（鲁京津琼）2020版高考生物总复习考点加强课6教案.docx

考点加强课61.限制酶的选择原则(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类应选择切点位于目的基因两端的限制酶，以便将目的基因“切出”，如图甲可选择Pst。不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，以防破坏目的基因，如图甲不能选择Sma。为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用Pst 和EcoR 两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点，而且这种切点不致于完全破坏“标记基因”)。(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，应至少含有一个完好的标记基因，如图乙中限制酶pst 因其会破坏标记基因而不宜选择。所选限制酶切点不应位于复制原点处以防破坏复制原点，如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制，故不能选择，如Xba。所选限制酶，其切点应位于启动子与终止子之间，如图乙中Hind会破坏启动子，EcoR会破坏终止子，而Nde、BamH切出的切口可让目的基因嵌入启动子与终止子之间。(3)参加Ti质粒的TDNA片段选择限制酶若质粒上标出TDNA片段，则所选限制酶切点应位于TDNA片段中，从而有利于将目的基因嵌入到TDNA片段上因为Ti质粒的TDNA片段最易转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA上，如用两种限制酶Xba 和Sac (两种酶切出的黏性末端不同)切割某DNA，获得含目的基因的片段。若利用该片段构建基因表达载体，则下图中甲、乙、丁，Ti质粒均不宜选择，而丙Ti质粒宜选取。(分析如下)2.目的基因的检测与鉴定(1)界定“标记基因”与“DNA分子杂交技术”在目的基因检测中的作用：载体上标记基因的标记原理载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，倘若在选择培养基中不能存活，则表明无质粒转入，当然不会有“目的基因”转入，能存活时必含该载体，原理如下图所示：“标记基因”筛选后为何还需应用“DNA分子杂交技术”确认目的基因是否转入？经上述步骤筛选得到的受体细胞，只是含特定的标记基因的质粒，然而，该质粒上是否成功嵌入了目的基因，还不能确定，故仍需使用“目的基因”作探针，利用DNA分子杂交技术，检测受体细胞的质粒上是否含目的基因。(2)使用“目的基因”作探针，运用“分子杂交技术”检测目的基因是否转录出特定mRNA。(3)采用“抗原抗体杂交技术”，从转基因生物中提取蛋白质(作抗原)与相应抗体杂交，依据是否出现杂交带确认目的基因是否“指导”特定蛋白质的合成。(4)采用抗虫、抗病毒等“接种实验”进行目的基因成功表达的“个体生物学”水平的检测。【例证】1.(2017北京卷，5)为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是()A.用限制性核酸内切酶EcoR I和DNA连接酶构建重组质粒B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞C.在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞D.用DNA分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上解析图2中质粒中的抗性基因为潮霉素抗性基因，应该在培养基中添加潮霉素，筛选被转化的菊花细胞，C错误。答案C2.(2016全国卷，40)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoR、Sau3A的切点是唯一的)。根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)经BamH酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被酶切后的产物连接，理由是_。(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组DNA分子，如图(c)所示，这三种重组DNA分子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有，不能表达的原因是_。图(c)(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有和，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是_。慧眼识图获取信息(1)三种限制酶切割结果分析(2)表达载体与重组DNA分子分析答案(1)Sau3A两种酶切割后产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启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录(3)EcoliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶1.