2021版高考生物一輪復習 選修3 第1講 基因工程學案 蘇教版

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1、 第1講基因工程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.基因工程的應用()4.蛋白質(zhì)工程()5.生物武器對人類的威脅()6.生物技術(shù)中的倫理問題()1.基因的結(jié)構(gòu)與功能。（生命觀念）2.基因工程的操作流程圖及蛋白質(zhì)的流程圖等。（科學思維）3.基因工程的應用和蛋白質(zhì)工程。（科學探究）4.正確看待轉(zhuǎn)基因生物的安全性以及生物武器對人類的威脅等。（社會責任） 基因工程的基本工具1基因工程的概念(1)概念：按照人們的愿望，進行嚴格的設(shè)計，并通過體外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。(2)遺傳原理：基因重組。(

2、3)優(yōu)點與雜交育種相比：克服了遠緣雜交不親和的障礙。與誘變育種相比：定向改造生物的遺傳性狀。2基因工程的基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶)。來源：主要來自原核生物。特點：具有專一性，表現(xiàn)在兩個方面：識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列。切割特定核苷酸序列中的特定位點。作用：斷裂特定的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端或平末端。(2)DNA連接酶種類Ecoli DNA連接酶T4DNA連接酶來源大腸桿菌T4噬菌體特點縫合黏性末端縫合黏性末端和平末端作用縫合雙鏈DNA片段，恢復兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵(3)載體種類：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒等。質(zhì)粒的特點運載體的作用

3、：攜帶外源DNA片段進入受體細胞。1基因工程技術(shù)使用限制酶需注意的四個問題(1)獲取目的基因和切割載體時，經(jīng)常使用同一種限制酶(也可使用能切出相同末端的不同限制酶)，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端或平末端。(2)獲取一個目的基因需限制酶切割兩次，共產(chǎn)生4個黏性末端或平末端。(3)限制酶切割位點的選擇，必須保證標記基因的完整性，以便于檢測。(4)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。2限制酶和DNA連接酶的關(guān)系(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別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。(3)DN

4、A連接酶起作用時，不需要模板。3載體(1)條件與目的條件目的穩(wěn)定并能復制目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴大有一個至多個限制酶切割位點可攜帶多個或多種外源基因具有特殊的標記基因便于重組DNA的鑒定和選擇(2)作用作為運載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細胞內(nèi)。利用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量復制。4載體上標記基因的作用載體上的標記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細胞沒有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當含有抗生素抗性基因的載體進入受體細胞后，抗性基因在受體細胞內(nèi)表達，使受體細胞能夠抵抗相應抗生素，所以在受體細胞的培養(yǎng)體系中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細胞，原理如圖所示：人的胰島素基

5、因可以與細菌的質(zhì)粒重組，并在細菌細胞中表達。其能重組的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)分別是什么？成功表達的遺傳學基礎(chǔ)呢？提示人的胰島素基因可以與細菌的質(zhì)粒重組的物質(zhì)基礎(chǔ)是二者都是由四種脫氧核苷酸組成，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是二者都是有遺傳效應的DNA片段，都具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。成功表達的遺傳學基礎(chǔ)是遺傳密碼在生物界是通用的?？疾橄拗泼?、DNA連接酶等酶的作用確定選擇限制酶種類的方法(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點確定限制酶的種類應選擇切點位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇Pst。不能選擇切點位于目的基因內(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

6、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點)。(2)根據(jù)質(zhì)粒的特點確定限制酶的種類所選限制酶要與切割目的基因的限制酶相一致，以確保具有相同的黏性末端。質(zhì)粒作為載體必須具備標記基因等，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中限制酶Sma會破壞標記基因；如果所選酶的切點不止一個，則切割重組后可能丟失某些片段，若丟失的片段含復制起點區(qū)，則切割重組后的片段進入受體細胞后不能自主復制。1(2016全國卷)圖(a)中的三個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，圖(b)為某種表達載體的示意圖(載體上

7、的EcoR、Sau3A的切點是唯一的)。圖(a)圖(b)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，不能在宿主細胞中表達目的基因產(chǎn)物的有_，不能表達的原因是_。圖(c)(3)DNA連接酶是將兩個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)由題圖可知，BamH 和Sau3A 兩種限制性內(nèi)切酶的共同識別序列是，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此經(jīng)BamH 酶

8、切得到的目的基因可以與圖(b)所示表達載體被Sau3A 酶切后的產(chǎn)物連接。(2)在基因表達載體中，啟動子應位于目的基因的首端，終止子應位于目的基因的尾端，這樣基因才能順利地轉(zhuǎn)錄，再完成翻譯過程，即順利表達。圖中甲所示的目的基因插入在啟動子的上游，丙所示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，因此目的基因不能表達。(3)常見的DNA連接酶有EcoliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。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(2)甲和丙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

9、因均不能被轉(zhuǎn)錄(3)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶2下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中標注了相關(guān)限制酶的酶切位點，其中切割位點相同的酶不重復標注。請回答下列問題：圖1圖2(1)用圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，應選用_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_。(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個堿基對序列為_，

10、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。解析(1)選擇的限制酶應在目的基因兩端且在質(zhì)粒中存在識別位點，故可以用來切割的限制酶為Bcl、Hind、BamH和Sau3A，但由于BamH和Sau3A可能使質(zhì)粒中的啟動子丟失或破壞抗性基因，所以應選用Bcl、Hind兩種限制酶切割。酶切后的載體和目的基因片段，通過DNA連接酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴增重組質(zhì)粒，需將其轉(zhuǎn)入感受態(tài)的大腸桿菌中，使其增殖。(2)根據(jù)質(zhì)粒上抗性基因，為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素。平板上長出的菌

