202X版高考生物总复习第30讲基因工程课件中图版

1、第第30讲基因工程讲基因工程 最新考纲最新考纲近三年考情近三年考情1.基因工程的诞生基因工程的诞生()2.基因工程的原理及技术基因工程的原理及技术(含含PCR技术技术)()3.基因工程的应用基因工程的应用()4.蛋白质工程蛋白质工程()5.实验：实验：DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定2018全国卷全国卷(38)、2018全国卷全国卷(38)、2017全国卷全国卷(37)、2017全国卷全国卷(37)、2017全国卷全国卷(37)、2016全国卷全国卷(40)、2016全国卷全国卷(40)1.基因工程的基本工具基因工程的基本工具(1)限制酶限制酶考点一基因工程的基本工具及操作过程考点一基因工程

2、的基本工具及操作过程原核原核特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列磷酸二酯键磷酸二酯键黏性末端黏性末端 (2)DNA连接酶连接酶作用：将限制酶切割下来的作用：将限制酶切割下来的DNA片段片段_。类型类型 常用类型常用类型Ecoli DNA连接酶连接酶T4 DNA连接酶连接酶来源来源_T4噬菌体噬菌体功能功能只只“缝合缝合”_“缝合缝合”_结果结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的_拼接成拼接成DNA分子分子大肠杆菌大肠杆菌黏性末端黏性末端黏性末端和平黏性末端和平末端末端磷酸二酯键磷酸二酯键双链环状双链环状DNA分子分子限制酶切割位点限制酶切割位点标记基因标记基因动植

3、物病毒动植物病毒2.基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序基因文库基因文库mRNA反转录反转录DNA合成仪合成仪RNA聚合酶聚合酶转录转录转录转录目的目的基因基因1.(2018全国卷全国卷，38)回答下列问题：回答下列问题：(1)博耶博耶(H.Boyer)和科恩和科恩(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_(答出两点即可答出两点即可)。(2)体外重组的质粒可通过体外重组的质粒可通过Ca2参与的参

4、与的_方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体的噬菌体DNA通常需与通常需与_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宿主细胞的是_。 (3)真核生物基因真核生物基因(目的基因目的基因)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，在实验中应选用解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用_的大肠

5、杆菌作为受体细胞，在的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白质纯化的过程中应添加_的抑制剂。的抑制剂。 解析解析(1)两位科学家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并两位科学家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并进行了表达，因此，该研究可以证明：质粒可以作为载体，真核细胞的基因在原核细进行了表达，因此，该研究可以证明：质粒可以作为载体，真核细胞的基因在原核细胞中也可以表达胞中也可以表达(不同生物共用一套密码子不同生物共用一套密码子)、体外重组的质粒可以进入受体细胞等。、体外重组的质粒可以进入受体细胞等。(2)目的基因进入受体细胞内，并且在受体

6、细胞内维持稳定和表达的过程称为转化，将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，将质粒导入大肠杆菌时，常用的转化方法是：首先用质粒导入大肠杆菌时，常用的转化方法是：首先用Ca2处理大肠杆菌细胞，使其成为处理大肠杆菌细胞，使其成为感受态细胞。噬菌体感受态细胞。噬菌体DNA没有侵染能力，体外重组的噬菌体没有侵染能力，体外重组的噬菌体DNA通常需与外壳蛋白组通常需与外壳蛋白组装成完整噬菌体才能完成侵染过程。噬菌体多寄生在细菌中，但不能寄生在心肌细胞装成完整噬菌体才能完成侵染过程。噬菌体多寄生在细菌中，但不能寄生在心肌细胞和叶肉细胞中。和叶肉细胞中。(3)若要使蛋白质不被降

7、解，则大肠杆菌体内不能存在蛋白酶，因此，若要使蛋白质不被降解，则大肠杆菌体内不能存在蛋白酶，因此，实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞。同理，在蛋白质纯化过程中，实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞。同理，在蛋白质纯化过程中，也不能使蛋白质降解，因此，应添加蛋白酶抑制剂。也不能使蛋白质降解，因此，应添加蛋白酶抑制剂。 答案答案(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)转化外壳蛋白转化外壳蛋白(或答噬菌体蛋白或答噬菌体蛋白)细菌细菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶蛋白酶缺陷型蛋白酶2.(20

