（浙江專版）2019版高考生物一輪復(fù)習(xí) 第32講 基因工程學(xué)案

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1、 第32講 基因工程 章 知識(shí)內(nèi)容 考試屬性及要求 考查頻率 加試 基因工程 1.工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生 2.基因工程的原理和技術(shù) 3.基因工程的應(yīng)用 4.活動(dòng)：提出生活中的疑難問題，設(shè)計(jì)用基因工程技術(shù)解決的方案 a b a c 2015年10月第32題(1)(2)(5)(6)(4分) 2016年4月第32題(二)(1)(3分) 克隆技術(shù) 5.植物的克隆 6.動(dòng)物的克隆 b a 2015年10月第32題(4)(2分) 2016年4月第32題(二)(1)(2)(4分) 2016年10月第32題(二)(1)(2)(3)(7分) 胚胎工程

2、7.從受精卵談起 8.胚胎工程 a a 生態(tài)工程 9.生態(tài)工程的主要類型 10.生態(tài)工程在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 11.活動(dòng)：庭院生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益分析 a a a 2017年4月第32題(二)(1)(2)(7分) 考點(diǎn)　基因工程 1.基因工程 (1)廣義概念：把一種生物的遺傳物質(zhì)(細(xì)胞核、染色體脫氧核糖核酸等)移到另外一種生物的細(xì)胞中去，并使這種遺傳物質(zhì)所帶的遺傳信息在受體細(xì)胞中表達(dá)。 (2)核心：構(gòu)建重組DNA分子。 (3)基因工程原理：基因重組。 (4)理論基礎(chǔ)：DNA是生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的確立以及遺傳信息傳遞方式的認(rèn)定。 (5)技術(shù)保

3、障：限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和質(zhì)粒載體的發(fā)現(xiàn)和運(yùn)用。 2.基因工程的工具 (1)限制性核酸內(nèi)切酶 ①來源：主要從原核生物中分離純化出來。 ②作用 a.特異性識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列。 b.切割相應(yīng)兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。 ③結(jié)果：產(chǎn)生粘性末端或平末端。 (2)DNA連接酶 作用：將具有相同粘性末端或平末端的兩個(gè)DNA片段連接在一起，形成磷酸二酯鍵。 (3)載體 ①常用載體－質(zhì)粒：在細(xì)菌中獨(dú)立于擬核之外，為雙鏈環(huán)狀DNA分子，能自主復(fù)制和穩(wěn)定存在，常含有特殊的抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因，以供目的基因篩選。 ②其他載體：噬菌體、動(dòng)植物病毒等。

4、3.基因工程的基本操作步驟 4.基因工程的應(yīng)用 (1)用于遺傳育種：定向變異，目的性強(qiáng)；克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 (2)用于疾病治療： ①生產(chǎn)基因工程藥物，如胰島素、乙肝疫苗等。 ②基因治療：向目標(biāo)細(xì)胞中引入正常功能的基因，糾正或補(bǔ)償基因缺陷，達(dá)到治療的目的。如對(duì)B型血友病治療獲得成功。 (3)用于生態(tài)環(huán)境保護(hù) 1.(2015·10月浙江選考　節(jié)選)科研人員擬將已知的花色基因(目的基因)轉(zhuǎn)入矮牽牛的核基因組中，培育新花色的矮牽牛。請(qǐng)回答： (1)為了獲得大量的目的基因，將其與含有抗生素抗性基因的質(zhì)粒DNA形成重組DNA，再與經(jīng)________(A.氯化鈣　

5、B.氯化鈉　C.蔗糖　D.葡萄糖)處理的大腸桿菌液混合，使重組DNA進(jìn)入大腸桿菌。 (2)從擴(kuò)大培養(yǎng)的大腸桿菌中提取含有目的基因的DNA，用________分別切割含目的基因的DNA和農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒，然后用DNA連接酶連接，形成重組DNA并導(dǎo)入農(nóng)桿菌。 (3)提取葉片組織的DNA，采用PCR技術(shù)________目的基因，鑒定目的基因是否成功導(dǎo)入。 (4)為判斷本研究是否達(dá)到預(yù)期目的，可比較轉(zhuǎn)基因植株和非轉(zhuǎn)基因植株的________性狀。 解析　(1)用氯化鈣處理大腸桿菌，使大腸桿菌處于感受態(tài)，使重組DNA能夠進(jìn)入大腸桿菌，完成重組DNA的導(dǎo)入。(2)用限制性核酸內(nèi)切酶分別切割含目的基

