2020高考生物總復習教學案：第33講基因工程

1、 第 33 講基因工程 考綱要求1基因工程的誕生(I )。2基因工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù))(n )。3基因工程 的應(yīng)用(n )。4蛋白質(zhì)工程(I )。5實驗：DNA的粗提取與鑒定。 考點一基因工程的操作工具 F F 知識梳理 夯實基礎(chǔ)弧化耍點 - 0 - 1.基因工程的概念 (1) 供體：提供目的基因。 操作環(huán)境：體外。 (3) 操作水平：分子水平。 (4) 原理：基因重組。 受體：表達目的基因。 (6)本質(zhì)：性狀在受體體內(nèi)的表達。 優(yōu)點：克服遠緣雜交不親和的障礙，定向改造生物的潰傳性狀。 2 . DNA重組技術(shù)的基本工具 (1) 限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱：限制酶) 來源：主要是從原核生物

2、中分離純化出來的。 作用：識別特定的核苷酸序列并切開特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。 結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端或平末端。 (2) DNA連接酶 作用：將限制酶切割下來的 DNA片段拼接成新的 DNA分子。 類型 常用類型 E coli DNA連接酶 T4 DNA連接酶 來源 大腸桿菌 T4噬菌體 功能 只縫合黏性末端 縫合黏性末端和平末端 結(jié)果 恢復被限制酶切開的兩個 、核苷酸之間的磷酸二酯鍵 DNA連接酶和限制酶的關(guān)系 1 1 ILl 限制醉 111,1 GAA TTC 、 G AAT TC 歸納總結(jié)】與DNA相關(guān)的五種酶的比較 名稱 作用部位 作用結(jié)果 限制酶 磷酸二酯鍵 將DNA切成兩個

3、片段 DNA連接酶 磷酸二酯鍵 將兩個DNA片段連接為一個 DNA分子 DNA聚合酶 磷酸二酯鍵 將單個脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端 DNA （水解）酶 磷酸二酯鍵 將DNA片段水解為單個脫氧核苷酸 解旋酶 堿基對之間的氫鍵 將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈 載體 種類：質(zhì)粒、入噬菌體的衍生物、動植物病毒等。 能自我復制 質(zhì)粒的特點有一個至多個限制酶切割位點 有特殊的標記基因 深化拓展】載體上標記基因的作用 載體上的標記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細胞沒有抵抗相關(guān) 抗生素的能力。當含有抗生素抗性基因的載體進入受體細胞后， 抗性基因在受體細胞內(nèi)表達, 使受體細胞能夠抵抗相應(yīng)

4、抗生素，所以在受體細胞的培養(yǎng)體系中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細胞，原理如下圖所示: ?？蓟A(chǔ)診斷 1 有關(guān)工具酶的判斷 限制酶只能用于切割目的基因 （X ） DNA連接酶能將兩堿基間通過氫鍵連接起來 （X ） （4）E coli DNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端 （X ） 限制酶也可以識別和切割 RNA（ X ） （6）限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和質(zhì)粒是基因工程中常用的三種工具酶 （X ） 2 有關(guān)載體的判斷 （1） 載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標記基因 （X ） （2） 每個質(zhì)粒DNA分子上至少含一個限制酶識別位點 （V ） （3） 質(zhì)粒是小型環(huán)狀 D

5、NA分子，是基因工程常用的載體 （V ） （4） 載體的作用是將攜帶的目的基因?qū)胧荏w細胞中，使之穩(wěn)定存在并表達 （V ） 外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的啟動子和終止子之間才能進行復制 （X ） 教材鶴點拓展 F圖中的圖1和圖2分別表示的是 EcoR I限制酶和SmaI限制酶的作用示意圖，據(jù)圖分析: 切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶均能特異性地識別 6個核苷酸序列（X ） 含有抗氫節(jié) 育霉帶址因 曲質(zhì)粒 進扎啜 大腸桿商申有的 疽我怵進人有的 港有載體逬入 只有會有菽體. 井且戟休上的 標記菲因能夠 簣達的大腸桿 苗才能存酒井 增殖 在會有観節(jié)青毎包 的培養(yǎng)基上培養(yǎng) 中軸線（切點）CIG TIA TI

6、A 黏性末GC CIG （1）請說出EcoR I限制酶和Sma I限制酶識別的堿基序列及切割的位點。 提示 EcoRI限制酶識別的堿基序列是 GAATTC，切割位點在 G和A之間；SmaI限制酶 識別的堿基序列是 CCCGGG，切割位點在 C和G之間。 以上實例說明限制酶有何特性？ 提示 說明限制酶具有專一性。 命題探究 預則考向總結(jié)方法 - - 命題點一工具酶的應(yīng)用分析 1. （2018北京，5）用XhoI和Sal I兩種限制性核酸內(nèi)切酶分別處理同一 DNA片段，酶切位 點及酶切產(chǎn)物分離結(jié)果如圖。以下敘述不正確的是 （ ） X拠【導F I I列/ 少I 圖丨酶切位點圖 A 圖1中兩種酶識別的

7、核苷酸序列不同 B .圖2中酶切產(chǎn)物可用于構(gòu)建重組 DNA C 泳道中是用 Sal I處理得到的酶切產(chǎn)物 D .圖中被酶切的 DNA片段是單鏈DNA 答案 D 解析 通過圖1可知，兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割 DNA分子的不同部位，說明兩種限制性 核酸內(nèi)切酶識別的核苷酸序列不同， A正確；圖2中的酶切產(chǎn)物是 DNA分子片段，可用于 構(gòu)建重組DNA , B正確；觀察圖1可知，該DNA片段有3個Sal I酶切位點，故用 Sal I處 理后，可形成4個DNA分子片段，電泳后出現(xiàn) 4條電泳帶，C正確；限制性核酸內(nèi)切酶作 用的是雙鏈 DNA片段，因此圖中被酶切的 DNA片段應(yīng)是雙鏈 DNA , D錯誤。 2

