高考生物一轮总复习 专题1 基因工程配套课件 新人教版选修3.ppt

选修3专题1基因工程 知识梳理 一 基因工程的概念 目的基因 基因重组 分子水平 符合人们需要 远缘杂交不亲和 定向改造 二 基因工程的基本操作工具1 限制性核酸内切酶 分子手术刀 1 来源 主要是 2 特点 能够识别双链dna分子的某种 并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 键断开 3 结果 产生 或 原核生物 特定核苷酸序列 磷酸二酯 黏性末端 平末端 2 dna连接酶 分子缝合针 1 作用 将切下来的 拼接成新的dna分子 2 种类 e colidna连接酶 只能连接 t4dna连接酶 既能连接 又能连接 dna片段 黏性末端 黏性末端 平末端 3 基因进入受体细胞的载体 分子运输车 1 种类 噬菌体的衍生物 动植物病毒等 2 质粒特点 能 有一个至多个 有特殊的 质粒 自我复制 限制酶切割位点 标记基因 三 基因工程的操作程序 目的基因 基因表达 载体 受体细胞 检测与鉴定 盲点判断 1 限制酶只能用于切割目的基因所在的dna片段 2 2013 安徽高考t6c 重组质粒与探针能进行分子杂交是因为dna分子脱氧核糖和磷酸交替连接 3 要获得转基因植物 可选用植物的体细胞作受体细胞 然后通过组织培养技术获得 如果要获得转基因动物 可选用动物的体细胞作受体细胞 然后通过动物细胞培养技术获得 4 质粒是小型环状dna分子 是基因工程常用的载体 5 用限制性核酸内切酶切割得到的人胰岛素基因 导入大肠杆菌细胞后能得到有效的表达 6 2013 上海高考t58d 质粒载体的复制和表达也遵循中心法则 盲点判断点拨 1 限制酶既能用于切割目的基因所在的dna片段 也能用于切割载体 2 所有dna分子都是脱氧核糖和磷酸交替连接 是共性 不同的碱基序列才是dna分子的特异性 dna分子杂交原理是相应碱基序列的互补配对 3 植物的体细胞具有全能性 而动物的体细胞全能性受到了限制 故转基因动物多通过转移目的基因到动物的受精卵中来培育 4 质粒是具有复制能力的很小的双链环状dna分子 是基因工程常用的载体 5 不能得到有效的表达 因为人胰岛素基因是真核细胞内的基因 其结构和原核细胞内的基因不同 所需要的启动子在原核生物中没有 另外它的表达还需要特定的细胞器高尔基体 内质网等 而大肠杆菌中缺少这些细胞器 6 质粒的化学成分是dna 所以复制和表达也遵循中心法则 网络概览 考点一基因工程的工具1 工具酶与其他酶 1 限制酶的解读 识别序列的特点 呈现碱基互补对称 无论是奇数个碱基还是偶数个碱基 都可以找到一条中心轴线 如图 中轴线两侧的双链dna上的碱基是反向对称重复排列的 如以中心线为轴 两侧碱基反向对称重复排列 以a t碱基对为轴 两侧碱基反向对称重复排列 产生末端的种类 a 当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将dna的两条链分别切开时 产生的是黏性末端 如下图所示 b 当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时 产生的则是平末端 如下图所示 2 限制酶与dna连接酶的关系 如下图 3 五种酶的比较 2 载体的作用和条件 1 作用 作为运载工具 将目的基因转移到宿主细胞内 利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制 2 具备的条件 能在宿主细胞内稳定保存并大量复制 有一个至多个限制酶切割位点 以便与外源基因连接 具有特殊的标记基因 以便进行筛选 高考警示 用限制酶切割时需注意的事项 1 获取目的基因和切割载体时 经常使用同一种限制酶 也可使用能切出相同末端的不同限制酶 目的是产生相同的黏性末端或平末端 2 获取一个目的基因需限制酶切割两次 共产生4个黏性末端或平末端 3 限制酶切割位点的选择 必须保证标记基因的完整性 以便于检测 通关题组 1 基因工程的操作工具 2014 阜阳模拟 下列有关基因工程和酶的相关叙述 正确的是 a 同种限制酶既可以切割目的基因又可以切割质粒 因此不具备专一性b 载体的化学本质与载体蛋白相同c 限制酶不能切割烟草花叶病毒的核酸d dna连接酶可催化脱氧核苷酸链间形成氢键 解题指南 解答本题的关键是 1 明确限制酶的识别和切割位点 由识别和切割位点的特异性推导酶的专一性 2 识记载体的组成 解析 选c 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列 