山东专用2024年高考生物二轮复习第一篇专题10考向3基因工程学案

PAGE4-考向3基因工程(2024·山东等级考)水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉,直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻,实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑,从而获得了3个突变品系。(1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,所需的酶是,重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为。

(2)依据启动子的作用推想,Wx基因启动子序列的变更影响了,从而变更了Wx基因的转录水平。与野生型水稻相比,3个突变品系中Wx基因限制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列(填“发生”或“不发生”)变更,缘由是

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(3)为检测启动子变更对Wx基因表达的影响,科研人员须要检测Wx基因转录产生的mRNA(WxmRNA)的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA,经过程获得总cDNA。通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出Wx基因的cDNA,缘由是。

(4)各品系WxmRNA量的检测结果如图所示,据图推想糯性最强的品系为,缘由是__________________________________。

1.审题干:(1)构建重组载体所需的酶。(2)启动子的作用、基因突变与蛋白质变更。(3)cDNA的获得。2.解题思维:陷阱1:基因突变不肯定引起性状变更:(1)突变部位:基因突变发生在基因的非编码区不会引起性状变更。(2)密码子简并性:新产生的密码子和原密码子对应同一种氨基酸不会引起性状变更。(3)隐性突变:如AA中的一个A突变为a,不会引起性状变更。陷阱2:不能理清真核生物的基因结构:(1)真核生物基因包括编码区和非编码区(启动子和终止子属于非编码区)。(2)编码区又分为外显子(编码蛋白质序列)和内含子(非编码序列)。(基因工程)荧光蛋白(GFP)在紫外光下会发出绿色荧光,某科研团队将GFP基因插入质粒P中构建了重组质粒载体Po,用于基因工程中基因表达载体(P1)的筛选和鉴定。部分过程如图所示,下表为部分限制酶的识别序列及切割位点。回答问题:(1)过程①中用EcoRⅤ酶切获得的目的基因具有末端,过程②表示利用PCR技术扩增目的基因,前提是要依据设计出引物,此外还需在引物的一端加上序列,以便于P1的构建和筛选。

(2)过程③中,质粒P0需用限制酶切割,才能与扩增出的目的基因在酶作用下形成P1。

(3)提取经上述筛选所得菌落的RNA,通过获得DNA,再进行PCR扩增,若最终未能检测出目的基因,可能的缘由是。

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依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,因为基因表达须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试验证明白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:全部生物共用一套遗传密码子表。考向3基因工程///研磨真题·解高考密码///【解析】本题主要考查基因工程的学问。(1)将目的基因和质粒构建成重组载体时,须要运用的酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶,将重组载体导入受体细胞内并维持稳定表达的过程称为转化。(2)启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,Wx启动子序列的变更会影响RNA聚合酶与启动子识别和结合,从而影响基因的转录过程。依据题意可知,该基因工程中编辑的是启动子序列,而启动子序列不参加编码直链淀粉的氨基酸,因此3种突变品系中Wx基因限制合成的直链淀粉的氨基酸序列不发生变更。(3)以细胞中的RNA为原料合成cDNA的过程需经逆转录过程,PCR技术能扩增DNA分子中特定片段的目的基因,缘由是引物是依据Wx基因的一段已知序列设计合成的,而PCR技术扩增的是处于两种引物之间的DNA序列。(4)依据图示可知,品系3的WxmRNA最少,限制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强。答案:(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶转化(2)RNA聚合酶与启动子识别和结合不发生编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子(3)逆转录引物是依据Wx基因的一段已知序列设计合成的(4)品系3品系3的WxmRNA最少,限制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强///新题预料·技法演练场///【解析】(1)依据表中EcoRⅤ酶的识别序列和切割位点可知,EcoRⅤ酶切获得的目的基因具有平末端;利用PCR技术扩增目的基因的前提是要依据一段已知目的基因的核苷酸序列设计出引物;由图可知,目的基因两侧都是黏性末端,依据表中三种限制酶的识别序列和切割位点(EcoRⅤ酶切形成的是平末端,Sau3AⅠ和BamHⅠ酶切形成的末端都是黏性末端,且碱基序列均为GATC)可知,因此还需在引物的一端加上GATC序列,以便于P1的构建和筛选。(2)过程③中,质粒P0需用限制酶BamHⅠ切割(若用Sau3AⅠ切割会同时破坏GFP基因和四环素抗性基因,因此不能用Sau3AⅠ切割,应当用BamHⅠ切割;若用限制酶EcoRⅤ切割,产生的是平末端,且会破坏复制原点,因此不能用EcoRⅤ切割),才能与扩增出的目的基因在DNA连接酶作用下形成P1。(3)以RNA为模板合成DNA的过程为逆转录过程;菌落中的