8、 .用限制酶EcoR V單獨切割某普通質(zhì)粒，可產(chǎn)生 14 kb（1 kb即1 000個堿基對）的長鏈，而 同時用限制酶EcoRV、Mbo I聯(lián)合切割該質(zhì)粒，可得到三種長度的 DNA片段，見下圖（其中 *表示EcoR V限制酶切割后的一個黏性末端 ）。 &V 14 kb -豐L 】* Eg）Ry+Mbi 25 55 kb 6kh * I d I - 1* I 若用Mbo I限制酶單獨切割該普通質(zhì)粒，則產(chǎn)生的 DNA片段的長度為（ ） A . 2.5 和 5.5 B . 2.5 和 6 C . 5.5 和 8 D . 6 和 8 答案 D 解析 依圖示可知，該質(zhì)粒上有 1個EcoRV限制酶

9、的切點、2個Mbo I限制酶的切點，故用 限制酶Mbo I單獨切割該質(zhì)粒時，將產(chǎn)生長度為 6和8的兩種片段。 3. （2016全國川,40）圖（a）中的三個 DNA片段上依次表示出了 EcoR I、BamH I和SaU3A I 三種限制性核酸內(nèi)切酶的識別序列與切割位點，圖 （b）為某種表達載體的示意圖 （載體上的 EcoR I、Sau3A I的切點是唯一的）。 根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題： （1） _ 經(jīng)BamH I酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被 _ 酶切后的產(chǎn)物連接，理 由是 _ 。 （2） 若某人利用圖（b）所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖

10、（c） - tj AATnC - - CTTAAG - GGATCC CCTAGG I l?Ka) GATC CTAGf 圖th) 所示。這三種重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產(chǎn)物的有 _ ，不能表達的原 因是 _ 。A 質(zhì)粒完全水解后最多可產(chǎn)生 4種化合物 _ ，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是 _ 。 答案（1）Sau3A I 兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端 （2）甲、丙 甲中目的基 因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄 E coli DNA連接酶 T4 DNA連接酶 T4DNA連接酶 解析 分析圖（a）可知，限制酶 Sau

11、3A I與BamH I切割DNA后形成的黏性末端相同，故 經(jīng)這兩種酶切割得到的產(chǎn)物可以用 DNA連接酶進行連接。（2）構(gòu)建基因表達載體時，為保證 目的基因能在宿主細胞中成功表達， 目的基因應(yīng)插入在啟動子和終止子之間， 據(jù)此可判斷甲、 丙均不符合要求，目的基因均不能表達。 （3）常見的DNA連接酶有E coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。 【科學思維丨限制酶的選擇方法 根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點確定限制酶的種類。 （1）應(yīng)選擇切點位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇 PstI。 不能選擇切點位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇

12、SmaI 0 為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接， 也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì) 粒，如圖甲也可選擇用 Pst I和EcoRI兩種限制酶（但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點 ）o 命題點二載體的應(yīng)用分析 4 .（2019遼寧遼南協(xié)作校高三一模）質(zhì)粒是細菌中的有機分子， 下列對其描述，正確的是（ ）(3)DNA 連接酶是將兩個 DNA 片段連接起來的酶，常見的有 Pat Sma I P時 I W(c) 爲I麗靳鬲 圖甲 B 質(zhì)粒能夠自主復制 C 質(zhì)粒中含有兩個游離的磷酸基團 D 質(zhì)粒是基因工程的工具酶 答案 B 解析 質(zhì)粒是一種具有自主復制能力的很小的雙鏈環(huán)狀 DNA分子，不含游離的

13、磷酸基團， 完全水解后最多可產(chǎn)生 6種化合物：脫氧核糖、磷酸、 4種含氮堿基，A、C錯誤，B正確; 質(zhì)粒是基因工程的載體，不是工具酶， D錯誤。 5 （2016全國I, 40）某一質(zhì)粒載體如圖所示， 外源DNA插入到Ampr或Tef中會導致相應(yīng)的 基因失活（Ampr表示氨芐青霉素抗性基因， Tef表示四環(huán)素抗性基因）。有人將此質(zhì)粒載體用 BamH I酶切后，與用 BamH I酶切獲得的目的基因混合，加入 DNA連接酶進行連接反應(yīng)， 用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌，結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大 腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒

14、的大腸桿菌。回答下列問題： （1） _ 質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有_ （答 出兩點即可），而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。 （2） 如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅 含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的， 其原因是 _ 并且 _ 和 _ 的細胞也是不能區(qū)分的， 其原因是 _ 在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落，還需 使用含有 的固體培養(yǎng)基。 塑制 睡 基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其 DNA 復制所需的原料來自于 答案（1）能自我復制、具有標記基

15、因 （2）二者均不含有氨芐青霉素抗性基因， 在該培養(yǎng)基上 均不生長 含有質(zhì)粒載體 含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒 （或含有重組質(zhì)粒）二者均含有 氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長 四環(huán)素 （3）受體細胞 解析（1）質(zhì)粒作為載體應(yīng)具備的基本條件有：能自我復制、具有標記基因、含有一個至多個 限制酶切割位點等。（2）由題意可知，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞中均不含有氨芐 青霉素抗性基因，所以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上均不能生長。質(zhì)粒載體上含有氨芐青霉 素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，插入了目的基因的重組質(zhì)粒中僅含有氨芐青霉素抗性基因， 所以含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細胞均能在

16、含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基 上生長，但前者可以在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長而后者不能，所以可用含有四環(huán)素的培養(yǎng) 基，篩選出含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落。 （3）噬菌體屬于病毒，病毒增 殖過程中所需的原料、酶等均來自于受體細胞。 考點二基因工程的操作過程與應(yīng)用 夯實基礎(chǔ)強化要點 1 .基因工程的基本操作過程 （1）目的基因的獲取 目的基因：主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因。 獲取目的基因的方法 a.直接分離法：從自然界已有的物種中分離，如從基因組文庫或 b .人工合成：如果基因比較小，核苷酸序列又已知，可以通過 人工合成；以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下人工合成。 擴增目的基因：利用 PCR

17、技術(shù)擴增目的基因。 基因表達載體的構(gòu)建一一基因工程的核心 目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能 夠表達和發(fā)揮作用。 基因表達載體的組成知識梳理 cDNA文庫中獲取。 DNA合成儀用化學方法直接 目的基因 宣制原點；載林白我復制的起點 啟動子:聚合酚典別和結(jié)合的部位囉動 慕因轉(zhuǎn)錄 終【I:子：RW 聚合酶脫離部位終止轉(zhuǎn)錄 標記棊園：鑒別受休細胞中是否禽有璧固 小貼士】啟動子工起始密碼子，終止子 工終止密碼子 (1)啟動子： 一段有特殊結(jié)構(gòu)的 DNA片段，位于基因的首端。它是 RNA聚合酶識別、結(jié)合的 部位。 (2) 終止子：一段有特殊結(jié)構(gòu)的 DNA短片段