并在特定的切点上切割dna分子 因此具有专一性 载体有质粒 噬菌体的衍生物和动植物病毒等 成分为dna 载体蛋白的化学本质是蛋白质 烟草花叶病毒的核酸为rna 限制酶不能切割它 dna连接酶可催化dna片段间磷酸二酯键的形成 互动探究 c项中 限制酶能作用于哪种类型的核酸 提示 限制酶仅作用于dna 2 载体的特点和种类 如图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图 据图回答下列问题 1 a代表的物质和质粒的化学本质都是 二者还具有其他共同点 如 写出两条即可 2 若质粒dna分子的切割末端为则与之连接的目的基因切割末端应为 可使用 把质粒和目的基因连接在一起 3 氨苄青霉素抗性基因在质粒dna上称为 其作用是 4 下列常在基因工程中用作载体的是 a 苏云金芽孢杆菌抗虫基因b 土壤农杆菌中的rna分子c 大肠杆菌的质粒d 动物细胞的染色体 解题指南 解答本题需明确 质粒的化学本质 小型环状dna分子 质粒作为载体的条件以及基因载体的种类 解析 1 a为大肠杆菌细胞的拟核 拟核和质粒的化学本质都是dna 二者的共同点是都能自我复制 传递遗传信息 具有遗传效应 2 与进行碱基互补配对的末端应为连接质粒和目的基因的是dna连接酶 3 质粒上的抗性基因作为标记基因 可用于对重组dna的鉴定和选择 4 大肠杆菌的质粒是基因工程中最常用的载体 答案 1 dna能够自我复制具有遗传效应 2 dna连接酶 3 标记基因供重组dna的鉴定和选择 4 c 互动探究 为了获得 2 中质粒和目的基因的黏性末端 必须使用同一种限制酶吗 试说明原因 提示 不一定 可使用同一种限制酶 也可使用能切出相同黏性末端的不同限制酶 解题金手指 旋转法书写黏性末端相同的黏性末端可以用dna连接酶连接在一起 由于dna的两条链反向平行 所以把某一黏性末端水平旋转180 就是与之连接的黏性末端 如 所以 书写时只需把黏性末端旋转180 然后写出即可 加固训练 1 下列有关基因工程中限制酶的描述 错误的是 a 一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列b 限制酶的活性受温度影响c 限制酶能识别和切割rnad 限制酶可从原核生物中提取 解析 选c 限制酶识别特定dna序列但不能识别切割rna序列 它主要从原核生物中提取 具有酶的特性 活性受温度的影响 2 下图为dna分子的某一片段 其中 分别表示某种酶的作用部位 则相应的酶依次是 a dna连接酶 限制酶 解旋酶b 限制酶 解旋酶 dna连接酶c 解旋酶 限制酶 dna连接酶d 限制酶 dna连接酶 解旋酶 解析 选c 使碱基对内氢键断裂的是解旋酶 限制酶将特定部位的相邻两脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开 连接dna片段间磷酸二酯键的是dna连接酶 考点二基因工程的基本操作程序1 目的基因的获取 1 直接分离法 从自然界已有的物种中分离 如从基因组文库或cdna文库中获取 2 人工合成目的基因 如果基因比较小 核苷酸序列又已知 可以通过dna合成仪用化学方法直接人工合成 以rna为模板 在逆转录酶的作用下人工合成 3 pcr技术 多聚酶链式反应 扩增目的基因 pcr技术的基本原理 pcr反应成分 模板dna 引物 四种脱氧核苷酸 耐高温dna聚合酶 反应缓冲液 mg2 等 pcr反应的基本步骤 变性 复性 延伸 以上三个步骤为一个循环 每一循环的产物可作为下一个循环的模板 经过n次循环后 目的基因以2n的形式增加 2 基因表达载体的构建 基因工程的核心 1 基因表达载体的组成及作用 目的基因 能控制表达所需要的特殊性状 启动子 为rna聚合酶识别和结合部位 驱动转录mrna 终止子 使转录终止的特殊结构的dna片段 标记基因 为鉴定受体细胞中是否含有目的基因 从而将含有目的基因的细胞筛选出来 如抗生素抗性基因 2 构建目的 使目的基因在受体细胞中稳定存在 并且可以遗传给下一代 使目的基因能够表达和发挥作用 3 构建过程 3 将目的基因导入受体细胞 4 目的基因的检测与鉴定 高考警示 关注 操作程序 中的四个易混点 1 目的基因的插入位点不是随意的 基因表达需要启动子与终止子的调控 所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位 2 载体 基因表达载体 载体 指基因工程中将目的基因转移至受体细胞的一种运输工具 