浙江专版2019版高考生物一轮复习第十单元生物技术实践第33讲基因工程课件.pdf

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1、第33讲 基因工程 第十单元 现代生物科技专题 考试标准加试考试标准加试 1.工具酶的发现和基 因工程的诞生 a3.基因工程的应用a 2.基因工程的原理和 技术 b 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 c 考点一 基因工程的含义及操作工具 考点二 基因工程的基本操作步骤、应用及相关的设计方案 模拟演练 课时训练 内容索引 基因工程的含义及操作工具 考点一 1.基因工程的含义基因工程的含义 (1)概念：把一种生物的 (细胞核、染色体脱氧核糖核酸等)移到另 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 。 (2)核心：构建 。 (3)理论基础： 是生

2、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。 知识梳理 遗传物质 表达 重组DNA分子 DNA 2.基因工程的基本工具基因工程的基本工具 特定的核苷酸序列 磷酸二酯键 粘性末端 质粒 1.已知限制性核酸内切酶EcoR和Sma识别的碱基序列和酶切位点分别为 GAATTC和CCCGGG，两种限制性核酸内切酶切割DNA后产生的末端如下： 思考讨论思考讨论 EcoR限制性核酸内切酶和Sma限制性核酸内切酶识别的 不同，切 割位点 (填“相同”或“不同”)，说明限制性核酸内切酶具有 。 碱基序列 不同专一性 (1)是 ；是 ；二者的作用部位都是 。 (2)限制性核酸内切酶不切割

3、自身DNA的原因：原核生物中不存在该酶 的识别序列或识别序列已经被修饰。 2.观察下图所示过程，回答需要的工具酶及相关问题： 限制性核酸内切酶DNA连接酶 磷酸二酯键 3.载体须具备的条件及其作用(连线) 4.限制性核酸内切酶Mun 和限制性核酸内切酶EcoR的识别序列及切割 位点分别是CAATTG和GAATTC。如图表示四种质粒和目的基 因，其中，箭头所指部位为限制性核酸内切酶的识别位点，质粒的阴影部分 表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是下列中的哪一个？ 提示 提示 提示 由图可知，质粒上无标记基因，不适合作为载体；质粒和的标 记基因上都有限制性核酸内切酶的识别位点。只有质粒上有

4、标记基因，且 Mun的切割位点不在标记基因上。 题型 基因工程的操作工具题型 基因工程的操作工具 1.如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，下面选项中能依次表 示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用顺序的是 A. B. C. D. 解题探究 解析答案 解析 解析 限制性核酸内切酶可在特定位点对DNA分子进行切割；DNA聚 合酶在DNA分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链；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；解旋酶的作 用是将DNA双链解开，为复制或转录提供模板。 2.(2017常州模拟)若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图

5、乙)构建重 组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是Bgl (AGATCT)、 EcoR (GAATTC)和Sau3A (GATC)。下列分析合理的是 A.用EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体 B.用Bgl和EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体 C.用Bgl和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体 D.用EcoR和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体 解析答案 解析 解析 解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用 EcoR和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中 RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。 前挂后连前挂后连 几种

6、易混淆酶的比较几种易混淆酶的比较 名称功能应用 限制性核 酸内切酶 特异性地切断DNA链中的磷酸二 酯键 重组DNA技术和基因诊断 DNA 连接酶 连接DNA片段之间的磷酸二酯键基因工程 DNA 聚合酶 连接DNA片段与单个脱氧核苷酸 之间的磷酸二酯键 DNA复制 RNA 聚合酶 连接RNA片段与单个核糖核苷酸 之间的磷酸二酯键 RNA复制和转录 逆转录酶作用于磷酸二酯键以RNA为模板获得DNA 解旋酶使碱基对之间的氢键断裂DNA复制 DNA 水解酶 使DNA分子所有磷酸二酯键断裂水解DNA 基因工程的基本操作步骤、应用 及相关的设计方案 考点二 1.基因工程的基本操作步骤基因工程的基本操作步

