基因工程重难点精析
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本期导读：基因工程是生物工程技术的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。由于对技术的根本目的了解不充分，所以同学们在高中阶段容易混淆基因工程和蛋白质工程这两个不同概念。为解决上述问题，本期首先为同学们安排《基因工程重难点精析》一文，帮助大家梳理基因工程相关的主干知识。在此基础上，同学们再可以通过学习《走近蛋白质工程》一文，明晰蛋白质工程和基因工程的相似与不同。 一、DNA重组技术的基本工具 1．几种工具酶的作用比较 2．基因进入受体细胞的载体分子运输车 （1）运载体的类型：①质粒（常用）是独立于细菌DNA之外的小型环状DNA，可以独立复制；②噬菌体或某些动植物病毒。 （2）质粒必须具备的条件：①能在宿主细胞中保存下来并大量复制；②有一个或多个限制酶切割点；③有特殊的遗传标记基因，便于筛选；此外，运载体的存在还需对宿主细胞生存没有影响。 例1 下列关于基因工程技术的叙述，正确的是（ ） A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体 B．所有的限制酶都只能识别同一种特点的核苷酸序列 C．选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D．质粒是广泛存在于细菌细胞质中的一种颗粒状细胞器 解析 本题考查基因工程的三种操作工具：限制酶、DNA连接酶和运载体，而工具酶只有前两者，一种限制酶只能识别一种特点的核苷酸序列，不同的限制酶识别不同的序列；在获取目的基因产物时，受体细胞选用细菌，因其繁殖快，从而使产量加大；质粒是广泛存在于细菌细胞质中的小型环状DNA分子，不属于细胞器。 答案 C 二、基因工程的基本操作程序 基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤：第一步是目的基因的获取，获取方法包括从基因文库中获取、人工合成、利用PCR技术扩增目的基因；第二步是基因表达载体的构建，也是基因工程的核心，基因表达载体的组成包括目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因；第三步是将目的基因导入受体细胞，目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内稳定维持和表达的过程；第四步是目的基因的检测与表达，具体包括导入检测、转录检测、翻译检测、个体生物学水平鉴定。 例2 在利用基因工程技术培育抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是（ ） A．用限制性核酸内切酶切割烟草曲叶病毒的核酸 用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C．将重组DNA分子导入原生质体 D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 解析 本题考查基因工程的有关知识，基因工程的一般过程：（1）用限制性内切酶切割含目的基因的DNA分子（除草剂基因）和运载体（质粒）；（2）用DNA连接酶连接切割好的目的基因和运载体；（3）重组DNA分子导入受体细胞，因为是植物可以说是原生质体；（4）用相应的试剂和病原体筛选转基因细胞；（5）用植物组织培养技术培育抗除草剂的转基因烟草（表达）。 答案 A 三、将目的基因导入受体细胞的方法归纳 [受体细胞种类、常用方法、受体细胞、转化过程、植物细胞、农杆菌 转化法、体细胞、目的基因插入农杆菌的Ti质粒的T—DNA上导入植物细胞整合到受体细胞的DNA上表达、动物细胞、显微注 射法、受精卵、目的基因表达载体提纯取受精卵显微注射受精卵发育新性状的动物、微生物细胞、Ca2+处 理法、原核细胞、Ca2+处理细胞感受态细胞表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子、]。
论文代写 例3 采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的做法正确的是（ ） ①将毒素蛋白注射到棉植株受精卵中 ②将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉植株受精卵中 ③将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组导入细菌，用该细菌感染棉植株体细胞，再进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的DNA序列与细菌质粒重组，注射到棉植株子房并进入受精卵 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 解析 将目的基因导入受体细胞时，是通过限制酶和DNA连接酶将目的基因和运载体结合起来，然后导入受体细胞的。将毒素蛋白直接注射到棉植株受精卵中和将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉植株受精卵中是不对的，没有运载体的协助，它们不能表达。 答案 C 四、PCR技术与DNA复制的比较 例4 PCR技术通过对目的基因进行扩增，可以得到大量的目的基因，下面对该技术的叙述，不正确的是（ ） A．遵循的基本原理是DNA半保留复制和碱基互补配对 B．扩增仪内必须加入引物、原料和DNA聚合酶 C．每扩增一次，温度都要发生90℃70℃55℃的变化 D．成指数形式扩增，约为2n（n为扩增循环的次数） 解析 PCR技术是利用DNA双链复制的原料，将基因的核苷酸序列不断的加以复制使其数量成指数形式增加；每次扩增时，温度都发生90℃55℃70℃的变化；用扩增仪获取基因时，扩增仪内必须加入引物、原料和DNA聚合酶。 论文代写 答案 C 五、蛋白质工程简介 1．基本原理 预期蛋白质功能测定蛋白质三维空间结构推测应有的氨基酸序列找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）合成具有预期功能的蛋白质。 2．蛋白质工程与基因工程区别 [项 目、蛋白质工程、基因工程、操作核心、基 因、基 因、操作起点、预期蛋白质功能、目的基因、实 质、定向改造生物的遗传特性，以获得人类需要的生物类型会生物产品、定向改造生物的遗传特性或生产人类需要的蛋白质（基因的异体表达）、结 果、可以合成自然界不存在的蛋白质、只能生产自然界已存在的蛋白质、联 系、蛋白质工程最终还是回到基因工程上来，因为蛋白质的合成由基因控制，所以说蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出的第二代基因工程、] 例5 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17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高干扰素的抗病性活性，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 解析 基因工程是通过对基因的操作，将符合人们需要的目的基因导入适宜的生物体，原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。 论文网 答案 B 【练习】 1．下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的组合是（ ） 2．在基因表达载体的构建中，下列说法正确的是（ ） ①一个表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子 ②有了启动子才能驱动基因转录出mRNA ③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止 ④所有基因表达载体的构建是完全相同的 A．②③ B．①④ C．①② D．③④ 3．某种微生物合成的蛋白酶与人体消化液中的蛋白酶的结构和功能很相似，只有对热稳定性较差，进入人体后容易失效。现要将此酶开发成一种片剂，临床治疗食物的消化不良，最佳方案是（ ） A. 对此酶中的少数氨基酸替换，以改善其功能 B. 将此酶与人蛋白酶进行拼接，形成新的蛋白酶 C. 重新设计与创造一种全新的蛋白酶 D. 减少此酶在片剂中的含量 4．2003年给中国留下深刻记忆的事件就是非典肆虐，夺取了许多人宝贵的生命。医院人满为患，非典与发热、疑似混杂在一起，让医生难以区分。我国科学工作者日夜奋战，利用基因工程迅速研制出非典诊断盒。其作用机理是（ ）。
论文网 A．治疗非典利用的是抗原抗体反应 B．诊断非典利用的是DNA分子杂交原理 C．诊断非典利用的是抗原抗体反应 D．治疗非典利用的是DNA分子杂交原理 5．下列关于基因治疗的说法正确的是（ ） A．基因治疗只能治疗一些遗传病 B．基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因 C．基因治疗的主要原理是引入健康基因修复患者的基因缺陷 D．基因治疗在发达国家已成为一种常用的临床治疗手段 【参考答案】 1．C 2．A 3．A 4．B 5．C 论文代写。