2014版通用生物高考专题二轮课件专题九第1讲基因工程、细胞工程

专题九现代生物科技专题第1讲基因工程、细胞工程,一、基因工程1.基本工具：(1)工具酶。限制性核酸内切酶(又称_)：切割目的基因和载体(断开磷酸二酯键)。DNA连接酶：缝合DNA片段断口处外侧链(形成磷酸二酯键)。,限制酶,(2)载体应具备的条件。能在宿主细胞内稳定存在并复制：便于目的基因的表达。有一至多个_：便于外源DNA分子的插入。具有_：鉴定与选择重组DNA分子。2.基本操作程序：(1)目的基因的获取。_,PCR技术扩增,化学方法直接人工合成。,限制酶切割位点,标记基因,基因文库获取,(2)基因表达载体的构建。启动子：_。_：控制需要的特定性状。终止子：终止转录。标记基因：_。(3)将目的基因导入受体细胞。导入植物细胞：最常用方法是_,另外还有_和基因枪法。导入动物细胞：最常用方法是_。导入微生物细胞：常用_处理使受体细胞处于感受态。,启动转录,目的基因,筛选重组细胞,农杆菌转化法,花粉管通道法,显微注射法,Ca2+,(4)目的基因的检测与鉴定。分子水平检测：以_作探针,进行分子杂交;抗原抗体杂交。个体水平鉴定：抗虫、抗病的接种实验。3.应用：(1)植物基因工程。_转基因植物;利用转基因改良植物的品质。,目的基因单链,抗虫、抗病、抗逆,(2)动物基因工程。提高_;改善畜产品的品质;用转基因动物生产药物;用转基因动物_。(3)基因工程药物。(4)基因治疗。体外基因治疗;_。,动物生长速度,作器官移植的供体,体内基因治疗,二、植物组织培养与动物细胞培养的比较,细胞的全能性,细胞增殖,血清,糖,脱分化,原代培养,生长素,细胞分裂素,胰蛋白酶,抗生素,CO2,作物脱毒,单倍体育种,三、植物体细胞杂交、动物细胞融合与细胞核移植,1.若该图为植物体细胞杂交示意图：(1)原生质体的制备。用_除去植物细胞的细胞壁,得到原生质体A和B。(2)促融方法。过程中,常用的化学试剂是_。(3)新细胞壁的形成。过程形成的D细胞具有一定的形状,该过程与细胞中的_密切相关。,纤维素酶和果胶酶,聚乙二醇,高尔,基体,(4)杂种植株的培育。过程为_,依据的原理是_,所得杂种植株_(“可育”或“不可育”)。2.若该图为动物细胞融合示意图：(1)促融方法。与植物体细胞杂交相比,过程中特有的方法是_处理。(2)原理：过程的完成依赖于_。,植物组织培养,细胞的全能性,可育,灭活病毒,细胞膜的流动性,(3)应用。若A细胞为骨髓瘤细胞,B细胞为B淋巴细胞,那么D细胞称为_细胞,由D细胞连续分裂产生大量细胞的过程,称为_。这种细胞既能无限繁殖,又能产生_。,杂交瘤,克隆,专一抗体,3.若该图为体细胞核移植过程示意图,假设C细胞的细胞核来自于A细胞：(1)受体细胞(B细胞)的选择理由。第一：营养物质丰富,能满足早期胚胎发育的需要。第二：体积较大,易于操作。第三：含有_的物质。(2)克隆动物的性状。通过该过程克隆的动物主要性状由_决定。,使已分化的细胞核恢复分裂能力,A细胞,1.(2013四川高考T1C)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,不可能同时进行ATP的合成与分解。()分析：在诱导离体的组织或器官形成幼苗的过程中,伴随细胞的增殖与分化等需要能量的生理过程,一定会进行ATP的合成与分解。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。()分析：DNA分子杂交是通过碱基互补配对原则形成的。,3.(2012浙江高考T6D)将目的基因B直接导入大肠杆菌,然后感染并转入玫瑰细胞。()分析：目的基因必须经构建形成基因表达载体,才能导入受体细胞,否则不能正常表达。4.(2012广东高考T2A)培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是组织培养。()分析：植物的茎尖一般没有病毒感染,因此可以通过组织培养技术培养茎尖细胞以获得脱毒苗。,5.(2011四川高考T5D)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。()分析：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是否转录,但不能检测其是否表达。6.(2011江苏高考T14B)体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。()分析：克隆动物通过核移植技术获得,不能通过体细胞杂交技术获得。,7.(2010江苏高考T18C)动物的生长激素基因转入植物体后不能表达。()分析：不同生物的基因具有相同的化学成分和空间结构,合成蛋白质时共用一套密码子,因此动物基因可以在植物体内表达。8.(2010江苏高考T17C)单克隆抗体技术可以用于治疗老年痴呆症。()分析：单克隆抗体特异性强,可以定向清除抗原,达到治疗疾病的目的。