2021届新高考生物山东专用考前复习学案-考向3-基因工程-含解析
高考生物三轮复习回归教材 ：选择性必修3之基因工程
高考生物三轮复习回归教材：选择性必修3之基因工程基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。
第1节重组DNA技术的基本工具一、有关核酸的方向性问题①核苷酸：1’碳连碱基；2’碳（脱氧核糖连无氧；核糖有氧）；3’碳连羟基（-OH）；5’碳连磷酸②一条脱氧核苷酸链（DNA单链）:一端的3’碳上有游离的羟基（-OH），叫3’端；另一端的5’碳上有游离的磷酸基团，叫5’端。
一条核糖核苷酸链（RNA链）也是如此。
③DNA是由两条脱氧核苷酸链，按反向平行的方式构成④DNA聚合酶：总是从引物的3’端连接脱氧核苷酸（沿着模板链的5’-3’方向合成子链）⑤RNA聚合酶：总是从引物的3’端连接核糖核苷酸（沿着模板链的5’-3’方向合成子链）⑥tRNA的3’端结合氨基酸⑦翻译时核糖体的移动方向：沿着mRNA的5’-3’方向移动⑧限制性内切核酸酶识别的序列：沿5’-3’方向读取二、重组DNA技术的基本工具（一）限制性内切核酸酶——“分子手术刀”1、来源：主要是原核生物2、对原核生物的作用：防止外来病原物的侵害,将外源DNA切割保证自身安全3、作用：识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
结果：切割DNA成为两个DNA片段识别的序列：①沿5’-3’方向读取；②大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成，少数4个、8个。
；③多数为回文序列（因此，切割形成的黏性末端碱基序列：既相同，又互补）黏性末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线(图中虚线）两侧将DNA分子的两条链分别切开时，产生的是黏性末端；平末端：当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。
（二）DNA连接酶——“分子缝合针”1、E.coli DNA连接酶：①从大肠杆菌中分离得到；②只能连接黏性末端，不能连接平末端③恢复磷酸二酯键2、T4 DNA连接酶：①从T4噬菌体中分离出来；②既能连接黏性末端，又能连接平末端，但连接平末端的效率相对较低；③恢复磷酸二酯键（三）基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”1、最常用的载体：质粒质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。
专题1 基因工程-2021年高考生物选修3知识点归纳(解析版)
专题 1 基因工程基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过___基因拼接_和_DNA重组_等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
由于基因工程是在_DNA 分子_水平上进行设计和施工的，因此又叫做_转基因技术_。
科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程。
20 世纪中叶，基础理论取得了重大突破●DNA 是遗传物质的证明1944 年，艾弗里等人通过不同类型肺炎双球菌的转化实验，不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了___DNA是主要遗传物质_。
●DNA 双螺旋结构和中心法则的确立1953 年，沃森和克里克建立了___DNA双螺旋结构___模型。
1958 年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明_DNA复制的方式-----半保留复制原则。
随后不久确立的中心法则，解开了 DNA 复制、转录和翻译过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向。
●遗传密码的破译1963 年，尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码。
1966 年，霍拉纳用实验证实了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。
这些成果不仅使人们认识到，自然界中从微生物到人类共用一套遗传密码_，而且为基因的分离和合成等提供了理论依据。
技术发明使基因工程的实施成为可能。
