导学案--基因工程

发布时间:2020-11-23 17:57|栏目:第1节 重组DNA技术的基本工具 |浏览次数:
1.基因工程又叫什么?其原理是什么?用于育种时有何优点?
答案:基因工程又叫重组DNA技术,其原理是基因重组。用于育种时的优点是可以打破物种界限,定向改造生物的性状。
2.不同生物的DNA能拼接的原因是什么?转基因能在受体细胞中表达是因为什么?
答案:不同生物的DNA能拼接的原因是DNA都是双螺旋结构、都由四种脱氧核苷酸组成。转基因能在受体细胞中表达是因为地球上的所有生物几乎共用同一套遗传密码子。
3.“分子手术刀”是指什么?简称什么?在基因工程中用于什么方面?该酶主要从哪获得?作用部位是哪里?该酶识别的序列长度是多少?切割的结果是什么?在选择限制酶的时候有什么依据?为何通常用两种限制酶同时切割目的基因和运载体?
答案:“分子手术刀”是指限制性核酸内切酶,简称限制酶。在基因工程中用于切割目的基因和运载体。该酶主要从原核生物中获得。作用部位是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。该酶识别的序列长度是4、5、6、8个核苷酸,切割的结果是产生平末端或黏性末端。在选择限制酶时可依据目的基因和质粒限制酶的核苷酸序列来选择合适的。用两种限制酶同时切割目的基因和运载体,可以防止自连现象发生。
4.“分子缝合针”是指什么?作用是什么?作用部位是哪里?可以分为哪两类?作用有何特点?DNA聚合酶有何作用?
答案:“分子缝合针”是指DNA连接酶,作用是连接双链DNA片段。作用部位是磷酸二酯键。可以分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类。作用特点是前者只能连接黏性末端,后者能连接黏性末端和平末端。DNA聚合酶的作用是将脱氧核苷酸聚合成DNA长链。
5.“分子运输车”是指什么?常用的运载体有哪些?什么是质粒?质粒需具备什么条件才能充当“分子运输车”?天然的质粒能直接做运载体吗?
答案:“分子运输车”是指运载体。常用的运载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外的,并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。作为载体的质粒应该具备的条件:①能在受体细胞中自我复制,稳定保存;②有一个或多个限制酶切点,便于插入目的基因;③具有某些标记基因,便于筛选;④必须是安全的,不会对受体细胞有害。在进行基因工程操作中,真正被用作载体的质粒,都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
6.DNA粗提取的基本思路是什么?
答案:DNA粗提取的基本思路是利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异,选用适当的物理或化学方法提取DNA,去除其他成分。
7.什么样的实验材料适合提取DNA?哺乳动物的成熟红细胞适合吗?
答案:原则上,凡是含有DNA的生物材料都可以考虑作为提取DNA的实验材料,但是,选用DNA含量相对较高的生物组织,成功的可能性更大。常选用植物材料洋葱。哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核,不适合用来提取DNA。
8.让DNA从滤液中析出为何要用冷却的95%酒精?
答案:冷却的95%酒精的作用:①抑制核酸水解酶活性,防止DNA分子降解;②降低分子运动,易于形成沉淀析出;③低温有利于增加DNA分子柔韧性,减少断裂。
9.DNA如何鉴定?颜色如何变化?
答案:DNA鉴定:将DNA溶于2mol/L的NaCl溶液中,然后加入二苯胺试剂。沸水中加热变蓝。
10.基因工程的基本操作程序主要包括哪四个步骤?核心步骤是哪一步?
答案:基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤:①目的基因的筛选与获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因检测与鉴定。其中基因表达载体的构建是核心步骤。
11.什么是目的基因?试举例。
答案:在基因工程的设计和操作中,用于改变受体细胞性状或获得预期表达产物等的基因就是目的基因。如,与生物抗逆性相关的基因、与优良品质相关的基因。
12.什么是引物?
答案:引物是一小段能与DNA 母链的一段破基序列互补配对的短单链核酸。用于PCR的引物长度通常为20〜30个核苔酸。
13.PCR的中文名称是什么?原理?需要的条件有? PCR大致过程经过哪3步?扩增的结果是?
答案:PCR的中文名称是聚合酶链式反应。原理是DNA半保留复制。需要的条件:热稳定DNA聚合酶(Taq酶)、模板、4种脱氧核苷酸、2种引物。大致过程经过变性→复性→延伸3个步骤。扩增的结果是目的基因呈指数形式扩增(约为2n,其中n为扩增循环次数)。
14.一个完整的基因表达载体应该包括哪些元件?分别有什么作用?画出示意图并标注。(什么是起始密码子?什么是终止密码子?)
答案:一个完整的基因表达载体应该包括启动子、终止子、目的基因和标记基因。启动子是一段有特殊结构的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA。终止子也是一段有特殊结构的DNA片段,使转录在所需要的地方停下来。标记基因的作用是便于重组载体的鉴定和选择。(起始密码子是指mRNA上的3个碱基,作为翻译的起点;终止密码子是翻译的终点)

