《四川省成都市高考生物一轮复习 选修部分 第三章第三节基因工程简介课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四川省成都市高考生物一轮复习 选修部分 第三章第三节基因工程简介课件（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、基因工程的概念一、基因工程的概念要点要点内容内容别名别名基因基因 技术或技术或DNA 技术技术操作环境操作环境生物生物 操作水平操作水平 水平水平基本过程基本过程 剪切剪切 导入导入 目的目的定向改造生物的定向改造生物的 ， 获得人类所需的获得人类所需的 拼接拼接重组重组体外体外分子分子拼接拼接表达表达性状性状基因产物基因产物蛋白质蛋白质催化催化运载体运载体特定的脱氧核苷酸序列特定的脱氧核苷酸序列相同相同相同的黏性末端相同的黏性末端3，5磷酸二酯键磷酸二酯键质粒质粒噬菌体噬菌体动植物病毒动植物病毒目的基因目的基因(3)(3)应具备条件应具备条件 能在宿主细胞内稳定保存并大量能在宿主细胞内稳
2、定保存并大量 。 有一个至多个有一个至多个 的切割位点，以便于的切割位点，以便于 与与 连接。连接。 有特殊的有特殊的 基因，供重组基因，供重组DNADNA的的 。复制复制限制酶限制酶外源基因外源基因遗传标记遗传标记检测和鉴定检测和鉴定三、基因工程操作三、基因工程操作“四步曲四步曲”1 1基因工程能够得以实现的基础是基因工程能够得以实现的基础是 ( () ) 不同生物体内不同生物体内DNADNA分子的基本结构相同分子的基本结构相同所有的生所有的生 物共用一套密码子物共用一套密码子所有生物遗传信息的流动方向是所有生物遗传信息的流动方向是 相同的相同的DNADNA连接酶能将含有不同黏性末端的片段连
3、连接酶能将含有不同黏性末端的片段连 接起来接起来 A AB B C C D D解析：解析：基因工程得以实现的关键是目的基因与运载体的基因工程得以实现的关键是目的基因与运载体的“拼接拼接”( (必须具有相同的基本结构才能拼接必须具有相同的基本结构才能拼接) )，以及目的基，以及目的基因在受体细胞内的表达因在受体细胞内的表达( (共用一套密码子才能使表达产物共用一套密码子才能使表达产物相同相同) )。答案：答案： A A2 2在基因工程中，作为基因运输工具的运载体必须具备一在基因工程中，作为基因运输工具的运载体必须具备一 定的特征。下列特征除哪项外，都是运载体必须具备的定的特征。下列特征除哪项外，
4、都是运载体必须具备的 ( () ) A A能够在宿主细胞中复制，并稳定地保存能够在宿主细胞中复制，并稳定地保存 B B具有多个限制酶切点具有多个限制酶切点 C C必须是细菌的质粒或噬菌体必须是细菌的质粒或噬菌体 D D具有某些标记基因具有某些标记基因 解析：解析：在基因工程中，作为运载体必须具备以下条件：一是在基因工程中，作为运载体必须具备以下条件：一是能够在宿主细胞中复制并稳定保存；二是具有多个限制酶切能够在宿主细胞中复制并稳定保存；二是具有多个限制酶切点；三是具有某些标记基因。常见的运载体有细菌的质粒、点；三是具有某些标记基因。常见的运载体有细菌的质粒、噬菌体和动植物病毒等。噬菌体和动植物
5、病毒等。答案：答案： C C3 3下图为下图为DNADNA分子的某一片段，其中分子的某一片段，其中分别表示相关酶的分别表示相关酶的 作用部位，则相应的酶依次是作用部位，则相应的酶依次是 ( () )A ADNADNA连接酶、限制性内切酶、解旋酶连接酶、限制性内切酶、解旋酶B B限制性内切酶、解旋酶、限制性内切酶、解旋酶、DNADNA连接酶连接酶C C解旋酶、限制性内切酶、解旋酶、限制性内切酶、DNADNA连接酶连接酶D D限制性内切酶、限制性内切酶、DNADNA连接酶、解旋酶连接酶、解旋酶解析：解析： 处的打开需要解旋酶，处的打开需要解旋酶，处需要限制性内切处需要限制性内切酶的切割，酶的切割，
6、处的连接需要处的连接需要DNADNA连接酶。连接酶。答案：答案： C C4 4下图表示基因工程中获取目的基因下图表示基因工程中获取目的基因DNADNA片段的不同方法，片段的不同方法， 有关叙述中正确的是有关叙述中正确的是 ( () )A A片段均不含内含子，但其彻底水解的产片段均不含内含子，但其彻底水解的产 物都是脱氧核苷酸物都是脱氧核苷酸B B方法方法a a要用到的酶有逆转录酶和要用到的酶有逆转录酶和DNADNA连接酶连接酶C C通过这三种方法获得的目的基因中，核苷酸的通过这三种方法获得的目的基因中，核苷酸的 序列可能不同序列可能不同D D方法方法b b操作简便、应用广泛，如利用大肠杆菌操作