6、因的DNA和農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒，然后用DNA連接酶連接，形成重組DNA分子。(3)采用PCR技術(shù)可對(duì)特定DNA片段進(jìn)行擴(kuò)增。(4)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因植物中目的基因的表達(dá)情況，可以對(duì)轉(zhuǎn)基因植物個(gè)體的相應(yīng)性狀變化進(jìn)行鑒定，本研究中可以比較轉(zhuǎn)基因植株和非轉(zhuǎn)基因植株的花色來鑒定。 答案　(1)A　(2)限制性核酸內(nèi)切酶　(3)擴(kuò)增　(4)花色 2.(2016·4月浙江選考　節(jié)選)兔肝細(xì)胞中的基因E編碼代謝甲醛的酶，擬利用基因工程技術(shù)將基因E轉(zhuǎn)入矮牽牛中，以提高矮牽牛對(duì)甲醛的代謝能力，請(qǐng)回答： 從兔肝細(xì)胞中提取mRNA，在________酶的作用下形成互補(bǔ)DNA，然后以此DNA為模板擴(kuò)增得到基因E。在相關(guān)酶

7、的作用下，將基因E與Ti質(zhì)粒連接在一起，形成________，再導(dǎo)入用氯化鈣處理的________，侵染矮牽牛葉片。 解析　mRNA在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下形成互補(bǔ)DNA。將基因E與Ti質(zhì)粒連接在一起，形成重組DNA分子。重組DNA分子可導(dǎo)入用氯化鈣處理的農(nóng)桿菌細(xì)胞，再用處理的農(nóng)桿菌侵染矮牽牛葉片，從而使基因E整合到矮牽牛細(xì)胞的染色體DNA上。 答案　逆轉(zhuǎn)錄　重組DNA分子(重組質(zhì)粒)　農(nóng)桿菌 本題組對(duì)應(yīng)選修三P1～P12，基因工程 1.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶為基因的分離和重組提供了必要手段，而載體能夠?qū)⑼庠椿蜻\(yùn)送到細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)基因工程的目的。 2.質(zhì)粒是能夠自主復(fù)制的雙鏈環(huán)狀DN

8、A分子，獨(dú)立于擬核之外存在，是一種特殊的遺傳物質(zhì)。 3.基因工程的基本操作步驟有：目的基因的獲得、重組DNA的形成、重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞、篩選含有目的基因的受體細(xì)胞和目的基因的表達(dá)五個(gè)方面，其中核心是構(gòu)建重組DNA分子。 4.基因治療是向目標(biāo)細(xì)胞中引入正常功能的基因，以糾正或補(bǔ)償基因的缺陷，達(dá)到治療的目的。 5.利用農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒介導(dǎo)，可以將目的基因?qū)胫参锸荏w細(xì)胞中，并整合到染色體DNA中，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定表達(dá)。 角度1　基因工程工具 1.已知一雙鏈DNA分子，用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ切割得到長(zhǎng)度為120 kb(kb：千堿基對(duì))片段；用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ切割得到40 kb和80 kb兩個(gè)

9、片段；同時(shí)用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ和限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ切割時(shí)，得到10 kb、80 kb和30 kb 3個(gè)片段。據(jù)此分析該雙鏈DNA分子結(jié)構(gòu)及酶切位點(diǎn)情況為(　　) 解析　根據(jù)題意，該DNA用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ切割后得1條片段，故為環(huán)狀DNA，根據(jù)兩酶的作用特點(diǎn)，可知酶切圖譜為D。 答案　D 2.如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是(　　) A.①②③④ B.①②④③ C.①④②③ D.①④③② 解析　限制性核酸內(nèi)切酶可在特定位點(diǎn)對(duì)DNA分子進(jìn)行切割，①為限制性核酸內(nèi)切酶。DNA聚合酶