11、落，常用PCR鑒定，目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈，引物需要與單鏈兩端相應互補序列結(jié)合，故所用引物組成是圖2中的引物甲和引物丙。(3)若BamH酶切的DNA末端和Bcl酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為，由于兩種酶均不能識別該部位的堿基對序列，所用兩種酶都不能切開該部位。(4)根據(jù)Bcl、BamH和Sau3A的酶切位點，Sau3A在質(zhì)粒上有三個酶切位點，完全酶切可得到記為A、B、C三種片段，若部分位點被切開，可得到AB、AC、BC、ABC四種片段，所以用Sau3A切質(zhì)粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。答案(1)Bcl和HindDNA連接感受(2)四環(huán)素引物甲和引物丙(3

12、)都不能(4)7考查載體的作用及特點等3(2016全國卷)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(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連接酶進行連接反應，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?；卮鹣铝袉栴}：(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有_(答出兩點即可)，而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件

13、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)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是_；并且_和_的細胞也是不能區(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。(3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于_。解析(1)質(zhì)粒作為載體，應具備的基本條件有：有一個至多個限制酶切割位點，供外源DNA片段(基因)插入其中；在受體細胞中能自我復制，或能整合到染色體DNA上，隨染色體DNA進行同步復制；有特殊的標記基因，供重組DNA

14、的鑒定和選擇等等。(2)在培養(yǎng)基中加入氨芐青霉素進行篩選，其中未被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌，因不含氨芐青霉素抗性基因而都不能在此培養(yǎng)基上存活，二者不能區(qū)分。含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗性基因，都能在此培養(yǎng)基上存活，二者也不能區(qū)分。若要將含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌進一步篩選出來，還需要使用含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基。(3)某些噬菌體經(jīng)改造后作為載體，導入受體細胞后，其DNA復制所需的原料來自于受體細胞。答案(1)能自我復制、具有標記基因、具有一至多個限制酶切割位點(答出兩點即可)(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，

15、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)受體細胞 基因工程的基本操作1基因工程的基本程序(1)獲取目的基因從基因文庫中獲取人工合成利用PCR技術(shù)擴增(2)構(gòu)建基因表達載體基因工程的核心目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用?；虮磉_載體的組成(3)導入目的基因轉(zhuǎn)化含義：目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)遺傳和表達的過程。轉(zhuǎn)化方法生物類型植物動物微生物受體細胞體細胞受精卵大腸桿菌或酵母菌等常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法顯微

16、注射法感受態(tài)細胞法(4)檢測和鑒定目的基因方法檢測或鑒定目的水平DNA分子雜交技術(shù)檢測目的基因的有無分子水平分子雜交技術(shù)目的基因是否轉(zhuǎn)錄抗原抗體雜交目的基因是否翻譯抗蟲或抗病接種實驗是否具有抗蟲抗病特性個體水平2.PCR技術(shù)(1)原理：DNA雙鏈復制。(2)條件(3)過程(4)結(jié)果：上述三步反應完成后，一個DNA分子就變成了兩個DNA分子，隨著重復次數(shù)的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反應過程都是在PCR擴增儀中完成的。1基因工程操作的四個易錯點(1)目的基因的插入位點不是隨意的，基因表達需要啟動子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應插入啟動子與終止子之間的部位。(2)基因工程操作過程中

17、只有第三步(將目的基因?qū)胧荏w細胞)沒有堿基互補配對現(xiàn)象。(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法原理：農(nóng)桿菌易感染雙子葉或裸子植物的細胞，并將其Ti質(zhì)粒上的TDNA轉(zhuǎn)移并整合到受體細胞染色體DNA上。(4)啟動子起始密碼子，終止子終止密碼子啟動子和終止子位于DNA片段上，分別控制轉(zhuǎn)錄過程的啟動和終止；起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上，分別控制翻譯過程的啟動和終止。2基因組文庫與eDNA文庫(部分基因文庫)的比較文庫類型部分基因文庫基因組文庫構(gòu)建基因文庫的過程文庫大小小大基因中啟動子無有基因中內(nèi)含子無有基因多少某種生物的部分基因某種生物的全部基因物種間的基因交流可以部分基因可以說明基因文庫的組建過程就包含基因工

18、程的基本操作步驟。從基因文庫中獲取目的基因的優(yōu)點是操作簡便，缺點是工作量大，具有一定的盲目性用箭頭及簡要的文字簡述基因組文庫和部分基因文庫構(gòu)建過程。提示基因組文庫的構(gòu)建過程：某種生物全部DNA許多DNA片段受體菌群體。部分基因文庫的構(gòu)建過程為：某種生物發(fā)育的某個時期的mRNAcDNA受體菌群體。考查基因工程的操作程序1(2019晉冀魯豫高三聯(lián)考)真核生物基因中通常含內(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)含子對應的RNA序列的機制。研究發(fā)現(xiàn)綠色木霉合成并分泌的環(huán)氧化水解酶可降解黃曲霉素B1?，F(xiàn)有含綠色木霉的菌液，為獲得環(huán)氧化水解酶，研究小組進行以下兩種嘗試：(1)方法一

