2021屆-一輪復(fù)習(xí)-人教版-基因工程-課件(94張)

1、2021屆-一輪復(fù)習(xí)-人教版-基因工程-課件(94張)2021屆-一輪復(fù)習(xí)-人教版-基因工程-課件(94張)考點一 基因工程的基本工具1.限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)(1)來源:主要從原核生物中分離純化而來。(2)作用:識別雙鏈DNA分子中某種特定的核苷酸序列并切開每條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(3)結(jié)果:產(chǎn)生黏性末端或平末端。如下圖所示,EcoR 限制酶識別的堿基序列是GAATTC,切割位點在G和A之間;Sma限制酶識別的堿基序列是CCCGGG,切割位點在G和C之間;說明限制酶具有專一性。考點一 基因工程的基本工具 2.DNA連接酶(1)作用:將限制酶切割下來的DNA片段拼接成

2、新的DNA分子。(2)類型2.DNA連接酶 1.滴加生理鹽水不僅可以維持紅細胞原有的形態(tài),還可以稀釋血液,使紅細胞分散,不易凝集成塊,有利于后續(xù)加入蒸餾水吸水漲破。 2.使用哺乳動物成熟的紅細胞是因為其沒有細胞核和眾多的細胞器,能夠獲取純凈的細胞膜。限制酶、DNA連接酶、DNA聚合酶等相關(guān)酶的分析比較 1.滴加生理鹽水不僅可以維持紅細胞原有的形態(tài),還可以稀螢火蟲發(fā)光是螢火蟲體內(nèi)熒光素酶催化一系列反應(yīng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。如果熒光素酶存在于植物體內(nèi),也可使植物體發(fā)光。一直以來熒光素酶的唯一來源是從螢火蟲腹部提取。但加利福尼亞大學(xué)的一組科學(xué)家成功地通過基因工程實現(xiàn)了將熒光素酶基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi),并使其在

3、大腸桿菌體內(nèi)表達產(chǎn)生熒光素酶。請你根據(jù)已有的知識回答下列有關(guān)問題:(1)在此基因工程中,目的基因是 ,具體操作過程中如圖所示的黏性末端是由種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的。答案熒光素酶基因2思維診斷螢火蟲發(fā)光是螢火蟲體內(nèi)熒光素酶催化一系列反應(yīng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。如(2)將此目的基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi)需要載體的幫助,則作為載體必須具備能夠在宿主細胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存,以及_(至少答出兩點)等條件。(3)在此基因工程中,將體外重組DNA導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi),并使其在細胞內(nèi)_ 的過程稱為轉(zhuǎn)化。最常用的轉(zhuǎn)化方法是首先用Ca2+處理大腸桿菌,目的是 。(4)目的基因在受體細胞中是否能轉(zhuǎn)錄出mRNA,可用技術(shù)來檢測;目的基

4、因是否表達出相應(yīng)的蛋白質(zhì),除了通過觀察大腸桿菌是否發(fā)光來確定外,還可以通過特異性反應(yīng)來判斷。具有特定的限制酶切割位點、具有某些標記維持穩(wěn)定和表達基因使大腸桿菌細胞處于能夠吸收周圍DNA分子的狀態(tài)(或使大腸桿菌處于感受態(tài)細胞狀態(tài))分子雜交抗原抗體答案(2)將此目的基因?qū)氪竽c桿菌體內(nèi)需要載體的幫助,則作為載體易錯易混1.一般來說,天然載體往往不能滿足人類的所有要求,因此人們根據(jù)不同的目的和需要,對某些天然載體進行人工改造。2.限制酶切割位點所處的位置必須是在所需的標記基因之外,這樣才能保證標記基因的完整性,有利于對目的基因的表達。易錯易混1.一般來說,天然載體往往不能滿足人類的所有要求,因考點二

5、 基因工程操作步驟考點二 基因工程操作步驟2.基因表達載體的構(gòu)建基因工程的核心(1)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。 (2)基因表達載體的組成 2.基因表達載體的構(gòu)建基因工程的核心(3)構(gòu)建過程 (3)構(gòu)建過程(3)構(gòu)建過程 (3)構(gòu)建過程4.目的基因的檢測與鑒定 4.目的基因的檢測與鑒定基因工程操作過程中的5個易錯點1.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,所以目的基因應(yīng)插入到啟動子與終止子之間的部位。2.基因工程操作過程中只有第三步(將目的基因?qū)胧荏w細胞)沒有堿基互補配對現(xiàn)象:如第一步人工合成DNA

6、,第二步黏性末端之間連接成重組DNA分子,第四步DNA分子雜交或mRNA分子雜交檢測目的基因。四步中都存在堿基互補配對現(xiàn)象?；蚬こ滩僮鬟^程中的5個易錯點3.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理:農(nóng)桿菌易感染植物細胞(雙子葉植物和裸子植物),其Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移并整合到受體細胞染色體的DNA上。4.標記基因的種類和作用:常見的標記基因有抗生素抗性基因、發(fā)光基因(表達產(chǎn)物為帶顏色的物質(zhì))等。標記基因的作用是篩選、檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細胞。3.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理:農(nóng)桿菌易感染植物細胞(雙子葉植物和裸子5.受體細胞的選擇:受體細胞常用植物受精卵或體細胞(經(jīng)組織培養(yǎng))、動物受精卵(一般不用體細胞)、微生物(大

7、腸桿菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素(需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌)則必須用真核生物,如酵母菌。一般不用支原體,原因是它營寄生生活;一定不能用哺乳動物成熟的紅細胞,原因是它無細胞核,也沒有核糖體等細胞器,不能合成蛋白質(zhì)。5.受體細胞的選擇:受體細胞常用植物受精卵或體細胞(經(jīng)組織培(2019重慶模擬)“雜交水稻之父”袁隆平帶領(lǐng)的海水稻團隊于2019年5月在迪拜熱帶沙漠種植的海水稻測產(chǎn)成功,最高畝產(chǎn)超過500公斤。引起全世界廣泛關(guān)注?；卮鹣铝袉栴}:(1)若培育轉(zhuǎn)基因海水稻,可將耐鹽基因?qū)敫弋a(chǎn)水稻細胞內(nèi)培育。要大量獲得耐鹽基因可采用技術(shù)。構(gòu)建的中通常含有標記基因,標記基因的作用是

