2023版高考生物二輪復(fù)習(xí)7.1基因工程和細(xì)胞工程講義

2020版高考生物二輪復(fù)習(xí)7.1基因工程和細(xì)胞工程講義PAGE74-第1講基因工程和細(xì)胞工程根底自查明晰考位[縱引橫連建網(wǎng)絡(luò)]提醒：特設(shè)長(zhǎng)句作答題，訓(xùn)練文字表達(dá)能力[邊角掃描全面清]提醒：判斷正誤并找到課本原話1．基因工程的相關(guān)判斷(1)攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選必須通過分子檢測(cè)(×)(2)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定必須通過分子檢測(cè)(×)(3)一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的脫氧核苷酸序列(√)(4)用限制性核酸內(nèi)切酶可以切割煙草花葉病毒的核酸(×)(5)每個(gè)重組質(zhì)粒至少含有一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)(√)(6)自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上，屬于基因工程(×)(7)轉(zhuǎn)抗蟲基因的植物，不會(huì)導(dǎo)致昆蟲群體抗性基因頻率增加(×)(8)重組質(zhì)粒與探針能進(jìn)行分子雜交是因?yàn)镈NA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接(×)(9)應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測(cè)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(dá)(×)(10)動(dòng)物的生長(zhǎng)激素基因轉(zhuǎn)入植物后不能表達(dá)(×)2．細(xì)胞工程的相關(guān)判斷(1)產(chǎn)生抗人白細(xì)胞介素-8抗體的雜交瘤細(xì)胞的篩選必須通過分子檢測(cè)(√)(2)21三體綜合征的診斷必須通過分子檢測(cè)(×)(3)培育草莓脫毒苗所采用的主要技術(shù)是組織培養(yǎng)(√)(4)去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁和將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞均需酶處理(√)(5)乳腺細(xì)胞比乳腺癌細(xì)胞更容易進(jìn)行離體培養(yǎng)(×)(6)培養(yǎng)保存接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞(×)(7)動(dòng)物雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生單克隆抗體表達(dá)了細(xì)胞的全能性(×)(8)體細(xì)胞雜交技術(shù)可用于克隆動(dòng)物和制備單克隆抗體(×)(9)單克隆抗體技術(shù)可用于治療老年癡呆癥(√)(10)細(xì)胞核移植主要在同種動(dòng)物、同種組織的細(xì)胞之間進(jìn)行(×)考點(diǎn)梳理整合突破整合考點(diǎn)20基因工程和細(xì)胞工程[考點(diǎn)突破固考基]1．理清基因工程3種操作工具的作用與特點(diǎn)限制酶DNA連接酶載體作用切割目的基因和載體拼接DNA片段形成重組DNA分子攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞作用部位兩核苷酸的脫氧核糖與磷酸間形成的磷酸二酯鍵作用特點(diǎn)(條件)(1)識(shí)別特定的核苷酸序列；(2)在特定位點(diǎn)上切割DNA分子(1)E·coliDNA連接酶只能連接黏性末端；(2)T4DNA連接酶能連接黏性末端和平末端(1)能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復(fù)制；(2)有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)；(3)具有特殊的標(biāo)記基因2.掌握基因工程的操作步驟(1)目的基因的獲取途徑：方法具體操作直接別離從自然界已有的物種中別離，如從基因文庫中獲取人工合成化學(xué)合成核苷酸序列的較小基因，直接利用DNA合成儀用化學(xué)方法合成，不需要模板反轉(zhuǎn)錄法以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下人工合成PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈，引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合，然后在熱穩(wěn)定性DNA聚合酶作用下延伸(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建——重組質(zhì)粒的構(gòu)建：①表達(dá)載體的組成：目的基因＋啟動(dòng)子＋終止子＋標(biāo)記基因＋復(fù)制原點(diǎn)。②啟動(dòng)子和終止子：?jiǎn)?dòng)子是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄；終止子是終止轉(zhuǎn)錄的位點(diǎn)。③基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法(用Ca2＋處理)受體細(xì)胞受精卵、體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定：類型步驟檢測(cè)內(nèi)容方法結(jié)果顯示分子檢測(cè)第一步目的基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞DNA分子雜交技術(shù)(DNA和DNA之間)是否成功顯示出雜交帶第二步目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA分子雜交技術(shù)(DNA和mRNA之間)是否成功顯示出雜交帶第三步目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)抗原—抗體雜交是否成功顯示出雜交帶個(gè)體水平鑒定做抗蟲或抗病的接種實(shí)驗(yàn)，以確定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進(jìn)行活性比擬，以確定功能是否相同3.圖解記憶蛋白質(zhì)工程(填圖)4．理清植物細(xì)胞工程兩大技術(shù)5．比擬并把握細(xì)胞工程的幾個(gè)流程圖細(xì)胞工程技術(shù)技術(shù)過程圖示植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞的融合單克隆抗體的制備核移植6.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的特殊條件歸納(1)胰蛋白酶或膠原蛋白酶的使用：首先用胰蛋白酶處理動(dòng)物的器官或組織，以制備單細(xì)胞懸液；培養(yǎng)過程中發(fā)生接觸抑制時(shí)，同樣需要用胰蛋白酶再次使細(xì)胞分散開。(2)防止雜菌污染的措施：培養(yǎng)液及培養(yǎng)用具滅菌處理；參加一定量的抗生素；定期更換培養(yǎng)液。(3)特殊的營(yíng)養(yǎng)條件：①液體培養(yǎng)基；②參加動(dòng)物血清、血漿等；③通入氧氣以滿足代謝的需要；④通入二氧化碳以維持培養(yǎng)液的pH。7．澄清容易混淆的三種細(xì)胞——雜種細(xì)胞、重組細(xì)胞和雜交細(xì)胞(1)雜種細(xì)胞：植物體細(xì)胞雜交過程中，兩種細(xì)胞去掉細(xì)胞壁之后形成的原生質(zhì)體融合，融合的原生質(zhì)體出現(xiàn)細(xì)胞壁之后形成的細(xì)胞叫雜種細(xì)胞。(2)重組細(xì)胞：體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核卵母細(xì)胞之后形成的細(xì)胞叫重組細(xì)胞。(3)雜交細(xì)胞：動(dòng)物細(xì)胞融合形成的細(xì)胞常稱為雜交細(xì)胞。[題組集訓(xùn)提考能]題組一高考分類練明考向類型1翻閱教材，原味品高考1．[2022·全國卷Ⅱ]植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。答復(fù)以下問題。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術(shù)的特點(diǎn)有________________________(答出2點(diǎn)即可)。(2)通過組織培養(yǎng)技術(shù)，可把植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成胚狀體，再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如下圖)，這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長(zhǎng)。人工種皮具備透氣性的作用是____________________________________。人工胚乳能夠?yàn)榕郀铙w生長(zhǎng)提供所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、__________________和________________等幾類物質(zhì)。(3)用脫毒苗進(jìn)行繁殖，可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的________________進(jìn)行組織培養(yǎng)。(4)植物組織培養(yǎng)技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個(gè)完整植株的根本程序是________________________________________________________________________(用流程圖表示)。解析：此題借助植物細(xì)胞工程實(shí)際應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，考查綜合運(yùn)用能力。試題通過比照獲得植物新個(gè)體的不同途徑，表達(dá)了對(duì)科學(xué)探究素養(yǎng)中的結(jié)果分析要素的考查。(1)植物微型繁殖可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，還可以高效、快速、大量繁殖。(2)人工種皮具備透氣性，可以保證胚狀體進(jìn)行有氧呼吸時(shí)對(duì)氧的需求；人工胚乳應(yīng)該含有植物激素、礦質(zhì)元素和糖等物質(zhì)，保證胚狀體的正常生長(zhǎng)。(3)植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少，可以切取莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗。(4)獲得轉(zhuǎn)基因植株，首先要通過細(xì)胞的脫分化過程，培養(yǎng)出愈傷組織，再對(duì)愈傷組織繼續(xù)培養(yǎng)，誘導(dǎo)分化形成小植株。答案：(1)能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快(2)有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用礦質(zhì)元素糖(3)莖尖(4)含目的基因的細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(培養(yǎng)))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(誘導(dǎo)分化))小植株[高考VS,教材][人教選修3]P38[人教選修3]P40[人教選修3]P39[人教選修3]P422．[2022·全國卷Ⅲ]培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如下圖。答復(fù)以下問題。(1)利用胡蘿卜根段進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有________________________________________________________________________。(2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，原因是________________________________________。(3)從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基，其原因是________________________________。在新的培養(yǎng)基上愈傷組織通過細(xì)胞的________________過程，最終可形成試管苗。(4)步驟⑥要進(jìn)行照光培養(yǎng)，其作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株，一般可保持原品種的________________，這種繁殖方式屬于________________繁殖。解析：此題借助胡蘿卜根組織塊的組織培養(yǎng)的相關(guān)知識(shí)，考查考生理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生物學(xué)問題的能力；試題通過對(duì)組織培養(yǎng)流程的分析考查了科學(xué)思維素養(yǎng)。(1)植物細(xì)胞具有全能性，利用已分化的植物細(xì)胞通過植物組織培養(yǎng)可以培養(yǎng)成完整植株。(2)形成層細(xì)胞分化程度低，全能性較高，更容易誘導(dǎo)形成愈傷組織，進(jìn)而獲得完整植株。(3)愈傷組織的形成和試管苗的分化需要不同的生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素比例，因此誘導(dǎo)愈傷組織的形成階段到分化階段需要不同的培養(yǎng)基。愈傷組織通過再分化過程，最終可形成試管苗。(4)葉綠素的形成需要光，試管苗的發(fā)育也需要光，因此試管苗的誘導(dǎo)階段需要光照。(5)通過植物組織培養(yǎng)獲得植株，屬于無性繁殖的一種，可以保持原品種的遺傳特性。答案：(1)全能性(或答：形成完整植株所需的全部基因)(2)形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織(3)誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同分化(或答：再分化)(4)誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用(5)遺傳特性無性[高考VS,教材][人教選修3]P33[人教選修3]P35[人教選修3]P383．[2022·全國卷Ⅰ，38][生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題]答復(fù)以下問題：(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(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)。該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外，還證明了________________________(答出兩點(diǎn)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(xì)胞；而體外重組的噬菌體DNA通常需與_____________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(xì)胞。在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中，可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是______________。(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時(shí)，表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會(huì)被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用______________的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加________的抑制劑。解析：(1)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(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)，該過程證明了體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞，真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá)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(xì)胞；體外重組的噬菌體DNA通常需與蛋白質(zhì)外殼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(xì)胞；噬菌體侵染的是細(xì)菌，而不能寄生在其它細(xì)胞中，因此可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是細(xì)菌。(3)假設(shè)要使蛋白質(zhì)不被降解，那么大腸桿菌體內(nèi)不能存在蛋白酶，因此，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用蛋白酶缺陷型的大腸桿菌作為受體細(xì)胞。同理，在蛋白質(zhì)純化過程中，也不能使蛋白質(zhì)降解，因此，應(yīng)添加蛋白酶抑制劑。答案：(1)體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入體細(xì)胞；真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá)(2)轉(zhuǎn)化外殼蛋白(或噬菌體蛋白)細(xì)菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶[高考VS,教材][人教選修3]P3[人教選修3]P134．[2022·全國卷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(duì)應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡(jiǎn)稱蛋白A)。答復(fù)以下問題：(1)某同學(xué)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(xì)胞卻未得到蛋白A，其原因是__________________________。(2)假設(shè)用家蠶作為表達(dá)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)假設(shè)要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。因?yàn)榕c家蠶相比，大腸桿菌具有__________________(答出兩點(diǎn)即可)等優(yōu)點(diǎn)。(4)假設(shè)要檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測(cè)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(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要奉獻(xiàn)，也可以說是基因工程的先導(dǎo)，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________________________。解析：(1)基因A的編碼區(qū)中有內(nèi)含子，在真核生物細(xì)胞內(nèi)把內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄形成的RNA切除，而原核生物細(xì)胞內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄后不切除，轉(zhuǎn)錄后直接參與表達(dá)，所以翻譯形成的蛋白質(zhì)不是蛋白A。(2)由于噬菌體是專性寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒，無法侵染到真核生物家蠶細(xì)胞內(nèi)，所以不能用噬菌體作為運(yùn)載體。而家蠶屬于昆蟲，故可用昆蟲病毒作為運(yùn)載體。(3)大腸桿菌作為受體菌是因?yàn)槠渚哂蟹敝持芷诙?、易培養(yǎng)等特點(diǎn)。(4)檢測(cè)目的基因是否表達(dá)通常用抗原－抗體雜交技術(shù)。(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要奉獻(xiàn)，證明了生物的遺傳物質(zhì)是DNA，還為基因工程理論的建立提供了啟示，這一啟示是DNA可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體。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(duì)應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達(dá)出蛋白A(2)噬菌體噬菌體的宿主是細(xì)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(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體[高考VS,教材][人教選修3]P13[人教選修3]P25．[2022·全國卷Ⅲ，38，節(jié)選]編碼蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五個(gè)片段組成，編碼蛋白乙和丙的序列由序列甲的局部片段組成，如圖1所示。