,热点考向1基因工程的基本工具【典例1】(2012新课标全国卷)根据基因工程的有关知识,回答下列问题：(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有和。,(2)质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下：AATTCGGCTTAA为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须具有的特点是。(3)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即DNA连接酶和DNA连接酶。,(4)反转录作用的模板是,产物是。若要在体外获得大量反转录产物,常采用技术。(5)基因工程中除质粒外,和也可作为运载体。(6)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是。,【解题探究】(1)基因工程常用的工具包括哪些?分别起什么作用?提示：限制酶分子手术刀,DNA连接酶分子缝合针,运载体分子运输车。,(2)限制酶的特异性及其作用：特异性：;作用部位：;末端分析：同种限制酶切出的末端(填“一定”或“可能”)相同;不同种限制酶切出的末端(填“一定”或“可能”)相同。提示：识别并切割特定的脱氧核苷酸序列DNA单链中两个相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键一定可能,【解析】(1)当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是黏性末端,而当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时,产生的是平末端。(2)为使运载体与目的基因相连,不同的限制酶应该切出相同的黏性末端。(3)DNA连接酶根据其来源的不同分为两类,一类是从大肠杆菌中分离得到的,称为EcoliDNA连接酶;另一类是从T4噬菌体中分离出来的,称为T4DNA连接酶。,(4)反转录是指以RNA为模板在反转录酶的作用下合成DNA的过程,可以在体外短时间内大量扩增DNA的技术叫PCR(多聚酶链式反应)。(5)基因工程中可以作为运载体的除质粒外,还有噬菌体的衍生物、动植物病毒等。(6)大肠杆菌细胞有细胞壁和细胞膜,能阻止质粒(外源DNA)等物质的进入,只能通过Ca2+处理细胞,使细胞处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(感受态细胞),才能作为受体细胞。,答案：(1)黏性末端平末端(2)切割产生的DNA片段末端与EcoR切割产生的相同(3)EcoliT4(4)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)噬菌体的衍生物动植物病毒(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱,【总结提升】与核酸有关的酶的辨析,【变式训练】(2013南通模拟)普通棉花中含-甘露糖苷酶基因(GhMnaA2),能在纤维细胞中特异性表达,产生的-甘露糖苷酶催化半纤维素降解,棉纤维长度变短。为了培育新的棉花品种,科研人员构建了反义GhMnaA2基因表达载体,利用农杆菌转化法导入棉花细胞,成功获得转基因棉花品种,具体过程如下。请分析回答：,(1)和过程中所用的限制酶分别是、。(2)基因表达载体除了图示组成部分外,至少还有等(至少答两个)。(3)过程中用酶切法可鉴定正、反义表达载体。用Sma酶和Not酶切正义基因表达载体获得0.05kb、3.25kb、5.95kb、9.45kb四种长度的DNA片段,则用Not酶切反义基因表达载体获得DNA片段的长度应是和。,(4)利用农杆菌介导转化棉花细胞的过程中,整合到棉花细胞染色体DNA的区段是,转化后的细胞再通过形成植物体。(5)导入细胞内的反义GhMnaA2转录的mRNA能与细胞内的GhMnaA2转录的mRNA互补配对,从而抑制基因的表达,其意义是。,【解析】(1)过程是用纤维细胞E6启动子替换质粒中花椰菜病毒启动子,二者的两端分别存在限制酶Hind和BamH的酶切位点,因此过程应使用这两种酶进行酶切;过程中GhMnaA2基因两端和质粒中均存在Sma酶切位点,因此可用Sma进行切割。(2)基因表达载体除了含有目的基因和启动子外,还应有终止子、标记基因和复制原点等。,(3)Sma酶和Not酶切正义基因表达载体的位点如图所示,则用Not酶切反义基因表达载体可得到6.0kb和12.7kb两种长度的DNA片段。,(4)利用农杆菌介导转化棉花细胞的过程中,整合到棉花细胞染色体DNA的区段是含有E6启动子和GhMnaA2基因的T-DNA,转化后的细胞再通过植物组织培养形成植物体。(5)导入细胞内的反义GhMnaA2转录的mRNA能与细胞内的GhMnaA2转录的mRNA互补配对,抑制基因的表达,使-甘露糖苷酶不能产生,半纤维素不会降解,使棉纤维较长。