（北京專用）2019版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第33講 基因工程課件.ppt

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1、第33講基因工程,突破1基因工程的操作工具,突破2基因工程的操作步驟,總綱目錄,突破3基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程,一、基因工程的概念理解 1.供體:提供目的基因的個(gè)體。,2.操作環(huán)境:無(wú)菌。,3.操作水平:DNA分子水平。,5.受體:表達(dá)目的基因的個(gè)體。,4.原理:基因重組。,6.本質(zhì):基因在受體生物體內(nèi)表達(dá)。 7.優(yōu)點(diǎn):克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,定向改造生物的遺傳性狀。,二、DNA重組技術(shù)的基本工具,1.限制性核酸內(nèi)切酶(簡(jiǎn)稱:限制酶) (1)來(lái)源:主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的。 (2)作用:識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列并使每條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。 (

2、3)結(jié)果:產(chǎn)生黏性末端或平末端。,2.DNA連接酶,3.載體 (1)種類:質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。 (2)質(zhì)粒特點(diǎn),三、基因工程的操作程序,四、基因工程的應(yīng)用,2.目標(biāo):根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求,對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。,1.崛起緣由:天然蛋白質(zhì)不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。,五、蛋白質(zhì)工程,4.設(shè)計(jì)流程:預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的 氨基酸序列找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。,3.操作手段:基因修飾或基因合成。,1.轉(zhuǎn)基因成果 (1)工程菌DNA重組微生物。 (2)基因制藥。 (3)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生物反應(yīng)器。 (4)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。,六、轉(zhuǎn)基因生物的

3、安全性,2.安全性問(wèn)題 (1)食物安全:滯后效應(yīng)(產(chǎn)生毒性蛋白質(zhì))、新的過(guò)敏原、營(yíng)養(yǎng)成分改變。 (2)生物安全:生物入侵,破壞生物多樣性。 (3)環(huán)境安全:破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和人類的生活環(huán)境。,3.理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù) (1)需要正確的社會(huì)輿論導(dǎo)向,趨利避害,不能因噎廢食。 (2)制定符合本國(guó)利益的政策和法規(guī),最大限度地保證轉(zhuǎn)基因技術(shù)和產(chǎn)品的安全性。 七、禁止生物武器,1.種類:病菌、病毒、生化毒劑及經(jīng)過(guò)基因重組的致病菌。,2.我國(guó)政府態(tài)度:任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲(chǔ)存生物武器,并反對(duì)生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散。,1.胰島素基因表達(dá)載體中的胰島素基因可通過(guò)人肝細(xì)胞mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得。(

4、 ),3.可利用DNA分子雜交技術(shù)鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細(xì)胞。 ( ),2.重組Ti質(zhì)粒的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與。( ),4.在應(yīng)用農(nóng)桿菌侵染植物葉片獲得轉(zhuǎn)基因植株的常規(guī)實(shí)驗(yàn)步驟中,不需要用選擇培養(yǎng)基篩選導(dǎo)入目的基因的細(xì)胞。( ),5.外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的啟動(dòng)子和終止子之間才能進(jìn)行復(fù)制。 ( ),,,,,,6.將大腸桿菌的質(zhì)粒連接上人生長(zhǎng)激素的基因后,大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長(zhǎng)激素的變異可以遺傳。( ),8.若要從植物甲中獲得耐旱基因,可首先建立該植物的基因組文庫(kù),再?gòu)闹泻Y選出所需的耐旱基因。( ),7.表達(dá)載體的復(fù)制和胰島素基因的表達(dá)均啟動(dòng)于復(fù)制

5、原(起)點(diǎn)。( ),10.基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì),而蛋白質(zhì)工程則可對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì)。( ),9.重組質(zhì)粒與探針能進(jìn)行分子雜交是因?yàn)镈NA分子脫氧核糖和磷酸交替連接。( ),,,,,,突破1基因工程的操作工具,1.確定限制酶的種類 (1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點(diǎn)確定限制酶的種類 應(yīng)選擇切點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶,如圖甲可選擇Pst。 不能選擇切點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶,如圖甲不能選擇Sma。,2.限制酶與DNA連接酶的關(guān)系 易混辨析(1)限制酶切割位點(diǎn)所處的位置必須是在所需的標(biāo)記基因 之外,這樣才能保證標(biāo)記基因的完整性,有利于目的基