8、 。答案PCR思維診斷基因表達載體鑒定并篩選出含目的基因的受體細胞(2019重慶模擬)“雜交水稻之父”袁隆平帶領(lǐng)的海水稻團隊(2)將耐鹽基因?qū)胨炯毎Ｓ玫姆椒ㄊ?檢測耐鹽基因是否在水稻細胞中轉(zhuǎn)錄成功,通常采用 技術(shù)檢測。(3)目前,以袁隆平院士為首的科研團隊利用雜種優(yōu)勢提高產(chǎn)量?；蚬こ碳夹g(shù)相對于雜交育種的突出優(yōu)點是。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù),耐鹽基因能在水稻細胞或其他細胞中成功表達的原因是。答案基因槍法mRNA雜交克服遠緣雜交不親和障礙,定向改變生物性狀密碼子具有通用性或不同生物共用一套密碼子(2)將耐鹽基因?qū)胨炯毎Ｓ玫姆椒ㄊ?檢測考點三 基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1.基因工程的應(yīng)用(1)植

9、物基因工程:培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物(如抗蟲棉)、抗病轉(zhuǎn)基因植物(如轉(zhuǎn)基因煙草)和抗逆轉(zhuǎn)基因植物(如抗寒番茄);利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)(如新花色矮牽牛)。(2)動物基因工程:用于提高動物生長速率從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量;用于改善畜產(chǎn)品的品質(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。考點三 基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1.基因工程的應(yīng)用 (3)比較基因治療與基因診斷 (3)比較基因治療與基因診斷2.蛋白質(zhì)工程(1)概念理解a.基礎(chǔ):蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系。b.操作: 基因修飾或基因合成。 c.結(jié)果: 改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出 新的蛋白質(zhì)。 d.目的:根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需

10、求,對 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計。 2.蛋白質(zhì)工程(2)操作過程從預(yù)期的蛋白質(zhì) 功能出發(fā)設(shè)計預(yù)期的 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的 氨基酸序列找到相對應(yīng)的 脫氧核苷酸序列(基因)基因表達產(chǎn)生需要的蛋白質(zhì)。其流程圖如下: (2)操作過程1.用基因工程的方法,使外源基因得到高效表達的菌類細胞株系一般稱為“工程菌”,而青霉素是誘變后的高產(chǎn)青霉菌產(chǎn)生的,不是經(jīng)過基因工程改造的工程菌產(chǎn)生的。2.用基因工程生產(chǎn)的藥品,從化學(xué)成分上分析都應(yīng)該是蛋白質(zhì)類。3.動物基因工程的實施主要是為了改善畜產(chǎn)品的品質(zhì),不是為了產(chǎn)生體型巨大的個體。4.并非所有個體都可作為乳腺生物反應(yīng)器,制備乳腺生物反應(yīng)器通常是培育出雌性個體。1.用基因

11、工程的方法,使外源基因得到高效表達的菌類細胞株系一干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì),可以用于治療病毒感染和癌癥,但體外保存相當困難。如果將干擾素分子中的一個半胱氨酸變成絲氨酸,干擾素就可以在-70 條件下保存半年,給廣大患者帶來福音。(1)蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的,因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵,依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理,設(shè)計實驗流程,讓動物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”:答案應(yīng)有的氨基酸序列思維診斷相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)期的蛋白質(zhì)功能干擾素是動物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì),可以用于治療病毒感染和癌癥(2)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較,基因工程在原則上只能生

12、產(chǎn)的蛋白質(zhì),不一定符合 的需要。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ),通過 或,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行 ,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。(3)蛋白質(zhì)工程實施的難度很大,原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的 結(jié)構(gòu)。(4)對天然蛋白質(zhì)進行改造,應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作,還是通過對基因的操作來實現(xiàn)?說明原因。答案自然界已存在人類生產(chǎn)和生活基因修飾基因合成改造空間(4)應(yīng)該通過對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)的改造。原因是:首先,任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的,改造了基因也就是改造了蛋白質(zhì),并且改造過的蛋白質(zhì)可以通過改造過的基因遺傳給下一代。如果對蛋白質(zhì)直接改造,即

13、使改造成功,被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳;其次,對基因進行改造比對蛋白質(zhì)直接進行改造要容易操作,難度要小得多(2)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較,基因工程在原則上只能生產(chǎn)題型一 限制酶的選擇【典例】下圖為培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的兩種思路,請據(jù)圖回答問題: 題型一 限制酶的選擇(1)與思路2相比,思路1的優(yōu)點是篩選出的目的植株 。(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒時,需要使用的限制酶是 ,還需要使用的工具酶是。(3)圖中過程獲取的完整的重組質(zhì)粒,除了圖中標出的特殊DNA片段外,還應(yīng)該有 等部分;過程常用的方法是 ;過程常用的試劑為 ;培育獲取棉株2 或棉株4采用的生物學(xué)技術(shù)是。(4)為檢測棉株3、棉株4的抗蟲特性,常

14、使用的方法是 。能穩(wěn)定遺傳(是純合子)EcoR 和BamHDNA連接酶標記基因(和復(fù)制原點)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法秋水仙素植物組織培養(yǎng)接種害蟲,觀察棉株是否有抗蟲能力答案解析(1)與思路2相比,思路1的優(yōu)點是篩選出的目的植株 【解析】(1)思路1是采用單倍體育種方法,結(jié)合基因工程,培育出目的植株,與思路2相比,該方法的優(yōu)點是目的植株是純合子,能穩(wěn)定遺傳。(2)據(jù)圖分析,如果用Sma酶切割目的基因,會破壞目的基因,因此用圖中的質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組DNA分子時,不能使用Sma酶切割,只能選用EcoR和BamH切割目的基因和運載體,還需要使用的工具酶是DNA連接酶。(3)過程是構(gòu)建基因表達載體,即重組質(zhì)粒。

