《2022届高考生物一轮复习第1讲基因工程课末总结课件新人教版选修3202106052254.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022届高考生物一轮复习第1讲基因工程课末总结课件新人教版选修3202106052254.pptx（46页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第1讲基因工程课末总结 知识导图知识导图思维缕析思维缕析1限制酶具有特异性，限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别特定的核苷酸序即一种限制酶只能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割列，并在特定的位点上切割DNA分子。分子。DNA连接酶的作用部位是磷酸二连接酶的作用部位是磷酸二酯键酯键。2质粒是常用的载体，它是一种质粒是常用的载体，它是一种小型的双链环状小型的双链环状DNA分子，具有分子，具有一个至多个限制酶切割位点及标记基因一个至多个限制酶切割位点及标记基因。3基因表达载体包括基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点制原点。 学科
2、素养学科素养核心释疑核心释疑4培育转基因动物时，培育转基因动物时，受体细胞必须是受精卵受体细胞必须是受精卵；培育转基因植物；培育转基因植物时，受体细胞时，受体细胞可以是受精卵，也可以是体细胞可以是受精卵，也可以是体细胞。5目的基因导入植物细胞常用目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法农杆菌转化法；导入动物细胞常用；导入动物细胞常用显微注射技术显微注射技术，导入微生物细胞常用，导入微生物细胞常用感受态细胞法感受态细胞法。6目的基因到了另一种生物体内能够成功表达的原理是目的基因到了另一种生物体内能够成功表达的原理是所有生物所有生物共用一套遗传密码共用一套遗传密码。 探究高考探究高考明确考向明确考向1
3、(2020天津卷，天津卷，16)型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原，能抗原识别而引起的自身免疫病。小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原，能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱，从而缓解症状。科研人员利用诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱，从而缓解症状。科研人员利用型糖尿病模型小鼠进行动物实验，使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰型糖尿病模型小鼠进行动物实验，使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原，为此构建重组表达载体，技术路线如下。岛素抗原，为此构建重组表达载体，技术路线如下。据图回答：据图回答：(1)为使人胰岛
4、素在乳酸菌中高效表达，需改造其编码序列。下图是为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达，需改造其编码序列。下图是改造前后人胰岛素改造前后人胰岛素B链编码序列的起始链编码序列的起始30个核苷酸序列。据图分析，转个核苷酸序列。据图分析，转录形成的录形成的mRNA中，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数中，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有有_个。个。6(2)在人胰岛素在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列，确保肽链编码序列间引入一段短肽编码序列，确保等比例表达等比例表达A、B肽链。下列有关分析正确的是肽链。下列有关分析正确的是_。A引入短肽编码序列不能含终止子序列引入短肽编码
5、序列不能含终止子序列B引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列C引入短肽不能改变引入短肽不能改变A链氨基酸序列链氨基酸序列D引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性(3)在重组表达载体中，在重组表达载体中，Sac和和Xba限制酶仅有图示的酶切位限制酶仅有图示的酶切位点。用这两种酶充分酶切重组表达载体，可形成点。用这两种酶充分酶切重组表达载体，可形成_种种DNA片段。片段。ABCD3(4)检测转化的乳酸菌发现，信号肽检测转化的乳酸菌发现，信号肽重组人胰岛素分布在细胞壁重组人胰岛素分布在细胞壁上。由此推测，信号肽的合成和运输所经历的细
