B版浙江省202x年高考生物总复习专题30基因工程教师用书.docx

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B版浙江省202x年高考生物总复习专题30基因工程教师用书

专题30　基因工程

挖命题

【考情探究】

考点

内容

要求

5年考情

预测热度

考题示例

素养要素

难度

基因工程

工具酶的发现和基因工程的诞生

a

2016浙江4月选考,32

（二）,7分

科学思维

科学探究

难

★★★☆☆

基因工程的原理和技术

b

★★★★☆

基因工程的应用

a

★★★★☆

活动:

提出生活中的疑难问题,设计用基因工程技术解决的方案

c

★★★★☆

分析解读　本专题包含了基因工程的原理、操作流程及应用等知识点,为选考加试部分内容,预计今后考查仍以非选择题形式为主,多以具体的案例为背景,或结合植物克隆加以考查。

复习时要重点掌握基因工程的基本原理和操作流程,能灵活应用基因工程技术解决实际问题。

【真题典例】

破考点

考点　基因工程

【考点集训】

考向　基因工程的原理及应用

1.（2018北京理综,5,6分）用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段,酶切位点及酶切产物分离结果如图。

以下叙述不正确的是（　　）

图1　酶切位点图

图2　电泳结果示意图

A.图1中两种酶识别的核苷酸序列不同

B.图2中酶切产物可用于构建重组DNA

C.泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物

D.图中被酶切的DNA片段是单链DNA

答案　D

2.【加试题】[2017浙江杭州重点中学期中,32

（二）,6分]人血清蛋白（HSA）具有重要的医用价值。

如图是用基因工程技术获取重组HSA（rHSA）的两条途径。

（1）如果HSA基因序列未知,可以采用　　　　　　　　　的方法获取该目的基因,为了使目的基因能够在宿主细胞中复制和稳定保存,通常要先构建　　　　　　　后才能导入宿主细胞。

（2）方框中的“?

”一般选用的生物是　　　,为了提高Ⅱ过程的导入成功率,通常用　　　　处理大肠杆菌。

（3）人体合成的初始HSA多肽,需要经过膜系统加工形成正确的空间结构才能有活性,所以,选择　　　　途径（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）获取rHSA更有优势。

（4）为了鉴定宿主细胞中是否产生rHSA,可以用　　　　方法来进行检验。

A.检验HSA基因是否导入

B.检验细胞中是否产生相应的mRNA

C.抗原—抗体杂交

D.检测是否有标记基因

答案　

（1）从基因文库中提取　重组DNA分子　

（2）农杆菌　氯化钙　（3）Ⅰ　（4）C

炼技法

方法　限制性核酸内切酶的选择

【方法集训】

　图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点,图（b）为某种表达载体的示意图（载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的）。

图（a）

图（b）

根据基因工程的有关知识,回答下列问题:

（1）经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被　　　　酶切后的产物连接,理由是　　　　

　　。

（2）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图（c）所示。

这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有　　　　,不能表达的原因是　　　　　　　

　　　　　。

图（c）

（3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶,常见的有　　　　　　　和　　　　　　,其中既能连接粘性末端又能连接平末端的是　　　　　　　　　　　　。

答案　

（1）Sau3AⅠ　两种酶切割后产生的片段具有相同的粘性末端（每空2分,共4分）

（2）甲和丙（2分）　甲中目的基因插入在启动子的上游,丙中目的基因插入在终止子的下游,二者的目的基因均不能被转录（3分,其他合理答案可酌情给分）

（3）E·coliDNA连接酶　T4DNA连接酶　T4DNA连接酶（每空2分,共6分,其他合理答案可酌情给分）

过专题

【五年高考】

A组　自主命题·浙江卷题组

考点　基因工程

1.【加试题】[2016浙江4月选考,32

（二）,7分]回答下列问题:

兔肝细胞中的基因E编码代谢甲醛的酶,拟利用基因工程技术将基因E转入矮牵牛中,以提高矮牵牛对甲醛的代谢能力,请回答:

（1）从兔肝细胞中提取mRNA,在　　　　酶的作用下形成互补DNA,然后以此DNA为模板扩增得到基因E。

在相关酶的作用下,将基因E与Ti质粒连接在一起,形成　　　　　　　　,再导入用氯化钙处理的　　　　,侵染矮牵牛叶片。

将被侵染的叶片除菌后进行培养,最终得到转基因矮牵牛。

其中培养过程正确的是　　　　（A.叶片在含适宜浓度生长素的培养基上分化形成愈伤组织　B.愈伤组织在含细胞分裂素和生长素配比较高的培养基上形成芽　C.再生的芽在细胞分裂素含量较高的培养基上生根　D.愈伤组织在含适宜浓度植物生长调节剂的培养基上脱分化形成再生植株）。

（2）取转基因矮牵牛叶片,放入含MS液体培养基和适宜浓度甲醛且密封的试管中。

将试管置于　　　　上,进行液体悬浮培养。

一段时间后测定培养基中甲醛的含量,以判断基因E是否在转基因矮牵牛中正常表达。

培养过程中液体培养基的作用:

一是提供营养;二是　　　　　　,从而使叶片保持正常的形态。

答案　

（1）逆转录　重组质粒（重组DNA分子）　农杆菌　B　

（2）摇床　维持渗透压

教师用书专用

（2）

2.（2012浙江理综,6,6分）天然的玫瑰没有蓝色花,这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B,而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。

现用基因工程技术培育蓝玫瑰,下列操作正确的是（　　）

A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA,经逆转录获得互补的DNA,再扩增基因B

B.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B

C.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞

D.将基因B直接导入大肠杆菌,然后感染并转入玫瑰细胞

答案　A

B组　统一命题、省（区、市）卷题组

考点　基因工程

1.（2018海南单科,31,8分）甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。

为了改善黄瓜的品质,科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞,得到了转基因植株。

回答下列问题:

（1）用农杆菌感染时,应优先选用黄瓜　　　　（填“受伤的”或“完好的”）叶片与含重组质粒的农杆菌共培养,选用这种叶片的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白,则表明该重组质粒中　　　　已转移到植物细胞中且能够表达;用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交,发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1∶1,则说明甜蛋白基因已经整合到　　　　　（填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”）中。

（3）假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产,若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗,应选用　　　　作为外植体进行组织培养。

（4）通常,基因工程操作主要有4个步骤,即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

因此,基因工程的含义可概括为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　。

答案　

（1）受伤的　叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质,可吸引农杆菌移向这些细胞

（2）甜蛋白基因　核基因组

（3）茎尖

（4）按照人们的愿望进行设计,并通过体外重组和转基因等技术,赋予生物新的遗传特性,创造出符合人们需要的新生物类型

2.（2016江苏单科,33,9分）下表是几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点,其中切割位点相同的酶不重复标注。

请回答下列问题:

限制酶

BamHⅠ

BclⅠ

Sau3AⅠ

HindⅢ

识别序列及

切割位点

ATCC

CCTA

ATCA

ACTA

GATC　

CTAG

GCTT

TTCG

图1

图2

（1）用图中质粒和目的基因构建重组质粒,应选用　　　　　　　　两种限制酶切割,酶切后的载体和目的基因片段,通过　　　　酶作用后获得重组质粒。

为了扩增重组质粒,需将其转入处于　　　　态的大肠杆菌。

（2）为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,应在筛选平板培养基中添加　　　　,平板上长出的菌落,常用PCR鉴定,所用的引物组成为图2中　　　　。

（3）若BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端连接,连接部位的6个碱基对序列为　　　　,对于该部位,这两种酶　　　　（填“都能”“都不能”或“只有一种能”）切开。

（4）若用Sau3AⅠ切图1质粒最多可能获得　　　　种大小不同的DNA片段。

答案　

（1）BclⅠ和HindⅢ　DNA连接　感受

（2）四环素　引物甲和引物丙

（3）TGATCC

ACTAGG

　都不能

（4）7

教师用书专用（3）

3.（2016课标全国Ⅰ,40,15分）某一质粒载体如图所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因）。