18、，位于基因的尾端。作用是使轉(zhuǎn)錄過程停止。 (3) 起始密碼子和終止密碼子位于 mRNA上，分別控制翻譯過程的啟動和終止。 構(gòu)建過程 質(zhì)粒 DNA分子 同種限料悔佻理 _ _ 一個切口 兩個切口 兩個末端 找斜目的基閭 %- L h . * DNN連接酶 亜俎JJNA分子i肛?11質(zhì)料J 將目的基因?qū)胧荏w細胞 生物種類 植物 動物 微生物 常用方法 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 顯微注射技術(shù) 感受態(tài)細胞法 受體細胞 體細胞或受精卵 受精卵 原核細胞 將目的基因插入到 Ti 將含有目的基因的表 Ca2+處理細胞T感受 質(zhì)粒的T-DNA上T農(nóng) 達載體提純T取卵(受 態(tài)細胞T重組表達載 轉(zhuǎn)化過程 桿菌T導入植物細胞

19、 精卵)宀顯微注射T受 體DNA分子與感受態(tài) T整合到受體細胞染 精卵發(fā)育T獲得具有 細胞混合T感受態(tài)細 色體的DNA上T表達 新性狀的動物 胞吸收DNA分子 (4) 目的基因的檢測與鑒定 因 表 達 載 體 2 .基因工程的應(yīng)用 (1) 植物基因工程：培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物和抗逆轉(zhuǎn)基因植物；利用轉(zhuǎn)基因改 良植物的品質(zhì)。 (2) 動物基因工程： 用于提高動物生長速度從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量； 用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì)； 用轉(zhuǎn)基 因動物生產(chǎn)藥物；用轉(zhuǎn)基因動物作器官移植的供體等。 比較基因治療與基因診斷 原理 操作過程 進展 基因 基因表達 利用正常基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?臨床 治療 中，以表達出

20、正常性狀來治療 (疾病) 實驗 基因 堿基互補配對 制作特定DNA探針與病人樣品DNA 臨床 診斷 混合，分析雜交帶情況 應(yīng)用 3.蛋白質(zhì)工程 (1) 流程圖 A .轉(zhuǎn)錄 B.翻譯，C.分子設(shè)計，D.多肽鏈，E.預期功能。 (2) 結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出新的 (3) 應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，改良生物性狀。 r?？蓟A(chǔ)診斷 i 有關(guān)基因工程原理與操作的判斷 (1)設(shè)計擴增目的基因的引物時不必考慮表達載體的序列 (x ) 用PCR技術(shù)擴增目的基因時不必知道基因的全部序列 (V ) 為培育抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體 (4) 抗蟲基因即使成功地

21、插入植物細胞染色體上也未必能正常表達 (V ) (5) 檢測目的基因是否成功表達可用抗原 一抗體雜交技術(shù)(V ) (6) 應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表達 (X ) 2 有關(guān)基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程的判斷 (1) 將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株 (V ) (2) 利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品，如人的血清白蛋白，這是因為將人的 血清白蛋白基因?qū)肓藙游锏娜橄偌毎?(X ) (3) 由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用 (X ) (4) 蛋白質(zhì)工程的目的是改造或合成人類需要的蛋白質(zhì) (V )

22、 (5) 蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu) (X ) 教材抽點拓展 據(jù)圖分析抗蟲棉的培育過程 目的星因 插人列染 色畑NA屮 (1)該基因工程中的目的基因和載體分別是什么？ 一般情況下， 為什么要用同一種限制酶處理 目的基因和載體？ 提示 目的基因是Bt毒蛋白基因，載體是 Ti質(zhì)粒。用同一種限制酶處理目的基因和載體， 可以獲得相同的黏性末端，便于構(gòu)建基因表達載體。 該實例中，采用何種方法導入目的基因？為什么目的基因可以整合到染色體的 DNA 上? 提示 采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；由于 Ti質(zhì)粒上的T DNA可轉(zhuǎn)移到受體細胞且能整合 到受體細胞的染色體 DNA

23、上，而目的基因又插入到了 T DNA上，所以目的基因可以整合 到受體細胞的染色體 DNA上。 TiOt 擁林細胞 (3) 該實例中，檢測目的基因是否成功表達的常見方法有哪兩種? 提示 抗原一抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲。 點由巫點攻克雉點 1. 基因組文庫與cDNA文庫的比較 文庫類型 cDNA文庫 基因組文庫 構(gòu)建基因文庫的過程 某種生物發(fā)育的某個 時期的mRNA J反轉(zhuǎn)錄 cDNA 與載體J連接導入 受體菌群體 某種生物體內(nèi)全部 DNA J限制酶 許多DNA片段 分別與載體J連接導入 受體菌群體 文庫大小 小 大 基因中啟動子 無 有 基因中內(nèi)含子 無 有 基因多少 某種生物的部分基因 某

24、種生物的全部基因 物種間的基因交流 可以 部分基因可以 說明 基因文庫的組建過程就包含基因工程的基本操作步 驟。從基因文庫中獲取目的基因的優(yōu)點是操作簡便， 缺點是工作量大，具有一定的盲目性 2. 利用PCR技術(shù)擴增目的基因 (1)PCR的含義：是一項在生物體外復制特定 DNA片段的核酸合成技術(shù)。 目的：短時間內(nèi)大量擴增目的基因。 (3) 原理：DNA雙鏈復制。 前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列。 過程 第一步: 加熱至 90 - -95 C, DNA解鏈為單鏈； 第二步: 冷卻至 55 - -60 C, 引物結(jié)合到互補 DNA鏈； r r 重點剖析 第三步: 加熱至 70 - -75 C,

25、 熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)從引物起始進行互補鏈的合成。 如此重復循環(huán)多次。 3. 蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較 區(qū)別 項目 蛋白質(zhì)工程 基因工程 過程 預期蛋白質(zhì)的功能T設(shè)計預期的蛋白 質(zhì)結(jié)構(gòu)T推測應(yīng)有的氨基酸序列T找 到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列 獲取目的基因T基因表達載體的 構(gòu)建T將目的基因?qū)胧荏w細胞 T目的基因的檢測與鑒定 實質(zhì) 定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì) 定向改造生物的遺傳特性， 以獲得 人類所需的生物類型和生物產(chǎn)品 結(jié)果 可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì) 只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì) 聯(lián)系 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程。 基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質(zhì)

