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主干知识排查
一、基因工程的基本工具
1．基因工程又称为____________，指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，将________________与__________进行组合形成__________，然后导入受体细胞，并使其在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。
2．限制性内切核酸酶又称限制酶，其______很强，能识别DNA分子上______________________，并使每条链中____________________________________________断开。限制酶错位切后形成______________，平切后形成_______________________________。
3．E.coli DNA连接酶，可以用于连接具有__________的DNA分子；T4 DNA连接酶，可以用于连接具有__________________的DNA分子。
4．质粒载体应该具有的DNA序列包括：________；适合的________，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因，以用于______________________；__________________，如目的基因(外源基因)插入位点。
二、聚合酶链式反应(PCR)技术
1．PCR扩增DNA片段的过程包括__________________等步骤的多次循环。理论上，每经过一个循环，样本中DNA片段的数量增加______，经过n个循环后，DNA片段数量可扩增至原先的______倍。
2．PCR反应体系包括：模板DNA、反应缓冲液、dNTP(dATP、dGTP、dCTP、dTTP)、人工合成的DNA引物对、Taq酶、Mg2＋等。
3．可利用________________技术检测PCR扩增产物。
三、基因工程的基本操作程序
1．基因工程的基本操作程序包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞，以及________________________等步骤。
2．通过__________直接人工合成目的基因，通过筛选基因文库获取目的基因，根据来源可分为____________和__________。
3．基因表达载体除目的基因外，还应该包括__________________________________________等。
4．将目的基因导入植物细胞的方法主要是____________，即将目的基因插到农杆菌Ti质粒的____________上，再通过______将其插入受体细胞____________上，使目的基因得到稳定的遗传和表达。
5．将目的基因导入哺乳动物细胞的方法主要是____________。用一定浓度的__________处理大肠杆菌便能使其成为____________，然后再将其和重组的基因表达载体混合于缓冲液中，在适宜的温度下便可完成转化过程。
6．从DNA方面进行检测，检测方法是______________，其过程需要用到基因探针，即用放射性同位素或荧光标记的已知DNA片段。
7．从RNA方面检测受体细胞，检测目的基因是否能发挥其功能，即是否转录出相应的________，可以采用分子杂交技术。
8．从蛋白质方面进行检测，一般先从待测转基因生物中提取蛋白质，再用相应的抗体进行________________________________________________________________________
____________。
9．为了培育某些特定性状，有时还需要从________对生物的特定性状进行鉴定。
四、基因工程的应用价值
1．植物基因工程在提高农作物的________________________等方面大显身手。动物基因工程的重要价值是__________________和__________________等。
2．乳腺生物反应器是先将____________与__________________等重组起来，转入哺乳动物的受精卵中，再让这些受精卵在母体内生长发育成转基因动物。
3．基因治疗的体内途径是将__________________________通过载体转入患者体内的某些细胞，________________________。体外途径是采用转基因技术将________________________导入病毒基因组，再用______感染受体细胞，治疗基因整合到受体基因组后，受体细胞经体外培养、增殖后导入患者体内。
五、蛋白质工程
1．蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与__________的关系为基础，对__________________进行有目的的设计改造，以改造____________或制造____________。
2．蛋白质工程可以针对相关基因进行改造，即基因的____________，生产出符合人类需求的目标蛋白质。大面积的定向突变一般采用____________的方法，而含有单一或少数几个突变位点的基因定向突变则可采用多种策略。
3．__________是稳定蛋白质分子空间结构最关键的一种共价键，在蛋白质分子中引入________能显著提高其稳定性。
1．基因工程又称为____________，指_________________________________________。
2．限制酶的作用：_________________________________________________________。
3．限制酶不切割细菌本身的DNA分子，可能原因是____________________________
__________________________________________________________________________
________________________________________________________________(答出两点)。
4．限制酶XbaⅠ切割产生的DNA片段能与限制酶SpeⅠ切割产生的DNA片段相连接，因为____________________________________________；连接完成后，该重组DNA分子的新连接处________(填“能”或“不能”)再被所用的限制酶切割，因为_________________。
5．E.coli DNA连接酶、T4 DNA连接酶的区别：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
6．质粒作为载体所具备的条件及原因：(1)具有__________，使外源基因在受体细胞中能稳定复制并遗传；(2)具有______________，以用于鉴定和选择重组DNA分子；(3)具有__________________，作为目的基因(外源基因)插入位点。
7．如图1、2分别是质粒和目的基因的结构模式图。在构建基因表达载体时，科学家们常选择双酶切(同时用两种限制酶切割含目的基因的DNA和质粒)，需要用限制酶___________________________________________________________________________，
不选用其他限制酶的原因是___________________________________________________。