15、基因表達載體中除了具有目的基因、啟動子和終止子之外,還需具有標記基因和復(fù)制原點等;過程是將目的基因?qū)胧荏w細胞,受體細胞是植物細胞,常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;棉株2是單倍體幼苗的外植體經(jīng)過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的,是單倍體;過程常用的試劑為秋水仙素,使植株2細胞中染色體數(shù)目加倍,獲得純合體植株3。(4)檢測棉株3、棉株4的抗蟲特性,常使用的方法是接種害蟲,觀察棉株是否有抗蟲能力?！窘馕觥?1)思路1是采用單倍體育種方法,結(jié)合基因工程,培育限制酶的選擇原則限制酶的選擇原則1.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Pst,不能選擇Sma。(

16、2)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和EcoR兩種限制酶切割目的基因。1.根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點確定限制酶的種類2.根據(jù)質(zhì)粒的特點確定限制酶的種類(1)所選限制酶要與切割目的基因的限制酶具有相同的黏性末端。(2)質(zhì)粒作為載體必須具備標記基因、復(fù)制原點等,所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu),應(yīng)至少含有一個完好的標記基因,如圖乙中限制酶pst因其會破壞標記基因而不宜選擇。(3)所選限制酶,其切點應(yīng)位于啟動子與終止子之間,如圖乙中Hind會破壞啟動子,EcoR會破壞終止子,而Nde、Xba及BamH切出的切口可讓目的基

17、因嵌入啟動子與終止子之間;若質(zhì)粒上標出了T-DNA片段,則所選限制酶切點應(yīng)位于T-DNA片段中。2.根據(jù)質(zhì)粒的特點確定限制酶的種類下圖1為用Pvu限制酶切下的某目的基因及其上DNA片段示意圖;圖2為三種質(zhì)粒示意圖。圖2中AP為氨芐青霉素抗性基因,Tc為四環(huán)素抗性基因,圖中還顯示了EcoR、Pvu等限制酶及其切割的位點與復(fù)制原點的距離。復(fù)制原點是在基因組上復(fù)制起始的一段序列,是指質(zhì)粒在受體細胞中復(fù)制時的起點。對點練下圖1為用Pvu限制酶切下的某目的基因及其上DNA片段示意(1)組成片段D的基本骨架與細胞膜的基本骨架相同的元素是 。(2)圖2中質(zhì)粒A、質(zhì)粒C能否作為理想的目的基因運載體? (填“能

18、”或“否”),請說明理由_ 。(3)重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入受體細胞的概率一般僅為10-7,用質(zhì)粒B構(gòu)建重組質(zhì)粒,為了篩選出導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌,在導(dǎo)入完成后,將所有大腸桿菌分別放在含有四環(huán)素和氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng),大腸桿菌在兩種培養(yǎng)基上的生長狀況不可能的是 ,可能性最大的是 。(4)若想在山羊的乳汁中收獲上述目的基因的表達產(chǎn)物,則需要將重組質(zhì)粒導(dǎo)入山羊的(填細胞)中。C、H、O、P否質(zhì)粒A缺少標記基因;質(zhì)粒C用切割目的基因的限制酶切割時,復(fù)制原點會被限制酶切割,會影響重組質(zhì)粒的自主復(fù)制在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上能正常生長,在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上不能正常生長在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基和含四環(huán)素的培養(yǎng)基

19、上都不能正常生長受精卵答案解析(1)組成片段D的基本骨架與細胞膜的基本骨架相同的元素是【解析】(1)脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成DNA片段D的基本骨架,脫氧核糖由C、H、O三種元素組成,組成磷酸的元素是H、P、O;磷脂雙分子層構(gòu)成細胞膜的基本骨架,磷脂分子是由C、H、O、N、P組成的;可見,組成片段D的基本骨架與細胞膜的基本骨架相同的元素是C、H、O、P。(2)分析圖2可知:質(zhì)粒A缺少標記基因,質(zhì)粒C用切割目的基因的限制酶切割時,復(fù)制原點會被限制酶切割,進而影響重組質(zhì)粒的自主復(fù)制,所以質(zhì)粒A、質(zhì)粒C均不能作為理想的目的基因運載體。(3)用質(zhì)粒B構(gòu)建重組質(zhì)粒,當用切割目的基因的限制酶(Pvu)切割

20、時,Tc(四環(huán)素抗性基因)遭到破壞,而AP(氨芐青霉素抗性基因)結(jié)構(gòu)完好,因此在重組質(zhì)粒導(dǎo)入完成后,將所有大腸桿菌分別放在含有四環(huán)素和氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng),大腸桿菌在兩種培養(yǎng)基上的生長狀況不可能的是在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上能正常生長,在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上不能正常生長。因重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入受體細胞的概率一般僅為10-7,所以生長狀況可能性最大的是在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基和含四環(huán)素的培養(yǎng)基上都不能正常生長。(4)若想在山羊的乳汁中收獲上述目的基因的表達產(chǎn)物,則需要將重組質(zhì)粒導(dǎo)入山羊的受精卵中?！窘馕觥?1)脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成DNA片段D的基本骨題型二 基因工程與蛋白質(zhì)工程實例應(yīng)用【典例】(

21、2019蘭州期中)科研人員從一些荒漠植物中成功克隆抗旱功能基因,培育出抗旱、耐鹽堿和耐貧瘠能力的轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿新品系。它的研究成功,對改良與利用大面積鹽荒地,改善生態(tài)環(huán)境,促進農(nóng)牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實意義。結(jié)合所學(xué)知識回答下列問題:(1)克隆抗旱功能基因是應(yīng)用技術(shù),其原理為。(2)獲取目的基因的常用方法有從中得到,也可人工合成。PCRDNA雙鏈復(fù)制基因文庫答案題型二 基因工程與蛋白質(zhì)工程實例應(yīng)用PCRDNA雙鏈復(fù)制(3)構(gòu)建好的基因表達載體需含有目的基因、終止子、 和標記基因共五部分。(4)紫花苜蓿為雙子葉植物,常用的導(dǎo)入目的基因的方法是。(5)若進行個體水平的檢測,需將該植株栽培于 環(huán)境中,

