2019版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第12單元 現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題 第36講 基因工程學(xué)案 蘇教版

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1、第36講基因工程考試說(shuō)明 1.基因工程的誕生()。2.基因工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù))()。3.基因工程的應(yīng)用()。4.蛋白質(zhì)工程()。5.DNA的粗提取與鑒定(實(shí)驗(yàn)與探究能力)。􀎮考點(diǎn)一基因工程的概念及基本工具􀎯 1.基因工程的概念(1)手段:按照,進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì),通過(guò)體外和等技術(shù),賦予生物以新的遺傳特性。(2)目的:創(chuàng)造出更符合人們需要的新的和。(3)水平:水平。 2.基因工程的基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶來(lái)源:主要從中分離純化而來(lái)。作用:識(shí)別雙鏈DNA分子的某種序列,使的兩個(gè)核苷酸之間的斷裂。結(jié)果:產(chǎn)生末端或末端。(2)DNA連接酶常用類(lèi)型Eco

2、li DNA連接酶T4DNA連接酶來(lái)源T4噬菌體功能連接黏性末端連接結(jié)果恢復(fù)被限制酶切開(kāi)的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵(3)載體條件:能自我復(fù)制、有一個(gè)至多個(gè)切割位點(diǎn)、有特殊的。常用載體。其他載體:噬菌體的衍生物、等。 1.限制酶和DNA連接酶的關(guān)系圖12-36-1(1)限制酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵。(2)限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在該酶的識(shí)別序列或識(shí)別序列已經(jīng)被修飾。(3)DNA連接酶起作用時(shí),不需要模板。 2.DNA相關(guān)六種酶的比較名稱(chēng)作用部位作用底物作用結(jié)果限制酶磷酸二酯鍵DNA將DNA切成兩個(gè)或多個(gè)片段DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段將兩個(gè)DNA片段連接

3、為一個(gè)DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸以單鏈DNA為模板,將單個(gè)脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端DNA(水解)酶磷酸二酯鍵DNA將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸解旋酶堿基對(duì)之間的氫鍵DNA將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈,形成兩條長(zhǎng)鏈RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核苷酸以單鏈DNA為模板,將單個(gè)核糖核苷酸依次連接到單鏈末端1.如圖12-36-2為大腸桿菌及質(zhì)粒載體的結(jié)構(gòu)模式圖,據(jù)圖回答下列問(wèn)題:圖12-36-2(1)a代表的物質(zhì)和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)都是,二者還具有其他共同點(diǎn),如,(寫(xiě)出兩條即可)。(2)若質(zhì)粒DNA分子的切割末端為ATGCGC,則與之連接的目的基因切割末端應(yīng)為;可使用把質(zhì)粒和目的基

4、因連接在一起。(3)氨芐青霉素抗性基因在質(zhì)粒DNA分子上稱(chēng)為,其作用是。(4)下列常在基因工程中用作載體的是 ()A.蘇云金芽孢桿菌抗蟲(chóng)基因B.土壤農(nóng)桿菌環(huán)狀RNA分子C.大腸桿菌的質(zhì)粒D.動(dòng)物細(xì)胞的染色體2.2017上海寶山區(qū)二模 分析有關(guān)基因工程的資料,回答問(wèn)題。如圖12-36-3為構(gòu)建某重組質(zhì)粒的過(guò)程示意圖。lacZ基因可使細(xì)菌利用加入培養(yǎng)基的物質(zhì)X-gal,從而使菌落顯現(xiàn)出藍(lán)色,若無(wú)該基因,菌落則成白色。圖中甲戊DNA片段只注明了黏性末端處的堿基種類(lèi),其他堿基的種類(lèi)未作注明。圖12-36-3(1)若酶M特異性識(shí)別的DNA堿基序列是,則酶N特異性識(shí)別的DNA堿基序列是。(2)過(guò)程是將所有

5、片段混合在一起,用酶拼接可得到不同的重組DNA。(3)如果只考慮2個(gè)片段的組合,那么甲、乙、丁三個(gè)片段中能夠形成環(huán)狀DNA的片段組合是(多選)。A.甲和乙B.甲和甲C.甲和丁D.乙和乙E.乙和丁F.丁和丁(4)為了篩選含重組質(zhì)粒的受體菌,應(yīng)在通用培養(yǎng)基中額外加入,培養(yǎng)一段時(shí)間,挑選出色的菌落進(jìn)一步培養(yǎng)。原來(lái)質(zhì)粒中,限制酶M和N的酶切位點(diǎn)。A.M位于青霉素抗性基因中,N位于lacZ基因中B.N位于青霉素抗性基因中,M位于lacZ基因中C.M和N都位于青霉素抗性基因中D.M和N都位于lacZ基因中(5)上述目的基因能夠在受體細(xì)菌中表達(dá),其原因是不同生物。A.共用一套DNA B.共用一套R(shí)NA C.