,答案：(1)Hind、BamHSma(2)复制原点、终止子、标记基因等(3)6.0kb12.7kb(4)(含有E6启动子和GhMnaA2基因的)T-DNA植物组织培养(5)阻止-甘露糖苷酶合成,使棉纤维更长,热点考向2基因工程的操作步骤【典例2】肺细胞中的let-7基因表达减弱,癌基因RAS表达增强,会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达增强后,发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。,(1)进行过程时,需要用到酶。(2)研究发现,let-7基因能影响癌基因RAS的表达,其影响机理如图2。据图分析,可从细胞中提取进行分子杂交,以直接检测1et-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制,可能是由细胞中(填“RASmRNA”或“RAS蛋白”)含量减少引起的。(3)进行过程时,需用酶处理贴附在培养皿壁上的细胞,以利于细胞培养。过程常用的方法是。,【解题探究】(1)反转录法合成目的基因。需要的酶：;模板：;原料：。提示：反转录酶RNA脱氧核苷酸,(2)目的基因的检测与鉴定。检测目的基因是否导入受体细胞用什么方法?提示：DNA分子杂交法。检测目的基因是否转录所使用的基因探针是什么?提示：基因探针为放射性同位素或荧光标记的目的基因单链。,【解析】(1)构建基因表达载体时,应用限制酶切开载体并插入目的基因,再用DNA连接酶连接为基因表达载体。(2)检测目的基因是否转录,可以从细胞中提取mRNA,与基因探针进行分子杂交。let-7基因表达增强,会使RAS蛋白翻译受阻,RAS蛋白含量减少,使肺癌细胞增殖受到抑制。(3)进行细胞培养时,需要用胰蛋白酶处理贴附在培养皿壁上的细胞。转化动物细胞常用显微注射法。答案：(1)限制酶、DNA连接(2)mRNARAS蛋白(3)胰蛋白显微注射法,【总结提升】目的基因的检测与鉴定方法,【变式训练】(2012天津高考改编)如图为采用基因工程技术生产AFB1解毒酶的流程图。据图回答问题：,(1)在甲、乙条件下培养含AFB1解毒酶基因的菌株,经测定,甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶;乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶。过程应选择菌液的细胞提取总RNA,理由是。(2)过程中,与引物结合的模板是。(3)检测酵母工程菌是否合成了AFB1解毒酶,应采用方法。,(4)采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是：从提高酶的活性出发,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相对应的。(5)实际上生物分子间的结合具有特异性。以下实例为体外处理“蛋白质-DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图,请回答。,a.若将得到的DNA片段用于构建重组质粒,需要将过程的测序结果与限制酶的进行对比,以确定选用何种酶。b.如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶,则其识别、结合的DNA序列区为基因的。,【解析】(1)由题干分析知过程应选择甲菌液的细胞提取总RNA,理由是甲菌液细胞含解毒酶,意味着完成了基因的表达,所以应选择甲菌液的细胞提取总RNA。(2)过程中,根据图示,可以看出与引物结合的模板是cDNA。(3)检测酵母工程菌是否合成了AFB1解毒酶,检测对象为蛋白质,应采用抗原-抗体杂交方法。,(4)采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是：从提高酶的活性出发,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相对应的脱氧核苷酸序列。(5)DNA要构建重组质粒,需要用限制酶切割,再与质粒重组,因此该过程的测序结果需要与限制酶的识别序列进行对比。RNA聚合酶识别和结合在基因的启动子上,驱动基因转录。启动子,答案：(1)甲甲菌液细胞的AFB1解毒酶基因已转录生成mRNA,而在乙菌液细胞中该基因未转录(2)AFB1解毒酶基因的cDNA(3)抗原抗体杂交(4)脱氧核苷酸序列(5)a.识别序列b.启动子,热点考向3植物细胞工程【典例3】(2012新课标全国卷)为了探究6-BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响,某研究小组在MS培养基中加入6-BA和IAA,配制成四种培养基(见下表),灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体,在适宜条件下培养一段时间后,统计再生丛芽外植体的比率(m),以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n),结果如下表。