26、工程進行修飾、改造。 預則考向總結(jié)方法 解析 (1) 將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導入大腸桿菌中， 因工程。該研究除了證明質(zhì)?？勺鳛檩d體外，還證明了體外重組的質(zhì)?？梢赃M入受體細胞， 真核生物基因可在原核細胞中表達等。 (2)重組質(zhì)粒導入大腸桿菌細胞可采用 Ca2+參與的轉(zhuǎn) 化方法； 體外重組噬菌體要通過將體外重組的噬菌體 DNA 和外殼蛋白 (或噬菌體蛋白 )進行組 裝獲得；因為噬菌體是專門寄生在細菌中的病毒，所以宿主細胞選用細菌。 (3)為防止蛋白質(zhì) 被降解，在實驗中應(yīng)選用蛋白酶缺陷型的大腸桿菌作為受體細胞；在蛋白質(zhì)純化過程中，為 防止目的蛋白質(zhì)被降解，需要添加蛋白酶的抑制劑。 2.

27、 (2018海南，31)甜蛋白是一種高甜度的特殊蛋白質(zhì)。 為了改善黃瓜的品質(zhì)， 科學家采用農(nóng) 桿菌轉(zhuǎn)化法將一種甜蛋白基因成功導入黃瓜細胞，得到了轉(zhuǎn)基因植株?；卮鹣铝袉栴}： (1)用農(nóng)桿菌感染時，應(yīng)優(yōu)先選用黃瓜 _ (填“受傷的”或“完好的” )葉片與含重組質(zhì) 粒的農(nóng)桿菌共培養(yǎng)， 選用這種葉片的理由是 _ (2) 若在轉(zhuǎn)基因黃瓜中檢測到這種甜蛋白， 則表明該重組質(zhì)粒中 _ 已轉(zhuǎn)移到植物 命題探究 該過程利用的技術(shù)是基 細胞中且能夠表達；用該轉(zhuǎn)基因黃瓜的某一植株與一株非轉(zhuǎn)基因植株雜交，發(fā)現(xiàn)子代中含甜 蛋白個體數(shù)與不含甜蛋白個體數(shù)之比為 1 ： 1,則說明甜蛋白基因已經(jīng)整合到 _ (填 “核基因組”

28、“線粒體基因組”或“葉綠體基因組” )中。 (3) 假設(shè)某種轉(zhuǎn)基因作物因為受到病毒感染而減產(chǎn)，若要以該轉(zhuǎn)基因作物為材料獲得脫毒苗， 應(yīng)選用 _ 作為外植體進行組織培養(yǎng)。 (4) 通常，基因工程操作主要有 4 個步驟，即目的基因獲取、重組表達載體的構(gòu)建、將目的基 因?qū)胧荏w細胞、 目的基因的檢測與鑒定。 因此，基因工程的含義可概括為 _ 是葉片傷口處的細胞會釋放出大量酚類物質(zhì)，可吸引農(nóng)桿菌移向這些細胞。 (2) 若在轉(zhuǎn)基因黃瓜中檢測到這種甜蛋白， 則表明該重組質(zhì)粒中甜蛋白基因已轉(zhuǎn)移到植物細胞 中且能夠表達；用該轉(zhuǎn)基因黃瓜的某一植株與一株非轉(zhuǎn)基因植株雜交，發(fā)現(xiàn)子代中含甜蛋白 個體數(shù)與不含甜蛋白個體

29、數(shù)之比為 1 : 1 ,則說明甜蛋白基因已經(jīng)整合到核基因組中。 (3)假設(shè) 某種轉(zhuǎn)基因作物因為受到病毒感染而減產(chǎn)，若要以該轉(zhuǎn)基因作物為材料獲得脫毒苗，應(yīng)選用 莖尖作為外植體進行組織培養(yǎng)。 (4)通常，基因工程操作主要有 4 個步驟，即目的基因獲取、 重組表達載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細胞、目的基因的檢測與鑒定。因此，基因工程 的含義可概括為按照人們的愿望進行設(shè)計，并通過體外 DNA 重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生 物新的遺傳特性，創(chuàng)造出符合人們需要的新生物類型。 命題點二 基因工程與蛋白質(zhì)的關(guān)系的分析 3. (2018天津，31)甲型流感病毒為 RNA病毒，易引起流感大規(guī)模流行。我國科學家在

30、2017 年發(fā)明了一種制備該病毒活疫苗的新方法，主要環(huán)節(jié)如下。 (1) 改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主細胞內(nèi)的增殖能力。以病毒 RNA 為模板，逆 轉(zhuǎn)錄成對應(yīng) DNA 后，利用 _ 技術(shù)擴增， 并將其中某些基因 (不包括表面抗原基因 )內(nèi)個 別編碼氨基酸的序列替換成編碼終止密碼子的序列。與改造前的基因相比，改造后的基因表 達時不能合成完整長度的 _ ，因此不能產(chǎn)生子代病毒。將該改造基因、表面抗原等其 他基因分別構(gòu)建重組質(zhì)粒，并保存。 (2) 構(gòu)建適合改造病毒增殖的轉(zhuǎn)基因宿主細胞。設(shè)計合成一種特殊 tRNA 的基因，其產(chǎn)物的反 A .病毒的DNA聚合酶 B .宿主的DNA聚合酶 密碼子能

31、與(1)中的終止密碼子配對結(jié)合，并可攜帶一個非天然氨基酸 (Uaa)。將該基因與 _ 連接后導入宿主細胞。提取宿主細胞的 _ 進行分子雜交鑒定，篩選獲得成功 表達上述 tRNA 的轉(zhuǎn)基因宿主細胞。 (3) 利用轉(zhuǎn)基因宿主細胞制備疫苗。 將(1)中的重組質(zhì)粒導入 (2)中的轉(zhuǎn)基因宿主細胞， 并在補加 _ 的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，則該宿主細胞能利用上述特殊 tRNA ，翻譯出改造病 毒基因的完整蛋白，產(chǎn)生大量子代病毒，用于制備疫苗。特殊 tRNA 基因轉(zhuǎn)錄時， 識別其啟 動子的酶是 _ (單選 )。C .病毒的RNA聚合酶 D .宿主的RNA聚合酶 （2）人工合成的DNA與 結(jié)合后，被導入到 中才能得

