江蘇專用2022版高考生物一輪復(fù)習(xí)選擇性必修課程第3講基因工程學(xué)案

江蘇專用2022版高考生物一輪復(fù)習(xí)選擇性必修課程第3講基因工程學(xué)案江蘇專用2022版高考生物一輪復(fù)習(xí)選擇性必修課程第3講基因工程學(xué)案PAGE50-江蘇專用2022版高考生物一輪復(fù)習(xí)選擇性必修課程第3講基因工程學(xué)案第3講基因工程課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1．概述基因工程是在遺傳學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展而來的2．闡明DNA重組技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要利用限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和載體三種基本工具3．闡明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞和目的基因及其表達(dá)產(chǎn)物的檢測鑒定等步驟4．舉例說明基因工程在農(nóng)牧、食品及醫(yī)藥等行業(yè)的廣泛應(yīng)用改善了人類的生活品質(zhì)5．概述人們根據(jù)基因工程原理，進(jìn)行蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)和改造，可以獲得性狀和功能更符合人類需求的蛋白質(zhì)6．舉例說明依據(jù)人類需要對(duì)原蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過程7．實(shí)驗(yàn):DNA的提取和鑒定1．基因的結(jié)構(gòu)與功能（生命觀念）2．基因工程的操作流程圖及蛋白質(zhì)的流程圖等（科學(xué)思維）3．基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程(科學(xué)探究）4．正確看待轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全問題（社會(huì)責(zé)任）考點(diǎn)一基因工程的基本工具及基本程序1．基因工程的概念（1）概念：按照人們的愿望，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性,從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。(2)優(yōu)點(diǎn)①與雜交育種相比：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。②與誘變育種相比：定向改造生物的遺傳性狀.2．基因工程的基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶)。①來源：主要來自原核生物。②特點(diǎn)：具有專一性，表現(xiàn)在兩個(gè)方面：識(shí)別-—雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列。切割——特定核苷酸序列中的特定位點(diǎn).③作用:斷裂特定的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。④作用結(jié)果(2)DNA連接酶種類E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源大腸桿菌T4噬菌體特點(diǎn)縫合黏性末端縫合黏性末端和平末端作用縫合雙鏈DNA片段，恢復(fù)兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵(3）載體①種類:質(zhì)粒、λ噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。②質(zhì)粒的特點(diǎn)eq\b\lc\｛\rc\（\a\vs4\al\co1(能自我復(fù)制，有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn),有特殊的標(biāo)記基因))③運(yùn)載體的作用：攜帶外源DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞.3．基因工程的基本操作程序(1）目的基因的獲?、購幕蛭膸熘蝎@?、谌斯ず铣蒭q\b\lc\{\rc\（\a\vs4\al\co1(利用mRNA反轉(zhuǎn)錄合成，通過DNA合成儀用化學(xué)方法人工合成））③利用PCR技術(shù)擴(kuò)增(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心①目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。②基因表達(dá)載體的組成(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞①轉(zhuǎn)化含義：目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)遺傳和表達(dá)的過程。②轉(zhuǎn)化方法生物類型植物動(dòng)物微生物受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵大腸桿菌或酵母菌等常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法顯微注射法感受態(tài)細(xì)胞法（4)目的基因的檢測與鑒定方法檢測或鑒定目的水平DNA分子雜交技術(shù)檢測目的基因的有無分子水平分子雜交技術(shù)目的基因是否轉(zhuǎn)錄抗原—抗體雜交目的基因是否翻譯抗蟲或抗病接種實(shí)驗(yàn)是否具有抗蟲抗病特性個(gè)體水平4．PCR技術(shù)（1）原理：DNA復(fù)制。（2）前提:已知目的基因的一段核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物。（3)條件：DNA模板、引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶和4種脫氧核苷酸。（4)擴(kuò)增過程過程說明圖解變性溫度上升到90～95℃左右，雙鏈DNA解鏈為單鏈復(fù)性溫度下降到55～60℃左右，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合延伸溫度上升到70～75℃左右，Taq酶從引物起始合成互補(bǔ)鏈，可使新鏈由5′端向3′端延伸(5)結(jié)果：上述三步反應(yīng)完成后，一個(gè)DNA分子就變成了兩個(gè)DNA分子,隨著重復(fù)次數(shù)的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反應(yīng)過程都是在PCR擴(kuò)增儀中完成的。1．限制酶的選擇方法圖甲圖乙根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點(diǎn)確定限制酶的種類。(1）應(yīng)選擇切點(diǎn)位于目的基因兩端的限制酶，如圖甲可選擇PstⅠ。（2）不能選擇切點(diǎn)位于目的基因內(nèi)部的限制酶，如圖甲不能選擇SmaⅠ。