版生物高考新素养总复习新高考鲁京津琼讲义考点加强课6和答案Word文件下载.docx

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若质粒上标出T－DNA片段，则所选限制酶切点应位于T－DNA片段中，从而有利于将目的基因嵌入到T－DNA片段上——因为Ti质粒的T－DNA片段最易转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体DNA上，如用两种限制酶XbaⅠ和SacⅠ（两种酶切出的黏性末端不同）切割某DNA，获得含目的基因的片段。

若利用该片段构建基因表达载体，则下图中甲、乙、丁，Ti质粒均不宜选择，而丙Ti质粒宜选取。

（分析如下）

2.目的基因的检测与鉴定

（1）界定“标记基因”与“DNA分子杂交技术”在目的基因检测中的作用：

①载体上标记基因的标记原理

载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。

目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。

当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，倘若在选择培养基中不能存活，则表明无质粒转入，当然不会有“目的基因”转入，能存活时必含该载体，原理如下图所示：

②“标记基因”筛选后为何还需应用“DNA分子杂交技术”确认目的基因是否转入？

经上述步骤筛选得到的受体细胞，只是含特定的标记基因的质粒，然而，该质粒上是否成功嵌入了目的基因，还不能确定，故仍需使用“目的基因”作探针，利用DNA分子杂交技术，检测受体细胞的质粒上是否含目的基因。

（2）使用“目的基因”作探针，运用“分子杂交技术”检测目的基因是否转录出特定mRNA。

（3）采用“抗原—抗体杂交技术”，从转基因生物中提取蛋白质（作抗原）与相应抗体杂交，依据是否出现杂交带确认目的基因是否“指导”特定蛋白质的合成。

（4）采用抗虫、抗病毒等“接种实验”进行目的基因成功表达的“个体生物学”水平的检测。

【例证】

1.（2017·

北京卷，5）为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C（图1），拟将其与质粒（图2）重组，再借助农杆菌导入菊花中。

下列操作与实验目的不符的是（　　）

A.用限制性核酸内切酶EcoRI和DNA连接酶构建重组质粒

B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞

C.在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞

D.用DNA分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上

解析　图2中质粒中的抗性基因为潮霉素抗性基因，应该在培养基中添加潮霉素，筛选被转化的菊花细胞，C错误。

答案　C

2.（2016·

全国卷Ⅲ，40）图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体的示意图（载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的）。

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

（1）经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被　　　　酶切后的产物连接，理由是________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

（2）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组DNA分子，如图（c）所示，这三种重组DNA分子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有　　　　，不能表达的原因是_________________________________

图（c）

（3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有　　　　和　　　　，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是_______________________________。

[慧眼识图　获取信息]

（1）三种限制酶切割结果分析

（2）表达载体与重组DNA分子分析

答案　

（1）Sau3AⅠ　两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端　

（2）甲、丙　甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录　（3）E·

coliDNA连接酶　T4DNA连接酶　T4DNA连接酶

1.（2019·

山东名校联考）图甲、乙中的箭头表示三种限制性核酸内切酶的酶切位点，ampr表示氨苄青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。

下列叙述正确的是（　　）

A.图甲中的质粒用BamHⅠ切割后，含有4个游离的磷酸基团

B.在构建重组质粒时，可用PstⅠ和BamHⅠ切割质粒和外源DNA

C.用PstⅠ和HindⅢ酶切，可以保证重组DNA序列的唯一性

D.导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长

解析　图甲中的质粒只有一个BamHⅠ切割位点，切割后形成一个直链DNA，含2个游离的磷酸基团，A错误；

BamHⅠ切割位点在目的基因上，不能用该酶切割外源DNA，B错误；

用PstⅠ和HindⅢ酶切，能将质粒切成两个片段，用PstⅠ和HindⅢ酶切，能将外源DNA切成三段，只有含目的基因的片段通过DNA连接酶与质粒连接形成的重组质粒符合要求，而另一个重组质粒无目的基因，不符合要求，从而保证重组DNA序列的唯一性，C正确；