6、胞结构依次是上。由此推测，信号肽的合成和运输所经历的细胞结构依次是_。(5)用转化的乳酸菌饲喂用转化的乳酸菌饲喂型糖尿病模型小鼠一段时间后，小鼠体内型糖尿病模型小鼠一段时间后，小鼠体内出现人胰岛素抗原，能够特异性识别它的免疫细胞有出现人胰岛素抗原，能够特异性识别它的免疫细胞有_。AB细胞细胞BT细胞细胞C吞噬细胞吞噬细胞D浆细胞浆细胞核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁核糖体、细胞质基质、细胞膜、细胞壁AB解析解析(1)从图示可知，改造前后人胰岛素从图示可知，改造前后人胰岛素B链编码序列的起始链编码序列的起始30个核苷酸序列有个核苷酸序列有7个核苷酸发生了替换，则其转录形成的个核苷酸发生了替换，
7、则其转录形成的mRNA中，也中，也会有会有7个核苷酸发生改变，一个密码子由个核苷酸发生改变，一个密码子由mRNA上三个连续的碱基组上三个连续的碱基组成，由此可知，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有成，由此可知，该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有6个。个。(2)要确保等比例表达要确保等比例表达A、B肽链，则需肽链，则需A、B肽链一起合成，即启动肽链一起合成，即启动子和终止子在人胰岛素子和终止子在人胰岛素A、B链编码序列两端，在其中间加入一段短肽链编码序列两端，在其中间加入一段短肽编码序列后，序列中间不能出现终止子，所转录得到的编码序列后，序列中间不能出现终止子，所转录得到
8、的mRNA中间也不中间也不能出现终止密码子，同时不能改变肽链的氨基酸序列和它的功能，综能出现终止密码子，同时不能改变肽链的氨基酸序列和它的功能，综上，答案选上，答案选ABCD。(3)在重组表达载体中，在重组表达载体中，Sac和和Xba限制酶切位点分别有限制酶切位点分别有2个和个和1个，当将重组表达载体用个，当将重组表达载体用Sac和和Xba限制酶充分酶切后，会形成限制酶充分酶切后，会形成3个个缺口，得到缺口，得到3种不同的种不同的DNA片段。片段。(4)乳酸菌属于原核细胞，其细胞壁上乳酸菌属于原核细胞，其细胞壁上的信号肽在核糖体上合成后，到细胞质基质中加工，再将其运输到细胞的信号肽在核糖体上合
9、成后，到细胞质基质中加工，再将其运输到细胞膜上，进而转移到细胞壁。膜上，进而转移到细胞壁。(5)人胰岛素抗原能引起小鼠的特异性免疫，人胰岛素抗原能引起小鼠的特异性免疫，在特异性免疫过程中，在特异性免疫过程中，B细胞和细胞和T细胞能特异性识别抗原，而吞噬细胞能细胞能特异性识别抗原，而吞噬细胞能识别抗原，但不是特异性识别，浆细胞不能识别抗原。识别抗原，但不是特异性识别，浆细胞不能识别抗原。2(2020山东卷，山东卷，25)水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因
10、编辑系统的DNA序序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因基因)启动子序列的定点启动子序列的定点编辑，从而获得了编辑，从而获得了3个突变品系。个突变品系。(1)将能表达出基因编辑系统的将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入序列插入Ti质粒构建重组载体质粒构建重组载体时，所需的酶是时，所需的酶是_，重组重组载体进入载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为_。(2)根据启动子的作用推测，根据启动子的作用推测，Wx基因启动子序列的改变影响了基因启动子序列的改变影响了_，从而改变了，从而改变了 Wx基因
11、的转录基因的转录水平。与野生型水稻相比，水平。与野生型水稻相比，3个突变品系中个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列合成酶的氨基酸序列_ (填：发生或不发生填：发生或不发生)改变，原因是改变，原因是_。限制性核酸内切酶和限制性核酸内切酶和DNA连接酶连接酶转化转化RNA聚合酶与启动子的识别和结合聚合酶与启动子的识别和结合不发生不发生编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子(3)为检测启动子变化对为检测启动子变化对Wx基因表达的影响，科研人员需要检测基因表达的影响，科研人员需要检测Wx基因转录产生的基因转录产生的mR