7、骤 (1)获得目的基因 目的基因序列已知：化学合成或 ；目的基因序列未知：从基因文 库中获取。 (2)形成重组DNA分子(基因工程的核心)：通常用 分 别切割 和 DNA，然后用 将目的基因和载体DNA 连接在一起，形成重组DNA分子。 知识梳理 相同的限制性核酸内切酶 PCR扩增 目的基因载体DNA连接酶 (3)将重组DNA分子导入受体细胞 常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。 导入方法：用 处理大肠杆菌，可以增加大肠杆菌 的通透性，使 重组质粒容易进入。 (4)筛选含有目的基因的受体细胞 筛选原因：并不是所有的细胞都接纳了 ，因此，需筛选含_ 的受体细胞。 筛选方法：

8、用含 的培养基培养受体细胞，选择含 的受体细胞。 (5)目的基因的表达 目的基因在 中表达，产生人们需要的功能物质。 细胞壁氯化钙 重组DNA分子目的 抗生素 宿主细胞 重组质粒 基因 应用领域优点 基因工 程与遗 传育种 转基因植物所需时间 ，克服了远缘亲本难以 的缺陷 转基因动物 指转入了外源基因的动物。优点是省时、省力，并 能取得一定的经济效益 基因工 程与疾 病治疗 基因工程药物主要有胰岛素、干扰素和乙型肝炎疫苗等 基因治疗 向目标细胞中引入 功能的基因，以纠正或补偿 基因的缺陷，达到治疗的目的 基因工程与生态环境保护 开发可降解的新型塑料；改造分解石油的细菌，提 高其分解石油的能力等

9、 短亲合 正常 2.基因工程的应用基因工程的应用 1.重组DNA分子的组成及各部分的作用(连线) 思考讨论思考讨论 2.据图选择相关的限制性核酸内切酶 基因工程中，需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，便于重 组和筛选。已知限制性核酸内切酶的识别序列和切割位点是GGATCC； 限制性核酸内切酶的识别序列和切割位点是GATC。 限制性核酸内切酶 请据图分析：切割目的基因应选择 ，切割质粒应选择 。 限制性核酸内切酶 3.完成下列填充 (1)原核生物作为受体细胞的优点： 、多为单细胞、遗传物质相 对较少。 (2)转化的实质是把 整合到受体细胞 中。 繁殖快 目的基因基因组 4.补充目的基

10、因检测与鉴定的方法示意图 DNA分子杂交 是否出现 杂交带 抗原-抗体杂交 5.如图为抗虫棉的培育过程，请据图回答下列问题： (1)该基因工程中的目的基因和载体分别是什么？一般情况下，为什么要 用同一种限制性核酸内切酶处理目的基因和载体？ 提示提示 目的基因是Bt毒蛋白基因，载体是Ti质粒。用同一种限制性核酸 内切酶处理目的基因和载体，可以获得相同的粘性末端，便于形成重组 DNA分子。 (2)该实例中，检测目的基因是否表达的常见方法是什么？ 提示提示 用棉叶饲喂棉铃虫。 提示 题型一 基因工程的操作程序题型一 基因工程的操作程序 1.(2017北京，5)为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中

11、克隆出 花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。 解题探究 下列操作与实验目的不符的是 A.用限制性核酸内切酶EcoR和连接酶构建重组质粒 B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞 C.在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞 D.用分子杂交技术检测C基因是否整合到菊花染色体上 解析答案 解析 解析 在构建基因表达载体时，为保证目的基因与载体的连接，需要用同种 限制性核酸内切酶进行切割产生相同的粘性末端，才能通过DNA连接酶连接， 图中目的基因的两端和启动子与终止子之间都有限制性核酸内切酶EcoR的 切割位点，选用限制性核酸内切酶EcoR切割目

12、的基因和载体，A项正确； 菊花为双子叶植物，将目的基因导入双子叶植物细胞的常用方法是农杆菌 转化法，B项正确； 图2中重组质粒中的抗性基因为潮霉素抗性基因，应该在培养基中添加潮 霉素，筛选被转化的菊花细胞，C项错误； 要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，常用DNA分子 杂交技术，D项正确。 2.(2017诸暨中学统考)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。请据图回答下列问题： 答案 (1)步骤和中常用的工具酶是_和_。 解析 解析 解析 步骤和是将目的基因和质粒用同种限制性核酸内切酶进行切

