1、第十單元 現代生物科技專題學案49 DNA重組技術的基本工具和基因工程的基本操作程序考綱要求1.基因工程的誕生2.基因工程的原理及技術 復習要求1理解基因工程的實質2理解基因工程操作的四步曲及其操作實例基礎自查一基因工程的概念基因工程是指 ，通過 技術，賦予生物以新的遺傳特性，創造出 。基因工程是在 水平上進行設計和施工的，又叫做 。二基因工程的基本工具1.限制性核酸內切酶（限制酶）（1）來源： 。（2）功能： 。（3）結果：產生的DNA片段末端通常有兩種形式： 。2. DNA連接酶(1)兩種DNA連接酶（EcoliDNA連接酶和T4-DNA連接酶）比較：相同點： 。區別：（2）與DNA聚合酶

2、作用的異同: 3.載體（1）載體具備的條件：（2）最常用的是 其它載體： 三基因工程的基本操作程序第一步： 原核基因采取直接分離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有 。.PCR技術擴增目的基因（1）原理： （2）過程： 。第二步： 1.目的： 。2.組成： （1）啟動子： 。（2）終止子： 。（3）標記基因的作用： 。第三步： 2.常用的方法：a、將目的基因導入植物細胞方法： 。b、將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是 。此方法的受體細胞多是 。C、將目的基因導入微生物細胞：最常用的原核細胞是 ，其轉化方法是： 。第四步： 1.首先要檢測 ，方法是采用 。2.其次還要檢測

3、，方法是采用 。3.最后檢測 ，方法是 ，用 。4.有時還需進行 的鑒定。如 轉基因抗蟲植物是否出現抗蟲性狀。課堂深化探究一對基因工程概念的理解別名基因拼接技術或DNA重組技術操作環境 操作對象 操作水平 基本過程 結果 與雜交育種相比 與誘變育種相比 原理 二基因工程的基本操作工具1與DNA分子相關的酶(1)幾種酶的比較種類項目限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物 作用部位 作用特點 作用結果 (2)限制酶與DNA連接酶的關系 2載體(1)作用 (2)具備的條件(3)種類特別提醒一般來說，天然載體往往不能滿足人類的所有要求，因此人們根據不同的目的和需要，對某些天然的載體進行人工改造。

4、限制酶切割位點所處的位置必須是在所需的標記基因之外，這樣才能保證標記基因的完整性，有利于對目的基因的檢測。三基因工程操作程序基因工程技術生產凝乳酶的過程1基因工程的操作程序分析(1)目的基因的獲取途徑 (2)基因表達載體的構建特別提醒插入的目的基因的表達需要調控序列，因而用作載體的質粒的插入基因部位之前需有啟動子，之后需有終止子。兩次使用的限制酶為同一種酶，這樣形成的黏性末端堿基之間互補，便于連接。(3)將目的基因導入受體細胞(轉化)生物種類植物細胞動物細胞微生物細胞常用方法 受體細胞體細胞受精卵原核細胞轉化過程 (4)目的基因的檢測與鑒定類型檢測內容方法結果顯示分子檢測導入檢測 轉錄檢測 翻

5、譯檢測 個體水平檢測 特別提醒：1在整個工程中，只有第三步將目的基因導入受體細胞過程中不發生堿基互補配對，其他步驟均發生配對。2切割質粒和目的基因的限制酶必須是同一種酶，以獲得相同的黏性末端，利于基因表達載體的構建。3插入的目的基因只是結構基因部分，其表達需要調控序列，因而用作載體的質粒的插入部位前須有啟動子，后須有終止子。4PCR技術與DNA復制的比較PCR技術DNA復制相同點原理DNA雙鏈復制(堿基互補配對)原料四種游離的脫氧核苷酸條件模板、ATP、酶等不同點解旋方式DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化場所體外復制主要在細胞核內酶熱穩定的DNA聚合酶(Taq酶)細胞內含有的DNA聚合酶結果在短

6、時間內形成大量的DNA片段形成整個DNA分子對應訓練1.下列關于基因工程的敘述，錯誤的是( )A目的基因和受體細胞均可來自動物、植物或微生物B限制性核酸內切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性D載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細胞和促進目的基因的表達2.下列有關基因工程中限制性核酸內切酶的描述，錯誤的是()。A一種限制性核酸內切酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列B限制性核酸內切酶的活性受溫度影響C限制性核酸內切酶能識別和切割RNAD限制性核酸內切酶可從原核生物中提取3.如圖是利用基因工程技術培育轉基因植物，生產可食用疫苗的部分過程示意圖