（3)為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇用PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶(但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點(diǎn)）.2．基因表達(dá)載體中啟動(dòng)子、終止子的來源（1）如果目的基因是從自然界中已有的物種中分離出來的,目的基因中已含有啟動(dòng)子、終止子，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),不需要在質(zhì)粒上接上特定的啟動(dòng)子、終止子。（2)如果目的基因是通過人工方法合成的,或通過cDNA文庫獲得的,則目的基因是不含啟動(dòng)子和終止子的。因此，在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要在與質(zhì)粒結(jié)合之前，在目的基因的前后端接上特定的啟動(dòng)子、終止子。3．受體細(xì)胞的選擇受體細(xì)胞常用植物受精卵或體細(xì)胞（經(jīng)組織培養(yǎng)）、動(dòng)物受精卵（一般不用體細(xì)胞)、微生物(大腸桿菌、酵母菌）等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰島素則必須用真核生物酵母菌(需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、分泌)；一般不用支原體，原因是它營寄生生活；一定不能用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，原因是它無細(xì)胞核，也沒有核糖體等細(xì)胞器，不能合成蛋白質(zhì)。1．用基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗時(shí)，若選用細(xì)菌為受體細(xì)胞，則不能得到引起免疫反應(yīng)的基因表達(dá)產(chǎn)物,分析其原因。提示：大腸桿菌為原核生物，沒有真核生物所具有的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等結(jié)構(gòu)，無法對(duì)核糖體合成的肽鏈進(jìn)行加工。2．用箭頭及簡要的文字簡述基因組文庫和部分基因文庫構(gòu)建過程.提示：基因組文庫的構(gòu)建過程:某種生物全部DNAeq\o（→，\s\up8（限制酶)）許多DNA片段eq\o(→,\s\up8（分別與載體)，\s\do6(連接導(dǎo)入））受體菌群體。部分基因文庫的構(gòu)建過程:某種生物發(fā)育的某個(gè)時(shí)期的mRNAeq\o(→,\s\up8(反轉(zhuǎn)錄)）cDNAeq\o（→，\s\up8(與載體),\s\do6(連接導(dǎo)入))受體菌群體。3．現(xiàn)有一長度為1000堿基對(duì)（bp）的DNA分子,用限制酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1000bp；用KpnⅠ單獨(dú)酶切，得到400bp和600bp兩種長度的DNA分子片段；用EcoRⅠ、KpnⅠ同時(shí)酶切后得到200bp和600bp兩種長度的DNA分子片段。嘗試?yán)L出該DNA分子的酶切圖譜。提示：考查基因工程的工具1．(多選)用XhoⅠ和SalⅠ兩種限制性核酸內(nèi)切酶分別處理同一DNA片段，酶切位點(diǎn)及酶切產(chǎn)物分離結(jié)果如圖。以下敘述正確的是(）A．圖中兩種酶識(shí)別的核苷酸序列不同B．圖中酶切產(chǎn)物可用于構(gòu)建重組DNAC．泳道①中是用SalⅠ處理得到的酶切產(chǎn)物D．圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNAABC［限制酶識(shí)別特定的脫氧核苷酸序列，不同的限制酶能識(shí)別不同的核苷酸序列，由電泳圖可知XhoⅠ和SalⅠ兩種酶分別切割時(shí)，識(shí)別的序列不同，A正確；同種限制酶切割出的DNA片段,具有相同的黏性末端，再用DNA連接酶進(jìn)行連接，可以構(gòu)成重組DNA，B正確；SalⅠ將DNA片段切成4段，XhoⅠ將DNA片段切成3段，根據(jù)電泳結(jié)果可知泳道①為SalⅠ，泳道②為XhoⅠ，C正確；限制酶切割雙鏈DNA,酶切后的DNA片段仍然是雙鏈DNA,D錯(cuò)誤。］2．（2020·山東省高三二模)大腸桿菌β.半乳糖苷酶(Z酶)可催化底物（X。gal）水解產(chǎn)生藍(lán)色物質(zhì)。在pUC18質(zhì)粒中，lacZ′編碼Z酶氨基端的一個(gè)片段（稱為α-肽)，該質(zhì)粒結(jié)構(gòu)及限制酶識(shí)別位點(diǎn)如圖甲所示。已知α。肽、缺失α。肽的Z酶片段單獨(dú)存在時(shí)均無Z酶活性，共同存在時(shí)就會(huì)表現(xiàn)出Z酶活性。利用圖乙中的DNA片段與pUC18質(zhì)粒進(jìn)行基因工程操作。甲乙(1)限制酶能催化雙鏈DNA分子中____________（填化學(xué)鍵名稱)的斷裂.本實(shí)驗(yàn)可使用限制酶________處理pUC18質(zhì)粒和圖乙中的DNA片段，再通過DNA連接酶連接,獲得含目的基因的重組質(zhì)粒。（2）用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，然后將大腸桿菌接種到含氨芐青霉素的固體培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，由于未發(fā)生轉(zhuǎn)化的大腸桿菌沒有該質(zhì)粒，因而不具有________，在該培養(yǎng)基上不能生長。從功能上劃分,該培養(yǎng)基屬于________培養(yǎng)基。(3)當(dāng)上述培養(yǎng)基中含有X-gal時(shí)，生長出的菌落有藍(lán)色和白色兩種類型，其中含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌的菌落顏色為________,這是因?yàn)開_____________________________________________________________________________________________________________________.為保證能通過菌落顏色辨別出含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌，本實(shí)驗(yàn)作為受體細(xì)胞的大腸桿菌中Z酶基因應(yīng)滿足的條件是_____________________________________________________________________________________________________________。[解析]（1）限制酶能催化雙鏈DNA分子中磷酸二酯鍵的斷裂，將DNA降解。從圖中可知，酶HindIII可破壞目的基因，而質(zhì)粒和目的基因兩側(cè)都有酶SalI識(shí)別位點(diǎn)，因此本實(shí)驗(yàn)可使用限制酶SalI處理pUC18質(zhì)粒和圖乙中的DNA片段。(2）重組質(zhì)粒上有氨芐青霉素抗性基因，由于未發(fā)生轉(zhuǎn)化的大腸桿菌沒有該質(zhì)粒，因而不具有氨芐青霉素抗性，在含氨芐青霉素培養(yǎng)基上不能生長。從功能上劃分,該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基,選擇了含重組質(zhì)粒的大腸桿菌。