6、因的檢測(cè)。 (2)為使目的基因與載體形成相同的末端連接,通常使用同一種限制酶將二者切割,但如果不同的限制酶切割DNA分子所產(chǎn)生的末端也存在互補(bǔ)關(guān)系時(shí),則兩末端也可連接。 (3)限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾。 (4)限制酶是一類酶,而不是一種酶。 (5)DNA連接酶起作用時(shí),不需要模板。,,1.下列有關(guān)基因表達(dá)載體的敘述,不正確的是() A.具有復(fù)制原點(diǎn),使目的基因能在受體細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)增 B.具有啟動(dòng)子,使DNA聚合酶識(shí)別并開始轉(zhuǎn)錄 C.具有標(biāo)記基因,有利于目的基因的檢測(cè) D.具有目的基因,以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生特定的基因產(chǎn)物,考向1以基礎(chǔ)判斷的形式,考查對(duì)基

7、本工具的理解,B,答案B基因表達(dá)載體具有復(fù)制原點(diǎn)、啟動(dòng)子、目的基因、終止子和標(biāo)記基因,復(fù)制原點(diǎn)使目的基因能在受體細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)增。啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合的位點(diǎn)。標(biāo)記基因可用于鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因。目的基因表達(dá)可合成特定的基因產(chǎn)物。,考向2以實(shí)例分析或圖示分析的形式,考查對(duì)基本工具的理解 2.圖甲、乙中的箭頭表示三種限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn),Ampr表示氨芐青霉素抗性基因,Ner表示新霉素抗性基因。下列敘述正確的是 (),A.圖甲中的質(zhì)粒用BamH切割后,含有4個(gè)游離的磷酸基團(tuán) B.在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí),可用Pst和BamH切割質(zhì)粒和外源DNA C.用Pst和Hind酶切,加入DNA連

8、接酶后可得到1種符合要求的重組 質(zhì)粒 D.導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌可在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生長(zhǎng),答案C圖甲中的質(zhì)粒只有一個(gè)BamH切割位點(diǎn),用BamH切割后形成一個(gè)直鏈DNA,含有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán),A錯(cuò)誤;BamH切割位點(diǎn)在目的基因上,不能用該酶切割外源DNA,B錯(cuò)誤;用Pst和Hind酶切質(zhì)粒形成兩個(gè)片段,用Pst和Hind酶能將外源DNA切成4段,只有含目的基因的片段通過(guò)DNA連接酶與含標(biāo)記基因的質(zhì)粒連接形成的重組質(zhì)粒符合要求,故C正確;Pst會(huì)破壞氨芐青霉素抗性基因Ampr,所以導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌不能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生長(zhǎng),D錯(cuò)誤。,3.(2016課標(biāo)全國(guó))某一質(zhì)粒載體如圖所

9、示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因,Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamH酶切后,與用BamH酶切獲得的目的基因混合,加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng),用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化,有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉?wèn)題:,(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具,應(yīng)具備的基本條件有(答出兩點(diǎn)即可),而作為基因表達(dá)載體,除滿足上述基本條件外,還需具有啟動(dòng)子和終止子。 (2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,在上述

10、四種大腸桿菌細(xì)胞中,未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的,其原因是;并且和 的細(xì)胞也是不能區(qū)分的,其原因是。在上述篩選的基礎(chǔ)上,若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落,還需使用含有的固體培養(yǎng)基。 (3)基因工程中,某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體,其DNA復(fù)制所需的原料來(lái)自于。,答案(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因 (2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)四環(huán)素 (3)受體細(xì)胞 解析(1)質(zhì)粒作為載體應(yīng)具備的基本條件有:能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因、含

11、有一至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)等。(2)由題意可知,未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞中均不含有氨芐青霉素抗性基因,所以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上均不能生長(zhǎng)。質(zhì)粒載體上含有氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因,插入了目的基因的重組質(zhì)粒中僅含有氨芐青霉素抗性基因,所以含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的,細(xì)胞均能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng),但前者可以在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)而后者不能,所以可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基,篩選出含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落。(3)噬菌體屬于病毒,病毒增殖過(guò)程中所需的原料、酶等均來(lái)自于受體細(xì)胞。,突破2基因工程的操作步驟,1.目的基因的獲取 (1)直接

