(江蘇專用)2020版高考生物新導(dǎo)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第十單元 現(xiàn)代生物科技專題 第35講 基因工程講義(含解析)蘇教版.docx
《(江蘇專用)2020版高考生物新導(dǎo)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第十單元 現(xiàn)代生物科技專題 第35講 基因工程講義(含解析)蘇教版.docx》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專用)2020版高考生物新導(dǎo)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第十單元 現(xiàn)代生物科技專題 第35講 基因工程講義(含解析)蘇教版.docx(32頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
第35講基因工程考綱要求1.基因工程的誕生(A)。2.基因工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù))(B)。3.基因工程的應(yīng)用(B)。4.蛋白質(zhì)工程(A)。5.轉(zhuǎn)基因生物的安全性問(wèn)題(A)。6.生物武器對(duì)人類的威脅(A)??键c(diǎn)一基因工程的操作工具1基因工程的概念(1)供體:提供目的基因。(2)操作環(huán)境:體外。(3)操作水平:分子水平。(4)原理:基因重組。(5)受體:表達(dá)目的基因。(6)本質(zhì):性狀在受體體內(nèi)的表達(dá)。(7)優(yōu)點(diǎn):克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,定向改造生物的遺傳性狀。2基因工程的工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶(簡(jiǎn)稱:限制酶)來(lái)源:主要是從原核生物中分離純化出來(lái)的。作用:識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列并切開(kāi)特定部位的兩個(gè)脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。結(jié)果:產(chǎn)生黏性末端或平口末端。(2)DNA連接酶作用:將限制酶切割下來(lái)的DNA片段拼接成DNA分子。DNA連接酶和限制酶的關(guān)系歸納提升與DNA相關(guān)的五種酶的比較名稱作用部位作用結(jié)果限制酶磷酸二酯鍵將DNA切成兩個(gè)片段DNA連接酶磷酸二酯鍵將兩個(gè)DNA片段連接為一個(gè)DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯鍵將單個(gè)脫氧核糖核苷酸依次連接到單鏈末端DNA (水解)酶磷酸二酯鍵將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核糖核苷酸解旋酶堿基對(duì)之間的氫鍵將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈(3)載體種類:質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。質(zhì)粒的特點(diǎn)深化拓展載體上標(biāo)記基因的作用載體上的標(biāo)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(xì)胞沒(méi)有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當(dāng)含有抗生素抗性基因的載體進(jìn)入受體細(xì)胞后,抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá),使受體細(xì)胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素,所以在受體細(xì)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(xì)胞,原理如下圖所示:1有關(guān)工具酶的判斷(1)限制酶只能用于切割目的基因()(2)切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶均能特異性地識(shí)別6個(gè)核苷酸序列()(3)DNA連接酶能將兩堿基間通過(guò)氫鍵連接起來(lái)()(4)EcoliDNA連接酶既可連接平口末端,又可連接黏性末端()(5)限制酶也可以識(shí)別和切割RNA()(6)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和質(zhì)粒是基因工程中常用的三種工具酶()2有關(guān)載體的判斷(1)載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因()(2)每個(gè)質(zhì)粒DNA分子上至少含一個(gè)限制酶識(shí)別位點(diǎn)()(3)質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子,是基因工程常用的載體()(4)載體的作用是將攜帶的目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中,使之穩(wěn)定存在并表達(dá)()(5)外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的啟動(dòng)子和終止子之間才能進(jìn)行復(fù)制()下圖中的圖1和圖2分別表示的是EcoR限制酶和Sma限制酶的作用示意圖,據(jù)圖分析:(1)請(qǐng)說(shuō)出EcoR限制酶和Sma限制酶識(shí)別的堿基序列及切割的位點(diǎn)。提示EcoR限制酶識(shí)別的堿基序列是GAATTC,切割位點(diǎn)在G和A之間;Sma限制酶識(shí)別的堿基序列是CCCGGG,切割位點(diǎn)在C和G之間。(2)以上實(shí)例說(shuō)明限制酶有何特性?提示說(shuō)明限制酶具有專一性(特異性)。命題點(diǎn)一工具酶的應(yīng)用分析1(2018北京,5)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(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D解析通過(guò)圖1可知,兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子的不同部位,說(shuō)明兩種限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別的核苷酸序列不同,A正確;圖2中的酶切產(chǎn)物是DNA分子片段,可用于構(gòu)建重組DNA,B正確;觀察圖1可知,該DNA片段有3個(gè)Sal酶切位點(diǎn),故用Sal處理后,可形成4個(gè)DNA分子片段,電泳后出現(xiàn)4條電泳帶,C正確;限制性核酸內(nèi)切酶作用的是雙鏈DNA片段,因此圖中被酶切的DNA片段應(yīng)是雙鏈DNA,D錯(cuò)誤。2用限制酶EcoR單獨(dú)切割某普通質(zhì)粒,可產(chǎn)生14kb(1kb即1000個(gè)堿基對(duì))的長(zhǎng)鏈,而同時(shí)用限制酶EcoR、Mbo聯(lián)合切割該質(zhì)粒,可得到三種長(zhǎng)度的DNA片段,見(jiàn)下圖(其中*表示EcoR限制酶切割后的一個(gè)黏性末端)。