1、人教版高中生物選修三知識(shí)點(diǎn)梳理重點(diǎn)題型（?？贾R(shí)點(diǎn)）鞏固練習(xí)基因工程（一）基因的結(jié)構(gòu)和基因工程的基本工具 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解基因工程的誕生及概念。2、知道基因的結(jié)構(gòu)。3、簡(jiǎn)述DNA重組技術(shù)所需三種基本工具及其應(yīng)用（重點(diǎn)、難點(diǎn)）?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、基因工程概述基因工程的別名基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)操作環(huán)境生物體外操作對(duì)象基因操作水平DNA分子水平操作過(guò)程剪切拼接導(dǎo)入表達(dá)結(jié)果人類(lèi)需要的基因產(chǎn)物基因拼接的理論基礎(chǔ)DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)；DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸；雙鏈DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。外源基因在受體內(nèi)表達(dá)的理論基礎(chǔ)基因是控制生物性狀的獨(dú)立遺傳單位；遺傳

2、信息的傳遞都遵循中心法則；生物界公用一套遺傳密碼子。要點(diǎn)二、基因工程的誕生【課程：基因工程（一）基因的結(jié)構(gòu)和基因工程的基本工具 369163 基因工程的誕生】1.遺傳基礎(chǔ)理論的重大突破艾弗里、赫爾希、蔡斯等人證明DNA是遺傳物質(zhì)1953年，沃森和克里克提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)1958年，梅塞爾森和斯塔爾證明DNA的半保留復(fù)制19631967年，尼倫伯格、馬太、霍拉納破譯遺傳密碼中心法則的提出和完善指出遺傳信息在大分子間的傳遞2.技術(shù)發(fā)明使基因工程的實(shí)施成為可能技術(shù)上三大發(fā)明：基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)1967年，T.F.Roth（羅思）&D.R.Helinski（海林斯基）發(fā)現(xiàn)質(zhì)粒的自我復(fù)制能力，并能夠在

3、細(xì)菌之間轉(zhuǎn)移。 工具酶的發(fā)現(xiàn)1972年， H.C. Smith 、W.Arber & D.Nathans從流感嗜血桿菌中分離得到限制性?xún)?nèi)切酶；1970年， 逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)使真核細(xì)胞的 基因制備成為可能；此后，多種限制酶和連接酶被發(fā)現(xiàn)。 DNA體外重組的實(shí)現(xiàn)1972年， 美國(guó) Berg 第一次構(gòu)建出了體外重組DNA分子。重組DNA表達(dá)實(shí)驗(yàn)的成功1973年，H.Boyer & S.Cohen選用僅含單一EcoRI酶切位點(diǎn)的載體質(zhì)粒pSC101，使之與非洲爪蟾核糖體蛋白基因的DNA片段重組。重組的DNA轉(zhuǎn)入大腸桿菌DNA中，轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的mRNA。 3.技術(shù)進(jìn)一步推動(dòng)基因工程的發(fā)展：第一例轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和

4、轉(zhuǎn)基因植物問(wèn)世1980 年，科學(xué)家通過(guò)顯微注射培育出世界第一個(gè)轉(zhuǎn)基因小鼠。1983年，科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，培育出世界上第一例轉(zhuǎn)基因煙草。PCR技術(shù)的發(fā)明 1988年， 美 K.Mullis發(fā)明PCR技術(shù)，使基因工程進(jìn)一步發(fā)展。三、基因的結(jié)構(gòu)【課程：基因工程（一）基因的結(jié)構(gòu)和基因工程的基本工具 369163 基因的結(jié)構(gòu) 】1.原核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)2.真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu) 四、基因工程的工具1.“分子的手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）（1）存在：主要存在于原核生物中。（2）特點(diǎn)：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子。它具有專(zhuān)一性，表現(xiàn)在兩個(gè)方面識(shí)別雙鏈DNA中特定

5、的核苷酸序列。 切割特定序列中的特定位點(diǎn)，特定序列表現(xiàn)為中心對(duì)稱(chēng)，如EcoRI酶的切割序列（如下圖）。 （3）作用部位：限制酶切割DNA分子時(shí)被斷開(kāi)的是DNA鏈中的磷酸二酯鍵（連接相鄰脫氧核苷酸的鍵）：而不是堿基間的氫鍵，如下圖所示： （4）結(jié)果：切割形成的DNA片段產(chǎn)生兩種末端，如下圖所示： 要點(diǎn)詮釋?zhuān)涸谏矬w內(nèi)有一類(lèi)酶，它們能將外來(lái)的DNA切斷，但對(duì)自己的DNA沒(méi)有損害作用。由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進(jìn)行的，故名限制性?xún)?nèi)切酶，簡(jiǎn)稱(chēng)限制酶。限制酶是基因工程中重要的切割工具，科學(xué)家已經(jīng)從原核生物中分離出了許多種限制酶并且已經(jīng)商品化，在基因工程中廣泛使用。2.“分子的縫合針”DNA連接酶

6、（1）種類(lèi)：根據(jù)DNA連接酶的來(lái)源不同，可分為兩類(lèi)： Ecoli DNA連接酶：來(lái)源于大腸桿菌，能將具有黏性末端的DNA片段連接起來(lái)，而不能將具有平末端的DNA片段連接起來(lái)。 T4DNA連接酶：來(lái)源于T4噬菌體，既能將具有黏性末端的DNA片段連接起來(lái)，也能將具有平末端的DNA片段連接起來(lái)。 （2）作用：將雙鏈DNA片段“縫合”起來(lái)，即連接的是DNA片段每條單鏈中兩相鄰的核苷酸之間的磷酸二酯鍵。如下圖所示： （3）與DNA相關(guān)的幾種酶的比較 項(xiàng)目種類(lèi)作用底物作用部位作用結(jié)果限制酶DNA分子磷酸二酯鍵形成粘性末端或平末端DNA連接酶DNA分子片段磷酸二酯鍵形成重組DNA分子DNA聚合酶脫氧核苷酸磷

7、酸二酯鍵形成新的DNA分子DNA（水解酶）DNA分子磷酸二酯鍵形成脫氧核苷酸DNA解旋酶DNA分子堿基對(duì)之間的氫鍵形成單鏈DNA分子3.“分子運(yùn)輸車(chē)”載體（1）作用：為運(yùn)輸工具，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中去。利用它在受體細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。（2）載體必須具備的三個(gè)條件： 能在受體細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。 有一個(gè)至多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。 具有某些標(biāo)記基因，以便進(jìn)行篩選。如大腸桿菌的pBR322質(zhì)粒攜帶氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，就可以作為篩選的標(biāo)記基因。（3）種類(lèi)：細(xì)菌的質(zhì)粒，它是細(xì)菌擬核DNA以外、并且具有自我復(fù)制能力雙鏈環(huán)狀DNA分子（一般有1kb200 kb

8、，kb為千堿基對(duì)），有的細(xì)菌只有一個(gè)，有的細(xì)菌有多個(gè)。 入噬菌體的衍生物。 動(dòng)植物病毒。 一般來(lái)說(shuō)，天然載體往往不能滿(mǎn)足人類(lèi)的所有要求，因此人們根據(jù)不同的目的和需要，對(duì)某些天然的載體進(jìn)行人工改造?！镜湫屠}】類(lèi)型一：基因工程概述例1、（2014 江蘇高考）下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述，錯(cuò)誤的是A.切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶均特異性地識(shí)別6個(gè)核苷酸序列B.PCR反應(yīng)中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應(yīng)C.載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因D.抗蟲(chóng)基因即使成功地插入到植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達(dá)【答案】ABC【解析】限制性核酸內(nèi)切酶大多是特異性識(shí)別6個(gè)核苷酸序列，但也有