(3）從圖中可知,重組質(zhì)粒是用酶SalI分別處理過的質(zhì)粒和目的基因片段形成的,重組質(zhì)粒的lacZ′基因被破壞,不能合成β。半乳糖苷酶(Z酶)，不能催化底物（X。gal）水解產(chǎn)生藍(lán)色物質(zhì),故呈菌落白色。已知α-肽、缺失α。肽的Z酶片段單獨(dú)存在時(shí)均無Z酶活性，共同存在時(shí)就會(huì)表現(xiàn)出Z酶活性，為保證能通過菌落顏色辨別出含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌,本實(shí)驗(yàn)作為受體細(xì)胞的大腸桿菌中Z酶基因應(yīng)滿足的條件是編碼α-肽的DNA序列缺失，其他序列正常.[答案］（1)磷酸二酯鍵SalⅠ（2)氨芐青霉素抗性選擇（3）白色目的基因與質(zhì)粒連接后使lacZ′被破壞，不能合成α-肽編碼α-肽的DNA序列缺失，其他序列正?？疾榛蚬こ痰牟僮鞒绦?．（2020·湖北省高三一模)新型肺炎的病原體-—新冠病毒，結(jié)構(gòu)如圖所示(棘突、脂質(zhì)膜、包膜成分都是含有蛋白質(zhì)，它們分別是由病毒RNA的基因S、M、E的指導(dǎo)合成)。根據(jù)相關(guān)知識(shí)回答下列問題：(1)新冠病毒侵染過程中，棘突首先與細(xì)胞膜上受體結(jié)合，可能作為病毒的疫苗。如果利用基因工程研制新冠病毒疫苗，第一步是得到基因S,以用于后續(xù)操作，請(qǐng)簡述獲取S基因過程____________________.基因工程的核心步驟是______________，完成該步驟所需要的酶有____________。理論上,目的基因S應(yīng)該導(dǎo)入________細(xì)胞中讓其表達(dá)，以得到合適的產(chǎn)物.（2)制備出來的“產(chǎn)品"必須具備_______、______________才能作為疫苗來使用。(3)檢測新型肺炎的一般策略是檢測疑似病例是否攜帶新冠病毒。新冠病毒主要由核酸和蛋白質(zhì)構(gòu)成，如果檢測核酸，一般的方法是________；如果檢測其特異性蛋白，方法是____________。[解析]（1)由于新冠病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，故應(yīng)提取病毒的RNA，逆轉(zhuǎn)錄成對(duì)應(yīng)DNA后，PCR技術(shù)擴(kuò)增得到基因S（或?qū)Σ《净騍測序，然后人工合成基因S）。基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，完成該步驟所需要的酶有限制酶和DNA連接酶。理論上目的基因S應(yīng)該導(dǎo)入受體細(xì)胞如哺乳動(dòng)物（或大腸桿菌、哺乳動(dòng)物）中讓其表達(dá)，才能得到合適的蛋白質(zhì)產(chǎn)物。(2）制備出來的“產(chǎn)品”不能對(duì)接受疫苗的生物有害，還應(yīng)使其產(chǎn)生抗體，必須具備沒有傳染性和致病性(或沒有“毒性”）、能引起對(duì)新冠病毒的特異性免疫才能作為疫苗來使用。（3)檢測新型肺炎的一般策略是檢測疑似病例是否攜帶新冠病毒，新冠病毒主要由核酸和蛋白質(zhì)構(gòu)成，如果檢測其核酸RNA，RNA可由DNA轉(zhuǎn)錄而來，一般用探針法(或PCR法)；如果檢測其表達(dá)的特異性蛋白,方法是抗原—抗體雜交。[答案]（1)提取病毒的RNA，逆轉(zhuǎn)錄成對(duì)應(yīng)DNA后,PCR技術(shù)擴(kuò)增得到基因S(或?qū)Σ《净騍測序,然后人工合成基因S）基因表達(dá)載體的構(gòu)建限制酶和DNA連接酶哺乳動(dòng)物(或大腸桿菌、哺乳動(dòng)物）(2）沒有傳染性和致病性（或沒有毒性）能引起對(duì)新冠病毒的特異性免疫（3)探針法（或PCR法)抗原—抗體雜交4．真核生物基因中通常含內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有,原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)綠色木霉合成并分泌的環(huán)氧化水解酶可降解黃曲霉素B1。現(xiàn)有含綠色木霉的菌液,為獲得環(huán)氧化水解酶，研究小組進(jìn)行以下兩種嘗試：（1)方法一①從含有綠色木霉的菌液中提取細(xì)胞的mRNA,在________酶的催化下,合成cDNA。②以cDNA為模板，通過________技術(shù)大量擴(kuò)增，獲得目的基因.③構(gòu)建目的基因表達(dá)載體，導(dǎo)入大腸桿菌的體內(nèi)。④目的基因在大腸桿菌體內(nèi)正常轉(zhuǎn)錄,但是翻譯產(chǎn)生的環(huán)氧化水解酶沒有生物活性，需做進(jìn)一步的處理加工，原因在于______________________________________________________________________________________________。(2)方法二①提取綠色木霉的全部DNA，選用適當(dāng)?shù)腳_______酶處理后,會(huì)獲得一些小的DNA片段。②選擇一些合適的載體與獲取的DNA片段構(gòu)建基因表達(dá)載體。與從cDNA文庫中獲取目的基因構(gòu)建表達(dá)載體所用載體相比，該載體組成不需要添加__________________成分。③載體和這些DNA片段連接起來，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存。④從這些受體菌的群體中篩選出含有目的基因的受體菌，分離出目的基因，將該目的基因和載體結(jié)合，通過________法導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)。⑤該目的基因在大腸桿菌的體內(nèi)正常轉(zhuǎn)錄，但其不能進(jìn)行翻譯，原因在于_______________________________________________________________。［解析]（1）以mRNA合成cDNA的過程為逆轉(zhuǎn)錄。以已知的cDNA為模板擴(kuò)增目的基因的過程稱為PCR技術(shù)。綠色木霉為真核生物，合成并分泌的環(huán)氧化水解酶為分泌蛋白，而大腸桿菌為原核生物，細(xì)胞內(nèi)無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，因此在其體內(nèi)翻譯產(chǎn)生的環(huán)氧化水解酶沒有生物活性.(2)由提取綠色木霉的全部DNA獲取一些小的DNA片段需要用限制酶進(jìn)行處理。從cDNA文庫中獲取目的基因中無啟動(dòng)子和終止子。將該目的基因?qū)氪竽c桿菌的方法為轉(zhuǎn)化法。從基因組文庫里分離出的該目的基因在大腸桿菌的體內(nèi)正常轉(zhuǎn)錄，但其不能進(jìn)行翻譯,原因在于目的基因中存在內(nèi)含子。[答案］（1）①逆轉(zhuǎn)錄②PCR④環(huán)氧化水解酶是分泌蛋白,需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體加工（2）①限制②啟動(dòng)子、終止子④轉(zhuǎn)化⑤目的基因中存在內(nèi)含子考點(diǎn)二基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)工程1．植物基因工程（1)培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物:用于殺蟲的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制劑基因、淀粉酶抑制劑基因、植物凝集素基因等。