四川省成都經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)高考生物 專題1 現(xiàn)代生物科技專題 選修3

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1、第 5 章 基因突變及其他變選修3 現(xiàn)代生物科技專題復(fù)習(xí)向?qū)бc(diǎn)探究欄目導(dǎo)航課前導(dǎo)學(xué)走近高考復(fù) 習(xí) 向 導(dǎo)考綱展示高頻考點(diǎn)考綱解讀1.基因工程(1)基因工程的誕生()簡述基因工程誕生的歷程(2)基因工程的原理及技術(shù)()簡述基因工程的工具及其作用;理解并掌握基因工程的原理和基本操作程序(3)基因工程的應(yīng)用()舉例說出基因工程在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等方面的應(yīng)用(4)蛋白質(zhì)工程()簡述蛋白質(zhì)工程的基本原理2.克隆技術(shù)(1)植物的組織培養(yǎng)()簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的操作步驟(2)動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆()簡述動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和體細(xì)胞核移植技術(shù)及其應(yīng)用前景(3)細(xì)胞融合與單克隆抗體()舉例說出動(dòng)物

2、細(xì)胞融合和單克隆抗體技術(shù)及其應(yīng)用3.胚胎工程(1)動(dòng)物胚胎發(fā)育的基本過程與胚胎工程的理論基礎(chǔ)()簡述胚胎發(fā)育的基本過程和胚胎工程的理論基礎(chǔ)(2)胚胎干細(xì)胞的移植()說出胚胎干細(xì)胞的移植及其應(yīng)用 (3)胚胎工程的應(yīng)用()舉例說出胚胎工程的應(yīng)用及發(fā)展前景4.生物技術(shù)的安全性和倫理問題(1)轉(zhuǎn)基因生物的安全性()辯證地分析轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題(2)生物武器對人類的威脅()舉例說出生物武器對人類的威脅(3)生物技術(shù)中的倫理問題()關(guān)注生物技術(shù)的發(fā)展并分析其倫理問題5.生態(tài)工程(1)簡述生態(tài)工程的原理()簡述生態(tài)工程的基本原理(2)生態(tài)工程的實(shí)例()舉例說出生態(tài)工程建設(shè)的實(shí)例 專題1 基因工程基礎(chǔ)梳理

3、一、基因工程的概念及基本工具一、基因工程的概念及基本工具 1.概念2.基因工程的基本工具基因工程的基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶限制性核酸內(nèi)切酶常用類型Ecoli DNA連接酶T4 DNA連接酶來源大腸桿菌T4噬菌體功能連接黏性末端連接黏性末端或平末端結(jié)果恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵(2)DNA連接酶連接酶(3)載體常用載體常用載體質(zhì)粒質(zhì)粒其他載體:噬菌體衍生物、動(dòng)植物病毒等。二、基因工程的基本操作程序1.目的基因的獲取(1)目的基因:編碼蛋白質(zhì)的基因。(2)獲取方法:從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因、利用DNA合成儀人工合成。2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建基因工程的核心(

4、1)目的:使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并可以遺傳給下一代;使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。(2)基因表達(dá)載體的組成:目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等,如圖。03.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞4.目的基因的檢測和鑒定(1)檢測:分子水平。(2)鑒定:個(gè)體水平技術(shù)名稱應(yīng)用植物基因工程培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物、抗病轉(zhuǎn)基因植物和抗逆轉(zhuǎn)基因植物,利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)動(dòng)物基因工程提高動(dòng)物生長速度,改善畜產(chǎn)品的品質(zhì),用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物,用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體基因治療把正常基因?qū)氩∪梭w內(nèi),使其表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮作用,從而治療疾病,分為體內(nèi)基因治療和體外基因治療三、基因工程的應(yīng)用三、基因