22、以觀察其生長狀況。(6)某些地區(qū)在規(guī)劃中違背了生態(tài)工程的 原理,造成了“前面造林,后面砍林”的現(xiàn)象;我國西北土地沙化和鹽漬化非常嚴重,主要原因是超載放牧,導(dǎo)致草地退化,當?shù)氐纳a(chǎn)活動違背了生態(tài)工程的原理。答案解析啟動子復(fù)制原點農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法干旱、鹽堿和貧瘠的整體性協(xié)調(diào)與平衡(3)構(gòu)建好的基因表達載體需含有目的基因、終止子、【解析】(1)題目中“克隆”的是基因,可采用PCR技術(shù),原理是DNA雙鏈復(fù)制。(2)獲取目的基因的常用方法是從基因文庫中獲得,也可以人工合成。(3)基因表達載體的組成包括目的基因、終止子、啟動子、標記基因和復(fù)制原點共五部分。(4)將目的基因?qū)腚p子葉植物常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法

23、。(5)從個體水平上的檢測,要篩選出抗旱、耐鹽堿和耐貧瘠能力的植株,需將該植株栽培于干旱、鹽堿和貧瘠的環(huán)境中,以觀察其生長狀況。(6)“前面造林,后面砍林”的現(xiàn)象違背了生態(tài)工程中的整體性原理;我國西北土地沙化和鹽漬化非常嚴重,原因有多種,其中一個主要原因是超載放牧導(dǎo)致草地退化,該事實主要違背了生態(tài)工程的協(xié)調(diào)與平衡原理?！窘馕觥?1)題目中“克隆”的是基因,可采用PCR技術(shù),原理下圖是科學(xué)家利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素的部分過程。請結(jié)合相關(guān)知識回答問題:對點練下圖是科學(xué)家利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素的部分過程。請結(jié)合相關(guān)知(1)除圖示方法獲得目的基因(人胰島素基因)外,還可通過的方法獲得目的基因。(2)

24、圖中所獲得的人胰島素基因在大腸桿菌中不能表達,需要質(zhì)粒為其提供_等調(diào)控因子;質(zhì)粒含有一個或多個 切割位點,供目的基因插入其中;質(zhì)粒上還含有,供重組DNA的鑒定和選擇。(3)圖中切割人胰島素基因和質(zhì)粒的酶(酶A)相同,其目的是 。將重組DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌前,常需用處理大腸桿菌,使其成為感受態(tài)細胞。(4)由于大腸桿菌中沒有 等結(jié)構(gòu),其內(nèi)合成的人胰島素沒有活性,需要經(jīng)過再加工。人工合成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體子、終止子啟動限制酶標記基因獲得相同的黏性末端或平末端Ca2+答案解析(1)除圖示方法獲得目的基因(人胰島素基因)外,還可通過【解析】(1)獲取目的基因的方法除題圖所示方法外,還有人工合成法。(2)

25、圖中所獲得的人胰島素基因由于不含啟動子和終止子,因此需要運載體質(zhì)粒提供。質(zhì)粒上還應(yīng)含有一個或多個限制酶切割位點,供目的基因插入其中;質(zhì)粒上還含有標記基因,供重組DNA的鑒定和選擇。(3)用同一種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒,以便獲得相同的末端。將重組DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌前,需用Ca2+處理大腸桿菌,使其成為感受態(tài)細胞。(4)由于大腸桿菌中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu),其內(nèi)合成的人胰島素沒有活性,需要經(jīng)過再加工?！窘馕觥?1)獲取目的基因的方法除題圖所示方法外,還有人工合題型三 PCR技術(shù)的應(yīng)用【典例】PCR技術(shù)是分子生物學(xué)實驗室里的一種常規(guī)技術(shù)手段,其原理是利用DNA的半保留復(fù)制,在試管中進行DN

26、A的人工復(fù)制(如圖所示),在很短的時間內(nèi),將DNA擴增幾百萬倍甚至幾十億倍,使實驗室所需要的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。回答下列問題:題型三 PCR技術(shù)的應(yīng)用(1)PCR的全稱是 ,94 高溫使DNA雙鏈打開,這一步是打開 鍵,稱為。而這一過程在細胞內(nèi)是通過酶實現(xiàn)的。(2)當溫度降低時,引物與模板端結(jié)合,在 的作用下,引物沿模板延伸,此過程中原料是 ,其還可以提供。(3)PCR技術(shù)的必要條件除模板、原料、ATP、酶以外,至少還需要三個條件,即液體環(huán)境、適宜的和,前者由PCR儀自動調(diào)控,后者則靠來維持。(4)DNA的復(fù)制需要引物,其主要原因是_。引物的實質(zhì)是 ,若將1個DNA分子拷貝10次,則

27、需要在緩沖溶液中至少加入個引物。多聚酶鏈式反應(yīng)氫變性解旋3熱穩(wěn)定DNA聚合酶dATP、dTTP、dCTP、dGTP能量溫度pH緩沖液DNA的復(fù)制不能從頭開始,DNA聚合酶只能從引物的3端延伸DNA鏈單鏈RNA或者單鏈DNA分子211-2答案解析(1)PCR的全稱是 ,94 高溫使D【解析】打開DNA雙鏈需破壞堿基對間的氫鍵;引物的游離端為5端,即DNA合成時從新鏈的53端延伸,故引物需與模板的3端結(jié)合;PCR所用液體環(huán)境需保障適宜的溫度和pH,其pH可借助緩沖液維持;DNA復(fù)制不能從頭開始,故必須提供引物。在DNA分子擴增時,需要2種引物,由于新合成的鏈都需要引物作為復(fù)制的起點,故所需的引物數(shù)

28、目等于新合成的DNA鏈的數(shù)目,即2210-2=211-2?！窘馕觥看蜷_DNA雙鏈需破壞堿基對間的氫鍵;引物的游離端為51.生物體內(nèi)DNA復(fù)制與PCR的區(qū)別2021屆-一輪復(fù)習(xí)-人教版-基因工程-課件(94張)2.PCR中需要兩種引物(分別與DNA的兩條鏈結(jié)合),每合成一個子鏈就需要一個引物,若一個DNA分子擴增N次則需要引物2N2-2個。2.PCR中需要兩種引物(分別與DNA的兩條鏈結(jié)合),每合成下圖1表示含目的基因的DNA片段,圖2表示質(zhì)粒(已知Pst、EcoR和Hind三種限制酶切割后產(chǎn)生的黏性末端都不相同)。請回答下列問題:對點練(1)已知DNA合成時總是從子鏈的5端向3端延伸。利用PC