若用Mbo限制酶單獨(dú)切割該普通質(zhì)粒,則產(chǎn)生的DNA片段的長(zhǎng)度為()A2.5和5.5B2.5和6C5.5和8D6和8答案D解析依圖示可知,該質(zhì)粒上有1個(gè)EcoR限制酶的切點(diǎn)、2個(gè)Mbo限制酶的切點(diǎn),故用限制酶Mbo單獨(dú)切割該質(zhì)粒時(shí),將產(chǎn)生長(zhǎng)度為6和8的兩種片段。3(2016全國(guó),40)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性核酸內(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)。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_。(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口末端的是_。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(2)甲、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)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶解析(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(dòng)子和終止子之間,據(jù)此可判斷甲、丙均不符合要求,目的基因均不能表達(dá)。(3)常見(jiàn)的DNA連接酶有Ecoli DNA連接酶和T4 DNA連接酶,其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平口末端??茖W(xué)思維限制酶的選擇方法根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點(diǎn)確定限制酶的種類。(1)應(yīng)選擇切點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶,如圖甲可選擇Pst。(2)不能選擇切點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶,如圖甲不能選擇Sma。(3)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點(diǎn))。命題點(diǎn)二載體的應(yīng)用分析4(2019南京高三一模)質(zhì)粒是細(xì)菌中的有機(jī)分子,下列對(duì)其描述,不正確的是(多選)()A質(zhì)粒完全水解后最多可產(chǎn)生4種化合物B質(zhì)粒能夠自主復(fù)制C質(zhì)粒中含有兩個(gè)游離的磷酸基團(tuán)D質(zhì)粒是基因工程的工具酶答案ACD解析質(zhì)粒是一種具有自主復(fù)制能力的很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子,不含游離的磷酸基團(tuán),完全水解后最多可產(chǎn)生6種化合物:脫氧核糖、磷酸、4種含氮堿基,A、C錯(cuò)誤,B正確;質(zhì)粒是基因工程的載體,不是工具酶,D錯(cuò)誤。5(2016全國(guó),40)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)粒的大腸桿菌的單菌落,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_。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(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、含有一個(gè)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(zhǎng)。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(zhǎng),但前者可以在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)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(guò)程中所需的原料、酶等均來(lái)自于受體細(xì)胞。考點(diǎn)二基因工程的操作過(guò)程與蛋白質(zhì)工程1基因工程的基本操作過(guò)程(1)獲取目的基因目的基因:主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因。獲取目的基因的方法a直接分離法:從自然界已有的物種中分離,如從基因組文庫(kù)或部分基因文庫(kù)中獲取。b人工合成:如果基因比較小,脫氧核苷酸序列又已知,可以通過(guò)DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成。擴(kuò)增目的基因:通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體基因工程的核心目的:使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代,同時(shí),使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。基因表達(dá)載體的組成小貼士啟動(dòng)子起始密碼子,終止子終止密碼子(1)啟動(dòng)子:一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端。它是RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合的部位。(2)終止子:一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段,位于基因的尾端。作用是使轉(zhuǎn)錄過(guò)程停止。(3)起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上,分別控制翻譯過(guò)程的啟動(dòng)和終止。構(gòu)建過(guò)程(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞生物種類植物動(dòng)物微生物常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射法感受態(tài)細(xì)胞法受體細(xì)胞體細(xì)胞或受精卵受精卵原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過(guò)程將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的TDNA上農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純?nèi)÷?