7、简便、应用广泛，如利用大肠杆菌 生产人胰岛素时，胰岛素基因的获得就是一例生产人胰岛素时，胰岛素基因的获得就是一例答案：答案： C C5 5下图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。据下图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意图。据 图回答：图回答：(1)(1)随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，若乙图随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，若乙图中的中的“抗虫基因抗虫基因”是利用甲图中的方法获取的，该方法称为是利用甲图中的方法获取的，该方法称为_。图中。图中过程与细胞中过程与细胞中DNADNA复制过复制过程相比，该过程不需要程相比，该过程不需要_酶。酶。是在是在_(_(填填“酶
8、酶的名称的名称”) )作用下进行延伸的。作用下进行延伸的。(2)(2)在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因( (kankan) )常常作为标记基因，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。乙图为获得抗虫棉技术的流程。霉素培养基上生长。乙图为获得抗虫棉技术的流程。A A过程需过程需要的酶有要的酶有_、_。C C过程的培养基除过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入_。(3)(3)离体棉花叶片组织经离体棉花叶片组织经C C、D
9、 D、E E成功地培育出了转基因抗虫成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细胞工程技术是植株，此过程涉及的细胞工程技术是_，该技术的原理是该技术的原理是_。(4)(4)科学家将植物细胞培养到科学家将植物细胞培养到_，包上人工种皮，制成，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养。了神奇的人工种子，以便更好地大面积推广培养。解析：解析：(1)(1)图甲是利用目的基因作为模板的基因体外扩增过图甲是利用目的基因作为模板的基因体外扩增过程，即利用了程，即利用了PCRPCR技术扩增目的基因。图甲中技术扩增目的基因。图甲中过程利用高过程利用高温使温使DNADNA双链解旋，因是在高温环
10、境下合成双链解旋，因是在高温环境下合成DNADNA，故所需的，故所需的DNADNA聚合酶是热稳定性较高的聚合酶是热稳定性较高的TapTap酶。酶。(2)(2)图乙中图乙中A A过程是获得过程是获得重组质粒的过程，该过程需要用限制性内切酶对质粒、目的重组质粒的过程，该过程需要用限制性内切酶对质粒、目的基因进行切割，再在基因进行切割，再在DNADNA连接酶的催化作用下形成重组质粒。连接酶的催化作用下形成重组质粒。培养基中加入卡那霉素是为了筛选导入重组质粒的受体细胞。培养基中加入卡那霉素是为了筛选导入重组质粒的受体细胞。(3)(3)利用植物组织培养技术可以将带有目的基因的植物细胞利用植物组织培养技术
11、可以将带有目的基因的植物细胞培育成转基因植株，该技术利用了植物细胞全能性原理。培育成转基因植株，该技术利用了植物细胞全能性原理。(4)(4)将培养到分化出不定芽的胚状结构包上人工种皮，可以将培养到分化出不定芽的胚状结构包上人工种皮，可以获得人工种子。获得人工种子。答案：答案： (1)(1)利用利用PCRPCR技术扩增目的基因解旋技术扩增目的基因解旋DNADNA聚合酶聚合酶( (TaqTaq酶酶) )(2)(2)限制性内切酶限制性内切酶DNADNA连接酶卡那霉素连接酶卡那霉素(3)(3)植物组织培养细胞全能性植物组织培养细胞全能性(4)(4)胚状结构胚状结构考点一考点一基因工程的操作工具基因工程
12、的操作工具命命题题解解读读 本考点在高考中多以选择题形式考查基因工程本考点在高考中多以选择题形式考查基因工程的基本工具的基本工具DNA连接酶、限制性内切酶及运载连接酶、限制性内切酶及运载体，题目多集中于对三类基本操作工具的化学本质、体，题目多集中于对三类基本操作工具的化学本质、作用及作用特点的考查，也可将相关内容穿插于基作用及作用特点的考查，也可将相关内容穿插于基因工程操作步骤中以非选择题形式考查。因工程操作步骤中以非选择题形式考查。 示例示例11基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶质粒，便于重组和筛选。已知限
13、制酶的识别序列和切点的识别序列和切点是是GGATCCGGATCC，限制酶，限制酶的识别序列和切点是的识别序列和切点是GATCGATC。根据图示判断下列操作正确的是。根据图示判断下列操作正确的是 ( () )A A目的基因和质粒均用限制酶目的基因和质粒均用限制酶切割切割B B目的基因和质粒均用限制酶目的基因和质粒均用限制酶切割切割C C质粒用限制酶质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割，目的基因用限制酶切割切割D D质粒用限制酶质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割，目的基因用限制酶切割切割 解析解析 虽然限制酶虽然限制酶和限制酶和限制酶识别的核苷酸序列不同，识别的核苷酸序列不同，但是切割后得到
