生物人教版选修3学案专题1基因工程专题整合与评估

专题整合与评估[知识建网]答案速填：①DNA分子②基因重组③DNA连接酶④基因文库⑤基因表达载体⑥标记基因⑦受体细胞⑧分子水平⑨蛋白质功能⑩脱氧核苷酸[要语必背]1．限制性核酸内切酶可识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。2．质粒作为基因工程的载体需具备的条件有：能在宿主细胞内稳定保存并自我复制；具有一个至多个限制酶切割位点；具有标记基因。3．基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因等。4．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。将目的基因导入动物细胞常用显微注射技术，导入微生物细胞常用感受态细胞法(Ca2＋处理法)。5．检测目的基因是否导入受体细胞染色体DNA上常用DNA分子杂交技术；检测是否转录，常用分子杂交技术；检测是否翻译，常用抗原—抗体杂交技术。6．蛋白质工程并不是直接改造蛋白质分子的结构，而是通过基因操作来实现对天然蛋白质的改造。7．蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。[知识整合促贯通]一、基因工程与基因重组的比较基因工程是一种特殊情况的基因重组，它与自然条件下的基因重组既有区别又有联系。两者比较如下：【典题精练1】下列关于蛋白质工程的叙述正确的是()A．通过对基因结构的定点改造实现对玉米中赖氨酸合成过程中的关键酶结构的改造属于蛋白质工程B．将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌生产人的胰岛素的技术属于蛋白质工程C．蛋白质工程无需构建基因表达载体D．通过蛋白质工程改造后的蛋白质的特性不能遗传给子代【解析】通过对基因结构的定点改造实现对玉米中赖氨酸合成过程中的关键酶结构的改造属于蛋白质工程，A正确；将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内，使大肠杆菌生产人的胰岛素的技术属于基因工程，B错误；在蛋白质工程中，改造后的基因需要导入受体细胞内才能表达出相应的蛋白质，故需要构建基因表达载体，C错误；蛋白质工程的实质是对基因进行改造，从而实现对蛋白质的改造，改造后的蛋白质的特性可遗传给子代，D错误。【答案】A【典题精练2】下列关于基因工程的说法错误的是()A．基因工程的原理是染色体结构的变异B．基因工程实现了不同物种间基因的重组C．基因工程能定向改变生物的遗传性状D．基因工程中对基因的修饰改造是在细胞外进行的【解析】本题考查基因工程的原理与操作。基因工程的原理是基因重组，能定向改变生物的性状，其对基因的修饰改造是在细胞外进行的。【答案】A二、DNA探针及其应用1．DNA探针的概念DNA探针技术又称DNA分子的变性、复性以及碱基互补配对的高度精确性，对某一特异性DNA序列进行探查的新技术。2．DNA探针的原理利用同位素、生物素等标记的特定DNA片段，与待测的非标记单链DNA(或RNA)按碱基顺序互补结合时，形成标记DNA－DNA(或标记DNA－RNA)的双链杂交分子，将未配对结合的核苷酸溶解后用检测系统(放射自显影或酶检测等)检测杂交反应结果。3.DNA探针的制备方法(1)方法一：根据翻译产物蛋白质的氨基酸序列查出相应的核苷酸序列(约30个氨基酸对应90个左右的核苷酸序列)，再从中选出两个片段，用化学方法合成这两个片段并作同位素标记，即成为探针。(2)方法二：用所需的mRNA逆转录成DNA，标记后作为探针。4.探针的应用(1)应用于从基因文库中准确提取目的基因。(2)应用于检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因和检测目的基因是否转录出了mRNA。(3)应用于鉴定物种亲缘关系。(4)应用于疾病的诊断和治疗。(5)应用于环境监测。【典题精练3】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】基因治疗就是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，以达到治疗疾病的目的，A错误；基因诊断又称DNA诊断，即在DNA分子水平上分析检测某一基因，从而对疾病作出判断，利用的原理是DNA分子杂交，B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错误；利用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，然后导入相应的宿主细胞，如酵母菌细胞，生产乙肝病毒表面抗原蛋白，D错误。【答案】B【典题精练4】分子杂交技术可用于基因诊断，其基本过程是用标记的DNA单链探针与________进行杂交。若一种探针能直接检测一种基因，对上述疾病进行产前基因诊断时，则需要________种探针。若该致病基因转录的mRNA分子为“…ACUUAG…”，则基因探针序列为________；为制备大量探针，可利用________技术。【解析】基因诊断是用标记的DNA单链与待检测的目的基因进行杂交。若检测胎儿是否患有该病，则应分别用标记的正常基因及突变基因作为探针进行检测，才能确定胎儿的基因组成。若该基因转录的mRNA分子为“…ACUUAG…”，则其模板链应为“…TGAATC…”，其基因探针序列应与模板链互补，或与模板链的互补链互补，要在体外制备大量探针，可用PCR技术对探针进行扩增。【答案】目的基因(待测基因)2ACTTAG(TGAATC)PCR[高考链接·明考情]一、选择题1．(2018·北京卷)用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是(D)A．图1中两种酶识别的核苷酸序列不同B．图2中酶切产物可用于构建重组DNAC．泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物D．图中被酶切的DNA片段是单链DNA真题解析：不同的限制酶能识别不同的核苷酸序列，由电泳结果产物不同，可知XhoⅠ和SalⅠ两种酶识别的序列不同，A正确；同种限制酶XhoⅠ或SalⅠ切割出的DNA片段具有相同的末端，再用DNA连接酶进行连接，可以构成重组DNA，[1]B正确；限制酶SalⅠ能将DNA片段切成4段，限制酶XhoⅠ能将DNA片段切成3段，根据电泳结果可知，泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物，C正确；限制酶切割的是双链DNA，[2]D错误。真题探源：[1]教材第5页：图1­4，即DNA分子的切割和连接。[2]教材第4页：(限制酶)能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。核心素养链接：本题结合电泳图谱考查基因工程中限制酶的相关知识，包括限制酶的作用特点、功能等，意在考查学生的分析推理能力，充分体现了科学思维这一生物学学科核心素养。二、非选择题2．(2019·全国卷Ⅰ)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是解旋酶。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是加热至90～95℃。