（浙江專版）2019版高考生物一輪復習 第32講 基因工程學案

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1、 第32講 基因工程 章 知識內(nèi)容 考試屬性及要求 考查頻率 加試 基因工程 1.工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生 2.基因工程的原理和技術 3.基因工程的應用 4.活動：提出生活中的疑難問題，設計用基因工程技術解決的方案 a b a c 2015年10月第32題(1)(2)(5)(6)(4分) 2016年4月第32題(二)(1)(3分) 克隆技術 5.植物的克隆 6.動物的克隆 b a 2015年10月第32題(4)(2分) 2016年4月第32題(二)(1)(2)(4分) 2016年10月第32題(二)(1)(2)(3)(7分) 胚胎工程

2、7.從受精卵談起 8.胚胎工程 a a 生態(tài)工程 9.生態(tài)工程的主要類型 10.生態(tài)工程在農(nóng)業(yè)中的應用 11.活動：庭院生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟效益分析 a a a 2017年4月第32題(二)(1)(2)(7分) 考點　基因工程 1.基因工程 (1)廣義概念：把一種生物的遺傳物質(zhì)(細胞核、染色體脫氧核糖核酸等)移到另外一種生物的細胞中去，并使這種遺傳物質(zhì)所帶的遺傳信息在受體細胞中表達。 (2)核心：構建重組DNA分子。 (3)基因工程原理：基因重組。 (4)理論基礎：DNA是生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，DNA雙螺旋結構的確立以及遺傳信息傳遞方式的認定。 (5)技術保

3、障：限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和質(zhì)粒載體的發(fā)現(xiàn)和運用。 2.基因工程的工具 (1)限制性核酸內(nèi)切酶 ①來源：主要從原核生物中分離純化出來。 ②作用 a.特異性識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列。 b.切割相應兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。 ③結果：產(chǎn)生粘性末端或平末端。 (2)DNA連接酶 作用：將具有相同粘性末端或平末端的兩個DNA片段連接在一起，形成磷酸二酯鍵。 (3)載體 ①常用載體－質(zhì)粒：在細菌中獨立于擬核之外，為雙鏈環(huán)狀DNA分子，能自主復制和穩(wěn)定存在，常含有特殊的抗生素抗性基因作為標記基因，以供目的基因篩選。 ②其他載體：噬菌體、動植物病毒等。

4、3.基因工程的基本操作步驟 4.基因工程的應用 (1)用于遺傳育種：定向變異，目的性強；克服遠緣雜交不親和的障礙。 (2)用于疾病治療： ①生產(chǎn)基因工程藥物，如胰島素、乙肝疫苗等。 ②基因治療：向目標細胞中引入正常功能的基因，糾正或補償基因缺陷，達到治療的目的。如對B型血友病治療獲得成功。 (3)用于生態(tài)環(huán)境保護 1.(2015·10月浙江選考　節(jié)選)科研人員擬將已知的花色基因(目的基因)轉(zhuǎn)入矮牽牛的核基因組中，培育新花色的矮牽牛。請回答： (1)為了獲得大量的目的基因，將其與含有抗生素抗性基因的質(zhì)粒DNA形成重組DNA，再與經(jīng)________(A.氯化鈣　

5、B.氯化鈉　C.蔗糖　D.葡萄糖)處理的大腸桿菌液混合，使重組DNA進入大腸桿菌。 (2)從擴大培養(yǎng)的大腸桿菌中提取含有目的基因的DNA，用________分別切割含目的基因的DNA和農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒，然后用DNA連接酶連接，形成重組DNA并導入農(nóng)桿菌。 (3)提取葉片組織的DNA，采用PCR技術________目的基因，鑒定目的基因是否成功導入。 (4)為判斷本研究是否達到預期目的，可比較轉(zhuǎn)基因植株和非轉(zhuǎn)基因植株的________性狀。 解析　(1)用氯化鈣處理大腸桿菌，使大腸桿菌處于感受態(tài)，使重組DNA能夠進入大腸桿菌，完成重組DNA的導入。(2)用限制性核酸內(nèi)切酶分別切割含目的基