7、，其中Pst 、Sma 、EcoR、Apa為四種限制性核酸內切酶。下列說法錯誤的是()。A圖示過程是基因工程的核心步驟B表達載體構建時需要用到限制酶 SmaC抗卡那霉素基因的存在有利于將含有抗原基因的細胞篩選出來D除圖示組成外，表達載體中還應該含有啟動子和終止子等結構4.下圖是獲取轉基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關敘述正確的是()A過程獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序B將多個抗凍基因編碼區依次相連成能表達的新基因，不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白C過程構成的重組質粒缺乏標記基因，需要轉入農桿菌才能進行篩選D應用DNA探針技術，可以檢測轉基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達

8、限時訓練題組一基因工程及基本操作1.科學家將動物體內的能夠合成胰島素的基因與大腸桿菌的DNA分子重組，并且在大腸桿菌體內表達成功。請根據圖回答問題:(1)此圖表示的是采取 合成基因的方法獲取 基因的過程。 (2)圖中DNA是以 為模板， 形成單鏈DNA，在酶的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得了所需要的基因。 (3)圖中代表 DNA，含 基因。 (4)圖中表示 。2下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發生的變化，圖中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是()A B C D3下列關于基因工程的敘述，不正確的是(多選)()A基因工程經常以抗菌素抗性基因為目的基因B細菌質粒是基

9、因工程常用的運載體C通常用一種限制性核酸內切酶處理含目的基因的DNA，用另一種處理運載體DNA D為培育成抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體題組二基因工程的操作程序4.下圖表示利用基因工程培育抗蟲棉的過程，請據圖回答下列有關問題。(1)若限制酶的識別序列和切點是GATC，限制酶識別序列和切點是GGATCC，那么在過程中，應用限制酶_切割質粒，用限制酶_切割抗蟲基因。(2)將通過過程得到的大腸桿菌涂布在含有_的培養基上，若能夠生長說明已導入了普通質粒或重組質粒，反之則說明沒有導入。(3)要確定抗蟲基因導入后，是否能穩定遺傳并表達，需進行檢測和鑒定工作，則在個體水平上的鑒定

10、過程可簡述為：_。經篩選分析，該植株細胞中含有一個攜帶抗蟲基因的DNA片段，因此可以把它看作是雜合子。理論上，該轉基因植株自交產生的F1代中，仍具有抗蟲特性的植株占總數的_。(4)過程所用的現代生物技術稱為_，從遺傳學角度來看，據細胞通過過程，能形成棉植株的根本原因是細胞具有_。5干擾素是病毒侵入人體后由淋巴細胞產生的一種免疫活性物質，它具有廣譜抗病毒的作用。利用現代生物技術生產干擾素的流程如下：(1)過程產生的物質A是_，cDNA文庫_(大于/小于)人的基因組文庫。(2)過程用到的工具酶是_，過程需先用_處理受體細胞，過程通常采用_技術。(3)過程和的關鍵技術分別是_、_。(4)基因工程的核

11、心步驟是圖中的_(填標號)。題組三綜合題6.(2011安徽理綜31)家蠶細胞具有高效表達外源基因的能力。將人干擾素基因導入家蠶細胞并大規模培養，可提取干擾素用于制藥。(1)進行轉基因操作前，需用_酶短時處理幼蠶組織，以便獲得單個細胞。(2)為使干擾素基因在家蠶細胞中高效表達，需要把來自cDNA文庫的干擾素基因片段正確插入表達載體的_和_之間。(3)采用PCR技術可驗證干擾素基因是否已經導入家蠶細胞。該PCR反應體系的主要成分應包含：擴增緩沖液(含Mg2)、水、4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、_和_。(4)利用生物反應器培養家蠶細胞時，貼壁生長的細胞會產生接觸抑制。通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放

12、入反應器中，這樣可以_，增加培養的細胞數量，也有利于空氣交換。7(2010天津理綜，7)下圖是培育表達人乳鐵蛋白的乳腺生物反應器的技術路線。圖中tetR表示四環素抗性基因，ampR表示氨芐青霉素抗性基因，BamH、Hind、Sma直線所示為三種限制酶的酶切位點。據圖回答問題。(1)圖中將人乳鐵蛋白基因插入載體，需用_限制酶同時酶切載體和人乳鐵蛋白基因。篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含_的培養基上進行。(2)能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細胞中特異性表達的調控序列是_(填字母代號)。A啟動子 BtetR C復制原點 DampR(3)過程可采用的操作方法是_(填字母代號)。A農桿菌轉化 B大腸桿菌

