届高三生物一轮书稿第12单元现代生物科技专题含答案 师生复习资料.docx

1、届高三生物一轮书稿第12单元现代生物科技专题含答案 师生复习资料现代生物科技专题第36讲基因工程考试说明 1.基因工程的诞生()。2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)()。3.基因工程的应用()。4.蛋白质工程()。5.DNA的粗提取与鉴定(实验与探究能力)。􀎮考点一基因工程的概念及基本工具􀎯 1.基因工程的概念(1)手段:按照,进行严格的设计,通过体外和等技术,赋予生物以新的遗传特性。(2)目的:创造出更符合人们需要的新的和。(3)水平:水平。 2.基因工程的基本工具(1)限制性核酸内切酶来源:主要从中分离纯化而来。作用:识别双链DNA分子的某种序列,

2、使的两个核苷酸之间的断裂。结果:产生末端或末端。(2)DNA连接酶常用类型Ecoli DNA连接酶T4DNA连接酶来源T4噬菌体功能连接黏性末端连接结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键(3)载体条件:能自我复制、有一个至多个切割位点、有特殊的。常用载体。其他载体:噬菌体的衍生物、等。 1.限制酶和DNA连接酶的关系图12-36-1(1)限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。(2)限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。(3)DNA连接酶起作用时,不需要模板。 2.DNA相关六种酶的比较名称作用部位作用底物作用结果限制酶磷酸二酯键DN

3、A将DNA切成两个或多个片段DNA连接酶磷酸二酯键DNA片段将两个DNA片段连接为一个DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯键脱氧核苷酸以单链DNA为模板,将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端DNA(水解)酶磷酸二酯键DNA将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸解旋酶碱基对之间的氢键DNA将双链DNA分子局部解旋为单链,形成两条长链RNA聚合酶磷酸二酯键核糖核苷酸以单链DNA为模板,将单个核糖核苷酸依次连接到单链末端1.如图12-36-2为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图,据图回答下列问题:图12-36-2(1)a代表的物质和质粒的化学本质都是,二者还具有其他共同点,如,(写出两条即可)。(2)若质粒DNA分子

4、的切割末端为ATGCGC,则与之连接的目的基因切割末端应为;可使用把质粒和目的基因连接在一起。(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA分子上称为,其作用是。(4)下列常在基因工程中用作载体的是 ()A.苏云金芽孢杆菌抗虫基因B.土壤农杆菌环状RNA分子C.大肠杆菌的质粒D.动物细胞的染色体2.2017上海宝山区二模 分析有关基因工程的资料,回答问题。如图12-36-3为构建某重组质粒的过程示意图。lacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X-gal,从而使菌落显现出蓝色,若无该基因,菌落则成白色。图中甲戊DNA片段只注明了黏性末端处的碱基种类,其他碱基的种类未作注明。图12-36-3(1)若酶M特异

5、性识别的DNA碱基序列是,则酶N特异性识别的DNA碱基序列是。(2)过程是将所有片段混合在一起,用酶拼接可得到不同的重组DNA。(3)如果只考虑2个片段的组合,那么甲、乙、丁三个片段中能够形成环状DNA的片段组合是(多选)。A.甲和乙B.甲和甲C.甲和丁D.乙和乙E.乙和丁F.丁和丁(4)为了筛选含重组质粒的受体菌,应在通用培养基中额外加入,培养一段时间,挑选出色的菌落进一步培养。原来质粒中,限制酶M和N的酶切位点。A.M位于青霉素抗性基因中,N位于lacZ基因中B.N位于青霉素抗性基因中,M位于lacZ基因中C.M和N都位于青霉素抗性基因中D.M和N都位于lacZ基因中(5)上述目的基因能够

6、在受体细菌中表达,其原因是不同生物。A.共用一套DNA B.共用一套RNA C.共用一套蛋白质 D.共用一套密码子方法技巧限制酶的选择技巧(1)根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类。图12-36-4应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择Pst。不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择Sma。为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒,如图甲也可选择用Pst和EcoR两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点)。(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类。所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致,以确保产生相同的黏性末

7、端。质粒作为载体必须具备标记基因等,所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构,如图乙中限制酶Sma会破坏标记基因;如果所选酶的切割位点不是一个,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含复制起点区,则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。􀎮考点二基因工程的基本操作程序及PCR技术􀎯 1.基因工程的基本操作程序(1)目的基因的获取目的基因:主要指的基因,也可以是一些具有作用的因子。获取方法(2)基因表达载体的构建基因工程的核心目的:使目的基因,同时使目的基因能够表达和发挥作用。基因表达载体的构成图12-36-5构建过程:图12-36-6(3)将目的基因导

