生物選修3-「基因工程」提問內容

1.核酸的種類---DNA與RNA

基本單位是什麼---核苷酸

脫氧核苷酸之間的化學鍵-----氫鍵與磷酸二酯鍵

2.與磷酸集團相連的是幾號碳？5

與含氮鹼基相連的是幾號碳？1

3.DNA的雙螺旋結構由誰提出？沃森和克裡克

4.DNA雙螺旋結構的主要內容？

(1)DNA分子是由兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。

(2)DNA分子中磷酸與脫氧核糖交替連接，排列在外側，構成基本骨架；鹼基排列在內側。

(3)鹼基通過氫鍵連接成鹼基對。A與T配對，C與G配對。鹼基之間的這種一一對應的關係，叫做鹼基互補配對原則。

5.DNA複製所需要的模板、原料、酶、能量分別是什麼？

DNA雙鏈；細胞核中脫氧核苷酸；解旋酶與DNA聚合酶；ATP

6.基因的概念？基因是有遺傳效應的DNA片段

什麼叫基因的表達？基因通過控制蛋白質的合成來控制生物的性狀

7、基因工程的概念？

按照人們的意願，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然後放到另一種生物的細胞裡，定向地改造生物的遺傳性狀。又叫做基因拼接技術或DNA重組技術。

7.哪些基礎理論為基因工程誕生奠定了理論基礎？

DNA是遺傳物質的證明；

DNA雙螺旋結構和中心法則的確立

遺傳密碼的破譯

8.哪些技術發明為基因工程誕生誕生的奠定了技術基礎？

基因轉移載體的發現；

工具酶的發明

DNA合成和測序技術的發明；

DNA體外重組的實現

重組DNA表達實驗的成功；

第一例轉基因動物問世

PCR技術的發明

9.基因工程的別名----DNA重組技術或基因拼接技術

操作環境---生物體外

操作對象----基因或DNA分子

操作水平-----分子水平

特點-----定向改造生物的遺傳性狀

本質----基因重組

過程----剪切→拼接→導入→表達

10.DNA重組技術的基本工具？限制酶；DNA連接酶；運載體

11.限制酶主要來源及分布？原核生物，主要存在於原核生物中

限制酶的作用部位----磷酸二酯鍵

作用特點或者特異性----識別特定序列並在特定位點切割;

不同的限制酶具有不同識別位點

12、為什麼原核細胞中的限制酶不剪切細菌本身的DNA？

細胞中的DNA分子不存在限制酶的識別位點或識別位點被修飾。

13、限制酶的作用結果？產生黏性末端或平末端

獲得一個完整的基因需要用限制酶切2個切口，產生4個黏性末端，斷4個磷酸二酯鍵

14.什麼叫做粘性末端？

被限制酶切開的DNA兩條單鏈的切口，帶有幾個伸出的核苷酸，他們之間正好互補配對，這樣的切口叫黏性末端

15.DNA連接酶的作用?

恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵

16、DNA連接酶的種類---EcoliDNA連接酶與T4DNA連接酶

17.兩種DNA連接酶的來源、功能、差別？

18.DNA連接酶和DNA聚合酶的區別？

19.幾種酶的比較：

幾種相關酶功能比較

20.基因工程中的載體—運載體即質粒、噬菌體的衍生物和動植物病毒等

細胞膜上物質運輸的載體—載體蛋白

細胞質中胺基酸的運輸載體—轉運RNA

21.作為運載體必須具有4個條件：

攜帶外源DNA分子的質粒能夠在宿主細胞中複製或整合到染色體DNA上，隨其同步複製；

具有一個至多個限制酶切點，供外源DNA插入其中；

具有某些標記基因如四環素抗性基因，供重組DNA的鑑定和選擇。

安全無毒害！

22.載體的作用：作為運載工具，將目的基因轉移到宿主細胞內。

利用它在宿主細胞內對目的基因進行大量複製

23、運載體上的結構：目的基因，啟動子，終止子，標記基因，複製原點

24.基因工程的操作過程：

獲取目的基因；

基因表達載體的構建；

將目的基因導入受體細胞；

目的基因檢測與鑑定

25.不同生物的基因能拼接到一起的原因？

不同生物的基因的成分和空間結構相同，且遵循鹼基互補配對的原則。

26.抗性基因的作用？

重組DNA的鑑定和篩選或篩選目的基因是否導入受體細胞

27.兩種不同的限制酶切開得到的粘性末端能夠互補粘合，說明兩種限制酶切割得到的粘性末端是相同的。

28.基因工程培育新品種主要優點？

定向改造生物的遺傳性狀和克服遠緣雜交不親和的障礙。

29.細菌的基因能夠在棉花體內表達成功，說明什麼？

兩種生物的DNA成分和結構基本相同。

兩種生物共用一套遺傳密碼。

棉花植物體合成了細菌的毒蛋白。

兩種生物合成蛋白質的原理基本相同。

30.一種限制酶只能識別特定核苷酸系列 但不一定只識別一種核苷酸系列。

因為不同的DNA可以有相同的片段。

31.質粒概念和特點:

質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立於細菌擬核DNA之外、自我複製的很小的雙鏈環狀DNA分子。

特點：自我複製

32.目的基因的概念和例子:

目的基因主要指能編碼蛋白質的基因及調控作用的因子。

如與抗逆性相關基因、與優良品質相關基因。

33.基因的結構？

原核生物基因和真核生物基因在結構上都有編碼區和非編碼區。

真核生物基因的編碼區是不連續的，分外顯子和內含子。

編碼區是指編碼具有一定胺基酸序列蛋白質的脫氧核苷酸序列。

非編碼區是指位於編碼區的兩側，調控編碼區編碼蛋白質

由真核成熟mRNA逆轉錄形成的目的基因無內含子、啟動子與終止子

完整的真核生物基因不能在原核生物中表達

34.基因文庫概念及建立過程？

（1） 將某種生物全部DNA提取出來，選用適當的限制酶，將DNA切成一定範圍大小的DNA片段，分別與載體連接，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同基因，稱為基因文庫

（2） 基因組文庫：受體菌群體包含了這種生物的所有基因，稱為基因組文庫。

（3）CDNA文庫：

每個受體菌或部分受體菌所含有的基因只是該種生物的部分基因，稱為cDNA文庫

（4）建立過程：

基因組文庫與CDNA文庫建立過程比較

35.從基因文庫中獲取目的基因的主要依據:

基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉錄產物mRNA、

基因的翻譯產物蛋白質

36.從基因文庫中分離目的基因過程：

目的基因在基因文庫的受體菌群擴增，然後從受體菌群中選擇所需要的特定性狀，再從相應菌體中分離(DNA分子雜交技術）所要的目的基因

37、CDNA文庫與基因組文庫比較：

CDNA文庫中基因無啟動子、內含子，只含此生物的部分基因，文庫較小。

基因組文庫中基因有啟動子、內含子，含此生物的全部基因，文庫較大。

38.化學法人工合成目的基因方法：①②③④⑤⑥⑦⑧⑨

（1）據蛋白質的胺基酸序列推測mRNA核苷酸序列，再推測出基因的核苷酸序列，然後再用DNA合成儀合成目的基因

（2） 提取細胞內mRNA，逆轉錄合成DNA即目的基因

39.人工合成目的基因的優點與缺點：

專一性強，可產生自然界中不存在的新基因；但是適用範圍小

人工合成的目的基因最大的特點：只有編碼區且不含有內含子，作為目的基因應用時須修飾

40.PCR技術擴增目的基因-----是一項在生物體外複製特定DNA片段的核酸合成技術。

（1）原理：DNA雙鏈複製

前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據這一序列合成引物

條件：DNA模板、引物、熱穩定DNA聚合酶和四種脫氧核苷酸

目的：通過指數式擴增獲得大量的目的基因

（2）過程：

第一步變性：雙鏈DNA模板在加熱至90～95℃DNA解鏈；

第二步復性：冷卻到55～60℃，引物結合到互補DNA鏈；

第三步延伸：加熱至70～75℃，熱穩定DNA聚合酶從引物起始進行互補鏈的合成。

⑷PCR技術與DNA複製比較：

PCR技術與DNA複製比較

⑸.PCR擴增方向：3'端=脫氧核糖端 5'端是磷酸基團端

母鏈的3'→5'或者子鏈（引物）的5'→3'

