選修三現(xiàn)代生物科技專題第30講基因工程

選修三現(xiàn)代生物科技專題

第30講基因工程

最新考綱近三年考情

2018?天下卷I(38)、2018?天下卷

1.基因工程的落生(I)

11(38)、

2.基因工程的道理及技巧(含PCR技

2017?天下卷I(37)、2017?天下卷

巧)(11)

11(37)、

3.基因工程的應(yīng)用(II)

2017?天下卷01(37)、2016?天下卷

4.卵白質(zhì)工程(I)

I(40)、

5.試驗(yàn)：DNA的粗提取與判定

2016?天下卷111(40)

考點(diǎn)一基因工程的全然東西及操縱過程

I考點(diǎn)自主梳理|夯基固本提精華

1.基因工程的全然東西

制爰圾主要從姬生物中分離純化而來

析

限作用識(shí)別特定的核甘酸序列并切開特定部位的兩個(gè)

制一“核甘酸之間的磷酸二酯鍵

阿

維L產(chǎn)生黏性末端或平末端

(2)DNA連接酶

①感化：將限度酶切割上去的DNA片斷拼接成DNA分子。

②范例

常用范例E-co〃DNA連接酶T4DNA連接酶

起源年夜腸桿菌T4噬菌體

“縫合”黏性末了跟平末

功能只"縫合"黏性末了

7

結(jié)果規(guī)復(fù)被限度酶切開的兩個(gè)核昔酸之間的磷酸二醋鍵

(3)載體

〃化學(xué)本質(zhì)：雙鏈環(huán)狀DNA分子

①質(zhì)粒I［能自我復(fù)制

1常用）［特用《有一個(gè)至多個(gè)限度酶切割位點(diǎn)

<〔有特不的標(biāo)記基因

②其余載體：入噬菌體衍生物、動(dòng)動(dòng)物病毒等。

③載體的感化：攜帶外源DNA片斷進(jìn)入受體細(xì)胞。

2.基因工程的全然操縱次序

從基因文庫(kù)中獲取

目的

人工［利用mRNA反轉(zhuǎn)錄合成

基因的-合成I通過DNA合成儀用化學(xué)方法人工合成

獲取

利用PCR技術(shù)擴(kuò)增

一目的基因

基因RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位,驅(qū)動(dòng)基因

一啟動(dòng)子:

達(dá)

表轉(zhuǎn)錄

體

載終止子：RNA聚合酶脫離部位，終止轉(zhuǎn)錄

構(gòu)

的

建標(biāo)在基因作用為鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的

,基因

—復(fù)制原點(diǎn)：載體自我復(fù)制的起點(diǎn)

將目的「植物細(xì)胞：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法

基因?qū)?/p>

--動(dòng)物細(xì)胞：顯微注射法（注射到受精卵內(nèi)）

入受體

細(xì)胞-微生物細(xì)胞：感受態(tài)細(xì)胞法（Ca?+處理）

利用DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因是否

分整合到受體細(xì)胞染色體DNA上

子

目的水—利用分子雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄

平

基因的-利用抗原-抗體雜交檢測(cè)目的基因是否翻譯

檢測(cè)與

鑒定一個(gè)體水平：鑒定中:組性狀是否表達(dá)（病原體感染法）

I應(yīng)試對(duì)接高考I感梧高考莪妮律；

1.（2018?天下卷I,38）答復(fù)以下咨詢題：

（1）博耶（H.Boyer）跟科恩（S.Cohen）將非洲爪蟾核糖體卵白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)

入年夜腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)展了表白。該研究除證實(shí)了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外,

還證實(shí)了

_（答出兩點(diǎn)即可）。

（2）體外重組的質(zhì)粒可通過Ca2+參加的方法導(dǎo)入年夜腸桿菌細(xì)胞；而

體外重組的噬菌體DNA平日需與組裝成完整噬菌體后，才能通過侵

染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞。在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中，

可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是o

（3）真核生物基因（目標(biāo)基因）在年夜腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表白時(shí)，表白出的卵白質(zhì)

可以會(huì)被落解。為防止卵白質(zhì)被落解，在試驗(yàn)中應(yīng)選用的年夜腸桿

菌作為受體細(xì)胞，在卵白質(zhì)純化的過程中應(yīng)增加的克制齊人

剖析（1）兩位科學(xué)家將非洲爪蟾核糖體卵白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入年夜腸

桿菌細(xì)胞中并進(jìn)展了表白，因此，該研究可以證實(shí)：質(zhì)粒可以作為載體,

真核細(xì)胞的基因在原核細(xì)胞中也可以表白（差別生物共用一套暗碼子）、體

外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞等。（2）目標(biāo)基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)在受

