2020屆高考生物一輪復(fù)習(xí)專題26基因工程課件

1、專題二十六基因工程高考生物 (北京市選考專用)第一頁，共一百二十八頁。A組自主命題北京卷題組五年高考1.(2019北京理綜,4,6分)甲、乙是嚴(yán)重危害某二倍體觀賞植物的病害。研究者先分別獲得抗甲、乙的轉(zhuǎn)基因植株,再將二者雜交后得到F1,結(jié)合單倍體育種技術(shù),培育出同時抗甲、乙的植物新品種。以下對相關(guān)操作及結(jié)果的敘述,錯誤的是()A.將含有目的基因和標(biāo)記基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞B.通過接種病原體對轉(zhuǎn)基因的植株進(jìn)行抗病性鑒定C.調(diào)整培養(yǎng)基中植物激素比例獲得F1花粉再生植株D.經(jīng)花粉離體培養(yǎng)獲得的若干再生植株均為二倍體第二頁，共一百二十八頁。答案D基因工程中需將含有目的基因和標(biāo)記基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞,

2、A正確;通過接種病原體,可在個體生物學(xué)水平上對轉(zhuǎn)基因的植株進(jìn)行抗病性鑒定,B正確;在花粉離體培養(yǎng)過程中,生長素與細(xì)胞分裂素的比例影響脫分化與再分化過程,調(diào)整培養(yǎng)基中生長素與細(xì)胞分裂素比例有利于獲得F1花粉再生植株,C正確;經(jīng)花粉離體培養(yǎng)獲得的若干再生植株均為單倍體,D錯誤。素養(yǎng)解讀本題借助育種相關(guān)知識,考查考生運(yùn)用所學(xué)知識,分析某些生物學(xué)問題、作出合理判斷的能力;試題通過抗甲、乙病害的植物新品種的培育,體現(xiàn)了科學(xué)思維素養(yǎng)中的演繹與推理要素。第三頁，共一百二十八頁。2.(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,酶切位點及酶切產(chǎn)物分離結(jié)果如圖。以下敘

3、述不正確的是() 圖1酶切位點圖 圖2電泳結(jié)果示意圖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第四頁，共一百二十八頁。答案D圖1中,兩種限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點不同,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的酶切位點圖,判斷兩種酶切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錯誤。知識拓展為什

4、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不同的末端。素養(yǎng)解讀本題通過陌生情境的實驗探究的形式考查辨認(rèn)、比較的理解能力。突出體現(xiàn)科學(xué)思維與科學(xué)探究。第五頁，共一百二十八頁。3.(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。下列操作與實驗?zāi)康牟环氖?)A.用限制性核酸內(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

5、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,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。第六頁，共一百二十八頁。4.(2015北京理綜,5,6分)在應(yīng)用農(nóng)桿菌侵染植物葉片獲得轉(zhuǎn)基因植株的常規(guī)實驗步驟中,不需要的是()A.用攜帶目的基因的農(nóng)桿菌侵染植

6、物細(xì)胞B.用選擇培養(yǎng)基篩選導(dǎo)入目的基因的細(xì)胞C.用聚乙二醇誘導(dǎo)轉(zhuǎn)基因細(xì)胞的原生質(zhì)體融合D.用適當(dāng)比例的生長素和細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)愈傷組織生芽答案C用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得的轉(zhuǎn)基因細(xì)胞需經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因個體,不需要經(jīng)過原生質(zhì)體融合過程,C錯誤。第七頁，共一百二十八頁。B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組考點1基因工程的工具與操作程序1.(2019江蘇單科,16,2分)下列生物技術(shù)操作對遺傳物質(zhì)的改造,不會遺傳給子代的是()A.將胰島素基因表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌,篩選獲得基因工程菌B.將花青素代謝基因?qū)胫参矬w細(xì)胞,經(jīng)組培獲得花色變異植株C.將腸乳糖酶基因?qū)肽膛Ｊ芫?培育出產(chǎn)低乳糖牛乳的奶牛D.將腺苷