●基因转移载体的发现1967 年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核 DNA 之外的质粒有_自我复制_能力，并可以在_细菌细胞间转移，这一发现为基因转移找到了一种运载工具。
●工具酶的发现1970 年，阿尔伯、内森斯，史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶（简称限制酶）后，20 世纪 70 年代初相继发现了多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶，这些发现为 DNA 的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。
●DNA 合成和测序技术的发明自 1965 年，桑格发明氨基酸序列分析技术后，1977 年，科学家又发明了 DNA 序列分析的方法，为基因序列图的绘制提供了可能，之后，DNA 合成仪的问世又为引物、探针和小分子DNA基因的获得提供了方便。
2021年山东省新高考生物试卷和答案解析
2021年山东省新高考生物试卷1. 高尔基体膜上的RS受体特异识别并结合含有短肽序列RS的蛋白质，以出芽的形式形成囊泡，通过囊泡运输的方式将错误转运到高尔基体的该类蛋白运回内质网并释放。
RS受体与RS的结合能力随pH升高而减弱。
下列说法错误的是（）A. 消化酶和抗体不属于该类蛋白B. 该类蛋白运回内质网的过程消耗ATPC. 高尔基体内RS受体所在区域的pH比内质网的pH高D. RS功能的缺失可能会使高尔基体内该类蛋白的含量增加2. 液泡是植物细胞中储存Ca2+的主要细胞器。
液泡膜上的H+焦磷酸酶可利用水解无机焦磷酸释放的能量跨膜运输H+，建立液泡膜两侧的H+浓度梯度。
该浓度梯度驱动H+通过液泡膜上的载体蛋白CAX完成跨膜运输，从而使Ca2+以与H+相反的方向同时通过CAX进入液泡并储存。
下列说法错误的是（）A. Ca2+通过CAX的跨膜运输方式属于协助扩散B. Ca2+通过CAX的运输有利于植物细胞保持坚挺C. 加入H+焦磷酸酶抑制剂，Ca2+通过CAX的运输速率变慢D. H+从细胞质基质转运到液泡的跨膜运输方式属于主动运输3. 细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体，该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后，目标蛋白进入溶酶体被降解。
该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶，调控细胞内α-酮戊二酸的含量，从而促进胚胎干细胞分化。
下列说法错误的是（）A. α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用B. α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化C. 抑制L基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量D. 目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能4. 我国考古学家利用现代人的DNA序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”，成功将极其微量的古人类DNA从提取自土壤沉积物中的多种生物的DNA中识别并分离出来，用于研究人类起源及进化。
下列说法正确的是（）A. “引子”的彻底水解产物有两种B. 设计“引子”的DNA序列信息只能来自核DNAC. 设计“引子”前不需要知道古人类的DNA序列D. 土壤沉积物中的古人类双链DNA可直接与“引子”结合从而被识别5. 利用农杆菌转化法，将含有基因修饰系统的T-DNA插入到水稻细胞M的某条染色体上，在该修饰系统的作用下，一个DNA分子单链上的一个C脱去氨基变为U，脱氨基过程在细胞M中只发生一次。
2021届新高考生物山东专用考前复习学案-主题4-科-技-前-沿-含解析
主题4 科技前沿【典例】研究发现,合成促红细胞生成素(EPO)的细胞持续表达低氧诱导因子(HIF-1α)。
在氧气供应正常时,HIF-1α合成后很快被降解;在氧气供应不足时,HIF-1α不被降解,细胞内积累的HIF-1α可促进EPO的合成,使红细胞增多以适应低氧环境,相关机理如图所示。
此外,该研究可为癌症等诸多疾病的治疗提供新思路。
(1)如果氧气供应不足,HIF-1α进入细胞核,和其他因子(ARNT)一起与EPO基因上游的调控序列结合①,增强该基因的,使EPO合成和分泌增加。
