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1、基因工程章知识内容考试属性及要求考查频率加试基因工程1.工具酶的发现和基因工程的诞生2.基因工程的原理和技术3.基因工程的应用4.活动：提出生活中的疑难问题，设计用基因工程技术解决的方案abac2015年10月第32题(1)(2)(5)(6)(4分)2016年4月第32题(二)(1)(3分)克隆技术5.植物的克隆6.动物的克隆ba2015年10月第32题(4)(2分)2016年4月第32题(二)(1)(2)(4分)2016年10月第32题(二)(1)(2)(3)(7分)胚胎工程7.从受精卵谈起8.胚胎工程aa生态工程9.生态工程的主要类型10.生态工程在农业中的应用11.活动：庭院生态系统的经
2、济效益分析aaa2017年4月第32题(二)(1)(2)(7分)第32讲基因工程考点基因工程1.基因工程(1)广义概念：把一种生物的遗传物质(细胞核、染色体脱氧核糖核酸等)移到另外一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。(2)核心：构建重组DNA分子。(3)基因工程原理：基因重组。(4)理论基础：DNA是生物遗传物质的发现，DNA双螺旋结构的确立以及遗传信息传递方式的认定。(5)技术保障：限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒载体的发现和运用。2.基因工程的工具(1)限制性核酸内切酶来源：主要从原核生物中分离纯化出来。作用a.特异性识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序
3、列。b.切割相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。结果：产生粘性末端或平末端。(2)DNA连接酶作用：将具有相同粘性末端或平末端的两个DNA片段连接在一起，形成磷酸二酯键。(3)载体常用载体质粒：在细菌中独立于拟核之外，为双链环状DNA分子，能自主复制和稳定存在，常含有特殊的抗生素抗性基因作为标记基因，以供目的基因筛选。其他载体：噬菌体、动植物病毒等。3.基因工程的基本操作步骤4.基因工程的应用(1)用于遗传育种：定向变异，目的性强；克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)用于疾病治疗：生产基因工程药物，如胰岛素、乙肝疫苗等。基因治疗：向目标细胞中引入正常功能的基因，纠正或补偿基因缺陷，达到治疗的目的。如对
4、B型血友病治疗获得成功。(3)用于生态环境保护1.(201510月浙江选考节选)科研人员拟将已知的花色基因(目的基因)转入矮牵牛的核基因组中，培育新花色的矮牵牛。请回答：(1)为了获得大量的目的基因，将其与含有抗生素抗性基因的质粒DNA形成重组DNA，再与经_(A.氯化钙B.氯化钠C.蔗糖D.葡萄糖)处理的大肠杆菌液混合，使重组DNA进入大肠杆菌。(2)从扩大培养的大肠杆菌中提取含有目的基因的DNA，用_分别切割含目的基因的DNA和农杆菌的Ti质粒，然后用DNA连接酶连接，形成重组DNA并导入农杆菌。(3)提取叶片组织的DNA，采用PCR技术_目的基因，鉴定目的基因是否成功导入。(4)为判断本
5、研究是否达到预期目的，可比较转基因植株和非转基因植株的_性状。解析(1)用氯化钙处理大肠杆菌，使大肠杆菌处于感受态，使重组DNA能够进入大肠杆菌，完成重组DNA的导入。(2)用限制性核酸内切酶分别切割含目的基因的DNA和农杆菌的Ti质粒，然后用DNA连接酶连接，形成重组DNA分子。(3)采用PCR技术可对特定DNA片段进行扩增。(4)检测转基因植物中目的基因的表达情况，可以对转基因植物个体的相应性状变化进行鉴定，本研究中可以比较转基因植株和非转基因植株的花色来鉴定。答案(1)A(2)限制性核酸内切酶(3)扩增(4)花色2.(20164月浙江选考节选)兔肝细胞中的基因E编码代谢甲醛的酶，拟利用基
6、因工程技术将基因E转入矮牵牛中，以提高矮牵牛对甲醛的代谢能力，请回答：从兔肝细胞中提取mRNA，在_酶的作用下形成互补DNA，然后以此DNA为模板扩增得到基因E。在相关酶的作用下，将基因E与Ti质粒连接在一起，形成_，再导入用氯化钙处理的_，侵染矮牵牛叶片。解析mRNA在逆转录酶的作用下形成互补DNA。将基因E与Ti质粒连接在一起，形成重组DNA分子。重组DNA分子可导入用氯化钙处理的农杆菌细胞，再用处理的农杆菌侵染矮牵牛叶片，从而使基因E整合到矮牵牛细胞的染色体DNA上。答案逆转录重组DNA分子(重组质粒)农杆菌本题组对应选修三P1P12，基因工程1.限制性核酸内切酶和DNA连接酶为基因的分
7、离和重组提供了必要手段，而载体能够将外源基因运送到细胞中实现基因工程的目的。2.质粒是能够自主复制的双链环状DNA分子，独立于拟核之外存在，是一种特殊的遗传物质。3.基因工程的基本操作步骤有：目的基因的获得、重组DNA的形成、重组DNA导入受体细胞、筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达五个方面，其中核心是构建重组DNA分子。4.基因治疗是向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。5.利用农杆菌Ti质粒介导，可以将目的基因导入植物受体细胞中，并整合到染色体DNA中，实现稳定表达。角度1基因工程工具1.已知一双链DNA分子，用限制性核酸内切酶切割得到长度为120
8、 kb(kb：千碱基对)片段；用限制性核酸内切酶切割得到40 kb和80 kb两个片段；同时用限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶切割时，得到10 kb、80 kb和30 kb 3个片段。据此分析该双链DNA分子结构及酶切位点情况为()解析根据题意，该DNA用限制性核酸内切酶切割后得1条片段，故为环状DNA，根据两酶的作用特点，可知酶切图谱为D。答案D2.如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A. B.C. D.解析限制性核酸内切酶可在特定位点对DNA分子进行切割，为限制性核酸内切酶。DNA聚合酶在DNA
