高考生物高考生物(課標(biāo)專用)專題26基因工程第1頁(yè)考點(diǎn)考點(diǎn)1 1基因工程工具與操作程序基因工程工具與操作程序1.(北京理綜,5,6分)用Xho和Sal兩種限制性核酸內(nèi)切酶分別處理同一DNA片段,酶切位點(diǎn)及酶切產(chǎn)物分離結(jié)果如圖。以下敘述不正確是()A.圖1中兩種酶識(shí)別核苷酸序列不一樣B.圖2中酶切產(chǎn)物可用于構(gòu)建重組DNAC.泳道中是用Sal處理得到酶切產(chǎn)物D.圖中被酶切DNA片段是單鏈DNA五年高考第2頁(yè)答案答案D圖1中,兩種限制性核酸內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)不一樣,說(shuō)明兩種限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別核苷酸序列不一樣,A正確。圖2中,兩種酶酶切產(chǎn)物都為DNA片段,都可用于構(gòu)建重組DNA,B正確。結(jié)合圖1酶切位點(diǎn)圖,判斷兩種酶切DNA后得到DNA片段數(shù);再結(jié)合泳道電泳結(jié)果知,泳道是用Sal處理得到酶切產(chǎn)物,C正確。能被限制性核酸內(nèi)切酶酶切DNA片段仍為雙鏈DNA,D錯(cuò)誤。知識(shí)拓展知識(shí)拓展為何當(dāng)代基因工程不使用同一個(gè)限制酶?為預(yù)防載體或目標(biāo)基因發(fā)生本身環(huán)化,我們慣用不一樣限制酶分別處理目標(biāo)基因和載體,使目基因兩側(cè)及載體各自含有兩個(gè)不一樣末端。第3頁(yè)2.(課標(biāo),38,15分)回答以下問(wèn)題:(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行了表示。該研究除證實(shí)了質(zhì)粒能夠作為載體外,還證實(shí)了(答出兩點(diǎn)即可)。(2)體外重組質(zhì)?？山?jīng)過(guò)Ca2+參加方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞;而體外重組噬菌體DNA通常需與組裝成完整噬菌體后,才能經(jīng)過(guò)侵染方法將重組噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞。在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中,可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞是。(3)真核生物基因(目標(biāo)基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表示時(shí),表示出蛋白質(zhì)可能會(huì)被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解,在試驗(yàn)中應(yīng)選取大腸桿菌作為受體細(xì)胞,在蛋白質(zhì)純化過(guò)程中應(yīng)添加抑制劑。答案答案(1)體外重組質(zhì)粒能夠進(jìn)入受體細(xì)胞;真核生物基因可在原核細(xì)胞中表示(2)轉(zhuǎn)化外殼蛋白(或答噬菌體蛋白)細(xì)菌(3)蛋白酶缺點(diǎn)型蛋白酶第4頁(yè)解析解析本題主要考查基因工程相關(guān)知識(shí)。(1)體外重組質(zhì)粒能夠進(jìn)入受體細(xì)胞,且重組質(zhì)粒在不一樣細(xì)胞中能正常表示,說(shuō)明目標(biāo)基因在不一樣細(xì)胞中表示機(jī)制相同,生物界共用一套遺傳密碼。(2)基因工程中,受體細(xì)胞為大腸桿菌細(xì)胞時(shí),慣用Ca2+處理大腸桿菌,使之處于感受態(tài),即Ca2+參加轉(zhuǎn)化法。噬菌體DNA與外殼蛋白組裝成完整噬菌體。因噬菌體宿主是細(xì)菌,故只有細(xì)菌可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞。(3)為預(yù)防目標(biāo)基因表示蛋白質(zhì)被破壞,可選取不能合成蛋白酶大腸桿菌作為受體細(xì)胞,在蛋白質(zhì)純化過(guò)程中加入蛋白酶抑制劑能夠保護(hù)蛋白質(zhì)不被水解。知識(shí)歸納知識(shí)歸納目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞方法(1)若受體細(xì)胞為植物細(xì)胞:基因槍法、花粉管通道法、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(2)若受體細(xì)胞為動(dòng)物細(xì)胞:顯微注射法。(3)若受體細(xì)胞為大腸桿菌:感受態(tài)細(xì)胞法。第5頁(yè)3.(課標(biāo),38,15分)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會(huì)發(fā)出綠色熒光,這一特征可用于檢測(cè)細(xì)胞中目標(biāo)基因表示。