12、分離 (2)人工合成,2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建 (1)基因表達(dá)載體的組成及作用: (2)構(gòu)建過(guò)程:,3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,4.目的基因的檢測(cè)與鑒定,易混辨析目的基因的插入點(diǎn)不是隨意的:基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終 止子的調(diào)控,所以目的基因應(yīng)插入啟動(dòng)子與終止子之間的部位。,,1.(2017北京理綜)為了增加菊花花色類型,研究者從其他植物中克隆出花色基因C(圖1),擬將其與質(zhì)粒(圖2)重組,再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花中。,考向以基礎(chǔ)判斷或流程圖分析的形式,考查基因工程的操作程序,下列操作與實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟环氖?) A.用限制性核酸內(nèi)切酶EcoR和連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒 B.用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織,將

13、C基因?qū)爰?xì)胞 C.在培養(yǎng)基中添加卡那霉素,篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞 D.用分子雜交方法檢測(cè)C基因是否整合到菊花染色體上,答案C本題主要考查基因工程的相關(guān)知識(shí)。由于C基因兩端及質(zhì)粒上均存在限制酶EcoR的酶切位點(diǎn),因此,可采用限制酶EcoR和DNA連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒;用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織(即農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法),可以將C基因?qū)爰?xì)胞;由于質(zhì)粒上存在潮霉素抗性基因(標(biāo)記基因),因此,可以在培養(yǎng)基中添加潮霉素,篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞,C符合題意;可用分子雜交方法檢測(cè)C基因是否整合到菊花染色體上。,2.(2017課標(biāo)全國(guó))真核生物基因中通常有內(nèi)含子,而原核生物基因中沒有,原核生物沒有真核生物所具有

14、的切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡(jiǎn)稱蛋白A)。回答下列問(wèn)題: (1)某同學(xué)從人的基因組文庫(kù)中獲得了基因A,以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A,其原因是。 (2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體,在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中,不選用作為載體,其原因是。,(3)若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體。因?yàn)榕c家蠶相 比,大腸桿菌具有(答出兩點(diǎn)即可)等優(yōu)點(diǎn)。 (4)若要檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測(cè)物質(zhì)是(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn),也可以說(shuō)是基

15、因工程的先導(dǎo),如果說(shuō)他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示,那么,這一啟示是。,答案(1)基因A有內(nèi)含子,在大腸桿菌中,其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列不能被切除,無(wú)法表達(dá)出蛋白A (2)噬菌體噬菌體的宿主是細(xì)菌,而不是家蠶 (3)繁殖快、容易培養(yǎng) (4)蛋白A的抗體 (5)DNA可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體 解析本題主要考查基因工程的相關(guān)知識(shí)。(1)從人的基因組文庫(kù)中獲得的基因A中含有內(nèi)含子,而大腸桿菌屬于原核生物,故大腸桿菌不能切除基因A初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列,故基因A在大腸桿菌中無(wú)法表達(dá)出蛋白A。(2)由于病毒對(duì)宿主細(xì)胞的感染具有特異性,噬菌體只能寄生

16、在細(xì)菌細(xì)胞中,不能感染家蠶細(xì)胞,故應(yīng)選用可感染家蠶,的昆蟲病毒作為載體。(3)與真核生物相比,大腸桿菌等原核生物具有繁殖快、容易培養(yǎng)、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等優(yōu)點(diǎn)。(4)檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A,一般用抗原抗體雜交的方法,即用蛋白A的抗體與從細(xì)胞中提取的蛋白質(zhì)進(jìn)行雜交,觀察是否出現(xiàn)雜交帶。(5)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是S型菌的DNA進(jìn)入R型菌體內(nèi),并可在R型菌體內(nèi)完成表達(dá),這證明了DNA可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體,為基因工程奠定了基礎(chǔ)。,突破3基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程,1.抗蟲棉的培育 (1)目的基因:Bt毒蛋白基因。 (2)抗蟲原理:Bt毒蛋白水解成多肽與腸上皮細(xì)胞結(jié)合,會(huì)導(dǎo)致細(xì)