10、在DNA分子復(fù)制時(shí)將脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈， ④為DNA聚合酶。DNA連接酶可將限制性核酸內(nèi)切酶切開的磷酸二酯鍵連接在一起，②為DNA連接酶。解旋酶的作用是將DNA雙鏈解開螺旋，為復(fù)制或轉(zhuǎn)錄提供模板，③為解旋酶。 答案　C 1.限制性核酸內(nèi)切酶 (1)識(shí)別序列的特點(diǎn)：呈現(xiàn)堿基互補(bǔ)對(duì)稱，無論是奇數(shù)個(gè)堿基還是偶數(shù)個(gè)堿基，都可以找到一條中心軸線(如圖)，中軸線兩側(cè)的雙鏈DNA上的堿基是反向?qū)ΨQ重復(fù)排列的(如下圖)，以中心線為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對(duì)稱；以為軸，兩側(cè)堿基互補(bǔ)對(duì)稱。 (2)切割后產(chǎn)生末端的種類——粘性末端和平末端：當(dāng)限制性核酸內(nèi)切酶在它識(shí)別序列的中軸線兩側(cè)將DNA的

11、兩條鏈分別切開時(shí)，產(chǎn)生的是粘性末端，而當(dāng)限制性核酸內(nèi)切酶在它識(shí)別序列的中軸線處切開時(shí)，產(chǎn)生的是平末端。 2.限制性核酸內(nèi)切酶與DNA連接酶的關(guān)系 3.與DNA有關(guān)的酶的比較 項(xiàng)目 作用底物 作用部位 形成產(chǎn)物 限制性核酸內(nèi)切酶 DNA分子 磷酸二酯鍵 粘性末端或平末端 DNA連接酶 DNA片段 磷酸二酯鍵 重組DNA分子 DNA聚合酶 脫氧核苷酸 磷酸二酯鍵 子代DNA 解旋酶 DNA分子 堿基對(duì)中的氫鍵 形成脫氧核苷酸單鏈 DNA(水解)酶 DNA分子 磷酸二酯鍵 游離的脫氧核苷酸 角度2　基因工程原理和技術(shù)、應(yīng)用 1.天然的玫瑰沒

12、有藍(lán)色花，這是由于缺少控制藍(lán)色色素合成的基因B，而開藍(lán)色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B?，F(xiàn)用基因工程技術(shù)培育藍(lán)玫瑰，下列操作正確的是(　　) A.提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA，再擴(kuò)增基因B B.利用限制性核酸內(nèi)切酶從開藍(lán)色花矮牽牛的基因文庫(kù)中獲取基因B C.利用DNA聚合酶將基因B與質(zhì)粒連接后導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞 D.將基因B直接導(dǎo)入大腸桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞 解析　獲取目的基因B，可先提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA，再經(jīng)PCR擴(kuò)增，A正確；題干中已指明基因B序列已知，故常用化學(xué)方法人工合成和PCR技術(shù)擴(kuò)增基因，而從基因文庫(kù)中獲取序列未知

13、的目的基因，B錯(cuò)誤；連接目的基因與質(zhì)粒的酶是DNA連接酶，C錯(cuò)誤；將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，不使用大腸桿菌，D錯(cuò)誤。 答案　A 2.科學(xué)家將外源目的基因與大腸桿菌的質(zhì)粒進(jìn)行重組，并在大腸桿菌中成功表達(dá)。下圖表示構(gòu)建重組質(zhì)粒和篩選含目的基因的大腸桿菌的過程。請(qǐng)據(jù)圖回答問題： (1)步驟①和②中常用的工具酶是________和________。 (2)圖中質(zhì)粒上有抗氨芐青霉素和抗四環(huán)素兩個(gè)標(biāo)記基因，經(jīng)過①和②步驟后，有些質(zhì)粒上的________基因內(nèi)插入了外源目的基因，形成重組質(zhì)粒，由于目的基因的分隔使得該抗性基因失活。 (3)步驟③是________的過程，為了促進(jìn)

14、該過程，應(yīng)該用________處理大腸桿菌。 (4)步驟④將三角瓶?jī)?nèi)的大腸桿菌接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基C上培養(yǎng)，目的是篩選________，能在C中生長(zhǎng)的大腸桿菌有________種。 (5)步驟⑤：用無菌牙簽挑取C上的單個(gè)菌落，分別接種到D(含氨芐青霉素和四環(huán)素)和E(含四環(huán)素)兩個(gè)培養(yǎng)基的相同位置上，一段時(shí)間后，菌落的生長(zhǎng)狀況如圖所示。含目的基因的菌落位于________(D、E)上，請(qǐng)?jiān)趫D中相應(yīng)的位置上圈出來。 解析　(1)形成重組DNA分子需要用到限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶兩種工具酶。(2)由圖可知，有些質(zhì)粒上的氨芐青霉素抗性基因被切開并接入了外源目的基因。(3)步驟③是將重組

