2021版高考生物一轮复习现代生物科技专题第1讲基因工程学案苏教版

1、第1讲基因工程全国卷5年考情导向考纲要求全国卷五年考情1.基因工程的诞生(I)无考题2.基因工程的原理及技术(含2021 卷 I T38,2021 卷 nT 38, 2021 卷川T 38,2021 卷pcr技术)(n)IT40, 2021 卷川T 40, 2021 -卷IT 4。3.基因工程的应用(n)2021 卷nT 40, 2021 卷 IT 404.蛋白质工程(I)2021 卷 IT 40, 2021 卷nT 40, 2021 卷IT 40考点一 |基因工程的根本工具(对应学生用书第 241页)识记一根底梳理1. 基因工程的概念及优点(1) 概念：是指在体外通过人工“剪切和“拼接等方法

2、，对生物的基因进行改造和 _ 重新组合,然后导入受体细胞，并使重组基因在受体细胞中表达, 产生人类需要的基因产物 的技术。(2) 遗传原理：基因重组。(3) 优点： 与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。 与诱变育种相比：能定向改造生物的遗传性状。2基因工程的根本工具(1) 限制性核酸内切酶 来源：主要从原核生物中别离纯化而来。 作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 结果：产生黏性末端或平末端。(2)DNA连接酶常用类型E-COli DNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体功能连接黏性末端连接黏性末端和平末端结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸

3、二酯键(3) 载体化学本质：双链环状 DNA分子 常用载体能自我复制质粒特点有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因 其他载体：入 噬菌体衍生物、动植物病毒等。理解一深化探究1 限制酶CCAGG A 亠,=以=为轴，两GGTCC T(1) 识别序列的特点：呈现碱基互补对称，无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如牙=,以中心线为轴，两侧碱基互补对称;n i I ir A ATTCG侧碱基互补对称。(2)切割后末端的种类切割捡赴：懊别字列的中轴线两愴1£»EI1 CAATTCGAATTC 一 程C 与 A CTT;AAI；CTTAA；木图耶：之问切鶴|1拙

4、性尿单切雷位，识期瞬列的申线址1平CCC；GGGCCCCGSftwll图朋】(；GG仇应C.CC端之刈切割)中轴线2.限制酶和DNA连接酶的关系G A A T T C CT T AA；L_L(1) 限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。(2) 限制酶不切割自身 DNA的原因是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。(3) DNA连接酶起作用时，不需要模板。3.载体(1)条件与目的条件目的稳定并能复制目的基因稳定存在且数量可扩大有一个至多个限制酶切割位点可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因便干重组DNA的鉴定和诜择作用 作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。 利用

5、它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。运用一考向对练1 下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请答复以下问题：限制酶BanHIBel ISaU3AIHnd川识别序列及切割位点GGATCCCCTAGGJ TGATCAACTAGTJGATCCTAGfJAAGCTTTTCGAAfJ却HI引詢甲Hind 14 tah ；功I图1图2(1) 用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用 两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段， 通过酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒， 需将其转入处于态的大肠杆菌。(2) 为了筛选出转入了重组质粒

6、的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中。(3) 假设BarH I酶切的DNA末端与Bel I酶切的DNA末端连接，连接部位的 6个碱基对序列为，对于该部位，这两种酶 (填“都能、“都不能或“只有一种能)切开。假设用SaU3AI切图1质粒最多可能获得种大小不同的DNA片段。解析(1)选择的限制酶应在目的基因两端且在质粒中存在识别位点，故可以用来切割的限制酶为 Bel I、Hind川、BarHI和SaU3Al，但由于 BarHl和Sau3Al可能使质粒中 的启动子丧失或破坏抗性基因，所以应选用Bel I、Hi nd川两种限制酶切割。酶切后的载

7、体和目的基因片段，通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒， 需将其转入感受态的大肠杆菌中，使其增殖。(2)根据质粒上抗性基因，为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加四环素。平板上长出的菌落，常用PCF鉴定，目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物需要与单链两端相应互补序列结合，故所用引物组成是图2中的引物甲和引物丙。(3)假设BanHI酶切的DNA末端和Bel I酶切的DNA末端连接，连接T GATC C G GATC A部位的6个碱基对序列为，由于两种酶均不能识别该部位的碱基对序A CTAG G C CTAG T列，所用两种酶都不能切开该部位。(4)根据B