某科研團(tuán)體將某種病毒外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因5末端,取得了L1-GFP融合基因(簡(jiǎn)稱為甲),并將其插入質(zhì)粒P0,構(gòu)建了真核表示載體P1,其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)示意圖以下,圖中E1E4四種限制酶產(chǎn)生黏性末端各不相同?；卮鹨韵聠?wèn)題:(1)據(jù)圖推斷,該團(tuán)體在將甲插入質(zhì)粒P0時(shí),使用了兩種限制酶,這兩種酶是。使用這兩種酶進(jìn)行酶切是為了確保,也是為了確保。(2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)牛皮膚細(xì)胞后,若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說(shuō)明L1基因在牛皮膚細(xì)胞中完成了和過(guò)程。(3)為了取得含有甲牛,該團(tuán)體需要做工作包含:將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞移入牛中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。(4)為了檢測(cè)甲是否存在于克隆牛不一樣組織細(xì)胞中,某同學(xué)用PCR方法進(jìn)行判定,在判定時(shí)應(yīng)分別以該牛不一樣組織細(xì)胞中(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。第6頁(yè)答案答案(1)E1和E4甲完整甲與載體正確連接(2)轉(zhuǎn)錄翻譯(3)細(xì)胞核去核卵母細(xì)胞(4)核DNA解析解析(1)構(gòu)建基因表示載體時(shí),使用限制酶不能破壞融合基因。選取產(chǎn)生不一樣黏性末端兩種限制酶,能夠預(yù)防本身環(huán)化,而且確保融合基因和質(zhì)粒正確連接。(2)在牛皮膚細(xì)胞中觀察到綠色熒光,說(shuō)明L1基因已經(jīng)表示,即在該皮膚細(xì)胞中完成了轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程。(3)培育轉(zhuǎn)基因克隆牛需將含目標(biāo)基因細(xì)胞細(xì)胞核移入牛去核卵母細(xì)胞中。(4)為檢測(cè)克隆牛不一樣組織細(xì)胞中是否含有融合基因,需提取不一樣組織細(xì)胞核DNA作為PCR模板,用PCR方法進(jìn)行判定。第7頁(yè)4.(天津理綜,10,14分)甲型流感病毒為RNA病毒,易引發(fā)流感大規(guī)模流行。我國(guó)科學(xué)家在20創(chuàng)造了一個(gè)制備該病毒活疫苗新方法,主要步驟以下。(1)改造病毒部分基因,使其失去在正常宿主細(xì)胞內(nèi)增殖能力。以病毒RNA為模板,逆轉(zhuǎn)錄成對(duì)應(yīng)DNA后,利用技術(shù)擴(kuò)增,并將其中一些基因(不包含表面抗原基因)內(nèi)個(gè)別編碼氨基酸序列替換成編碼終止密碼子序列。與改造前基因相比,改造后基因表示時(shí)不能合成完整長(zhǎng)度,所以不能產(chǎn)生子代病毒。將該改造基因、表面抗原等其它基因分別構(gòu)建重組質(zhì)粒,并保留。(2)構(gòu)建適合改造病毒增殖轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞。設(shè)計(jì)合成一個(gè)特殊tRNA基因,其產(chǎn)物反密碼子能與(1)中終止密碼子配對(duì)結(jié)合,并可攜帶一個(gè)非天然氨基酸(Uaa)。將該基因與連接后導(dǎo)入宿主細(xì)胞。提取宿主細(xì)胞進(jìn)行分子雜交判定,篩選取得成功表示上述tRNA轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞。(3)利用轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞制備疫苗。將(1)中重組質(zhì)粒導(dǎo)入(2)中轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞,并在補(bǔ)加培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng),則該宿主細(xì)胞能利用上述特殊tRNA,翻譯出改造病毒基因完整蛋白,產(chǎn)生大量子代病毒,用于制備疫苗。第8頁(yè)特殊tRNA基因轉(zhuǎn)錄時(shí),識(shí)別其開(kāi)啟子酶是(單項(xiàng)選擇)。A.病毒DNA聚合酶B.宿主DNA聚合酶C.病毒RNA聚合酶D.宿主RNA聚合酶(4)上述子代病毒不能在正常宿主細(xì)胞中增殖,沒(méi)有致病性,所以不經(jīng)滅活或減毒即可制成疫苗。