基因工程教學(xué)設(shè)計

高三理科生物專題復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計〔選修三專題1—3〕教學(xué)設(shè)計——第13周由11月23日至29日，主備教師、趙元河一、內(nèi)容及其解析：1、內(nèi)容：包括基因工程特殊工具的作用和特點、基因工程的操作步驟以及基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和實踐方面的作用，其中限制酶的種類和作用是該考點的難點。2、①理解細胞全能性的概念②掌握植物組織培養(yǎng)的過程③掌握植物體細胞雜交的過程eq\o\ac(○,4)簡述細胞全能性是指：已經(jīng)分化的細胞仍然具有分化成完整植株的潛能。eq\o\ac(○,5)掌握植物組織培養(yǎng)的過程3、eq\o\ac(○,1)、本節(jié)課要學(xué)的內(nèi)容動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)、動物細胞融合與單克隆抗體，其核心核移植技術(shù)。eq\o\ac(○,2)、列舉出動物細胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用。是指要掌握動物細胞融合的過程與植物原生質(zhì)體融合的原理及方法的相同點和異同點和單克隆抗體的原理和應(yīng)用。4、本節(jié)課要學(xué)的內(nèi)容體外受精和早期胚胎發(fā)育，指的是從試管牛說起、體外受精和早期胚胎培養(yǎng)。其核心是體外受精在家畜快速繁殖中的重要意義和哺乳動物體外受精技術(shù)的主要操作步驟。二、目標及其解析〔一〕目標定位：1、eq\o\ac(○,1)基因工程的原理和技術(shù)eq\o\ac(○,2)基因工程的應(yīng)用eq\o\ac(○,3)蛋白質(zhì)工程eq\o\ac(○,4)DNA的處提取與鑒定〔實驗與探究〕2、①理解細胞全能性的概念②掌握植物組織培養(yǎng)的過程③掌握植物體細胞雜交的過程3、列舉出動物細胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用4、列舉出動物細胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用5、①舉例說出胚胎移植和胚胎分割。②認同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。③關(guān)注胚胎工程的研究進展和應(yīng)用價值〔二〕．目標解析：1、①基因工程的誕生包括根底理論和技術(shù)創(chuàng)造使基因工程的實施成為可能。②基因工程的原理和技術(shù)包括基因工程特殊工具的作用和特點、基因工程的操作步驟。③基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和實踐方面的作用。④蛋白質(zhì)工程包括蛋白質(zhì)工程崛起的緣由、蛋白質(zhì)工程的根本原理、蛋白質(zhì)工程的概念。⑤DNA的處提取與鑒定〔實驗與探究〕包括實驗原理、方法步驟和考前須知。2、①簡述細胞全能性是指：已經(jīng)分化的細胞仍然具有分化成完整植株的潛能。②掌握植物組織培養(yǎng)的過程：離體植物的組織、器官、細胞完整植株。③掌握植物體細胞雜交的過程：離體的細胞不同細胞原生質(zhì)體原生質(zhì)體融合→雜種細胞→雜種植株3．eq\o\ac(○,1)列舉出動物細胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用。是指要掌握動物細胞融合的過程與植物原生質(zhì)體融合的原理及方法的相同點和異同點和單克隆抗體的原理和應(yīng)用。eq\o\ac(○,2)列舉出動物細胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用。eq\o\ac(○,3)列舉出動物細胞融合與單克隆抗體的原理和應(yīng)用。是指要掌握動物細胞融合的過程與植物原生質(zhì)體融合的原理及方法的相同點和異同點和單克隆抗體的原理和應(yīng)用。4、①舉例說出胚胎移植和胚胎分割。就是讓學(xué)生能區(qū)分胚胎移植和胚胎分割。胚胎移植指胚胎移植俗稱人工授胎或借腹懷胎。它是將動物的受精卵或早期胚胎，從供體移植到同種動物的受體內(nèi)，使其繼續(xù)發(fā)育的技術(shù)。胚胎分割移植指借助顯微操作技術(shù)或徒手操作方法切割早期胚胎成二、四等多等份再移植給受體母畜，從而獲得同卵雙胎或多胎的生物學(xué)新技術(shù)。來自同一胚胎的后代有相同的遺傳物質(zhì)，因此胚胎分割可看成動物無性繁殖或克隆的方法之一。②認同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。讓學(xué)生掌握胚胎工程的重要性。③關(guān)注胚胎工程的研究進展和應(yīng)用價值。三、問題診斷分析在本三個專題課的教學(xué)中：1、學(xué)生可能遇到的問題是限制酶的種類和作用基因工程載體需要具備的條件、目的基因獲取的方法、目的基因的檢測與鑒定，產(chǎn)生這些問題的原因是該內(nèi)容比擬抽象要解決這一問題，就要用具體的實例加以說明才能讓學(xué)生理解，其中關(guān)鍵是設(shè)置問題串，將一個個問題置于整體工程中考慮，解決問題，使該知識點得以突破。2、學(xué)生可能遇到的問題是植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術(shù)，產(chǎn)生這一問題的原因是該內(nèi)容比擬抽象要解決這一問題，就要用具體的實例加以說明才能讓學(xué)生理解，其中關(guān)鍵是設(shè)置問題串，將一個個問題置于整體工程中考慮，解決問題，使該知識點得以突破。3、學(xué)生可能遇到的問題是單克隆抗體的制備過程，產(chǎn)生這一問題的原因是該內(nèi)容比擬抽象要解決這一問題，就要用具體的實例加以說明才能讓學(xué)生理解，其中關(guān)鍵是設(shè)置問題串，將一個個問題置于整體工程中考慮，解決問題，使該知識點得以突破。4、學(xué)生可能遇到的問題胚胎移植的生理學(xué)根底，胚胎細胞的概念和別離途徑。該內(nèi)容比擬抽象要解決這一問題，就要用具體的實例加以說明才能讓學(xué)生理解，其中關(guān)鍵是設(shè)置問題串，將一個個問題置于整體工程中考慮，解決問題，使該知識點得以突破。四、教學(xué)支持條件分析每課時均用課件和教學(xué)設(shè)計及導(dǎo)學(xué)案五、教學(xué)過程設(shè)計：專題一導(dǎo)學(xué)案如下；其他專題的過程見備好的導(dǎo)學(xué)案。問題一：基因工程的誕生根底理論是什么？設(shè)計意圖：讓學(xué)生掌握基因工程的誕生根底理論?！?〕DNA是遺傳物質(zhì)的證明：1944年艾弗里等人不僅證明了DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。還證明了DNA可從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體。〔2〕沃森和克里克DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的確實立。