9、識(shí)別序列由4、5或8個(gè)核苷酸組成的，A錯(cuò)誤；PCR中耐高溫的DNA聚合酶只是在延伸階段發(fā)揮催化作用，B項(xiàng)錯(cuò)誤；載體質(zhì)粒上抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇，不是抗生素合成基因，C錯(cuò)誤；目的基因?qū)肓耸荏w細(xì)胞不一定就都能正常表達(dá)，D正確。【總結(jié)升華】本題考查基因工程?！九e一反三】：【變式一】以下有關(guān)基因工程的敘述，正確的是 （ ）A.基因工程是細(xì)胞水平上的生物工程 B.基因工程的產(chǎn)物對(duì)人類(lèi)都是有益的C.基因工程產(chǎn)生的變異屬于人工誘變 D.基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)之一是目的性強(qiáng)【答案】D【解析】本題考查的知識(shí)點(diǎn)是基因工程的概念。解答本題的關(guān)鍵是理解基因工程的概念?；蚬こ淌窃谏矬w外

10、，通過(guò)對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造(目的性強(qiáng))和重新組合(基因重組)，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無(wú)性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類(lèi)所需要的基因產(chǎn)物.但并不是所有的基因產(chǎn)物對(duì)人類(lèi)都有益的?！咀兪蕉看呱蚬こ痰娜蠡A(chǔ)理論為（ ） DNA是遺傳物質(zhì)的證明 工具酶的發(fā)現(xiàn) DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立 重組DNA表達(dá)實(shí)驗(yàn)的成功 遺傳密碼的破譯 第一例轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的問(wèn)世 PCR技術(shù)的發(fā)明 DNA測(cè)序技術(shù)的發(fā)明 質(zhì)粒功能的發(fā)現(xiàn) A B C D【答案】D類(lèi)型二：基因工程的工具例2、下列關(guān)于限制酶的說(shuō)法不正確的是（ ）A限制酶廣泛存在于各種生物中，微生物中很少分

11、布B一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列C不同的限制酶切割DNA的切點(diǎn)不同D限制酶的作用是用來(lái)提取目的基因【答案】A【解析】此題主要考查限制酶的有關(guān)知識(shí)。解答本題的關(guān)鍵是理解限制酶的來(lái)源和限制酶的特點(diǎn)。限制酶主要是從原核生物中分離出來(lái)的，并不是廣泛存在于各種生物中；一種限制酶能識(shí)別雙鏈DNA的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)；DNA分子經(jīng)限制酶切割形成黏性末端和平末端兩種?！究偨Y(jié)升華】本題考查限制酶的特點(diǎn)，一定要牢記。【舉一反三】：【變式一】（2015 北京高考）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

12、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)胞的原生質(zhì)體融合 D用適當(dāng)比例的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素誘導(dǎo)愈傷組織生芽 【答案】C 【解析】在基因工程中，向植物細(xì)胞中導(dǎo)入目的基因可以采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，A 項(xiàng)正確；已經(jīng)導(dǎo)入目的基因的細(xì)胞，可以插入標(biāo)記基因，并設(shè)置針對(duì)標(biāo)記基因的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行選擇，所以B項(xiàng)正確；細(xì)胞工程中，在細(xì)胞融合時(shí)，可以用聚乙二醇誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，而本題不涉及細(xì)胞融合，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤；在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，可以通過(guò)控制生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例，來(lái)調(diào)節(jié)植物細(xì)胞的生命活動(dòng)，所以D項(xiàng)正確?！咀兪蕉肯铝心捻?xiàng)通常不被用作基因工程的運(yùn)載體（ ）A細(xì)菌質(zhì)粒

13、 B噬菌體C動(dòng)植物病毒 D細(xì)菌核區(qū)的DNA【答案】D【解析】本題考查基因工程中的工具運(yùn)載體。解答本題的關(guān)鍵是記住、理解運(yùn)載體必須具備的條件和課本上講的常用運(yùn)載體。作為運(yùn)載體必須具備的條件：在宿主細(xì)胞中保存下來(lái)并大量復(fù)制 有多個(gè)限制性?xún)?nèi)切酶切點(diǎn) 有一定的標(biāo)志基因，便于篩選。記住常用的運(yùn)載體有：質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒等。細(xì)菌的核區(qū)由一個(gè)大型的環(huán)狀DNA分子反復(fù)折疊纏繞而成，控制著細(xì)菌的主要性狀，所以一般不被用作基因工程的運(yùn)載體。【變式三】如下圖，兩個(gè)核酸片段在適宜條件下，經(jīng)X酶的催化作用，發(fā)生下述變化，則X酶是（ ）。 ADNA連接酶 BRNA聚合酶 CDNA聚合酶 D限制酶【答案】A人教版高中

14、生物選修三知識(shí)點(diǎn)梳理重點(diǎn)題型（?？贾R(shí)點(diǎn)）鞏固練習(xí)【鞏固練習(xí)】單項(xiàng)選擇題：1. （2014 天津高考）為達(dá)到相應(yīng)目的，必須通過(guò)分子檢測(cè)的是A.攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選B.產(chǎn)生抗人白細(xì)胞介素8抗體的雜交瘤細(xì)胞的篩選C.轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉植株抗蟲(chóng)效果的鑒定D.21三體綜合征的診斷2. 在基因工程中，科學(xué)家所用的“剪刀”、“針線(xiàn)”和“載體”分別是指（）A大腸桿菌病毒、質(zhì)粒、DNA連接酶 B噬菌體、質(zhì)粒、DNA連接酶 CDNA限制酶、RNA連接酶、質(zhì)粒 DDNA限制酶、DNA連接酶、質(zhì)粒3. 實(shí)施基因工程第一步的一種方法是把所需的基因從供體細(xì)胞內(nèi)分離出來(lái)，這要利用限制性?xún)?nèi)切酶。一種限制性?xún)?nèi)切酶能識(shí)別D

15、NA子中的GAATTC順序，切點(diǎn)在G和A之間，這是應(yīng)用了酶的（）A酶的高效性 B酶的專(zhuān)一性 C酶的多樣性 D酶的催化活性受外界條件影響4. 下列關(guān)于限制酶的說(shuō)法不正確的是（）A限制酶在微生物細(xì)胞中分布最多B不同的限制酶識(shí)別不同的核苷酸序列C限制酶能識(shí)別不同的核苷酸序列，體現(xiàn)了酶的專(zhuān)一性D限制酶的作用只是用來(lái)提取目的基因5.依下圖有關(guān)基因工程的工具酶功能的敘述，不正確的是 （）A切斷a處的酶為限制核酸性?xún)?nèi)切酶 B連接a處的酶為DNA連接酶C切斷b處的酶為解旋酶 D切斷b處的為限制性?xún)?nèi)切酶6. 下圖所示限制酶切割基因分子的過(guò)程，從圖中可知，該限制酶能識(shí)別的堿基序列和切點(diǎn)是（）ACTTAAG，切點(diǎn)在