EPO刺激骨髓造血干细胞,使其,生成大量红细胞,从而提高氧气的运输能力。
(2)正常条件下,氧气通过的方式进入细胞,细胞内的HIF-1α在脯氨酰羟化酶的作用下被羟基化,最终被降解。
如果将细胞中的脯氨酰羟化酶基因敲除②,EPO基因的表达水平会(填“升高”或“降低”),其原因是________________________________________________________________________________________ _____。
(3)一些实体肿瘤(如肝癌)中的毛细血管生成滞后,限制了肿瘤的快速发展。
研究发现,血管内皮生长因子能促进血管内皮细胞增殖和毛细血管的生成。
假设血管内皮生长因子的合成与EPO合成的调节途径类似,且途径有两个:途径①相当于图中HIF-1α的降解过程,途径②相当于HIF-1α对EPO合成的调控过程。
为了限制肿瘤快速生长,可以通过调节途径①和途径②来实现③,进行调节的思路是_____________________________________________________ _。
1.新情境:2019年诺贝尔生理学或医学奖、低氧感应。
2.素养考查:3.新命题:(1)考查必备知识。
本题以新情境为素材,考查了氧气的运输方式、基因表达等。
(2)凸显创新性,提高创新意识。
本题通过依据所给信息分析限制肿瘤快速生长的调节思路,增强在新情境中解决问题的能力,体现了一定的创新性。
高考复习(生物)专项练习：基因工程类大题突破【含答案及解析】
大题分析与表达练7基因工程类大题突破1.(2021山东日照二模)新型冠状病毒主要通过其表面刺突蛋白(S蛋白)与人体细胞膜上的ACE2蛋白结合实现感染。
截至2021年4月12日,中国成为全球首个能提供三种生产新型冠状病毒疫苗技术路线(灭活疫苗、重组蛋白疫苗和腺病毒载体疫苗)的国家。
三种新型冠状病毒疫苗研发途径的技术原理如下:灭活疫苗是用各种理化方法灭活病原微生物及其代谢产物,再通过纯化等步骤制备出相应疫苗;重组蛋白疫苗是将病毒的目标抗原基因整合到表达载体中,然后将表达载体转化到中国仓鼠卵巢细胞中,经诱导表达出大量的抗原蛋白,再通过纯化而得到的疫苗;腺病毒载体疫苗是以腺病毒作为载体,将目标抗原基因重组到载体病毒基因组中得到的疫苗。
回答下列问题。
(1)上述灭活疫苗中的“灭活”是使新型冠状病毒失去,但并不破坏该病毒的。
(2)制备重组蛋白疫苗和腺病毒载体疫苗均需要获取S蛋白基因,获取过程是提取新型冠状病毒总RNA,在酶的作用下合成DNA,再采用PCR技术选择性扩增出S蛋白基因。
PCR技术的前提是要有一段,以便根据这一序列设计出特异性的引物。
(3)腺病毒载体疫苗是将S蛋白基因重组到改造后的腺病毒内,导入人体,在体内产生S蛋白,刺激人体产生相应抗体。
改造后的腺病毒载体应具备的条件是(答出两点即可)。
与重组蛋白疫苗相比,腺病毒载体疫苗的优点体现在。
(4)腺病毒载体疫苗注入人体后,其发挥作用的机理是。
2.(2021山东青岛二模)基因工程抗体又称重组抗体,是指利用重组DNA及蛋白质工程技术对编码抗体的基因按不同需要进行加工改造和重新装配,经转染适当的受体细胞所表达的抗体分子。
下图为某研究所制备小鼠抗甲型肝炎病毒抗体的流程图。
回答下列问题。
(1)实验室构建重组质粒时,为保证目的基因与载体的正确连接,过程①最好选择的限制酶是。
(2)在重组质粒中,目的基因首端的启动子能够,从而驱动目的基因的转录。
除启动子之外,重组质粒还应该包含等。
2021届新高考生物山东专用二轮考前复习课件：第一篇 专题10 考向3 基因工程
新题预测·技法演练场
(基因工程)荧光蛋白(GFP)在紫外光下会发出绿色荧光,某科研团队将GFP基因 插入质粒P中构建了重组质粒载体Po,用于基因工程中基因表达载体(P1)的筛选 和鉴定。部分过程如图所示,下表为部分限制酶的识别序列及切割位点。回答 问题:
(1)过程①中用EcoR Ⅴ酶切获得的目的基因具有
【深挖增分点】 催生基因工程的理论基础
mRNA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。 答案:(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶 转化 (2)RNA聚合酶与启动子识别和结合 不发生 编码直链淀粉合成酶的碱基序 列中不含启动子
(3)逆转录 引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的 (4)品系3 品系3的Wx mRNA最少,控制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉
才能与扩增出的目的基因在DNA连接酶作用下形成P1。 (3)以RNA为模板合成DNA的过程为逆转录过程;菌落中的RNA是以DNA的一条链为 模板转录形成的,若通过筛选所得菌落的RNA最终未能检测出目的基因,可能的 原因是目的基因未能在受体菌中转录。
答案:(1)平 一段已知目的基因的核苷酸序列 GATC
____________,原因是___________________________________________。
【审答思维】 1.审题干: (1)构建重组载体所需的酶。 (2)启动子的作用、基因突变与蛋白质改变。 (3)cDNA 的获得。
2.解题思维:
【命题陷阱】 陷阱1:基因突变不一定引起性状改变: (1)突变部位:基因突变发生在基因的非编码区不会引起性状改变。 (2)密码子简并性:新产生的密码子和原密码子对应同一种氨基酸不会引起性状 改变。 (3)隐性突变:如AA中的一个A突变为a,不会引起性状改变。 陷阱2:不能理清真核生物的基因结构: (1)真核生物基因包括编码区和非编码区(启动子和终止子属于非编码区)。 (2)编码区又分为外显子(编码蛋白质序列)和内含子(非编码序列)。
高考复习(生物)专项练习：细胞工程和基因工程【含答案及解析】
专题突破练12细胞工程和基因工程一、单项选择题1.(2021山东济南联考)芥酸会降低菜籽油的品质。
油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h,G和g)控制菜籽的芥酸含量。
下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线,已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成,这些组分的细胞都具有全能性。
据图分析,下列叙述错误的是()A.①②过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化B.与④过程相比,③过程可能会产生二倍体再生植株C.图中3种途径中,利用花粉培养筛选低芥酸油菜新品种(HHGG)的效率最高D.F1植株的细胞进行减数分裂时,H基因所在的染色体会与G基因所在的染色体发生联会2.(2021山东济南针对性训练)NRP-1是人体血管内皮生长因子的受体,在肿瘤新生血管形成与肿瘤细胞迁移、黏附、侵袭等方面起重要调控作用。
为探究NRP-1MAb(NRP-1的单克隆抗体)对乳腺癌的治疗作用,研究人员以兔子为实验材料进行了相关实验,得到如下图所示的结果。
下列叙述错误的是()A.据图推测,NRP-1MAb能够有效降低肿瘤的体积,中、高剂量抗体的降低效果比低剂量的更显著B.NRP-1MAb的制备过程中利用灭活病毒诱导两细胞融合,其原理是利用了病毒表面的糖蛋白和相关酶能够与细胞膜表面的糖蛋白发生作用C.反复给兔子注射NRP-1,提取已免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合,再经选择培养基筛选获得的杂交瘤细胞都能产生NRP-1MAbD.治疗机理可能为NRP-1MAb与NRP-1特异性结合,阻止了NRP-1与血管内皮生长因子的结合,从而抑制了肿瘤血管的生成以及肿瘤细胞的分散和转移3.(2021山东滨州二模)细胞融合不仅在自然条件下常见,在现代生物技术中也经常应用。
下图表示细胞融合的简要过程。
下列说法正确的是()A.细胞融合过程都涉及细胞膜的流动性,常用聚乙二醇融合法、电融合法等进行处理B.若细胞a、b分别取自优良奶牛,则采集的卵母细胞和精子可直接体外受精C.若细胞a、b分别代表白菜、甘蓝细胞,则完成融合的标志为细胞核的融合D.若细胞d是杂交瘤细胞,则在选择培养基中筛选后即可大规模培养生产单克隆抗体4.(2021山东聊城二模)单克隆抗体可抑制病毒对宿主细胞的侵染。
高考生物专题复习《基因工程》含答案
高考生物专题复习《基因工程》【考点梳理.逐个击破】一、基因工程的操作工具1．限制性核酸内切酶(简称限制酶)(1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)作用：识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)结果：产生黏性末端或平末端。
2．DNA 连接酶3．载体(1)作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。