〔3〕第一個遺傳密碼的的破譯：1963年由尼倫伯格和馬太破譯，1966年被實驗證實。問題二：使基因工程的實施成為可能的技術(shù)創(chuàng)造是什么？設(shè)計意圖：讓學(xué)生通過看書了解使基因工程的實施成為可能的技術(shù)創(chuàng)造?！?〕基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)：1967年羅思和海林斯基發(fā)現(xiàn)了細菌染色體〔擬核〕DNA外的質(zhì)粒，環(huán)形DNA具有自我復(fù)制的能力?！?〕工具酶的創(chuàng)造：1970年科學(xué)家在細菌中發(fā)現(xiàn)了第一種限制性內(nèi)切酶.多種限制酶和連接酶。以后幾年相繼發(fā)現(xiàn)了多種限制酶和連接酶。〔3〕DNA合成和測序技術(shù)的創(chuàng)造?！?〕DNA體外重組的實現(xiàn)：1972年成功地構(gòu)建了第一個體外重組DNA分子?！?〕重組DNA表達實驗的成功。〔6〕第一例轉(zhuǎn)基因動物問世：1980年，科學(xué)家首次用顯微注射技術(shù)培育出第一個轉(zhuǎn)基因小鼠，1983年，又用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲第一例轉(zhuǎn)基因煙草。〔7〕PCR技術(shù)使基因工程技術(shù)得到了進一步開展和完善的創(chuàng)造：1988年由美國科學(xué)家穆里斯〔K.Mullis〕創(chuàng)造。3.基因工程概念：又叫DNA重組技術(shù)，指按照人們的愿望，進行嚴格的設(shè)計，通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。其操作水平是在是在DNA分子水平上進行設(shè)計和施工的上進行設(shè)計和施工，操作環(huán)境是在體外。例題一：切取某種生物合成生長激素的基因，用某種方法將此基因轉(zhuǎn)移到鲇魚的受精卵中，而使鲇魚比同種個體大3～4倍，此研究遵循的原理是〔〕A．基因突變，DNA→RNA→RNA→蛋白質(zhì)B．基因工程，RNA→DNA→蛋白質(zhì)C．細胞工程，DNA→RNA→蛋白質(zhì)D．基因重組，DNA→DNA→RNA→蛋白質(zhì)【解析】此題考查的是基因工程的概念和原理，能力要求Ⅱ。目的基因進入鲇魚體內(nèi)通過DNA復(fù)制、DNA轉(zhuǎn)錄并合成蛋白質(zhì)，表現(xiàn)出一定的性狀，基因工程的原理為基因重組?！敬鸢浮緿解題技巧：此題根據(jù)題干分析可知，某種方法為轉(zhuǎn)基因技術(shù)，屬于基因工程的范疇，由此排除了A、C選項，比擬B、D選項很容易得出答案為D。變式訓(xùn)練：“將人的生長抑制素釋放因子的基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌體內(nèi)，并獲得表達，這是人類第一次獲得轉(zhuǎn)基因生物。〞此話中“表達〞的標志是指該基因在大腸桿菌體內(nèi)〔〕A．能進行DNA復(fù)制B．能進行轉(zhuǎn)錄和翻譯C．能合成人的生長抑制素釋放因子D．能合成人的生長激素【解析】解答此題應(yīng)扣緊題意，否那么易錯選B，基因的表達是通過控制蛋白質(zhì)的合成而實現(xiàn)的，題中的蛋白質(zhì)是人的生長抑制素釋放因子。【答案】C問題三：DNA重組技術(shù)的根本工具有哪些？各具有什么特點和作用？設(shè)計意圖：讓學(xué)生理解DNA重組技術(shù)的根本工具的種類特點和作用。““分子手術(shù)刀〞：.〔約4000種〕主要來源：生物。特點：能夠識別DNA特定的，切開每條鏈中的兩個之間的。大多能識別由組成的序列。DNA片段末端：兩種形式和。：DNA連接酶種類E·coliDNA連接酶：只能“縫合〞DNA片段的；T4DNA連接酶：既可“縫合〞雙鏈DNA的,又能“縫合〞雙鏈DNA。作用：將雙鏈“縫合〞起來，恢復(fù)被限制酶切開的。質(zhì)粒：是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于細菌染色體〔即擬核質(zhì)粒：是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨立于細菌染色體〔即擬核DNA〕之外，并具有能力的。病毒和λ噬菌體的衍生物等。“分子運輸車〞：載體種類質(zhì)粒特點能夠在細菌內(nèi)；具有一個至多個，供外源DNA插入；具有特殊的，供重組DNA的鑒定和選擇。質(zhì)粒載體的處理：都是在天然質(zhì)粒的根底上進行過。例題二：作為基因的運輸工具——載體，必須具備的條件之一及理由是〔〕A．能夠在宿主細胞中穩(wěn)定地保存并大量復(fù)制，以便能提供大量的目的基因B．具有多個限制酶切點，以便于目的基因的表達C．具有標記基因，以便為目的基因表達提供條件D．能夠在宿主細胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存，以便于進行篩選【解析】此題考查載體必須具備的條件，能力要求Ⅰ。作為載體要攜帶目的基因進入受體細胞并使之表達，必須能夠在宿主細胞中穩(wěn)定地保存并大量復(fù)制，以便通過復(fù)制提供大量目的基因；同時要具有標記基因，以便通過檢測標記基因是否表達來判斷目的基因是否進入了受體細胞，便于篩選；載體要具有一至多個限制酶切點，為了便于與外源基因拼接?！敬鸢浮緼解題技巧：題干的問題有兩個，就是載體必備的條件和理由，根據(jù)選項內(nèi)容進行分析，抓住前者為后者提供的作用必須對應(yīng)正確。此題要求考生必須熟悉并理解載體的條件及其對應(yīng)的作用。變式訓(xùn)練2(2023·江蘇卷)下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點,圖l、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點。請答復(fù)以下問題：(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)SmaⅠ切割前后,分別含有個游離的磷酸基團。(2)假設(shè)對圖中質(zhì)粒進行改造,插入的SmaⅠ酶切位點越多,質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越。(3)用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒,不能使用SmaⅠ切割,原因是。(4)與只使用EcoRI相比擬,使用BamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同時處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點在于可以防止。(5)為了獲取重組質(zhì)粒,將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合,并參加酶。(6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了。(7)為了從cDNA文庫中別離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白基因,將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體,然后在的培養(yǎng)基中培養(yǎng),以完成目的基因表達的初步檢測?！