19、從含有綠色木霉的菌液中提取細胞的mRNA，在_酶的催化下，合成cDNA。以cDNA為模板，通過_技術(shù)大量擴增，獲得目的基因。構(gòu)建目的基因表達載體，導入大腸桿菌的體內(nèi)。目的基因在大腸桿菌體內(nèi)正常轉(zhuǎn)錄，但是翻譯產(chǎn)生的環(huán)氧化水解酶沒有生物活性，需做進一步的處理加工，原因在于_。(2)方法二提取綠色木霉的全部DNA，選用適當?shù)腳酶處理后，會獲得一些小的DNA片段。選擇一些合適的載體與獲取的DNA片段構(gòu)建基因表達載體。與從cDNA文庫中獲取目的基因構(gòu)建表達載體所用載體相比，該載體組成不需要添加_成分。載體和這些DNA片段連接起來，導入受體菌的群體中儲存。從這些受體菌的群體中篩選出含有目的基因的受體菌，分

20、離出目的基因，將該目的基因和載體結(jié)合，通過_法導入大腸桿菌體內(nèi)。該目的基因在大腸桿菌的體內(nèi)正常轉(zhuǎn)錄，但其不能進行翻譯，原因在于_。解析(1)以mRNA合成cDNA的過程為逆轉(zhuǎn)錄。以已知的cDNA為模板擴增目的基因的過程稱為PCR技術(shù)。綠色木霉為真核生物，合成并分泌的環(huán)氧化水解酶為分泌蛋白，而大腸桿菌為原核生物，細胞內(nèi)無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，因此在其體內(nèi)翻譯產(chǎn)生的環(huán)氧化水解酶沒有生物活性。(2)由提取綠色木霉的全部DNA獲取一些小的DNA片段需要用限制酶進行處理。從cDNA文庫中獲取目的基因中無啟動子和終止子。將該目的基因?qū)氪竽c桿菌的方法為轉(zhuǎn)化法。從基因組文庫里分離出的該目的基因在大腸桿菌的體內(nèi)正

21、常轉(zhuǎn)錄，但其不能進行翻譯，原因在于目的基因中存在內(nèi)含子。答案(1)逆轉(zhuǎn)錄PCR環(huán)氧化水解酶是分泌蛋白，需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工(2)限制啟動子、終止子轉(zhuǎn)化目的基因中存在內(nèi)含子2(2019郴州市高三二模)甘蔗黃葉綜合癥是一種由甘蔗黃葉病毒所引起的禾本科植物病毒，科學家通過甘蔗黃葉病毒外殼蛋白基因(簡稱CP蛋白基因)轉(zhuǎn)化植物來獲得抗病轉(zhuǎn)基因新品種。(1)首先從甘蔗黃葉綜合癥的病葉中提取RNA，此過程中為了防止RNA被分解，需加入_抑制劑，以提取的RNA為模板通過_獲得cDNA。(2)對獲取的cDNA進行PCR擴增，在此反應體系中，除了模板DNA、dNTP外，還需加入_，獲得大量的cDNA需要在4

22、的低溫下保存?zhèn)溆?，原因是_。(3)將cDNA和質(zhì)粒用同一種限制酶切割，產(chǎn)生相同的平末端，再用_將二者進行連接(填“EcoliDNA連接酶”或“T4DNA連接酶”)。在培養(yǎng)基上接種培養(yǎng)大腸桿菌作為受體細胞，同時加入一定量的CaCl2低溫冷卻液，目的是制備_細胞，其具有的特殊功能是_。(4)為檢測大腸桿菌是否產(chǎn)生CP蛋白，需要將病毒顆粒注射入兔子體內(nèi)，并從血清中分離獲得_作為檢測劑。解析(1)RNA酶可將RNA水解，因此為了防止RNA被分解，需加入RNA酶抑制劑；以RNA為模板獲得cDNA的過程稱為逆轉(zhuǎn)錄。(2)采用PCR技術(shù)擴增目的基因時的條件有模板DNA、dNTP、引物、Taq酶(熱穩(wěn)定DNA

23、聚合酶)；獲得大量的cDNA需要在4的低溫下保存?zhèn)溆茫蚴歉邷貤l件下，易使DNA分子中的氫鍵斷裂，雙螺旋結(jié)構(gòu)打開而發(fā)生變性。 (3)DNA連接酶包括EcoliDNA連接酶、T4DNA連接酶，這二者都能連接黏性末端，此外T4DNA連接酶還可以連接平末端。用CaCl2處理微生物細胞可使其成為感受態(tài)細胞，其具有的特殊功能是能吸收周圍環(huán)境中的DNA分子。 (4)為檢測大腸桿菌是否產(chǎn)生CP蛋白，需要將病毒顆粒注射入兔子體內(nèi)，并從血清中分離獲得CP蛋白抗體(黃葉病毒外殼蛋白抗體)作為檢測劑。答案(1)RNA酶逆轉(zhuǎn)錄(2)引物、Taq酶(熱穩(wěn)定DNA聚合酶)高溫條件下，易使DNA分子中的氫鍵斷裂，雙螺旋結(jié)

24、構(gòu)打開而發(fā)生變性(3)T4DNA連接酶感受態(tài)能吸收周圍環(huán)境中的DNA分子(4)CP蛋白抗體(黃葉病毒外殼蛋白抗體)3(2019沈陽市東北育才學校高三模擬)青蒿素是最有效的抗瘧疾藥物，但野生黃花蒿青蒿素產(chǎn)量低，為緩解青蒿素供應不足的狀況，科學家將tms基因和tmr基因?qū)朦S花蒿的愈傷組織從而獲得了黃花蒿的冠癭組織，改造過程用到的部分結(jié)構(gòu)如圖。(1)科學家將目的基因?qū)朦S花蒿愈傷組織細胞的常用方法是_。(2)圖中結(jié)構(gòu)P、T是基因成功轉(zhuǎn)錄的保證，其中結(jié)構(gòu)P的作用_。為了鑒別受體細胞中是否含有目的基因，并將含有目的基因的細胞篩選出來，圖中還缺少的結(jié)構(gòu)是_。(3)在獲得轉(zhuǎn)基因的冠癭組織過程中，_是核心步