(2019山东名校联考)图甲、乙中的箭头表示三种限制性核酸内切酶的酶切位点，ampr表示氨苄青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列叙述正确的是()A.图甲中的质粒用BamH切割后，含有4个游离的磷酸基团B.在构建重组质粒时，可用Pst和BamH切割质粒和外源DNAC.用Pst和Hind酶切，可以保证重组DNA序列的唯一性D.导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长解析图甲中的质粒只有一个BamH切割位点，切割后形成一个直链DNA，含2个游离的磷酸基团，A错误；BamH切割位点在目的基因上，不能用该酶切割外源DNA，B错误；用Pst和Hind酶切，能将质粒切成两个片段，用Pst和Hind酶切，能将外源DNA切成三段，只有含目的基因的片段通过DNA连接酶与质粒连接形成的重组质粒符合要求，而另一个重组质粒无目的基因，不符合要求，从而保证重组DNA序列的唯一性，C正确；导入目的基因的大肠杆菌，其重组质粒是用Pst和Hind酶切割的，其中的ampr(氨苄青霉素抗性基因)已被破坏，D错误。答案C2.(2019山东菏泽调研)科技人员通过基因工程、细胞融合等技术制作工程细胞，并利用工程细胞生产人们所需要的医用蛋白，如用于治疗糖尿病的胰岛素。下面是利用大肠杆菌培育工程菌时用到的质粒、胰岛素基因及相关的限制酶。请回答：表几种限制酶识别序列及其切割位点限制酶BglBcl Sau3AHpa识别序列及切割位点 AGATCTTCTAGA TGATCAACTAGT GATCCTAG CCGGGGCC (1)能识别人胰岛素的mRNA并催化合成cDNA的酶是；利用PCR技术对cDNA进行扩增所需要的酶是。在基因工程中，限制酶不能识别并切割单链核酸，其具体功能是_。(2)上表中可切割形成图2胰岛素基因末端的限制酶为；不宜选用Sau3A 限制酶切割质粒的原因是_。酶切后的质粒与胰岛素基因通过(填酶)作用后获得基因表达载体。(3)基因表达载体导入大肠杆菌前，常用Ca2处理菌体，其目的是_。(4)从大肠杆菌细胞内获得了胰岛素，但其没有降血糖的功能，出现这种现象的原因是_。解析(2)根据胰岛素基因末端序列可知，切割胰岛素基因的限制酶识别和切割的序列为GATCC，表中的Sau3A可识别切割。分析表格信息可知，Sau3A限制酶可识别并切割Bgl或Bcl限制酶的识别序列，导致质粒中的标记基因均被破坏。答案(1)逆转录酶热稳定DNA聚合酶或(Taq酶)识别双链DNA的某种特定核苷酸序列并断裂特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键(2)Sau3ASau3A限制酶能识别并切割Bgl和Bcl限制酶的识别序列，导致质粒中的标记基因均被破坏(其他合理答案也可)DNA连接酶(3)提高受体细胞的转化率(其他合理答案也可)(4)大肠杆菌为原核生物，细胞中只有核糖体，没有内质网和高尔基体，不能对肽链进行加工，形成有活性的胰岛素3.(2019海口市质检)胰岛素是治疗糖尿病的重要药物。现利用基因工程技术让大肠杆菌生产人胰岛素，下图为大肠杆菌质粒，请据图作答。补充说明：Hind、BamH、EcoR 是限制酶切位点tetR、ampR是抗生素抗性基因(1)获取目的基因时，应从人的文库(基因组/cDNA)中获取，这样做的原因为。获取后不能直接对目的基因酶切，因为 ，因此需要在目的基因两端添加。(2)天然人胰岛素不耐储存，可使用蛋白质工程对蛋白质进行改造。蛋白质工程的基本途径为设计预期蛋白质结构找到相对应的脱氧核苷酸序列。答案(1)cDNAcDNA中无内含子序列，能够在大肠杆菌中表达正确蛋白质cDNA中只有编码氨基酸的序列，直接酶切会导致基因结构改变BamH 和EcoR I的识别位点(2)预期蛋白质功能推测应有的氨基酸序列(时间：15分钟)1.(2019山东烟台调研)菊花是重要观赏花卉，为增加菊花花色类型，某科研小组从植物A的基因文库中选出花色基因C(图1)，并将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。请回答下列问题：(1)利用PCR技术可扩增花色基因C，扩增前需根据花色基因C的一段核苷酸序列合成，便于扩增时热稳定DNA聚合酶延伸DNA子链。(2)构建基因表达载体时，需用EcoR 分别处理C基因和质粒而不用BamH 的理由是；当C基因和质粒连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是。(3)用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织时，需在培养基中添加酚类物质，其目的是；C基因的遗传特性能在菊花体内维持和表达的关键是；为筛选出成功转化的菊花细胞，应在筛选培养基中添加。(4)经检测部分菊花植株的基因组中已有C基因，但没有表现C基因对应花色，为分析原因，可从分子水平上采用技术检测C基因是否转录。解析(1)利用PCR技术扩增DNA前需根据花色基因C的一段核苷酸序列合成引物，便于延伸DNA子链。