16、C和T之間 BCTTAAG，切點(diǎn)在G和A之間CGAATTC，切點(diǎn)在G和A之間 DGAATTC，切點(diǎn)在C和T之間 7. （2014 廣東高考）利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶（CarE）制劑的流程如圖所示，下列敘述正確的是（ ）A.過(guò)程需使用逆轉(zhuǎn)錄酶B.過(guò)程需使用解旋酶和PCR獲取目的基因C.過(guò)程使用的感受態(tài)細(xì)胞可用NaCl溶液制備D.過(guò)程可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細(xì)胞8. 作為基因的運(yùn)輸工具運(yùn)載體，必須具備的條件之一及理由是（ ） A能在宿主細(xì)胞中大量復(fù)制，以便于攜帶大量的目的基因 B具有多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶切點(diǎn)，以便于目的基因的表達(dá) C具有某些標(biāo)記基因，以便為目的基因的表達(dá)提

17、供條件 D能在宿主細(xì)胞中自主復(fù)制，以便于進(jìn)行目的基因的擴(kuò)增9.下列哪項(xiàng)不是基因工程中經(jīng)常使用的運(yùn)載目的基因的載體？（ ） A細(xì)菌質(zhì)粒 B噬菌體 C細(xì)菌核區(qū)中的DNA D動(dòng)植物病毒10. 下列敘述正確的是（ ） A所有的限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列 B限制性核酸內(nèi)切酶的基因只存在于微生物中 C作為運(yùn)載體通常具有多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接D動(dòng)物基因轉(zhuǎn)移時(shí)只能以病毒為運(yùn)載體11. 質(zhì)粒被用作載體的理由不包括（ ） A能復(fù)制 B具有標(biāo)記基因 C具有多個(gè)限制酶切點(diǎn) D是環(huán)狀DNA非選擇題1. 下圖所示為一種限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： （

18、1）這種限制性核酸內(nèi)切酶的切點(diǎn)在_，形成_個(gè)_末端。 （2）由圖可知限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別特點(diǎn)是_。 （3）如果“A”突變成“G”，則突變可能發(fā)生在_時(shí)期（或過(guò)程）中。結(jié)果使該限制性核酸內(nèi)切酶_。2.限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列和切點(diǎn)是GGATCC，限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列和切點(diǎn)是GATC。在質(zhì)粒上有酶的一個(gè)切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有1個(gè)酶的切點(diǎn)。（1）請(qǐng)畫(huà)出質(zhì)粒被限制酶切割后所形成的黏性末端。（2）請(qǐng)畫(huà)出目的基因兩側(cè)被限制酶切割后所形成的黏性末端。 （3）在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接起來(lái)？為什么？若能，寫(xiě)出連接后形成的堿基序列。3. 以下是兩種限制酶切

19、割后形成的DNA片段，分析回答問(wèn)題。 （1）其中和_是由一種限制酶切割形成的_末端，兩者要重組成一個(gè)DNA分子，所用DNA連接酶通常是_。 （2）_和_是由另一種限制酶切割形成的_末端，兩者要重組成一個(gè)DNA分子，所用DNA連接酶通常是_。4. （2015 天津高考）纖維素分子不能進(jìn)入酵母細(xì)胞，為了使酵母菌能夠利用環(huán)境中的纖維素為原料生產(chǎn)酒精，構(gòu)建了含3種不同基因片段的重組質(zhì)粒，下面是酵母菌轉(zhuǎn)化及纖維素酶在工程菌內(nèi)合成與運(yùn)輸?shù)氖疽鈭D。據(jù)圖回答：（1）本研究構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)可選用四種限制酶，其識(shí)別序列如下圖，為防止酶切片段的自身連接，可選用的限制酶組合是_或_設(shè)置菌株為對(duì)照，是為了驗(yàn)證_不攜帶纖維

20、素酶基因。纖維素酶基因的表達(dá)包括_和_過(guò)程，與菌株相比，在菌株、中參與纖維素酶合成和分泌的細(xì)胞器還有_。（4）在以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基上分別培養(yǎng)菌株、，菌株_不能存活，原因是_。(5)酵母菌生成酒精的細(xì)胞部位是_，產(chǎn)生酒精時(shí)細(xì)胞的呼吸方式是_，在利用纖維素生產(chǎn)酒精時(shí)，菌株更具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閷?dǎo)入的重組質(zhì)粒含有_。使分泌的纖維素酶固定于細(xì)胞壁，減少因培養(yǎng)液更新而造成的酶的流失，提高酶的利用率?！敬鸢概c解析】一、單選題1【答案】B【解析】可通過(guò)將受體菌接種在含鏈霉素的培養(yǎng)基中篩選攜帶鏈霉素抗性基因的受體菌，A錯(cuò)誤；抗人白細(xì)胞介素的雜交瘤細(xì)胞應(yīng)通過(guò)抗原-抗體雜交技術(shù)篩選產(chǎn)生，B正確；在棉花田中人工放

21、入害蟲(chóng)可檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)效果，C錯(cuò)誤；可利用顯微鏡檢測(cè)21三體綜合征，D錯(cuò)誤。2【答案】D3【答案】B4【答案】D【解析】限制酶的作用除了用來(lái)提取目的基因外，還可以處理運(yùn)載體，以便形成相同的黏性末端。5【答案】A【解析】限制酶切割DNA分子時(shí)被斷開(kāi)的是DNA鏈中的磷酸二酯鍵（連接相鄰脫氧核苷酸的鍵）。6【答案】C7【答案】AD【解析】圖中表示基因工作操作過(guò)程的流程圖，過(guò)程 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 為逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶，A正確；過(guò)程 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 為目的基因的獲取過(guò)程，需要限制酶，不需要解旋酶，B錯(cuò)誤；過(guò)程 = 3 * GB3

22、 * MERGEFORMAT （導(dǎo)入目的基因）使用的感受態(tài)細(xì)胞用CaCl2溶液制備，C錯(cuò)誤；過(guò)程 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 為目的基因的檢測(cè)，可以利用DNA分子雜交技術(shù)鑒定目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，D正確；因此答案為AD。8【答案】D【解析】作為運(yùn)載體必備的條件是：能夠在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定地保存下來(lái)并大量復(fù)制，以便提供大量的目的基因。9【答案】C10【答案】C11【答案】D【解析】作為基因工程的載體，需滿(mǎn)足以下條件：（1）有多個(gè)酶切位點(diǎn)；（2）在宿主細(xì)胞中能保存并能大量復(fù)制；（3）有一定的標(biāo)記基因，便于進(jìn)行篩選。二、非選擇題：1（1）C和A之間 2 黏性（2）只能識(shí)別特定的脫

23、氧核苷酸序列（3）DNA復(fù)制 不能識(shí)別該切割位點(diǎn)2【答案】 （1） （2） （3）能；因?yàn)樯鲜鰞煞N不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的堿基序列。3【答案】（1） 平 T4DNA連接酶 （2） 黏性 Ecoli DNA連接酶4【答案】（1）B (或C) C (或B) (2)質(zhì)粒DNA和酵母菌基因組轉(zhuǎn)錄 翻譯 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體 = 2 * ROMAN * MERGEFORMAT II 缺少信號(hào)肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到胞外，細(xì)胞無(wú)可利用的碳源（5）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 無(wú)氧呼吸 A基因片段【解析】（1）為防止酶切片段自身連接，需要用不同的酶進(jìn)行切割，并且不同酶切割后產(chǎn)生的黏性末端要不同，A項(xiàng)和D