15、質(zhì)粒(目的基因)導(dǎo)入大腸桿菌(受體細(xì)胞)的過程；應(yīng)用CaCl2溶液處理大腸桿菌增加大腸桿菌細(xì)胞壁的通透性，利于重組質(zhì)粒進(jìn)入大腸桿菌。(4)步驟④的目的是篩選含四環(huán)素抗性基因的大腸桿菌，能在C中生長(zhǎng)的大腸桿菌有2種，一種是只含有四環(huán)素抗性基因的大腸桿菌，另一種是含有四環(huán)素抗性基因和目的基因的大腸桿菌。(5)含有目的基因的大腸桿菌不抗氨芐青霉 素，不能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，因此含有目的基因的菌落存在于E上。 答案　(1)限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶　(2)氨芐青霉素抗性　(3)將重組質(zhì)粒(目的基因)導(dǎo)入大腸桿菌(受體細(xì)胞)　CaCl2溶液　(4)含四環(huán)素抗性基因的大腸桿菌　2　(5

16、)E 1.受體細(xì)胞與導(dǎo)入方法 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) 感受態(tài)細(xì)胞法 受體細(xì)胞 體細(xì)胞 受精卵 細(xì)菌細(xì)胞 轉(zhuǎn)化過程 將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T－DNA上→農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上→表達(dá) 將含有目的基因的表達(dá)載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動(dòng)物 Ca2＋處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子 2.基因工程中的幾種檢測(cè)方法 (時(shí)間：40分鐘　分?jǐn)?shù)：100分) 1.下圖表示利用植物細(xì)胞工程

17、對(duì)棉花進(jìn)行改良的過程，①②③④表示實(shí)驗(yàn)過程，請(qǐng)據(jù)圖回答，下列說法正確的是(　　) A.外源基因能夠?qū)氩⒋罅繌?fù)制的物質(zhì)基礎(chǔ)是自然界共用一套密碼子 B.②過程能定向改變?cè)|(zhì)體的遺傳特性 C.③過程只能通過液體懸浮培養(yǎng)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn) D.基因工程技術(shù)與花藥離體培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合可快速獲得純合棉花植株 解析　外源基因能夠正確表達(dá)的物質(zhì)基礎(chǔ)是自然界共用一套密碼子，A錯(cuò)誤；基因工程能定向改造生物的性狀，B正確；愈傷組織培養(yǎng)時(shí)用固體培養(yǎng)基，而液體懸浮培養(yǎng)可以將愈傷組織分散成單細(xì)胞，C錯(cuò)誤；花藥離體培養(yǎng)得到單倍體幼苗后再用秋水仙素處理才能獲得純合植株，D錯(cuò)誤。 答案　B 2.科學(xué)家在河南華溪蟹

18、中找到了金屬硫蛋白基因，并以農(nóng)桿菌的質(zhì)粒為載體，采用轉(zhuǎn)基因方法培育出了汞吸附能力極強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因煙草。下列有關(guān)該煙草培育的說法錯(cuò)誤的是(　　) A.需用特定的限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草的核酸 B.轉(zhuǎn)基因煙草與原煙草之間一般不會(huì)出現(xiàn)生殖隔離 C.通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)入重組質(zhì)粒的植物細(xì)胞是單個(gè)煙草細(xì)胞或原生質(zhì)體 D.金屬硫蛋白基因的兩端與作為載體的質(zhì)粒至少存在著一段核苷酸序列相同的片段 解析　在基因工程中，需要用特定的限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和運(yùn)載體，而不切割煙草的核酸，A錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)基因煙草和原來煙草之間一般不會(huì)出現(xiàn)生殖隔離，B正確；通過農(nóng)桿菌導(dǎo)入目的基因的植物細(xì)胞是單個(gè)煙草細(xì)胞或原生質(zhì)體，C正確；

19、目的基因的兩端與載體至少存在一段核苷酸序列相同的片段，便于目的基因插入，D正確。 答案　A 3.chlL基因是藍(lán)藻擬核DNA上控制葉綠素合成的基因。為了研究該基因?qū)θ~綠素合成的控制，需要構(gòu)建缺失chlL基因的藍(lán)藻細(xì)胞。技術(shù)路線如下圖所示，對(duì)此技術(shù)描述中，正確的是(　　) A.②過程共形成2個(gè)磷酸二酯鍵 B.①②過程都需要使用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 C.該項(xiàng)技術(shù)操作成功的標(biāo)志是目的基因的表達(dá) D.紅霉素抗性基因是標(biāo)記基因，用于篩選含有chlL基因的受體細(xì)胞 解析　②過程共形成4個(gè)磷酸二酯鍵，A錯(cuò)誤；①過程和②過程需要限制性核酸內(nèi)切酶切割和DNA連接酶連接，形成重組質(zhì)粒，