常用的载体有质粒 噬菌体的衍生物 动植物病毒等 基因表达载体 指人工构建出来的一种物质 包括目的基因 启动子 终止子 标记基因和复制原点等 目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在 并且可以遗传给下一代 同时 使目的基因能够表达和发挥作用 如图所示 3 构建基因表达载体时 连接方式不唯一 目的基因与载体的连接方式有多种 如目的基因 目的基因 目的基因 载体 载体 载体等 4 基因工程四步曲中 只有第3步 将目的基因导入受体细胞 没有发生碱基互补配对 其他三步中都涉及碱基互补配对 具体过程如下 第1步中发生在反转录法合成目的基因或pcr技术扩增目的基因过程中 第2步中发生在黏性末端相互连接过程中 第4步中目的基因的导入检测 转录检测发生碱基互补配对 通关题组 1 基因表达载体的构建 2014 宿州模拟 基因工程利用某目的基因 图甲 和p1噬菌体载体 图乙 构建重组dna 限制性核酸内切酶的酶切位点分别是bgl ecor 和sau3a 下列分析错误的是 a 构建重组dna时 可用bgl 和sau3a 切割目的基因和p1噬菌体载体b 构建重组dna时 可用ecor 和sau3a 切割目的基因和p1噬菌体载体c 图乙中的p1噬菌体载体只用ecor 切割后 含有2个游离的磷酸基团d 用ecor 切割目的基因和p1噬菌体载体 再用dna连接酶连接 只能产生一种重组dna 解题指南 解答本题的关键 1 明确切割完整目的基因的方法 2 明确目的基因与载体的黏性末端 或平末端 要相同 解析 选d 目的基因的左侧有bgl 切割位点 右侧有sau3a 切割位点 可用bgl 和sau3a 切割 载体也有bgl 和sau3a 切割位点 也可用此两种酶切割 目的基因的左侧有ecor 切割位点 右侧有sau3a 切割位点 可用ecor 和sau3a 切割 载体也有ecor 和sau3a 切割位点 也可用此两种酶切割 p1噬菌体载体用ecor 切割后 形成一条链状的dna 含两个游离的磷酸基团 从图甲看出 用ecor 切割目的基因和p1噬菌体载体后 用dna连接酶连接时 可能产生目的基因 目的基因 载体 载体 目的基因 载体等多种连接方式 其中第三种又有正向连接 反向连接两种情况 即可产生多种重组dna 互动探究 上题中切割目的基因能否只用sau3a 或bgl 为什么 提示 不能 目的基因两端各需切割一次 才能切下完整目的基因 2 基因工程的操作程序 2014 安庆模拟 下图是基因工程方法培育抗虫棉的过程 请回答相关问题 1 从苏云金芽孢杆菌的dna上获取抗虫基因 需要用到的工具是 此工具主要是从生物中分离纯化出来的 2 构建重组质粒时 常用ti质粒作为载体 是因为ti质粒上具有 它能把目的基因整合到受体细胞的上 3 e过程是利用技术完成的 要确定抗虫基因导入棉花细胞后 是否赋予了棉花抗虫特性 在个体生物学水平上还需要做实验 4 将目的基因导入植物细胞 除采用上图中的方法外 还可采用法和花粉管通道法 解题指南 解答本题需从以下两点入手 1 熟知农杆菌转化法的过程 如下图 2 分析农杆菌中ti质粒的t dna特点及其整合到染色体dna的实质 解析 1 从原核生物中分离纯化出来的限制酶 能够识别双链dna分子的某种特定核苷酸序列 并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开 可用于从苏云金芽孢杆菌的dna上获取抗虫基因 2 构建重组质粒时 用ti质粒作为载体 它具有t dna 能把目的基因整合到受体细胞染色体dna上 3 e过程是利用植物组织培养技术完成的 通过在个体生物学水平上做抗虫的接种实验 检测抗虫基因导入棉花细胞后 是否赋予了棉花抗虫特性 4 将目的基因导入植物细胞 除上图中的方法外 还有基因枪法和花粉管通道法 答案 1 限制酶原核 2 t dna染色体dna 3 植物组织培养抗虫的接种 4 基因枪 互动探究 图中d过程能否仅把目的基因整合到线粒体dna或叶绿体dna上 为什么 提示 不能 如果仅把目的基因整合到线粒体dna或叶绿体dna上 由于细胞分裂可能导致目的基因丢失 无法稳定遗传 解题金手指 四原则 选择限制酶原则一能切割目的基因的两端 目的基因的两端需各切割一次 才能切下目的基因 因此限制酶应该能切割目的基因的两端 而非只切割一端 原则二不能破坏目的基因 若目的基因上有某酶的酶切位点 则不能选此酶 原则三目的基因两端与载体两端的黏性末端 或平末端 应该相同 以便连接 