14、的黏性末端相同，可进行连接。由于但是切割后得到的黏性末端相同，可进行连接。由于GGATCCGGATCC序列可以被限制酶序列可以被限制酶和限制酶和限制酶切割，因此，如果切割，因此，如果用限制酶用限制酶切割质粒的话，会将两个标记基因全破坏掉，而切割质粒的话，会将两个标记基因全破坏掉，而用限制酶用限制酶切割，仅破坏切割，仅破坏GeneGene。用限制酶。用限制酶切割目的基因，切割目的基因，可获得目的基因片段；若用限制酶可获得目的基因片段；若用限制酶切割目的基因，只能切切割目的基因，只能切下目的基因的左侧，而右侧不能切开。下目的基因的左侧，而右侧不能切开。答案答案D1 1比较限制酶、比较限制酶、DNA
15、DNA连接酶、连接酶、DNADNA聚合酶与解旋酶聚合酶与解旋酶种类种类项目项目限制酶限制酶 DNA连接酶连接酶DNA聚合聚合酶酶解旋酶解旋酶作用底物作用底物DNA分分子子DNA分子片分子片段段脱氧核苷脱氧核苷酸酸DNA分子分子作用部位作用部位磷酸二磷酸二酯键酯键磷酸二酯键磷酸二酯键磷酸二酯磷酸二酯键键碱基对间碱基对间的氢键的氢键作用结果作用结果形成黏形成黏性末端性末端形成重组形成重组DNA分子分子形成新的形成新的DNA分子分子形成单链形成单链DNA分子分子化学本质化学本质均为蛋白质，其合成场所均为核糖体均为蛋白质，其合成场所均为核糖体2.2.质粒与运载体的关系质粒与运载体的关系 质粒是基因工程
16、中最常用的运载体，但并不是所有质粒质粒是基因工程中最常用的运载体，但并不是所有质粒 均适合作运载体；同样，运载体也并非只有质粒，噬菌均适合作运载体；同样，运载体也并非只有质粒，噬菌 体、动植物病毒等也可以作为运载体。体、动植物病毒等也可以作为运载体。1.1.下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容， 正确的组合是正确的组合是 ( () )供体供体剪刀剪刀针线针线运载体运载体受体受体A质粒质粒限制性限制性内切酶内切酶DNA连连接酶接酶提供目的提供目的基因的生基因的生物物大肠杆菌等大肠杆菌等B提供目提供目的基因的的基因的生物生物DNA连连接
17、酶接酶限制性限制性内切酶内切酶质粒质粒大肠杆菌等大肠杆菌等供体供体剪刀剪刀针线针线运载体运载体受体受体C 提供目提供目的基因的基因的生物的生物限制性限制性内切酶内切酶DNA连连接酶接酶质粒质粒大肠杆大肠杆菌等菌等D大肠杆大肠杆菌等菌等DNA连连接酶接酶限制性内限制性内切酶切酶提供目的基提供目的基因的生物因的生物质粒质粒解析：解析：基因工程中，限制性核酸内切酶可切割基因工程中，限制性核酸内切酶可切割DNADNA，作为基因，作为基因工程的剪刀；工程的剪刀；DNADNA连接酶可连接连接酶可连接DNADNA片断，作为基因工程的针片断，作为基因工程的针线；目的基因常以质粒为载体，转移到大肠杆菌等细胞中，
18、线；目的基因常以质粒为载体，转移到大肠杆菌等细胞中，在受体细胞中得以表达。在受体细胞中得以表达。答案：答案： C C2 2下图表示一项重要的生物技术，对图中物质下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a a、b b、c c、 d d的描述，正确的是的描述，正确的是 ( () )A Aa a通常存在于细菌体内，目前尚未发现真核生物体内有通常存在于细菌体内，目前尚未发现真核生物体内有 类似的结构类似的结构B Bb b识别特定的核苷酸序列，并将识别特定的核苷酸序列，并将A A与与T T之间的氢键切开之间的氢键切开C Cc c连接双链间的连接双链间的A A和和T T，使黏性末端处碱基互补配对，使黏性末端
19、处碱基互补配对D D若要获得真核生物的若要获得真核生物的d d，则一般采用人工合成方法，则一般采用人工合成方法解析：解析：质粒存在于细菌、酵母菌等微生物体内，质粒存在于细菌、酵母菌等微生物体内，b b为限制酶，为限制酶，能识别特定的核苷酸序列，并在特定位点切割磷酸二酯键，能识别特定的核苷酸序列，并在特定位点切割磷酸二酯键，c c为为DNADNA连接酶，可把限制酶切开的磷酸二酯键重新连接起来。连接酶，可把限制酶切开的磷酸二酯键重新连接起来。真核生物真核生物DNADNA结构复杂，一般采用人工合成方法获取目的基因。结构复杂，一般采用人工合成方法获取目的基因。答案：答案： D考点二考点二基因工程的操作
