（水滴系列）浙江2018版高考生物 第10单元 现代生物科技专题 第36讲 基因工程

第36讲基因工程,第十单元现代生物科技专题,1.工具酶的发现和基因工程的诞生加试(a)。2.基因工程的原理和技术加试(b)。3.基因工程的应用加试(a)。4.活动：提出生活中的疑难问题，设计用基因工程技术解决的方案加试(c)。,考纲要求,内容索引,考点一基因工程的诞生、操作工具,考点二基因工程的操作步骤、应用及相关的设计方案,课时训练,做模拟练预测,考点一基因工程的诞生、操作工具,知识梳理,答案,1.基因工程的含义(1)概念：把一种生物的 (细胞核、染色体脱氧核糖核酸等)移到另外一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中 。(2)核心：构建 。,遗传物质,重组DNA分子,表达,2.基因工程的基本工具,答案,特定的核苷酸序列,磷酸二酯键,粘性末端,质粒,思考诊断,答案,1.已知限制性核酸内切酶EcoR和Sma识别的碱基序列和酶切位点分别为GAATTC和CCCGGG，两种限制性核酸内切酶切割DNA后产生的末端如下。,EcoR限制性核酸内切酶和Sma限制性核酸内切酶识别的 不同，切割位点 (相同/不同)，说明限制性核酸内切酶具有 。,碱基序列,不同,专一性,2.观察下图所示过程，回答需要的工具酶及相关问题：,答案,(1)是 ；是；二者的作用部位都是 。(2)限制性核酸内切酶不切割自身DNA的原因：原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,磷酸二酯键,3.载体须具备的条件及其作用(连线),答案,4.限制性核酸内切酶Mun I和限制性核酸内切酶EcoR的识别序列及切割位点分别是CAATTG和GAATTC。如图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为限制性核酸内切酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是下列中的哪一个？,答案,提示由图可知，质粒上无标记基因，不适合作为载体；质粒和的标记基因上都有限制性核酸内切酶的识别位点。只有质粒上既有标记基因，且Mun的切割点不在标记基因上。,题型一基因工程的原理、操作工具1.下列关于载体的叙述中，错误的是()A.载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子B.对某种限制性核酸内切酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他 多种酶的切点C.目前常用的载体有质粒、噬菌体和动植物病毒D.载体具有某些标记基因，便于对其进行切割,解题探究,解析,1,2,3,解析载体必须具备的条件有：对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动；具有自我复制能力，或能整合到受体细胞的染色体DNA上，随染色体DNA的复制而同步复制；具有一个至多个限制性核酸内切酶切点，以便目的基因可以插入到载体中；带有特殊的标记基因，如抗生素抗性基因，以便于对外源基因是否导入进行检测；载体DNA分子大小适合，以便于提取和进行体外操作。,1,2,3,2.若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是Bgl (AGATCT)、EcoR (GAATTC)和Sau3A (GATC)。下列分析合理的是(),1,2,3,A.用EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体B.用Bgl和EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体C.用Bgl和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体D.用EcoR和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体,解析,解析解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用EcoR和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。,1,2,3,几种易混淆酶的比较,前挂后连,1,2,3,1,2,3,题型二基因工程的技术3.