25、驟，在具體操作中常常使用兩種能產(chǎn)生不同黏性末端的限制酶對目的基因和運載體的兩端分別進行切割，這樣做的好處是_。 (4)TDNA的作用是可以使_，并插入到植物細胞中染色體的DNA上，要檢測目的基因是否插入到冠癭組織細胞的染色體DNA上，可采用_技術(shù)。(5)與愈傷組織相比，冠癭組織的生長速度更快，原因可能是_。解析(1)目的基因?qū)胫参锛毎姆椒ㄓ修r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法，而導入植物細胞最常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，因此，科學家將目的基因?qū)朦S花蒿愈傷組織細胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(2)圖中結(jié)構(gòu)P、T與基因的轉(zhuǎn)錄有關(guān)，即基因成功轉(zhuǎn)錄的保證，T為終止子，則P為啟動子，它的作用是RNA聚合酶識別

26、和結(jié)合的部位。為了鑒別受體細胞中是否含有目的基因，并將含有目的基因的細胞篩選出來，圖中還缺少的結(jié)構(gòu)是標記基因。 (3)在獲得轉(zhuǎn)基因的冠癭組織過程中，基因表達載體的構(gòu)建是核心步驟，在具體操作中常常使用兩種能產(chǎn)生不同黏性末端的限制酶對目的基因和運載體的兩端分別進行切割，這樣做的好處是可以避免目的基因和運載體的自身連接成環(huán)和反向連接。 (4)TDNA的作用是可以使目的基因進入植物細胞，并插入到植物細胞中染色體的DNA上，要檢測目的基因是否插入到冠癭組織細胞的染色體DNA上，可采用DNA分子雜交技術(shù)。(5)冠癭組織的生長與細胞的分裂和伸長等有關(guān)，由此推知冠癭組織的生長速度更快，原因可能是tms和tmr

27、基因編碼產(chǎn)物控制合成了生長素和細胞分裂素，促進其生長。答案(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(2)RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位標記基因(3)基因表達載體的構(gòu)建(或構(gòu)建基因表達載體)可以避免目的基因和運載體的自身連接成環(huán)和反向連接(4)目的基因進入植物細胞DNA分子雜交(5)tms和tmr基因編碼產(chǎn)物控制合成了生長素和細胞分裂素，促進了冠癭組織的生長 關(guān)注基因工程1基因工程的應用(1)植物基因工程：培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物和抗逆轉(zhuǎn)基因植物；利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)和利用植物生產(chǎn)藥物。(2)動物基因工程：用于提高動物生長速度從而提高產(chǎn)品產(chǎn)量；用于改善畜產(chǎn)品品質(zhì)；用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物；用轉(zhuǎn)基因動物作器官移

28、植的供體等。(3)比較基因治療與基因診斷項目原理操作過程進展基因治療基因表達利用正?；?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，以表達出正常性狀來治療(疾病)臨床實驗基因診斷堿基互補配對制作特定DNA探針與病人樣品DNA混合，分析雜交帶情況臨床應用2.轉(zhuǎn)基因生物的安全性(1)轉(zhuǎn)基因植物的安全性食用安全問題。對生態(tài)系統(tǒng)的影響a轉(zhuǎn)基因植物的擴散對生物多樣性有無影響。b導入的目的基因是否會擴散漂移到其他物種體內(nèi)而導致自然界的混亂。c若大面積種植轉(zhuǎn)基因植物，其殘體分解物、根部分泌物等是否會對生態(tài)與環(huán)境造成大規(guī)模的負面效應等。(2)轉(zhuǎn)基因動物的安全性對人體健康的影響。對生態(tài)系統(tǒng)的影響。(3)轉(zhuǎn)基因生物安全性的保障措施

29、保障公眾對所購食品是否來源于轉(zhuǎn)基因生物擁有知情權(quán)。國家應建立相應的評估及預警機制。3生物武器的危害性(1)所用微生物種類細菌：霍亂弧菌、炭疽桿菌等。病毒：埃博拉病毒、天花病毒等。(2)被用作生物武器的方法將致病基因插入不致病的微生物體內(nèi)。將抗普通疫苗或藥物的基因插入致病細菌或病毒中。用于研制針對某一特定種群的生物武器。1利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得的已整合藥用蛋白基因的轉(zhuǎn)基因小鼠分泌的乳汁中檢測不到藥用蛋白，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是什么？提示藥用蛋白基因沒有轉(zhuǎn)錄或翻譯。2嘗試寫出禁止生物武器的理由。提示生物武器包括致病菌、病毒、生化毒劑，以及經(jīng)過基因重組的致病菌等。把這些病原體直接或通過食物、生

30、活必需品等散布到敵方，可以對軍隊和平民造成大規(guī)模殺傷等后果。考查基因工程的應用1(2019河北省武邑中學高三質(zhì)檢)植物甲含有A基因，其編碼的蛋白質(zhì)中富含賴氨酸?？茖W家通過基因工程培育出的轉(zhuǎn)基因玉米也能合成甲的富含賴氨酸的蛋白質(zhì)，使玉米中賴氨酸的含量比原來提高30%。請回答：(1)在獲取目的基因時，常從甲的細胞中提取富含賴氨酸的蛋白質(zhì)的mRNA，并利用mRNA人工合成cDNA。上述人工合成cDNA的過程稱作_；與甲細胞中的A基因相比，cDNA中不具有調(diào)控基因表達的_等組件。(2)在利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)基因時，需將目的基因插入到質(zhì)粒的TDNA中，原因是_。將攜帶了目的基因的農(nóng)桿菌和玉米薄壁組織細胞共