13、 割，得到相同的粘性末端，然后用DNA连接酶将二者连接起来，形成重 组质粒。 限制性核酸内切酶DNA连接酶 答案解析 (2)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。 解析 解析 质粒上有氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，根据步骤和 构建的重组质粒的图像可知，部分质粒的氨苄青霉素抗性基因中插入 了目的基因。 氨苄青霉素抗性 答案 (3)步骤是_的过程。为了促进该过程，应该 用_处理大肠杆菌。 将重组质粒导入大肠杆菌 解析 解析 解析 据题图可知，步骤是将重组质粒导入受体细胞大肠杆菌中；氯化 钙处理可增加大肠杆菌细胞壁的通透性，增强其对重组质粒的吸收能力。 氯化钙

14、答案 (4)步骤是将三角瓶内的大肠杆菌接种到 含有四环素的培养基A上培养，目的是筛 选_。能在 A中生长的大肠杆菌有_种。 含四环素抗性基因的大肠杆菌 解析 解析 解析 由于质粒上具有四环素抗性基因，且未被目的基因插入，因此， 凡是导入质粒的大肠杆菌均对四环素具有抗性，可以存活，没有导入质 粒的不能存活，于是可以筛选出含四环素抗性基因的大肠杆菌；能够在 A上生长的大肠杆菌有2种，分别是导入空白质粒的大肠杆菌和导入重组 质粒的大肠杆菌。 2 答案 (5)步骤是用无菌牙签挑取A上的单个菌落，分别接种到B(含氨苄青霉 素和四环素)和C(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

15、上图所示。含有目的基因的菌落位于(填“B”或 “C”)_上，请在图中相应位置上圈出来。 答案答案 C 如下图所示 解析 解析 解析 目的基因的插入破坏了氨苄青霉素抗性基因，因此含有目的基因 的大肠杆菌无法在含氨苄青霉素的培养基B上存活，但能在C上存活， 其所在位置即为B中未长出而C中长出菌落的位置。 题后反思题后反思 基因工程操作中的基因工程操作中的6个易错点个易错点 (1)目的基因的插入位点不是随意的。 基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终 止子之间的部位。 (2)基因工程操作过程中只有第三步(将重组DNA分子导入受体细胞)没有碱 基互补配对现象。第一步存在逆转录

16、法获得DNA，第二步存在粘性末端 连接现象，第四步检测存在分子水平杂交方法。 (3)原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。 (4)一般情况下，用同一种限制性核酸内切酶切割质粒和含有目的基因的 片段，但有时可用两种限制性核酸内切酶分别切割质粒和目的基因，这 样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。 (5)目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程， 称为转化。转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。 (6)不熟悉标记基因的种类和作用：标记基因的作用筛选、检测目的 基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因(表达产物

17、 为带颜色的物质)等。 题型二 基因工程的原理和应用题型二 基因工程的原理和应用 3.(2017河西区一模)如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关 叙述，正确的是 A.、的操作中使用了限制性核酸内切酶和DNA聚合酶 B.过程利用了膜的结构特性，显微镜下观察细胞的Ti质粒是筛选标 志之一 C.应用DNA探针技术，可检测细胞中目的基因是否表达 D.一般情况下只要表现出抗虫性状，就表明植株发生了可遗传变异 解析答案 解析 解析 、的操作表示形成重组DNA分子，该过程中使用了限制性核 酸内切酶和DNA连接酶，A项错误； 光学显微镜下无法观察到质粒，该基因工程可以利用个体水平进行鉴定， 即植株

18、的叶片是否具有抗虫效果，B项错误； 检测细胞中目的基因是否表达需要利用抗原抗体杂交技术或个体水 平的检测，C项错误； 一般情况下只要表现出抗虫性状，就表明植株发生了可遗传变异，D 项正确。 4.下列关于基因工程应用的叙述，正确的是 A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C.一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D.利用基因工程生产乙肝疫苗时，目的基因存在于人体B淋巴细胞的DNA中 解析答案 解析 解析 基因治疗就是向目标细胞中引入正常功能的基因，达到治疗疾病的目 的，A项错误； 基因诊断又称DNA诊断或分子诊断，通过分子生物学和分子遗传学的技术， 直接

