【課件】2024屆高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第37講+基因工程和生物技術(shù)的安全性與倫理問題

第37講基因工程和生物技術(shù)的安全性與倫理問題考點(diǎn)一重組DNA技術(shù)的基本工具【知識(shí)框架】

指按照人們的愿望,進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)并通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的，因此又叫作DNA重組技術(shù)?！練w納定義】工程別名：操作對(duì)象：操作水平：

工程實(shí)質(zhì)：什么是基因工程？P67DNA重組技術(shù)基因DNA分子水平基因重組培育抗病毒番木瓜需要用到哪些分子工具？“分子手術(shù)刀”準(zhǔn)確切割DNA分子“分子縫合針”“分子運(yùn)輸車”將DNA片段連接起來將體外重組好的DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞首先要在體外對(duì)含有所需要的DNA分子進(jìn)行“切割”、改造和“拼接”；然后，將重組DNA分子導(dǎo)入番木瓜體細(xì)胞內(nèi)，并使其在細(xì)胞中表達(dá)。1限制性內(nèi)切核酸酶(限制酶)——“分子手術(shù)刀”原核生物數(shù)千特定核苷酸序列磷酸二酯鍵黏性末端考點(diǎn)一重組DNA技術(shù)的基本工具注意：限制酶不能識(shí)別RNA分子寫出下列限制酶切割形成的黏性末端BamHⅠ:

EcoRⅠ:Hind

Ⅲ:BglⅡ:GATCAATTAGCTGATC*思考：你從中發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象了？不同的限制酶可能切割形成相同的黏性末端。一、限制性內(nèi)切核酸酶——分子手術(shù)刀2DNA連接酶——“分子縫合針”磷酸二酯鍵大腸桿菌黏性末端黏性末端分子縫合針考點(diǎn)一重組DNA技術(shù)的基本工具1.(生命觀念)與DNA有關(guān)的四種酶項(xiàng)目限制酶DNA連接酶DNA聚合酶解旋酶作用底物DNA分子DNA分子片段脫氧核苷酸DNA分子作用部位作用結(jié)果形成黏性末端或平末端形成重組DNA分子形成新DNA分子形成單鏈DNA分子磷酸二酯鍵堿基對(duì)間的氫鍵3基因進(jìn)入受體細(xì)胞的載體——“分子運(yùn)輸車”考點(diǎn)一重組DNA技術(shù)的基本工具(1)作用：將外源基因送入受體細(xì)胞。(2)常用載體：質(zhì)粒、噬菌體、動(dòng)植物病毒。(3)最常用載體：質(zhì)粒。①本質(zhì)：裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。②特點(diǎn)：有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，便于限制酶識(shí)別切割；能自我復(fù)制，或整合到受體DNA上同步復(fù)制；有特殊的標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選。2.有2個(gè)不同來源的DNA片段A和B，A片段用限制酶SpeI進(jìn)行切割，B片段分別用限制酶HindⅢ、XbaI、EcoRV和XhoI進(jìn)行切割。各限制酶的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)如下。（1）哪種限制酶切割B片段產(chǎn)生的DNA片段能與限制酶SpeI切割A(yù)片段產(chǎn)生的

DNA片段相連接?為什么?XbaI。因?yàn)閄baI與SpeI切割產(chǎn)生了相同的黏性末端。課堂測(cè)評(píng)（2）不同的限制酶切割可能產(chǎn)生相同的黏性末端，這在基因工程操作中有什么意義?

識(shí)別DNA分子中不同核苷酸序列，但能切割產(chǎn)生相同黏性末端的限制酶被稱為同尾酶。同尾酶使構(gòu)建載體時(shí)，切割位點(diǎn)的選擇范圍擴(kuò)大。2．(生命觀念)載體上標(biāo)記基因的作用載體上的標(biāo)記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細(xì)胞沒有抵抗相關(guān)抗生素的能力。當(dāng)含有抗生素抗性基因的載體進(jìn)入受體細(xì)胞后，抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，使受體細(xì)胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素，所以在受體細(xì)胞的培養(yǎng)體系中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細(xì)胞，作用機(jī)理如圖所示：注意！標(biāo)記基因不一定是抗性基因，還可以是熒光標(biāo)記基因。判斷正誤。1．E.coliDNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端。(×)2．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。(×)3．DNA連接酶能將兩堿基間通過氫鍵連接起來。(×)4．載體的作用是將攜帶的目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中，使之穩(wěn)定存在并表達(dá)。(√)提示：E.coliDNA連接酶只可連接黏性末端，T4DNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端。提示：載體質(zhì)粒通常采用抗生素抗性基因作為篩選標(biāo)記基因。提示：DNA連接酶恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵?？枷蛞?/p>

