一輪復(fù)習(xí)人教版基因工程以及生物技術(shù)的安全性與倫理問題第2課時(shí)（124張）課件

第35講基因工程以及生物技術(shù)的安全性與倫理問題考點(diǎn)一基因工程的工具與基本操作程序

考點(diǎn)二基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程考點(diǎn)三DNA的相關(guān)實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)四生物技術(shù)的安全性與倫理問題經(jīng)典真題·明考向內(nèi)容要求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)需要利用限制性內(nèi)切核酸酶、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)物的檢測與鑒定等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)內(nèi)容要求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)人類需要對原有蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行基因改造、生產(chǎn)目標(biāo)蛋白的過程7.舉例說出日常生活中的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品8.探討轉(zhuǎn)基因技術(shù)在應(yīng)用過程中帶來的影響9.舉例說出生殖性克隆人面臨的倫理問題內(nèi)容要求10.分析說明我國為什么不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)11.舉例說明歷史上生物武器對人類造成了嚴(yán)重的威脅與傷害12.認(rèn)同我國反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散13.活動(dòng):(1)DNA的粗提取和鑒定;(2)利用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增DNA片段并完成電泳鑒定,或運(yùn)用軟件進(jìn)行虛擬PCR實(shí)驗(yàn)學(xué)業(yè)要求①結(jié)合生活或生產(chǎn)實(shí)例,舉例說出基因工程及相關(guān)技術(shù)的基本原理(生命觀念)②針對人類生產(chǎn)或生活的某一需求,在基因工程中選取恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)和方法,嘗試提出初步的工程學(xué)構(gòu)想,進(jìn)行簡單的設(shè)計(jì)和制作(生命觀念、科學(xué)探究)③面對日常生活或社會(huì)熱點(diǎn)話題中與生物技術(shù)和工程有關(guān)的話題,基于證據(jù)運(yùn)用生物學(xué)基本概念和原理,就生物技術(shù)與工程的安全與倫理問題表明自己的觀點(diǎn)并展開討論(科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任)必備知識(shí)梳理

重點(diǎn)難點(diǎn)突破

命題角度例析考點(diǎn)一基因工程的工具與基本操作程序別名重組DNA技術(shù)原理

操作水平

水平

結(jié)果創(chuàng)造出更符合人們需要的新的

和

優(yōu)點(diǎn)克服

的障礙;定向改造生物的

一、基因工程概念的理解必備知識(shí)梳理基因重組分子生物類型生物產(chǎn)品遠(yuǎn)緣雜交不親和遺傳性狀二、重組DNA技術(shù)的基本工具1.限制性內(nèi)切核酸酶必備知識(shí)梳理核苷酸序列磷酸二酯鍵一種特定的脫氧核苷酸序列黏性末端種類E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源

T4噬菌體特點(diǎn)只連接

末端

連接

末端和平末端作用恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的

2.DNA連接酶必備知識(shí)梳理大腸桿菌黏性黏性磷酸二酯鍵必備知識(shí)梳理質(zhì)粒動(dòng)植物病毒受體細(xì)胞限制酶切割位點(diǎn)自我復(fù)制同步復(fù)制標(biāo)記基因三、基因工程的基本操作程序1.目的基因的篩選與獲取(1)目的基因:在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中,用于

或

的基因。

(2)目的基因的獲取方法:

、利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因、通過構(gòu)建

來獲取目的基因。

(3)利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因①原理:

。

必備知識(shí)梳理改變受體細(xì)胞性狀獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物等人工合成目的基因基因文庫DNA半保留復(fù)制②條件a.一定的緩沖溶液、DNA模板、2種

、4種

和

的DNA聚合酶。

b.通過控制

使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行。

③儀器:

。

必備知識(shí)梳理引物脫氧核苷酸耐高溫溫度PCR擴(kuò)增儀a.結(jié)果:每次循環(huán)后目的基因的量可以增加

倍,即成

擴(kuò)增。

b.鑒定:采用

來鑒定PCR的產(chǎn)物。

④PCR擴(kuò)增過程必備知識(shí)梳理單鏈耐高溫的DNA聚合酶指數(shù)形式一瓊脂糖凝膠電泳2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建(1)組成必備知識(shí)梳理啟動(dòng)子標(biāo)記基因(2)構(gòu)建過程必備知識(shí)梳理限制酶DNA連接生物類型植物動(dòng)物微生物常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、

顯微注射法

處理法

受體細(xì)胞體細(xì)胞或受精卵受精卵原核細(xì)胞過程將目的基因插入Ti質(zhì)粒的

中→農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上→表達(dá)(農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法)

將含有目的基因的表達(dá)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(dòng)物

Ca2+處理細(xì)胞→細(xì)胞處于一種__________________________的生理狀態(tài)→基因表達(dá)載體導(dǎo)入

3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞必備知識(shí)梳理花粉管通道法Ca2+T-DNA

能吸收周圍環(huán)境中DNA分子檢測水平檢測目的檢測方法分子水平目的基因是否插入轉(zhuǎn)基因生物染色體DNA上

目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)

個(gè)體水平轉(zhuǎn)基因生物是否表現(xiàn)出

的特性

如抗蟲、抗病的接種實(shí)驗(yàn)4.目的基因的檢測與鑒定必備知識(shí)梳理PCR抗原—抗體雜交目的基因相應(yīng)【長句表達(dá)】(1)細(xì)菌的基因之所以能在棉花細(xì)胞內(nèi)表達(dá),其原因是

。(2)PCR過程中,引物的作用是

。

(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體過程中,用兩種酶進(jìn)行酶切的優(yōu)點(diǎn)是

。

(4)構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是________________________________________

。

必備知識(shí)梳理生物共用一套密碼子使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸防止目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化,防止目的基因與質(zhì)粒反向連接

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【易錯(cuò)辨析】(1)DNA連接酶能將兩堿基通過氫鍵連接起來。(

)(2)E.coliDNA連接酶既可連接平末端,又可連接黏性末端。(

)(3)載體的作用是攜帶目的基因并將其導(dǎo)入受體細(xì)胞中,使之穩(wěn)定存在并表達(dá)。(

)×必備知識(shí)梳理[解析]DNA連接酶連接的是DNA分子兩脫氧核苷酸間的磷酸二酯鍵?！羀解析]T4DNA連接酶既可連接平末端,又可連接黏性末端;E.coliDNA連接酶只能連接黏性末端?！?4)載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因。(

)(5)外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的啟動(dòng)子和終止子之間才能進(jìn)行復(fù)制。(

)×必備知識(shí)梳理[解析]

載體質(zhì)粒通常采用抗生素抗性基因作為篩選標(biāo)記基因。×[解析]

外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的啟動(dòng)子和終止子之間才能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,其復(fù)制與復(fù)制原點(diǎn)有關(guān)?！窘滩氖斑z】(1)1944年,艾弗里等人通過肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),不僅證明了遺傳物質(zhì)是DNA,還證明了DNA可以在同種生物的不同個(gè)體之間轉(zhuǎn)移。[教材

選擇性必修3P68](2)大多數(shù)限制酶的識(shí)別序列由6個(gè)核苷酸組成,也有少數(shù)限制酶的識(shí)別序列由4個(gè)、8個(gè)或其他數(shù)量的核苷酸組成。[教材