24、項(xiàng)的酶切割后產(chǎn)生的粘性末相同，因此B和C正確。（2）菌株和菌株的單一變量是質(zhì)粒上是否含纖維素基因，所以菌株為對(duì)照是為了驗(yàn)證質(zhì)粒DNA和酵母菌基因組不攜帶纖維素酶基因。（3）纖維素酶是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，參與蛋白質(zhì)合成和分泌的細(xì)胞器還有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。（4）三種菌株的不同點(diǎn)是菌株無(wú)信號(hào)肽編碼序列，所以培養(yǎng)基上分別培養(yǎng)三種菌株，菌株不能存活，缺乏信號(hào)肽編碼序列，合成的纖維素酶不能分泌到細(xì)胞外。（5）酵母菌生成酒精的呼吸時(shí)無(wú)氧呼吸，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，從圖可以看出，菌株比菌株多了A基因片段，因此，在利用纖維素生產(chǎn)酒精時(shí)，菌株更具有優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)入的重組質(zhì)粒含有A基因片段，使分泌的纖維素酶

25、固定于細(xì)胞壁，減少因培養(yǎng)液更新而造成的酶的流失，提高酶的利用率。人教版高中生物選修三知識(shí)點(diǎn)梳理重點(diǎn)題型（?？贾R(shí)點(diǎn)）鞏固練習(xí)基因工程（二）基因工程的基本操作程序v【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解獲取目的基因的方法。2、（重點(diǎn)、難點(diǎn)）理解基因表達(dá)載體的構(gòu)建原理。3、理解將目的基因到入受體細(xì)胞的方法。4、理解目的基因的檢測(cè)與鑒定可以采用不同的方法?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、目的基因的獲取 1、目的基因：編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因。 2、目的基因的獲取方法：從供體細(xì)胞直接獲?。粡幕蛭膸?kù)中獲?。焕胢RNA反轉(zhuǎn)錄形成；利用PCR擴(kuò)增技術(shù)；人工合成。 3、基因文庫(kù)、基因組文庫(kù)、cDNA文庫(kù)概念及作用：基因組文庫(kù)含有一種生物的

26、全部基因，而cDNA文庫(kù)只含有一種生物的部分基因，二者都是基因文庫(kù)；有了基因文庫(kù)，就可隨時(shí)從中提取所需要的目的基因，引入受體細(xì)胞使之表達(dá)。 4、比較幾種目的基因的獲取方法方法基因文庫(kù)的構(gòu)建PCR技術(shù)擴(kuò)增人工合成基因組文庫(kù)部分基因文庫(kù)如cDNA文庫(kù)過(guò)程供體細(xì)胞中的DNA 限制酶許多DNA片段 插入載體 導(dǎo)入受體菌群（基因組文庫(kù)） 外源DNA擴(kuò)增，產(chǎn)生特定性狀 分離目的基因目的基因mRNA 逆轉(zhuǎn)錄單鏈DNA 合成雙鏈DNA 插入載體 導(dǎo)入受體菌群（cDNA文庫(kù)） 分離目的基因目的基因DNA 高溫解鏈單鏈DNA 與引物結(jié)合、 DNA聚合酶大量目的基因蛋白質(zhì)的氨基酸序列 推測(cè)mRNA的核苷酸序列 推測(cè)

27、結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列 化學(xué)合成目的基因優(yōu)點(diǎn)專(zhuān)性強(qiáng)可在短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因?qū)Ｒ恍詮?qiáng)，可產(chǎn)生自然界中不存在的新基因缺點(diǎn)工作量大，盲目性大，專(zhuān)一性差操作過(guò)程較麻煩，技術(shù)要求過(guò)高適用范圍狹小 5、PCR與生物體內(nèi)DNA復(fù)制的比較生物體內(nèi)DNA復(fù)制PCR解旋在解旋酶作用下，細(xì)胞提供能量，DNA雙鏈部分解旋加熱至9095時(shí)。雙鏈全部解開(kāi)，不需解旋酶引物一小段RNA可以是RNA或單鏈DNA分子片段合成子鏈在引物基礎(chǔ)上，一條鏈連續(xù)合成，另一條鏈不連續(xù)合成分別從兩條鏈的引物端開(kāi)始，都是連續(xù)合成，控制溫度在72左右特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制體外迅速擴(kuò)增Taq DNA聚合酶不需要需要循環(huán)次數(shù)受生物體自身控制3

28、0多次相同點(diǎn)生物體內(nèi)的DNA復(fù)制和PCR中都需要模板、四種脫氧核苷酸，且都需要在一定的緩沖溶液中進(jìn)行要點(diǎn)二、基因表達(dá)載體的構(gòu)建 1、目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并再遺傳給下一代，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。 2、基因表達(dá)載體的組成：目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因。 啟動(dòng)子：一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端。它是RNA聚合酶識(shí)別結(jié)合的部分。 終止子：一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA短片段，位于基因的尾端，作用是使轉(zhuǎn)錄過(guò)程停止。 標(biāo)記基因：一般為抗生素抗性基因或熒光基因等，其作用是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因（目的基因是否導(dǎo)入成功）。 3、基因表達(dá)載體的構(gòu)建方法： 要點(diǎn)三、將目的

29、基因?qū)胧荏w細(xì)胞【基因工程（二）基因工程的基本操作程序 369166目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞】1、不同受體的導(dǎo)入方法目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程，稱(chēng)為轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是目的基因整合到受體細(xì)胞染色體基因組中。（1）將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞（2）將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞土壤農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法土壤農(nóng)桿菌能感染雙子葉植物和裸子植物。植物細(xì)胞受傷時(shí)，細(xì)胞分泌大量酚類(lèi)物質(zhì)，吸引農(nóng)桿菌移向受傷細(xì)胞。農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。80%轉(zhuǎn)基因植物通過(guò)此種方法獲得?；驑尫?利用壓縮氣體產(chǎn)生的動(dòng)力，將包裹在鎢粉或金粉等金屬顆粒表面的重組DNA打入受體細(xì)胞的

30、方法?；ǚ酃芡ǖ婪?1987年，中國(guó)科學(xué)家周光宇獨(dú)創(chuàng)的。植物授粉后，花粉形成的花粉管還未愈合前，剪去柱頭，滴加重組DNA，使目的基因借助花粉管進(jìn)入受體細(xì)胞。（3）將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞：常用顯微注射法（4）不同受體導(dǎo)入方法的比較受體細(xì)胞種類(lèi)方 法植物細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法：目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞穩(wěn)定維持和表達(dá)基因槍法花粉管通道法動(dòng)物細(xì)胞顯微注射法：目的表達(dá)載體提純?nèi)÷眩ㄊ芫眩╋@微注射受精卵發(fā)育新性狀動(dòng)物微生物細(xì)胞Ca2+處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞表達(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、受體生物不同，所用的受體細(xì)胞種類(lèi)也不相同。 植物：可以是卵細(xì)胞（受精卵）、體細(xì)胞

31、（可經(jīng)組織培養(yǎng)成為完整個(gè)體）。動(dòng)物：受精卵（因?yàn)轶w細(xì)胞的全能性受到嚴(yán)格限制）。要點(diǎn)四、目的基因的檢測(cè)與鑒定 1、分子水平上進(jìn)行檢測(cè)的方法 轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因，這是目的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵。檢測(cè)方法是采用DNA分子雜交技術(shù)。 目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，這是檢測(cè)目的基因是否發(fā)揮功能作用的第一步。檢測(cè)方法同樣是采用分子雜交技術(shù)。 檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，檢測(cè)的方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原一抗體雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，表示目的基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品。 2、目的基因檢測(cè)與鑒定的方法比較類(lèi)型步驟檢測(cè)內(nèi)容方法結(jié)果顯示分子檢測(cè)第一步目的基因