7、酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入淋巴細(xì)胞后回輸患者,進(jìn)行基因治療答案D本題以基因工程為信息載體,考查考生運(yùn)用所學(xué)知識,對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理得出正確結(jié)論的能力;試題通過基因工程技術(shù)遺傳性分析,體現(xiàn)了對科學(xué)思維素養(yǎng)中的分析與判斷要素的考查。胰島素基因表達(dá)質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌,獲得的工程菌可將胰島素基因遺傳給子代,A不符合題意;B、C培育的轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動物的每個細(xì)胞均含有目有基因,后代可表現(xiàn)轉(zhuǎn)基因性狀,B、C不符合題意;將轉(zhuǎn)入目的基因的淋巴細(xì)胞回輸患者體內(nèi)后,患者的生殖細(xì)胞不含目的基因,故子代不表現(xiàn)轉(zhuǎn)基因性狀,D符合題意。第八頁，共一百二十八頁。2.(2015廣東理綜,25,6分)如圖為培育轉(zhuǎn)基因山羊生

8、產(chǎn)人-酪蛋白的流程圖。下列敘述正確的是(雙選)()A.過程所用的人-酪蛋白基因可從人cDNA文庫中獲得B.過程可選用囊胚期或原腸胚期的胚胎進(jìn)行移植C.過程可使用胚胎分割技術(shù)擴(kuò)大轉(zhuǎn)基因山羊群體D.過程人-酪蛋白基因在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯答案AC胚胎移植一般選桑椹胚或囊胚期胚胎進(jìn)行移植,不能選用原腸胚,B錯誤;基因的轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi),D錯誤。第九頁，共一百二十八頁。3.(2015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C.借助抗生素抗性基因可將含胰島素

9、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項錯誤;表達(dá)載體的復(fù)制啟動于復(fù)制原點,胰島素基因的轉(zhuǎn)錄啟動于啟動子,B項錯誤;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項正確;啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,是轉(zhuǎn)錄的起點,而終止密碼子位于mRNA上 ,在翻譯中起作用,D項錯誤。第十頁，共一百二十八頁。4.(2019江蘇單科,33,8分)(8分)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

10、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 酶切位點為,EcoR 酶切出來的線性載體P1為末端。(2)用Taq DNA聚合酶進(jìn)行PCR擴(kuò)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(jìn)行篩選,得到A、B、C三類菌落,其生長情況如下表(“+”代表生長,“-”代表不生長)。根據(jù)表中結(jié)果判斷,應(yīng)選擇的菌落是(填表中字母)類,另外兩類菌落質(zhì)粒導(dǎo)入情況分別是、第十一頁，共一百

11、二十八頁。(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(jìn)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(yīng)位置,PCR鑒定時應(yīng)選擇的一對引物是。某學(xué)生嘗試用圖中另外一對引物從某一菌落的質(zhì)粒中擴(kuò)增出了400 bp片段,原因是。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第十二頁，共一百二十八頁。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解析本題借助基因工程相關(guān)知識,考查考生從表格、圖形等提取信息并運(yùn)用這些信息解決相關(guān)問題的能力;通過構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程

12、圖示和菌落生長情況分析等體現(xiàn)了科學(xué)思維素養(yǎng)中的演繹與推理要素。(1)EcoR從識別序列的中心軸線處切割,所以產(chǎn)生的末端為平末端。(2)由于載體和目的基因要連接成DNA分子,所以目的基因片段的兩端各自帶有一個腺嘌呤脫氧核苷酸時,載體P1的兩端應(yīng)各添加一個胸腺嘧啶脫氧核苷酸。在DNA連接酶的作用下,可將P2和目的基因連接,形成重組質(zhì)粒P3。(3)重組質(zhì)粒P3上有完整的氨芐青霉素基因,所以含有重組質(zhì)粒P3的菌落在無抗生素和添加氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能生長,而在添加四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能生長,所以應(yīng)選擇的是B類菌落。A類菌落在添加氨芐青霉素、四環(huán)素、氨芐青霉素+四環(huán)素的培養(yǎng)基上均能生長,說明A類菌落導(dǎo)入了