8、入受体细胞生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法、受体细胞体细胞原核细胞转化过程(以农杆菌转化法为例:)将目的基因插入到Ti质粒的上导入农杆菌侵染植物细胞整合到受体细胞的上表达基因表达载体受精卵发育新性状个体处理细胞细胞重组表达载体与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子(4)目的基因的检测与鉴定图12-36-7 2.PCR技术(1)原理:DNA复制,即:双链DNA单链DNA图12-36-8(2)条件(3)过程与结果过程结果:上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了个DNA分子,随着重复次数的增多,DNA分子就以的形式增加。PCR的反应过程都是在中完成的。 1.基因工程操作的易错点分析(

9、1)目的基因的插入位点不是随意的,基因表达需要启动子与终止子的调控,所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。(2)启动子(DNA片段)起始密码子(RNA);终止子(DNA片段)终止密码子(RNA)。(3)基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步,在体外进行。(4)只有第三步(将目的基因导入受体细胞)没有碱基互补配对现象,其余三步都有碱基互补配对现象。 2.DNA复制与PCR技术的比较项目体内DNA复制PCR技术场所主要在细胞核内生物体外酶DNA聚合酶、解旋酶热稳定DNA聚合酶(Taq酶)条件模板、ATP、常温模板、ATP、引物链、温度变化(9095 5560 7075 )原料四种脱氧核苷

10、酸四种脱氧核苷酸特点形成的是整个DNA分子,一个细胞周期只复制一次短时间内形成含有大量目的基因的DNA片段角度1结合实例考查基因工程的基本操作程序1.人血清蛋白(HSA)具有重要的医用价值。如图12-36-9是以基因工程技术获取重组HSA(rHSA)的两条途径,请回答下列问题。图12-36-9(1)如果HSA基因序列未知,可以采用的方法获取该目的基因,为了使该目的基因能够在宿主细胞中复制和稳定保存,通常要先构建后才能导入宿主细胞。(2)方框中的“?”一般选用的生物是,为了提高过程的导入成功率,通常用处理大肠杆菌。(3)人体合成的初始HSA多肽,需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性,所

11、以,选择(填“”或“”)途径获取rHSA更有优势。(4)为了鉴定宿主细胞中是否产生rHSA,可以用方法来进行检验。A.检验HSA基因是否导入 B.检验细胞中是否产生相应的mRNAC.抗原抗体杂交 D.检测是否有标记基因角度2考查PCR技术的原理与过程2.2017福建南平一模 基因工程在农业中的应用发展迅速,基因可导入农作物中,用于改良该农作物的性状。通过多重PCR技术可扩增并检测转基因农作物的外源基因成分。多重PCR技术是在一个PCR 反应体系中加入多对引物,针对多个DNA模板或同一模板的不同区域,扩增多个目的基因的PCR 技术。请回答:(1)我国科学家将Bt毒蛋白基因、鱼的抗冻蛋白基因、控制

12、果实成熟的基因导入农作物,可获得、延熟的转基因作物。(2)引物是根据的一段核苷酸序列合成的,每种基因扩增需要一对引物的原因是。下表是A、B、C三种基因的引物,据表分析,引物特异性主要体现在。A基因引物15GCTCCTACAAATGCCATCATTGC3引物25GATAGTGGGATTGTGCGTCATCCC3B基因引物15TGAATCCTGTTGCCGGTCTT3引物25AAATGTATAATTGCGGGACTCTAATC3C基因引物15CCTTCATGTTCGGCGGTCTCG3引物25GCGTCATGATCGGCTCGATG3(3)PCR过程中温度从90 降到5560 的目的是。(4)检测

13、人员通过多重PCR技术确定农作物中是否含有A、B、C三种转基因。将A、B、C三种基因和待测的农作物基因样品进行PCR,扩增后的产物再进行电泳,结果如图12-36-10。据图分析:含有三种转基因的农作物是,判断依据是。图12-36-10(5)与PCR技术相比,多重PCR技术的优势有:a.。b.。c.。􀎮考点三基因工程的应用与蛋白质工程􀎯一、基因工程的应用 1.植物基因工程抗虫、转基因植物,利用转基因改良植物的品质。 2.动物基因工程提高动物、改善畜产品的品质、用转基因动物生产,用转基因动物作器官移植的供体。 3.基因工程药物(1)方式:利用基因工程培育“”来生产药品。(2)成果:利用“工程菌”可生产细胞因子、抗体、疫苗、激素等。4.基因治疗(1)概念:把导入病人体内,使