32、以表達。 （4）上述子代病毒不能在正常宿主細胞中增殖，沒有致病性，因此不經(jīng)滅活或減毒即可制成疫 苗。與不具侵染性的流感病毒滅活疫苗相比，該病毒活疫苗的優(yōu)勢之一是可引起 _ 免 疫，增強免疫保護效果。 答案PCR 多肽（或蛋白質(zhì)）（2）載體總RNA （3）非天然氨基酸（Uaa） D （4）細胞 解析（1）體外進行DNA擴增采用的技術(shù)手段是多聚酶鏈式反應(yīng) （PCR技術(shù)）。將基因內(nèi)個別 編碼氨基酸的序列改造成編碼終止密碼子的序列后，在翻譯時終止密碼子提前出現(xiàn)，不能合 成完整長度的多肽（或蛋白質(zhì)）。（2）為了使目的基因能夠在受體細胞中穩(wěn)定存在并正常表達， 需要將目的基因與載體（運載體）連接后導入受體細

33、胞。利用分子雜交技術(shù)鑒定，篩選獲得成 功表達目的RNA的細胞時，需提取宿主細胞的總 RNA。（3）將中的重組質(zhì)粒導入（2）中的轉(zhuǎn) 基因宿主細胞，宿主細胞內(nèi)由于沒有 Uaa，翻譯將會在終止密碼子處停止，將不能翻譯出改 造病毒基因的完整蛋白，所以要想翻譯出完整蛋白，需要在培養(yǎng)基中加入 Uaa。轉(zhuǎn)錄時，識 別啟動子的酶為 RNA聚合酶，因為轉(zhuǎn)錄在宿主細胞中進行，所以轉(zhuǎn)錄用的酶為宿主細胞的 RNA聚合酶。（4）不具有侵染性的滅活病毒不能進入人體細胞內(nèi)，只會引發(fā)體液免疫，而減 毒的活疫苗雖然不能在人體細胞內(nèi)正常增殖，但可以侵入人體細胞，能引起人體產(chǎn)生細胞免 疫，增強免疫保護效果。 4. （2018馬鞍山

34、二中模擬）胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射到人體后，會堆積 在皮下，并且要經(jīng)過較長時間才能進入血液中，而進入血液的胰島素又容易被分解，因此， 治療效果受到影響。如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計速效胰島素的生產(chǎn)過程， 請據(jù)圖回答有關(guān)問題： （1）構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是 （3）若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素，需用到的生物工程有 _ 、 _ 和 發(fā)酵工程。 圖解中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是什么？ 答案蛋白質(zhì)的預期功能 （2）載體大腸桿菌等受體細胞 （3）蛋白質(zhì)工程基因工程 （4）根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列，推測出其脫氧核苷酸序列，

35、然后利用 DNA合成儀來合 成出新的胰島素基因 解析（1）蛋白質(zhì)工程的目標是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求， 對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行分子設(shè) 計。因此，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的依據(jù)是預期胰島素，即速效胰島素的功能。 （2）人工合 成的目的基因與載體結(jié)合后，被導入受體細胞中才能得以表達。 （3）利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)自然 界中原本不存在的蛋白質(zhì)，需對原有的胰島素進行改造，根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列推 測出其基因中的脫氧核苷酸序列，人工合成新的胰島素基因即目的基因，改造好的目的基因 需通過基因工程將其導入受體細胞獲得工程菌， 再利用工程菌進行發(fā)酵， 從而獲取大量產(chǎn)品， 因此該過程涉及蛋白質(zhì)工程、基因工程和發(fā)

36、酵工程。 （4）由新的蛋白質(zhì)模型到構(gòu)建新的基因， 其基本設(shè)計思路是根據(jù)新的蛋白質(zhì)中的氨基酸序列，推測出其基因中的脫氧核苷酸序列，然 后利用DNA合成儀直接合成新的基因。 考點三 DNA的粗提取與鑒定 實驗解讀 吃透廂理理清流程 - - 1. 實驗原理 材料的選取一選用DNA含量相對較高的生物組織 利用DMA在不同濃度的NaCl蒂液中 去除雜質(zhì)|帑解度不同， 通過拎制NaCl溶淞的濃 度去除雜質(zhì) 將處理后的溶液過濾加人與濾液體 DNA的析出| 積相等的、冷卻的、體積分數(shù)為95%的 酒轎溶液 玉蔣有I爪瓜的NK1溶液中加人二苯 DNA的鑒遼一胺試劑混合均勻厲將試管在沸水中力II 熱5 溶液變成竝

37、關(guān)鍵點撥 把握關(guān)魏注魚細節(jié) - 1 . DNA和蛋白質(zhì)在不同濃度的 NaCI溶液中的溶解度比較 2 mol/L 0.14 mol/L 溶解規(guī)律 NaCI溶液 NaCI溶液 DNA 溶解 析出 0 |V H.14 mol/L 蛋白質(zhì) 部分發(fā)生 鹽析沉淀 溶解 NaCI溶液濃度從2 mol/L降 低過程中，溶解度逐漸增大 2. DNA的粗提取與鑒定實驗中的“2、4、4” 加蒸餾 水2次 加到雞血細胞液中， 使血細胞吸水漲破； 加到含DNA的2 mol/L 的NaCI溶液中，使NaCI溶液的物質(zhì)的量濃度稀釋到 0.14 mol/ L, 使DNA析出 用紗布 過濾4次 過濾血細胞破裂液，得到含細胞核物

38、質(zhì)的濾液；過濾用 2 mol/L 的NaCI溶液充分溶解的DNA，濾去溶液中的雜質(zhì)；濾取0.14 mol/ L 的NaCI溶液中析出的 DNA(黏稠物)；過濾溶有 DNA的2 mol/L的 NaCI溶液 用 NaCI 溶液4次 加2 mol/L的NaCI溶液，溶解提取的細胞核物質(zhì)； 用0.14 mol/ L 的NaCI溶液使DNA析出；用2 mol/L的NaCI溶液，溶解濾取的 DNA黏稠物；用2 mol/ L的NaCI溶液，溶解絲狀物用于鑒定 DNA (1) 操作和都是加入蒸餾水，其目的一樣嗎? 提示 不一樣。是使雞血細胞吸水漲破釋放出核物質(zhì)； 是稀釋NaCI溶液使其濃度接近 0.14 mo