圍繞工具酶，考查生命觀念[典型例題1]下列有關(guān)基因工程和酶的相關(guān)敘述，正確的是(

)A．同種限制酶既可以切割目的基因又可以切割質(zhì)粒，因此不具備專一性B．運(yùn)載體的化學(xué)本質(zhì)與載體蛋白相同C．限制酶不能切割煙草花葉病毒的核酸D．DNA連接酶可催化脫氧核苷酸鏈間形成氫鍵答案：C考向三圍繞DNA的粗提取與鑒定，考查生命觀念[典型例題3](2020·海南卷)下列關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．羊的成熟紅細(xì)胞可作為提取DNA的材料B．提取植物細(xì)胞的DNA時(shí)，需要加入一定量的洗滌劑和食鹽C．預(yù)冷的酒精溶液能抑制核酸水解酶活性，防止DNA水解D．在沸水浴條件下，DNA與二苯胺反應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色答案：A[典型例題2]下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。下列說法正確的是(

)限制酶BamHⅠHindiⅡEcoRⅠSmaⅠ識(shí)別序列及切割位點(diǎn)G↓GATC

CC

CTAG↑GA↓AGCT

TT

TCGA↑AG↓AATT

CC

TTAA↑GCCC↓GGGGGG↑CCCA．重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、DNA連接酶和運(yùn)載體B．只有用同種限制酶切割DNA產(chǎn)生的黏性末端才能互補(bǔ)C．用圖中質(zhì)粒和外源基因DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，可使用SmaⅠ切割D．使用EcoRⅠ同時(shí)處理質(zhì)粒和外源DNA，可能會(huì)發(fā)生質(zhì)?；蛘吣康幕虻淖陨憝h(huán)化答案：D1．(2021·廣東月考)下圖表示一項(xiàng)重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟，X是獲得外源基因并能夠表達(dá)的細(xì)胞。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(

)A．X是能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞B．質(zhì)粒應(yīng)具有一個(gè)或多個(gè)限制酶切點(diǎn)C．基因與載體的重組只需要DNA連接酶D．該細(xì)菌的性狀被定向改造答案：C目的基因的篩選與獲取基因表達(dá)載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定基因工程的基本操作程序1目的基因的篩選與獲取(1)篩選合適的目的基因①目的基因：在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于改變_____________或獲得_____________等的基因。主要是指___________的基因。②篩選目的基因的方法：從相關(guān)的已知___________清晰的基因中進(jìn)行篩選是較為有效的方法之一。受體細(xì)胞性狀預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物編碼蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）擴(kuò)增人工合成目的基因從基因文庫(kù)中獲取目的基因獲取目的基因的方法①概念：PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫。在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分與反應(yīng)條件，對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。PCR擴(kuò)增儀目的、優(yōu)點(diǎn)目的、優(yōu)點(diǎn)(2)利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因(2)利用PCR獲取和擴(kuò)增目的基因②原理：DNA半保留復(fù)制。③條件：DNA模板（目的基因所在的DNA片段）

2種引物

耐高溫的DNA聚合酶、4種脫氧核苷酸、緩沖液（含Mg2+）控制_____,使DNA復(fù)制在體外反復(fù)進(jìn)行（作用：分別與單鏈相應(yīng)序列相結(jié)合，使DNA聚合酶能夠從引物的___端開始連接）溫度3’①變性當(dāng)溫度上升到90℃以上時(shí)，雙鏈DNA自動(dòng)解聚為單鏈。3’5’3’5’3’5’3’5’3’5’3’5’3’5’3’5’不需要解旋酶當(dāng)溫度下降到50℃左右時(shí)，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合②復(fù)性③延伸當(dāng)溫度上升到72℃左右時(shí)，溶液中的4種脫氧核苷酸在耐高溫的DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則延伸合成新的DNA鏈3’5’3’5’3’5’3’5’95℃50℃72℃退火④PCR反應(yīng)的過程（變性-復(fù)性-延伸）第一輪循環(huán)的產(chǎn)物作為第二輪反應(yīng)的模板，經(jīng)過變性、復(fù)性和延伸三步產(chǎn)生第二輪循環(huán)的產(chǎn)物。第二輪循環(huán)的產(chǎn)物作為第三輪反應(yīng)的模板，經(jīng)過變性、復(fù)性和延伸三步產(chǎn)生第三輪的產(chǎn)物。第二輪循環(huán)的產(chǎn)物第三輪的產(chǎn)物完成以后，常采用_____________來鑒定PCR的產(chǎn)物。結(jié)果：經(jīng)過n輪PCR，DNA分子就以___