5、工程的應(yīng)用四、蛋白質(zhì)工程四、蛋白質(zhì)工程1.崛起緣由崛起緣由:天然蛋白質(zhì)不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。2.目標(biāo)目標(biāo):根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求,對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)。3.操作手段操作手段:基因修飾或基因合成。4.設(shè)計(jì)流程:預(yù)期蛋白質(zhì)功能預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的推測應(yīng)有的氨基酸氨基酸序列序列找找到對應(yīng)的到對應(yīng)的脫氧核苷酸脫氧核苷酸序列序列(基因基因)。知識導(dǎo)圖知識導(dǎo)圖要 點(diǎn) 探 究基因工程的理論基礎(chǔ)與操作工具問題引領(lǐng):(1)為什么不同生物的基因可以拼接起來?為什么一種生物的基因可以在另一種生物細(xì)胞內(nèi)表達(dá)?(2)在基因工程中為什么必須使用運(yùn)載體而不

6、能將目的基因片段直接導(dǎo)入受體細(xì)胞中?1.基因工程的理論基礎(chǔ)(1)基因拼接的理論基礎(chǔ)DNA是生物的主要遺傳物質(zhì);DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸;雙鏈DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。(2)外源基因在受體內(nèi)表達(dá)的理論基礎(chǔ)基因是控制生物性狀的獨(dú)立遺傳單位;遺傳信息的傳遞都遵循中心法則闡述的信息流動(dòng)方向;生物界共用一套遺傳密碼。2.與DNA分子相關(guān)的酶探究點(diǎn) 一比較項(xiàng)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結(jié)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

7、子(1)幾種酶的比較幾種酶的比較(2)限制酶與DNA連接酶的關(guān)系3.載體載體 (1)作用(2)作為載體的條件作為載體的條件【例1】 (2010年江蘇高考)下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點(diǎn),圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請回答下列問題:限制酶BamH Hind EcoR Sma 識別序列及切割位點(diǎn)GGATCCCCTAGGAAGCTTTTCGAAGAATTCCTTAAGCCCGGGGGGCCC(1)一個(gè)圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma切割前后,分別含有個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。 (2)若對圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造,插入的Sma酶切位點(diǎn)越多,質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越。 (3)用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組

8、質(zhì)粒,不能使用Sma切割,原因是。 (4)與只使用EcoR相比較,使用BamH和Hind 兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止。 (5)為了獲取重組質(zhì)粒,將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合,并加入酶。 (6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了 。 (7)為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因,將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體,然后在的培養(yǎng)基中培養(yǎng),以完成目的基因表達(dá)的初步檢測。 思維導(dǎo)引思維導(dǎo)引:解析:(1)質(zhì)粒是雙鏈環(huán)狀DNA分子,所有磷酸基團(tuán)均參與形成磷酸二酯鍵,故不含游離的磷酸基團(tuán)。從圖1可以看出,質(zhì)粒上只含有一個(gè)Sma的切點(diǎn),因此被該酶切割后,質(zhì)粒變

9、為線性雙鏈DNA分子,每條鏈的末端各含有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。(2)由題目可知,Sma識別的DNA序列中只有G和C,G、C之間可以形成三個(gè)氫鍵,而A、T之間可以形成兩個(gè)氫鍵,所以Sma酶切位點(diǎn)越多,質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性就越高。(3)質(zhì)?？股乜剐曰?yàn)闃?biāo)記基因,由圖2可知,標(biāo)記基因和目的基因中均含有Sma酶切位點(diǎn),都可以被Sma破壞,故不能使用該酶切割質(zhì)粒和含有目的基因的DNA。(4)只使用EcoR,則質(zhì)粒和目的基因兩端的黏性末端相同,用連接酶連接時(shí),會(huì)產(chǎn)生質(zhì)粒和目的基因自身連接物,而利用BamH和Hind兩種限制酶同時(shí)剪切時(shí),質(zhì)粒和目的基因兩端的黏性末端不同,用DNA連接酶連接時(shí),不會(huì)產(chǎn)生自身連接產(chǎn)