6、因的DNA和農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒，然后用DNA連接酶連接，形成重組DNA分子。(3)采用PCR技術可對特定DNA片段進行擴增。(4)檢測轉(zhuǎn)基因植物中目的基因的表達情況，可以對轉(zhuǎn)基因植物個體的相應性狀變化進行鑒定，本研究中可以比較轉(zhuǎn)基因植株和非轉(zhuǎn)基因植株的花色來鑒定。 答案　(1)A　(2)限制性核酸內(nèi)切酶　(3)擴增　(4)花色 2.(2016·4月浙江選考　節(jié)選)兔肝細胞中的基因E編碼代謝甲醛的酶，擬利用基因工程技術將基因E轉(zhuǎn)入矮牽牛中，以提高矮牽牛對甲醛的代謝能力，請回答： 從兔肝細胞中提取mRNA，在________酶的作用下形成互補DNA，然后以此DNA為模板擴增得到基因E。在相關酶

7、的作用下，將基因E與Ti質(zhì)粒連接在一起，形成________，再導入用氯化鈣處理的________，侵染矮牽牛葉片。 解析　mRNA在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下形成互補DNA。將基因E與Ti質(zhì)粒連接在一起，形成重組DNA分子。重組DNA分子可導入用氯化鈣處理的農(nóng)桿菌細胞，再用處理的農(nóng)桿菌侵染矮牽牛葉片，從而使基因E整合到矮牽牛細胞的染色體DNA上。 答案　逆轉(zhuǎn)錄　重組DNA分子(重組質(zhì)粒)　農(nóng)桿菌 本題組對應選修三P1～P12，基因工程 1.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶為基因的分離和重組提供了必要手段，而載體能夠?qū)⑼庠椿蜻\送到細胞中實現(xiàn)基因工程的目的。 2.質(zhì)粒是能夠自主復制的雙鏈環(huán)狀DN

8、A分子，獨立于擬核之外存在，是一種特殊的遺傳物質(zhì)。 3.基因工程的基本操作步驟有：目的基因的獲得、重組DNA的形成、重組DNA導入受體細胞、篩選含有目的基因的受體細胞和目的基因的表達五個方面，其中核心是構建重組DNA分子。 4.基因治療是向目標細胞中引入正常功能的基因，以糾正或補償基因的缺陷，達到治療的目的。 5.利用農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒介導，可以將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞中，并整合到染色體DNA中，實現(xiàn)穩(wěn)定表達。 角度1　基因工程工具 1.已知一雙鏈DNA分子，用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ切割得到長度為120 kb(kb：千堿基對)片段；用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ切割得到40 kb和80 kb兩個

9、片段；同時用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ和限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ切割時，得到10 kb、80 kb和30 kb 3個片段。據(jù)此分析該雙鏈DNA分子結構及酶切位點情況為(　　) 解析　根據(jù)題意，該DNA用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ切割后得1條片段，故為環(huán)狀DNA，根據(jù)兩酶的作用特點，可知酶切圖譜為D。 答案　D 2.如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是(　　) A.①②③④ B.①②④③ C.①④②③ D.①④③② 解析　限制性核酸內(nèi)切酶可在特定位點對DNA分子進行切割，①為限制性核酸內(nèi)切酶。DNA聚合酶

10、在DNA分子復制時將脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈， ④為DNA聚合酶。DNA連接酶可將限制性核酸內(nèi)切酶切開的磷酸二酯鍵連接在一起，②為DNA連接酶。解旋酶的作用是將DNA雙鏈解開螺旋，為復制或轉(zhuǎn)錄提供模板，③為解旋酶。 答案　C 1.限制性核酸內(nèi)切酶 (1)識別序列的特點：呈現(xiàn)堿基互補對稱，無論是奇數(shù)個堿基還是偶數(shù)個堿基，都可以找到一條中心軸線(如圖)，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復排列的(如下圖)，以中心線為軸，兩側(cè)堿基互補對稱；以為軸，兩側(cè)堿基互補對稱。 (2)切割后產(chǎn)生末端的種類——粘性末端和平末端：當限制性核酸內(nèi)切酶在它識別序列的中軸線兩側(cè)將DNA的

