浙江省2020年高考生物總復(fù)習(xí) 專題30 基因工程教師用書.docx

專題30基因工程挖命題【考情探究】考點(diǎn)內(nèi)容要求5年考情預(yù)測(cè)熱度考題示例素養(yǎng)要素難度基因工程工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生a2016浙江4月選考,32(二),7分科學(xué)思維科學(xué)探究難基因工程的原理和技術(shù)b基因工程的應(yīng)用a活動(dòng):提出生活中的疑難問(wèn)題,設(shè)計(jì)用基因工程技術(shù)解決的方案c分析解讀本專題包含了基因工程的原理、操作流程及應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn),為選考加試部分內(nèi)容,預(yù)計(jì)今后考查仍以非選擇題形式為主,多以具體的案例為背景,或結(jié)合植物克隆加以考查。復(fù)習(xí)時(shí)要重點(diǎn)掌握基因工程的基本原理和操作流程,能靈活應(yīng)用基因工程技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題?！菊骖}典例】破考點(diǎn)考點(diǎn)基因工程【考點(diǎn)集訓(xùn)】考向基因工程的原理及應(yīng)用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()圖1酶切位點(diǎn)圖圖2電泳結(jié)果示意圖A.圖1中兩種酶識(shí)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DNAC.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答案D2.【加試題】2017浙江杭州重點(diǎn)中學(xué)期中,32(二),6分人血清蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價(jià)值。如圖是用基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。(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,選擇途徑(填“”或“”)獲取rHSA更有優(yōu)勢(shì)。(4)為了鑒定宿主細(xì)胞中是否產(chǎn)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)記基因答案(1)從基因文庫(kù)中提取重組DNA分子(2)農(nóng)桿菌氯化鈣(3)(4)C煉技法方法限制性核酸內(nèi)切酶的選擇【方法集訓(xùn)】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(shí)別序列與切割位點(diǎn),圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoR、Sau3A的切點(diǎn)是唯一的)。圖(a)圖(b)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(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 。圖(c)(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,其中既能連接粘性末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粘性末端(每空2分,共4分)(2)甲和丙(2分)甲中目的基因插入在啟動(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分,其他合理答案可酌情給分)(3)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶(每空2分,共6分,其他合理答案可酌情給分)過(guò)專題【五年高考】A組自主命題浙江卷題組考點(diǎn)基因工程1.【加試題】2016浙江4月選考,32(二),7分回答下列問(wèn)題:兔肝細(xì)胞中的基因E編碼代謝甲醛的酶,擬利用基因工程技術(shù)將基因E轉(zhuǎn)入矮牽牛中,以提高矮牽牛對(duì)甲醛的代謝能力,請(qǐng)回答:(1)從兔肝細(xì)胞中提取mRNA,在酶的作用下形成互補(bǔ)DNA,然后以此DNA為模板擴(kuò)增得到基因E。在相關(guān)酶的作用下,將基因E與Ti質(zhì)粒連接在一起,形成,再導(dǎo)入用氯化鈣處理的,侵染矮牽牛葉片。將被侵染的葉片除菌后進(jìn)行培養(yǎng),最終得到轉(zhuǎn)基因矮牽牛。其中培養(yǎng)過(guò)程正確的是(A.葉片在含適宜濃度生長(zhǎng)素的培養(yǎng)基上分化形成愈傷組織B.愈傷組織在含細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素配比較高的培養(yǎng)基上形成芽C.再生的芽在細(xì)胞分裂素含量較高的培養(yǎng)基上生根D.愈傷組織在含適宜濃度植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的培養(yǎng)基上脫分化形成再生植株)。(2)取轉(zhuǎn)基因矮牽牛葉片,放入含MS液體培養(yǎng)基和適宜濃度甲醛且密封的試管中。