专题讲练突破：专题8.16基因工程和细胞工程(生)

1、专题八现代生物科技专题第 16 讲基因工程和细胞工程考纲热度 1.基因工程的诞生 (5 年 2 考 )2.基因工程的原理及技术(5 年 15考 3基因工程的应用(5 年10 考 )4.蛋白质工程 (5 年 7考 )5植物的组织培养 (5 年 9 考 )6.动物细胞培养与核移植技术(5年6考)7动物细胞融合与单克隆抗体 (5 年 8 考 ) 诊断知识盲点 1切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6 个核苷酸序列。 ( )2载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。( )3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。( )4设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列。(

2、 )5用 PCR 方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列。( )6 PCR 体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA 聚合酶。 ( )7外源 DNA 必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制。( )8每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点。( )9蛋白质工程可以合成自然界中不存在的蛋白质。( )10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。每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada。 ( )11限制性核酸内切酶、DNA 连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶。( )12 Ecoli DNA 连接酶既可连接平末端，又可连

3、接黏性末端。()13目的基因导入双子叶植物一般采用农杆菌转化法。( )14为培育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。( )15检测目的基因是否导入受体细胞可用抗原 抗体杂交技术。 ( )16蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。( )17蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构。( )18由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用。( )19在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞。( )20经植物组织培养得到的胚状体用人工薄膜包装后可得到人工种子。( )21在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和

4、分化。( )22培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交。( )23棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性。( )24植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。( )25愈伤组织是外植体脱分化和再分化后形成的。( )26再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合成功的标志。( )27在 25的实验条件下可顺利完成大鼠神经细胞的培养。( )28动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶。( )29动物细胞培养可用于检测有毒物质，茎尖培养可用于植物脱除病毒。( )30体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体。( )31动物细胞培养技术可用于转基因动物的培育。( )32培养保留接

5、触抑制的细胞在培养瓶壁上可形成多层细胞。( )33克隆培养法培养过程中多数细胞的基因型会发生改变。( )34二倍体细胞的传代培养次数通常是无限的。( )35动物细胞核移植的受体细胞必须是卵细胞。( )36克隆动物的性状与供体动物完全相同。( )构建知识网络 1考点一基因工程 高考领航 1 (2016 高考全国乙卷 )某一质粒载体如图所示，外源DNA 插入到 Ampr 或 Tetr 中会导致相应的基因失活(Ampr 表示氨苄青霉素抗性基因， Tetr 表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用 BamH 酶切后， 与用 BamH酶切获得的目的基因混合，加入 DNA 连接酶进行连接反应，用得到的混合

6、物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有_(答出两点即可 )，而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是_ ；并且 _和_的细胞也是不能区分的，其原因是_。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有_的固体培养基。(3)

7、基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA 复制所需的原料来自于_。解析： (1) 质粒作为载体，应具备的基本条件有：有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段 (基因 )插入其中；在受体细胞中能自我复制，或能整合到染色体DNA 上，随染色体DNA 进行同步复制；有特殊的标记基因，供重组 DNA 的鉴定和选择等等。 (2) 在培养基中加入氨苄青霉素进行筛选，其中未被转化的大肠杆菌和仅含环状目的基因的大肠杆菌，因不含氨苄青霉素抗性基因而都不能在此培养基上存活，二者不能区分。含有质粒载体的大肠杆菌和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌中都含有氨苄青霉素抗性基因，都能在此培养基上存活，

8、二者也不能区分。若要将含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌进一步筛选出来，还需要使用含有四环素的固体培养基。(3) 某些噬菌体经改造后作为载体，导入受体细胞后，其DNA 复制所需的原料来自于受体细胞。答案： (1) 能自我复制、具有标记基因(答出两点即可)(2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长含有质粒载体含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒)二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长四环素(3) 受体细胞2 (2016 高考全国丙卷 )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