8、19广东深圳调研广东深圳调研)据报道，美国科研人员通过基因转移技术，从根本上治愈了实据报道，美国科研人员通过基因转移技术，从根本上治愈了实验小鼠所患的验小鼠所患的型糖尿病，这种技术把选定的型糖尿病，这种技术把选定的X基因输入胰腺，这些基因随后得到基因输入胰腺，这些基因随后得到整合并促使消化系统和其他类型的细胞制造胰岛素，请回答下列问题：整合并促使消化系统和其他类型的细胞制造胰岛素，请回答下列问题：(1)在基因工程中，在基因工程中，X基因称为基因称为_。利用。利用PCR技术扩增技术扩增X基因时，需要在反应体基因时，需要在反应体系中添加的有机物质是系中添加的有机物质是_、_、4种脱氧核糖核苷酸和耐

9、热性的种脱氧核糖核苷酸和耐热性的DNA聚聚合酶，扩增过程在合酶，扩增过程在PCR扩增仪中完成。扩增仪中完成。(2)将将X基因导入小鼠体内之前，需要操作的核心步骤是基因导入小鼠体内之前，需要操作的核心步骤是_，此步骤，此步骤最常用的运载工具是最常用的运载工具是_，所需要的酶是限制酶和，所需要的酶是限制酶和_。(3)X基因的检测可从分子水平和个体水平两方面进行，在分子水平上通常采用基因的检测可从分子水平和个体水平两方面进行，在分子水平上通常采用_技术检测技术检测X基因是否导入受体细胞，在个体水平上应检测基因是否导入受体细胞，在个体水平上应检测_。 解析解析(1)根据题意分析，研究人员通过基因转移技

10、术，将选定的根据题意分析，研究人员通过基因转移技术，将选定的X基因输入胰腺，说基因输入胰腺，说明明X基因是目的基因；利用基因是目的基因；利用PCR技术扩增目的基因时，需要在反应体系中添加的有机技术扩增目的基因时，需要在反应体系中添加的有机物质有引物、模板物质有引物、模板DNA、4种脱氧核糖核苷酸等，还需要耐热的种脱氧核糖核苷酸等，还需要耐热的DNA聚合酶。聚合酶。(2)基因基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，该过程常用的运载体是质粒，需要先用限制工程的核心步骤是基因表达载体的构建，该过程常用的运载体是质粒，需要先用限制酶切割目的基因和质粒，然后用酶切割目的基因和质粒，然后用DNA连接酶将目

11、的基因和质粒连接起来。连接酶将目的基因和质粒连接起来。(3)在分子水在分子水平上检测平上检测X基因是否导入受体细胞，可以利用基因是否导入受体细胞，可以利用DNA分子杂交技术；根据题干信息可知分子杂交技术；根据题干信息可知，X基因导入胰腺细胞后，可以治愈实验小鼠所患的基因导入胰腺细胞后，可以治愈实验小鼠所患的型糖尿病，因此在个体水平上型糖尿病，因此在个体水平上检测检测X基因是否导入受体细胞，应该检测实验小鼠所患的基因是否导入受体细胞，应该检测实验小鼠所患的型糖尿病是否被根治。型糖尿病是否被根治。 答案答案(1)目的基因引物模板目的基因引物模板DNA(2)基因表达载体的构建质粒基因表达载体的构建质

12、粒DNA连接酶连接酶(3)DNA分子杂交实验小鼠所患的分子杂交实验小鼠所患的型糖尿病是否被根治型糖尿病是否被根治 (1)基因组文库与基因组文库与cDNA文库的比较文库的比较文库类型文库类型cDNA文库文库基因组文库基因组文库构建基因文库的过程构建基因文库的过程文库大小文库大小小小大大基因中启动子基因中启动子无无有有基因中内含子基因中内含子无无有有基因多少基因多少某种生物的部分基因某种生物的部分基因某种生物的全部基因某种生物的全部基因物种间的基因交流物种间的基因交流可以可以部分基因可以部分基因可以说明说明基因文库的组建过程就应用了基因工程的基本操作步骤。基因文库的组建过程就应用了基因工程的基本操