20、步骤基因工程的操作步骤命命题题解解读读近年高考对本知识点的考查不但频率高，而且近年高考对本知识点的考查不但频率高，而且难度大，涉及面广。题目多以非选择题形式展开对基难度大，涉及面广。题目多以非选择题形式展开对基因工程操作程序，各环节的目的、结果、原理，目的因工程操作程序，各环节的目的、结果、原理，目的基因检测与表达等全方位考查，有时与基因结构及必基因检测与表达等全方位考查，有时与基因结构及必修教材中基因表达相结合命制大型综合题。修教材中基因表达相结合命制大型综合题。 示例示例22近年高考对本知识点的考查不但频率高，而且难度近年高考对本知识点的考查不但频率高，而且难度大，涉及面广。题目多以非选择
21、题形式展开对基因工程操作大，涉及面广。题目多以非选择题形式展开对基因工程操作程序，各环节的目的、结果、原理，目的基因检测与表达等程序，各环节的目的、结果、原理，目的基因检测与表达等全方位考查，有时与基因结构及必修教材中基因表达相结合全方位考查，有时与基因结构及必修教材中基因表达相结合命制大型综合题。命制大型综合题。(1)(1)图中图中A A是是_；在基因工程中，需要在；在基因工程中，需要在_酶的酶的 作用下才能完成剪接过程。作用下才能完成剪接过程。(2)(2)在上述基因工程的操作过程中，可以遵循碱基互补配对原在上述基因工程的操作过程中，可以遵循碱基互补配对原 则的步骤有则的步骤有_。( (用图
22、解中序号表示用图解中序号表示) )(3)(3)不同种生物之间的基因移植成功，从分子水平分析，进行不同种生物之间的基因移植成功，从分子水平分析，进行 基因工程的主要理论依据是基因工程的主要理论依据是_，也说明了生，也说明了生 物共用一套物共用一套_。(4)(4)研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有 抑制作用，导致害虫无法消化食物而被杀死，人们成功地抑制作用，导致害虫无法消化食物而被杀死，人们成功地 将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，玉米获得了与将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，玉米获得了与 番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的
23、来源是番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的来源是_ _ _。(5)(5)科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工 程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNADNA上，经上，经 培养长成的植株具备了抗病性，这说明培养长成的植株具备了抗病性，这说明_。 如果把该基因导入叶绿体如果把该基因导入叶绿体DNADNA中，将来产生的配子中中，将来产生的配子中_ ( (选填选填“一定一定”或或“不一定不一定”) )含有抗病基因。含有抗病基因。 解析解析 (1)(1)基因工程中需要的酶有：限制性核酸内切酶和
24、基因工程中需要的酶有：限制性核酸内切酶和DNADNA连接酶，连接酶，(2)(2)解题的关键点是解题的关键点是“可以可以”遵循碱基互补配遵循碱基互补配对的是。获取目的基因的方法主要有直接分离法和人工合对的是。获取目的基因的方法主要有直接分离法和人工合成法，人工合成法包括成法，人工合成法包括mRNAmRNA逆转录和蛋白质氨基酸序列推逆转录和蛋白质氨基酸序列推测法，人工合成目的基因涉及碱基互补配对。另外，过程测法，人工合成目的基因涉及碱基互补配对。另外，过程拼接和过程拼接和过程目的基因扩增和筛选也涉及碱基互补配对。目的基因扩增和筛选也涉及碱基互补配对。(3)(3)审题有两个方面：审题有两个方面：基因
25、移植成功，基因移植成功，从分子水平分析从分子水平分析就是要求考虑就是要求考虑DNADNA结构：都是双链结构，碱基都是按照相同结构：都是双链结构，碱基都是按照相同的互补配对原则进行配对。外源基因能够在不同生物体细的互补配对原则进行配对。外源基因能够在不同生物体细胞内表达，说明基因表达的过程中共用一套遗传密码胞内表达，说明基因表达的过程中共用一套遗传密码子进行翻译，也说明基因表达都遵循中心法则。子进行翻译，也说明基因表达都遵循中心法则。(5)(5)植植株具备了抗病性说明已经产生了相应的蛋白质，从而获株具备了抗病性说明已经产生了相应的蛋白质，从而获得新的性状即基因已经表达。叶绿体中的得新的性状即基因
26、已经表达。叶绿体中的DNADNA遗传不遵遗传不遵循孟德尔定律，无法确定是否将目的基因传递给配子。循孟德尔定律，无法确定是否将目的基因传递给配子。 答案答案 (1)(1)运载体运载体( (质粒质粒) )限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和DNADNA连连接接(2)(2)(3)(3)不同生物的不同生物的DNADNA结构基本形式相同密结构基本形式相同密码子码子(4)(4)基因重组基因重组(5)(5)目的基因目的基因( (抗枯萎病的基因抗枯萎病的基因) )已表已表达不一定达不一定目的基因的目的基因的“检测检测”与与“表达表达”的比较的比较目的基因的检测目的基因的检测目的基因的表达目的基因的表达检测检测