9、，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)。 2根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)经 B amH 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子，如图(c)所示。这三种重组子中，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_。(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_。 GATC 解析： (1) 由题图可知， BamH 和 Sau3A 两种限制性内切酶的共

10、同识别序列是，二者切 CTAG 割可以形成相同的黏性末端，因此经 BamH 酶切得到的目的基因可以与图(b) 所示表达载体被Sau3A 酶切后的产物连接。 (2) 在基因表达载体中，启动子应位于目的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样基因才能顺利地转录，再完成翻译过程，即顺利表达。图中甲所示的目的基因插入在启动子的上游，丙所示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，因此目的基因不能表达。(3) 常见的DNA连接酶有E.coli DNA 连接酶和T4 DNA 连接酶，其中T 4DNA 连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。答案： (1)Sau3A 两种酶切割后产生的片段具

11、有相同的黏性末端(2) 甲和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)E.coli DNA 连接酶T 4DNA 连接酶T4DNA 连接酶3 (2015 高考全国卷 )HIV 属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：(1)用基因工程方法制备HIV 的某蛋白 (目的蛋白 )时，可先提取HIV 中的 _，以其作为模板， 在 _的作用下合成 _，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是 _，该分泌蛋白可用于检测受试

12、者血清中的HIV ，检测的原理是_。(3) 已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是 HIV 主要感染和破坏了患者的部分 _细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。(4) 人的免疫系统有 _癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。解析： (1)HIV 的遗传物质是 RNA ，所以要想获得相应的目的基因，应以HIV的 RNA 为模板，在逆转录酶的作用下合成 cDNA( 或 DNA) 。(2) 目的蛋白注入机体后相当于抗原。在抗原的刺激下，机体进行体液免疫，由浆细胞产生相应抗体 (分泌蛋白 )，由于该抗体能与目的蛋白(抗原 )发生特异性

13、结合， 所以可通过抗体检测出有无目的蛋白，从而确定体内有无HIV 。 (3)HIV主要攻击人体的T( 或 T 淋巴 )细胞，从而降低机体免疫系统的防卫功能。 (4)癌细胞在机体中属于抗原，人体的免疫系统能够监控和清除癌细胞。答案： (1)RNA 逆转录酶cDNA( 或 DNA) (2)抗体抗原抗体特异性结合(3)T( 或 T 淋巴 ) (4) 监控和清除4(2015 高考全国卷 )已知生物体内有一种蛋白质 (P)，该蛋白质是一种转运蛋白， 由 305个氨基酸组成。如果将 P 分子中 158 位的丝氨酸变成亮氨酸，240 位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留 P的功能，而且具

14、有了酶的催化活性。回答下列问题：(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的_进行改造。(2)以 P 基因序列为基础， 获得 P1 基因的途径有修饰 _ 基因或合成 _基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括_的复制，以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：_ 。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过_ 和 3_ ，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物_进行鉴定。解析： (1) 从题中所述资料可知，将 P 分子中 158 位的丝氨酸变成亮氨酸， 240 位

15、的谷氨酰胺变成苯丙氨酸后，该蛋白质的功能发生了改变，此过程是通过对构成蛋白质的氨基酸的排列顺序进行改造，进而改变了蛋白质的结构，从而改变了蛋白质的功能。(2) 在蛋白质工程中，目的基因可以以P 基因序列为基础，对生物体内原有 P 基因进行修饰，也可以通过人工合成法合成新的P1 基因。中心法则的内容如下图所示：由图可知，中心法则的全部内容包括：DNA 以自身为模板进行的复制，DNA 通过转录将遗传信息传递给RNA ，最后 RNA 通过翻译将遗传信息表达成蛋白质；在某些病毒中RNA 可自我复制 (如烟草花叶病毒等)，在某些病毒中能以 RNA 为模板逆转录合成 DNA( 如 HIV) ，这是对中心法