原则四切割后至少保留一个标记基因 标记基因中可能存在某些限制酶的酶切位点 一旦切割会使标记基因失去作用 因此选择限制酶时还应考虑其对标记基因的影响 加固训练 1 2014 扬州模拟 下图表示一项重要生物技术的关键步骤 x是获得外源基因并能够表达的细胞 下列有关说法不正确的是 a x是能合成胰岛素的细菌细胞b 质粒可具有多个标记基因和多个限制酶切点c 基因与载体的重组只需要dna连接酶d 该细菌的性状被定向改造 解题指南 解答本题的突破口 1 了解质粒作为载体必须具备的条件 有一个或多个限制酶切点 有标记基因 2 知道基因工程的意义 可以定向改造生物的性状 解析 选c 重组质粒导入的是细菌细胞 所以x是能合成胰岛素的细菌细胞 质粒作为载体需要有一个或多个限制酶切点以便转运一种或多种目的基因 同时具有标记基因以便于检测目的基因是否导入到受体细胞内 基因与载体的重组需要限制性核酸内切酶和dna连接酶 基因工程的特点是能够定向改造生物的性状 延伸探究 题图中主要表示了基因工程的哪些步骤 提示 基因表达载体的构建和将目的基因导入受体细胞 2 多聚半乳糖醛酸酶 pg 能降解果胶使细胞壁破损 成熟的番茄果实中 pg合成显著增加 能使果实变红变软 但不利于保鲜 利用基因工程减少pg基因的表达 可延长果实保质期 科学家将pg基因反向接到ti质粒上 导入番茄细胞中 得到转基因番茄 具体操作流程如下图 据图回答下列问题 1 若已获取pg的mrna 可通过获取pg基因 重组质粒转移到大肠杆菌中的目的是 2 用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后 可用含有的培养基进行筛选 理由是 之后 还需将其置于质量分数为25 的蔗糖溶液中 观察细胞现象来鉴别细胞壁是否再生 3 由于导入的目的基因能转录出反义rna 且能与 互补结合 因此可抑制pg基因的正常表达 若 则可确定转基因番茄培育成功 4 将转入反向连接pg基因的番茄细胞培育成完整的植株 需要用技术 其中 愈伤组织经 形成完整植株 此过程除营养物质外还必须向培养基中添加 解析 1 pg的mrna在反转录酶的作用下 反转录为pg基因 重组质粒转移到大肠杆菌中 目的是大量复制目的基因 2 根据图示 pg基因反向插在四环素抗性基因中间 在bamh 作用下 四环素抗性基因被破坏了 即重组质粒中含卡那霉素抗性基因 但不含四环素抗性基因 故含有反向连接pg基因的农杆菌感染番茄原生质体后 可用含有卡那霉素的培养基进行筛选 若将其置于质量分数为25 的蔗糖溶液中 可通过观察细胞是否发生质壁分离现象来鉴别细胞壁是否再生 3 根据图示 导入的目的基因能转录出pg反义rna 天然pg基因转录产生正常的rna 这两种rna能互补结合 从而抑制了pg基因的正常表达 若番茄果实的保质期延长 则确定转基因番茄培育成功 4 利用植物组织培养技术 将该转基因番茄培育成植株 其中 愈伤组织经再分化形成完整植株 此过程除营养物质外 还必须向培养基中添加植物激素 答案 1 反转录法大量复制目的基因 或克隆目的基因 2 卡那霉素重组质粒中含卡那霉素抗性基因而四环素抗性基因被破坏是否发生质壁分离 3 天然pg基因转录的mrna番茄果实的保质期延长 4 植物组织培养再分化 或细胞增殖和分化 植物激素 生长调节剂 生长素和细胞分裂素 考点三基因工程的应用1 转基因植物 2 乳腺生物反应器与生产药物的工程菌的比较 3 体外基因治疗与体内基因治疗的比较 高考警示 乳腺生物反应器与基因治疗易错点分析 1 乳腺生物反应器受生物性别 只能是雌性 和年龄 哺乳期 的限制 2 基因治疗并非是把健康的外源基因导入患者的所有细胞中 而只是导入具有某些特定功能的组织细胞中 通关题组 1 转基因动植物的培育 2014 滁州模拟 下图表示转基因动植物的培育过程 下列有关叙述正确的是 a 通过 过程培育转基因抗虫棉依据的原理是基因重组b 采用dna分子杂交技术可检测外源基因在绵羊细胞内是否成功表达c 受体细胞a b均是受精卵d 外源基因能在绵羊 棉花细胞内表达 说明遗传密码在不同种生物中可以通用 解题指南 解答本题的关键 1 明确过程 为植物组织培养 2 知道dna分子杂交只能检测转基因生物染色体dna上是否插入了目的基因 而不能检测是否表达 解析 选d 过程所依据的原理是细胞的全能性 检测外源基因在受体细胞是否成功表达 采用抗原 抗体杂交技术 转基因植物的受体细胞也可是体细胞 外源基因能在绵羊 棉花细胞内表达 说明生物共用一套遗传密码 2 转基因植物的培育 2014 安庆模拟 我们日常吃的大米中铁含量极低 