有人将此质粒载体用BamHⅠ酶切后,与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应,用得到的混合物直接转化大肠杆菌。

结果大肠杆菌有的未被转化,有的被转化。

被转化的大肠杆菌有三种,分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。

回答下列问题:

（1）质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有　　　　　　　　　　　　　（答出两点即可）,而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子和终止子。

（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的,其原因是　　　　　　　　　　　　　　;并且　　　　　　　和　

的细胞也是不能区分的,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落,还需使用含有　　　　的固体培养基。

（3）基因工程中,某些噬菌体经改造后可以作为载体,其DNA复制所需的原料来自　　　　。

答案　

（1）能自我复制、具有标记基因

（2）二者均不含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均不生长　含有质粒载体　含有插入了目的基因的重组质粒（或答含有重组质粒）　二者均含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均能生长　四环素

（3）受体细胞

【三年模拟】

非选择题（共40分）

1.【加试题】[2019届浙江超级全能生9月联考,32

（二）]（7分）重瓣紫堇具有较高观赏和药用价值,但自然状态下几乎高度不育。

为解决重瓣紫堇的繁殖难题,科学家利用另一种植物的可育基因M,完成了对重瓣紫堇的改造,流程如图:

（图中箭头指的是不同限制酶识别的位点）

请回答:

（1）在本例中,应选用的限制酶是　　　　　　　,以避免质粒自身环化、错向连接等问题。

连接目的基因和质粒时,关键需要催化　　　　　键的形成。

（2）导入受体细胞时,应选用CaCl2处理　　　　,使其　　　　　　　　　　　　,从而有利于重组质粒的导入。

（3）利用紫堇根尖细胞培养成完整植株,依据的原理是　　　　　　　　　　　。

理论上,　　　　（填“能”或“不能”）用紫堇的叶肉细胞代替根尖细胞完成上述改造工作。

（4）若图中所得的转基因紫堇植株自交一代,子代中能稳定遗传的个体所占的比例为　　　　。

答案　

（1）HindⅢ和XhoⅠ　磷酸二酯

（2）农杆菌　细胞壁通透性增大（或处于感受态）

（3）细胞的全能性　能

（4）1/4

2.【加试题】[2019届浙江七彩阳光9月联考,32

（二）]（5分）某研究小组欲利用抗虫基因,通过农杆菌转化法培育抗虫玫瑰。

图1和图2分别表示出了抗虫基因和农杆菌Ti质粒的限制性核酸内切酶的识别位点和抗生素抗性基因（PstⅠ、SmaⅠ、AluⅠ表示限制性核酸内切酶切割位点;ampr为氨苄青霉素抗性基因,tet为四环素抗性基因）。

图1

图2

请回答:

（1）为获得大量抗虫基因,且保证形成重组质粒时,目的基因以唯一方向接入,可选用　　　　　　　（填限制酶的种类）分别切割目的基因和Ti质粒,再用DNA连接酶连接,形成重组DNA分子,再与经过　　　　处理的　　　　（A.有ampr和tet　B.有ampr,无tet　C.无ampr,有tet　D.无amp

r和tet）农杆菌液混合,使重组DNA进入农杆菌,再利用农杆菌将重组DNA转入培养的玫瑰细胞,使目的基因导入玫瑰细胞中。

（2）将含有导入了目的基因的玫瑰细胞的试管放在　　　　上,进行液体悬浮培养,获得胚性细胞,进而培育成抗虫玫瑰。

（3）这种借助基因工程方法,将外源基因导入受体细胞,再通过将这些转基因细胞进行培养,获得具有特定性状的新植株的技术就是　　　　　　　　　。

答案　

（1）SmaⅠ和PstⅠ　CaCl2　D　

（2）摇床　（3）植物细胞工程技术

3.【加试题】[2019届浙江绍兴9月联考,32

（二）]（7分）基因敲除是针对某个序列已知但功能未知的基因,改变其基因结构,令该基因功能丧失,从而对生物体造成影响,进而推测出该基因功能的一门技术。

以下是制备APOE基因敲除小鼠的常规过程:

备注:

Neo基因是新霉素的抗药基因;APOE是指载脂蛋白E,参与脂蛋白的代谢与转化。

请回答:

（1）为了获得APOE基因,可以用　　　　　　或者PCR扩增。

过程②中所需的工具酶有　　　　　　　　　。

Neo基因除了破坏APOE基因外,还具有的作用最可能是　　　　　　　　　　　　　。

（2）培养小鼠胚胎干细胞时,首先要在培养皿底部制备饲养层,用于饲养层的细胞一般是　　　　　　　　。

经过⑥克隆以后的细胞的后裔细胞群称为纯系,细胞纯系的特点是　　　　　　　　　　　　　　　,从而便于研究。

（3）纯合的APOE基因敲除小鼠　　　　（填“能”或“不能”）表达APOE,与正常小鼠相比表现出　　　　　　性状。

答案　

（1）化学方法合成　限制性核酸内切酶和DNA连接酶　作为标记基因,便于筛选　

（2）胚胎成纤维细胞　遗传性状均一,表现的性状相似　（3）不能　脂蛋白的代谢和转化异常

4.【加试题】[2017浙江宁波九校期末,32

（二）]（7分）科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄,使番茄的耐寒能力大大提高,可以在相对寒冷的环境中生长。

质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ四种限制性核酸内切酶的切割位点,如图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图（ampr为抗氨苄青霉素基因）,其中①~④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤,Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞。

请据图作答:

（1）在构建重组DNA时,可用一种或多种限制性核酸内切酶进行切割,为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接,在此实验中应该选用限制性核酸内切酶　　　　　　　分别对　　　　　　　　　　、　　　　进行切割,切割后产生的DNA片段分别为　　　　种和　　　　种。

（2）培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长,要利用该培养基筛选已导入鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞,应使Ⅰ重组DNA中含有　　　　　　　　　,目的是作为标记基因。

（3）研究人员通常采用　　　　法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞。

答案　

（1）PstⅠ、SmaⅠ　含鱼抗冻蛋白基因的DNA　质粒　4　2　

（2）抗氨苄青霉素基因（ampr）　（3）农杆菌转化

5.【加试题】（2017浙江“9+1”联盟期中,32）（14分）如图表示运用基因工程技术生产胰岛素的三条途径。

据图结合所学知识回答下列问题。

（1）为了便于将含有目的基因的细胞筛选出来,所选择的质粒上应该具有　　　　基因。

（2）培育转基因羊的过程中,科研人员通过　　　　　技术将重组质粒M转移到受体细胞A中,受体细胞A应该是　　　　　细胞。

（3）下列关于过程③的叙述,错误的是　　　　。

A.该过程需要用到胚胎体外培养和胚胎移植技术

B.该过程中需要配置一系列含有不同成分的培养液

C.该过程所需的培养基中要加入动物血清

D.该过程可以完全在体外完成

（4）将重组DNA导入受体细胞B后,需对该细胞进行培养,经　　　　过程形成愈伤组织,以适当配比的　　

　　　　　诱导愈伤组织,直到再生出新植株。

（5）过程⑥常用的方法是用　　　　　　来处理大肠杆菌,使其易于吸收重组质粒M。

（6）　　　　　　　　是消除污染杂菌的通用方法,也是用于筛选　　　　　　　　的最简便方法之一。

若以接种环为工具,则应用　　　　　法进行接种。

接种前需要检测培养基是否被污染,检测方法是　　　

　　　　。

接种后,将培养皿摆放于恒温箱中培养。

“细菌喜荤,霉菌喜素”,通常培养大肠杆菌的培养基要用　　　　　　　　　　　　来配置,还要加入一定量的氯化钠,以维持一定的渗透压,还需调节培养基的　　　　　。

答案　

（1）标记

（2）显微注射　受精卵

（3）D

（4）体细胞　脱分化　营养物质和生长调节剂

（5）氯化钙

（6）单菌落的分离　高表达菌株　划线分离　将未接种的培养基在适宜温度下培养一段时间,看是否形成菌落　蛋白胨和酵母提取物　酸碱度

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