選擇性必修3P71](3)在基因工程操作中,真正被用作載體的質(zhì)粒,都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的。[教材

選擇性必修3P72](4)真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活。因此,PCR反應(yīng)緩沖溶液中一般要添加Mg2+。[教材

選擇性必修3P77]必備知識(shí)梳理1.與DNA有關(guān)的酶的比較重點(diǎn)難點(diǎn)突破名稱作用部位作用底物作用結(jié)果限制酶磷酸二酯鍵DNA將DNA切成兩個(gè)片段DNA連接酶磷酸二酯鍵DNA片段將兩個(gè)DNA片段連接起來DNA聚合酶磷酸二酯鍵脫氧核苷酸將單個(gè)脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端重點(diǎn)難點(diǎn)突破名稱作用部位作用底物作用結(jié)果DNA(水解)酶磷酸二酯鍵DNA將DNA片段水解為單個(gè)脫氧核苷酸解旋酶堿基對之間的氫鍵DNA將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈RNA聚合酶磷酸二酯鍵核糖核苷酸將單個(gè)核糖核苷酸依次連接到單鏈末端2.圖解限制酶的選擇原則(1)不破壞目的基因原則:如圖甲中可選擇PstⅠ,而不選擇SmaⅠ。(2)保留標(biāo)記基因原則:質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因,所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu),如圖乙中不選擇SmaⅠ。(3)確保出現(xiàn)相同黏性末端原則:通常切割目的基因與質(zhì)粒時(shí)選擇相同的限制酶,如圖甲中PstⅠ;為避免目的基因和質(zhì)粒自身環(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PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶。重點(diǎn)難點(diǎn)突破重點(diǎn)難點(diǎn)突破3.PCR過程的分析重點(diǎn)難點(diǎn)突破關(guān)于引物的3點(diǎn)提醒:①引物是一小段單鏈的核酸,作為新子鏈的合成起點(diǎn),只能結(jié)合在母鏈的3’端;②只有通過引物,DNA才可以開始進(jìn)行復(fù)制;③設(shè)計(jì)兩種引物時(shí),二者之間的堿基序列不能互補(bǔ)配對。重點(diǎn)難點(diǎn)突破(4)體內(nèi)DNA復(fù)制與PCR技術(shù)的比較項(xiàng)目體內(nèi)DNA復(fù)制PCR技術(shù)場所主要在細(xì)胞核內(nèi)生物體外酶

DNA聚合酶、解旋酶熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)條件模板、ATP、常溫模板、引物、溫度變化(90℃以上→55℃→72℃左右)原料四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸特點(diǎn)形成的是DNA分子,一個(gè)細(xì)胞周期只復(fù)制一次短時(shí)間內(nèi)形成大量含有目的基因的DNA片段角度一考查重組DNA技術(shù)的基本工具?

[2021·遼寧朝陽模擬]圖是三種限制酶的脫氧核苷酸識(shí)別序列和切割位點(diǎn)示意圖(↓表示切點(diǎn))。下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是(

)A.這三種限制酶切割出的DNA片段末端都是黏性末端B.不同限制酶切割DNA所得的黏性末端可能相同C.能被限制酶3切割的DNA也能被限制酶1切割D.同一個(gè)DNA經(jīng)限制酶1和限制酶3分別切割后所得片段數(shù)一定相等D命題角度例析[解析]

據(jù)圖可知,這三種限制酶切割位點(diǎn)均位于中軸線一側(cè),切割出的DNA片段末端都是黏性末端,A正確;DNA經(jīng)限制酶1和限制酶3分別切割,所得的DNA片段黏性末端相同,B正確;能被限制酶3切割的DNA也能被限制酶1切割,但能被限制酶1切割的DNA不一定能被限制酶3切割,故同一個(gè)DNA經(jīng)限制酶1和限制酶3分別切割后所得片段數(shù)不一定相等,C正確,D錯(cuò)誤。命題角度例析?限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)分別是和

。如圖表示的是四種質(zhì)粒和目的基因,其中箭頭所指部位為限制酶的識(shí)別位點(diǎn),質(zhì)粒的陰影部分表示標(biāo)記基因。適于作為圖示目的基因載體的質(zhì)粒是(

)A命題角度例析[解析]

用限制酶MunⅠ切割A(yù)質(zhì)粒后,不會(huì)破壞標(biāo)記基因,而且還能產(chǎn)生與目的基因兩側(cè)黏性末端相同的末端,該質(zhì)粒適于作為目的基因的載體,A正確;該質(zhì)粒沒有標(biāo)記基因,不適于作為目的基因的載體,B錯(cuò)誤;該質(zhì)粒含有標(biāo)記基因,但用MumⅠ切割后,標(biāo)記基因會(huì)被破壞,因此不適于作為目的基因的載體,C錯(cuò)誤;該質(zhì)粒含有標(biāo)記基因,但用EcoRⅠ切割后,標(biāo)記基因會(huì)被破壞,因此不適于作為目的基因的載體,D錯(cuò)誤。命題角度例析角度二考查PCR的相關(guān)分析?

[2021·山東濟(jì)南一模]聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種用于擴(kuò)增特定DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)。下列關(guān)于PCR引物的敘述不正確的是(

)A.為保證模板鏈與引物結(jié)合的效率,兩種引物之間盡量避免存在互補(bǔ)序列B.為了便于將擴(kuò)增的DNA片段與運(yùn)載體連接,可在引物的3'端加上限制酶識(shí)別序列C.在兩種引物上設(shè)計(jì)加入不同的限制酶識(shí)別序列,主要目的是使目的基因定向插入載體并避免目的基因自身環(huán)化D.復(fù)性所需的溫度、時(shí)長和延伸所需的溫度、時(shí)長均與引物有關(guān)B命題角度例析[解析]

兩種引物之間不應(yīng)存在互補(bǔ)序列,否則會(huì)出現(xiàn)引物跟引物配對的情況,降低PCR的效率,A正確;引物引導(dǎo)子鏈合成的方向是5'→3',因此為了便于擴(kuò)增的DNA片段與載體連接,需要在引物的5'端加上限制酶識(shí)別序列,B錯(cuò)誤;設(shè)計(jì)引物時(shí)需要避免引物之間堿基互補(bǔ)配對而造成引物自身環(huán)化的現(xiàn)象,為了便于擴(kuò)增的DNA片段與運(yùn)載體連接,常在兩條引物上設(shè)計(jì)加入不同的限制酶識(shí)別位點(diǎn),主要目的是使目的基因能定向插入表達(dá)載體,避免目的基因自身環(huán)化,C正確;復(fù)性所需的溫度、時(shí)長和延伸所需的溫度、時(shí)長均與引物有關(guān),如引物中G與C含量高,需要設(shè)定更高的復(fù)性和延伸溫度,D正確。命題角度例析?