科研人员通过基因工程等技术 培育出了铁含量比普通大米高60 的转基因水稻 改良了稻米的营养品质 下图为培育转基因水稻过程示意图 请分析回答 1 铁结合蛋白基因来自菜豆 且基因的脱氧核苷酸序列已知 可以用法获得此目的基因或用 扩增目的基因 2 构建重组ti质粒时 通常要用分别切割 将重组ti质粒转入农杆菌时 可以用 处理农杆菌 使重组ti质粒易于导入 3 将含有重组ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时 通过培养基2的筛选培养 可以获得 培养基3与培养基2的区别是 检测培育转基因水稻的目的是否达到 需要检测转基因水稻 4 为研究外源基因的遗传方式 将t0代植株上收获的种子种植成t1代株系 检测各单株的潮霉素抗性 在检测的多数t1代株系内 抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3 1 此结果说明外源基因的遗传符合 有少数t1代株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感 但其体内能检测到铁结合蛋白基因 造成这一结果最可能的原因是 解题指南 解答本题的关键是 1 明确基因表达载体的构建过程 2 明确目的基因的获取过程 3 明确基因表达载体的鉴定和筛选过程 解析 1 由于铁结合蛋白基因的脱氧核苷酸序列已知 因此可以用化学合成法或从基因文库中获取目的基因法获得此目的基因或用pcr扩增目的基因 2 构建重组ti质粒时 通常要用限制性核酸内切酶分别切割含目的基因的dna片段和质粒 将重组ti质粒转入农杆菌时 要用cacl2处理农杆菌 使重组ti质粒易于导入 3 将含有重组ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时 通过培养基2的筛选培养 可以获得含有重组质粒即有潮霉素抗性的愈伤组织 对于培养基3与培养基2 可以通过调节生长素和细胞分裂素的浓度比例实现其不同的作用 通过检测转基因水稻种子中的铁含量 可以知道培育转基因水稻的目的是否达到 4 在检测的多数t1代株系内 抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3 1 说明外源基因的遗传符合基因分离定律 有少数t1代株系的植株中潮霉素抗性基因没有表达 可导致植株表现为对潮霉素敏感 但其体内能检测到铁结合蛋白基因 答案 1 化学合成 从基因文库中获取目的基因 pcr 2 同种 限制性核酸内切酶含目的基因的dna片段和质粒cacl2 3 含有重组质粒 有潮霉素抗性 的愈伤组织生长素和细胞分裂素的浓度比例不同 成熟 种子中的铁含量 4 基因分离定律潮霉素抗性基因没有表达 解题金手指 基因工程中受体细胞的选择方法 1 若受体细胞是动物细胞 必须选用受精卵 这样才能发育成转基因动物 2 若受体细胞是植物细胞 选受精卵和体细胞皆可 因为植物可以通过植物组织培养把体细胞培育成植株 加固训练 1 科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中 经培育获得一种转基因小鼠 其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中 在医学研究及相关疾病治疗方面都具有重要意义 下列有关叙述错误的是 a 选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性b 采用dna分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达 c 人的生长激素基因能在小鼠细胞内表达 说明遗传密码在不同种生物中可以通用d 转基因小鼠的肝细胞含有人的生长激素基因 解题指南 解答本题关键掌握以下两点 1 理解细胞全能性的含义 2 熟记检测基因是否成功表达的方法 解析 选b 受精卵能发育为完整个体 全能性最高 采用dna分子杂交技术可以检测外源基因是否进入受体细胞 但表达必须合成相应的蛋白质 用抗原 抗体杂交技术检测 转基因小鼠的所有细胞均由受精卵经有丝分裂而来 所以肝细胞也含有人的生长激素基因 但生长激素基因仅在其膀胱上皮细胞中选择性表达 2 乳腺生物反应器是基于转基因技术平台 将外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺 利用动物乳腺能够天然 高效合成分泌蛋白 下图为利用生物工程技术让羊生产治疗心脏病药物tpa的大致过程 