與不具侵染性流感病毒滅活疫苗相比,該病毒活疫苗優(yōu)勢(shì)之一是可引發(fā)免疫,增強(qiáng)免疫保護(hù)效果。答案答案(共14分)(1)PCR多肽(或蛋白質(zhì))(2)載體總RNA(3)非天然氨基酸(Uaa)D(4)細(xì)胞第9頁(yè)解析解析本題主要考查基因工程相關(guān)知識(shí)。(1)利用PCR技術(shù)體外擴(kuò)增DNA。若將基因中個(gè)別編碼氨基酸序列替換為編碼終止密碼子序列,則改造后基因轉(zhuǎn)錄合成mRNA中,終止密碼子提前出現(xiàn),將不能控制合成完整長(zhǎng)度多肽(或蛋白質(zhì))。(2)目標(biāo)基因只有與載體連接后才能導(dǎo)入宿主細(xì)胞?？商崛∷拗骷?xì)胞總RNA進(jìn)行分子雜交判定,以篩選取得成功表示題述tRNA轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞。(3)由(2)知,轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞含有特殊tRNA基因轉(zhuǎn)錄tR-NA,該tRNA反密碼子可與終止密碼子配對(duì),并可攜帶非天然氨基酸(Uaa),所以培養(yǎng)基中需補(bǔ)加非天然氨基酸(Uaa)。病毒中基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄時(shí),識(shí)別其開(kāi)啟子酶是宿主RNA聚合酶。(4)因該病毒疫苗含有侵染性,故可引發(fā)細(xì)胞免疫。疑難突破疑難突破1.由(1)中“個(gè)別編碼氨基酸序列替換成編碼終止密碼子序列”可知,改造后基因表示時(shí)不能合成完整長(zhǎng)度多肽。2.由(2)中特殊tRNA能與終止密碼子配對(duì)結(jié)合,并可攜帶一個(gè)非天然氨基酸(Uaa)可知,轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞可利用非天然氨基酸Uaa,所以培養(yǎng)基中需加入非天然氨基酸Uaa。3.滅活了病毒已不含有侵染性,所以,只能引發(fā)體液免疫;而具侵染性病毒可引發(fā)細(xì)胞免疫。第10頁(yè)5.(江蘇單科,32,8分)為生產(chǎn)含有特定性能-淀粉酶,研究人員從某種海洋細(xì)菌中克隆了-淀粉酶基因(1656個(gè)堿基對(duì)),利用基因工程大量制備-淀粉酶,試驗(yàn)流程見(jiàn)圖。請(qǐng)回答以下問(wèn)題:(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增-淀粉酶基因前,需先取得細(xì)菌。(2)為了便于擴(kuò)增DNA片段與表示載體連接,需在引物端加上限制性酶切位點(diǎn),且常在兩條引物上設(shè)計(jì)加入不一樣限制性酶切位點(diǎn),主要目標(biāo)是。第11頁(yè)(3)進(jìn)行擴(kuò)增時(shí),反應(yīng)溫度和時(shí)間需依據(jù)詳細(xì)情況進(jìn)行設(shè)定,以下選項(xiàng)中設(shè)定與引物相關(guān),設(shè)定與擴(kuò)增片段長(zhǎng)度相關(guān)。(填序號(hào))變性溫度退火溫度延伸溫度變性時(shí)間退火時(shí)間延伸時(shí)間(4)下列圖表示篩選取得工程菌中編碼-淀粉酶mRNA部分堿基序列:5-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU-3圖中虛線框內(nèi)mRNA片段包含個(gè)密碼子,如虛線框后序列未知,預(yù)測(cè)虛線框后第一個(gè)密碼子最多有種。(5)取得工程菌表示-淀粉酶后,為探究影響酶活性原因,以濃度為1%可溶性淀粉為底物測(cè)定酶活性,結(jié)果以下:緩沖液50mmol/LNa2HPO4-KH2PO450mmol/LTris-HCl50mmol/LGly-NaOHpH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010.5酶相對(duì)活性%25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.520.8依據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果,初步判斷該-淀粉酶活性最高條件為。第12頁(yè)答案答案(8分)(1)基因組DNA(2)5使DNA片段能定向插入表示載體,降低自連(3)(4)813(5)pH為8.5,緩沖液為50mmol/LTirs-HCl解析解析(1)由題干信息可知某種海洋細(xì)菌含有-淀粉酶基因,所以在擴(kuò)增-淀粉酶基因前需先從細(xì)菌中提取細(xì)菌基因組DNA。(2)因?yàn)橐镒饔檬且龑?dǎo)子鏈延伸,將脫氧核苷酸連接到引物上時(shí),是與引物3端相連,由此確定需在引物5端加上限制性酶切位點(diǎn)。常在兩條引物上加入不一樣限制酶切位點(diǎn)主要目標(biāo)是使DNA片段能定向插入表示載體,預(yù)防本身相連。