2025步步高大一輪復(fù)習(xí)講義高考生物人教版 第十單元　第60課時(shí)　胚胎工程含答案

2025步步高大一輪復(fù)習(xí)講義高考生物人教版第十單元第60課時(shí)胚胎工程含答案第60課時(shí)胚胎工程課標(biāo)要求1.簡(jiǎn)述胚胎形成經(jīng)過了受精及早期發(fā)育等過程。2.簡(jiǎn)述胚胎工程包括體外受精、胚胎移植和胚胎分割等技術(shù)?？记榉治雠咛スこ碳夹g(shù)及其應(yīng)用2023·廣東·T32023·天津·T72022·江蘇·T42022·全國(guó)甲·T382020·山東·T142020·全國(guó)Ⅲ·T38考點(diǎn)一胚胎工程的理論基礎(chǔ)1．胚胎工程的概念2．受精(1)概念：精子與卵子結(jié)合形成合子(即受精卵)的過程。(2)場(chǎng)所：在自然條件下，哺乳動(dòng)物的受精在輸卵管內(nèi)完成。(3)過程3．胚胎早期發(fā)育4．孵化(1)概念：囊胚進(jìn)一步擴(kuò)大，會(huì)導(dǎo)致透明帶破裂，胚胎從其中伸展出來的過程。(2)意義：如果不能正常孵化，胚胎就無法繼續(xù)發(fā)育。判斷正誤(1)精子獲能液常見的有效成分有肝素、Ca2＋載體等(√)(2)動(dòng)物排出的卵子都是次級(jí)卵母細(xì)胞，需進(jìn)一步成熟(×)提示動(dòng)物排出的卵子可能是初級(jí)卵母細(xì)胞或次級(jí)卵母細(xì)胞，都需在輸卵管中進(jìn)一步成熟。(3)當(dāng)精子入卵后，透明帶立即發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來的精子進(jìn)入(×)提示在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，卵細(xì)胞膜外的透明帶會(huì)迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來的精子進(jìn)入透明帶，然后精子入卵。精子入卵后，卵細(xì)胞膜會(huì)立即發(fā)生生理反應(yīng)，拒絕其他精子再進(jìn)入卵內(nèi)。(4)胚胎工程中常以觀察到兩個(gè)極體或雌、雄原核作為受精的標(biāo)志(√)(5)卵裂階段細(xì)胞中有機(jī)物、DNA的含量增多，細(xì)胞體積增大(×)提示卵裂階段胚胎的總體積并不增加，但細(xì)胞數(shù)目增多，每個(gè)細(xì)胞中有機(jī)物含量減少，DNA的含量基本不變，細(xì)胞體積減小。(6)胚胎發(fā)育過程中細(xì)胞開始出現(xiàn)分化的階段是原腸胚期(×)提示胚胎發(fā)育過程中細(xì)胞開始出現(xiàn)分化的階段是囊胚期。我國(guó)對(duì)奶類的總需求量很大，但與奶業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，我國(guó)奶牛的單產(chǎn)水平還存在一定差距。胚胎工程的迅猛發(fā)展實(shí)現(xiàn)了人們大量繁殖優(yōu)良家畜品種的愿望。在此過程中，了解哺乳動(dòng)物受精和早期胚胎發(fā)育的規(guī)律十分重要。1．受精是精子和卵子結(jié)合形成受精卵的過程，包括受精前的準(zhǔn)備階段和受精階段。受精卵形成后進(jìn)行有絲分裂，通過細(xì)胞分裂和分化，形成新個(gè)體。(1)剛采集到的精子是否能與卵子立即結(jié)合完成受精作用？為什么？提示不能。剛采集到的精子不具有受精能力，必須先對(duì)精子進(jìn)行獲能處理，才能進(jìn)一步與卵子結(jié)合完成受精。(2)剛排出的卵子具有受精能力嗎？為什么？提示不具有。卵子在受精前也要經(jīng)歷類似精子獲能的過程，要在輸卵管內(nèi)進(jìn)一步成熟，到MⅡ期時(shí)，才具備與精子受精的能力。(3)防止多精入卵受精的生理反應(yīng)有哪些？有什么意義？提示有兩道屏障，一是透明帶發(fā)生生理反應(yīng)，二是卵細(xì)胞膜發(fā)生生理反應(yīng)。防止多精入卵，保證受精卵中遺傳物質(zhì)與親代體細(xì)胞一致，從而保證遺傳的穩(wěn)定性。2．思考回答以下有關(guān)胚胎早期發(fā)育的問題：(1)受精卵早期分裂時(shí)胚胎中有機(jī)物的總量和種類是如何變化的？提示有機(jī)物的總量不斷減少，但有機(jī)物的種類增加。(2)受精卵早期分裂時(shí)胚胎中DNA總量和每個(gè)細(xì)胞中核DNA含量有何變化？提示胚胎中總DNA含量逐漸增多，但每個(gè)細(xì)胞中核DNA含量保持相對(duì)穩(wěn)定。(3)胚胎早期發(fā)育過程中，具有全能性的時(shí)期有哪些？提示桑葚胚期及之前的時(shí)期。考向一胚胎工程的理論基礎(chǔ)1．(2021·福建，13)一位患有單基因顯性遺傳病的婦女(其父親與丈夫表型正常)想生育一個(gè)健康的孩子。醫(yī)生建議對(duì)極體進(jìn)行基因分析，篩選出不含該致病基因的卵細(xì)胞，采用試管嬰兒技術(shù)輔助生育后代，技術(shù)流程示意圖如下。下列敘述正確的是()A．可判斷該致病基因位于X染色體上B．可選擇極體1或極體2用于基因分析C．自然生育患該病子女的概率是25%D．