12、NA (Wx mRNA)的量。检测时分别提取各品系胚乳的量。检测时分别提取各品系胚乳中的总中的总RNA，经，经_过程获得总过程获得总 cDNA。通过。通过PCR技术可在总技术可在总cDNA中专一性的扩增出中专一性的扩增出 WxWx基因的基因的cDNA，原因是，原因是_。(4)各品系各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强的量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强的品系为品系为_，原因是，原因是_ _。逆转录逆转录(或：反转录或：反转录)引物是根据引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的基因的一段已知序列设计合成的(或：引物能与或：引物能与Wx基因的基因的cDNA特异性结合特异
13、性结合)品系品系3品系品系3的的Wx mRNA最少，控制合成的直最少，控制合成的直链淀粉合成酶最少，直链淀粉合成量最少，糯性最强链淀粉合成酶最少，直链淀粉合成量最少，糯性最强解析解析(1)将目的基因与将目的基因与Ti质粒构建基因表达载体时，需要限制酶质粒构建基因表达载体时，需要限制酶的切割，将目的基因插入载体时需要的切割，将目的基因插入载体时需要DNA连接酶的连接，重组载体进入连接酶的连接，重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程叫做转化。水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程叫做转化。(2)根据以上分析根据以上分析可知，启动子是可知，启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点，如果启动子
14、序列改变将聚合酶识别并结合的位点，如果启动子序列改变将会影响会影响RNA聚合酶与之结合和识别，进而影响基因的转录水平。在真核聚合酶与之结合和识别，进而影响基因的转录水平。在真核生物中，编码蛋白质的序列是基因中编码区，编码区中不包括启动子序生物中，编码蛋白质的序列是基因中编码区，编码区中不包括启动子序列，因此直链淀粉合成酶的基因碱基序列中不含有启动子，因此列，因此直链淀粉合成酶的基因碱基序列中不含有启动子，因此3个突个突变品系中变品系中Wx基因中控制合成直链淀粉酶的氨基酸序列不发生改变基因中控制合成直链淀粉酶的氨基酸序列不发生改变。(3)以以mRNA为模板合成为模板合成cDNA的过程为逆转录，利
15、用的过程为逆转录，利用PCR技术扩增技术扩增Wx基因的基因的cDNA，需要以，需要以Wx基因合成的引物，这样引物能够在总基因合成的引物，这样引物能够在总cDNA中与中与Wx基因的基因的cDNA特异性结合，从而利用特异性结合，从而利用PCR扩增技术专一性扩增出扩增技术专一性扩增出Wx基因的基因的cDNA。(4)识图分析可知，图中品系识图分析可知，图中品系3的的Wx基因的基因的mRNA的含的含量最少，那么合成的直链淀粉酶最少，直链淀粉合成量最少，因此该水量最少，那么合成的直链淀粉酶最少，直链淀粉合成量最少，因此该水稻胚乳中含的直链淀粉比例最小，糯性最强。稻胚乳中含的直链淀粉比例最小，糯性最强。3(
16、2020江苏卷，江苏卷，33)如果已知如果已知一小段一小段DNA的序列，可采用的序列，可采用PCR的的方法，简捷地分析出已知序列两侧方法，简捷地分析出已知序列两侧的序列，具体流程的序列，具体流程如图如图(以以EcoR I酶酶切为例切为例)：请请据图回答问题：据图回答问题：(1)步骤步骤I用的用的EcoR I是一种是一种_酶，它通酶，它通过识别特定的过识别特定的_切割特定位点。切割特定位点。(2)步骤步骤用的用的DNA连接酶催化相邻核苷酸之间的连接酶催化相邻核苷酸之间的3羟基与羟基与5磷酸间形成磷酸间形成_；PCR循环中，升温到循环中，升温到95 是为了获得是为了获得_；TaqDNA聚合酶的作用
17、是催化聚合酶的作用是催化_ _。限制性核酸内切限制性核酸内切(或限制或限制)核苷酸序列核苷酸序列磷酸二酯键磷酸二酯键DNA单链单链以以DNA为模板为模板的的DNA链的延伸链的延伸(4)对对PCR产物测序，经分析得到了片段产物测序，经分析得到了片段F的完整序列。下列的完整序列。下列DNA单单链序列中链序列中(虚线处省略了部分核苷酸序列虚线处省略了部分核苷酸序列)，结果正确的是，结果正确的是_。A 5AACTATGCGAGCCCTT3B 5AATTCCATGCTGAATT3C 5GCAATGCGTTCGGGAA3D 5TTGATACGCCGAGTAC3解析解析(1)EcoR I是一种限制性核酸内切
18、酶，它通过识别特定的核是一种限制性核酸内切酶，它通过识别特定的核苷酸序列切割特定的位点。苷酸序列切割特定的位点。(2)DNA连接酶可催化相邻核苷酸之间的连接酶可催化相邻核苷酸之间的3羟基和羟基和5磷酸之间形成磷酸二酯键；磷酸之间形成磷酸二酯键；PCR循环中，升温到循环中，升温到95 时，时，DNA受热变性后解旋为单链；受热变性后解旋为单链；Taq DNA聚合酶是一种耐高温的依赖聚合酶是一种耐高温的依赖于于DNA模板的模板的DNA聚合酶，能催化以聚合酶，能催化以DNA链为模板的链为模板的DNA链的延伸链的延伸。(3)引物是一小段单链引物是一小段单链DNA，引物，引物5端的碱基可以与端的碱基可以与