體細(xì)胞內(nèi)保持動(dòng)搖跟表白的過程稱為轉(zhuǎn)化，將質(zhì)粒導(dǎo)入年夜腸桿菌時(shí)，常

用的轉(zhuǎn)化方法是：起首用Ca2+處理年夜腸桿菌細(xì)胞，使其成為感觸態(tài)細(xì)胞。

噬菌體DNA不侵染才能，體外重組的噬菌體DNA平日需與外殼卵白組裝成

完整噬菌體才能實(shí)現(xiàn)侵染過程。噬菌體多寄生在細(xì)菌中，但不克不及寄生在

心肌細(xì)胞跟葉肉細(xì)胞中。（3）假設(shè)要使卵白質(zhì)不被落解，那么年夜腸桿菌體

內(nèi)不克不及存在卵白酶，因此，試驗(yàn)中應(yīng)選用卵白酶缺點(diǎn)型的年夜腸桿菌

作為受體細(xì)胞。同理，在卵白質(zhì)純化過程中，也不克不及使卵白質(zhì)落解，因

此，應(yīng)增加卵白酶克制劑。

謎底（1）體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞；真核生物基因可在原核細(xì)胞中

表白（2）轉(zhuǎn)化外殼卵白（或答噬菌體卵白）細(xì)菌（3）卵白酶缺點(diǎn)型卵

白酶

2.（2019?廣東深圳調(diào)研）據(jù)報(bào)道，美國(guó)科研職員通過基因轉(zhuǎn)移技巧，從全然上

治愈了試驗(yàn)小鼠所患的I型糖尿病，這種技巧把選定的X基因輸入胰腺，這

些基因隨后掉掉落整吞并促使消化系統(tǒng)跟其余范例的細(xì)胞制作胰島素，

請(qǐng)答復(fù)以下咨詢題：

⑴在基因工程中，X基因稱為。使用PCR技巧擴(kuò)增X基因時(shí)，需要在

反應(yīng)系統(tǒng)中增加的無機(jī)物資是、、4種脫氧核糖核昔酸跟

耐熱性的DNA聚合酶，擴(kuò)增過程在PCR擴(kuò)增儀中實(shí)現(xiàn)。

⑵將X基因?qū)胄∈篌w內(nèi)之前，需要操縱的核心步調(diào)是

此步調(diào)最常用的運(yùn)載東西是,所需要的酶是限度酶跟。

(3)X基因的檢測(cè)可從分子程度跟個(gè)人程度兩方面進(jìn)展，在分子程度上平日采

納技巧檢測(cè)X基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，在個(gè)人程度上應(yīng)檢測(cè)

剖析(1)按照題意分析，研究職員通過基因轉(zhuǎn)移技巧，將選定的X基因輸

入胰腺，說明X基因是目標(biāo)基因；使用PCR技巧擴(kuò)增目標(biāo)基因時(shí)，需要在

反應(yīng)系統(tǒng)中增加的無機(jī)物資有引物、模板DNA、4種脫氧核糖核甘酸等，

還需要耐熱的DNA聚合酶。(2)基因工程的核心步調(diào)是基因表白載體的構(gòu)建,

該過程常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒，需要先用限度酶切割目標(biāo)基因跟質(zhì)粒，而后

用DNA連接酶將目標(biāo)基因跟質(zhì)粒連接起來。(3)在分子程度上檢測(cè)X基因是

否導(dǎo)入受體細(xì)胞，可以使用DNA分子雜交技巧；按照題干信息可知，X基

因?qū)胍认偌?xì)胞后，可以治愈試驗(yàn)小鼠所患的I型糖尿病，因此在個(gè)人程度

上檢測(cè)X基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，應(yīng)當(dāng)檢測(cè)試驗(yàn)小鼠所患的I型糖尿病是否

被根治。

謎底(1)目標(biāo)基因引物模板DNA⑵基因表白載體的構(gòu)建質(zhì)粒

DNA連接酶(3)DNA分子雜交試驗(yàn)小鼠所患的I型糖尿病是否被根治

I題后反思I

(1)基因組文庫(kù)與cDNA文庫(kù)的比較

文庫(kù)范例cDNA文庫(kù)基因組文庫(kù)

某種生物發(fā)育的某個(gè)某種生物體內(nèi)全部

時(shí)期的rnRNADNA

反轉(zhuǎn)錄限制酶

構(gòu)建基因文庫(kù)的過程

cDNA許多DNA片段

與載體、連接導(dǎo)入分別與載體連接導(dǎo)入

受體菌群體受體菌群體

文庫(kù)巨細(xì)小年夜

基因中啟動(dòng)子無有

基因中內(nèi)含子無有

基因幾多某種生物的部分基因某種生物的全體基因

物種間的基因交換可以部分基因可以

基因文庫(kù)的組建過程就應(yīng)用了基因工程的全然操縱

說明步調(diào)。從基因文庫(kù)中獵取目標(biāo)基因的長(zhǎng)處是操縱輕

便，缺點(diǎn)是義務(wù)量年夜，存在必定的盲目性

（2）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法道理

動(dòng)物受傷害時(shí)傷口嘉獎(jiǎng)泌物（酚類化合物）可吸引農(nóng)桿菌一農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上

的T—DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體DNA上（假設(shè)將目標(biāo)

基因拔出到Ti質(zhì)粒的T—DNA上，那么目標(biāo)基因?qū)⒈灰黄饚耄?/p>

（3）受體細(xì)胞的抉擇

受體細(xì)胞常用動(dòng)物受精卵或體細(xì)胞（經(jīng)構(gòu)造培養(yǎng)）、動(dòng)物受精卵（一般不用體細(xì)

胞）、微生物（年夜腸桿菌、酵母菌）等。要剖析糖卵白、有生物活性的胰島素

那么必須用真核生物酵母菌（需內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工、排泄）；一般不用支

原體，緣故是它營(yíng)寄生生涯；必定不克不及用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，緣故

是它無細(xì)胞核，也不核糖體等細(xì)胞器，不克不及剖析卵白質(zhì)。

考點(diǎn)二基因工程的應(yīng)用及卵白質(zhì)工程

|考點(diǎn)自主椅理|夯基固本提精華

1.基因工程的應(yīng)用

⑴動(dòng)物基因工程：用于進(jìn)步動(dòng)物成長(zhǎng)速率從而進(jìn)步產(chǎn)品產(chǎn)量；用于改良

畜產(chǎn)品質(zhì)量;用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物花費(fèi)藥物；用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體等。