在獲能溶液中精子入卵的時(shí)期是③答案B解析由題意可知，患病婦女為雜合子，該顯性致病基因可位于常染色體上，也可以位于X染色體上，A錯(cuò)誤；極體1和卵細(xì)胞基因型互補(bǔ)，極體2和卵細(xì)胞基因型相同，且卵細(xì)胞用于受精，而極體最后退化消失，因此可選擇極體1或極體2用于基因分析，B正確；若顯性致病基因位于X染色體上，則患病婦女基因型為XAXa，丈夫的基因型為XaY，自然生育患該病子女的概率是1/2，C錯(cuò)誤；在獲能溶液中精子入卵(次級(jí)卵母細(xì)胞)的時(shí)期是②，D錯(cuò)誤。2．(2024·鎮(zhèn)江高三一模)某地一對(duì)小姐弟被確認(rèn)為全球第二對(duì)半同卵雙胞胎；發(fā)育成該對(duì)半同卵雙胞胎的受精卵形成過程如圖所示。圖3中染色單體分離后分別移向細(xì)胞的三個(gè)不同方向，從而分裂成A、B、C三個(gè)細(xì)胞，其中兩個(gè)細(xì)胞發(fā)育成姐弟二人。下列說法錯(cuò)誤的是()A．圖1表示卵子的異常受精過程，此時(shí)卵子已完成減數(shù)分裂ⅡB．該卵子與2精子受精，表明透明帶反應(yīng)未能完全阻止多精入卵C．這對(duì)小姐弟來源于母親的染色體一般相同，來源于父親的染色體不相同D．若圖4細(xì)胞A包含父系和母系染色體組各1個(gè)，則細(xì)胞C可能含2個(gè)父系染色體組答案A解析圖1兩個(gè)精子進(jìn)入一個(gè)卵細(xì)胞，是異常受精過程，發(fā)生在卵細(xì)胞的減數(shù)分裂Ⅱ中期，此時(shí)卵子還未完成減數(shù)分裂，A錯(cuò)誤；阻止多精入卵的兩道屏障是透明帶和卵細(xì)胞膜的生理反應(yīng)，該卵子與2個(gè)精子受精，表明透明帶和卵細(xì)胞膜未能完全阻止多精入卵，B正確；該姐弟來源于母親的染色體是相同的，來自父親的染色體由兩個(gè)不同的精子提供，一個(gè)精子中含有X染色體，另一個(gè)精子中含有Y染色體，因此染色體組成不同，C正確；若圖4細(xì)胞A包含父系和母系染色體組各1個(gè)，C應(yīng)該包含父系和母系染色體組各1個(gè)或包含2個(gè)父系染色體組，D正確。

考點(diǎn)二胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用1．體外受精(1)過程(2)意義①提高動(dòng)物繁殖能力的有效措施。②為胚胎移植提供可用的胚胎。2．胚胎移植(1)概念(2)基本程序(3)胚胎移植的意義①充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。②大大縮短了供體本身的繁殖周期。③對(duì)供體施行超數(shù)排卵處理后，增加后代數(shù)量。3．胚胎分割(1)概念對(duì)象早期胚胎方法機(jī)械方法目的獲得同卵雙胎或多胎特點(diǎn)來自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質(zhì)實(shí)質(zhì)可以看作動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一(2)儀器設(shè)備：體視顯微鏡和顯微操作儀。(3)材料：發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。若分割囊胚階段的胚胎時(shí)，要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(4)意義：促進(jìn)優(yōu)良動(dòng)物品種的繁殖，產(chǎn)生的遺傳性狀相同的后代是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的寶貴材料；在胚胎移植前，進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等，對(duì)于人工控制動(dòng)物性別、動(dòng)物繁育健康后代具有重要意義。判斷正誤(1)采集的卵母細(xì)胞需在體外培養(yǎng)使其分裂為卵細(xì)胞才能與獲能的精子受精(×)提示采集的卵母細(xì)胞培養(yǎng)至MⅡ期，即可用于受精。(2)超數(shù)排卵是指應(yīng)用外源性激素，誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子(×)提示超數(shù)排卵是指應(yīng)用外源促性腺激素，誘發(fā)卵巢排出比自然情況下更多的成熟卵子。(3)胚胎分割移植時(shí)應(yīng)選取發(fā)育良好、形態(tài)正常的囊胚或原腸胚(×)提示胚胎分割移植時(shí)應(yīng)選取發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。(4)做DNA分析、鑒定性別要取內(nèi)細(xì)胞團(tuán)處的細(xì)胞(×)提示進(jìn)行胚胎性別鑒定時(shí)應(yīng)取滋養(yǎng)層的細(xì)胞。(5)在對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí)，要將滋養(yǎng)層細(xì)胞均等分割(×)提示在對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí)，要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(6)利用胚胎分割技術(shù)可以獲得兩個(gè)基因型完全相同的胚胎(√)母牛其實(shí)是有很強(qiáng)的生殖潛能的，只是沒有激發(fā)出來。