16、则的补充。 (3)蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 合成 DNA 表达出蛋白质， 经过该过程得到的蛋白质，需要对其生物功能进行鉴定，以保证其发挥正常作用。答案： (1)氨基酸序列 (或结构 )(2)PP1DNA 和 RNA( 或遗传物质 )DNA RNA 、RNA DNA 、RNA 蛋白质 (或转录、逆转录、翻译)(3) 设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能5 (2015 全国卷 )HIV 属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：(1) 用基因工程方法制备HIV的某蛋白 (目的蛋白 ) 时，可先提取HIV中的 _ ，以其作为模板，在_的作用

17、下合成_，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是 _，该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV ，检测的原理是_ 。(3) 已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是 HIV 主要感染和破坏了患者的部分 _细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。(4)人的免疫系统有_癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。解析： (1)HIV 的遗传物质是RNA ，所以要想获得相应的目的蛋白基因，应以HIV 的 RNA 为模

18、板，在逆转录酶的作用下合成cDNA( 或 DNA) 。(2) 目的蛋白注入机体后相当于抗原。在抗原的刺激下， 机体进行体液免疫，由浆细胞产生相应抗体(分泌蛋白 )，由于该抗体能与目的蛋白(抗原 )发生特异性结合，所以可通过抗体检测有无目的蛋白，从而确定体内有无HIV 。 (3)HIV主要攻击人体的T( 或 T 淋巴 )细胞，从而降低机体免疫系统的防卫功能。 (4)癌细胞在机体中属于抗原，人体的免疫系统能够监控和清除癌细胞。答案： (1)RNA逆转录酶cDNA( 或 DNA)(2)抗体抗原抗体特异性结合(3)T( 或 T 淋巴 )(4)监控和清除6 (2016 全国甲卷 )下图表示通过核移植等技

19、术获得某种克隆哺乳动物(二倍体 )的流程。回答下列问题：(1)图中 A 表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为_。过程表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_ 的方法。代表的过程是 _ 。(2)经过多次传代后，供体细胞中_ 的稳定性会降低。因此，选材时必须关注传代次数。(3)若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_ 。(4)与克隆羊“多莉(利 )”培育成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了_。解析： (1) 哺乳动物的正常细胞核中性染色体的组成为XX( 雌性 )或 XY( 雄性 )。卵母细胞在培养至减数第二次分

20、裂的中期时，常采用显微操作法去除细胞核。过程是将早期胚胎移植到代孕个体的子宫中，即代表的是胚胎移植。 (2) 一般来说，动物细胞在传代培养到10 50 代时，部分细胞的细胞核型可能会发生变化，即遗传物质的稳定性会降低。因此，选材时一般选10 代以内的细胞，以保证细胞正常的二倍体核型。(3) 获得的克隆动物性状与供体动物基本相同，但不完全相同，从遗传物质的角度分析，性状不完全相同的原因是：克隆动物细胞质中的遗传物质来自去核卵母细胞的细胞质，细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响。(4)高度分化的动物体细胞的全能性受到限制，但其细胞核的全能性在卵母细胞细胞质中的物质的作用下仍能得以表达。故克

21、隆羊 “多莉 (利 )” 以及其他克隆动物的培育成功，证明了高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。答案：(1)XX 或 XY显微操作胚胎移植(2) 遗传物质(3) 卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的性状产生影响(4)动物已分化体细胞的细胞核具有全能性 47(2016 天津高考 )人血清白蛋白 (HSA) 具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。下图是以基因工程技术获取重组 HSA(rHSA) 的两条途径。(1)为获取 HSA 基因，首先需采集人的血液，提取_合成总 cDNA ，然后以cDNA 为模板，使用PCR技术扩增HSA 基因。下图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请

22、用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。(2)启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA 的载体，需要选择的启动子是 _( 填写字母，单选 )。A 人血细胞启动子B水稻胚乳细胞启动子C大肠杆菌启动子D农杆菌启动子(3)利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是_。(4)人体合成的初始HSA 多肽，需要经过膜系统加工形成正确空间结构才有活性。与途径相比，选择途径获取rHSA 的优势是 _ 。(5)为证明 rHSA 具有医用价值，须确认rHSA 与 _的生物学功能一致。解析： (1) 要想合成总cDNA ，需要采集人的血液获得总RNA 。由于 DN