圖1圖2答復(fù)以下問題：(3)現(xiàn)通過基因工程方法獲得了甲、乙、丙三種蛋白，要鑒定這三種蛋白是否具有刺激T淋巴細(xì)胞增殖的作用，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：將一定量的含T淋巴細(xì)胞的培養(yǎng)液平均分成四組，其中三組分別參加等量的蛋白甲、乙、丙，另一組作為對(duì)照，培養(yǎng)并定期檢測(cè)T淋巴細(xì)胞濃度，結(jié)果如圖2。①由圖2可知：當(dāng)細(xì)胞濃度到達(dá)a時(shí)，添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細(xì)胞濃度不再增加，此時(shí)假設(shè)要使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖，可采用的方法是________。細(xì)胞培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度，CO2的作用是________。②僅根據(jù)圖1、圖2可知，上述甲、乙、丙三種蛋白中，假設(shè)缺少________(填“A〞“B〞“C〞“D〞或“E〞)片段所編碼的肽段，那么會(huì)降低其刺激T淋巴細(xì)胞增殖的效果。解析：(3)①當(dāng)細(xì)胞濃度到達(dá)a時(shí)，添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細(xì)胞濃度不再增加，可能是由于發(fā)生了接觸抑制，可用胰蛋白酶處理貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞，制成細(xì)胞懸液分瓶繼續(xù)傳代培養(yǎng)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中，CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH。②對(duì)照分析圖1和圖2可知，能刺激T淋巴細(xì)胞增殖的甲和乙中都含有C片段，而對(duì)T淋巴細(xì)胞增殖促進(jìn)作用很弱的丙中沒有C片段，據(jù)此可知，假設(shè)缺少C片段所編碼的肽段，那么會(huì)降低其刺激T淋巴細(xì)胞增殖的效果。答案：(3)①進(jìn)行細(xì)胞傳代培養(yǎng)維持培養(yǎng)液的pH②C[高考VS,教材][人教選修3]P45[人教選修3]P46【借題發(fā)揮】理清教材，突破高考的瓶頸——長(zhǎng)句描述類題型問題1：?jiǎn)?dòng)子與起始密碼、終止子與終止密碼有何區(qū)別？答案：?jiǎn)?dòng)子、終止子分別位于目的基因首端與尾端，它們均為DNA片段，而起始密碼、終止密碼均位于mRNA上，它們是由DNA轉(zhuǎn)錄而來，為RNA序列。問題2：切割目的基因和載體必須均使用同一種限制酶切割嗎？答案：不一定。目的基因和載體可以使用同一種限制酶，也可使用不同限制酶，只要切割后產(chǎn)生的黏性末端能夠發(fā)生“互補(bǔ)配對(duì)〞即可。問題3：為何用未受精卵母細(xì)胞作細(xì)胞核移植的受體細(xì)胞？答案：①營(yíng)養(yǎng)豐富。②體積大，易操作。③含有刺激已分化的細(xì)胞核恢復(fù)分裂能力的物質(zhì)。問題4：細(xì)胞融合后，融合細(xì)胞中的染色體數(shù)、染色體組數(shù)應(yīng)如何計(jì)算？答案：體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞，不管是染色體數(shù)、基因型還是染色體組數(shù)都采用直接相加的方法。類型2整體比照歷年同類題，找共性和趨勢(shì)6．[2022·全國卷Ⅱ]幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。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(qiáng)其抗真菌病的能力。答復(fù)以下問題：(1)在進(jìn)行基因工程操作時(shí)，假設(shè)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(shí)驗(yàn)材料，原因是________________________________________________________________________。提取RNA時(shí)，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)假設(shè)要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。(4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí)，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是________________________________________________________________________。(5)假設(shè)獲得的轉(zhuǎn)基因植株(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)中心法那么分析，其可能的原因是________________________________________________________________________。解析：(1)在進(jìn)行基因工程操作時(shí)，假設(shè)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(shí)驗(yàn)材料，原因是嫩葉組織細(xì)胞易破碎。提取RNA時(shí)，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是防止RNA降解。(2)以mRNA為材料可以獲得cDNA，其原理是在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原那么可以合成cDNA。(3)假設(shè)要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，原因是目的基因無復(fù)制原點(diǎn)、目的基因無表達(dá)所需啟動(dòng)子。(4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí)，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是磷酸二酯鍵。(5)假設(shè)獲得的轉(zhuǎn)基因植株(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)中心法那么分析，其可能的原因是目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常。答案：(1)嫩葉組織細(xì)胞易破碎防止RNA降解(2)在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原那么可以合成cDNA(3)目的基因無復(fù)制原點(diǎn)；目的基因無表達(dá)所需啟動(dòng)子(4)磷酸二酯鍵(5)目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常7．[2022·全國卷Ⅰ，40]某一質(zhì)粒載體如下圖，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后，與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合，參加DNA連接酶進(jìn)行連接反響，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)粒的大腸桿菌。答復(fù)以下問題：(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的根本條件有____________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述根本條件外，還需具有啟動(dòng)子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是________________________；并且__________和________________________________________________________________________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是______________________________。在上述篩選的根底上，假設(shè)要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有__________的固體培養(yǎng)基。(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自__________。解析：(1)作為運(yùn)載體必須具備如下特點(diǎn)：①能自主復(fù)制，從而在受體細(xì)胞中穩(wěn)定保存；②含標(biāo)記基因，以供重組DNA的鑒定和選擇；③具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)以便外源DNA插入。(2)在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，只有具有Ampr的大腸桿菌才能夠生長(zhǎng)。而Ampr位于質(zhì)粒上，故未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌細(xì)胞中無Ampr，故不能在該培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，而僅含有質(zhì)粒載體的和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌均具有Ampr因而能在該培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。目的基因的插入破壞了質(zhì)粒載體的Tetr，故含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌不能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，從而與僅含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌得以區(qū)分。(3)噬菌體是病毒，無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，無法自主合成DNA，需借助宿主細(xì)胞(受體細(xì)胞)才能完成DNA復(fù)制。答案：(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(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(zhǎng)含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(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(zhǎng)四環(huán)素(3)受體細(xì)胞8．