命題熱點突破(九)新情境下基因工程的綜合應用考情分析試題來源題型分值試題呈現形式考查知識核心素養難易程度2023浙江6月選考T19選擇題2分文字和示意圖基因結構和PCR擴增等生命觀念和科學探究難2023浙江6月選考T23非選擇題14分文字基因工程的基本操作等科學探究難方法指導真題研析典例1(2023浙江6月選考)某研究小組利用轉基因技術,將綠色熒光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端,如圖甲所示。實驗得到能正常表達兩種蛋白質的雜合子雌雄小鼠各1只,交配以期獲得Gata3-GFP基因純合子小鼠。為了鑒定交配獲得的4只新生小鼠的基因型,設計了引物1和引物2用于PCR擴增,PCR產物電泳結果如圖乙所示。甲乙下列敘述正確的是(

)A.Gata3基因的啟動子無法控制GFP基因的表達B.翻譯時先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白C.2號條帶的小鼠是野生型,4號條帶的小鼠是Gata3-GFP基因純合子D.若用引物1和引物3進行PCR,能更好地區分雜合子和純合子B思路分析

分析圖甲可知,啟動子在上游,GFP基因整合在Gata3基因的下游,啟動子啟動轉錄后,可以使GFP基因轉錄,Gata3基因的啟動子能控制GFP基因的表達,A項錯誤;因啟動子在左側,轉錄的方向向右,合成的mRNA從左向右為5'→3',剛好是翻譯的方向,所以翻譯時先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白,B項正確;整合GFP基因后,核酸片段變長,2號個體只有大片段,所以是Gata3-GFP基因純合子,4號個體只有小片段,是野生型,C項錯誤;用引物1和引物3進行PCR擴增,只能擴增出Gata3-GFP基因,無法區分雜合子和純合子,D項錯誤。失分陷阱

(1)不理解啟動子的作用而錯選A。(2)不會判斷轉錄和翻譯的方向而無法確定選項B的正誤。(3)不理解圖乙條帶產生的原因而無法排除C、D選項。[解題技巧](1)結合圖甲明確基因插入的位置,明確啟動子位置、轉錄的方向。(2)結合圖乙,聯系圖甲插入基因后核酸片段長度的變化,推出2號和4號個體。典例2(2023浙江6月選考)賴氨酸是人體不能合成的必需氨基酸,而人類主要食物中的賴氨酸含量很低,利用生物技術可提高食物中賴氨酸含量。回答下列問題。(1)植物細胞合成的賴氨酸達到一定濃度時,能抑制合成過程中兩種關鍵酶的活性,導致賴氨酸含量維持在一定濃度水平,這種調節方式屬于

。根據這種調節方式,在培養基中添加

,用于篩選經人工誘變的植物懸浮細胞,可得到抗賴氨酸類似物的細胞突變體,通過培養獲得再生植株。

負反饋調節過量的賴氨酸類似物(2)隨著轉基因技術與動物細胞工程結合和發展,2011年我國首次利用轉基因和體細胞核移植技術成功培育了高產賴氨酸轉基因克隆奶牛。其基本流程為:①構建乳腺專一表達載體。隨著測序技術的發展,為獲取富含賴氨酸的酪蛋白基因(目的基因),可通過檢索

獲取其編碼序列,用化學合成法制備得到。再將獲得的目的基因與含有乳腺特異性啟動子的相應載體連接,構建出乳腺專一表達載體。

②表達載體轉入牛胚胎成纖維細胞(BEF)。將表達載體包裹到磷脂等構成的脂質體內,與BEF膜發生

,表達載體最終進入細胞核,發生轉化。

基因數據庫融合③核移植。將轉基因的BEF作為核供體細胞,從牛卵巢獲取卵母細胞,經體外培養及去核后作為

。將兩種細胞進行電融合,電融合的作用除了促進細胞融合,同時起到了

重組細胞發育的作用。

④重組細胞的體外培養及胚胎移植。重組細胞體外培養至

,植入代孕母牛子宮角,直至小牛出生。

核受體細胞激活早期囊胚階段⑤檢測。DNA水平檢測:利用PCR技術,以非轉基因牛耳組織細胞作為陰性對照,以

為陽性對照,檢測到轉基因牛耳組織細胞中存在目的基因。RNA水平檢測:從非轉基因牛乳汁中的脫落細胞、轉基因牛乳汁中的脫落細胞和轉基因牛耳組織細胞,提取總RNA,對總RNA進行

處理,以去除DNA污染,再經逆轉錄形成cDNA,并以此為

,利用特定引物擴增目的基因片段。結果顯示目的基因在轉基因牛乳汁中的脫落細胞內表達,而不在牛耳組織細胞內表達,原因是什么?由于構建的是乳腺專一表達載體,因此目的基因只會在轉基因牛泌乳期的乳腺細胞中進行轉錄和翻譯,而在其他細胞中不進行轉錄和翻譯轉基因的BEFDNA酶模板思路分析

(1)負反饋調節是指在一個系統中,系統工作的效果,反過來又作為信息調節該系統的工作,并且使系統工作的效果減弱或受到限制,有助于系統保持穩定。植物細胞合成的賴氨酸達到一定濃度時,能抑制合成過程中兩種關鍵酶的活性,導致賴氨酸含量維持在一定濃度水平,這種調節方式屬于負反饋調節。如果想得到抗賴氨酸類似物的細胞突變體可在培養基中添加過量的賴氨酸類似物。(2)①從基因數據庫中獲取目的基因:根據基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉錄產物,以及基因的表達產物蛋白質等特性從基因數據庫中獲取目的基因。②表達載體包裹到磷脂等構成的脂質體內,根據細胞膜成分,其與BEF膜發生融合。③去核的卵母細胞作為核受體細胞,其處于減數第二次分裂中期,因為卵母細胞中含有促使細胞核表達全能性的物質和營養條件。電融合的作用除了促進細胞融合,同時起到了激活重組細胞發育的作用。④胚胎發育到適宜階段可取出向受體移植。將重組細胞體外培養到早期囊胚階段,植入代孕母牛子宮角,直至小牛出生。⑤本實驗以非轉基因牛耳組織細胞作為陰性對照,為了檢測到轉基因牛耳組織細胞中存在目的基因。應該以確定含有目的基因的轉基因的BEF為陽性對照。為了除去DNA污染,可以使用DNA酶使其水解。經逆轉錄形成cDNA,并以此為PCR的模板進行擴增。目的基因在轉基因牛乳汁中的脫落細胞內表達,而不在牛耳組織細胞內表達,原因是構建的是乳腺專一表達載體,目的基因只會在轉基因牛泌乳期的乳腺細胞中進行轉錄和翻譯,而在其他細胞中不進行轉錄和翻譯。失分陷阱

(1)教材內容沒有記牢,出現非生物專業術語而不得分,如“融合”寫為“細胞融合”“胞吞”,“DNA酶”寫為“DNA分解酶”“DNA裂解酶”