大肠杆菌pUC18质粒是基因工程中常用的载体。某限制性核酸内切酶在此质粒上的唯一酶切位点位于LacZ基因中，如果没有插入外源基因，LacZ基因便可表达出半乳糖苷酶。当培养基中含有IPTG和Xgal时，Xgal便会被半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落。反之，则形成白色菌落。下图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。请分析并回答问题。,1,2,3,(1)对已获得的目的基因可利用_技术进行扩增。(2)目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中，需要DNA连接酶恢复_键。(3)将试管中的物质和大肠杆菌共同置于试管的目的是_；大肠杆菌需事先用Ca2进行处理，目的是_。,PCR,磷酸二酯,进行转化,使大肠杆菌细胞处于感受态,(4)将试管中的菌液接种于选择培养基上，培养基中加入氨苄青霉素的作用是筛选出_。,导入pUC18质粒的大肠杆菌,答案,1,2,3,(5)若观察到培养基上出现_色菌落，则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有LacZ基因，则不利于重组质粒的筛选，原因是_,白,无论大肠杆菌中是否导入重组质粒，均会呈现蓝色菌落,答案,返回,1,2,3,考点二基因工程的操作步骤、应用及相关的设计方案,知识梳理,答案,1.基因工程的操作步骤(1)获得目的基因获取目的基因序列已知：化学合成或 ；基因序列未知：从基因文库中获取。(2)形成重组DNA分子(基因工程的核心)：通常用 分别切割和 DNA，然后用 将目的基因和载体DNA连接在一起，形成重组DNA分子。,PCR扩增,相同的限制性核酸内切酶,目的基因,载体,DNA连接酶,(3)将重组DNA分子导入受体细胞常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。,导入方法：用处理大肠杆菌，可以增加大肠杆菌 的通透性，使重组质粒容易进入。(4)筛选含有目的基因的受体细胞筛选原因：并不是所有的细胞都接纳了 ，因此，需筛选含 的受体细胞。筛选方法：用含 的培养基培养受体细胞，选择含 的受体细胞。(5)目的基因的表达目的基因在 中表达，产生人们需要的功能物质。,答案,氯化钙,细胞壁,重组DNA分子,目的基因,抗生素,重组质粒,宿主细胞,2.基因工程的应用(1)基因工程与遗传育种转基因植物,答案,培育优点,转基因动物,所需时间较短,克服 的缺陷,含义：转入了 的动物。,培育优点：省时、省力。,远缘亲本难以杂交,外源基因,(2)基因工程与疾病治疗基因工程药物：如通过 生产胰岛素治疗糖尿病，通过酵母菌生产乙肝疫苗等。基因治疗指的是向目标细胞中引入正常功能的基因，以 基因的缺陷，达到治疗的目的。(3)基因工程与生态环境保护利用转基因植物生产聚羟基烷酯，用于合成 的新型塑料。改造分解石油的细菌，提高其分解石油的能力。利用转基因微生物吸收环境中的 ，降解有毒化合物和处理工业废水。,答案,大肠杆菌,纠正或补偿,可降解,重金属,思考诊断,答案,1.基因表达载体的组成及各部分的作用(连线),2.据图选择相关的限制性核酸内切酶基因工程中，需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶的识别序列和切点是GGATCC；限制性核酸内切酶的识别序列和切点是GATC。,答案,请据图分析：切割目的基因应选择，切割质粒应选择 。,限制性核酸内切酶,限制性核酸内切酶,3.完成下列填充(1)原核生物作为受体细胞的优点： ；多为单细胞；遗传物质相对较少。(2)转化的实质是把 整合到受体细胞 中。,答案,繁殖快,目的基因,基因组,4.补充目的基因检测与鉴定的方法示意图,答案,DNA分子杂交,抗原抗体杂交,是否出现杂交带,5.如图为抗虫棉的培育过程，请据图回答下列问题：,答案,(1)该基因工程中的目的基因和载体分别是什么？一般情况下，为什么要用同一种限制性核酸内切酶处理目的基因和载体？,提示目的基因是Bt毒蛋白基因，载体是Ti质粒。用同一种限制性核酸内切酶处理目的基因和载体，可以获得相同的粘性末端，便于形成重组DNA分子。,(2)该实例中为什么目的基因可以整合到染色体的DNA上？,答案,提示由于Ti质粒上的TDNA可转移到受体细胞且能整合到受体细胞的染色体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体细胞的染色体DNA上。