[2022·全國卷Ⅲ]圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點(diǎn)是唯一的)。根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，答復(fù)以下問題：(1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被________酶切后的產(chǎn)物連接，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)假設(shè)某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有________，不能表達(dá)的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來的酶，常見的有________和________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是________。解析：(1)由于限制酶Sau3AⅠ與BamHⅠ切割后形成的黏性末端相同，所以經(jīng)BamHⅠ酶切割得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被Sau3AⅠ酶切后的產(chǎn)物連接。(2)在基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子應(yīng)位于目的基因的首端，終止子應(yīng)位于目的基因的尾端，這樣目的基因才能順利表達(dá)。圖中甲、丙均不符合，所以不能表達(dá)目的基因的產(chǎn)物。(3)常見DNA連接酶的有E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是T4DNA連接酶。答案：(1)Sau3AⅠ兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，兩者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄(3)E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶類型3它山之石——亦可攻玉9．[2022·海南卷]人的T細(xì)胞可以產(chǎn)生某種具有臨床價(jià)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。答復(fù)以下問題。(1)假設(shè)要獲得Y的基因，可從人的T細(xì)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(kuò)增獲得大量Y的基因。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。假設(shè)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，那么可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將該基因?qū)肽撤N植物的葉肉細(xì)胞中。假設(shè)該葉肉細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了能穩(wěn)定表達(dá)Y的愈傷組織，那么說明Y的基因已經(jīng)________________________________________________________________________。(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嵋铱商岣咂錈岱€(wěn)定性，假設(shè)要根據(jù)蛋白質(zhì)工程的原理對(duì)Y進(jìn)行改造以提高其熱穩(wěn)定性，具體思路是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由于人的T細(xì)胞可以產(chǎn)生蛋白質(zhì)Y，要獲得Y的基因，可從人的T細(xì)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(kuò)增DNA的技術(shù))在體外擴(kuò)增獲得大量Y的基因。(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(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞的染色體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(xì)胞。假設(shè)該葉肉細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了能穩(wěn)定表達(dá)Y的愈傷組織，那么說明Y的基因已經(jīng)整合到葉肉細(xì)胞染色體DNA上。(3)蛋白質(zhì)工程需要從預(yù)期的蛋白質(zhì)的功能出發(fā)，設(shè)計(jì)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(duì)Y進(jìn)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。答案：(1)mRNA逆轉(zhuǎn)錄酶PCR(2)T－DNA整合到葉肉細(xì)胞染色體DNA上(3)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10．[2022·天津卷]B基因存在于水稻基因組中，其僅在體細(xì)胞(2n)和精子中正常表達(dá)，但在卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究B基因表達(dá)對(duì)卵細(xì)胞的影響，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。據(jù)圖答復(fù)：(1)B基因在水稻卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄，推測(cè)其可能的原因是卵細(xì)胞中________(單項(xiàng)選擇)。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(dòng)子無法啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄(2)從水稻體細(xì)胞或________中提取總RNA，構(gòu)建____________文庫，進(jìn)而獲得B基因編碼蛋白的序列。將該序列與Luc基因(表達(dá)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(dá)的蛋白質(zhì)能保存兩種蛋白質(zhì)各自的功能)，然后構(gòu)建重組表達(dá)載體。(3)在過程①、②轉(zhuǎn)化篩選時(shí)，過程______________中T-DNA整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，過程________________在培養(yǎng)基中應(yīng)參加卡那霉素。(4)獲得轉(zhuǎn)基因植株過程中，以下鑒定篩選方式正確的選項(xiàng)是________(多項(xiàng)選擇)。A．將隨機(jī)斷裂的B基因片段制備成探針進(jìn)行DNA分子雜交B．以Luc基因?yàn)槟０逶O(shè)計(jì)探針進(jìn)行DNA分子雜交C．以B基因編碼蛋白的序列為模板設(shè)計(jì)探針與從卵細(xì)胞提取的mRNA雜交D．檢測(cè)參加熒光素的卵細(xì)胞中是否發(fā)出熒光(5)從轉(zhuǎn)基因植株未成熟種子中別離出胚，觀察到細(xì)胞內(nèi)僅含一個(gè)染色體組，判定該胚是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成的，而一般情況下水稻卵細(xì)胞在未受精時(shí)不進(jìn)行發(fā)育，由此說明_____________________________。解析：此題借助基因工程相關(guān)知識(shí)，考查運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行推理、解釋，并作出合理判斷或得出正確結(jié)論的能力；試題通過B基因表達(dá)對(duì)卵細(xì)胞的影響表達(dá)了科學(xué)思維素養(yǎng)中的演繹與推理要素。(1)B基因的啟動(dòng)子無法啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，會(huì)導(dǎo)致B基因在水稻卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄。(2)利用水稻體細(xì)胞或精子中提取的總RNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄法構(gòu)建的基因文庫為cDNA文庫。(3)過程①需將基因表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌，所以可在培養(yǎng)基中參加卡那霉素以篩選成功導(dǎo)入了基因表達(dá)載體的農(nóng)桿菌。過程②農(nóng)桿菌感染水稻愈傷組織，農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T－DNA可整合到受體細(xì)胞染色體DNA上。(4)水稻細(xì)胞中本來就有B基因，正常植株也會(huì)出現(xiàn)雜交帶，故A錯(cuò)誤；B、D選項(xiàng)是檢測(cè)Luc基因及其產(chǎn)物，B、D正確；C選項(xiàng)檢測(cè)對(duì)象是卵細(xì)胞中mRNA，基因的表達(dá)具有選擇性，故正常水稻植株卵細(xì)胞中無B基因的mRNA，C正確。(5)一般情況下，水稻卵細(xì)胞在未受精時(shí)不能發(fā)育成胚，而轉(zhuǎn)基因植株未受精的卵細(xì)胞能發(fā)育成胚，說明B基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成胚。答案：(1)D(2)精子cDNA(3)②①(4)BCD(5)B基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成胚11．[2022·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(qǐng)答復(fù)以下問題：(1)EcoRV酶切位點(diǎn)為，EcoRV酶切出來的線性載體P1為________末端。(2)用TaqDNA聚合酶進(jìn)行PCR擴(kuò)增獲得的目的基因片段，其兩端各自帶有一個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸。載體P1用酶處理，在兩端各添加了一個(gè)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。