请据图分析回答 1 图中 表示基因表达载体的构建 该载体的组成通常有外源基因 等 2 图中 过程选择受精卵作为tpa基因受体细胞的主要原因是 3 图中 表示检测与筛选过程 通常采用的方法是 4 除利用乳腺 膀胱等生物反应器外 人们还可以利用 等方法来生产上述物质 而传统生产上述药品是中提取 存在的缺点是 解析 1 重组dna分子除应该含有标记基因方便筛选外 还应该含有外源目的基因表达所必需的启动子和终止子等调控序列 2 受精卵细胞质基质中含有很多个体发育所需的营养物质 容易产生完整的个体 全能性最高 3 考查目的基因的检测和表达 用dna分子杂交技术检测转基因生物的染色体dna上是否插入了目的基因 用分子杂交技术检测目的基因是否转录出了mrna 即用标记的目的基因作探针与mrna杂交 用抗原 抗体杂交技术检测目的基因是否翻译成蛋白质 即从转基因生物中提取蛋白质 用相应的抗体进行抗原 抗体杂交 有时还需进行个体生物学水平的鉴定 通过生物性状表达与否来检测基因工程的成功与否 4 乳腺生物反应器和膀胱生物反应器是转基因动物生产药物的新方法 传统生产多以微生物发酵工程或动物细胞工程为主要方法 但由于受操作条件相对较苛刻等的限制 所以价格较高 答案 1 启动子标记基因终止子 2 受精卵发育的全能性最容易表达 3 分子杂交个体生物学水平鉴定dna分子杂交抗原 抗体杂交 答对任意两种即可 4 工程菌培养动物细胞培养直接从生物组织 细胞或血液由于受操作条件相对较苛刻等的限制 价格十分昂贵 1 2014 滁州模拟 将ada 腺苷酸脱氨酶基因 通过质粒pet28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶 下列叙述错误的是 a 每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒b 每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点c 每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个adad 每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 解题指南 1 知识储备 重组质粒必须具备的条件 目的基因导入成功的标志 2 解题关键 明确每个质粒至少含一个限制性核酸内切酶的识别位点 由题干信息 成功表达腺苷酸脱氨酶 推出目的基因成功导入 并能表达腺苷酸脱氨酶分子 解析 选c a项 ada为目的基因 大肠杆菌为受体细胞 将目的基因导入大肠杆菌时如果能成功表达说明每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 b项 要让目的基因与质粒形成重组质粒 两者必须用同种限制性核酸内切酶切割 所以每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 c项 质粒作为载体的条件之一是有多种限制性核酸内切酶的识别位点 但每种限制性核酸内切酶只有一个识别位点 只能插入一个目的基因 ada d项 ada导入大肠杆菌成功的标志是表达腺苷酸脱氨酶 因此每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 2 据图所示 有关工具酶功能的叙述不正确的是 a 限制性核酸内切酶可以切断a处 dna连接酶可以连接a处b dna聚合酶可以连接a处c 解旋酶可以使b处解开d 连接c处的酶可以为dna连接酶 解析 选d 限制性核酸内切酶能够识别双链dna分子的某种特定核苷酸序列 并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的化学键断开 dna连接酶能够将双链dna片段缝合起来 恢复被限制性核酸内切酶切开的两个核苷酸之间的化学键 因此 限制性核酸内切酶可以切断a处 dna连接酶可以连接a处 dna聚合酶在dna复制时 将单个的脱氧核苷酸连接到已存在的dna子链上 可以连接a处 解旋酶可以破坏碱基对之间的氢键 使b处解开 c处是同一个核苷酸内部脱氧核糖和磷酸之间形成的键 不能用dna连接酶连接 3 2012 上海高考 如图所示 若用两种识别切割序列完全不同的限制酶e和f从基因组dna上切下目的基因 并将之取代质粒pzhz1 3 7kb 1kb 1000对碱基 上相应的e f区域 0 2kb 那么所形成的重组质粒pzhz2 a 