11、兩條鏈分別切開時，產(chǎn)生的是粘性末端，而當限制性核酸內(nèi)切酶在它識別序列的中軸線處切開時，產(chǎn)生的是平末端。 2.限制性核酸內(nèi)切酶與DNA連接酶的關系 3.與DNA有關的酶的比較 項目 作用底物 作用部位 形成產(chǎn)物 限制性核酸內(nèi)切酶 DNA分子 磷酸二酯鍵 粘性末端或平末端 DNA連接酶 DNA片段 磷酸二酯鍵 重組DNA分子 DNA聚合酶 脫氧核苷酸 磷酸二酯鍵 子代DNA 解旋酶 DNA分子 堿基對中的氫鍵 形成脫氧核苷酸單鏈 DNA(水解)酶 DNA分子 磷酸二酯鍵 游離的脫氧核苷酸 角度2　基因工程原理和技術、應用 1.天然的玫瑰沒

12、有藍色花，這是由于缺少控制藍色色素合成的基因B，而開藍色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B?，F(xiàn)用基因工程技術培育藍玫瑰，下列操作正確的是(　　) A.提取矮牽牛藍色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補的DNA，再擴增基因B B.利用限制性核酸內(nèi)切酶從開藍色花矮牽牛的基因文庫中獲取基因B C.利用DNA聚合酶將基因B與質(zhì)粒連接后導入玫瑰細胞 D.將基因B直接導入大腸桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細胞 解析　獲取目的基因B，可先提取矮牽牛藍色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補的DNA，再經(jīng)PCR擴增，A正確；題干中已指明基因B序列已知，故常用化學方法人工合成和PCR技術擴增基因，而從基因文庫中獲取序列未知

13、的目的基因，B錯誤；連接目的基因與質(zhì)粒的酶是DNA連接酶，C錯誤；將目的基因?qū)胫参锛毎?，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，不使用大腸桿菌，D錯誤。 答案　A 2.科學家將外源目的基因與大腸桿菌的質(zhì)粒進行重組，并在大腸桿菌中成功表達。下圖表示構建重組質(zhì)粒和篩選含目的基因的大腸桿菌的過程。請據(jù)圖回答問題： (1)步驟①和②中常用的工具酶是________和________。 (2)圖中質(zhì)粒上有抗氨芐青霉素和抗四環(huán)素兩個標記基因，經(jīng)過①和②步驟后，有些質(zhì)粒上的________基因內(nèi)插入了外源目的基因，形成重組質(zhì)粒，由于目的基因的分隔使得該抗性基因失活。 (3)步驟③是________的過程，為了促進

14、該過程，應該用________處理大腸桿菌。 (4)步驟④將三角瓶內(nèi)的大腸桿菌接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基C上培養(yǎng)，目的是篩選________，能在C中生長的大腸桿菌有________種。 (5)步驟⑤：用無菌牙簽挑取C上的單個菌落，分別接種到D(含氨芐青霉素和四環(huán)素)和E(含四環(huán)素)兩個培養(yǎng)基的相同位置上，一段時間后，菌落的生長狀況如圖所示。含目的基因的菌落位于________(D、E)上，請在圖中相應的位置上圈出來。 解析　(1)形成重組DNA分子需要用到限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶兩種工具酶。(2)由圖可知，有些質(zhì)粒上的氨芐青霉素抗性基因被切開并接入了外源目的基因。(3)步驟③是將重組