实践中，双酶切与单酶切相比，优点是_________________________________________。
8．和体内DNA复制相比，体外PCR过程需要的反应条件的不同：_______________。
9．构建基因表达载体的目的：_______________________________________________。
10．启动子是______________________________________________________________。
终止子是__________________________________________________________________。
11．农杆菌转化法就是将____________________________________________________。
12．感受态细胞转化的原理是________________________________________________
__________________________________________________________________________。
13．目的基因及其表达产物的检测鉴定方法
(1)分子水平进行检测
①从DNA方面进行检测，方法：____________________________________________。
②从RNA方面检测受体细胞，方法：________________________________________。
③从蛋白质方面进行检测，方法：___________________________________________。
(2)从个体水平进行鉴定。
14．转基因生物是指___________________________________________________________。
15．W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。
回答下列问题：
(1)步骤①中需要选择的启动子是_______________________________，选择该启动子的目的是________________________________________________________________________。
(2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的________________(答出2点即可)的限制。
16．基因治疗是指___________________________________________________________。
17．蛋白质工程是指_________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
18．某种微生物合成的一种蛋白酶与人体消化液中某种蛋白酶的结构和功能很相似，只是前者热稳定性较差，进入人体后容易失效。尝试提出改造该种微生物蛋白酶的思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案精析
知识梳理
一、
1．DNA重组技术　外源目的基因　载体DNA　重组DNA　
2．特异性　特定的脱氧核苷酸序列　特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键　黏性末端　平末端　
3．黏性末端　黏性末端或平末端　
4．复制原点　标记基因　鉴定和选择重组DNA分子　多种限制酶的切割位点　
二、
1．变性、退火和延伸　一倍　2n　
3．琼脂糖凝胶电泳　
三、
1．目的基因及其表达产物的检测鉴定　
2．化学方法　基因组文库　cDNA文库　
3．复制原点、启动子、终止子和标记基因　
4．农杆菌转化法　T－DNA特定区段　T－DNA　染色体的DNA　
5．显微注射法　CaCl2溶液　感受态细胞　
6．DNA分子杂交法　
7．mRNA分子　
8．抗原—抗体杂交　
9．个体水平　
四、
1．抗除草剂、抗虫、抗病和抗盐碱能力　改善畜牧产品的品质　提高动物的生长速度　
2．药用蛋白基因　乳腺蛋白基因的启动子　
3．分离出来的带有治疗作用的基因　直接纠正或弥补缺陷基因的功能　带有治疗作用的基因　病毒　
五、
1．生物功能　编码该蛋白的基因　现有蛋白质　新的蛋白质
2．体外定向突变　基因全合成　
3．二硫键　二硫键　
长句表达
1．DNA重组技术　在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，将外源目的基因与载体DNA进行组合形成重组DNA，然后导入受体细胞，并使其在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术　
2．能识别DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列，并使每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开　
3．含某种限制酶的细菌的DNA分子不具备这种限制酶的识别序列，或者甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开　
4．XbaⅠ与SpeⅠ切割产生了相同的黏性末端　不能　所用的两种限制酶均不能识别该重组DNA分子的新连接处的脱氧核苷酸序列　
5．E.coli DNA连接酶可以用于连接具有黏性末端的DNA分子；T4 DNA连接酶可以用于连接具有黏性末端或平末端的DNA分子　
6．(1)复制原点　(2)适合的标记基因　(3)多种限制酶的切割位点　
7．BclⅠ和HindⅢ　BamHⅠ会破坏四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因，Sau3AⅠ不能切割质粒　防止质粒和目的基因的自身环化及质粒和目的基因的反向连接　
8．(1)变性，高温下进行解旋；(2)直接加入引物；(3)使用热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)　
9．使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用　
10．位于目的基因上游的一段DNA序列，也是RNA聚合酶识别和结合的部位　位于目的基因下游的一段DNA片段，是终止目的基因转录的脱氧核苷酸序列　
11．目的基因插到农杆菌Ti质粒的T－DNA特定区段上，再通过T－DNA将其插入植物细胞染色体的DNA上，使目的基因得到稳定的遗传和表达　
12．经CaCl2溶液处理后，细胞膨胀，细胞质膜通透性增大，使重组DNA容易进入细胞，转化效率提高　
13．(1)①DNA分子杂交　②DNA分子杂交　③抗原－抗体杂交　
14．利用基因工程技术培育的、能稳定遗传外源基因所决定的性状的生物　
15．(1)膀胱上皮细胞蛋白基因的启动子　使W基因在膀胱上皮细胞中特异性表达　(2)性别、年龄　
16．利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法，包括基因诊断、基因分离、载体构建、目的基因导入等多项技术　
17．以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，对编码该蛋白的基因进行有目的的设计改造，以改造现有蛋白质或制造新的蛋白质　
18．引入二硫键、转换氨基酸残基　(共20张PPT)
主干知识排查
第三章 基因工程