19、检测出分子结构水平和表达水平是否异常，从而对疾病做出判断，利用 的原理就是DNA分子杂交，B项正确； 基因探针是用放射性同位素(或荧光分子)标记的含有目的基因的DNA片段， 一种基因探针只能检测水体中的一种或一类病毒，C项错误； 基因工程生产乙肝疫苗是通过构建含有乙肝病毒表面抗原基因的重组质粒，然后 转染(就是让质粒进入宿主细胞)相应的宿主细胞，如酵母菌、CHO细胞(中国仓鼠 卵巢细胞，一种可以无限繁殖的细胞)，生产乙肝表面抗原蛋白，D项错误。 归纳提升归纳提升 基因诊断与基因治疗基因诊断与基因治疗 (1)基因诊断 方法：DNA分子杂交法(即DNA探针法)，该方法是根据碱基互补配 对原则，把互

20、补的双链DNA解开，把单链的DNA小片段用同位素、荧 光分子或化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的DNA中的同源 互补序列杂交，从而检出所要查明的DNA或基因。 步骤：抽取病人的组织或体液作为化验样品；将样品中的DNA分离出来； 用化学法或热处理法使样品DNA解旋；将事先制作好的DNA探针引入化验 样品中，这些已知的经过标记的探针能够在化验样品中找到互补链，并与 之结合(杂交)在一起，找不到互补链的DNA探针，则可以被洗脱。这样通 过对遗留在样品中的标记过的DNA探针进行基因分析，就能检出病人所 得的病。 (2)基因治疗 原理：利用正常基因纠正或补偿基因的缺陷，即把正常基因导入患者体内，

21、使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，而原有缺陷基因一 般不作处理。 方法：有体外基因治疗和体内基因治疗，体外基因治疗方法疗效好。如重度 免疫缺陷症的体外基因治疗方法： 体内基因治疗：用基因工程的方法，直接向人体组织细胞中转移基因。 (1)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母羊注射_，使其超 数排卵。采集的精子需要经过_，才具备受精能力。 答案 题型三 设计用基因工程技术解决的方案题型三 设计用基因工程技术解决的方案 5.(2017舟山中学高三期中)人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的 药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下： 促性腺激素 解析 获能处理

22、解析 解析 为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其 超数排卵。采集的精子需要经过获能处理，才具备受精能力。 (2)在htPA基因与质粒构建重组DNA分子的过程中，下列哪项是必需的 A.限制性核酸内切酶和DNA连接酶 B.DNA连接酶和DNA聚合酶 C.DNA聚合酶和逆转录酶 D.限制性核酸内切酶和DNA聚合酶 解析 解析 解析 在htPA基因与质粒构建重组DNA分子的过程中，需要用到的工 具酶为限制性核酸内切酶和DNA连接酶。 答案 答案 (3)转基因羊的培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞，主 要原因是_。为了获得母羊，胚胎移植前需对 已成功转入目的基因的胚胎进行

23、_。利用胚胎分割和胚胎移植 技术可获得多个转基因个体，这些个体的基因型_。 受精卵的全能性易于表达 解析 解析 解析 转基因羊的培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞， 主要原因是受精卵的全能性易于表达。为了获得母羊，胚胎移植前需 对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定。利用胚胎分割和胚胎移 植技术可获得多个转基因个体，这些个体的基因型相同。 性别鉴定 相同 答案 (4)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到_， 说明目的基因成功表达。 htPA(或人组织纤溶酶原激活物) 解析 解析 解析 若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到htPA(或人组织纤溶酶原激 活物)，说明目的基因成功表达。 模

24、拟演练 1234 答案 1.(2017台州模拟)下列关于基因工程的叙述，错误的是 A.目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物 B.限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶 C.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素无生物活性 D.载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达 解析 5 1234 解析 解析 目的基因来源于含有人们所需要性状的一切生物，可以是动物、 植物，也可以是真菌、细菌等；基因工程中一般要使用同种限制性核 酸内切酶进行切割，以获得具有相同粘性末端的目的基因和载体，在 DNA连接酶的作用下，将目的基因和载体连接起来，形成重组DNA分 子；人的胰

25、岛素原基因可以在大肠杆菌内表达，但是由于大肠杆菌是 原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器，合成的胰岛素不具有胰 岛素的功能，即没有生物活性；标记基因是为了检测并筛选含重组 DNA的细胞，但对于目的基因的表达没有影响。 5 答案解析 2.(2017浙江模拟)科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精 卵的细胞核中，经培育获得一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成 人的生长激素并分泌到尿液中，在医学研究及相关疾病治疗方面都具有 重要意义。下列有关叙述错误的是 A.选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性 B.采用DNA分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达 C.