受精卵)顯微注射受精卵發(fā)育獲得具有新性狀的動(dòng)物Ca2處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞重組表達(dá)載體DNA分子與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子(4)檢測(cè)和鑒定目的基因2基因工程的應(yīng)用(1)植物基因工程:培育抗蟲(chóng)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(dòng)物基因工程:用于提高動(dòng)物生長(zhǎng)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(dòng)物生產(chǎn)藥物;用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體等。(3)比較基因治療與基因診斷項(xiàng)目原理操作過(guò)程進(jìn)展基因治療基因表達(dá)利用正?;?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中,以表達(dá)出正常性狀來(lái)治療(疾病)臨床實(shí)驗(yàn)基因診斷堿基互補(bǔ)配對(duì)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(yīng)用3.蛋白質(zhì)工程(1)流程圖A轉(zhuǎn)錄,B.翻譯,C.分子設(shè)計(jì),D.多肽鏈,E.預(yù)期功能。(2)結(jié)果:改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出新的蛋白質(zhì)。(3)應(yīng)用:主要集中應(yīng)用于對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,改良生物性狀。1有關(guān)基因工程原理與操作的判斷(1)設(shè)計(jì)擴(kuò)增目的基因的引物時(shí)不必考慮表達(dá)載體的序列()(2)用PCR方法擴(kuò)增目的基因時(shí)不必知道基因的全部序列()(3)為培育抗除草劑的作物新品種,導(dǎo)入抗除草劑基因時(shí)只能以受精卵為受體()(4)抗蟲(chóng)基因即使成功地插入植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達(dá)()(5)檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)可用抗原抗體雜交技術(shù)()(6)應(yīng)用DNA分子雜交法,可以檢測(cè)轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表達(dá)()2有關(guān)基因工程的應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程的判斷(1)將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌,可獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株()(2)利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品,如人的血清白蛋白,這是因?yàn)閷⑷说难灏椎鞍谆驅(qū)肓藙?dòng)物的乳腺細(xì)胞中()(3)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用()(4)蛋白質(zhì)工程的目的是改造或合成人類需要的蛋白質(zhì)()(5)蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作,定向改變分子的結(jié)構(gòu)()據(jù)圖分析抗蟲(chóng)棉的培育過(guò)程(1)該基因工程中的目的基因和載體分別是什么?一般情況下,為什么要用同一種限制酶處理目的基因和載體?提示目的基因是Bt毒蛋白基因,載體是Ti質(zhì)粒。用同一種限制酶處理目的基因和載體,可以獲得相同的黏性末端,便于構(gòu)建基因表達(dá)載體。(2)該實(shí)例中,采用何種方法導(dǎo)入目的基因?為什么目的基因可以整合到染色體的DNA上?提示采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,由于Ti質(zhì)粒上的TDNA可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞且能整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上,而目的基因又插入到了TDNA上,所以目的基因可以整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。(3)該實(shí)例中,檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)的常見(jiàn)方法有哪兩種?提示抗原抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲(chóng)。1基因組文庫(kù)與cDNA文庫(kù)(部分基因文庫(kù))的比較文庫(kù)類型部分基因文庫(kù)基因組文庫(kù)構(gòu)建基因文庫(kù)的過(guò)程某種生物發(fā)育的某個(gè)時(shí)期的mRNA逆轉(zhuǎn)錄cDNA與載體連接導(dǎo)入受體菌群體某種生物體內(nèi)全部DNA限制酶許多DNA片段分別與載體連接導(dǎo)入受體菌群體文庫(kù)大小小大基因中啟動(dòng)子無(wú)有基因中內(nèi)含子無(wú)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(shuō)明基因文庫(kù)的組建過(guò)程就包含基因工程的基本操作步驟。從基因文庫(kù)中獲取目的基因的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便,缺點(diǎn)是工作量大,具有一定的盲目性2.通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因(1)PCR的含義:是一項(xiàng)在生物體外通過(guò)酶促反應(yīng)有選擇地大量擴(kuò)增目的基因或DNA序列的技術(shù)。(2)目的:短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因。(3)原理:DNA分子半保留復(fù)制。(4)前提:有一段已知目的基因的核苷酸序列。(5)過(guò)程加入反應(yīng)物質(zhì):在離心管中加入所需要的模板DNA、引物、4種脫氧核苷酸以及TaqDNA聚合酶。變性:加熱至94左右,使DNA中的氫鍵斷裂,雙鏈解開(kāi)。退火(復(fù)性):冷卻到55左右,引物與單鏈DNA相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合。延伸:加熱至72左右,在TaqDNA聚合酶的作用下,沿模板延伸子鏈,最終合成2條DNA分子。3蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較(1)區(qū)別項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程過(guò)程預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(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對(duì)應(yīng)的脫氧核糖核苷酸序列獲取目的基因基因表達(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)和鑒定實(shí)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(méi)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(lái)的第二代基因工程?;蚬こ讨兴玫哪承┟感枰ㄟ^(guò)蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造。