6、共用一套蛋白質(zhì) D.共用一套密碼子方法技巧限制酶的選擇技巧(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切割位點(diǎn)確定限制酶的種類(lèi)。圖12-36-4應(yīng)選擇切割位點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶,如圖甲可選擇Pst。不能選擇切割位點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶,如圖甲不能選擇Sma。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(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切割位點(diǎn))。(2)根據(jù)質(zhì)粒的特點(diǎn)確定限制酶的種類(lèi)。所選限制酶要與切割目的基因的限制酶一致,以確保產(chǎn)生相同的黏性末端。質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因等,所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu),如圖

7、乙中限制酶Sma會(huì)破壞標(biāo)記基因;如果所選酶的切割位點(diǎn)不是一個(gè),則切割重組后可能丟失某些片段,若丟失的片段含復(fù)制起點(diǎn)區(qū),則切割重組后的片段進(jìn)入受體細(xì)胞后不能自主復(fù)制。􀎮考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序及PCR技術(shù)􀎯 1.基因工程的基本操作程序(1)目的基因的獲取目的基因:主要指的基因,也可以是一些具有作用的因子。獲取方法(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因工程的核心目的:使目的基因,同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)成圖12-36-5構(gòu)建過(guò)程:圖12-36-6(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞生物種類(lèi)植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法、受體細(xì)胞體細(xì)胞原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化

8、過(guò)程(以農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法為例:)將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的上導(dǎo)入農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞整合到受體細(xì)胞的上表達(dá)基因表達(dá)載體受精卵發(fā)育新性狀個(gè)體處理細(xì)胞細(xì)胞重組表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定圖12-36-7 2.PCR技術(shù)(1)原理:DNA復(fù)制,即:雙鏈DNA單鏈DNA圖12-36-8(2)條件(3)過(guò)程與結(jié)果過(guò)程結(jié)果:上述三步反應(yīng)完成后,一個(gè)DNA分子就變成了個(gè)DNA分子,隨著重復(fù)次數(shù)的增多,DNA分子就以的形式增加。PCR的反應(yīng)過(guò)程都是在中完成的。 1.基因工程操作的易錯(cuò)點(diǎn)分析(1)目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的,基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控,所以目的基因

9、應(yīng)插入到啟動(dòng)子與終止子之間的部位。(2)啟動(dòng)子(DNA片段)起始密碼子(RNA);終止子(DNA片段)終止密碼子(RNA)。(3)基因表達(dá)載體的構(gòu)建是最核心、最關(guān)鍵的一步,在體外進(jìn)行。(4)只有第三步(將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞)沒(méi)有堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象,其余三步都有堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象。 2.DNA復(fù)制與PCR技術(shù)的比較項(xiàng)目體內(nèi)DNA復(fù)制PCR技術(shù)場(chǎng)所主要在細(xì)胞核內(nèi)生物體外酶DNA聚合酶、解旋酶熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)條件模板、ATP、常溫模板、ATP、引物鏈、溫度變化(9095 5560 7075 )原料四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸特點(diǎn)形成的是整個(gè)DNA分子,一個(gè)細(xì)胞周期只復(fù)制一次短時(shí)間內(nèi)形成含

10、有大量目的基因的DNA片段角度1結(jié)合實(shí)例考查基因工程的基本操作程序1.人血清蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價(jià)值。如圖12-36-9是以基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。圖12-36-9(1)如果HSA基因序列未知,可以采用的方法獲取該目的基因,為了使該目的基因能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制和穩(wěn)定保存,通常要先構(gòu)建后才能導(dǎo)入宿主細(xì)胞。(2)方框中的“?”一般選用的生物是,為了提高過(guò)程的導(dǎo)入成功率,通常用處理大腸桿菌。(3)人體合成的初始HSA多肽,需要經(jīng)過(guò)膜系統(tǒng)加工形成正確的空間結(jié)構(gòu)才能有活性,所以,選擇(填“”或“”)途徑獲取rHSA更有優(yōu)勢(shì)。(4)為了鑒定宿主細(xì)胞中是否產(chǎn)

11、生rHSA,可以用方法來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)。A.檢驗(yàn)HSA基因是否導(dǎo)入 B.檢驗(yàn)細(xì)胞中是否產(chǎn)生相應(yīng)的mRNAC.抗原抗體雜交 D.檢測(cè)是否有標(biāo)記基因角度2考查PCR技術(shù)的原理與過(guò)程2.2017福建南平一模 基因工程在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展迅速,基因可導(dǎo)入農(nóng)作物中,用于改良該農(nóng)作物的性狀。通過(guò)多重PCR技術(shù)可擴(kuò)增并檢測(cè)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的外源基因成分。多重PCR技術(shù)是在一個(gè)PCR 反應(yīng)體系中加入多對(duì)引物,針對(duì)多個(gè)DNA模板或同一模板的不同區(qū)域,擴(kuò)增多個(gè)目的基因的PCR 技術(shù)。請(qǐng)回答:(1)我國(guó)科學(xué)家將Bt毒蛋白基因、魚(yú)的抗凍蛋白基因、控制果實(shí)成熟的基因?qū)朕r(nóng)作物,可獲得、延熟的轉(zhuǎn)基因作物。(2)引物是根據(jù)的一段核苷酸