13、作步骤。从基因文库中获取目的基因的优点是操作简便，缺点是从基因文库中获取目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性工作量大，具有一定的盲目性(2)农杆菌转化法原理农杆菌转化法原理植物受损伤时伤口处分泌物植物受损伤时伤口处分泌物(酚类化合物酚类化合物)可吸引农杆菌可吸引农杆菌农杆菌中农杆菌中Ti质粒上的质粒上的TDNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA上上(若将目的基因插入到若将目的基因插入到Ti质粒的质粒的TDNA上，则目的基因将被一起带入上，则目的基因将被一起带入)。(3)受体细胞的选择受体细胞的选择受体细胞常用植物受精卵或体细

14、胞受体细胞常用植物受精卵或体细胞(经组织培养经组织培养)、动物受精卵、动物受精卵(一般不用体细胞一般不用体细胞)、微生物、微生物(大肠杆菌、酵母菌大肠杆菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、分泌需内质网、高尔基体的加工、分泌)；一般不用支原体，原因是；一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，也没它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，也没有核糖体等细胞器，不能合成蛋白质。有核糖体等细胞器，不能合成蛋白质。 1

15、.基因工程的应用基因工程的应用(1)动物基因工程：用于提高动物动物基因工程：用于提高动物_从而提高产品产量；用于改善畜产品从而提高产品产量；用于改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的_等。等。(2)植物基因工程：培育抗虫转基因植物植物基因工程：培育抗虫转基因植物(如抗虫棉如抗虫棉)、抗病转基因植物、抗病转基因植物(如转基因烟草如转基因烟草)和抗逆转基因植物和抗逆转基因植物(如抗寒番茄如抗寒番茄)；利用转基因改良植物的品质；利用转基因改良植物的品质(如新花色矮牵牛如新花色矮牵牛)。 考点二基因工程的应用及蛋白质工程考点二

16、基因工程的应用及蛋白质工程生长速度生长速度供体供体2.基因诊断与基因治疗基因诊断与基因治疗(1)基因诊断：又称为基因诊断：又称为DNA诊断，是采用诊断，是采用_的方法来判断患者是否出现了的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。基因异常或携带病原体。(2)基因治疗基因治疗概念：把概念：把_导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。治疗疾病的目的。成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中，使淋巴细胞能产生腺苷成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中，使淋巴细胞能产生腺苷酸脱氨酶，然后，再将这种淋巴细胞

17、转入患者体内，从而治疗复合型免疫缺陷症。酸脱氨酶，然后，再将这种淋巴细胞转入患者体内，从而治疗复合型免疫缺陷症。 基因检测基因检测正常基因正常基因基因转移基因转移组织细胞组织细胞3.蛋白质工程蛋白质工程(1)概念概念基因修饰基因修饰改造了改造了新的蛋白质新的蛋白质蛋白蛋白质结构质结构 (2)基本流程基本流程蛋白质的结构蛋白质的结构氨基酸序列氨基酸序列1.科学家将药用蛋白基因与科学家将药用蛋白基因与_等调控组件重组在一起，通过等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的显微注射等方法，导入哺乳动物的_中，然后，将受精卵送入母体内，使其中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因

18、动物。转基因动物进入泌乳斯后，可以通过分泌的乳汁来生产所生长发育成转基因动物。转基因动物进入泌乳斯后，可以通过分泌的乳汁来生产所需要的药品，因而称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。需要的药品，因而称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。 乳腺蛋白基因的启动子乳腺蛋白基因的启动子受精卵受精卵2.用于基因治疗的基因有三类。第一类是从健康人体上分离得到的功能正常的基因，用于基因治疗的基因有三类。第一类是从健康人体上分离得到的功能正常的基因，用以取代病变基因，或依靠其表达产物，来弥补病变基因带来的生理缺陷，如对血用以取代病变基因，或依靠其表达产物，来弥补病变基因带来的生理缺陷，如对血友病和地中海贫血病的治

19、疗。第二类是反义基因，即通过产生的友病和地中海贫血病的治疗。第二类是反义基因，即通过产生的mRNA分子，与病分子，与病变基因产生的变基因产生的mRNA进行互补，来阻断非正常蛋白质合成。第三类是编码可以杀死进行互补，来阻断非正常蛋白质合成。第三类是编码可以杀死癌变细胞的蛋白酶基因，又叫做自杀基因。癌变细胞的蛋白酶基因，又叫做自杀基因。 1.(2018海南卷，海南卷，31)甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细