（2）動(dòng)物基因工程：培養(yǎng)抗蟲轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（如抗蟲棉）、抗病轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（如轉(zhuǎn)

基因煙草）跟抗逆轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（如抗寒番茄）；使用轉(zhuǎn)基因改良動(dòng)物的品質(zhì)（如

新把戲矮牽牛）。

2.基因診斷與基因治療

（1）基因診斷：又稱為DNA診斷，是采納基因檢測(cè)的方法來揣摸患者是否出

現(xiàn)了基因異樣或攜帶病原體。

（2）基因治療

①觀點(diǎn)：把畸形基因?qū)氩∪梭w內(nèi),使該基因的表白產(chǎn)品發(fā)揮功能，從而

到達(dá)治療疾病的目標(biāo)。

②后果：將腺甘酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入取自患者的淋巴細(xì)胞中，使淋巴細(xì)胞能發(fā)生

腺背酸脫氨酶，而后，再將這種淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)，從而治療復(fù)合型免疫

缺點(diǎn)癥。

從病人體內(nèi)獲得某種細(xì)胞，在

體外完成基因轉(zhuǎn)移.再輸EI患

者體內(nèi)

宜接向人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移至

因

3.卵白質(zhì)工程

⑴觀點(diǎn)

尹蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系

剖上當(dāng)基因修飾或基因合成

析

概

念"改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出新的蛋白質(zhì)

目為根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)

一結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)

(2)全然流程

預(yù)期卵白質(zhì)的功能一計(jì)劃預(yù)期的卵白質(zhì)的構(gòu)造f

推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列尋到相對(duì)應(yīng)的脫氧核昔酸序列

。邊角拾遺

1.科學(xué)家將藥用卵白基因與乳腺卵白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，

通過顯微打針等方法，導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中,而后，將受精卵送入母體

內(nèi)，使其成長(zhǎng)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物進(jìn)入泌乳斯后，可以通過分泌

的乳汁來花費(fèi)所需要的藥品，因此稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。

2.用于基因治療的基因有三類。第一類是從健康人體上不離掉掉落的功能

畸形的基因，用以代替病變基因，或依靠其表白產(chǎn)品，來彌補(bǔ)病變基因帶

來的心理缺點(diǎn)，如對(duì)血友病跟地中海血虛病的治療。第二類是反義基因，即

通過發(fā)生的mRNA分子，與病變基因發(fā)生的mRNA進(jìn)展互補(bǔ)，來阻斷非畸形

卵白質(zhì)剖析。第三類是編碼可以殺逝世癌變細(xì)胞的卵白酶基因，又叫做自

殺基因O

I應(yīng)試對(duì)接高考I感椿高考我規(guī)律

1.（2018?海南卷，31）甜卵白是一種高甜度的特不卵白質(zhì)。為了改良黃瓜的品

質(zhì)，科學(xué)家采納農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將一種甜卵白基因勝利導(dǎo)入黃瓜細(xì)胞，掉掉落

了轉(zhuǎn)基因植株。答復(fù)以下咨詢題：

（1）用農(nóng)桿菌沾染時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用黃瓜（填“受傷的〃或“完整的〃）葉

片與含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌共培養(yǎng)，選用這種葉片的來由是

⑵假設(shè)在轉(zhuǎn)基因黃瓜中檢測(cè)到這種甜卵白，那么說明該重組質(zhì)粒中

已轉(zhuǎn)移到動(dòng)物細(xì)胞中且可以表白；用該轉(zhuǎn)基因黃瓜的某一植株與一株非轉(zhuǎn)基

因植株雜交，發(fā)覺子代中含甜卵白個(gè)人數(shù)與不含甜卵白個(gè)人數(shù)之比為1：1,

那么說明甜卵白基因已經(jīng)整合到（填“核基因組〃“線粒體基因組〃

或“葉綠體基因組〃）中。

⑶假設(shè)某種轉(zhuǎn)基因作物因?yàn)槭艿讲《菊慈径鴾p產(chǎn)，假設(shè)要以該轉(zhuǎn)基因作物

為材料獲得脫毒苗，應(yīng)選用作為外植體進(jìn)展構(gòu)造培養(yǎng)。

⑷平日，基因工程操縱要緊有4個(gè)步調(diào)，即目標(biāo)基因獵取、重組表白載

體的構(gòu)建、將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目標(biāo)基因的檢測(cè)與判定。因此，基因

工程的含意可歸納綜合為

剖析（1）當(dāng)動(dòng)物體受到傷害時(shí)，傷口處的細(xì)胞會(huì)排泄年夜批的酚類化合

物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞，因此用農(nóng)桿菌沾染時(shí)，優(yōu)先選用黃瓜受傷的葉

片。

⑵假設(shè)在轉(zhuǎn)基因黃瓜中檢測(cè)到這種甜卵白，說明目標(biāo)基因一甜卵白基因

在受體細(xì)胞中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)表白；假設(shè)甜卵白基因整合到線粒體基因組或葉綠體