31、培養(yǎng)時，需用酚類化合物對玉米細胞進行處理，這種處理的作用是_。(3)在獲得轉(zhuǎn)基因玉米后，可采用核酸分子雜交技術(shù)對玉米細胞中是否存在A基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物進行檢測，檢測時需用_制作基因探針。(4)實驗發(fā)現(xiàn)，某攜帶了A基因的玉米植株(乙)自交，其子代中富含賴氨酸的個體占15/16，而用乙的體細胞離體培養(yǎng)所產(chǎn)生的植株100%富含賴氨酸。將玉米體細胞離體的培養(yǎng)成完整植株的過程稱為_。若乙中的A基因都能表達，且不考慮突變和染色體交叉互換，乙自交子代富含賴氨酸的個體占15/16，原因是_。解析(1)根據(jù)題意分析，上述人工合成cDNA的過程是以RNA為模板合成DNA的過程，為逆轉(zhuǎn)錄過程；與A基因相比，人工合成的c

32、DNA中不含啟動子、終止子和內(nèi)含子。(2)農(nóng)桿菌細胞中的Ti質(zhì)粒上的TDNA(可轉(zhuǎn)移DNA)能進入玉米細胞并整合到玉米染色體DNA上，因此在利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)基因時，需將目的基因插入到質(zhì)粒的TDNA中。將攜帶了目的基因的農(nóng)桿菌和玉米薄壁組織細胞共同培養(yǎng)時，需用酚類化合物對玉米細胞進行處理，以吸引農(nóng)桿菌對玉米細胞進行侵染。(3)檢測A基因(目的基因)可以用DNA分子雜交法，該過程需要用含A基因的DNA片段(或A基因)制作基因探針。(4)將玉米體細胞離體的培養(yǎng)成完整植株的過程為植物組織培養(yǎng)。根據(jù)題意分析，將某攜帶了A基因的玉米植株(乙)自交，其子代中富含賴氨酸的個體占15/16，即只有1/16(1

33、/41/4)的個體不富含賴氨酸，相當于兩對雜合子的自交實驗，說明乙的體細胞中有2條非同源染色體上含有A基因，所產(chǎn)生的配子中只有3/4的配子含A基因。答案(1)逆轉(zhuǎn)錄啟動子、終止子、內(nèi)含子(2)TDNA能進入并整合到玉米染色體DNA上吸引農(nóng)桿菌對玉米細胞進行侵染(3)含A基因的DNA片段(或A基因)(4)組織培養(yǎng)乙的體細胞中有2條非同源染色體上含有A基因，所產(chǎn)生的配子中只有3/4的配子含A基因2(2019保定市高三期末)干擾素具有抗病毒、抑制腫瘤及免疫調(diào)節(jié)等多種生物活性。質(zhì)粒中的LacZ基因可表達出半乳糖苷酶，當培養(yǎng)基中含有IPTG和Xgal時，Xgal便會被半乳糖苷酶水解成藍色，大腸桿菌形成藍

34、色菌落，反之則形成白色菌落。如圖是將人干擾素基因?qū)氪竽c桿菌，培養(yǎng)后生產(chǎn)干擾素的過程。(1)在獲得干擾素基因后，常采用PCR技術(shù)大量擴增。該技術(shù)的基本過程是目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈，_與單鏈相應互補序列結(jié)合，然后在DNA聚合酶的作用下進行_，如此重復循環(huán)多次。(2)過程最好選用的限制酶是_，在進行過程前，需事先用Ca2處理大腸桿菌使其處于_。為了篩選含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌，需要在培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基中額外加入_，培養(yǎng)一段時間后挑選出_(填“藍色”或“白色”)的菌落進一步培養(yǎng)獲得大量目的菌。(3)某些干擾素可抑制腫瘤細胞DNA的合成，通過減緩細胞_分裂過程抑制腫瘤。還有些干擾素可提高吞

35、噬細胞將抗原呈遞給_的能力，從而在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用。解析(1)PCR技術(shù)的基本過程是在高溫下，目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈；溫度降低，引物與單鏈相應互補序列結(jié)合；然后，溫度回升時，在DNA聚合酶的作用下進行互補鏈的合成，如此重復循環(huán)多次。(2)為了產(chǎn)生相同的黏性末端，獲取目的基因和切割載體時通常使用同種限制酶。由題圖可知，質(zhì)粒和目的基因均具有EcoR、BamH和EcoR限制酶切割位點，但EcoR限制酶會破壞干擾素基因，因此過程不能選用該酶，最好選用BamH和EcoR限制酶。將重組質(zhì)粒導入大腸桿菌細胞，需事先用Ca2處理大腸桿菌細胞，使大腸桿菌細胞處于感受態(tài)。選用BamH和EcoR限制酶

36、切割質(zhì)粒和目的基因，重組質(zhì)粒中青霉素基因完好，可正常表達，對青霉素具有抗性；而LacZ基因被破壞，無法表達出半乳糖苷酶，無法使無色的IPTG和Xgal變藍，顯白色。因此，在培養(yǎng)基中加入IPTG、Xgal和青霉素，只有成功導入目的基因的重組質(zhì)粒的細菌(即目的菌)才能不被青霉素殺死，同時表現(xiàn)為白色。(3)癌細胞的增殖方式為有絲分裂。因此，某些干擾素可抑制腫瘤細胞DNA的合成，通過減緩細胞有絲分裂過程抑制腫瘤。還有些干擾素可提高吞噬細胞將抗原呈遞給T淋巴細胞的能力，從而在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用。答案(1)引物互補鏈的合成(或延伸)(2)BamH和EcoR感受態(tài)IPTG、Xgal和青霉素白色(3)有絲T淋

