2023年基因工程与蛋白质工程知识归纳及试题例析.doc
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1、“基因工程与蛋白质工程”知识归纳及试题例析广东省揭东县登岗中学曾鹏光一、知识归纳1与DNA分子相关的酶名称作用参与的生理过程应用限制性核酸内切酶切割某种特定的脱氧核苷酸序列 基因工程DNA连接酶连接两个DNA片段基因工程DNA聚合酶在脱氧核苷酸链上添加单个脱氧酸DNA复制RNA聚合酶在核苷酸链上添加单个核糖核苷酸转录解旋酶使碱基间氢键断裂DNA复制及转录逆转录酶以RNA为模板合成DNA逆转录及基因工程特别注意:(1)限制性核酸内切酶的来源:多数来自原核生物;作用特点:重要切割外源DNA,对自身的DNA不起作用从而达成保护自身的目的;作用结果:形成DNA片断末端。(2)各种酶都具有专一性,特别是
2、限制酶只能辨认特定的脱氧核苷酸序列,并在特定的碱基之间切开。2基因工程的基本操作程序(1)获取目的基因基因文库:是将具有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中通过克隆而储存,各个受体菌分别具有这种生物的不同基因。基因组文库:基因文库中具有一种生物所有的基因就叫做基因组文库。部分基因文库:具有一种生物的部分基因,就叫做部分基因文库,如cDNA文库。PCR技术与DNA复制的比较比较项目PCR技术DNA复制相同点原理DNA双链复制(碱基互补配对)原料四种游离的脱氧核苷酸条件模板、ATP、酶等不同点解旋方式DNA在高温下变性解旋解旋酶催化场合体外复制重要在细胞核内酶热稳定的DNA聚合酶(
3、Taq酶)细胞内具有的DNA聚合酶结果在短时间内形成大量的DNA片段形成整个DNA分子(2)基因表达载体的构建(基因工程的核心)构建目的: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,使目的基因可以表达和发挥作用。一个基因表达载体的组成:目的基因、启动子、终止子、标记基因等。构建方法(3)将目的基因导入受体细胞转化生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射技术Ca2+解决法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入Ti质粒的TDNA上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞的DNA表达将具有目的基因的表达载体提纯取卵(受精卵)显微注射受精卵发育获得具有新性状的
4、动物Ca2+解决细胞感受态细胞重组表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸取DNA分子特别注意:受体细胞中常用植物受精卵或体细胞(经组织培养)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物大肠杆菌、酵母菌等,但要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必需用真核生物酵母菌需内质网、高尔基体的加工、分泌。一般不用支原体,因素是它营寄生生活;一定不能用哺乳动物成熟红细胞,因素是它无细胞核和众多的细胞器,不能合成蛋白质。(4)目的基因的检测与鉴定3基因工程和蛋白质工程比较比较项目基因工程蛋白质工程原理基因重组中心法则的逆转区别过程获取目的基因构建表达载体导入受体细胞目的基因的检测与鉴定预期蛋白质功能设计蛋白质结构推测氨
5、基酸序列合成DNA表达出蛋白质实质定向改造生物的遗传特性,以获得人类所需要的生物类型或生物产品(基因的异体表达)定向改造或生产人类所需要的蛋白质 结果生产自然界中已有的蛋白质生产自然界中没有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程,对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质必须通过基因修饰或基因合成来实现二、相关试题1下列关于基因工程的叙述,错误的是()A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D载体上的抗性基因有助于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达2下表有关基因