19、DNA两条链的两条链的3端的碱基进行碱基互补配对，可作为端的碱基进行碱基互补配对，可作为DNA复制的起始点，子链的延复制的起始点，子链的延伸方向从伸方向从53，据题图分析，结合已知序列可知，能与片段，据题图分析，结合已知序列可知，能与片段F左边左边配对的引物为配对的引物为，与右边配对的引物为，与右边配对的引物为，故步骤，故步骤选用的选用的PCR引物应引物应当为当为。(4)对对PCR产物测序，得到片段产物测序，得到片段F的完整序列，因为片段的完整序列，因为片段F是是被限制酶被限制酶EcoR I剪切的两端，它识别的序列是剪切的两端，它识别的序列是GAATTC，且在，且在G与与A之之间切割，所以间切
20、割，所以5端应该是端应该是AATTC,3端是端是GAATT，故选，故选B。4(2020浙江卷，浙江卷，24)下列关于基因工程的叙述，正确的是下列关于基因工程的叙述，正确的是 ()A若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定酶，则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定B抗除草剂基因转入某抗盐植物获得抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系，抗个稳定遗传转基因品系，抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。表明一定是抗盐性的改变与性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。表明一定
21、是抗盐性的改变与抗除草剂基因的转入无关抗除草剂基因的转入无关C抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株，其DNA检测均含目检测均含目的基因，抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗的基因，抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者只表达抗性基因性蛋白而后者只表达抗性基因RNAD已知不同分子量已知不同分子量DNA可分开成不同条带，相同分子量的为一条可分开成不同条带，相同分子量的为一条带。用某种限制性核酸内切酶完全酶切环状质粒后，出现带。用某种限制性核酸内切酶完全酶切环状质粒后，出现3条带。表明条带。表明该质粒上一定至少有该
22、质粒上一定至少有3个被该酶切开的个被该酶切开的位置位置B解析解析若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶，则该酶会对进入受体的重组质粒进行切割，不利于其保持结构稳切酶，则该酶会对进入受体的重组质粒进行切割，不利于其保持结构稳定，定，A错误；抗除草剂基因转入抗盐植物，获得了抗除草剂抗盐品系和错误；抗除草剂基因转入抗盐植物，获得了抗除草剂抗盐品系和抗除草剂不抗盐品系，不抗盐品系的产生可能是转入的抗除草剂基因插抗除草剂不抗盐品系，不抗盐品系的产生可能是转入的抗除草剂基因插入到抗盐基因内，影响其表达造成，入到抗盐基因内，影响其表达造成，B
23、错误错误；转基因植物转基因植物中均含抗除草剂基因，但存在抗除草剂和不抗除草剂两中均含抗除草剂基因，但存在抗除草剂和不抗除草剂两种植株，前者表达了抗性蛋白，后者可能抗除草剂基因未转录出种植株，前者表达了抗性蛋白，后者可能抗除草剂基因未转录出mRNA，或转录出的，或转录出的mRNA未能翻译成蛋白质，未能翻译成蛋白质，C错误；某种限制性内错误；某种限制性内切酶完全酶切环状质粒后，出现切酶完全酶切环状质粒后，出现3条带，即条带，即3种不同分子量种不同分子量DNA，因此环，因此环状质粒上至少有状质粒上至少有3个酶切位点，个酶切位点，D正确。故选正确。故选D。5(2019江苏卷，江苏卷，33)图图1是某基
24、因工程中构建重组质粒的过程示意是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒图，载体质粒P0具有四环素抗性基因具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因(ampr)。请回答下列问题：。请回答下列问题：图图1平平胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)DNA连接连接(3)为筛选出含有重组质粒为筛选出含有重组质粒P3的菌落，采用含有不同抗生素的平板进的菌落，采用含有不同抗生素的平板进行筛选，得到行筛选，得到A、B、C三类菌落，其生长情况如下表三类菌落，其生长情况如下表(“”代表生代表生长，长，“”代表不生长代表不生长)。根据表中结果判断，应选择的菌落是。根据表中结果判断，应选择的菌落是