10、物。(5)質(zhì)粒和目的基因連接后獲得重組質(zhì)粒,該過程需要DNA連接酶的作用。(6)質(zhì)粒上的抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因,用于鑒別和篩選含有重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞。(7)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體后,含有重組質(zhì)粒的個(gè)體才能吸收蔗糖,因此可利用蔗糖作為唯一碳源的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌才能存活,不含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌因不能獲得碳源而死亡,從而達(dá)到篩選目的。答案:(1)0、2(2)高(3)Sma會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因(4)質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化(5)DNA連接(6)鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞 (7)蔗糖為唯一含碳營養(yǎng)物質(zhì)基因工程的基本

11、操作程序問題引領(lǐng):(1)目的基因的獲取途徑有哪些?(2)不同的受體細(xì)胞,目的基因?qū)氲姆椒ㄊ欠裣嗤?(3)基因工程成功的標(biāo)志是什么?如何在分子水平上進(jìn)行檢測,在個(gè)體水平上進(jìn)行鑒定?1.目的基因的獲取途徑(1)從基因文庫中獲取:包括基因組文庫和cDNA文庫等。(2)人工合成目的基因的常用方法化學(xué)合成法:已知核苷酸序列的較小基因,直接利用DNA合成儀用化學(xué)方法合成,不需要模板。反轉(zhuǎn)錄法:以RNA為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下人工合成。(3)通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因目的:通過指數(shù)式擴(kuò)增獲取大量的目的基因。PCR擴(kuò)增技術(shù)與DNA復(fù)制的比較探究點(diǎn) 二PCR技術(shù)DNA復(fù)制相同點(diǎn)原理DNA復(fù)制(堿基互補(bǔ)配對)原

12、料四種游離的脫氧核苷酸條件模板、ATP、酶、原料、引物不同點(diǎn)解旋方式DNA在高溫下變性解旋解旋酶催化場所體外復(fù)制(PCR擴(kuò)增儀)主要在細(xì)胞核內(nèi)酶熱穩(wěn)定的DNA聚合酶(Taq酶)細(xì)胞內(nèi)含有的DNA聚合酶結(jié)果在短時(shí)間內(nèi)形成大量的DNA片段形成整個(gè)DNA分子2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建其構(gòu)建過程圖示如下:重組質(zhì)粒(重組DNA分子)3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(1)目的:目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)并在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)。(2)受體細(xì)胞種類不同,導(dǎo)入方法不同生物種類植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)C處理法受體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上農(nóng)桿菌導(dǎo)

13、入植物細(xì)胞整合到受體細(xì)胞的DNA上表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純?nèi)÷?受精卵)顯微注射受精卵發(fā)育獲得具有新性狀的動(dòng)物C處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞重組表達(dá)載體DNA分子與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子4.目的基因的檢測與鑒定【例2】 (2011余姚中學(xué)一檢)已知SARS是由一種RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原,在SARS病人康復(fù)后的血清中有抗S蛋白的特異性抗體。某研究小組為了研制預(yù)防SARS病毒的疫苗,開展了前期研究工作。其簡要的操作流程如下:(1)該實(shí)驗(yàn)的目的基因是,實(shí)驗(yàn)步驟所代表的反應(yīng)過程是。 (2)步驟構(gòu)建重組表達(dá)載體A和重組表達(dá)載體B必須使用酶和酶。

14、 (3)如果省略步驟而將大量擴(kuò)增的S基因直接導(dǎo)入大腸桿菌,一般情況下,不能得到表達(dá)的S蛋白,其原因是S基因在大腸桿菌中不能,也不能。 (4)為了檢驗(yàn)步驟所表達(dá)的S蛋白是否與病毒S蛋白有相同的免疫反應(yīng)特性,可用與進(jìn)行抗原-抗體特異性反應(yīng)實(shí)驗(yàn),從而得出結(jié)論。 (5)步驟和的結(jié)果相比,原核細(xì)胞表達(dá)的S蛋白與真核細(xì)胞表達(dá)的S蛋白的氨基酸序列(相同、不同),根本原因是。 (6)該實(shí)驗(yàn)的原理是,常用的方法是,導(dǎo)入的細(xì)胞常用。 思維導(dǎo)引:1.構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是什么,其過程是什么?2.相同基因在不同生物細(xì)胞中表達(dá)的過程及產(chǎn)物是否相同?解析:(1)疫苗是經(jīng)過減毒或滅活的抗原,因此本實(shí)驗(yàn)的目的是生產(chǎn)S蛋白,