(3)進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí),退火溫度與引物長(zhǎng)短和堿基種類相關(guān)。延伸時(shí)間長(zhǎng)短設(shè)定與擴(kuò)增片段長(zhǎng)度相關(guān)。(4)密碼子是指mRNA上決定一個(gè)氨基酸三個(gè)相鄰堿基,該mRNA上5端為AUG(起始密碼子),所以依據(jù)三個(gè)堿基是一個(gè)密碼子來(lái)分析圖中虛線框中堿基,可得出共有8個(gè)密碼子。因?yàn)樘摼€框后第一個(gè)密碼子已經(jīng)固定為U,所以還有2個(gè)堿基未知,共可能有種數(shù)為44=16,又因?yàn)閁AG、UGA、UAA為終止密碼子,所以決定氨基酸密碼子最多有13種。(5)據(jù)表格數(shù)據(jù)可知:-淀粉酶在pH為8.5、緩沖液為50mmol/LTris-HCl條件下相對(duì)活性為99.5%,初步判斷此條件下酶活性最高。第13頁(yè)6.(課標(biāo),38,15分)編碼蛋白甲DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五個(gè)片段組成,編碼蛋白乙和丙序列由序列甲部分片段組成,如圖1所表示?；卮鹨韵聠?wèn)題:(1)現(xiàn)要經(jīng)過(guò)基因工程方法取得蛋白乙,若在開(kāi)啟子下游直接接上編碼蛋白乙DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA),則所構(gòu)建表示載體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞后不能翻譯出蛋白乙,原因是。(2)某同學(xué)在用PCR技術(shù)獲取DNA片段B或D過(guò)程中,在PCR反應(yīng)體系中加入了DNA聚合酶、引物等,還加入了序列甲作為,加入了作為合成DNA原料。第14頁(yè)(3)現(xiàn)經(jīng)過(guò)基因工程方法取得了甲、乙、丙三種蛋白,要判定這三種蛋白是否含有刺激T淋巴細(xì)胞增殖作用,某同學(xué)做了以下試驗(yàn):將一定量含T淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液平均分成四組,其中三組分別加入等量蛋白甲、乙、丙,另一組作為對(duì)照,培養(yǎng)并定時(shí)檢測(cè)T淋巴細(xì)胞濃度,結(jié)果如圖2。由圖2可知:當(dāng)細(xì)胞濃度到達(dá)a時(shí),添加蛋白乙培養(yǎng)液中T淋巴細(xì)胞濃度不再增加,此時(shí)若要使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖,可采取方法是。細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,培養(yǎng)箱中通常要維持一定CO2濃度,CO2作用是。僅依據(jù)圖1、圖2可知,上述甲、乙、丙三種蛋白中,若缺乏(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所編碼肽段,則會(huì)降低其刺激T淋巴細(xì)胞增殖效果。答案答案(1)編碼乙DNA序列起始端無(wú)ATG,轉(zhuǎn)錄出mRNA無(wú)起始密碼子(2)模板dNTP(3)進(jìn)行細(xì)胞傳代培養(yǎng)維持培養(yǎng)液pHC第15頁(yè)解析解析本題主要考查基因工程技術(shù)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)相關(guān)知識(shí)。(1)由題干中編碼蛋白乙DNA序列可知,編碼乙DNA序列起始端無(wú)ATG,轉(zhuǎn)錄出mRNA上沒(méi)有起始密碼子AUG。(2)PCR需要條件包含引物、耐高溫DNA聚合酶、DNA模板、四種游離脫氧核苷酸等。(3)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中,細(xì)胞含有貼壁生長(zhǎng)以及接觸抑制特點(diǎn),當(dāng)細(xì)胞濃度到達(dá)a時(shí),若要使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖,需要在培養(yǎng)基中加入胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理貼壁生長(zhǎng)細(xì)胞并分瓶進(jìn)行傳代培養(yǎng);動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,需要在培養(yǎng)箱中通入一定濃度CO2,CO2作用是維持培養(yǎng)液pH。由圖2可知,加入蛋白丙刺激T淋巴細(xì)胞增殖效果顯著比加入蛋白甲、乙時(shí)低;結(jié)合圖1中蛋白丙與蛋白甲、乙DNA序列可知,缺乏C片段所編碼肽段,會(huì)明顯降低蛋白刺激T淋巴細(xì)胞增殖效果。知識(shí)拓展知識(shí)拓展認(rèn)識(shí)dNTPdNTP是脫氧核糖核苷三磷酸縮寫,是dCTP、dATP、dGTP、dTTP統(tǒng)稱?！