导入目的基因的大肠杆菌，其重组质粒是用PstⅠ和HindⅢ酶切割的，其中的ampr（氨苄青霉素抗性基因）已被破坏，D错误。

2.（2019·

山东菏泽调研）科技人员通过基因工程、细胞融合等技术制作工程细胞，并利用工程细胞生产人们所需要的医用蛋白，如用于治疗糖尿病的胰岛素。

下面是利用大肠杆菌培育工程菌时用到的质粒、胰岛素基因及相关的限制酶。

请回答：

表　几种限制酶识别序列及其切割位点

限制酶

BglⅡ

BclⅠ

Sau3AⅠ

HpaⅡ

识别序列及

切割位点

↓

AGATCT

TCTAGA

↑

TGATCA

ACTAGT

GATC

CTAG

　↓

CCGG

GGCC

　　↑

（1）能识别人胰岛素的mRNA并催化合成cDNA的酶是　　　　；

利用PCR技术对cDNA进行扩增所需要的酶是　　　　。

在基因工程中，限制酶不能识别并切割单链核酸，其具体功能是______________________________________________。

（2）上表中可切割形成图2胰岛素基因末端的限制酶为　　　　；

不宜选用Sau3AⅠ限制酶切割质粒的原因是____________________________________________。

酶切后的质粒与胰岛素基因通过　　　　（填酶）作用后获得基因表达载体。

（3）基因表达载体导入大肠杆菌前，常用Ca2＋处理菌体，其目的是_____________。

（4）从大肠杆菌细胞内获得了胰岛素，但其没有降血糖的功能，出现这种现象的原因是________________________________________________________________。

解析　

（2）根据胰岛素基因末端序列可知，切割胰岛素基因的限制酶识别和切割的序列为—GATCC—，表中的Sau3AⅠ可识别切割。

分析表格信息可知，Sau3AⅠ限制酶可识别并切割BglⅡ或BclⅠ限制酶的识别序列，导致质粒中的标记基因均被破坏。

答案　

（1）逆转录酶　热稳定DNA聚合酶或（Taq酶）　识别双链DNA的某种特定核苷酸序列并断裂特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键

（2）Sau3AⅠ　Sau3AⅠ限制酶能识别并切割BglⅡ和BclⅠ限制酶的识别序列，导致质粒中的标记基因均被破坏（其他合理答案也可）　DNA连接酶

（3）提高受体细胞的转化率（其他合理答案也可）

（4）大肠杆菌为原核生物，细胞中只有核糖体，没有内质网和高尔基体，不能对肽链进行加工，形成有活性的胰岛素

3.（2019·

海口市质检）胰岛素是治疗糖尿病的重要药物。

现利用基因工程技术让大肠杆菌生产人胰岛素，下图为大肠杆菌质粒，请据图作答。

补充说明：

HindⅢ、BamHⅠ、EcoRⅠ是限制酶切位点　tetR、ampR是抗生素抗性基因

（1）获取目的基因时，应从人的　　　　　　　　　　文库（基因组/cDNA）中获取，这样做的原因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

获取后不能直接对目的基因酶切，因为　　　　　　　　，因此需要在目的基因两端添加　　　　　　　　　　。

（2）天然人胰岛素不耐储存，可使用蛋白质工程对蛋白质进行改造。

蛋白质工程的基本途径为　　　　　　　　→设计预期蛋白质结构→　　　　　　→找到相对应的脱氧核苷酸序列。

答案　

（1）cDNA　cDNA中无内含子序列，能够在大肠杆菌中表达正确蛋白质　cDNA中只有编码氨基酸的序列，直接酶切会导致基因结构改变　BamHⅠ和EcoRI的识别位点

（2）预期蛋白质功能　推测应有的氨基酸序列

（时间：

15分钟）

山东烟台调研）菊花是重要观赏花卉，为增加菊花花色类型，某科研小组从植物A的基因文库中选出花色基因C（图1），并将其与质粒（图2）重组，再借助农杆菌导入菊花中。

请回答下列问题：

（1）利用PCR技术可扩增花色基因C，扩增前需根据花色基因C的一段核苷酸序列合成　　　　，便于扩增时热稳定DNA聚合酶延伸DNA子链。

（2）构建基因表达载体时，需用EcoRⅠ分别处理C基因和质粒而不用BamHⅠ的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　；

当C基因和质粒连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是　　　　。

（3）用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织时，需在培养基中添加酚类物质，其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　；

C基因的遗传特性能在菊花体内维持和表达的关键是　　　　　　　　；

为筛选出成功转化的菊花细胞，应在筛选培养基中添加　　　　。

（4）经检测部分菊花植株的基因组中已有C基因，但没有表现C基因对应花色，为分析原因，可从分子水平上采用　　　　　　　　技术检测C基因是否转录。

解析　

（1）利用PCR技术扩增DNA前需根据花色基因C的一段核苷酸序列合成引物，便于延伸DNA子链。

（2）构建基因表达载体时，需用EcoRⅠ分别处理C基因和质粒而不用B