13、轉化C顯微注射 D細胞融合(4)過程采用的生物技術是_。(5)對早期胚胎進行切割，經過程可獲得多個新個體。這利用了細胞的_性。(6)為檢測人乳鐵蛋白是否成功表達，可采用_(填字母代號)技術。A核酸分子雜交 B基因序列分析C抗原抗體雜交 DPCR8(2009上海卷)人體細胞內含有抑制癌癥發生的P53基因，生物技術可對此類基因的變化進行檢測。(1)目的基因的獲取方法通常包括_和_。(2)上圖表示從正常人和患者體內獲取的P53基因的部分區域。與正常人相比，患者在該區域的堿基會發生改變，在上圖中用方框圈出發生改變的堿基對，這種變異被稱為_。(3)已知限制酶E識別序列為CCGG，若用限制酶E分別完全切割

14、正常人和患者的P53基因部分區域(見上圖)，那么正常人的會被切成_個片段，而患者的則被切割成長度為_對堿基和_對堿基的兩種片段。(4)如果某人的P53基因部分區域經限制酶E完全切割后，共出現170、220、290和460個堿基對的四種片段，那么該人的基因型是_(以P表示正常基因，P表示異常基因)。9(2009福建卷)轉基因抗病香蕉的培育過程如圖所示。質粒上有Pst、Sma、EcoR、Apa等四種限制酶切割位點。請回答下列問題。(1)構建含抗病基因的表達載體A時，應選用限制酶_，對_進行切割。(2)培養板中的卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細胞的生長，欲利用該培養基篩選已導入抗病基因的香蕉細胞，應使基

15、因表達載體A中含有_，作為標記基因。(3)香蕉組織細胞具有_，因此，可以利用組織培養技術將導入抗病基因的香蕉組織細胞培育成植株。圖中、依次表示組織培養過程中香蕉組織細胞的_。高考真題體驗1(2012浙江高考)天然的玫瑰沒有藍色花，這是由于缺少控制藍色色素合成的基因B，而開藍色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B。現用基因工程技術培育藍玫瑰，下列操作正確的是（ ）A.提取矮牽牛藍色花的mRNA，經逆轉錄獲得互補的DNA，再擴增基因BB.利用限制性核酸內切酶從開藍色花矮牽牛的基因文庫中獲取基因BC.利用DNA聚合酶將基因B與質粒連接后導入玫瑰細胞D.將基因B直接導入大腸桿菌，然后感染并轉入玫瑰細胞2.

16、 (2012高考全國新課標卷40)根據基因工程的有關知識，回答下列問題：（1）限制性內切酶切割分子后產生的片段，其末端類型有和。（2）質粒運載體用EcoR切割后產生的片段如下：為使運載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外，還可用另一種限制性內切酶切割，該酶必須具有的特點是。（3）按其來源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即DNA連接酶和DNA連接酶。（4）反轉錄作用的模板是，產物是。若要在體外獲得大量反轉錄產物，常采用技術。（5）基因工程中除質粒外，和也可作為運載體。（6）若用重組質粒轉化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細胞，原因是。3.

17、(2012福建高考)現代生物科技專題。肺細胞中的let-7基因表達減弱，癌基因RAS表達增強，會引發肺癌。研究人員利用基因工程技術將let-7基因導入肺癌細胞實驗表達，發現肺癌細胞的增殖受到抑制。該基因工程技術基本流程如圖。請回答：（）進行過程時，需用 酶切開載體以插入let-7基因。載體應用RNA聚合酶識別和結合的部位，以驅動let-7基因轉錄，該部位稱為 。（）進行過程時，需用 酶處理貼附在培養皿壁上的細胞，以利于傳代培養。（）研究發現，let-7基因能影響RAS的表達，其影響機理如圖。據圖分析，可從細胞提取 進行分子雜交，以直接檢測let-7基因是否轉錄。肺癌細胞增殖受到抑制，可能是由于