13、P0。C類菌落在添加氨芐青霉素、四環(huán)素、氨芐青霉素+四環(huán)素的培養(yǎng)基上均不能生長,說明C類菌落未導(dǎo)入質(zhì)粒。(4)選擇的一對引物組合、目的基因與重組質(zhì)粒的連接方向及擴(kuò)增片段長度的可能情況如表:第十三頁，共一百二十八頁。引物組合擴(kuò)增片段(bp)連接方向甲乙乙丙甲丙正向0350450反向4000450由表可知,PCR鑒定時應(yīng)選擇的一對引物是乙丙。若擴(kuò)增出了400 bp片段,則原因是目的基因反向連接。知能拓展PCR過程中,目的基因擴(kuò)增n次,共產(chǎn)生2n個DNA,其中1個DNA上含引物,1個DNA上含引物,2n-2個DNA既含引物,也含引物。該過程共需要2n-1個引物和2n-1個引物。第十四頁，共一百二十八

14、頁。5.(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(不包括表面抗原基因)內(nèi)個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)計合成一種特殊tRNA的基因,其產(chǎn)物的反密碼子能

15、與(1)中的終止密碼子配對結(jié)合,并可攜帶一個非天然氨基酸(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。第十五頁，共一百二十八頁。特殊tRNA基因轉(zhuǎn)錄時,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

16、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(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)胞第十六頁，共一百二十八頁。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。若將基因中個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

17、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,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(1)中“個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.

18、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體液免疫和細(xì)胞免疫。第十七頁，共一百二十八頁。6.(2018課標(biāo)全國,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)粒可以作為載體外,還證明了 (答出兩點即可)。(2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^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

19、因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時,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,在實驗中應(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。第十八頁，共一百二十八頁。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)?？梢赃M(jìn)入受體細(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,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

20、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:顯微注射法。(3)若受體細(xì)胞為大腸桿菌:感受態(tài)細(xì)胞法(Ca2+參與的轉(zhuǎn)化法)。第十九頁，共一百二十八頁。7.(2017課標(biāo)全國,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

21、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。因為與家蠶相比,大腸桿菌具有(答出兩點即可)等優(yōu)點。(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)化實驗為證明DNA是遺傳物質(zhì)作出了重要貢獻(xiàn),也可以說是基因工程的先導(dǎo),如果

22、說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。第二十頁，共一百二十八頁。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可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體第二十一頁，共一百二十八頁。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

23、不存在內(nèi)含子。真核生物在基因表達(dá)時,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,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

24、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)化實驗的實質(zhì)是 S型菌的 DNA 進(jìn)入 R 型菌體內(nèi),并可在 R 型菌體內(nèi)完成表達(dá),這證明了 DNA 可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體,為基因工程奠定了理論基礎(chǔ)。第二十二頁，共一百二十八頁。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,原核生物不能切除轉(zhuǎn)錄的RNA中內(nèi)含子對應(yīng)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。第二十三頁，共一百二十八頁。8.(2016課標(biāo)全國,40,15分)某一質(zhì)粒載體如圖所示,外源DNA插入到A

25、mpr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(答出兩點即第二十四頁，共一百二十八頁?？?,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

26、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)胞第二十五頁，共一百二十八頁。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、

27、具有標(biāo)記基因、含有一至多個限制酶切割位點等。(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。知識歸納標(biāo)記基因要點總結(jié):一般將一些抗性基因作

28、為標(biāo)記基因;標(biāo)記基因的主要作用是鑒定和篩選含有目的基因的受體細(xì)胞;標(biāo)記基因表達(dá)產(chǎn)物對什么物質(zhì)有抗性,在篩選培養(yǎng)時則在培養(yǎng)基中加入什么物質(zhì);標(biāo)記基因若被插入了外源DNA片段,則該標(biāo)記基因會被破壞,無法表達(dá)。第二十六頁，共一百二十八頁。9.(2016江蘇單科,33,9分)如表所示是幾種限制酶識別序列及其切割位點,圖1、圖2中標(biāo)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(fù)標(biāo)注。請回答下列問題: 圖1 圖2第二十七頁，共一百二十八頁。(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。

29、(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。(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,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(1)Bcl和Hind連接感受(2)四環(huán)素引物甲和引物丙(3)TGATCCAC-TAGG都不能(4)7第二十八頁，共一百二十八頁。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

30、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)粒時不能選用BamH和Sau3A,應(yīng)選用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,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個堿基對序列為,此序列不能被BamH和Bcl識別,