12、序列合成的,每種基因擴(kuò)增需要一對(duì)引物的原因是。下表是A、B、C三種基因的引物,據(jù)表分析,引物特異性主要體現(xiàn)在。A基因引物15GCTCCTACAAATGCCATCATTGC3引物25GATAGTGGGATTGTGCGTCATCCC3B基因引物15TGAATCCTGTTGCCGGTCTT3引物25AAATGTATAATTGCGGGACTCTAATC3C基因引物15CCTTCATGTTCGGCGGTCTCG3引物25GCGTCATGATCGGCTCGATG3(3)PCR過(guò)程中溫度從90 降到5560 的目的是。(4)檢測(cè)人員通過(guò)多重PCR技術(shù)確定農(nóng)作物中是否含有A、B、C三種轉(zhuǎn)基因。將A、B、C三種

13、基因和待測(cè)的農(nóng)作物基因樣品進(jìn)行PCR,擴(kuò)增后的產(chǎn)物再進(jìn)行電泳,結(jié)果如圖12-36-10。據(jù)圖分析:含有三種轉(zhuǎn)基因的農(nóng)作物是,判斷依據(jù)是。圖12-36-10(5)與PCR技術(shù)相比,多重PCR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)有:a.。b.。c.。􀎮考點(diǎn)三基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程􀎯一、基因工程的應(yīng)用 1.植物基因工程抗蟲(chóng)、轉(zhuǎn)基因植物,利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。 2.動(dòng)物基因工程提高動(dòng)物、改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)、用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn),用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體。 3.基因工程藥物(1)方式:利用基因工程培育“”來(lái)生產(chǎn)藥品。(2)成果:利用“工程菌”可生產(chǎn)細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。4.基因治

14、療(1)概念:把導(dǎo)入病人體內(nèi),使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能,從而達(dá)到治療疾病的目的。(2)成果:將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入患者的淋巴細(xì)胞。二、蛋白質(zhì)工程圖12-36-11 基因工程和蛋白質(zhì)工程的比較項(xiàng)目基因工程蛋白質(zhì)工程區(qū)別操作環(huán)境(場(chǎng)所)生物體外生物體外操作核心基因基因操作起點(diǎn)目的基因預(yù)期的蛋白質(zhì)功能基本過(guò)程剪切拼接導(dǎo)入表達(dá)確定蛋白質(zhì)功能應(yīng)有的高級(jí)結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)應(yīng)有的氨基酸序列應(yīng)有的堿基序列改造的蛋白質(zhì)實(shí)質(zhì)定向改造生物的遺傳特性,以獲得人類(lèi)所需要的生物類(lèi)型或生物產(chǎn)品(基因的異體表達(dá))定向改造或生產(chǎn)人類(lèi)所需的蛋白質(zhì)結(jié)果生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)生產(chǎn)人類(lèi)需要的新基因,創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質(zhì)聯(lián)系

15、蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來(lái)的第二代基因工程,因?yàn)閷?duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì),必須通過(guò)基因修飾或基因合成實(shí)現(xiàn)角度1結(jié)合基因工程的操作過(guò)程考查基因工程的應(yīng)用1.2017東北三省三校模擬 馬鈴薯是重要的經(jīng)濟(jì)作物,在基因育種方面取得豐碩成果。(1)馬鈴薯是雙子葉植物,常用法將目的基因?qū)腭R鈴薯的體細(xì)胞中。構(gòu)建好的基因表達(dá)載體基本結(jié)構(gòu)有目的基因、復(fù)制原點(diǎn)五部分。(2)馬鈴薯易患多種疾病,導(dǎo)致產(chǎn)量下降?；蚬こ讨谐Ｓ玫目共』?yàn)?寫(xiě)一種即可)。(3)科學(xué)家還培育出抗除草劑的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯,主要從兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì):修飾除草劑作用的靶蛋白,使其對(duì)除草劑,或使靶蛋白過(guò)量表達(dá),植物吸收除草劑后仍

16、能正常代謝。引入酶或酶系統(tǒng),使除草劑在發(fā)生作用前。(4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,還需對(duì)轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行。角度2考查蛋白質(zhì)工程的原理與操作2.2015全國(guó)卷 已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P),該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,由305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸,240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸,改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)從上述資料可知,若要改變蛋白質(zhì)的功能,可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的進(jìn)行改造。(2)以P基因序列為基礎(chǔ),獲得P1基因的途徑有修飾基因或合成基因。所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的,中心法則的全部?jī)?nèi)容包括的復(fù)制,以及遺傳信

17、息在不同分子之間的流動(dòng),即:。 (3)蛋白質(zhì)工程也被稱(chēng)為第二代基因工程,其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā),通過(guò)和, 進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列,據(jù)此獲得基因,再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì),之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物進(jìn)行鑒定。􀎮考點(diǎn)四DNA的粗提取與鑒定􀎯 1.原理(1)溶解度DNA與蛋白質(zhì)在不同濃度的溶液中溶解度不同。DNA不溶于。(2)DNA對(duì)酶、和的耐受性。(3)鑒定:DNA+試劑。 2.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)材料的選取破碎細(xì)胞獲取含DNA的濾液過(guò)濾,取濾液去除濾液中的雜質(zhì)DNA的析出利用DNA不溶于的原理,析出DNADNA的鑒定 1.DNA和蛋白質(zhì)在不同NaCl溶