18、細胞中 （RASmRNA/RAS蛋白）含量減少引起的。. (2012天津高考7)生物分子間的特異性結合的性質廣泛用于生命科學研究。以下實例為體外處理“蛋白質-DNA復合體”獲得DNA片段信息的過程圖。據圖回答：（1）過程酶作用的部位是 鍵，此過程只發生在非結合區DNA，過程酶作用的部位是 鍵。（2）、兩過程利用了酶的 特性。（3）若將得到的DNA片段用于構建重組質粒，需要過程的測序結果與 酶的識別序列進行對比，以確定選用何種酶。（4）如果復合體中的蛋白質為RNA酶聚合，則其識別、結合DNA序列位基因的 。（5）以下研究利用了生物分子間的特異性結合的有 （多選）A.分離得到核糖體，用蛋白酶酶解后

19、提取rRNA B.用無水乙醇處理菠菜葉片，提取葉綠體基粒膜上的光合色素C通過分子雜交手段，用熒光物質標記的目的基因進行染色體定位D將抑制成熟基因導入番茄，其mRNA與催化成熟酶基因的mRNA互補結合，終止后者翻譯，延遲果實成熟。. (2012江蘇高考32)圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度（bp即堿基對）和部分堿基序列，圖2表示一種質粒的結構和部分堿基序列。現有Msp I、BamH I、Mbo I、Sma I4種限制性核酸內切酶，它們識別的堿基序列和酶切位點分別為CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。請回答下列問題 （1）圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由 連接。（2

20、）若用限制酶SmaI完全切割圖1中DNA片段，產生的末端是 末端，其產物長度為 。（3）若圖1中虛線方框內的堿基對被T-A堿基對替換，那么基因D就突變為基因d。從雜合子中分離出圖1及其對應的DNA片段，用限制酶Sma I完全切割，產物中共有 種不同長度的DNA片段。（4）若將圖2中質粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進行連接，形成重組質粒，那么應選用的限制酶是 。在導入重組質粒后，為了篩選出含重組質粒的大腸桿菌，一般需要用添加 的培養基進行培養。經檢測，部分含有重組質粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達，其最可能的原因是 。6(2011四川理綜，5)北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白

21、具有11個氨基酸的重復序列，該序列重復次數越多，抗凍能力越強。下圖是獲取轉基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關敘述正確的是()。A過程獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序B將多個抗凍基因編碼區依次相連成能表達的新基因，不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白C過程構成的重組質粒缺乏標記基因，需要轉入農桿菌才能進行篩選D應用DNA探針技術，可以檢測轉基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達7.（2011 浙江）將ada（腺苷酸脫氨酶基因）通過質粒pET28b導人大腸桿菌并成功表達腺苷酸脫氨酶。下列敘述錯誤的是（）A每個大腸桿菌細胞至少含一個重組質粒B每個重組質粒至少含一個限制性核酸內切酶識別位

22、點C每個限制性核酸內切酶識別位點至少插入一個adaD每個插入的ada至少表達一個腺苷酸脫氨酶分子 8(2010全國，5)下列敘述符合基因工程概念的是()。AB淋巴細胞與腫瘤細胞融合，雜交瘤細胞中含有B淋巴細胞中的抗體基因B將人的干擾素基因重組到質粒后導入大腸桿菌，獲得能產生人干擾素的菌株C用紫外線照射青霉菌，使其DNA發生改變，通過篩選獲得青霉素高產菌株D自然界中天然存在的噬菌體自行感染細菌后其DNA整合到細菌DNA上9(2010浙江理綜，2)在用基因工程技術構建抗除草劑的轉基因煙草過程中，下列操作錯誤的是()。A用限制性核酸內切酶切割煙草花葉病毒的核酸B用DNA連接酶連接經切割的抗除草劑基因

23、和載體C將重組DNA分子導入煙草原生質體D用含除草劑的培養基篩選轉基因煙草細胞10(2010江蘇卷)下列關于轉基因植物的敘述，正確的是()。A轉入到油菜的抗除草劑基因，可能通過花粉傳入環境中B轉抗蟲基因的植物，不會導致昆蟲群體抗性基因頻率增加C動物的生長激素基因轉入植物后不能表達D如轉基因植物的外源基因來源于自然界，則不存在安全性問題11(2009浙江卷)下列關于基因工程的敘述，錯誤的是()。A目的基因和受體細胞均可來自動、植物或微生物B限制性核酸內切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性D載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細胞和促進目的基

24、因的表達學案49 DNA重組技術的基本工具和基因工程的基本操作程序答案與解析基礎自查一基因工程的概念基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因技術，賦予生物以新的遺傳特性，創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的，又叫做DNA重組技術。二基因工程的基本工具1.限制性核酸內切酶（限制酶）（1）來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。（2）功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，具有專一性。（3）結果：產生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端