窘馕觥看祟}考查基因工程的限制性內(nèi)切酶的作用特點。(1)質(zhì)粒被切割前是雙鏈環(huán)狀DNA分子,所有磷酸基團參與形成磷酸二酯鍵,故不含游離的磷酸基團。從圖1可以看出,質(zhì)粒上只含有一個SmaⅠ的切點,因此被該酶切割后,質(zhì)粒變?yōu)榫€性雙鏈DNA分子,因每條鏈上含有一個游離的磷酸基團,因此切割后含有兩個游離的磷酸基團。(2)由題目可知,SmaⅠ識別的DNA序列只有G和C,而G和C之間可以形成三個氫鍵,A和T之間可以形成兩個氫鍵,所以SmaⅠ酶切位點越多,熱穩(wěn)定性就越高。(3)質(zhì)粒抗生素抗性基因為標記基因,由圖2可知,標記基因和外源DNA目的基因中均含有SmaⅠ酶切位點,都可以被SmaⅠ破壞,故不能使用該酶剪切含有目的基因的DNA。(4)只使用EcoRI,那么質(zhì)粒和目的基因兩端的黏性末端相同,用連接酶連接時,會產(chǎn)生質(zhì)粒和目的基因自身連接物,而利用BamHⅠ和HindⅢ剪切時,質(zhì)粒和目的基因兩端的黏性末端不同,用DNA連接酶連接時,不會產(chǎn)生自身連接產(chǎn)物。(5)質(zhì)粒和目的基因連接后獲得重組質(zhì)粒,該過程需要連接酶作用,故混合后參加DNA連接酶。(6)質(zhì)粒上的抗性基因為標記基因,用于鑒別和篩選含有重組質(zhì)粒的受體細胞。(7)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體后,含有重組質(zhì)粒的個體才能吸收蔗糖,因此可利用蔗糖作為唯一碳源的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)受體細胞,含有重組質(zhì)粒的細胞才能存活,不含有重組質(zhì)粒的因不能獲得碳源而死亡,從而到達篩選目的?！敬鸢浮?1)0、2(2)高(3)SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因(4)質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化(5)DNA連接(6)鑒別和篩選含有目的基因的細胞(7)蔗糖為唯一含碳營養(yǎng)物質(zhì)問題三：基因工程的根本操作程序包括幾個步驟，每個操作步驟是如何進行的？設(shè)計意圖：讓學(xué)生掌握基因工程的根本操作程序包括幾個步驟，并知道每個操作步驟的具體實施。1.目的基因的獲取〔1〕目的基因：指編碼蛋白質(zhì)的?；蚪M文庫：含有一種生物的基因組文庫：含有一種生物的基因。局部基因文庫：含有一種生物的基因，如cDNA文庫?！?〕獲取目的基因的方法從基因文庫中獲取目的基因含義：將含有某種生物的許多，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的，稱為基因文庫。種類目的基因的獲取依據(jù)基因的序列；基因的功能；基因在染色體上的位置；基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是；基因的產(chǎn)物是蛋白質(zhì)?！?〕獲取目的基因的方法〔〔2〕獲取目的基因的方法利用PCR技術(shù)擴增目的基因PCR的含義：是的縮寫，是一項在生物體外特定DNA片段的核酸合成技術(shù)，由等人于1988年創(chuàng)造。前提：目的基因的，以便合成。原理：利用.過程：目的基因DNA受熱變性后解旋為，與相應(yīng)互補序列結(jié)合，然后在作用下進行延伸，如此重復(fù)循環(huán)屢次。方式：指數(shù)擴增≈2n〔n為擴增循環(huán)的次數(shù)〕。人工合成法：假設(shè)基因較小，又，可以通過DNA合成儀直接合成?！?〕獲取目的基因的方法2.2.基因表達載體的構(gòu)建表達載體的功能〔目的〕：使目的基因在中穩(wěn)定存在，并且可以給下一代；使目的基因能夠。表達載體的主要組成目的基因：插入到載體中〔主要是質(zhì)粒載體〕；啟動子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于，它是識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄；終止子：位于，終止子；標記基因：是為鑒別受體細胞中是否含有。3.3.將目的基因?qū)胧荏w細胞轉(zhuǎn)化：目的基因進入受體細胞體內(nèi)，并且在細胞體內(nèi)維持的過程。目的基因?qū)胧荏w細胞的常用方法導(dǎo)入植物細胞方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法：是目前最常用的方法。a.農(nóng)桿菌的特點，能在自然條件下感染和植物，而對大多數(shù)植物沒有感染能力；感染植物細胞時，細菌中的Ti質(zhì)粒上的可轉(zhuǎn)移至受體細胞并整合到受體細胞的。b.轉(zhuǎn)化過程：目的基因插入→植物細胞→插入到植物細胞中上。其他：基因槍法和花粉管通道法。導(dǎo)入動物細胞方法：顯微注射技術(shù)。根本的操作程序：目的基因表達載體的.→取卵〔受精卵〕→→目的基因受精卵移植→發(fā)育成具有新性狀的動物。導(dǎo)入微生物細胞方法：氯化鈣法。早期的基因工程操作都用生物作為受體細胞。〔注意：該生物的特點和轉(zhuǎn)化過程須進行認真識記〕DNADNA分子雜交：檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了，這是能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵。DNA-mRNA分子雜交：檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出，這是檢測是否成功發(fā)揮功能作用的第一步?？乖贵w雜交：檢測目的基因是否。4.目的基因的檢測與鑒定分子水平的檢測個體生物學(xué)水平的鑒定：是否有所需遺傳特性的表現(xiàn)。總結(jié)：基因工程的根本操作流程圖：〔注意識別圖中每個小框內(nèi)的內(nèi)容，見圖〕例題三：以下獲取目的基因的方法中需要模板鏈的是〔〕①文庫中獲取目的基因②利用PCR技術(shù)擴增目的基因③反轉(zhuǎn)錄法④通過DNA合成儀利用化學(xué)方法合成A．①②③④B．①②③C．②③④D．②③【解析】此題考查的是目的基因的獲取，能力要求Ⅱ。PCR利用的是DNA雙鏈復(fù)制原理，即雙鏈DNA之間的氫鍵翻開，變成單鏈DNA，作為聚合反響的模板；反轉(zhuǎn)錄法是以目的基因轉(zhuǎn)錄成的mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，先反轉(zhuǎn)錄形成互補的單鏈DNA，再合成雙鏈DNA；①④那么不需要模板?！敬鸢浮緿解題技巧：組合選擇題在解題時，可用直接法，也可用排除法。直接法為根據(jù)題目要求，先分析供組合項中與題意相符的工程，然后直接進行組合，再直接選出正確選項；如果ABCD四個選項中組合數(shù)少于供組合項，且有明顯科學(xué)性錯誤或不符合題意的供選項，用排除法更快，如此題中的①④明顯不符合題意，可很快排除掉ABC三個選項。變式訓(xùn)練3：基因工程是在DNA分子水平上進行設(shè)計施工的，在基因工程操作的根本步驟中，不用進行堿基互補配對的是〔〕A．人工合成目的基因B．