31、因此不能被兩種酶切開。(4)圖1質(zhì)粒中含有Sau3A酶的3個識別序列,如圖:(A、B、C分別表示相鄰切點間的DNA片段)第二十九頁，共一百二十八頁。用Sau3A酶切,若在一個切點處切割可得到:B+C+A、C+A+B、A+B+C三種DNA片段(但其大小相同),若在兩個切點處切割可得到:A、B+C、A+C、B、A+B、C六種DNA片段(其大小均不同);若在三個切點處均切割,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。疑難突破準(zhǔn)確識別出BamH酶和Bcl酶識別序列中含有Sau3A酶的識別序列,是準(zhǔn)確解第三十頁，共一百二十八頁?？键c2P

32、CR技術(shù)及基因工程的應(yīng)用1.(2019課標(biāo)全國,38,15分)基因工程中可以通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因?；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ê?。(2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開始時,解開DNA雙鏈的酶是。在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時,使反應(yīng)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(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是。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第

33、三十一頁，共一百二十八頁。解析本題借助基因工程的相關(guān)知識,考查考生對生物學(xué)問題進(jìn)行解釋的能力;通過PCR與體內(nèi)DNA復(fù)制的比較,體現(xiàn)了科學(xué)思維中分析與推斷要素。(1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫。(2)體內(nèi)DNA復(fù)制時,需用解旋酶打開氫鍵使雙鏈DNA解旋,而PCR擴(kuò)增目的基因時,是借助高溫加熱至9095 使DNA變性解旋。(3)PCR反應(yīng)體系中進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成時,溫度需控制在7075 ,則應(yīng)使用耐高溫的DNA聚合酶,即Taq酶,而不能使用大腸桿菌DNA聚合酶(高溫下會失活)。易錯警示PCR過程與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制過程的主要區(qū)別(1)PCR過程需要的引物是人工合成的能與DNA母鏈的一段堿

34、基序列互補(bǔ)配對的一小段(單鏈)DNA或RNA;(2)PCR過程中DNA的解旋依靠溫度變化而非解旋酶。第三十二頁，共一百二十八頁。2.(2019天津理綜,9,12分)B基因存在于水稻基因組中,其僅在體細(xì)胞(2n)和精子中正常表達(dá),但在卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究B基因表達(dá)對卵細(xì)胞的影響,設(shè)計了如下實驗。據(jù)圖回答:(1)B基因在水稻卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄,推測其可能的原因是卵細(xì)胞中(單選)。A.含B基因的染色體缺失B.DNA聚合酶失活C.B基因發(fā)生基因突變D.B基因的啟動子無法啟動轉(zhuǎn)錄第三十三頁，共一百二十八頁。(2)從水稻體細(xì)胞或中提取總RNA,構(gòu)建文庫,進(jìn)而獲得B基因編碼蛋白的序列。將該序列與Luc基因(表

35、達(dá)的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光)連接成融合基因(表達(dá)的蛋白質(zhì)能保留兩種蛋白質(zhì)各自的功能),然后構(gòu)建重組表達(dá)載體。(3)在過程、轉(zhuǎn)化篩選時,過程中T-DNA整合到受體細(xì)胞染色體DNA上,過程在培養(yǎng)基中應(yīng)加入卡那霉素。(4)獲得轉(zhuǎn)基因植株過程中,以下鑒定篩選方式正確的是(多選)。A.將隨機(jī)斷裂的B基因片段制備成探針進(jìn)行DNA分子雜交B.以Luc基因為模板設(shè)計探針進(jìn)行DNA分子雜交C.以B基因編碼蛋白的序列為模板設(shè)計探針與從卵細(xì)胞提取的mRNA雜交D.檢測加入熒光素的卵細(xì)胞中是否發(fā)出熒光(5)從轉(zhuǎn)基因植株未成熟種子中分離出胚,觀察到細(xì)胞內(nèi)僅含一個染色體組,判定該胚是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成的,而一