23、A 的复制只能从脱氧核苷酸单链的5 端向 3端延伸，因而引物均应结合在DNA 单链的 3 端，而 DNA 的两条链反向平行，由此可以确定引物在另一条脱氧核苷酸单链的位置和方向。(2)若要从水稻胚乳细胞内获得目的产物，需要控制该目的基因只在水稻胚乳细胞内表达。由题干中的信息“ 启动子通常具有物种及组织特异性”可知，此处需要选择水稻胚乳细胞启动子。 (3) 酚类物质能吸引农杆菌，因此在水稻受体细胞中添加该类物质，能吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因的成功转化。(4) 途径 和 的主要区别是途径 的受体细胞是真核细胞，途径 的受体细胞是原核细胞。 由于人体合成的初始HSA 多肽需要经膜系统加

24、工形成正确的空间结构才有生物活性，所以选择途径 获取 rHSA 更具有优势。 (5)rHSA 是基因工程的产物，其是否具有医用价值，还需要在个体水平上进一步确认其与 HSA 的生物学功能是否一致。答案： (1) 总 RNA( 或 mRNA)(2)B(3)吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化(4) 水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始 rHSA 多肽进行高效加工(5)HSA8.(2016 江苏高考 )下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图 2 中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：限制酶BamHBclSau3A Hind 识别序列及切

25、割位点图1图2(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用_ 两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过_酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于_态的大肠杆菌。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加_，平板上长出的菌落，常用 PCR 鉴定，所用的引物组成为图2 中 _ 。(3)若 BamH 酶切的 DNA 末端与 Bcl 酶切的 DNA 末端连接，连接部位的6 个碱基对序列为_， 5对于该部位，这两种酶 _(填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开。(4)若用 Sau3A 切图 1 质粒最多可能获得 _种大小不同的 DNA 片段。解析： (

26、1)基因工程中选择合适的限制酶切割质粒和目的基因时，应保留目的基因和至少一个标记基因结构的完整性，即遵循 “ 目的基因切两侧，标记基因留一个” 的基本原则，最好选择切割产生不同末端的两种限制酶同时切割质粒和目的基因，以避免目的基因的反向插入带来的不正常表达，因此据图分析应选择的限制酶为Bcl 和 Hind ，切割后质粒上保留的四环素抗性基因作为标记基因。酶切后的载体和目的基因通过DNA连接2处理后的处于感受态的大肠杆菌(处于感受态的大肠杆菌细胞膜酶的作用形成重组质粒， 重组质粒需要导入 Ca的通透性大大增加，便于重组质粒进入)。(2) 由上述分析可知， 为了筛选出导入重组质粒的大肠杆菌，应先配

27、制含四环素的选择培养基，平板上长出的菌落为导入普通质粒或重组质粒的大肠杆菌菌落，进一步鉴定出导入重组质粒的大肠杆菌， 可利用 PCR 扩增的方式， 结合电泳技术来分析处理。DNA 的两条链是反向平行的， 在 PCR过程中， 当引物与 DNA 母链通过碱基互补配对结合后，DNA 聚合酶只能从引物的 3 端延伸 DNA 链，因此应选择引物甲和引物丙。 (3) 因为 Bcl 和 BamH 酶切产生的黏性末端相同，所以可以被DNA 连接酶连接，连接T GATC CG GATC A，但是连接后形成的 DNA 中不再具有 Bcl 和 BamH 的识别部位的 6 个碱基对序列为C CTAG TA CTAG