目的基因與載體結(jié)合C．將目的基因?qū)胧荏w細胞D．目的基因的檢測和表達【解析】此題易錯選A，人工合成目的基因可直接用DNA合成儀合成，也可反轉(zhuǎn)錄合成，原理均為堿基互補配對。【答案】C問題四：基因工程應(yīng)用在哪些方面？設(shè)計意圖：讓學(xué)生了解基因工程的應(yīng)用?！菜摹郴蚬こ痰膽?yīng)用〔〔四〕基因工程的應(yīng)用〔Ⅱ〕植物基因工程：抗蟲轉(zhuǎn)基因植物；抗病轉(zhuǎn)基因植物；抗逆轉(zhuǎn)基因植物；改進植物品質(zhì)。四大轉(zhuǎn)基因植物：大豆、玉米、棉花、油菜。動物基因工程：提高動物生長速度；改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)；生產(chǎn)藥物〔乳腺生物反響器或稱乳房生物反應(yīng)器〕；作器官移植的供體?；蚬こ趟幬铮河棉D(zhuǎn)基因的工程菌生產(chǎn)，包括細胞因子、抗體、疫苗、激素等?；蛑委煟后w外基因治療和體內(nèi)基因治療。能源和環(huán)境等方面。例題四：基因工程技術(shù)在培育抗旱植物用于開展沙漠農(nóng)業(yè)和沙漠改造方面顯示了良好的前景，荷蘭一家公司將大腸桿菌中的海藻糖合成酶基因?qū)胫参铩踩缣鸩?、馬鈴薯等〕中并獲得有效表達，使“工程植物〞增強耐旱性和耐寒性?！?〕根據(jù)材料的表述，使“工程植物〞增強耐旱性和耐寒性的根本操作步驟是：①，②，③，④?！?〕基因表達的含義是?！?〕寫出酶基因在植物體內(nèi)的表達過程〔4〕基因工程操作過程的工具是、、?！窘馕觥看祟}通過基因工程應(yīng)用于增強植物的抗逆性，綜合考查了基因工程的根本操作程序、DNA重組技術(shù)的根本工具和基因工程的原理，能力要求為Ⅱ?！?〕考查基因工程的根本操作步驟；〔2〕考查基因工程的原理中基因表達的概念，基因表達即基因控制蛋白質(zhì)的合成；〔3〕基因表達包括基因的轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的合成；〔4〕考查基因重組技術(shù)的根本工具?！敬鸢浮俊?〕①海藻糖合成酶基因的獲??；②基因表達載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)胫参锛毎虎苣康幕虻臋z測與鑒定?！?〕基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成蛋白質(zhì)，表達出相應(yīng)的性狀。〔3〕海藻糖合成酶基因mRNA海藻糖合成酶〔4〕限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、〔基因進入受體細胞的〕載體。解題技巧：此題綜合性較強，要求考生要熟悉掌握基因工程的根本操作程序和所用工具的功能，并且能在具體情景中應(yīng)用，另外要注意與必修相關(guān)原理結(jié)合起來復(fù)習(xí)。變式訓(xùn)練4(2023·海南卷改編)利用基因工程可以獲得轉(zhuǎn)基因牛,從而改進奶牛的某些性狀。基因工程的四個根本操作步驟是、基因表達載體的構(gòu)建、和。假設(shè)要獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中含有人干擾素,那么所構(gòu)建的基因表達載體必須包括：某種牛乳腺分泌蛋白基因及其啟動子、、、和復(fù)制原點等。將該基因表達載體導(dǎo)入受體細胞所采用的方法是(填“顯微注射法〞或“農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法〞),為獲得能大量產(chǎn)生人干擾素的轉(zhuǎn)基因牛,該基因表達載體應(yīng)導(dǎo)入的受體細胞是(填“受精卵〞或“乳腺細胞〞)。【答案】獲取目的基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細胞目的基因的檢測與鑒定人干擾素基因(或目的基因)終止子標記基因顯微注射法受精卵問題五：蛋白質(zhì)工程興起的緣由是什么？蛋白質(zhì)工程的根本原理是什么？蛋白質(zhì)工程的概念是什么？設(shè)計意圖：通過與基因工程的比擬，掌握基因蛋白質(zhì)工程的緣由、根本原理和概念?！参濉车鞍踪|(zhì)工程的崛起〔〔五〕蛋白質(zhì)工程的崛起〔Ⅰ〕蛋白質(zhì)工程崛起的緣由：基因工程在原那么上是生產(chǎn)自然界蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要，卻完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要，故可能需進行改造。蛋白質(zhì)工程的根本原理：預(yù)期的蛋白質(zhì)功能→.→推測應(yīng)有的氨基酸序列→.。蛋白質(zhì)工程的概念：又稱。是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。蛋白質(zhì)工程的進展和前景：〔略〕例題五：蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是〔〕A．改造蛋白質(zhì)B．改造mRNAC．改造基因D．改造氨基酸【解析】此題考查蛋白質(zhì)工程的概念和根本原理，能力要求Ⅰ。蛋白質(zhì)工程的目標是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定要求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計。由于基因決定蛋白質(zhì)，因此，要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造，最終還必須通過基因來完成。蛋白質(zhì)工程是在基因工程的根底上，延伸出來的第二代基因工程。【答案】C解題技巧：注意對蛋白質(zhì)工程根本內(nèi)容的識記，兼顧必修內(nèi)容中的中心法那么知識。容易造成失誤的是把蛋白質(zhì)工程當成了直接改造蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，要特別注意理解“第二代基因工程〞的含義。變式訓(xùn)練5：以下關(guān)于蛋白質(zhì)工程的表達中，錯誤的選項是〔〕A．蛋白質(zhì)工程的實現(xiàn)需要多學(xué)科技術(shù)的參與B．蛋白質(zhì)工程創(chuàng)造出了新的基因C．蛋白質(zhì)工程又稱為第二代基因工程D．蛋白質(zhì)工程就是中心法那么的簡單逆反【解析】蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→應(yīng)有的堿基排列，可以創(chuàng)造出自然界中不存在的蛋白質(zhì)。所以蛋白質(zhì)工程并不是中心法那么的簡單逆反。【答案】D問題六：DNA粗提取和鑒定實驗的原理、方法步驟分別是什么？該實驗要注意些什么？設(shè)計意圖：讓學(xué)生掌握DNA粗提取和鑒定實驗的原理、方法步驟和考前須知。1.實驗原理：〔1〕DNA在NaCl溶液中的溶解度，是隨著NaCl的濃度的變化而改變的。當NaCl的物質(zhì)的量濃度為0.14mol/L時,DNA的溶解度最低。利用這一原理，可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出。