的形式增加。瓊脂糖凝膠電泳④PCR反應(yīng)的過程（變性-復(fù)性-延伸）過程說明圖解變性溫度超過_______，雙鏈DNA解聚為單鏈復(fù)性溫度下降到______左右，兩種引物通過______________原則與兩條單鏈DNA結(jié)合延伸溫度上升到72℃左右，溶液中的4種脫氧核苷酸在_____________________的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA鏈④結(jié)果：PCR完成后，一個(gè)DNA分子就變成了兩個(gè)DNA分子，隨著重復(fù)次數(shù)增多，DNA分子就以

的形式增加。采用_________________鑒定PCR產(chǎn)物③擴(kuò)增過程（變性-復(fù)性-延伸）2n90℃50℃堿基互補(bǔ)配對(duì)耐高溫的DNA聚合酶瓊脂糖凝膠電泳(3)人工合成目的基因①逆轉(zhuǎn)錄法：②化學(xué)合成法：依據(jù)某一蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測(cè)出其基因序列，然后直接合成目的基因，其過程如下：考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序(4)從基因文庫(kù)中獲取目的基因根據(jù)目的基因的有關(guān)信息，例如，根據(jù)基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA，以及基因的表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性來獲取目的基因。獲得目的基因后直接轉(zhuǎn)入受體嗎？不可以，游離的DNA片段進(jìn)入受體細(xì)胞，一般會(huì)直接被分解，就算可以進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯成蛋白質(zhì)，游離的DNA片段也無法隨著細(xì)胞分裂進(jìn)行復(fù)制，導(dǎo)致子代細(xì)胞不再含有目的基因。第二步：基因表達(dá)載體的構(gòu)建（基因工程的核心）終止子啟動(dòng)子目的基因標(biāo)記基因復(fù)制原點(diǎn)基因表達(dá)載體DNA復(fù)制所需結(jié)構(gòu)2基因表達(dá)載體的構(gòu)建---基因工程的核心(1)目的：使目的基因

，同時(shí)，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。(2)基因表達(dá)載體的組成及作用在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序注意!!目的基因必須插入到啟動(dòng)子與終止子之間。重組DNA分子限制酶目的基因限制酶切割位點(diǎn)獲取目的基因DNA連接酶基因表達(dá)載體構(gòu)建模式圖限制酶啟動(dòng)子限制酶切割位點(diǎn)終止子標(biāo)記基因復(fù)制原點(diǎn)質(zhì)粒同種限制酶或能產(chǎn)生相同末端的限制酶2基因表達(dá)載體的構(gòu)建問題：該過程需要用到基因工程哪些工具？實(shí)踐活動(dòng)

、自己動(dòng)手構(gòu)建基因表達(dá)載體質(zhì)粒片段目的基因所在片段操作：環(huán)化質(zhì)粒，然后質(zhì)粒上找到EcoR1的識(shí)別序列（GAATTC）并切割，用同種酶切割目的基因?qū)嵺`活動(dòng)二