20、胞，得到了转基因植株。回答下列问题：。回答下列问题：(1)用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜(填填“受伤的受伤的”或或“完好的完好的”)叶片与叶片与含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶片的理由是含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶片的理由是_。(2)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中已转移到已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为发现子代中含甜蛋

21、白个体数与不含甜蛋白个体数之比为11，则说明甜蛋白基因，则说明甜蛋白基因已经整合到已经整合到(填填“核基因组核基因组”“”“线粒体基因组线粒体基因组”或或“叶绿体基因组叶绿体基因组”)中。中。 (3)假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用毒苗，应选用作为外植体进行组织培养。作为外植体进行组织培养。(4)通常，基因工程操作主要有通常，基因工程操作主要有4个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测

22、与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为_。解析解析(1)当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，因此用农杆菌感染时，优先选用黄瓜受伤的叶片。移向这些细胞，因此用农杆菌感染时，优先选用黄瓜受伤的叶片。(2)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，说明目的基因若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，说明目的基因甜蛋白基因在受体细胞中甜蛋白基因在受体细胞中已经完成表达；若甜蛋白基因整合到线粒体基因组或叶绿体基因组中，在遗传时遵循已经完成表

23、达；若甜蛋白基因整合到线粒体基因组或叶绿体基因组中，在遗传时遵循母系遗传，不会出现固定的分离比，所以子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数母系遗传，不会出现固定的分离比，所以子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为之比为11，则说明甜蛋白基因已经整合到核基因组。，则说明甜蛋白基因已经整合到核基因组。(4)基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，从而创造出符合人们需要的新生物类型和生物产品。技术，赋予生物新的遗传特性，从而创造出符合人们需要的新生物类型和生物产品。

24、 答案答案(1)受伤的叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些受伤的叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞细胞(2)甜蛋白基因核基因组甜蛋白基因核基因组(3)茎尖茎尖(4)按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出符合人们需要的新生物类型特性，创造出符合人们需要的新生物类型2.(2019河南顶级名校联考河南顶级名校联考)如图表示利用乳腺生物反应器生产某种动物蛋白的流程示如图表示利用乳腺生物反应器生产某种动物蛋白的流程示意图，请分析回答下列问题：意图

25、，请分析回答下列问题： (1)该生产流程中应用到的现代生物技术有该生产流程中应用到的现代生物技术有、(写出其中两种写出其中两种)。(2)图中图中A、B分别表示分别表示、。(3)为提高培育成功率，进行为提高培育成功率，进行过程之前，对早期胚胎的处理是取其部分细胞用目的过程之前，对早期胚胎的处理是取其部分细胞用目的基因探针进行基因探针进行检测，对受体动物的处理是用检测，对受体动物的处理是用进行同期发进行同期发情处理。情处理。(4)蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质，原理

26、是完成，而不直接改造蛋白质，原理是_。解析解析(1)据图分析，涉及的现代生物技术有蛋白质工程、基因工程、早期胚胎培养技据图分析，涉及的现代生物技术有蛋白质工程、基因工程、早期胚胎培养技术、胚胎移植技术等。术、胚胎移植技术等。(2)蛋白质工程基本途径：预期蛋白质功能蛋白质工程基本途径：预期蛋白质功能设计预期的蛋白质设计预期的蛋白质结构结构推测应有氨基酸序列推测应有氨基酸序列找到对应的脱氧核苷酸序列找到对应的脱氧核苷酸序列(基因基因)；基因工程技术的基；基因工程技术的基本步骤：目的基因的获取本步骤：目的基因的获取基因表达载体的构建基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞目的基

27、目的基因的检测与鉴定。因的检测与鉴定。(3)胚胎移植之前，采用胚胎移植之前，采用DNA分子杂交技术对早期胚胎进行基因检测分子杂交技术对早期胚胎进行基因检测或基因诊断，可提高培育成功率。为提高胚胎移植成功率，该过程可用促性腺激素对或基因诊断，可提高培育成功率。为提高胚胎移植成功率，该过程可用促性腺激素对受体动物进行同期发情处理。受体动物进行同期发情处理。(4)蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质，原因是改造后的基因能够遗通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质，原因是改造后的基因能够遗