〔2〕DNA不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些物質(zhì)那么可以溶于酒精溶液。利用這一原理，可以進一步提取出含雜質(zhì)較少的DNA?！?〕蛋白酶能水解蛋白質(zhì)，但是對DNA沒有影響；大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60～80℃的高溫，而DNA在80℃以上才會變性；洗滌劑能夠瓦解細胞膜，但是對DNA沒有影響。這些方法也可用以提取細胞內(nèi)的DNA?！?〕DNA遇二苯胺〔沸水浴〕會染成藍色，因此，二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。2.方法步驟：〔流程圖〕提取細胞核物質(zhì)：順時針方向攪拌，稍快，稍重，5min→溶解DNA→析出含DNA的黏稠物：蒸餾水300mL，逆時針方向攪拌，緩慢→過濾：取黏稠物→再溶解：順時針方向攪拌，較慢，3min→過濾：取濾液→提取出含雜質(zhì)較少的DNA，逆時針方向攪拌，稍慢，5min→DNA的鑒定：沸水浴5min。3.考前須知：〔1〕步驟3析出含DNA的黏稠物中，蒸餾水要沿燒杯內(nèi)壁緩緩參加，不能一次快速倒入。〔2〕實驗中有多個步驟都要用玻璃棒進行攪拌，但是在不同的步驟中玻璃棒的用法不同。4.DNA粗提取和鑒定實驗總結(jié)①1個目的：在體驗科學(xué)思維的過程中提取和鑒定DNA。②2次用蒸餾水：蒸餾水破膜提取核物質(zhì)和蒸餾水稀釋析出DNA。③3次過濾：過濾核外物質(zhì)，過濾DNA核蛋白，過濾DNA。④4個關(guān)鍵詞：DNA粗提取，設(shè)計思路，科學(xué)思維和研究性學(xué)習(xí)。通過研究性學(xué)習(xí)，學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、處理問題的過程中，能不斷領(lǐng)悟科學(xué)思想和掌握科學(xué)方法，并以極大的探究樂趣主動地去探索生命的奧秘。⑤5次攪拌：第1步同方向加力攪拌，第3、5步同方向輕緩攪拌，第7步同方向緩慢攪拌，第8步可不同方向攪拌。⑥6種溶液：主要有檸檬酸鈉液、酒精液、二苯胺液、甲基綠液、0.015mol/L和2mol/L氯化鈉液。⑦7種探究模式：本實驗可嘗試性拓展為探究性實驗，改型后主要參考課題有——〔a〕探究使用雞的不同組織材料進行實驗時的實驗效果?！瞓〕探究蒸餾水量引起的雞血細胞在不同低滲狀態(tài)下的破裂程度?！瞔〕探究DNA在不同質(zhì)量分數(shù)氯化鈉溶液中的溶解度并繪出曲線圖?！瞕〕探究DNA鑒定過程中不同水浴溫度對顯色的影響。〔e〕探究沉淀DNA時不同溫度的酒精對沉淀量的影響。〔f〕探究過濾過程中紗布層數(shù)對最終提取物量的影響?！瞘〕探究使用玻璃燒杯、試管與使用塑料制品對DNA提取量的影響。⑧8個步驟：提取→過濾→溶解→過濾→再溶解→再過濾→提純→鑒定例題六〔雙選〕下表是關(guān)于DNA粗提取與鑒定實驗中所使用的材料、操作及其作用的表述，正確的選項是〔〕【解析】此題考查DNA粗提取與鑒定實驗的原理。實驗中所用的檸檬酸鈉為抗凝劑，用于防止新鮮的雞血凝固，影響后續(xù)的實驗操作；雞血細胞在蒸餾水中會吸水漲破，要保持雞血細胞形狀，須置于等滲液NaCl中；冷卻的酒精用于提取雜質(zhì)較少的DNA，與DNA產(chǎn)生藍色反響的是二苯胺?！敬鸢浮緼C解題技巧：分析此題時一定要注意試劑使用的方法與作用對應(yīng)必須均正確，要求考生必須掌握好“DNA粗提取和鑒定實驗批判性總結(jié)〞，對本實驗進行深入的理解。變式訓(xùn)練6(多項選擇)關(guān)于DNA的粗提取與鑒定的實驗中，依據(jù)的原理有〔〕A．DNA在NaCl溶液中的溶解度，隨NaCl濃度的不同而不同B．利用DNA不溶于酒精的性質(zhì)，可除去細胞中溶于酒精的物質(zhì)而得到較純的DNAC．大分子有機物，不溶于水而溶于某些有機溶劑D．沸水中DNA遇二苯胺會出現(xiàn)紫色反響【解析】參考本實驗的實驗原理?！敬鸢浮緼BD六、本課小結(jié)基因工程的誕生基因工程的原理和技術(shù)基因工程的應(yīng)用蛋白質(zhì)工程DNA的處提取與鑒定〔實驗與探究〕七、目標檢測1、除了以下哪一項之外，其余的都是基因工程的運載體所必須具備的條件 A．能在宿主細胞中復(fù)制并保存B．具有多個限制酶切點，以便與外源基因連接C．具有標記基因，便于進行篩選D．是環(huán)形狀態(tài)的DNA分子【解析】原核細胞如細菌的核DNA也是環(huán)狀DNA，但不能作運載體，因為它不具備A、B、C三個條件?！敬鸢浮緾2、科學(xué)家通過基因工程的方法，能使馬鈴薯塊莖含有人奶主要蛋白。以下有關(guān)該基因工程的表達錯誤的選項是()A．采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因有內(nèi)含子B．基因非編碼區(qū)對于目的基因在塊莖中的表達是不可缺少的C．馬鈴薯的葉肉細胞可作為受體細胞D．用同一種限制酶，分別處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA，可產(chǎn)生黏性末端而形成重組DNA分子【解析】采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到目的基因的過程是以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補的單鏈DNA，然后在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需要的目的基因。由于信使RNA中沒有與內(nèi)含子相對應(yīng)的局部，所以采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因不存在內(nèi)含子?；蚍蔷幋a區(qū)對于基因的表達具有調(diào)控作用。植物細胞的全能性很容易得到表達，所以轉(zhuǎn)基因植物培育過程中的受體細胞可以是植物的體細胞。限制酶具有專一性，只有用同一種限制酶處理才能獲得相同的黏性末端，才能夠形成重組DNA分子?！敬鸢浮緼3、科學(xué)家將β－干擾素基因進行定點突變，然后導(dǎo)入大腸桿菌表達，使干擾素第17位的半胱氨酸改變成絲氨酸，結(jié)果大大提高β－干擾素的抗病性活性，并且提高了儲存穩(wěn)定性。該生物技術(shù)為 ()A．基因工程 B．蛋白質(zhì)工程C．基因突變 D．細胞工程【解析】基因工程是通過對基因的操作，將符合人們需要的目的基因?qū)脒m宜的生物體，使其高效表達，從中提取所需的基因控制合成的蛋白質(zhì)，或表現(xiàn)某種性狀，蛋白質(zhì)產(chǎn)品仍然為天然存在的蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)工程卻是對控制蛋白質(zhì)合成的基因進行改造，從而實現(xiàn)對其編碼的蛋白質(zhì)的改變，所得到的已不是天然的蛋白質(zhì)。題目中的操作中涉及的基因顯然不再是原來的基因，其合成的β－干擾素也不是天然β－干擾素，而是經(jīng)過改造的，是人類所需的蛋白質(zhì)，因而整個過程利用的生物技術(shù)應(yīng)為蛋白質(zhì)工程?！敬鸢浮緽4、用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。