39、l L-1，去除溶于低濃度 NaCI溶液的雜質(zhì)。 【問題探究1 請仔細觀察并分析: 2 (2) 操作中加入酒精的目的是什么？此時攪拌要注意什么? 提示 中加入酒精的目的是析出 DNA，去除其中溶于酒精的雜質(zhì)， 這時候攪拌要沿一個方 向，輕緩地進行。 操作中的黏稠物是如何獲取的？加入 2 mol/L NaCI的目的是什么？ 提示 黏稠物是經(jīng)過單層紗布過濾獲得的； 加入2 mol/L NaCI的目的是使DNA再次溶解。 命題探究 預測考向總結(jié)方法 - - 命題點 DNA的粗提取與鑒定實驗應(yīng)用 1 .下列關(guān)于DNA粗提取與鑒定實驗的敘述，正確的是 ( ) 選項 試劑 操作 作用 A 檸檬酸鈉溶液 與

40、雞血混合 防止血液凝固 B 蒸餾水 與雞血細胞液混合 保持細胞形狀 C 蒸餾水 加入到溶解有DNA 的NaCI溶液中 析出蛋白質(zhì) D 冷卻的酒精 加入到過濾后含 DNA的NaCI溶液中 產(chǎn)生特定的顏色 反應(yīng) 答案 A 解析 蒸餾水與雞血細胞液混合的目的是使紅細胞吸水漲破，釋放出核物質(zhì)， B項錯誤；將 蒸餾水加入到溶解有 DNA的NaCI溶液中，其目的是降低 DNA的溶解度，初步析出 DNA , C項錯誤；加入冷卻酒精的目的是進一步析出 DNA , D項錯誤。 2 實驗中對DNA進行鑒定時，做如下操作： 試管 序X A B 1 加 2 moI/L 的 NaCI 溶液 5 mL 加 2 moI/L

41、 的 NaCI 溶液 5 mL 2 不加 加入提取的DNA絲狀物并攪拌 3 加4 m - 苯胺，混勻 加4 m- 苯胺，混勻 4 沸水浴5 min 沸水浴5 min 實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)論 (1) 根據(jù)上圖，完成表格空白處的實驗內(nèi)容。 對于B試管，完成1、2、3的操作后溶液顏色如何變化? (3) 在沸水浴中加熱的目的是 _ ， 同時說明DNA對高溫有較強的 _。 (4) A試管在實驗中的作用是 _。 (5) B試管中溶液顏色的變化程度主要與 _ 有關(guān)。 答案(1)溶液不變藍色 溶液逐漸變藍色 DNA在沸水浴的情況下遇二苯胺會被染成藍色 溶液顏色基本不變 加快顏色反應(yīng)速度 耐受性 (4)對照(5)加

42、入試管中的 DNA(絲 狀物)的多少 解析 B試管中含DNA絲狀物，A試管中不含，其他條件均完全相同， A、B兩試管形成對 照。本實驗強調(diào)反應(yīng)條件是沸水浴加熱 5 min，這樣可加快顏色反應(yīng)的速度，觀察對比兩試 管的顏色時要等到冷卻以后。 矯正易錯 強記長句 易錯警示突破選擇題 1.限制酶是一類酶，而不是一種酶。 2 .將一個基因從 DNA分子上切割下來，需要切兩處，同時產(chǎn)生四個黏性末端或平末端。 3. 不同DNA分子用同一種限制酶切割，產(chǎn)生的末端都相同，同一個 DNA分子用不同的限 制酶切割，產(chǎn)生的末端一般不相同。 4 .限制酶切割位點應(yīng)位于標記基因之外，不能破壞標記基因，以便進行檢測。 5

43、. 目的基因的插入位點不是隨意的： 基因表達需要啟動子與終止子的調(diào)控， 所以目的基因的 插入位點應(yīng)在啟動子與終止子之間。 6 .受體細胞選擇時需注意：要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素必須用真核生物酵母菌 （需 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌 ）；一般不用支原體，因為它營寄生生活；一定不能用哺乳動 物成熟的紅細胞，因為它無細胞核，不能合成蛋白質(zhì)。 長句應(yīng)答突破簡答題 1.限制酶具有特異性，即一種限制酶只能識別 特定的核苷酸序列，并在特定的位點上切割 DNA分子。DNA連接酶的作用部位是 磷酸二酯鍵。 2 .質(zhì)粒是常用的載體，它是一種小型的雙鏈環(huán)狀 DNA分子，具有一個至多個限制酶切割位 點及標記基

44、因。 3 .基因表達載體包括 目的基因、啟動子、終止子、標記基因和復制原點 。 4 .培育轉(zhuǎn)基因動物時， 受體細胞必須是受精卵；培育轉(zhuǎn)基因植物時，受體細胞可以是受精卵， 也可以是體細胞。 5.目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ?農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；導入動物細胞常用 顯微注射技術(shù)，導入微生物 細胞常用感受態(tài)細胞法。 6 .目的基因到了另一種生物體內(nèi)能夠成功表達的原理是 所有生物共用一套遺傳密碼 。 重溫高考演練模擬 1 . （2018全國H, 38）某種熒光蛋白（GFP）在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，這一特性 可用于檢測細胞中目的基因的表達。某科研團隊將某種病毒的外殼蛋白 （L1）基因連接在 GFP 基因

45、的5末端，獲得了 L1-GFP融合基因（簡稱為甲），并將其插入質(zhì)粒 P0,構(gòu)建了真核表 達載體P1，其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點的示意圖如下，圖中 E1E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端 各不相同。 L1基因 GFP基兇 終止子 EL E2 El E4 回答下列問題： （1）據(jù)圖推斷，該團隊在將甲插入質(zhì)粒 P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是 _ 使用這兩種酶進行酶切是為了保證 _ ，也是為了保證 _ 。 (2) _ 將 P1 轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細胞后， 若在該細胞中觀察到了綠色熒光， 則說明 L1 基因在 牛的皮膚細胞中完成了 _ 和 過程。 (3) 為了獲得含有甲的牛，該團隊需要做的工作包括：將能夠產(chǎn)