將試管置于上,進(jìn)行液體懸浮培養(yǎng)。一段時(shí)間后測(cè)定培養(yǎng)基中甲醛的含量,以判斷基因E是否在轉(zhuǎn)基因矮牽牛中正常表達(dá)。培養(yǎng)過(guò)程中液體培養(yǎng)基的作用:一是提供營(yíng)養(yǎng);二是,從而使葉片保持正常的形態(tài)。答案(1)逆轉(zhuǎn)錄重組質(zhì)粒(重組DNA分子)農(nóng)桿菌B(2)搖床維持滲透壓教師用書專用(2)2.(2012浙江理綜,6,6分)天然的玫瑰沒(méi)有藍(lán)色花,這是由于缺少控制藍(lán)色色素合成的基因B,而開(kāi)藍(lán)色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B。現(xiàn)用基因工程技術(shù)培育藍(lán)玫瑰,下列操作正確的是()A.提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA,經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA,再擴(kuò)增基因BB.利用限制性核酸內(nèi)切酶從開(kāi)藍(lán)色花矮牽牛的基因文庫(kù)中獲取基因BC.利用DNA聚合酶將基因B與質(zhì)粒連接后導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞D.將基因B直接導(dǎo)入大腸桿菌,然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞答案AB組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組考點(diǎn)基因工程1.(2018海南單科,31,8分)甜蛋白是一種高甜度的特殊蛋白質(zhì)。為了改善黃瓜的品質(zhì),科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將一種甜蛋白基因成功導(dǎo)入黃瓜細(xì)胞,得到了轉(zhuǎn)基因植株。回答下列問(wèn)題:(1)用農(nóng)桿菌感染時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用黃瓜(填“受傷的”或“完好的”)葉片與含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌共培養(yǎng),選用這種葉片的理由是。(2)若在轉(zhuǎn)基因黃瓜中檢測(cè)到這種甜蛋白,則表明該重組質(zhì)粒中已轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞中且能夠表達(dá);用該轉(zhuǎn)基因黃瓜的某一植株與一株非轉(zhuǎn)基因植株雜交,發(fā)現(xiàn)子代中含甜蛋白個(gè)體數(shù)與不含甜蛋白個(gè)體數(shù)之比為11,則說(shuō)明甜蛋白基因已經(jīng)整合到(填“核基因組”“線粒體基因組”或“葉綠體基因組”)中。(3)假設(shè)某種轉(zhuǎn)基因作物因?yàn)槭艿讲《靖腥径鴾p產(chǎn),若要以該轉(zhuǎn)基因作物為材料獲得脫毒苗,應(yīng)選用作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)。(4)通常,基因工程操作主要有4個(gè)步驟,即目的基因獲取、重組表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。因此,基因工程的含義可概括為 。答案(1)受傷的葉片傷口處的細(xì)胞釋放出大量酚類物質(zhì),可吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞(2)甜蛋白基因核基因組(3)莖尖(4)按照人們的愿望進(jìn)行設(shè)計(jì),并通過(guò)體外重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù),賦予生物新的遺傳特性,創(chuàng)造出符合人們需要的新生物類型2.(2016江蘇單科,33,9分)下表是幾種限制酶識(shí)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(qǐng)回答下列問(wèn)題:限制酶BamHBclSau3AHind識(shí)別序列及切割位點(diǎn)G GATC CC CTAG GT GATC AA CTAG TGATCCTAGA AGCT TT TCGA A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(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(guò)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(zhǎng)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(gè)堿基對(duì)序列為,對(duì)于該部位,這兩種酶(填“都能”“都不能”或“只有一種能”)切開(kāi)。(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(1)Bcl和HindDNA連接感受(2)四環(huán)素引物甲和引物丙(3)T GATC CA CTAG GG GATC AC CTAG T都不能(4)7教師用書專用(3)3.