(2)构建基因表达载体时，需用EcoR 分别处理C基因和质粒而不用BamH 的理由是EcoR 可切割C基因两端和质粒，产生相同黏性末端便于构建重组质粒，而C基因两端无BamH 的识别序列。当C基因和质粒连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。(3)用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织时，需在培养基中添加酚类物质，其目的是吸引农杆菌移向菊花细胞，有利于C基因成功转化；C基因的遗传特性能在菊花体内维持和表达的关键是目的基因插入到了菊花细胞的染色体DNA上，随染色体DNA的复制而复制；为筛选出成功转化的菊花细胞，应在筛选培养基中添加潮霉素以选择出含有重组质粒的受体细胞。(4)可利用C基因制作的探针用分子杂交技术检测C基因是否转录。答案(1)引物(一对引物)(2)EcoR 可切割C基因两端和质粒，产生相同黏性末端便于构建重组质粒，而C基因两端无BamH 的识别序列磷酸二酯键(3)吸引农杆菌移向菊花细胞，有利于C基因成功转化目的基因插入到了菊花细胞的染色体DNA上潮霉素(4)分子杂交2.某质粒上有Sal 、Hind 、BamH 三种限制酶切割位点，同时还含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因。利用此质粒获得转基因抗盐烟草的过程，如下图所示。请回答下列问题：(1)将目的基因导入植物细胞，采用最多的方法是农杆菌转化法。其中用到的质粒是；该质粒含有一段特殊的DNA片段，称为。该方法中农杆菌的作用是。(2)在构建重组质粒时，和只用一种酶切割目的基因的两端及质粒相比，选用Hind 和Sal 两种酶的好处是_。(3)含有目的基因的农杆菌可根据标记基因进行筛选。若农杆菌在含有氨苄青霉素和四环素的培养基上都可以生长繁殖，农杆菌中是否已含有目的基因？(填“是”或“否”)。为什么？_。(4)将已经转化的农杆菌进行如下筛选，筛选出符合要求的农杆菌。先把转化的农杆菌接种到A培养基中培养，长出菌落后，用无菌牙签挑取A上的单个菌落，分别接种到B(含氨苄青霉素)和C(含四环素和氨苄青霉素)两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示。含目的基因的菌落位于B或C上的哪些菌落中？请在图中相应的位置上圈出来。答案(1)Ti质粒TDNA感染烟草细胞，把目的基因插入到烟草细胞的染色体DNA上(2)防止目的基因自连和质粒自连，以形成带有目的基因的重组质粒(3)否含有目的基因的质粒中抗四环素的基因被破坏(4)两个都圈住才可3.如图是将人的生长激素基因与大肠杆菌的质粒构建成重组DNA，导入受体菌并成功表达的过程。请回答下列问题：(1)生长激素基因的mRNA并不能直接整合到质粒中，要经过过程形成cDNA。此cDNA并不含有启动子和终止子，这是因为_。(2)在插入目的基因前，要对质粒进行改造，质粒除含有启动子和终止子外，还要含有复制原点、。目的基因放在质粒中和之间的位置。(3)已知限制酶的识别序列和切点是GGATCC，限制酶的识别序列和切点是GATC，在构建基因表达载体过程中，应用限制酶切割质粒，用限制酶切割目的基因。(4)采用技术可对体内形成的mRNA进行检测，而用技术可对表达出的生长激素进行检测。(5)形成的cDNA可以通过PCR技术扩增，PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为_。解析(1)整合到质粒中的必须是DNA片段，mRNA必须经逆转录过程形成DNA才能整合到质粒中。形成mRNA时，转录的仅仅是编码区，启动子和终止子仅仅是起调节转录的作用，因此，逆转录形成的DNA不含启动子和终止子。(2)一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。目的基因应放在质粒中启动子和终止子之间，调节目的基因的转录。(3)限制酶的识别序列和切点是GGATCC，限制酶的识别序列和切点是GATC，形成相同的黏性末端。质粒用限制酶切割，仅能识别和切割Gene；如用限制酶切割，能识别Gene和Gene，质粒的2个标记基因都会被破坏；目的基因用限制酶切割，识别序列是GATC，获取目的基因；如用限制酶切割，仅能切割左侧，不能获取目的基因。(4)检测是否转录出了mRNA用分子杂交技术，是否表达出生长激素要用抗原抗体杂交技术。(5)图中是将两个单独的脱氧核苷酸连接，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上。答案(1)反转录(或“逆转录”)形成mRNA时，启动子和终止子只是起调节转录的作用，不作为转录的模板，逆转录形成的cDNA也就不含启动子和终止子(2)标记基因启动子终止子(3)(4)分子杂交抗原抗体杂交(5)DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上4.绞股蓝叶片细胞中含有抗TMV(烟草花叶病毒)基因，对TMV具有抗感染能力，烟草是双子叶植物，由于TMV的感染会导致大幅度减产，研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV的烟草，主要流程如图所示：(1)图中过程表示，通过这种方法构建的文库属于文库。