25、。2. DNA連接酶（1）兩種DNA連接酶（EcoliDNA連接酶和T4-DNA連接酶）比較：相同點：都縫合磷酸二酯鍵。區別：EcoliDNA連接酶來源于T4噬菌體，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低。（2）與DNA聚合酶作用的異同:DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DNA片段的末端，形成磷酸二酯鍵。3.載體（1）載體具備的條件：能在受體細胞中復制并穩定保存。具有一至多個限制酶切點，供外源DNA片段插入。具有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。（2

26、）最常用的是質粒, 其它載體： 噬菌體的衍生物、動植物病毒 三基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的獲取. 反轉錄法和化學合成法 .PCR技術擴增目的基因（1）原理：DNA雙鏈復制（2）過程： DNA解鏈；引物結合到互補DNA鏈，熱穩定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。第二步：基因表達載體的構建1.目的：使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發揮作用。2.組成：目的基因啟動子終止子標記基因（1）啟動子：是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質。（2）終止子：也是一段有特殊結構的DNA片段 ，位于基因的尾端。（3） 鑒

27、定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。常用的標記基因是抗生素基因。第三步：將目的基因導入受體細胞 2.常用的方法：a、 農桿菌轉化法 基因槍法和 花粉管通道法等。b、 顯微注射技術 受精卵。C、 大腸桿菌 先用 Ca2+ 處理細胞，使其成為感受態細胞 ，再將重組表達載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態細胞混合，在一定的溫度下促進感受態細胞吸收DNA分子，完成轉化過程。第四步：目的基因的檢測和表達1.轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因 DNA分子雜交技術。2.目的基因是否轉錄出了mRNA 用標記的目的基因作探針與 mRNA雜交。3.目的基因是否翻譯成蛋白質 轉基

28、因生物中提取蛋白質 抗體進行抗原抗體雜交。4.個體生物學水平的鑒定。 課堂深化探究一對基因工程概念的理解別名基因拼接技術或DNA重組技術操作環境生物體外操作對象基因操作水平DNA分子水平基本過程剪切拼接導入表達結果人類需要的基因產物與雜交育種相比克服遠緣雜交不親和的障礙與誘變育種相比定向改造生物性狀原理基因重組二基因工程的基本操作工具1與DNA分子相關的酶(1)幾種酶的比較種類項目限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脫氧核苷酸DNA分子作用部位磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵堿基對間的氫鍵作用特點切割目的基因及載體，能專一性識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列

29、，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復被限制酶切開了的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵只能將單個脫氧核苷酸添加到脫氧核苷酸鏈上將DNA兩條鏈之間的氫鍵打開作用結果形成黏性末端或平末端形成重組DNA分子形成新的DNA分子形成單鏈DNA分子(2) 原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已經被修飾。DNA連接酶起作用時不需要模板。2載體(1)作為運載工具，將目的基因轉移到宿主細胞內。利用它在宿主細胞內對目的基因進行大量復制。(2) 能在宿主細胞內穩定保存并大量復制。有多個限制酶切割位點，以便與外源基因連接。具有特殊的標記基因，以便進行篩選。(3)質粒

30、：一種祼露的、結構簡單、獨立于細菌擬核DNA之外，能夠自我復制的很小的雙鏈環狀DNA分子。噬菌體的衍生物。動植物病毒。三基因工程操作程序1(1)目的基因的獲取途徑從自然界中已有的物種中分離出來，如從基因組文庫或cDNA文庫中獲取。人工合成目的基因常用的方法有反轉錄法和化學合成法。利用PCR技術擴增目的基因通過PCR技術可對已獲取的目的基因進行擴增，以獲取大量的目的基因。(2)基因表達載體的構建(3)將目的基因導入受體細胞(轉化)生物種類植物細胞動物細胞微生物細胞常用方法農桿菌轉化法顯微注射技術Ca2處理法受體細胞體細胞受精卵原核細胞轉化過程將目的基因插入Ti質粒的TDNA上農桿菌導入植物細胞整