32、是否進(jìn)入受體細(xì)胞DNA分子雜交技術(shù)（DNA和DNA之間）是否成功顯示出雜交帶第二步目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA分子雜交技術(shù)（DNA和mRNA之間）同上第三步目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)抗原抗體雜交同上個(gè)體水平鑒定包括做抗蟲(chóng)、抗病的接種實(shí)驗(yàn)，以確定是否有抗性以及抗性的程度；基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的功能進(jìn)行活性比較，以確定功能活性是否相同 3、分子雜交檢測(cè)示意圖 把目的基因片段進(jìn)行放射性同位素標(biāo)記或進(jìn)行生物素?zé)晒鈽?biāo)記，用標(biāo)記好的基因片段做探針，與受體生物的基因組DNA進(jìn)行雜交，如果有雜交斑點(diǎn)，根據(jù)分子雜交的基本原理，說(shuō)明目的基因與受體細(xì)胞基因組DNA具有同源性，也就是說(shuō)目的基因已經(jīng)被導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，反之

33、，則說(shuō)明目的基因沒(méi)有進(jìn)入受體細(xì)胞中。 4、蛋白質(zhì)分子（抗原抗體）之間的雜交 這是檢測(cè)目的基因是否表達(dá)出蛋白質(zhì)的一種方法。具體做法是：第一步，將目的基因在大腸桿菌中表達(dá)出蛋白質(zhì)；第二步，用表達(dá)出的蛋白質(zhì)注射動(dòng)物進(jìn)行免疫，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，并提取出抗體（一抗）；第三步，從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，進(jìn)行凝膠電泳；第四步，將凝膠中的蛋白轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素膜上；第五步，將抗體（一抗）與硝酸纖維素膜上的蛋白雜交，這時(shí)抗體（一抗）與目的基因表達(dá)的蛋白（抗原）會(huì)特異結(jié)合。由于這種抗原一抗體的結(jié)合顯示不出條帶，所以加入一種稱(chēng)為二抗的抗體，它可以與一抗結(jié)合。二抗抗體上帶有特殊的標(biāo)記，如果目的基因表達(dá)出了蛋白質(zhì)，則結(jié)果為

34、陽(yáng)性。【典型例題】類(lèi)型一：目的基因的獲取例1、以重組DNA技術(shù)為核心的基因工程正在改變著人類(lèi)的生活。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 （1）獲得目的基因的方法通常包括_、_和_。 （2）構(gòu)建基因文庫(kù)時(shí)需要對(duì)DNA分子進(jìn)行切割和連接，所使用的酶分別是_和_。 （3）PCR擴(kuò)增目的基因的原理是_，前提條件是_，PCR所使用的酶是_，該酶具有什么特點(diǎn)？ （4）運(yùn)送目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體一般選用病毒或_，后者的形狀呈_。 （5）若目的基因是人胰島素基因，則其獲取的可能方法有_，將人胰島素基因?qū)氪竽c桿菌和酵母菌，兩者生產(chǎn)的胰島素在功能和_序列上是相同的。【答案】（1）從基因文庫(kù)獲取 PCR技術(shù)擴(kuò)增 人工合成（2）

35、限制酶 DNA連接酶（3）雙鏈DNA復(fù)制 有一段已知目的基因的核苷酸序列 DNA聚合酶 耐高溫（4）質(zhì)粒 小型環(huán)狀（5）從基因文庫(kù)中獲得、PCR技術(shù)擴(kuò)增、人工合成 氨基酸【解析】（1）獲取目的基因的方法有從基因文庫(kù)中獲取、PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因和人工合成，其中基因文庫(kù)包括基因組文庫(kù)和部分基因文庫(kù)。（2）構(gòu)建基因文庫(kù)需用限制酶切割某生物的DNA獲取DNA片段，并與載體連接，導(dǎo)入受體茵群進(jìn)行儲(chǔ)存，所以還需用到DNA連接酶。（3）PCR技術(shù)是在生物體外擴(kuò)增。DNA片段，原理是DNA雙鏈復(fù)制。前提條件是有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)其合成引物。PCR技術(shù)用到DNA聚合酶，該酶必須在7075條

36、件下發(fā)揮作用，故必須耐高溫。（4）運(yùn)送目的基因的載體常用的是質(zhì)粒和病毒，質(zhì)粒為小型環(huán)狀DNA分子。（5）人胰島素基因序列已知，所以可用逆（反）轉(zhuǎn)錄法構(gòu)建部分基因文庫(kù)獲得，可直接人工合成，也可用PCR技術(shù)擴(kuò)增獲得大量目的基因?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查目的基因的提取，需要同學(xué)們理解三種獲取目的基因的方法?！九e一反三】：【變式一】下列不屬于獲取目的基因方法的是（ ） A利用DNA連接酶復(fù)制目的基因 B利用DNA聚合酶復(fù)制目的基因 C從基因文庫(kù)中獲取目的基因 D利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因【答案】A【解析】 目的基因可以從自然界中已有的物種中分離出來(lái)，也可以用人工的方法合成。目的基因主要指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，

37、獲取目的基因的方法有：（1）從基因文庫(kù)中獲取目的基因，基因文庫(kù)又分為基因組文庫(kù)和部分基因文庫(kù)；（2）利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因；（3）人工合成。類(lèi)型二：基因表達(dá)載體的構(gòu)建例2、科學(xué)家在培育抗蟲(chóng)棉時(shí)，經(jīng)過(guò)了許多復(fù)雜的過(guò)程和不懈的努力，才獲得成功。起初把蘇云金芽孢桿菌的抗蟲(chóng)基因插入載體質(zhì)粒中，然后導(dǎo)人棉花的受精卵中，結(jié)果抗蟲(chóng)基因在棉花體內(nèi)沒(méi)有表達(dá)。然后在插入抗蟲(chóng)基因的質(zhì)粒中插入啟動(dòng)子（抗蟲(chóng)基因首端），導(dǎo)人棉花受精卵，長(zhǎng)成的棉花植株還是沒(méi)有抗蟲(chóng)能力。科學(xué)家又在有啟動(dòng)子、抗蟲(chóng)基因的質(zhì)粒中插入終止子（抗蟲(chóng)基因末端），再導(dǎo)人棉花受精卵，結(jié)果長(zhǎng)成的植株有了抗蟲(chóng)能力。由以上過(guò)程推知，作為目的基因的運(yùn)載體應(yīng)具備

38、的結(jié)構(gòu)是（ ）。 A目的基因、啟動(dòng)子 B目的基因、終止子 C目的基因、啟動(dòng)子、終止子 D目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因【答案】D【解析】本題考查基因表達(dá)載體的構(gòu)建所需要的條件?！军c(diǎn)評(píng)】本題屬于信息材料題，考查同學(xué)們從中提取信息的能力。當(dāng)然有了課上的基礎(chǔ)，該題出來(lái)應(yīng)該不成問(wèn)題。 要點(diǎn)詮釋?zhuān)夯蚬こ梯d體的構(gòu)建主要考慮以下幾方面的因素。 （1）基因的特點(diǎn)：如果一個(gè)來(lái)自動(dòng)物的目的基因含有內(nèi)含子，就不能用于轉(zhuǎn)基因植物，因?yàn)閯?dòng)物中內(nèi)含子的剪接系統(tǒng)與植物的不同，植物不能將動(dòng)物基因的內(nèi)含子剪切掉，只能用該基因的cDNA。基因的產(chǎn)物如果是一個(gè)糖蛋白，那么該基因在細(xì)菌中表達(dá)出來(lái)的蛋白就可能不具備天然狀態(tài)下的活