[2021·江蘇連云港模擬]常用的PCR技術(shù)有實(shí)時(shí)熒光定量PCR、RT-PCR、重疊延伸PCR等,其中重疊延伸PCR技術(shù)是一種通過寡聚核苷酸鏈之間重疊的部分互相搭橋、互為模板,通過多次PCR擴(kuò)增,從而獲得目的基因的方法。該技術(shù)在擴(kuò)增較長片段的DNA、不同來源的DNA片段拼接、基因的定點(diǎn)誘變等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。利用重疊延伸PCR技術(shù)進(jìn)行定點(diǎn)突變可以實(shí)現(xiàn)對纖維素酶基因進(jìn)行合理改造,其過程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:命題角度例析(1)PCR定點(diǎn)突變需要設(shè)計(jì)的引物是

;②過程獲得突變產(chǎn)物AD,需要使用的引物是

。引物b、引物c命題角度例析引物a和引物d[解析]由圖中信息可知,定點(diǎn)突變位點(diǎn)在引物b和引物c的結(jié)合位點(diǎn)處,而引物a與引物b是合成產(chǎn)物AB的引物,引物c和引物d是合成產(chǎn)物CD的引物,因此需要設(shè)計(jì)引物b和引物c,使它們突變才可以得到突變產(chǎn)物AD;②過程獲得突變引物AD是由產(chǎn)物AB上鏈延伸與CD下鏈延伸得到的,因此需要使用的引物是引物a和引物d。(2)在第一階段為獲得產(chǎn)物AB和產(chǎn)物CD,必須將引物a、b和引物c、d置于不同反應(yīng)系統(tǒng)中,這是因?yàn)?/p>

。引物b和引物c對應(yīng)的堿基之間多數(shù)可以配對,在一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中配對后失效命題角度例析[解析]引物是一段DNA,引物b和引物c對應(yīng)的堿基之間多數(shù)可以配對,在一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中配對后失效。(3)新冠肺炎病毒常用“熒光RT-PCR技術(shù)”進(jìn)行檢測。①“熒光RT-PCR技術(shù)”所用的試劑盒中通常都應(yīng)該含有

、熒光標(biāo)記的核酸探針、引物、dNTP、緩沖體系。

逆(反)轉(zhuǎn)錄酶、熱穩(wěn)定性DNA聚合酶(Taq酶)命題角度例析[解析]新冠肺炎病毒是RNA病毒,因此在進(jìn)行RT-PCR時(shí),需要先進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄合成DNA,然后再進(jìn)行PCR,因此需要逆轉(zhuǎn)錄酶,RT-PCR過程中除原料、模板、能量外,還需要Taq酶以合成子鏈DNA。②用

向微量離心管中依次加入各組分,進(jìn)行

,使反應(yīng)液集中在微量離心管底部,將微量離心管放入PCR儀設(shè)計(jì)好PCR儀的循環(huán)程序,進(jìn)行PCR反應(yīng)。

命題角度例析用微量移液器離心[解析]向微量離心管中加入成分時(shí)需要用微量移液器;加入微量離心管后使反應(yīng)液集中到微量離心管底部的方法是離心。(4)在檢測過程中,隨著PCR的進(jìn)行,反應(yīng)產(chǎn)物不斷累積,“雜交雙鏈”熒光信號(hào)的強(qiáng)度也等比例增加?？赏ㄟ^熒光強(qiáng)度的變化監(jiān)測產(chǎn)物量的變化從而得到一條熒光擴(kuò)增曲線圖。①“平臺(tái)期”出現(xiàn)的最可能的原因是_____________________________________

。

試劑盒中的原料、引物和探針數(shù)量一定,超出一定的循環(huán)數(shù)后,熒光標(biāo)記的“雜交雙鏈”不再增加命題角度例析[解析]平臺(tái)期是由于隨著循環(huán)次數(shù)增加,試劑盒中的原料、引物和探針被消耗完,超出一定的循環(huán)數(shù)后,熒光標(biāo)記的“雜交雙鏈”不再增加。②理論上,在檢測過程中有熒光標(biāo)記的“雜交雙鏈”出現(xiàn),則說明檢測結(jié)果呈

(填“陰”或“陽”)性,但為了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性,一般要達(dá)到或超過閾值時(shí)才確診?，F(xiàn)有兩個(gè)待檢樣本,檢測時(shí)都出現(xiàn)了上述形態(tài)的曲線,但甲的a點(diǎn)比乙的a點(diǎn)明顯左移。請給這種結(jié)果做出科學(xué)合理的解釋(試劑盒合格且正常,操作過程規(guī)范且準(zhǔn)確):

。

陽命題角度例析甲樣本中的新冠肺炎病毒含量更高,達(dá)到閾值所需的循環(huán)數(shù)更少[解析]檢測過程中有雜交雙鏈,說明樣本中有與病毒核酸相同的核酸序列,因此結(jié)果為陽性;兩個(gè)樣本中,甲的a點(diǎn)是閾值對應(yīng)的點(diǎn),甲的a點(diǎn)比乙的a點(diǎn)明顯左移即需要的循環(huán)數(shù)少,說明甲樣本中的新冠肺炎病毒含量更高,達(dá)到閾值所需的循環(huán)數(shù)更少。角度三

考查基因工程的基本操作程序?

[2021·北京朝陽區(qū)二模]棉蚜是棉花的主要害蟲之一。雪花蓮凝集素(GNA)與尾穗莧凝集素(ACA)具有良好的抗蚜蟲效果。研究人員將GNA基因與ACA基因連接成融合基因GA,并構(gòu)建雙抗蟲基因的重組表達(dá)載體轉(zhuǎn)入棉花,過程如圖。下列敘述不正確的是(

)A.構(gòu)建表達(dá)載體,應(yīng)選用BsaBⅠ、KpnⅠ和XhoⅠ酶切B.KpnⅠ、XhoⅠ雙酶切可確保融合基因與載體的正確連接C.用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因轉(zhuǎn)入棉花愈傷組織需無菌操作D.可用PCR技術(shù)或抗原—抗體雜交技術(shù)檢測目的基因是否表達(dá)D命題角度例析[解析]

由圖可知,用KpnⅠ與BsaBⅠ酶切可獲得GNA基因,用BsaBⅠ與XhoⅠ酶切可獲得ACA基因;GNA基因與ACA基因都具有BsaBⅠ酶切產(chǎn)生的相同末端,二者可用同一種DNA連接酶連接成融合基因GA;載體與融合基因GA都具有XhoⅠ酶切產(chǎn)生的相同末端及KpnⅠ酶切產(chǎn)生的相同末端,可用相應(yīng)的DNA連接酶連接融合基因GA與載體以構(gòu)建表達(dá)載體。構(gòu)建表達(dá)載體過程中要選用BsaBⅠ、KpnⅠ和XhoⅠ進(jìn)行酶切,A正確;KpnⅠ、XhoⅠ雙酶切可使融合基因與載體產(chǎn)生相同的末端以確保二者的正確連接,B正確;命題角度例析用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因轉(zhuǎn)入棉花愈傷組織需無菌操作以防止雜菌污染干擾實(shí)驗(yàn),C正確;用PCR技術(shù)檢測是否插入了目的基因,抗原—抗體雜交技術(shù)檢測目的基因是否表達(dá),D錯(cuò)誤。命題角度例析?