46、生綠色熒光細胞的 _ 移入牛的 _ 中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。 (4) 為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，某同學用 PCR 方法進行鑒定，在鑒定 時應(yīng)分別以該牛不同組織細胞中的 _ (填“ mRNA ”“總 RNA ”或“核 DNA ”)作為 PCR 模板。 答案 (1)E1 和 E4 甲的完整性 甲與載體正確連接 (2) 轉(zhuǎn)錄 翻譯 (3) 細胞核 去核卵母 細胞 (4)核 DNA 解析(1)由題意可知，L1基因和GFP基因合成了 L1-GFP融合基因(簡稱為甲),題圖中顯示 了四個酶切位點，當將 L1-GFP融合基因插入質(zhì)粒 P0時，可用E1和E4限制酶進行酶切， 用這兩種酶進行

47、酶切不會破壞甲的完整性，同時能保證甲按照正確的方向與載體連接。 (2)若 在牛皮膚細胞中觀察到了綠色熒光，則說明 L1-GFP 融合基因得到表達，即目的基因在受體 細胞中通過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成了熒光蛋白。 (3)為了獲得含有甲的牛，可將含有目的基因的細胞 的細胞核移入牛的去核卵母細胞中，然后進行體外培養(yǎng)、胚胎移植等。 (4)利用 PCR 技術(shù)擴 增目的基因，可以檢測目的基因是否存在。 PCR擴增的模板是核 DNA。 2 . (2017全國I, 38)真核生物基因中通常有內(nèi)含子， 而原核生物基因中沒有， 原核生物沒有 真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的 RNA序列的機制。已知在人體中基因 A(有內(nèi)含子

48、)可以 表達出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}： (1) _ 某同學從人的基因組文庫中獲得了基因 A，以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白 A，其 原因是_ (2) 若用家蠶作為表達基因 A 的受體, 在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中, 不選用 _ 作為 載體,其原因是 _ 。 (3) 若要高效地獲得蛋白 A，可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比，大腸桿菌具有 _ ( 答出兩點即可 )等優(yōu)點。 (4) 若要檢測基因 A是否翻譯出蛋白 A，可用的檢測物質(zhì)是 _ (填“蛋白A的 基因”或“蛋白 A 的抗體” )。 (5) 艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗為證明 DNA 是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻，

49、也可以說是 基因工程的先導，如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是 答案 (1) 基因 A 有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的 RNA 序列不 能被切除，無法表達出蛋白 A (2)噬菌體 噬菌體的宿主是細菌，而不是家蠶 (3)繁殖快、 容易培養(yǎng) (4)蛋白 A 的抗體 (5)DNA 可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體 解析(1)從人的基因組文庫中獲得的基因 A中含有內(nèi)含子，而大腸桿菌屬于原核生物，不能 切除基因A初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的 RNA序列，故基因A在大腸桿菌中無法表達出 蛋白A。(2)由于病毒對宿主細胞的感染具有特異性，噬菌體只能

50、寄生在細菌細胞中，不能感 染家蠶細胞，故應(yīng)選用可感染家蠶細胞的昆蟲病毒作為載體。 (3)與真核生物相比，大腸桿菌 等原核生物具有繁殖快、 容易培養(yǎng)、 遺傳物質(zhì)相對較少等優(yōu)點。 (4)檢測基因 A 是否翻譯出蛋 白A，一般用抗原一抗體雜交的方法，即用蛋白A的抗體與從細胞中提取的蛋白質(zhì)進行雜交， 觀察是否出現(xiàn)雜交帶。(5)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的實質(zhì)是 S型細菌的DNA進入R型細菌體內(nèi)， 并可在 R 型細菌體內(nèi)完成表達， 這證明了 DNA 可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體， 為基因工程奠定了基礎(chǔ)。 3. (2017全國II , 38)幾丁質(zhì)是許多真菌細胞壁的重要成分， 幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。

51、 通 過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強其抗真菌病的能力?；卮鹣铝袉栴}： (1) 在進行基因工程操作時， 若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的 mRNA ,常選用嫩葉而不選用老 葉作為實驗材料， 原因是 _ 。 提取 RNA 時，提取液中需添加 RNA 酶抑制劑，其目的是 _ 。 (2) 以 mRNA 為材料可以獲得 cDNA ，其原理是 _ 。 (3) 若要使目的基因在受體細胞中表達， 需要通過質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細 胞，原因是 _ _ ( 答出兩點即可 )。 (4) _ 當幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時， DNA 連接酶催化形成的化學鍵是 _ 。 (5) 若獲得的轉(zhuǎn)基因植株

52、 (幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中 )抗真菌病的能力沒有提 高，根據(jù)中心法則分析， 其可能的原因是 _ 答案 (1)嫩葉中基因表達強烈，相應(yīng)的 mRNA 多( 或嫩葉組織細胞易破碎 ) 防止提取的 mRNA 被 RNA 酶降解 (2) 在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以 mRNA 為模板按照堿基互補配對原則合成 cDNA (3)質(zhì)粒載體 中有啟動子、終止子，便于目的基因的表達；質(zhì)粒中有標記基因便于篩選；質(zhì)粒中含有復制 原點等 (4)磷酸二酯鍵 (5)幾丁質(zhì)酶基因沒有轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄的 mRNA 沒有翻譯 解析 (1)由于嫩葉組織細胞比老葉組織細胞易破碎，所以適于作為提取幾丁質(zhì)酶的 mRNA 的實驗材料。由

53、于植物組織中存在的 RNA 酶能將 RNA 分解，所以實驗過程中要添加 RNA 酶抑制劑以降低 RNA 酶的活性，保護提取的 RNA 不被分解。 (2)以 mRNA 為材料獲得 cDNA 的過程為逆轉(zhuǎn)錄， 即以 mRNA 為模板、以 4種脫氧核糖核苷酸為原料， 在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下， 遵循堿基互補配對原則，合成 cDNA 的過程。 (3)由于目的基因無復制原點，也無基因表達所 需的啟動子和終止子，所以需與質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒后再導入受體細胞。 (4)DNA 連接酶可以 催化兩個 DNA 片段的黏性末端或平末端連接形成磷酸二酯鍵。 (5)幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到 植物的基因組中，但是植株抗真菌病的能力沒

