雜交育種到基因工程(編輯修改稿)
2024-10-08 21:37 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 致病的大腸桿菌作為受體細(xì)胞。 【 思維拓展 】 與 DNA有關(guān)酶的作用 (1)DNA酶：即 DNA水解酶，可以將 DNA水解成脫氧核苷酸。 (2)DNA聚合酶：在 DNA復(fù)制的過(guò)程中，連接單個(gè)游離的脫氧核苷酸到 DNA片段上，需要模板。 (3)DNA連接酶：連接兩個(gè) DNA片段，形成磷酸二酯鍵，不需要模板。 (4)解旋酶：在 DNA復(fù)制時(shí)，破壞氫鍵，使 DNA雙鏈打開(kāi)。 (5)限制性核酸內(nèi)切酶：破壞脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。 【 典例 2】 下圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖作答。 (1)圖中基因工程的基本過(guò)程可以概括為“四步曲”： __________________； __________________； __________________； __________________。 (2)能否利用人的皮膚細(xì)胞來(lái)完成①過(guò)程？ ________，為什么？____________________________________________。 (3)過(guò)程②必需的酶是 ______酶，過(guò)程③必需的酶是 _____酶。 (4)若 A中共有 a個(gè)堿基對(duì)，其中鳥(niǎo)嘌呤有 b個(gè)，若③④⑤過(guò)程連續(xù)進(jìn)行 4次，至少需提供胸腺嘧啶 ______個(gè)。 (5)在利用 A、 B獲得 C的過(guò)程中，常用 ______________________ 切割 A和 B，使它們產(chǎn)生 _________________________，再加入________________________，才可形成 C。 【 解析 】 (2)圖中①過(guò)程是從細(xì)胞中獲取相應(yīng)的 mRNA，由于基因的選擇性表達(dá)，人的皮膚細(xì)胞中的胰島素基因不轉(zhuǎn)錄，不表達(dá)，因此不能形成胰島素 mRNA。 (3)從 mRNA→DNA 是逆轉(zhuǎn)錄的過(guò)程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶。 DNA分子的擴(kuò)增需用解旋酶將雙鏈 DNA解旋為單鏈。 (4)一個(gè) DNA分子中的鳥(niǎo)嘌呤 (b個(gè) )和胸腺嘧啶之和占?jí)A基總數(shù)(2a個(gè) )的一半，所以一個(gè) DNA分子片段中胸腺嘧啶數(shù)為 (ab)個(gè)。連續(xù)復(fù)制 4次，共產(chǎn)生 DNA分子 24=16個(gè)，由于復(fù)制方式為半保留復(fù)制，故需要提供的胸腺嘧啶數(shù)量為 (ab) (161)= 15(ab)。 (5)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)目的基因與運(yùn)載體需用同一種限制酶切割，產(chǎn)生相同的黏性末端，才可以在 DNA連接酶的作用下連接形成基因表達(dá)載體。 答案： (1)提取目的基因 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 目的基因的檢測(cè)與鑒定 (2)不能 皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達(dá) (或未轉(zhuǎn)錄 )，不能形成胰島素 mRNA (3)逆轉(zhuǎn)錄 解旋 (4)15(ab) (5)同一種限制性核酸內(nèi)切酶 相同的黏性末端 DNA連接酶 【 互動(dòng)探究 】 (1)圖中⑤是什么過(guò)程？ 提示： DNA分子擴(kuò)增，獲得大量目的基因。 (2)圖中從大腸桿菌獲得的 B結(jié)構(gòu)，其作用是什么？ 提示： B是質(zhì)粒，作為運(yùn)載體，其作用是與目的基因結(jié)合，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。 【 變式訓(xùn)練 】 (2022 鄭州四校聯(lián)考 )人們?cè)噲D利用基因工程的 方法，用乙種生物生產(chǎn)甲種生物的一種蛋白質(zhì)。生產(chǎn)流程是： 甲種生物的蛋白質(zhì) mRNA 目的基因 與質(zhì)粒 DNA重 組 導(dǎo)入乙種生物的細(xì)胞中 獲得甲種生物的蛋白質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.① 過(guò)程需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，原料是 A、 U、 G、 C B.② 過(guò)程要用限制酶切斷質(zhì)粒 DNA，再用 DNA連接酶將目的基因 與質(zhì)粒連接在一起 ，可以選用枯草桿菌、炭疽桿菌等 D.④ 過(guò)程中用的原料不含 A、 U、 G、 C ??? ???① ???②???③ ???④【 解析 】 選 B。①過(guò)程是逆轉(zhuǎn)錄，利用逆轉(zhuǎn)錄酶合成 DNA片段，需要的原料是 A、 T、 G、 C；②過(guò)程是目的基因與質(zhì)粒 DNA重組，需要限制酶切斷質(zhì)粒 DNA，再用 DNA連接酶將目的基因與質(zhì)粒連接在一起；將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞時(shí)，如果受體細(xì)胞是細(xì)菌，則不應(yīng)該用致病菌，而炭疽桿菌是致病菌；④過(guò)程是基因的表達(dá)過(guò)程，涉及轉(zhuǎn)錄和翻譯，原料中含有 A、 U、 G、 C四種堿基。 正確理解基因重組與基因工程間的關(guān)系 合理選擇育種的方法 【 典例 】 某植物的基因型為 AaBB，通過(guò)不同的生物技術(shù)可以分別將它轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵禄蛐偷闹参铮? ① AABB ② aB ③ AaBBC ④ AAaaBBBB 則所用到的生物技術(shù)排列正確的是 ( ) 、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、花藥離體培養(yǎng)、細(xì)胞融合 、花藥離體培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、多倍體育種 、誘變育種、多倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù) 、花藥離體培養(yǎng)、誘變育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù) 【 解析 】 選 B。由于某植物的基因型為 AaBB，通過(guò) AaBB與 A_B_雜交，則可獲得基因型為 AABB的植物；選取 AaBB的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，則可獲得基因型為 aB的單倍體；將外源基因 C導(dǎo)入植物的某個(gè)細(xì)胞中，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得基因型為 AaBBC的植物；將植物 AaBB用秋水仙素處理，則獲得基因型為 AAaaBBBB的四倍體植物。 【 方法歸納 】 育種目的不同，選擇育種方法也不同，具體分析如下： (1)將同一物種兩親本的性狀集中到同一生物體上，可利用雜交育種，這是最簡(jiǎn)便的育種方法。 (2)將兩物種的優(yōu)良性狀集中在一起，可用基因工程，也可用細(xì)胞雜交。 (3)若要快速獲得純種，可用單倍體育種方法。 (4)若要提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，可用多倍體育種方法。 (5)若要培育原物種沒(méi)有的性狀，可用誘變育種和基
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