命題點(diǎn)一基因工程操作程序的分析1(2018全國(guó),38)回答下列問(wèn)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)體外重組的質(zhì)??赏ㄟ^(guò)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(guò)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(huì)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(guò)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(或噬菌體蛋白)細(xì)菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶解析(1)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌中,該過(guò)程利用的技術(shù)是基因工程。該研究除了證明質(zhì)粒可作為載體外,還證明了體外重組的質(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)等。(2)重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞可采用Ca2參與的轉(zhuǎn)化方法;體外重組噬菌體要通過(guò)將體外重組的噬菌體DNA和外殼蛋白(或噬菌體蛋白)進(jìn)行組裝獲得;因?yàn)槭删w是專門寄生在細(xì)菌中的病毒,所以宿主細(xì)胞選用細(xì)菌。(3)為防止蛋白質(zhì)被降解,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用蛋白酶缺陷型的大腸桿菌作為受體細(xì)胞;在蛋白質(zhì)純化過(guò)程中,為防止目的蛋白質(zhì)被降解,需要添加蛋白酶的抑制劑。2(2018海南,31)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?;卮鹣铝袉?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_(kāi)。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DNA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解析(1)用農(nóng)桿菌感染時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用黃瓜受傷的葉片與含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌共培養(yǎng),理由是葉片傷口處的細(xì)胞會(huì)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)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)粒中甜蛋白基因已轉(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)整合到核基因組中。(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)選用莖尖作為外植體進(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按照人們的愿望進(jìn)行設(shè)計(jì),并通過(guò)體外DNA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。命題點(diǎn)二基因工程與蛋白質(zhì)的關(guān)系的分析3(2018天津,31)甲型流感病毒為RNA病毒,易引起流感大規(guī)模流行。我國(guó)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(duì)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(zhǎng)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(duì)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(shí)別其啟動(dòng)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(méi)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(shì)之一是可引起_免疫,增強(qiáng)免疫保護(hù)效果。答案(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(1)體外進(jìn)行DNA擴(kuò)增采用的技術(shù)手段是多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR技術(shù))。將基因內(nèi)個(gè)別編碼氨基酸的序列改造成編碼終止密碼子的序列后,在翻譯時(shí)終止密碼子提前出現(xiàn),不能合成完整長(zhǎng)度的多肽(或蛋白質(zhì))。(2)為了使目的基因能夠在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并正常表達(dá),需要將目的基因與載體連接后導(dǎo)入受體細(xì)胞。利用分子雜交技術(shù)鑒定,篩選獲得成功表達(dá)目的RNA的細(xì)胞時(shí),需提取宿主細(xì)胞的總RNA。(3)將(1)中的重組質(zhì)粒導(dǎo)入(2)中的轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞,宿主細(xì)胞內(nèi)由于沒(méi)有Uaa,翻譯將會(huì)在終止密碼子處停止,將不能翻譯出改造病毒基因的完整蛋白,所以要想翻譯出完整蛋白,需要在培養(yǎng)基中加入U(xiǎn)aa。轉(zhuǎn)錄時(shí),識(shí)別啟動(dòng)子的酶為RNA聚合酶,因?yàn)檗D(zhuǎn)錄在宿主細(xì)胞中進(jìn)行,所以轉(zhuǎn)錄用的酶為宿主細(xì)胞的RNA聚合酶。(4)不具有侵染性的滅活病毒不能進(jìn)入人體細(xì)胞內(nèi),只會(huì)引發(fā)體液免疫,而減毒的活疫苗雖然不能在人體細(xì)胞內(nèi)正常增殖,但可以侵入人體細(xì)胞,能引起人體產(chǎn)生細(xì)胞免疫,增強(qiáng)免疫保護(hù)效果。4(2019馬鞍山二中模擬)胰島素可以用于治療糖尿病,但是胰島素被注射到人體后,會(huì)堆積在皮下,并且要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間才能進(jìn)入血液中,而進(jìn)入血液的胰島素又容易被分解,因此,治療效果受到影響。