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基因工程研究的问题大都是社会的热点问题,高考中经常出现。
1、基因操作的工具:(1)限制性内切酶。生物体内有一类酶,它们能将外来的DNA切断,即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力,但对自己的DNA却无损害作用,这样可以保护细胞原有的遗传信息。由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故称为限制性内切酶。限制性内切酶是基因工程中最常用的切割工具。(2)运载体。在基因工程操作中使用运载体的目的有两个:一是用它作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞中去;二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制(称为克隆)。现在所用的运载体主要有两类:一类是细菌的质粒,它是一种相对分子质量较小、独立于细菌DNA之外的环状DNA,有的细菌中有一个,有的细菌中有多个,质粒由一个细菌向另一个细菌转移,可以独立复制,也可以整合到细菌DNA中,随细菌DNA的复制而复制;另一类载体是噬菌体或某些病毒等。
2、基因工程操作的基本步骤:提取目的基因,目的基因与运载体结合,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与表达。
3、基因工程技术的应用:(1)转基因生物,通过转基因技术把某种生物的基因或人工合成的基因转移到另一生物体内,从而培育出对人类有利的生物新品种。(2)转基因药物,基因工程技术已经成功地应用于生物治疗药物的研制。(3)基因治疗,将外源基因通过基因转移技术,将其插入病人适当的受体细胞中,使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。(4)人类基因组计划。(5)基因芯片。
例1 细菌的某个基因发生了突变,导致该基因编码的蛋白质肽链中一个氨基酸替换成了另一个氨基酸。该突变发生在基因的(
)。
A、外显子
B、编码区
c、RNA聚合酶结合的位点 D、非编码区
解析:细菌是原核细胞生物,原核细胞基因非编码区不能编码蛋白质,编码区是连续的,无外显子和内含子之分,编码区转录后并不需剪切和拼接,直接作为翻译的模板。RNA聚合酶结合的位点位于编码区上游,不能编码蛋白质。所以氨基酸改变一定是编码区基因发生突变而导致的。答案:B。
例2 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受精卵中 ②将编码毒素蛋白的DNA序列,注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的DNA序列,与质粒重组,导入细菌,用该细菌感染棉的体细胞,再进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的DNA序列,与质粒重组,注射到棉的子房并进入受精卵
A、①② B、②③ C、③④ D、①④
解析:采用基因工程方法培育抗虫棉,首先要获取目的基因,它的目的基因为抗虫基因。其抗虫基因是在苏云金芽孢杆菌体内获取的,然后将目的基因与运载体结合,目前常用的运载体有质粒、病毒等,结合后的质粒就是重组质粒,再将重组质粒导入到受体细胞中。因此①、②不对。答案:c。
例3 应用“基因芯片”诊断疾病,其实质是利用固定在芯片基面上的多个荧光分子标记的DNA分子探针,鉴定出所测标本上的遗传信息。下列说法中不正确的是( )。
A、基因芯片诊断疾病利用了DNA分子杂交原理
B、待测的DNA分子必须首先解旋为单链,才可用基因芯片测序
C、使用一种DNA分子探针,只可以诊断一种遗传病
D、使用一张基因芯片,只可以诊断一种遗传病
解析:由题干信息可知:基因芯片诊断疾病的实质是利用被标记的DNA分子探针,鉴定待测标本的遗传信息。故其利用原理为分子杂交原理。DNA分子探针是已知的单链DNA分子,因此待测的DNA分子必须首先解旋为单链。由于DNA分子杂交原理具有很强的特异性,故用一种DNA分子探针只可诊断一种遗传病,但在一张基因芯片上往往有多个荧光分子标记的DNA分子探针,故可诊断多种遗传病。答案:D。
(责任编辑 赵 平)
1、基因操作的工具:(1)限制性内切酶。生物体内有一类酶,它们能将外来的DNA切断,即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力,但对自己的DNA却无损害作用,这样可以保护细胞原有的遗传信息。由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故称为限制性内切酶。限制性内切酶是基因工程中最常用的切割工具。(2)运载体。在基因工程操作中使用运载体的目的有两个:一是用它作为运载工具,将目的基因转移到宿主细胞中去;二是利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量的复制(称为克隆)。现在所用的运载体主要有两类:一类是细菌的质粒,它是一种相对分子质量较小、独立于细菌DNA之外的环状DNA,有的细菌中有一个,有的细菌中有多个,质粒由一个细菌向另一个细菌转移,可以独立复制,也可以整合到细菌DNA中,随细菌DNA的复制而复制;另一类载体是噬菌体或某些病毒等。
2、基因工程操作的基本步骤:提取目的基因,目的基因与运载体结合,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与表达。
3、基因工程技术的应用:(1)转基因生物,通过转基因技术把某种生物的基因或人工合成的基因转移到另一生物体内,从而培育出对人类有利的生物新品种。(2)转基因药物,基因工程技术已经成功地应用于生物治疗药物的研制。(3)基因治疗,将外源基因通过基因转移技术,将其插入病人适当的受体细胞中,使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。(4)人类基因组计划。(5)基因芯片。
例1 细菌的某个基因发生了突变,导致该基因编码的蛋白质肽链中一个氨基酸替换成了另一个氨基酸。该突变发生在基因的(
)。
A、外显子
B、编码区
c、RNA聚合酶结合的位点 D、非编码区
解析:细菌是原核细胞生物,原核细胞基因非编码区不能编码蛋白质,编码区是连续的,无外显子和内含子之分,编码区转录后并不需剪切和拼接,直接作为翻译的模板。RNA聚合酶结合的位点位于编码区上游,不能编码蛋白质。所以氨基酸改变一定是编码区基因发生突变而导致的。答案:B。
例2 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受精卵中 ②将编码毒素蛋白的DNA序列,注射到棉受精卵中 ③将编码毒素蛋白的DNA序列,与质粒重组,导入细菌,用该细菌感染棉的体细胞,再进行组织培养 ④将编码毒素蛋白的DNA序列,与质粒重组,注射到棉的子房并进入受精卵
A、①② B、②③ C、③④ D、①④
解析:采用基因工程方法培育抗虫棉,首先要获取目的基因,它的目的基因为抗虫基因。其抗虫基因是在苏云金芽孢杆菌体内获取的,然后将目的基因与运载体结合,目前常用的运载体有质粒、病毒等,结合后的质粒就是重组质粒,再将重组质粒导入到受体细胞中。因此①、②不对。答案:c。
例3 应用“基因芯片”诊断疾病,其实质是利用固定在芯片基面上的多个荧光分子标记的DNA分子探针,鉴定出所测标本上的遗传信息。下列说法中不正确的是( )。
A、基因芯片诊断疾病利用了DNA分子杂交原理
B、待测的DNA分子必须首先解旋为单链,才可用基因芯片测序
C、使用一种DNA分子探针,只可以诊断一种遗传病
D、使用一张基因芯片,只可以诊断一种遗传病
解析:由题干信息可知:基因芯片诊断疾病的实质是利用被标记的DNA分子探针,鉴定待测标本的遗传信息。故其利用原理为分子杂交原理。DNA分子探针是已知的单链DNA分子,因此待测的DNA分子必须首先解旋为单链。由于DNA分子杂交原理具有很强的特异性,故用一种DNA分子探针只可诊断一种遗传病,但在一张基因芯片上往往有多个荧光分子标记的DNA分子探针,故可诊断多种遗传病。答案:D。
(责任编辑 赵 平)