36、般情況下水稻卵細(xì)胞在未受精時不進(jìn)行發(fā)育,由此表明。第三十四頁，共一百二十八頁。答案(1)D(2)精子cDNA(3)(4)BCD(5)B基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成胚解析本題借助基因工程相關(guān)知識,考查運(yùn)用所學(xué)知識對某些生物學(xué)問題進(jìn)行推理、解釋,并作出合理判斷或得出正確結(jié)論的能力;試題通過B基因表達(dá)對卵細(xì)胞的影響體現(xiàn)了科學(xué)思維素養(yǎng)中的演繹與推理要素。(1)B基因的啟動子無法啟動轉(zhuǎn)錄,會導(dǎo)致B基因在水稻卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄。(2)利用水稻體細(xì)胞或精子中提取的總RNA,經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄法構(gòu)建的基因文庫為cDNA文庫。(3)過程需將基因表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌,所以可在培養(yǎng)基中加入卡那霉素以篩選成功導(dǎo)入了基因表達(dá)載

37、體的農(nóng)桿菌。過程農(nóng)桿菌感染水稻愈傷組織,農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA可整合到受體細(xì)胞染色體DNA上。(4)水稻細(xì)胞中本來就有B基因,正常植株也會出現(xiàn)雜交帶,故A錯誤;B、D選項是檢測Luc基因及其產(chǎn)物,B、D正確;C選項檢測對象是卵細(xì)胞中mRNA,正常水稻植株卵細(xì)胞中無B基因的mRNA,C正確。(5)一般情況下,水稻卵細(xì)胞在未受精時不能發(fā)育成胚,而轉(zhuǎn)基因植株未受精的卵細(xì)胞能發(fā)育成胚,說明B基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成胚。第三十五頁，共一百二十八頁。3.(2019江蘇單科,29,8分)利用基因編輯技術(shù)將病毒外殼蛋白基因?qū)胴i細(xì)胞中,然后通過核移植技術(shù)培育基因編輯豬,可用于生產(chǎn)基因工程疫苗。

38、下圖為基因編輯豬培育流程,請回答下列問題:(1)對1號豬使用處理,使其超數(shù)排卵,收集并選取處在時期的卵母細(xì)胞用于核移植。第三十六頁，共一百二十八頁。(2)采集2號豬的組織塊,用處理獲得分散的成纖維細(xì)胞,放置于37 的CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),其中CO2的作用是。(3)為獲得更多基因編輯豬,可在胚胎移植前對胚胎進(jìn)行。產(chǎn)出的基因編輯豬的性染色體來自號豬。(4)為檢測病毒外殼蛋白基因是否被導(dǎo)入4號豬并正常表達(dá),可采用的方法有(填序號)。DNA測序染色體倍性分析體細(xì)胞結(jié)構(gòu)分析抗原抗體雜交答案(8分)(1)促性腺激素 減數(shù)第二次分裂中期(2)胰蛋白酶(膠原蛋白酶)維持培養(yǎng)液的pH(3)分割2(4)第三十七頁，

39、共一百二十八頁。解析本題通過基因工程、動物細(xì)胞工程和胚胎移植技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因豬為信息載體,主要考查考生知識的綜合運(yùn)用能力;通過對轉(zhuǎn)基因克隆豬培育過程的分析,體現(xiàn)了對科學(xué)探究中方案探討的考查。(1)1號豬提供卵母細(xì)胞,對其使用促性腺激素處理,可實現(xiàn)超數(shù)排卵。用于核移植的卵母細(xì)胞通常應(yīng)發(fā)育至減數(shù)第二次分裂中期。(2)動物細(xì)胞培養(yǎng)前需用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將動物組織分散成單個細(xì)胞,動物細(xì)胞培養(yǎng)時,培養(yǎng)箱中一定濃度的CO2用于維持培養(yǎng)液的pH。(3)采用胚胎分割技術(shù),可獲得更多的基因編輯豬。因2號豬為基因提供者,故基因編輯豬的性染色體組成與2號豬相同。(4)可通過DNA測序技術(shù)檢測病毒外殼基因是否導(dǎo)入4