(2)种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(3)条件⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因二、基因工程的基本操作程序 1．目的基因的获取(1)目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以是具有调控作用的因子。
(2)获取方法⎩⎪⎨⎪⎧从基因文库中获取利用PCR 技术扩增通过化学方法人工合成2．基因表达载体的构建 (1)构建基因表达载体的目的①使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代。
②使目的基因能够表达和发挥作用。
(2)基因表达载体的组成：目的基因、启动子、终止子及标记基因等。
3．目的基因导入受体细胞微生物细胞感受态细胞法(Ca2＋处理法)4．目的基因的检测与鉴定检测目的检测方法判断标准目的基因是否插入转基因生物的DNA DNA分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否转录出了mRNA 分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否翻译出蛋白质抗原—抗体杂交技术是否出现杂交带个体水平的检测如抗虫、抗病的接种实验是否表现出相应的特性三、基因工程的应用及蛋白质工程1．基因工程的应用(1)动物基因工程：提高动物生长速度从而提高产品产量；改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的供体等。
(2)植物基因工程：培育抗虫转基因植物(如抗虫棉)、抗病转基因植物(如转基因烟草)和抗逆转基因植物(如抗寒番茄)；利用转基因改良植物的品质(如新花色矮牵牛)。
2．基因诊断与基因治疗(1)基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。
2021届新高考生物专题复习 基因工程和细胞工程【含答案】
第1讲基因工程和细胞工程[考纲要求] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)。
2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)。
3.基因工程的应用(Ⅱ)。
4.蛋白质工程(Ⅰ)。
5.植物的组织培养(Ⅱ)。
6.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)。
7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。
8.实验：DNA的粗提取与鉴定。
1．基因工程(1)基因工程的3种基本工具①限制性核酸内切酶：识别特定核苷酸序列，并在特定位点上切割DNA分子。
②DNA连接酶：a.E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端；b.T4DNA连接酶能连接黏性末端和平末端。
③载体：需具备的条件包括：a.能在宿主细胞内稳定存在并大量复制；b.有一个至多个限制酶切割位点；c.具有特殊的标记基因，以便对含目的基因的受体细胞进行筛选。
(2)获取目的基因的途径：①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增；③化学方法直接人工合成。
(3)基因表达载体的组成：启动子、目的基因、终止子及标记基因等。
(4)将目的基因导入受体细胞①植物：体细胞或受精卵——常用农杆菌转化法(双子叶植物和裸子植物)、花粉管通道法、基因枪法(单子叶植物)。
②动物：受精卵——显微注射技术。
③微生物：细菌(常用大肠杆菌)——感受态细胞法(钙离子处理法)。
(5)目的基因的检测与鉴定方法①检测目的基因是否插入转基因生物的DNA上：DNA分子杂交技术。
②检测目的基因是否转录出mRNA：分子杂交技术。
③检测目的基因是否翻译成蛋白质：抗原—抗体杂交技术。
④个体生物学水平鉴定：根据表达性状判断。
易混辨析①限制酶≠DNA酶≠解旋酶限制酶的作用是识别双链DNA分子上某种特定的核苷酸序列，并使两条链在特定的位置断开；DNA酶的作用是将DNA水解为基本组成单位；解旋酶的作用是将DNA两条链间的氢键打开形成两条单链。
②DNA连接酶≠DNA聚合酶DNA连接酶能连接两个DNA片段，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上。
2021版山东新高考生物人教大一轮复习课时规范练36 基因工程 Word版含解析
姓名，年级：时间：课时规范练36基因工程一、单项选择题1。
