2、(xx高考海南卷)在体内，人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链，此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原，进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段C后，产生
A、B两条肽链，再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的胰岛素。目前，利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答下列问题：(1)人体内合成前胰岛素原的细胞是________，合成胰高血糖素的细胞是________。(2)可根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原的________序列，用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成________的基因工程菌。(3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，则用该工程菌进行工业发酵时，应从________中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。解析：(1)人体合成前胰岛素原的细胞是胰岛B细胞，合成胰高血糖素的细胞是胰岛A细胞。(2)蛋白质工程生产胰岛素时，需根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原的脱氧核苷酸序列(目的基因)，然后再构建胰岛素原基因重组表达载体，导入细菌细胞内，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成胰岛素原的工程菌。(3)运用抗原抗体杂交法。答案：(1)人工合成 (2)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 (3)标记基因 (4)转化作用 染色体DNA 抗原G↓GATCC—。请画出质粒被限制性核酸
第 1 页 共 1 页
内切酶Ⅰ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？________(填“是”或“否”)。(4)若将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞中，最常用的方法是________。(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)将目的基因导入植物细胞中，最常用的转化方法是农杆菌转化法。(4)限制性核酸内切酶识别特定的核苷酸序列，产生特定的黏性末端或平口末端，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)生产自然界中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(3)
否 (4)农杆菌转化法(5)蛋白质工程 基因工程
4、(xx河北唐山一中期中)如图是从酵母菌获取某植物需要的某种酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：(1)图中cDNA文库__________基因组文库(填“大于”“等于”或者“小于”)。(2)①过程提取的DNA需要__________的切割，B过程是__________。(3)为在短时间内大量获得目的基因，可用__________扩增的方法。目的基因获取之后，需要进行
第 1 页 共 1 页
________，其组成必须有________________以及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。(4)将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是__________，其能否在此植物体内稳定遗传可以用________技术进行检测。解析：(1)cDNA文库小于基因组文库。(2)提取目的基因需要限制酶，逆转录法获得目的基因需要逆转录酶。(3)短时间内大量获得目的基因，可用PCR技术扩增的方法。基因表达载体的组成必须有目的基因、标记基因、启动子和终止子，基因表达载体的构建是基因工程的核心。(4)将目的基因导入某双子叶植物细胞常采用的方法是农杆菌转化法，目的基因只有整合到植物细胞的染色体上才能在植物体内稳定遗传，可通过DNA分子杂交的方法对目的基因是否整合到染色体上进行检测。答案：(1)小于(2)限制酶 反转录(或逆转录)(3)PCR技术 基因表达载体的构建 启动子、终止子、目的基因(4)农杆菌转化法 DNA分子杂交
5、(xx福建普高毕业班质检)为探究SHH基因与角化囊肿发生的相关性，科研人员利用SHH基因的非模板链转录合成的RNA作为探针，进行分子杂交实验，以检测SHH基因在角化囊肿中的表达情况。其基本流程如下图：(Amp表示氨苄青霉素抗性基因；LacZ基因被SHH基因插入后不表达)请回答：(1)重组载体中SHH基因转录合成RNA探针时，________(需要/不需要)启动子。(2)步骤②中，用Ca2＋处理大肠杆菌，使之成为________细胞，然后导入重组载体。实验中，用添加氨苄青霉素的培养基培养大肠杆
第 1 页 共 1 页
高考生物大一轮复习 第十章 现代生物科技专题学案
