（新課標(biāo)Ⅲ）2019版高考生物一輪復(fù)習(xí) 專題26 基因工程課件.ppt

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1、高考生物 (課標(biāo)專用),專題26基因工程,考點(diǎn)1基因工程的工具與操作程序 1.(2018北京理綜,5,6分)用Xho 和Sal 兩種限制性核酸內(nèi)切酶分別處理同一DNA片段,酶切位點(diǎn)及酶切產(chǎn)物分離結(jié)果如圖。以下敘述不正確的是() A.圖1中兩種酶識別的核苷酸序列不同 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處理得到的酶切產(chǎn)物 D.圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA,五年高考,答案D圖1中,兩種限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)不同,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,兩種酶的酶切產(chǎn)物都為DNA片段,都可用于構(gòu)建重組DNA,B正確。結(jié)合圖1的酶切位點(diǎn)圖,判斷

2、兩種酶切DNA后得到的DNA片段數(shù);再結(jié)合泳道電泳結(jié)果知,泳道是用Sal處理得到的酶切產(chǎn)物,C正確。能被限制性核酸內(nèi)切酶酶切的DNA片段仍為雙鏈DNA,D錯(cuò)誤。,知識拓展為什么現(xiàn)代基因工程不使用同一種限制酶? 為防止載體或目的基因發(fā)生自身環(huán)化,我們常用不同的限制酶分別處理目的基因和載體,使目的基因兩側(cè)及載體各自具有兩個(gè)不同的末端。,2.(2018課標(biāo) ,38,15分)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(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

3、組的質(zhì)粒可通過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。,答案(1)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)(2)轉(zhuǎn)化外殼蛋白(或答噬菌體蛋白)細(xì)菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶,解析本題主要考查基因工程的相關(guān)知識。(1)體外重組的質(zhì)粒可以進(jìn)入受體

4、細(xì)胞,且重組質(zhì)粒在不同細(xì)胞中能正常表達(dá),說明目的基因在不同細(xì)胞中的表達(dá)機(jī)制相同,生物界共用一套遺傳密碼。(2)基因工程中,受體細(xì)胞為大腸桿菌細(xì)胞時(shí),常用Ca2+處理大腸桿菌,使之處于感受態(tài),即Ca2+參與的轉(zhuǎn)化法。噬菌體DNA與外殼蛋白組裝成完整噬菌體。因噬菌體的宿主是細(xì)菌,故只有細(xì)菌可作為重組噬菌體的宿主細(xì)胞。(3)為防止目的基因表達(dá)的蛋白質(zhì)被破壞,可選用不能合成蛋白酶的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,在蛋白質(zhì)純化過程中加入蛋白酶的抑制劑可以保護(hù)蛋白質(zhì)不被水解。,知識歸納目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法 (1)若受體細(xì)胞為植物細(xì)胞:基因槍法、花粉管通道法、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。 (2)若受體細(xì)胞為動物細(xì)胞:顯微注射

5、法。 (3)若受體細(xì)胞為大腸桿菌:感受態(tài)細(xì)胞法。,3.(2018課標(biāo),38,15分)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光,這一特性可用于檢測細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。某科研團(tuán)隊(duì)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(dá)載體P1,其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)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。,回答下列問題: (1)據(jù)圖推斷,該團(tuán)隊(duì)在將甲插入質(zhì)粒P0時(shí),使用了兩種限制酶,這兩種酶是。使用這兩種酶進(jìn)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(xì)胞后,若在該

6、細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說明L1基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了和過程。 (3)為了獲得含有甲的牛,該團(tuán)隊(duì)需要做的工作包括:將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)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(xì)胞中,某同學(xué)用PCR方法進(jìn)行鑒定,在鑒定時(shí)應(yīng)分 別以該牛不同組織細(xì)胞中的(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。,答案(1)E1和E4甲的完整甲與載體正確連接(2)轉(zhuǎn)錄翻譯(3)細(xì)胞核去核卵母細(xì)胞(4)核DNA,解析(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),使用的限制酶不能破壞融合基因。選用產(chǎn)生不同黏性末端的兩種限制酶,可以防止自身環(huán)化,并且保證融合基因和質(zhì)粒正確連接。

7、(2)在牛的皮膚細(xì)胞中觀察到綠色熒光,說明L1基因已經(jīng)表達(dá),即在該皮膚細(xì)胞中完成了轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。(3)培育轉(zhuǎn)基因的克隆牛需將含目的基因的細(xì)胞的細(xì)胞核移入牛的去核卵母細(xì)胞中。(4)為檢測克隆牛的不同組織細(xì)胞中是否含有融合基因,需提取不同組織細(xì)胞的核DNA作為PCR模板,用PCR方法進(jìn)行鑒定。,4.(2018天津理綜,10,14分)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(xì)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(kuò)增,并將其中某些基因(不包括表面

8、抗原基因)內(nèi)個(gè)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(dá)時(shí)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(xì)胞。設(shè)計(jì)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(gè)非天然氨基酸(Uaa)。將該基因與連接后導(dǎo)入宿主細(xì)胞。提取宿主細(xì)胞的進(jìn)行分子雜交鑒定,篩選獲得成功表達(dá)上述tRNA的轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞。 (3)利用轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)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(xì)胞,并在補(bǔ)加的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng),則該宿主細(xì)胞能利

9、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(shí),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 (4)上述子代病毒不能在正常宿主細(xì)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(qiáng)免疫保護(hù)效果。,答案(共14分) (1)PCR多肽(或蛋白質(zhì)) (2)載體總RNA (3)非天然氨基酸(Uaa)D (4)細(xì)胞,解析本題主要考查基因工程的相關(guān)知識。(1)利用PCR技術(shù)體外擴(kuò)增DNA。若將基

10、因中個(gè)別編碼氨基酸的序列替換為編碼終止密碼子的序列,則改造后的基因轉(zhuǎn)錄合成的mRNA中,終止密碼子提前出現(xiàn),將不能控制合成完整長度的多肽(或蛋白質(zhì))。(2)目的基因只有與載體連接后才能導(dǎo)入宿主細(xì)胞?？商崛∷拗骷?xì)胞的總RNA進(jìn)行分子雜交鑒定,以篩選獲得成功表達(dá)題述tRNA的轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞。(3)由(2)知,轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞含有的特殊tRNA基因轉(zhuǎn)錄的tR-NA,該tRNA的反密碼子可與終止密碼子配對,并可攜帶非天然氨基酸(Uaa),所以培養(yǎng)基中需補(bǔ)加非天然氨基酸(Uaa)。病毒中的基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄時(shí),識別其啟動子的酶是宿主的RNA聚合酶。(4)因該病毒疫苗具有侵染性,故可引起細(xì)胞免疫。,疑難突破1.由