20、B正確；因最終得到的是無chlL基因的藍(lán)藻，故操作成功的標(biāo)志并不是目的基因的表達(dá)，C錯(cuò)誤；插入紅霉素抗性基因后chlL基因被破壞，因此不可能是篩選含有chlL基因的受體細(xì)胞，D錯(cuò)誤。 答案　B 4.下面是關(guān)于獲得能產(chǎn)生人干擾素大腸桿菌的問題。請(qǐng)回答： (1)用限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別人干擾素基因和質(zhì)粒中一段特定的________并切割，然后用________連接形成重組DNA。該質(zhì)粒是一種含抗生素抗性基因的________核酸分子。 A.雙鏈環(huán)狀 B.單鏈環(huán)狀 C.雙鏈線狀 D.單鏈線狀 (2)將含人干擾素基因的重組質(zhì)粒導(dǎo)入到大腸桿菌，經(jīng)含有________的培養(yǎng)基篩選等過程，最終

21、獲得能產(chǎn)生人干擾素的大腸桿菌。 解析　(1)限制性核酸內(nèi)切酶能夠識(shí)別一段特定的核苷酸序列，并在特定的部位將DNA分子切割，DNA連接酶可以將兩個(gè)DNA片段通過磷酸二酯鍵連接起來。質(zhì)粒是含有抗生素抗性基因的雙鏈環(huán)狀核酸分子。(2)將含人干擾素基因的重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌，經(jīng)含有抗生素的培養(yǎng)基篩選等過程，最終獲得能產(chǎn)生人干擾素的大腸桿菌。 答案　(1)核苷酸序列　DNA連接酶　A　(2)抗生素 5.(2017·寧波模擬　節(jié)選)新一代基因編輯工具由Cas9(一種限制性核酸內(nèi)切酶)和向?qū)NA構(gòu)成。該復(fù)合體能與DNA分子上的特定序列結(jié)合，并在合適位點(diǎn)切斷DNA雙鏈(如下圖所示)。DNA被切斷后

22、，細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)DNA損傷修復(fù)機(jī)制，在此基礎(chǔ)上如果為細(xì)胞提供一個(gè)修復(fù)模板，細(xì)胞就會(huì)按照提供的模板在修復(fù)過程中引入片段插入或定點(diǎn)突變，從而實(shí)現(xiàn)基因編輯。 請(qǐng)回答： (1)在將編碼Cas9的基因?qū)胝婧思?xì)胞的轉(zhuǎn)基因操作中，若控制合成Cas9的基因序列已知，可用________方法合成目的基因，再構(gòu)建________導(dǎo)入真核細(xì)胞，該過程中需要使用的酶是________(A.限制性核酸內(nèi)切酶　B.DNA連接酶　C.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶　D.DNA聚合酶)。上述轉(zhuǎn)基因操作成功的標(biāo)志是________。 (2)如圖所示，基因編輯工具發(fā)揮作用時(shí)，向?qū)NA分子的序列與基因組DNA中特定堿基序

23、列因?yàn)開_______所以能結(jié)合在一起，然后由Cas9催化________鍵斷裂，從而使DNA分子斷裂。 (3)一般來說，在使用基因編輯工具對(duì)不同基因進(jìn)行編輯時(shí)，應(yīng)使用Cas9和________(填“相同”或“不同”)的向?qū)NA進(jìn)行基因的相關(guān)編輯。 解析　(1)在基因工程中，當(dāng)目的基因序列已知，可用化學(xué)方法合成目的基因，通過使用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶處理目的基因和載體DNA，構(gòu)建出含目的基因的重組DNA分子，再導(dǎo)入受體細(xì)胞。轉(zhuǎn)基因操作成功的標(biāo)志是目的基因表達(dá)成功，即合成了Cas9。(2)向?qū)NA分子的序列與基因組DNA中特定堿基序列因?yàn)閴A基序列互補(bǔ)所以能結(jié)合在一起，然后由Cas