15、目的基因?yàn)镾蛋白基因。圖中(RNADNA)表示通過逆轉(zhuǎn)錄方式獲得目的基因。(2)基因表達(dá)載體構(gòu)建時(shí),需要利用限制酶對載體和目的基因進(jìn)行切割,形成黏性末端,然后用DNA連接酶將目的基因和載體連接起來,形成重組載體。(3)目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,需要借助于載體在受體細(xì)胞中進(jìn)行復(fù)制而擴(kuò)增目的基因,從而獲得大量的表達(dá)產(chǎn)物,而直接導(dǎo)入則容易被受體細(xì)胞中的DNA水解酶所水解,導(dǎo)致得不到表達(dá)產(chǎn)物。(4)S蛋白為SARS病毒表面主要的病毒抗原,因此用抗原-抗體特異性反應(yīng)實(shí)驗(yàn)可檢測其是否具有同樣的抗原性。(5)步驟和相比,基因相同,只是導(dǎo)入的受體細(xì)胞的種類不同,因?yàn)檎婧松锖驮松锕灿靡惶酌艽a子,所以表達(dá)產(chǎn)物

16、相同。(6)基因工程的原理是基因重組。將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞常用顯微注射法,一般以受精卵為受體細(xì)胞,因?yàn)槭芫训娜苄愿?。答?(1)S蛋白基因 逆轉(zhuǎn)錄(2)限制性內(nèi)切DNA連接(3)復(fù)制 表達(dá)(4)大腸桿菌中表達(dá)的S蛋白 SARS康復(fù)病人血清(5)相同 表達(dá)蛋白質(zhì)所用的基因相同 (6)基因重組顯微注射法 動(dòng)物受精卵基因工程與蛋白質(zhì)工程的比較問題引領(lǐng):(1)蛋白質(zhì)工程的設(shè)計(jì)流程是怎樣的?(2)蛋白質(zhì)工程和基因工程有何聯(lián)系?項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列獲取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測與

17、鑒定實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性,以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品結(jié)果生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)一般是生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程;對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì),必須通過基因修飾或基因合成實(shí)現(xiàn)探究點(diǎn) 三【例3】 干擾素是動(dòng)物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì),可以用于治療病毒感染和癌癥,但體外保存相當(dāng)困難,如果將其分子上的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸,就可在-70 保存半年,給廣大患者帶來福音。(1)蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的,因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵,依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程,讓動(dòng)物生產(chǎn)“

18、可以保存的干擾素”:(2)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較,基因工程在原則上只能生產(chǎn)的蛋白質(zhì),不一定符合的需要。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過或,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。 (3)蛋白質(zhì)工程實(shí)施的難度很大,原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。 (4)對天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作,還是通過對基因的操作來實(shí)現(xiàn)?。原因是:。 思維導(dǎo)引思維導(dǎo)引:1.蛋白質(zhì)工程與基因工程有何異同蛋白質(zhì)工程與基因工程有何異同?2.蛋白質(zhì)工程是直接對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造的嗎蛋白質(zhì)工程是直接對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造的嗎?解析:本題綜合了蛋

19、白質(zhì)工程與基因工程的異同,并考查了蛋白質(zhì)工程的原理及在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用?；蚬こ套裱行姆▌t,從DNAmRNA蛋白質(zhì)折疊產(chǎn)生功能,從而生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程是按照以下思路進(jìn)行的:確定蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)應(yīng)有的空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)應(yīng)有的氨基酸序列基因應(yīng)有的堿基排列創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是由基因決定的,基因可以遺傳給后代,而蛋白質(zhì)不能直接遺傳下去。答案:(1)預(yù)期蛋白質(zhì)的功能 蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu) 應(yīng)有的氨基酸序列 相應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因) (2)自然界已存在的 人類生產(chǎn)和生活基因修飾 基因合成 改造(3)空間(4)應(yīng)該從對基因的操作來實(shí)現(xiàn)對天然蛋白質(zhì)的改造任何一種天然蛋白質(zhì)