,(3)该实例中，检测目的基因是否表达常见的方法是什么？,提示用棉叶饲喂棉铃虫。,题型一基因工程的操作程序1.下面为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图回答下列问题：,解题探究,(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)。,DNA,能够自主复制,具有遗传特性,解析a代表的物质是拟核DNA分子，质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核之外的小型环状DNA分子，两者都能自主复制，并蕴含遗传信息。,解析答案,1,2,3,(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_。,DNA连接酶,标记基因,供重组DNA,的鉴定和选择,解析质粒DNA分子的切割末端能够与目的基因切割末端发生碱基互补配对，可使用DNA连接酶将它们连接在一起。,解析质粒DNA分子上的氨苄青霉素抗性基因可以作为标记基因，便于对重组DNA进行鉴定和筛选。,解析答案,1,2,3,(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.土壤农杆菌环状RNA分子C.大肠杆菌的质粒D.动物细胞的染色体,解析,1,2,3,解析作为载体必须具备的条件：在宿主细胞中能保存下来并能大量复制；有多个限制性核酸内切酶切点；有一定的标记基因，便于筛选。常用的载体有质粒、噬菌体、动植物病毒等。苏云金芽孢杆菌抗虫基因一般作为目的基因；土壤农杆菌环状RNA分子不容易在宿主细胞内保存；动物细胞染色体的主要成分是DNA和蛋白质，不能被限制性核酸内切酶切割，因此不能用作载体。,1,2,3,2.(2015诸暨中学统考)科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组，并在大肠杆菌中成功表达。下图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。请据图回答问题：,解析,(1)步骤和中常用的工具酶是_和_。,限制性核酸内切酶,DNA连接酶,答案,1,2,3,解析步骤和是将目的基因和质粒用同种限制性核酸内切酶进行切割，得到相同的粘性末端，然后用DNA连接酶将二者连接起来，形成重组质粒。,1,2,3,(2)经过和步骤后，有些质粒上的_基因内插入了外源目的基因，形成重组质粒。,氨苄青霉素抗性,解析质粒上有氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，根据步骤和构建的重组质粒的图像可知，部分质粒的氨苄青霉素抗性基因中插入了目的基因。,解析答案,1,2,3,(3)步骤是_ 的过程。为了促进该过程，应该用_处理大肠杆菌。,将重组质粒导入大,肠杆菌,氯化钙,解析据题图可知，步骤是将重组质粒导入受体细胞大肠杆菌中的过程；氯化钙处理可增加大肠杆菌细胞壁的通透性，增强其对重组质粒的吸收能力。,解析答案,1,2,3,(4)步骤是将三角瓶内的大肠杆菌接种到含有四环素的培养基A上培养，目的是筛选_。能在A中生长的大肠杆菌有_种。,解析,含四环素抗,性基因的大肠杆菌,2,答案,1,2,3,解析由于质粒上具有四环素抗性基因，且未被目的基因插入，因此，凡是导入质粒的大肠杆菌均对四环素具有抗性，可以存活，没有导入质粒的不能存活，于是可以筛选出含四环素抗性基因的大肠杆菌；能够在A上生长的大肠杆菌有2种，分别是导入空白质粒的大肠杆菌和导入重组质粒的大肠杆菌。,1,2,3,(5)步骤是用无菌牙签挑取A上的单个菌落，分别接种到B(含氨苄青霉素和四环素)和C(含四环素)两个培养基的相同位置上。一段时间后，菌落的生长状况如上图所示。含有目的基因的菌落位于(填“B”或“C”)_上，请在图中相应位置上圈出来。,C,1,2,3,答案 如下图所示,解析,答案,解析目的基因的插入破坏了氨苄青霉素抗性基因，因此含有目的基因的大肠杆菌无法在含氨苄青霉素的培养基B上存活，但能在C上存活，其所在位置即为B中未长出而C中长出菌落的位置。,1,2,3,题型二设计用基因工程技术解决的方案3.(2015浙江名校联考)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，改良了大米的营养品质。