(2)在过程构建重组Ti质粒时，必须在目的基因的两侧添加和，应该含有的标记基因是基因。(3)过程常用的方法是。(4)通过获得再生植株的理论基础是，过程可采取的方法，检测植株是否合成了抗TMV蛋白。解析(1)图中过程表示以RNA为模板合成DNA的逆转录。通过逆转录构建的文库属于cDNA文库。(2)重组质粒上目的基因的首端含有启动子，尾端含有终止子。根据图示中“在含有卡那霉素的培养基上培养”，可知是利用重组质粒上的抗卡那霉素基因作为标记基因。(3)将重组质粒导入植物细胞常用农杆菌转化法。(4)由受体细胞经过植物组织培养可获得再生植株，其理论基础是植物细胞的全能性。检测转基因植株的目的基因是否表达出相应的蛋白质常采用抗原抗体杂交的方法。答案(1)逆转录cDNA(部分基因)(2)启动子终止子抗卡那霉素(3)农杆菌转化法(4)植物细胞的全能性抗原抗体杂交亮剑高考24基因工程(时间：15分钟)1.下列有关“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是()A.鸡血细胞是较理想的实验材料B.NaCl溶液浓度越高，DNA的溶解度越大C.在用酒精析出DNA时，最好使用体积分数为95%的冷酒精D.DNA溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴加热，检测结果呈蓝色解析鸡血细胞中DNA含量丰富，材料易得，是较理想的实验材料。随NaCl溶液浓度增大，DNA的溶解度先减小后增大，0.14 molL1时DNA溶解度最小。冷却的酒精的作用：一是抑制DNA水解酶的活性，防止DNA分子的降解；二是降低分子运动，有利于DNA沉淀析出；三是有利于增加DNA分子的柔韧性，减少DNA分子的断裂；四是将不溶于酒精的DNA与溶于酒精的杂质蛋白进一步分离。沸水浴条件下，DNA遇二苯胺试剂呈蓝色。答案B2.(2018泰兴期中)微生物常被用于基因工程中。下列相关叙述正确的是()A.从耐热的细菌中获取PCR所需的DNA连接酶B.大肠杆菌、酵母菌等是基因工程常用的载体C.作为载体的DNA分子需具有合成抗生素的基因D.常利用土壤农杆菌将目的基因导入植物细胞解析从耐热的细菌中获取PCR所需的DNA聚合酶，A错误；基因工程中常用的载体是质粒、动植物病毒、噬菌体的衍生物，B错误；作为载体的DNA分子需要有抗生素抗性基因，便于后期的筛选，C错误；常利用土壤农杆菌将目的基因导入到双子叶植物细胞中，D正确。答案D3.下列关于基因工程技术的叙述，正确的是()A.切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列B.PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应C.载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因D.抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达解析不同的限制酶识别的核苷酸序列的数目不同，A错误；PCR中温度的周期性改变是不同反应步骤需要不同的温度，如高温解旋，低温复性，中温延伸，B错误；载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因，C错误；外源基因导入受体细胞染色体上后未必能正常表达，D正确。答案D4.小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述错误的是()A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列C.PCR体系中一定要添加耐高温的DNA聚合酶D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞解析利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列设计引物，但不需知道目的基因的全部序列，需要考虑载体的序列；因PCR反应在高温条件下进行，故反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶；因某些目的基因编码的产物需经特殊的加工修饰过程，故一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞。答案A5.下列有关基因工程相关工具的描述，错误的是()A.限制酶能识别并切割DNA任意序列B.DNA连接酶与Taq酶作用位点相同C.没有与目的基因重组的质粒也可以进入受体细胞 D.使用质粒运载体可以避免目的基因在受体内被分解解析限制酶具有专一性，一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列，而不能任意切割DNA分子，A错误；DNA连接酶与Taq酶作用位点相同，都是磷酸二酯键，B正确；没有与目的基因重组的普通质粒也可以进入受体细胞，所以需要检测，C正确；若直接将目的基因片段导入受体细胞，则很容易被分解失效，只有整合后才能随运载体一起友好地寄居在受体细胞，所以使用质粒运载体是为了将目的基因导入受体细胞，避免目的基因被分解，D正确。答案A6.科学家将人的生长激素基因与pBR322