37、巴細胞考查轉(zhuǎn)基因技術(shù)的安全性3(2019安徽六安一中高三模擬)2018年11月，有關(guān)“中國基因編輯嬰兒”新聞占據(jù)了各大網(wǎng)絡(luò)媒介，一場“科學發(fā)展”與“倫理道德淪喪”爭辯響徹全國。請根據(jù)你所學的知識，分析以下問題：(1)為了達到所謂的“阻斷感染艾滋病”效果，該實驗團隊主要針對CCR5基因進行編輯，實施基因敲除，該過程中可能要用到的工具酶是_，敲除后為了使DNA上“缺口”補上，可能用到的工具酶是_。(2)人們擔心這種行為會打開“潘多拉魔盒”，驅(qū)使另一些科研者開展人類基因編輯研究，出現(xiàn)“基因完美的定制人”。在這些研究中，外源基因能與受體細胞DNA成功重組的原因是_，這些基因拼接成功后能正常表達的理論基

38、礎(chǔ)是_。(3)由于基因組計劃尚未圓滿完成，人類對自身基因在DNA分子上的位置知之甚少，在這種情況下開展對人類的基因編輯計劃風險非常大。你認為該轉(zhuǎn)基因技術(shù)存在安全性爭論的原因：_。(4)轉(zhuǎn)基因技術(shù)并不是令人聞之色變的瘋狂技術(shù)，它已在作物品種改良上取得一定的成績。比如，為了獲得“多彩的牽?；ā保蓪(填目的基因名稱)與質(zhì)粒形成重組質(zhì)粒，導入到普通牽?；毎校偻ㄟ^_技術(shù)培養(yǎng)得到符合要求的植株。解析(1)實施基因敲除，該過程中可能要用到的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶，敲除后為了使DNA上斷裂的磷酸二酯鍵重新形成，可能用到的工具酶是DNA連接酶。(2)在基因工程中，外源基因能與受體細胞中的DNA具有共

39、同的結(jié)構(gòu)和化學組成是成功重組的基礎(chǔ)，這些基因拼接成功后能正常表達的理論基礎(chǔ)是所有的生物都共用一套遺傳密碼子表，都遵循中心法則。(3)“中國基因編輯嬰兒”轉(zhuǎn)基因技術(shù)存在安全性爭論的原因：目前對基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用以及基因的調(diào)控機制等都了解得相當有限；外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的，可能導致生命活動必需的正?；蛟獾狡茐摹?4)利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得“多彩的牽?；ā?，即將與花青素代謝有關(guān)的基因與質(zhì)粒形成重組質(zhì)粒，導入到普通牽?；毎?，再利用植物細胞的全能性，通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)得到符合要求的植株。答案(1)限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶(2)兩者都具有共同的結(jié)構(gòu)和化學組成所有的生

40、物都共用一套遺傳密碼子表，都遵循中心法則(3)目前對基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用以及基因的調(diào)控機制等都了解得相當有限；外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機的，可能導致生命活動必需的正?；蛟獾狡茐?4)與花青素代謝有關(guān)的基因植物組織培養(yǎng) 蛋白質(zhì)工程1蛋白質(zhì)工程(1)概念：指通過物理化學與生物化學等技術(shù)了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，并借助計算機輔助設(shè)計、基因定點誘變和重組DNA技術(shù)改造基因，以定向改造天然蛋白質(zhì)，甚至創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)的技術(shù)。(2)流程圖寫出流程圖中字母代表的含義：A轉(zhuǎn)錄，B.翻譯，C.分子設(shè)計，D.多肽鏈，E.預期功能。2蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較(1)區(qū)別項目蛋白質(zhì)工程基因

41、工程過程預期蛋白質(zhì)功能設(shè)計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應有的氨基酸序列找到相對應的脫氧核糖核苷酸序列獲取目的基因基因表達載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測和鑒定實質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型和生物產(chǎn)品結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)(2)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程?；蚬こ讨兴玫哪承┟感枰ㄟ^蛋白質(zhì)工程進行修飾、改造。1研究發(fā)現(xiàn)，如果將白喉桿菌類毒素20位和24位的氨基酸改變?yōu)榘腚装彼?，免疫效果更好，請寫出此種技術(shù)的基本流程。提示從預期蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應有的

42、氨基酸序列找到相對應的脫氧核苷酸序列。2請簡要寫出從個體水平鑒定抗蟲棉是否培育成功的設(shè)計思路。提示取一定量長勢良好的轉(zhuǎn)基因棉花植株接種適量的棉鈴蟲作為實驗組，取等量長勢一致的普通棉花植株接種等量棉鈴蟲作為對照組。在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間，觀察并統(tǒng)計兩組棉花葉片的受損程度?？疾榈鞍踪|(zhì)工程及應用香港大學的研究人員將某印度芥菜的HMGS基因編碼的蛋白質(zhì)的第359位氨基酸“絲氨酸”替換成“丙氨酸”后形成s359a蛋白，通過一定的方法獲得新HMGS基因，然后將其導入番茄細胞，獲得類胡蘿卜素增加111%的轉(zhuǎn)基因番茄，該番茄具有強抗氧化性。請回答下列問題：(1)請按照蛋白質(zhì)工程的原理寫出獲得新HMG