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的氢键(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活。真题解析：(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)生物体细胞内DNA复制开始时是利用解旋酶进行解旋的，而在体外利用PCR技术扩增目的基因时，则是通过加热至90～95℃进行解旋的，二者都破坏了碱基对之间的氢键。(3)在PCR过程中，要加热至90～95℃，所以使用热稳定性高的Taq酶，而不使用在高温下会失活的大肠杆菌DNA聚合酶。3．(2018·全国卷Ⅰ)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(答出两点即可)。(2)体外重组的质粒可通过Ca2＋参与的转化方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与外壳蛋白(或答噬菌体蛋白)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细菌。(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，在实验中应选用蛋白酶缺陷型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酶的抑制剂。真题解析：(1)博耶和科恩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，该研究证明了质粒不仅可以作为基因工程的载体，重组DNA还可以进入受体细胞，外源基因可以在原核细胞中成功表达，并实现物种之间的基因交流。[1](2)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，选用常用的转化方法时，首先需用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使其成为感受态细胞。[2]噬菌体DNA没有侵染能力，体外重组的噬菌体DNA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和叶肉细胞中。(3)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。在蛋白质纯化过程中，也不能使蛋白质降解，因此，应添加蛋白酶的抑制剂。真题探源：[1]教材第3页：(重组DNA表达实验的成功)1973年，博耶……这个实验证明了质粒不仅可以作为基因工程的载体，重组DNA还可以进入受体细胞，外源基因可以在原核细胞中成功表达，并实现物种之间的基因交流。[2]教材第13页：(将目的基因导入微生物细胞)大肠杆菌细胞最常用的转化方法是……完成转化过程。核心素养链接：本题考查了基因工程的操作等知识，在考查学科必备知识的基础上，更加注重考查对知识进行深入理解和灵活运用。要求学生学会对获取的信息进行加工，对所学知识进行迁移运用，充分考查了学生的批判性思维和创造性思维的能力，体现了科学思维这一生物学学科核心素养。4．(2018·江苏卷)为生产具有特定性能的α­淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了α­淀粉酶基因(1656个碱基对)，利用基因工程大量制备α­淀粉酶，实验流程如图。请回答下列问题：(1)利用PCR技术扩增α­淀粉酶基因前，需先获得细菌的基因组DNA。(2)为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的5′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，主要目的是使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连。(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②的设定与引物有关，⑥的设定与扩增片段的长度有关。(填序号)①变性温度②退火温度③延伸温度④变性时间⑤退火时间⑥延伸时间(4)如图表示筛选获得的工程菌中编码α­淀粉酶的mRNA的部分碱基序列：5′—eq\x(AUGCCAUCAACAAAUACUAACACU)U……－3′图中虚线框内mRNA片段包含8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13种。(5)获得工程菌表达的α­淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如表所示：根据上述实验结果，初步判断该α­淀粉酶活性最高的条件为pH为8.5，缓冲液为50_mmol/L_Tris－HCl。真题解析：(1)利用PCR技术扩增α­淀粉酶基因前，需先获得细菌的基因组DNA。[1](2)构建重组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5′端添加限制酶识别序列，且常在两条引物上设计添加不同的酶切位点，这样可以使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末端之间相互连接以及目的基因与载体反向连接。(3)利用PCR技术进行扩增时，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。(4)密码子由mRNA上相邻的3个碱基组成，所以虚线框内mRNA片段的24个碱基包含8个密码子。虚线框后的第一个密码子的第一个碱基为U，所以该密码子最多可能有4×4＝16(种)，根据题干信息及题中给出的mRNA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13种密码子。(5)由表格数据可知，该α­淀粉酶活性最高的条件是pH为8.5，缓冲液为50mmol/LTris－HCl。真题探源：[1]教材第10页：利用PCR技术扩增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。核心素养链接：本题考查了PCR技术以及基因工程的应用，意在考查学生的归纳与概括能力以及运用所学知识解决实际问题的能力，充分体现了科学思维和社会责任等核心素养。5．(2017·全国卷Ⅱ)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。回答下列问题：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是嫩叶组织细胞易破碎。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是防止RNA降解。(2)以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子(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磷酸二酯键。(5)若获得的转基因植株(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，根据中心法则分析，其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。