15、質(zhì)粒(目的基因)導入大腸桿菌(受體細胞)的過程；應用CaCl2溶液處理大腸桿菌增加大腸桿菌細胞壁的通透性，利于重組質(zhì)粒進入大腸桿菌。(4)步驟④的目的是篩選含四環(huán)素抗性基因的大腸桿菌，能在C中生長的大腸桿菌有2種，一種是只含有四環(huán)素抗性基因的大腸桿菌，另一種是含有四環(huán)素抗性基因和目的基因的大腸桿菌。(5)含有目的基因的大腸桿菌不抗氨芐青霉 素，不能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生長，因此含有目的基因的菌落存在于E上。 答案　(1)限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶　(2)氨芐青霉素抗性　(3)將重組質(zhì)粒(目的基因)導入大腸桿菌(受體細胞)　CaCl2溶液　(4)含四環(huán)素抗性基因的大腸桿菌　2　(5

16、)E 1.受體細胞與導入方法 生物種類 植物細胞 動物細胞 微生物細胞 常用方法 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 顯微注射技術 感受態(tài)細胞法 受體細胞 體細胞 受精卵 細菌細胞 轉(zhuǎn)化過程 將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T－DNA上→農(nóng)桿菌→導入植物細胞→整合到受體細胞的染色體DNA上→表達 將含有目的基因的表達載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動物 Ca2＋處理細胞→感受態(tài)細胞→重組表達載體與感受態(tài)細胞混合→感受態(tài)細胞吸收DNA分子 2.基因工程中的幾種檢測方法 (時間：40分鐘　分數(shù)：100分) 1.下圖表示利用植物細胞工程

17、對棉花進行改良的過程，①②③④表示實驗過程，請據(jù)圖回答，下列說法正確的是(　　) A.外源基因能夠?qū)氩⒋罅繌椭频奈镔|(zhì)基礎是自然界共用一套密碼子 B.②過程能定向改變原生質(zhì)體的遺傳特性 C.③過程只能通過液體懸浮培養(yǎng)技術才能實現(xiàn) D.基因工程技術與花藥離體培養(yǎng)技術相結合可快速獲得純合棉花植株 解析　外源基因能夠正確表達的物質(zhì)基礎是自然界共用一套密碼子，A錯誤；基因工程能定向改造生物的性狀，B正確；愈傷組織培養(yǎng)時用固體培養(yǎng)基，而液體懸浮培養(yǎng)可以將愈傷組織分散成單細胞，C錯誤；花藥離體培養(yǎng)得到單倍體幼苗后再用秋水仙素處理才能獲得純合植株，D錯誤。 答案　B 2.科學家在河南華溪蟹

18、中找到了金屬硫蛋白基因，并以農(nóng)桿菌的質(zhì)粒為載體，采用轉(zhuǎn)基因方法培育出了汞吸附能力極強的轉(zhuǎn)基因煙草。下列有關該煙草培育的說法錯誤的是(　　) A.需用特定的限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草的核酸 B.轉(zhuǎn)基因煙草與原煙草之間一般不會出現(xiàn)生殖隔離 C.通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)入重組質(zhì)粒的植物細胞是單個煙草細胞或原生質(zhì)體 D.金屬硫蛋白基因的兩端與作為載體的質(zhì)粒至少存在著一段核苷酸序列相同的片段 解析　在基因工程中，需要用特定的限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和運載體，而不切割煙草的核酸，A錯誤；轉(zhuǎn)基因煙草和原來煙草之間一般不會出現(xiàn)生殖隔離，B正確；通過農(nóng)桿菌導入目的基因的植物細胞是單個煙草細胞或原生質(zhì)體，C正確；

19、目的基因的兩端與載體至少存在一段核苷酸序列相同的片段，便于目的基因插入，D正確。 答案　A 3.chlL基因是藍藻擬核DNA上控制葉綠素合成的基因。為了研究該基因?qū)θ~綠素合成的控制，需要構建缺失chlL基因的藍藻細胞。技術路線如下圖所示，對此技術描述中，正確的是(　　) A.②過程共形成2個磷酸二酯鍵 B.①②過程都需要使用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 C.該項技術操作成功的標志是目的基因的表達 D.紅霉素抗性基因是標記基因，用于篩選含有chlL基因的受體細胞 解析?、谶^程共形成4個磷酸二酯鍵，A錯誤；①過程和②過程需要限制性核酸內(nèi)切酶切割和DNA連接酶連接，形成重組質(zhì)粒，