20、都是由基因編碼的,改造了基因也就是對蛋白質(zhì)進(jìn)行了改造,而且改造過的蛋白質(zhì)可以通過改造過的基因遺傳下去;如果對蛋白質(zhì)直接改造,即使改造成功,被改造過的蛋白質(zhì)分子也無法遺傳;對基因進(jìn)行改造比對蛋白質(zhì)直接進(jìn)行改造要容易操作,難度要小得多1.(2011年北京高考年北京高考) DNA可隨機(jī)插入植物基因組內(nèi)可隨機(jī)插入植物基因組內(nèi),導(dǎo)致被插入基因發(fā)生突變。用此方法誘導(dǎo)擬導(dǎo)致被插入基因發(fā)生突變。用此方法誘導(dǎo)擬南芥產(chǎn)生突變體的過程如下南芥產(chǎn)生突變體的過程如下:種植野生型擬南芥種植野生型擬南芥,待植株形成花蕾時(shí)待植株形成花蕾時(shí),將地上將地上部分浸入農(nóng)桿菌部分浸入農(nóng)桿菌(其中的其中的TDNA上帶有抗除草劑基因上帶有

21、抗除草劑基因)懸浮液中以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。在適宜條件下培養(yǎng)懸浮液中以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。在適宜條件下培養(yǎng),收獲收獲種子種子(稱為稱為T1代代)。(1)為促進(jìn)植株側(cè)枝發(fā)育以形成更多的花蕾為促進(jìn)植株側(cè)枝發(fā)育以形成更多的花蕾,需要去除需要去除,因?yàn)楹笳弋a(chǎn)因?yàn)楹笳弋a(chǎn)生的生的會(huì)抑制側(cè)芽的生長。會(huì)抑制側(cè)芽的生長。(2)為篩選出已轉(zhuǎn)化的個(gè)體為篩選出已轉(zhuǎn)化的個(gè)體,需將需將T1代播種在含代播種在含的培養(yǎng)基上生長的培養(yǎng)基上生長,成成熟后自交熟后自交,收獲種子收獲種子(稱為稱為T2代代)。(3)為篩選出具有抗鹽性狀的突變體為篩選出具有抗鹽性狀的突變體,需將需將T2代播種在含代播種在含的培養(yǎng)基的培養(yǎng)基上上,獲得所需個(gè)體。獲得所需個(gè)體。

22、(4)經(jīng)過多代種植獲得能穩(wěn)定遺傳的抗鹽突變體。為確定抗鹽性狀是否由經(jīng)過多代種植獲得能穩(wěn)定遺傳的抗鹽突變體。為確定抗鹽性狀是否由單基因突變引起單基因突變引起,需將該突變體與需將該突變體與植株進(jìn)行雜交植株進(jìn)行雜交,再自交再自交代后統(tǒng)計(jì)性狀分離比。代后統(tǒng)計(jì)性狀分離比。T(5)若上述若上述TDNA的插入造成了基因功能喪失的插入造成了基因功能喪失,從該突變體的表現(xiàn)型可以推測野從該突變體的表現(xiàn)型可以推測野生型基因的存在導(dǎo)致植物的抗鹽性生型基因的存在導(dǎo)致植物的抗鹽性。 DNA的已知序列的已知序列,利用利用PCR技術(shù)可以擴(kuò)增出被插入的基因片段。其過程是技術(shù)可以擴(kuò)增出被插入的基因片段。其過程是:提取提取 (6)