如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計(jì)速效胰島素的生產(chǎn)過(guò)程,請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問(wèn)題:(1)構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵,圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是_。(2)人工合成的DNA與_結(jié)合后,被導(dǎo)入到_中才能得以表達(dá)。(3)若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素,需用到的生物工程有_、_和發(fā)酵工程。(4)圖解中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是什么?_。答案(1)蛋白質(zhì)的預(yù)期功能(2)載體大腸桿菌等受體細(xì)胞(3)蛋白質(zhì)工程基因工程(4)根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列,推測(cè)出其脫氧核苷酸序列,然后利用DNA合成儀來(lái)合成出新的胰島素基因解析(1)蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)是根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求,對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。因此,圖中構(gòu)建新的胰島素模型的依據(jù)是預(yù)期胰島素,即速效胰島素的功能。(2)人工合成的目的基因與載體結(jié)合后,被導(dǎo)入受體細(xì)胞中才能得以表達(dá)。(3)利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)自然界中原本不存在的蛋白質(zhì),需對(duì)原有的胰島素進(jìn)行改造,根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列,人工合成新的胰島素基因即目的基因,改造好的目的基因需通過(guò)基因工程將其導(dǎo)入受體細(xì)胞獲得工程菌,再利用工程菌進(jìn)行發(fā)酵,從而獲取大量產(chǎn)品,因此該過(guò)程涉及蛋白質(zhì)工程、基因工程和發(fā)酵工程。(4)由新的蛋白質(zhì)模型到構(gòu)建新的基因,其基本設(shè)計(jì)思路是根據(jù)新的蛋白質(zhì)中的氨基酸序列,推測(cè)出其基因中的脫氧核苷酸序列,然后利用DNA合成儀直接合成新的基因??键c(diǎn)三轉(zhuǎn)基因生物的安全性與生物武器1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(wèn)題。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響a轉(zhuǎn)基因植物的擴(kuò)散對(duì)生物多樣性有無(wú)影響。b導(dǎo)入的目的基因是否會(huì)擴(kuò)散漂移到其他物種體內(nèi)而導(dǎo)致自然界的混亂。c若大面積種植轉(zhuǎn)基因植物,其殘?bào)w分解物、根部分泌物等是否會(huì)對(duì)生態(tài)與環(huán)境造成大規(guī)模的負(fù)面效應(yīng)等。(2)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的安全性對(duì)人體健康的影響。對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。(3)轉(zhuǎn)基因生物安全性的保障措施保障公眾對(duì)所購(gòu)食品是否來(lái)源于轉(zhuǎn)基因生物擁有知情權(quán)。國(guó)家應(yīng)建立相應(yīng)的評(píng)估及預(yù)警機(jī)制。2生物武器的危害性(1)所用微生物種類細(xì)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(xì)菌或病毒中。用于研制針對(duì)某一特定種群的生物武器。(1)國(guó)際上大多數(shù)國(guó)家都在轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)簽上警示性注明可能的危害()(2)轉(zhuǎn)入油菜的抗除草劑基因,可能通過(guò)花粉傳入環(huán)境中()(3)目前對(duì)轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭(zhēng)論主要集中在食用安全性和環(huán)境安全性上()(4)轉(zhuǎn)基因作物被動(dòng)物食用后,目的基因會(huì)轉(zhuǎn)入動(dòng)物體細(xì)胞中()(5)種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴(kuò)散影響野生植物的遺傳多樣性()(6)中國(guó)反對(duì)生物武器,但中國(guó)在特殊情況下可以生產(chǎn)生物武器()自1984年第一例轉(zhuǎn)基因魚在我國(guó)誕生以來(lái),轉(zhuǎn)基因魚的研究取得很大進(jìn)步。如轉(zhuǎn)入外源生長(zhǎng)激素(GH)基因的魚生長(zhǎng)速度快,餌料轉(zhuǎn)化率高,但魚類易于逃逸、擴(kuò)散,因此轉(zhuǎn)基因魚的生態(tài)安全性問(wèn)題是很值得研究的問(wèn)題,需研究轉(zhuǎn)基因魚對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的壓力及外源基因的擴(kuò)散問(wèn)題。最近,我國(guó)科學(xué)家只是將三倍體的轉(zhuǎn)基因魚投入自然系統(tǒng)。(1)轉(zhuǎn)基因魚培育成功的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么?提示遺傳物質(zhì)都是DNA。(2)魚類易于逃逸、擴(kuò)散,因此轉(zhuǎn)基因魚的生態(tài)安全性問(wèn)題是很值得研究的問(wèn)題,試分析引起生態(tài)安全性問(wèn)題的原因。提示轉(zhuǎn)基因魚與同種野生魚雜交,使野生魚帶有轉(zhuǎn)基因,具有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì),使其捕食對(duì)象大量減少,與其他物種競(jìng)爭(zhēng)加劇,引起生態(tài)危機(jī)。(3)多倍體魚類對(duì)控制過(guò)度繁殖是有效的,科學(xué)家培育成功三倍體“湘云鯽”,說(shuō)出其形成過(guò)程。提示轉(zhuǎn)基因的二倍體個(gè)體加倍為四倍體轉(zhuǎn)基因個(gè)體,然后二倍體與四倍體雜交形成三倍體。(4)試從保障生態(tài)安全性問(wèn)題分析只投放三倍體魚的原因。提示三倍體魚不能繁殖,可以人工控制養(yǎng)殖數(shù)量和范圍,避免發(fā)生雜交、競(jìng)爭(zhēng),引起生態(tài)危機(jī)。命題點(diǎn)一生物技術(shù)的安全性問(wèn)題分析1轉(zhuǎn)基因生物的安全性引起人們爭(zhēng)論的技術(shù)原因是()轉(zhuǎn)移基因的功能往往未知轉(zhuǎn)移基因的結(jié)構(gòu)往往未知外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機(jī)的外源基因往往是異種生物的基因ABCD答案C解析由于科學(xué)水平的限制,目前科學(xué)家對(duì)基因的結(jié)構(gòu)、基因間的相互作用以及基因的調(diào)控機(jī)制了解有限;轉(zhuǎn)移的基因雖然功能已知,但不少是異種生物的基因;外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機(jī)的。