41.構建表達載體的目的？

是為了使目的基因在受體細胞中穩定存在，並且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能表達和發揮作用

注意：單獨的DNA片段目即的基因是不能穩定遺傳的

42.構建表達載體過程：

①用一定的限制酶切割載體，使其出現一個切口，露出黏性末端。

②用同一種限制酶切斷目的基因，使其產生相同的黏性末端。

③將切下的目的基因片段插入載體的切口處，再加入適量DNA連接酶，形成了一個重組DNA分子

注意：如果用兩種不同限制酶進行切割就可以有效避免載體與載體以及目的基因與目的基因的任意連接，還能防止目的基因的反向連接。同時還可以在質粒中定向插入目的基因。

43.將目的基因導入受體細胞：

①轉化：目的基因進入受體細胞，並在受體細胞內維持穩定和表達的過程

②將目的基因導入受體細胞的原理：藉助細菌或病毒侵染細胞

③常用的受體細胞：動—受精卵，植—體細胞、大腸桿菌、土壤農桿菌、枯草桿菌等

④轉化方法：

⑤導入植物細胞的方法：

農桿菌轉化法；對雙子葉植物或裸子植物最常用，80%植物

基因槍法；對於單子葉植物常用，成本高

花粉管通道法：抗蟲棉，最經濟

⑥導入動物細胞方法：顯微注射法

過程：表達載體提純→取受精卵→注射→胚胎培養→移植

⑦導入細菌細胞方法：（CaCl2處理法）感受態細胞吸收DNA分子

感受態細胞吸收DNA分子

44.微生物細胞特點：繁殖快，多為單細胞，遺傳物質少

45.感受態細胞：用Ca2+處理使細胞能吸收周圍環境中DNA分子的狀態

46.農桿菌特點：易感染雙子葉植物和裸子植物。

Ti質粒的T-DNA可轉移至受體細胞的染色體上

47.微生物常作受體細胞原因：繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對少

48.啟動子、終止子，起始密碼子，終止密碼子比較：

46.啟動子：位於基因的首端的一段特殊的DNA片斷，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得蛋白質。

49.終止子：位於基因的尾端的一段特殊的DNA片斷，能終止mRNA的轉錄。

50.農桿菌轉化法中兩次拼接，兩次導入？

第1次拼接是將目的基因拼接到Ti質粒的T-DNA上面

第2次拼接是T-DNA拼接到受體細胞染色體的DNA上

第1次導入是將含目的基因的Ti質粒重新導入農桿菌

第2次導入是指含目的基因的T-DNA導入受體細胞。

51.目的基因檢測與鑑定：

目的基因檢測與鑑定總結

52.基因工程的應用

( 1)植物基因工程碩果纍纍

植物基因工程技術主要用於提高農作物的抗逆性能力以及改良農作物的品質和利用植物生產藥物等方面。

抗逆性能力:如抗除草劑、抗蟲、抗病、抗乾旱和抗鹽鹼等

A、抗蟲轉基因植物

殺蟲基因種類：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、澱粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等。