基因組中，在遺傳時(shí)按照母系遺傳，不會(huì)出現(xiàn)牢固的不離比，因此子代中含

甜卵白個(gè)人數(shù)與不含甜卵白個(gè)人數(shù)之比為1：1,那么說明甜卵白基因已經(jīng)整

合到核基因組。

（4）基因工程是指按照人們的欲望，進(jìn)展嚴(yán)峻的計(jì)劃，并通過體外DNA重組跟

轉(zhuǎn)基因等技巧，賜與生物新的遺傳特征，從而制作出符合人們需要的更

生物范例跟生物產(chǎn)品。

謎底（1）受傷的葉片傷口處的細(xì)胞開釋出年夜批酚類物資，可吸引農(nóng)桿

菌移向這些細(xì)胞

⑵甜卵白基因核基因組（3）莖尖（4）按照人們的欲望進(jìn)展計(jì)劃，并通過體

外重組跟轉(zhuǎn)基因等技巧，賜與生物新的遺傳特征，制作出符合人們需要

的更生物范例

2.（2019?河南頂級(jí)名校聯(lián)考）如圖表示使用乳腺生物反應(yīng)器花費(fèi)某種動(dòng)物卵

白的流程表示圖，請(qǐng)分析答復(fù)以下咨詢題：

|預(yù)期蛋白質(zhì)功能||預(yù)期的蛋白質(zhì)|

⑴該花費(fèi)流程中應(yīng)用到的現(xiàn)代生物技巧有、（寫出此中兩

種）。

（2）圖中A、B分不表示、-

⑶為進(jìn)步培養(yǎng)勝利率，進(jìn)展②過程之前，對(duì)早期胚胎的處理是取其部分細(xì)

胞用目標(biāo)基因探針進(jìn)展檢測(cè)，對(duì)受體動(dòng)物的處理是用

進(jìn)展同期發(fā)情處理。

（4）卵白質(zhì)工程中，要對(duì)卵白質(zhì)構(gòu)造進(jìn)展計(jì)劃改革，必須通過基因潤(rùn)飾或

基因剖析來實(shí)現(xiàn)，而不開門見山改革卵白質(zhì)，道理是

剖析（1）據(jù)圖分析，涉及的現(xiàn)代生物技巧有卵白質(zhì)工程、基因工程、早期

胚胎培養(yǎng)技巧、胚胎移植技巧等。（2）卵白質(zhì)工程全然道路：預(yù)期卵白質(zhì)

功能一計(jì)劃預(yù)期的卵白質(zhì)構(gòu)造一推測(cè)應(yīng)有氨基酸序列一尋到對(duì)應(yīng)的脫氧核

甘酸序歹人基因）；基因工程技巧的全然步調(diào)：目標(biāo)基因的獵取一基因表白

載體的構(gòu)建一將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞一目標(biāo)基因的檢測(cè)與判定。（3）胚胎移

植之前，采納DNA分子雜交技巧對(duì)早期胚胎進(jìn)展基因檢測(cè)或基因診斷，可進(jìn)

步培養(yǎng)勝利率。為進(jìn)步胚胎移植勝利率，該過程可用促性腺激素對(duì)受體動(dòng)物

進(jìn)展同期發(fā)情處理。（4）卵白質(zhì)工程中，要對(duì)卵白質(zhì)構(gòu)造進(jìn)展計(jì)劃改革，必

須通過基因潤(rùn)飾或基因剖析來實(shí)現(xiàn)，而不開門見山改革卵白質(zhì)，緣故是

改革后的基因可以遺傳，且改革基因易于操縱。

謎底（1）卵白質(zhì)工程基因工程（胚胎移植技巧）（任寫兩種）

⑵推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列基因表白載體

（3）DNA（核酸）分子雜交促性腺激素

（4）改革后的基因可以遺傳，改革基因易于操縱

I題后歸納I

卵白質(zhì)工程與基因工程的比較

工程卵白質(zhì)工程基因工程

定向改革生物的遺傳特征，以獲

定向改革或花費(fèi)人類所需卵白

本質(zhì)得人類所需的生物范例或生物產(chǎn)

質(zhì)

品

結(jié)果花費(fèi)天然界中不的卵白質(zhì)花費(fèi)天然界中已有的卵白質(zhì)

卵白質(zhì)工程是在基因工程的根底上延長(zhǎng)出來的第二代基因工程，因?yàn)?/p>

聯(lián)系對(duì)現(xiàn)有卵白質(zhì)的改革或制作新的卵白質(zhì)，必須通過基因潤(rùn)飾或基因

剖析實(shí)現(xiàn)

考點(diǎn)三PCR技巧與DNA的粗提取與判定

|考點(diǎn)自主椅理|夯基,固本提精華

LPCR技巧

咨是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的

—核酸合成技術(shù)

(1)“更短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因

原理

歸納―>DNA雙鏈復(fù)制

PCR前提有一段已知目的基因的核甘酸序列，以便根

技術(shù)“據(jù)這一序列合成引物

釜件

「一引物、DNA模板、Taq酶、四種脫氧核甘酸

（2）PCR反應(yīng)過程

過程說明圖解

^.1111111111111

變性當(dāng)溫度回升到翼工以上時(shí)，雙鏈DNA解旋為單鏈|約95t

3???????????■>a111111111113

溫度著落到包Q閣下，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配

VJ1LLLLIJI,,UyiLLLU.：，

復(fù)性3

,引物I引物n,

對(duì)與兩條單鏈DNA聯(lián)合

72℃閣下時(shí)，KzgDNA聚合酶有最年夜活性，可

延長(zhǎng),LLIJJJLLLUI'VvilLLlJLLLIJl

引物1引物n

使DNA新鏈由5,端向3,端延長(zhǎng)

(3)結(jié)果：上述三步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)后，一個(gè)DNA分子就釀成了兩個(gè)DNA分子，