24、9催化磷酸二酯鍵斷裂，從而使DNA分子斷裂。(3)在使用基因編輯工具對(duì)不同基因進(jìn)行編輯時(shí)，應(yīng)使用Cas9和不同的向?qū)NA進(jìn)行基因的相關(guān)編輯，因?yàn)椴煌南驅(qū)NA會(huì)與不同的基因部分互補(bǔ)配對(duì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同基因進(jìn)行編輯的目的。 答案　(1)化學(xué)　含目的基因的重組DNA分子　C　控制Cas9基因的成功表達(dá)(或合成了Cas9)　(2)堿基序列互補(bǔ)　磷酸二酯　(3)不同 6.在應(yīng)用農(nóng)桿菌侵染植物葉片獲得轉(zhuǎn)基因植株的常規(guī)實(shí)驗(yàn)步驟中，不需要的是(　　) A.用攜帶目的基因的農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞 B.用選擇培養(yǎng)基篩選導(dǎo)入目的基因的細(xì)胞 C.用聚乙二醇誘導(dǎo)轉(zhuǎn)基因細(xì)胞的原生物質(zhì)融合 D.用適當(dāng)比例的生

25、長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)愈傷組織生芽 解析　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是基因工程中常用的將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法，A正確；篩選含目的基因的受體細(xì)胞，可以在選擇培養(yǎng)基上針對(duì)標(biāo)記基因進(jìn)行，B正確；在應(yīng)用農(nóng)桿菌侵染植物葉片獲得轉(zhuǎn)基因植株的過程中沒有涉及原生質(zhì)體融合，C錯(cuò)誤；獲得含目的基因的受體細(xì)胞后還要經(jīng)過植物組織培養(yǎng)過程才能得到轉(zhuǎn)基因植物，在植物組織培養(yǎng)過程中需要調(diào)整培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素濃度配比，誘導(dǎo)其完成脫分化和再分化進(jìn)程，D正確。 答案　C 7.下列有關(guān)基因工程的敘述，正確的是(　　) A.DNA連接酶只能將同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割而成的粘性末端連接起來 B.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，受體

26、細(xì)胞即發(fā)生基因突變 C.目的基因與質(zhì)粒結(jié)合的過程發(fā)生在細(xì)胞外 D.常使用的載體有大腸桿菌、噬菌體和動(dòng)植物病毒等 解析　DNA連接酶能將堿基互補(bǔ)的粘性末端或者平末端連接起來，A錯(cuò)誤；目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，受體細(xì)胞即發(fā)生基因重組，B錯(cuò)誤；常使用的載體有質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒，D錯(cuò)誤。 答案　C 8.下列有關(guān)基因工程的敘述，正確的是(　　) A.質(zhì)粒上的標(biāo)記基因可能會(huì)在基因工程操作中被破壞 B.限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別所有的核苷酸序列 C.利用細(xì)菌質(zhì)粒構(gòu)建的重組質(zhì)粒不能用于真核生物的基因工程 D.受體細(xì)胞若能表達(dá)質(zhì)粒載體上的標(biāo)記基因，即表明重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入 解析　在形成重組DN

27、A時(shí)，目的基因可以插入質(zhì)粒上的標(biāo)記基因，利用插入失活進(jìn)行篩選；限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別特定的核苷酸序列并在特定部位切割DNA分子；重組質(zhì)?？梢詫?dǎo)入真核細(xì)胞，也可導(dǎo)入原核細(xì)胞；質(zhì)粒上的標(biāo)記基因能表達(dá)，只能說明質(zhì)粒成功導(dǎo)入了，不能說明重組后的質(zhì)粒也導(dǎo)入成功了。 答案　A 9.我國(guó)自主研制的復(fù)制型艾滋病疫苗，是把艾滋病病毒的核酸的幾個(gè)重要片段逆轉(zhuǎn)錄后插入天花病毒DNA中，形成重組病毒疫苗。該疫苗具有復(fù)制能力，可以持續(xù)刺激免疫系統(tǒng)，使人產(chǎn)生較強(qiáng)的免疫能力。該疫苗研制過程中(　　) A.運(yùn)用了RNA病毒容易突變的能力 B.運(yùn)用了基因工程手段，使用質(zhì)粒作為運(yùn)載體 C.通常需要利用動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)技