25、_ (填表中字母填表中字母)类，另外两类菌落质粒导入情况分别是类，另外两类菌落质粒导入情况分别是_ _、_。B菌落类型菌落类型平板类型平板类型ABC无抗生素无抗生素氨苄青霉素氨苄青霉素四环素四环素氨苄青霉素四环素氨苄青霉素四环素A类菌落含有类菌落含有P0 C类菌落未转入类菌落未转入质质粒粒(4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行入目的基因的重组质粒，拟设计引物进行PCR鉴定。图鉴定。图2所示为甲、乙、丙所示为甲、乙、丙3条引物在正确重条引物在正确重组质粒中的相应位置，组质粒中的相应位置，PCR鉴定时应选择的一鉴定时应选择的一
26、对引物是对引物是_。某学生尝试用图中另外一。某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400 bp片片段，原因是段，原因是_。图图2 乙丙乙丙目的基因反向连接目的基因反向连接解析解析(1)从图中可以看出，从图中可以看出，EcoR 酶切出来的载体质粒为平末酶切出来的载体质粒为平末端。端。(2)从图中可以看出，目的基因的两端各有一个游离的腺嘌呤脱氧核从图中可以看出，目的基因的两端各有一个游离的腺嘌呤脱氧核苷酸，由于载体苷酸，由于载体P1为平末端，所以载体为平末端，所以载体P1的两端应该各添加一个胸腺嘧的两端应该各添加一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，这样在啶脱氧核
27、苷酸，这样在DNA连接酶的作用下才能把目的基因和载体连接酶的作用下才能把目的基因和载体P1连连接起来。接起来。(3)由题意可知，构建重组质粒时四环素抗性基因被破坏，所以由题意可知，构建重组质粒时四环素抗性基因被破坏，所以导入目的基因的菌落只能在没有抗生素或含有氨苄青霉素的培养基中存导入目的基因的菌落只能在没有抗生素或含有氨苄青霉素的培养基中存活，应该选活，应该选B类菌落。类菌落。A类菌落能在表中条件下存活，说明导入的是类菌落能在表中条件下存活，说明导入的是P0质粒。质粒。C类菌落只能在无抗生素的培养基中存活，说明类菌落只能在无抗生素的培养基中存活，说明C类菌落没有导类菌落没有导入质粒入质粒。(
28、4)据图分析，目的基因的外侧链只能用丙作引物，内侧链可用甲、据图分析，目的基因的外侧链只能用丙作引物，内侧链可用甲、乙作引物，若选用另一对甲、乙作引物，会出现目的基因反接扩增出的乙作引物，若选用另一对甲、乙作引物，会出现目的基因反接扩增出的DNA片段为片段为400 bp，则正好是目的基因反向连接后，外侧链用乙作引，则正好是目的基因反向连接后，外侧链用乙作引物，内侧链用甲作引物扩增出的片段。物，内侧链用甲作引物扩增出的片段。6(2018全国卷全国卷，38)回答下列问题：回答下列问题：(1)博耶博耶(HBoyer)和科恩和科恩(SCohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒
29、重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了作为载体外，还证明了_ _(答出两点即可答出两点即可)。体外重组的质粒可以进入受体细胞体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物真核生物基因基因可在原核细胞中表达可在原核细胞中表达(2)体外重组的质粒可通过体外重组的质粒可通过Ca2参与的参与的_方法导入大肠杆菌细方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与通常需与_组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导
30、入宿导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是的是_。(3)真核生物基因真核生物基因(目的基因目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白 质 可 能 会 被 降 解 。 为 防 止 蛋 白 质 被 降 解 ， 在 实 验 中 应 选 用白 质 可 能 会 被 降 解 。 为 防 止 蛋 白 质 被 降 解 ， 在 实 验 中 应 选 用_的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加添加_的抑制剂的抑制剂。转化转化细