28、传，且改造基因易于操作。传，且改造基因易于操作。 答案答案(1)蛋白质工程基因工程蛋白质工程基因工程(胚胎移植技术胚胎移植技术)(任写两种任写两种)(2)推测应有的氨基酸序列基因表达载体推测应有的氨基酸序列基因表达载体(3)DNA(核酸核酸)分子杂交促性腺激素分子杂交促性腺激素(4)改造后的基因能够遗传，改造基因易于操作改造后的基因能够遗传，改造基因易于操作 蛋白质工程与基因工程的比较蛋白质工程与基因工程的比较项目项目蛋白质工程蛋白质工程基因工程基因工程实质实质定向改造或生产人类所需蛋白质定向改造或生产人类所需蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型

29、或生物产品人类所需的生物类型或生物产品结果结果生产自然界中没有的蛋白质生产自然界中没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质联系联系蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，因为蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现成实现1.PCR技术技术考点三考点三PCR技术与技术与DNA的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定(2)PCR反应过程反应过程过程过程说明说明图解图解_当温度上升到当温度上升到_以上时，双链以上时，双链DNA解旋为

30、单链解旋为单链复性复性温度下降到温度下降到_左右，两种引物通过左右，两种引物通过_与两条单链与两条单链DNA结合结合_72 左右时，左右时，_有最大活性，可使有最大活性，可使DNA新链由新链由5端向端向3端延伸端延伸变性变性90 50 碱基互补配对碱基互补配对延伸延伸TaqDNA聚合酶聚合酶 (3)结果：结果： 上述三步反应完成后，一个上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了分子就变成了_个个DNA分子分子 ，随着重，随着重复次数的增多，复次数的增多，DNA分子就以分子就以2n的形式增加。的形式增加。PCR的反应过程都是在的反应过程都是在_中完成的。中完成的。 两两PCR扩增仪扩增仪2.DN

31、A的粗提取与鉴定的粗提取与鉴定(1)实验原理实验原理0.14NaCl二苯胺试剂二苯胺试剂(2)操作流程操作流程DNA蒸馏水蒸馏水不同浓度不同浓度NaCl溶液溶液酒精酒精蓝色蓝色1.(2018经典高考经典高考)为生产具有特定性能的为生产具有特定性能的淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了了淀粉酶基因淀粉酶基因(1 656个碱基对个碱基对)，利用基因工程大量制备，利用基因工程大量制备淀粉酶，实验流程如淀粉酶，实验流程如图。请回答下列问题：图。请回答下列问题： (1)利用利用PCR技术扩增技术扩增淀粉酶基因前，需先获得细菌的淀粉酶基因前，需先获得细菌的_。(2)为

32、了便于扩增的为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的片段与表达载体连接，需在引物的端加上限制性酶切端加上限制性酶切位 点 ， 且 常 在 两 条 引 物 上 设 计 加 入 不 同 的 限 制 性 酶 切 位 点 ， 主 要 目 的 是位 点 ， 且 常 在 两 条 引 物 上 设 计 加 入 不 同 的 限 制 性 酶 切 位 点 ， 主 要 目 的 是_。(3)进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中的的设定与引物有关，设定与引物有关，的设定与扩增片段的长度有关。的设定与扩增片段的长度有关。(填序

33、号填序号)变性温度变性温度退火温度退火温度延伸温度延伸温度变性时间变性时间退火时间退火时间延伸时间延伸时间 (4)如图表示筛选获得的工程菌中编码如图表示筛选获得的工程菌中编码淀粉酶的淀粉酶的mRNA的部分碱基序列：的部分碱基序列： 图中虚线框内图中虚线框内mRNA片段包含片段包含个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有框后的第一个密码子最多有种。种。 (5)获得工程菌表达的获得工程菌表达的淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为1%的可溶性的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如表所示：淀粉

34、为底物测定酶活性，结果如表所示： 根 据 上 述 实 验 结 果 ， 初 步 判 断 该根 据 上 述 实 验 结 果 ， 初 步 判 断 该 淀 粉 酶 活 性 最 高 的 条 件 为 淀 粉 酶 活 性 最 高 的 条 件 为_。 缓冲液缓冲液50 (mmolL1)Na2HPO4KH2PO450 (mmolL1)TrisHCl50 (mmolL1)GlyNaOHpH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010.5酶相对酶相对活性活性%25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.520.8解析解析(1)利用利用PCR技术扩