、自己動(dòng)手構(gòu)建基因表達(dá)載體質(zhì)粒自身環(huán)化、目的基因自身環(huán)化、目的基因與質(zhì)粒反向連接存在的缺點(diǎn)：2.如何防止目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化以及目的基因的反向連接？選擇兩種不同的限制酶同時(shí)對(duì)目的基因和質(zhì)粒切割問題探討：考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序下列質(zhì)粒和目的基因應(yīng)選擇哪種酶進(jìn)行切割？延伸應(yīng)用(1)不破壞目的基因原則：如圖甲中可選擇PstⅠ，而不選擇SmaⅠ。(2)保留標(biāo)記基因、啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)原則：質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因，所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu)，如圖乙中不選擇SmaⅠ。圖解限制酶的選擇原則(3)確保出現(xiàn)相同黏性末端原則：通常選擇與切割目的基因相同的限制酶，如圖甲中PstⅠ；為避免目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化和隨意連接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，如圖甲也可選擇PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶。易錯(cuò)提醒項(xiàng)目啟動(dòng)子終止子起始密碼子終止密碼子本質(zhì)_________________________位置目的基因上游目的基因下游mRNA首端mRNA尾端功能____________________________________________________________________________________________________________________________________DNADNAmRNAmRNARNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來翻譯的起始信號(hào)(編碼氨基酸)翻譯的結(jié)束信號(hào)(不編碼氨基酸)啟動(dòng)子、終止子、起始密碼子、終止密碼子對(duì)比1.轉(zhuǎn)化是指目的基因進(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)的過程。此處“轉(zhuǎn)化”與肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的“轉(zhuǎn)化”含義相同，實(shí)質(zhì)都是基因重組。不同生物轉(zhuǎn)化方法不同常用方法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法花粉管通道法——顯微注射法——Ca2+處理法3將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞1.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞——花粉管通道法（我國(guó)科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)）子房花粉柱頭花粉管精子卵細(xì)胞胚囊①用微量注射器將含目的基因的DNA溶液直接注入子房中。②在植物受粉后的一定時(shí)間內(nèi)，剪去柱頭，將DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入胚囊。操作方式:3將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞——農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（常用）1.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA中，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用，就可以使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞。①特點(diǎn)：a.能在自然條件下侵染雙子葉植物和裸子植物，而對(duì)大多數(shù)單子葉植物沒有侵染能力；b.農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有Ti質(zhì)粒，當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后，能將Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移到被侵染的細(xì)胞，并且將其整合到該細(xì)胞的染色體DNA上；c.利用農(nóng)桿菌進(jìn)行轉(zhuǎn)化的方法：——農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（常用）1.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞3將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞（可轉(zhuǎn)移的DNA）③農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過程：T-DNA目的基因構(gòu)建表達(dá)載體含目的基因的重組Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞植物細(xì)胞將目的基因插入染色體DNA中表現(xiàn)出新性狀的植物植物組織培養(yǎng)②受體細(xì)胞：體細(xì)胞或受精卵(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中的兩次拼接和兩次導(dǎo)入，第一次拼接是將目的基因拼接到Ti質(zhì)粒的

上，第二次拼接(非人工操作)是指插入目的基因的T－DNA拼接到受體細(xì)胞的

上；第一次導(dǎo)入是將含目的基因的Ti質(zhì)粒導(dǎo)入

，第二次導(dǎo)入(非人工操作)是指含目的基因的T－DNA導(dǎo)入

。T－DNA染色體DNA農(nóng)桿菌受體細(xì)胞(2)農(nóng)桿菌特點(diǎn)①能在自然條件下侵染

和

，而對(duì)大多數(shù)___________沒有侵染能力。②農(nóng)桿菌細(xì)胞內(nèi)含有

，當(dāng)它侵染植物細(xì)胞后，能將Ti質(zhì)粒上的T－DNA轉(zhuǎn)移到被侵染的細(xì)胞，并且將其整合到該細(xì)胞的染色體DNA上。雙子葉植物裸子植物單子葉植物Ti質(zhì)粒2.將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞——顯微注射法（1）受體細(xì)胞：受精卵（受精卵容易表現(xiàn)出全能性）（2）過程：構(gòu)建基因表達(dá)載體并提純利用顯微注射將基因表達(dá)載體注入動(dòng)物的受精卵中早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植獲得具有新性狀的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物P82注射綠色熒光基因3.目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞——Ca2+處理法（1）受體細(xì)胞：常用原核生物作為受體細(xì)胞，其中以大腸桿菌最廣泛。（2）一般過程：一般先用Ca2+處理大腸桿菌使細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)再將重組的基因表達(dá)載體導(dǎo)入其中Ca2+的作用：增加細(xì)胞壁的通透性這種細(xì)胞稱為感受態(tài)細(xì)胞3將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞3將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞生物種類植物動(dòng)物微生物常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、______________顯微注射法