因此,在轉(zhuǎn)基因生物中,有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)意想不到的后果,引起人們?cè)谑澄锇踩?、生物安全和環(huán)境安全三個(gè)方面的激烈爭(zhēng)論。2基因工程產(chǎn)物可能存在著一些安全性問(wèn)題,但不必?fù)?dān)心的是()A四倍體轉(zhuǎn)基因鯉魚與正常鯉魚的雜交,導(dǎo)致自然種群被淘汰B載體的標(biāo)記基因(如抗生素抗性基因)可能指導(dǎo)合成有利于抗性進(jìn)化的產(chǎn)物C目的基因(如殺蟲(chóng)基因)本身編碼的產(chǎn)物可能會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒性D目的基因通過(guò)花粉的散布轉(zhuǎn)移到其他植物體內(nèi),從而可能打破生態(tài)平衡答案A解析四倍體轉(zhuǎn)基因鯉魚與正常鯉魚雜交,后代個(gè)體的體細(xì)胞中含三個(gè)染色體組,在減數(shù)分裂過(guò)程中聯(lián)會(huì)發(fā)生紊亂,因此不能產(chǎn)生后代,不會(huì)導(dǎo)致自然種群被淘汰;標(biāo)記基因和目的基因可能含有抗性基因和毒性基因,均存在一定的安全性問(wèn)題;基因散布到其他植物體內(nèi),也有可能改變其特性導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的平衡遭到破壞。歸納提升(1)轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問(wèn)題的原因目前對(duì)基因的結(jié)構(gòu)、調(diào)控機(jī)制及基因間的相互作用了解有限。目的基因往往是異種生物的基因。外源基因插入宿主基因組的部位往往是隨機(jī)的。轉(zhuǎn)基因生物具有較強(qiáng)的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì),其他物種競(jìng)爭(zhēng)力弱而大量死亡,引起生態(tài)危機(jī)。(2)安全性常見(jiàn)誤區(qū)引入外來(lái)物種增加生物多樣性:如果引進(jìn)的生物會(huì)破壞環(huán)境或者對(duì)當(dāng)?shù)厣锏纳嬖斐捎绊?,可能?huì)造成生物多樣性的銳減。轉(zhuǎn)基因生物具有危害阻止技術(shù)的發(fā)展:應(yīng)用正確態(tài)度對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù),不能因?yàn)榭赡艿奈:Χ柚辜夹g(shù)的發(fā)展。命題點(diǎn)二生物武器的危害分析3生物武器的危害有傳染性強(qiáng)的特點(diǎn),針對(duì)這一特點(diǎn),下列哪項(xiàng)不是防治生物武器的有效措施()A提前接種和個(gè)人的防護(hù)B發(fā)現(xiàn)病人,立即報(bào)告,及時(shí)隔離C注意切斷傳播途徑D只注意環(huán)境消毒,不注意動(dòng)植物滅菌答案D解析防治生物武器,既要注意環(huán)境消毒,又要注意動(dòng)植物滅菌,因?yàn)閯?dòng)植物也可以成為傳染源。4(2019宿遷質(zhì)檢)若轉(zhuǎn)基因技術(shù)被濫用,恐怖組織就會(huì)將它用于恐怖行為,下列不屬于恐怖行為的是()A把蠟狀桿菌通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)改造成像炭疽桿菌一樣的致病菌B把炭疽桿菌基因通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)重組到人體內(nèi),使人具有免疫力C把流感病毒基因改造,只會(huì)使具有某種易感基因的人群感染,而其他人卻不易感染D將生物毒素分子的基因與流感病毒的基因拼接在一起答案B解析經(jīng)過(guò)基因重組獲得的致病菌屬于生物武器的一種,A項(xiàng)錯(cuò)誤;炭疽桿菌是一種讓感染者死亡率極高的致病菌,使人具有該病菌的免疫力不是轉(zhuǎn)基因技術(shù)的濫用,不屬于恐怖行為,B項(xiàng)正確;把流感病毒基因改造,只會(huì)使具有某種易感基因的人群感染,屬于恐怖行為,C項(xiàng)錯(cuò)誤;將生物毒素分子的基因與流感病毒的基因拼接在一起,屬于恐怖行為,D項(xiàng)錯(cuò)誤。矯正易錯(cuò)強(qiáng)記長(zhǎng)句1限制酶是一類酶,而不是一種酶。2將一個(gè)基因從DNA分子上切割下來(lái),需要切兩處,同時(shí)產(chǎn)生四個(gè)黏性末端或平口末端。3不同DNA分子用同一種限制酶切割,產(chǎn)生的末端都相同,同一個(gè)DNA分子用不同的限制酶切割,產(chǎn)生的末端一般不相同。4限制酶切割位點(diǎn)應(yīng)位于標(biāo)記基因之外,不能破壞標(biāo)記基因,以便進(jìn)行檢測(cè)。5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,所以目的基因的插入位點(diǎn)應(yīng)在啟動(dòng)子與終止子之間。6受體細(xì)胞選擇時(shí)需注意:要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素必須用真核生物酵母菌(需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌);一般不用支原體,原因是它營(yíng)寄生生活;一定不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞,原因是它無(wú)細(xì)胞核,不能合成蛋白質(zhì)。7轉(zhuǎn)基因生物具有危害阻止技術(shù)的發(fā)展:應(yīng)用正確的態(tài)度對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù),不能因?yàn)榭赡艿奈:Χ柚辜夹g(shù)的發(fā)展。1.限制酶具有特異性,即一種限制酶只能識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列,并在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子。DNA連接酶的作用部位是磷酸二酯鍵。2質(zhì)粒是常用的載體,它是一種小型的雙鏈環(huán)狀DNA分子,具有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)及標(biāo)記基因。3基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)。4培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物時(shí),受體細(xì)胞必須是受精卵;培育轉(zhuǎn)基因植物時(shí),受體細(xì)胞可以是受精卵,也可以是體細(xì)胞。5目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞常用顯微注射法,導(dǎo)入微生物細(xì)胞常用感受態(tài)細(xì)胞法。6目的基因到了另一種生物體內(nèi)能夠成功表達(dá)的原理是所有生物共用一套遺傳密碼。