借助體外受精、胚胎移植和胚胎分割等技術(shù)，可以進(jìn)一步挖掘優(yōu)良家畜的繁殖潛力。1．胚胎移植技術(shù)在畜牧生產(chǎn)中占有重要的位置，且胚胎移植技術(shù)是胚胎工程不可缺少的終端環(huán)節(jié)。思考討論下列問題：(1)為什么應(yīng)對(duì)供體和受體母畜進(jìn)行同期發(fā)情處理？提示使它們的生理?xiàng)l件達(dá)到同步或一致，這樣才能使供體的胚胎移入受體后有相似的生理環(huán)境。(2)在胚胎移植過程中有兩次使用激素、兩次檢查，其目的分別是什么？提示第一次用孕激素對(duì)受、供體進(jìn)行同期發(fā)情處理，第二次用促性腺激素處理使供體超數(shù)排卵。第一次是對(duì)收集的胚胎進(jìn)行質(zhì)量檢查，第二次是對(duì)受體母畜是否妊娠進(jìn)行檢查。(3)胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是什么？提示可以發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖能力。(4)胚胎移植中的胚胎有哪些來源？提示體外受精、轉(zhuǎn)基因技術(shù)或者細(xì)胞核移植技術(shù)等方式獲得的胚胎都可供胚胎移植。2．通過胚胎分割技術(shù)，進(jìn)一步提高荷斯坦奶牛的繁殖率。如圖為哺乳動(dòng)物胚胎分割和性別鑒定示意圖，請(qǐng)據(jù)圖思考討論下列問題：(1)圖示①過程分割出的少量滋養(yǎng)層細(xì)胞常用來做什么？提示常用來做DNA分析，鑒定性別。(2)圖示②過程得到的兩個(gè)a經(jīng)過胚胎移植產(chǎn)生后代的生殖方式是有性生殖嗎？提示不是，來自同一胚胎分割產(chǎn)生的后代具有相同的遺傳物質(zhì)，因此胚胎分割移植可以看作動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一。(3)胚胎分割有什么意義？為什么要在桑葚胚或囊胚期進(jìn)行分割？提示胚胎分割可提高胚胎利用率。選擇桑葚胚期或囊胚期進(jìn)行分割，是因?yàn)樘幱谏］嘏咂诘募?xì)胞和囊胚期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞具有全能性，可以發(fā)育成完整個(gè)體。歸納總結(jié)1．比較自然受精、人工授精和體外受精項(xiàng)目自然受精人工授精體外受精不同點(diǎn)過程不同通過雌雄動(dòng)物交配完成受精用人工的方法將公畜的精液注入母畜生殖道內(nèi)，完成受精人工獲取精子、卵子，在體外培養(yǎng)液中完成受精過程場(chǎng)所不同雌性動(dòng)物輸卵管中雌性動(dòng)物輸卵管中體外培養(yǎng)液中相同點(diǎn)(1)精子獲能、卵子成熟后才能完成受精過程；(2)都是有性生殖2．胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)考向二胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用3．(2023·廣東，3)科學(xué)家采用體外受精技術(shù)獲得紫羚羊胚胎，并將其移植到長(zhǎng)角羚羊體內(nèi)，使后者成功妊娠并產(chǎn)仔，該工作有助于恢復(fù)瀕危紫羚羊的種群數(shù)量。此過程不涉及的操作是()A．超數(shù)排卵 B．精子獲能處理C．細(xì)胞核移植 D．胚胎培養(yǎng)答案C解析由題干信息可知，該過程通過體外受精獲得胚胎，再通過胚胎移植，使長(zhǎng)角羚羊成功妊娠并產(chǎn)仔，因此需要進(jìn)行超數(shù)排卵、精子獲能處理，并對(duì)獲得的受精卵進(jìn)行胚胎培養(yǎng)；由于該過程為有性生殖，因此不涉及細(xì)胞核移植，C符合題意。4．(2022·江蘇，4)下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞工程和胚胎工程的敘述正確的是()A．通常采用培養(yǎng)法或化學(xué)誘導(dǎo)法使精子獲得能量后進(jìn)行體外受精B．哺乳動(dòng)物體外受精后的早期胚胎培養(yǎng)不需要額外提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)C．克隆牛技術(shù)涉及體細(xì)胞核移植、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、胚胎移植等過程D．將小鼠桑葚胚分割成2等份獲得同卵雙胎的過程屬于有性生殖答案C解析精子獲能是獲得受精的能力，不是獲得能量，A錯(cuò)誤；哺乳動(dòng)物體外受精后的早期胚胎培養(yǎng)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與體內(nèi)基本相同，胚胎的培養(yǎng)液成分一般都比較復(fù)雜，除一些無機(jī)鹽和有機(jī)鹽類外，還需要添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營(yíng)養(yǎng)成分，以及血清等物質(zhì)，B錯(cuò)誤；胚胎分割可以看作動(dòng)物無性繁殖或克隆的方法之一，D錯(cuò)誤。1．