29、R技術(shù)以圖1中的DNA片段為模板擴增目的基因,需要的引物有 (從A、B、C、D四種單鏈DNA片段中選擇)。上述過程中,經(jīng)過次循環(huán)后會產(chǎn)生雙鏈等長的目的基因片段。B、C3答案下圖1表示含目的基因的DNA片段,圖2表示質(zhì)粒(已知Pst(2)要保證目的基因能與圖2中的質(zhì)粒連接,要將(2)中選出的兩種引物的5端分別添加上 兩種限制酶的識別序列。在此基礎(chǔ)上,對擴增的目的基因和質(zhì)粒都用這兩種限制酶處理,待基因表達載體構(gòu)建完成后,加入含大腸桿菌的轉(zhuǎn)化液中。請簡述從中分離出含該重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落的操作思路: (3)從DNA分子結(jié)構(gòu)分析,上述操作用到的工具酶作用的共同點是_ 。Pst、EcoR將轉(zhuǎn)化液接種

30、在加入四環(huán)素的固體培養(yǎng)基上,在適宜條件下培養(yǎng)一段時間,待長出菌落后,用無菌紙將菌落中的菌按標記好的方位印在含有青霉素的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng),最后篩選出在四環(huán)素中能長出菌落而印到青霉素的培養(yǎng)基上卻不能長出菌落對應(yīng)部位的菌。于磷酸二酯鍵,但不作用氫鍵都作用答案解析(2)要保證目的基因能與圖2中的質(zhì)粒連接,要將(2)中選出的【解析】(1)已知DNA合成時方向總是從子鏈的5端向3端延伸,組成DNA分子的兩條鏈是反向平行的。因此,利用PCR技術(shù)以圖1中的DNA片段為模板擴增目的基因,需要的引物有B、C;DNA復(fù)制具有半保留復(fù)制的特點,由此可推知在利用PCR技術(shù)擴增目的基因時,經(jīng)過3次循環(huán)后會產(chǎn)生雙鏈等長的目

31、的基因片段。(2)圖2中的質(zhì)粒上有三種限制酶切點,其中Pst、EcoR切割抗青霉素基因,Hind切割抗四環(huán)素基因。為了保證重組質(zhì)粒至少有一個標記基因,在兩種引物的5端分別添加上Pst、EcoR這兩種限制酶的識別序列。重組質(zhì)粒中含有抗四環(huán)素基因而不含抗青霉素基因,所以選擇在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上能生長而在含有青霉素的培養(yǎng)基上不能生長的大腸桿菌。(3)基因工程中用到的是限制酶和DNA連接酶,這兩種酶作用的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵。【解析】(1)已知DNA合成時方向總是從子鏈的5端向3端基礎(chǔ)題自查基礎(chǔ)1.(2019全國卷) 基因工程中可以通過PCR技術(shù)擴增目的基因。回答下列問題。(1)基因工程中所用的目的

32、基因可以人工合成,也可以從基因文庫中獲得。基因文庫包括和。(2)生物體細胞內(nèi)的DNA復(fù)制開始時,解開DNA雙鏈的酶是 ,在體外利用PCR技術(shù)擴增目的基因時,使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是 ,上述兩個解鏈過程的共同點是破壞了DNA雙鏈分子中的。(3)目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是 。答案基因組文庫解析cDNA文庫解旋酶Taq 酶熱穩(wěn)定性高,而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下失活A(yù)加熱至9095 氫鍵基礎(chǔ)題自查基礎(chǔ)1.(2019全國卷) 基因工程中可以通過【解析】本題考查基因工程的相關(guān)知識,考查考生的理解能力。(1)基因工程中可以提取細胞的全部基因,

33、也可以以細胞中的mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄獲得,前者含有全部基因,稱為基因組文庫,后者只含有部分基因,稱為cDNA文庫。(2)生物體內(nèi)DNA復(fù)制時,首先要解開DNA雙鏈,該過程中所需的酶是解旋酶,PCR技術(shù)擴增目的基因時,要高溫處理,通過高溫加熱至9095使模板DNA解鏈為單鏈,DNA雙鏈解鏈為單鏈的過程中破壞的化學(xué)鍵是氫鍵。(3)PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是PCR過程需要在高溫下進行,Taq酶熱穩(wěn)定性高,而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下失活?！窘馕觥勘绢}考查基因工程的相關(guān)知識,考查考生的理解能力。(12.(2019天津卷)B基因存在于水稻基因組中,其僅在體細胞(2

34、n)和精子中正常表達,但在卵細胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究B基因表達對卵細胞的影響,設(shè)計了如下實驗。據(jù)圖回答:2.(2019天津卷)B基因存在于水稻基因組中,其僅在體細(1)B基因在水稻卵細胞中不轉(zhuǎn)錄,推測其可能的原因是卵細胞中 。(單選) A.含B基因的染色體缺失B. DNA聚合酶失活C. B基因發(fā)生基因突變D. B基因的啟動子無法啟動轉(zhuǎn)錄(2)從水稻體細胞或中提取總RNA,構(gòu)建文庫,進而獲得B基因編碼蛋白的序列。將該序列與Luc基因(表達的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光)連接成融合基因(表達的蛋白質(zhì)能保留兩種蛋白質(zhì)各自的功能),然后構(gòu)建重組表達載體。 答案D精子cDNA(1)B基因在水稻卵細胞中不轉(zhuǎn)錄