31、合到受體細胞的DNA上表達將含有目的基因的表達載體提純取卵(受精卵)顯微注射受精卵發育獲得具有新性狀的動物Ca2處理細胞感受態細胞重組表達載體DNA分子與感受態細胞混合感受態細胞吸收DNA分子(4)目的基因的檢測與鑒定類型檢測內容方法結果顯示分子檢測導入檢測目的基因是否進入受體細胞DNA分子雜交(DNA和DNA之間)雜交帶轉錄檢測目的基因是否轉錄出mRNA分子雜交(DNA和mRNA之間)雜交帶翻譯檢測目的基因是否翻譯成蛋白質抗原抗體雜交雜交帶個體水平檢測包括做抗蟲、抗病的接種實驗，以確定是否有抗性以及抗性的程度；對基因工程產品與天然產品的功能進行活性比較，以確定功能活性是否相同對應訓練1.【解

32、析】基因工程中有3種工具，但工具酶只有2種。工具酶本質為蛋白質，載體本質為小型DNA分子，但不一定是環狀。標記基因的作用篩選、檢測目的基因是否導入受體細胞，常見的有抗生素抗性基因、發光基因，表達產物為帶顏色物質等。受體細胞中常用植物受精卵或體細胞（經組織培養）、動物受精卵（一般不用體細胞）、微生物大腸桿菌、酵母菌等。一般不用支原體，原因是它營寄生生活；一定能用哺乳動物成熟紅細胞，原因是它無細胞核，不能合成蛋白質。【答案】D2.解析考查基因工程中工具酶的有關知識。限制性核酸內切酶的化學成分是蛋白質，它的活性受到溫度和pH的影響；限制性核酸內切酶的特點是能識別雙鏈DNA中特定的核苷酸序列，可在特定

33、的位點進行切割，但不能識別和切割RNA；限制性核酸內切酶主要是從原核生物體內分離出來的。答案C解析圖示過程為基因表達載體的構建過程，是基因工程中的核心步驟。構建過程中需要將目的基因完整切割下來，此時要用到限制酶Pst、EcoR。抗卡那霉素基因是標記基因，目的是便于鑒定和篩選含有目的基因的細胞。基因表達載體包括啟動子、目的基因、終止子和標記基因等。答案B4.【解析】過程中通過逆轉錄法獲得的目的基因，可用于基因工程，但該目的基因中不存在內含子和非編碼序列，因此不能用于比目魚的基因組測序；將多個抗凍基因編碼區相連形成的能表達的新基因可能不再是抗凍基因；利用農桿菌的目的是將重組質粒導入受體細胞，而不是

34、篩選重組質粒；應用DNA探針技術，可以檢測受體細胞中是否成功導入了目的基因，但不能檢測目的基因是否完全表達。【答案】B限時訓練題組一基因工程及基本操作1答案：(1)人工胰島素原目的 (2)胰島素原信使RNA 逆轉錄 (3)重組 胰島素原 (4)將重組DNA分子導入受體細胞解析:本題是對基因工程操作程序的考查。操作時，首先要獲取目的基因，然后讓目的基因與載體結合構建成重組DNA分子，再通過一定方法把重組DNA分子導入受體細胞使其擴增和表達2C限制酶可在特定位點對DNA分子進行切割；DNA聚合酶在DNA分子復制時將脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈；DNA連接酶可將限制酶切開的磷酸二酯鍵連接在一起；解旋

35、酶的作用是將DNA雙鏈解開螺旋，為復制或轉錄提供模板。3ACD基因工程經常以抗菌素抗性基因為標記基因；質粒是基因工程常用的運載體；通常用同一種限制酶切割目的基因和運載體，以獲得相同的黏性末端；受體細胞可以是受精卵，也可以是體細胞。D為培育成抗除草劑的作物新品種，導入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體題組二基因工程的操作程序4.解析本題極易出錯的部分有：在第(1)小題中沒有看清目的基因插入的位置，從而不能確定用限制酶還是來切割質粒還是切割抗蟲基因。第(3)小題檢測抗蟲性狀在個體水平上是否表達，應該讓害蟲吞食轉基因棉花的葉片，觀察害蟲的存活情況，這個地方也有出錯的，主要沒有看清是在哪個水平上進行檢測

36、的。在切割質粒時應遵循一個原則：不能同時將兩個標記基因切開，至少保留一個，所以只能用酶切割，而從目的基因兩側堿基序列可知，只能用酶才得到含目的基因的DNA片段。如果導入了重組質粒，此時重組質粒中四環素抗性基因能正常表達，而氨芐青霉素抗性基因已被破壞，所以涂布在含有四環素的培養基上，能夠生長的話，說明導入了重組質粒(普通質粒)。如果把攜帶一個抗蟲基因的DNA片段看作雜合子，可以認為是Aa，自交產生的F1中仍具有抗蟲特性的植株占總數的比例為。把一個細胞培養成一個植株的技術稱為植物組織培養。答案(1)(2)四環素(3)讓害蟲吞食轉基因棉花的葉片，觀察害蟲的存活情況，以確定其是否具有抗蟲性狀(4)植物