癲”代表脫氧,“N”代表變量A、T、C、G中一個(gè)。dNTP可作為生物DNA合成以及PCR過(guò)程原料。第16頁(yè)7.(課標(biāo),38,15分)真核生物基因中通常有內(nèi)含子,而原核生物基因中沒(méi)有,原核生物沒(méi)有真核生物所含有切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)RNA序列機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)能夠表示出某種特定蛋白(簡(jiǎn)稱蛋白A)?；卮鹨韵聠?wèn)題:(1)某同學(xué)從人基因組文庫(kù)中取得了基因A,以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A,其原因是。(2)若用家蠶作為表示基因A受體,在噬菌體和昆蟲(chóng)病毒兩種載體中,不選取作為載體,其原因是。(3)若要高效地取得蛋白A,可選取大腸桿菌作為受體。因?yàn)榕c家蠶相比,大腸桿菌含有(答出兩點(diǎn)即可)等優(yōu)點(diǎn)。(4)若要檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A,可用檢測(cè)物質(zhì)是(填“蛋白A基因”或“蛋白A抗體”)。(5)艾弗里等人肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)為證實(shí)DNA是遺傳物質(zhì)做出了主要貢獻(xiàn),也能夠說(shuō)是基因工程先導(dǎo),假如說(shuō)他們工作為基因工程理論建立提供了啟示,那么,這一啟示是。第17頁(yè)答案答案(1)基因A有內(nèi)含子,在大腸桿菌中,其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對(duì)應(yīng)RNA序列不能被切除,無(wú)法表示出蛋白A(2)噬菌體噬菌體宿主是細(xì)菌,而不是家蠶(3)繁殖快、輕易培養(yǎng)(4)蛋白A抗體(5)DNA能夠從一個(gè)生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)生物個(gè)體第18頁(yè)解析解析本題主要包括基因文庫(kù)與cDNA文庫(kù)差異、基因工程步驟、基因工程產(chǎn)物檢測(cè)方法等知識(shí),意在考查考生提取知識(shí)、分析和歸納知識(shí)能力。(1)真核生物和原核生物基因結(jié)構(gòu)不一樣,真核生物基因中存在內(nèi)含子等不能編碼蛋白質(zhì)序列,原核生物基因中不存在內(nèi)含子。真核生物在基因表示時(shí),轉(zhuǎn)錄出RNA需要將內(nèi)含子對(duì)應(yīng)RNA序列切除后才可進(jìn)行翻譯。從人基因組文庫(kù)中取得基因A中含有內(nèi)含子,而作為原核生物大腸桿菌不能切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)RNA序列,故基因A在大腸桿菌中無(wú)法表示出蛋白A。(2)病毒對(duì)宿主細(xì)胞侵染含有特異性,噬菌體是專門侵染細(xì)菌病毒,不能侵染家蠶細(xì)胞,故可選取可感染家蠶昆蟲(chóng)病毒作為載體。(3)與真核生物相比,大腸桿菌等原核生物含有繁殖快、輕易培養(yǎng)、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少等優(yōu)點(diǎn),所以在基因工程中慣用原核生物作為受體細(xì)胞。(4)檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A,普通用抗原抗體雜交方法,即用蛋白A抗體與從細(xì)胞中提取蛋白質(zhì)進(jìn)行雜交,觀察是否出現(xiàn)雜交帶。(5)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)實(shí)質(zhì)是S型菌DNA進(jìn)入R型菌體內(nèi),并可在R型菌體內(nèi)完成表示,這證實(shí)了DNA能夠從一個(gè)生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)生物個(gè)體,為基因工程奠定了理論基礎(chǔ)。知識(shí)拓展知識(shí)拓展真核生物基因中通常有內(nèi)含子,原核生物基因中不含有內(nèi)含子,原核生物不能切除內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄RNA序列,故基因工程中不能將真核生物基因直接導(dǎo)入原核生物,而常使用反轉(zhuǎn)錄方法先取得真核生物cDNA(不含內(nèi)含子),再進(jìn)行下一步操作。第19頁(yè)8.(課標(biāo),38,15分)幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁主要成份,幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。