27、项目项目目的基因是否已被导入受目的基因是否已被导入受体细胞体细胞目的基因是否完成了目的基因是否完成了转录和翻译过程转录和翻译过程检测检测指标指标检测受体细胞是否表现检测受体细胞是否表现出标记基因所控制的性状；出标记基因所控制的性状；用含目的基因的用含目的基因的DNA探探针检测受体细胞中是否含针检测受体细胞中是否含目的基因片断目的基因片断检测受体细胞是否表检测受体细胞是否表现出目的基因所控制现出目的基因所控制的性状，或合成了与的性状，或合成了与目的基因对应的产物目的基因对应的产物 特别提示特别提示 (1)(1)目的基因与质粒结合的过程可能出现三种情况：目的目的基因与质粒结合的过程可能出现三种情况
28、：目的 基因与目的基因结合；质粒与质粒结合；目的基因与基因与目的基因结合；质粒与质粒结合；目的基因与 质粒结合，因此在导入受体细胞后一定要进行检测。质粒结合，因此在导入受体细胞后一定要进行检测。(2)(2)基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成基因成功表达的标志是受体细胞通过转录、翻译合成 相应的蛋白质，而不只是把目的基因导入受体细胞即可。相应的蛋白质，而不只是把目的基因导入受体细胞即可。3 3糖尿病是一种常见病，目前对胰岛素依赖型糖尿病的糖尿病是一种常见病，目前对胰岛素依赖型糖尿病的 治疗多用激素疗法。胰岛素过去主要从动物中提取，治疗多用激素疗法。胰岛素过去主要从动物中提取， 基因工
29、程技术发展以后，利用细菌生产胰岛素。其操基因工程技术发展以后，利用细菌生产胰岛素。其操 作的基本过程如下图所示。作的基本过程如下图所示。 ( () )(1)(1)该工程中，该工程中， 基因的剪刀是基因的剪刀是_；基因的针线是；基因的针线是_；质粒作为运载体，其基本组成单位是；质粒作为运载体，其基本组成单位是_。(2)(2)剪取目的基因和剪切质粒时，一般用同一种限制酶切割，剪取目的基因和剪切质粒时，一般用同一种限制酶切割，这是为了这是为了_。(3)(3)检测目的基因是否导入了受体细胞，通常根据检测目的基因是否导入了受体细胞，通常根据_来确定。来确定。(4)(4)人的基因能够在细菌体内表达，其物质
30、基础是都以人的基因能够在细菌体内表达，其物质基础是都以_为遗传物质，都遵循为遗传物质，都遵循_原则，而且共用一套原则，而且共用一套_，从生物进化的角度看，说明了，从生物进化的角度看，说明了_。解析：解析：本题中要注意的问题是，切割质粒、切割目的基因本题中要注意的问题是，切割质粒、切割目的基因一般用同一种限制性内切酶。检测目的基因是否导入了受一般用同一种限制性内切酶。检测目的基因是否导入了受体细胞，是通过检测质粒上的标记基因的产物体细胞，是通过检测质粒上的标记基因的产物( (如产物具如产物具有颜色反应等有颜色反应等) )实现的。实现的。答案：答案： (1) (1)限制性内切酶限制性内切酶DNAD
31、NA连接酶脱氧核苷酸连接酶脱氧核苷酸(2)(2)获得相同的黏性末端获得相同的黏性末端(3)(3)检测标记基因产物检测标记基因产物(4)DNA(4)DNA碱基互补配对遗传密码人与细菌具有一定的亲缘关系碱基互补配对遗传密码人与细菌具有一定的亲缘关系 示例示例 质粒是基因工程中常用的运载体，存在于许多细菌及质粒是基因工程中常用的运载体，存在于许多细菌及酵母菌等生物中。请根据原理和材料用具，设计实验选择运载酵母菌等生物中。请根据原理和材料用具，设计实验选择运载体质粒，明确质粒的抗生素基因所控制的抗生素类别。体质粒，明确质粒的抗生素基因所控制的抗生素类别。实验原理：作为运载体的质粒；需有标记基因，这一标
32、记基因实验原理：作为运载体的质粒；需有标记基因，这一标记基因可以是抗生素抗性基因，故凡有抗生素抗性的细菌，其质粒就可以是抗生素抗性基因，故凡有抗生素抗性的细菌，其质粒就可选做运载体。可选做运载体。(1)(1)材料用具：青霉素、材料用具：青霉素、1010万单位万单位/ /mLmL四环素溶液、菌种试四环素溶液、菌种试 管、灭菌的含细菌培养基的培养皿、酒精灯、接种环、管、灭菌的含细菌培养基的培养皿、酒精灯、接种环、 一次性注射器、蒸馏水、恒温箱等。一次性注射器、蒸馏水、恒温箱等。(2)(2)方法步骤：方法步骤： 第一步：取三个含细菌培养基的培养皿并标记为第一步：取三个含细菌培养基的培养皿并标记为1