23、根據(jù)T植株的DNA,用限制酶處理后,再用將獲得的DNA片段連接成環(huán)(如右圖),以此為模板,從圖中A、B、C、D四種單鏈DNA片段中選取作為引物進(jìn)行擴(kuò)增,得到的片段將用于獲取該基因的全序列信息。 解析解析:(1)題中題中,頂芽產(chǎn)生生長素運(yùn)輸?shù)絺?cè)芽頂芽產(chǎn)生生長素運(yùn)輸?shù)絺?cè)芽,抑制側(cè)芽生長抑制側(cè)芽生長,當(dāng)把頂芽去除后當(dāng)把頂芽去除后,側(cè)芽側(cè)芽就會(huì)解除抑制就會(huì)解除抑制,快速長成側(cè)枝?？焖匍L成側(cè)枝。(2)題中題中,為篩選出具有抗除草劑性狀的個(gè)體為篩選出具有抗除草劑性狀的個(gè)體,應(yīng)應(yīng)將將T1播種在含除草劑的培養(yǎng)基上播種在含除草劑的培養(yǎng)基上,活下來的即抗除草劑植株?；钕聛淼募纯钩輨┲仓?。(3)題與題與(2)題原

24、理題原理相同相同,用含鹽的選擇培養(yǎng)基選擇出具有抗鹽性狀的個(gè)體。用含鹽的選擇培養(yǎng)基選擇出具有抗鹽性狀的個(gè)體。(4)題中能穩(wěn)定遺傳的題中能穩(wěn)定遺傳的抗鹽突變體是否由單基因控制抗鹽突變體是否由單基因控制,應(yīng)分析其是否遵循基因分離定律。應(yīng)將突變體應(yīng)分析其是否遵循基因分離定律。應(yīng)將突變體與野生型植株雜交與野生型植株雜交,再自交再自交1代后統(tǒng)計(jì)性狀分離比代后統(tǒng)計(jì)性狀分離比,看是否符合看是否符合31。(5)題中題中DNA的插入的插入,會(huì)破壞原有的某些抑制植物抗鹽的基因會(huì)破壞原有的某些抑制植物抗鹽的基因,使突變體的抗鹽性增強(qiáng)使突變體的抗鹽性增強(qiáng),若突變體中含有野生型基因若突變體中含有野生型基因,會(huì)導(dǎo)致植物抗鹽

25、性的降低。會(huì)導(dǎo)致植物抗鹽性的降低。(6)用用PCR技術(shù)擴(kuò)增被技術(shù)擴(kuò)增被插入的基因片段插入的基因片段,需先提取模板需先提取模板DNA,從突變體內(nèi)用限制酶處理從突變體內(nèi)用限制酶處理,再用再用DNA連接連接酶連接成環(huán)作模板。根據(jù)圖中所給酶連接成環(huán)作模板。根據(jù)圖中所給DNA合成方向合成方向,一條鏈應(yīng)從一條鏈應(yīng)從CA,另一條應(yīng)另一條應(yīng)從從BD,所以引物應(yīng)選取所以引物應(yīng)選取B、C作為引物進(jìn)行擴(kuò)增。作為引物進(jìn)行擴(kuò)增。T答案:(1)頂芽生長素(2)(一定濃度的)除草劑(3)(一定濃度的)鹽(4)野生型1(5)降低(6)突變體DNA連接酶B、C2.(2011年江蘇高考)請回答基因工程方面的有關(guān)問題:(1)利用P

26、CR技術(shù)擴(kuò)增目的基因,其原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制類似(如圖所示)。圖中引物為單鏈DNA片段,它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。從理論上推測,第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A的DNA片段所占的比例為。 在第輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段。 (2)設(shè)計(jì)引物是PCR技術(shù)關(guān)鍵步驟之一。某同學(xué)設(shè)計(jì)的兩組引物(只標(biāo)注了部分堿基序列)都不合理(如圖),請分別說明理由。第1組: ; 第2組:。 (3)PCR反應(yīng)體系中含有熱穩(wěn)定DNA聚合酶,下面的表達(dá)式不能正確反映DNA聚合酶的功能,這是因?yàn)?(4)用限制酶EcoR、Mbo單獨(dú)或聯(lián)合切割同一種質(zhì)粒,得到的DNA片段長度如圖(1 kb即1000個(gè)堿基對),請