26、人的生长激素基因能在小鼠细胞内表达，说明遗传密码在不同种生物 中可以通用 D.将转基因小鼠体细胞进行核移植(克隆)，可以获得多个具有外源基因的 后代 12345 解析 解析 选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能 性，而且全能性最高，A项正确； 采用DNA分子杂交技术可检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基 因，但不能检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达，B项错误； 人的生长激素基因能在小鼠细胞内表达，说明遗传密码在不同种生物 中可以通用，C项正确； 将转基因小鼠体细胞进行核移植(克隆)，可以获得多个具有外源基因 的后代，D项正确。 12345 3.苏云金杆菌(Bt)能产生具

27、有杀 虫能力的毒素蛋白。图1是转Bt 毒素蛋白基因植物的重组DNA 形成过程示意图；图2是毒素蛋 白基因进入植物细胞后发生的 两种生物大分子合成的过程， 据图回答下列问题： 12345 答案 (1)将图1的DNA用Hind、 BamH完全酶切后，反应管中 有_种DNA片段。过程需要 用到_酶。 1234 解析 解析 解析 由于图1中的DNA上有 Hind和BamH的3个识别位点， 所以用这两种酶完全酶切后，形 成4种DNA片段。 4 DNA连接 5 答案解析 (2)假设图1中质粒原来BamH识 别位点的碱基序列变为了另一种 限制酶Bcl识别位点的碱基序列， 现用Bcl和Hind切割质粒，则 该

28、图1中的DNA右侧还能选择 BamH进行切割，并能获得所需 重组质粒吗？并请说明理由_ _。 能， 1234 切割后露出的粘性末端相同 5 解析 解析 Bcl与BamH酶切割目的基因后形成的粘性末端一样，故该 图中的DNA右侧还能选择BamH进行切割，并能获得所需重组质粒。 12345 (3)若上述假设成立，并成功形成重组质粒，则重组质粒 A.既能被BamH也能被Hind切开 B.能被BamH但不能被Hind切开 C.既不能被BamH也不能被Hind切开 D.能被Hind但不能被BamH切开 1234 答案 解析 解析 解析 根据酶切位点和识别的碱基序列可知，重组质粒只能被Hind 但不能被B

29、amH切开。 5 答案解析 (4)图2中链是_。不同组织 细胞的相同DNA进行过程时启 用的起始点_(填“都相 同”、“都不同”或“不完全相 同”)，其原因是_ _。 mRNA 1234 不完全相同 不同组织细胞中 基因会进行选择性表达 5 解析 解析 从图乙可知，链是以DNA的一条链作为模板进行转录形成的信 使RNA分子，不同组织细胞的相同DNA在转录时，如果是相同基因一 般转录起点相同，不同的基因转录起点不同。 12345 (5)要想检测导入的Bt毒素蛋白基因是否表达，在分子水平上可用 _法进行检测，如果出现杂交带，说明目的基因已经 表达蛋白质产品，转基因植物培育成功。 1234 解析 解

30、析 解析 检测目的基因是否在受体细胞内表达，分子水平上的检测是向 分泌物中加入抗体，通过抗原抗体特异性结合形成杂交带加以检测， 如果能形成，说明表达了，如果不能形成，说明没有表达。 答案 抗原抗体杂交 5 4.(2017浙大附中全真模拟)我国科学家张道远先生通过从耐旱灌木白 花柽柳中克隆得到TSOD基因，利用转基因技术转化到棉花中，获得了 具备更强抗旱性的T4代转基因棉花株系。下图为转基因抗旱棉花的培 育过程示意图，请据图回答： 1234 答案 PCR技术 (1)过程表示用_扩增目的基因的方法。过程用到的工具酶 有_。步骤一般用_ 处理农杆菌，使其易吸收周围环境中的DNA分子。 限制性核酸内切

