1、第三十三屆基因工程考試標(biāo)準(zhǔn)加以考試考試標(biāo)準(zhǔn)加以考試1 .工具酶催化劑的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生a3 .基因工程的應(yīng)用a2 .基因工程原理和技術(shù)乙4 .活動：提出生活中的難題，制定用基因工程技術(shù)解決的方案c測試基因工程的含義和操作工具1 .基因工程的含義(1)概念：將一種生物的遺傳物質(zhì)(細(xì)胞核、染色體脫氧核糖核酸等)轉(zhuǎn)移到另一種生物的細(xì)胞球中，使得該遺傳物質(zhì)所具有的遺傳信息在接納體細(xì)胞球中表達(dá)。(2)核心：建構(gòu)重組DNA分子。(3)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)的建立和遺傳信息傳遞方式的鑒定.2 .基因工程的基本工具考慮討論已知限制性核酸內(nèi)切酶催化劑EcoR和Sma識別的鹽

2、化學(xué)基序列和酶催化劑切點(diǎn)分別為GAATTC和CCCGGG，兩個限制性核酸內(nèi)切酶催化劑切斷DNA后產(chǎn)生的末端如下.EcoR限制性核酸內(nèi)切酶和Sma限制性核酸內(nèi)切酶識別的鹽化學(xué)基序列不同，切斷部位不同(“相同”或“不同”)，限制性核酸內(nèi)切酶顯示有專一性。2 .觀察下圖所示過程，回答必要的工具酶催化劑及相關(guān)問題(1)為限制性核酸內(nèi)切酶催化劑為DNA連接酶； 兩者的作用部位均為磷酸二酯類化合物鍵。(2)限制性核酸內(nèi)切酶不切斷自身DNA的理由：原核生物中不存在的該酶催化劑的識別序列或者識別序列被改變。3 .載體應(yīng)具備的條件及其作用(接線)4、限制性核酸內(nèi)切酶催化劑Mun 和限制性核酸內(nèi)切酶催化劑EcoR

3、的識別序列和剪接位點(diǎn)分別為CAATTG和GAATTC。 圖中顯示了4種質(zhì)粒和目的基因，箭頭所指的部位是有限核酸內(nèi)切酶的識別部位，質(zhì)粒的陰影部分顯示了標(biāo)識牌基因。 適用于圖示的目的基因運(yùn)載體的質(zhì)粒是以下中的哪一個？從圖中可以看出，質(zhì)粒沒有標(biāo)識牌基因，不適合作為運(yùn)載體的質(zhì)粒和的標(biāo)記基因都有限制核酸內(nèi)切酶的識別位點(diǎn)。 僅質(zhì)粒有標(biāo)記基因，Mun的切斷部位不在標(biāo)記基因上。題型基因工程的操作工具1 .圖為DNA分子由不同酶催化劑引起的變化，在以下選項(xiàng)中可顯示限制性核酸內(nèi)切酶催化劑、DNA多聚酶、DNA連接酶、外消旋酶催化劑序列的是()A. B.C. D.答案c解析受限核酸內(nèi)切斷酶催化劑，在特定部位可以切斷

4、DNA分子的DNA多聚酶或DNA分子復(fù)制時(shí)將脫氧核苷酸連接到脫氧核苷酸鏈的DNA連接酶，可以結(jié)合限制性核酸內(nèi)切斷酶催化劑切開的磷酸二酯類化合物鍵。 解旋酶的作用是解開DNA雙鏈，向復(fù)制和轉(zhuǎn)錄提供數(shù)字大板塊。2.(2017常州模擬)要利用某個目的基因(參見圖甲)和P1噬菌體運(yùn)載體(參見圖乙)建構(gòu)重組DNA (參見圖c )，限制性核酸內(nèi)切酶催化劑的酶催化劑切點(diǎn)分別為Bgl (AGATCT )、ecorI ()，以下分析合理()a .用a.ecorI切斷目的基因和P1噬菌體運(yùn)載體b .用Bgl和EcoR切斷目的基因和P1噬菌體運(yùn)載體c .用Bgl和Sau3A切斷目的基因和P1噬菌體運(yùn)載體用d.eco

5、rI和Sau3A切斷目的基因和P1噬菌體運(yùn)載體答案d解析解本問題的關(guān)鍵是弄清切斷后目的基因的插入方向，在EcoR和Sau3A切斷目的基因和P1噬菌體運(yùn)載體，所建構(gòu)的重組DNA中的RNA多聚酶在插入目的基因上的移動方向必須與圖c相同。幾種容易混淆的酶催化劑的比較名字功能應(yīng)用程序限制核核酸內(nèi)切酶特異性切斷DNA鏈中磷酸二酯類化合物鍵重組DNA技術(shù)與基因診斷核糖核酸連接酶連接DNA片段間的磷酸二酯類化合物鍵基因工程核糖核酸多聚酶連接DNA片斷和各個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯類化合物結(jié)合DNA復(fù)制核糖核酸多聚酶連接RNA片段和各個核糖核苷酸之間的磷酸二酯類化合物結(jié)合RNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄酶作用于磷酸二酯