,回答下列问题：(1)按照植物的需求量,培养基中无机盐的元素可分为和两类。上述培养基中,6-BA属于类生长调节剂。(2)在该实验中,自变量是,因变量是,自变量的取值范围是。(3)从实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是号培养基。(4)为了诱导该菊花试管苗生根,培养基中一般不加入(填“6-BA”或“IAA”)。,【解题探究】(1)植物体内有哪几类激素?组织培养过程中加入植物激素的作用是什么?提示：有5类,分别为生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类、乙烯类、脱落酸类。协同调控植物组织培养的脱分化、再分化、生根和丛芽的产生。(2)根据表格数据推测：当6-BA相对较高时,相对较高,此时(有利于、不利于)根的产生。提示：再生丛芽外植体的比率和再生丛芽外植体上的丛芽平均数不利于,【解析】(1)组成生物体的元素分为大量元素和微量元素两类,6-BA属于细胞分裂素类植物生长调节剂。(2)表格中6-BA浓度不变,自变量是IAA,取值范围是00.5mgL-1;因变量是再生丛芽外植体的比率和再生丛芽外植体上的丛芽平均数。(3)根据表格中数据,得出1号培养基再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)最小,即诱导丛芽总数最少。(4)6-BA可以促进生芽,IAA可以促进生根,为了诱导该菊花试管苗生根,培养基中一般不加入6-BA。,答案：(1)大量元素微量元素细胞分裂素(2)IAA浓度丛芽外植体的比率及丛芽平均数00.5mgL-1(3)1(4)6-BA,【总结提升】植物组织培养原理和过程分析(1)原理：细胞的全能性。理论依据。生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质。表达的容易程度。a.受精卵配子细胞体细胞。b.分化程度低的细胞分化程度高的细胞。c.植物细胞动物细胞。体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。,(2)植物激素的使用。脱分化阶段细胞分裂素比例较高,以促进细胞的分裂;再分化阶段生长素比例较高,以促进芽与根的形成。(3)光照的使用。脱分化阶段不需要给予光照,再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。,【变式训练】如图是通过土壤农杆菌与植物细胞原生质体共培养的方法获得转基因植物的过程。请回答下列问题。,(1)图a表示从已经消毒的叶片中剪取部分植物组织细胞。图b表示用酶来制备原生质体。(2)图c表示用培养基培养原生质体,为了防止原生质体,培养基的浓度要适宜。培养一段时间后,将其与共同培养,使携带目的基因的进入植物细胞。然后通过离心(图d)的方法,除去多余的土壤农杆菌。(3)图e表示将原生质体培养成,然后将其转移到含有一定抗生素的培养基中进行筛选培养(图f)。,(4)将获得的含有目的基因的愈伤组织转移到培养基中继续培养(图g),同时注意调整的种类和,最终获得完整的植株(图h)。,【解析】(1)植物细胞含有细胞壁,经过纤维素酶和果胶酶处理后可以去除细胞壁,制备原生质体。(2)培养原生质体时,一定要注意培养基的浓度,防止原生质体吸水涨破。将土壤农杆菌与植物细胞原生质体共同培养时,土壤农杆菌中的重组Ti质粒可以转移到植物细胞中。(3)利用选择培养基可以成功筛选含有目的基因的愈伤组织。(4)为了使愈伤组织培养成完整的植株,需要将愈伤组织加入到含有特定植物激素和不同浓度配比的分化培养基中继续培养。,答案：(1)纤维素酶和果胶(2)吸水涨破土壤农杆菌重组Ti质粒(3)愈伤组织选择(4)分化植物激素比例,热点考向4动物细胞工程【典例4】动物细胞体外培养时,通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养的影响的实验结果。据图作答：,(1)与体细胞的增殖比较,癌细胞的细胞周期(填“较大”“较小”或“不变”)。(2)在动物细胞培养时,通常在合成培养基中加入适量血清,其原因是。(3)细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是。,(4)在两种细胞生长过程中,正常细胞铺满瓶壁时,其生长。药物实验需要大量细胞,两种细胞频繁传代,癌细胞比正常细胞可以传代的次数更。(5)为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的。,【解题探究】(1)动物细胞培养分析。制备单细胞悬液时应该用何种物质处理幼龄动物的器官或组织?提示：胰蛋白酶。动物细胞培养过程有什么特点?提示：贴壁生长、接触抑制。,(2)正常细胞与癌细胞的区别。癌细胞中数目较多的细胞器：。癌细胞能无限增殖的原因：。