20、B正確；因最終得到的是無chlL基因的藍藻，故操作成功的標志并不是目的基因的表達，C錯誤；插入紅霉素抗性基因后chlL基因被破壞，因此不可能是篩選含有chlL基因的受體細胞，D錯誤。 答案　B 4.下面是關于獲得能產(chǎn)生人干擾素大腸桿菌的問題。請回答： (1)用限制性核酸內(nèi)切酶識別人干擾素基因和質(zhì)粒中一段特定的________并切割，然后用________連接形成重組DNA。該質(zhì)粒是一種含抗生素抗性基因的________核酸分子。 A.雙鏈環(huán)狀 B.單鏈環(huán)狀 C.雙鏈線狀 D.單鏈線狀 (2)將含人干擾素基因的重組質(zhì)粒導入到大腸桿菌，經(jīng)含有________的培養(yǎng)基篩選等過程，最終

21、獲得能產(chǎn)生人干擾素的大腸桿菌。 解析　(1)限制性核酸內(nèi)切酶能夠識別一段特定的核苷酸序列，并在特定的部位將DNA分子切割，DNA連接酶可以將兩個DNA片段通過磷酸二酯鍵連接起來。質(zhì)粒是含有抗生素抗性基因的雙鏈環(huán)狀核酸分子。(2)將含人干擾素基因的重組質(zhì)粒導入大腸桿菌，經(jīng)含有抗生素的培養(yǎng)基篩選等過程，最終獲得能產(chǎn)生人干擾素的大腸桿菌。 答案　(1)核苷酸序列　DNA連接酶　A　(2)抗生素 5.(2017·寧波模擬　節(jié)選)新一代基因編輯工具由Cas9(一種限制性核酸內(nèi)切酶)和向?qū)NA構成。該復合體能與DNA分子上的特定序列結合，并在合適位點切斷DNA雙鏈(如下圖所示)。DNA被切斷后

22、，細胞會啟動DNA損傷修復機制，在此基礎上如果為細胞提供一個修復模板，細胞就會按照提供的模板在修復過程中引入片段插入或定點突變，從而實現(xiàn)基因編輯。 請回答： (1)在將編碼Cas9的基因?qū)胝婧思毎霓D(zhuǎn)基因操作中，若控制合成Cas9的基因序列已知，可用________方法合成目的基因，再構建________導入真核細胞，該過程中需要使用的酶是________(A.限制性核酸內(nèi)切酶　B.DNA連接酶　C.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶　D.DNA聚合酶)。上述轉(zhuǎn)基因操作成功的標志是________。 (2)如圖所示，基因編輯工具發(fā)揮作用時，向?qū)NA分子的序列與基因組DNA中特定堿基序

23、列因為________所以能結合在一起，然后由Cas9催化________鍵斷裂，從而使DNA分子斷裂。 (3)一般來說，在使用基因編輯工具對不同基因進行編輯時，應使用Cas9和________(填“相同”或“不同”)的向?qū)NA進行基因的相關編輯。 解析　(1)在基因工程中，當目的基因序列已知，可用化學方法合成目的基因，通過使用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶處理目的基因和載體DNA，構建出含目的基因的重組DNA分子，再導入受體細胞。轉(zhuǎn)基因操作成功的標志是目的基因表達成功，即合成了Cas9。(2)向?qū)NA分子的序列與基因組DNA中特定堿基序列因為堿基序列互補所以能結合在一起，然后由Cas