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一、基因工程的基本工具
1.基因工程又称为_______________，指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，将______________与__________进行组合形成__________，然后导入受体细胞，并使其在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。
2.限制性内切核酸酶又称限制酶，其_______很强，能识别DNA分子上______________________，并使每条链中___________________________
________________断开。限制酶错位切后形成__________，平切后形成________。
知识梳理
DNA重组技术
外源目的基因
载体DNA
重组DNA
特异性
特定的脱氧核苷酸序列
特定部位的两个脱氧核苷酸之
间的磷酸二酯键
黏性末端
平末端
3.E.coli DNA连接酶，可以用于连接具有__________的DNA分子；T4 DNA连接酶，可以用于连接具有__________________的DNA分子。
4.质粒载体应该具有的DNA序列包括：__________；适合的_________，如四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因，以用于___________________
______；______________________，如目的基因(外源基因)插入位点。
黏性末端
黏性末端或平末端
复制原点
标记基因
鉴定和选择重组DNA
分子
多种限制酶的切割位点
二、聚合酶链式反应(PCR)技术
1.PCR扩增DNA片段的过程包括__________________等步骤的多次循环。理论上，每经过一个循环，样本中DNA片段的数量增加______，经过n个循环后，DNA片段数量可扩增至原先的_____倍。
2.PCR反应体系包括：模板DNA、反应缓冲液、dNTP(dATP、dGTP、dCTP、dTTP)、人工合成的DNA引物对、Taq酶、Mg2＋等。
3.可利用________________技术检测PCR扩增产物。
变性、退火和延伸
一倍
2n
琼脂糖凝胶电泳
三、基因工程的基本操作程序
1.基因工程的基本操作程序包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞，以及________________________________等步骤。
2.通过__________直接人工合成目的基因，通过筛选基因文库获取目的基因，根据来源可分为____________和___________。
3.基因表达载体除目的基因外，还应该包括_________________________
____________等。
目的基因及其表达产物的检测鉴定
化学方法
基因组文库
cDNA文库
复制原点、启动子、终止子
和标记基因
4.将目的基因导入植物细胞的方法主要是_____________，即将目的基因插到农杆菌Ti质粒的__________________上，再通过_________将其插入受体细胞______________上，使目的基因得到稳定的遗传和表达。
5.将目的基因导入哺乳动物细胞的方法主要是____________。用一定浓度的__________处理大肠杆菌便能使其成为____________，然后再将其和重组的基因表达载体混合于缓冲液中，在适宜的温度下便可完成转化过程。
农杆菌转化法
T－DNA特定区段
T－DNA
染色体的DNA
显微注射法
CaCl2溶液
感受态细胞
6.从DNA方面进行检测，检测方法是________________，其过程需要用到基因探针，即用放射性同位素或荧光标记的已知DNA片段。
7.从RNA方面检测受体细胞，检测目的基因是否能发挥其功能，即是否转录出相应的____________，可以采用分子杂交技术。
8.从蛋白质方面进行检测，一般先从待测转基因生物中提取蛋白质，再用相应的抗体进行________________。
9.为了培育某些特定性状，有时还需要从__________对生物的特定性状进行鉴定。
DNA分子杂交法
mRNA分子
抗原—抗体杂交
个体水平
四、基因工程的应用价值
1.植物基因工程在提高农作物的_________________________________等方面大显身手。动物基因工程的重要价值是____________________和____________________等。
2.乳腺生物反应器是先将______________与______________________等重组起来，转入哺乳动物的受精卵中，再让这些受精卵在母体内生长发育成转基因动物。
抗除草剂、抗虫、抗病和抗盐碱能力
改善畜牧产品的品质
提高动物的生长速度
药用蛋白基因
乳腺蛋白基因的启动子
3.基因治疗的体内途径是将_______________________________通过载体转入患者体内的某些细胞，______________________________。体外途径是采用转基因技术将____________________导入病毒基因组，再用______感染受体细胞，治疗基因整合到受体基因组后，受体细胞经体外培养、增殖后导入患者体内。
分离出来的带有治疗作用的基因
直接纠正或弥补缺陷基因的功能
带有治疗作用的基因
病毒
五、蛋白质工程
1.蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与_________的关系为基础，对__________________进行有目的的设计改造，以改造___________
或制造____________。
2.蛋白质工程可以针对相关基因进行改造，即基因的______________，生产出符合人类需求的目标蛋白质。大面积的定向突变一般采用_______
______的方法，而含有单一或少数几个突变位点的基因定向突变则可采用多种策略。
3.________是稳定蛋白质分子空间结构最关键的一种共价键，在蛋白质分子中引入________能显著提高其稳定性。
生物功能
编码该蛋白的基因
现有蛋白质
新的蛋白质
体外定向突变
基因全
合成
二硫键
二硫键
1.基因工程又称为_______________，指____________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
2.限制酶的作用：_______________________________________________
__________________________________________________。
长句表达
DNA重组技术
在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，将外源目的基因与载体DNA进行组合形成重组DNA，然后导入受体细胞，并使其在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术　
能识别DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列，并使每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开　
3.限制酶不切割细菌本身的DNA分子，可能原因是___________________