真题解析：(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。RNA提取液中添加RNA酶抑制剂，可防止RNA被RNA酶催化水解。(2)以mRNA为模板，遵循碱基互补配对的原则，通过逆转录(反转录)可以获得cDNA。[1](3)因该目的基因是经逆转录形成的，无启动子等非编码序列，也无DNA复制所需的复制原点，则其在受体细胞内不能稳定存在和表达，也不能遗传下去。(4)DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。[2](5)植物的基因组中含有几丁质酶基因，但其抗真菌病的能力并没有提高，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。[3]真题探源：[1]教材第10页：如果用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA(也叫cDNA)片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，那么，这个受体菌群体就叫作这种生物的cDNA文库。[2]教材第5页：根据酶的来源不同，可以将这些酶分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为E·coliDNA连接酶；另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4DNA连接酶。这两类酶都是将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。[3]教材第13～14页：目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作，也是检查基因工程是否做成功的一步。核心素养链接：本题考查基因工程的工具以及操作程序，意在考查学生对教材知识的识记和理解能力，充分体现了科学思维等核心素养。6．(2016·全国卷Ⅰ)某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr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BamHⅠ酶切后，与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合，加入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。回答下列问题：(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有能自我复制、具有标记基因(答出两点即可)，而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，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；并且含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒(或答含有重组质粒)的细胞也是不能区分的，其原因是二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长。在上述筛选的基础上，若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，还需使用含有四环素的固体培养基。(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受体细胞。真题解析：(1)作为运载体的质粒上应有一个至多个限制酶切割位点，在细胞中能够自我复制，且含有特殊的标记基因。[1](2)未被转化的大肠杆菌和仅含环状目的基因的大肠杆菌中均没有氨苄青霉素抗性基因，因此这样的大肠杆菌在含有氨苄青霉素的培养基中不能生长。含有质粒载体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，二者在含有氨苄青霉素的培养基中都能生长。根据题图，用BamHⅠ切割质粒后四环素抗性基因将被破坏，因此可将在含氨苄青霉素的培养基上筛选出的菌落置于含有四环素的培养基上再次筛选，能在含四环素的培养基上生存的是含有质粒载体的大肠杆菌，不能生存的是含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。(3)噬菌体为病毒，经改造后作为载体时，其DNA复制所需原料来自受体细胞。真题探源：[1]教材第6页：质粒DNA分子上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。携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后，在细胞中进行自我复制……质粒DNA分子上有特殊的标记基因。核心素养链接：解答本题的关键在于理解标记基因的作用是用于筛选，未被转化的大肠杆菌不含氨苄青霉素抗性基因，导入环状目的基因的大肠杆菌也不含氨苄青霉素抗性基因，二者在含有氨苄青霉素的培养基中均不能生存。而重组质粒中的四环素抗性基因被限制酶破坏，据此可区分导入重组质粒和普通质粒的大肠杆菌。7．(2016·江苏卷)几种限制酶识别序列及其切割位点如表所示，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。请回答下列问题：(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用Bcl_Ⅰ和Hind_Ⅲ两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于感受态的大肠杆菌。(2)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PCR鉴定，所用的引物组成为图2中引物甲和引物丙。(3)若BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(TGATCC,ACTAGG))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(GGATCA,CCTAGT))，对于该部位，这两种酶都不能(填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开。(4)若用Sau3AⅠ切图1质粒最多可能获得7种大小不同的DNA片段。真题解析：(1)由题图可知，质粒的两个标记基因中都含有BamHⅠ的酶切位点，因此不能用BamHⅠ进行切割，结合题干及表中信息可知也不能用Sau3AⅠ进行切割，所以只能用质粒和目的基因中都含有对应酶切位点的BclⅠ和HindⅢ这两种限制酶来切割目的基因和质粒。酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。要将重组质粒转入大肠杆菌，要先用CaCl2处理大肠杆菌，使其处于感受态。[1](2)重组质粒中只含有四环素抗性基因这一个标记基因，所以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，含有重组质粒的大肠杆菌能在平板上长出菌落。要用PCR扩增目的基因，所用的引物组成为图2中引物甲和引物丙，因为从图2中可以看出，引物甲与引物丙与模板链结合后能完成目的基因的复制。