11、(1)中“個(gè)別編碼氨基酸的序列替換成編碼終止密碼子的序列”可知,改造后的基因表達(dá)時(shí)不能合成完整長度的多肽。,2.由(2)中特殊tRNA能與終止密碼子配對結(jié)合,并可攜帶一個(gè)非天然氨基酸(Uaa)可知,轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞可利用非天然氨基酸Uaa,所以培養(yǎng)基中需加入非天然氨基酸Uaa。,3.滅活了的病毒已不具有侵染性,因此,只能引起體液免疫;而具侵染性的病毒可引起細(xì)胞免疫。,5.(2018江蘇單科,32,8分)為生產(chǎn)具有特定性能的-淀粉酶,研究人員從某種海洋細(xì)菌中克隆了-淀粉酶基因(1 656個(gè)堿基對),利用基因工程大量制備-淀粉酶,實(shí)驗(yàn)流程見圖。請回答下列問題: (1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增-淀粉酶基因前

12、,需先獲得細(xì)菌的。 (2)為了便于擴(kuò)增的DNA片段與表達(dá)載體連接,需在引物的端加上限制性酶切位點(diǎn),且常在兩條引物上設(shè)計(jì)加入不同的限制性酶切位點(diǎn),主要目的是。,(3)進(jìn)行擴(kuò)增時(shí),反應(yīng)的溫度和時(shí)間需根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)定,下列選項(xiàng)中的設(shè)定與引物 有關(guān),的設(shè)定與擴(kuò)增片段的長度有關(guān)。(填序號) 變性溫度退火溫度延伸溫度變性時(shí)間 退火時(shí)間延伸時(shí)間 (4)下圖表示篩選獲得的工程菌中編碼-淀粉酶的mRNA 的部分堿基序列: 5-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU-3 圖中虛線框內(nèi)mRNA片段包含個(gè)密碼子,如虛線框后的序列未知,預(yù)測虛線框后的第一個(gè)密碼子最多有種。 (5)獲得工程菌表達(dá)的-淀粉酶

13、后,為探究影響酶活性的因素,以濃度為1%的可溶性淀粉為底物測定酶活性,結(jié)果如下:,根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,初步判斷該-淀粉酶活性最高的條件為。,答案(8分) (1)基因組DNA (2)5使DNA片段能定向插入表達(dá)載體,減少自連 (3) (4)813 (5)pH為8.5,緩沖液為50 mmol/L Tirs-HCl,解析(1)由題干信息可知某種海洋細(xì)菌含有-淀粉酶基因,因此在擴(kuò)增-淀粉酶基因前需先從細(xì)菌中提取細(xì)菌的基因組DNA。(2)由于引物的作用是引導(dǎo)子鏈的延伸,將脫氧核苷酸連接到引物上時(shí),是與引物的3端相連的,由此確定需在引物的5端加上限制性酶切位點(diǎn)。常在兩條引物上加入不同的限制酶切位點(diǎn)的主要目的

14、是使DNA片段能定向插入表達(dá)載體,防止自身相連。(3)進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí),退火的溫度與引物長短和堿基種類有關(guān)。延伸時(shí)間長短的設(shè)定與擴(kuò)增片段的長度有關(guān)。(4)密碼子是指mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基,該mRNA上5端為AUG(起始密碼子),因此依據(jù)三個(gè)堿基是一個(gè)密碼子來分析圖中虛線框中的堿基,可得出共有8個(gè)密碼子。由于虛線框后的第一個(gè)密碼子已經(jīng)固定為U,因此還有2個(gè)堿基未知,共可能有的種數(shù)為44=16,又因?yàn)閁AG、UGA、UAA為終止密碼子,因此決定氨基酸的密碼子最多有13種。(5)據(jù)表格數(shù)據(jù)可知:-淀粉酶在pH為8.5、緩沖液為50 mmol/L Tris-HCl的條件下相對活性為9

15、9.5%,初步判斷此條件下酶活性最高。,6.(2017課標(biāo),38,15分)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部分片段組成,如圖1所示。 回答下列問題: (1)現(xiàn)要通過基因工程的方法獲得蛋白乙,若在啟動子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA),則所構(gòu)建的表達(dá)載體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞后不能翻譯出蛋白乙,原因是。 (2)某同學(xué)在用PCR技術(shù)獲取DNA片段B或D的過程中,在PCR反應(yīng)體系中加入了DNA聚合酶、 引物等,還加入了序列甲作為,加入了作為合成DNA的原料。,(3)現(xiàn)通過基因工程方法獲得了甲、乙、丙三種

16、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,其中三組分別加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一組作為對照,培養(yǎng)并定期檢測T淋巴細(xì)胞濃度,結(jié)果如圖2。 由圖2可知:當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到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)若要使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。 僅根據(jù)圖1、圖2可知,上述甲、乙、丙三種蛋白中,若缺少(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所編碼的肽段,則會降低其刺激T淋巴細(xì)胞增殖的效果。,答案(1)編碼乙的DNA序列起始端無ATG

17、,轉(zhuǎn)錄出的mRNA無起始密碼子(2)模板dNTP(3)進(jìn)行細(xì)胞傳代培養(yǎng)維持培養(yǎng)液的pHC,解析本題主要考查基因工程技術(shù)和動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的相關(guān)知識。(1)由題干中編碼蛋白乙的DNA序列可知,編碼乙的DNA序列起始端無ATG,轉(zhuǎn)錄出的mRNA上沒有起始密碼子AUG。(2)PCR需要的條件包括引物、耐高溫的DNA聚合酶、DNA模板、四種游離的脫氧核苷酸等。(3)動物細(xì)胞培養(yǎng)中,細(xì)胞具有貼壁生長以及接觸抑制的特點(diǎn),當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到a時(shí),若要使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖,需要在培養(yǎng)基中加入胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理貼壁生長的細(xì)胞并分瓶進(jìn)行傳代培養(yǎng);動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中,需要在培養(yǎng)箱中通入一定濃度的CO2,CO2

18、的作用是維持培養(yǎng)液的pH。由圖2可知,加入蛋白丙刺激T淋巴細(xì)胞增殖的效果明顯比加入蛋白甲、乙時(shí)低;結(jié)合圖1中蛋白丙與蛋白甲、乙的DNA序列可知,缺少C片段所編碼的肽段,會明顯降低蛋白刺激T淋巴細(xì)胞增殖的效果。,知識拓展認(rèn)識dNTP dNTP是脫氧核糖核苷三磷酸的縮寫,是dCTP、dATP、dGTP、dTTP的統(tǒng)稱?！癲”代表脫氧,“N”代表變量A、T、C、G中的一種。dNTP可作為生物DNA合成以及PCR過程的原料。,7.(2017課標(biāo),38,15分)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(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可