經(jīng)過(guò)基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi),可增強(qiáng)其抗真菌病能力?；卮鹨韵聠?wèn)題:(1)在進(jìn)行基因工程操作時(shí),若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶mRNA,常選取嫩葉而不選取老葉作為試驗(yàn)材料,原因是。提取RNA時(shí),提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目標(biāo)是。(2)以mRNA為材料能夠取得cDNA,其原理是。(3)若要使目標(biāo)基因在受體細(xì)胞中表示,需要經(jīng)過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目標(biāo)基因?qū)胧荏w細(xì)胞,原因是(答出兩點(diǎn)即可)。(4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí),DNA連接酶催化形成化學(xué)鍵是。(5)若取得轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物基因組中)抗真菌病能力沒(méi)有提高,依據(jù)中心法則分析,其可能原因是。第20頁(yè)答案答案(1)嫩葉組織細(xì)胞易破碎預(yù)防RNA降解(2)在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下,以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配正確標(biāo)準(zhǔn)能夠合成cDNA(3)目標(biāo)基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn);目標(biāo)基因無(wú)表示所需開(kāi)啟子(4)磷酸二酯鍵(5)目標(biāo)基因轉(zhuǎn)錄或翻譯異常解析解析本題主要考查基因工程相關(guān)知識(shí),考查學(xué)生獲取知識(shí),分析與歸納知識(shí)等能力。(1)從植物體中提取mRNA需要破碎組織細(xì)胞,嫩葉比老葉組織細(xì)胞易破碎,mRNA提取效率高。因?yàn)橹参锝M織中存在RNA酶能將RNA分解,所以試驗(yàn)過(guò)程中要添加RNA酶抑制劑以降低RNA酶活性,保護(hù)提取RNA不被分解。(2)cDNA是在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下,以mRNA為模板,按照堿基互補(bǔ)配正確標(biāo)準(zhǔn)合成。(3)因?yàn)槟繕?biāo)基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn),也無(wú)基因表示所需開(kāi)啟子和終止子,所以需與質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒后再導(dǎo)入受體細(xì)胞。(4)DNA連接酶能夠催化兩個(gè)DNA片段黏性末端或平末端連接形成磷酸二酯鍵。(5)幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物基因組中,不過(guò)轉(zhuǎn)基因植株抗真菌病能力沒(méi)有提升,說(shuō)明轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)不存在抗菌活性蛋白,即幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)錄或翻譯過(guò)程出現(xiàn)異常,從而造成幾丁質(zhì)酶基因沒(méi)有正常表示合成抗菌活性蛋白。第21頁(yè)9.(天津理綜,9,12分)玉米自交系(遺傳穩(wěn)定育種材料)B含有高產(chǎn)、抗病等優(yōu)良性狀,但難以直接培育成轉(zhuǎn)基因植株,為使其取得抗除草劑性狀,需依次進(jìn)行步驟、試驗(yàn)。.取得抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米自交系A(chǔ),技術(shù)路線以下列圖。(1)為預(yù)防酶切產(chǎn)物本身環(huán)化,構(gòu)建表示載體需用2種限制酶,選擇標(biāo)準(zhǔn)是(單項(xiàng)選擇)。Ti質(zhì)粒內(nèi),每種限制酶只有一個(gè)切割位點(diǎn)G基因編碼蛋白質(zhì)序列中,每種限制酶只有一個(gè)切割位點(diǎn)酶切后,G基因形成兩個(gè)黏性末端序列不相同酶切后,Ti質(zhì)粒形成兩個(gè)黏性末端序列相同A.B.C.D.第22頁(yè)(2)下表是4種玉米自交系幼胚組織培養(yǎng)不一樣階段結(jié)果。