8、el I、BanHI和Sau3Al的酶切位点，Sau3AI在质粒上有三个酶切位点，完全酶切可得到记为A、B C三种片段，假设局部位点被切开，可得到AB AG BG ABC四种片段，所以用Sau3AI切质粒最多可能获得 7种大小不同的DNA 片段。答案Bel I和Hi nd川 DNA连接 感受(2) 四环素引物甲和引物丙T GATCCG GATC A(3) 都不能 (4)7A CTAGGc CTAG T2. (2021 德州模拟)下面为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图，据图答复以下问题：(1) a代表的物质和质粒的化学本质都是 ，二者还具有其他共同点，如,(写出两条即可)。A(2) 假设质粒DNA

9、分子的切割末端为，那么与之连接的目的基因切割末端应为TGCGC;可使用 把质粒和目的基因连接在一起。(3) 氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为 ,其作用是(4) 以下常在基因工程中用作载体的是()A. 苏云金芽孢杆菌抗虫基因B. 土壤农杆菌环状 RNA分子C. 大肠杆菌的质粒D. 动物细胞的染色体解析(1)a代表的物质是拟核 DNA分子，质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核之外的小型环状 DNA分子，两者都能自我复制，并蕴含遗传信息。(2)质粒DNA分子的切割末端能够与目的基因切割末端发生碱基互补配对，可使用DNA连接酶将它们连接在一起。(3)质粒DNA分子上的氨苄青霉素抗性基因可以作

10、为标记基因，便于对重组DNA进行鉴定和筛选。(4)作为载体必须具备的条件：在宿主细胞中能保存下来并能大量复制；有 多个限制性核酸内切酶切点；有一定的标记基因，便于筛选。常用的载体有质粒、入噬菌体的衍生物、动植物病毒等。苏云金芽孢杆菌抗虫基因一般作为目的基因；土壤农杆菌环状RNA分子不容易在宿主细胞内保存；动物细胞染色体的主要成分是DNA和蛋白质，不能被限制性核酸内切酶切割，因此不能用作载体。答案(1)DNA 能够自我复制具有遗传特性CGCGDNA连接酶 (3)标记基因 供重组DNA的鉴定和选择(4)CA 技法总结确定选择限制酶种类的方法1 根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 应选择切

11、点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择Pst I。(2) 不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择Smato(3) 为防止目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用Pst I和EcoRI两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。2 根据质粒的特点确定限制酶的种类 所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。(2) 质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构， 如图乙中限制酶 Smi会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，那么切割重组后可能丢 失某些片段，假设丧失的片段含复

12、制起点区，那么切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复 制。考点二|基因工程的操作程序及应用(对应学生用书第 243页)识记一根底梳理1 基因工程的根本操作程序(1) 目的基因的获取方法 从基因文库中获取。 利用PCR技术扩增。 通过化学方法人工合成。(2) 基因表达载体的构建目的a. 使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。b. 使目的基因能够表达和发挥作用。组成及作用连线'组成I .目的基因n .启动子川.终止子w.标记基因答案 I d n a 川一b Wc 将目的基因导入受体细胞连线作用a. 转录的起点，是RN骤合 酶识别和结合的部位b. 转录的终点c. 鉴别受体细

13、胞中是否含有目的基因d. 能够控制特定性状受体细胞导入方法 动物细胞 植物细胞 微生物细胞a 农杆菌转化法 b 显微注射技术c. 基因枪法d .感受态细胞法Ca2+处理法 e 花粉管通道法答案一b 一a、c、e 一d目的基因的检测与鉴定方法检测或鉴定目的水平DNA分子杂交技术检测目的基因的有无分子水平分子杂交技术目的基因是否转录抗原-抗体杂交目的基因是否翻译抗虫或抗病接种实验是否具有抗虫抗病特性个体水平2.乳腺生物反响器与工程菌生产药物的比拟含义利用动物的乳腺组织乳腺生物反响器是指使外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达， 生产药物蛋白。工程菌是指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞

14、株系。两者区别比拟工程乳腺生物反响器工程菌基因结构动物基因的结构与人类基因的结构根本相同细菌和酵母菌等生物基因的结构与人 类基因的结构有较大差异基因表达合成的药物蛋白与天然蛋白质相同细菌细胞内没有内质网、咼尔基体等 细胞器，产生的药物蛋白可能没有活 性受体细胞动物的受精卵微生物细胞导入目的基因的方式显微注射法感受态细胞法生产条件不需严格灭菌，温度等外界条 件对其影响不大需严格灭菌，严格控制工程菌所需的 温度、pH、营养物质浓度等外界条件药物提取从动物乳汁中提取从微生物细胞中提取理解一深化探究1. 目的基因的获取途径(1) 从基因文库中获取：包括基因组文库和cDNA文库等。(2) 人工合成目的基

15、因的常用方法 化学合成法：核苷酸序列的较小基因，直接利用DNA合成仪用化学方法合成，不需要模板。 反转录法：以 RNA为模板，在逆转录酶作用下人工合成。(3) 通过PCR技术扩增目的基因利用DNA复制的原理在体外特异性的复制某DNA片段以获得大量的目的基因。2. 基因表达载体的构建方法雄体(质tndna-f 世u的基闻)+厨种醍制切剤-带冇粘性带TT相同徘岂末端的本規切口冃的菇園片国II丁血i卡摇御枣(耳收直如网粒)3将目的基因导入受体细胞生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射法感受态细胞法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入到Ti质粒的 T-DNA上t农

16、 杆菌t导入植物细胞 t整合到受体细胞的 DNA上t表达将含有目的基因的表 达载体提纯T取卵(受 精卵)T显微注射T受 精卵发育T获得具有 新性状的动物Ca2处理细胞t感受 态细胞T重组表达载 体与感受态细胞混合 t感受态细胞吸收 DNA 分子4.目的基因的检测与鉴定DNA分1分子¥ p象空交带杂交带| SI抗啓嘉 搽种实捡|S見伸出现是否扯虫； 杳抗病分圭水平褥测4休水平椿测运用一考向对练1. (2021 湖北武汉2月调研)如图是获得转基因抗虫棉的技术流程示意图。请答复:转堆凶(1) AtB利用的技术称为 ，其中过程需要热稳定的 酶才能完成。(2) 图中将目的基因导入棉花细胞需要经

17、过C过程，该过程为构建 ，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在且可以遗传给下一代，并能表达。(3) 上述流程示意图中，将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是 法，该方法一般 (填“适宜或“不适宜)用于将目的基因导入单子叶植物。(4) 从FtG的过程利用的主要技术为 ，欲确定抗虫基因在 G体内是否表达，在个体水平上需要做实验。如果抗虫基因导入成功，且与某条染色体的 DNA整合起来，该转基因抗虫棉可视为杂合子，将该转基因抗虫棉自交一代，预计后代中抗虫植株占解析(1)A tb是PCR技术中的操作，过程是 PCR技术中的延伸过程，需要耐热的DNA聚合酶参与。(2)过程C是构建基因表达载体。(3)图中显

18、示，将目的基因导入棉花细胞 的方法是农杆菌转化法，该方法不适于将目的基因导入单子叶植物，这是因为农杆菌对大多数单子叶植物没有感染力。(4)FtG过程是将棉花体细胞培育形成新的个体，需要采用植物 组织培养技术；检测抗虫基因在转基因植株体内是否表达，在个体水平上需要做抗虫接种实验；假设抗虫基因为 A那么该杂合子基因型可以表示为A0, A0自交，后代中抗虫植株 A_和非抗虫植株 00分别占3/4、1/4。答案(1)PCR Taq DNA聚合 (2)基因表达载体(3) 农杆菌转化 不适宜 (4)植物组织培养抗虫接种 3/42. (2021 全国卷H )植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。假

