2021年高考生物二轮复习第一篇专题11考向1基因工程学案

1、考向1基因工程 (2018全国卷)回答下列问题:(1)博耶(h. boyer)和科恩(s. cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外,还证明了_(答出两点即可)。(2)体外重组的质粒可通过ca2+参与的_方法导入大肠杆菌细胞;而体外重组的噬菌体dna通常需与_组装成完整噬菌体后,才能通过侵染的方法将重组的噬菌体dna导入宿主细胞,在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中,可作为重组噬菌体宿主细胞的是_。(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解,在实验中应选用_的大肠杆菌作为受体

2、细胞,在蛋白质纯化的过程中应添加_的抑制剂。 1.获取有效信息:基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达、组装成完整噬菌体、蛋白质可能会被降解。2.解题流程: 陷阱1:基因工程中载体不只有质粒:除质粒还有噬菌体的衍生物、动植物病毒等。陷阱2:不同物质水解需要不同的酶:蛋白质的水解需要蛋白酶,核酸水解需要核酸酶,脂肪水解需要脂肪酶等。 cre/loxp重组酶系统是对转基因受体细胞dna上的特定序列进行定点切割和重新连接,从而在基因或染色体水平上对生物基因进行遗传改造的一种技术。其原理是重组酶cre能识别loxp位点(特定的dna序列),并使loxp位点间的基因序列被重组或删除。受此启发,科学

3、家在检测抗虫基因成功导入烟草细胞后,尝试用cre/loxp重组酶系统删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因,其技术过程如图所示(其中表示启动子)。 (1)在基因工程中使用的载体除质粒外,还有_等;loxp是一种含34个碱基对的小型dna片段,由一个不对称的间隔区和两个反向重复序列组成。cre酶能特异性地识别反向重复序列并于特定位置切开_键,类似于基因工程中的限制酶,从遗传学角度分析,cre酶改变质粒的原理是_。(2)经cre酶处理后,质粒中的两个loxp序列分别被切开,得到图中右侧的两个环状dna分子。研究发现,抗除草剂基因在烟草细胞中不再表达,试分析其原因:_。(3)通常用_法把携带抗虫基因的重

4、组质粒甲导入烟草细胞,而重组质粒甲的受体细胞最好选择烟草幼苗的_(填“分生区”或“成熟区”)细胞,原因是_。 1.基因工程的概念和基本工具:2.基因工程的基本操作程序:1.切割目的基因和载体并非只能用同种限制酶:只要不同限制酶切割后形成的末端根据碱基互补配对原则,在dna连接酶的作用下能连接即可。2.目的基因的插入点不是随意的:目的基因插入到启动子和终止子之间,因为基因表达需要启动子和终止子的调控。3.基因工程四步中并非都涉及碱基互补配对:第三步“将目的基因导入受体细胞”时,未发生碱基互补配对现象。催生基因工程的理论基础(1)不同生物之间可实现dna的转移:艾弗里等人的肺炎双球菌的转化实验证明

5、了dna可以从一种生物转移到另一种生物体内。(2)dna双螺旋结构和中心法则的确定:由于不同生物dna的结构和化学组成相同,故不同生物的dna可以连接起来。(3)遗传密码的破译:所有生物共用一套遗传密码子表。专题11现代生物科技考向1:/研磨真题解高考密码/【解析】(1)体外重组的质粒进入受体细胞才能使子代细胞具有目的基因,故体外重组的质粒,必须可以进入受体细胞。目的基因是具有遗传效应的dna片段,必须可在原核细胞中表达才能使受体细胞获得新性状。(2)外源基因导入微生物受体细胞的方法是先用ca2+处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞,然后让重组表达载体dna分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定

6、温度下促进感受态细胞吸收dna分子,完成转化过程。噬菌体属于专门侵染细菌的病毒,而心肌细胞和叶肉细胞均属于真核细胞,故可作为重组噬菌体宿主细胞的是细菌。(3)由于大肠杆菌细胞内含有可以分解目的基因表达的蛋白质的酶,故实验中需要选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌,蛋白质纯化时需要抑制蛋白酶的活性。答案:(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞;真核生物基因可在原核细胞中表达 (2)转化外壳蛋白(或噬菌体蛋白)细菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶/新题预测技法演练场/【解析】(1)在基因工程中使用的载体除质粒外,还有噬菌体的衍生物、动植物病毒等;cre酶能特异性地识别反向重复序列并于特定位置切开磷酸二酯键,类似于基因工程中的限制酶,重组酶cre能使loxp位点间的基因序列被重组或删除,从遗传学角度分析,cre酶改变质粒的原理是基因重组。(2)启动子是一段有特殊结构的dna片段,位于基因的首端,是rna聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mrna,最终获得所需蛋白质。由图可知,质粒乙的抗除草剂基因前没有启动子,因此抗除草剂基因在烟草细胞中不再表达。(3)通常用农杆菌转化法把携带抗虫基因的重组质粒甲导入烟草细胞,而重组质粒甲的受体细胞最好选择烟草幼苗的分生区细胞,因为分生区细胞分