28、術(shù) D.該重組病毒的形成說明艾滋病病毒和天花病毒具有相同的遺傳物質(zhì) 解析　整個(gè)過程沒有涉及基因突變，把艾滋病病毒的核酸的幾個(gè)重要片段逆轉(zhuǎn)錄后插入天花病毒DNA中會(huì)導(dǎo)致基因發(fā)生重組，不同的生物的DNA能發(fā)生重組是由于兩者的結(jié)構(gòu)是相同的，都是雙螺旋并且基本單位都一樣，都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，A、D錯(cuò)誤；本題中的運(yùn)載體是選用天花病毒，B錯(cuò)誤；艾滋病病毒和天花病毒都是動(dòng)物病毒，所以會(huì)涉及動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，C正確。 答案　C 10.(2017·10月新高考聯(lián)盟　節(jié)選)利用現(xiàn)代生物技術(shù)，讓已知堿基序列的人胰島素原基因表達(dá)，獲得基因產(chǎn)品。請(qǐng)回答： (1)可以用________方法獲得目的基因(人

29、胰島素原基因)。 (2)目的基因與質(zhì)粒在________的作用下，形成重組質(zhì)粒。重組質(zhì)粒是否轉(zhuǎn)移到大腸桿菌宿主細(xì)胞中，可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，原因是重組質(zhì)粒上有________基因。 (3)經(jīng)過培養(yǎng)，目的基因在宿主細(xì)胞內(nèi)大量擴(kuò)增，并合成人胰島素原。若要使目的基因在細(xì)胞外大量擴(kuò)增，可用________技術(shù)擴(kuò)增。 (4)將該目的基因利用________(A.顯微注射法　B.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　C.細(xì)胞融合法　D.氯化鈣誘導(dǎo)法)導(dǎo)入牛受精卵，經(jīng)胚胎體外培養(yǎng)獲得早期胚胎，經(jīng)________轉(zhuǎn)移到受體的輸卵管或子宮角，可獲得轉(zhuǎn)基因牛。 解析　(1)在已知堿基序列的前提下，人胰島素原基因通常采用

30、化學(xué)合成法獲得。(2)目的基因與質(zhì)粒在限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用下，形成重組質(zhì)粒。重組質(zhì)粒是否轉(zhuǎn)移到大腸桿菌宿主細(xì)胞中，可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，原因是重組質(zhì)粒上有四環(huán)素抗性基因。(3)若要使目的基因在細(xì)胞外大量擴(kuò)增，可用PCR技術(shù)擴(kuò)增。(4)將該目的基因利用顯微注射法導(dǎo)入牛受精卵，經(jīng)胚胎體外培養(yǎng)獲得早期胚胎，經(jīng)胚胎移植轉(zhuǎn)移到受體的輸卵管或子宮角，可獲得轉(zhuǎn)基因牛。 答案　(1)化學(xué)合成　(2)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶　四環(huán)素抗性基因　(3)PCR　(4)A　胚胎移植 11.將蘇云金桿菌Bt蛋白的基因?qū)朊藁?xì)胞中，可獲得抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉，其過程如下圖所示(注：農(nóng)桿菌

31、中Ti質(zhì)粒上只有T－DNA片段能轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞中)。 (1)過程①需用同種________酶對(duì)含Bt基因的DNA和Ti質(zhì)粒進(jìn)行酶切。為將過程②獲得的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌篩選出來，應(yīng)使用________培養(yǎng)基。 (2)過程③中將棉花細(xì)胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng)，旨在讓________進(jìn)入棉花細(xì)胞；除盡農(nóng)桿菌后，還須轉(zhuǎn)接到含卡那霉素的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，目的是___________________________________________________________。 (3)若過程④僅獲得大量的根，則應(yīng)在培養(yǎng)基中增加________以獲得芽；部分接種在無激素培養(yǎng)基上的芽也能長(zhǎng)根，原因

32、是_________________________。 (4)檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因棉的抗蟲性狀，常用方法是________。種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能減少________的使用，以減輕環(huán)境污染。 解析　(1)過程①需用同種限制性核酸內(nèi)切酶對(duì)含Bt基因的DNA和Ti質(zhì)粒進(jìn)行酶切。為將過程②獲得的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌篩選出來，應(yīng)使用選擇培養(yǎng)基。 (2)過程③中將棉花細(xì)胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng)，旨在讓重組質(zhì)粒中的T－DNA進(jìn)入棉花細(xì)胞；除盡農(nóng)桿菌后，還須轉(zhuǎn)接到含卡那霉素的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，目的是篩選出含目的基因的受體細(xì)胞。(3)若過程④僅獲得大量的根，則應(yīng)在培養(yǎng)基中增加細(xì)胞分裂素濃度以獲得芽；部分接種在無激素培養(yǎng)