跟著重復(fù)次數(shù)的增多，DNA分子就以2"的方法增加。PCR的反應(yīng)過程全

然上在PCR擴(kuò)增儀中實(shí)現(xiàn)的。

2.DNA的粗提取與判定

(1)試驗(yàn)道理

一溶解度：DNA在().14mol/L的NaCl中溶解度

「最低；DNA不溶于酒精

(原理V

〈剖哂浦水溶

J7「DNA的鑒定：DNA+二苯胺試劑竺3藍(lán)色

⑵操縱流程

材料的選取I選用必a含量相對(duì)較高的生物組織

破碎細(xì)胞雞血細(xì)胞一加里屋一用玻璃棒攪拌

(以雞血為例)一用紗布過濾一收集濾液

利用DNA在不同濃度NaCl溶液中溶解

去除雜質(zhì)|一度不同，通過控制NaCl溶液的濃度去除

雜質(zhì)

.將處理后的溶液過濾，加入與濾液體積

DN；的析出|一相等的、冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精

溶液

U在溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯

DNA的鑒定|一胺試劑*混合均勻后將試管在沸水中加

熱5min,溶液變成藍(lán)色

|應(yīng)試對(duì)接高考|感悟高考找規(guī)律

1.(2018?經(jīng)典高考)為花費(fèi)存在特定功能的a—淀粉酶，研究職員從某種海洋

細(xì)菌中克隆了a—淀粉酶基因(1656個(gè)堿基對(duì))，使用基因工程年夜批制備a—

淀粉酶，試驗(yàn)流程如圖。請(qǐng)答復(fù)以下咨詢題：

|a-淀粉酶基即|表達(dá)載體|

構(gòu)建重組表達(dá)麗

I_____「_____

轉(zhuǎn)化大腸桿菌

使重組表達(dá)載體進(jìn)入宿主細(xì)胞

工程菌的篩選皆巍

I廠1

工程菌的大量培養(yǎng)

a-淀粉酶產(chǎn)品分析

⑴使用PCR技巧擴(kuò)增a—淀粉酶基因前，需先獲得細(xì)菌的

(2)為了便于擴(kuò)增的DNA片斷與表白載體連接，需在引物的端加上

限度性酶切位點(diǎn)，且常在兩條引物上計(jì)劃參加差別的限度性酶切位點(diǎn)，要

緊目標(biāo)是

(3)進(jìn)展擴(kuò)增時(shí)，反應(yīng)的溫度跟時(shí)刻需按照具體情況進(jìn)展設(shè)定，以下選項(xiàng)中

的設(shè)定與引物有關(guān)，的設(shè)定與擴(kuò)增片斷的長(zhǎng)度有關(guān)。(填序號(hào))

①變性溫度②退火溫度③延長(zhǎng)溫度④變性時(shí)刻⑤退火時(shí)刻⑥延

長(zhǎng)時(shí)刻

(4)如圖表示抉擇獲得的工程菌中編碼a—淀粉酶的mRNA的部分堿基序列:

5'—AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU......—3'

圖中虛線框內(nèi)mRNA片斷包含個(gè)暗碼子，如虛線框后的序列未知，

猜測(cè)虛線框后的第一個(gè)暗碼子最多有種。

⑸獲得工程菌表白的a—淀粉酶后，為探究妨礙酶活性的因素，以濃度為

1%的可溶性淀粉為底物測(cè)定酶活性，結(jié)果如表所示：

50(mmol,L1)50(mmol-L!)50(mmoLLi)