40、號豬;采用抗原抗體雜交技術(shù),利用與該病毒外殼蛋白特異性結(jié)合的抗體,檢測病毒外殼基因是否在4號豬體內(nèi)正常表達(dá)。方法技巧目的基因是否表達(dá)成功的檢測方法分子層次:直接檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法是抗原抗體雜交法。個體層次:直接檢測相關(guān)性狀,如轉(zhuǎn)基因抗蟲植物直接接種相應(yīng)害蟲后,觀察其是否抗蟲。第三十八頁，共一百二十八頁。4.(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個堿基對),利用基因工程大量制備-淀粉酶,實驗流程見圖。請回答下列問題:(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增-淀粉酶基因前,需先獲得細(xì)菌的。(2)為了便于擴(kuò)增的DNA片段與

41、表達(dá)載體連接,需在引物的端加上限制性酶切位點,且常在兩條引物上設(shè)計加入不同的限制性酶切位點,主要目的是。(3)進(jìn)行擴(kuò)增時,反應(yīng)的溫度和時間需根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)定,下列選項中的設(shè)定與引物第三十九頁，共一百二十八頁。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間退火時間延伸時間(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片段包含個密碼子,如虛線框后的序列未知,預(yù)測虛線框后的第一個密碼子最多有種。(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%

42、的可溶性淀粉為底物測定酶活性,結(jié)果如下:緩沖液50 mmol/L Na2HPO4 -KH2PO450 mmol/L Tris-HCl50 mmol/L Gly-NaOHpH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010. 5酶相對活性%25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.520.8第四十頁，共一百二十八頁。根據(jù)上述實驗結(jié)果,初步判斷該-淀粉酶活性最高的條件為。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50 mmol/L Tirs-HCl第四十一頁

43、，共一百二十八頁。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,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。常在兩條引物上加入不同的限制酶切位點的主要目的是使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,退火的溫度與引物長短和堿基種類有關(guān)。延伸時間長短的設(shè)定與擴(kuò)增片段的長度有關(guān)。(4)密碼子是指mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基,該mRNA上5端為AUG(起始密碼子),因此可依據(jù)三個堿基是一個密碼子來分析圖中虛線框

44、中的堿基,可得出共有8個密碼子。由于虛線框后的第一個密碼子的第一個堿基已經(jīng)固定為U,因此還有2個堿基未知,共可能有的種數(shù)為44=16,又因為UAG、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99.5%,初步判斷此條件下酶活性最高。第四十二頁，共一百二十八頁。5.(2017天津理綜,9,20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、實驗。.獲得抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米自交系A(chǔ),技術(shù)路線

45、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切割位點G基因編碼蛋白質(zhì)的序列中,每種限制酶只有一個切割位點酶切后,G基因形成的兩個黏性末端序列不相同酶切后,Ti質(zhì)粒形成的兩個黏性末端序列相同A.B.C.D.第四十三頁，共一百二十八頁。(2)如表所示是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,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

46、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)化愈傷組織激素結(jié)果自交系2,4-D(2.0 mg/L)6-BA(0.5 mg/L)IBA(2.0 mg/L)愈傷組織形成率(%)芽的分化率(%)根的誘導(dǎo)率(%)甲991390乙858087丙888312丁168583第四十四頁，共一百二十八頁。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G基因)進(jìn)行自交,在

47、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(1)A(2)2,4-D乙(3)除草劑(4)BD(5) 第四十五頁，共一百二十八頁。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)只有一個切割位點,含目的基因的DNA片段被兩種限制酶切割形成的黏性末端堿基序列不同。(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

48、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,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,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,因只有Ti質(zhì)粒的T-DNA整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上,故篩選轉(zhuǎn)化的植

49、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)胞篩選時不能以此作為選擇標(biāo)準(zhǔn)。第四十六頁，共一百二十八頁。6.(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,在引物第四十七頁，共一百二十

50、八頁。中需要增加適當(dāng)?shù)奈稽c。設(shè)計引物時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,這三個步驟組成一輪循環(huán)。(4)PCR擴(kuò)增時,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:升高退火溫度降低退火溫度重新設(shè)計引物)。答案(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)第四十八頁，共一百二十八頁。解析本題主要考查目的基因的獲取及PCR技術(shù)的有關(guān)

51、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。設(shè)計引物時需要注意避免引物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)于引物的幾個問題:引物是一小段DNA或RNA,它能與DNA母鏈的一段堿基序