提示：线粒体、核糖体癌细胞表面糖蛋白减少,无接触抑制现象,【解析】(1)与体细胞相比较,癌细胞分裂速度更快,细胞周期较小。(2)动物细胞培养时通常要在培养基中加入血清等物质,血清含有多种未知的促细胞生长因子及其他活性物质,能促进细胞的生长、增殖。(3)向培养基中通入一定浓度的CO2维持培养液的pH;(4)正常细胞铺满瓶壁时,会出现接触抑制现象,使其生长停止;因为癌细胞的遗传物质发生改变,能无限增殖,因此传代次数更多。(5)动物细胞培养过程中,应向培养液中加入适量的抗生素以防止细胞培养过程中细菌的污染。,答案：(1)较小(2)血清可以补充合成培养基中缺乏的物质(3)维持培养液的pH(4)停止多(5)抗生素,【总结提升】动物细胞培养的特殊条件归纳(1)胰蛋白酶的使用：首先用胰蛋白酶处理动物的器官或组织,以制备单细胞悬液;培养过程中发生接触抑制时,同样需要用胰蛋白酶使细胞分散开。(2)避免杂菌污染的措施：培养液及培养用具灭菌处理,加入一定量的抗生素,定期更换培养液。,(3)特殊的营养条件。液体培养基。加入动物血清、血浆等。通入氧气以满足代谢的需要。通入二氧化碳以维持培养液的pH。,【变式训练】红豆杉,又名紫杉,可从其树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇。下面是某同学设计的有关紫杉醇抗肿瘤实验的研究流程,请分析并回答：,(1)酶X是酶,其主要作用是。(2)物质Y是,乙组起作用。(3)细胞体外培养所需营养物质与体内基本相同,例如,需要有、促生长因子、无机盐、微量元素等,通常还需要加入血清、血浆。(4)为清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害,应采取的措施是。(5)实验结果：若甲组,说明紫杉醇有抗肿瘤作用。,【解析】据图可知,酶X是指胰蛋白酶或胶原蛋白酶,其主要作用是使肿瘤细胞分散开。Y是生理盐水,乙组为对照组。细胞体外培养所需营养物质有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。定期更换培养液的目的是清除代谢产物,防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。答案：(1)胰蛋白(胶原蛋白)使肿瘤细胞分散开(2)生理盐水对照(与紫杉醇形成对照)(3)糖(葡萄糖)氨基酸(4)(定期)更换培养液(5)肿瘤细胞的数目少于乙组,【备选考向】蛋白质工程【典例】如图为蛋白质工程操作的基本思路,请据图回答下列问题：,(1)蛋白质的功能是由其结构决定的,直接决定蛋白质结构多样性的因素有,从根本上说,蛋白质的结构是由决定的。(2)通过过程推测的mRNA中的碱基序列是否是唯一的?为什么?。(3)过程发生的场所分别是、。(4)蛋白质工程中的目的基因一般通过获得。,【解题指南】解答本题的关键点是：(1)依据题图内容明确蛋白质工程的基本操作流程。(2)熟悉细胞的物质和结构基础以及中心法则相关知识。,【解析】(1)蛋白质的结构多样性由组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构共同决定;从根本上说,蛋白质的结构是由基因(DNA)决定的。(2)由于一种氨基酸可能对应多种密码子,根据蛋白质的氨基酸序列推测的mRNA中的碱基序列可能有多种。(3)肽链的合成场所为核糖体,在内质网中将多肽链初加工成具有一定空间结构的蛋白质。(4)蛋白质工程中的目的基因的碱基序列已知,可以通过DNA合成仪进行人工合成。,答案：(1)氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构基因(DNA)(2)不是。因为一种氨基酸可能对应多种密码子(3)核糖体内质网(4)人工合成,【总结提升】蛋白质工程与基因工程的比较,【变式训练】(2013新课标全国卷改编)阅读如下资料：资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。资料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造,使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。,回答下列问题：(1)资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用法。构建基因表达载体常用的工具酶是和。在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是。(2)资料乙中的技术属于工程的范畴,该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对进行改造,或制造一种的技术。在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的序列发生了改变。