43、S基因的基本途徑：_。(2)如圖的4種質(zhì)粒中，E表示EcoR 的切割位點，將這些質(zhì)粒用EcoR 充分切割后，產(chǎn)生的線性雙鏈DNA片段的種類分別為_個，接著將新HMGS基因分別與這4組酶切產(chǎn)物、DNA連接酶在適宜環(huán)境下混合，編號為1、2、3、4組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)除第_組外，其余3組都有含新HMGS基因的基因表達載體(重組質(zhì)粒)出現(xiàn)。基因表達載體的組成除目的基因和標記基因外，還包括_及復制原點。(3)若質(zhì)粒3是農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒，則圖示E所處的位置在Ti質(zhì)粒上的_，將含新HMGS基因的重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌導入番茄細胞，成功獲得含新HMGS基因的轉(zhuǎn)基因番茄，將其果實色素提取后，用_法分離，可發(fā)現(xiàn)濾紙條上_(

44、填顏色)的條帶比第4組的寬。解析(1)蛋白質(zhì)工程的原理為從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應有的氨基酸序列找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)，由此可寫出獲得新HMGS基因的基本途徑：從s359a蛋白的功能出發(fā)設(shè)計s359a蛋白的結(jié)構(gòu)將HMGS蛋白的第359位絲氨酸替換成丙氨酸找到并改造HMGS基因的脫氧核苷酸序列。(2)圖中質(zhì)粒1、2、3、4上的限制酶EcoR 切割位點分別為3、2、1、0，用EcoR充分切割后，產(chǎn)生的線性雙鏈DNA片段的種類分別為3、2、1、0。第4組無EcoR 切割位點，因此無法構(gòu)建基因表達載體?；虮磉_載體的組成包括目的基因、標記基因、啟動子、終止子以及復制原

45、點。(3)Ti質(zhì)粒上的TDNA可將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細胞且整合到受體細胞染色體的DNA上。色素的提取方法為紙層析法。新HMGS基因?qū)敕鸭毎?，獲得的類胡蘿卜素增加，因此濾紙條上橙黃色和黃色的條帶比第4組的寬。答案(1)從s359a蛋白的功能出發(fā)設(shè)計s359a蛋白的結(jié)構(gòu)將HMGS蛋白的第359位絲氨酸替換成丙氨酸找到并改造HMGS基因的脫氧核苷酸序列或從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應有的氨基酸序列找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)(2)3、2、1、04啟動子和終止子 (3)TDNA紙層析橙黃色和黃色真題體驗| 感悟高考淬煉考能1(2019全國卷)基因工程中可以通過PCR技術(shù)擴增

46、目的基因?；卮鹣铝袉栴}。(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以從基因文庫中獲得?；蛭膸彀╛和_。(2)生物體細胞內(nèi)的DNA復制開始時，解開DNA雙鏈的酶是_。在體外利用PCR技術(shù)擴增目的基因時，使反應體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是_。上述兩個解鏈過程的共同點是破壞了DNA雙鏈分子中的_。(3)目前在PCR反應中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是_。解析(1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫。(2)生物體細胞內(nèi)DNA復制開始時是利用解旋酶進行解旋的，而在體外利用PCR技術(shù)擴增目的基因時，則是通過加熱至9095 進行解旋的，二者都破壞了堿基對之間的氫鍵。

47、(3)在PCR過程中，要加熱至9095 ，所以使用熱穩(wěn)定性高的Taq酶，而不使用在高溫下會失活的大腸桿菌DNA聚合酶。答案(1)基因組文庫cDNA文庫(2)解旋酶加熱至9095 氫鍵(3)Taq酶熱穩(wěn)定性高，而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會失活2(2019江蘇高考)圖1是某基因工程中構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程示意圖，載體質(zhì)粒P0具有四環(huán)素抗性基因(tetr)和氨芐青霉素抗性基因(ampr)。請回答下列問題：圖1(1)EcoR V酶切位點為，EcoR V酶切出來的線性載體P1為_末端。(2)用Taq DNA聚合酶進行PCR擴增獲得的目的基因片段，其兩端各自帶有一個腺嘌呤脫氧核苷酸。載體P1用酶處理，在兩

48、端各添加了一個堿基為_的脫氧核苷酸，形成P2；P2和目的基因片段在_酶作用下，形成重組質(zhì)粒P3。(3)為篩選出含有重組質(zhì)粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板進行篩選，得到A、B、C三類菌落，其生長情況如表(“”代表生長，“”代表不生長)。根據(jù)表中結(jié)果判斷，應選擇的菌落是_(填表中字母)類，另外兩類菌落質(zhì)粒導入情況分別是_、_。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)素圖2(4)為鑒定篩選出的菌落中是否含有正確插入目的基因的重組質(zhì)粒，擬設(shè)計引物進行PCR鑒定。圖2所示為甲、乙、丙3條引物在正確重組質(zhì)粒中的相應位置，PCR鑒定時應選擇的一對引物是_。某學生嘗試用圖中另外一對引

49、物從某一菌落的質(zhì)粒中擴增出了400 bp片段，原因是_。解析(1)EcoR V酶切位點在酶所識別序列的中心軸線處，產(chǎn)生的是平末端。(2)DNA連接酶對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行連接。由于目的基因片段的兩端各自帶一個腺嘌呤脫氧核苷酸，根據(jù)堿基互補配對原則，處理后的質(zhì)粒兩端需要各添加一個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EcoR V酶識別的序列及切割位點，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