52、列互補(bǔ)配對,其長度通常為2030個核苷酸。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,只有二者結(jié)合后才有可能進(jìn)行“延伸”。結(jié)合DNA的結(jié)構(gòu)特點,A與T之間有2個氫鍵、C與G之間有3個氫鍵,可知引物中含堿基不同則耐溫程度不同,其中含C/G較多的引物,PCR擴(kuò)增時溫度可適當(dāng)提高。第四十九頁，共一百二十八頁。7.(2016天津理綜,7,12分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價值,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

53、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)桿菌啟動子第五十頁，共一百二十八頁。(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HSA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r

54、HSA具有醫(yī)用價值,須確認(rèn)rHSA與的生物學(xué)功能一致。答案(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第五十一頁，共一百二十八頁。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雙鏈復(fù)制,DNA雙鏈復(fù)制時,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

55、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)用價值,須確認(rèn)rHSA與HSA的生物學(xué)功能一致。易錯警示注意PCR技術(shù)的原理是DNA雙鏈復(fù)制,DNA雙鏈復(fù)制時,兩條母鏈分別作為模板,新合成的兩條子鏈延伸的方向相反,由此確定引物的位置及擴(kuò)增方向。第五十二頁，共一百二十八頁。8.(2015課標(biāo)全國,40,15分)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個氨

56、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?；卮鹣铝袉栴}:(1)從上述資料可知,若要改變蛋白質(zhì)的功能,可以考慮對蛋白質(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)時是遵循中心法則的,中心法則的全部內(nèi)容包括 的復(fù)制;以及遺傳信息在不同分子之間的流動,即:。(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程,其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā),通過和,進(jìn)而確定相對應(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),之后還需要對蛋白質(zhì)的生物進(jìn)行鑒定。第五

57、十三頁，共一百二十八頁。答案(1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))(1分,其他合理答案也給分)(2)PP1(每空2分,共4分)DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))(2分)DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)(3分)(3)設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列(每空2分,共4分)功能(1分)解析(1)蛋白質(zhì)的功能與結(jié)構(gòu)相關(guān),若要改變蛋白質(zhì)的功能,需要對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。(2)確定目的基因的堿基序列后,可通過對現(xiàn)有基因進(jìn)行改造或者重新合成來獲得目的基因。中心法則的內(nèi)容包括遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄和翻譯。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā),通過設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和推測氨基酸序列,進(jìn)而確

58、定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。獲得蛋白質(zhì)之后要對蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定。第五十四頁，共一百二十八頁。C組教師專用題組1.(2013江蘇單科,22,3分)小鼠雜交瘤細(xì)胞表達(dá)的單克隆抗體用于人體試驗時易引起過敏反應(yīng),為了克服這個缺陷,可選擇性擴(kuò)增抗體的可變區(qū)基因(目的基因)后再重組表達(dá)。下列相關(guān)敘述正確的是(多選)()A.設(shè)計擴(kuò)增目的基因的引物時不必考慮表達(dá)載體的序列B.用PCR方法擴(kuò)增目的基因時不必知道基因的全部序列C.PCR體系中一定要添加從受體細(xì)胞中提取的DNA聚合酶D.一定要根據(jù)目的基因編碼產(chǎn)物的特性選擇合適的受體細(xì)胞答案BD本題主要考查PCR技術(shù)的有關(guān)知識。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提

59、是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根據(jù)這一序列設(shè)計引物,但不需知道目的基因的全部序列,需要考慮載體的序列;因PCR反應(yīng)在高溫條件下進(jìn)行,故反應(yīng)體系中需加入耐高溫的DNA聚合酶;因某些目的基因編碼的產(chǎn)物需經(jīng)特殊的加工修飾過程,故一定要根據(jù)目的基因編碼產(chǎn)物的特性選擇合適的受體細(xì)胞。第五十五頁，共一百二十八頁。2.(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

60、需要分子檢測,A錯誤;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驗,C錯誤;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錯誤。第五十六頁，共一百二十八頁。3.(2014廣東理綜,25,6分)利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如圖所示,下列敘述正確的是(雙選)()A.過程需使用逆轉(zhuǎn)錄酶B.過程需使用解旋酶和PCR獲取目的基因C.過程使用的感受態(tài)細(xì)胞可用NaCl溶液制備D.過程可利用DNA分子雜交鑒定目的基因