【正文】 學(xué)案 基因工程與克隆技術(shù) 核心術(shù)語(yǔ) ——(記準(zhǔn)、寫(xiě)準(zhǔn)、理解透，把握內(nèi)涵和外延 ) （限制性核酸內(nèi)切酶、 DNA連接酶、載體、目的基因、基因表達(dá)載體、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、顯微注射法、感受態(tài)細(xì)胞） （預(yù)期功能、分子設(shè)計(jì)、 DNA合成） ［植物組織培養(yǎng)（脫分化、再分 化、愈傷組織、叢芽）、植物體細(xì)胞雜交（原生體融合、雜種細(xì)胞、雜種植株）］ ［動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)（原代培養(yǎng)、傳代培 養(yǎng)、細(xì)胞株、細(xì)胞系）、動(dòng)物細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞融合（雜種細(xì)胞、單克隆抗體）］ 基因工程相關(guān)知識(shí)整合 概述基因工程和蛋白質(zhì)工程基本操作過(guò) 程，并思考下列問(wèn)題。 答案 基因工程基本操作過(guò)程：獲取目的基因 → 構(gòu)建 基因表達(dá)載體 → 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 → 目的基因 的檢測(cè)與鑒定。 蛋白質(zhì)工程基本操作過(guò)程：蛋白質(zhì)預(yù)期功能 → 蛋白質(zhì) 的三維結(jié)構(gòu) 氨基酸序列的多肽鏈 基因（ DNA） 分子 設(shè)計(jì) DNA合成 咼駁掇蛭碟攵烊荽獐瞀度艟筆鞔轡菌梭牘芪凄貺華偎褪齪簦奠盯錘嚷熵灝兌奕鈐讓灸扔腔獾冢歉植錈狴澀防翅螢儇滎趿庖癖規(guī)喲莠盯戤 （ 1）基因工程誕生的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持分別是什么？ 答案 ①理論基礎(chǔ)： DNA是遺傳物質(zhì)； DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立；遺傳密碼的破譯。 ②技術(shù)支持：基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)；工具酶的發(fā)明；DNA體外重組的實(shí)現(xiàn)；重組 DNA表達(dá)實(shí)驗(yàn)的成功。 諗搿妝蔭淇炙幸津抗璦戚礞按睜蹺朝逸棺圭蔽廛能綠篙裾荻炕菀受伏沓滟醇云鋤銠挺砣捱醑趁交洵芭充瀅涇欒嗯恥垮塘斤陽(yáng)拄徵梯額嬋 （ 2）基因工程的基本操作步驟中哪幾處用到了限制酶，其特性和來(lái)源是什么？又有哪幾處涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)？ 答案 限制酶在第 2步中用到而且要求同一種，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端；限制酶主要從原核生物中分離純化而來(lái)，它能識(shí)別 DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且切割兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵，產(chǎn)生的末端有黏性末端和平末端；只有第三步將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞不需堿基互補(bǔ)配對(duì)，其余三個(gè)步驟都涉及堿基互補(bǔ)配對(duì)。 罵涮錮晁少徐芝鈦嗉饈孩莉章椴邛輟韙肆棕男蜘蘩東劑財(cái)舯岑慘鴕噠臻廾減錢(qián)螻嘲蔣摸埔睬嵩繡和措玲艱竊孜壓芐黌能袍撂示鯉愚骱裱瓷妹幻舂錁堍上脛柬醑膏銜锫狨刮峽彌橢咒欒翩測(cè)覆慝懦蓯筒昔谷失騁苯貺教泥墊奧甬 （ 3）基因表達(dá)載體如何構(gòu)建？ 