35、,推測其可能的原因是卵細胞中(3)在過程、轉(zhuǎn)化篩選時,過程中T-DNA整合到受體細胞染色體DNA上,過程在培養(yǎng)基中應(yīng)加入卡那霉素。 (4)獲得轉(zhuǎn)基因植株過程中,以下鑒定篩選方式正確的是 。(多選) A.將隨機斷裂的B基因片段制備成探針進行DNA分子雜交B.以Luc基因為模板設(shè)計探針進行DNA分子雜交C.以B基因編碼蛋白的序列為模板設(shè)計探針與從卵細胞提取的mRNA雜交D.檢測加入熒光素的卵細胞中是否發(fā)出熒光(5)從轉(zhuǎn)基因植株未成熟種子中分離出胚,觀察到細胞內(nèi)僅含一個染色體組,判定該胚是由未受精的卵細胞發(fā)育形成的,而一般情況下水稻卵細胞在未受精時不進行發(fā)育,由此表明 。 答案解析BCDB基因表達能

36、使卵細胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成胚(3)在過程、轉(zhuǎn)化篩選時,過程中T-DNA整合到【解析】(1)通過題干信息可知,在體細胞和精子中存在B基因,說明含B基因的染色體未缺失,也沒有發(fā)生基因突變,A、C錯誤;基因表達過程中的轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶,不是DNA聚合酶,B錯誤;B基因在卵細胞中不能轉(zhuǎn)錄,可能是B基因的啟動子在卵細胞中不能啟動轉(zhuǎn)錄,D正確。(2)通過題干信息可知,水稻的體細胞和精子中B基因可表達,故可從水稻的體細胞和精子中提取RNA。通過逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生DNA,從而構(gòu)建cDNA文庫,進而獲得B基因編碼蛋白的序列。(3)圖示過程表示篩選含有目的基因的重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌,圖示中質(zhì)粒有抗卡那霉素標記基因和抗潮霉

37、素標記基因,如果選擇培養(yǎng)基中加入的是卡那霉素,起作用的是抗卡那霉素標記基因。過程表示將篩選出含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌的T-DNA整合到水稻細胞染色體DNA上?！窘馕觥?1)通過題干信息可知,在體細胞和精子中存在B基因,(4)獲得轉(zhuǎn)基因植株,鑒定篩選方式有:a.DNA分子雜交技術(shù),即以Luc基因為模板設(shè)計探針進行DNA分子雜交,A錯誤、B正確;b.用標記的目的基因作探針與mRNA雜交,即以B基因編碼蛋白的序列為模板設(shè)計探針與從卵細胞中提取的mRNA雜交,C正確;c.檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),通過(2)可知B基因與Luc基因連接形成B-Luc融合基因,即可通過檢測加入熒光素的卵細胞中是否發(fā)出熒光來

38、確定Luc基因是否表達,D正確;故選BCD。(5)當從轉(zhuǎn)基因植株未成熟種子中分離出胚,觀察到細胞內(nèi)僅含有一個染色體組,推斷該胚是由未受精的卵細胞發(fā)育形成的,而一般情況下水稻卵細胞在未受精時不進行發(fā)育,由此表明B基因表達能使卵細胞不經(jīng)受精作用直接發(fā)育成胚。(4)獲得轉(zhuǎn)基因植株,鑒定篩選方式有:a.DNA分子雜交技術(shù)3.(2019江蘇卷)圖1是某基因工程中構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程示意圖,載體質(zhì)粒P0具有四環(huán)素抗性基因(tetr)和氨芐青霉素抗性基因(ampr)。請回答下列問題:圖13.(2019江蘇卷)圖1是某基因工程中構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程(1)EcoR V酶切位點為 ,EcoRV酶切出來的線性載體P1為

39、末端。 (2)用Taq DNA聚合酶進行PCR擴增獲得的目的基因片段,其兩端各自帶有一個腺嘌呤脫氧核苷酸。載體P1用酶處理,在兩端各添加了一個堿基為的脫氧核苷酸,形成P2;P2和目的基因片段在 酶作用下,形成重組質(zhì)粒P3。 答案平胸腺嘧啶(T)DNA連接(1)EcoR V酶切位點為 ,EcoRV酶切出來的線性載體答案(3)為篩選出含有重組質(zhì)粒P3的菌落,采用含有不同抗生素的平板進行篩選,得到A、B、C三類菌落,其生長情況如下表(“+”代表生長,“-”代表不生長)。根據(jù)表中結(jié)果判斷,應(yīng)選擇的菌落是(填下表中字母)類,另外兩類菌落質(zhì)粒導(dǎo)入情況分別是、。BA類菌落含有P0C類菌落未轉(zhuǎn)入質(zhì)粒答案(3)

40、為篩選出含有重組質(zhì)粒P3的菌落,采用含有不同抗生素答案解析(4)為鑒定篩選出的菌落中是否含有正確插入目的基因的重組質(zhì)粒,擬設(shè)計引物進行PCR鑒定。圖2所示為甲、乙、丙3條引物在正確重組質(zhì)粒中的相應(yīng)位置,PCR鑒定時應(yīng)選擇的一對引物是。某學(xué)生嘗試用圖中另外一對引物從某一菌落的質(zhì)粒中擴增出了400 bp片段,原因是。 圖2乙丙目的基因反向連接答案解析(4)為鑒定篩選出的菌落中是否含有正確插入目的基因的【解析】(1)根據(jù)題意分析,EcoRV酶識別的序列是GATATC,并且兩條鏈都在中間的T與A之間進行切割,因此其切出來的線性載體P1為平末端。(2)依題意并據(jù)圖分析,目的基因兩側(cè)為黏性末端,且露出的堿

41、基為A,則在載體P1的兩端需要加一個含有堿基T的脫氧核苷酸,以便形成具有黏性末端的載體P2,再用DNA連接酶將P2與目的基因連接起來形成重組質(zhì)粒P3。(3)根據(jù)以上分析可知,限制酶(EcoR V酶)切割后破壞了四環(huán)素抗性基因,但是沒有破壞氨芐青霉素抗性基因,因此含有重組質(zhì)粒P3的菌落在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中不能生長,而在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中能生長,結(jié)合表格分析可知,應(yīng)該選擇B類菌落。根據(jù)表格分析,A類菌落在氨芐青霉素和四環(huán)素的培養(yǎng)基中都能夠生長,說明其導(dǎo)入的是P0;C類菌落在任何抗生素的培養(yǎng)基中都不能生長,說明其沒有導(dǎo)入任何質(zhì)粒?！窘馕觥?1)根據(jù)題意分析,EcoRV酶識別的序列是GAT(4