31、菌细菌蛋白酶缺陷型蛋白酶缺陷型蛋白酶蛋白酶外壳蛋白外壳蛋白(或答噬菌体蛋白或答噬菌体蛋白)解析解析(1)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌中，该过程利用的技术是基因工程。该研究除了证明质粒可作为载体中，该过程利用的技术是基因工程。该研究除了证明质粒可作为载体外，还证明了体外重组的质粒可以进入受体细胞，真核生物基因可在原外，还证明了体外重组的质粒可以进入受体细胞，真核生物基因可在原核细胞中表达等核细胞中表达等。(2)重组质粒导入大肠杆菌细胞可采用重组质粒导入大肠杆菌细胞可采用Ca2参与的转化方法；体外参与的转化方法；体外重组噬菌体要通
32、过将体外重组的噬菌体重组噬菌体要通过将体外重组的噬菌体DNA和外壳蛋白和外壳蛋白(或噬菌体蛋白或噬菌体蛋白)进行组装获得；因为噬菌体是专门寄生在细菌中的病毒，所以宿主细胞进行组装获得；因为噬菌体是专门寄生在细菌中的病毒，所以宿主细胞选用细菌。选用细菌。(3)为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞；在蛋白质纯化过程中，为防止目的蛋白质被降解，需要作为受体细胞；在蛋白质纯化过程中，为防止目的蛋白质被降解，需要添加蛋白酶的抑制剂。添加蛋白酶的抑制剂。7(2018全国卷全国卷，38)某种荧光蛋白某种荧光蛋白(GFP)
33、在紫外光或蓝光激发下在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研会发出绿色荧光，这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在基因连接在GFP基因的基因的5末端，获得了末端，获得了L1GFP融合基因融合基因(简称为甲简称为甲)，并将其插入质粒，并将其插入质粒P0，构建了真核表达载，构建了真核表达载体体P1，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中，其部分结构和酶切位点的示意图如下，图中E1E4四种限制酶四种限制酶产生的黏性末端各不相同产生的黏性末端各不相同。回答回答下列问题：下列问题：(1)据
34、图推断，该团队在将甲插入质粒据图推断，该团队在将甲插入质粒P0时，使用了两种限制酶，这时，使用了两种限制酶，这两种酶是两种酶是_。使用这两种酶进行酶切是为了保证。使用这两种酶进行酶切是为了保证_，也是为了保证，也是为了保证_。(2)将将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色转入体外培养的牛皮肤细胞后，若在该细胞中观察到了绿色荧光，则说明荧光，则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了基因在牛的皮肤细胞中完成了_和和_过过程。程。E1和和E4甲的完整甲的完整甲与载体正确连接甲与载体正确连接转录转录翻译翻译(3)为了获得含有甲的牛，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿为了获得含有甲的牛
35、，该团队需要做的工作包括：将能够产生绿色荧光细胞的色荧光细胞的_移入牛的移入牛的_中、体外培养、胚中、体外培养、胚胎移植等。胎移植等。(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中，某同学用PCR方法进行鉴定，在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的方法进行鉴定，在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的_ (填填“mRNA”“总总RNA”或或“核核DNA”)作为作为PCR模板。模板。细胞核细胞核去核卵母细胞去核卵母细胞核核DNA解析解析(1)由题意可知，由题意可知，L1基因和基因和GFP基因合成了基因合成了L1GFP融合基融合基因因(简称为甲简称为
36、甲)，题图中显示了四个酶切位点，当将，题图中显示了四个酶切位点，当将L1GFP融合基因插融合基因插入质粒入质粒P0时，可用时，可用E1和和E4限制酶进行酶切，用这两种酶进行酶切不会限制酶进行酶切，用这两种酶进行酶切不会破坏甲的完整性，同时能保证甲按照正确的方向与载体连接。破坏甲的完整性，同时能保证甲按照正确的方向与载体连接。(2)若在牛若在牛皮肤细胞中观察到了绿色荧光，则说明皮肤细胞中观察到了绿色荧光，则说明L1GFP融合基因得到表达，即融合基因得到表达，即目的基因在受体细胞中通过转录和翻译合成了荧光蛋白。目的基因在受体细胞中通过转录和翻译合成了荧光蛋白。(3)为了获得含为了获得含有甲的牛，可