緩沖液

Na2HPO4-KH2PO4Tris-HClGly-NaOH

PH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010.5

酶相對(duì)活性％25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.520.8

按照上述試驗(yàn)結(jié)果，開端揣摸該a—淀粉酶活性最高的前提為

剖析（1）使用PCR技巧擴(kuò)增a—淀粉酶基因前，需先獲得細(xì)菌的基因組DNA。

⑵構(gòu)建重組DNA分子時(shí)，需用限度性核酸內(nèi)切酶處理目標(biāo)基因跟載體，故

需要在引物的夕端增加限度性酶切位點(diǎn)，且常在兩條引物上計(jì)劃增加差別

的限度性酶切位點(diǎn)，如斯可以使DNA片斷按照必定偏向拔出表白載

體，防止目標(biāo)基因或載體自身的黏性末了之間互相連接以及目標(biāo)基因與載體

反向連接。（3）使用PCR技巧進(jìn)展擴(kuò)增時(shí)，退火溫度的設(shè)定是成敗的要害,退

火溫度過高會(huì)使引物無奈與模板的堿基配對(duì)，因此退火溫度的設(shè)定與引物有

關(guān)；延長(zhǎng)時(shí)刻的設(shè)定與擴(kuò)增片斷的長(zhǎng)度有關(guān)。（4）暗碼子由mRNA上相鄰的

3個(gè)堿基構(gòu)成，因此該片斷的24個(gè)堿基包含8個(gè)暗碼子。該片斷后面的第

一個(gè)堿基為U,因此后面的暗碼子最多可以有4X4=16（種），按照題干信息及

題中給出的mRNA序列可知，虛線框后第一個(gè)暗碼子不可以是停止暗碼子，

因此理論最多有13種暗碼子。（5）由表格數(shù)據(jù)可知，該a—淀粉酶活性最高的

前提是pH為8.5,緩沖液為50mmol/LTris-HClo

謎底⑴基因組DNA（2）5，使DNA片斷能定向拔出表白載體，增加自

連（3）②⑥（4）813（5）pH為8.5,緩沖液為50mmoL/LTris—HC1

2.（2019?漢中市質(zhì)檢）答復(fù)以下有關(guān)PCR過程的咨詢題：

（DPCR的每次輪回可以分為三步。假設(shè)在PCR反應(yīng)中，只需一

個(gè)DNA片斷作為模板，請(qǐng)盤算在5次輪回后，反應(yīng)物中年夜概有

個(gè)如斯的DNA片斷。

（2）請(qǐng)用簡(jiǎn)圖表示出一個(gè)DNA片斷在PCR反應(yīng)中第二輪的產(chǎn)品。

⑶簡(jiǎn)述PCR技巧的要緊應(yīng)用（請(qǐng)求3項(xiàng)以上）。

剖析（l）DNA復(fù)制時(shí)兩條鏈均作為模板，進(jìn)展半保存復(fù)制，因此復(fù)制5次后

掉掉落的子代DNA分子數(shù)為25=32。（2）新剖析的DNA鏈帶有引物，而最

初的模板DNA的兩條鏈不帶有引物。（3）PCR技巧可以對(duì)DNA分子進(jìn)展擴(kuò)

增，因此可用于遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆跟DNA序

列測(cè)定等方面。

謎底⑴變性、復(fù)性跟延長(zhǎng)32(2)如以下列圖

_______引物n

111??1r1

引物I

111iiiii

引物I引物n

__1_1iiiii

引物I引物口

1

(3)遺傳疾病的診斷、刑偵破案、古生物學(xué)、基因克隆跟DNA序列測(cè)定(此中3

項(xiàng)即可)

澄清易錯(cuò)易混?強(qiáng)化科學(xué)思維

［易錯(cuò)易混］

易錯(cuò)點(diǎn)1目標(biāo)基因的拔出不是“隨便〃的

點(diǎn)撥目標(biāo)基因的拔出位點(diǎn)不是隨便的：基因表白需栗啟動(dòng)子與停止子的

調(diào)控，因此目標(biāo)基因應(yīng)拔出到啟動(dòng)子與停止子之間的部位，假設(shè)目標(biāo)基因

拔出到啟動(dòng)子內(nèi)部，啟動(dòng)子將掉掉落原功能。

易錯(cuò)點(diǎn)2啟動(dòng)子N肇端暗碼子，停止子W停止暗碼子，對(duì)標(biāo)記基因的感

化不清楚

點(diǎn)撥(1)啟動(dòng)子：一段有特不構(gòu)造的DNA片斷，位于基因的首端。它是RNA

聚合酶識(shí)不、聯(lián)合的部位。

(2)停止子：一段有特不構(gòu)造的DNA片斷，位于基因的尾端。感化是使轉(zhuǎn)錄

過程進(jìn)展。

⑶肇端暗碼子跟停止暗碼子位于mRNA上，分不把持翻譯過程的啟動(dòng)跟

停止。

(4)標(biāo)記基因：一般為抗生素抗性基因或熒光基因等，其感化是鑒不受體細(xì)胞

中是否含有目標(biāo)基因(目標(biāo)基因是否導(dǎo)入勝利),從而將含目標(biāo)基因的細(xì)胞

抉擇出來。

易錯(cuò)點(diǎn)3切取目標(biāo)基因與切取載體時(shí)并非“只能〃應(yīng)用“統(tǒng)一種酶〃

點(diǎn)撥(1)在獵取目標(biāo)基因跟切割載體時(shí)平日用同種限度酶，以獲得一樣的

黏性末了。但假設(shè)用兩種差別限度酶切割后形成的黏性末了一樣時(shí)，在

DNA連接酶的感化下目標(biāo)基因與載體也可以連接起來。

(2)為了防止載體或目標(biāo)基因的黏性末了自己連接即所謂“環(huán)化〃，可用差別

的限度酶分不處理目標(biāo)基因跟載體，使目標(biāo)基因兩側(cè)及載體上存在兩個(gè)差

別的黏性末了。

［標(biāo)準(zhǔn)答題］

下表中列出了幾多種限度性核酸內(nèi)切酶識(shí)不序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2

中箭頭表示相干限度性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)答復(fù)以下咨詢題：

限度酶BamHIHindUIEcoRISmaI

識(shí)不序列J

GGATCCAA（；CTTGAATTCCCCGGG

TTCGAACTTAAGGGGCCC

及切割位點(diǎn)CCTAGGA1

目的

基因

EcoREcoR

I川川川1［川川川甘~外源DNA

B"，nH1SmaIHindIII

圖1圖2

(1)組建幻想的載體需要對(duì)天然的質(zhì)粒進(jìn)展改革，人工改革質(zhì)粒時(shí)，要使目

標(biāo)基因能勝利表白，還應(yīng)拔出。假設(shè)對(duì)圖中質(zhì)粒進(jìn)展改革，拔出

的SmaI酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱動(dòng)搖性越低仍然越高？

(2)用圖中的質(zhì)粒跟外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，是否應(yīng)用SmaI切割？什么緣

故？

(3)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)是否應(yīng)用及《汨1跟兩種限度酶同時(shí)處理質(zhì)粒、

外源DNA?,來由是

(4)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的感化是為了

答卷采樣錯(cuò)因分析

考慮咨詢題不單方面，不細(xì)心分析題中的圖示

（|?檢事

質(zhì)粒。

準(zhǔn)確謎底：?jiǎn)?dòng)子跟停止子

⑵彳瞅國(guó)力6MAi玲卒/，敢沁執(zhí)