6、表达的选项中,不也许的是()基因表达的的细胞表达产物A细菌抗虫蛋白基因抗虫棉叶肉细胞细菌抗虫蛋白B人酪氨酸酶基因正常人皮肤细胞人酪氨酸酶C动物胰岛素基因大肠杆菌工程菌细胞动物胰岛素D兔血红蛋白基因兔成熟红细胞兔血红蛋白3下列叙述符合基因工程概念的是()AB淋巴细胞与肿瘤细胞融合,杂交瘤细胞中具有B淋巴细胞中的抗体基因B将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株C用紫外线照射青霉菌,使其DNA发生改变,通过筛选获得青霉素高产菌株D自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上4甲、乙两图表达从细菌细胞中获取目的基因的两种方法,以下说法中错误的是()A甲方
7、法可建立该细菌的基因组文库B乙方法可建立该细菌的cDNA文库C甲方法要以脱氧核苷酸为原料D乙方法需要逆转录酶参与5科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色莱航鸡的受精卵DNA中,发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋,并且用这些鸡蛋孵出的雌鸡,仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋。下列有关叙述对的的是()A表达载体的导入运用了显微注射技术B受精卵的发育需要运用胚胎移植技术C这种变异属于不定向的变异D这种变异来源于染色体变异6科学家在某种农杆菌中找到了抗枯萎的基因,并以质粒为运载体,采用转基因方法哺育出了抗枯萎病的金花茶新品种。下列有关说法对的的是()A质粒是最常用的运载体之一,质粒的存在与否对宿主细胞
8、生存有决定性的作用B通过该方法获得的抗枯萎病金花茶,将来产生的花粉中不一定具有抗病基因C该种抗枯萎病基因之所以能在金花茶细胞中表达,是由于两者的DNA结构相同D为保证金花茶植株抗枯萎病,只能以受精卵细胞作为基因工程的受体细胞7(双选)下列关于限制酶的说法,错误的是()A限制酶广泛存在于各种生物中,微生物中很少分布B自然界中限制酶的天然作用是用来提取目的基因C不同的限制酶切割DNA的切点不同D一种限制酶只能辨认一种特定的核苷酸序列8(双选)科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因,并以质粒为运载体,采用转基因方法哺育出了抗枯萎病的金茶花新品种。下列有关说法对的的是A质粒是最常用的运载体之一,不需人
9、工改造就可直接应用于基因工程B在培养过程中需要采用PCR技术C检测抗枯萎病的基因是否翻译出蛋白质,可采用抗病实验D为了保证金茶花植株抗枯萎病,只能以受精卵细胞作为基因工程的受体细胞9请分析回答下列有关现代生物科技方面的问题:(1)糖尿病在现代社会中的发病率越来越高,重要是由于患者胰岛B细胞受损,胰岛素分泌局限性引起的。对此,某同学根据所学知识提出了用转基因动物生产胰岛素治疗方法。基本程序:获取目的基因基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定。其中和的操作中需要相同的工具酶是 ,该酶的作用是辨认双链DNA分子的某种特定 ,并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 断裂,暴露出
10、相同的黏性末端。运用PCR技术扩增目的基因的过程中,目的基因受热形成单链并与引物结合,在 的作用下延伸形成DNA。(2)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氨基酸的序列找到相相应的 序列。101957年,生物学家了解到,病毒感染的细胞能产生一种因子,这种因子能作用于其他细胞,干扰病毒的复制,故将其命名为干扰素;从1987年开始,用基因工程方法生产的干扰素进入了工业化生产,并且大量投放市场。(1)若已知干扰素的氨基酸序列,则获取目的基因的较简朴方法是 ;目的基因还可以从 文库获取,而从cDNA文库中不一定能得到,因素是 。(2)用限制酶解决质粒和目的基因后,用 酶解
11、决,可形成基因表达载体,该载体的化学本质是 ;基因表达载体除具有干扰素基因外,还必须有 、 和_等。(3)若选择大肠杆菌作为受体细胞,常用的转化方法是用 解决,使其成为 ,并在一定温度作用下完毕 。(4)转基因技术是否成功,需要对受体细胞进行分子水平的检测,一方面是检测受体细胞 上是否插入了目的基因,这是目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键。检测方法是采用 。最后还要检测目的基因是否翻译成了相应的蛋白质,运用的技术是 。11正常蚕豆、豌豆和水稻均为二倍体,它们体细胞中的染色体数依次为12、14、24,这三种植物常作为生物学研究的实验材料。(1)哺育多倍体要用到秋水仙素,为观测其作用,最佳采用
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