27、畫出質(zhì)粒上EcoR、Mbo的切割位點(diǎn)。解析:本題考查聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。(1)設(shè)反應(yīng)體系中最初的模板DNA只有一個(gè),經(jīng)第四輪循環(huán)后產(chǎn)物中共有DNA片段數(shù)為24=16個(gè),其中最初放入的模板DNA中與引物B結(jié)合的那條鏈仍與引物B結(jié)合, 該DNA片段不含引物A,其余片段的形成是以引物A延伸形成的鏈為模板,或以引物B延伸形成的鏈為模板,或以最初放入的模板DNA中可與引物A結(jié)合的鏈為模板,故都含引物A。含引物A的DNA片段所占比例為(16-1)/16=15/16。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因,在第三輪循環(huán)產(chǎn)物中可出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段,學(xué)生可由畫圖的方法得出。(2)觀察該同學(xué)

28、設(shè)計(jì)的兩組引物,第1組引物和引物局部會(huì)發(fā)生堿基互補(bǔ)配對,從而使引物失效,第2組引物會(huì)出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對而自身折疊形成類似發(fā)夾的結(jié)構(gòu),從而使引物失效。(3)熱穩(wěn)定DNA聚合酶只能從引物的3端連接脫氧核苷酸,并進(jìn)行連續(xù)的合成。故圖中的表達(dá)式不能正確反映DNA聚合酶的功能。(4)首先據(jù)聯(lián)合切割的結(jié)果畫出質(zhì)粒上的所有酶切位點(diǎn),共有三個(gè),其次據(jù)單獨(dú)酶切形成的片段長度確定各酶的具體切割位置。答案:(1)15/16三(2)引物和引物局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對而失效引物自身折疊后會(huì)出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對而失效(3)DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上(4)見圖3.(2011年海南高考)

29、回答有關(guān)基因工程的問題:(1)構(gòu)建基因工程表達(dá)載體時(shí),用不同類型的限制酶切割DNA后,可能產(chǎn)生黏性末端,也可能產(chǎn)生末端。若要在限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后使其直接進(jìn)行連接,則應(yīng)選擇能使二者產(chǎn)生(相同、不同)黏性末端的限制酶。 (2)利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時(shí),構(gòu)建的表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動(dòng)子等,其中啟動(dòng)子的作用是。在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí),常用處理大腸桿菌,以利于表達(dá)載體進(jìn)入;為了檢測胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,可用標(biāo)記的胰島素基因片段作探針與mRNA雜交,該雜交技術(shù)稱為。為了檢測胰島素基因轉(zhuǎn)錄的mRNA是否翻譯成,常用抗原抗體雜交技術(shù)。 (3)如果要將某目的基因通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)

30、入植物細(xì)胞,先要將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的中,然后用該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞,通過DNA重組將目的基因插入植物細(xì)胞的上。 解析:(1)不同限制酶切割后形成的末端不同,有的產(chǎn)生黏性末端,有的產(chǎn)生平末端。如要使限制酶切割后的目的基因和質(zhì)粒直接進(jìn)行連接,應(yīng)用同種限制酶分別切割目的基因和質(zhì)粒,以得到相同的黏性末端。(2)基因表達(dá)載體上啟動(dòng)子位于基因的首端,是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點(diǎn),有啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的作用。將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞時(shí),應(yīng)用Ca2+處理,使其處于感受態(tài),以便于接受外源DNA分子。檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA的方法是DNA RNA分子雜交技術(shù),檢測目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)的方法是抗原-抗體雜交技術(shù)。(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中,進(jìn)入受體細(xì)胞的是Ti質(zhì)粒上的T DNA片段,因此應(yīng)將目的基因 插入在 TDNA 片段中,使目的基因隨之進(jìn)入植物細(xì)胞并整合在植物細(xì)胞的染色體上。答案答案:(1)平相同平相同(2)啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄Ca2+DNA-RNA分子雜交蛋白質(zhì)分子雜交蛋白質(zhì)(3)T DNA染色體