28、G序列，连接部位不能被这两种酶切开。(4)由图可知， 能被限制酶 Bcl 和 BamH 切割的序列也能被 Sau3A 识别并切割，因此图中质粒上存在3 个 Sau3A 的切割位点，若将3 个切割位点之间的DNA 片段分别编号为a、b 和 c，则完全酶切 (3 个切割位点均被切割 )会产生 3 种大小的DNA 片段，即为 a、 b 和 c；考虑只切1 个切割位点，有三种情况，都产生一种大小的DNA 片段，即大小均为a bc；考虑切 2 个切割位点，则会产生ab、 c、 a c、b、 b c、a 几种不同大小的 DNA片段。综上所述，若用Sau3A 识别并切割图中质粒，最多可获得 7 种大小的 D

29、NA 片段，即为 ab c、 ab、 a c、b c、 a、 b、 c。答案： (1)Bcl 和 Hind 连接感受 (2)四环素引物甲和引物丙T GATC CG GATC A(3)C CTAG TA CTAG G都不能(4)7 核心探究 1理清基因工程的三大操作工具限制酶DNA连接酶作用切割目的基因和载拼接 DNA片段，形成体重组 _DNA作用部位两个核苷酸之间的磷酸二酯键识别双链DNA 分 Ecoli DNA 连 接酶作用特点 (条件 )子的某种特定核苷只能连接黏性末端酸序列 T 4DNA连接酶能连在特定位点上切割接黏性末端和平末端常用类型EcoR 限制酶Ecoli DNA连接酶、 T4S

30、ma 限制酶DNA连接酶载体携带目的基因进入受体细胞能在宿主细胞内稳定存在并大量复制有一个至多个 限制酶切割位点具有特殊的 标记基因质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等2把握基因工程的四步操作程序(1) 目的基因的获取途径：方法具体操作直接分离从自然界已有的物种中分离，如从基因文库中获取人工已知核苷酸序列的较小基因，直接利用 DNA 合成仪用化学化学合成方法合成，不需要模板合成逆转录法PCR 技术扩增其实质是在体外对目的基因进行大量复制以 RNA 为模板，在 逆转录酶作用下人工合成。 即 mRNA 逆转录酶 ,单链 DNADNA 聚合酶 ,双链 DNA 。(2)基因表达载体的构建原理：DNA 复

31、制条件：模板DNA 、引物、脱氧核苷酸、热稳定的 DNA聚合酶 6变性： 90 95 ， DNA 解旋过复性： 55 60 ，引物与单链 DNA 结合程延伸： 70 75 ，在热稳定的 DNA 聚合酶作用下合成子链从基因文库中获取。利用 PCR 技术扩增：。用化学方法人工合成a对于核苷酸序列已知的直接人工合成。b可通过反转录法获取，基因表达载体的组成：目的基因启动子终止子标记基因复制原点。基因表达载体的构建方法(3)将目的基因导入受体细胞生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞农杆菌转化法、基因枪法、2处理常用方法显微注射技术感受态细胞法 (Ca花粉管通道法法 )受体细胞体细胞或受精卵受精卵原核细胞

32、(4)目的基因的检测与鉴定：导入检测：DNA 分子杂交技术 (使用 DNA 探针 )。表达转录检测：分子杂交技术检测mRNA 。检测 翻译检测：用相应的抗体进行抗原 抗体杂交个体生物学水平鉴定：如对转基因作物进行抗虫或抗病等接种实验。3 图解记忆蛋白质工程 (填图 )基因工程的七大失分点 71 启动子、终止子(1)启动子 (DNA片段 ) 起始密码子 (RNA 上相邻的3 个碱基 )。(2)终止子 (DNA片段 ) 终止密码子 (RNA 上相邻的3 个碱基 )。2 限制酶、 DNA 酶、 DNA 连接酶、 DNA 聚合酶(1)限制酶 DNA 酶(2)DNA 连接酶 DNA 聚合酶3将一个基因从

33、DNA 分子上切割下来，需要切两处，同时产生4 个黏性末端或平末端。4限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于进行检测。5基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。6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启动子与终止子之间的部位。7目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。 题点突破 1在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因 (kan)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。如图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答下列