(2019天津滨海新区模拟）下面是4种限制酶所识别的DNA分子序列和剪切位点图(↓表示剪切点、切出的断面为黏性末端)。
限制酶1：限制酶2：限制酶3:限制酶4：请指出下列哪项表述是正确的?（)A.在使用限制酶的同时还需要解旋酶B.限制酶1和3剪出的黏性末端相同C。
限制酶1、2、4识别的序列都是由4个脱氧核苷酸组成D.限制酶1和2切出的DNA片段可通过T4DNA连接酶拼接2.（2019辽宁高考模拟）近年诞生的CRISPR/Cas9基因编辑技术可进行基因定点编辑.CRISPR/Cas9系统主要包括Cas9(核酸内切酶)和向导RNA，其原理是由向导RNA引导Cas9到一个特定的基因位点进行切割。
（上述过程见下图)。
下列相关叙述正确的是（)A.CRISPR/Cas9的组成物质是在核糖体上合成的B.向导RNA的合成需要逆转录酶的参与C.基因的定点编辑过程只涉及碱基A—U、G—C互补配对D.切割后形成的每个DNA片段均含有两个游离的磷酸基团3.（2019北京四中高二期末)如图所示，两个核酸片段在适宜条件下,经过X酶的催化作用,发生下列变化,则X酶是( ）A.DNA连接酶B.RNA聚合酶C.DNA聚合酶D。
限制性核酸内切酶4.(2019福建高二期末)研究者将苏云金芽孢杆菌(Bt)的Cry1Ab基因导入水稻细胞培育成抗螟虫的克螟稻，克螟稻与普通水稻杂交，子代抗螟虫与不抗螟虫的比例为1∶1.下列有关叙述正确的是( ）A.Cry1Ab基因虽已整合到克螟稻细胞的染色体上，但没有表达B.获取Cry1Ab基因需使用限制酶和DNA连接酶C.克螟稻和普通水稻仍然属于同一个物种D。
克螟稻降低了农药的使用量，害虫不会出现抗药性5。
(2019北京高三期末）下列现代生物科技相关知识的叙述,正确的是（) A。
单倍体育种不属于生物工程范畴B。
细胞融合技术与动物杂交原理和意义都相同C.生态工程可以彻底解决人类面临的各种环境问题D。
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考向3 基因工程
(2020·山东等级考)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DNA序列转入水稻,实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑,从而获得了3个突变品系。
(1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,所需的酶是,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称为。
(2)根据启动子的作用推测,Wx基因启动子序列的改变影响了 ,从而改变了Wx基因的转录水平。
与野生型水稻相比,3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列(填“发生”或“不发生”)改变,原因是______________________ 。
(3)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Wx基因转录产生的mRNA(Wx mRNA)的量。
检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA,经过程获得总cDNA。
通过PCR技术可在总cDNA中专一性的扩增出Wx基因的cDNA,原因是。
(4)各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示,据图推测糯性最强的品系为
,原因是__________________________________。
1.审题干:
(1)构建重组载体所需的酶。
(2)启动子的作用、基因突变与蛋白质改变。
(3)cDNA 的获得。
2.解题思维:
陷阱1:基因突变不一定引起性状改变:
(1)突变部位:基因突变发生在基因的非编码区不会引起性状改变。
(2)密码子简并性:新产生的密码子和原密码子对应同一种氨基酸不会引起性状改变。
(3)隐性突变:如AA中的一个A突变为a,不会引起性状改变。
陷阱2:不能理清真核生物的基因结构:
(1)真核生物基因包括编码区和非编码区(启动子和终止子属于非编码区)。
(2)编码区又分为外显子(编码蛋白质序列)和内含子(非编码序列)。
(基因工程)荧光蛋白(GFP)在紫外光下会发出绿色荧光,某科研团队将GFP基因插入质粒P中构建了重组质粒载体P o,用于基因工程中基因表达载体(P1)的筛选和鉴定。
部分过程如图所示,下表为部分限制酶的识别序列及切割位点。
回答问题:
(1)过程①中用Eco R Ⅴ酶切获得的目的基因具有末端,过程②表示利用PCR技术扩增目的基因,前提是要根据设计出引物,此外还需在引物的一端加上序列,以便于P1的构建和筛选。
(2)过程③中,质粒P0需用限制酶切割,才能与扩增出的目的基因在酶作用下形成P1。
(3)提取经上述筛选所得菌落的RNA,通过获得DNA,再进行PCR扩增,若最终未能检测出目的基因,可能的原因是。
1.基因工程的概念和基本工具:
2.基因工程的基本操作程序:
1.切割目的基因和载体并非只能用同种限制酶:只要不同限制酶切割后形成的末端根据碱基互补配对原则,在DNA连接酶的作用下能连接即可。
2.目的基因的插入点不是随意的:目的基因插入到启动子和终止子之间,因为基因表达需要启动子和终止子的调控。
3.基因工程四步中并非都涉及碱基互补配对:第三步“将目的基因导入受体细胞”时,未发生碱基互补配对现象。
催生基因工程的理论基础
(1)不同生物之间可实现DNA的转移:艾弗里等人的肺炎双球菌的转化
实验证明了DNA可以从一种生物转移到另一种生物体内。
(2)DNA双螺旋结构和中心法则的确定:由于不同生物DNA的结构和化学组成相同,故不同生物的DNA可以连接起来。
(3)遗传密码的破译:所有生物共用一套遗传密码子表。
考向3 基因工程
///研磨真题·解高考密码///
【解析】本题主要考查基因工程的知识。
(1)将目的基因和质粒构建成重组载体时,需要使用的酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶,将重组载体导入受体细胞内并维持稳定表达的过程称为转化。
(2)启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,Wx启动子序列的改变会影响RNA聚合酶与启动子识别和结合,从而影响基因的转录过程。
根据题意可知,该基因工程中编辑的是启动子序列,而启动子序列不参与编码直链淀粉的氨基酸,因此3种突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉的氨基酸序列不发生改变。
(3)以细胞中的RNA为原料合成cDNA的过程需经逆转录过程,PCR技术能扩增DNA分子中特定片段的目的基因,原因是引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的,而PCR技术扩增的是处于两种引物之间的DNA序列。
(4)根据
图示可知,品系3的Wx mRNA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。
答案:(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶转化
(2)RNA聚合酶与启动子识别和结合不发生编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子
(3)逆转录引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的
(4)品系3 品系3的Wx mRNA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
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【解析】(1)根据表中Eco R Ⅴ酶的识别序列和切割位点可知,Eco R Ⅴ酶切获得的目的基因具有平末端;利用PCR技术扩增目的基因的前提是要根据一段已知目的基因的核苷酸序列设计出引物;由图可知,目的基因两侧都是黏性末端,根据表中三种限制酶的识别序列和切割位点(Eco R Ⅴ酶切形成的是平末端,Sau3AⅠ和Bam HⅠ酶切形成的末端都是黏性末端,且碱基序列均为GATC)可知,因此还需在引物的一端加上GATC序列,以便于P1的构建和筛选。
(2)过程③中,质粒P0需用限制酶Bam HⅠ切割(若用Sau3AⅠ切割会同时破坏GFP基因和四环素抗性基因,因此不能用Sau3AⅠ切割,应该用Bam HⅠ切割;若用限制酶Eco RⅤ切割,产生的是平末端,且会破坏复制原点,因此不能用Eco RⅤ切割),才能与扩增出的目的基因在DNA连接酶作用下形成P1。
(3)以RNA为模板合成DNA的过程为逆转录过程;菌落中的RNA是以
DNA的一条链为模板转录形成的,若通过筛选所得菌落的RNA最终未能检测出目的基因,可能的原因是目的基因未能在受体菌中转录。
答案:(1)平一段已知目的基因的核苷酸序列GATC
(2)Bam HⅠDNA连接
(3)逆转录(反转录) 目的基因未能在受体菌中转录
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