,【解析】本题以现代生物科技资料为命题线索,综合考查基因工程、蛋白质工程等知识。(1)将基因表达载体导入受精卵常用的方法是显微注射法。构建基因表达载体常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶。在培育转基因植物时常用农杆菌转化法,因为农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物,将目的基因导入受体细胞中。(2)蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过对基因修饰或改造,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质的技术。该实例中,T4溶菌酶空间结构改变的原因是该酶肽链的氨基酸序列发生了改变。,答案：(1)显微注射限制性核酸内切酶DNA连接酶可感染双子叶植物和裸子植物,将目的基因转移到受体细胞中(2)蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸,限制酶,载体,基因表达,载体的构建,细胞的全能性,脱分化,再分化,核移植,灵敏度高,作为诊断试剂,运载药物,1.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相同,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的切割末端应为;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上被称为,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)大肠杆菌的拟核和质粒的化学成分均为DNA,具有相同的化学成分和规则的双螺旋结构。(2)黏性末端的碱基可以互补配对,可以使用DNA连接酶进行连接。(3)质粒上的抗性基因一般作为标记基因,用于检测目的基因是否进入受体细胞。(4)在基因工程中用作载体的主要有质粒、动植物病毒、噬菌体等。,答案：(1)DNA能够自我复制具有遗传效应基本组成单位均为脱氧核苷酸均具有双螺旋结构(2)DNA连接酶(3)标记基因检测目的基因是否进入受体细胞(4)C,2.(2013日照模拟)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,请回答：,(1)在上述工程中,铁结合蛋白基因称为,获取该基因后常用技术进行扩增。(2)构建重组Ti质粒时,通常要用同种限制酶分别切割和。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。(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。(4)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。,【解析】(1)分析题干得出培育转基因水稻的目的是为了培育出铁含量比普通大米高的水稻,因此目的基因为铁结合蛋白基因,要大量获得该目的基因一般采用PCR技术进行扩增。(2)构建重组质粒需要用同一种限制酶切割含目的基因的DNA片段和质粒。(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,能够将重组质粒转入受体细胞,通过筛选培养可以获得含有重组质粒的愈伤组织;将外植体培养成试管苗的过程要用到不同的培养基,培养基2与培养基3最明显的差别在于所添加激素的种类和比例的不同。(4)培育转基因水稻的目的是获得铁含量较高的大米,因此检测时应当检测转基因水稻种子中铁的含量。,答案：(1)目的基因PCR(2)含目的基因的DNA片段质粒CaCl2(3)含有重组质粒的愈伤组织生长素和细胞分裂素的浓度比例不同(4)种子中铁含量,3.(2013南通模拟)科研人员为探究诱导酵母原生质体摄取蚕豆叶绿体的适宜条件,进行了如下实验。提取蚕豆叶绿体：过滤蚕豆新鲜叶片研磨液,对滤液进行A后获得叶绿体,加入2mL0.35mol/L氯化钠溶液,制成悬液。制备酵母原生质体：在适宜条件下用2%的蜗牛酶处理酵母菌,获得酵母原生质体。,诱导酵母原生质体摄取蚕豆叶绿体：将酵母原生质体与蚕豆叶绿体混合后,在不同温度和pH下用B(化学试剂)处理60min后洗涤。用显微镜观察,结果如下表：,请回答：(1)补全实验步骤：A;B。(2)步骤中蜗牛酶的作用是除去酵母细胞的。(3)实验结果表明酵母原生质体摄取蚕豆叶绿体较适宜的条件是。在适宜温度下,酵母原生质体容易摄入叶绿体与细胞膜的增强有关。,【解析】(1)分离各种细胞器可以采用差速离心法;利用聚乙二醇诱导酵母原生质体摄取蚕豆叶绿体。(2)酵母菌细胞的最外层存在细胞壁,蜗牛酶的作用是除去细胞壁,以获得酵母原生质体。(3)分析表中数据可知,当温度为37,pH为7.6时,含叶绿体的酵母原生质体数的比例最高,即该条件为酵母原生质体摄取蚕豆叶绿体较适宜条件。酵母原生质体容易