既能被e也能被f切开b 能被e但不能被f切开c 既不能被e也不能被f切开d 能被f但不能被e切开 解析 选a 用限制酶从基因组dna上切下目的基因 并取代质粒pzhz1 3 7kb 1kb 1000对碱基 上相应的e f区域 0 2kb 用dna连接酶连接后形成重组质粒 则在重组质粒中仍然含有限制酶e和限制酶f的切割位点 形成的重组质粒pzhz2既能被e也能被f切开 4 2014 临沂模拟 在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中 下列操作错误的是 a 用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸b 用dna连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体c 将重组dna分子导入烟草原生质体d 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 解析 选a 限制性核酸内切酶用来切割获取抗除草剂基因片段 而非烟草花叶病毒的核酸rna dna连接酶可以将获取的目的基因和载体结合 构建基因的表达载体 获取的重组dna分子可以将其导入烟草受体细胞中 目的基因会在其中表达 使烟草细胞具备抗除草剂的特性 欲筛选出抗除草剂的转基因烟草 可以将烟草细胞放在含除草剂的培养基中培养 观察其是否能够正常生长 加固训练 下列关于基因工程应用的叙述 正确的是 a 我国的转基因抗虫棉转入的抗虫基因是bt毒蛋白基因b 利用乳腺生物反应器能够获得一些重要医药产品 如人的血清白蛋白 这是因为将人的血清白蛋白基因转入了动物的乳腺细胞中c 由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用d 为培育成抗除草剂的作物新品种 导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体 解析 选a 转基因抗虫棉转入的抗虫基因是bt毒蛋白基因 利用乳腺生物反应器能够获得人的血清白蛋白 这是因为将人的血清白蛋白基因转入了动物的受精卵中 且在乳腺细胞中表达产生了人的血清白蛋白 大肠杆菌细胞中缺少内质网 高尔基体等细胞器 获得人的干扰素后要经过进一步的修饰才具有生物活性 为培育抗除草剂的作物新品种 导入抗除草剂基因时可以受精卵为受体细胞 也可以是体细胞 5 金花茶是中国特有的观赏品种 但易得枯萎病 科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因 通过下图所示的方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品种 相关叙述正确的是 a 图中 在基因工程中依次叫做基因表达载体 目的基因b 形成 的操作中使用的酶有限制酶 dna聚合酶和dna连接酶c 由 培育至 过程中 依次经历了脱分化 再分化过程d 在 幼苗中检测到抗枯萎病基因标志着成功培育新品种 解析 选c 图中 分别是质粒 目的基因 形成 的操作中使用的酶有限制酶 dna连接酶 没有dna聚合酶 由 培育至 过程相当于植物组织培养 故依次要经历脱分化和再分化的过程 在 幼苗中检测到抗枯萎病基因只能说明其含有重组dna 若要说成功培育出新品种 必须检测到目的基因表达的产物或表现出抗病性状 6 2013 江苏高考改编 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 下列相关叙述正确的是 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必须知道基因的全部序列c pcr体系中一定要添加从受体细胞中提取的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 选d 本题考查pcr技术 a项中 设计扩增目的基因的引物时 要考虑扩增的目的基因与载体两端序列碱基互补配对 b项中 dna复制沿着模板进行 不必知道基因的全部序列 c项中 pcr技术中的dna聚合酶是耐高温的dna聚合酶 不是从受体细胞中提取的dna聚合酶 d项中 目的基因编码产物不同 相应的受体细胞不同 7 2014 宿州模拟 采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵 培育出了转基因羊 但是 人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中 