第九章 人工合成酵母基因组(一)
基因工程题库版--名词解释
各种题型确定题目重要题目候补题目不确定答案的题目试卷与题库重复题目名词解释同裂酶（同切点酶）：有一些来源不同的限制酶识别的是同样的核苷酸靶序列，这类酶称为同裂酶。
同尾酶：与同裂酶对应的一类限制性内切酶,它们来源各异，识别的靶序列也各不相同,但切割后都能产生相同的黏性末端,特称为同尾酶。
测序酶：是经修饰过的T7噬菌体DNA聚合酶，是采用缺失的方法，从外切核酸酶结构域中除去28个氨基酸，这样使得T7DNA聚合酶完全失去了3~-5~外切酶活性，只有5~-3~聚合酶活性，而且聚合能力很强，测序时常用此酶。
与klenow相比优点是：是双脱氧链终止法对长片段进行测序的理想用酶。
限制性核酸内切酶：是一类能识别和切割双链DNA分子中特定碱基系列的核酸水解酶。
限制-修饰系统中的限制和修饰作用：限制-修饰系统中的限制作用是指一定类型的细菌可以通过限制性酶的作用，破坏入侵的外源DNA(如噬菌体DNA等)，使得外源DNA对生物细胞的入侵受到限制；而生物细胞(如宿主)自身的DNA分子合成后，通过修饰酶的作用，在碱基中特定的位置上发生了甲基化而得到了修饰，可免遭自身限制性酶的破坏，这就是限制-修饰系统中的修饰作用。
5. 限制性片段长度多态性（RFLP）：当DNA序列的差异发生在限制性内切酶的识别位点时，或当DNA片段的插入、缺失或重复导致基因组DNA经限制性内切酶酶解后，其片段长度的改变可以经过凝胶电泳区分，出现的这种DNA多态性称为限制性片段长度多态性。
6. 星号活性：限制性内切核酸酶识别和切割特异性位点是在特定的条件下测定的。
当条件改变时，许多酶的识别位点会改变，导致识别与切割序列的非特异性，这种现象称为星号活性。
（“非最适的”反应条件例如高浓度的核酸内切限制酶、高浓度的甘油、低离子强度、用Mn2+取代Mg2+以及高pH值等。
)克服星号活性的方法：维持反应体系适当的离子强度、较低的温度或酶浓度，尽可能缩短反应时间或DNA 样品的重新处理等。
济南版生物八年级下册 基因工程
7.2.1 基因工程一．选择题（共10小题）1．将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，所运用的生物技术属于（）A．克隆技术B．转基因技术C．发酵技术D．组织培养技术2．利用动物制造“生物反应器”必须（）A．大量繁殖动物后代B．对该种动物进行基因改造C．人工为其提供食物D．选择大型动物3．在获得转基因鼠的实验中，转入外源基因的时期应为（）A．形成精子或卵细胞时B．已形成受精卵，但精子核与卵细胞核尚未融合前C．已形成受精卵，并且精子核与卵细胞核尚融合后D．受精卵已开始进行细胞分裂时4．利用转基因猪的乳房生物反应器生产的纤维蛋白原主要用于下列哪种疾病的治疗了（）A．心脏病B．骨折C．肠胃细菌的感染D．烧伤5．一位未婚女性血友病患者的造血干细胞通过转基因技术成功地进行了改造，其凝血功能恢复了正常，则她婚后生育的男孩患血友病的几率是（）A．0B．50%C．100%D．25%6．下列不属于转基因生物带来的潜在风险的是（）A．转基因抗虫棉中合成的毒蛋白可能会杀死对人类有益的动物B．转基因食品中可能含有新的过敏源C．带有抗除草基因的转基因作物一旦与其近缘野生种杂交，可能会产生抗除草剂基因的“超级杂草”D．转基因农作物只要某些重要成分与天然食品没有差别，就不必再对其进行安全检测7．科学家对草食动物（如：牛、羊）的遗传基因进行改造，并利用这些草食动物的乳腺做“生产车间”，生产人类所需的某些药品或营养品等，这种“生产车间”叫（）A．仿生B．克隆C．转基因食品D．生物反应器8．胰岛素是治疗糖尿病的良药，以前胰岛素主要从猪的胰腺中提炼，这样得到的胰岛素数量少，价格昂贵．现在科学家将控制胰岛素合成的基因转到能快速繁殖的大肠杆菌内，可获得更多的胰岛素．这种利用大肠杆菌作为“生产车间”来生产胰岛素的过程叫（）A．生物反应器B．仿生C．人工合成D．发酵9．下列哪项是基因技术（）A．克隆动物B．杂交育种C．西医西药D．遗传工程10．中国科学院上海研究所和复旦大学合作，培育出五只含人体某种基因的转基因羊，这些羊的乳汁中含有能治疗血友病的珍贵药物，这五只羊可称为（）A．克隆动物B．乳房生物反应器C．特殊羊D．以上说法都不正确二．填空题（共2小题）11．按照人的意愿，运用人工方法，对生物的基因组成进行“移花接木”式改造的重组技术，是技术，属于工程．导入的基因称为基因．12．现在科学家利用生物（如动物）做，通过对动物的进行改造，生产人类所需要的某些物质，这就是生物反应器．三．解答题（共3小题）13．请阅读下列资料，分析并回答相关问题：北京时间5月16日，发表在《Nature》上的一项研究显示，英国剑桥大学的科学家已经在实验室成功创造了世界上第一个完全合成并且彻底改变DNA密码的生命体。