31、酶、DNA连接酶Ca2(或CaCl2) 5 (2)将重组质粒导入棉花细胞除步骤所示的方法外，还可采用_ _。如果受体细胞是动物的受精卵，则一般采用的方 法是_。 (3)外植体培养成为试管苗的过程采用了_技术，利用了_ _的原理，步骤表示_。 1234 答案 花粉管 通道法(基因枪法) 显微注射法 植物组织培养 脱分化、再分化 植物 细胞的全能性 5 (4)为了确定抗旱转基因棉花是否培育成功，可先用放射性同位素标记 的_作探针进行分子水平鉴定，再_ _进行个体水平鉴定棉花植株的抗旱性。 1234 答案 抗旱基因(TSOD基因、目的基因)移栽 到干旱土地中 5 5.(2016浙江4月选考)兔肝细胞

32、中的基因E编码代谢甲醛的酶，拟利用基因工程技术 将基因E转入矮牵牛中，以提高矮牵牛对甲醛的代谢能力。请回答下列问题： (1)从兔肝细胞中提取mRNA，在_酶的作用下形成互补的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_中，侵染矮牵牛叶 片。将被侵染的叶片除菌后进行培养，最终得到转基因矮牵牛。其中培养过程 正确的是_。 A.叶片在含适宜浓度生长素的培养基上分化形成愈伤组织 B.愈伤组织在含细胞分裂素和生长素配比较高的培养基上形成芽 C.再生的芽在细胞分裂素含量高的培养基上生根 D.愈伤组织在含适宜浓度植物生长调节剂

33、的培养基上脱分化形成再生植株 1234 解析答案 逆转录 重组DNA分子农杆菌 B 5 1234 解析 解析 以mRNA为模板合成DNA的过程为逆转录过程，这一过程需要在逆转录 酶的作用下进行。获得目的基因后，需在限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作 用下，将目的基因与载体(Ti质粒)连接形成重组质粒(重组DNA分子)，再将其 导入受体细胞。将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，先将重组DNA分 子导入经氯化钙处理的农杆菌中，再用导入目的基因的农杆菌感染植物细胞， 最终实现将目的基因导入植物细胞内的目的。导入目的基因的植物细胞经组织 培养过程形成转基因植株。组织培养过程中，叶片在含适宜浓度的生

34、长素和细 胞分裂素的培养基上脱分化形成愈伤组织，然后在含细胞分裂素和生长素配比 较高的培养基上形成芽，继而在生长素含量高的培养基上生根，最后形成完整 的植株，愈伤组织形成植株的过程中发生细胞的分化。 5 (2)取转基因矮牵牛叶片，放入含MS液体培养基和适量浓度甲醛且密封 的试管中。将试管置于_上，进行液体悬浮培养。一段时间后测定 培养基中甲醛的含量，以判断基因E是否在转基因矮牵牛中正常表达。 培养过程中液体培养的作用：一是提供营养；二是_，从而 使叶片保持正常的形态。 1234 解析 解析 解析 植物组织培养过程中，将愈伤组织等细胞置于摇床上，进行液体 悬浮培养，形成多个分散的细胞。培养过程中

35、培养液一方面为植物细胞 提供营养，另一面维持一定的渗透压，从而使叶片保持正常的形态。 答案 摇床 维持渗透压 5 课时训练 答案 一、选择题一、选择题 1.下列关于基因工程的叙述中，正确的是 A.目的基因的核苷酸序列都是已知的 B.接受外源基因的转基因植物成为一个新物种 C.可从人肝脏细胞中提取胰岛素原的mRNA，逆转录获得人胰岛素原基因 D.DNA连接酶、限制性核酸内切酶及载体是构建重组DNA分子必需的 工具 解析 123456789 解析 解析 目的基因的核苷酸序列不一定是已知的，A项错误； 接受外源基因的转基因植物仍然是原物种，不是新物种，B项错误； 由于基因的选择性表达，人肝脏细胞中胰