39、性，因?yàn)樘堑鞍咨系奶擎準(zhǔn)窃趦?nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體上加上的，而細(xì)菌無(wú)這些細(xì)胞器。 （2）要選擇強(qiáng)啟動(dòng)子或組織特異性啟動(dòng)子。啟動(dòng)子有強(qiáng)有弱，選擇強(qiáng)啟動(dòng)子可以增加轉(zhuǎn)錄活性，使基因產(chǎn)物量增多。如果希望基因在生物的某個(gè)組織表達(dá)，如只在植物種子中表達(dá)，就要選擇種子中特異表達(dá)的啟動(dòng)子。（3）要選擇標(biāo)記基因，如抗生素基因，以便選擇出真正的轉(zhuǎn)基因生物?！九e一反三】：【變式一】科學(xué)家已經(jīng)能夠通過(guò)基因工程的方法，能使番茄果肉細(xì)胞中含有人奶蛋白。以下有關(guān)該基因工程的敘述錯(cuò)誤的是A采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因有啟動(dòng)子、終止子B用同種限制酶處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA，可產(chǎn)生相同的黏性末端而形成重組DNA分子C番茄的葉肉細(xì)胞

40、可作為受體細(xì)胞D啟動(dòng)子對(duì)于目的基因在番茄的葉肉細(xì)胞中的表達(dá)是不可缺少的【答案】A【解析】反轉(zhuǎn)錄法獲取目的基因時(shí)，由于是根據(jù)氨基酸的序列推測(cè)基因中的堿基序列，因此，合成的基因中并不含有啟動(dòng)子、終止子。在基因工程中，必須用相同的限制酶處理質(zhì)粒和目的基因的DNA，這樣可產(chǎn)生相同的黏性末端以便能而形成重組DNA分子?；蚬こ讨?，常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母菌和動(dòng)植物細(xì)胞等，因此番茄的葉肉細(xì)胞可作為受體細(xì)胞。在基因表達(dá)的過(guò)程中，啟動(dòng)子對(duì)于目的基因在番茄的葉肉細(xì)胞中的表達(dá)也能起一定的作用，是不可缺少的，它位于基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出信使R

41、NA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)，因此，只有A答案錯(cuò)誤。啟動(dòng)子、終止子不屬于結(jié)構(gòu)基因，不能翻譯出蛋白質(zhì)，因此，采用反轉(zhuǎn)錄的方法不能得到，但啟動(dòng)子、終止子是基因表達(dá)不可缺少的。類(lèi)型三：將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞例3、（2014 海南高考）下圖是將某細(xì)菌的基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。據(jù)圖回答：獲得A有兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在 酶的催化下，合成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在 的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因；二是根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的 序列，推測(cè)出相應(yīng)的mRNA序列，然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推測(cè)其DNA的 序列；再通過(guò)化學(xué)方法合成所需基因。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)，需要在反應(yīng)體

42、系中添加的有機(jī)物質(zhì)有 、 、4種脫氧核糖核苷三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴(kuò)增過(guò)程可以在PCR擴(kuò)增儀中完成。由A和載體B拼接形成的C通常稱(chēng)為 。在基因工程中，常用Ca2+處理D，其目的是 ?！敬鸢浮浚?）逆轉(zhuǎn)錄 DNA聚合酶 氨基酸（每空2分，共6分） 脫氧核苷酸（2分，其他合理答案也給分）引物 模板DNA（每空1分，共2分）重組DNA（2分，其他合理答案也給分）提高受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率（3分，其他合理答案也給分）【解析】（1）在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下，以基因A產(chǎn)生的mRNA為模板可以獲得與mRNA互補(bǔ)的單鏈DNA，以該單鏈DNA為模板，在DNA聚合酶的作用下可合成雙鏈DNA；根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的氨基酸序列

43、，根據(jù)密碼表可推測(cè)出相應(yīng)的mRNA序列，然后根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可推測(cè)出其DNA中的脫氧核苷酸序列，再通過(guò)化學(xué)方法利用DNA合成儀合成所需基因。利用PCR擴(kuò)增目的基因時(shí)，需要提供目的基因作為模板，添加引物對(duì)來(lái)引導(dǎo)子鏈的形成，添加四種脫氧核糖核苷三磷酸（即dCTP、dATP、dGTP、dTTP）作為原料，耐高溫的DNA聚合酶來(lái)催化子鏈的形成；擴(kuò)增過(guò)程可在PCR擴(kuò)增儀中完成。目的基因A和運(yùn)載體B拼接形成的C通常稱(chēng)為基因表達(dá)載體（重組質(zhì)粒）?；蚬こ讨校Ｓ肅a2+處理細(xì)菌細(xì)胞，使之成為感受態(tài)細(xì)胞，容易吸收周?chē)h(huán)境中的DNA分子，進(jìn)而使重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)。【舉一反三】：【變式一】農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將

44、目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法。下圖為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題。 （1）Ti質(zhì)粒多存在于細(xì)菌中，它是能自我復(fù)制的_。（2）獲取外源基因（目的基因）需要限制酶的參與，而目的基因在重組過(guò)程中需要_酶的參與，并依據(jù)堿基 原則進(jìn)行重組。 （3）Ti質(zhì)粒原存在于_中，其上的T-DNA具有可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞的_上的特點(diǎn)，因此攜帶外源基因的DNA片段必須插入到_部位。 （4）首先必須經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)，人工合成的培養(yǎng)基一般包括_、_、_、維生素等。由植物體細(xì)胞發(fā)育成完整植株的過(guò)程說(shuō)明植物細(xì)胞具有_。 （5）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法適于將目的基因?qū)隷和裸子植物，而不易于感染大多數(shù)_。 （6）若將相

45、關(guān)的目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞或微生物細(xì)胞則常采用_和_?！敬鸢浮浚?）小型環(huán)狀DNA分子 （2）DNA連接 互補(bǔ)配對(duì)（3）農(nóng)桿菌細(xì)胞質(zhì) 染色體DNA T-DNA片段（內(nèi)部）（4）糖類(lèi) 無(wú)機(jī)鹽 植物激素 全能性 （5）雙子葉植物 單子葉植物（6）顯微注射技術(shù) Ca2+處理法【解析】 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法多種多樣，應(yīng)根據(jù)受體細(xì)胞的類(lèi)型和目的基因的特點(diǎn)分別采用相應(yīng)的方法。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法適于將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，而顯微注射技術(shù)和Ca2+處理法分別適于將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞和微生物細(xì)胞。類(lèi)型四：目的基因的檢測(cè)與鑒定例4、（2014 天津高考）為達(dá)到相應(yīng)目的，必須通過(guò)分子檢測(cè)的是A.攜帶鏈霉素抗性基因