15.什么是转化?转化植物细胞常用方法有哪些?分别适用于什么植物?有何优缺点?
答案: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,称为转化。转化植物细胞常用的方法:①花粉管通道法:适用于被子植物,比较简便经济。②农杆菌转化法:适用于双子叶植物、裸子植物和少数单子叶植物,比较经济有效。
16.转化动物细胞一般用什么方法?通常选用什么细胞作为受体细胞?
答案:转化动物细胞一般用显微注射法,常用受精卵作为受体细胞。
17.转化微生物细胞一般采用什么方法?如何使大肠杆菌处于感受态?选择大肠杆菌作为受体细胞有何优势?
答案:转化微生物细胞一般受用感受态法。用Ca2+(一般用CaCl2溶液)处理微生物,使细胞处于一种能吸收周围环境中的DNA分子的生理状态。选用大肠杆菌作为受体是因为其繁殖快、为单细胞、遗传物质相对较少。
18.目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是什么?如何检测?以什么作为探针?如何检测目的基因是否转录出了mRNA?检测目的基因是否翻译成了蛋白质用什么方法?
答案:目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是转基因生物的DNA上是否插入了目的基因。检测方法是DNA分子杂交,通常选用单链的DNA作为探针。检测目的基因是否转录出mRNA的方法是DNA-RNA分子杂交。检测目的基因是否翻译成蛋白质的方法是抗原-抗体杂交。
19.除了分子水平的检测,有时还要进行什么水平的检测?例如?
答案:除了分子水平的检测,有时还要进行个体水平的检测,例如,转基因抗虫棉还需要做抗虫实验。
20.植物基因工程有哪些应用?试举例说明。
答案:植物基因工程的应用实例有:①抗虫;②抗病;③抗逆;④改良品质。
21.动物基因工程有哪些应用?试举例说明。
答案:动物基因工程的应用实例有:①提高生长速度;②改良品质;③生产药物;④作器官供体。
22.基因工程获得的药物有哪些?试举例说明。
答案:基因工程获得的药物有:胰岛素、白细胞介素、干扰素、乙肝疫苗等。(干扰素是白细胞产生的一种糖蛋白)。
23.蛋白质工程崛起的缘由是什么?
答案:蛋白质工程崛起的缘由是:基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,这些天然蛋白质的结构和功能符合特定物种生存的需要,却不一定完全符合人类生产和生活的需要。
24.蛋白质工程的目标是什么?基本途径是什么?蛋白质工程为何被称为第二代基因工程?有何应用实例?
答案:蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行分子设计。它的基因途径是:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。应用实例:速效型胰岛素、蛋白质电子原件等。
 

Copyright © 2002-2017 高中生物新人教 版权所有
电话:400xxx8888 地址:北京市朝阳区国贸大厦8888 备案号:皖ICP备18004561号-1 皖公网安备 34112502000087