(選擇性必修3P61)胚胎移植是指將通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的雌性動(dòng)物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育為新個(gè)體的技術(shù)。2．(選擇性必修3P61)供體母牛和受體母牛的選擇標(biāo)準(zhǔn)為供體是遺傳性狀優(yōu)良、生產(chǎn)能力強(qiáng)的個(gè)體，受體是有健康的體質(zhì)和正常繁殖能力的個(gè)體，且二者必須是同一物種。3．(選擇性必修3P62)胚胎移植的實(shí)質(zhì)是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移。4．(選擇性必修3P62)胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。5．(選擇性必修3P62)在進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑葚胚或囊胚。6．杜泊羊以其生長(zhǎng)速度快、肉質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，成為受廣大消費(fèi)者喜歡的綿羊品種?？蒲泄ぷ髡咄ㄟ^胚胎工程快速繁殖杜泊羊的流程如圖所示，據(jù)圖回答下列問題：(1)為了獲得更多的卵母細(xì)胞，需用促性腺激素對(duì)雌性杜泊羊進(jìn)行超數(shù)排卵處理，過程②中產(chǎn)生的精子需進(jìn)行獲能處理，目的是使其具有與卵細(xì)胞受精的能力。(2)在實(shí)際胚胎工程操作中，常以觀察到兩個(gè)極體或雌、雄原核作為受精的標(biāo)志。(3)圖中移植的胚胎處于囊胚期。為獲得雌性杜泊羊，胚胎移植前需取滋養(yǎng)層鑒定性別。為提高胚胎的利用率，盡快獲得數(shù)量較多的子代杜泊羊，圖中過程⑤使用胚胎分割技術(shù)對(duì)胚胎進(jìn)行處理，處理時(shí)要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。7．(2022·全國(guó)甲，38節(jié)選)某牧場(chǎng)引進(jìn)一只產(chǎn)肉性能優(yōu)異的良種公羊，為了在短時(shí)間內(nèi)獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的大量后代，該牧場(chǎng)利用胚胎工程技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)操作?；卮鹣铝袉栴}：(1)在體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理，其原因是剛排出的精子必需在雌性動(dòng)物的生殖道內(nèi)發(fā)生相應(yīng)生理變化后才能受精；精子體外獲能可采用化學(xué)誘導(dǎo)法，誘導(dǎo)精子獲能的藥物是肝素或Ca2＋載體(答出1點(diǎn)即可)。利用該公羊的精子進(jìn)行體外受精需要發(fā)育到一定時(shí)期的卵母細(xì)胞，因?yàn)槁涯讣?xì)胞達(dá)到MⅡ期時(shí)才具備與精子受精的能力。(2)請(qǐng)以保存的囊胚和相應(yīng)數(shù)量的非繁殖期受體母羊?yàn)椴牧线M(jìn)行操作，以獲得具有該公羊優(yōu)良性狀的后代。主要的操作步驟是對(duì)受體母羊進(jìn)行同期發(fā)情處理，將保存的囊胚進(jìn)行胚胎移植，對(duì)受體母羊進(jìn)行是否妊娠的檢查，一段時(shí)間后受體母羊產(chǎn)下具有該公羊優(yōu)良性狀的后代。課時(shí)精練1．(2024·連云港高三模擬)下列有關(guān)哺乳動(dòng)物精子和卵細(xì)胞的發(fā)生以及受精作用的敘述，正確的是()A．采集到的精子和卵細(xì)胞相遇即可發(fā)生受精作用B．排卵就是排出成熟卵細(xì)胞的過程C．卵細(xì)胞形成時(shí)的分裂過程均在卵巢內(nèi)完成D．受精的標(biāo)志是在卵細(xì)胞膜和透明帶之間觀察到兩個(gè)極體答案D解析剛采集的精子不能立刻與卵子受精，必須發(fā)生相應(yīng)的生理變化獲能后，才能獲得受精能力，A錯(cuò)誤；排卵時(shí)排出的細(xì)胞成熟程度不同，有的可能是初級(jí)卵母細(xì)胞，有的可能是次級(jí)卵母細(xì)胞，且并非成熟卵細(xì)胞，B錯(cuò)誤；卵子形成時(shí)，其減數(shù)分裂Ⅱ是在輸卵管中完成的，C錯(cuò)誤。2．(2024·武漢高三調(diào)研)下列有關(guān)卵巢的說法，正確的是()A．從卵巢獲取卵母細(xì)胞后可直接用于體外受精B．精子和卵子發(fā)生的場(chǎng)所分別是睪丸和卵巢，受精作用的場(chǎng)所是卵巢C．卵巢位于腹腔內(nèi)，內(nèi)部有許多發(fā)育程度不同的卵泡D．卵巢分泌的促性腺激素能維持第二性征并促進(jìn)雌性生殖器官的發(fā)育答案C解析從卵巢獲取的卵母細(xì)胞沒有成熟，需要培養(yǎng)至MⅡ期才能用于體外受精，A錯(cuò)誤；受精作用的場(chǎng)所是輸卵管，B錯(cuò)誤；促性腺激素是垂體分泌的，卵巢分泌的雌激素和孕激素能維持第二性征并促進(jìn)雌性生殖器官的發(fā)育，D錯(cuò)誤。3．下列關(guān)于高等哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的敘述，正確的是()A．