33、1、2 2、 3 3号，在酒精灯旁，用三支注射器分别注入号，在酒精灯旁，用三支注射器分别注入1 1 mLmL蒸馏水、蒸馏水、 青霉素液、四环素液并使之在整个培养基表面分布均匀。青霉素液、四环素液并使之在整个培养基表面分布均匀。 第二步：第二步：_。 第三步：第三步：_。(3)(3)预期结果：预期结果：11号中的细菌正常生长，号中的细菌正常生长，2 2、3 3号中的细菌号中的细菌 不能存活，说明该细菌既无青霉素抗性基因，也无四环不能存活，说明该细菌既无青霉素抗性基因，也无四环 素抗性基因；素抗性基因； _ _； _ _； _ _； 解析解析 该实验通过选择培养基来探究抗生素基因所控制的该实验通过
34、选择培养基来探究抗生素基因所控制的抗生素类别。在含青霉素的培养基上能存活的，说明含抗青抗生素类别。在含青霉素的培养基上能存活的，说明含抗青霉素基因，不能存活的说明不含有抗青霉素基因。同样的道霉素基因，不能存活的说明不含有抗青霉素基因。同样的道理可说明抗四环素基因的有无。理可说明抗四环素基因的有无。 答案答案 (2)(2)将接种环在酒精灯上灼烧，并在酒精灯火焰旁将接种环在酒精灯上灼烧，并在酒精灯火焰旁对三个培养皿分别接种将接种后的三个培养皿放入对三个培养皿分别接种将接种后的三个培养皿放入3737恒恒温箱内培养温箱内培养24 h24 h(3)2(3)2、3 3号中仅号中仅2 2号存活；说明该细菌有
35、青霉素抗性基因号存活；说明该细菌有青霉素抗性基因2 2、3 3号中仅号中仅3 3号存活；说明该细菌有四环素抗性基因号存活；说明该细菌有四环素抗性基因2 2、3 3号中都能存活；说明该细菌既有青霉素抗性基因，又号中都能存活；说明该细菌既有青霉素抗性基因，又有四环素抗性基因有四环素抗性基因1 1实验原理实验原理 作为运载体必须具备的条件之一是必须含标记基因，这作为运载体必须具备的条件之一是必须含标记基因，这 些基因多为抗生素生成基因，如抗四环素基因、抗氨苄些基因多为抗生素生成基因，如抗四环素基因、抗氨苄 青霉素基因等。欲通过实验确认运载体所具备的标记基青霉素基因等。欲通过实验确认运载体所具备的标记
36、基 因类别，可制备特定选择培养基因类别，可制备特定选择培养基培养基中加入相应培养基中加入相应 抗生素抗生素( (如四环素、氨苄青霉素等如四环素、氨苄青霉素等) )依据菌体存活状况分依据菌体存活状况分 析并得出结论。析并得出结论。2 2方法步骤方法步骤(1)(1)接种：向特制并经灭菌的选择培养基中接种待测菌种。接种：向特制并经灭菌的选择培养基中接种待测菌种。(2)(2)培养：依照待测菌种特定生存条件培养：依照待测菌种特定生存条件(pH(pH、O O2 2、温度等、温度等) )提提 供适宜环境供适宜环境( (如恒温室如恒温室) )培养一段时间。培养一段时间。(3)(3)分析结果，获得结论：分析结果
37、，获得结论： 若待测菌种能在含相应抗生素的选择培养基中生长繁殖，若待测菌种能在含相应抗生素的选择培养基中生长繁殖， 形成菌落，表明该菌种的质粒中含相应抗生素基因，否形成菌落，表明该菌种的质粒中含相应抗生素基因，否 则该菌种不含相应抗生素基因。则该菌种不含相应抗生素基因。1 1(2010(2010全国卷全国卷)下列叙述符合基因工程概念的是下列叙述符合基因工程概念的是 ( () ) A AB B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B B淋淋 巴细胞中的抗体基因巴细胞中的抗体基因 B B将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获将人的干扰素基因重组到质粒
38、后导入大肠杆菌，获 得能产生人干扰素的菌株得能产生人干扰素的菌株 C C用紫外线照射青霉菌，使其用紫外线照射青霉菌，使其DNADNA发生改变，通过筛选发生改变，通过筛选 获得青霉素高产菌株获得青霉素高产菌株 D D自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNADNA整整 合到细菌合到细菌DNADNA上上解析：解析：基因工程又叫基因拼接技术或基因工程又叫基因拼接技术或DNADNA重组技术，是一种重组技术，是一种人为的操作过程。人为的操作过程。A A项属于细胞工程；项属于细胞工程；B B项符合基因工程的项符合基因工程的概念；概念；C C项属于诱变育种；项属于
39、诱变育种；D D项是自然发生的，不是人为操项是自然发生的，不是人为操作的，不属于基因工程。作的，不属于基因工程。答案：答案：B B2 2(2010(2010浙江高考浙江高考) )在用基因工程技术构建抗除草剂的转在用基因工程技术构建抗除草剂的转 基因烟草过程中，下列操作错误的是基因烟草过程中，下列操作错误的是 ( () ) A A用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B B用用DNADNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C C将重组将重组DNADNA分子导入烟草原生质体分子导入烟草原生质体 D D用含除草剂的培