重溫高考演練模擬1(2014江蘇,23)下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述,錯(cuò)誤的是(多選)()A切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶均特異性地識(shí)別6個(gè)核苷酸序列BPCR反應(yīng)中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應(yīng)C載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因D抗蟲(chóng)基因即使成功地插入到植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達(dá)答案ABC解析A項(xiàng),限制性核酸內(nèi)切酶大多特異性地識(shí)別6個(gè)核苷酸序列,但也有少數(shù)限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別4個(gè)、5個(gè)或8個(gè)核苷酸序列。B項(xiàng),PCR反應(yīng)中溫度周期性變化是為變性、復(fù)性和延伸創(chuàng)造條件。另外,耐高溫的DNA聚合酶只是在延伸階段發(fā)揮催化作用,變性和復(fù)性過(guò)程不需要酶的催化。C項(xiàng),載體質(zhì)粒上的抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因,供重組DNA的鑒定和選擇,而不是抗生素合成基因。D項(xiàng),目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不一定能正常表達(dá)。2(2018江蘇,32)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(1656個(gè)堿基對(duì)),利用基因工程大量制備淀粉酶,實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)下圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增淀粉酶基因前,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(zhǎng)度有關(guān)。(填序號(hào))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: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(cè)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(cè)定酶活性,結(jié)果如下:緩沖液50mmol/L Na2HPO4KH2PO450mmol/L TrisHCl50mmol/L GlyNaOHpH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010.5酶相對(duì)活性%25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.520.8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_(kāi)。答案(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50mmol/LTrisHCl解析(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增淀粉酶基因前,需先獲得細(xì)菌的基因組DNA作為模板,并依據(jù)淀粉酶基因兩端的部分核苷酸序列合成兩條引物。(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí),只能從3端延伸DNA子鏈,為了便于擴(kuò)增的DNA片段與表達(dá)載體連接,需在引物的5端加上限制性酶切位點(diǎn),并且要注意在兩條引物上設(shè)計(jì)加入不同的限制性酶切位點(diǎn),這樣既能防止目的基因、載體的自身連接,又能確保目的基因與表達(dá)載體的定向連接。(3)PCR技術(shù)包括變性、退火(復(fù)性)和延伸三步,變性溫度決定PCR反應(yīng)中雙鏈DNA的解鏈,且時(shí)間很短;退火時(shí)引物結(jié)合到互補(bǔ)的DNA單鏈上,退火溫度由引物復(fù)性溫度決定,其溫度設(shè)定與引物的長(zhǎng)度、堿基組成及濃度等有關(guān);延伸時(shí)間與產(chǎn)物片段的長(zhǎng)度有關(guān)。(4)圖中虛線框內(nèi)共含有24個(gè)堿基,mRNA上3個(gè)相鄰的堿基編碼1個(gè)氨基酸,故共包含8個(gè)密碼子。虛線框后的第1個(gè)密碼子的第1個(gè)堿基是U,第2和第3個(gè)堿基各有4種可能性,因此共有16種可能性。題干表明控制淀粉酶的基因有1656個(gè)堿基對(duì),說(shuō)明圖中虛線框后的第一個(gè)密碼子肯定不是終止密碼子(3種終止密碼子為UAA、UAG、UGA),故虛線框后第一個(gè)密碼子實(shí)際最多有16313種可能性。(5)分析表格中的數(shù)據(jù),酶相對(duì)活性最高為99.5%,對(duì)應(yīng)的條件是pH為8.5,緩沖液為50mmol/LTrisHCl。3(2016江蘇,33)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)GGATCCCCTAGGTGATCAACTAGTGATCCTAGAAGCTTTTCGAA(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_(kāi),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)都不能(4)7解析(1)選擇的限制酶應(yīng)在目的基因兩端存在識(shí)別位點(diǎn),且至少有一個(gè)標(biāo)記基因,BamH會(huì)破壞兩個(gè)標(biāo)記基因,因此只能選Bcl和Hind。酶切后的載體和目的基因片段,通過(guò)DNA連接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)入處于感受態(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,根據(jù)質(zhì)粒上的抗性基因,應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素。PCR技術(shù)要求兩種引物分別和目的基因的兩條單鏈結(jié)合,沿相反的方向合成子鏈。(3)根據(jù)BamH和Bcl的酶切位點(diǎn),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,與兩種酶的酶切位點(diǎn)均不同。(4)根據(jù)BamH、Bcl和Sau3A的酶切位點(diǎn),Sau3A在質(zhì)粒上有三個(gè)酶切位點(diǎn),完全酶切可得到記為A、B、C三種片段,若部分位點(diǎn)被切開(kāi),可得到AB、AC、BC、ABC四種片段,所以用Sau3A切圖1質(zhì)粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。一、選擇題1(2018淮陰高三三模)應(yīng)用基因工程技術(shù)將抗蟲(chóng)基因A和抗除草劑基因B成功導(dǎo)入植株W(2n40)的染色體組中。