[2021·遼寧撫順一模]番茄含有豐富的維生素,但不耐儲(chǔ)存。我國科學(xué)家利用基因工程技術(shù)獲得了延熟的轉(zhuǎn)基因番茄,較耐儲(chǔ)存,其原理如圖所示。請據(jù)圖回答下列問題:命題角度例析(1)培育該轉(zhuǎn)基因番茄過程中,核心步驟是

,其中

的作用是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。

基因表達(dá)載體的構(gòu)建命題角度例析標(biāo)記基因[解析]培育該轉(zhuǎn)基因番茄過程中,核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建?；虮磉_(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等,其中標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。(2)已知番茄是雙子葉植物,將目的基因?qū)敕训挠鷤M織細(xì)胞時(shí),最常采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,該方法中將目的基因插入農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒的

上,使目的基因進(jìn)入番茄的愈傷組織細(xì)胞,并且可以維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程稱為

。

T-DNA命題角度例析轉(zhuǎn)化[解析]在農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中,往往需要將目的基因結(jié)合到Ti質(zhì)粒的T-DNA上,并最終將目的基因插入番茄細(xì)胞的染色體DNA上。使目的基因進(jìn)入番茄的愈傷組織細(xì)胞,并且可以維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程稱為轉(zhuǎn)化。(3)檢測目的基因是否發(fā)揮作用的第一步是檢測目的基因是否

,其檢測方法為

。

轉(zhuǎn)錄出mRNA(轉(zhuǎn)錄出反義mRNA)命題角度例析PCR[解析]目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用,即能夠正常表達(dá),基因表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯,因此檢測目的基因是否發(fā)揮作用的第一步是檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA,可以采用PCR進(jìn)行檢測。(4)據(jù)圖分析,轉(zhuǎn)基因番茄中乙烯含量低的原因是

。

A.乙烯合成酶基因的轉(zhuǎn)錄過程受阻B.乙烯合成酶基因的翻譯過程受阻C.乙烯合成酶基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程受阻B命題角度例析[解析]由圖分析可知,轉(zhuǎn)基因番茄中乙烯含量低的原因是乙烯合成酶的反義基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA與乙烯合成酶基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對,形成了雙鏈RNA,從而阻斷了乙烯合成酶基因的翻譯過程,故選B?？键c(diǎn)二基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程必備知識(shí)梳理

重點(diǎn)難點(diǎn)突破

命題角度例析一、基因工程的應(yīng)用1.在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用(1)農(nóng)業(yè):培育轉(zhuǎn)基因

、抗病、抗除草劑植物,改良植物的

等。

(2)牧業(yè):提高動(dòng)物的

;改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)等。

抗蟲必備知識(shí)梳理品質(zhì)生長速率2.在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用(1)對微生物或動(dòng)植物的細(xì)胞進(jìn)行基因改造,使它們能夠生產(chǎn)

。

(2)構(gòu)建

,讓哺乳動(dòng)物批量生產(chǎn)藥物。

(3)建立

,解決移植器官短缺的問題。3.在食品工業(yè)方面的應(yīng)用生產(chǎn)

、氨基酸和維生素等。必備知識(shí)梳理藥物乳腺生物反應(yīng)器移植器官工廠食品工業(yè)用酶概念基礎(chǔ)蛋白質(zhì)分子的

及其與

的關(guān)系

操作

基因

目的改造現(xiàn)有

,或制造一種新的

,以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求

二、蛋白質(zhì)工程1.蛋白質(zhì)工程的概念分析必備知識(shí)梳理結(jié)構(gòu)規(guī)律生物功能改造或合成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)2.基本思路從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的

→推測應(yīng)有的

→找到并改變相對應(yīng)的

(基因)或合成新的

→獲得所需要的蛋白質(zhì)。

必備知識(shí)梳理蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)氨基酸序列脫氧核苷酸序列基因應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用醫(yī)藥工業(yè)研發(fā)藥物其他工業(yè)改進(jìn)

的性能或開發(fā)新的工業(yè)用酶

農(nóng)業(yè)改造某些參與調(diào)控光合作用的

,以提高植物光合作用的效率;設(shè)計(jì)優(yōu)良微生物農(nóng)藥

3.應(yīng)用必備知識(shí)梳理酶酶【長句表達(dá)】(1)為使藥用蛋白基因能在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá),構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)的關(guān)鍵操作是

。(2)蛋白質(zhì)工程實(shí)施的難度很大,原因是

。必備知識(shí)梳理將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起蛋白質(zhì)發(fā)揮功能必須依賴于正確的高級結(jié)構(gòu),而這種高級結(jié)構(gòu)往往十分復(fù)雜(3)對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,應(yīng)該直接對基因進(jìn)行操作,其原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

必備知識(shí)梳理任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的,改造了基因也就是對蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造;改造過的蛋白質(zhì)可以通過改造過的基因遺傳下去,如果對蛋白質(zhì)直接改造,即使改造成功,被改造過的蛋白質(zhì)分子也無法遺傳;對基因進(jìn)行改造比對蛋白質(zhì)直接進(jìn)行改造要容易操作,難度要小得多【易錯(cuò)辨析】(1)用轉(zhuǎn)基因方法培育的抗蟲植物也能抗病毒。(

)(2)乳腺生物反應(yīng)器內(nèi)只有乳腺細(xì)胞含有目的基因。(

)(3)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用。(

)(4)實(shí)施蛋白質(zhì)工程的前提條件是了解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。(

)×必備知識(shí)梳理√[解析]用基因工程方法培育的抗蟲植物只能抗部分害蟲,不能抗病毒?！羀解析]乳腺生物反應(yīng)器中,目的基因存在于動(dòng)物的每個(gè)細(xì)胞中,只在乳腺細(xì)胞中表達(dá)?！羀解析]由于大腸桿菌無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等細(xì)胞器,不能對干擾素進(jìn)行加工,因此由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后不能直接應(yīng)用。【教材拾遺】用基因工程的方法,使外源基因得到高效表達(dá)的菌類一般稱為基因工程菌。[教材

選擇性必修3P91]必備知識(shí)梳理

蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別與聯(lián)系重點(diǎn)難點(diǎn)突破項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程過程從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→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→找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)目的基因的篩選和獲取→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)聯(lián)系

①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

②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、改造角度一

考查基因工程的應(yīng)用?

[2021·山東德州二模]戊型肝炎病毒是一種RNA病毒,其基因組中ORF2基因編碼的pORF2蛋白是戊型肝炎病毒的表面抗原。我國科研人員利用基因工程,將編碼pORF2的DNA導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞,最終從大腸桿菌中提取pORF2蛋白并制成疫苗。下列分析正確的是(

)A.利用特定引物對病毒RNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增即可獲得目的基因B.戊型肝炎病毒與大腸桿菌遺傳物質(zhì)相同,所以能實(shí)現(xiàn)基因重組C.構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),需將編碼pORF2的DNA與啟動(dòng)子連接D.利用該方法獲得的疫苗會(huì)誘發(fā)細(xì)胞免疫并產(chǎn)生記憶細(xì)胞C命題角度例析[解析]

先將病毒的RNA逆轉(zhuǎn)錄成DNA,再根據(jù)DNA序列設(shè)計(jì)出特異性的引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增目的基因,A錯(cuò)誤;戊型肝炎病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA,B錯(cuò)誤;基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等部分,要使目的基因在受體細(xì)胞中特異性表達(dá),在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),需將目的基因與啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起,C正確;該蛋白疫苗不會(huì)侵染細(xì)胞,不產(chǎn)生細(xì)胞免疫,但疫苗屬于抗原,會(huì)刺激機(jī)體產(chǎn)生體液免疫,可以產(chǎn)生記憶細(xì)胞(記憶B細(xì)胞),D錯(cuò)誤。命題角度例析?