上體）和外源雅帕日嶗網(wǎng)

思維定勢(shì)，理解過錯(cuò)，誤認(rèn)為構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)只

能應(yīng)用統(tǒng)一種限度酶切割。

準(zhǔn)確謎底：能，可以禁止質(zhì)粒跟含目標(biāo)基因

的外源DNA片斷自身環(huán)化

（4）光明和即糜有&遢?舫娜8

隨堂?真題&猜測(cè)

1.（2017.天下卷n,38）幾多丁質(zhì)是很多真菌細(xì)胞壁的主要身分，幾多丁

質(zhì)酶可催化幾多丁質(zhì)水解。通過基因工程將幾多丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入動(dòng)物體內(nèi)，

可增強(qiáng)其抗真菌病的才能。答復(fù)以下咨詢題：

⑴在進(jìn)展基因工程操縱時(shí)，假設(shè)要從動(dòng)物體中提取幾多丁質(zhì)酶的mRNA,

常選用嫩葉而不選用老葉作為試驗(yàn)材料，緣故是

提取RNA時(shí)，提取液中需增加RNA酶克制劑J,其目標(biāo)是

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（2）以mRNA為材料可以獲得cDNA,其道理是

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

⑶假設(shè)要使目標(biāo)基因在受體細(xì)胞中表白，需要通過質(zhì)粒載體而不克不及開

門見山將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞，緣故是

________________________________________________（答出兩點(diǎn)即可）。

（4）當(dāng)幾多丁質(zhì)酶基因跟質(zhì)粒載體連接時(shí)，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵

是。

⑸假設(shè)獲得的轉(zhuǎn)基因植株（幾多丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到動(dòng)物的基因組中）抗

真菌病的才能不進(jìn)步，按照核心法那么分析，其可以的緣故是

剖析（1）在進(jìn)展基因工程操縱時(shí)，假設(shè)要從動(dòng)物體中提取幾多丁質(zhì)酶的

mRNA,常選用嫩葉而不選用老葉作為試驗(yàn)材料，緣故是相對(duì)于老葉而言嫩葉

構(gòu)造細(xì)胞更輕易被分裂。提出RNA時(shí)，提取液中需增加RNA酶克制劑，

其目標(biāo)是防止RNA落解。（2）以mRNA為材料獲得cDNA的道理是在逆轉(zhuǎn)錄

酶的感化下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原那么可以剖析cDNA。

（3）假設(shè)要使目標(biāo)基因在受體細(xì)胞中表白，需要通過質(zhì)粒載體而不克不及開

門見山將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞，緣故是目標(biāo)基因無復(fù)制原點(diǎn)且目標(biāo)基因

無表白所需啟動(dòng)子。（4）DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是磷酸二酯鍵。（5）假

設(shè)獲得的轉(zhuǎn)基因植株不存在所期望的性狀表示，按照核心法那么分析，其

可以的緣故是目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異樣。

謎底（1）嫩葉構(gòu)造細(xì)胞易分裂防止RNA落解

（2）在逆轉(zhuǎn)錄酶的感化下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原那么可以剖

析cDNA

⑶目標(biāo)基因無復(fù)制原點(diǎn)；目標(biāo)基因無表白所需啟動(dòng)子

（4）磷酸二酯鍵

⑸目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異樣

2.（2020.高考猜測(cè)）口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一種偶蹄動(dòng)物沾染病，現(xiàn)在

常用接種弱毒疫苗的方法防備。疫苗的要緊身分是該病毒的一種構(gòu)造卵白

VPL科學(xué)家實(shí)驗(yàn)使用轉(zhuǎn)基因番茄來花費(fèi)口蹄疫疫苗，過程如以以下列圖所

示。請(qǐng)據(jù)圖答復(fù)。

⑴口蹄疫病毒的VPI卵白進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，能引起機(jī)體發(fā)生特異性免疫反應(yīng)。

VPI卵白在免疫中稱為。

(2)口蹄疫病毒的遺傳物資為RNA,要獲得VPI基因可用的方法剖析

DNA,再用限度性核酸內(nèi)切酶將VPI基因片斷切下。

(3)以以下列圖中將VPI基因拔出質(zhì)粒，可以只用EcoRi酶同時(shí)切割質(zhì)粒跟

VPI基因，也可以應(yīng)用BamHI跟兩種限度酶同時(shí)酶切質(zhì)粒跟VPI

基因，后一個(gè)方法的長(zhǎng)處在于可以防止o

EcoRI目的基因EcoR1

BamHISmaIHindDI

(4)構(gòu)建重組質(zhì)粒，不克不及應(yīng)用SmaI酶切割，緣故是

限度酶BamHIHindIIIEcoRISmaI

l

識(shí)不序列及GGATCCAAGCTTGAATTCCCCGGG

切割位點(diǎn)CCTAGGTTCGAACTTAAGGGGCCC

tttt

⑸假設(shè)對(duì)上圖中質(zhì)粒進(jìn)展改革，拔出的SmaI酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱動(dòng)搖

性怎樣變更，什么緣故？

(6)番茄構(gòu)造細(xì)胞存在性，因此，可以使用動(dòng)物構(gòu)造培養(yǎng)技巧將

導(dǎo)入目標(biāo)基因的番茄構(gòu)造細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株。