6、類化合物鍵以RNA為鑄造模型得到DNA解旋酶切斷堿基對間的氫鍵DNA復(fù)制核糖核酸水解作用酶催化劑切斷DNA分子的所有磷酸二酯類化合物鍵水解作用DNA試驗(yàn)點(diǎn)2基因工程的基本操作程序、應(yīng)用及相關(guān)的設(shè)定修訂案1 .基因工程的基本操作步驟(一)獲得目的基因目的基因序列已知：化學(xué)合成或PCR擴(kuò)增； 目的基因序列不明：從基因?qū)崨r拉力賽中取得。(2)形成重組DNA分子(基因工程的核心):通常將目的基因和運(yùn)載體DNA分別用相同的限制性核酸內(nèi)切酶切割，然后用DNA連接酶連接目的基因和運(yùn)載體DNA，形成重組DNA分子。(3)將重組DNA分子導(dǎo)入接納體細(xì)胞球常用的接納體細(xì)胞球：大腸菌群、納豆菌、酵母菌和動植物細(xì)胞球

7、等。導(dǎo)入方法：用氯化鈣元素處理大腸菌群可以提高大腸菌群細(xì)胞貼壁的滲透性，使重組質(zhì)粒容易進(jìn)入。(4)篩選包含目的基因的接納體細(xì)胞球篩選原因：并非所有的細(xì)胞球都接受重組DNA分子，因此需要篩選含有目的基因的接納體細(xì)胞球。篩分法：在含抗生素培養(yǎng)基中培養(yǎng)接納體細(xì)胞球，選擇含重組質(zhì)粒的接納體細(xì)胞球。(5)目的基因的表達(dá)目的基因在宿主細(xì)胞球中表達(dá)，產(chǎn)生人們所需要的功能物質(zhì)。2 .基因工程的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)點(diǎn)遺傳育種轉(zhuǎn)基因植物所需時(shí)間短，克服了遠(yuǎn)親親本難以親近的缺陷轉(zhuǎn)基因動物指轉(zhuǎn)入外來基因的動物。 優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省時(shí)間和勞力，取得一定的經(jīng)濟(jì)效益治療基因工程和疾病抗基因工程藥主要有胰島素、干擾素、乙肝疫苗等基因治療目

8、的向細(xì)胞球中導(dǎo)入正常功能的基因，糾正或補(bǔ)償基因缺陷，達(dá)到治療目的基因工程與生態(tài)環(huán)境保護(hù)開發(fā)分解性的新塑料改造分解石油的細(xì)菌，提高分解石油的能力等考慮討論1 .重組DNA分子的組成和各部分的作用(接線)2 .根據(jù)圖選擇相關(guān)的限制性核酸內(nèi)切酶催化劑在基因工程中，需要使用特定的限制性核酸內(nèi)切酶催化劑來截?cái)嗄康幕蚝唾|(zhì)粒，使重組和篩選變得容易。 有限制的核酸內(nèi)切酶I的識別排列和切斷網(wǎng)站是-GGATCC-； 限制性核酸內(nèi)切酶的識別序列和切割部位為-GATC-。如圖所示，切斷目的基因必須選擇限制性核酸內(nèi)切斷酶催化劑ii，切斷質(zhì)粒必須選擇限制性核酸內(nèi)切斷酶催化劑I。3 .完成以下填充(1)原核生物作為接納體

9、細(xì)胞球的優(yōu)點(diǎn)：繁殖快，單細(xì)胞球多，遺傳物質(zhì)相對少。(2)感受態(tài)的本質(zhì)是將目的基因整合到接納體細(xì)胞球染色體組中。4 .補(bǔ)充目的基因的檢測和鑒定的方法示意圖；5 .圖為抗蟲棉培育過程，圖為回答以下問題：(1)無論該基因工程中的目的基因和運(yùn)載體分別是什么，為什么要用相同的限制性核酸內(nèi)切酶催化劑來處理目的基因和運(yùn)載體？提示目的基因?yàn)锽t毒蛋白基因，運(yùn)載體為Ti質(zhì)粒。 用同一限制性核酸內(nèi)切酶催化劑處理目的基因和運(yùn)載體，可以得到同一粘性末端，重組DNA分子的形成變得容易。(2)在本例中，檢測目的基因是否表達(dá)的一般方法是什么？暗示著用棉葉養(yǎng)棉鈴蟲。問題類型1基因工程的操作步驟1.(2017北京牌，5 )為了