46、受體菌的篩選B.產(chǎn)生抗人白細(xì)胞介素8抗體的雜交瘤細(xì)胞的篩選C.轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉植株抗蟲(chóng)效果的鑒定D.21三體綜合征的診斷【答案】B【解析】可通過(guò)將受體菌接種在含鏈霉素的培養(yǎng)基中篩選攜帶鏈霉素抗性基因的受體菌，A錯(cuò)誤；抗人白細(xì)胞介素的雜交瘤細(xì)胞應(yīng)通過(guò)抗原-抗體雜交技術(shù)篩選產(chǎn)生，B正確；在棉花田中人工放入害蟲(chóng)可檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)效果，C錯(cuò)誤；可利用顯微鏡檢測(cè)21三體綜合征，D錯(cuò)誤?！九e一反三】：【變式一】利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類(lèi)所需要的產(chǎn)品。下列選項(xiàng)中能說(shuō)明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達(dá)的是（ ）。 A棉花二倍體細(xì)胞中檢測(cè)到細(xì)菌的抗蟲(chóng)基因 B大腸桿菌中檢測(cè)到人胰島素基因及其mRNA

47、 C山羊乳腺細(xì)胞中檢測(cè)到人生長(zhǎng)激素DNA序列 D酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白【答案】D 【解析】 選項(xiàng)A只能說(shuō)明抗蟲(chóng)基因已經(jīng)導(dǎo)入；選項(xiàng)B只能檢測(cè)目的基因?qū)氩⑥D(zhuǎn)錄；選項(xiàng)C也只能檢測(cè)到目的基因的導(dǎo)入；只有選項(xiàng)D能說(shuō)明目的基因在受體細(xì)胞中已表達(dá)。人教版高中生物選修三知識(shí)點(diǎn)梳理重點(diǎn)題型（?？贾R(shí)點(diǎn)）鞏固練習(xí)【鞏固練習(xí)】單項(xiàng)選擇題：1. （2014 江蘇高考）下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述，正確的是A.切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶均特異性地識(shí)別6個(gè)核苷酸序列B.PCR反應(yīng)中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應(yīng)C.載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因D.抗蟲(chóng)基因即使成功地插入到植物細(xì)胞

48、染色體上也未必能正常表達(dá)2在基因工程技術(shù)操作中，需要用氯化鈣處理的環(huán)節(jié)是（ ） A目的基因的提取和導(dǎo)入 B目的基因與運(yùn)載體結(jié)合 C將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 D目的基因的檢測(cè)與表達(dá)3. 1993年，我國(guó)科學(xué)工作者培育成的抗棉鈴蟲(chóng)的最新轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，其抗蟲(chóng)基因來(lái)源于（ ）A普通棉花的基因突變 B棉鈴蟲(chóng)變異形成的致死基因C在棉鈴蟲(chóng)體內(nèi)寄生的線(xiàn)蟲(chóng)基因 D蘇云金芽孢桿菌體內(nèi)的抗蟲(chóng)基因4.在基因工程操作中，運(yùn)載體的本質(zhì)是雙鏈DNA分子，下列功能不能由運(yùn)載體完成的是（ ）A目的基因的轉(zhuǎn)運(yùn)B目的基因的擴(kuò)增C目的基因表達(dá) D目的基因定位5.下列不屬于基因表達(dá)載體構(gòu)建的過(guò)程是（ ）A用一定的限制酶切割質(zhì)粒露出的粘性

49、末端B用同一種限制酶切割目的基因露出粘性末端 C將切下的目的基因片段插入質(zhì)粒切口處D將重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞中6. （2014 廣東高考）利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶（CarE）制劑的流程如圖14所示，下列敘述正確的是A.過(guò)程需使用逆轉(zhuǎn)錄酶B.過(guò)程需使用解旋酶和PCR獲取目的基因C.過(guò)程使用的感受態(tài)細(xì)胞可用NaCl溶液制備D.過(guò)程可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細(xì)胞7. 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，必須要進(jìn)行鑒定和檢測(cè)。下列操作不屬于目的基因鑒定與檢測(cè)的是（ ） A檢測(cè)受體細(xì)胞是否有目的基因 B檢測(cè)受體細(xì)胞是否有致病的基因 C檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄mR

50、NA D檢測(cè)目的基因控制的蛋白質(zhì)是否合成8. 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。PCR過(guò)程一般經(jīng)歷下述三十多次循環(huán)：95下使模板DNA變性、解鏈55下復(fù)性（引物與DNA模板鏈結(jié)合）72下引物鏈延伸（形成新的脫氧核苷酸鏈）。下列有關(guān)PCR過(guò)程的敘述中不正確的是（ ）A變性過(guò)程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對(duì)之間的氫鍵，也可利用解旋酶實(shí)現(xiàn)B復(fù)性過(guò)程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補(bǔ)配對(duì)原則完成C延伸過(guò)程中需要DNA聚合酶、ATP、四種核糖核苷酸DPCR與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比所需要酶的最適溫度較高9. 科學(xué)家已經(jīng)能夠通過(guò)基因工程的方法，能使番茄果肉細(xì)胞中含有人奶蛋白。以下

51、有關(guān)該基因工程的敘述錯(cuò)誤的是（ ） A采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因有啟動(dòng)子、終止子 B用同種限制酶處理質(zhì)粒和含目的基因的DNA，可產(chǎn)生相同的黏性末端而形成重組DNA分子 C番茄的葉肉細(xì)胞可作為受體細(xì)胞 D啟動(dòng)子對(duì)于目的基因在番茄的葉肉細(xì)胞中的表達(dá)是不可缺少的10. 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過(guò)鑒定和檢測(cè)才能知道。下列屬于目的基因檢測(cè)和鑒定的是（ ）檢測(cè)受體細(xì)胞是否有目的基因 檢測(cè)受體細(xì)胞是否有致病基因 檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄信使RNA 檢測(cè)目的基因是否翻譯蛋白質(zhì)A. B. C. D.非選擇題1. （2015 福建高考）GDNF是一種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子。對(duì)損傷的神

52、經(jīng)細(xì)胞具有營(yíng)養(yǎng)和保護(hù)作用。研究人員構(gòu)建了含GDNF基因的表達(dá)載體（如圖1所示），并導(dǎo)入到大鼠神經(jīng)干細(xì)胞中，用于干細(xì)胞基因治療的研究。請(qǐng)回答：（1）在分離和培養(yǎng)大鼠神經(jīng)干細(xì)胞的過(guò)程中，使用胰蛋白酶的目的是 。（2）構(gòu)建含GDNF基因的表達(dá)載體時(shí)，需選擇圖1中的 限制酶進(jìn)行酶切。（3）經(jīng)酶切后的載體和GDNF基因進(jìn)行連接，連接產(chǎn)物經(jīng)篩選得到的載體主要有三種：?jiǎn)蝹€(gè)載體自連、GDNF基因與載體正向連接、GDNF基因與載體反向連接（如圖1所示）。為鑒定這3種連接方式，選擇HpaI酶和BamHI酶對(duì)篩選得到的載體進(jìn)行雙酶切，并對(duì)酶切后的DNA片段進(jìn)行電泳分析，結(jié)果如圖2所示。圖中第 泳道顯示所鑒定的載體是