植株W自交,子代中既不抗蟲(chóng)也不抗除草劑的植株所占比例為1/16。取植株W某部位的一個(gè)細(xì)胞放在適宜條件下培養(yǎng),產(chǎn)生4個(gè)子細(xì)胞。用熒光分子檢測(cè)基因A和基因B(基因A、基因B均能被熒光標(biāo)記)。下列敘述正確的是()A植株W獲得抗蟲(chóng)和抗除草劑變異性狀,其原理是染色體變異B若4個(gè)子細(xì)胞都只含有一個(gè)熒光點(diǎn),則子細(xì)胞中的染色體數(shù)是40C若有的子細(xì)胞不含熒光點(diǎn),則細(xì)胞分裂過(guò)程中發(fā)生過(guò)基因重組D若4個(gè)子細(xì)胞都含有兩個(gè)熒光點(diǎn),則細(xì)胞分裂過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)20個(gè)四分體答案C解析題中應(yīng)用基因工程技術(shù)將兩種目的基因?qū)胫参锛?xì)胞,其原理是基因重組,A錯(cuò)誤;若4個(gè)子細(xì)胞都只含有一個(gè)熒光點(diǎn),說(shuō)明子細(xì)胞只含有基因A或基因B中的一個(gè),進(jìn)而說(shuō)明其進(jìn)行的是減數(shù)分裂,則子細(xì)胞中的染色體數(shù)目是20條,B錯(cuò)誤;若有的子細(xì)胞不含熒光點(diǎn),說(shuō)明細(xì)胞進(jìn)行的是減數(shù)分裂,減數(shù)分裂過(guò)程中會(huì)發(fā)生基因重組,C正確;若4個(gè)子細(xì)胞都含有兩個(gè)熒光點(diǎn),說(shuō)明細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂,而有絲分裂過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)四分體,D錯(cuò)誤。2(2019揚(yáng)州高三上學(xué)期模擬)目前,歐洲、亞洲許多國(guó)家都發(fā)現(xiàn)了禽流感疫情,并引起了人體感染,造成多人死亡??茖W(xué)工作者經(jīng)研究,發(fā)現(xiàn)了數(shù)種快速檢驗(yàn)禽流感病原體的方法,以正確診斷禽流感。下列與禽流感病原體研究、診斷有關(guān)的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A鏡檢法:在光學(xué)顯微鏡下直接觀察病人的痰液或血液,以發(fā)現(xiàn)病原體BPCR技術(shù):體外基因復(fù)制技術(shù),可在幾十分鐘內(nèi)把病原體的基因擴(kuò)增到數(shù)百萬(wàn)倍C抗原抗體法:用特殊制備的病原體蛋白質(zhì)與病人血清中的相關(guān)抗體特異性結(jié)合,發(fā)現(xiàn)病原體DDNA探針技術(shù):用放射性同位素、熒光因子等標(biāo)記的DNA分子做探針,利用DNA分子雜交原理來(lái)檢測(cè)病原體答案A解析病毒在光學(xué)顯微鏡下無(wú)法看到,只有在電子顯微鏡下才能觀察到,A錯(cuò)誤;PCR用于體外快速擴(kuò)增特定基因或DNA序列,B正確;病原體進(jìn)入人體后會(huì)刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng),產(chǎn)生相應(yīng)抗體,由于抗體與抗原結(jié)合具有特異性,因此用特殊制備的病原體蛋白質(zhì)與病人血清中的相關(guān)抗體特異性結(jié)合,可發(fā)現(xiàn)病原體,C正確;可以利用DNA分子作為探針,通過(guò)DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)病原體,D正確。3如圖是利用基因工程技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)可食用疫苗的部分過(guò)程示意圖,其中Pst、Sma、EcoR、Apa為四種限制性核酸內(nèi)切酶。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A圖示過(guò)程是基因工程的核心步驟B表達(dá)載體構(gòu)建時(shí)需要用到限制酶SmaC抗卡那霉素基因的存在有利于將含有抗原基因的細(xì)胞篩選出來(lái)D除圖示組成外,表達(dá)載體中還應(yīng)該含有啟動(dòng)子和終止子等結(jié)構(gòu)答案B解析圖示過(guò)程為基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程,是基因工程中的核心步驟,A正確;構(gòu)建過(guò)程中需要將目的基因完整切割下來(lái),此時(shí)要用到限制酶Pst、EcoR,B錯(cuò)誤;抗卡那霉素基因是標(biāo)記基因,目的是便于鑒定和篩選含有目的基因的細(xì)胞,C正確;基因表達(dá)載體包括啟動(dòng)子、目的基因、終止子和標(biāo)記基因等,D正確。4(2018天津和平區(qū)高三第一次質(zhì)量調(diào)查)基因疫苗由病毒核酸的一段無(wú)毒序列制成,由編碼能引起保護(hù)性免疫反應(yīng)的病原體抗原的基因片段和載體構(gòu)建而成。以下敘述錯(cuò)誤的是()A被導(dǎo)入細(xì)胞后,能與宿主染色體整合B接種后若感染此病原微生物,則體內(nèi)記憶細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生大量抗體C基因疫苗引起免疫反應(yīng)前必須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程D將疫苗基因轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞中,可以生產(chǎn)可食用的疫苗答案B解析病毒感染宿主細(xì)胞后,其基因可以高效地整合到宿主染色體中,因此外源基因可以在宿主細(xì)胞內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定地表達(dá),A正確;接種疫苗后人體產(chǎn)生針對(duì)該病原體的特異性免疫,若感染此病原微生物,則體內(nèi)記憶細(xì)胞會(huì)迅速增殖分化成漿細(xì)胞,漿細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生大量抗體,B錯(cuò)誤;疫苗中的病毒基因片段能編碼引起保護(hù)性免疫反應(yīng)的病原體抗原,其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),所以基因疫苗引起免疫反應(yīng)前必須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程,C正確;將疫苗基因轉(zhuǎn)移到水果和西紅柿等植物細(xì)胞中,可生產(chǎn)可食用疫苗,D正確。52018年1月30日,加拿大食品檢驗(yàn)局批準(zhǔn)了第三- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 江蘇專用2020版高考生物新導(dǎo)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第十單元 現(xiàn)代生物科技專題 第35講 基因工程講義含解析蘇教版 江蘇 專用 2020 高考 生物 新導(dǎo)學(xué)大 一輪 復(fù)習(xí) 第十 單元 現(xiàn)代 生物科技 專題
鏈接地址:http://ioszen.com/p-3379722.html