(2)抗病轉(zhuǎn)基因植物：使用最多的是病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶基因.（3）抗逆轉(zhuǎn)基因植物：抗逆基因有抗旱基因、抗除草劑基因等。(4)利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)：如提高玉米中某種氨基酸含量、延長番茄儲(chǔ)存時(shí)間、培育新花色的矮牽牛等。2．動(dòng)物基因工程(1）提高動(dòng)物生長速度：將外源生長激素基因轉(zhuǎn)入動(dòng)物體內(nèi)，可以提高生長速度.（2)用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì):將腸乳糖酶基因?qū)肽膛；蚪M，可以使轉(zhuǎn)基因牛分泌的乳汁中乳糖的含量大大減低。（3）用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物：將藥用蛋白基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，培育乳腺生物反應(yīng)器。（4）用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體.3．基因工程藥品(1）受體細(xì)胞：多為原核細(xì)胞.原因是其繁殖快、多為單細(xì)胞，遺傳物質(zhì)相對(duì)較少。(2)方式：利用基因工程培育“工程菌”來生產(chǎn)藥品。(3）成果：利用“工程菌”可生產(chǎn)細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。4．基因治療(1)概念:把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，達(dá)到治療疾病的目的。（2）類型：體外基因治療和體內(nèi)基因治療.（3）實(shí)質(zhì)：正?；虻谋磉_(dá)掩蓋病變基因的表達(dá),達(dá)到治療疾病的目的。(4)成果：將腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入患者的淋巴細(xì)胞中，治療復(fù)合型免疫缺陷癥.5．蛋白質(zhì)工程（1)概念以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。(2）流程圖寫出流程圖中字母代表的含義:A．轉(zhuǎn)錄,B.翻譯，C。分子設(shè)計(jì),D。多肽鏈，E。預(yù)期功能。(3)蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較①區(qū)別項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列獲取目的基因→基因表達(dá)載體的構(gòu)建→將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞→目的基因的檢測與鑒定實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性,以獲得人類所需的生物類型和生物產(chǎn)品結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)②聯(lián)系a．蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程。b．基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質(zhì)工程進(jìn)行修飾、改造。1．基因工程技術(shù)已成功應(yīng)用于人類生產(chǎn)生活中的諸多方面，請(qǐng)從植物育種或人類疾病預(yù)防與治療方面舉一實(shí)例,并說明制備該轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的基本技術(shù)流程。（限100字以內(nèi))提示:實(shí)例一:轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。從細(xì)菌中克隆Bt蛋白基因，構(gòu)建重組載體，導(dǎo)入棉花細(xì)胞后進(jìn)行組織培養(yǎng)，經(jīng)過對(duì)再生植株中目的基因的檢測，獲得轉(zhuǎn)基因棉花。實(shí)例二:基因工程胰島素.克隆人的胰島素基因，構(gòu)建重組載體，轉(zhuǎn)入大腸桿菌后，檢查目的基因，篩選高產(chǎn)菌株并進(jìn)行培養(yǎng)，生產(chǎn)胰島素。2．通過對(duì)Bt蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)圖及氨基酸序列進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)若將該蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中一段由14個(gè)氨基酸組成的螺旋結(jié)構(gòu)缺失，結(jié)構(gòu)變化后的Bt蛋白質(zhì)能使棉鈴蟲具有更高的致死率。若要根據(jù)蛋白質(zhì)工程的原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)Bt蛋白進(jìn)行改造,以提高其致死率，寫出其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。提示:參照密碼子表，找到合成該14個(gè)氨基酸的堿基對(duì)序列所在的基因位置，將這些堿基對(duì)序列進(jìn)行缺失處理?？疾榛蚬こ痰膽?yīng)用1．膠原蛋白廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、化妝品、化工原料等領(lǐng)域,科研人員開展利用家蠶生產(chǎn)人膠原蛋白的研究。請(qǐng)回答下列問題:(1)家蠶核型多角體病毒（BmNPV)專性寄生于鱗翅目昆蟲,將人膠原蛋白基因與________重組后，構(gòu)建______________。體外克隆目的基因的方法是_________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）BmNPV的p10基因是極強(qiáng)的啟動(dòng)子，將目的基因連接在p10基因的下游，目的是_______________________。目的基因與p10基因連接時(shí),斷裂與連接的化學(xué)鍵都是____________.(3)重組BmNPV感染家蠶幼蟲后,在幼蟲淋巴液中提取蛋白質(zhì)，用____________的方法檢測目的基因是否成功表達(dá)。相比于大腸桿菌,選擇家蠶作為人膠原蛋白的生物反應(yīng)器，其優(yōu)點(diǎn)是___________________________________________________________________________。[解析]（1)因?yàn)锽mNPV專性寄生于鱗翅目昆蟲，故將目的基因與BmNPV基因重組，構(gòu)建基因表達(dá)載體,更有利于將目的基因?qū)爰倚Q細(xì)胞。PCR是指在體外復(fù)制特定DNA片段,可在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因。（2)啟動(dòng)子位于基因的首端,它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄。將目的基因與運(yùn)載體連接時(shí),限制酶和DNA連接酶作用的都是兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(3）檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，可用抗原－抗體雜交的方法。大腸桿菌為原核細(xì)胞,家蠶為真核生物，家蠶細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體會(huì)對(duì)人膠原蛋白進(jìn)行加工,與人體內(nèi)表達(dá)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能更相似.［答案](1)BmNPV基因基因表達(dá)載體PCR技術(shù)(2）使目的基因在p10基因的驅(qū)動(dòng)下高效表達(dá)磷酸二酯鍵（3）抗原－抗體雜交家蠶細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體會(huì)對(duì)人膠原蛋白進(jìn)行加工,使表達(dá)的膠原蛋白與人的膠原蛋白的結(jié)構(gòu)和功能相似2．(2020·臨沂市高三二模)Cre/loxP重組酶系統(tǒng)是對(duì)轉(zhuǎn)基因受體細(xì)胞DNA上的特定序列進(jìn)行定點(diǎn)切割和重新連接，從而在基因或染色體水平上對(duì)生物基因進(jìn)行遺傳改造的一種技術(shù)。其原理是重組酶Cre能識(shí)別loxP位點(diǎn)(特定的DNA序列)，并使loxP位點(diǎn)間的基因序列被重組或刪除.受此啟發(fā),科學(xué)家在檢測抗蟲基因成功導(dǎo)入煙草細(xì)胞后,嘗試用Cre/loxP重組酶系統(tǒng)刪除轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞內(nèi)的抗除草劑基因，其技術(shù)過程如圖2(其中■表示啟動(dòng)子）。圖1圖2(1)通過基因改造獲得抗蟲煙草過程中,為大量獲得抗蟲基因，可選擇圖1中引物________（用圖中羅馬數(shù)字表示）組合進(jìn)行PCR擴(kuò)增；擴(kuò)增時(shí),為確保抗蟲基因和表達(dá)載體充分連接，常在基因上、下游引物的________端添加不同的限制酶切位點(diǎn)，其目的是____。（2)loxP是一種含34個(gè)堿基對(duì)的小型DNA片段，由一個(gè)不對(duì)稱的間隔區(qū)和兩個(gè)反向重復(fù)序列組成。Cre酶能特異性地識(shí)別反向重復(fù)序列并于特定位置切開磷酸二酯鍵,類似于基因工程中的________酶，從遺傳學(xué)角度分析,Cre酶改變質(zhì)粒的原理是___________________________________________________________________________________________________。（3）通常用________法把攜帶抗蟲基因的重組質(zhì)粒甲導(dǎo)入煙草細(xì)胞，經(jīng)檢測導(dǎo)入成功后，抗除草劑基因即失去用途，繼續(xù)留在煙草體內(nèi)可能會(huì)引發(fā)的生物環(huán)境安全問題是_____________________。(4)經(jīng)Cre酶處理后，質(zhì)粒中的兩個(gè)loxP序列分別被切開，得到圖2右側(cè)的兩個(gè)環(huán)狀DNA分子。由于____________，抗除草劑基因不再表達(dá)，之后會(huì)在培養(yǎng)過程中消失。［解析](1)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因過程中，引物與模板鏈的3′端結(jié)合,子鏈從5′端開始延伸，故要擴(kuò)增抗蟲基因應(yīng)選擇圖1中引物Ⅱ、Ⅲ；為保證抗蟲基因和表達(dá)載體的充分連接,PCR擴(kuò)增時(shí)，應(yīng)在基因上、下游引物的5′端分別添加相應(yīng)的酶切位點(diǎn)，且常在兩條引物上設(shè)計(jì)加入不同的限制酶酶切位點(diǎn)，主要目的是使DNA片段能定向插入表達(dá)載體,減少自連.(2)Cre酶能特異性地識(shí)別反向重復(fù)序列并在特定位置切開磷酸二酯鍵，其功能類似于基因工程中的限制酶(限制性核酸內(nèi)切酶)；從遺傳學(xué)角度分析，Cre酶改變質(zhì)粒相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了基因間的重組，原理是基因重組。(3)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入植物細(xì)胞的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;抗除草劑基因?qū)儆谕庠椿?，若繼續(xù)留在煙草體內(nèi)可能會(huì)轉(zhuǎn)移到雜草中，造成基因污染。(4）啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終合成所需蛋白質(zhì)。據(jù)圖可知,質(zhì)粒乙的抗除草劑基因前沒有啟動(dòng)子(其中■表示啟動(dòng)子),故抗除草劑基因不再表達(dá),之后會(huì)在培養(yǎng)過程中消失.［答案］（1）Ⅱ、Ⅲ5′減少DNA自連，使抗蟲基因能定向插入表達(dá)載體(2）限制基因重組(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化抗除草劑基因可能會(huì)轉(zhuǎn)移到雜草中，造成基因污染(4)質(zhì)粒乙的抗除草劑基因前沒有啟動(dòng)子考查蛋白質(zhì)工程及應(yīng)用3．（2019·海南高考)人的T細(xì)胞可以產(chǎn)生某種具有臨床價(jià)值的蛋白質(zhì)（Y），該蛋白質(zhì)由一條多肽鏈組成。目前可以利用現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)Y.回答下列問題.（1)若要獲得Y的基因，可從人的T細(xì)胞中提取________作為模板，在________催化下合成cDNA，再利用______________技術(shù)在體外擴(kuò)增獲得大量Y的基因.（2）將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。若將上述所得Y的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的__________________中，得到含目的基因的重組Ti質(zhì)粒，則可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將該基因?qū)肽撤N植物的葉肉細(xì)胞中。若該葉肉細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了能穩(wěn)定表達(dá)Y的愈傷組織,則說明Y的基因已經(jīng)_______________。（3）天然的Y通常需要在低溫條件下保存。假設(shè)將Y的第6位氨基酸甲改變?yōu)榘被嵋铱商岣咂錈岱€(wěn)定性，若要根據(jù)蛋白質(zhì)工程的原理對(duì)Y進(jìn)行改造以提高其熱穩(wěn)定性，具體思路是______________________________________________________________________________________________________________。