18、液中溶解度的比較項(xiàng)目2 mol/L NaCl溶液0.14 mol/L NaCl溶液溶解規(guī)律DNA溶解析出蛋白質(zhì)部分發(fā)生鹽析沉淀溶解NaCl溶液濃度從2 mol/L逐漸降低的過(guò)程中,溶解度逐漸增大 2.DNA的粗提取與鑒定中的“2、3、4”加蒸餾水2次加到雞血細(xì)胞液中,使血細(xì)胞吸水破裂加到含DNA的2 mol/L的NaCl溶液中,使NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度下降到0.14 mol/L,使DNA析出用紗布過(guò)濾3次過(guò)濾血細(xì)胞破裂液,得到含細(xì)胞核物質(zhì)的濾液濾取0.14 mol/L的NaCl溶液中析出的DNA(黏稠物)過(guò)濾溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液(續(xù)表)4次使用NaCl溶液加2 mol/

19、L的NaCl溶液,溶解提取的細(xì)胞核物質(zhì)用0.14 mol/L的NaCl溶液使DNA析出用2 mol/L的NaCl溶液,溶解濾取的DNA黏稠物用2 mol/L的NaCl溶液,溶解絲狀物用于鑒定DNA在“DNA的粗提取與鑒定”的實(shí)驗(yàn)中,對(duì)DNA進(jìn)行鑒定時(shí),做如下操作:試管序號(hào)AB1加2 mol/L的NaCl溶液5 mL加2 mol/L的NaCl溶液5 mL2不加加入提取的DNA絲狀物并攪拌3加4 mL二苯胺,混勻加4 mL二苯胺,混勻4沸水浴5分鐘沸水浴5分鐘實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論圖12-36-12(1)根據(jù)圖12-36-12完成表格空白處的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。(2)對(duì)于B試管,完成1、2、3的操作后溶液顏色如何

20、?。(3)在沸水浴中加熱的目的是,同時(shí)說(shuō)明DNA對(duì)高溫有較強(qiáng)的。(4)A試管在實(shí)驗(yàn)中的作用是。(5)B試管中溶液顏色的變化程度主要與有關(guān)。􀎮歷年真題明考向􀎯1.2017全國(guó)卷 真核生物基因中通常有內(nèi)含子,而原核生物基因中沒(méi)有,原核生物沒(méi)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。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡(jiǎn)稱(chēng)蛋白A)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)某同學(xué)從人的基因組文庫(kù)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(chóng)病毒兩種載體中,不選用作為載體,其原因是。(3)若要

21、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(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)做出了重要貢獻(xiàn),也可以說(shuō)是基因工程的先導(dǎo),如果說(shuō)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。2.2017全國(guó)卷 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(guò)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。回答下列問(wèn)題:(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mRNA,常選用嫩葉而不選用老

22、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(guò)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(méi)有提高,根據(jù)中心法則分析,其可能的原因是。3.2016全國(guó)卷 某一質(zhì)粒載體如圖12-36-13所示,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

23、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(wèn)題:圖12-36-13(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(mǎn)足上述基本條件外,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)

24、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。(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(lái)自于。4.2016全國(guó)卷 圖12-36-14中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性?xún)?nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn),圖為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoR、Sau3A的切點(diǎn)是唯一的)。圖12-36-14根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí),回答下列問(wèn)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)若某人利用圖乙所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含

25、有目的基因的重組子,如圖12-36-15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。圖12-36-15(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶,常見(jiàn)的有和,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是。第十二單元現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題第36講基因工程考點(diǎn)一【知識(shí)梳理】1.(1)人們的愿望DNA重組轉(zhuǎn)基因(2)生物類(lèi)型生物產(chǎn)品(3)DNA分子2.(1)原核生物特定核苷酸特定部位磷酸二酯鍵黏性平(2)大腸桿菌黏性末端或平末端(3)限制酶標(biāo)記基因質(zhì)粒動(dòng)植物病毒【題組訓(xùn)練】1.(1)DNA能夠自我復(fù)制具有遺傳特性(2)CGCGTADNA連接酶(3)標(biāo)記基因供重組DNA的鑒

26、定和選擇(4)C解析 (1)a代表的物質(zhì)是大型環(huán)狀DNA分子,質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核之外的小型環(huán)狀DNA分子,兩者都能自我復(fù)制,并蘊(yùn)含遺傳信息。(2)與質(zhì)粒DNA分子的切割末端能夠連接的目的基因切割末端之間能夠發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì),可使用DNA連接酶將它們連接在一起。(3)質(zhì)粒DNA分子上的氨芐青霉素抗性基因可以作為標(biāo)記基因,便于對(duì)重組DNA進(jìn)行鑒定和篩選。(4)常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。蘇云金芽孢桿菌抗蟲(chóng)基因一般作為目的基因;土壤農(nóng)桿菌環(huán)狀RNA分子不容易在宿主細(xì)胞內(nèi)保存;動(dòng)物細(xì)胞染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì),不能被限制性核酸內(nèi)切酶切割,因此不能用作