50、導入的是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菌落中沒有導入質(zhì)粒。(4)由于處理后的P0質(zhì)粒的兩個末端都含一個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腺嘌呤脫氧核苷酸，所以目的基因在和P0質(zhì)粒連接時可能會出現(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引物，則無論目的基因是否正確插入，擴增的片段都是50 bp300 bp100 bp450 bp，不符合要求；如果選擇乙和丙這對引物，正向連接和反向連接后所得結(jié)果不同，所以應選擇乙和丙這對引物

51、進行PCR鑒定。如果目的基因和P0質(zhì)粒反向連接，則引物乙會出現(xiàn)在重組質(zhì)粒的外側(cè)，此時若加入引物甲和乙，則可以擴增出300 bp100 bp400 bp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3(2019海南高考)人的T細胞可以產(chǎn)生某種具有臨床價值的蛋白質(zhì)(Y)，該蛋白質(zhì)由一條多肽鏈組成。目前可以利用現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)Y?；卮鹣铝袉栴}。(1)若要獲得Y的基因，可從人的T細胞中提取_作為模板，在_催化下合成cDNA，再利用_技術(shù)在體外擴增獲得大量Y的基因。(2)將目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ玫姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。若將上述所得Y

52、的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的_中，得到含目的基因的重組Ti質(zhì)粒，則可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將該基因?qū)肽撤N植物的葉肉細胞中。若該葉肉細胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了能穩(wěn)定表達Y的愈傷組織，則說明Y的基因已經(jīng)_。(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，若要根據(jù)蛋白質(zhì)工程的原理對Y進行改造以提高其熱穩(wěn)定性，具體思路是_。解析(1)由于人的T細胞可以產(chǎn)生蛋白質(zhì)Y，要獲得Y的基因，可從人的T細胞中提取mRNA作為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下，利用四種游離的脫氧核苷酸合成cDNA，再利用PCR技術(shù)(體外擴增DNA的技術(shù))在體外擴增獲得大量Y的基因。(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中，

53、TDNA可以攜帶目的基因轉(zhuǎn)移至受體細胞，并整合到受體細胞的染色體DNA上，故需要Y的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的TDNA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)粒導入到農(nóng)桿菌中，再讓含目的基因的農(nóng)桿菌侵染植物的葉肉細胞。若該葉肉細胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了能穩(wěn)定表達Y的愈傷組織，則說明Y的基因已經(jīng)整合到葉肉細胞染色體DNA上。(3)蛋白質(zhì)工程需要從預期的蛋白質(zhì)的功能出發(fā)，設(shè)計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推出相應的氨基酸序列，找到相應的脫氧核苷酸序列，故對Y進行改造以提高其熱穩(wěn)定性，需要找到第6位氨基酸中的堿基所在的基因位置，參照密碼子表，將第6位氨基酸甲的堿基替換為氨基酸乙的堿基。答案(1)m

54、RNA逆轉(zhuǎn)錄酶PCR(2)TDNA整合到葉肉細胞染色體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4(2018全國卷)回答下列問題：(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導入大腸桿菌細胞中進行了表達。該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外，還證明了_(答出兩點即可)。(2)體外重組的質(zhì)粒可通過Ca2參與的_方法導入大腸桿菌細胞；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導入宿主細胞。在細菌、心肌細胞、葉肉細胞中，可作為重組噬菌體宿主細胞

55、的是_。(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內(nèi)表達時，表達出的蛋白質(zhì)可能會被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解，在實驗中應選用_的大腸桿菌作為受體細胞，在蛋白質(zhì)純化的過程中應添加_的抑制劑。解析(1)兩位科學家將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導入大腸桿菌細胞中并進行了表達，因此，該研究可以證明：質(zhì)?？梢宰鳛檩d體，真核細胞的基因在原核細胞中也可以表達(不同生物共用一套密碼子)、體外重組的質(zhì)?？梢赃M入受體細胞等。(2)目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程稱為轉(zhuǎn)化，將質(zhì)粒導入大腸桿菌時，常用的轉(zhuǎn)化方法是首先用Ca2處理大腸桿菌細胞，使其成為感受態(tài)。噬菌體DNA沒有侵染能力，

56、體外重組的噬菌體DNA通常需與外殼蛋白組裝成完整噬菌體才能完成侵染過程。噬菌體多寄生在細菌中，但不能寄生在心肌細胞和葉肉細胞中。(3)若要使蛋白質(zhì)不被降解，則大腸桿菌體內(nèi)不能存在蛋白酶，因此，實驗中應選用蛋白酶缺陷型的大腸桿菌作為受體細胞。同理，在蛋白質(zhì)純化過程中，也不能使蛋白質(zhì)降解，因此，應添加蛋白酶抑制劑。答案(1)體外重組的質(zhì)粒可以進入受體細胞；真核生物基因可在原核細胞中表達(2)轉(zhuǎn)化外殼蛋白(或噬菌體蛋白)細菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶5(2018全國卷)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，這一特性可用于檢測細胞中目的基因的表達。某科研團隊將某種病毒的外殼蛋白(L1

57、)基因連接在GFP基因的5末端，獲得了L1GFP融合基因(簡稱為甲)，并將其插入質(zhì)粒P0，構(gòu)建了真核表達載體P1，其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點的示意圖如下，圖中E1E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同?；卮鹣铝袉栴}：(1)據(jù)圖推斷，該團隊在將甲插入質(zhì)粒P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是_。使用這兩種酶進行酶切是為了保證_，也是為了保證_。(2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細胞后，若在該細胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在牛的皮膚細胞中完成了_和_過程。(3)為了獲得含有甲的牛，該團隊需要做的工作包括：將能夠產(chǎn)生綠色熒光細胞的_移入牛的_中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。(4)為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，某同學用PCR方法進行鑒定，在鑒定時應分別以該牛不同組織細胞中的_(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。