(2016課標(biāo)全國(guó),40,15分)某一質(zhì)粒載體如圖所示,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?；卮鹣铝袉?wèn)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(dòng)子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中,未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的,其原因是;并且和 的細(xì)胞也是不能區(qū)分的,其原因是。在上述篩選的基礎(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。答案(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)四環(huán)素(3)受體細(xì)胞【三年模擬】非選擇題(共40分)1.【加試題】2019屆浙江超級(jí)全能生9月聯(lián)考,32(二)(7分)重瓣紫堇具有較高觀賞和藥用價(jià)值,但自然狀態(tài)下幾乎高度不育。為解決重瓣紫堇的繁殖難題,科學(xué)家利用另一種植物的可育基因M,完成了對(duì)重瓣紫堇的改造,流程如圖:(圖中箭頭指的是不同限制酶識(shí)別的位點(diǎn))請(qǐng)回答:(1)在本例中,應(yīng)選用的限制酶是,以避免質(zhì)粒自身環(huán)化、錯(cuò)向連接等問(wèn)題。連接目的基因和質(zhì)粒時(shí),關(guān)鍵需要催化鍵的形成。(2)導(dǎo)入受體細(xì)胞時(shí),應(yīng)選用CaCl2處理,使其,從而有利于重組質(zhì)粒的導(dǎo)入。(3)利用紫堇根尖細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株,依據(jù)的原理是。理論上,(填“能”或“不能”)用紫堇的葉肉細(xì)胞代替根尖細(xì)胞完成上述改造工作。(4)若圖中所得的轉(zhuǎn)基因紫堇植株自交一代,子代中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體所占的比例為。答案(1)Hind 和Xho 磷酸二酯(2)農(nóng)桿菌細(xì)胞壁通透性增大(或處于感受態(tài))(3)細(xì)胞的全能性能(4)1/42.【加試題】2019屆浙江七彩陽(yáng)光9月聯(lián)考,32(二)(5分)某研究小組欲利用抗蟲(chóng)基因,通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育抗蟲(chóng)玫瑰。圖1和圖2分別表示出了抗蟲(chóng)基因和農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)和抗生素抗性基因(Pst、Sma、Alu表示限制性核酸內(nèi)切酶切割位點(diǎn);ampr為氨芐青霉素抗性基因,tet為四環(huán)素抗性基因)。圖1圖2請(qǐng)回答:(1)為獲得大量抗蟲(chóng)基因,且保證形成重組質(zhì)粒時(shí),目的基因以唯一方向接入,可選用(填限制酶的種類)分別切割目的基因和Ti質(zhì)粒,再用DNA連接酶連接,形成重組DNA分子,再與經(jīng)過(guò)處理的(A.有ampr和tetB.有ampr,無(wú)tetC.無(wú)ampr,有tetD.無(wú) ampr和tet)農(nóng)桿菌液混合,使重組DNA進(jìn)入農(nóng)桿菌,再利用農(nóng)桿菌將重組DNA轉(zhuǎn)入培養(yǎng)的玫瑰細(xì)胞,使目的基因?qū)朊倒寮?xì)胞中。(2)將含有導(dǎo)入了目的基因的玫瑰細(xì)胞的試管放在上,進(jìn)行液體懸浮培養(yǎng),獲得胚性細(xì)胞,進(jìn)而培育成抗蟲(chóng)玫瑰。(3)這種借助基因工程方法,將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞,再通過(guò)將這些轉(zhuǎn)基因細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),獲得具有特定性狀的新植株的技術(shù)就是。答案(1)Sma和PstCaCl2D(2)搖床(3)植物細(xì)胞工程技術(shù)3.【加試題】2019屆浙江紹興9月聯(lián)考,32(二)(7分)基因敲除是針對(duì)某個(gè)序列已知但功能未知的基因,改變其基因結(jié)構(gòu),令該基因功能喪失,從而對(duì)生物體造成影響,進(jìn)而推測(cè)出該基因功能的一門技術(shù)。以下是制備APOE基因敲除小鼠的常規(guī)過(guò)程:備注:Neo基因是新霉素的抗藥基因;APOE是指載脂蛋白E,參與脂蛋白的代謝與轉(zhuǎn)化。 請(qǐng)回答:(1)為了獲得APOE基因,可以用或者PCR擴(kuò)增。過(guò)程中所需的工具酶有。Neo基因除了破壞APOE基因外,還具有的作用最可能是。(2)培養(yǎng)小鼠胚胎干細(xì)胞時(shí),首先要在培養(yǎng)皿底部制備飼養(yǎng)層,用于飼養(yǎng)層的細(xì)胞一般是。經(jīng)過(guò)克隆以后的細(xì)胞的后裔細(xì)胞群稱為純系,細(xì)胞純系的特點(diǎn)是,從而便于研究。