40、养基筛选转基因烟草细胞用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞解析：解析：限制性核酸内切酶切割的是限制性核酸内切酶切割的是DNADNA，而烟草花叶病毒的，而烟草花叶病毒的遗传物质为遗传物质为RNARNA；目的基因与载体的连接由；目的基因与载体的连接由DNADNA连接酶催化连连接酶催化连接；受体细胞为植物细胞，所以可以是烟草原生质体；目的接；受体细胞为植物细胞，所以可以是烟草原生质体；目的基因为抗除草剂基因，所以筛选的时候应该用含除草剂的培基因为抗除草剂基因，所以筛选的时候应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞。养基筛选转基因细胞。答案：答案： A A3 3(2009(2009浙江高考浙江高考) )下
41、列关于基因工程的叙述，错误的下列关于基因工程的叙述，错误的 是是 ( () ) A A目的基因和受体细胞可来自动、植物或微生物目的基因和受体细胞可来自动、植物或微生物 B B限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和DNADNA连接酶是两类常用的工具酶连接酶是两类常用的工具酶 C C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物 活性活性 D D载体上的抗性基因有利于筛选含重组载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNADNA的细胞和促的细胞和促 进目的基因的表达进目的基因的表达解析：解析：目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物；目的基因和受体细胞均可来自
42、动、植物或微生物；基因工程中常用的工具酶有限制性核酸内切酶和基因工程中常用的工具酶有限制性核酸内切酶和DNADNA连接连接酶；大肠杆菌为原核生物，不含有内质网和高尔基体等细酶；大肠杆菌为原核生物，不含有内质网和高尔基体等细胞器，不能对蛋白质进行加工，其合成的胰岛素原无生物胞器，不能对蛋白质进行加工，其合成的胰岛素原无生物活性。运载体中的抗性基因为标记基因，其作用是有利于活性。运载体中的抗性基因为标记基因，其作用是有利于筛选含重组筛选含重组DNADNA的细胞，不能促进目的基因的表达。的细胞，不能促进目的基因的表达。答案：答案： D D4 4(2010(2010江苏高考江苏高考) )下表中列出了几
43、种限制酶识别序列及其下表中列出了几种限制酶识别序列及其 切割位点，图切割位点，图1 1、图、图2 2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。中箭头表示相关限制酶的酶切位点。 请回答下列问题：请回答下列问题：限制酶限制酶BamHHindEcoRSma识别序识别序列及切列及切割位点割位点GGATCCCCTAGG AAGCTT TTCGAA GAATTCCTTAAG CCCGGG GGGCCC (1)(1)一个图一个图1 1所示的质粒分子经所示的质粒分子经SmaSma切割前后，分别含有切割前后，分别含有_个游离的磷酸基团。个游离的磷酸基团。(2)(2)若对图中质粒进行改造，插入的若对图中质粒进行改造，插入的
44、SmaSma酶切位点越多，酶切位点越多，质粒的热稳定性越质粒的热稳定性越_。(3)(3)用图中的质粒和外源用图中的质粒和外源DNADNA构建重组质粒，不能使用构建重组质粒，不能使用SmaSma切割，原因是切割，原因是_。(4)(4)与只使用与只使用EcoREcoR相比较，使用相比较，使用BamHBamH和和HindHind两种限制酶两种限制酶同时处理质粒、外源同时处理质粒、外源DNADNA的优点在于可以防止的优点在于可以防止_。(5)(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入并加入_酶。酶。(6)(6)重组质粒中抗生素抗
45、性基因的作用是为了重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_。解析：解析：(1)(1)质粒切割前是双链环状质粒切割前是双链环状DNADNA分子，所有磷酸基团分子，所有磷酸基团参与形成磷酸二酯键，故不含游离的磷酸基团。从图参与形成磷酸二酯键，故不含游离的磷酸基团。从图1 1可以可以看出，质粒上只含有一个看出，质粒上只含有一个SmaSma的切点，因此被该酶切割后，的切点，因此被该酶切割后，质粒变为线性双链质粒变为线性双链DNADNA分子，因每条链上含有一个游离的磷分子，因每条链上含有一个游离的磷酸基团，因此切割后含有两个游离的磷酸基团。酸基团，因此切割后含有两个游离的磷酸基团。(2)(2)由题目可知，