下图为培育转基因水稻的过程示意图，请据图回答：,1,2,3,(1)上述过程中，铁结合蛋白基因为_，获取该基因后常用_技术进行扩增。,解析本题中培育转基因水稻的目的是获得铁含量比普通大米高60%的转基因大米，因此目的基因为铁结合蛋白基因；要大量获得目的基因，一般采用PCR技术进行扩增。,目的基因,PCR,解析答案,1,2,3,(2)构建重组Ti质粒时，通常要用同种限制性核酸内切酶分别切割_和_。将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用_处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入农杆菌。,解析构建重组Ti质粒时，要用同种限制性核酸内切酶切割含目的基因的DNA片段和Ti质粒，使二者产生相同的粘性末端，从而便于拼接；CaCl2处理农杆菌可以增大其细胞壁的通透性，从而利于重组Ti质粒导入。,含目的基因的DNA片段,Ti质粒,CaCl2,解析答案,1,2,3,(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，可以获得成功导入目的基因的受体细胞，该筛选过程是通过在培养基2中加入_实现的。,解析重组Ti质粒含有抗生素抗性基因，导入重组Ti质粒的愈伤组织细胞在含有抗生素的培养基上可以存活，而未导入的则无法存活，故可加入抗生素来筛选成功导入的受体细胞。,抗生素,解析答案,(4)检测转基因水稻的培育是否成功，需要检测转基因水稻_。,解析转基因的目的是提高大米中铁含量，因此可通过检测转基因水稻种子中铁的含量来判断转基因水稻的培育是否成功。,种子中铁含量,返回,1,2,3,做模拟练预测,1.(2015台州中学统考)下列关于基因工程的叙述，错误的是()A.目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物B.限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素无生物活性D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达,解析,1,2,3,4,解析目的基因来源于含有人们所需要性状的一切生物，可以是动物、植物，也可以是真菌、细菌等；基因工程中一般要使用同种限制性核酸内切酶进行切割，以获得具有相同粘性末端的目的基因和载体，在DNA连接酶的作用下，将目的基因和载体连接，形成重组DNA分子；人的胰岛素原基因可以在大肠杆菌内表达，但是由于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器，合成的胰岛素不具有胰岛素的功能，即没有生物活性；标记基因是为了检测并筛选含重组DNA的细胞，但对于目的基因的表达没有影响。,1,2,3,4,2.1997年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌中表达成功。请据图回答：,解析,(1)首先根据胰岛素的氨基酸序列，推测出原胰岛素mRNA上的碱基序列，再根据碱基互补配对原则，用人工方法合成DNA，通过这一过程获得了_基因。,目的,答案,1,2,3,4,解析人工获取目的基因(胰岛素基因)的方法是：首先根据胰岛素的氨基酸序列，推测出原胰岛素mRNA上的碱基序列，再根据碱基互补配对原则，用人工方法合成目的基因。,1,2,3,4,(2)图中表示从大肠杆菌的细胞中提取_。,(3)图中表示的是_的过程，图中表示的是_。,(4)过程表示_。,质粒,形成重组DNA分子,重组DNA分子,将重组DNA分子导入受体细胞,解析图中过程为从大肠杆菌的细胞中提取质粒的过程，过程为重组质粒的过程，须用限制性核酸内切酶切割。,解析图中表示的是形成重组DNA分子的过程，图中表示重组DNA(重组质粒)分子。,解析过程表示将重组DNA分子导入受体细胞。,解析答案,1,2,3,4,(5)若用两种识别切割序列完全不同的限制性核酸内切酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1(3.7 kb,1 kb1 000对碱基)上相应的EF区域 (0.2 kb)，操作过程见下图，那么所形成的重组质粒pZHZ2_。