囊胚的每一個(gè)細(xì)胞都屬于全能細(xì)胞B．原腸胚開始出現(xiàn)細(xì)胞分化并形成兩個(gè)胚層C．受精卵發(fā)育為桑葚胚的過程是在透明帶內(nèi)完成的，孵化后進(jìn)入囊胚期階段D．受精卵在輸卵管內(nèi)進(jìn)行卵裂形成桑葚胚的過程中，細(xì)胞數(shù)量增加但胚胎總體積并不增加答案D解析囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)屬于全能細(xì)胞，滋養(yǎng)層細(xì)胞不屬于全能細(xì)胞，A錯(cuò)誤；囊胚期開始出現(xiàn)細(xì)胞分化，原腸胚具有三個(gè)胚層，B錯(cuò)誤；孵化是指囊胚從透明帶中伸展出來，孵化后進(jìn)入原腸胚階段，C錯(cuò)誤。4．如圖是科研人員利用白鼠和黑鼠的早期胚胎培育黑白嵌合鼠的簡(jiǎn)要過程。下列相關(guān)敘述正確的是()A．過程①中需利用相關(guān)技術(shù)去除早期胚胎外的滋養(yǎng)層B．過程②中可利用滅活的病毒誘導(dǎo)卵裂球細(xì)胞發(fā)生融合C．過程③中不需要對(duì)代孕母鼠注射免疫抑制劑D．培育嵌合體與克隆動(dòng)物的生物學(xué)原理相同，但操作方法有差別答案C解析卵裂球還沒有滋養(yǎng)層細(xì)胞，滋養(yǎng)層細(xì)胞是囊胚期才分化形成的，A錯(cuò)誤；過程②使黑白卵裂球的細(xì)胞彼此混合，而非細(xì)胞融合，B錯(cuò)誤；培育嵌合體的生物學(xué)原理是細(xì)胞的增殖和分化，克隆動(dòng)物的生物學(xué)原理是動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性，兩者的原理不相同，操作方法有差別，D錯(cuò)誤。5．(2024·重慶高三檢測(cè))常見的輔助生殖技術(shù)有兩種：一種稱為人工授精，即通過人工的方法，把精液或者精子送到雌性的生殖道，達(dá)到增加懷孕概率的目的；第二種是試管動(dòng)物，主要涉及體外受精、胚胎體外培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．人工授精后形成的早期胚胎立即與母體子宮建立聯(lián)系B．輔助生殖技術(shù)不一定會(huì)用到胚胎移植C．與克隆動(dòng)物不同，試管動(dòng)物的培育屬于有性生殖D．人工授精和試管動(dòng)物技術(shù)都要注意受體的生殖周期答案A解析人工授精后形成的早期胚胎在一定時(shí)間內(nèi)并未與母體子宮建立組織上的聯(lián)系，A錯(cuò)誤；如果以人工授精的方式進(jìn)行輔助生殖，不需要進(jìn)行胚胎移植，B正確。6．(2023·天津，7)根據(jù)圖示，正確的是()A．子代動(dòng)物遺傳性狀和受體動(dòng)物完全一致B．過程1需要MⅡ期去核卵母細(xì)胞C．過程2可以大幅改良動(dòng)物性狀D．過程2為過程3提供了量產(chǎn)方式，過程3為過程1、2提供了改良性狀的方式答案D解析子代動(dòng)物的遺傳性狀與供體基本一致，與受體無關(guān)，A錯(cuò)誤；核移植過程中需要處于MⅡ期的去核卵母細(xì)胞，而過程1是培育試管動(dòng)物，需要培育到適宜時(shí)期(桑葚胚或囊胚)進(jìn)行胚胎移植，B錯(cuò)誤；過程2得到的是克隆動(dòng)物，是無性生殖的一種，不能大幅改良動(dòng)物性狀，C錯(cuò)誤；過程2克隆技術(shù)可得到大量同種個(gè)體，為過程3提供了量產(chǎn)方式；過程3轉(zhuǎn)基因技術(shù)可導(dǎo)入外源優(yōu)良基因，為過程1、2提供改良性狀的方式，D正確。7．下列關(guān)于胚胎移植的敘述，正確的是()A．經(jīng)胚胎移植產(chǎn)生的個(gè)體一定是無性生殖的后代B．胚胎移植實(shí)質(zhì)上是早期胚胎在相同生理環(huán)境條件下空間位置的轉(zhuǎn)移C．胚胎移植前需對(duì)受體進(jìn)行超數(shù)排卵處理D．胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是可以充分發(fā)揮受體的繁殖潛力答案B解析經(jīng)胚胎移植產(chǎn)生的個(gè)體可能是有性生殖的后代，也可能是無性生殖的后代，其取決于胚胎的來源，A錯(cuò)誤；對(duì)供體進(jìn)行超數(shù)排卵以獲得較多的卵母細(xì)胞，C錯(cuò)誤；胚胎移植的優(yōu)勢(shì)是可以充分發(fā)揮供體(雌性優(yōu)良個(gè)體)的繁殖潛力，受體的任務(wù)就是妊娠和育仔，D錯(cuò)誤。8．(2024·太原高三一模)下列有關(guān)胚胎工程的敘述，正確的是()A．移入子宮的外來胚胎，在受體體內(nèi)會(huì)發(fā)生免疫排斥反應(yīng)B．自然條件下，哺乳動(dòng)物的精子獲能發(fā)生在睪丸的曲細(xì)精管內(nèi)C．受精過程中，透明帶處會(huì)出現(xiàn)阻止多精入卵的生理反應(yīng)D．