(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(jìn)行篩選，得到A、B、C三類菌落，其生長(zhǎng)情況如下表(“＋〞代表生長(zhǎng)，“－〞代表不生長(zhǎng))。根據(jù)表中結(jié)果判斷，應(yīng)選擇的菌落是________(填表中字母)類，另外兩類菌落質(zhì)粒導(dǎo)入情況分別是______________________、________________________。菌落類型平板類型ABC無抗生素＋＋＋氨芐青霉素＋＋－四環(huán)素＋－－氨芐青霉素＋四環(huán)素＋－－(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(jì)引物進(jìn)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(shí)應(yīng)選擇的一對(duì)引物是________。某學(xué)生嘗試用圖中另外一對(duì)引物從某一菌落的質(zhì)粒中擴(kuò)增出了400bp片段，原因是________________________________________________________________________。解析：此題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生的理解能力和獲取信息能力。(1)EcoRV酶切位點(diǎn)在酶所識(shí)別序列的中心軸線處，切割后產(chǎn)生的是平末端。(2)DNA連接酶對(duì)平末端的連接效率較低，因此通常要將平末端改造成黏性末端后再進(jìn)行連接。由于目的基因片段的兩端各自帶一個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原那么，處理后的質(zhì)粒兩端需要各添加一個(gè)堿基為胸腺嘧啶的脫氧核苷酸；要將處理后的質(zhì)粒與目的基因連接起來，需要用DNA連接酶。(3)由于四環(huán)素抗性基因中含有EcoRV酶識(shí)別的序列及切割位點(diǎn)，所以形成的重組質(zhì)粒中四環(huán)素抗性基因已經(jīng)被破壞，而氨芐青霉素抗性基因正常。根據(jù)表中結(jié)果可知，A菌落抗氨芐青霉素和四環(huán)素，說明A菌落中導(dǎo)入的是P0質(zhì)粒；B菌落抗氨芐青霉素而不抗四環(huán)素，說明B菌落中導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒；C菌落既不抗氨芐青霉素，也不抗四環(huán)素，說明C菌落中沒有導(dǎo)入質(zhì)粒。(4)由于處理后的P0質(zhì)粒的兩個(gè)末端都含一個(gè)胸腺嘧啶的脫氧核苷酸，而目的基因片段的兩端各自帶一個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸，所以目的基因在和P0質(zhì)粒連接時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況：正向連接和反向連接。分析圖2可知，理論上可以選擇的引物組合有甲和丙、乙和丙兩種情況。如果選擇甲和丙這對(duì)引物，那么無論目的基因是否正確插入，擴(kuò)增的片段都是50bp＋300bp＋100bp＝450bp，不符合要求；如果選擇乙和丙這對(duì)引物，正向連接和反向連接后所得結(jié)果不同，所以應(yīng)選擇乙和丙這對(duì)引物進(jìn)行PCR鑒定。如果目的基因和P0質(zhì)粒反向連接，那么引物乙會(huì)出現(xiàn)在重組質(zhì)粒的外側(cè)，此時(shí)假設(shè)參加引物甲和乙，那么可以擴(kuò)增出300bp＋100bp＝400bp的片段。答案：(1)平(2)胸腺嘧啶(T)DNA連接(3)BA類菌落含有P0C類菌落未轉(zhuǎn)入質(zhì)粒(4)乙丙目的基因反向連接[命題揭秘]從近五年高考統(tǒng)計(jì)看，課標(biāo)卷對(duì)基因工程考查明顯多于其他工程技術(shù)，考查角度側(cè)重于基因工程的工具及其特點(diǎn)，基因工程操作程序尤其是基因表達(dá)載體的構(gòu)建與目的基因檢測(cè)、鑒定。課標(biāo)卷對(duì)細(xì)胞工程的考查僅次于基因工程，考查內(nèi)容多涉及動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與融合技術(shù)，體細(xì)胞核移植技術(shù)(常滲透考查胚胎工程技術(shù))及植物組織培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交技術(shù)。[命題趨勢(shì)]對(duì)選修3的考查將集中在結(jié)合科技前沿考查基因工程的根底知識(shí)，預(yù)計(jì)對(duì)考生分析問題、解決問題的能力考查將在未來受到重視；細(xì)胞工程仍會(huì)以細(xì)胞培養(yǎng)為根底，與基因工程等其他知識(shí)相結(jié)合命題的可能性比擬大；答題關(guān)鍵語句均源自教材，故精準(zhǔn)記憶教材相關(guān)內(nèi)容是解題關(guān)鍵。題組二?？碱A(yù)測(cè)練強(qiáng)能力預(yù)測(cè)一聚焦基因工程1．[2022·吉安市高三模擬]基因工程能夠賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出符合人們需要的生物類型和生物產(chǎn)品。答復(fù)以下問題：(1)“中心法那么〞是基因工程興起的根底理論之一，克里克提出的“中心法那么〞說明的遺傳信息的流動(dòng)方向是(用“→〞連接)______________________。(2)從基因文庫中提取的目的基因可通過PCR進(jìn)行擴(kuò)增，簡(jiǎn)要表達(dá)擴(kuò)增目的基因的大致過程：____________________________。在PCR過程中，兩個(gè)引物是________________________的結(jié)合位點(diǎn)，也是子鏈延伸的起點(diǎn)，dNTP在此過程中的作用是__________________。與基因組文庫相比，cDNA文庫的基因數(shù)相對(duì)要少。其原因是________________________________________________________________________。(3)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，可以使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞并插入到植物細(xì)胞染色體的DNA上，這種方法的目的是____________________。將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞采用最多的方法是顯微注射法，采用顯微注射儀直接將________________注入到受精卵細(xì)胞中。解析：(1)克里克提出的中心法那么內(nèi)容包括：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的自我復(fù)制，也可以由DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)，故克里克提出的“中心法那么〞說明的遺傳信息的流動(dòng)方向是。(2)擴(kuò)增目的基因的大致過程為：目的基因(DNA)受熱變性后解鏈為單鏈，引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合，然后在熱穩(wěn)定性DNA聚合酶作用下延伸，如此重復(fù)循環(huán)屢次。在PCR過程中，兩個(gè)引物是Taq酶的結(jié)合位點(diǎn)，也是子鏈延伸的起點(diǎn)，dNTP在此過程中的作用是提供合成DNA的原料和能量?；蚪M文庫包含了生物的所有基因，cDNA文庫是用某種生物發(fā)育的某個(gè)時(shí)期的mRNA反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的多種互補(bǔ)DNA片段，所以與基因組文庫相比，cDNA文庫的基因數(shù)相對(duì)要少。(3)目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程，稱為轉(zhuǎn)化，所以轉(zhuǎn)化的目的是使目的基因的遺傳特性在受體細(xì)胞中維持穩(wěn)定和表達(dá)。將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞之前需要先將目的基因和運(yùn)載體結(jié)合形成基因表達(dá)載體，所以將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞采用最多的方法是顯微注射法，采用顯微注射儀直接將基因表達(dá)載體注入到受精卵細(xì)胞中。答案：(1)(2)目的基因(DNA)受熱變性后解鏈為單鏈，引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合，然后在熱穩(wěn)定性DNA聚合酶作用下延伸，如此重復(fù)循環(huán)屢次Taq酶提供合成DNA的原料和能量cDNA文庫只能收集到生物發(fā)育到某時(shí)期已發(fā)生轉(zhuǎn)錄的基因，而基因組文庫能收集到全部基因(3)使目的基因的遺傳特性維持穩(wěn)定和表達(dá)基因表達(dá)載體2．[2022·安慶二模][生物——選修3：現(xiàn)代生物科技專題]我國科學(xué)家利用Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉花，培育出轉(zhuǎn)基因的抗蟲棉，對(duì)棉鈴蟲有較強(qiáng)抗性。答復(fù)以下問題：(1)從蘇云金芽孢桿菌中別離出Bt毒蛋白基因，構(gòu)建________________導(dǎo)入棉花細(xì)胞。獲得的抗蟲棉也能產(chǎn)生相同的Bt毒蛋白，從翻譯的角度分析，其原理是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)從分子水平檢測(cè)抗蟲棉是否培育成功，可以利用抗原－抗體雜交來檢測(cè)。假設(shè)有________出現(xiàn)，說明已形成Bt毒蛋白。在該檢測(cè)方法中，Bt毒蛋白屬于________________________________________________________________________。(3)從個(gè)體水平鑒定抗蟲棉是否培育成功，取一定量長(zhǎng)勢(shì)良好的轉(zhuǎn)基因棉花植株接種適量的棉鈴蟲作為實(shí)驗(yàn)組，對(duì)照組應(yīng)如何設(shè)置：________________________________________________________________________。在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，觀察并統(tǒng)計(jì)兩組棉花葉片的受損程度。獲得的抗蟲棉假設(shè)要擴(kuò)大生產(chǎn)，可以通過____________技術(shù)進(jìn)行微型繁殖。(4)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，抗蟲棉大面積種植的區(qū)域還需配套種植一定量的普通棉花，從進(jìn)化的角度分析，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)目的基因需要與載體結(jié)合構(gòu)建成基因表達(dá)的載體，再導(dǎo)入受體細(xì)胞?？