19、以表達(dá)出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}: (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)若用家蠶作為表達(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)若要高效地獲得蛋白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)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(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(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

20、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(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,解析本題主要涉及基因文庫與cDNA文庫的差異、基因工程的步驟、基因工程產(chǎn)物的檢測方法等知識,意在考查考生提取知識、分析和歸納知識的能力。 (1)真核生物和原核生物的基因結(jié)構(gòu)不同,真核生物的基因中存在內(nèi)含子等不能編碼蛋白質(zhì)的序列,原核生物的基因中不存在內(nèi)含子。真核生物在基因表達(dá)時(shí),轉(zhuǎn)錄出的RNA需要將內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列切除后才可進(jìn)行

21、翻譯。從人的基因組文庫中獲得的基因 A 中含有內(nèi)含子,而作為原核生物的大腸桿菌不能切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列,故基因 A 在大腸桿菌中無法表達(dá)出蛋白A。 (2)病毒對宿主細(xì)胞的侵染具有特異性,噬菌體是專門侵染細(xì)菌的病毒,不能侵染家蠶細(xì)胞,故可選用可感染家蠶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(diǎn),因此在基因工程中常用原核生物作為受體細(xì)胞。(4)檢測基因A 是否翻譯出蛋白A,一般用抗原抗體雜交的方法,即用蛋白 A 的抗體與從細(xì)胞中提取的蛋白質(zhì)進(jìn)行雜交,觀察是否出現(xiàn)雜交帶。(5)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是 S型菌的 DNA 進(jìn)入 R

22、 型菌體內(nèi),并可在 R 型菌體內(nèi)完成表達(dá),這證明了 DNA 可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體,為基因工程奠定了理論基礎(chǔ)。,知識拓展真核生物基因中通常有內(nèi)含子,原核生物的基因中不含有內(nèi)含子,原核生物不能切除內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄的RNA序列,故基因工程中不能將真核生物的基因直接導(dǎo)入原核生物,而常使用反轉(zhuǎn)錄的方法先獲得真核生物的cDNA(不含內(nèi)含子),再進(jìn)行下一步操作。,8.(2017課標(biāo),38,15分)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?；卮鹣铝袉栴}: (1)在進(jìn)行基因工程操作時(shí),若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRN

23、A,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)若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)若獲得的轉(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)中心法則分析,其可能的原因是。,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)配對的原則可以合成cDNA(3)目的基

24、因無復(fù)制原點(diǎn);目的基因無表達(dá)所需啟動子(4)磷酸二酯鍵(5)目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常,解析本題主要考查基因工程的相關(guān)知識,考查學(xué)生獲取知識,分析與歸納知識等能力。(1)從植物體中提取mRNA需要破碎組織細(xì)胞,嫩葉比老葉的組織細(xì)胞易破碎,mRNA提取效率高。由于植物組織中存在的RNA酶能將RNA分解,所以實(shí)驗(yàn)過程中要添加RNA酶抑制劑以降低RNA酶的活性,保護(hù)提取的RNA不被分解。(2)cDNA是在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下,以mRNA為模板,按照堿基互補(bǔ)配對的原則合成的。(3)由于目的基因無復(fù)制原點(diǎn),也無基因表達(dá)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(dǎo)入受體細(xì)胞。(4)DNA連接酶可以催化兩

25、個(gè)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,但是轉(zhuǎn)基因植株抗真菌病的能力沒有提高,說明轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)不存在抗菌活性蛋白,即幾丁質(zhì)酶基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯過程出現(xiàn)異常,從而導(dǎo)致幾丁質(zhì)酶基因沒有正常表達(dá)合成抗菌活性蛋白。,9.(2017天津理綜,9,12分)玉米自交系(遺傳穩(wěn)定的育種材料)B具有高產(chǎn)、抗病等優(yōu)良性狀,但難以直接培育成轉(zhuǎn)基因植株,為使其獲得抗除草劑性狀,需依次進(jìn)行步驟、試驗(yàn)。 .獲得抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米自交系A(chǔ),技術(shù)路線如下圖。 (1)為防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化,構(gòu)建表達(dá)載體需用2種限制酶,選擇的原則是(單選)。 Ti質(zhì)粒內(nèi),每種限制酶只有一個(gè)切

26、割位點(diǎn) G基因編碼蛋白質(zhì)的序列中,每種限制酶只有一個(gè)切割位點(diǎn) 酶切后,G基因形成的兩個(gè)黏性末端序列不相同 酶切后,Ti質(zhì)粒形成的兩個(gè)黏性末端序列相同 A.B.C.D.,(2)下表是4種玉米自交系幼胚組織培養(yǎng)不同階段的結(jié)果。據(jù)表可知,細(xì)胞脫分化時(shí)使用的激素是,自交系的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉(zhuǎn)化受體。,(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化愈傷組織時(shí),T-DNA攜帶插入其內(nèi)的片段轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞。篩選轉(zhuǎn)化的愈傷組織,需使用含的選擇培養(yǎng)基。,(4)轉(zhuǎn)化過程中,愈傷組織表面常殘留農(nóng)桿菌,導(dǎo)致未轉(zhuǎn)化愈傷組織也可能在選擇培養(yǎng)基上生長。含有內(nèi)含子的報(bào)告基因只能在真核生物中正確表達(dá),其產(chǎn)物能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍(lán)色。用K分別處理

27、以下愈傷組織,出現(xiàn)藍(lán)色的是(多選)。 A.無農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織 B.無農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織 C.農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織 D.農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織 (5)組織培養(yǎng)獲得的轉(zhuǎn)基因植株(核DNA中僅插入一個(gè)G基因)進(jìn)行自交,在子代含G基因的植株中,純合子占。繼續(xù)篩選,最終選育出抗除草劑純合自交系A(chǔ)。,答案(共12分)(1)A(2)2,4-D乙 (3)除草劑(4)BD (5),解析.(1)利用雙酶切可有效防止出現(xiàn)限制酶切割后的產(chǎn)物(目的基因、載體)發(fā)生自身環(huán)化及目的基因與載體的任意連接現(xiàn)象。這要求每種限制酶在Ti質(zhì)粒內(nèi)只有一個(gè)切割位點(diǎn),含目的基因的DNA片段被兩種限制酶切割形成的黏性