27、載體。2.(1) (2)DNA連接(3)ABCDEF(4)青霉素和X-gal白D(5)D解析 質(zhì)粒經(jīng)過(guò)酶M和酶N的切割形成甲、乙片段,根據(jù)甲、乙片段的黏性末端可知,兩種限制酶的識(shí)別序列分別是、,酶M特異性識(shí)別的DNA堿基序列是,則酶N特異性識(shí)別的DNA堿基序列是。(2)DNA連接酶可以將具有相同黏性末端的DNA片段連接起來(lái)。(3)甲、乙、丁都有兩個(gè)黏性末端,且都相同,因此如果只考慮2個(gè)片段的組合,那么甲、乙、丁三種片段中任意兩個(gè)連接都能夠連接形成環(huán)狀DNA。(4)為了篩選含重組質(zhì)粒的受體菌,應(yīng)在通用培養(yǎng)基中額外加入青霉素和X-gal,培養(yǎng)一段時(shí)間,挑選出白色的菌落進(jìn)一步培養(yǎng)。這表明青霉素抗性基

28、因沒(méi)有被破壞,lacZ基因已經(jīng)被破壞,因此,在原來(lái)質(zhì)粒中,限制酶M和N的酶切位點(diǎn)都位于lacZ基因中。(5)上述目的基因能夠在受體細(xì)菌中表達(dá),其原因是不同生物共用一套密碼子。考點(diǎn)二【知識(shí)梳理】1.(1)編碼蛋白質(zhì)調(diào)控基因文庫(kù)mRNADNA合成儀(2)在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代標(biāo)記基因目的基因同一種限制酶DNA連接酶(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法花粉管通道法顯微注射法用Ca2+處理細(xì)胞受精卵T-DNA染色體DNA顯微注射Ca2+感受態(tài)(4)DNA分子雜交分子雜交抗原抗體雜交雜交帶2.(1)加熱冷卻(2)耐高溫的DNA聚合酶單鏈相應(yīng)序列脫氧核苷酸 (3)9095解旋5560引物7075Taq酶

29、兩2nDNA擴(kuò)增儀【命題角度】1.(1)從基因文庫(kù)中提取重組DNA (2)農(nóng)桿菌氯化鈣(3)(4)C解析 (1)獲取目的基因的方法有:從基因文庫(kù)中獲取、采用PCR技術(shù)擴(kuò)增(適用于目的基因的核苷酸序列已知的情況)、人工化學(xué)合成(適用于目的基因較小且序列已知的情況)。因此如果HSA基因序列未知,可以采用從基因文庫(kù)中提取的方法獲取該目的基因;為了使該目的基因能夠在宿主細(xì)胞中復(fù)制和穩(wěn)定保存,通常要先構(gòu)建基因表達(dá)載體(重組DNA)后才能導(dǎo)入宿主細(xì)胞。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,因此方框中的“?”一般選用的生物是農(nóng)桿菌;將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞時(shí)常用感受態(tài)細(xì)胞法,即用氯化鈣處理微生物細(xì)胞

30、,使之成為易于吸收周?chē)h(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞。(3)由于大腸桿菌是原核生物,其細(xì)胞中不含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,而人體合成的初始HSA多肽,需要經(jīng)過(guò)膜系統(tǒng)加工形成正確的空間結(jié)構(gòu)才能有活性,所以,選擇途徑獲取rHSA更有優(yōu)勢(shì)。(4)檢測(cè)目的基因是否表達(dá)形成蛋白質(zhì)(rHSA)可以采用抗原抗體雜交法。2.(1)抗蟲(chóng)抗凍(2)已知目的基因需要一對(duì)特異性的引物,要求一對(duì)引物的序列是不互補(bǔ)的,否則會(huì)形成引物二聚體,進(jìn)而影響目的基因的擴(kuò)增引物中特定的堿基序列, 可以體現(xiàn)引物的特異性(3)加熱至9095 利于DNA解鏈;冷卻到5560 ,利于引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈上(4)4PCR過(guò)程中,可以通過(guò)設(shè)計(jì)特定的引物

31、來(lái)擴(kuò)增特定的DNA片段,1組為已知A、B、C三種基因的對(duì)照,其中4含有A基因、B基因和C基因,而2只含有A基因和C基因,3不含有這三種基因(5)a.確保所有的靶位點(diǎn)可以用相同的PCR程序在單個(gè)反應(yīng)中得到有效的擴(kuò)增b.在使用相同的PCR程序和反應(yīng)條件的單個(gè)PCR中對(duì)每對(duì)引物的量進(jìn)行優(yōu)化,以達(dá)到最大的擴(kuò)增效率c.平衡多重PCR中每對(duì)引物的量,使之對(duì)每個(gè)靶位點(diǎn)都能獲得足夠的擴(kuò)增量解析 (1)Bt毒蛋白基因的抗蟲(chóng)基因可以表達(dá)出毒蛋白,魚(yú)的抗凍蛋白基因可以表達(dá)出抗凍蛋白,控制果實(shí)成熟的基因可以表達(dá)出控制早熟的相關(guān)蛋白,因此將Bt毒蛋白基因、魚(yú)的抗凍蛋白基因、控制果實(shí)成熟的基因?qū)朕r(nóng)作物,可獲得抗蟲(chóng)、抗凍