處理法受體細(xì)胞_______________________原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T－DNA中→農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上→表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動(dòng)物Ca2＋處理細(xì)胞→細(xì)胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)→基因表達(dá)載體導(dǎo)入花粉受精卵Ca2＋管通道法（我國(guó)獨(dú)創(chuàng)）體細(xì)胞或受精卵考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序4目的基因的檢測(cè)與鑒定檢測(cè)水平檢測(cè)目的檢測(cè)方法分子水平目的基因是否插入到轉(zhuǎn)基因生物染色體DNA上________目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)_________________個(gè)體水平轉(zhuǎn)基因生物是否表現(xiàn)出相應(yīng)的特性如抗蟲、抗病的接種實(shí)驗(yàn)PCR/分子雜交技術(shù)抗原—抗體雜交考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序制作出與目的基因序列相同的有同位素標(biāo)記的DNA片段，并用PCR擴(kuò)增（基因探針）①制作出與目的基因序列相同的有同位素標(biāo)記的DNA片段，并用PCR擴(kuò)增（基因探針）②提取受體細(xì)胞全部DNA或mRNA，與基因探針置于同一培養(yǎng)液。③高溫變性處理，使之全部變?yōu)閱捂?，觀察是否出現(xiàn)雜交DNA片段。核酸分子雜交技術(shù)考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序抗原-抗體雜交技術(shù)若出現(xiàn)雜交帶，則目的基因成功翻譯出蛋白質(zhì)。蘇云金芽孢桿菌提取Bt毒蛋白注射小鼠體內(nèi)抗體標(biāo)記抗體提取蛋白電泳分離抗原抗體雜交脫分化考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序4DNA的粗提取與鑒定4DNA的粗提取與鑒定（3）DNA的粗提取與鑒定操作流程①破碎細(xì)胞：稱取洋蔥→切碎→倒入10mL研磨液充分研磨②去除雜質(zhì)：

用紗布過濾洋蔥研磨液→濾液放入4℃冰箱靜置或倒入塑料離心管離心→取上清液③DNA的析出：↓加等體積、預(yù)冷的酒精溶液(體積分?jǐn)?shù)為95%)→靜置→用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌，卷起白色絲狀物，用濾紙吸去水分或倒入塑料離心管離心，棄上清液，將管底沉淀物晾干↓↓④DNA的鑒定：

↓取甲、乙兩支試管，分別加入2mol/L的NaCl溶液5mL→將絲狀物或沉淀物溶于甲試管的NaCl溶液中→分別加入4mL二苯胺試劑，混合均勻后將試管置于沸水中加熱5min→冷卻后觀察兩試管中溶液顏色變化⑤結(jié)果：甲試管變藍(lán)色，乙試管不變色(1)PCR原理：利用了_____________原理，通過調(diào)節(jié)溫度來控制DNA雙鏈的解聚與結(jié)合。(2)電泳：DNA分子具有可解離的基團(tuán)，在一定的pH下，這些基團(tuán)可以帶上正電荷或負(fù)電荷。在電場(chǎng)的作用下，這些帶電分子會(huì)向著與它所帶電荷_____的電極移動(dòng)，這個(gè)過程就是電泳。(3)PCR的產(chǎn)物一般通過_______________來鑒定。在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的___________等有關(guān)。DNA的熱變性相反瓊脂糖凝膠電泳大小和構(gòu)象1實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序

凝膠中的DNA分子通過染色，可以在波長(zhǎng)為300

nm的_______下被檢測(cè)出來。2PCR實(shí)驗(yàn)操作步驟3DNA的測(cè)定：考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序紫外燈1．圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點(diǎn)是唯一的)。根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問題：(1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被________酶切后的產(chǎn)物連接，理由是____________________________________________________。Sau3AⅠ兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示，這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有________，不能表達(dá)的原因是__________________________________________。(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來的酶，常見的有________________和_____________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是______________。E.coliDNA連接酶甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄甲、丙T4DNA連接酶T4DNA連接酶