10、增加菊花的花色類型，研究者計(jì)劃從其他植物中愛沙尼亞克朗花色基因c (圖1 )，與質(zhì)粒(圖2 )重組，通過農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花。以下操作與實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟灰恢碌氖?)a .利用限制性核酸內(nèi)切酶催化劑EcoR和連接酶建構(gòu)重組質(zhì)粒用含有b.c基因的農(nóng)桿菌感染菊花糖，將c基因?qū)爰?xì)胞球c .在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，篩選感受態(tài)的菊細(xì)胞球d .利用分子雜交技術(shù)檢測c基因是否與菊花染色體整合答案c在建構(gòu)基因表達(dá)運(yùn)載體時(shí)，為了保證目的基因和運(yùn)載體的連接，必須用同種限制性核酸內(nèi)切離酶催化劑進(jìn)行切離，產(chǎn)生相同的粘性末端，用DNA連接酶催化劑進(jìn)行連接，在圖中的目的基因兩端、啟動子和終止子之間有限制性核酸內(nèi)切離酶ecori的切離

11、部位，可以選擇限制性核酸內(nèi)切離酶ecori與目標(biāo)基因菊是孿生子葉植物，將目的基因?qū)雽\生子葉植物細(xì)胞球的常用方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，b項(xiàng)正確圖2中重組質(zhì)粒中的抗性基因是潮霉素抗性基因，培養(yǎng)基中應(yīng)添加潮霉素，篩選轉(zhuǎn)化菊細(xì)胞， DNA分子雜交技術(shù)常用于檢測c項(xiàng)是否插入了轉(zhuǎn)基因生物染色體DNA中，d項(xiàng)是正確的。2.(2017諸暨中學(xué)統(tǒng)考)科學(xué)家將外來目的基因與大腸菌群質(zhì)粒重組，在大腸菌群表達(dá)成功。 下圖顯示了篩選含有重組質(zhì)粒建構(gòu)和目的基因的大腸菌群的過程。 請按照圖回答以下問題(1)步驟和步驟中常用的刀具酶催化劑是：經(jīng)過(2)和的步驟，在一部分質(zhì)粒上的_基因內(nèi)插入外源目的基因，形成重組質(zhì)粒。(3)步驟是

12、一個過程。 為了促進(jìn)這個過程，應(yīng)該用來處理大腸菌群。(4)步驟的目的是將三角瓶內(nèi)的大腸菌群接種含有四環(huán)素的培養(yǎng)基a中進(jìn)行培養(yǎng)，篩選。 能在a生長的大腸菌群是_種。(5)工序用無菌牙簽取出a上的個別菌落，分別接種b (含氨西林和抗四環(huán)素)和c (含抗四環(huán)素) 2個培養(yǎng)基的相同位置。 經(jīng)過有會兒，菌落的生長情況如上圖所示。 包含目的基因的蟻群位于(“b”或“C”)_，因此，請?jiān)趫D中相應(yīng)的位置加上圓圈。將回答(1)限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶(2)氨西林耐受力(3)重組質(zhì)粒導(dǎo)入含有大腸菌群氯化鈣元素(4)抗四環(huán)素抗性基因的大腸菌群2 (5)C，如下圖所示解析(1)的步驟和是用同種限制性核酸內(nèi)切斷酶催

13、化劑切斷目的基因和質(zhì)粒，得到相同粘性末端，然后用DNA連接酶將兩者連接，形成重組質(zhì)粒。(2)質(zhì)粒有氨芐青霉素抗性基因和抗四環(huán)素抗性基因，從步驟和中建構(gòu)的重組質(zhì)粒的圖像可知，部分質(zhì)粒的氨芐青霉素抗性基因插入了目的基因。(3)根據(jù)標(biāo)題圖，步驟是將重組質(zhì)粒導(dǎo)入接納體細(xì)胞球大腸菌群，氯化鈣元素處理可增加大腸菌群細(xì)胞貼壁的滲透性，增強(qiáng)對重組質(zhì)粒的吸收能力。(4)由于質(zhì)粒具有抗四環(huán)素抗性基因，未插入目的基因，所以導(dǎo)入質(zhì)粒的大腸菌群都有抗四環(huán)素耐受力，均可存活，未導(dǎo)入質(zhì)粒的不能存活，可生長在篩選包括抗四環(huán)素抗性基因在內(nèi)的大腸菌的a的大腸菌，必須與導(dǎo)入空白質(zhì)粒的大腸菌重組(5)目的基因的插入破壞了氨西林抗性基