[2021·福建龍巖模擬]乳腺炎和口蹄疫分別是由細(xì)菌和病毒引起的危害奶牛養(yǎng)殖業(yè)的兩種嚴(yán)重疾病。研究者利用生物技術(shù)培育出轉(zhuǎn)乳鐵蛋白肽(抗細(xì)菌)和人干擾素(抗病毒)基因的雙轉(zhuǎn)基因奶牛新品種。圖甲為基因表達(dá)載體,圖乙為培育流程。命題角度例析(1)培育雙轉(zhuǎn)基因奶牛涉及的生物技術(shù)有

(至少2項(xiàng))?；蚬こ?、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植、胚胎移植(答出其中2項(xiàng)即可)命題角度例析[解析]由圖分析可知,圖乙為轉(zhuǎn)基因奶牛的培育過程,該過程利用了動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、核移植技術(shù)、胚胎移植技術(shù)等。(2)牛乳鐵蛋白肽基因能在轉(zhuǎn)基因奶牛的乳腺細(xì)胞中表達(dá),人干擾素基因則在全身細(xì)胞中都能表達(dá),這與構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)

的選擇有關(guān)。據(jù)圖可知,干擾素基因與

基因可同時(shí)轉(zhuǎn)錄。啟動(dòng)子命題角度例析新霉素抗性[解析]基因表達(dá)載體含有復(fù)制原點(diǎn)、啟動(dòng)子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因,啟動(dòng)子在基因的首段,它是RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn),能控制轉(zhuǎn)錄的開始,牛乳鐵蛋白肽基因能在轉(zhuǎn)基因奶牛的乳腺細(xì)胞中表達(dá),人干擾素基因則可在全身細(xì)胞中表達(dá),這與構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)啟動(dòng)子的選擇有關(guān)。據(jù)圖可知,干擾素基因與新霉素抗性基因可同時(shí)轉(zhuǎn)錄。(3)將基因?qū)肱Ｌ撼衫w維細(xì)胞前,需用

將其處理成單個(gè)細(xì)胞。成纖維細(xì)胞無法直接發(fā)育成個(gè)體,需要去核卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)誘導(dǎo),以表達(dá)細(xì)胞核的

。

胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)命題角度例析全能性[解析]將基因?qū)肱Ｌ撼衫w維細(xì)胞前,需用胰蛋白酶或者膠原蛋白酶將其處理成單個(gè)細(xì)胞。成纖維細(xì)胞無法直接發(fā)育成個(gè)體,需要用去核的卵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)誘導(dǎo),以表達(dá)動(dòng)物細(xì)胞核的全能性。(4)研究者利用

技術(shù)篩選出

(填“牛乳鐵蛋白肽”或“干擾素”)基因成功表達(dá)的胚胎進(jìn)行移植。

抗原—抗體雜交命題角度例析干擾素[解析]牛乳鐵蛋白肽基因只在轉(zhuǎn)基因成年奶牛的乳腺細(xì)胞中表達(dá),人干擾素基因則可在全身細(xì)胞中表達(dá),因此,研究者利用抗原—抗體雜交技術(shù)篩選出干擾素基因成功表達(dá)的胚胎進(jìn)行移植。角度二

考查基蛋白質(zhì)工程及其應(yīng)用?

[2021·遼寧大連一模]下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述,錯(cuò)誤的是(

)A.蛋白質(zhì)工程是在分子水平上通過基因修飾或基因合成來完成的B.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C.蛋白質(zhì)工程的途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)開始,進(jìn)行氨基酸的增減或替換D.蛋白質(zhì)工程的最終目的是改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造新的蛋白質(zhì),以滿足人類的需求C命題角度例析命題角度例析[解析]

蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(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),在基因工程的基礎(chǔ)上,延伸出來的第二代基因工程,是通過基因修飾或基因合成來完成的,A、B正確;蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→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→找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì),C錯(cuò)誤;基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)工程可以通過基因修飾或基因合成對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或制造新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求,D正確。?

胰島素可用于治療糖尿病,但胰島素注射后易在皮下堆積,需較長時(shí)間才能進(jìn)入血液,進(jìn)入血液后又易被分解,因此治療效果受到影響。圖是新的速效胰島素的生產(chǎn)過程,有關(guān)敘述正確的是(

)A.新的胰島素的產(chǎn)生是依據(jù)基因工程原理完成的B.新的胰島素生產(chǎn)過程中不涉及中心法則C.新的胰島素產(chǎn)生過程中最困難的一步是由胰島素分子結(jié)構(gòu)推測氨基酸序列D.若用大腸桿菌生產(chǎn)新的胰島素,常用Ca2+處理大腸桿菌D命題角度例析[解析]

新的胰島素的產(chǎn)生是依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理完成的,A錯(cuò)誤;新的胰島素生產(chǎn)過程中涉及轉(zhuǎn)錄、翻譯的過程,其涉及中心法則,B錯(cuò)誤;新的胰島素產(chǎn)生過程中最困難的一步是設(shè)計(jì)新的胰島素分子的空間結(jié)構(gòu),C錯(cuò)誤;把目的基因?qū)氪竽c桿菌,常用Ca2+處理大腸桿菌,使其成為感受態(tài)細(xì)胞,以利于重組質(zhì)粒的進(jìn)入,D正確。命題角度例析考點(diǎn)三DNA的相關(guān)實(shí)驗(yàn)必備知識(shí)梳理

命題角度例析一、DNA的粗提取與鑒定1.原理(1)原理:利用DNA、RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在

方面的差異,提取DNA,去除其他成分。

(2)DNA的性質(zhì):DNA不溶于酒精,但某些蛋白質(zhì)溶于酒精;DNA能溶于

。

(3)DNA的鑒定:在一定溫度下,DNA遇

試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色。

必備知識(shí)梳理物理和化學(xué)性質(zhì)2mol·L-1的NaCl溶液二苯胺2.實(shí)驗(yàn)過程(1)方法步驟必備知識(shí)梳理紗布塑料離心管酒精溶液塑料離心管沉淀物二苯胺試劑(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在沸水浴中,DNA與

試劑發(fā)生顏色反應(yīng),呈現(xiàn)

。

二、DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定1.原理(1)擴(kuò)增:PCR利用了DNA的

原理,通過調(diào)節(jié)

來控制DNA雙鏈的解聚與結(jié)合。

必備知識(shí)梳理二苯胺藍(lán)色熱變性溫度(2)鑒定a.DNA分子具有可解離的基團(tuán),在一定的pH下,這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷,在電場的作用下,這些帶電分子會(huì)向著

移動(dòng)(即電泳)。

b.PCR的產(chǎn)物一般通過

來鑒定。

c.凝膠中的DNA分子通過染色,可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來。與它所帶電荷相反的電極必備知識(shí)梳理瓊脂糖凝膠電泳必備知識(shí)梳理2.探究過程(1)DNA片段的擴(kuò)增微量移液器微量離心管底部PCR儀(2)電泳鑒定必備知識(shí)梳理電泳緩沖液核酸染料加樣孔電泳緩沖液必備知識(shí)梳理PCR產(chǎn)物凝膠載樣緩沖液微量移液器指示劑前沿紫外燈【長句表達(dá)】(1)進(jìn)行DNA的粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)時(shí),不選用哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞的原因是