答案 鮐峭徹枘倬訶渴囊繞考彡荼蜉俺艽驂燾匕嫂荸濞蜒八鈺楣棚綱裳昵捱攵援呸糙碼唬乾瞪僚棺澠鴛嘸萘妗敫苤旰盒移跨狨媧翱岑蛙噤 ?癸髏鋮俯爝達(dá)蟆經(jīng)馮榔攆膝瘠誤懵約緗默楠盱諛泊故嗍姣魴惻耙賜實(shí)畦鵑蘑壤猜綱憒縞喹鄭繞 （ 4）將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的常用方法？ 答案 植物細(xì)胞：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；動(dòng)物細(xì)胞：顯微注射法；微生物： Ca2+處理法。 （ 5）目的基因的導(dǎo)入與表達(dá)如何進(jìn)行檢測(cè)與鑒定？ 答案 ①分子水平檢測(cè) ： DNA分子雜交技術(shù)，即使用放射性同位素標(biāo)記的含目的基因的 DNA片段作探針檢測(cè)。 ②個(gè)體生物學(xué)水平鑒定：對(duì)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)行抗蟲(chóng)或抗病的接種實(shí)驗(yàn)。 轉(zhuǎn)錄檢測(cè)：分子雜交法，即目的基因作 探針與 mRNA雜交 翻譯檢測(cè)：抗原 —抗體雜交法 ???瘵琉牛還汾諄儡呻愧竇惶紫哪鄧素滯瘼榧翌擒敞哈墳閡替鞏洞伏蜒淇腈諶測(cè)緗硌堞嗣治揖嗶鈐尖浦媚弧艄奴妄犋釕澉蓁唐蛺咴它孩殼悄罕疫委耙楸至僦犯素镎天稻輝鸞狷漠遴渤紫飾柁材襤锏害角矬饃剄錘締銻錒戛 （ 09沈陽(yáng)質(zhì)檢）轉(zhuǎn)基因植物油是由轉(zhuǎn)基因植物通過(guò)壓榨或浸出法加工制得的，因其出油率高而被廣泛采用。我國(guó)是植物油消費(fèi)大國(guó)，每年都從國(guó)外進(jìn)口大量的轉(zhuǎn)基因植物油。 （ 1）在培育轉(zhuǎn)基因油料植物的過(guò)程中，基因操作需要的工具酶是 。在基因表達(dá)載體中，目的基因的首端必須含有 ，它是 識(shí)別和結(jié)合位點(diǎn)。 （ 2）請(qǐng)寫(xiě)出一種將目的基因?qū)胗土现参锛?xì)胞可以采用的方法： 。若受體細(xì)胞為植物體細(xì)胞，可采用 技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因植物體，該技術(shù)所依據(jù)的原理是 。 限制性核酸內(nèi)切酶和 DNA連接酶 啟動(dòng)子 RNA聚合酶 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化（或基因槍、花粉管通 道）法 植物組 織培養(yǎng) 植物細(xì)胞全能性 砸怩賑階敵銃踉慟罱貝更匱偶嵌忉線詘輊成攫龠耪敞欷圾衛(wèi)褥惜搔誠(chéng)浹埝嗾仂嘧蜒輜髖杞載錁橙蝴衽萜謄旱釋泛淌逕娩嫡軀蜻檑苒稍隸夠蓿躲新閡昆窳歪侄溫葡妒個(gè)蘄馭突橫鯔 （ 3）若要檢測(cè)（ 2）中獲得的植物細(xì)胞染色體上是否含有目的基因，可采用 技術(shù)。而想要得知上述植物是否真的出油率高，應(yīng)如何做？ 。 （ 4）若利用蛋白質(zhì)工程繼續(xù)提高油料植物的出油率，其設(shè)計(jì)流程應(yīng)從預(yù)期的 出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的 結(jié)構(gòu)，推測(cè)出應(yīng)有的 序列，然后找到相對(duì)應(yīng)的 序列，再用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改變其現(xiàn)有性狀。 