(3)純合的APOE基因敲除小鼠(填“能”或“不能”)表達(dá)APOE,與正常小鼠相比表現(xiàn)出 性狀。答案(1)化學(xué)方法合成限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶作為標(biāo)記基因,便于篩選(2)胚胎成纖維細(xì)胞遺傳性狀均一,表現(xiàn)的性狀相似(3)不能脂蛋白的代謝和轉(zhuǎn)化異常4.【加試題】2017浙江寧波九校期末,32(二)(7分)科學(xué)家將魚抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)入番茄,使番茄的耐寒能力大大提高,可以在相對(duì)寒冷的環(huán)境中生長(zhǎng)。質(zhì)粒上有Pst、Sma、Hind、Alu四種限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點(diǎn),如圖是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過(guò)程的示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因),其中是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過(guò)程中的相關(guān)步驟,、表示相關(guān)結(jié)構(gòu)或細(xì)胞。請(qǐng)據(jù)圖作答:(1)在構(gòu)建重組DNA時(shí),可用一種或多種限制性核酸內(nèi)切酶進(jìn)行切割,為了避免目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接,在此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選用限制性核酸內(nèi)切酶分別對(duì)、進(jìn)行切割,切割后產(chǎn)生的DNA片段分別為種和種。(2)培養(yǎng)基中的氨芐青霉素會(huì)抑制番茄愈傷組織細(xì)胞的生長(zhǎng),要利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入魚的抗凍蛋白基因的番茄細(xì)胞,應(yīng)使重組DNA中含有,目的是作為標(biāo)記基因。(3)研究人員通常采用法將魚抗凍蛋白基因?qū)敕鸭?xì)胞。答案(1)Pst、Sma含魚抗凍蛋白基因的DNA質(zhì)粒42(2)抗氨芐青霉素基因(ampr)(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化5.【加試題】(2017浙江“9+1”聯(lián)盟期中,32)(14分)如圖表示運(yùn)用基因工程技術(shù)生產(chǎn)胰島素的三條途徑。據(jù)圖結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題。(1)為了便于將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái),所選擇的質(zhì)粒上應(yīng)該具有基因。(2)培育轉(zhuǎn)基因羊的過(guò)程中,科研人員通過(guò)技術(shù)將重組質(zhì)粒M轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞A中,受體細(xì)胞A應(yīng)該是細(xì)胞。(3)下列關(guān)于過(guò)程的敘述,錯(cuò)誤的是。A.該過(guò)程需要用到胚胎體外培養(yǎng)和胚胎移植技術(shù)B.該過(guò)程中需要配置一系列含有不同成分的培養(yǎng)液C.該過(guò)程所需的培養(yǎng)基中要加入動(dòng)物血清D.該過(guò)程可以完全在體外完成(4)將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞B后,需對(duì)該細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),經(jīng)過(guò)程形成愈傷組織,以適當(dāng)配比的 誘導(dǎo)愈傷組織,直到再生出新植株。(5)過(guò)程常用的方法是用來(lái)處理大腸桿菌,使其易于吸收重組質(zhì)粒M。(6)是消除污染雜菌的通用方法,也是用于篩選的最簡(jiǎn)便方法之一。若以接種環(huán)為工具,則應(yīng)用法進(jìn)行接種。接種前需要檢測(cè)培養(yǎng)基是否被污染,檢測(cè)方法是 。接種后,將培養(yǎng)皿擺放于恒溫箱中培養(yǎng)。“細(xì)菌喜葷,霉菌喜素”,通常培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基要用來(lái)配置,還要加入一定量的氯化鈉,以維持一定的滲透壓,還需調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的。答案(1)標(biāo)記(2)顯微注射受精卵(3)D(4)體細(xì)胞脫分化營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(5)氯化鈣(6)單菌落的分離高表達(dá)菌株劃線分離將未接種的培養(yǎng)基在適宜溫度下培養(yǎng)一段時(shí)間,看是否形成菌落蛋白胨和酵母提取物酸堿度