以下有关叙述 正确的是 a 如果人凝血因子基因的核苷酸序列已知 可用人工合成的方法获得该目的基因b 人体细胞中凝血因子基因进入羊受精卵细胞后 其传递和表达不再遵循中心法则c 在该转基因羊体内 人凝血因子基因存在于乳腺细胞中 而不存在于其他体细胞中d 人凝血因子基因开始转录后 dna聚合酶以dna分子的一条链为模板合成mrna 解析 选a 人凝血因子基因进入羊受精卵细胞后 其传递和表达仍遵循中心法则 在该转基因羊体内 人凝血因子基因存在于所有体细胞中 合成mrna需要rna聚合酶 而不是dna聚合酶 8 2012 江苏高考 图1表示含有目的基因d的dna片段长度 bp即碱基对 和部分碱基序列 图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列 现有msp bamh mbo sma 4种限制性核酸内切酶 它们识别的碱基序列和酶切位点分别为c cgg g gatcc gatc ccc ggg 请回答下列问题 1 图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由 连接 2 若用限制酶sma 完全切割图1中dna片段 产生的末端是末端 其产物长度为 3 若图1中虚线方框内的碱基对被t a碱基对替换 那么基因d就突变为基因d 从杂合子中分离出图1及其对应的dna片段 用限制酶sma 完全切割 产物中共有种不同长度的dna片段 4 若将图2中质粒和目的基因d通过同种限制酶处理后进行连接 形成重组质粒 那么应选用的限制酶是 在导入重组质粒后 为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌 一般需要用添加的培养基进行培养 经检测 部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因d不能正确表达 其最可能的原因是 解题指南 解答本题的关键是 1 准确识别各种限制酶的切割位点 2 重组质粒中最少含有一种抗性基因 解析 1 两条脱氧核苷酸链之间的碱基通过氢键相连 一条脱氧核苷酸链之间的碱基通过脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖连接 2 根据限制酶sma 识别的碱基序列可知 限制酶sma 切割产生的末端为平末端 在图1序列中共有2个sma 的切割位点 切割后形成3种不同长度的产物 分别为537bp 790bp 661bp 3 图1中有sma 的两个识别序列 完全切割后产生3个不同长度的dna片段 若虚框中的碱基被t a替换 则产生2个dna片段 其中1个dna片段与上次切割的相同 因此经完全切割后共产生4种不同长度的dna片段 4 切割目的基因可选用限制酶bamh 和限制酶mbo 但限制酶mbo 可将质粒中的抗生素a抗性基因和抗生素b抗性基因都破坏 而限制酶bamh 只破坏抗生素a抗性基因 因此只能选用限制酶bamh 重组质粒中含有抗生素b抗性基因 因此可在含抗生素b的培养基上培养 答案 1 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 2 平537bp 790bp 661bp 3 4 4 bamh 抗生素b同种限制酶切割形成的末端相同 部分目的基因d与质粒反向连接 9 2013 安徽高考 图1是一个常染色体遗传病的家系系谱 致病基因 a 是由正常基因 a 序列中一个碱基对的替换而形成的 图2显示的是a和a基因区域中某限制酶的酶切位点 分别提取家系中 1 2和 1的dna 经过酶切 电泳等步骤 再用特异性探针做分子杂交 结果见图3 1 2的基因型是 2 一个处于平衡状态的群体中a基因的频率为q 如果 2与一个正常男性随机婚配 他们第一个孩子患病的概率为 如果第一个孩子是患者 他们第二个孩子正常的概率为 3 研究表明 世界不同地区的群体之间 杂合子 aa 的频率存在着明显的差异 请简要解释这种现象 4 b和b是一对等位基因 为了研究a a与b b的位置关系 遗传学家对若干基因型为aabb和aabb个体婚配的众多后代的基因型进行了分析 结果发现这些后代的基因型只有aabb和aabb两种 据此可以判断 这两对基因位于染色体上 理由是 5 基因工程中限制酶的作用是识别双链dna分子的 并切割dna双链 6 根据图2和图3 可以判断分子杂交所用探针与a基因结合的位置位于 解析 本题综合考查遗传 变异 进化 基因工程的相关知识