,解析,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,1,2,3,4,解析若用两种识别切割序列完全不同的限制性核酸内切酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1(3.7 kb,1 kb1 000对碱基)上相应的EF区域 (0.2 kb)，那么所形成的重组质粒pZHZ2既能被E也能被F切开，故A正确。,1,2,3,4,3.(2016浙江4月选考)兔肝细胞中的基因E编码代谢甲醛的酶，拟利用基因工程技术将基因E转入矮牵牛中，以提高矮牵牛对甲醛的代谢能力。请回答下列问题：,(1)从兔肝细胞中提取mRNA，在_酶的作用下形成互补的DNA，然后以此DNA为模板扩增得到基因E。在相关酶的作用下，将基因E与Ti质粒连接在一起，形成_，再导入用氯化钙处理的_，,逆转录,重组DNA分子,农杆菌,1,2,3,4,答案,侵染矮牵牛叶片。将被侵染的叶片除菌后进行培养，最终得到转基因矮牵牛。其中培养过程正确的是_。A.叶片在含合适浓度生长素的培养基上分化形成愈伤组织B.愈伤组织在含细胞分裂素和生长素配比较高的培养基上形成芽C.再生的芽在细胞分裂素含量高的培养基上生根D.愈伤组织在含合适浓度植物生长调节剂的培养基上脱分化形成再生植株,解析,1,2,3,4,解析以mRNA为模板合成DNA的过程为逆转录过程，这一过程需要在逆转录酶的催化下进行。获得目的基因后，需在限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用下，将目的基因与载体(Ti质粒)连接形成重组质粒(重组DNA分子)，再将其导入受体细胞。将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，先将重组DNA分子导入经氯化钙处理的农杆菌中，再用导入目的基因的农杆菌感染植物细胞，最终实现将目的基因导入植物细胞内的目的。导入目的基因的植物细胞经组织培养过程形成转基因植株。组织培养过程中，叶片在含适宜浓度的生长素和细胞分裂素的培养基上脱分化形成愈伤组织，然后在含细胞分裂素和生长素配比较高的培养基上形成芽，继而在生长素含量高的培养基上生根，最后形成完整的植株，愈伤组织形成植株的过程中发生细胞的分化。,1,2,3,4,(2)取转基因矮牵牛叶片，放入含MS液体培养基和适量浓度甲醛且密封的试管中。将试管置于_上，进行液体悬浮培养。一段时间后测定培养基中甲醛的含量，以判断基因E是否在转基因矮牵牛中正常表达。培养过程中液体培养的作用：一是提供营养；二是_，从而使叶片保持正常的形态。,解析植物组织培养过程中，将愈伤组织等细胞置于摇床上，进行液体悬浮培养，形成多个分散的细胞。培养过程中培养液一方面为植物细胞提供营养，另一面维持一定的渗透压，从而使叶片保持正常的形态。,摇床,维持渗透压,解析答案,1,2,3,4,4.(2016福州三模)1978年，人类首次利用转基因技术生产人胰岛素，其过程大致如图所示：,1,2,3,4,(1)人胰岛素由A、B两条肽链组成，可根据组成肽链的氨基酸序列，确定编码胰岛素基因的碱基序列，因此可通过_方法获得目的基因。,解析人工合成该目的基因的方法有两种：逆转录法和化学合成法，题中根据人胰岛素由A、B两条肽链的氨基酸序列，确定编码胰岛素基因的碱基序列，再通过人工合成方法获得目的基因属于化学合成法。,人工合成,解析答案,1,2,3,4,(2)-半乳糖苷酶能将无色ONPG分解，产物呈黄色，本生产流程中-半乳糖苷酶基因作为_，通过和，完成基因表达载体的构建，写出该过程处理DNA分子所需要的酶：_。,解析根据题意分析，胰岛素基因为目的基因，-半乳糖苷酶基因为标记基因，通过和过程构建重组DNA分子时，需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶的参与。,标记基因,限制性核酸内切酶和DNA连接酶,解析答案,1,2,3,4,(3)表示将重组DNA分子导入受体细胞，用Ca2处理大肠杆菌，目的是使之变为_细胞，利于外源DNA侵染，表示利用化学方法催化二硫键的形成，合成具有生物活性的胰岛素，人体内该过程在胰岛细胞的_中进行。,解析基因工程中若将重组DNA分子导入大肠杆菌细胞中，则通常采用CaCl2溶液处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞，利于外源DNA侵染。胰岛素的化学本质是蛋白质，在核糖体合成后需要内质网的加工，才具有生物活性。,感受态,内质网,解析答案,返回,1,2,3,4,课时训练,一、选择题1.(2015浙江五校联考)通过基因工程生产转基因小鼠，其核心是构建重组DNA分子，所需工具除了载体、限制性核酸内切酶外，还需要()A.DNA聚合酶 B.DNA连接酶C.RNA聚合酶 D.