19、设从该植物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。 答复以下问题：1理论上，基因组文库含有生物的 基因；而cDNA文库中含有生物的 基因。2假设要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中出所需的耐旱基因。3将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物 的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测此再生植株中该基因的 ，如果检测结果呈阳性， 再在田间试验中检测植株的 是否得到提高。 假设用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3 ：1时，那么可推测该耐旱基因整合到

20、了 填“同源染色体的一条上或“同源染色体的两条上。解析1基因组文库含有生物的全部基因， 而cDNA文库中含有生物的局部基因。2 植物甲具有极强的耐旱性， 其耐旱性与某个基因有关， 假设要从植物甲中获得耐旱基因， 可首 先建立该植物的基因组文库，包含该生物的所有基因，然后再从中筛选出所需的耐旱基因。3假设从植物甲中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，通常采用的方法是 农杆菌转化法。将耐旱基因导入植物乙的体细胞后，经过植物组织培养得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测该耐旱基因是否合成了相应的蛋白质，即检测此再生植株中该基因的表达产物，如果检测结果呈阳性，说明已

21、经合成了相应的蛋白质，这时再进行个体生物学检测，即在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高。4假设用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的数量比为3： 1,符合基因的别离定律，说明得到的二倍体转基因耐旱植株为杂合子，因此可推测该耐旱基因只整合到了同源染色体的一条上。答案1全部 局部 2筛选 3乙 表达产物 耐旱性 4同源染色体的一 条上规律总结基因工程的相关知识小结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，目的基因应插入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目的基因导入受体细胞 没有碱基互补配对现象。3. 农杆菌转化法原理：农

22、杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，并将其Ti质粒上的T DNA转移并整合到受体细胞染色体DNA上。考点三|蛋白质工程及其与基因工程的关系对应学生用书第 244页识记一根底梳理1. 蛋白质工程 缘由：基因工程原那么上只能产生自然界已存在的蛋白质。(2) 根底：蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。 手段：基因修饰或基因合成。(4) 目的：合成满足人类生产和生活需求的蛋白质。流程图写出流程图中字母代表的含义：A. 转录,B.翻译,C.分子设计,D.多肽链,E.预期功能。(6) 结果：改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。(7) 应用：主要集中应用于对现有蛋白质进行改造，改进生物性状。理解一深化探究

23、蛋白质工程与基因工程的比拟1区别工程蛋白质工程基因工程过程预期蛋白质功能T设计预期的蛋白质结构T推测应有的氨基酸序列T找到相对应的脱氧核苷酸序列获取目的基因T基因表达载体的构建T将目的基因导入受体细胞T目的基 因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人 类所需的生物类型和生物产品结果可生产自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质2.联系(1) 蛋白质工程是在基因工程的根底上，延伸出来的第二代基因工程。(2) 基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造。运用一考向对练1. (2021 -黑龙江大庆一中期末)镰刀型细胞贫血症是一种单基因遗传病

24、，患者的血红蛋白分子3-肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常。答复以下问题：(1) 异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的序列发生改变。(2) 将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作 (填“属于或“不属于)蛋白质工程，理由是该操作(3) 用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的 ，以其作为模板，在酶的作用下反转录合成 cDNA cDNA与载体需在限制酶和酶的作用下，构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(4) 检测受体菌是否已合成血红蛋白，可从受体菌中提取 ，用相应的抗体进行杂交，假设出现杂交带

25、，那么说明该受体菌已合成血红蛋白。解析(1)编码血红蛋白的基因中因碱基对的替换导致编码的氨基酸种类改变。(2)蛋白质工程通过基因修饰或基因合成，实现对现有蛋白质的改造或制造新蛋白质。(3)因血红蛋白基因只在早期红细胞中表达，所以可从其中提取mRNA以mRNA为模板，在逆转录酶的作用下，反转录合成 cDNA构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶。(4)目的基因是否表达可以通过从受体菌中提取蛋白质，进行抗原一抗体杂交实验加以判断。答案(1)碱基对(或脱氧核苷酸)(2) 不属于没有对现有的蛋白质进行改造(或没有对基因进行修饰)(3) mRNA(或 RNA)逆转录 DNA连接蛋白质抗原一抗体2 胰岛