對(duì)桑葚胚進(jìn)行胚胎分割移植時(shí)，應(yīng)將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割答案C解析受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這是胚胎在受體內(nèi)能夠存活的生理基礎(chǔ)，A錯(cuò)誤；哺乳動(dòng)物受精前，精子必須在雌性動(dòng)物生殖道發(fā)生相應(yīng)的生理變化后，才能獲得受精能力，該過程被稱為精子獲能，B錯(cuò)誤；在精子觸及卵細(xì)胞膜的瞬間，卵細(xì)胞膜外的透明帶會(huì)迅速發(fā)生生理反應(yīng)，阻止后來的精子進(jìn)入透明帶，C正確；胚胎分割的對(duì)象是桑葚胚或囊胚，在對(duì)囊胚分割時(shí)，應(yīng)注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，D錯(cuò)誤。9．(2024·泰州高三期末)H－Y抗原存在于雄性動(dòng)物體細(xì)胞的表面，決定性腺向雄性方向發(fā)育。向牛的早期胚胎培養(yǎng)液中添加H－Y單克隆抗體可用來篩選體外受精所獲得的胚胎。下列相關(guān)敘述正確的是()A．制備單克隆抗體所用的雜交瘤細(xì)胞既能產(chǎn)生抗體又能無限增殖B．營(yíng)養(yǎng)液中添加H－Y單克隆抗體促進(jìn)牛早期胚胎發(fā)育成雌性C．做性別鑒定時(shí)選擇原腸胚的外胚層細(xì)胞對(duì)胚胎幾乎無傷害D．體外受精所需的成熟卵子可以從母體卵巢中直接獲取，但在受精前要對(duì)精子進(jìn)行獲能處理答案A解析H－Y抗原存在于雄性動(dòng)物體細(xì)胞的表面，營(yíng)養(yǎng)液中添加H－Y單克隆抗體可用來篩選體外受精所獲得的胚胎，不能促進(jìn)牛早期胚胎發(fā)育成雌性，B錯(cuò)誤；為避免對(duì)胚胎的發(fā)育造成影響，做性別鑒定時(shí)應(yīng)選擇囊胚期的滋養(yǎng)層細(xì)胞，不能選擇原腸胚期的外胚層細(xì)胞，C錯(cuò)誤；卵巢中獲取的卵細(xì)胞必須在體外培養(yǎng)到MⅡ期，才能與獲能精子融合得到受精卵，D錯(cuò)誤。10．體外受精和胚胎移植都是在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用較多的胚胎工程技術(shù)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．采集的精子經(jīng)獲能處理后才能用于體外受精，常以觀察到兩個(gè)極體或者雌、雄原核作為受精的標(biāo)志B．代孕母畜可以是同種的，也可以是不同物種的，需對(duì)其進(jìn)行同期發(fā)情處理C．在胚胎移植前，可取滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行性別鑒定、遺傳病篩查等，保證胚胎質(zhì)量D．進(jìn)行胚胎移植前，不需要對(duì)供體和受體進(jìn)行免疫排斥檢查答案B解析胚胎工程的代孕母畜要求是同種的、生理狀況相同的雌性動(dòng)物，B錯(cuò)誤。11．胚胎工程中各種胚胎操作技術(shù)如圖所示。下列分析正確的是()A．從良種公牛體內(nèi)獲得的精子可以直接與獲能的卵細(xì)胞結(jié)合受精B．早期囊胚a、b、c基因型相同，但發(fā)育得到的個(gè)體表型不一定相同C．d可直接移植給受體，得到小牛的途徑屬于有性生殖D．可取早期囊胚c的滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行染色體分析來鑒定小牛的性別答案D解析從良種公牛體內(nèi)獲得的精子在體外獲能后才可以與培養(yǎng)到MⅡ期的卵母細(xì)胞結(jié)合受精，A錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，3個(gè)早期囊胚是由不同受精卵發(fā)育而來，故早期囊胚a、b、c基因型不一定相同，B錯(cuò)誤；d是經(jīng)過胚胎分割形成的兩個(gè)健康的胚胎，可直接移植給受體，該過程屬于無性生殖，C錯(cuò)誤。12．(2024·濟(jì)南高三調(diào)研)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠四倍體胚胎具有發(fā)育缺陷，只能發(fā)育成胎盤等胚胎以外的結(jié)構(gòu)。ES細(xì)胞能夠誘導(dǎo)分化形成所有的細(xì)胞類型，但很難分化形成胎盤。四倍體胚胎與ES細(xì)胞的嵌合體則會(huì)使二者的發(fā)育潛能相互補(bǔ)償，可得到ES小鼠，其中的四倍體胚胎只能發(fā)育成胚外組織。下列敘述正確的是()A．將2細(xì)胞期胚胎用滅活病毒誘導(dǎo)法使2細(xì)胞融合，可得到一個(gè)含4個(gè)染色體組的細(xì)胞B．嵌合體中的ES具有自我更新能力并只能分化為胎盤等胚外組織C．嵌合體胚胎發(fā)育至原腸胚時(shí)需移植入與之生理狀態(tài)相同的小鼠子宮內(nèi)才可以進(jìn)一步發(fā)育D．嵌合體發(fā)育形成的ES小鼠基因型與供體ES細(xì)胞的基因型不同答案A解析正常小鼠是二倍體，所以將2細(xì)胞期胚胎用滅活病毒等誘導(dǎo)法使細(xì)胞融合，可得到一個(gè)含4個(gè)染色體組的細(xì)胞，再經(jīng)胚胎的早期培養(yǎng)可得到四倍體胚胎，A正確；嵌合體中的ES具有自我更新能力，很難分化形成胎盤，可分化為除胎盤以外的所有細(xì)胞類型，B錯(cuò)誤；嵌合體胚胎發(fā)育至桑葚胚或囊胚期再移入與之生理狀態(tài)相同的小鼠子宮內(nèi)才可以進(jìn)一步發(fā)育，C錯(cuò)誤；四倍體胚胎與ES細(xì)胞的嵌合體則會(huì)使二者的發(fā)育潛能相互補(bǔ)償，可得到ES小鼠，其中的四倍體胚胎只能發(fā)育成胚外組織，所以嵌合體發(fā)育形成的ES小鼠基因型與供體ES細(xì)胞的基因型相同，D錯(cuò)誤。