42、)據(jù)圖分析,根據(jù)目的基因插入的位置和PCR技術(shù)的原理分析,PCR鑒定時應(yīng)該選擇的一對引物是乙和丙;根據(jù)題意和圖形分析,某同學(xué)用圖中的另外一對引物(甲、乙)從某一菌落的質(zhì)粒中擴增出了400 bp的片段,說明其目的基因發(fā)生了反向連接。(4)據(jù)圖分析,根據(jù)目的基因插入的位置和PCR技術(shù)的原理分析4.(2018全國卷)回答下列問題:(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細胞中進行了表達。該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外,還證明了_ (答出兩點即可)。(2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2+參與的方法導(dǎo)入大腸桿菌細胞,而體外重組的噬菌體DNA通常需

43、與 組裝成完整噬菌體后,才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細胞。在細菌、心肌細胞、葉肉細胞中,可作為重組噬菌體宿主細胞的是 。答案重組的質(zhì)?？梢赃M入體細胞;真核生物基因可在原核細胞中表達體外轉(zhuǎn)化外殼蛋白(或答噬菌體蛋白)細菌4.(2018全國卷)回答下列問題:答案重組的質(zhì)?？梢赃M(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內(nèi)表達時,表達出的蛋白質(zhì)可能會被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解,在實驗中應(yīng)選用的大腸桿菌作為受體細胞,在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加的抑制劑。答案解析蛋白酶缺陷型蛋白酶(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內(nèi)表達時,表達出【解析】(1)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重

44、組后導(dǎo)入大腸桿菌細胞中進行了表達,該過程證明了體外重組的質(zhì)?？梢赃M入體細胞,真核生物基因可在原核細胞中表達等。(2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2+參與的轉(zhuǎn)化方法導(dǎo)入大腸桿菌細胞。體外重組的噬菌體DNA通常需與外殼蛋白組裝成完整的噬菌體后,才能通過侵染的方法將重組噬菌體DNA導(dǎo)入受體細胞。噬菌體只能侵染細菌,而不能寄生在其他細胞中,因此可作為重組噬菌體宿主細胞的是細菌。(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內(nèi)表達時,表達出的蛋白質(zhì)可能會被降解,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)純化的過程中應(yīng)添加蛋白酶的抑制劑?！窘馕觥?1)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因

45、與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿5.(2018全國卷)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。5.(2018全國卷)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍回答下列問題:(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

46、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)生綠色熒光細胞的移入牛的中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。E1和E4甲的完整甲與載體正確連接轉(zhuǎn)錄翻譯細胞核去核卵母細胞答案回答下列問題:E1和E4甲的完整甲與載體正確連接轉(zhuǎn)錄翻譯細胞(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(xué)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。答案解析核DNA(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(xué)用P【解析】(1)要保證目的基因在受體細胞中

47、能夠正確表達,目的基因的首端應(yīng)有啟動子,尾端應(yīng)有終止子。甲是將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5末端而獲得的L1-GFP融合基因,據(jù)此結(jié)合題意并分析題圖可知:該團隊在將甲插入質(zhì)粒P0時,如果用E2或E3,則目的基因不完整,而使用E1和E4這兩種限制酶進行酶切則保證了甲的完整,而且也保證了甲與載體正確連接,因此,使用的兩種限制酶是E1和E4。(2)構(gòu)建的真核表達載體P1中含有GFP基因,而GFP基因的表達產(chǎn)物某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光。因此若在導(dǎo)入P1的牛皮膚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表達,基因的表達過程包括轉(zhuǎn)錄和翻

48、譯。(3)若要獲得含有甲的牛,可采用核移植技術(shù),即將能夠產(chǎn)生綠色熒光細胞的細胞核移入牛的去核卵母細胞中獲得重組細胞,并將該重組細胞在體外培養(yǎng)成重組胚胎,再經(jīng)過胚胎移植等獲得含有甲的牛?！窘馕觥?1)要保證目的基因在受體細胞中能夠正確表達,目的基(4)PCR是多聚酶鏈式反應(yīng)的縮寫,是一種在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。若利用PCR方法檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中,則應(yīng)分別以該牛不同組織細胞中的核DNA作為PCR模板。(4)PCR是多聚酶鏈式反應(yīng)的縮寫,是一種在生物體外復(fù)制特定6.(2018天津卷)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(xué)家在2017年發(fā)明了一

49、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。答案PCR多肽(或蛋白質(zhì))6.(2018天津卷)甲型流感病毒為RNA病毒,易引起流感(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)物的反密碼子能與(1)中的終止密碼子配對結(jié)合,并

50、可攜帶一個非天然氨基酸(Uaa)。將該基因與連接后導(dǎo)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(dǎo)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)。A.病毒的DNA聚合酶 B.宿主的DNA聚合酶 C.病毒的RNA聚合酶 D.宿主的RNA聚合酶答案載體總RNA非天然氨基酸(Uaa)D(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

51、(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。細胞答案解析(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【解析】(1)PCR技術(shù)是體外酶促合成特異DNA片段的一種方法,由高溫變性、低溫退火(復(fù)性)及適溫延伸等反應(yīng)組成一個周期,循環(huán)進行,使目的DNA得以迅速擴增,具有特異性強、靈敏度高、操作簡便、省時等特點。因此以病毒RNA為模板,逆轉(zhuǎn)錄成對應(yīng)cDNA后,可利用PCR技術(shù)擴增。由于將DNA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

52、終止密碼子的序列,因此肽鏈合成提前終止,這樣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多肽(或蛋白質(zhì)),因此不能產(chǎn)生子代病毒。 (2)基因工程的核心步驟為基因表達載體的構(gòu)建,將該基因與載體連接后才能導(dǎo)入宿主細胞。檢測目的基因是否成功表達上述tRNA時,利用核酸分子雜交技術(shù),即用相應(yīng)的DNA探針與宿主細胞的總RNA分子進行雜交鑒定,進而篩選獲得成功表達上述tRNA的轉(zhuǎn)基因宿主細胞?！窘馕觥?1)PCR技術(shù)是體外酶促合成特異DNA片段的一種方(3)因為設(shè)計的宿主細胞具有能合成一種特殊tRNA的基因,其產(chǎn)物的反密碼子能與(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),