高中生物1.2基因工程的基本操作程序课件选修3
一二
农杆菌转化法分析
知识精要 典题例解 迁移应用
一二
知识精要 典题例解 迁移应用
(1)完成基因表达载体的构建,需要限制性核酸内切酶和DNA连接 酶。 (2)基因表达载体(重组质粒)导入农杆菌的常用方法是用Ca2+处理。 (3)目的基因能够在受体细胞内稳定维持和表达的关键是目的基因 插入受体细胞染色体DNA上。 (4)由受体细胞形成植株通常需要用到植物组织培养技术。
高中生物1.2基因工程的基本操作 程序课件选修3
目标导航 预习导引
1.简述基因工程原理及基本操作程序。 2.记住目的基因导入受体细胞的方法。 3.说出目的基因检测与鉴定的方法。
目标导航 预习导引 一 二 三 四
基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤: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、目的基因的检 测与鉴定。
目的基因表达
载体的提纯→ 取卵→显微注 射→受精卵发 育→获得具有 新性状的动物
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
一二
知识精要 典题例解 迁移应用
2.目的基因的检测与鉴定的方法比较
类型 检测内容
方法
判断指标
第一 分步 子 第二 检步 测 第三
合成的对象 DNA 分子
DNA 片段
一二
知识精要 典题例解 迁移应用
联系
DNA 复制
PCR 技术
①模板:均需要脱氧核苷酸链作为模板 ②原料:均为四种脱氧核苷酸 ③酶:均需要 DNA 聚合酶进行催化 ④引物:均需要引物,使 DNA 聚合酶从引物的 3'端
开始连接脱氧核苷酸
一二
知识精要 典题例解 迁移应用
《合成生物学》PPT课件
生物大家族中的新成员
不过现在，将会有一些新成员加入到这个生物 大家族。在过去这些年里，科学家一直在尝试从零 开始制造全新的生命形式——用化学物质造出合成 ＤＮＡ（脱氧核糖核酸），由ＤＮＡ合成基因，再 由基因形成基因组，最终在实验室造出全新生物体 的分子系统，而这种生物体在自然界从未出现过。
这些向“造物主”的垄断地位发起挑战的人包括工程师、计算机学家、物理学家和 化学家。他们以有别于传统生物学家的视角看待生命，并在2003年开创了一个全新的 研究领域——合成生物学。
异构化等的氨基酸，促进蛋白质结构与功能的研究。
应用示例
• Brenner 提出向细胞DNA中掺入天然不存在的碱基来发展人工遗传系统, 支持人工生命 形式。
• 合成生物学也将对生命起源，其他生命形式的研究作出贡献。
控制生命
• 目前，研究人员正在试图控制细胞的行为，研制 不同的基因线路———即特别设计的、相互影响 的基因。
• Wimmer从装配平均长度为69 bp的寡核苷酸入手，结合了化学合成与无细胞体系的从头 合成，用了3 年时间完成了这个划时代的工作。
Venter 实验室发展了合成基因组
• Φ X-174 噬菌体基因是单链环状 DNA，是历史上第一个被纯化 的DNA 分子，也是第一个被测序的DNA分子。
• Φ X- 174 噬菌体对动植物无害，是合适的合成研究对象。
• 维斯另一项大胆的计划是为成年干细胞编程
• 促进某些干细胞分裂成骨细胞、肌肉细胞或软骨细胞 等，让细胞去修补受损的心脏或生产出合成膝关节。
• 尽管该工作尚处初级阶段，但却是生物学调控领 域中重要的进展。
应用示例
• Schultz 实验室研究向大肠杆菌蛋白质生物合成装置中添入 新组份，使之能通过基因生成非天然的氨基酸，结果取得 了成功。但是要在真核细胞做到这一点还有难度。
专题1基因工程知识点梳理(含教材答案)
专题1 基因工程※基因工程的概念：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。
﹡原理：基因重组﹡目的：创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
﹡意义：能够打破生物种属的界限（即打破生殖隔离，克服远源杂交不亲和的障碍），在分子水平上定向改变生物的遗传特性。
﹡操作水平：DNA分子水平【思考】：（1）基因工程的物质基础是：所有生物的DNA均由四种脱氧核苷酸组成。
（2）基因工程的结构基础是：所有生物的DNA均为双螺旋结构。
（3）一种生物的DNA上的基因之所以能在其他生物体内得以进行相同的表达，是因为它们共用一套遗传密码子。
一、基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端（回文结构特点）。
①在中心轴线两侧将DNA切开，切口是黏性末端。