以下表達不正確的選項是()A．常用相同的限制酶處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA分子B．DNA連接酶、限制酶和運載體是重組DNA必需的工具酶C．可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組DNAD．常選用細菌作為重組質(zhì)粒受體主要是因為細菌繁殖快【解析】一般來說，一種限制酶只能識別特定的核苷酸序列，且在特定位點進行切割。DNA重組技術(shù)所用的工具酶包括限制酶、DNA連接酶，運載體不屬于酶。選擇受體細胞的重要條件是能夠快速繁殖?！敬鸢浮緽八、配餐作業(yè)A組5、要將目的基因與載體連接起來，在基因操作上應(yīng)選用()A．只需DNA連接酶B．同一種限制酶和DNA連接酶C．只需限制酶D．不同的限制酶與DNA連接酶【解析】要將目的基因與載體連接起來，應(yīng)選用同一種限制酶切割目的基因和載體，兩者暴露出相同的黏性末端，用DNA連接酶連接時，堿基之間才會按堿基互補配對形成氫鍵，相鄰兩個脫氧核苷酸之間在DNA連接酶的作用下形成磷酸二酯鍵。【答案】B6、以下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是()A．①②③④B．①②④③C．①④②③D．①④③②【解析】圖①是將一個DNA切成互補的兩個黏性末端，必需限制性內(nèi)切酶的作用；圖②是將兩個DNA片段連接在一起，需DNA連接酶的作用；圖③是DNA分子雙鏈解成兩條互補單鏈的過程，需解旋酶的作用；圖④是DNA復(fù)制的過程，需DNA聚合酶的作用?！敬鸢浮緾7、科學(xué)家利用基因工程培育出了耐鹽的轉(zhuǎn)基因水稻新品系。以下有關(guān)表達錯誤的選項是()A．獲得目的基因需用限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶B．可通過農(nóng)桿菌的感染以實現(xiàn)重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細胞C．含耐鹽基因的水稻細胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)可獲得植株D．可用較高濃度的鹽水澆灌以鑒定水稻植株的耐鹽性【解析】農(nóng)桿菌能在自然條件下感染雙子葉植物和裸子植物，而對大多數(shù)的單子葉植物沒有感染能力，而水稻屬于單子葉植物?！敬鸢浮緽8、以下關(guān)于蛋白質(zhì)工程的表達中，錯誤的選項是〔〕A．蛋白質(zhì)工程的實現(xiàn)需要多學(xué)科技術(shù)的參與B．蛋白質(zhì)工程創(chuàng)造出了新的基因C．蛋白質(zhì)工程又稱為第二代基因工程D．蛋白質(zhì)工程就是中心法那么的簡單逆反【解析】蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進行的：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→應(yīng)有的堿基排列，可以創(chuàng)造出自然界中不存在的蛋白質(zhì)。所以蛋白質(zhì)工程并不是中心法那么的簡單逆反。【答案】D9、(2023·哈爾濱模擬)如圖表示限制性內(nèi)切酶切割某DNA分子的過程，以下有關(guān)表達，不正確的選項是()A．該限制酶能識別的堿基序列是GAATTC，切點在G和A之間B．用此酶切割含有目的基因的片段時，必須用相應(yīng)的限制酶切割運載體，以產(chǎn)生與目的基因相同的黏性末端C．要把目的基因與運載體“縫合〞起來，要用到基因工程的另一個工具——DNA聚合酶D．限制酶切割DNA分子時，是破壞了同一條鏈上相鄰脫氧核苷酸之間的化學(xué)鍵而不是兩條鏈上互補配對的堿基之間的【解析】由圖示可知，該限制酶識別的堿基序列是GAATTC，切點在G和A之間；要獲得重組DNA分子，必須用同一種限制酶切割運載體，得到相同的黏性末端，將目的基因與運載體“縫合〞起來的是DNA連接酶，而不是DNA聚合酶。限制酶切割的是同一條鏈上相鄰脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵?！敬鸢浮緾10、(2023·江西重點聯(lián)考)在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanr)常作為標記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細胞和組織才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。以下圖為獲得抗蟲棉的技術(shù)流程。請據(jù)圖答復(fù)，表達正確的選項是()①A過程需要的酶主要有限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶②B過程需要參加卡那霉素進行選擇培養(yǎng)③C過程為脫分化過程，培養(yǎng)基中只需參加營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素④D過程可以用放射性同位素(或熒光分子)標記的抗蟲基因作為探針進行分子水平的檢測⑤D過程可以用蟲感染植株進行個體水平的檢測A．①②③④⑤B．①②④⑤C．③④⑤ D．①③④⑤【解析】A過程中重組質(zhì)粒的構(gòu)建需要限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶；B過程中需參加卡那霉素進行篩選，選出含重組質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌；培養(yǎng)基中除參加營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外，還應(yīng)參加蔗糖、維生素等物質(zhì)；可以用放射性同位素(或熒光分子)標記的抗蟲基因作為探針進行分子水平的檢測或用蟲感染植株進行個體水平的檢測?！敬鸢浮緽B組11、(2023·梧州一模)ω－3脂肪酸是深海“魚油〞的主要成分，它對風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎以及糖尿病等有很好的預(yù)防和輔助治療作用?？茖W(xué)家從一種線蟲中提取出相應(yīng)基因，然后將該基因?qū)胴i胚胎干細胞，以期得到富含ω－3脂肪酸的轉(zhuǎn)基因豬。以下相關(guān)表達正確的選項是()A．從線蟲中提取目的基因需要特定的限制性內(nèi)切酶，此酶作用于氫鍵B．構(gòu)建重組DNA時，常用的運載體是質(zhì)粒，受體細胞可以是胚胎干細胞，也可以是受精卵C．培養(yǎng)胚胎干細胞的培養(yǎng)基中，所參加的動物血清也是植物組織培養(yǎng)必需成分D．培育轉(zhuǎn)基因豬需利用到轉(zhuǎn)基因技術(shù)、動物細胞培養(yǎng)技術(shù)、核移植技術(shù)【解析】限制性內(nèi)切酶不作用于氫鍵，而是作用于磷酸二酯鍵；植物組織培養(yǎng)中不加動物血清，需參加必需的礦質(zhì)元素、植物激素等；題中并未涉及核移植技術(shù)?！敬鸢浮緽12、目的基因?qū)胧荏w細胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性，只有通過鑒定和檢測才能知道。