24、9催化磷酸二酯鍵斷裂，從而使DNA分子斷裂。(3)在使用基因編輯工具對不同基因進行編輯時，應使用Cas9和不同的向?qū)NA進行基因的相關編輯，因為不同的向?qū)NA會與不同的基因部分互補配對，實現(xiàn)對不同基因進行編輯的目的。 答案　(1)化學　含目的基因的重組DNA分子　C　控制Cas9基因的成功表達(或合成了Cas9)　(2)堿基序列互補　磷酸二酯　(3)不同 6.在應用農(nóng)桿菌侵染植物葉片獲得轉(zhuǎn)基因植株的常規(guī)實驗步驟中，不需要的是(　　) A.用攜帶目的基因的農(nóng)桿菌侵染植物細胞 B.用選擇培養(yǎng)基篩選導入目的基因的細胞 C.用聚乙二醇誘導轉(zhuǎn)基因細胞的原生物質(zhì)融合 D.用適當比例的生

25、長素和細胞分裂素誘導愈傷組織生芽 解析　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是基因工程中常用的將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒?，A正確；篩選含目的基因的受體細胞，可以在選擇培養(yǎng)基上針對標記基因進行，B正確；在應用農(nóng)桿菌侵染植物葉片獲得轉(zhuǎn)基因植株的過程中沒有涉及原生質(zhì)體融合，C錯誤；獲得含目的基因的受體細胞后還要經(jīng)過植物組織培養(yǎng)過程才能得到轉(zhuǎn)基因植物，在植物組織培養(yǎng)過程中需要調(diào)整培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素濃度配比，誘導其完成脫分化和再分化進程，D正確。 答案　C 7.下列有關基因工程的敘述，正確的是(　　) A.DNA連接酶只能將同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割而成的粘性末端連接起來 B.目的基因?qū)胧荏w細胞后，受體

26、細胞即發(fā)生基因突變 C.目的基因與質(zhì)粒結合的過程發(fā)生在細胞外 D.常使用的載體有大腸桿菌、噬菌體和動植物病毒等 解析　DNA連接酶能將堿基互補的粘性末端或者平末端連接起來，A錯誤；目的基因?qū)胧荏w細胞后，受體細胞即發(fā)生基因重組，B錯誤；常使用的載體有質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒，D錯誤。 答案　C 8.下列有關基因工程的敘述，正確的是(　　) A.質(zhì)粒上的標記基因可能會在基因工程操作中被破壞 B.限制性核酸內(nèi)切酶能識別所有的核苷酸序列 C.利用細菌質(zhì)粒構建的重組質(zhì)粒不能用于真核生物的基因工程 D.受體細胞若能表達質(zhì)粒載體上的標記基因，即表明重組質(zhì)粒成功導入 解析　在形成重組DN

27、A時，目的基因可以插入質(zhì)粒上的標記基因，利用插入失活進行篩選；限制性核酸內(nèi)切酶只能識別特定的核苷酸序列并在特定部位切割DNA分子；重組質(zhì)?？梢詫胝婧思毎部蓪朐思毎?；質(zhì)粒上的標記基因能表達，只能說明質(zhì)粒成功導入了，不能說明重組后的質(zhì)粒也導入成功了。 答案　A 9.我國自主研制的復制型艾滋病疫苗，是把艾滋病病毒的核酸的幾個重要片段逆轉(zhuǎn)錄后插入天花病毒DNA中，形成重組病毒疫苗。該疫苗具有復制能力，可以持續(xù)刺激免疫系統(tǒng)，使人產(chǎn)生較強的免疫能力。該疫苗研制過程中(　　) A.運用了RNA病毒容易突變的能力 B.運用了基因工程手段，使用質(zhì)粒作為運載體 C.通常需要利用動物的細胞培養(yǎng)技