28、末端堿基序列不同。(2)細(xì)胞脫分化形成愈傷組織。表格信息顯示,使用了2,4-D促使細(xì)胞脫分化。作為轉(zhuǎn)化受體的幼胚,不僅要易脫分化,而且還要易再分化生芽、生根,故乙的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉(zhuǎn)化受體。(3)構(gòu)建的基因表達(dá)載體中有抗生素抗性基因和除草劑抗性基因(除草劑抗性基因位于T-DNA片段上), 因利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)基因時(shí),只有T-DNA整合到植物細(xì)胞染色體DNA上,故需使用含除草劑 的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)化的愈傷組織。(4)因“含有內(nèi)含子的報(bào)告基因只能在真核生物中正確表達(dá)”, 只有細(xì)胞內(nèi)含有報(bào)告基因(成功轉(zhuǎn)化)的愈傷組織,用K處理后出現(xiàn)藍(lán)色,故選BD。(5)轉(zhuǎn)基因植 株相當(dāng)于攜帶G基因的雜合子,

29、轉(zhuǎn)基因植株自交,后代有3/4植株攜帶G 基因,其中純合子占1/3。,易錯(cuò)警示轉(zhuǎn)基因植物培育過程中,篩選成功轉(zhuǎn)化的植物受體細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn) 利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法完成植物細(xì)胞轉(zhuǎn)基因時(shí),因只有Ti質(zhì)粒的T-DNA整合到受體細(xì)胞染色體DNA 上,故篩選轉(zhuǎn)化的植物受體細(xì)胞只能借助T-DNA片段上的特殊基因作為篩選標(biāo)準(zhǔn),而Ti質(zhì)粒上 的非T-DNA片段未導(dǎo)入植物受體細(xì)胞,在對轉(zhuǎn)化后的受體細(xì)胞篩選時(shí)不以此作為選擇標(biāo)準(zhǔn)。,10.(2017江蘇單科,33,8分)金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結(jié)合蛋白,某研究小組計(jì)劃通過多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增獲得目的基因,構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌,用于重金屬廢水的凈化處理。PCR擴(kuò)增

30、過程示意圖如下,請回答下列問題: (1)從高表達(dá)MT蛋白的生物組織中提取mRNA,通過獲得用于PCR擴(kuò)增。,(2)設(shè)計(jì)一對與MT基因兩端序列互補(bǔ)配對的引物(引物1和引物2),為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒,在引物 中需要增加適當(dāng)?shù)奈稽c(diǎn)。設(shè)計(jì)引物時(shí)需要避免引物之間形成,而造成引物自連。 (3)圖中步驟1代表,步驟2代表退火,步驟3代表延伸,這三個(gè)步驟組成一輪循環(huán)。 (4)PCR擴(kuò)增時(shí),退火溫度的設(shè)定是成敗的關(guān)鍵。退火溫度過高會破壞的堿基配對。退火溫度的設(shè)定與引物長度、堿基組成有關(guān),長度相同但的引物需要設(shè)定更高的退火溫度。 (5)如果PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物,則可以采取的改進(jìn)措施有(填序號:升高退火溫度降

31、低退火溫度重新設(shè)計(jì)引物)。,答案(8分)(1)逆轉(zhuǎn)錄cDNA (2)限制性核酸內(nèi)切酶堿基互補(bǔ)配對 (3)變性 (4)引物與模板GC含量高 (5),解析本題主要考查目的基因的獲取及PCR技術(shù)的有關(guān)知識。(1)依據(jù)題中表述現(xiàn)象分析,mRNA合成目的基因的過程應(yīng)為逆轉(zhuǎn)錄過程,由mRNA直接逆轉(zhuǎn)錄形成的DNA為cDNA。(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)需要限制酶和DNA連接酶,因此推測在引物中需要增加適當(dāng)?shù)南拗泼缸R別的位點(diǎn)。設(shè)計(jì)引物時(shí)需要注意避免引物1和引物2之間形成堿基互補(bǔ)配對。(3)圖中步驟1代表變性。(4)退火溫度過高會破壞引物與模板鏈之間的堿基互補(bǔ)配對。由于含G/C堿基對多的DNA穩(wěn)定性強(qiáng),因此在PCR過

32、程中設(shè)置的溫度應(yīng)視G/C的含量而定。(5)溫度過高不利于引物與模板結(jié)合;引物設(shè)計(jì)不合理也會影響PCR擴(kuò)增反應(yīng)。,知識歸納關(guān)于引物的幾個(gè)問題:引物是一小段DNA或RNA,它能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對,其長度通常為2030個(gè)核苷酸。由于PCR利用了DNA的熱變性原理,因此溫度的高低直接影響DNA變性、復(fù)性和延伸的過程,特別是復(fù)性的過程也即題中的退火過程,它關(guān)乎引物是否能與模板鏈結(jié)合,只有結(jié)合后才有可能進(jìn)行“延伸”。結(jié)合DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn),A與T之間有2個(gè)氫鍵、C與G之間有3個(gè)氫鍵的知識分析,引物中含堿基不同耐溫程度不同,其中含C/G較多的引物,PCR擴(kuò)增時(shí)溫度可適當(dāng)提高。,11.(2016課

33、標(biāo),40,15分,0.442)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點(diǎn),圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoR、Sau3A的切點(diǎn)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)若某人利用圖(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

34、端又能連接平末端的是。,答案(1)Sau3A兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(每空2分,共4分) (2)甲和丙(2分)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(3分,其他合理答案可酌情給分) (3)Ecoli DNA連接酶T4 DNA連接酶T4 DNA連接酶(每空2分,共6分,其他合理答案可酌情給分),解析(1)分析圖(a)可知,限制酶Sau3A與BamH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(jìn)行連接。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),為保證目的基因能在宿主細(xì)胞中成功表達(dá),目的基因應(yīng)插入在啟動子和終止子之間

35、,據(jù)此可判斷甲、丙均不符合要求,目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄。(3)常見的DNA連接酶有Ecoli DNA連接酶和T4 DNA連接酶,其中T4 DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。,試題點(diǎn)評本題與2012年高考理綜新課標(biāo)卷第40題相類似,從而提醒考生:可以從歷年高考真題中窺探國家考試中心出題者的命題方向與角度。,12.(2016課標(biāo),40,15分,0.581)某一質(zhì)粒載體如圖所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導(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BamH酶切后,與用BamH酶切獲得的目的基因混合,加入DNA連接酶進(jìn)行連接反

36、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(diǎn)即可),而作為基因表達(dá)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(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)粒的大腸桿菌單菌落,還需使用含有的固體培養(yǎng)基。