據(jù)表可知,細(xì)胞脫分化時(shí)使用激素是,自交系幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉(zhuǎn)化受體。(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化愈傷組織時(shí),T-DNA攜帶插入其內(nèi)片段轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞。篩選轉(zhuǎn)化愈傷組織,需使用含選擇培養(yǎng)基。第23頁(yè)(4)轉(zhuǎn)化過(guò)程中,愈傷組織表面常殘留農(nóng)桿菌,造成未轉(zhuǎn)化愈傷組織也可能在選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。含有內(nèi)含子匯報(bào)基因只能在真核生物中正確表示,其產(chǎn)物能催化無(wú)色物質(zhì)K展現(xiàn)藍(lán)色。用K分別處理以下愈傷組織,出現(xiàn)藍(lán)色是(多項(xiàng)選擇)。A.無(wú)農(nóng)桿菌附著未轉(zhuǎn)化愈傷組織B.無(wú)農(nóng)桿菌附著轉(zhuǎn)化愈傷組織C.農(nóng)桿菌附著未轉(zhuǎn)化愈傷組織D.農(nóng)桿菌附著轉(zhuǎn)化愈傷組織(5)組織培養(yǎng)取得轉(zhuǎn)基因植株(核DNA中僅插入一個(gè)G基因)進(jìn)行自交,在子代含G基因植株中,純合子占。繼續(xù)篩選,最終選育出抗除草劑純合自交系A(chǔ)。答案答案(共12分)(1)A(2)2,4-D乙(3)除草劑(4)BD(5)第24頁(yè)解析解析.(1)利用雙酶切可有效預(yù)防出現(xiàn)限制酶切割后產(chǎn)物(目標(biāo)基因、載體)發(fā)生本身環(huán)化及目標(biāo)基因與載體任意連接現(xiàn)象。這要求每種限制酶在Ti質(zhì)粒內(nèi)只有一個(gè)切割位點(diǎn),含目標(biāo)基因DNA片段被兩種限制酶切割形成黏性末端堿基序列不一樣。(2)細(xì)胞脫分化形成愈傷組織。表格信息顯示,使用了2,4-D促使細(xì)胞脫分化。作為轉(zhuǎn)化受體幼胚,不但要易脫分化,而且還要易再分化生芽、生根,故乙幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉(zhuǎn)化受體。(3)構(gòu)建基因表示載體中有抗生素抗性基因和除草劑抗性基因(除草劑抗性基因位于T-DNA片段上),因利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)基因時(shí),只有T-DNA整合到植物細(xì)胞染色體DNA上,故需使用含除草劑培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)化愈傷組織。(4)因“含有內(nèi)含子匯報(bào)基因只能在真核生物中正確表示”,只有細(xì)胞內(nèi)含有匯報(bào)基因(成功轉(zhuǎn)化)愈傷組織,用K處理后出現(xiàn)藍(lán)色,故選BD。(5)轉(zhuǎn)基因植株相當(dāng)于攜帶G基因雜合子,轉(zhuǎn)基因植株自交,后代有3/4植株攜帶G基因,其中純合子占1/3。易錯(cuò)警示易錯(cuò)警示轉(zhuǎn)基因植物培育過(guò)程中,篩選成功轉(zhuǎn)化植物受體細(xì)胞標(biāo)準(zhǔn)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法完成植物細(xì)胞轉(zhuǎn)基因時(shí),因只有Ti質(zhì)粒T-DNA整合到受體細(xì)胞染色體DNA上,故篩選轉(zhuǎn)化植物受體細(xì)胞只能借助T-DNA片段上特殊基因作為篩選標(biāo)準(zhǔn),而Ti質(zhì)粒上非T-DNA片段未導(dǎo)入植物受體細(xì)胞,在對(duì)轉(zhuǎn)化后受體細(xì)胞篩選時(shí)不以此作為選擇標(biāo)準(zhǔn)。第25頁(yè)10.(江蘇單科,33,8分)金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在金屬結(jié)合蛋白,某研究小組計(jì)劃經(jīng)過(guò)多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增取得目標(biāo)基因,構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌,用于重金屬?gòu)U水凈化處理。PCR擴(kuò)增過(guò)程示意圖以下,請(qǐng)回答以下問(wèn)題:(1)從高表示MT蛋白生物組織中提取mRNA,經(jīng)過(guò)取得用于PCR擴(kuò)增。第26頁(yè)(2)設(shè)計(jì)一對(duì)與MT基因兩端序列互補(bǔ)配正確引物(引物1和引物2),為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒,在引物中需要增加適當(dāng)位點(diǎn)。