46、由题目可知，SmaSma识别的识别的DNADNA序列只有序列只有G G和和C C，而，而G G和和C C之之间可以形成三个氢键，间可以形成三个氢键，A A和和T T之间可以形成二个氢键，所以之间可以形成二个氢键，所以SmaSma酶切位点越多，热稳定性就越高。酶切位点越多，热稳定性就越高。(3)(3)质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图2 2可知，标记基因可知，标记基因和外源和外源DNADNA目的基因中均含有目的基因中均含有SmaSma酶切位点，都可以被酶切位点，都可以被SmaSma破坏，故不能使用该酶剪切质粒和含有目的基因的破坏，故不能使用该酶剪切质粒和含有目的
47、基因的DNADNA。(4)(4)只使用只使用EcoEcoR R，则质粒和目的基因两端的黏性末端相同，则质粒和目的基因两端的黏性末端相同，用连接酶连接时，会产生质粒和目的基因自身连接物，而利用连接酶连接时，会产生质粒和目的基因自身连接物，而利用用BamBamH H和和HindHind剪切时，质粒和目的基因两端的黏性末端剪切时，质粒和目的基因两端的黏性末端不同，用不同，用DNADNA连接酶连接时，不会产生自身连接产物。连接酶连接时，不会产生自身连接产物。(5)(5)质粒和目的基因连接后获得重组质粒，该过程需要连接质粒和目的基因连接后获得重组质粒，该过程需要连接酶作用，故混合后加入酶作用，故混合后加
48、入DNADNA连接酶。连接酶。(6)(6)质粒上的抗性基因为标记基因，用于鉴别和筛选含有重质粒上的抗性基因为标记基因，用于鉴别和筛选含有重组质粒的受体细胞。组质粒的受体细胞。答案：答案：(1)0(1)0、2 2(2)(2)高高(3)Sma(3)Sma会破坏质粒的抗性基会破坏质粒的抗性基因、外源因、外源DNADNA中的目的基因中的目的基因(4)(4)质粒和含目的基因的外质粒和含目的基因的外源源DNADNA片段自身环化片段自身环化(5)DNA(5)DNA连接连接(6)(6)鉴别和筛选含有鉴别和筛选含有目的基因的细胞目的基因的细胞5 5(2009(2009山东高考山东高考) )人类在预防与诊疗传染性
49、疾病过程中，人类在预防与诊疗传染性疾病过程中， 经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNARNA 病毒，该病毒表面的病毒，该病毒表面的A A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗 体制备的流程之一如下图所示：体制备的流程之一如下图所示：请回答：请回答：(1)(1)过程过程代表的是代表的是_。(2)(2)过程过程构建构建A A基因表达载体时，必须使用基因表达载体时，必须使用_和和_两种工具酶。两种工具酶。(3)(3)过程过程采用的实验技术是采用的实验技术是_，获得的，获得的X X是是_。(4)(4)对健康人进行该传染病
50、免疫预防时，可选用图中基因工程对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的生产的_所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行_比比较；或用图中的较；或用图中的_进行特异性结合检测。进行特异性结合检测。解析：解析： (1)(1)过程过程是指利用提取出的是指利用提取出的RNARNA反转录成反转录成DNADNA。(2)(2)构构建基因表达载体需要用同种限制酶处理目的基因和运载体，使建基因表达载体需要用同种限制酶处理目的基因和运载体，使其形成相同的黏性末端，然后用其形成相同
51、的黏性末端，然后用DNADNA连接酶连接。连接酶连接。(3)(3)过程过程是是利用灭活的病毒或聚乙二醇等方法诱导动物体细胞融合，从而利用灭活的病毒或聚乙二醇等方法诱导动物体细胞融合，从而获得既能无限增殖，又能产生单一抗体的杂交瘤细胞。获得既能无限增殖，又能产生单一抗体的杂交瘤细胞。(4)(4)疫疫苗一般利用处理过的抗原，通过分析流程图可知，转基因产物苗一般利用处理过的抗原，通过分析流程图可知，转基因产物A A蛋白即为免疫所用的抗原，所以可利用蛋白即为免疫所用的抗原，所以可利用A A蛋白制备疫苗。检测蛋白制备疫苗。检测病毒的方法有多种，最常用的是用基因探针进行检测，比较核病毒的方法有多种，最常用的是用基因探针进行检测，比较核酸序列，另外也可用图中获得的抗酸序列，另外也可用图中获得的抗A A蛋白的单克隆抗体与病毒蛋白的单克隆抗体与病毒的的A A蛋白进行特异性结合，从而检测是否含有传染病病毒。蛋白进行特异性结合，从而检测是否含有传染病病毒。答案：答案： (1)(1)逆逆( (反反) )转录转录(2)(2)限制性内切酶限制性内切酶( (限制酶限制酶) )DNADNA连接酶连接酶( (注：两空顺序可颠倒注：两空顺序可颠倒) )(3)(3)细胞融合杂交细胞融合杂交瘤细胞瘤细胞(4)A(4)A蛋白核酸蛋白核酸( (基因基因) )序列抗序列抗A A蛋白的单克蛋白的单克隆抗体隆抗体