②沿着中心轴线切开DNA，切口是平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶（1）分类：根据酶的来源不同，可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类（2）功能：恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
★两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键②区别：E．coIiDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能使黏性末端之间连接；T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低。
(3)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。
高考生物 6年题按知识点分类汇编 人类基因组计划及其意义
人类基因组计划及其意义
（2012广东）6．科学家用人工合成的染色体片段，成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段，得到的重组酵母菌能存活，未见明显异常，关于该重组酵母菌的叙述，错误的是
A．还可能发生变异 B．表现型仍受环境的影响
C．增加了酵母菌的遗传多样性 D．改变了酵母菌的进化方向
【答案】Ｄ
【解析】用人工合成的染色体片段替代酵母菌的染色体部分片段，属于染色体结构变异，重组酵母菌仍可能发生基因突变等变异，A正确；重组酵母菌的性状受其遗传物质的控制和外界环境条件的影响，B正确；重组酵母菌的遗传信息和自然状态下的酵母菌有所不同，增加了酵母菌的遗传多样性，C正确；重组酵母菌只是为进化提供了原材料，不能改变酵母菌的进化方向，生物的进化方向由自然选择（环境条件）决定。
【试题点评】本题情景比较新颖，以人工拼接的方法产生酵母菌染色体结构变异为背景，考查生物的变异、生物表现型的决定因素和影响因素、生物进化的实质等内容及学生对所学知识的迁移能力，难度中等。
用心爱心专心- 1 -。
人教版高中生物选修3专题1第2节基因工程的基本操作程序(共42张PPT)
目前被广泛提取使用的目的基因有：苏云金杆菌 抗虫基因、植物抗病基因（抗病毒、抗细菌)、人胰 岛素基因等。
（一）获取目的基因的常用方法有哪些?
初始目的基因的来源 1. 从生物中直接获取 2. 人工合成
注意：要保持基因的完整性
目的基因的核苷酸序列未知）含有某种生物不同基因的许多DNA片断， 导入到受体菌的群体中，各个受体菌分别含有 这种生物的不同基因，称为基因。基因基因组
部分基因 （如:cDNA）•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 9:54:53 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/122021/8/122021/8/12Aug-2112-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/122021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021
PCR技术扩增与DNA复制的比较
碱基互补配对 四种脱氧核苷酸
模板、能量、酶
DNA在高温下 变性解旋
体外复制
解旋酶催化 细胞核内
热稳定的DNA聚合酶 细胞内的DNA聚合酶
大量的DNA片段 形成整个DNA分子
3.人工合成
——根据已知的氨基酸序列合成DNA 蛋白质的氨基酸序列
2022版高考生物一轮复习第十单元现代生物科技专题专题二十五基因工程2试题含解析
专题二十五基因工程考点1 基因工程的基本工具与操作程序1.[2021某某某某阶段训练,12分]超氧化物歧化酶(SOD)具有抗衰老作用。
研究人员培育了能合成SOD的转基因酵母菌。
结合下图回答下列问题。
注:Hin d Ⅲ和Apa LⅠ是两种限制酶,箭头表示酶的切割位置。
(1)将图中的重组DNA分子用Hin d Ⅲ和Apa L Ⅰ完全酶切后,可得到种DNA片段。
(2)作为受体细胞的酵母菌缺失URA3基因,必须在含有尿嘧啶的培养基中才能存活,为了筛选出成功导入表达载体的酵母菌,所使用的培养基(填“需要”或“不需要”)添加尿嘧啶,理由是。
(3)目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程,称为。
为了确定受体细胞中SOD基因是否转录,可用标记的作探针与从受体细胞中提取的RNA进行分子杂交检测,分子杂交的原理是。