34、问题：(1)A 过程需要的酶有_和 _ 。(2)要把重组质粒导入土壤农杆菌，首先必须用 _处理土壤农杆菌， 使土壤农杆菌转变为_态；然后将 _ 在缓冲液中混合培养完成转化过程。(3) 含有重组质粒的土壤农杆菌侵染离体棉花叶片组织后，将离体棉花叶片组织培养成再生植株要经过C_ 和 E_ 。如果要确保再生植株中含有抗虫基因，可在C 过程的培养基中加入_ 。(4)目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键是_ 。这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是_ 。解析：(1)基因表达载体构建过程中， 需要用同种限制酶切割目的基因和载体，使它们产生相同的黏性末端，再用 DNA 连接酶把这两个DNA

35、 片段连接起来。(2) 农杆菌转化法导入目的基因时，首先必须用Ca2 处理土壤农杆菌，使土壤农杆菌转变为感受态；然后将重组质粒和感受态细胞在缓冲液中混合培养完成转化过程。(3)植物组织培养过程的关键步骤是脱分化和再分化。因为只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长，故若要确保再生植株中含有抗虫基因，可在C 过程的培养基中加入卡那霉素。(4)目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键是目的基因是否插入受体细胞的DNA 分子上，检测采用的方法是 DNA 分子杂交技术。答案： (1) 限制酶 DNA 连接酶 (2)Ca2感受重组质粒和感受态细胞 (3) 脱分化再分化卡那霉素

36、(4)目的基因是否插入受体细胞的DNA 分子上DNA 分子杂交技术2抗凝血酶蛋白是一种血浆糖蛋白，临床上主要用于血液性疾病的治疗。凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶。下列是生产这两种酶的相关思路，请回答下列问题：(1)图 1 为通过培育转基因奶牛获得抗凝血酶蛋白的流程。 图中 过程a 指的 是利用 _ 法将 目的 基因 导入 受精 卵，受体细胞不选 用体 细胞的理由是_ 。在胚胎移植前，需进行_ ，目的是确定要培育的个体能产奶。 8可采用 _法来鉴定牛奶中是否含有抗凝血酶蛋白。(2)从牛胃液中分离得到的凝乳酶以其催化能力强而被广泛应用，研究人员运用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中。

37、从牛胃细胞中提取mRNA ，再通过 _形成 cDNA 。以此 cDNA 为模板通过PCR 扩增目的基因， 有时需要在引物的5端设计 _(填“限制酶”、“DNA 连接酶”或“RNA 聚合酶” )识别序列，以便构建重组 DNA 分子。为提高重组DNA 分子的比例， 在构建重组DNA 分子 (如图 2 所示 )时最好选用 _作限制酶。经研究发现，如果将该凝乳酶的第20 位和 24 位氨基酸变为半胱氨酸，则其催化能力将提高2 倍。现已知通过蛋白质工程可生产高效凝乳酶，请写出有关制备步骤：_ 。解析： (1) 图 1 是培育转基因牛的简易流程图，所以a 过程指的是将目的基因导入受精卵，采用的方法为显微注

38、射法。动物体细胞的全能性一般不能表现，所以选择受精卵作为受体细胞。只有母牛才能产奶，所以进行胚胎移植前需要对胚胎进行性别鉴定。鉴定牛奶中是否含有目标蛋白，常采用抗原 抗体杂交法。(2)以 RNA为模板获得DNA 的过程称逆转录。 PCR 技术用于快速扩增目的基因，而基因工程中只需用限制酶来切割DNA 。目的基因两末端碱基序列不同以及切开的质粒两末端碱基序列不同才能避免各自的自连，进而提高重组DNA的比例。答案： (1) 显微注射动物体细胞的全能性一般不能表现性别鉴定抗原 抗体杂交(2)逆转录限制酶 BamH 和Pst找到相对应的脱氧核苷酸序列定向改造凝乳酶基因将改造后的凝乳酶基因导入受体细胞等