［解析](1）由于人的T細(xì)胞可以產(chǎn)生蛋白質(zhì)Y，要獲得Y的基因，可從人的T細(xì)胞中提取mRNA作為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下，利用四種游離的脫氧核苷酸合成cDNA，再利用PCR技術(shù)(體外擴(kuò)增DNA的技術(shù)）在體外擴(kuò)增獲得大量Y的基因.(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中，T。DNA可以攜帶目的基因轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，故需要Y的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T。DNA中，得到含目的基因的重組Ti質(zhì)粒，把含目的基因的重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入到農(nóng)桿菌中，再讓含目的基因的農(nóng)桿菌侵染植物的葉肉細(xì)胞。若該葉肉細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了能穩(wěn)定表達(dá)Y的愈傷組織，則說明Y的基因已經(jīng)整合到葉肉細(xì)胞染色體DNA上。（3）蛋白質(zhì)工程需要從預(yù)期的蛋白質(zhì)的功能出發(fā)，設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推出相應(yīng)的氨基酸序列，找到相應(yīng)的脫氧核苷酸序列,故對(duì)Y進(jìn)行改造以提高其熱穩(wěn)定性，需要找到第6位氨基酸中的堿基所在的基因位置，參照密碼子表,將第6位氨基酸甲的堿基替換為氨基酸乙的堿基。［答案］(1）mRNA逆轉(zhuǎn)錄酶PCR（2）T.DNA整合到葉肉細(xì)胞染色體DNA上(3）找到第6位氨基酸中的堿基所在的基因位置，參照密碼子表，將第6位氨基酸甲的堿基替換為氨基酸乙的堿基考點(diǎn)三DNA的粗提取與鑒定1．基本原理(1）DNA的粗提?。豪肈NA與RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)方面的差異，提取DNA,去除其他成分。(2）DNA與蛋白質(zhì)在物理、化學(xué)性質(zhì)方面的差異比較項(xiàng)目DNA蛋白質(zhì)溶解性2mol/LNaCl溶液中溶解析出0.14mol/LNaCl溶液中析出溶解酒精溶液中析出溶解耐受性蛋白酶無影響水解高溫80℃不能忍受60～80℃（3）DNA的鑒定：DNA＋二苯胺eq\o(→,\s\up8（沸水浴))藍(lán)色。2．實(shí)驗(yàn)流程明確實(shí)驗(yàn)中三種重復(fù)操作的目的和作用1．加2次蒸餾水（1)加到雞血細(xì)胞液中，使血細(xì)胞吸水漲破。（2)加到含DNA的2mol/L的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度下降到0.14mol/L,使DNA析出。2.用紗布過濾3次(1)過濾血細(xì)胞破裂液，得到含細(xì)胞核物質(zhì)的濾液。（2)濾取0.14mol/L的NaCl溶液中析出的DNA（黏稠物）。(3)過濾溶有DNA的2mol/L的NaCl溶液.3.用4次NaCl溶液(1)用2mol/L的NaCl溶液，過濾除去不溶的雜質(zhì)。（2)用0。14mol/L的NaCl溶液，析出DNA。（3）用2mol/L的NaCl溶液,溶解DNA。（4)用2mol/L的NaCl溶液，溶解絲狀物用于DNA的鑒定。如圖為某興趣小組開展“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)過程中的一些操作示意圖。ABCDE正確的操作順序是什么？說明理由.提示：C→B→E→D→A.DNA粗提取時(shí)，先用蒸餾水處理雞血細(xì)胞，使其吸水漲破，釋放DNA，然后過濾，去除雜質(zhì)，獲得濾液,接著加入2mol/L的NaCl,再加入蒸餾水，使其析出，將析出的DNA溶解于2mol/L的NaCl，最后加入95％的冷酒精，析出純凈的DNA，即正確的操作順序是C→B→E→D→A?？疾镈NA的粗提取與鑒定的原理及操作流程1．（多選)如圖是某同學(xué)進(jìn)行“DNA粗提取"的操作流程，相關(guān)敘述正確的是（）A．操作的原理是DNA和蛋白質(zhì)在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同B．第1次加蒸餾水的目的是使血細(xì)胞吸水破裂，第2次加蒸餾水的目的是使DNA析出C．第1次加2mol/LNaCl溶液的作用是促進(jìn)DNA和蛋白質(zhì)分離，使DNA游離并充分溶解D．第2次加2mol/LNaCl溶液過濾后,在濾液中加入熱乙醇的目的是溶解蛋白質(zhì)雜質(zhì)ABC[DNA在0．14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低，上面操作提取DNA的原理是DNA和蛋白質(zhì)在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同,A正確；實(shí)驗(yàn)中兩次加蒸餾水的目的不同，第一次的目的是為了使血細(xì)胞吸水破裂，第二次加蒸餾水是為了稀釋NaCl溶液使DNA析出，B正確;DNA粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)中三次加入NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)中有三次加NaCl溶液,第1次加NaCl溶液的目的是加速染色質(zhì)中DNA與蛋白質(zhì)分離，使DNA充分游離并溶解在NaCl溶液中，第2、3次加NaCl溶液都是促進(jìn)DNA溶解，C正確；第2次加2mol/LNaCl溶液過濾后,在濾液中加入冷乙醇的目的是溶解蛋白質(zhì)雜質(zhì)，D不正確。］2．如圖是某中學(xué)生物興趣小組進(jìn)行的DNA粗提取實(shí)驗(yàn)，其中SDS（一種表面活性劑)除了能瓦解細(xì)胞膜和核膜,還能與脂質(zhì)和蛋白質(zhì)結(jié)合。當(dāng)SDS遇到鉀離子時(shí)，鉀離子可以置換SDS中的鈉離子,產(chǎn)生不溶于水的PDS沉淀。請(qǐng)回答下列問題:（1）實(shí)驗(yàn)中，向剪碎的豬肝中加入食鹽的主要作用是________.將豬肝勻漿放入65℃水浴鍋中水浴10min以除去部分雜質(zhì)的主要實(shí)驗(yàn)原理是__________________________________________________________________________________________________________________。（2)方法一的步驟①中加入洗滌劑的作用是____________。方法三的步驟③中，離心后應(yīng)取________。（3）方法一、二獲得的絮狀物均帶黃色,從DNA在細(xì)胞中的存在形式分析,雜質(zhì)分子最可能是________，可用________試劑鑒定。（4)要比較三種方法獲得的絮狀物中DNA含量,請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)思路:____________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)DNA粗提取的原理主要有DNA分子在0．