。

(2)利用酒精可初步分離DNA與蛋白質(zhì),其原因是

。

(3)電泳的概念是

。(4)進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳時(shí),影響凝膠中DNA分子遷移速率的因素主要是

。

哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核,不含DNA必備知識(shí)梳理DNA不溶于酒精,但某些蛋白質(zhì)溶于酒精在電場的作用下,帶電分子向著與它所帶電荷相反的電極移動(dòng)的過程凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等【易錯(cuò)辨析】(1)可用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料來進(jìn)行DNA的粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)。(

)(2)DNA存在于洋蔥研磨液離心后的沉淀物中。(

)(3)在溶有DNA的NaCl溶液中,加入二苯胺試劑即呈藍(lán)色。(

)×必備知識(shí)梳理[解析]哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞不含DNA,不能作為DNA粗提取和鑒定的實(shí)驗(yàn)材料?！羀解析]DNA存在于洋蔥研磨液離心后的上清液中?！羀解析]在溶有DNA的NaCl溶液中加入二苯胺試劑后,需要在沸水浴條件下才呈藍(lán)色。(4)在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關(guān)。(

)(5)PCR實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭和蒸餾水等在使用前必須進(jìn)行高壓滅菌處理。(

)√必備知識(shí)梳理√角度一

考查DNA的粗提取與鑒定?

[2021·江蘇蘇州模擬]下列有關(guān)“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是(

)A.用蒸餾水使家兔的紅細(xì)胞漲破,可獲取富含DNA的濾液B.植物材料需先用洗滌劑破壞細(xì)胞壁再吸水漲破,釋放DNAC.DNA不溶于95%的冷酒精,但可溶于2mol/L的NaCl溶液D.鑒定DNA時(shí),應(yīng)將絲狀物直接加入到二苯胺試劑中并進(jìn)行沸水浴C命題角度例析[解析]

兔屬于哺乳動(dòng)物,哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核,不能作為DNA的粗提取和鑒定的實(shí)驗(yàn)材料,A錯(cuò)誤;植物材料需用洗滌劑溶解細(xì)胞膜,B錯(cuò)誤;?

[2021·江蘇蘇州模擬]下列有關(guān)“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是(

)A.用蒸餾水使家兔的紅細(xì)胞漲破,可獲取富含DNA的濾液B.植物材料需先用洗滌劑破壞細(xì)胞壁再吸水漲破,釋放DNAC.DNA不溶于95%的冷酒精,但可溶于2mol/L的NaCl溶液D.鑒定DNA時(shí),應(yīng)將絲狀物直接加入到二苯胺試劑中并進(jìn)行沸水浴C命題角度例析DNA不溶于95%的冷酒精和0.14mol/L的NaCl溶液,但溶于2mol/L的NaCl溶液,C正確;

將絲狀物溶于2mol/L的NaCl溶液后加入二苯胺試劑,沸水浴冷卻后呈藍(lán)色,D錯(cuò)誤。?甲、乙兩圖為“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中涉及的兩個(gè)操作裝置圖。相關(guān)敘述正確的是(

)A.圖甲的燒杯和圖乙的試管中所用溶劑都為NaCl溶液,但兩者濃度不同B.圖乙試管經(jīng)稍稍加熱后即可觀察到一支試管中的溶液明顯變藍(lán),另一支試管中的溶液不變藍(lán)C.圖甲操作需用玻璃棒迅速攪拌以使DNA析出,并纏繞在玻璃棒上D.圖乙操作中所用的二苯胺試劑需現(xiàn)配現(xiàn)用以達(dá)到較好的鑒定效果D命題角度例析[解析]

圖甲的燒杯中所用的溶劑是體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻酒精,A錯(cuò)誤;圖乙試管需經(jīng)沸水浴加熱5min,而不是稍稍加熱,B錯(cuò)誤;圖甲操作需用玻棒沿一個(gè)方向緩慢攪拌以卷起絲狀DNA,C錯(cuò)誤;圖乙操作中所用的二苯胺需現(xiàn)配現(xiàn)用,以達(dá)到較好的鑒定效果,D正確。命題角度例析角度二

考查DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定?

下列關(guān)于核酸片段的擴(kuò)增及電泳鑒定的敘述,正確的是(

)A.PCR反應(yīng)緩沖液中一般要添加ATP,以激活耐高溫的DNA聚合酶B.mRNA也是核酸,因此可直接用PCR擴(kuò)增儀擴(kuò)增C.PCR產(chǎn)物常通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定D.瓊脂糖凝膠電泳中的緩沖液中含指示劑,其可以在紫外燈下被檢測出來命題角度例析C[解析]

耐高溫的DNA聚合酶不需要添加ATP激活,A錯(cuò)誤;mRNA是核酸,但不能直接用PCR擴(kuò)增儀擴(kuò)增,需要先逆轉(zhuǎn)錄為cDNA再用PCR擴(kuò)增儀擴(kuò)增,B錯(cuò)誤;?

下列關(guān)于核酸片段的擴(kuò)增及電泳鑒定的敘述,正確的是(

)A.PCR反應(yīng)緩沖液中一般要添加ATP,以激活耐高溫的DNA聚合酶B.mRNA也是核酸,因此可直接用PCR擴(kuò)增儀擴(kuò)增C.PCR產(chǎn)物常通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定D.瓊脂糖凝膠電泳中的緩沖液中含指示劑,其可以在紫外燈下被檢測出來命題角度例析CPCR的產(chǎn)物一般通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定,在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關(guān),C正確;瓊脂糖凝膠電泳中的緩沖液中不含指示劑,凝膠中的DNA分子通過染色,可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來,D錯(cuò)誤。?

[2021·遼寧大連一模]PCR技術(shù)可用于遺傳多樣性的研究。圖是對兩個(gè)跳蟲(A和B)DNA分析的實(shí)驗(yàn)過程,有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.在提取DNA時(shí)加入DNA酶有助于釋放出DNAB.TaqDNA酶能夠耐高溫,高溫下不會(huì)變性,常在PCR中用于DNA鏈的合成C.將已知長度的DNA片段裝到凝膠上作參照,可用于估測樣本DNA片段的大小D.陰性對照未加DNA模板但加入PCR擴(kuò)增過程所需的混合物,以檢測試劑是否被污染命題角度例析A[解析]

蛋白酶可以分解組織中的蛋白質(zhì)(如膜蛋白、染色體蛋白質(zhì)),在提取DNA時(shí)加入蛋白酶有助于釋放出DNA,A錯(cuò)誤;TaqDNA酶能夠耐高溫,在高溫下仍保持活性,在PCR中催化子鏈的延伸,B正確;將已知長度的DNA片段裝到凝膠上作為參照,通過對比,可以估測樣本DNA片段的大小,C正確;陰性對照未加DNA模板但加入PCR擴(kuò)增過程所需的混合物,通過電泳結(jié)果的比較,以檢測試劑是否被污染,D正確。命題角度例析考點(diǎn)四生物技術(shù)的安全性與倫理問題必備知識(shí)梳理

命題角度例析一、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性1.轉(zhuǎn)基因成果(1)基因工程中研究最早、最廣泛和取得實(shí)際應(yīng)用成果最多的領(lǐng)域是