14、因，所以含有目的基因的大腸菌群不能生存于含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基b上，而能夠生存于c上，其位置是在b中不生長而在c中生成菌落的位置。基因工程操作中的六大誤區(qū)(1)目的基因的插入部位并不隨意?；虮磉_(dá)需要啟動子和終止子調(diào)控，所以目的基因應(yīng)位于啟動子與終止子之間的部位。(2)基因工程操作中只有第三步(將重組DNA分子導(dǎo)入接納體細(xì)胞球)沒有鹽化學(xué)基互補(bǔ)情侶對戒現(xiàn)象。 第一步檢測存在通過反轉(zhuǎn)法得到的DNA，第二步檢測存在粘性末端連接現(xiàn)象，第四步檢測存在分子水平單孢雜交法。(3)作為原核生物接納體細(xì)胞球的優(yōu)點(diǎn)：繁殖快，單細(xì)胞球多，遺傳物質(zhì)相對少。(4)一般情況下，用相同的限制性核酸內(nèi)切斷酶催化劑切斷含有質(zhì)

15、粒和目的基因的片段，但通過分別切斷質(zhì)粒和目的基因，有時(shí)可避免質(zhì)粒和質(zhì)粒間、目的基因和目的基因間的連接。(5)目的基因進(jìn)入接納體細(xì)胞球內(nèi)，在接納體細(xì)胞球內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程稱為感受態(tài)。 感受態(tài)的本質(zhì)是目的基因整合到接納體細(xì)胞球染色體染色體組中。(6)不熟悉標(biāo)記基因種類和作用：標(biāo)記基因的作用篩選，目的基因是否引入接納體細(xì)胞球的檢測，常見的有抗生素抗性基因、發(fā)光基因(表達(dá)產(chǎn)物為有色物質(zhì))等。題型二基因工程的原理及應(yīng)用3.(2017河西區(qū)一型)圖為利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。 以下的相關(guān)記述，正確的是()A.、的操作使用了限制核酸內(nèi)切斷酶催化劑和DNA多聚酶B.工藝?yán)媚さ慕Y(jié)構(gòu)特性，在顯微鏡下

16、觀察細(xì)胞球的Ti質(zhì)粒是篩選標(biāo)記之一應(yīng)用c.DNA探針技術(shù)可以檢測細(xì)胞球中的目的基因是否表達(dá)d .一般只要顯示抗蟲性狀，表示植株產(chǎn)生遺傳變異答案d解析、的操作顯示形成重組DNA分子，在此過程中使用限制性核酸內(nèi)切酶催化劑和DNA連接酶，a項(xiàng)是錯誤的。 光學(xué)顯微鏡不能觀察到質(zhì)粒，該基因工程可在個體水平上進(jìn)行鑒定，即植株葉片上有木有抗蟲效果，b項(xiàng)是否錯誤檢測細(xì)胞球中的目的基因是否表達(dá)需要抗原抗體雜交技術(shù)和個體水平的檢測，c項(xiàng)錯誤，一般只要顯示抗蟲性狀，植株即可4 .以下關(guān)于基因工程應(yīng)用的描述正確地為()a .基因治療是將缺陷基因誘導(dǎo)為正常基因b .基因診斷的基本原理是DNA分子雜交c .一種基因探針可

17、以檢測水體中的各種細(xì)小病毒d .利用基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗時(shí)，目的基因存在于人b淋巴細(xì)胞的DNA答案b解析基因治療是目的細(xì)胞球中導(dǎo)入正常功能的基因，達(dá)到治療疾病的目的，a項(xiàng)也稱為錯誤的基因診斷DNA診斷或分子診斷，通過分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)技術(shù)，直接檢測分子結(jié)構(gòu)水平和表達(dá)水平異常、判斷和利用疾病的原理是DNA分子雜交，b項(xiàng)是基因探針是含有經(jīng)放射性同位素元素體(或熒光分子)標(biāo)識牌的目的基因的DNA片段，一種基因探針只能檢測到水體中的一種或一種細(xì)小病毒，而c項(xiàng)是錯誤的。 利用基因工程生產(chǎn)乙肝疫苗，建構(gòu)含有乙型肝炎病毒表面抗原基因的重組質(zhì)粒，轉(zhuǎn)染與之相應(yīng)的宿主細(xì)胞球，例如酵母菌、中國倉鼠卵巢細(xì)胞(中國火腿星空衛(wèi)視卵巢細(xì)胞，無限繁殖細(xì)胞)，產(chǎn)生乙肝表面抗原蛋白?；蛟\斷和基因治療(1)基因診斷方法：根據(jù)鹽化學(xué)基互補(bǔ)情侶對戒的原則，解開互補(bǔ)的雙鏈DNA，再用同位素、熒光分子或