37、将含有目的基因的细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞有甲的牛，可将含有目的基因的细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中，然后进行体外培养、胚胎移植等。中，然后进行体外培养、胚胎移植等。(4)利用利用PCR技术扩增目的基因，技术扩增目的基因，可以检测目的基因是否存在。可以检测目的基因是否存在。PCR扩增的模板是核扩增的模板是核DNA。8(2018江苏，江苏， 32)为生产具有特定性为生产具有特定性能的能的淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了中克隆了淀粉酶基因淀粉酶基因(1 656个碱基对个碱基对)，利用基因工程大量制备利用基因工程大量制备淀粉酶，实验流淀粉酶，实验流程见下
38、图。请回答下列问题：程见下图。请回答下列问题：(1)利用利用PCR技术扩增技术扩增淀粉酶基因前，需先获得细菌的淀粉酶基因前，需先获得细菌的_。(2)为了便于扩增的为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的片段与表达载体连接，需在引物的_端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是位点，主要目的是_。(3)进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中选项中_的设定与引物有关，的设定与引物有关，_的设定与扩增片段的长度有的
39、设定与扩增片段的长度有关。关。(填序号填序号)变性温度变性温度退火温度退火温度延伸温度延伸温度变性时间变性时间退火时间退火时间延伸延伸时间时间基因组基因组DNA5使使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连片段能定向插入表达载体，减少自连813(5)获得工程菌表达的获得工程菌表达的淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下：的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下：根据根据上述实验结果，初步判断该上述实验结果，初步判断该淀粉酶活性最高的条件为淀粉酶活性最高的条件为_。解析解析(1)利用利用 PCR 技术扩增技术扩增
40、淀粉酶基因前，需先获得细菌的淀粉酶基因前，需先获得细菌的基因组基因组DNA作为模板，并依据作为模板，并依据淀粉酶基因两端的部分核苷酸序列合淀粉酶基因两端的部分核苷酸序列合成两条引物。成两条引物。pH为为8.5，缓冲液为，缓冲液为50 mmol/L TrisHCl(2)利用利用PCR技术扩增技术扩增DNA时，只能从时，只能从3端延伸端延伸DNA子链，为了便子链，为了便于扩增的于扩增的 DNA 片段与表达载体连接，需在引物的片段与表达载体连接，需在引物的5端加上限制性酶切端加上限制性酶切位点，并且要注意在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，这样位点，并且要注意在两条引物上设计加入不同的限制性酶
41、切位点，这样既能防止目的基因、载体的自身连接，又能确保目的基因与表达载体的既能防止目的基因、载体的自身连接，又能确保目的基因与表达载体的定向连接。定向连接。(3)PCR技术包括变性、退火技术包括变性、退火(复性复性)和延伸三步，变性温度决定和延伸三步，变性温度决定PCR反应中双链反应中双链DNA的解链，且时间很短；退火时引物结合到互补的的解链，且时间很短；退火时引物结合到互补的DNA单单链上，退火温度由引物复性温度决定，其温度设定与引物的长度、碱基链上，退火温度由引物复性温度决定，其温度设定与引物的长度、碱基组成及其浓度等有关；延伸时间与产物片段的长度有关，产物在组成及其浓度等有关；延伸时间与
42、产物片段的长度有关，产物在1 kb以以内的延伸时间为内的延伸时间为1 min左右，左右，34 kb的延伸时间为的延伸时间为34 min。(4)图中虚线框内共含有图中虚线框内共含有24个碱基，个碱基，mRNA上决定一种氨基酸的三个上决定一种氨基酸的三个相邻的碱基为一个密码子，故共包含相邻的碱基为一个密码子，故共包含8个密码子。虚线框后的第个密码子。虚线框后的第1个密码个密码子的第子的第1个碱基是个碱基是U，第，第2和第和第3个碱基各有个碱基各有4种可能性，因此共种可能性，因此共16种可能种可能性。题干表明控制性。题干表明控制淀粉酶的基因有淀粉酶的基因有1 656个碱基对，说明图中虚线框个碱基对，说明图中虚线框后的第一个密码子肯定不是终止密码子后的第一个密码子肯定不是终止密码子(3种终止密码子为种终止密码子为UAA、UAG、UGA)，故虚线框后第一个密码子实际最多有，故虚线框后第一个密码子实际最多有16313种可能性。种可能性。(5)分析表格中的数据，酶相对活性最高为分析表格中的数据，酶相对活性最高为99.5%，对应的条件是，对应的条件是pH为为8.5，缓冲液为，缓冲液为50 mmol/L TrisHCl。