37、(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。,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)基上均能生長四環(huán)素 (3)受體細(xì)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(fù)制、具有標(biāo)記基因、含有一至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)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(xì)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

38、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(xì)胞均能在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、酶等均來自受體細(xì)胞。,方法技巧“圖解法”解題: 含有環(huán)狀目的基因的大腸桿菌,不能抵抗氨芐青霉素和四環(huán)素。,含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌,能抵抗氨芐青霉素和四環(huán)素。,含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌,能抵抗氨芐青霉素,但不能抵抗四環(huán)素。,13.(2016天津理綜,7,12分)人血清白蛋白(HSA)具有重要

39、的醫(yī)用價(jià)值,只能從人血漿中制備。如圖是以基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。 (1)為獲取HSA基因,首先需采集人的血液,提取合成總cDNA,然后以cDNA為模板,使用PCR技術(shù)擴(kuò)增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及擴(kuò)增方向,請用箭頭在方框內(nèi)標(biāo)出另一條引物的位置及擴(kuò)增方向。 (2)啟動子通常具有物種及組織特異性,構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體,需要選擇的啟動子是(填寫字母,單選)。 A.人血細(xì)胞啟動子B.水稻胚乳細(xì)胞啟動子 C.大腸桿菌啟動子D.農(nóng)桿菌啟動子,(3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中,需添加酚類物質(zhì),其目的是。 (4)人體合成的初始HS

40、A多肽,需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確空間結(jié)構(gòu)才有活性。與途徑相比,選擇途徑獲取rHSA的優(yōu)勢是。 (5)為證明rHSA具有醫(yī)用價(jià)值,須確認(rèn)rHSA與的生物學(xué)功能一致。,答案(12分)(1)總RNA(或mRNA) (2)B (3)吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞,有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化 (4)水稻是真核生物,具有膜系統(tǒng),能對初始rHSA多肽進(jìn)行高效加工 (5)HSA,解析本題主要考查基因工程的相關(guān)知識。(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,DNA復(fù)制時(shí),兩條子鏈的延伸方向相反,所以引物的位置及方向如答案所示。(2)要使rHSA基

41、因在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異性表達(dá),需要選擇水稻胚乳細(xì)胞的啟動子。(3)酚類物質(zhì)可吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(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。(4)大腸桿菌為原核生物,無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,不能對多肽進(jìn)行高效加工,而水稻是真核生物,具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,可對多肽鏈進(jìn)行高效加工。(5)要證明rHSA具有醫(yī)用價(jià)值,須確認(rèn)rHSA與HSA的生物學(xué)功能一致。,試題點(diǎn)評本題考查基因工程的相關(guān)知識點(diǎn),難度不大,只需要在復(fù)習(xí)的過程中牢牢把握基因工程的相關(guān)知識點(diǎn)即可。,14.(2015課標(biāo),40,15分,0.4173)HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒,是艾滋病

42、的病原體?；卮鹣铝袉栴}: (1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時(shí),可先提取HIV中的,以其作為模板,在的作用下合成,獲取該目的蛋白的基因,構(gòu)建重組表達(dá)載體,隨后導(dǎo)入受體細(xì)胞。 (2)從受體細(xì)胞中分離純化出目的蛋白,該蛋白作為抗原注入機(jī)體后,刺激機(jī)體產(chǎn)生的可與此蛋白結(jié)合的相應(yīng)分泌蛋白是,該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV,檢測的原理是。 (3)已知某種菌導(dǎo)致的肺炎在健康人群中罕見,但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分細(xì)胞,降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。 (4)人的免疫系統(tǒng)有癌細(xì)胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷,易發(fā)生惡性腫瘤。

43、,答案(15分)(1)RNA逆轉(zhuǎn)錄酶cDNA(或DNA)(每空2分,共6分) (2)抗體(2分)抗原抗體特異性結(jié)合(3分) (3)T(或T淋巴)(2分) (4)監(jiān)控和清除(2分),解析本題以HIV為題干背景,主要考查了逆轉(zhuǎn)錄病毒的遺傳信息流動、人體的免疫調(diào)節(jié)等。(1)HIV屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒,要獲取目的蛋白的基因,可先從HIV中提取其RNA,再以其作為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成cDNA,此cDNA即含有該目的蛋白的基因。(2)目的蛋白作為抗原注入機(jī)體后,可啟動機(jī)體的體液免疫,通過漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體,而此抗體可與目的蛋白抗原結(jié)合。利用上述原理可檢測受試者血清中是否含有HIV。(3)HIV致病的機(jī)理是H

44、IV主要感染和破壞了患者的部分T細(xì)胞,降低了患者的體液免疫和細(xì)胞免疫。(4)人體的免疫系統(tǒng)有監(jiān)控和清除癌細(xì)胞的功能。,試題點(diǎn)評選做題不單單是考選修本的內(nèi)容,還會涉及必修本的知識,考生要注意知識間的聯(lián)系。,15.(2015四川理綜,9,11分)將蘇云金桿菌Bt蛋白的基因?qū)朊藁?xì)胞中,可獲得抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉,其過程如下圖所示(注:農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上只有T-DNA片段能轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞中)。 質(zhì)粒中“Bt”代表“Bt基因”,“KmR”代表“卡那霉素抗性基因” (1)過程需用同種酶對含Bt基因的DNA和Ti質(zhì)粒進(jìn)行酶切。為將過程獲得的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌篩選出來,應(yīng)使用培養(yǎng)基。 (2)過程中將棉花細(xì)胞

45、與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng),旨在讓進(jìn)入棉花細(xì)胞;除盡農(nóng)桿菌后,還須轉(zhuǎn)接到含卡那霉素的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng),目的是。 (3)若過程僅獲得大量的根,則應(yīng)在培養(yǎng)基中增加以獲得芽;部分接種在無激素培養(yǎng)基上的芽也能長根,原因是。,(4)檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因棉的抗蟲性狀,常用方法是。種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能減少的使用,以減輕環(huán)境污染。,答案(11分)(1)限制性核酸內(nèi)切(1分)選擇(1分) (2)T-DNA(1分)篩選獲得T-DNA片段的植物細(xì)胞(2分) (3)細(xì)胞分裂素濃度(1分)芽頂端合成的生長素向基部運(yùn)輸,促進(jìn)根的分化(2分) (4)投放棉鈴蟲(2分)農(nóng)藥(1分),解析本題考查基因工程與植物細(xì)胞工程的相關(guān)知識。(1)同種限