(3)BamHⅠ酶切产生的DNA末端是eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(G,CCTAG))，BclⅠ酶切产生的DNA末端是eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(T,ACTAG))，那么这两个末端连接后的连接部位的6个碱基对序列为eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(TGATCC,ACTAGG))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(GGATCA,CCTAGT))，由于连接以后的6个碱基对序列中没有BamHⅠ和BclⅠ能识别的酶切位点，故对于该部位，BamHⅠ和BclⅠ都不能切开。(4)因为质粒上BamHⅠ和BclⅠ的识别序列中都有Sau3AⅠ的识别序列和切割位点，所以用Sau3AⅠ切图1质粒最多可能获得7种大小不同的DNA片段。Sau3AⅠ切点及得到的7种大小不同的DNA片段情况如下(如图所示)：①切点在1的位置可以得到1种DNA分子；②切点在1和2的位置可以得到2种DNA分子；③切点在1和3的位置可以得到2种DNA分子；④切点在2和3的位置可以得到2种DNA分子，故最多可能获得7种大小不同的DNA片段。真题探源：[1]教材第13页：大肠杆菌细胞最常用的转化方法是：首先用Ca2＋处理细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。8．(2016·天津卷)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值，只能从人血浆中制备。如图是以基因工程技术获取重组HSA(rHSA)的两条途径。(1)为获取HSA基因，首先需采集人的血液，提取总RNA(或mRNA)合成总cDNA，然后以cDNA为模板，使用PCR技术扩增HSA基因。上图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向，请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。(2)启动子通常具有物种及组织特异性，构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，需要选择的启动子是B(填写字母，单选)。A．人血细胞启动子 B．水稻胚乳细胞启动子C．大肠杆菌启动子 D．农杆菌启动子(3)利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中，需添加酚类物质，其目的是吸引农杆菌移向水稻受体细胞，有利于目的基因成功转化。(4)人体合成的初始HSA多肽，需要经过膜系统加工形成正确空间结构才有活性。与途径Ⅱ相比，选择途径Ⅰ获取rHSA的优势是水稻是真核生物，具有膜系统，能对初始rHSA多肽进行高效加工。(5)为证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与HSA的生物学功能一致。真题解析：(1)cDNA是以mRNA为模板逆转录得到的，[1]要合成总cDNA，需要采集人的血液，提取总RNA(或mRNA)。PCR扩增目的基因时，DNA的合成方向总是从子链的5′端向3′端延伸。(2)启动子具有物种和组织的特异性，要构建在水稻胚乳细胞内特异表达rHSA的载体，应选择水稻胚乳细胞的启动子。(3)自然条件下农杆菌可感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力，当植物受损伤时，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。[2]水稻为单子叶植物，利用农杆菌转化水稻受体细胞的过程中添加酚类物质，可吸引农杆菌移向水稻受体细胞，这时农杆菌中的Ti质粒上的T­DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。(4)大肠杆菌为原核生物，只有核糖体一种细胞器，不能对翻译形成的肽链进行加工修饰，水稻为真核生物，细胞内具有生物膜系统，能对来自核糖体的初始rHSA多肽进行高效加工。(5)HSA具有重要的医用价值，要证明rHSA具有医用价值，须确认rHSA与HSA的生物学功能一致。真题探源：[1]教材第8页：图1­6，即基因工程的基本操作流程图。[2]教材第12页：农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力。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，这时农杆菌中的Ti质粒上的T­DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。核心素养链接：本题主要考查基因工程的基本操作步骤和基因工程的应用等相关知识，意在考查学生的识记、理解及应用能力，充分体现了科学思维和社会责任等核心素养。9．(2015·江苏卷)胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。图1是该方法所用的基因表达载体，图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B分别表示β­半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合的蛋白)。请回答下列问题：(1)图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是终止子。(2)图1中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来。(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有限制酶和DNA连接酶。(4)β­半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，其意义在于防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解。(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链，且β­半乳糖苷酶被切成多个肽段，这是因为β­半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸。(6)根据图2中胰岛素的结构，请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。你的推测结果是至少2个，理由是两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸R基团中可能还含有游离的氨基。真题解析：(1)基因表达载体的组成包括启动子、目的基因、终止子和标记基因[1](如氨苄青霉素抗性基因)等，故图示中没有标注出来的是终止子。(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点；[2]标记基因的作用是便于筛选出含有目的基因的大肠杆菌。[3](3)构建基因表达载体需要的工具酶