36、岛素基因不表达，因此没有胰 岛素原的mRNA，C项错误； DNA连接酶、限制性核酸内切酶及载体是构建重组DNA分子必需的工 具，D项正确。 123456789 答案解析 2.(2017余杭区校级月考)下列关于基因工程的说法，正确的是 A.限制性核酸内切酶能识别某种特定的核苷酸序列，并在特定的切割位 点上将相应碱基之间的氢键断开，从而使DNA分子切断 B.DNA连接酶、限制性核酸内切酶及载体是构建重组质粒必需的工具酶 C.下面是两种限制性核酸内切酶所识别的DNA分子序列和切割位点(表示 切割位点、切出的断面为粘性末端)：限制性核酸内切酶1：GATC， 限制性核酸内切酶2：GGATCC，这两种限制

37、性核酸内切酶切出的 粘性末端是相同的 D.在人工合成目的基因的过程中，根据蛋白质中氨基酸序列合成的目的 基因碱基序列及控制的性状与生物体内原有的基因及性状是相同的 123456789 解析 解析 限制性核酸内切酶能识别某种特定的核苷酸序列，并能将特定位 点之间的磷酸二酯键断开，A项错误； 载体不是工具酶，B项错误； 限制性核酸内切酶1(GATC)和限制性核酸内切酶2(GGATCC) 切出的粘性末端相同，都是GATC，C项正确； 由于密码子的简并性，在人工合成目的基因的过程中，根据蛋白质中氨 基酸序列合成的目的基因碱基序列与生物体内原有基因的碱基序列不一 定相同，D项错误。 123456789

38、答案解析 3.北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列， 该序列重复次数越多，抗冻能力越强。如图是获取转基因抗冻番茄植株的过 程示意图，有关叙述正确的是 A.过程获取的目的基因，可用于基因 工程和比目鱼基因组测序 B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能 表达的新基因，不能得到抗冻性增强 的抗冻蛋白 C.过程构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选 D.应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其 是否完全表达 123456789 解析 解析 将多个抗冻基因编码区相连形成能表达的新基因，合成的蛋白质 为新的蛋白质，不能得到抗冻性增强的抗

39、冻蛋白，故选项B正确； 过程是利用逆转录法合成目的基因，由于没有非编码区和编码区中的 内含子，所以不能用于比目鱼基因组测序；用作载体的质粒，必须具有 标记基因才能便于检测和筛选；应用DNA探针技术，可检测转基因抗 冻番茄中目的基因的存在和转录，但不能检测目的基因是否成功表达， 故选项A、C、D错误。 123456789 4.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，经逆转录获得互补的DNA，再对其进行扩增 B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文

40、库中获取基因B C.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞中 D.将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞 答案 解析 123456789 解析 解析 如果所需要的目的基因的序列是完全未知的，往往就需要构建基 因文库，然后从基因文库中获取目的基因，而在基因序列已知的情况下， 获取目的基因通常用逆转录法或利用化学方法直接人工合成，因此，A 项正确、B项错误； 将目的基因与质粒连接起来的酶是DNA连接酶，而非DNA聚合酶，C项 错误； 目的基因必须与载体结合后导入受体细胞才能够自我复制和表达，且导 入植物细胞常用的载体是农杆菌，而不是大肠杆菌，D项错误。 123456789 二、

41、非选择题二、非选择题 5.(2017嘉兴模拟)我国目前临床使用的乙肝疫苗大多为基因工程疫苗，其 有效成分是一种叫做乙肝表面抗原的蛋白质(S蛋白)，对应的基因为s基因。 请回答： (1)在构建重组DNA分子时，要用限制性核酸内切酶处理_， 并用_酶使两者结合。将重组DNA分子导入到哺乳动物细胞，经 筛选得到工程细胞。 答案 s基因和载体DNA DNA连接 解析 解析 解析 在构建重组DNA分子时，要用限制性核酸内切酶处理s基因和载体 DNA，并用DNA连接酶使两者结合。 123456789 (2)在细胞培养过程中，工程细胞在生长过程中有_现象，需要 定期使用_酶处理，以便于分瓶培养。 解析 解析