32、、延熟的轉(zhuǎn)基因作物。(2)PCR擴(kuò)增技術(shù)的前提是要用一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根據(jù)這一段序列合成引物,每種基因擴(kuò)增需要一對(duì)特異性的引物,要求一對(duì)引物的序列是不互補(bǔ)的,否則會(huì)形成引物二聚體,進(jìn)而影響目的基因的擴(kuò)增。據(jù)表中A、B、C三種基因的引物核苷酸序列分析,引物特異性主要體現(xiàn)在引物中特定的堿基序列,可以體現(xiàn)引物的特異性。(3)PCR過(guò)程中溫度加熱至9095 利于DNA解鏈;冷卻到5560 ,利于引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈上。(4)PCR過(guò)程中,可以通過(guò)設(shè)計(jì)特定的引物來(lái)擴(kuò)增特定的DNA片段,1組為已知A、B、C三種基因的對(duì)照,其中4含有A基因、B基因和C基因,而2只含有A基因和C基因,3不含

33、有這三種基因。(5)與PCR技術(shù)相比,多重PCR技術(shù)的優(yōu)勢(shì):a.確保所有的靶位點(diǎn)可以用相同的PCR程序在單個(gè)反應(yīng)中得到有效的擴(kuò)增。b.在使用相同的PCR程序和反應(yīng)條件的單個(gè)PCR中對(duì)每對(duì)引物的量進(jìn)行優(yōu)化,以達(dá)到最大的擴(kuò)增效率。c.平衡多重PCR中每對(duì)引物的量,使之對(duì)每個(gè)靶位點(diǎn)都能獲得足夠的擴(kuò)增量?？键c(diǎn)三【知識(shí)梳理】一、1.抗病抗逆2.生長(zhǎng)速度藥物3.(1)工程菌4.(1)正常基因(2)基因轉(zhuǎn)移組織細(xì)胞二、修飾合成新的蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列【命題角度】1.(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化啟動(dòng)子終止子標(biāo)記基因(2)病毒外殼蛋白基因、病毒復(fù)制酶基因、抗毒素合成基因、幾丁質(zhì)酶基因(3)不敏感(抵

34、抗)被降解(分解)(4)檢測(cè)和鑒定解析 (1)馬鈴薯是雙子葉植物,常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)腚p子葉植物體細(xì)胞中。構(gòu)建好的基因表達(dá)載體基本結(jié)構(gòu)有目的基因、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)五部分。(2)基因工程中常用的抗病基因?yàn)椴《就鈿さ鞍谆?、病毒?fù)制酶基因、抗毒素合成基因、幾丁質(zhì)酶基因。(3)除草劑只能作用于雜草,不能作用于馬鈴薯,因此需要修飾除草劑作用的靶蛋白,使其對(duì)除草劑不敏感(抵抗),或使靶蛋白過(guò)量表達(dá),植物吸收除草劑后仍能正常代謝。也可以引入酶或酶系統(tǒng),在除草劑發(fā)生作用前被降解(分解)。(4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,還需對(duì)轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行檢測(cè)和鑒定。2.(1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))

35、(2)PP1DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)(3)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)氨基酸序列功能解析 本題考查蛋白質(zhì)工程的相關(guān)知識(shí)。(1)若要改變蛋白質(zhì)的功能,就要對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,而從材料中的內(nèi)容,可以看出是改造了氨基酸的序列。(2)獲得P1基因的途徑有對(duì)原基因(P)進(jìn)行修飾或者根據(jù)氨基酸序列直接合成目的基因(P1)。中心法則即遺傳信息的傳遞途徑,包括遺傳物質(zhì)(DNA或RNA)的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄的過(guò)程。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途徑:從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列。該目的基因表達(dá)

36、產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì),為確定該蛋白質(zhì)是否符合需要,還需對(duì)蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定?？键c(diǎn)四【知識(shí)梳理】1.(1)NaCl酒精(2)高溫洗滌劑(3)二苯胺藍(lán)色2.紅細(xì)胞吸水破裂瓦解細(xì)胞膜溶解DNANaCl溶液蛋白酶高溫冷卻的酒精溶液二苯胺藍(lán)色【題組訓(xùn)練】(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:A.溶液不變藍(lán)色B.溶液變藍(lán)色實(shí)驗(yàn)結(jié)論:DNA在沸水浴的條件下遇二苯胺會(huì)變成藍(lán)色(2)溶液顏色基本不變(不呈淺藍(lán)色)(3)加快顏色反應(yīng)速度耐受性(4)對(duì)照(5)DNA(絲狀物)的多少解析 本題(1)(4)主要考查DNA分子的鑒定。A、B兩試管形成對(duì)照,B試管中含DNA絲狀物,A試管中不含,起對(duì)照作用,其他條件均完全相同。(2)(3)(5

37、)強(qiáng)調(diào)本實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)條件是沸水浴加熱5分鐘,加快顏色反應(yīng)的速度,觀(guān)察對(duì)比兩試管的顏色時(shí)要等到冷卻以后。歷年真題明考向1.(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(wú)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 (2)病毒侵染宿主細(xì)胞具有專(zhuān)一性,昆蟲(chóng)病毒能侵染家蠶細(xì)胞,而噬菌體是細(xì)菌病毒,不能侵染家蠶細(xì)胞。(3)以原核生物作為受體細(xì)胞,是利用了原核生物的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):繁殖快、易培養(yǎng)、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等。(4)要檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A,方