35、增技术扩增淀粉酶基因前，需先获得细菌的基因组淀粉酶基因前，需先获得细菌的基因组DNA。(2)构建构建重组重组DNA分子时，需用限制性核酸内切酶处理目的基因和载体，故需要在引物的分子时，需用限制性核酸内切酶处理目的基因和载体，故需要在引物的5端端添加限制性酶切位点，且常在两条引物上设计添加不同的限制性酶切位点，这样可以添加限制性酶切位点，且常在两条引物上设计添加不同的限制性酶切位点，这样可以使使DNA片段按照一定方向插入表达载体，防止目的基因或载体自身的黏性末端之间相片段按照一定方向插入表达载体，防止目的基因或载体自身的黏性末端之间相互连接以及目的基因与载体反向连接。互连接以及目的基因与载体反向

36、连接。(3)利用利用PCR技术进行扩增时，退火温度的设定技术进行扩增时，退火温度的设定是成败的关键，退火温度过高会使引物无法与模板的碱基配对，所以退火温度的设定是成败的关键，退火温度过高会使引物无法与模板的碱基配对，所以退火温度的设定与引物有关；延伸时间的设定与扩增片段的长度有关。与引物有关；延伸时间的设定与扩增片段的长度有关。(4)密码子由密码子由mRNA上相邻的上相邻的3个个碱基组成，所以该片段的碱基组成，所以该片段的24个碱基包含个碱基包含8个密码子。该片段后面的第一个碱基为个密码子。该片段后面的第一个碱基为U，所，所以后面的密码子最多可能有以后面的密码子最多可能有4416(种种)，根据

37、题干信息及题中给出的，根据题干信息及题中给出的mRNA序列可知序列可知，虚线框后第一个密码子不可能是终止密码子，所以实际最多有，虚线框后第一个密码子不可能是终止密码子，所以实际最多有13种密码子。种密码子。(5)由表由表格数据可知，该格数据可知，该淀粉酶活性最高的条件是淀粉酶活性最高的条件是pH为为8.5，缓冲液为，缓冲液为50 mmol/L TrisHCl。 答案答案(1)基因组基因组DNA(2)5使使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连片段能定向插入表达载体，减少自连(3)(4)813(5)pH为为8.5，缓冲液为，缓冲液为50 mmoL/L TrisHCl2.(2019汉中市质检汉中市

38、质检)回答下列有关回答下列有关PCR过程的问题：过程的问题：(1)PCR的每次循环可以分为的每次循环可以分为三步。假设在三步。假设在PCR反应中，只有一个反应中，只有一个DNA片段片段作为模板，请计算在作为模板，请计算在5次循环后，反应物中大约有次循环后，反应物中大约有个这样的个这样的DNA片段。片段。(2)请用简图表示出一个请用简图表示出一个DNA片段在片段在PCR反应中第二轮的产物。反应中第二轮的产物。(3)简述简述PCR技术的主要应用技术的主要应用(要求要求3项以上项以上)。_。解析解析(1)DNA复制时两条链均作为模板，进行半保留复制，所以复制复制时两条链均作为模板，进行半保留复制，所

39、以复制5次后得到的子次后得到的子代代DNA分子数为分子数为2532。(2)新合成的新合成的DNA链带有引物，而最初的模板链带有引物，而最初的模板DNA的两条链的两条链不带有引物。不带有引物。(3)PCR技术可以对技术可以对DNA分子进行扩增，所以可用于遗传疾病的诊断、刑分子进行扩增，所以可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等方面。序列测定等方面。答案答案(1)变性、复性和延伸变性、复性和延伸32(2)如图所示如图所示 (3)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定序列测定

40、(其中其中3项即可项即可) 澄清澄清易易错易混错易混强化科学思维强化科学思维易错易混易错易混易错点易错点1目的基因的插入不是目的基因的插入不是“随意随意”的的点拨点拨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，若目的基因插入到启动子内部，以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位，若目的基因插入到启动子内部，启动子将失去原功能。启动子将失去原功能。易错点易错点2启动子启动子起始密码子，终止子起始密码子，终止子终止密码子，对标记基因的作用不明确终止密码子，对标记基因的作用不明确点拨点拨(1)启动子：一段