高三生物一輪復習-基因工程的基本操作程序

獲得轉(zhuǎn)基因生物的過程？☆選修3☆現(xiàn)代生物科技專題基因工程的基本操作程序考綱考情點擊真題基因工程操作的基本程序1．目的基因的獲取途徑(1)直接分離：從自然界已有的物種中分離，如從基因文庫中獲取。(2)人工合成目的基因常用的方法有：①已知核苷酸序列的較小基因，直接利用DNA合成儀用化學方法合成，不需要模板。②以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下人工合成。(3)PCR技術(shù)與DNA復制的比較PCR技術(shù)DNA復制相同點原理DNA雙鏈復制(堿基互補配對)原料四種游離的脫氧核苷酸條件模板、酶、能量等PCR技術(shù)DNA復制不同點解旋方式DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化場所體外復制主要在細胞核內(nèi)酶熱穩(wěn)定的DNA聚合酶(Taq酶)細胞內(nèi)含有的DNA聚合酶結(jié)果在短時間內(nèi)形成大量的DNA片段形成整個DNA分子2.基因表達載體的構(gòu)建(1)基因表達載體的組成：啟動子、目的基因、終止子以及標記基因等。(2)基因表達載體的構(gòu)建方法3．將目的基因?qū)胧荏w細胞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(shù)Ca2＋處理法受體細胞體細胞受精卵原核細胞轉(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DNA→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

4.目的基因的檢測與鑒定(1)分子水平檢測①導入檢測：DNA分子雜交技術(shù)，即使用放射性同位素標記的含目的基因的DNA片段作探針檢測。(2)個體生物學水平鑒定：對轉(zhuǎn)基因生物進行抗蟲或抗病的接種實驗。(2010年北京海淀區(qū)抽查)下圖是含某目的基因的DNA片段，據(jù)圖回答下列問題。(1)根據(jù)圖示可知，若用EcoRⅠ和SmaⅠ限制酶切割，則此DNA片段可有_____個限制酶切割位點，切割后共有____種____個切割末端。(2)EcoRⅠ限制酶切割后形成的末端是_____末端，在圖中用筆標出切割部位。(3)如果要將用EcoRⅠ限制酶切割形成的目的基因片段導入受體細胞，一般需要_____作載體。其應(yīng)具備的特點有：_____、___、___。(4)E·coliDNA連接酶連接目的基因和載體時連接的是圖中____(填字母)部位的化學鍵?！敬鸢浮?/p>

(1)3

2

6(不計算原有的)(2)黏性(3)質(zhì)粒至少有一個切割位點能自我復制含標記基因(4)X(2009年江蘇高考題)蘇云金桿菌(Bt)能產(chǎn)生具有殺蟲能力的毒素蛋白。下圖是轉(zhuǎn)Bt毒素蛋白基因植物的培育過程示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因)，據(jù)圖回答下列問題。(1)將圖中①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后，反應(yīng)管中有________種DNA片段。(2)圖中②表示HindⅢ與BamHⅠ酶切、DNA連接酶連接的過程，此過程可獲得________種重組質(zhì)粒；如果換用BstⅠ與BamHⅠ酶切，目的基因與質(zhì)粒連接后可獲得________種重組質(zhì)粒。(3)目的基因插入質(zhì)粒后，不能影響質(zhì)粒的________。(4)圖中③的Ti質(zhì)粒調(diào)控合成的vir蛋白，可以協(xié)助帶有目的基因的T－DNA導入植物細胞，并防止植物細胞中___對T－DNA的降解。(5)已知轉(zhuǎn)基因植物中毒素蛋白只結(jié)合某些昆蟲腸上皮細胞表面的特異受體，使細胞膜穿孔，腸細胞裂解，昆蟲死亡。而該毒素蛋白對人類的風險相對較小，原因是人類腸上皮細胞________。(6)生產(chǎn)上常將上述轉(zhuǎn)基因作物與非轉(zhuǎn)基因作物混合播種，其目的是降低害蟲種群中的____基因頻率的增長速率?！窘馕觥?/p>

本題重點考查轉(zhuǎn)基因技術(shù)的相關(guān)知識，需特別注意基因工程的步驟、DNA的復制、基因工程的操作工具等知識。本題需特別注意圖示過程，從中獲取有效信息，然后結(jié)合課本知識即可正確解答?！敬鸢浮?/p>