28、術 D.該重組病毒的形成說明艾滋病病毒和天花病毒具有相同的遺傳物質(zhì) 解析　整個過程沒有涉及基因突變，把艾滋病病毒的核酸的幾個重要片段逆轉(zhuǎn)錄后插入天花病毒DNA中會導致基因發(fā)生重組，不同的生物的DNA能發(fā)生重組是由于兩者的結構是相同的，都是雙螺旋并且基本單位都一樣，都遵循堿基互補配對原則，A、D錯誤；本題中的運載體是選用天花病毒，B錯誤；艾滋病病毒和天花病毒都是動物病毒，所以會涉及動物的細胞培養(yǎng)技術，C正確。 答案　C 10.(2017·10月新高考聯(lián)盟　節(jié)選)利用現(xiàn)代生物技術，讓已知堿基序列的人胰島素原基因表達，獲得基因產(chǎn)品。請回答： (1)可以用________方法獲得目的基因(人

29、胰島素原基因)。 (2)目的基因與質(zhì)粒在________的作用下，形成重組質(zhì)粒。重組質(zhì)粒是否轉(zhuǎn)移到大腸桿菌宿主細胞中，可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基進行篩選，原因是重組質(zhì)粒上有________基因。 (3)經(jīng)過培養(yǎng)，目的基因在宿主細胞內(nèi)大量擴增，并合成人胰島素原。若要使目的基因在細胞外大量擴增，可用________技術擴增。 (4)將該目的基因利用________(A.顯微注射法　B.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　C.細胞融合法　D.氯化鈣誘導法)導入牛受精卵，經(jīng)胚胎體外培養(yǎng)獲得早期胚胎，經(jīng)________轉(zhuǎn)移到受體的輸卵管或子宮角，可獲得轉(zhuǎn)基因牛。 解析　(1)在已知堿基序列的前提下，人胰島素原基因通常采用

30、化學合成法獲得。(2)目的基因與質(zhì)粒在限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用下，形成重組質(zhì)粒。重組質(zhì)粒是否轉(zhuǎn)移到大腸桿菌宿主細胞中，可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基進行篩選，原因是重組質(zhì)粒上有四環(huán)素抗性基因。(3)若要使目的基因在細胞外大量擴增，可用PCR技術擴增。(4)將該目的基因利用顯微注射法導入牛受精卵，經(jīng)胚胎體外培養(yǎng)獲得早期胚胎，經(jīng)胚胎移植轉(zhuǎn)移到受體的輸卵管或子宮角，可獲得轉(zhuǎn)基因牛。 答案　(1)化學合成　(2)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶　四環(huán)素抗性基因　(3)PCR　(4)A　胚胎移植 11.將蘇云金桿菌Bt蛋白的基因?qū)朊藁毎校色@得抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉，其過程如下圖所示(注：農(nóng)桿菌

31、中Ti質(zhì)粒上只有T－DNA片段能轉(zhuǎn)移到植物細胞中)。 (1)過程①需用同種________酶對含Bt基因的DNA和Ti質(zhì)粒進行酶切。為將過程②獲得的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌篩選出來，應使用________培養(yǎng)基。 (2)過程③中將棉花細胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng)，旨在讓________進入棉花細胞；除盡農(nóng)桿菌后，還須轉(zhuǎn)接到含卡那霉素的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，目的是___________________________________________________________。 (3)若過程④僅獲得大量的根，則應在培養(yǎng)基中增加________以獲得芽；部分接種在無激素培養(yǎng)基上的芽也能長根，原因

32、是_________________________。 (4)檢驗轉(zhuǎn)基因棉的抗蟲性狀，常用方法是________。種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能減少________的使用，以減輕環(huán)境污染。 解析　(1)過程①需用同種限制性核酸內(nèi)切酶對含Bt基因的DNA和Ti質(zhì)粒進行酶切。為將過程②獲得的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌篩選出來，應使用選擇培養(yǎng)基。 (2)過程③中將棉花細胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng)，旨在讓重組質(zhì)粒中的T－DNA進入棉花細胞；除盡農(nóng)桿菌后，還須轉(zhuǎn)接到含卡那霉素的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，目的是篩選出含目的基因的受體細胞。(3)若過程④僅獲得大量的根，則應在培養(yǎng)基中增加細胞分裂素濃度以獲得芽；部分接種在無激素培養(yǎng)