37、組織培養發育成完整個體的全部遺傳物質解析(1)cDNA來自mRNA的逆轉錄或根據mRNA的堿基序列人工合成，cDNA文庫小于基因組文庫。(2)構建基因表達載體用到限制酶和DNA連接酶。將目的基因導入大腸桿菌須用Ca2處理受體細胞；導入動物細胞用顯微注射法。(3)過程的關鍵技術是胚胎移植，過程的關鍵技術是細胞核移植。(4)基因工程的核心步驟是基因表達載體的構建，即。題組三綜合題6.解析本題綜合考查基因工程、細胞工程和PCR技術，意在考查考生對基礎知識的理解。胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理可以將動物組織分解成單個細胞；基因表達載體包括啟動子、目的基因、終止子、標記基因等，其中啟動子和終止子有利于目的基因

38、的表達，標記基因有利于目的基因的檢測；PCR技術中需要原料(4種脫氧核苷酸)、緩沖液、模板DNA、引物和耐熱DNA聚合酶等；在生物反應器中放入多孔的中空薄壁小玻璃珠的目的：一方面有利于細胞的貼壁生長，避免接觸抑制；另一方面有利于氣體交換。答案(1)胰蛋白(或膠原蛋白)(2)啟動子終止子(3)對干擾素基因特異的DNA引物對TaqDNA聚合酶(4)擴大細胞貼壁生長的附著面積7.解析(1)由圖示可知：需用Hind和BamH限制酶同時酶切載體和人乳鐵蛋白基因，因酶切后tetR四環素抗性基因結構被破壞而ampR氨芐青霉素抗性基因結構完好，故用含氨芐青霉素的選擇培養基可篩選含有重組載體的大腸桿菌。(2)啟

39、動子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合酶識別和結合的位點，可調控基因的特異性表達。(3)過程表示把重組載體導入受體細胞的過程，當受體細胞為動物細胞時，常采用顯微注射法。(4)過程表示把早期胚胎移植到代孕母牛子宮的過程，屬于胚胎移植技術。(5)經過程得到新個體是細胞全能性的體現。(6)人乳鐵蛋白基因是否成功表達，關鍵看是否有其表達產物即人乳鐵蛋白，可用抗原抗體雜交法檢測該蛋白是否存在。答案(1)Hind和BamH氨芐青霉素(2)A(3)C(4)胚胎移植技術(5)全能(6)C8.解析本題主要考查基因工程相關知識。(1)目的基因的獲取方法有直接分離和化學方法人工合成兩種；(2)仔細對比正常人與患者

40、的基因序列可知是CG堿基對變為了TA堿基對，這種變化屬于基因突變；(3)正常人P53基因有兩個限制酶E的識別序列，完全切割后可產生三個片段，患者P53基因中有一個限制酶E的識別序列發生突變，且突變點位于識別位點內，這樣患者就只有一個限制酶E的識別序列，切割后產生兩個片段，分別為290170460對堿基，220對堿基；(4)正常人的P53基因經限制酶E完全切割后產生三個片段，290對堿基、170對堿基和220對堿基，患者產生兩個片段460對堿基和220對堿基，則該人的基因型應為PP。答案(1)從細胞中分離通過化學方法人工合成(2)見下圖基因堿基對的替換(基因突變)(3)3460220(4)PP解

41、析本題考查基因工程的有關知識。(1)從圖可看出，只有Pst、EcoR兩種酶能保持抗病基因結構的完整性，所以構建含抗病基因的表達載體A時，應選用限制酶Pst、EcoR兩種酶，對抗病基因的DNA和質粒進行切割。(2)卡那霉素能抑制香蕉愈傷組織細胞的生長，欲利用該培養基篩選已導入抗病基因的香蕉細胞，應使基因表達載體A中含有抗卡那霉素基因，以此作為標記基因。(3)香蕉組織細胞具有全能性，因此，可以利用組織培養技術將導入抗病基因的香蕉組織細胞培育成植株。圖中、依次表示組織培養過程中香蕉組織細胞的脫分化和再分化。答案(1)Pst、EcoR含抗病基因的DNA、質粒(2)抗卡那霉素基因(3)全能性脫分化、再分