26、素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，并要经 过较长的时间才能进入血液中，而进入血液的胰岛素又容易被分解，因此，治疗效果受到影他饑胞中忑达响。如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图答复有关问题：1庸城培松(1) 构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是(2) 人工合成的DNA与结合后，被转移到 中才能得到准确表达。(3) 假设要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有 、_和发酵工程。(4) 图解中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的根本思路是(5) 以下关于蛋白质工程的说法错误的选项是()A. 蛋白质工程能定向改造蛋白质

27、的结构，使之更加符合人类的需要B. 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变其结构C. 蛋白质工程能产生自然界中不存在的新型蛋白质分子D. 蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程解析1蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质结构进 行分子设计，因此，图中构建新的胰岛素模型的依据是预期胰岛素即速效胰岛素的功能。2人工合成的目的基因与载体结合后，被导入受体细胞中才能得以表达。3利用蛋白质工程生产自然界原本不存在的蛋白质，需对原有的胰岛素进行改造，根据新的胰岛素中氨基酸的序列推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，人工合成新的胰岛素基因，形成目的基因，改造好的

28、目的基因需通过基因工程来生产基因产物，并且在生产过程中要借助工程菌，所以还需要进行发酵，因此该过程涉及蛋白质工程、基因工程和发酵工程。4由新的蛋白质模型到构建新的基因，其根本设计思路是根据新的蛋白质中的氨基酸序列，推测出基因中的脱氧核苷酸序列，然后用 DNA合成仪直接合成出新的基因。5由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造基因来完成，而不是直接对蛋白质分子进行操作。答案1蛋白质的预期功能 2载体 大肠杆菌等受体细胞 3蛋白质工程 基 因工程 4根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因5B技法总结蛋白质工

29、程中通过对基因操作来实现对天然蛋白质改造的原因1.改造后的基因可以遗传给下一代，被改造的蛋白质无法遗传2对基因进行改造比对蛋白质进行直接改造要容易操作，难度要小得多。真题验收|感悟高考淬炼考能对应学生用书第 245页1. 2021 全国卷I 真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。在人体中基因A有内含子可以表达出某种特定蛋白简称蛋白A。答复以下冋题：1某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是2假设用家蚕作为表达基因 A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用作为载体，其原因是

30、3假设要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有答出两点即可等优点。4假设要检测基因 A是否翻译出蛋白 A,可用的检测物质是 填“蛋白A的基因或“蛋白A的抗体。(5) 艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要奉献，也可以说是基因工程的先导， 如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示， 那么，这一启 示是 解析(1)人是真核生物，从人的基因组文库中获得的基因A有内含子，而受体细胞大肠杆菌是原核生物，原核生物基因中没有内含子，相应的就没有切除内含子对应的RNA序列的机制，故无法表达出蛋白A。(2) 噬菌体是专一性侵染细菌的病毒，以细菌为宿主

31、细胞，而昆虫病毒侵染的是昆虫， 以昆虫为宿主细胞。家蚕属于昆虫，故应选用昆虫病毒作为载体。(3) 与家蚕相比，大肠杆菌具有繁殖快、容易培养等优点，故要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。(4) 检测基因A是否翻译出蛋白 A,可用抗原一抗体杂交法。(5) 艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中，S型细菌的DNA可以使R型细菌发生转化，说明可调控多糖荚膜产生的基因整合到了R型细菌的DNA分子中并成功得以表达。 也就是说DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体并进行表达，这就为基因工程理论的建立提供了启示。 答案 (1) 基因 A 有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列

32、不能被切除，无法表达出蛋白 A(2)噬菌体 噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕(3)繁殖快、容易培养 蛋白A的抗体 (5)DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体2. (2021 全国卷H )几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水 解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内， 可增强其抗真菌病的能力。 答复以下问题：(1) 在进行基因工程操作时，假设要从植物体中提取几丁质酶的 mRN，A 常选用嫩叶而不选 用老叶作为实验材料，原因是 。提取 RNA时，提取液中需添加 RNA酶抑制剂，其目的是以mRNA为材料可以获得 cDNA其原理是 (3) 假设要使目的基因在受体细胞中表达