____________________________________________________________________________________________________________________(答出两点)。
4.限制酶XbaⅠ切割产生的DNA片段能与限制酶SpeⅠ切割产生的DNA片段相连接，因为_______________________________________；连接完成后，该重组DNA分子的新连接处______(填“能”或“不能”)再被所用的限制酶切割，因为_____________________________________________
__________________________。
含某种限制酶的细菌的DNA分子不具备这种限制酶的识别序列，或者甲基化酶将甲基转移到了限制酶所识别序列的碱基上，使限制酶不能将其切开　
XbaⅠ与SpeⅠ切割产生了相同的黏性末端
不能
所用的两种限制酶均不能识别该重组DNA分子的新连接处的脱氧核苷酸序列　
5.E.coli DNA连接酶、T4 DNA连接酶的区别：
_______________________________________________________________________________________________________________。
6.质粒作为载体所具备的条件及原因：(1)具有__________，使外源基因在受体细胞中能稳定复制并遗传；(2)具有________________，以用于鉴定和选择重组DNA分子；(3)具有______________________，作为目的基因(外源基因)插入位点。
E.coli DNA连接酶可以用于连接具有黏性末端的DNA分子；T4 DNA连接酶可以用于连接具有黏性末端或平末端的DNA分子　
复制原点
适合的标记基因
多种限制酶的切割位点
7.如图1、2分别是质粒和目的基因的结构模式图。在构建基因表达载体时，科学家们常选择双酶切(同时用两种限制酶切割含目的基因的DNA和质粒)，需要用限制酶_________
_________，不选用其他限制酶的原因是_______________________________________________________________________。
实践中，双酶切与单酶切相比，优点是____
________________________________________________________。
BclⅠ和
HindⅢ
BamHⅠ会破坏四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因，Sau3AⅠ不能切割质粒
止质粒和目的基因的自身环化及质粒和目的基因的反向连接　
防
8.和体内DNA复制相比，体外PCR过程需要的反应条件的不同：_______
________________________________________________________________________。
9.构建基因表达载体的目的：_____________________________________
______________________________________________________。
10.启动子是____________________________________________________
_____________。
终止子是_______________________________________________________
________________。
性，高温下进行解旋；(2)直接加入引物；(3)使用热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)　
(1)变
使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用
位于目的基因上游的一段DNA序列，也是RNA聚合酶识别和结合的部位
位于目的基因下游的一段DNA片段，是终止目的基因转录的脱氧核苷酸序列　
11.农杆菌转化法就是将__________________________________________
___________________________________________________________________________________。
12.感受态细胞转化的原理是______________________________________
__________________________________________________。
目的基因插到农杆菌Ti质粒的T－DNA特定区段上，再通过T－DNA将其插入植物细胞染色体的DNA上，使目的基因得到稳定的遗传和表达
经CaCl2溶液处理后，细胞膨胀，细胞质膜通透性增大，使重组DNA容易进入细胞，转化效率提高　
13.目的基因及其表达产物的检测鉴定方法
(1)分子水平进行检测
①从DNA方面进行检测，方法：_______________。
②从RNA方面检测受体细胞，方法：_______________。
③从蛋白质方面进行检测，方法：_________________。
(2)从个体水平进行鉴定。
DNA分子杂交
DNA分子杂交
抗原－抗体杂交
14.转基因生物是指______________________________________________
_________________。
利用基因工程技术培育的、能稳定遗传外源基因所决定的性状的生物　
15.W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。
回答下列问题：
(1)步骤①中需要选择的启动子是______________________________，选择该启动子的目的是____________________________________。
膀胱上皮细胞蛋白基因的启动子
使W基因在膀胱上皮细胞中特异性表达
(2)与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的_____________(答出2点即可)的限制。
性别、年龄
16.基因治疗是指________________________________________________
_____________________________________________________。
17.蛋白质工程是指______________________________________________
_________________________________________________________________________________。
18.某种微生物合成的一种蛋白酶与人体消化液中某种蛋白酶的结构和功能很相似，只是前者热稳定性较差，进入人体后容易失效。尝试提出改造该种微生物蛋白酶的思路：____________________________。
利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法，包括基因诊断、基因分离、载体构建、目的基因导入等多项技术　
以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，对编码该蛋白的基因进行有目的的设计改造，以改造现有蛋白质或制造新的蛋白质　
引入二硫键、转换氨基酸残基

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