以下屬于目的基因檢測和鑒定的是()①檢測受體細胞是否有目的基因②檢測受體細胞是否有致病基因③檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄mRNA④檢測目的基因是否翻譯蛋白質(zhì)A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④【解析】目的基因的檢測主要有三種：(1)檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體的DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探針；(2)檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了相應(yīng)的mRNA，方法也是使用基因探針與之雜交；(3)檢測目的基因是否翻譯成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)，常用方法是抗原—抗體雜交，檢測雜交帶是否出現(xiàn)?！敬鸢浮緾13、上海醫(yī)學(xué)研究所成功培育出第一頭攜帶人白蛋白基因的轉(zhuǎn)基因牛。他們還研究出一種可大大提高基因表達水平的新方法，使轉(zhuǎn)基因動物乳汁中的藥物蛋白含量提高了30多倍。以下與此有關(guān)的表達中，正確的選項是()A．“轉(zhuǎn)基因動物〞是指體細胞中出現(xiàn)了新基因的動物B．“提高基因表達水平〞是指設(shè)法使牛的乳腺細胞中含有更多的人白蛋白基因C．只在轉(zhuǎn)基因牛乳汁中才能獲取人白蛋白，是因為人白蛋白基因只在牛乳腺細胞中是純合的D轉(zhuǎn)基因牛的肌肉細胞中也有人白蛋白基因，但不發(fā)生轉(zhuǎn)錄、翻譯，故不合成人白蛋白【解析】“提高基因表達水平〞是指設(shè)法使牛的乳腺細胞中的人白蛋白基因合成出更多的蛋白質(zhì)。動物細胞的全能性較難實現(xiàn)，用牛的卵細胞不能培養(yǎng)形成轉(zhuǎn)基因牛。轉(zhuǎn)基因牛的細胞中都含有人白蛋白基因，人們只在轉(zhuǎn)基因牛的乳汁中才能獲取人白蛋白，是因為人白蛋白基因只在轉(zhuǎn)基因牛的乳腺細胞中表達?！敬鸢浮緿14、(2023·北京朝陽一模)目前人類利用基因工程的方法成功培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，以下說法正確的選項是()A．蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白基因與質(zhì)粒結(jié)合后直接進入棉花的葉肉細胞表達B．抗蟲基因?qū)朊藁ㄈ~肉細胞后，可通過傳粉、受精的方法，使抗蟲性狀遺傳下去C．標記基因的作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因D．轉(zhuǎn)基因抗蟲棉經(jīng)過種植，棉鈴蟲不會產(chǎn)生抗性，這樣可以有效消滅棉鈴蟲【解析】蘇云金芽孢桿菌的毒蛋白基因與質(zhì)粒結(jié)合后需用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，導(dǎo)入棉花的葉肉細胞，不能直接進入棉花的葉肉細胞表達；棉花葉肉細胞不能進行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子，故抗蟲基因?qū)朊藁ㄈ~肉細胞后，可以通過組織培養(yǎng)技術(shù)，使抗蟲性狀遺傳下去；棉鈴蟲抗性的產(chǎn)生是基因突變的結(jié)果，但抗蟲棉的自然選擇會使棉鈴蟲的抗性基因頻率升高?！敬鸢浮緾15、在基因工程操作的根本步驟中，沒有進行堿基互補配對的是A．人工合成目的基因B．目的基因與運載體結(jié)合C．將目的基因?qū)胧荏w細胞D．目的基因的檢測表達【解析】基因工程操作過程中，人工合成目的基因的方法有兩種，反轉(zhuǎn)錄法中的反轉(zhuǎn)錄成單鏈DNA與合成雙鏈DNA的過程都需要堿基互補配對，直接合成法最后合成DNA時需要人為進行堿基互補配對；目的基因與運載體結(jié)合過程涉及兩個黏性末端上堿基互補配對；目的基因的表達涉及轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程，都有堿基互補配對的過程?！敬鸢浮緾16、利用細菌大量生產(chǎn)人類胰島素，以下表達錯誤的選項是A．用適當?shù)拿笇\載體與人類胰島素基因進行切割與黏合B．用適當?shù)幕瘜W(xué)物質(zhì)處理受體細菌外表，將重組DNA導(dǎo)入受體細菌C．通常通過檢測目的基因產(chǎn)物來檢測重組DNA是否已導(dǎo)入受體細菌D．重組DNA必須能在受體細菌內(nèi)進行復(fù)制與轉(zhuǎn)錄，并合成人類胰島素【解析】此題考查基因工程的操作。切割運載體和目的基因是限制性內(nèi)切酶；檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細菌是通過運載體上的標記基因；目的基因?qū)胧荏w細胞需要復(fù)制和表達?！敬鸢浮緾17、以下有關(guān)基因診斷和基因治療的表達，正確的選項是A．基因工程可以直接在細胞內(nèi)修復(fù)有問題的基因B．用基因替換的方法可治療21—三體綜合征C．基因治療就是把缺陷基因誘變成正?；駾．應(yīng)用基因探針可以檢測出苯丙酮尿癥【解析】有缺陷的基因不能在細胞內(nèi)進行修復(fù)；21三體綜合征是染色體疾病，用基因替換沒有治療效果；基因治療是用正?；蛱鎿Q缺陷基因；苯丙酮尿癥是基因突變引起的遺傳病，可以通過基因探針檢測出來?！敬鸢浮緿18、質(zhì)粒是基因工程中常用的運載工具，某質(zhì)粒上有兩種抗藥基因可作為標記基因，a、b、c為三個可能出現(xiàn)的目的基因插入點，如右圖所示。如果用一種限制酶將目的基因和質(zhì)粒處理后，合成重組質(zhì)粒，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入某高等植物受體細胞后，用含有藥物的培養(yǎng)基篩選受體細胞，預(yù)計結(jié)果如下表。以下選項中正確的選項是含有青霉素的培養(yǎng)基含有四環(huán)素的培養(yǎng)基①能生長能生長②不能生長能生長③能生長不能生長A.如果出現(xiàn)①結(jié)果，說明兩個抗藥基因都沒有被破壞，轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灚@得成功B．如果出現(xiàn)①結(jié)果，說明限制酶的切點在c點，目的基因在c點的斷口處C．如果出現(xiàn)②或者③結(jié)果，說明轉(zhuǎn)基因?qū)嶒炇．轉(zhuǎn)移到受體細胞中的a、b基因的遺傳遵循孟德爾規(guī)律【解析】當目的基因插入c點時，既不破壞抗氨芐青霉素基因，也沒破壞抗四環(huán)素基因，所以說會出現(xiàn)結(jié)果①，但目的基因?qū)胧荏w細胞并不一定能準確表達；如果出現(xiàn)②，說明目的基因插在a處；如果出現(xiàn)③，說明目的基因插在b處；只有整合到染色體上的外源基因才能符合孟德爾遺傳定律。【答案】B19、科學(xué)家在某種農(nóng)桿菌中找到了抗枯萎的基因，并以質(zhì)粒為運載體，采用轉(zhuǎn)基因方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品種。