46、制酶切割質(zhì)粒和含目的基因的DNA,可獲得相同的黏性末端,以構(gòu)建基因表達(dá)載體。重組質(zhì)粒含完整的卡那霉素抗性基因,故應(yīng)使用含卡那霉素的選擇培養(yǎng)基篩選含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌。(2)實(shí)驗(yàn)過程中將棉花細(xì)胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng),其目的是利用含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌將T-DNA導(dǎo)入棉花細(xì)胞中。除去農(nóng)桿菌后在含卡那霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),其目的是篩選出含有目的基因的棉花細(xì)胞。(3)培養(yǎng)基中生長素用量與細(xì)胞分裂素用量比值高時(shí),利于根的分化,抑制芽的形成,反之,有利于芽的分化,抑制根的形成。因芽頂端可合成生長素,故接種在無激素的培養(yǎng)基上的芽也能長根。(4)可用投放棉鈴蟲的方法檢測抗蟲棉的抗蟲效果。轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的種植可減少農(nóng)藥

47、使用量,從而減輕環(huán)境污染。,名師點(diǎn)睛基因工程操作要點(diǎn)提示:(1)基因表達(dá)載體的構(gòu)建是實(shí)施基因工程的第二步,也是基因工程的核心步驟。(2)對于植物來說,受體細(xì)胞可以是受精卵或體細(xì)胞,但常用體細(xì)胞。(3)對于動物來說,動物體細(xì)胞的全能性受限制,受體細(xì)胞一般是受精卵。受精卵作為受體細(xì)胞具有體積大、易操作、經(jīng)培養(yǎng)可直接表達(dá)性狀的優(yōu)點(diǎn)。(4)選擇培養(yǎng)基的運(yùn)用主要依據(jù)的是質(zhì)粒上的標(biāo)記基因。,以下為教師用書專用,16.(2017北京理綜,5,6分)為了增加菊花花色類型,研究者從其他植物中克隆出花色基因C(圖1),擬將其與質(zhì)粒(圖2)重組,再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花中。 下列操作與實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟环氖?) A.用限制

48、性核酸內(nèi)切酶EcoR和連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒 B.用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織,將C基因?qū)爰?xì)胞 C.在培養(yǎng)基中添加卡那霉素,篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞 D.用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上,答案C本題主要考查基因工程的相關(guān)知識。由于C基因兩端及質(zhì)粒上均存在限制酶EcoR 的酶切位點(diǎn),因此,可采用限制酶EcoR 和DNA連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒;用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織(即農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法),可以將C基因?qū)爰?xì)胞;由于質(zhì)粒上存在潮霉素抗性基因(標(biāo)記基因),因此,可以在培養(yǎng)基中添加潮霉素,篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞,C符合題意;可用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上。,17.(20

49、15重慶理綜,6,6分)下列有關(guān)人胰島素基因表達(dá)載體的敘述,正確的是() A.表達(dá)載體中的胰島素基因可通過人肝細(xì)胞mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得 B.表達(dá)載體的復(fù)制和胰島素基因的表達(dá)均啟動于復(fù)制原(起)點(diǎn) C.借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細(xì)胞篩選出來 D.啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉(zhuǎn)錄中起作用,答案C由于人肝細(xì)胞中胰島素基因不能表達(dá),所以無法利用肝細(xì)胞mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得胰島素基因,A項(xiàng)錯(cuò)誤;表達(dá)載體的復(fù)制啟動于復(fù)制原點(diǎn),胰島素基因的轉(zhuǎn)錄啟動于啟動子,B項(xiàng)錯(cuò)誤;抗生素抗性基因是標(biāo)記基因,作用是檢測受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有胰島素基因的受體細(xì)胞篩選出來,C項(xiàng)正確;啟動子是RNA

50、聚合酶識別和結(jié)合的部位,是轉(zhuǎn)錄的起點(diǎn),而終止密碼子位于mRNA上 ,在翻譯中起作用,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,18.(2014天津理綜,4,6分)為達(dá)到相應(yīng)目的,必須通過分子檢測的是() A.攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選 B.產(chǎn)生抗人白細(xì)胞介素-8抗體的雜交瘤細(xì)胞的篩選 C.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定 D.21三體綜合征的診斷,答案B根據(jù)受體菌是否對鏈霉素產(chǎn)生抗性進(jìn)行攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選,不需要分子檢測,A錯(cuò)誤;用特定選擇培養(yǎng)基篩選出的雜交瘤細(xì)胞,還需要進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,才能獲得足夠多的能分泌抗人白細(xì)胞介素-8抗體的雜交瘤細(xì)胞,B正確;轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是否具有抗蟲特性,需要做抗蟲的接種實(shí)

51、驗(yàn),C錯(cuò)誤;21三體綜合征可通過用顯微鏡直接觀察體細(xì)胞中的21號染色體數(shù)目的方法進(jìn)行檢測,D錯(cuò)誤。,19.(2014重慶理綜,4,6分)如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關(guān)敘述,正確的是(),A.的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與 B.侵染植物細(xì)胞后,重組Ti質(zhì)粒整合到的染色體上 C.的染色體上若含抗蟲基因,則就表現(xiàn)出抗蟲性狀 D.只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異,答案D的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶參與,A錯(cuò)誤;侵染植物細(xì)胞后,通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用,使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞并整合到的染色體上,B錯(cuò)誤;的染色體上含有目的基因(抗蟲基因)但不一定表達(dá),C

52、錯(cuò)誤;基因工程依據(jù)的原理是基因重組,基因重組屬于可遺傳變異,D正確。,試題點(diǎn)評本題考查了基因工程的相關(guān)知識,考查了學(xué)生的理解能力,難度中等。,20.(2016江蘇單科,33,9分)下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點(diǎn),圖1、圖2中標(biāo)注了相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn),其中切割位點(diǎn)相同的酶不重復(fù)標(biāo)注。請回答下列問題:,(1)用圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒,應(yīng)選用兩種限制酶切割,酶切后的載體和目的基因片段,通過酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴(kuò)增重組質(zhì)粒,需將其轉(zhuǎn)入處于態(tài)的大腸桿菌。 (2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌,應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加,平板上長出的菌落,常用PCR鑒定,所用的引物組成為圖2中。

53、(3)若BamH酶切的DNA末端與Bcl酶切的DNA末端連接,連接部位的6個(gè)堿基對序列為 ,對于該部位,這兩種酶(填“都能”、“都不能”或“只有一種能”)切開。 (4)若用Sau3A切圖1質(zhì)粒最多可能獲得種大小不同的DNA片段。,答案(9分) (1)Bcl和Hind連接感受 (2)四環(huán)素引物甲和引物丙 (3)T GATC C A CTAG G都不能 (4)7,解析本題主要考查基因工程的相關(guān)知識。(1)分析4種限制酶識別的序列可知:BamH和Bcl識別序列中含有Sau3A的識別序列,這三種酶切割DNA后可以產(chǎn)生相同的黏性末端。為保證質(zhì)粒上含有標(biāo)記基因,切割質(zhì)粒時(shí)不能選用BamH和Sau3A,應(yīng)選