33、基上的芽也能長(zhǎng)根，原因是芽頂端合成的生長(zhǎng)素向基部運(yùn)輸，促進(jìn)根的分化。(4)檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因棉的抗蟲性狀，常用方法是投放棉鈴蟲，觀察其生存情況。種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能減少農(nóng)藥的使用，以減輕環(huán)境污染。 答案　(1)限制性核酸內(nèi)切　選擇　(2)T－DNA　篩選獲得T－DNA片段的植物細(xì)胞　(3)細(xì)胞分裂素濃度　芽頂端合成的生長(zhǎng)素向基部運(yùn)輸，促進(jìn)根的分化　 (4)投放棉鈴蟲　農(nóng)藥 12.(2017·金麗衢十二?！」?jié)選)下表中列出了幾種限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問題： 限制性核酸內(nèi)切酶 BamHⅠ BclⅠ Sau3AⅠ H

34、indⅢ 識(shí)別序列及切割位點(diǎn) G↓GATCC CCTAG↑G T↓GATCA ACTAG↑T ↓GATC CTAG↑ A↓AGCTT TTCGA↑A 圖1　　　　　　　　　　圖2 (1)用圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，應(yīng)選用________兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過________酶作用后獲得重組質(zhì)粒。 (2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加________。 (3)若BamHⅠ酶切的DNA末端與BclⅠ酶切的DNA末端連接，連接部位的6個(gè)堿基對(duì)序列為________，對(duì)于該部位，這兩種酶________(填“

35、都能”“都不能”或“只有一種能”)切開。 (4)若用Sau3AⅠ切割質(zhì)粒，最多可能獲得________種大小不同的DNA片段。 (5)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自于________。 解析　(1)在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，需用限制性核酸內(nèi)切酶切割質(zhì)粒和目的基因，為提高重組效率使用兩種限制性核酸內(nèi)切酶，使質(zhì)粒和目的基因兩端產(chǎn)生不同的粘性末端，從而防止自身環(huán)化和倒接。選擇BclⅠ和HindⅢ兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過DNA連接酶作用后獲得重組質(zhì)粒。Sau3AⅠ和BamHⅠ可以產(chǎn)生與BclⅠ相同的粘性末端，而且BamHⅠ在質(zhì)粒的

36、四環(huán)素抗性基因和氨芐青霉素抗性基因都有酶切點(diǎn)，使用BamHⅠ酶切后質(zhì)粒將被破壞，所以上述兩種酶不能用。(2)當(dāng)選擇BclⅠ和HindⅢ兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割質(zhì)粒后，氨芐青霉素抗性基因被破壞，而四環(huán)素抗性基因完整可作為標(biāo)記基因，為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素，這樣導(dǎo)入質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒的大腸桿菌可以生長(zhǎng)，其余不能生長(zhǎng)。(3)用BamHⅠ酶切的DNA末端為，而BclⅠ酶切的DNA末端為，若將兩者連接，則重新連接部位的6個(gè)堿基對(duì)序列為，若旋轉(zhuǎn)180°就是。而對(duì)重新連接部位用BamHⅠ酶和BclⅠ酶都不能識(shí)別，也不能切開。(4)仔細(xì)觀察表中Sau3AⅠ與其他酶的識(shí)別序列和酶切位點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)Sau3AⅠ能切開BamHⅠ和BclⅠ的識(shí)別序列，這樣用Sau3AⅠ切圖1質(zhì)粒，就有3個(gè)不同切點(diǎn)，如圖，若3個(gè)切點(diǎn)同時(shí)切開會(huì)出現(xiàn)①②③3個(gè)片段，但Sau3AⅠ切割圖1質(zhì)粒時(shí)，可能一次切開1個(gè)切點(diǎn)，也可能一次切開2個(gè)切點(diǎn)，還可能一次切開3個(gè)，這樣就可能出現(xiàn)①、②、③、①＋③、①＋②、②＋③、①＋②＋③等7種大小不同的DNA片段。(5)噬菌體作為載體，當(dāng)其導(dǎo)入受體細(xì)胞后，其DNA復(fù)制所需的原料來自于受體細(xì)胞。 答案　(1)BclⅠ和HindⅢ　DNA連接　(2)四環(huán)素 (3)　都不能　(4)7　(5)受體細(xì)胞 15