瓜x棉也能產(chǎn)生相同的Bt毒蛋白，從翻譯的角度分析，其原理是所有生物共用一套遺傳密碼。(2)抗原－抗體雜交中，Bt毒蛋白為抗原，假設(shè)培育成功，產(chǎn)生的Bt毒蛋白可以與抗體結(jié)合形成雜交帶。(3)實(shí)驗(yàn)組接種棉鈴蟲給轉(zhuǎn)基因植株，那么對(duì)照組應(yīng)該接種棉鈴蟲給普通植株?？瓜x棉假設(shè)要擴(kuò)大生產(chǎn)，通過植物組織培養(yǎng)可以在室內(nèi)生產(chǎn)大量的幼苗，且遺傳物質(zhì)不會(huì)改變。(4)全部種植抗蟲棉會(huì)導(dǎo)致具有抗性的棉鈴蟲保存下來，通過多年的種植，抗性個(gè)體的比例逐年提高，抗性基因頻率也逐年提高，最終可能導(dǎo)致抗蟲棉抗蟲能力下降或失去抗蟲特性。答案：(1)基因表達(dá)載體自然界中的生物共用一套遺傳密碼(2)雜交帶抗原(3)取等量長(zhǎng)勢(shì)一致的普通棉花植株接種等量的棉鈴蟲植物組織培養(yǎng)(4)防止棉鈴蟲的抗性(抗Bt毒蛋白)基因頻率增加過快3．[2022·安徽省A10聯(lián)盟高三一模]α-1抗胰蛋白酶(α-1—AT)是人類血漿中最重要的蛋白酶抑制劑，其主要作用是保護(hù)機(jī)體正常細(xì)胞和器官不受蛋白酶的損傷，抑制感染和炎癥，維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的平衡。以下圖是以基因工程技術(shù)獲取重組α-1抗胰蛋白酶(HumanA1AT)的兩種方法。答復(fù)以下問題：(1)為獲取α-1—AT基因，可采集人的血液，提取________________________________________________________________________合成總cDNA，然后以cDNA為模板，采用PCR技術(shù)擴(kuò)增α-1—AT基因，該技術(shù)需要的酶是______________。(2)b過程中，可添加酚類化合物，其作用是________________________________________________________________________________。將α-1—AT基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞時(shí)，可用________處理細(xì)胞，使其變?yōu)楦惺軕B(tài)細(xì)胞。(3)α-1抗胰蛋白酶需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確的空間結(jié)構(gòu)才能有活性。據(jù)此推導(dǎo)，方法__________(填“Ⅰ〞或“Ⅱ〞)具有優(yōu)勢(shì)，其優(yōu)勢(shì)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)假設(shè)要檢測(cè)小麥胚乳細(xì)胞或大腸桿菌細(xì)胞中是否翻譯出HumanA1AT，可用的檢測(cè)物質(zhì)是HumanA1AT的________(填“基因〞或“抗體〞)。解析：(1)總cDNA是以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成的，所以需要提取人的總RNA或mRNA；PCR擴(kuò)增的原理是DNA復(fù)制，需要的酶是熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)。(2)b過程表示農(nóng)桿菌感染小麥?zhǔn)荏w細(xì)胞，酚類物質(zhì)可吸引農(nóng)桿菌移向小麥?zhǔn)荏w細(xì)胞，使農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上，有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化；將α-1—AT基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞時(shí)，可用Ca2＋處理細(xì)胞，使其變?yōu)楦惺軕B(tài)細(xì)胞。(3)由于大腸桿菌為原核生物，無生物膜系統(tǒng)，而小麥為真核生物，具有生物膜系統(tǒng)，故要獲取α-1抗胰蛋白酶，選擇方法Ⅰ具有優(yōu)勢(shì)，其優(yōu)勢(shì)是小麥屬于真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對(duì)初始HumanA1AT多肽進(jìn)行高效加工。(4)假設(shè)要檢測(cè)小麥胚乳細(xì)胞或大腸桿菌細(xì)胞中是否翻譯出HumanA1AT，可用抗原—抗體雜交技術(shù)，所以可用的檢測(cè)物質(zhì)是HumanA1AT的抗體。答案：(1)總RNA(或mRNA)熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)(2)吸引農(nóng)桿菌移向小麥?zhǔn)荏w細(xì)胞，有利于α-1—AT基因轉(zhuǎn)化成功Ca2＋(3)Ⅰ小麥屬于真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對(duì)初始HumanA1AT多肽進(jìn)行高效加工(4)抗體[易錯(cuò)警示]1．使用限制酶的注意點(diǎn)(1)一般用同種限制酶切割載體和目的基因。(2)不同的限制酶也能切割出相同的黏性末端。2．DNA連接酶≠DNA聚合酶DNA連接酶連接兩個(gè)DNA片段，而DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸添加到脫氧核苷酸鏈上。3．限制酶≠DNA酶≠解旋酶限制酶是切割某種特定的脫氧核苷酸序列，并使兩條鏈在特定的位置斷開；DNA酶是將DNA水解為脫氧核苷酸；解旋酶是將DNA的兩條鏈間的氫鍵翻開形成兩條單鏈。4．啟動(dòng)子、終止子(1)啟動(dòng)子(DNA片段)≠起始密碼子(RNA)。(2)終止子(DNA片段)≠終止密碼子(RNA)。預(yù)測(cè)二聚焦細(xì)胞工程4．[經(jīng)典高考]某研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測(cè)定各小鼠血清抗體的效價(jià)(能檢測(cè)出抗原抗體反響的血清最大稀釋倍數(shù))，結(jié)果如以下圖所示。假設(shè)要制備雜交瘤細(xì)胞，需取免疫后小鼠的B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目40條)，并將該細(xì)胞與體外培養(yǎng)的小鼠骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目60條)按一定比例參加試管中，再參加聚乙二醇誘導(dǎo)細(xì)胞融合，經(jīng)篩選培養(yǎng)及抗體檢測(cè)，得到不斷分泌抗A抗體的雜交瘤細(xì)胞。答復(fù)以下問題：(1)制備融合所需的B淋巴細(xì)胞時(shí)，所用免疫小鼠的血清抗體效價(jià)需到達(dá)16000以上，那么小鼠最少需要經(jīng)過________次免疫后才能有符合要求的。到達(dá)要求后的X、Y、Z這3只免疫小鼠中，最適合用于制備B淋巴細(xì)胞的是________小鼠，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)完成后，融合體系中除含有未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞外，可能還有________________________，體系中出現(xiàn)多種類型細(xì)胞的原因是________________________________________________________________________。(3)雜交瘤細(xì)胞中有________個(gè)細(xì)胞核，染色體數(shù)目最多是________條。(4)未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)屢次傳代培養(yǎng)后都不能存活，原因是__________________________。解析：(1)據(jù)圖分析，第四次注射后X、Y、Z小鼠的血清抗體效價(jià)均到達(dá)16000以上，其中小鼠Y的B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體效價(jià)最高，最適用于制備單克隆抗體。(2)融合體系中除了未融合的細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞之外，還有骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞的自身融合細(xì)胞，由于細(xì)胞膜具有流動(dòng)性，且誘導(dǎo)之后的細(xì)胞融合不具有特異性，故體系中會(huì)出現(xiàn)多種類型的細(xì)胞。(3)雜交瘤細(xì)胞形成后，小鼠的免疫B淋巴細(xì)胞核與其骨髓瘤細(xì)胞核會(huì)融合形成一個(gè)新的細(xì)胞核。小鼠的B淋巴細(xì)胞(染色體數(shù)目40條)和骨髓瘤細(xì)胞(染色體數(shù)目60條)融合后，染色體數(shù)目最多可達(dá)100條。(4)未融合的B淋巴細(xì)胞經(jīng)屢次傳代培養(yǎng)后，仍然不是能惡性增殖的細(xì)胞，同時(shí)正常細(xì)胞的分裂次數(shù)也是有限的。答案：(1)四YY小鼠的抗體效價(jià)最高(2)B淋巴細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞，骨髓瘤細(xì)胞相互融合形成的細(xì)胞細(xì)胞融合是隨機(jī)的，且融合率達(dá)不到100%(3)1100(4)不能無限增殖5．[經(jīng)典高考]甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時(shí)含有A和B的新型藥用植物。答復(fù)以下問題：(1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用________酶和________酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的________，再用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)二者融合。形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng)形成__________組織，然后經(jīng)過__________形成完整的雜種植株。這種培育技術(shù)稱為__________。(2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指________________________________________________________________________________________。假設(shè)甲與乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)這種雜交植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖。經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的______________________等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。解析：(1)該新型藥用植物是通過植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得的，要獲得有活力的原生質(zhì)體才能進(jìn)行體細(xì)胞雜交，因此首先用纖維素酶和果膠酶去掉植物的細(xì)胞壁，然后用PEG化學(xué)誘導(dǎo)劑(物理方法：離心、振動(dòng)等)誘導(dǎo)二者的原生質(zhì)體融合。然后采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得雜種植株，植物組織培養(yǎng)的主要過程是：先脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成植物體，該過程利用了植物細(xì)胞的全能性。(2)如果植物甲、乙是兩個(gè)物種，二者不能通過有性雜交產(chǎn)生可育后代，原因是甲、乙有性雜交所產(chǎn)生的后代在減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會(huì)異常，也就是存在著生殖隔離。但植物甲、乙通過植物體細(xì)胞雜交技術(shù)產(chǎn)生的后代卻是可育的，因?yàn)樵跍p數(shù)分裂過程中同源染色體能完成正常的聯(lián)會(huì)，產(chǎn)生正常的配子。由于甲、乙都是二倍體，因此，植物體細(xì)胞雜交得到的后代是異源多倍體(四倍體)。(3)人工種子生產(chǎn)不受氣候、季節(jié)和地域等因素限制，而且可以防止后代發(fā)生性狀別離等優(yōu)點(diǎn)，因此，植物細(xì)胞工程重要的應(yīng)用之一是制備人工種子，用到的核心技術(shù)是植物組織培養(yǎng)技術(shù)。將植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等材料用人工薄膜包裝后即可得到人工種子。答案：(1)纖維素果膠原生質(zhì)體愈傷再分化(分化)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(2)由受精卵發(fā)育而來體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體在減數(shù)分裂過程中，前者染色體聯(lián)會(huì)異常，而后者染色體聯(lián)會(huì)正常(3)胚狀芽、不定芽、頂芽、腋芽6．[2022·湖南省懷化市模擬]單克隆抗體特異性強(qiáng)、靈敏度高，可以大量制備，已被廣泛應(yīng)用于疾病的診斷和治療。用H7N9病毒制備單克隆抗體的流程如以下圖所示：(1)過程③常用的方法是________________________________________________________________________。(2)向小鼠體內(nèi)注射抗原蛋白，使小鼠產(chǎn)生________免疫。從小鼠體內(nèi)別離的細(xì)胞Ⅰ是________，細(xì)胞Ⅱ應(yīng)具有的特點(diǎn)是________________________________________________________________________。(3)體外培養(yǎng)細(xì)胞Ⅱ，首先應(yīng)保證其處于______________的環(huán)境中，其次需要提供充足的營(yíng)養(yǎng)和適宜的溫度等。(4)對(duì)于轉(zhuǎn)基因成功的細(xì)胞Ⅱ還要進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和________________檢測(cè)。(5)假設(shè)要預(yù)防H7N9禽流感，可用圖中的________作為疫苗。解析：(1)過程③是將重組DNA導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞，常用的方法是顯微注射技術(shù)。(2)向小鼠體內(nèi)注射抗原蛋白，其目的是使小鼠產(chǎn)生免疫反響，進(jìn)而使小鼠體內(nèi)產(chǎn)生能分泌所需抗體的已免疫的B細(xì)胞(或漿細(xì)胞)，而產(chǎn)生已免疫的B細(xì)胞(或漿細(xì)胞)的過程屬于體液免疫。從小鼠體內(nèi)別離的細(xì)胞Ⅰ能分泌抗體，因此是已免疫的B細(xì)胞(或漿細(xì)胞)。細(xì)胞Ⅱ是從細(xì)胞Ⅰ中篩選出來的、能分泌所需抗體的已免疫的B細(xì)胞(或漿細(xì)胞)；由于導(dǎo)入了無限增殖調(diào)控基因，所以細(xì)胞Ⅱ既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(3)體外培養(yǎng)細(xì)胞Ⅱ需借助動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，應(yīng)保證其處于無菌、無毒的環(huán)境中。(4)對(duì)于轉(zhuǎn)基因成功的細(xì)胞Ⅱ還要進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和(專一)抗體檢測(cè)，才能獲得足量所需要的細(xì)胞。(5)疫苗為毒性弱的抗原，因此要預(yù)防H7N9禽流感，可以用圖中的抗原蛋白作為疫苗。答案：(1)顯微注射技術(shù)(2)體液B淋巴細(xì)胞(或漿細(xì)胞)既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體(3)無菌、無毒(4)(專一性)抗體(5)抗原蛋白整合訓(xùn)練(十五)基因工程和細(xì)胞工程[全員必做題]1．[2022·河南省洛陽市統(tǒng)考]草莓營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高且有保健成效，但卻容易受到病毒的感染?？茖W(xué)家常采用兩種方法培育新品種：其一，培育無病毒組培苗；其二，將草莓輕型黃邊病毒的外殼蛋白基因(SMYELV－CP)導(dǎo)入草莓基因組中培育出轉(zhuǎn)基因抗病毒草莓。請(qǐng)分析答復(fù)以下問題：(1)假設(shè)培育無病毒組培苗，通常取植株的________進(jìn)行組織培養(yǎng)。(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因SMYELV－CP，其前提是________________________，以便根據(jù)這一序列合成引物。為維持pH根本不變，需要在PCR反響體系中參加________。(3)重組載體上應(yīng)含有特定的________(填“復(fù)制原點(diǎn)〞、“啟動(dòng)子〞或“標(biāo)記基因〞)，它能被受體細(xì)胞的________________所識(shí)別，以便于催化轉(zhuǎn)錄過程。為檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，常采用分子雜交技術(shù)，該技術(shù)的具體做法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)草莓根系分布淺蒸騰量大，對(duì)水分要求嚴(yán)格。我國西北一些地區(qū)曾大量種植草莓，但由于降雨量少，致使許多地方的草莓長(zhǎng)成半死不活狀，其失敗的原因主要是違背了________________原理。解析：(1)植物的莖尖或根尖等分生區(qū)細(xì)胞幾乎不含病毒，因此培育無病毒組培苗通常采用植株莖尖或根尖等分生區(qū)進(jìn)行組織培養(yǎng)。(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是要有一段目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。為維持pH根本不變，需要在PCR反響體系中參加緩沖液。(3)為保證目的基因的表達(dá)，重組載體上應(yīng)含有特定的啟動(dòng)子，它能被受體細(xì)胞的RNA聚合酶所識(shí)別，以便于催化轉(zhuǎn)錄過程。為檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，常采用分子雜交技術(shù)，該技術(shù)的具體做法是：從轉(zhuǎn)基因生物中提取mRNA，用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交。如果顯示出雜交帶，那么說明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mRNA。(4)我國西北一些地區(qū)曾大量種植草莓，但由于降雨量少，致使許多地方的草莓長(zhǎng)成半死不活狀，其失敗的原因主要是沒有考慮生物與環(huán)境相適應(yīng)，違背了生態(tài)工程遵循的協(xié)調(diào)與平衡原理。答案：(1)分生區(qū)附近(如莖尖)(2)要有一段目的基因的核苷酸序列緩沖液(3)啟動(dòng)子RNA聚合酶從轉(zhuǎn)基因生物中提取mRNA，用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交。如果顯示出雜交帶，那么說明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mRNA(4)協(xié)調(diào)與平衡2．[2022·安徽滁州高三期末]蘋果等果實(shí)的果肉細(xì)胞液泡中有豐富的無色的多酚類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其他一些囊泡結(jié)構(gòu)中含有多酚氧化酶(PPO)，催化多酚氧化成褐色物質(zhì)，此過程稱為果實(shí)褐變?？茖W(xué)家利用基因沉默技術(shù)培育了一種不褐變的轉(zhuǎn)基因蘋果。答復(fù)以下問題：(1)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是__________________，該方法中需將目的基因插入到農(nóng)桿菌的__________________上。(2)培育不褐變的蘋果采用的是第二代基因工程技術(shù)，導(dǎo)入的是蘋果細(xì)胞原本就有的多酚氧化酶基因(PPO基因)，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)有許多份PPO基因時(shí)，PPO基因____________________形成的mRNA之間容易形成雙鏈區(qū)而失去________________時(shí)機(jī)，從而導(dǎo)致多酚氧化酶含量大大減少?；虺聊譃檗D(zhuǎn)錄水平的沉默(TGS)和轉(zhuǎn)錄后水平的沉默(PTGS)，那么培育不褐變蘋果的轉(zhuǎn)基因沉默屬于______________(填“TGS〞或“PTGS〞)。(3)可用________________酶從蘋果基因組中切取PPO基因，也可用PCR技術(shù)從蘋果基因組中克隆出PPO基因，那么要實(shí)現(xiàn)PCR定點(diǎn)克隆DNA片段，最關(guān)鍵的是設(shè)計(jì)________________。