⑺怎樣檢測(cè)目標(biāo)基因是否勝利導(dǎo)入番茄？。

謎底(1)抗原(2)逆轉(zhuǎn)錄(反轉(zhuǎn)錄)(3)自身環(huán)化(及反向連接)(4)假設(shè)應(yīng)用

SmaI酶切割，將會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因(標(biāo)記基因)，同時(shí)也會(huì)破壞目標(biāo)基因

片斷

(5)SmaI識(shí)不的DNA序列只需G跟C,而G跟C之間可以形成三個(gè)氫鍵,

A跟T之間可以形成二個(gè)氫鍵，因此SmaI酶切位點(diǎn)越多，熱動(dòng)搖性就越高

(6)萬能

(7)DNA分子雜交

課后?強(qiáng)化練習(xí)

（時(shí)刻：35分鐘）

暹第二a注重科學(xué)思維提能力

1.（2019?湖北七市教科研合作體模擬）基因工程是從分子程度對(duì)基因進(jìn)展操縱，

從而實(shí)現(xiàn)人們定向改革生物，掉掉落人們所需要的生物性狀或生物產(chǎn)品

的技巧。目標(biāo)基因的獵取是基因工程的第一步，稀有的方法是構(gòu)建基因組文

庫(kù)。請(qǐng)分析并答復(fù)以下咨詢題：

（1）構(gòu)建基因組文庫(kù)的一般步調(diào)：

①提取某種生物體內(nèi)的,

用恰當(dāng)?shù)南薅让柑幚?，掉掉落必定范疇巨?xì)的DNA片斷；

②DNA片斷分不與載體聯(lián)合，掉掉落重組載體；

③將重組載體導(dǎo)入的群體中儲(chǔ)存，基因組文庫(kù)構(gòu)建實(shí)現(xiàn)。

⑵與基因組文庫(kù)比擬，cDNA文庫(kù)的基因數(shù)相對(duì)要少。其緣故是

⑶載體與DNA片斷聯(lián)合前，需要應(yīng)用同種的限度酶處理。其目標(biāo)是

（4）受體菌被導(dǎo)入重組DNA分子之前，常用處理，進(jìn)步導(dǎo)入的勝利率。

剖析（1）構(gòu)建基因組文庫(kù)的一般步調(diào)為：①提取某種生物體內(nèi)的全體DNA或

全體基因，用恰當(dāng)?shù)南薅让柑幚?，掉掉落必定范疇巨?xì)的DNA片斷；

②DNA片斷分不與載體聯(lián)合，掉掉落重組載體：③重組載體導(dǎo)入受體菌的

群體中儲(chǔ)存，基因組文庫(kù)構(gòu)建實(shí)現(xiàn)。（2）cDNA文庫(kù)只能收集到某生物發(fā)育到某

時(shí)代已發(fā)生轉(zhuǎn)錄的基因，而基因組文庫(kù)能收集到該生物的全體基因，因此與

基因組文庫(kù)比擬，cDNA文庫(kù)的基因數(shù)相對(duì)要少。（3）載體與DNA片斷聯(lián)合前,

需要應(yīng)用同種的限度酶處理，以獲得與DNA片斷一樣的黏性末了。（4）

將重組DNA導(dǎo)入受體菌群之前，常用鈣離子處理，以進(jìn)步導(dǎo)入的勝利率。

謎底（1）全體DNA或全體基因受體菌（2）cDNA文庫(kù)只能收集到某生物

發(fā)育到某時(shí)代已發(fā)生轉(zhuǎn)錄的基因.而基因組文庫(kù)能收集到該生物的全體基因

⑶獲得與DNA片斷一樣的黏性末了（4）Ca2+

2.（2019?山西太原模擬）基因療法所涉及的基因工程技巧要緊有三種，包含病

毒載體導(dǎo)入、基因（編纂）跟細(xì)胞改革。請(qǐng)答復(fù)：

⑴第一種是將通過載體送入目標(biāo)細(xì)胞讓其發(fā)揮感化。該技巧用來

通報(bào)基因的載體多是病毒類載體，因?yàn)樗鼈兡堋Ｍㄟ^基因改

革后，這些作為載體的病毒存在的特色。

⑵第二種是開門見山通過基因（編纂）技巧修復(fù)目標(biāo)細(xì)胞的?；?/p>

（編纂）技巧可以到達(dá)增加基因、消除基因或者的后

果。

⑶第三種那么是從患者體內(nèi)提取細(xì)胞在體外進(jìn)展修改而后再?gòu)男螺敾鼗颊?/p>

體內(nèi)發(fā)揮感化。比方，對(duì)造血干細(xì)胞進(jìn)展基因工程改革讓其制作內(nèi)源性的

凝血因子，從實(shí)踐上說能接著緩解血友病病癥，而不需應(yīng)用治療。

基因治療進(jìn)入了一個(gè)兼具平安性跟有效性的時(shí)代。但你認(rèn)為誰人范疇中

的咨詢題是

剖析（1）將目標(biāo)基因通過載體送入目標(biāo)細(xì)胞讓其發(fā)揮感化是基因工程中

最常用的技巧伎倆，該技巧常用病毒類載體通報(bào)基因.要緊是因?yàn)槟承┎《?/p>

能將基因整合進(jìn)宿主細(xì)胞的DNA分子，這些作為載體的病毒跟轉(zhuǎn)入的目標(biāo)基

因?qū)λ拗骷?xì)胞無毒性。（2）開門見山通過基因（編纂）技巧修復(fù)目標(biāo)細(xì)胞的缺

點(diǎn)基因，可以到達(dá)增加基因、消除基因或者改正缺