解旋酶,解析限制性核酸内切酶将目的基因和载体切出相同的粘性末端后，需要DNA连接酶将二者的末端进行拼接。,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,2.(2015金华模拟)下列选项中，能正确表示基因工程操作“五步曲”的是()A.获得目的基因将重组DNA分子导入受体细胞形成重组DNA分子筛选含 有目的基因的受体细胞目的基因的表达B.目的基因的表达获得目的基因形成重组DNA分子将重组DNA分子导入 受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞C.获得目的基因形成重组DNA分子将重组DNA分子导入受体细胞筛选含 有目的基因的受体细胞目的基因的表达D.形成重组DNA分子获得目的基因将重组DNA分子导入受体细胞筛选含 有目的基因的受体细胞目的基因的表达,解析,1,2,3,4,6,7,8,9,5,解析基因工程的操作中，首先需要获得目的基因，然后将目的基因与载体拼接形成重组DNA分子，再导入受体细胞，由于部分细胞可能未导入成功，因此需要筛选含有目的基因的受体细胞，而导入的目的基因能否表达是基因工程最终是否成功的标志，故最后需要对目的基因的表达产物进行检测，因此正确顺序如C选项。,1,2,3,4,6,7,8,9,5,3.北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。如图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是(),1,2,3,4,6,7,8,9,5,解析,A.过程获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增 强的抗冻蛋白C.过程构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D.应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及 其完全表达,1,2,3,4,6,7,8,9,5,解析将多个抗冻基因编码区相连形成能表达的新基因，合成的蛋白质为新的蛋白质，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白，故选项B正确；过程是利用逆转录法合成目的基因，由于没有非编码区和编码区中的内含子，所以不能用于比目鱼基因组测序；用作载体的质粒，必须具有标记基因才能便于检测和筛选；应用DNA探针技术，可检测转基因抗冻番茄中目的基因的存在和转录，但不能检测目的基因是否成功表达，故选项A、C、D错误。,1,2,3,4,6,7,8,9,5,4.天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是()A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再对其进行 扩增B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞中D.将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞,解析,1,2,3,4,6,7,8,9,5,解析如果所需要的目的基因的序列是完全未知的，往往就需要构建基因文库，然后从基因文库中获取目的基因，而在基因序列已知的情况下，获取目的基因通常用逆转录法或利用化学方法直接人工合成，因此，A项正确、B项错误；将目的基因与质粒连接的酶是DNA连接酶，而非DNA聚合酶，C项错误；目的基因必须与载体结合后导入受体细胞才能够自我复制和表达，且导入植物细胞常用的载体是农杆菌，而不是大肠杆菌，D项错误。,1,2,3,4,6,7,8,9,5,二、非选择题5.(2015浙江10月学考暨选考)科研人员拟将已知的花色基因(目的基因)转入矮牵牛的核基因组中，培育具有新花色的矮牵牛。请回答：(1)为了获得大量的目的基因，可将目的基因与含有抗生素抗性基因的质粒DNA连接形成重组DNA，再与经_ (A.氯化钙B.氯化钠C.蔗糖D.葡萄糖)处理的大肠杆菌液混合，使重组DNA进入大肠杆菌，用_处理过的玻璃刮刀将稀释后的大肠杆菌液_接种到含有抗生素的固体培养基上，经培养形成_，并进行鉴定和扩大培养。