53、正向連接的。（4）將正向連接的表達(dá)載體導(dǎo)入神經(jīng)干細(xì)胞后，為了檢測(cè)GDNF基因是否成功表達(dá)，可用相應(yīng)的 與提取的蛋白質(zhì)雜交。當(dāng)培養(yǎng)的神經(jīng)干細(xì)胞達(dá)到一定的密度時(shí)，需進(jìn)行 培養(yǎng)以得到更多數(shù)量的細(xì)胞，用于神經(jīng)干細(xì)胞移植治療實(shí)驗(yàn)。2. 豇豆對(duì)多種害蟲(chóng)具有抗蟲(chóng)能力，根本原因是豇豆體內(nèi)具有胰蛋白酶抑制劑基因（CpTI基因）?？茖W(xué)家將其轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)后，卻發(fā)現(xiàn)效果不佳，主要原因是CpTI蛋白質(zhì)的積累量不足。經(jīng)過(guò)在體外對(duì)CpTI基因進(jìn)行了修飾后，CpTI蛋白質(zhì)在水稻中的積累量就得到了提高，修飾和表達(dá)過(guò)程如下圖所示。 請(qǐng)根據(jù)以上材料回答下列問(wèn)題： （1）CpTI基因是該基因工程中的_基因，“信號(hào)肽”序列及“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

54、滯留信號(hào)”序列的基本單位是_，在過(guò)程中，首先要用_切開(kāi)，暴露出_，再用_連接。 （2）在該基因工程中，供體細(xì)胞是_，受體細(xì)胞是_。 （3）過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)。 （4）檢測(cè)修飾后的CpTI基因是否表達(dá)的最好方法是_。3.（實(shí)驗(yàn)探究 ）據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和材料用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定細(xì)菌質(zhì)粒的抗菌素基因所控制的抗菌素的類(lèi)別。實(shí)驗(yàn)原理：作為運(yùn)載體的質(zhì)粒，需要有標(biāo)記基因，這一標(biāo)記基因是抗菌素抗性基因。有抗性基因的質(zhì)?？捎米鬟\(yùn)載體。材料用具：青霉素、四環(huán)素各10萬(wàn)單位溶液，菌種試管，滅菌的含細(xì)菌培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿，酒精燈，接種環(huán)，一次性注射器，無(wú)菌水，恒溫箱方法步驟：第一步：取3個(gè)含培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿，分別編號(hào)為1、2、3號(hào)，用三支

55、注射器分別向3個(gè)培養(yǎng)基中注入1ml無(wú)菌水，、青霉素液、四環(huán)素液，并使之均勻分布之整個(gè)培養(yǎng)基表面。第二步： 。第三步： 。結(jié)果預(yù)期： 。4.根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題：（1）限制性?xún)?nèi)切酶切割分子后產(chǎn)生的片段，其末端類(lèi)型有 和 。（2）質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoR切割后產(chǎn)生的片段如下：為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外，還可用另一種限制性?xún)?nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是 。（3）按其來(lái)源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類(lèi)，即DNA連接酶和DNA連接酶。（4）反轉(zhuǎn)錄作用的模板是 ，產(chǎn)物是 。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用 技術(shù)。（5）基因工程中除質(zhì)粒外

56、，和也可作為運(yùn)載體。（6）若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是 。5.下圖是培育表達(dá)人乳鐵蛋白的乳腺生物反應(yīng)器的技術(shù)路線(xiàn)。圖中tetR表示四環(huán)素抗性基因，ampR表示氨芐青霉素抗性金銀，BamH、Hind、Sma直線(xiàn)所示為三種限制酶的酶切位點(diǎn)。據(jù)圖回答：（1）圖中將人乳蛋白基因插入載體，需用_限制酶同時(shí)酶切載體和人乳鐵蛋白基因。篩選含有重組載體的大腸桿菌首先需要在含_的培養(yǎng)基上進(jìn)行。（2）能使人乳鐵蛋白基因在乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)的調(diào)控序列是_（填字母代號(hào)）。 A啟動(dòng)子 BtetR C復(fù)制原點(diǎn) DampR（3）過(guò)程可采用的操作方法是_（填字母代號(hào)）

57、。 A農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 B大腸桿菌轉(zhuǎn)化 C顯微注射 D細(xì)胞融合【答案與解析】一、單選題1【答案】D【解析】限制性核酸內(nèi)切酶大多是特異性識(shí)別6個(gè)核苷酸序列，但也有識(shí)別序列由4、5或8個(gè)核苷酸組成的，A錯(cuò)誤；PCR中耐高溫的DNA聚合酶只是在延伸階段發(fā)揮催化作用，B項(xiàng)錯(cuò)誤；載體質(zhì)粒上抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇，不是抗生素合成基因，C錯(cuò)誤；目的基因?qū)肓耸荏w細(xì)胞不一定就都能正常表達(dá)，D正確。2【答案】C3【答案】D【解析】1993年，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的科學(xué)家成功地將原核生物蘇云金芽孢桿菌中的抗蟲(chóng)基因轉(zhuǎn)入棉植株，培育成了抗棉鈴蟲(chóng)的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉。目的基因主要來(lái)源是原核生物。4【答案】

58、D【解析】目的基因的定位由限制酶的切口決定，目的基因由運(yùn)載體轉(zhuǎn)運(yùn)到受體細(xì)胞后，目的基因隨運(yùn)載體的復(fù)制二復(fù)制、表達(dá)而表達(dá)。5【答案】D【解析】基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程屬于目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合過(guò)程。6【答案】AD【解析】圖中表示基因工作操作過(guò)程的流程圖，過(guò)程 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 為逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶，A正確；過(guò)程 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 為目的基因的獲取過(guò)程，需要限制酶，不需要解旋酶，B錯(cuò)誤；過(guò)程 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT （導(dǎo)入目的基因）使用的感受態(tài)細(xì)胞用CaCl2溶液制備，C錯(cuò)誤；過(guò)程 = 4 * GB3 * ME

59、RGEFORMAT 為目的基因的檢測(cè)，可以利用DNA分子雜交技術(shù)鑒定目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，D正確；因此答案為AD。7【答案】B8【答案】C【解析】本題考查PCR擴(kuò)增過(guò)程。解題的關(guān)鍵是要全面理解PCR擴(kuò)增過(guò)程。DNA分子被破壞是指DNA分子被解旋成兩條長(zhǎng)鏈，破壞的部位是連接兩條長(zhǎng)鏈之間的氫鍵，方法有多種，用解旋酶、高溫等都可使DNA解旋，A項(xiàng)正確。B中引物有引物兩種，分別與模板DNA鏈3端的互補(bǔ)序列互補(bǔ)配對(duì)。C中的原料不正確，合成DNA的原料是四種脫氧核苷酸。PCR技術(shù)中DNA合成過(guò)程中的溫度在7075 ，所以，D選項(xiàng)正確。9【答案】A【解析】本題主要考查了基因工程的有關(guān)知識(shí)。反轉(zhuǎn)錄法獲取目

60、的基因時(shí)，由于是根據(jù)氨基酸的序列推測(cè)基因中的堿基序列，因此，合成的基因中并不含有啟動(dòng)子、終止子。在基因工程中，必須用相同的限制酶處理質(zhì)粒和目的基因的DNA，這樣可產(chǎn)生相同的黏性末端以便能而形成重組DNA分子?；蚬こ讨?，常用的受體細(xì)胞有大腸桿菌、枯草桿菌、土壤農(nóng)桿菌、酵母菌和動(dòng)植物細(xì)胞等，因此番茄的葉肉細(xì)胞可作為受體細(xì)胞。在基因表達(dá)的過(guò)程中，啟動(dòng)子對(duì)于目的基因在番茄的葉肉細(xì)胞中的表達(dá)也能起一定的作用，是不可缺少的，它位于基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出信使RNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)，因此，只有A答案錯(cuò)誤。10【答案】C【解析】本題考查目的基因的檢測(cè)的相關(guān)知