17、胞膜穿孔,細(xì)胞腫脹破裂,最后造成害蟲死亡。 注:Bt毒蛋白基因來(lái)自蘇云金芽孢桿菌。 (3)受體細(xì)胞 (4)方法:花粉管通道法(也可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法或基因槍法)。,2.動(dòng)物反應(yīng)器 (1)外源基因:藥用蛋白基因。 (2)表達(dá)條件:藥用蛋白基因+乳腺蛋白基因(膀胱內(nèi)表達(dá)的相應(yīng)基因)+啟動(dòng)子。 (3)受體生物牛、羊等。 (4)方法:顯微注射法。 (5)種類:乳腺反應(yīng)器和膀胱反應(yīng)器。前者受動(dòng)物性別(只能是雌性)和年齡(哺乳期)限制,優(yōu)點(diǎn)是不用提取可直接服用;后者需提取后服用,但不受動(dòng)物性別和年齡的限制。,3.基因檢測(cè)和基因治療的比較,4.蛋白質(zhì)工程 (1)蛋白質(zhì)工程崛起的緣由:基因工程只能生產(chǎn)出天然蛋白質(zhì)

18、,蛋白質(zhì)工程是為了生產(chǎn)出符合人類生產(chǎn)和生活需要的蛋白質(zhì)。 (2)實(shí)質(zhì):根據(jù)蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能之間的關(guān)系,通過(guò)基因修飾或基因合成,以定向改造天然蛋白質(zhì),甚至創(chuàng)造自然界不存在的、具有優(yōu)良特性的蛋白質(zhì)。 (3)基本原理: (4)應(yīng)用,5.蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較,1.(2017課標(biāo)全國(guó))幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分,幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過(guò)基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi),可增強(qiáng)其抗真菌病的能力。回答下列問(wèn)題: (1)在進(jìn)行基因工程操作時(shí),若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA,常選用嫩葉而不選用老葉作為實(shí)驗(yàn)材料,原因是。提取RNA時(shí),提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的

19、是。 (2)以mRNA為材料可以獲得cDNA,其原理是。,考向1以實(shí)例分析的形式,考查基因工程的應(yīng)用,(3)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá),需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,原因是 (答出兩點(diǎn)即可)。 (4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí),DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是。 (5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高,根據(jù)中心法則分析,其可能的原因是。,答案(1)嫩葉組織細(xì)胞易破碎防止RNA降解(2)在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下,以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則可以合成cDNA(3)目的基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn);目的基因無(wú)表達(dá)所需啟動(dòng)子(4)磷酸二酯

20、鍵(5)目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常 解析本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)。(1)由于嫩葉組織細(xì)胞比老葉細(xì)胞易破碎,所以適于作為提取幾丁質(zhì)酶的mRNA的實(shí)驗(yàn)材料。由于植物組織中存在的RNA酶能將RNA分解,所以實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要添加RNA酶抑制劑以降低RNA酶的活性,保護(hù)提取的RNA不被分解。(2)以mRNA為材料獲得cDNA的過(guò)程為逆轉(zhuǎn)錄,即以mRNA為模板、以4種脫氧核糖核苷酸為原料,在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下,遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,合成cDNA的過(guò)程。(3)由于目的基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn),也無(wú)基因表達(dá)所需的啟動(dòng)子和,終止子,所以需與質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒后再導(dǎo)入受體細(xì)胞。(4)DNA連接酶可以催化兩個(gè)DNA片段的黏性末端或平

21、末端連接形成磷酸二酯鍵。(5)幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中,但是植株抗真菌病的能力沒有提高,從中心法則角度分析,可能是轉(zhuǎn)基因植株細(xì)胞中幾丁質(zhì)酶基因不能轉(zhuǎn)錄或不能進(jìn)行翻譯導(dǎo)致的。,2.(2018北京海淀期末)抗生素耐藥性是微生物的一種自然進(jìn)化過(guò)程?，F(xiàn)在我們使用的抗生素大多來(lái)自放線菌(一種與細(xì)菌細(xì)胞結(jié)構(gòu)類似的原核生物)。研究發(fā)現(xiàn),病原細(xì)菌的耐藥基因往往是通過(guò)圖1所示機(jī)理獲得的。 圖1,(1)病原細(xì)菌通過(guò)接合方式將自己質(zhì)粒上的一段DNA序列a轉(zhuǎn)移到放線菌細(xì)胞中,放線菌的抗生素耐藥基因“跳躍”至病原細(xì)菌的DNA序列 上,與病原細(xì)菌的DNA發(fā)生,形成b。 (2)放線菌裂解