54、用Bcl和Hind兩種限制酶切割;酶切后的載體和目的基因片段,需用DNA連接酶連接形成重組質(zhì)粒,為了擴(kuò)增重組質(zhì)粒,需將其轉(zhuǎn)入處于感受態(tài)的大腸桿菌中。(2)重組質(zhì)粒中四環(huán)素抗性基因結(jié)構(gòu)完整,氨芐青霉素抗性基因結(jié)構(gòu)被破壞,在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素可以篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌。PCR擴(kuò)增目的基因時(shí),需用引物甲和引物丙兩種引物。(3)BamH酶切產(chǎn)生的黏性末端為,Bcl酶切產(chǎn)生的黏性末端為,經(jīng)DNA連接酶連接后,連接部位的6 個(gè)堿基對序列為,此序列不能被BamH和Bcl識別,因此不能被兩 種酶切開。(4)圖1質(zhì)粒中含有Sau3A酶的3個(gè)識別序列,如圖:(A、B、C分別表示相鄰切點(diǎn)間的DNA片

55、段),用Sau3A酶切,若在一個(gè)切點(diǎn)處切割可得到:B+C+A、C+A+B、A+B+C三種DNA片段(但其大小相同),若在兩個(gè)切點(diǎn)處切割可得到:A、B+C、A+C、B、A+B、C六種DNA片段(其大小均不同);若在三個(gè)切點(diǎn)處均切割,可得到A、B、C三種大小不同的DNA片段,綜上所述,用Sau3A酶切質(zhì)粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。,特別提醒此題是對基因工程相關(guān)知識的考查,解答本題的關(guān)鍵在于理解重組質(zhì)粒中標(biāo)記基因的作用,在插入目的基因時(shí)不能破壞標(biāo)記基因,故選擇限制酶須注意;PCR擴(kuò)增基因時(shí),兩種引物結(jié)合的部位相反,延伸的方向相反;限制酶具有特異性,不同的限制酶識別不同的序列,判斷某種限制

56、酶能否切割某片段,應(yīng)根據(jù)該片段中是否含有限制酶的識別序列。,21.2016浙江自選,18,(一)下面是關(guān)于獲得能產(chǎn)生人干擾素大腸桿菌的問題。請回答: (1)用限制性核酸內(nèi)切酶識別人干擾素基因和質(zhì)粒中一段特定的并切割,然后用連接形成重組DNA。該質(zhì)粒是一種含抗生素抗性基因的核酸分子。 A.雙鏈環(huán)狀B.單鏈環(huán)狀 C.雙鏈線狀D.單鏈線狀 (2)將含人干擾素基因的重組質(zhì)粒導(dǎo)入到大腸桿菌,經(jīng)含有的培養(yǎng)基篩選等過程,最終獲得能產(chǎn)生人干擾素的大腸桿菌。,答案(1)核苷酸序列DNA連接酶A (2)抗生素,解析(1)限制性核酸內(nèi)切酶可以識別特定的核苷酸序列并切割每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸間的磷酸二酯鍵,然

57、后用DNA連接酶連接形成重組DNA。該大腸桿菌質(zhì)粒是一種很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。(2)由于該質(zhì)粒含有抗生素抗性基因,所以可以在含有抗生素的培養(yǎng)基中進(jìn)行篩選,最終獲得能產(chǎn)生人干擾素的大腸桿菌。,試題點(diǎn)評本題考查基因工程的原理及生態(tài)工程相關(guān)知識,難度較小。,22.(2015江蘇單科,33,8分)熒光原位雜交可用熒光標(biāo)記的特異DNA片段為探針,與染色體上對應(yīng)的DNA片段結(jié)合,從而將特定的基因在染色體上定位。請回答下列問題:,(1)DNA熒光探針的制備過程如圖1所示,DNA酶隨機(jī)切開了核苷酸之間的鍵從而產(chǎn)生切口,隨后在DNA聚合酶作用下,以熒光標(biāo)記的為原料,合成熒光標(biāo)記的DNA探針。 (2)圖2表示

58、探針與待測基因結(jié)合的原理。先將探針與染色體共同煮沸,使DNA雙鏈中 鍵斷裂,形成單鏈。隨后在降溫復(fù)性過程中,探針的堿基按照原則,與染色體上的特定基因序列形成較穩(wěn)定的雜交分子。圖中兩條姐妹染色單體中最多可有條熒光標(biāo)記的DNA片段。,(3)A、B、C分別代表不同來源的一個(gè)染色體組,已知AA和BB中各有一對同源染色體可被熒光探針標(biāo)記。若植物甲(AABB)與植物乙(AACC)雜交,則其F1有絲分裂中期的細(xì)胞中可觀察到個(gè)熒光點(diǎn);在減數(shù)第一次分裂形成的兩個(gè)子細(xì)胞中分別可觀察到個(gè)熒光點(diǎn)。,答案(8分)(1)磷酸二酯脫氧核苷酸 (2)氫堿基互補(bǔ)配對4 (3)62和4,解析本題主要考查DNA的結(jié)構(gòu)、復(fù)制、有絲

59、分裂和減數(shù)分裂的相關(guān)知識。(1)DNA酶可使DNA分子斷裂成為片段,為限制酶,其作用為切開兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。合成DNA分子的原料為4種脫氧核苷酸。(2)DNA分子受熱變性,氫鍵斷裂,解旋為單鏈。探針的堿基與染色體上的特定基因序列按照堿基互補(bǔ)配對的原則,形成雜交分子。由于每條染色單體含有一個(gè)DNA分子,一個(gè)DNA分子可以有2條熒光標(biāo)記的片段,所以兩條姐妹染色單體中最多有4條熒光標(biāo)記的片段,但只能觀察到兩個(gè)熒光點(diǎn)。(3)植物甲與植物乙雜交后代F1為AABC,在有絲分裂中期已完成了DNA復(fù)制,并且A和B都可以被熒光探針標(biāo)記,所以可觀察到6個(gè)熒光點(diǎn)。F1AABC在減數(shù)第一次分裂形成的兩個(gè)子細(xì)