9、分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链，为DNA聚合酶。DNA连接酶可将限制性核酸内切酶切开的磷酸二酯键连接在一起，为DNA连接酶。解旋酶的作用是将DNA双链解开螺旋，为复制或转录提供模板，为解旋酶。答案C1.限制性核酸内切酶(1)识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线(如图)，中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的(如下图)，以中心线为轴，两侧碱基互补对称；以为轴，两侧碱基互补对称。(2)切割后产生末端的种类粘性末端和平末端：当限制性核酸内切酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是粘性末端，而当限制性核酸内
10、切酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的是平末端。2.限制性核酸内切酶与DNA连接酶的关系3.与DNA有关的酶的比较项目作用底物作用部位形成产物限制性核酸内切酶DNA分子磷酸二酯键粘性末端或平末端DNA连接酶DNA片段磷酸二酯键重组DNA分子DNA聚合酶脱氧核苷酸磷酸二酯键子代DNA解旋酶DNA分子碱基对中的氢键形成脱氧核苷酸单链DNA(水解)酶DNA分子磷酸二酯键游离的脱氧核苷酸角度2基因工程原理和技术、应用1.天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是()A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA，
11、经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因BB.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D.将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞解析获取目的基因B，可先提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR扩增，A正确；题干中已指明基因B序列已知，故常用化学方法人工合成和PCR技术扩增基因，而从基因文库中获取序列未知的目的基因，B错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，不使用大肠杆菌，D错误。答案A2.科学家将外源目的基因与大肠杆菌的质粒进行重组，并在大肠
12、杆菌中成功表达。下图表示构建重组质粒和筛选含目的基因的大肠杆菌的过程。请据图回答问题：(1)步骤和中常用的工具酶是_和_。(2)图中质粒上有抗氨苄青霉素和抗四环素两个标记基因，经过和步骤后，有些质粒上的_基因内插入了外源目的基因，形成重组质粒，由于目的基因的分隔使得该抗性基因失活。(3)步骤是_的过程，为了促进该过程，应该用_处理大肠杆菌。(4)步骤将三角瓶内的大肠杆菌接种到含四环素的培养基C上培养，目的是筛选_，能在C中生长的大肠杆菌有_种。(5)步骤：用无菌牙签挑取C上的单个菌落，分别接种到D(含氨苄青霉素和四环素)和E(含四环素)两个培养基的相同位置上，一段时间后，菌落的生长状况如图所示
13、。含目的基因的菌落位于_(D、E)上，请在图中相应的位置上圈出来。解析(1)形成重组DNA分子需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶两种工具酶。(2)由图可知，有些质粒上的氨苄青霉素抗性基因被切开并接入了外源目的基因。(3)步骤是将重组质粒(目的基因)导入大肠杆菌(受体细胞)的过程；应用CaCl2溶液处理大肠杆菌增加大肠杆菌细胞壁的通透性，利于重组质粒进入大肠杆菌。(4)步骤的目的是筛选含四环素抗性基因的大肠杆菌，能在C中生长的大肠杆菌有2种，一种是只含有四环素抗性基因的大肠杆菌，另一种是含有四环素抗性基因和目的基因的大肠杆菌。(5)含有目的基因的大肠杆菌不抗氨苄青霉素，不能在含有氨苄青霉素的
14、培养基中生长，因此含有目的基因的菌落存在于E上。答案(1)限制性核酸内切酶DNA连接酶(2)氨苄青霉素抗性(3)将重组质粒(目的基因)导入大肠杆菌(受体细胞)CaCl2溶液(4)含四环素抗性基因的大肠杆菌2(5)E1.受体细胞与导入方法生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射技术感受态细胞法受体细胞体细胞受精卵细菌细胞转化过程将目的基因插入到Ti质粒的TDNA上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞的染色体DNA上表达将含有目的基因的表达载体提纯取卵(受精卵)显微注射受精卵发育获得具有新性状的动物Ca2处理细胞感受态细胞重组表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子2.基因工程中的几种检测方法(时间：40分钟分数：100分)1.下图表示利用植物细胞工程对棉花进行改良的过程，表示实验过程，请据图回答，下列说法正确的是()A.外源基因能够导入并大量复制的物质基础是自然界共用一套密码子B.过程能定向改变原生质体的遗传特性C.过程只能通过液体悬浮培养技术才能实现D.基因工程技术与花药离体培养技术相结合可快速获得纯合棉花植株解析外源基因能够正确表达的物质基础是自然界共用一套密码子，A错误；基因工程能定