13.(2023·江蘇，17改編)我國(guó)科學(xué)家利用猴胚胎干細(xì)胞首次創(chuàng)造了人工“猴胚胎”，研究流程如圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．猴的成纖維細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞功能不同，但具有相同的基因組B．囊胚細(xì)胞②③都由細(xì)胞①分裂分化形成，但表達(dá)的基因不完全相同C．移植前細(xì)胞和囊胚的培養(yǎng)都要放在充滿CO2的培養(yǎng)箱中進(jìn)行D．移植后胚胎的發(fā)育受母體激素影響，也影響母體激素分泌答案C解析由于猴的成纖維細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞是由同一個(gè)受精卵分裂分化而來的，雖然功能不同，但基因組相同，A正確；囊胚細(xì)胞②③都由細(xì)胞①分裂分化形成，表達(dá)的基因有部分不同，但有部分基因相同(如呼吸酶基因)，B正確；培養(yǎng)箱中若沒有CO2，會(huì)影響細(xì)胞的正常生長(zhǎng)，因此移植前細(xì)胞和囊胚的培養(yǎng)都要在含有95%空氣和5%CO2的混合氣體的CO2培養(yǎng)箱中進(jìn)行，C錯(cuò)誤。14．(2024·泰安高三摸底考)小鼠克隆胚胎著床后胎盤發(fā)育顯著異常，可能是與克隆胚胎中H3K27me3印記基因過度表達(dá)有關(guān)，H3K27me3印記基因敲除極大提高了體細(xì)胞克隆的成功率。H3K27me3印記基因敲除的實(shí)驗(yàn)組克隆小鼠的體重與受精卵來源的小鼠一致，而對(duì)照組克隆小鼠的體重顯著高于受精卵來源的小鼠；實(shí)驗(yàn)組克隆小鼠的胎盤直徑和重量也顯著低于對(duì)照組克隆小鼠，而與受精卵來源的小鼠一致。下列相關(guān)分析錯(cuò)誤的是()A．克隆胚胎過大可能是克隆胚胎著床后成活率低的原因B．克隆胚胎過大的原因可能是克隆胚胎的胎盤過大C．H3K27me3印記基因過度表達(dá)抑制胎盤的發(fā)育D．H3K27me3印記基因的表達(dá)產(chǎn)物可能影響早期胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞的發(fā)育答案C解析通過題干分析可知，克隆小鼠的體重顯著高于受精卵來源的小鼠，故克隆胚胎過大可能是克隆胚胎著床后成活率低的原因，A正確；H3K27me3印記基因敲除的實(shí)驗(yàn)組克隆小鼠的胎盤直徑和重量顯著低于對(duì)照組克隆小鼠，而與受精卵來源的小鼠一致，說明克隆胚胎過大的原因可能是克隆胚胎的胎盤過大，也說明H3K27me3印記基因過度表達(dá)可促進(jìn)胎盤的發(fā)育，B正確，C錯(cuò)誤；H3K27me3印記基因可影響胎盤的發(fā)育，而胎盤是由滋養(yǎng)層細(xì)胞發(fā)育而來的，故其表達(dá)產(chǎn)物可能影響早期胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞的發(fā)育，D正確。15．(2023·南京高三調(diào)研)原腸胚形成期被稱為人體胚胎發(fā)育的“黑匣子”時(shí)期。研究人員利用胚胎干細(xì)胞，在實(shí)驗(yàn)室中制造出不能發(fā)育成完整胚胎的“擬原腸胚”模型，用來揭示人類早期胚胎發(fā)育的過程。下列說法錯(cuò)誤的是()A．滋養(yǎng)層細(xì)胞將來能發(fā)育成胎膜和胎盤B．利用核移植所得胚胎干細(xì)胞，可以誘導(dǎo)發(fā)育成適合移植的器官C．對(duì)原腸胚進(jìn)行胚胎分割，可以提高移植胚胎的利用率D．該模型可以研究酒精、藥物和病原體對(duì)胚胎發(fā)育的影響答案C解析胚胎分割時(shí)應(yīng)該選擇形態(tài)正常、發(fā)育良好的桑葚胚或囊胚，C錯(cuò)誤。第61課時(shí)基因工程的基本工具和基本操作程序課標(biāo)要求1.概述基因工程是在微生物學(xué)、生物化學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。2.闡明重組DNA技術(shù)的三種基本工具。3.闡明基因工程的基本操作程序?？记榉治?.基因工程的基本工具2023·新課標(biāo)·T62021·全國(guó)乙·T382021·湖北·T72.基因工程的基本操作程序2023·全國(guó)乙·T382023·全國(guó)甲·T382023·湖北·T42023·廣東·T202021·廣東·T22考點(diǎn)一基因工程的基本工具1．基因工程的概念2．基因工程的誕生和發(fā)展(1)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)不僅證明了DNA是遺傳物質(zhì)，還證明了DNA可在同種生物不同個(gè)體之間轉(zhuǎn)移。(2)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出和半保留復(fù)制的證明。(3)中心法則的確立。