,解析,A,灭菌,涂布,菌落,答案,1,2,3,4,6,7,8,9,5,解析氯化钙处理大肠杆菌可增加其细胞壁的通透性，有利于大肠杆菌对重组DNA分子的吸收；为防止杂菌污染，玻璃刮刀等实验器具都应进行相应的灭菌处理，微生物分离接种常用的两种方法是划线分离法和涂布分离法，划线分离法使用的是接种环，而涂布分离法使用的是玻璃刮刀；微生物在固体培养基表面繁殖，会形成肉眼可见的子细胞群体，即菌落。,1,2,3,4,6,7,8,9,5,(2)从扩大培养的大肠杆菌中提取含有目的基因的DNA后，用_ 分别切割含目的基因的DNA和农杆菌的Ti质粒，然后用DNA连接酶连接，形成重组DNA分子。,解析限制性核酸内切酶能够识别DNA分子中特定的核苷酸序列，并在其中的特定位点进行切割，使DNA分子断裂形成粘性末端，用相同的限制性核酸内切酶对含目的基因的DNA和Ti质粒进行切割，可得到相同的末端，然后用DNA连接酶连接，即形成重组DNA分子。,限制性核酸,内切酶,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,5,(3)取田间矮牵牛的幼嫩叶片，经自来水冲洗后，先用70%_浸泡，再用5%次氯酸钠浸泡，最后用_清洗，作为转基因的受体材料。,解析利用酒精和次氯酸钠浸泡叶片是为了消除杂菌的干扰，而无菌水是用来洗净表面残留的消毒液，避免影响实验。,酒精,无菌水,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,5,(4)将消毒后的矮牵牛叶片剪成小片，在含有目的基因的农杆菌溶液中浸泡后，取出并转移至加有适当配比生长调节剂的MS培养基(含蔗糖、琼脂和抗生素，下同)上，使叶小片先经脱分化形成_，再将其转移至另一培养基中诱导形成芽，芽切割后转移到_ (A.LB培养基B.MS培养基适宜浓度NAAC.MS培养基适宜浓度BAD.NAA/BA小于1的MS培养基)上生根，形成完整植株。,解析离体培养的植物组织经适宜条件诱导会脱分化形成愈伤组织，然后在相应条件的诱导下会再分化，生出茎、根，长成试管苗；LB培养基是培养细菌的，MS培养基才是植物组织培养使用的，NAA为生长素类似物，BA为细胞分裂素类似物，当生长素浓度大于细胞分裂素浓度时，促进生根。,愈伤组织,B,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,5,(5)取出试管苗，在适宜的光照、温度和80%以上的_等条件下进行炼苗。提取叶片组织的DNA，采用PCR技术_目的基因，鉴定目的基因是否成功导入。,解析在适宜的光照、温度和80%以上的湿度等条件下进行炼苗，之后逐步降低湿度，直至达到自然湿度再进行定植，这样有利于提高存活率；PCR技术是一种细胞外DNA复制技术，利用叶片组织的DNA进行PCR扩增，若能够扩增目的基因，则说明成功导入，反之则不成功。,湿度,扩增,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,5,(6)为判断本研究是否达到预期目的，可比较转基因植株和非转基因植株的_性状。,花色,解析转入花色基因是为了让矮牵牛产生新的花色，因此比较转基因植株和非转基因植株的花色，即可知实验是否达到目的。,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,5,6.浙江大学农学院喻景权教授课题组研究发现，一种植物激素油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。用油菜素内酯处理后，许多参与农药降解的基因(如P450基因和红霉素抗性基因)的表达和酶活性都得到提高，在这些基因“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质，有的则被直接排出体外。某课题组进一步进行了如下的实验操作，请回答下列问题：,1,2,3,4,6,7,8,9,5,(1)获得油菜素内酯合成酶基因的方法有_ 、_ 。步骤用PCR技术扩增基因时用到的耐高温酶通常是指_；步骤用到的酶有_。,解析进行基因工程操作时，首先要获取目的基因，其方法有多种：从cDNA文库中获取、从基因组文库中获取、人工合成目的基因或PCR扩增技术等。在构建重组DNA分子的过程中，用到的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶。图中的受体细胞是细菌，故用感受态细胞法导入重组DNA分子，导入后，需检测和筛选。