22、死亡后,b會(huì)釋放到環(huán)境中。病原細(xì)菌從周圍環(huán)境中吸收b,這一過(guò)程稱為細(xì)菌的。 (3)病原細(xì)菌將吸收的b整合到自己的上,從而獲得抗生素耐藥性。序列a在耐藥基因轉(zhuǎn)移過(guò)程中所起的作用是。 (4)病原細(xì)菌產(chǎn)生抗生素耐藥性的主要機(jī)理如圖2所示。據(jù)圖可知,病原細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性的途徑有。,圖2 (5)研究發(fā)現(xiàn),由于抗生素的大量生產(chǎn)和濫用,導(dǎo)致人類腸道中病原細(xì)菌的耐藥性不斷增強(qiáng),從進(jìn)化的角度分析細(xì)菌耐藥性增強(qiáng)的原因是。,(6)由于抗生素在醫(yī)療以及養(yǎng)殖業(yè)中的大量使用,環(huán)境中出現(xiàn)了大量抗性污染熱點(diǎn)區(qū),抗性基因可以通過(guò)多種直接或間接的傳播途徑最終進(jìn)入水體和土壤。請(qǐng)你提出一項(xiàng)應(yīng)對(duì)抗生素耐藥性蔓延的措施:。,答案(1)DN

23、A(基因)重組(2)轉(zhuǎn)化(3)擬核基因載體(4)通過(guò)(特異性或多重耐藥)外排泵將抗生素排出細(xì)胞,降低胞內(nèi)抗生素濃度而表現(xiàn)出抗性;通過(guò)對(duì)抗生素靶位點(diǎn)的修飾,使抗生素?zé)o法與之結(jié)合而表現(xiàn)出抗性;通過(guò)抗生素失活酶使抗生素降解,失去功能(5)抗生素對(duì)病原細(xì)菌的選擇作用,導(dǎo)致病原細(xì)菌中耐藥基因頻率增大(6)管理或減少抗生素的生產(chǎn)、使用及向自然環(huán)境的排放;監(jiān)測(cè)醫(yī)院、養(yǎng)殖場(chǎng)等周圍環(huán)境中細(xì)菌的抗生素耐藥性;研制新型替代藥物;加強(qiáng)抗生素耐藥性相關(guān)的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究,消除和緩解耐藥性的發(fā)生和傳播;加強(qiáng)科普宣傳,提高公眾的認(rèn)識(shí),避免抗生素濫用 解析(1)由題干可知,放線菌中的抗生素耐藥基因“跳躍”至病原細(xì)菌的DNA序列

24、上,類似于基因工程中將目的基因和載體相結(jié)合的過(guò)程,,原理是基因重組。(2)病原細(xì)菌從周圍環(huán)境中吸收b,這一過(guò)程類似于基因工程中將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,稱之為目的基因的轉(zhuǎn)化。(3)病原細(xì)菌屬于原核細(xì)胞,沒有染色體,只能將吸收的b整合到自己的擬核DNA上,從而獲得抗生素耐藥性。可見,序列a在耐藥基因轉(zhuǎn)移過(guò)程中作為載體。(4)由圖2可知,病原細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性的途徑有:細(xì)菌細(xì)胞膜上有特異性外排泵和多重耐藥外排泵,可以把進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)的抗生素通過(guò)外排泵排出細(xì)胞,降低胞內(nèi)抗生素濃度而表現(xiàn)出抗性;細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)含有抗生素靶位點(diǎn)修飾酶,通過(guò)對(duì)抗生素靶位點(diǎn)的修飾,使抗生素?zé)o法與之結(jié)合而表現(xiàn)出抗性;細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)含有抗生素失活