解析：(1)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，此外還有基因槍法、花粉管通道法等；該方法中，應(yīng)該將目的基因插入到農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T－DNA(可轉(zhuǎn)移DNA)上。(2)PPO基因通過轉(zhuǎn)錄形成mRNA，假設(shè)形成的mRNA過多，相互之間容易形成雙鏈區(qū)，導(dǎo)致不能正常翻譯形成蛋白質(zhì)(多酚氧化酶)，導(dǎo)致多酚氧化酶含量大大降低；由于以上過程導(dǎo)致翻譯不能正常進(jìn)行，因此屬于轉(zhuǎn)錄后水平的沉默(PTGS)。(3)PPO基因?yàn)槟康幕?，可以利用限制酶?duì)其進(jìn)行切割；實(shí)現(xiàn)PCR定點(diǎn)克隆DNA片段的技術(shù)是PCR，該技術(shù)最關(guān)鍵是設(shè)計(jì)引物序列。答案：(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法Ti質(zhì)粒的T—DNA(2)轉(zhuǎn)錄翻譯PTGS(3)限制引物序列3．[2022·廣東省珠海市質(zhì)量監(jiān)測(cè)]α-抗胰蛋白酶可以治療肺氣腫等疾病。以下圖是科學(xué)家培育含人α-抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的轉(zhuǎn)基因山羊的流程圖，請(qǐng)答復(fù)以下相關(guān)問題：獲取mAAT基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→顯微注射導(dǎo)入山羊受精卵→形成胚胎→將胚胎移入受體母羊→發(fā)育成轉(zhuǎn)基因山羊(1)利用PCR技術(shù)對(duì)mAAT基因進(jìn)行擴(kuò)增，前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列為模板合成的________。擴(kuò)增過程中，該物質(zhì)與DNA模板鏈的3′端結(jié)合，理由是________________________________________________________________________。(2)目的基因可以直接從生物體別離得到，也可以通過人工合成獲取。請(qǐng)推測(cè)由mRNA反轉(zhuǎn)錄合成人α-抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的大致過程：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用文字和箭頭表述)。(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是________________________________________________________________________________________________。為了使mAAT基因只在山羊乳腺中表達(dá)，需要在構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)在mAAT基因前端加上在乳腺中特異性表達(dá)的________，同時(shí)還需要有標(biāo)記基因，其作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)胚胎移植中，應(yīng)選擇有________________________的個(gè)體作為受體母羊，并對(duì)受體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理。解析：(1)利用PCR技術(shù)對(duì)mAAT基因進(jìn)行擴(kuò)增，前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列為模板合成的引物。由于DNA合成時(shí)只能從3′端延伸，因此擴(kuò)增過程中，該物質(zhì)應(yīng)與DNA模板鏈的3′端結(jié)合。(2)由mRNA反轉(zhuǎn)錄合成人α-抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的大致過程：mRNAeq\o(→,\s\up7(逆轉(zhuǎn)錄酶))DNA、RNA雜交雙鏈→單鏈DNAeq\o(→,\s\up7(DNA聚合酶))人α-抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)。(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并可遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。啟動(dòng)子是轉(zhuǎn)錄過程中RNA聚合酶的識(shí)別位點(diǎn)，為了使mAAT基因只在山羊乳腺中表達(dá)，需要在構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)在mAAT基因前端加上在乳腺中特異性表達(dá)的啟動(dòng)子；標(biāo)記基因的作用是將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。(4)胚胎移植中，應(yīng)選擇有健康體質(zhì)和正常繁殖能力的個(gè)體作為受體母羊，并對(duì)受體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理。答案：(1)引物DNA合成只能從3′端延伸(2)mRNAeq\o(→,\s\up7(逆轉(zhuǎn)錄酶))DNA、RNA雜交雙鏈→單鏈DNAeq\o(→,\s\up7(DNA聚合酶))人α-抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)(3)使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并可遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用啟動(dòng)子將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(4)健康體質(zhì)和正常繁殖能力4．[2022·廣東省六校高三聯(lián)考理綜試題]我國某些地區(qū)常年干旱少雨，將小麥耐旱基因TaLEA3導(dǎo)入到不耐旱的藥用植物丹參中，可提高后者的耐旱性。答復(fù)以下問題：(1)TaLEA3基因是種子成熟后期大量表達(dá)的一類基因，請(qǐng)推測(cè)該基因所表達(dá)蛋白的主要功能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(答出兩點(diǎn)即可)(2)為確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測(cè)此再生植株中該基因的________，如果檢測(cè)結(jié)果呈陽性，再在田間試驗(yàn)中檢測(cè)植株的________是否得到提高。(3)假設(shè)用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3：1時(shí)，那么可推測(cè)該耐旱基因的整合情況是________________________________________________________________________。(4)葉綠體內(nèi)大多數(shù)基因的排列方式、轉(zhuǎn)錄與翻譯系統(tǒng)均與________(填“原核生物〞或“真核生物〞)相似，將目的基因?qū)氲饺~綠體基因組內(nèi)能防止傳統(tǒng)基因工程所帶來的基因污染，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)TaLEA3基因?qū)儆谛←溎秃祷?，其表達(dá)的蛋白質(zhì)可以保護(hù)細(xì)胞中的酶免受細(xì)胞脫水而損傷、保護(hù)細(xì)胞器如線粒體免受細(xì)胞脫水而損傷、保護(hù)細(xì)胞膜免受細(xì)胞脫水而損傷。(2)檢測(cè)耐旱基因是否正確表達(dá)，可利用抗原—抗體雜交實(shí)驗(yàn)，因此應(yīng)檢測(cè)此再生植株中該基因的表達(dá)產(chǎn)物。如果檢測(cè)結(jié)果呈陽性，還需要進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平鑒定，即需要在田間試驗(yàn)中檢測(cè)植株的耐旱性是否真正得到提高。(3)二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3：1時(shí)，說明其親本為雜合體，那么可推測(cè)一個(gè)耐旱基因整合到了不耐旱植株的一條染色體上，而另一條染色體上無耐旱基因。(4)葉綠體內(nèi)的DNA未與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體，與原核生物相似。因此葉綠體大多數(shù)基因的排列方式、轉(zhuǎn)錄與翻譯系統(tǒng)均與原核生物相似。將目的基因?qū)氲饺~綠體基因組內(nèi)能防止傳統(tǒng)基因工程所帶來的基因污染，其原因是葉綠體基因組不會(huì)進(jìn)入花粉中，隨花粉傳遞，而可能造成的“基因逃逸〞問題。答案：(1)①保護(hù)細(xì)胞中的酶免受細(xì)胞脫水而損傷；②保護(hù)細(xì)胞器如線粒體免受細(xì)胞脫水而損傷；③保護(hù)細(xì)胞膜免受細(xì)胞脫水而損傷(2)表達(dá)產(chǎn)物耐旱性(3)一個(gè)耐旱基因整合到了不耐旱植株的一條染色體上(4)原核生物葉綠體基因組不會(huì)進(jìn)入花粉中，隨花粉傳遞，而可能造成的“基因逃逸〞問題5．[2022·四川省診考]由于“人—人雜交瘤技術(shù)〞存在雜交瘤細(xì)胞體外傳代不穩(wěn)定、抗體親合力低等缺陷，目前單克隆抗體大多是鼠源性的，應(yīng)用于人體治療時(shí)存在諸多問題?？茖W(xué)家通過基因工程技術(shù)，可以最大程度降低抗體的鼠源性，降低甚至消除人體對(duì)抗體的排斥反響。答復(fù)以下問題：(1)從經(jīng)過抗原免疫個(gè)體的________細(xì)胞中提取mRNA，通過________方法獲取目的基因。將目的基因在體外大量擴(kuò)增可以采用________技術(shù)。(2)為防止目的基因與質(zhì)粒發(fā)生自身環(huán)化與隨意連接，在切割目的基因和質(zhì)粒時(shí)，應(yīng)該注意________________________________________。為了使重組質(zhì)粒更易導(dǎo)入受體菌完成轉(zhuǎn)化過程，可以采用________處理受體菌。(3)檢測(cè)受體細(xì)胞是否合成抗體的方法是________________________?；蚬こ讨苽涞膯慰古c雜交瘤技術(shù)制備的單抗相比，最突出的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________。解析：(1)獲取制備單克隆抗體的目的基因，可以從經(jīng)過抗原免疫個(gè)體的漿細(xì)胞中提取mRNA，然后通過逆轉(zhuǎn)錄的方法獲得DNA，將目的基因在體外大量擴(kuò)增可以采用PCR技術(shù)。(2)為防止目的基因與質(zhì)粒發(fā)