(4)利用蛋白质工程获得活性更高的SOD时,需根据所设计蛋白质的结构推测其氨基酸序列,最终确定相对应的脱氧核苷酸序列并经获得所需的基因。
2.[2020某某示X高中联考,15分]南极某种鱼含有抗冻基因,如图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图。
请回答下列相关问题:(1)利用①过程的方法获取目的基因需要用到酶。
②过程中常需要用到的工具酶是。
(2)通过①、②过程成功构建的重组质粒,除目的基因外,还应该具备等。
(3)将目的基因导入番茄体细胞的方法是利用农杆菌的作用,其原理是。
(4)要确认抗冻基因是否在转基因番茄植株中表达出相应的蛋白质,可以采用方法,除进行分子检测外,有时还需要进行的鉴定。
考点2 基因工程的应用与蛋白质工程3.[2021某某某某质量检测,12分]植物基因工程技术的发展为人类更好地利用盐碱地提供了可能。
请回答下列问题:(1)欲培育转基因耐盐水稻,需要完成的基因工程的核心步骤是,一个基因表达载体的组成,除了目的基因和复制原点外,还必须有、以及标记基因。
(2)用PCR技术扩增耐盐基因的原理是,目前将耐盐基因导入双子叶植物最常用的方法是。
基因的克隆与表达
PL启动子---温度
诱导
插入位点--HpaI
（三）分泌型表达载体： 1、主要元件： 启动子和SD序列
信号肽序列 ： SD 下游，编码信号肽， 可引导蛋白跨膜 2、优点：分泌表达，避免降解。
分泌型表达载体----pINIII-ompA1
分泌型融合表达载体----pEZZ18
六．提高表达水平的手段 1、选择合适载体，提高翻译水平 • 强启动子----提高转录水平
1、启动子：建立表达载体时，选择强 启动子。
常见原核强启动子：
• Plac ：受 Lac 阻遏蛋白负调，受 IPTG 的 诱导 • Ptrp：取自大肠杆菌色氨酸操纵子。
• Ptac :Lac 启动子和 Trp 启动子的杂合启 动子。 • PL和PR启动子：噬菌体早期左/右向启 动子，受λ噬菌体CI基因负调控。温度 诱导。
1973年Cohen完成第一个基因工程实验 经体外重组获得杂合DNA 杂合子转化入大肠杆菌
所需元件：
限制性内切酶
连接酶
载体
受体细胞
基因克隆（分子克隆molecular cloning）----通过体外重组技术,将一 段目的DNA经切割、连接插入适当载 体，并导入受体细胞，扩增形成大量 子代分子的过程。
三、受体细胞
1、定义：外源DNA导入的细胞，是重 组体扩增的场所。 2、要求：易于接纳外源DNA 无特异的内源性核酸内切酶
载体复制、扩增不受阻
与载体有互补性
四、体外重组的策略
1、粘末端连接
1）全同源粘末端连接
• 最方便简单
• 高背景-载体自身环化 • 双向插入
2）定向克隆：使外源基因定向插入到载体 中的克隆策略
分泌型表达载体：----产物可跨膜分泌 至胞周间隙
基因工程操作步骤
1.目的基因DNA受热变性，解链； 2.引物与单链互补(hù bǔ)结合； 3.合成链在DNA聚合酶作用下进行延伸。
延伸
第十三页，共46页。
③过程(guòchéng)：
第十四页，共46页。
PCR技术( jìshù)的操作过程
PCR反应体系中目的基因成指数(zhǐshù)(2n)形
第二十六页，共46页。
3.基因表达载体(zàitǐ)的 a组、目成的：(mùdì)基因
b、启动子 c、终止子
位于基因的首端,是
mRNA结合位点
位于基因的末端,终止 转录
d、标记基因 检测目的基因是否导入受体细胞
们有什么(shé n me)作用？
第二十七页，共46页。
三、将目的(mùdì)基因导入受体细 胞
①农杆菌特点：易感染双子叶植物(zhíwù)和裸
子植
物，对大多数单子叶植物(zhíwù)没有
感染能力。
②原理：Ti质粒上的T---DNA可以转移到受体
细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上。
第二十九页，共46页。
③过三程、：目的(mùdì)基因导入受体 细胞
构建基因(jīyīn)表达转载入(体z农hu杆ǎn 菌rù)
单链DNA
DNA聚合酶
cDNA
第八页，共46页。基因组DNA(wénkù)与cDNA(wénkù)的比
小
大
无
有
无
有
某种生物(shēngwù)的 某种生物(shēngwù)的
部分基因
全部基因
可以
部分基因可以
第九页，共46页目的基因的有关信息，例如，根据基因 的核苷酸序列、基因的功能(gōngnéng)、基因 在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA，以 及基因的表达产物蛋白质等特性来获取目的基因。