60、胞分別含有A、AB,因此分別可觀察到2和4個(gè)熒光點(diǎn)。,23.(2015江蘇單科,32,9分)胰島素A、B鏈分別表達(dá)法是生產(chǎn)胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達(dá)載體,圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產(chǎn)人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示-半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請回答下列問題:,(1)圖1基因表達(dá)載體中沒有標(biāo)注出來的基本結(jié)構(gòu)是。 (2)圖1中啟動子是酶識別和結(jié)合的部位,有了它才能啟動目的基因的表達(dá);氨芐青霉素抗性基因的作用是。 (3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)必需的工具酶有。 (4)-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達(dá),可將胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點(diǎn)隱藏在內(nèi)部,其意義在

61、于。 (5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵,用溴化氰處理相應(yīng)的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈,且-半乳糖苷酶被切成多個(gè)肽段,這是因?yàn)椤?(6)根據(jù)圖2中胰島素的結(jié)構(gòu),請推測每個(gè)胰島素分子中所含游離氨基的數(shù)量。你的推測結(jié)果是,理由是 。,答案(9分)(1)終止子 (2)RNA聚合作為標(biāo)記基因,將含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來 (3)限制酶和DNA連接酶 (4)防止胰島素的A、B鏈被菌體內(nèi)蛋白酶降解 (5)-半乳糖苷酶中含多個(gè)甲硫氨酸,而胰島素A、B鏈中不含甲硫氨酸 (6)至少2個(gè)兩條肽鏈的一端各有一個(gè)游離的氨基,氨基酸R基團(tuán)中可能還含有游離的氨基,解

62、析(1)完整的基因表達(dá)載體應(yīng)包含目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因等,圖1中沒有標(biāo)注出終止子。(2)啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,可驅(qū)動轉(zhuǎn)錄出mRNA;氨芐青霉素抗性基因?qū)儆跇?biāo)記基因,可利用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基篩選出含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌。(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體需用限制酶分別切割目的基因和質(zhì)粒,再用DNA連接酶將兩者連接形成重組質(zhì)粒。(4)利用-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達(dá)的意義是將胰島素肽鏈上的蛋白酶切割位點(diǎn)隱藏在-半乳糖苷酶內(nèi)部,從而防止胰島素A鏈或B鏈被大腸桿菌體內(nèi)的蛋白酶降解。(5)根據(jù)溴化氰的作用特點(diǎn)可知,溴化氰可將-半乳糖苷酶切成多個(gè)肽段,但不會切割胰島素A、B鏈,

63、這與肽鏈中含有的甲硫氨酸數(shù)量有關(guān)。(6)由于每條肽鏈的一端都含有一個(gè)游離的氨基,所以蛋白質(zhì)分子中游離氨基的數(shù)量=肽鏈數(shù)+R基上游離氨基數(shù),故可推測胰島素(由A、B鏈組成)至少含有2個(gè)游離的氨基。,24.(2015海南單科,31,15分)在體內(nèi),人胰島素基因表達(dá)可合成出一條稱為前胰島素原的肽鏈,此肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中經(jīng)酶甲切割掉氨基端一段短肽后成為胰島素原,進(jìn)入高爾基體的胰島素原經(jīng)酶乙切割去除中間片段C后,產(chǎn)生A、B兩條肽鏈,再經(jīng)酶丙作用生成由51個(gè)氨基酸殘基組成的胰島素。目前,利用基因工程技術(shù)可大量生產(chǎn)胰島素?；卮鹣铝袉栴}: (1)人體內(nèi)合成前胰島素原的細(xì)胞是,合成胰高血糖素的細(xì)胞是。 (2)可根據(jù)

64、胰島素原的氨基酸序列,設(shè)計(jì)并合成編碼胰島素原的序列,用該序列與質(zhì)粒表達(dá)載體構(gòu)建胰島素原基因重組表達(dá)載體,再經(jīng)過細(xì)菌轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定,即可建立能穩(wěn)定合成的基因工程菌。 (3)用胰島素原抗體檢測該工程菌的培養(yǎng)物時(shí),培養(yǎng)液無抗原抗體反應(yīng),菌體有抗原抗體反應(yīng),則用該工程菌進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵時(shí),應(yīng)從中分離、純化胰島素原。胰島素原經(jīng)酶處理便可轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素。,答案(1)胰島B細(xì)胞胰島A細(xì)胞(每空3分,共6分) (2)DNA胰島素原(每空3分,共6分)(3)菌體(3分),解析(1)人體合成前胰島素原的細(xì)胞是胰島B細(xì)胞,合成胰高血糖素的細(xì)胞是胰島A細(xì)胞。(2)蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)胰島素時(shí),需根據(jù)胰島素原的氨基酸序列,設(shè)計(jì)并

65、合成編碼胰島素原的脫氧核苷酸序列(目的基因),然后再構(gòu)建胰島素原基因重組表達(dá)載體,導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi),再經(jīng)過細(xì)菌轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定,即可建立能穩(wěn)定合成胰島素原的工程菌。(3)運(yùn)用抗原抗體檢測法檢測胰島素原時(shí),培養(yǎng)液無抗原抗體反應(yīng),菌體有抗原抗體反應(yīng),故應(yīng)從菌體中分離、純化胰島素原。,25.(2014山東理綜,36,12分)人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白,可在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下: (1)htPA基因與載體用切割后,通過DNA連接酶連接,以構(gòu)建重組表達(dá)載體。檢測目的基因是否已插入受體細(xì)胞DNA,可采用 技術(shù)。 (2)為獲取更多的卵(母)細(xì)胞,要對供體母羊注射促

66、性腺激素,使其。采集的精子需要經(jīng)過,才具備受精能力。,(3)將重組表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是 。為了獲得母羊,移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個(gè)轉(zhuǎn)基因個(gè)體,這體現(xiàn)了早期胚胎細(xì)胞的。 (4)若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測到,說明目的基因成功表達(dá)。,答案(1)同種限制性核酸內(nèi)切酶(或同種限制酶)DNA分子雜交(或核酸探針) (2)超數(shù)排卵獲能(處理) (3)顯微注射法性別鑒定全能性 (4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物),解析(1)目的基因和載體先用同種限制酶切割后,再用DNA連接酶連接,以構(gòu)建基因表達(dá)載體;判斷受體細(xì)胞的DNA是否插入目的基因可采用DNA分子雜交技術(shù)。(2)利用促性腺激素處理供體母羊可使其產(chǎn)生更多的卵母細(xì)胞;精子必須獲能后才具備受精能力。(3)將重組表達(dá)載體導(dǎo)入動物受精卵常用的方法是顯微注射法。為了獲得母羊,移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行性別鑒定。(4)若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測到人組織纖溶酶原激活物,說明目的基因成功表達(dá)。,26.(2014課標(biāo),40,15分,0.5599)植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性