(1)4

(2)2

1

(3)復制(4)DNA水解酶(5)表面無相應(yīng)的特異性受體(6)抗性B．限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C．人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性D．載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細胞和促進目的基因的表達1．(2009年浙江高考題)下列關(guān)于基因工程的敘述，錯誤的是(

)A．目的基因和受體細胞均可來自動、植物或微生物D2．(2007年高考北京卷)利用外源基因在受體細胞中表達，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項中能說明目的基因完成了在受體細胞中表達的是(

)A．棉花二倍體細胞中檢測到細菌的抗蟲基因B．大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNAC．山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列D．酵母菌細胞中提取到人干擾素蛋白D3．(2011年上海高考題)科學家已能運用基因工程技術(shù)，讓羊合成并分泌人的抗體。相關(guān)敘述正確的是（） ①該技術(shù)將導致定向變異 ②DNA連接酶把目的基因與運載體粘性末端的堿基對連接起來 ③蛋白質(zhì)中的氨基酸序列可為合成目的基因提供資料 ④受精卵是理想的受體 ⑤該羊的產(chǎn)生要用到核移植技術(shù) ⑥該羊的產(chǎn)生要用到胚胎移植技術(shù) A．①②③④ B．③④⑥ C．②③④⑤ D．①③④⑥B4.(2012年廣東高考題)科學家通過基因工程的方法，能使馬鈴薯塊莖含有人奶蛋白。以下有關(guān)該基因工程的敘述錯誤的是(

)

A．采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因有內(nèi)含子

B．基因非編碼區(qū)對于目的基因在塊莖中的表達是不可缺少的

C．馬鈴薯的葉肉細胞可作為受體細胞

D．用同一種限制酶處理質(zhì)粒和含有目的基因的

DNA，可產(chǎn)生黏性末端而形成重組DNA分子A5．(2009年上海高考題)人體細胞內(nèi)含有抑制癌癥發(fā)生的P53基因，生物技術(shù)可對此類基因的變化進行檢測。(1)目的基因的獲取方法通常包括___和____。(2)上圖表示從正常人和患者體內(nèi)獲取的P53基因的部分區(qū)域。與正常人正比，患者在該區(qū)域的堿基會發(fā)生改變，在上圖中用方框圈出發(fā)生改變的堿基對；這種變異被稱為_____。(3)已知限制酶E識別序列為CCGG，若用限制酶E分別完全切割正常人和患者的P53基因部分區(qū)域(見上圖)，那么正常人的會被切成個片段；而患者的則被切割成長度為____對堿基和____對堿基的兩種片段。(4)如果某人的P53基因部分區(qū)域經(jīng)限制酶E完全切割后，共出現(xiàn)170、220、290和460堿基對的四種片段，那么該人的基因型是____(以P+表示正?；颍琍-表示異?；?。【答案】

(1)從細胞中分離通過化學方法人工合成(2)見下圖基因堿基對的替換(基因突變)(3)3

460

220(4)P+P-6．(2008年山東高考題)為擴大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注。我國科學家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。(1)獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中的____處，DNA連接酶作用于___處。(填“a或“b”)(2)將重組DNA分子導入水稻受體細胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和_____法。(3)由導入目的基因的水稻細胞培養(yǎng)成植株需要利用_____技術(shù)，該技術(shù)的核心是_____和_____。(4)為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標記的_____作探針進行分子雜交檢測，又要用_____方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性?！敬鸢浮?/p>

(1)a

a(2)基因槍(花粉管通道)(3)植物組織培養(yǎng)脫分化(去分化)再分化(4)耐鹽基因(目的基因)一定濃度鹽水澆灌的(移栽到鹽堿地中)7.(2010·福建理綜，32節(jié)選)紅細胞生成素(EPO)是體內(nèi)促進紅細胞生成的一種糖蛋白，可用于治療腎衰性貧血等疾病。由于天然EPO來源極為有限，目前臨床上使用的紅細胞生成素主要來自于基因工程技術(shù)生產(chǎn)的重組人紅細胞生成素(rhEPO)，其簡要生產(chǎn)流程如下圖。