以下有關(guān)說法正確的選項是()A．質(zhì)粒是最常用的運載體之一，質(zhì)粒的存在與否對宿主細胞生存有決定性的作用B．通過該方法獲得的抗枯萎病金花茶，將來產(chǎn)生的花粉中不一定含有抗病基因C．該種抗枯萎病基因之所以能在金花茶細胞中表達，是因為兩者的DNA結(jié)構(gòu)相同D．為保證金花茶植株抗枯萎病，只能以受精卵細胞作為基因工程的受體細胞【解析】質(zhì)粒在宿主細胞中能夠友好借居，但是不能對宿主細胞的生存起決定作用。由于在轉(zhuǎn)基因植物體內(nèi)基因只存在于某一染色體上，所以在減數(shù)分裂形成配子時隨著同源染色體的別離，局部配子存在目的基因，而另外一半配子不含目的基因?？箍菸』蛑阅茉诮鸹ú杓毎斜磉_，是因為兩者共用一套密碼子。轉(zhuǎn)基因植物的受體細胞可以是受精卵，也可以是其他體細胞。【答案】D20、以下關(guān)于限制酶的說法不正確的選項是()A．限制酶廣泛存在于各種生物中，微生物中很少分布B．自然界中限制酶的天然作用是用來提取目的基因C．不同的限制酶切割DNA的切點不同 D．一種限制酶只能識別一種特定的核苷酸序列【解析】限制酶主要存在于各種微生物中，而高等生物中那么很少。自然界中的限制酶主要用來切割外來的DNA，進行自我保護。【答案】ABC組21、MstⅡ是一種限制性內(nèi)切酶，它總是在CCTGAGG的堿基序列中切斷DNA。圖中顯示了用MstⅡ處理后的正常β－血紅蛋白基因片段。鐮刀型細胞貧血癥的根本原因是β－血紅蛋白基因突變。以下有關(guān)表達中，錯誤的選項是()A．在起初的正常β－血紅蛋白基因中有4個CCTGAGG序列B．假設(shè)β－血紅蛋白基因某一處CCTGAGG突變?yōu)镃CTCCTG，那么用MstⅡ處理該基因后產(chǎn)生3個DNA片段C．將MstⅡ酶用于鐮刀型細胞貧血癥的基因診斷，假設(shè)產(chǎn)生3個DNA片段，那么β－血紅蛋白基因正常D．將MstⅡ酶用于鐮刀型細胞貧血癥的基因診斷，假設(shè)產(chǎn)生4個DNA片段，那么β－血紅蛋白基因正?！窘馕觥坑蓤D可知，正常β－血紅蛋白基因中含有3個CCTGAGG序列，故能把該基因切成4個片段。如果某一CCTGAGG片段突變，那么不能很好地識別和切割，所以MstⅡ酶切后只能產(chǎn)生3個片段。鐮刀型細胞貧血癥的基因診斷時，如果酶切后出現(xiàn)3個DNA片段，那么說明β－血紅蛋白基因不正常?！敬鸢浮緼C22、以下圖表示一項重要的生物技術(shù)，對圖中物質(zhì)a、b、c、d的描述，正確的選項是【答案】Daa重組DNAA.a中存在著抗性基因，其非編碼區(qū)通常不具遺傳效應(yīng)。B.b能識別特定的核苷酸序列，并將A與T之間的氫鍵切開C.c能連接雙鏈間的A和T，使黏性末端處堿基互補配對 D.假設(shè)要獲得真核生物的d，那么一般采用人工合成方法23、多聚酶鏈式反響〔PCR〕是一種體外迅速擴增DNA片段的技術(shù)。PCR過程一般經(jīng)歷下述三十屢次循環(huán)：95℃下使模板DNA變性、解鏈→55℃下復(fù)性〔引物與DNA模板鏈結(jié)合〕→72℃下引物鏈延伸〔形成新的脫氧核苷酸鏈〕。以下有關(guān)PCR過程的表達中不正確的選項是：CA．變性過程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對之間的氫鍵，也可利用解旋酶實現(xiàn)B．復(fù)性過程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補配對原那么完成C．延伸過程中需要DNA聚合酶、ATP、四種核糖核苷酸D．PCR與細胞內(nèi)DNA復(fù)制相比所需要酶的最適溫度較高24、〔2023·天津模擬)用于判斷目的基因是否轉(zhuǎn)移成功的方法中，不屬于分子檢測的是()A.通過害蟲吃棉葉看其是否死亡B.轉(zhuǎn)基因生物基因組DNA與DNA探針能否形成雜交帶C.轉(zhuǎn)基因生物中提取的mRNA與DNA探針能否形成雜交帶D.轉(zhuǎn)基因生物中提取的蛋白質(zhì)能否與抗體形成雜交帶【解析】目的基因?qū)胧荏w細胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達其遺傳特性，只有通過檢測與鑒定才能知道。首先，要檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因，這是目的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵。檢測方法是采用DNA分子雜交技術(shù)，使DNA探針與基因組DNA雜交，如果顯示出雜交帶，就說明目的基因已插入染色體DNA中。其次，再檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，同樣是采用分子雜交技術(shù)，讓探針與mRNA雜交，如果顯示出雜交帶，就說明目的基因已轉(zhuǎn)錄形成了mRNA。最后，檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進行抗原-抗體雜交，假設(shè)有雜交帶出現(xiàn)，說明目的基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品。以上三種方法都是分子水平上的檢測。除了上述的分子檢測外，有時還需要進行個體生物學(xué)水平的鑒定。例如，通過害蟲吃棉葉看其是否死亡，以確定是否具有抗性以及抗性的程度?！敬鸢浮緼25、(2023·黃岡模擬)限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的識別序列及切割位點分別是-C↓AATTG-和-G↓AATTC-。如圖表示四種質(zhì)粒和目的基因，其中箭頭所指部位為酶的識別位點，質(zhì)粒的陰影局部表示標記基因。適于作為圖示目的基因載體的質(zhì)粒是()【解析】此題考查的是基因工程中限制酶的運用。解答此題的關(guān)鍵是知道載體必須具備標記基因，且標記基因不能被破壞。A中MunⅠ能切出與EcoRⅠ一樣的AATT-黏性末端，且未破壞標記基因結(jié)構(gòu)；B中質(zhì)粒無標記基因，不符合載體的條件；C、D中破壞了標記基因?！敬鸢浮緼26、(2023·南京質(zhì)檢)目前基因工程所用的質(zhì)粒載體主要是以天然細菌質(zhì)粒的各種元件為根底重新組建的人工質(zhì)粒，pBR322質(zhì)粒是較早構(gòu)建的質(zhì)粒載體，其主要結(jié)構(gòu)如圖一所示(1)構(gòu)建人工質(zhì)粒時要有抗性基因，以便于________。(2)pBR322分子中有單個EcoRⅠ限制酶作用位點，EcoRⅠ只能識別序列—GAATTC—，并只能在G與A之間切割。假設(shè)在某目的基因的兩側(cè)各有1個EcoRⅠ的切點，請畫出目的基因兩側(cè)被限制酶EcoRⅠ切割后所形成的黏性末端。(3)pBR322分子中另有單個的BamHⅠ限制酶作用位點，現(xiàn)將經(jīng)BamHⅠ處理后的質(zhì)粒與用另一種限制酶BglⅡ處理得到的目的基因，通過DNA連接酶作用恢復(fù)________鍵，成功地獲得了重組質(zhì)粒。說明____________________________________________________。(4)為了檢測上述重組質(zhì)粒是否導(dǎo)入原本無ampR和tetR的大腸桿菌，將大腸