33、，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是 (答出两点即可 )。(4) 当 几 丁 质 酶 基 因 和 质 粒 载 体 连 接 时 ， DNA 连 接 酶 催 化 形 成 的 化 学 键 是(5) 假设获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，根据中心法那么分析，其可能的原因是 解析(1)与老叶相比，嫩叶组织细胞易破碎， 容易提取到几丁质酶的 mRNA提取RNA 时，提取液中添加 RNA酶抑制剂可防止 RNA被 RNA酶催化降解。(2) 以mRNA为模板，按照碱基互补配对原那么，在逆转录酶的作用下，通过逆转录(反转录)可以获得cDNA(3)

34、 因该目的基因是通过逆转录形成的，无表达所需的启动子，也无在受体细胞内进行 复制所需的复制原点等，所以在受体细胞内不能稳定存在和表达，也不能遗传下去。(4) 构建基因表达载体时，DNA连接酶能催化目的基因和质粒载体这两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。(5) 转基因植株的基因组中含有几丁质酶基因，但该植株抗真菌的能力并没有提高，可 能是由于转录或翻译异常，即几丁质酶基因未能正常表达。答案(1)嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解 (2)在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原那么可以合成cDNA (3)目的基因无复制原点； 目的基因无表达所需启动子(4)磷酸二酯键(5) 目的基因的转

35、录或翻译异常3. (2021 全国卷I )某一质粒载体如下图， 外源DNA插入到Amp或 Tet中会导致相 应的基因失活(Amp表示氨苄青霉素抗性基因， Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载 体用BanH I酶切后，与用 BanH I酶切获得的目的基因混合，参加 DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化 的大肠杆菌有三种， 分别是含有环状目的基因、 含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组 质粒的大肠杆菌。答复以下问题:(1) 质粒载体作为基因工程的工具，应具备的根本条件有 (答出两点即可)，而作为基因表达载体，除满足上述根本

36、条件外，还需具有启动子和终止子。(2) 如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是;并且和的细胞也是不能区分的， 其原因是 。在上述筛选的根底上，假设要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有的固体培养基。3基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于解析1质粒作为载体，应具备的根本条件有：有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段基因插入其中；在受体细胞中能自我复制，或能整合到染色体 DNA上,随染色体DNA进行同步复制；有特殊的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择

37、；等等。2在培养基中参加氨苄青霉素进行筛选，其中未被转化的大肠杆菌和仅含环状目的基因的大肠杆菌， 因不含氨苄青霉素抗性基因而都不能在此培养基上存活，二者不能区分。含有质粒载体的大肠杆菌和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌中都含有氨苄青霉素抗性基因，都能在此培养基上存活，二者也不能区分。假设要将含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌进一 步筛选出来，还需要使用含有四环素的固体培养基。3某些噬菌体经改造后作为载体，导入受体细胞后，其 DNAM制所需的原料来自于受体细胞。答案1能自我复制、具有标记基因 答出两点即可2二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长含有质粒载体 含有插入了目的

38、基因的重组质粒 或答含有重组质粒二者均含有氨苄青霉素抗性基因， 在该培 养基上均能生长 四环素 3受体细胞4. 2021 全国卷川图a中的三个DNA片段上依次表示出了 EcoR I、BanH I和Sau3A I三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图b为某种表达载体的示意图载体上的EcoRI、SaU3AI的切点是唯一的。GAATTCfGATCC；ATCCTTAACXTAGGTAGtf1图图b根据基因工程的有关知识，答复以下问题：1经BanH I酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被 酶切后的产物连接，理由是2假设某人利用图b所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所

39、示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有，不能表达的原因是(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有 和，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是 。解析 由题图可知，BariH I和Sau3A I两种限制性内切酶的共同识别序列是一 GATCcta(一，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此经BariH I酶切得到的目的基因可以与图(b)所示表达载体被 Sau3A I酶切后的产物连接。(2)在基因表达载体中，启动子应位于 目的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样基因才能顺利地转录，再完成翻译过程，即顺利表达。图中甲所示的目的基因插入在启动子的上游，丙所示目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录，因此目的基因不能表达。(3)常见