38、法是抗原抗體雜交法,這里的抗原就是蛋白A,抗體就是蛋白A的抗體。(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明,S型肺炎雙球菌的DNA可以轉(zhuǎn)移到R型肺炎雙球菌體內(nèi),使R型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為S型肺炎雙球菌,體現(xiàn)了一種生物的DNA可以轉(zhuǎn)移到另外一種生物體內(nèi)去表達(dá),這也正是基因工程想要做的。2.(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)的原則可以合成cDNA(3)目的基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn);目的基因無(wú)表達(dá)所需啟動(dòng)子(4)磷酸二酯鍵(5)目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常解析 (1)要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA,需要將細(xì)胞破碎,嫩葉比老葉組織細(xì)胞更容易破碎。提取RNA

39、時(shí),為了防止RNA降解,需在提取液中添加RNA酶抑制劑。(2)用逆轉(zhuǎn)錄法以mRNA為材料可以獲得cDNA,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)原則可以合成cDNA 。(3)直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,目的基因無(wú)法進(jìn)行自我復(fù)制和穩(wěn)定存在以及表達(dá),因?yàn)槟康幕驘o(wú)復(fù)制原點(diǎn),無(wú)表達(dá)所需啟動(dòng)子。(4)DNA連接酶催化磷酸二酯鍵的形成。(5)若幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中,但獲得的轉(zhuǎn)基因植株抗真菌病的能力沒(méi)有提高,可能的原因是目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常。3.(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

40、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)胞解析 本題考查基因工程中質(zhì)粒作為運(yùn)載體的特點(diǎn)、基因表達(dá)載體的構(gòu)建與篩選等相關(guān)知識(shí),主要考查學(xué)生的靈活應(yīng)用能力。(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的運(yùn)載工具,需要有一個(gè)至多個(gè)限制酶切位點(diǎn)、能夠在宿主細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制、有標(biāo)記基因。(2)未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞都不含有氨芐青霉素抗性基因,在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上都不能生長(zhǎng),所以不能區(qū)分出來(lái);含有質(zhì)粒載體的細(xì)胞和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細(xì)胞都含有氨芐青霉素抗性基因,在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上都能生長(zhǎng),所以也不能區(qū)分出來(lái)。由于含有質(zhì)粒的大腸桿菌中

41、有四環(huán)素抗性基因,在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上能生長(zhǎng),而重組質(zhì)粒的四環(huán)素抗性基因被破壞,所以含重組質(zhì)粒的大腸桿菌在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能生長(zhǎng),由此區(qū)分出含質(zhì)粒載體的大腸桿菌和含重組質(zhì)粒的大腸桿菌。(3)噬菌體不能獨(dú)立完成代謝,其DNA復(fù)制在大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行,需大腸桿菌細(xì)胞提供原料、酶和能量等。4.(1)Sau3A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,二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄(3)Ecoli DNA連接酶T4 DNA連接酶T4 DNA連接酶解析 本題考查基因工程的操作工具及操作步驟等方面的知識(shí)。(1)由于限制酶BamH與S

42、au3A切割后的黏性末端相同,所以經(jīng)BamH酶切后得到的目的基因可以與表達(dá)載體被Sau3A酶切后的產(chǎn)物連接。(2)基因表達(dá)載體的啟動(dòng)子和終止子應(yīng)分別位于目的基因的首端和尾端,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,二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄。(3)常見(jiàn)的DNA連接酶有Ecoli DNA連接酶和T4 DNA連接酶,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是T4 DNA連接酶。1.2017湖南岳陽(yáng)一模 如圖為DNA分子的某一片段,其中分別表示某種酶的作用部位,則相應(yīng)的酶依次是()圖K36-1 A.DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶B.限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶、DNA連接酶C

43、.解旋酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶D.限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、解旋酶解析 C處為氫鍵,是解旋酶的作用部位;處為磷酸二酯鍵,是限制酶的作用部位;處為兩個(gè)DNA片段的缺口,是DNA連接酶的作用部位。2.2017北京石景山區(qū)一模 將甜菜堿、海藻糖等有機(jī)小分子的合成基因轉(zhuǎn)入煙草細(xì)胞中,會(huì)使煙草的抗旱性增強(qiáng)。下列關(guān)于這類(lèi)轉(zhuǎn)基因煙草及其培育過(guò)程的說(shuō)法,不正確的是()A.細(xì)胞中甜菜堿等有機(jī)小分子的合成量增加B.細(xì)胞液滲透壓增大,避免細(xì)胞過(guò)度失水C.將抗旱基因?qū)霟煵菁?xì)胞中常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法D.在干旱條件下篩選出成功導(dǎo)入抗旱基因的煙草細(xì)胞解析 D將甜菜堿、海藻糖等有機(jī)小分子的合成基因轉(zhuǎn)入煙草細(xì)胞中