39、(答案 合理即可 )考点二克隆技术 高考领航 1 (2018 全国卷 )回答下列问题：(1) 博耶 (H.Boyer) 和科恩 (S.Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了 _体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达 _(答出两点即可 )。(2)体外重组的质粒可通过Ca2 参与的 _转化 _方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA 通常需与 _外壳蛋白 (或答噬菌体蛋白 )_组装成完整噬菌体后， 才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA 导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为

40、重组噬菌体宿主细胞的是_细菌 _。(3)真核生物基因 (目的基因 )在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用 _蛋白酶缺陷型 _的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加_蛋白酶 _的抑制剂。解析 (1) 将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌中，该过程利用的技术是基因工程。该研究除了证明质粒可作为载体外，还证明了体外重组的质粒可以进入受体细胞，真核生物基因可在原核细胞中表达等。(2) 重组质粒导入大肠杆菌细胞可采用Ca2参与的转化方法；体外重组噬菌体要通过将体外重组的噬菌体DNA 和外壳蛋白 (或噬菌体蛋白)进行组装获得；因为噬

41、菌体是专门寄生在细菌中的病毒，所以宿主细胞选用细菌。(3) 为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞；在蛋白质纯化过程中，为防止目的蛋白质被降解，需要添加蛋白酶的抑制剂。2(2017 国卷全 )真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA 序列的机制。已知在人体中基因A( 有内含子 )可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白 A) 。回答下列问题： 9(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A ，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是 _基因A 有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA 序列

42、不能被切除，无法表达出蛋白A_ 。(2)若用家蚕作为表达基因A 的受体， 在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用_噬菌体 _作为载体， 其原因是 _噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕_。(3)若要高效地获得蛋白A ，可选用大肠杆菌作为受体，因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_繁殖快、容易培养 _(答出两点即可)等优点。(4)若要检测基因A 是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是_蛋白 A 的抗体 _(填“蛋白 A 的基因”或“蛋白 A 的抗体” )。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA 是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启

43、示是 _DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体_。解析 (1)人为真核生物，从人的基因组文库中获取的基因A 含有内含子，基因A 转录出的产物中有与内含子对应的RNA 序列。大肠杆菌为原核生物，没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA 序列的机制，因此以大肠杆菌作为受体细胞，不能切除内含子对应的RNA 序列，无法表达出蛋白A 。 (2)噬菌体和动物病毒均可作为基因工程的载体，但它们的宿主细胞不同。题中受体为家蚕，是一种昆虫，因此，选择昆虫病毒作为载体，噬菌体的宿主是细菌，不适合作为该实验的载体。(3)大肠杆菌具有繁殖快、容易培养、单细胞、遗传物质少等优点，因此，常作为基因工程的受体细胞

44、。(4) 常用抗原 抗体杂交的方法检测目的基因是否表达，故能用于检测蛋白A 的物质为蛋白A 的抗体。 (5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中，S 型菌的 DNA 转移到了R型菌体内，其对基因工程理论的建立提供的启示是DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。3(2017 国卷全 )几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA ，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是 _嫩叶组织细胞易破碎 _。提取 RNA 时，提取液中需添加 R

45、NA 酶抑制剂，其目的是 _防止 RNA 降解 _。(2)以 mRNA 为材料可以获得 cDNA ，其原理是 _在逆转录酶的作用下，以 mRNA 为模板按照碱基互补配对的原则可以合成 cDNA_ 。(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是_目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子_(答出两点即可)。(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA 连接酶催化形成的化学键是_磷酸二酯键 _。(5)若获得的转基因植株 (几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中 )抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是 _目的基因的转录或翻译异常 _。解析 (1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA ，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是相对于老叶而言嫩叶组织细胞更容易被破碎。提取RNA 时，提取液中需添加RNA 酶抑制剂，其目的是防止RNA 降解。 (2)以 mRNA 为材料获得cDNA 的原理是在逆转录酶的作用下，以mRNA 为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA 。 (3)