14mol/LNaCl溶液中溶解度最低而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)在此濃度中溶解度比較大；蛋白質(zhì)在高于60°C溶液中容易變性、沉淀,而DNA能耐受較高的溫度；DNA不溶于酒精,而蛋白質(zhì)等物質(zhì)可溶。(2）根據(jù)題意，SDS與鉀離子發(fā)生轉(zhuǎn)換反應(yīng)，產(chǎn)生PDS沉淀，因此可以通過沉淀、離心，去除實(shí)驗(yàn)中加入的SDS，在離心后取含有DNA的上清液。(3）DNA在真核細(xì)胞中主要存在于細(xì)胞核內(nèi)，與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體，因此，與DNA分子結(jié)合較牢的雜質(zhì)最主要的是蛋白質(zhì).蛋白質(zhì)可用雙縮脲試劑進(jìn)行鑒定.(4）由于DNA遇二苯胺在水浴加熱條件下發(fā)生反應(yīng)，出現(xiàn)藍(lán)色，并且藍(lán)色深淺與DNA含量呈正相關(guān),因此實(shí)驗(yàn)中可以通過將等量的三種絮狀物溶解，加二苯胺試劑并水浴加熱，比較藍(lán)色深淺，實(shí)現(xiàn)對(duì)三種絮狀物中DNA含量的比較.［答案］（1)溶解DNA蛋白質(zhì)在65℃高溫下會(huì)變性，而DNA能耐受這一溫度(2)瓦解細(xì)胞膜和核膜上清液（3)蛋白質(zhì)雙縮脲(4)分別取等量的三種絮狀物,并用等量的2mol/LNaCl溶液溶解;再向各試管中加入等量的二苯胺試劑并水浴加熱；比較三支試管中藍(lán)色的深淺考點(diǎn)四利用多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段1．PCR原理（1）DNA變性:在80～100℃的溫度范圍內(nèi)，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)（2)DNA復(fù)性：當(dāng)溫度緩慢降低后，兩條彼此分離的DNA鏈又會(huì)重新結(jié)合成雙鏈的過程。(3）DNA合成：DNA聚合酶從引物的3′端開始延伸DNA鏈，DNA的合成方向總是從子鏈的5′端向3′端延伸。2．PCR的反應(yīng)過程(1)循環(huán)次數(shù)：一般是30多次。（2)過程①變性：當(dāng)溫度上升到90℃以上時(shí),雙鏈DNA解聚為單鏈。②復(fù)性：溫度下降到50℃左右，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合。③延伸：溫度上升到72℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA鏈。(3）結(jié)果:DNA聚合酶只能特異地復(fù)制處于兩個(gè)引物之間的DNA序列，使這段固定長度的序列呈指數(shù)擴(kuò)增.3．PCR的實(shí)驗(yàn)步驟準(zhǔn)備:按照PCR反應(yīng)體系的配方將所需試劑擺放于實(shí)驗(yàn)桌上↓移液：用微量移液器按照配方在微量離心管中依次加入各組分↓混合:蓋嚴(yán)離心管口的蓋子，用手指輕輕彈擊管的側(cè)壁，使反應(yīng)液混合均勻↓離心：將微量離心管放在離心機(jī)上,離心約10s。目的是使反應(yīng)液集中在離心管底部↓反應(yīng)：將離心管放入PCR儀中,設(shè)置程序進(jìn)行反應(yīng)4．DNA含量的測定稀釋:取2μLPCR反應(yīng)液,加入98μL蒸餾水，即將樣品進(jìn)行50倍稀釋↓對(duì)照調(diào)零：以蒸餾水作為空白對(duì)照，在波長260nm處,將紫外分光光度計(jì)的讀數(shù)調(diào)節(jié)至零↓測定：取DNA稀釋液100μL至比色杯中，測定260nm處的光吸收值↓計(jì)算:DNA含量（μg/mL）＝50×(260nm的讀數(shù)）×稀釋倍數(shù)1．PCR過程與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制過程相比，主要的兩點(diǎn)不同是什么？提示：(1)PCR過程需要的引物是人工合成的單鏈DNA或RNA，長度通常為20～30個(gè)核苷酸。（2)PCR過程中，DNA解旋不依賴解旋酶，而是通過對(duì)反應(yīng)溫度的控制來實(shí)現(xiàn)的。2．PCR擴(kuò)增沒有達(dá)到預(yù)期數(shù)量，嘗試分析其可能的原因.(至少寫三點(diǎn))提示：DNA聚合酶活力不夠或其活性受到抑制,引物設(shè)計(jì)不合理，提取的模板質(zhì)量或數(shù)量不過關(guān)，PCR系統(tǒng)的建立不妥當(dāng)，循環(huán)次數(shù)不夠等?？疾镻CR技術(shù)的原理及過程等1．“X基因"是DNA分子上一個(gè)有遺傳效應(yīng)的片段，若要用PCR技術(shù)特異性地拷貝“X基因”，需在PCR反應(yīng)中加入兩種引物，兩種引物及其與模板鏈的結(jié)合位置如圖1所示。經(jīng)4輪循環(huán)后產(chǎn)物中有五種不同的DNA分子，如圖2所示，其中第⑤種DNA分子有幾個(gè)()圖1圖2A．2B．4C．6D．8D[該DNA復(fù)制4次共形成16個(gè)DNA分子，其中①②分別有1個(gè)，③④分別有3個(gè),⑤有8個(gè)。]2．(多選）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因,其原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制類似（如圖所示）。圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。下列敘述正確的是（）A．用PCR方法擴(kuò)增目的基因時(shí)不必知道基因的全部序列B．設(shè)計(jì)引物時(shí)需要避免引物之間形成堿基互補(bǔ)配對(duì)而造成引物自連C．退火溫度過高可能導(dǎo)致PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物D．第四輪循環(huán)產(chǎn)物中同時(shí)含有引物A和引物B的DNA片段所占的比例為15/16ABC［由圖可知,由原來的每條母鏈為模板合成的兩個(gè)新DNA分子中,只含有引物A或引物B，而以新合成的子鏈為模板合成新DNA分子時(shí)，兩種引物都含有，故第四輪循環(huán)共產(chǎn)生16個(gè)DNA分子，其中2分子DNA只含有1種引物，因此同時(shí)含有A和B引物的DNA分子是14個(gè)，占14/16，D錯(cuò)誤。］真題體驗(yàn)|感悟高考淬煉考能[新高考·選擇性考試示范]1．(多選）（2021·遼寧適應(yīng)性測試）菊花是一種雙子葉植物，易感桃蚜。桃蚜不但直接影響植物生長，還是多種植物病毒的傳播媒介。雪花蓮凝集素基因GNA的表達(dá)產(chǎn)物能有效抑制桃蚜生長。某科研團(tuán)隊(duì)運(yùn)用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得了轉(zhuǎn)GNA基因菊花。下列有關(guān)敘述正確的是(）A．受體細(xì)胞可以選擇菊花葉片細(xì)胞或桃蚜細(xì)胞B．將目的基因GNA插入到Ti質(zhì)粒的T。DNA上構(gòu)建表達(dá)載體C．菊花外植體產(chǎn)生的酚類化合物能吸引農(nóng)桿菌移向受體細(xì)胞D．