42、化高考真題體驗1【答案】A【解析】提取矮牽牛藍色花的mRNA，逆轉錄得到DNA，然后擴增，可獲得大量的基因B，A正確；從基因文庫中獲取目的基因，只要根據目的基因的相關信息和基因文庫中的信息進行篩選對比即可，不需要用限制酶進行切割，B錯誤；目的基因與質粒的連接需要用DNA連接酶，而不是DNA聚合酶，C錯誤；目的基因需要和運載體連接后形成重組質粒再導入，而且應該用農桿菌進行感染，而不是大腸桿菌，D錯誤。2.【答案】（1）黏性末端 平末端（2）切割產生的DNA片段末端與EcoR切割產生的相同（3）Ecoli T4（4）mRNA（RNA） cDNA （DNA） PCR（5）噬菌體 動植物病毒等（6）未

43、處理的大腸桿菌吸收質粒（外源DNA）的能力極弱【解析】（1）當限制酶在它識別序列的中心軸線兩側將DNA的兩條鏈分別切開時，產生的是黏性末端，而當限制酶在它識別序列的中心軸線處切開時，產生的則是平末端。（2）為使運載體與目的基因相連，不同的限制酶應切割出相同的黏性末端，它們必須要能識別相同的核苷酸序列，并且使每條鏈中相同的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。（3）DNA連接酶，根據酶的來源不同，可以將這些酶分為兩類：一類是從大腸桿菌中分離得到的，稱為Ecoli DNA連接酶；另一類是從T4噬菌體中分離出來的，稱為T4DNA連接酶。（4）反轉錄是以RNA為模版來合成DNA的過程。可以在體外短時間內大量

44、擴增DNA的技術叫PCR（多聚酶鏈式反應）（5）基因工程中除質粒外，還有噬菌體的衍生物、動植物病毒等。（6）大腸桿菌細胞外有細胞壁和細胞膜，能阻止其他物質的進入，只能通過Ca2+處理細胞，使細胞處于能吸收周圍環境中DNA分子的生理狀態，這種細胞稱為感受態細胞。3.【答案】（10分）（1）限制性核酸內切酶（或限制） 啟動子（2）胰蛋白（3）RNA RAS蛋白【解析】（1）過程表示基因表達載體的構建，在該過程中需要用限制酶對載體進行切割以便于目的基因的插入（限制性核酸內切酶，簡稱限制酶，寫其他的不得分）；啟動子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合酶結合和識別的位點，RNA聚合酶結合到該位點，可驅動

45、轉錄過程。（2）過程表示動物細胞培養，培養過程中出現接觸抑制后可以用胰蛋白酶處理，使之分散成單個的細胞，之后分裝到其他培養瓶里面進行傳代培養。（3）判斷目的基因是否在受體細胞中轉錄，可用分子雜交技術來進行，從細胞中提取mRNA和用放射性同位素或者熒光標記的目的基因單鏈DNA片段進行雜交。根據題中信息“肺組織細胞中的let-7基因表達減弱，癌基因RAS表達就增強，引發肺癌”導入let7基因后，肺癌細胞受到抑制，說明RAS基因表達減弱，導致細胞中的RAS蛋白質含量減少進而導致癌細胞受抑制。4【答案】（1）磷酸二酯鍵，肽鍵（2）專一（3）限制性核酸內切酶 （4）啟動子（5）ACD【解析】（1）DNA

46、酶作用的部位是DNA的磷酸二酯鍵，蛋白酶作用的部位是肽鍵。（2）過程利用了各種酶催化一種或一類化學反應的特性，即專一性。（3）DNA要構建重組質粒，需要用限制性核酸內切酶切割，再與質粒重組。（4）RNA聚合酶識別和結合在基因的啟動子上，驅動基因轉錄。（5）蛋白酶能特異性的酶解蛋白質，分子雜交手段也是利用各物質分子結合的特異性，抑制成熟基因轉錄出的mRNA與催化成熟酶基因的mRNA堿基互補結合，也具有特異性，光和色素易溶于有機溶劑，與酒精并不是特異性的溶解，所以選ACD。5.【答案】（1）脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖（2）平 537bp、790bp、661bp （3）4（4）BamH I 抗生素B 同種限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D與質粒反向鏈接【解析】（1）DNA單鏈中相鄰兩個堿基之間通過“脫氧核糖磷酸脫氧核糖”連接。（2）Sma I識別的序列為G