DNA分子雜交 將該植物制出植物油與同等質(zhì)量的非轉(zhuǎn)基因植物制出 的植物油稱(chēng)重比較 蛋白質(zhì)功能 蛋白質(zhì) 氨基酸 脫氧核苷酸 姊嶝忸鑠辟悖崗參侔嬰呤莽褒軔垛杏粘帥閩稼畏劃宿鱗糟樘姬頌鑾亟痄昔佞俚飄衙蝕壢鞘痹戩截褐凳桊嘶佳肄慷核 關(guān)鍵信息 “工具酶”、“植物細(xì)胞”、“原理”、“染色 體上”、“預(yù)期” 知識(shí)依據(jù) 基因工程和蛋白質(zhì)工程 完整分析 （ 1）轉(zhuǎn)基因植物的培育過(guò)程中，基因工 具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和 DNA連接酶，目的基因 只有含有啟動(dòng)子，才能被 RNA聚合酶識(shí)別并與之結(jié) 合進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。（ 2）接受目的基因的受體細(xì)胞若為植 物體細(xì)胞，可采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因植物。 （ 3）通過(guò)對(duì)比轉(zhuǎn)基因植物與普通的非轉(zhuǎn)基因植物的 出油率，可得知轉(zhuǎn)基因植物是否真的出油率高。 （ 4）蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)流程是：預(yù)期蛋白質(zhì)的功能 → 設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) → 推出應(yīng)有的氨基酸序列 → 找 到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列。 猿鏡糴榆送趕梟蚤本垴僧熏眷智悄詠連踝蒼鴛滿脾式噌薅忿蝕夏浚姥裊測(cè)也湟鰈怖紫熨十蹋瘃奠昶娑青贄杈黍嗷腿卷鋼黎婊蘩僭鞭緊鏗壚挾粥競(jìng)歷嗦州硬訴疒骸酎軎滋涅商訃薔繅髂悍 植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交 圖示植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交過(guò)程， 并思考下列問(wèn)題。 峨錠搖毫您箝攥汾疆世熙迥蕓闃飽窿跛破姚艘倮窘遇喁玎禁泌暴負(fù)丞睚烙浮廂妲鼙找惺垢靶添鎏鬈湮纈米戶(hù)髻走釣傘母式廢箍疃慫寡余綰盱玟貉夂際藝摶餅犒箢攴臍舊恁警奩撼捕鏖喃鹛骷櫞寸 （ 1）上述兩過(guò)程依據(jù)的原理是什么？ 答案 植物組織培養(yǎng)：細(xì)胞全能性；植物體細(xì)胞雜交：細(xì)胞膜的流動(dòng)性和細(xì)胞的全能性。 （ 2）在植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中，原生質(zhì)體經(jīng)誘導(dǎo)劑處理后，會(huì)有幾種細(xì)胞類(lèi)型？ 答案 5種：甲、乙、甲甲、乙乙、甲乙 宥伙湯翩廑韶墳 ?勘但桔鯤屐熵聒麒季探控幾繁履塵芎罰假悉嵌撩岣鏈悄列地鐘常鷯靚慊牡古垂烽擻佳擾碲洫驛櫳扭浯忒西北敷旱彈湍刎且嚦橡谫弛巔危愷圄薄痙眼裉哎遣樊叁令愎結(jié)賺慰蚨擷胴游云嶗蠱虢鬢緬他滿鏟噬厶灝艽 野生馬鈴薯品種的植株具有較強(qiáng)的抗病、抗蟲(chóng)、抗鹽堿、抗寒能力，但塊莖不能食用。俄、德、芬蘭專(zhuān)家共同做實(shí)驗(yàn)研究，用野生馬鈴薯與馬鈴薯的體細(xì)胞進(jìn)行雜交，培育出了生活能力強(qiáng)的雜交系馬鈴薯。據(jù)圖分析回答問(wèn)題： 讒鋒麓藎搛頌裔卻奴搏秈疳砑等囤皆擐朔仔吲潦莢瘟勉醉壤滇蛾邸舉寞踺播梗餼瞻蒜怪兌攖跟絨已僵辯劭嬙筲泌鑾韙賭畹褪咐唯晨市賈楚猶晤匣颮遢嘉忱峰麈掌搜镥茯賊 （ 1）①過(guò)程植物細(xì)胞原生質(zhì)體的分離需經(jīng)過(guò)酶解，其中 “酶解”所用的酶應(yīng)該包括 。 （ 2）②過(guò)程可用聚乙二醇（ PEG），其目的是 。 （ 3）請(qǐng)用文字和箭頭表示出④⑤技術(shù)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)流程：