25、酶,通過(guò)抗生素失活酶使抗生素降解,失去功能。(5)進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變,抗生素對(duì)病原細(xì)菌的選擇作用,導(dǎo)致病原細(xì)菌中耐藥基因頻率增大。(6)對(duì)應(yīng)抗生素,耐藥性蔓延的措施可以有:管理或減少抗生素的生產(chǎn)、使用及向自然環(huán)境的排放;監(jiān)測(cè)醫(yī)院、養(yǎng)殖場(chǎng)等周圍環(huán)境中細(xì)菌的抗生素耐藥性;研制新型替代藥物;加強(qiáng)抗生素耐藥性相關(guān)的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究,消除和緩解耐藥性的發(fā)生和傳播;加強(qiáng)科普宣傳,提高公眾的認(rèn)識(shí),避免抗生素濫用。,考向2以實(shí)例分析的形式,考查蛋白質(zhì)工程及其應(yīng)用 3.在體內(nèi),人胰島素基因表達(dá)可合成出一條稱為前胰島素原的肽鏈,此肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中經(jīng)酶甲切割掉氨基端一段短肽后成為胰島素原,進(jìn)入高爾基體的胰島

26、素原經(jīng)酶乙切割去除中間片段C后,產(chǎn)生A、B兩條肽鏈,再經(jīng)酶丙作用生成由51個(gè)氨基酸殘基組成的胰島素。目前,利用基因工程技術(shù)可大量生產(chǎn)胰島素?；卮鹣铝袉?wèn)題: (1)人體內(nèi)合成前胰島素原的細(xì)胞是,合成胰高血糖素的細(xì)胞是。,(2)可根據(jù)胰島素原的氨基酸序列,設(shè)計(jì)并合成編碼胰島素原的序列,用該序列與質(zhì)粒表達(dá)載體構(gòu)建胰島素原基因重組表達(dá)載體,再經(jīng)過(guò)細(xì)菌轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定,即可建立能穩(wěn)定合成的基因工程菌。 (3)用胰島素原抗體檢測(cè)該工程菌的培養(yǎng)物時(shí),培養(yǎng)液無(wú)抗原抗體反應(yīng),菌體有抗原抗體反應(yīng),則用該工程菌進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí),應(yīng)從中分離、純化胰島素原。胰島素原經(jīng)酶處理便可轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素。,答案(1)胰島B細(xì)胞胰島A細(xì)

27、胞 (2)DNA胰島素原 (3)菌體 解析(1)人體合成前胰島素原的細(xì)胞是胰島B細(xì)胞,合成胰高血糖素 的細(xì)胞是胰島A細(xì)胞。(2)蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)胰島素時(shí),需根據(jù)胰島素原的氨基酸序列,設(shè)計(jì)并合成編碼胰島素原的脫氧核苷酸序列(目的基因),然后再構(gòu)建胰島素原基因重組表達(dá)載體,導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi),再經(jīng)過(guò)細(xì)菌轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定,即可建立能穩(wěn)定合成胰島素原的工程菌。(3)運(yùn)用抗原抗體檢測(cè)法檢測(cè)胰島素原時(shí),培養(yǎng)液無(wú)抗原抗體反應(yīng),菌體有抗原抗體反應(yīng),故應(yīng)從菌體中分離、純化胰島素原。,4.已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P),該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,由305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸,240位的谷

28、氨酰胺變成苯丙氨酸,改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉?wèn)題: (1)從上述資料可知,若要改變蛋白質(zhì)的功能,可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的進(jìn)行改造。 (2)以P基因序列為基礎(chǔ),獲得P1基因的途徑有修飾 基因或合成基因。所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的,中心法則的全部?jī)?nèi)容包括 的復(fù)制;以及遺傳信息在不同分子之間的流動(dòng),即:。,(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程,其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā),通過(guò)和,進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列,據(jù)此獲得基因,再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì),之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物進(jìn)行鑒定。,答案(1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))(其他合理答案也給分) (2)PP1DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯) (3)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列功能 解析(1)蛋白質(zhì)的功能與結(jié)構(gòu)相關(guān),若要改變蛋白質(zhì)的功能,需要對(duì) 其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。(2)確定目的基因的堿基序列后,可通過(guò)對(duì)現(xiàn)有基因進(jìn)行改造或者重新合成來(lái)獲得目的基因。中心法則的內(nèi)容包括DNA的復(fù)制、RNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄和翻譯。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā),通過(guò)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和推測(cè)氨基酸序列,進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列。獲得蛋白質(zhì)之后要對(duì)蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定。,