从图中可以看出，最终是通过对照实验来检验转基因细菌对土壤中残留农药的分解能力。,从cDNA文库中获取,限制性核酸内切酶和DNA连接酶,TaqDNA聚合酶,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,从基因组文库中获取、人工合成目的基因或PCR扩增技术(任选其中两项即可),5,(2)图中导入重组质粒的方法是_，在导入之前应用一定浓度的_处理受体细菌。(3)导入重组质粒2以后，往往还需要进行检测和筛选，可用_制成探针，检测是否导入了重组基因，在培养基中加入_可将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)请你为该课题命名：_。,感受态细胞法,氯化钙溶液,红霉素抗性基因,红霉素,探究油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解,答案,1,2,3,4,6,7,8,9,5,7.(2015湖州八校联考)我国科学家成功克隆了控制水稻理想株型的关键多效基因IPAl。研究发现，IPAl发生突变后，会使水稻穗粒数和千粒重(以克表示一千粒种子的质量)增加，同时茎秆变得粗壮，增强了抗倒伏能力。实验显示，将突变后的IPAl导入常规水稻品种，可以使其产量增加10%以上。下图表示该水稻新品种的简易培育流程，据图回答：,1,2,3,4,6,7,8,9,5,(1)步骤是实验所用技术的核心步骤，构建重组质粒时需要用到的工具酶有_。,限制性核酸内切酶和DNA连接酶,解析构建重组质粒时需要先用限制性核酸内切酶将目的基因和载体切出相同的粘性末端，然后用DNA连接酶将二者连接。,(2)将重组质粒导入土壤农杆菌之前，常用_处理该细菌，以增加该细菌_的通透性。,氯化钙,细胞壁,解析氯化钙处理可增加细菌细胞壁的通透性，让其成为感受态细胞，以利于重组质粒导入。,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,5,(3)土壤农杆菌的质粒上应该具备_，以便筛选。,标记基因,解析质粒上具有标记基因，目的基因成功导入的受体细胞可表达出标记基因所对应的产物或表现出相应性状，据此可筛选出目的基因成功导入的受体细胞。,(4)过程应用的主要生物技术是_，原理是_。在该技术过程中，以适当配比的营养物质和生长调节剂诱导脱分化，形成_，经再分化培养才能得到水稻新品种植株。,植物组织培养,植物细胞的全能性,愈伤组织,解析植物细胞培养成植株的过程中，其技术手段是植物组织培养，原理是植物细胞的全能性；该技术过程中，细胞经脱分化形成愈伤组织，再分化形成植物。,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,5,(5)从变异类型来分析，该水稻新性状的出现应该属于可遗传变异中的_。,基因重组,答案,1,2,3,4,6,7,8,9,5,8.(2016宁波3月选考测试)下图表示利用生物技术获得转基因猪和转基因烟草的过程(图中数字表示过程或技术，字母表示物质或结构)。请回答下列问题：,解析,(1)为分离、提纯苏云金芽孢杆菌，先用_培养基进行扩大培养，再用_法进行分离，获得一个个单独的_。,LB液体,划线分离(涂布分离),菌落,答案,1,2,3,4,6,7,8,9,5,解析LB培养基是培养细菌常用的培养基，液体培养基有利于微生物细胞与营养物质充分接触，利于增殖，故扩大培养应用LB液体培养基；涂布分离法和划线分离法是两种常用的微生物分离方法，前者效果更佳，后者操作相对简便；细菌在固体培养基表面生长增殖会形成细胞集合体，即菌落。,1,2,3,4,6,7,8,9,5,(2)研究过程中，采用_技术对目的基因进行扩增，然后将目的基因与质粒等载体结合形成了重组质粒。在重组质粒的构建过程中需要的工具酶有_。,解析PCR是一种人工控制的细胞外DNA复制技术，可用于目的基因的扩增；重组质粒形成时需先用同种限制性核酸内切酶将质粒和含目的基因的DNA进行切割，然后用DNA连接酶将二者拼接。,PCR(聚合酶链式反应),限制性核酸内切酶和DNA连接酶,解析答案,1,2,3,4,6,7,8,9,5,(3)图中代表_技术。培养C中的ES细胞时，一般要在培养皿底部制备一层胚胎成纤维细胞，目的是_。,解析将目的基因导入猪的受体细胞(受精卵)中，需先利用胚胎体外培养技术将转基因受精卵培育成早期胚胎，然后移植到代孕母猪体内孕育，最后分娩产出转基因猪；培养ES细胞时，在培养皿底部制备一层胚胎成纤维细胞(饲养层)，目的是促进ES细胞生长、抑制其分化