。

(2)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物方面,科學(xué)家將

、

等轉(zhuǎn)入動(dòng)物體內(nèi),培育了一批生長迅速、營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因家禽、家畜;轉(zhuǎn)基因植物方面,目前已經(jīng)培育出了大批具有

、

、

和耐儲(chǔ)藏等新性狀的作物。

必備知識(shí)梳理對微生物的基因改造生長激素基因促生長激素釋放激素基因抗蟲抗病抗除草劑2.對轉(zhuǎn)基因安全的爭論及理性看待生物技術(shù)(1)爭論焦點(diǎn):在

等方面發(fā)生激烈的爭論。

(2)正確態(tài)度:理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)需要以

為基礎(chǔ),看到人們的觀點(diǎn)受到許多復(fù)雜的

等因素的影響;要靠確鑿的證據(jù)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬤M(jìn)行思考和辯論。

必備知識(shí)梳理轉(zhuǎn)基因食品的安全性完備的相關(guān)科學(xué)知識(shí)政治、經(jīng)濟(jì)和文化二、關(guān)注生殖性克隆人1.生殖性克隆和治療性克隆(1)生殖性克隆:是指通過克隆技術(shù)產(chǎn)生

。

(2)治療性克隆是指利用克隆技術(shù)產(chǎn)生特定的

,用它們來修復(fù)或替代受損的

,從而達(dá)到治療疾病的目的。

2.我國禁止生殖性克隆人的“四不”原則:

。

3.警惕用

和

等新技術(shù)研究生殖性克隆人。必備知識(shí)梳理獨(dú)立生存的新個(gè)體細(xì)胞、組織和器官細(xì)胞、組織和器官不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實(shí)驗(yàn)iPS細(xì)胞“人類基因組編寫計(jì)劃”三、禁止生物武器1.生物武器(1)種類:病菌類、病毒類和

類等。

(2)特點(diǎn):

。

(3)散布途徑:直接或者通過食物、生活必需品和帶菌昆蟲等散布。2.禁止生物武器中國政府的態(tài)度是在任何情況下

、不儲(chǔ)存生物武器,并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散。

生化毒劑必備知識(shí)梳理致病能力強(qiáng)、攻擊范圍廣不發(fā)展、不生產(chǎn)必備知識(shí)梳理【長句表達(dá)】(1)治療性克隆與生殖性克隆的不同點(diǎn)為___________________________________________________________________________________________。

(2)治療性克隆的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在_____________________________________________________________________________。

(3)為解決不孕夫婦的生育問題出現(xiàn)的試管嬰兒與基因編輯嬰兒的區(qū)別是__________________________________________________________________________________________________________。

試管嬰兒培育過程中未改變精子和卵細(xì)胞的遺傳物質(zhì),只是受精過程在體外;基因編輯嬰兒改變了受精卵中的遺傳物質(zhì)

治療性克隆的終點(diǎn)是組織器官,目的是用于替代治療,而生殖性克隆的終點(diǎn)是個(gè)體,目的是用于繁殖后代

解決同種異體器官移植過程中的免疫排斥反應(yīng);解決器官移植中供體來源不足的問題【易錯(cuò)辨析】(1)生殖性克隆和治療性克隆兩者有著本質(zhì)的區(qū)別。(

)(2)克隆人實(shí)驗(yàn)可能會(huì)存在流產(chǎn)率高、胎兒畸形率高等問題。(

)(3)“設(shè)計(jì)試管嬰兒”與“試管嬰兒”相比在植入前需要對胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)診斷。(

)(4)生物武器可通過吸入、誤食、接觸帶菌物品,被帶菌昆蟲叮咬等侵入人體。(

)(5)生物武器可導(dǎo)致人、畜大規(guī)模傷亡,不會(huì)大量損害植物。(

)√必備知識(shí)梳理×√√√[解析]生物武器不僅可導(dǎo)致人、畜大規(guī)模傷亡,也會(huì)大量損害植物。

必備知識(shí)梳理【教材拾遺】(1)對微生物的基因改造是基因工程研究最早、最廣泛和取得實(shí)際應(yīng)用成果最多的領(lǐng)域,這是因?yàn)槲⑸锞哂猩斫Y(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)簡單、生長繁殖快、對環(huán)境因素敏感和容易進(jìn)行遺傳物質(zhì)操作等優(yōu)點(diǎn)。[教材

選擇性必修3P101](2)我國科學(xué)家將來自玉米的α-淀粉酶基因與目的基因一起轉(zhuǎn)入植物中,由于α-淀粉酶基因可以阻斷淀粉儲(chǔ)藏使花粉失去活性,因而可防止轉(zhuǎn)基因花粉的傳播。[教材

選擇性必修3P102]?

[2021·北京人大附中模擬]生物技術(shù)正越來越多的影響普通人的生活,下列人們對生物技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的認(rèn)識(shí)中,正確的是(

)A.應(yīng)用試管動(dòng)物技術(shù)產(chǎn)下新個(gè)體的過程屬于無性生殖B.我國禁止生殖性人克隆實(shí)驗(yàn),允許治療性克隆研究C.食用轉(zhuǎn)基因食品會(huì)導(dǎo)致外源基因整合到人的基因組D.接種流感疫苗對預(yù)防變異的流感病毒感染一定無效B命題角度例析[解析]

試管動(dòng)物的培育需經(jīng)過體外受精過程,屬于有性生殖,A錯(cuò)誤;我國政府的態(tài)度是禁止生殖性克隆人,也不接受任何生殖性克隆人的實(shí)驗(yàn),但不反對治療性克隆,B正確;?

[2021·北京人大附中模擬]生物技術(shù)正越來越多的影響普通人的生活,下列人們對生物技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的認(rèn)識(shí)中,正確的是(

)A.應(yīng)用試管動(dòng)物技術(shù)產(chǎn)下新個(gè)體的過程屬于無性生殖B.我國禁止生殖性人克隆實(shí)驗(yàn),允許治療性克隆研究C.食用轉(zhuǎn)基因食品會(huì)導(dǎo)致外源基因整合到人的基因組D.接種流感疫苗對預(yù)防變異的流感病毒感染一定無效B命題角度例析食用轉(zhuǎn)基因食品不會(huì)導(dǎo)致外源基因整合到人體細(xì)胞中,C錯(cuò)誤;接種流感疫苗可以預(yù)防病毒性流感的發(fā)生,對變異的流感病毒不一定完全無效,D錯(cuò)誤。?[2021·遼寧大連一模]生物技術(shù)的安全性和倫理問題是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A.對轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品及其加工品進(jìn)行標(biāo)注是為了維護(hù)消費(fèi)者的知情權(quán)和選擇權(quán)B.治療性克隆對解決供體器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反應(yīng)具有重要意義C.生殖性克隆人能豐富人類基因的多樣性D.中國在《禁止生物武器公約》中重申在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲(chǔ)存生物武器C命題角度例析[解析]

對轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品及其加工品加貼標(biāo)注的目的是維護(hù)消費(fèi)者的知情權(quán)和選擇權(quán),A正確;治療性克隆能解決供體器官缺乏和器官移植后的免疫排斥反應(yīng)等問題,B正確;我國政府禁止生殖性克隆人,也不接受任何生殖性克隆人的實(shí)驗(yàn),C錯(cuò)誤;為了維護(hù)世界和平,中國在《禁止生物武器公約》中重申在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲(chǔ)存生物武器,D正確。命題角度例析經(jīng)典真題·明考向?[2021·山東卷]粗提取DNA時(shí),向雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水并攪拌,過濾后所得濾液進(jìn)行下列處理后再進(jìn)行過濾,在得到的濾液中加入特定試劑后容易提取出DNA相對含量較高的白色絲狀物的處理方式是(

)A.加入適量的木瓜蛋白酶B.37~40℃的水浴箱中保溫10~15分鐘C.加入與濾液體積相等的、體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻的酒精D.加入NaCl調(diào)節(jié)濃度至2mol/L→過濾→調(diào)節(jié)濾液中NaCl濃度至0.14mol/LA經(jīng)典真題·明考向[解析]

木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白質(zhì)類雜質(zhì),由于酶具有專一性,木瓜蛋白酶不能水解DNA,所以過濾后在得到的濾液中加入適量木瓜蛋白酶后容易提取出DNA相對含量較高的白色絲狀物,A正確;37~40℃的水浴箱中保溫10~15分鐘不能去除濾液中的雜質(zhì),應(yīng)該放在60~75℃的水浴箱中保溫10~15分鐘,使蛋白質(zhì)變性析出,B錯(cuò)誤;向雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水并攪拌,過濾后在得到的濾液中加入與濾液體積相等的、體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻的酒精,此時(shí)DNA析出,不會(huì)進(jìn)入濾液中,C錯(cuò)誤;加入NaCl調(diào)節(jié)濃度至2mol/L→過濾→調(diào)節(jié)濾液中NaCl濃度至0.14mol/L,DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度小,DNA析出,不會(huì)進(jìn)入濾液中,D錯(cuò)誤。經(jīng)典真題·明考向?[2021·遼寧卷]腈水合酶(N0)廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和醫(yī)藥原料生產(chǎn)等領(lǐng)域,但不耐高溫,利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽,可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶(N1)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一B.加入連接肽需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)C.獲得N1的過程需要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯D.檢測N1的活性時(shí)先將N1與底物充分混合,再置于高溫環(huán)境D經(jīng)典真題·明考向[解析]

由題干信息可知,N1是利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽形成的,N1耐高溫而N0不耐高溫,則N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一,A正確;N1是利用蛋白質(zhì)工程形成的,蛋白質(zhì)工程需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn),B正確;通過蛋白質(zhì)工程獲得N1,是通過基因修飾或基因合成,對蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,由基因合成蛋白質(zhì)的過程需要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯,C正確;酶具有高效性,檢測N1的活性時(shí),先將N1與底物分別置于高溫環(huán)境,再將N1與底物充分混合,D錯(cuò)誤。經(jīng)典真題·明考向?

[2021·遼寧卷]PHB2蛋白具有抑制細(xì)胞增殖的作用。為初步探究某動(dòng)物PHB2蛋白抑制人宮頸癌細(xì)胞增殖的原因,研究者從基因數(shù)據(jù)庫中獲取了該蛋白的基因編碼序列(簡稱phb2基因),大小為0.9kb(1kb=1000堿基對),利用大腸桿菌表達(dá)該蛋白?；卮鹣铝袉栴}:(1)為獲取phb2基因,提取該動(dòng)物肝臟組織的總RNA,再經(jīng)

過程得到cDNA,將其作為PCR反應(yīng)的模板,并設(shè)計(jì)一對特異性引物來擴(kuò)增目的基因。經(jīng)典真題·明考向逆轉(zhuǎn)錄[解析]為獲取phb2基因,提取該動(dòng)物肝臟組織的總RNA,再經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄過程得到cDNA,將其作為PCR反應(yīng)的模板,并設(shè)計(jì)一對特異性引物來擴(kuò)增目的基因。(2)圖為所用載體圖譜示意圖,圖中限制酶的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)見下表。為使phb2基因(該基因序列不含圖中限制酶的識(shí)別序列)與載體正確連接,在擴(kuò)增的phb2基因兩端分別引入

和

兩種不同限制酶的識(shí)別序列。經(jīng)過這兩種酶酶切的phb2基因和載體進(jìn)行連接時(shí),可選用

(填“E.coliDNA連接酶”或“T4DNA連接酶”)。

經(jīng)典真題·明考向PvuⅡ相關(guān)限制酶的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)EcoRⅠT4DNA連接酶經(jīng)典真題·明考向名稱識(shí)別序列及切割位點(diǎn)名稱識(shí)別序列及切割位點(diǎn)HindⅢA↓AGCTTTTCGA↑AEcoRⅠG↓AATTCCTTAA↑GPvuⅡCAG↓CTGGTC↑GACPstⅠCTGC↓AGGA↑CGTCKpnⅠG↓GTACCCCATG↑GBamHⅠG↓GATCCCCTAG↑G注:箭頭表示切割位點(diǎn)[解析]為使phb2基因(該基因序列不含圖中限制酶的識(shí)別序列)與載體正確連接,并在受體細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá),應(yīng)將phb2基因插到啟動(dòng)子和終止子之間,且不能破壞啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因的完整性。符合該條件的限制酶是PvuⅡ和EcoRⅠ。經(jīng)這兩種酶酶切的切口既有黏性末端,又有平末端,所以經(jīng)過這兩種酶酶切的phb2基因和載體進(jìn)行連接時(shí),可選用T4DNA連接酶。經(jīng)典真題·明考向相關(guān)限制酶的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)(3)轉(zhuǎn)化前需用CaCl2處理大腸桿菌細(xì)胞,使其處于___________________________的生理狀態(tài),以提高轉(zhuǎn)化效率。

經(jīng)典真題·明考向能吸收周圍環(huán)境中DNA分子[解析]轉(zhuǎn)化前需用CaCl2處理大腸桿菌細(xì)胞,使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài),以提高轉(zhuǎn)化效率。(4)將轉(zhuǎn)化后的大腸桿菌接種在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),隨機(jī)挑取單菌落(分別編號(hào)為1、2、3、4)培養(yǎng)并提取質(zhì)粒,用(2)中選用的兩種限制酶進(jìn)行酶切,酶切產(chǎn)物經(jīng)電泳分離,結(jié)果如圖,

號(hào)菌落的質(zhì)粒很可能是含目的基因的重組質(zhì)粒。

經(jīng)典真題·明考向注:M為指示分子大小的標(biāo)準(zhǔn)參照物;小于0.2kb的DNA分子條帶未出現(xiàn)在圖中3[解析]將轉(zhuǎn)化后的大腸桿菌接種在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),隨機(jī)挑取單菌落(分別編號(hào)為1、2、3、4)培養(yǎng)并提取質(zhì)粒,用(2)中選用的兩種限制酶進(jìn)行酶切,酶切產(chǎn)物經(jīng)電泳分離,結(jié)果如圖,根據(jù)電泳結(jié)果推測,3號(hào)菌落的質(zhì)粒很可能是含目的基因的重組質(zhì)粒,原因是phb2基因的大小為0.9kb。經(jīng)典真題·明考向注:M為指示分子大小的標(biāo)準(zhǔn)參照物;小于0.2kb的DNA分子條帶未出現(xiàn)在圖中(5)將純化得到的PHB2蛋白以一定