53、因此可在補加非天然氨基酸(Uaa)的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng),篩選出宿主細胞。進而利用該宿主細胞,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。因為轉(zhuǎn)錄在宿主細胞內(nèi)進行,且啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,因此需要使用宿主細胞的RNA聚合酶。(4)不具侵染性的流感病毒滅活疫苗,不能侵入細胞內(nèi)部,只能引起體液免疫,產(chǎn)生相應(yīng)的抗體與記憶細胞,而題中子代病毒疫苗能夠侵入細胞,引起細胞免疫。(3)因為設(shè)計的宿主細胞具有能合成一種特殊tRNA的基因,其7.(2019海南卷)人的T細胞可以產(chǎn)生某種具有臨床價值的蛋白質(zhì)(Y),該蛋白質(zhì)由一條多肽鏈組成。目前可以利用現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)Y?；卮鹣铝袉栴}

54、。(1)若要獲得Y的基因,可從人的T細胞中提取作為模板,在催化下合成cDNA,再利用技術(shù)在體外擴增獲得大量Y的基因。(2)將目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ玫姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。若將上述所得Y的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的中,得到含目的基因的重組Ti質(zhì)粒,則可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將該基因?qū)肽撤N植物的葉肉細胞中。若該葉肉細胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了能穩(wěn)定表達Y的愈傷組織,則說明Y的基因已經(jīng) 。逆轉(zhuǎn)錄酶答案綜合題挑戰(zhàn)綜合mRNAT-DNA整合到葉肉細胞染色體DNA上PCR7.(2019海南卷)人的T細胞可以產(chǎn)生某種具有臨床價值的(3)天然的Y通常需要在低溫條件下保存。假設(shè)將Y的第6位氨基酸甲改變?yōu)榘被嵋铱商岣咂錈?/p>

55、穩(wěn)定性,若要根據(jù)蛋白質(zhì)工程的原理對Y進行改造以提高其熱穩(wěn)定性,具體思路是 .答案解析找到第6位氨基酸中的堿基所在的基因位置,參照密碼子表,將第6位氨基酸甲的堿基替換為氨基酸乙的堿基 。(3)天然的Y通常需要在低溫條件下保存。假設(shè)將Y的第6位氨基【解析】基因工程的操作步驟:獲取目的基因(基因文庫獲取、PCR、人工合成等);構(gòu)建基因表達載體(含目的基因、標記基因、啟動子、終止子、復(fù)制原點);把目的基因?qū)胧荏w細胞(動物顯微注射法;植物農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法;微生物鈣離子處理法);目的基因的檢測和鑒定(分子水平和個體水平)。(1)由于人的T細胞可以產(chǎn)生蛋白質(zhì)Y,要獲得Y的基因,可從人的

56、T細胞中提取mRNA作為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下,利用四種游離的脫氧核苷酸合成cDNA,再利用PCR技術(shù)(體外擴增DNA的技術(shù))在體外擴增獲得大量Y的基因?！窘馕觥炕蚬こ痰牟僮鞑襟E:獲取目的基因(基因文庫獲取、PC(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中,T-DNA可以攜帶目的基因轉(zhuǎn)移至受體細胞,并整合到受體細胞的的染色體DNA上,故需要Y的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA中得到含目的基因的重組Ti質(zhì)粒,把含目的基因的重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入到農(nóng)桿菌中,再讓含目的基因的農(nóng)桿菌侵染植物的葉肉細胞。若該葉肉細胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了能穩(wěn)定表達Y的愈傷組織,則說明Y的基因已經(jīng)整合到葉肉細胞染色體DNA上。(3)蛋白質(zhì)工程需要

57、從預(yù)期的蛋白質(zhì)的功能出發(fā),設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),推出相應(yīng)的氨基酸序列,找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列,故對Y進行改造以提高其熱穩(wěn)定性,需要找到第6位氨基酸中的堿基所在的基因位置,參照密碼子表,將第6位氨基酸甲的堿基替換為氨基酸乙的堿基。(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中,T-DNA可以攜帶目的基因轉(zhuǎn)移至受體細8.(2018海南卷)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(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將一種甜蛋白基因成功導(dǎo)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_ 。受傷的釋放出大量酚

58、類物質(zhì),可吸引農(nóng)桿菌移向這些細胞葉片傷口處的細胞答案8.(2018海南卷)甜蛋白是一種高甜度的特殊蛋白質(zhì)。為了(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 11,則說明甜蛋白基因已經(jīng)整合到(填 “核基因組”“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

59、導(dǎo)入受體細胞、目的基因的檢測與鑒定。因此,基因工程的含義可概括為_ _ 。甜蛋白基因核基因組莖尖按照人們的愿望進行設(shè)計,并通過體外重組和轉(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答案解析(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【解析】(1)用農(nóng)桿菌感染時,應(yīng)優(yōu)先選用黃瓜受傷的葉片與含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌共培養(yǎng),理由是葉片傷口處的細胞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)

60、之比為11,結(jié)果顯示該對性狀的遺傳符合孟德爾定律,說明甜蛋白基因已經(jīng)整合到核基因組中。(3)因分裂旺盛的幼嫩細胞中尚未遭病毒侵染,以其作為外植體進行組織培養(yǎng),可以獲得脫毒苗。要以該轉(zhuǎn)基因作物為材料,應(yīng)選擇莖尖等部位的細胞進行組織培養(yǎng)。【解析】(1)用農(nóng)桿菌感染時,應(yīng)優(yōu)先選用黃瓜受傷的葉片與含重9.(2018江蘇卷)為生產(chǎn)具有特定性能的-淀粉酶,研究人員從某種海洋細菌中克隆了-淀粉酶基因(1656個堿基對),利用基因工程大量制備-淀粉酶,實驗流程見下圖。請回答下列問題:9.(2018江蘇卷)為生產(chǎn)具有特定性能的-淀粉酶,研究(1)利用PCR技術(shù)擴增-淀粉酶基因前,需先獲得細菌的 。(2)為了便于