成果：轉基因抗蟲水稻、轉基因抗蟲棉

B、抗病轉基因植物：

抗病毒基因：病毒外殼蛋白（CP）基因，病毒複製酶基因

抗真菌基因：幾丁質酶基因和抗毒素合成基因

成果：抗菸草花葉病毒的轉基因菸草、抗病毒的轉基因小麥、甜椒、番茄等多種作物。

C、抗逆性轉基因植物：

抗逆性轉基因植物

D、利用轉基因改良品質：

必需胺基酸含量多的蛋白質編碼基因——富含賴氨酸的轉基因玉米

控制番茄果實成熟的基因——轉基因延熟番茄

植物花青素代謝有關的基因——轉基因矮牽牛花

E、基因工程培育新品種的優勢：

①能按人們的意願培育新品種。

②培育出的新品種具有高產、穩產、優良品質等特點。

③應用範圍廣泛——植物、動物、細菌都行。

④抗蟲、抗病轉基因植物好處：避免環境汙染、降低生產成本

（2）動物基因工程前景：

A、領域：動物品種改良、建立生物反應器、器官移植等

動物基因工程

動物基因工程技術可以提高動物生長速率、改善新產品品質、生產藥物。

用轉基因動物作器官移植的供體。

⑶生產基因工程藥品①②③④⑤⑥⑦⑧⑨

①概念：基因工程藥物是指利用「工程菌」生產的藥物

②原理：通過基因工程技術，使外源基因在「工程菌」細胞內高效表達

③成果：重組人胰島素、細胞因子、抗體、疫苗、激素等

④作用：預防和治療人類腫瘤，心血管疾病，遺傳病、各種傳染病、

糖尿病、類風溼等疾病

(4)用於基因診斷和基因治療

A、基因診斷是採用基因檢測的方法來判斷患者是否出現了基因異常或攜帶病原體。

②操作：用放射性同位素或螢光分子等標記的DNA分子作探針，利用DNA分子雜交原理，鑑定被檢測標本上的遺傳信息，達到檢測疾病的目的。

③原理：DNA分子雜交（鹼基互補配對）

④方法：DNA分子雜交

⑤具體操作：根據鹼基互補配對原則，把互補的雙鏈DNA解開，把單鏈的DNA小片段用同位素、螢光分子或化學發光劑等進行標記，之後同被檢測的DNA中的同源互補序列雜交，從而檢測出所要查明的DNA或基因。

⑥步驟：抽取病人的組織或體液作為化驗樣品→將樣品的DNA分離出來→用化學法或熱處理法使樣品DNA解旋→將事先製作好的DNA探針引入化驗樣品中。

已知的經過標記的探針能夠在化驗樣品中找到互補鏈，並與之結合（雜交）在一起，找不到互補鏈的DNA探針，則可以被洗脫。這樣通過遺留的樣品中的標記過的DNA探針進行基因分析，就能檢出病人所得的病。

B、基因治療

①概念：把正常基因導入病人體內，使該基因的表達產物發揮功能，從而達到治療疾病的目的。

②成果：將腺苷酸脫氨酶基因轉入患者的淋巴細胞中

③基因治療的現狀：目前處於初期的臨床試驗階段。

④用於基因治療的基因種類：

正常基因、反義基因、編碼可以殺死癌細胞的蛋白酶基因。

⑤基因治療只是導入正常的基因，並未替換原來的基因，原來的致病基因與導入的正常的基因都能表達。如果導入的正常基因是作為顯性基因存在，則有效，也就是說，基因治療只是治療隱性遺傳病。

53、注意：①②③④⑤⑥⑦⑧⑨

①引物的作用：使DNA聚合酶能夠從引物結合端開始連接脫氧核苷酸。

②為什麼酵母菌作為受體菌生產B肝疫苗效果更好？

酵母菌具有內質網，高爾基體等細胞器可以對於肽鏈進行摺疊，糖基化等操作。

③獲取目的基因的主要途徑包括從自然界已有的物種分離和人工合成。

④轉基因動物做器官移植的供體，其主要優點是避免免疫排斥反應。

B肝病毒專一侵染肝細胞的原因？ 是肝細胞表面有B肝病毒受體。

⑤胰島素基因製成的DNA探針可以與人體所有細胞中的胰島素基因進行雜交，但只能與胰島B細胞之中的mRNA進行雜交,因為人體所有的細胞之中都有胰島素基因，但只有胰島b細胞之中才有相對應的胰島素的mRNA

不能用光學顯微鏡觀察體液之中的病毒，因為觀察不到。

構建基因表過載體進利用雙酶切的目的是把目的基因定向插入到質粒中