1.利用PCR既可以快速擴(kuò)增特定基因，也可以檢測(cè)基因的表達(dá)。下列有關(guān)PCR的敘述，錯(cuò)誤的是A.PCR用的DNA聚合酶是一種耐高溫酶B.變性過程中，雙鏈DNA的解開不需要解旋酶C.復(fù)性過程中，引物與模板鏈的結(jié)合遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則D.延伸過程中，需要DNA聚合酶、ATP和4種核糖核苷酸D2.(2019·江蘇，10)下列關(guān)于DNA粗提取與鑒定的敘述，錯(cuò)誤的是A.用同樣方法從等體積兔血和雞血中提取的DNA量相近B.DNA析出過程中，攪拌操作要輕柔以防DNA斷裂C.預(yù)冷的酒精可用來進(jìn)一步純化粗提的DNAD.用二苯胺試劑鑒定DNA需要進(jìn)行水浴加熱A3.(2020·北京，12)為了對(duì)重金屬污染的土壤進(jìn)行生物修復(fù)，研究者將從楊樹中克隆的重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(HMA3)基因與外源高效啟動(dòng)子連接，導(dǎo)入楊樹基因組中(如圖)。為檢測(cè)獲得的轉(zhuǎn)基因楊樹苗中是否含有導(dǎo)入的HMA3基因，同時(shí)避免內(nèi)源HMA3基因的干擾，在進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí)，應(yīng)選擇的引物組合是A.①＋③ B.①＋②C.③＋② D.③＋④B4.利用重疊延伸PCR技術(shù)進(jìn)行定點(diǎn)突變可以實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維素酶基因進(jìn)行合理性改造，其過程如下圖所示。下列分析不正確的是A.PCR1過程中的產(chǎn)物AB是依賴引物a和引

物b擴(kuò)增的結(jié)果B.引物c和引物b上均含有與模板鏈不能互

補(bǔ)的堿基C.①過程需要先加熱至90℃以上后再冷卻

至50℃左右D.②過程需要利用引物a和引物d獲得突變產(chǎn)物ADD5.(2022·諸暨模擬)紫花苜蓿是一種重要的牧草。某研究團(tuán)隊(duì)擬將耐鹽基因HAL1導(dǎo)入紫花苜蓿中培育耐鹽牧草。具體實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。下列操作錯(cuò)誤的是

(

)A．可選用氯化鈣處理農(nóng)桿菌，有利于重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌B．將農(nóng)桿菌與苜蓿愈傷組織一起培養(yǎng)一段時(shí)間后，往往需要添加適量抗生素抑制農(nóng)桿菌生長(zhǎng)C．為確認(rèn)轉(zhuǎn)基因苜蓿是否培育成功，需對(duì)苜蓿植株進(jìn)行耐鹽檢測(cè)D．植物細(xì)胞具有全能性，所以誘導(dǎo)形成苜蓿幼苗的成功率與苜蓿愈傷組織的基因型無關(guān)D6.

戊型肝炎病毒是一種RNA病毒，ORF2基因編碼的結(jié)構(gòu)蛋白(pORF2)位于病毒表面，構(gòu)成病毒的衣殼。我國(guó)科研人員利用基因工程技術(shù)，在大腸桿菌中表達(dá)pORF2，制備戊型肝炎疫苗，過程如圖。下列關(guān)于該疫苗的敘述，正確的是A.過程①需要的酶是RNA聚合酶，原料是

A、U、G、CB.重組基因表達(dá)載體上的啟動(dòng)子需來源于戊型肝炎病毒C.過程⑤需要用聚乙二醇處理大腸桿菌使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中

DNA分子的生理狀態(tài)D.過程⑥大量制備pORF2蛋白前應(yīng)做相應(yīng)的檢測(cè)與鑒定D4．（2022廣東高考）“綠水逶迤去，青山相向開”大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已成為全社會(huì)的共識(shí)?；谀承┧缶奶厥獯x能力，有研究者以某些工業(yè)廢氣（含CO2等一碳溫室氣體，多來自高污染排放企業(yè)）為原料，通過厭氧發(fā)酵生產(chǎn)丙酮，構(gòu)建一種生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品的新技術(shù)。回答下列問題：(1)研究者針對(duì)每個(gè)需要擴(kuò)增的酶基因（如圖）設(shè)計(jì)一對(duì)_________，利用PCR技術(shù)，在優(yōu)化反應(yīng)條件后擴(kuò)增得到目標(biāo)酶基因。(2)研究者構(gòu)建了一種表達(dá)載體pMTL80k，用于在梭菌中建立多基因組合表達(dá)庫(kù)，經(jīng)篩選后提高丙酮的合成量。該載體包括了啟動(dòng)子、終止子及抗生素抗性基因等，其中抗生素抗性基因的作用是_____________________________________，終止子的作用是__________________________________________。引物篩選含有基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞

終止轉(zhuǎn)錄，使轉(zhuǎn)錄在需要的地方停下來(3)培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)重組梭菌大量表達(dá)上述酶蛋白時(shí)，出現(xiàn)了生長(zhǎng)遲緩的現(xiàn)象，推測(cè)其原因可能是_________________________________________________

，此外丙酮的積累會(huì)傷害細(xì)胞，需要進(jìn)一步優(yōu)化菌株和工藝才能擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模。(4)這種生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了_____________，體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)。從“碳中和”的角度看，該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于______________________________________________，具有廣泛的應(yīng)用前景和良好的社會(huì)效益。不僅不排放CO2，而且還可以消耗工業(yè)廢氣中的CO2CO2等氣體用于大量合成丙酮，而不是用于重組梭菌的生長(zhǎng)廢物的資源化5．（2022河北高考）蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)化是作物抗蟲育種的新途徑。某研究團(tuán)隊(duì)將胰蛋白酶抑制劑（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制劑（StPinlA）的基因單獨(dú)或共同轉(zhuǎn)化棉花，獲得了轉(zhuǎn)基因植株?；卮鹣铝袉栴}：(1)蛋白酶抑制劑的抗蟲機(jī)制是________________________________________。(2)____________________是實(shí)施基因工程的核心。(3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法時(shí)，必須將目的基因插入到質(zhì)粒的________上，此方法的不足之處是______________________。(4)為檢測(cè)目的基因在受體細(xì)胞基因組中的整合及其轉(zhuǎn)錄和翻譯，可采用的檢測(cè)技術(shù)有________________________________________（寫出兩點(diǎn)即可）。調(diào)節(jié)害蟲胰蛋白酶活性，從而使害蟲不能正常消化食物達(dá)

到抗蟲的目的基因表達(dá)載體的構(gòu)建T-DNA該方法不適用與單子葉植物PCR擴(kuò)增技術(shù)或分子雜交技術(shù)、抗原-抗體雜交技術(shù)(5)確認(rèn)抗蟲基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)后，還需進(jìn)一步做抗蟲的________以鑒定其抗性程度。下圖為三種不同遺傳操作產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因棉花抗蟲實(shí)驗(yàn)結(jié)果，據(jù)結(jié)果分析________（填“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI＋StPinlA”）轉(zhuǎn)基因棉花的抗蟲效果最佳，其原因是________________________。(6)基因突變可產(chǎn)生新的等位基因，在自然選擇的作用下，昆蟲種群的基因頻率會(huì)發(fā)生________。導(dǎo)致昆蟲朝著一定的方向不斷進(jìn)化。提此推測(cè)，胰蛋白酶抑制劑轉(zhuǎn)基因作物長(zhǎng)期選擇后，某些害蟲具有了抗胰蛋白酶抑制劑的能力，其分子機(jī)制可能是________（寫出兩點(diǎn)即可）。在胰蛋白酶抑制劑的選擇下，抗性基因頻率逐漸增高，從而提升了其抗胰蛋白酶抑制劑的能力；或胰蛋白酶抑制劑基因發(fā)生突變后不能編碼處胰蛋白酶抑制劑接種實(shí)驗(yàn)NaPI飼喂NaPI轉(zhuǎn)基因的蟲體質(zhì)量較對(duì)照組差，且每株棉鈴數(shù)較對(duì)照組少定向改變8.某質(zhì)粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三種限制酶切割位點(diǎn)，同時(shí)還含有抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素基因。利用此質(zhì)粒獲得轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的過程，如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題：(1)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。其中用到的質(zhì)粒是_______；該質(zhì)粒含有一段特殊的DNA片段，稱為_________。該方法中農(nóng)桿菌的作用是______________________________________________________。Ti質(zhì)粒T－DNA侵染煙草細(xì)胞，把目的基因插入到煙草細(xì)胞的染色體