設(shè)計(jì)引物時(shí)需要防止引物之間形成,而造成引物自連。(3)圖中步驟1代表,步驟2代表退火,步驟3代表延伸,這三個(gè)步驟組成一輪循環(huán)。(4)PCR擴(kuò)增時(shí),退火溫度設(shè)定是成敗關(guān)鍵。退火溫度過(guò)高會(huì)破壞堿基配對(duì)。退火溫度設(shè)定與引物長(zhǎng)度、堿基組成相關(guān),長(zhǎng)度相同但引物需要設(shè)定更高退火溫度。(5)假如PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物,則能夠采取改進(jìn)辦法有(填序號(hào):升高退火溫度降低退火溫度重新設(shè)計(jì)引物)。答案答案(8分)(1)逆轉(zhuǎn)錄cDNA(2)限制性核酸內(nèi)切酶堿基互補(bǔ)配對(duì)(3)變性(4)引物與模板GC含量高(5)第27頁(yè)解析解析本題主要考查目標(biāo)基因獲取及PCR技術(shù)相關(guān)知識(shí)。(1)依據(jù)題中表述現(xiàn)象分析,mRNA合成目標(biāo)基因過(guò)程應(yīng)為逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程,由mRNA直接逆轉(zhuǎn)錄形成DNA為cDNA。(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)需要限制酶和DNA連接酶,所以推測(cè)在引物中需要增加適當(dāng)限制酶識(shí)別位點(diǎn)。設(shè)計(jì)引物時(shí)需要注意防止引物1和引物2之間形成堿基互補(bǔ)配對(duì)。(3)圖中步驟1代表變性。(4)退火溫度過(guò)高會(huì)破壞引物與模板鏈之間堿基互補(bǔ)配對(duì)。因?yàn)楹珿/C堿基對(duì)多DNA穩(wěn)定性強(qiáng),所以在PCR過(guò)程中設(shè)置溫度應(yīng)視G/C含量而定。(5)溫度過(guò)高不利于引物與模板結(jié)合;引物設(shè)計(jì)不合理也會(huì)影響PCR擴(kuò)增反應(yīng)。知識(shí)歸納知識(shí)歸納關(guān)于引物幾個(gè)問(wèn)題:引物是一小段DNA或RNA,它能與DNA母鏈一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì),其長(zhǎng)度通常為2030個(gè)核苷酸。因?yàn)镻CR利用了DNA熱變性原理,所以溫度高低直接影響DNA變性、復(fù)性和延伸過(guò)程,尤其是復(fù)性過(guò)程也即題中退火過(guò)程,它關(guān)乎引物是否能與模板鏈結(jié)合,只有結(jié)合后才有可能進(jìn)行“延伸”。結(jié)合DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn),A與T之間有2個(gè)氫鍵、C與G之間有3個(gè)氫鍵知識(shí)分析,引物中含堿基不一樣耐溫程度不一樣,其中含C/G較多引物,PCR擴(kuò)增時(shí)溫度可適當(dāng)提升。第28頁(yè)11.(課標(biāo),40,15分,0.442)圖(a)中三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性內(nèi)切酶識(shí)別序列與切割位點(diǎn),圖(b)為某種表示載體示意圖(載體上EcoR、Sau3A切點(diǎn)是唯一)。依據(jù)基因工程相關(guān)知識(shí),回答以下問(wèn)題:(1)經(jīng)BamH酶切后得到目標(biāo)基因能夠與上述表示載體被酶切后產(chǎn)物連接,理由是。第29頁(yè)(2)若某人利用圖(b)所表示表示載體取得了甲、乙、丙三種含有目標(biāo)基因重組子,如圖(c)所示。這三種重組子中,不能在宿主細(xì)胞中表示目標(biāo)基因產(chǎn)物有,不能表示原因是。(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)酶,常見(jiàn)有和,其中既能連接黏性末端又能連接平末端是。第30頁(yè)答案答案(1)Sau3A兩種酶切割后產(chǎn)生片段含有相同黏性末端(每空2分,共4分)(2)甲和丙(2分)甲中目標(biāo)基因插入在開(kāi)啟子上游,丙中目標(biāo)基因插入在終止子下游,二者目標(biāo)基因均不能被轉(zhuǎn)錄(3分,其它合理答案可酌情給分)(3)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶(每空2分,共6分,其它合理答案可酌情給分)解析解析(1)分析圖(a)可知,限制酶Sau3A與BamH切割DNA后形成黏性末端相同,故經(jīng)這兩種酶切割得到產(chǎn)物能夠用DNA連接酶進(jìn)行連接。(2)構(gòu)建基因表示載體時(shí),為確保目標(biāo)基因能在宿主細(xì)胞中成功表示,目標(biāo)基因應(yīng)插入在開(kāi)啟子和終止子之間,據(jù)此可判