33、基上的芽也能長根，原因是芽頂端合成的生長素向基部運輸，促進根的分化。(4)檢驗轉(zhuǎn)基因棉的抗蟲性狀，常用方法是投放棉鈴蟲，觀察其生存情況。種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能減少農(nóng)藥的使用，以減輕環(huán)境污染。 答案　(1)限制性核酸內(nèi)切　選擇　(2)T－DNA　篩選獲得T－DNA片段的植物細胞　(3)細胞分裂素濃度　芽頂端合成的生長素向基部運輸，促進根的分化　 (4)投放棉鈴蟲　農(nóng)藥 12.(2017·金麗衢十二校　節(jié)選)下表中列出了幾種限制性核酸內(nèi)切酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中箭頭表示相關限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點。請回答下列問題： 限制性核酸內(nèi)切酶 BamHⅠ BclⅠ Sau3AⅠ H

34、indⅢ 識別序列及切割位點 G↓GATCC CCTAG↑G T↓GATCA ACTAG↑T ↓GATC CTAG↑ A↓AGCTT TTCGA↑A 圖1　　　　　　　　　　圖2 (1)用圖中質(zhì)粒和目的基因構建重組質(zhì)粒，應選用________兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過________酶作用后獲得重組質(zhì)粒。 (2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應在篩選平板培養(yǎng)基中添加________。 (3)若BamHⅠ酶切的DNA末端與BclⅠ酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為________，對于該部位，這兩種酶________(填“

35、都能”“都不能”或“只有一種能”)切開。 (4)若用Sau3AⅠ切割質(zhì)粒，最多可能獲得________種大小不同的DNA片段。 (5)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自于________。 解析　(1)在構建重組質(zhì)粒時，需用限制性核酸內(nèi)切酶切割質(zhì)粒和目的基因，為提高重組效率使用兩種限制性核酸內(nèi)切酶，使質(zhì)粒和目的基因兩端產(chǎn)生不同的粘性末端，從而防止自身環(huán)化和倒接。選擇BclⅠ和HindⅢ兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過DNA連接酶作用后獲得重組質(zhì)粒。Sau3AⅠ和BamHⅠ可以產(chǎn)生與BclⅠ相同的粘性末端，而且BamHⅠ在質(zhì)粒的

36、四環(huán)素抗性基因和氨芐青霉素抗性基因都有酶切點，使用BamHⅠ酶切后質(zhì)粒將被破壞，所以上述兩種酶不能用。(2)當選擇BclⅠ和HindⅢ兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割質(zhì)粒后，氨芐青霉素抗性基因被破壞，而四環(huán)素抗性基因完整可作為標記基因，為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素，這樣導入質(zhì)粒或重組質(zhì)粒的大腸桿菌可以生長，其余不能生長。(3)用BamHⅠ酶切的DNA末端為，而BclⅠ酶切的DNA末端為，若將兩者連接，則重新連接部位的6個堿基對序列為，若旋轉(zhuǎn)180°就是。而對重新連接部位用BamHⅠ酶和BclⅠ酶都不能識別，也不能切開。(4)仔細觀察表中Sau3AⅠ與其他酶的識別序列和酶切位點，可以發(fā)現(xiàn)Sau3AⅠ能切開BamHⅠ和BclⅠ的識別序列，這樣用Sau3AⅠ切圖1質(zhì)粒，就有3個不同切點，如圖，若3個切點同時切開會出現(xiàn)①②③3個片段，但Sau3AⅠ切割圖1質(zhì)粒時，可能一次切開1個切點，也可能一次切開2個切點，還可能一次切開3個，這樣就可能出現(xiàn)①、②、③、①＋③、①＋②、②＋③、①＋②＋③等7種大小不同的DNA片段。(5)噬菌體作為載體，當其導入受體細胞后，其DNA復制所需的原料來自于受體細胞。 答案　(1)BclⅠ和HindⅢ　DNA連接　(2)四環(huán)素 (3)　都不能　(4)7　(5)受體細胞 15