54、有提高，從中心法則角度分析，可能是轉(zhuǎn)基因 植株細胞中幾丁質(zhì)酶基因沒有轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄的 mRNA 沒有翻譯導致的。 課時作業(yè) 一、選擇題 1. （2018聊城高三三模）應(yīng)用基因工程技術(shù)將抗蟲基因 A和抗除草劑基因 B成功導入植株 W（2n = 40）的染色體組中。植株 W自交，子代中既不抗蟲也不抗除草劑的植株所占比例為 1/16。取植株 W某部位的一個細胞放在適宜條件下培養(yǎng)，產(chǎn)生 4個子細胞。用熒光分子檢測 基因A和基因B（基因A、基因B均能被熒光標記）。下列敘述正確的是（ ） A 植株 W獲得抗蟲和抗除草劑變異性狀，其原理是染色體變異 B 若4個子細胞都只含有一個熒光點，則子細胞中的染色體數(shù)是 4

55、0 C .若有的子細胞不含熒光點，則細胞分裂過程中發(fā)生過基因重組 D 若4個子細胞都含有兩個熒光點，則細胞分裂過程中出現(xiàn)過 20個四分體 答案 C 解析 題中應(yīng)用基因工程技術(shù)將兩種目的基因?qū)胫参锛毎?，其原理是基因重組， A錯誤； 若4個子細胞都只含有一個熒光點， 說明子細胞只含有基因 A或基因B中的一個，進而說明 其進行的是減數(shù)分裂，則子細胞中的染色體數(shù)目是 20條，B錯誤；若有的子細胞不含熒光點， 說明細胞進行的是減數(shù)分裂，減數(shù)分裂過程中會發(fā)生基因重組， C正確；若4個子細胞都含 有兩個熒光點，說明細胞進行的是有絲分裂，而有絲分裂過程中不會出現(xiàn)四分體， D錯誤。 2 . （2018 西南昌

56、二中高三上學期月考 ）目前，歐洲、亞洲許多國家都發(fā)現(xiàn)了禽流感疫情， 并 引起了人體感染，造成多人死亡?？茖W工作者經(jīng)研究，發(fā)現(xiàn)了數(shù)種快速檢驗禽流感病原體的 方法，以正確診斷禽流感。下列與禽流感病原體研究、診斷有關(guān)的說法中錯誤的是 （ ） A .鏡檢法：在光學顯微鏡下直接觀察病人的痰液或血液，以發(fā)現(xiàn)病原體 B . PCR技術(shù)：體外基因復制技術(shù)，可在幾十分鐘內(nèi)把病原體的基因擴增到數(shù)百萬倍 C.抗原一抗體法：用特殊制備的病原體蛋白質(zhì)與病人血清中的相關(guān)抗體特異性結(jié)合，發(fā)現(xiàn) 病原體 D . DNA探針技術(shù)：用放射性同位素、 熒光因子等標記的 DNA分子做探針，利用DNA分子 雜交原理來檢測病原體 答案 A

57、 解析 病毒在光學顯微鏡下無法看到，只有在電子顯微鏡下才能觀察到, 體外快速擴增特定基因或 DNA序列，B正確；病原體進入人體后會刺激機體產(chǎn)生特異性免 疫反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)抗體，由于抗體與抗原結(jié)合具有特異性，因此用特殊制備的病原體蛋白質(zhì) 與病人血清中的相關(guān)抗體特異性結(jié)合，可發(fā)現(xiàn)病原體， C正確；可以利用 DNA分子作為探 針，通過DNA分子雜交技術(shù)檢測病原體， D正確。 3.如圖是利用基因工程技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)可食用疫苗的部分過程示意圖, Smal、EcoR I、Apa I為四種限制性核酸內(nèi)切酶。下列說法錯誤的是 （ A 圖示過程是基因工程的核心步驟 B 表達載體構(gòu)建時需要用到限制酶 SmaI

58、 C 抗卡那霉素基因的存在有利于將含有抗原基因的細胞篩選出來 D 除圖示組成外，表達載體中還應(yīng)該含有啟動子和終止子等結(jié)構(gòu) 答案 B 解析 圖示過程為基因表達載體的構(gòu)建過程，是基因工程中的核心步驟, 中需要將目的基因完整切割下來，此時要用到限制酶 PstI、EcoR I , B錯誤；抗卡那霉素 基因是標記基因，目的是便于鑒定和篩選含有目的基因的細胞, 啟動子、目的基因、終止子和標記基因等， D正確。 4 （2018天津和平區(qū)高三第一次質(zhì)量調(diào)查 ）基因疫苗由病毒核酸的一段無毒序列制成， 由編碼 能引起保護性免疫反應(yīng)的病原體抗原的基因片段和載體構(gòu)建而成。以下敘述錯誤的是 （ ） A 被導入細胞后，能

59、與宿主染色體整合 B 接種后若感染此病原微生物，則體內(nèi)記憶細胞會產(chǎn)生大量抗體 A錯誤；PCR用于 其中Pst I、 ） A正確；構(gòu)建過程 C正確；基因表達載體包括 I I I C 基因疫苗引起免疫反應(yīng)前必須經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程 D .將疫苗基因轉(zhuǎn)移到植物細胞中，可以生產(chǎn)可食用的疫苗 答案 B 解析病毒感染宿主細胞后，其基因可以高效地整合到宿主染色體中，因此外源基因可以在 宿主細胞內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定地表達， A正確；接種疫苗后人體產(chǎn)生針對該病原體的特異性免疫，若 感染此病原微生物，則體內(nèi)記憶細胞會迅速增殖分化成漿細胞，漿細胞會產(chǎn)生大量抗體， B 錯誤；疫苗中的病毒基因片段能編碼引起保護性免疫反應(yīng)的病原體

60、抗原，其化學本質(zhì)是蛋白 質(zhì)，所以基因疫苗引起免疫反應(yīng)前必須經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程， C正確；將疫苗基因轉(zhuǎn)移到 水果和西紅柿等植物細胞中，可生產(chǎn)可食用疫苗， D正確。 5. 2018年1月30日，加拿大食品檢驗局批準了第三種耐褐變轉(zhuǎn)基因蘋果品種上市。研究人 員通過RNA沉默技術(shù)，特異性降低蘋果細胞內(nèi)多酚氧化酶基因的表達水平，使蘋果被切開 后即使長時間暴露在空氣中也不會被氧化褐變。下圖是此過程原理示意圖，下列有關(guān)的敘述 錯誤的是（ ） AGTG TCAC GTGT CCAGA TCAC AGTG CACA GGTCT A .細胞內(nèi)多酚氧化酶基因的表達包括圖示中的過程 B .將目的基因成功導入蘋果細胞中需限制