高三生物一轮学案(41).doc
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2012届高三生物一轮复习导学案(四十一)
选修3专题1基因工程
第3、4节基因工程的应用蛋白质工程的崛起
一、考点解读
1、通过具体实例掌握基因工程的应用
2、知道蛋白质工程
二、课前导学
1、转基因生物是指利用基因工程技术导入外源基因培育出的、能够将新性状稳定地遗传给后代的基因工程生物。
运用基因工程改良动植物品种,最突出的优点是能打破常规育种难以突破的物种之间的界限。
基因工程使原核生物与真核生物之间、动物与植物之间、甚至人与其他生物之间的遗传物质相互重组和转移成为可能。
2、基因工程和人类健康的关系十分密切,突出表现在基因诊断和基因治疗方面。
基因诊断又称为DNA诊断,是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常(如遗传病患者的基因缺陷)或携带病原体(如肝炎病毒)等。
3、基因治疗是把健康的外源基因导入病人体内细胞中,使该基因正常表达以弥补缺陷基因的治疗方法。
4、转基因生物可能存在食用安全性问题、生态安全性问题等。
5、利用转基因技术,在一些不致病的微生物体内插入致病基因,或在一些致病的细菌或病毒中插入能对抗普通疫苗或药物的基因,就会培育出新的致病微生物或新的抗药性增强的致病微生物,从而制成生物武器。
6、蛋白质工程的基本原理:
蛋白质工程一般是先创造出适合人类需求的新基因,然后使其表达出具有特定结构和功能的原先不存在的新蛋白质。
基因工程使其中的关键技术,因此,蛋白质工程又称为第二代基因工程。
三、考点例析
【考点1】基因工程的应用
例1、小鼠基因敲除技术获得2007年诺贝尔奖,该技术采用基因工程、细胞工程、杂交等手段使小鼠体内的某一基因失去功能,以研究基因在生物个体发育和病理过程中的作用。
例如现有基因型为BB的小鼠,要敲除基因B,可先用体外合成的突变基因b取代正常基因B,使BB细胞改变为Bb细胞,最终培育成为基因敲除小鼠。
(1)基因敲除过程中外源基因是否导入受体细胞,可利用重组质粒上的检测。
如果被敲除的是小鼠抑癌基因,则可能导致细胞内的被激活,使小鼠细胞发生癌变。
(2)通过基因敲除,得到一只AABb小鼠。
假设棕毛基因A、白毛基因a、褐齿基因B和黄齿基因b均位于常染色体上,现要得到白毛黄齿新类型小鼠,用来与AABb小鼠杂交的纯合亲本的基因型是,杂交子代的基因型是。
让F1代中双杂合基因型的雌雄小鼠相互交配,子代中带有b基因个体的概率是。
不带B基因个体的概率是。
(3)在上述F1代中只考虑齿色这对性状,假设这对性状的遗传属X染色体伴性遗传,则表现黄齿个体的性别是,这一代中具有这种性别的个体基因是。
【考点2】蛋白质工程
例2、科学家将—干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达,使干扰素第十七位的半胱氨酸,改变成丝氨酸,结果大大提高了—干扰素的抗病活性,并且提高了储存稳定性。
该生物技术为
A.基因工程B.蛋白质工程 C.基因突变D.细胞工程
例3、蛋白质工程中,直接需要进行操作的对象是()
A.氨基酸结构 B.蛋白质空间结构C.肽链结构 D、基因结构
四、反馈矫正
1、右图示一种质粒和人的胰岛素基因,其中a表示标记基因,b表示胰岛素基因,E1表示某限制性核酸内切酶的酶切位点。
现用该种限制性核酸内切酶分别切割质粒和胰岛素基因,后用DNA连接酶连接切割后的质粒和胰岛素基因,不可能出现的是()
ABCD
2、转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。
质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。
请回答:
(1)构建含抗病基因的表达载体A时,应选用限制酶,对进行切割。
(2)培养板中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长,欲利用该培养筛选已导入抗病基因的香蕉细胞,应使基因表达载体A中含有,作为标记基因。
(3)香蕉组织细胞具有,因此,可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。
图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的。
3、(2010年江苏)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。
请回答下列问题:
(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后,分别含有个游离的磷酸基团。
(2)若对图中质粒进行改造,插入的SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳定性越。
(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用SmaⅠ切割,原因是。
(4)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。
(5)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入酶。
(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了。
(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因,将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体,然后在的培养基中培养,以完成目的基因表达的初步检测。
4、(2010盐城一调)下图是利用定点突变技术获取人们所需蛋白质的过程示意图。
请据图分析回答相关问题:
(1)该图示过程体现了(至少写出两项)等现代生物技术的综合运用。
(2)当前基因工程中扩增目的基因常用的方法是,图中(填写图中序号)过程即为此项应用。
(3)Ⅳ过程需使用的酶是,它具有的重要特性是;Ⅴ过程的最终完成必须依赖于酶的作用。
(4)从理论上分析,经过Ⅶ过程可提供人们所需蛋白质的细胞占总数的,理由是。
4
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