42、 解析 在动物细胞培养过程中存在接触抑制现象，需要定期使用胰蛋白 酶处理，以便于分瓶培养。 答案 接触抑制 胰蛋白 123456789 (3)为提高工程细胞培养的成功率，下列措施中不需采用的是_。 A.取单个细胞进行培养 B.加入胰岛素 C.二氧化碳培养箱 D.加入动物血清 解析 解析 解析 取单个细胞进行培养不会提高工程细胞培养的成功率，A项错误； 胰岛素能促进血糖进入组织细胞，因此提高工程细胞培养的成功率，应 该在培养基中添加胰岛素，B项正确； 动物细胞培养时需要一定的气体环境，因此需要放在二氧化碳培养箱中， CO2的主要作用是维持培养液的pH，C项正确； 动物细胞培养时，为了给细胞提供充

43、足的营养，需要在培养基中加入动 物血清，D项正确。故选A。 答案 A 123456789 (4)由于哺乳动物细胞培养较难，成本较高，近些年科学家们又发明了 “乳腺生物发生器”，进而从转基因动物的乳汁中提取所需产品。在这种 技术中，作为重组DNA分子受体细胞的一般是_。 解析 解析 解析 培育转基因动物时，应该以受精卵作为受体细胞，因为受精卵的全 能性最高。 答案 受精卵 123456789 6.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 育具有新花色的矮牵牛。请回答： (1)为了获得大量的目的基因，可将目的基因与含有抗生素抗性基因的质粒 DNA连接形成重组DNA，再与经_

44、(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，用_处理过的玻璃 刮刀将稀释后的大肠杆菌液_接种到含有抗生素的固体培养基上，经培 养形成_，并进行鉴定和扩大培养。 解析答案 A 灭菌 涂布 菌落 123456789 解析 解析 氯化钙处理大肠杆菌可增加其细胞壁的通透性，有利于大肠杆菌 对重组DNA分子的吸收；为防止杂菌污染，玻璃刮刀等实验器具都应 进行相应的灭菌处理，微生物分离接种常用的两种方法是划线分离法和 涂布分离法，划线分离法使用的是接种环，而涂布分离法使用的是玻璃 刮刀；微生物在固体培养基表面繁殖，会形成肉眼可见的子细胞群体， 即菌落。

45、 123456789 (2)从扩大培养的大肠杆菌中提取含有目的基因的DNA后，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分子。 解析 解析 限制性核酸内切酶能够识别DNA分子中特定的核苷酸序列，并在 其中的特定位点进行切割，使DNA分子断裂形成粘性末端，用相同的限 制性核酸内切酶对含目的基因的DNA和Ti质粒进行切割，可得到相同的 粘性末端，然后用DNA连接酶连接，即形成重组DNA分子。 解析答案 限制性核酸 内切酶 123456789 (3)取田间矮牵牛的幼嫩叶片，经自来水冲洗后，先用70%_浸泡，再 用5%次氯酸钠浸泡，最后用_清洗，作为

46、转基因的受体材料。 解析 解析 解析 利用乙醇和次氯酸钠浸泡叶片是为了消除杂菌的干扰，而无菌水 是用来洗净表面残留的消毒液，避免影响实验结果。 答案 乙醇 无菌水 123456789 (4)将消毒后的矮牵牛叶片剪成小片，在含有目的基因的农杆菌溶液中浸 泡后，取出并转移至加有适当配比生长调节剂的MS培养基(含蔗糖、琼脂 和抗生素，下同)上，使叶小片先经脱分化形成_，再将其转移至 另一培养基中诱导形成芽，芽切割后转移到_(A.LB培养基 B.MS培养 基适宜浓度NAA C.MS培养基适宜浓度BA D.NAA/BA小于1的MS 培养基)上生根，形成完整植株。 解析 解析 解析 离体培养的植物组织经适宜条件诱导会脱分化形成愈伤组织，然后在 相应条件的诱导下会再分化，生出茎、根，长成试管苗；LB培养基是培养 细菌的，MS培养基才是植物组织培养使用的，NAA为生长素类似物，BA为 细胞分裂素类似物，当生长素浓度大于细胞分裂素浓度时，促进生根。 答案 愈伤组织 B 123456789 (5)取出试管苗，在适宜的光照、温度和80%