應(yīng)用抗蟲接種實(shí)驗(yàn),檢測轉(zhuǎn)基因菊花對(duì)桃蚜的抗性及抗性的程度BCD［分析題意可知，科學(xué)家將目的基因?qū)肓司栈?xì)胞,故受體細(xì)胞可以選擇菊花葉片細(xì)胞，但不能選擇桃蚜細(xì)胞，A錯(cuò)誤;基因工程中構(gòu)建表達(dá)載體時(shí),由于T-DNA可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞內(nèi)，可以將目的基因GNA插入到Ti質(zhì)粒的T。DNA上，B正確;菊花外植體產(chǎn)生的酚類化合物能吸引農(nóng)桿菌移向受體細(xì)胞，有利于目的基因成功導(dǎo)入,C正確;已知雪花蓮凝集素基因GNA的表達(dá)產(chǎn)物能有效抑制桃蚜生長，故應(yīng)用抗蟲接種實(shí)驗(yàn),檢測轉(zhuǎn)基因菊花對(duì)桃蚜的抗性及抗性的程度,D正確。］2．(2021·河北選擇性考試模擬）我國約在7000年前就開始種植水稻，現(xiàn)在水稻已經(jīng)成為我國廣泛種植的重要作物。提高水分利用效率對(duì)于旱作水稻的生產(chǎn)有重要意義?？茖W(xué)家從擬南芥中獲取功能基因HARDY（HRD)，并將其轉(zhuǎn)入水稻中過量表達(dá)，提高了水稻的水分利用效率.回答下列問題：（1）科學(xué)家在獲取擬南芥HRD基因過程中，采用了增強(qiáng)子作為篩選工具。增強(qiáng)子是一段能增強(qiáng)與其相連基因轉(zhuǎn)錄的DNA序列，將增強(qiáng)子插入到基因組中可得到若干個(gè)突變株系。增強(qiáng)子插入到基因外部，可獲得基因________突變株；增強(qiáng)子插入到基因內(nèi)部，可獲得基因________突變株。(2)提取擬南芥總RNA，經(jīng)________過程獲得總cDNA,利用PCR技術(shù)選擇性擴(kuò)增HRD基因的cDNA。以上過程依次需要用到________和________兩種工具酶.（3）將HRD的cDNA插入到Ti質(zhì)粒的________上構(gòu)建重組載體，利用農(nóng)桿菌侵染水稻細(xì)胞并將HRD的cDNA整合到水稻細(xì)胞染色體上。為了便于轉(zhuǎn)基因植物的篩選，重組Ti質(zhì)粒中必需包括________。(4)在干旱條件下，野生型(WT)和HRD增強(qiáng)表達(dá)的轉(zhuǎn)基因水稻植株A、B（HRDA、HRDB）的根生物量(根系干重)及葉片蒸騰速率的測定結(jié)果如圖所示.據(jù)圖分析轉(zhuǎn)基因水稻耐旱能力增強(qiáng)的原因包括__________________和__________________。圖1圖2[解析］（1)增強(qiáng)子能增強(qiáng)與其相連的基因的轉(zhuǎn)錄，所以插入到外部(啟動(dòng)子的上游）可促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄獲得基因激活突變株。增強(qiáng)子屬于調(diào)控序列，插入內(nèi)部不起作用，甚至有可能破壞基因，獲得基因失活突變株。(2)RNA經(jīng)過逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，逆轉(zhuǎn)錄要用到逆轉(zhuǎn)錄酶，PCR擴(kuò)增要用到Taq酶.（3)將HRD的cDNA插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上構(gòu)建重組載體，Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上,這樣利用農(nóng)桿菌侵染水稻細(xì)胞可將HRD的cDNA整合到水稻細(xì)胞染色體上.重組Ti質(zhì)粒應(yīng)包含標(biāo)記基因，其作用是供重組DNA的鑒定與選擇。(4)由圖1可知，轉(zhuǎn)基因水稻的根生物量多于非轉(zhuǎn)基因水稻，吸水能力增強(qiáng)了,同時(shí)由圖2可知,轉(zhuǎn)基因水稻蒸騰速率小于非轉(zhuǎn)基因水稻，失水減少,從而使得轉(zhuǎn)基因水稻抗旱能力增強(qiáng).［答案］（1)激活失活(2）逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄酶Taq酶(3）T。DNA標(biāo)記基因(4)根生物量增加，吸水能力增強(qiáng)蒸騰速率下降，失水減少3．(2020·山東等級(jí)考)水稻胚乳中含直鏈淀粉和支鏈淀粉,直鏈淀粉所占比例越小糯性越強(qiáng)?？蒲腥藛T將能表達(dá)出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列轉(zhuǎn)入水稻,實(shí)現(xiàn)了對(duì)直鏈淀粉合成酶基因(Wx基因)啟動(dòng)子序列的定點(diǎn)編輯，從而獲得了3個(gè)突變品系。(1)將能表達(dá)出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列插入Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組載體時(shí)，所需的酶是______________________,重組載體進(jìn)入水稻細(xì)胞并在細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程稱為________.（2)根據(jù)啟動(dòng)子的作用推測，Wx基因啟動(dòng)子序列的改變影響了____________________________________，從而改變了Wx基因的轉(zhuǎn)錄水平。與野生型水稻相比，3個(gè)突變品系中Wx基因控制合成的直鏈淀粉合成酶的氨基酸序列________（填“發(fā)生"或“不發(fā)生”)改變,原因是____________________.(3）為檢測啟動(dòng)子變化對(duì)Wx基因表達(dá)的影響，科研人員需要檢測Wx基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA(WxmRNA)的量.檢測時(shí)分別提取各品系胚乳中的總RNA，經(jīng)__________過程獲得總cDNA。通過PCR技術(shù)可在總cDNA中專一性地?cái)U(kuò)增出Wx基因的cDNA，原因是____________________。(4）各品系WxmRNA量的檢測結(jié)果如圖所示，據(jù)圖推測糯性最強(qiáng)的品系為________，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1）限制性核酸內(nèi)切酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開；DNA連接酶能將DNA片段拼接起來。將能表達(dá)出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列插入Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組載體時(shí)，需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的參與。轉(zhuǎn)化是指目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。(2)啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。Wx基因啟動(dòng)子序列的改變影響了RNA聚合酶與啟動(dòng)子的識(shí)別和結(jié)合,從而改變了Wx基因的轉(zhuǎn)錄水平，使直鏈淀粉合成酶基因的表達(dá)量改變