基因的結構和基因工程

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1、第六部分生物技術與生命科學新進展第43講基因的結構基因工程一、考點內(nèi)容全解（一）本講考點是什么1.基因的結構（1）原核基因的結構（2）真核基因的結構〖特別提示〗注意“非編碼區(qū)”、“非編碼系列”的區(qū)別，事實上，在編碼區(qū)中也存在非編碼系列如真核基因的內(nèi)顯子。2．真核生物基因表達的調(diào)控（1）真核生物基因比原核生物的調(diào)控復雜得多，在側翼序列上存在著許多不同的調(diào)控序列；（2）真核生物的結構基因經(jīng)轉錄后形成初始的mRNA，初始的mRNA經(jīng)加工后才可形成成熟的mRNA；（3）轉錄在細胞核內(nèi)進行，翻譯在細胞質(zhì)內(nèi)進行，轉錄和

2、翻譯具有時間和空間上的分隔；（4）存在復雜的發(fā)育過程的調(diào)空，如細胞的分化就是不同的基因在恰當?shù)臅r間、恰當?shù)奈恢眠x擇性表達的結果。3.基因工程（1）基因的操作工具基因的剪刀--限制性內(nèi)切酶基因的針線--DNA連接酶基因的運輸工具--運載體（如質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒等）（2）基因操作的基本步驟提取目的基因→目的基因與運載體結合→將目的基因導人受體細胞→目的基因的檢測與表達右圖是用反“轉錄法”提取目的基因構建轉入人胰島素基因的工程菌示意圖：[特別提示]基因工程（基因拼接技術或DNA重組技術）能夠按照人們的意愿，

3、把一種生物的個別基因復制出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞里，定向地改造生物的遺傳性狀。（二）考點例析[例1]以下關于基因結構中“與RNA聚合酶結合位點”的說法錯誤的是A．“與RNA聚合酶結合位點”是起始密碼B．“與RNA聚合酶結合位點”是轉錄RNA時與RNA聚合酶的一個結合點C．“與RNA聚合酶結合位點”能夠使酶準確地識別轉錄的起始點并開始轉錄。D．“與RNA聚合酶結合位點”在轉錄mRNA時，起調(diào)控作用。[解析]解答該題需從如下三個方面人手分析：①起始密碼是mRNA開始的三個相鄰堿基，翻譯時，對

4、應特定的甲硫氨酸；4②啟動子是基因中的一段堿基序列，對轉錄mRNA起調(diào)控作用，是RNA聚合酶結合的位點；③啟動子是RNA聚合酶的重要接觸點，當RNA聚合酶與啟動子結合后，能準確地識別轉錄的起始點并開始轉錄。[答案]A[解題警示]解答該題時，很容易出現(xiàn)的思維障礙是易把啟動子與起始密碼混淆。起始密碼屬mRNA，為翻澤的開始，是肽鏈的延伸時的第一個氨基酸的位點；啟動子屬DNA，在轉錄時，與RNA聚合酶結合，控制mRNA的形成。[例2]采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導人目的基因的作法正確的是①將毒素蛋白注射到棉

5、受精卵中②將編碼毒索蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中③將編碼毒索蛋白的DNA序列，與質(zhì)粒重組，導人細菌，用該細菌感染棉的體細胞，再進行組織培養(yǎng)④將編碼毒索蛋白的DNA序列，與質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進入受精卵A．①②B．②③C．③④D．④①[解析]該題型的結構屬于材料信息類，供選答案提供的實例都不是教材中直接的資料，但是這些資料中隱含的信息確是學生已知的，考生用已知信息對問題材料的正誤作出科學判斷。本題以抗蟲棉培育為材料背景，主要考查基因操作中的關鍵步驟--將目的基因導人受體細胞，導人目的基因必需選擇恰

6、當載體，以保證導人目的基因不被受體細胞所降解，并成功的實現(xiàn)復制、轉錄和翻譯。[答案]C[解題警示]有考生錯選B，這是對“基因導入”的理解“不求甚解”的一種表現(xiàn)。[同類變式]番茄在運輸和貯藏過程中，由于過早成熟而易腐爛，應用基因工程技術，通過抑制某種促進果實成熟激素的合成能力，可使番茄貯藏時間延長，培育成耐貯藏的番茄新品種，這種轉基因番茄已于1953年在美國上市，請回答：(1)促進果實成熟的重要激素是，它能發(fā)生的化學反應類型有、和(2)在培育轉基因番茄的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是，基因的“針線”是，基

7、因的“運輸工具”是(3)與雜交育種、誘變育種相比，通過基因工程來培育新品種的主要優(yōu)點是和[解析]本題測試學生對自然科學發(fā)展的最新成就和成果及其對社會發(fā)展的影響等內(nèi)容的關注情況，以及利用所學知識分析理解有關信息的綜合能力，考查涉及植物激素、基因、基因工程技術和有關的化學知識，屬綜合題目，要求學生具有較強的生物、化學知識，并能將有關知識相互聯(lián)系，靈活運用。(1)在植物果實的成熟中，起主要作用是物質(zhì)是乙烯，乙烯能發(fā)生的化學反應有加成、聚合和氧化。(2)基因是DNA分子中某一特定的片段，要想將基因從DNA分子上取下

8、來，常用的方法是用限制性內(nèi)切酶，將取下的基因接到其他(如細菌)DNA分子上是用DNA連接酶，基因的運輸工具是運載體。(3)雜交育種能夠有目的地將某些優(yōu)良性狀集中在一起，但這種育種方法需要的周期長，一般5—6年才能培育出一個新品種；誘變育種是利用物理或化學因素提高基因的變異頻率，使生物產(chǎn)生可遺傳的變異，但這種育種方法無法預料后代出現(xiàn)的變異(基因突變是不定向的)類型，要想獲得某種性狀，必須處理大量的供試材料和進行大量