44、后,細(xì)胞中甜菜堿等有機(jī)小分子的合成量增加,會(huì)使煙草細(xì)胞的滲透壓升高,避免細(xì)胞過(guò)度失水,因此,這會(huì)使煙草的抗旱性增強(qiáng),A、B正確;將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,C正確;在干旱條件下篩選出成功導(dǎo)入抗旱基因的煙草植株,但在干旱條件下不能篩選出成功導(dǎo)入抗旱基因的煙草細(xì)胞,D錯(cuò)誤。3.下列符合在體外進(jìn)行PCR反應(yīng)條件的一組是()穩(wěn)定的緩沖液環(huán)境DNA模板合成引物四種脫氧核苷酸DNA聚合酶DNA解旋酶限制性核酸內(nèi)切酶溫控設(shè)備A.B.C. D.解析 DPCR技術(shù)又稱(chēng)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA分子的核酸合成技術(shù)。該過(guò)程需要穩(wěn)定的緩沖液環(huán)境、DNA模板、合成引物、四種脫氧核苷酸(原

45、料)、DNA聚合酶(催化延伸過(guò)程)、溫控設(shè)備,故D項(xiàng)正確;PCR技術(shù)通過(guò)高溫變性解旋,不需要DNA解旋酶,也不需要限制性核酸內(nèi)切酶,故A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。4.2017江蘇常州模擬 在DNA粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中,將獲得的含有DNA的黏稠物分別按下表處理3次,則DNA主要集中在標(biāo)號(hào) ()操作黏稠物濾液2 mol/L的NaCl溶液攪拌過(guò)濾0.14 mol/L的NaCl溶液攪拌過(guò)濾95%的冷酒精攪拌過(guò)濾A.B.C.D.解析 B由于DNA可以溶于氯化鈉溶液中,在2 mol/L的氯化鈉溶液中DNA的溶解度較高,攪拌過(guò)濾后,DNA存在于濾液,而黏稠物只含有少量DNA而可以丟棄;DNA在0.14 mol/L的氯化

46、鈉溶液中溶解度最低,此時(shí)DNA會(huì)從溶液中析出,攪拌過(guò)濾后,得到黏稠物主要就是DNA,因此濾液可以丟棄;由于DNA不溶于酒精,而其他雜質(zhì)可以溶于酒精,因此放入冷卻的95%的酒精溶液中,攪拌過(guò)濾后,DNA存在于黏稠物中,濾液可以丟棄。5.絨山羊所產(chǎn)山羊絨因其優(yōu)秀的品質(zhì)而被專(zhuān)家稱(chēng)作“纖維寶石”,是紡織工業(yè)動(dòng)物纖維紡織原料。毛角蛋白型中間絲(KIF)基因與絨山羊的羊絨質(zhì)量密切相關(guān)。圖甲表示含KIF基因的DNA片段長(zhǎng)度(bp即堿基對(duì))和部分堿基序列,圖乙是獲得轉(zhuǎn)KIF基因的高絨質(zhì)絨山羊的簡(jiǎn)單流程圖(Msp、BamH、Mbo、Sma四種限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為CCGG、GGATCC、

47、GATC、CCCGGG)。請(qǐng)分析回答:(1)用Sma完全切割圖甲中DNA片段,其最短的產(chǎn)物長(zhǎng)度為bp。圖甲中虛線(xiàn)方框內(nèi)的堿基對(duì)被TA堿基對(duì)替換,那么基因D就突變?yōu)榛騞。從隱性純合子中分離出圖甲對(duì)應(yīng)的DNA片段,用Sma完全切割,產(chǎn)物中不同長(zhǎng)度的DNA片段有種。(2)上述工程中,KIF基因稱(chēng)為;為了提高實(shí)驗(yàn)成功率,需要通過(guò)技術(shù)對(duì)KIF基因進(jìn)行擴(kuò)增,以獲得更多的KIF基因。(3)過(guò)程必須用到的工具酶是;在過(guò)程中,為了獲得更多的卵(母)細(xì)胞,需用處理成年母絨山羊。(4)過(guò)程稱(chēng)為,進(jìn)行過(guò)程的最佳時(shí)期是。答案 (1)5372(2)目的基因PCR(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)) (3)DNA連接酶促性腺激素 (4)核移植桑椹胚期或囊胚期解析 (1)Sma限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別和切割的堿基序列為CCCGGG,由題圖可知,在Sma的作用下完全切割可得到三個(gè)片段,最短的長(zhǎng)度為537 bp。圖甲中虛線(xiàn)方框內(nèi)的堿基對(duì)被TA堿基對(duì)替換,則CCCGGG的堿基序列就只有一個(gè),所以Sma只能將DNA片段切為兩段。(2)KIF基因?qū)儆谀康幕?基因的擴(kuò)增常用PCR技術(shù)。(3)工具酶包括限制酶、DNA連接酶,此處將目的基因拼接到運(yùn)載體上,應(yīng)該用DNA連接酶;促性腺激素能夠促進(jìn)成年母絨山羊排卵。(4)過(guò)程是將細(xì)胞核導(dǎo)入去核的卵母細(xì)胞屬于細(xì)胞核移植技術(shù);過(guò)程屬于胚胎移植,胚胎移植的時(shí)期通常在桑椹胚期或囊胚期。17