(4)遺傳密碼的破譯。(5)基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)。限制酶、DNA連接酶和逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)為DNA的切割、連接以及功能基因的獲得創(chuàng)造了條件。(6)DNA體外重組的實(shí)現(xiàn)。(7)重組DNA表達(dá)實(shí)驗(yàn)的成功。(8)DNA測(cè)序和合成技術(shù)的發(fā)明。(9)PCR技術(shù)的發(fā)明。(10)基因組編輯技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定基因的定點(diǎn)插入、敲除或替換。3．重組DNA技術(shù)的基本工具(1)限制性內(nèi)切核酸酶(簡(jiǎn)稱“限制酶”)提醒①限制酶的識(shí)別序列一般由6個(gè)核苷酸組成，少數(shù)由4個(gè)、8個(gè)或其他數(shù)量的核苷酸組成。②限制酶作用的化學(xué)鍵只能是磷酸二酯鍵。③在切割含目的基因的DNA分子時(shí)，需用限制酶切割兩次此DNA分子，產(chǎn)生4個(gè)末端。只有這樣才能使目的基因的兩端都有可連接的黏性末端或平末端。(2)DNA連接酶(3)載體判斷正誤(1)基因工程是人工操作導(dǎo)致的染色體變異，變異是不定向的(×)提示基因工程是人工操作導(dǎo)致的基因重組，變異是定向的。(2)DNA連接酶可以連接目的基因與載體的氫鍵，形成重組DNA(×)提示DNA連接酶可以將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵。(3)限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和質(zhì)粒是基因工程中常用的三種工具酶(×)提示限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和質(zhì)粒是基因工程中常用的三種工具，前兩者屬于工具酶，質(zhì)粒屬于載體。(4)質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為標(biāo)記基因(×)提示質(zhì)粒上的抗生素抗性基因常作為標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選。將從蘇云金桿菌中獲取的Bt基因轉(zhuǎn)入棉花細(xì)胞內(nèi)培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的過程中，需借助多種分子工具且經(jīng)歷多個(gè)操作步驟。實(shí)驗(yàn)人員使用限制酶EcoRⅠ和NheⅠ切割質(zhì)粒。如圖表示常用的限制酶識(shí)別序列和切割位點(diǎn)以及質(zhì)粒上的限制酶切割位點(diǎn)。請(qǐng)思考以下問題：(1)請(qǐng)用圖示法寫出限制酶EcoRⅠ和NheⅠ切割后形成黏性末端的過程。提示限制酶EcoRⅠ：限制酶NheⅠ：(2)切割圖示中的目的基因應(yīng)選用哪類限制酶？請(qǐng)說明理由。提示用限制酶MunⅠ和SpeⅠ切割目的基因。限制酶MunⅠ和EcoRⅠ切割后形成的黏性末端相同，限制酶NheⅠ和SpeⅠ切割后形成的黏性末端相同，實(shí)驗(yàn)人員使用限制酶EcoRⅠ和NheⅠ切割質(zhì)粒，應(yīng)選用MunⅠ和SpeⅠ切割目的基因。歸納總結(jié)限制酶的選擇(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。若載體上有兩個(gè)及以上的標(biāo)記基因，則可合理對(duì)其中一些標(biāo)記基因進(jìn)行酶切破壞，從而達(dá)到比一個(gè)標(biāo)記基因更高的篩選成功率，防止只有一個(gè)標(biāo)記基因時(shí)出現(xiàn)的“假陽性”(即未成功導(dǎo)入目的基因的載體也能正常表達(dá)標(biāo)記基因，造成無效篩選)。(3)善用“雙酶切”，注意方向性：目的基因所在序列和載體上存在多種酶切位點(diǎn)時(shí)，一般需要選擇在目的基因所在序列和載體上都存在切割位點(diǎn)的兩種不同的限制酶，對(duì)目的基因所在序列和載體進(jìn)行剪切，即“雙酶切法”。其優(yōu)點(diǎn)和作用是：①防止目的基因環(huán)化；②避免目的基因與載體反向連接，即用DNA連接酶連接后形成的重組DNA分子上，目的基因和載體啟動(dòng)子的方向(或描述為“RNA聚合酶的移動(dòng)方向”)必須是相同的，否則目的基因?qū)牒鬅o法正常表達(dá)。如圖甲、乙也可選擇PstⅠ和EcoRⅠ兩種限制酶。(4)巧用“同尾酶”：同尾酶指來源不同，但能產(chǎn)生相同黏性末端的限制酶。當(dāng)不適合選擇某種限制酶時(shí)，可用其同尾酶替換，以獲得相同的黏性末端?？枷蛞槐嫖龌蚬こ痰幕竟ぞ?．(2021·湖北，7)限制性內(nèi)切核酸酶EcoRⅠ識(shí)別并切割雙鏈DNA，用EcoRⅠ完全酶切果蠅基因組DNA，理論上得到DNA片段的平均長(zhǎng)度(堿基對(duì))約為()A．6B．250C．4000D．24000答案C解析據(jù)圖可知，EcoRⅠ的酶切位點(diǎn)有6個(gè)堿基對(duì)，由于DNA分子的堿基組成為A、T、G、C，則某一位點(diǎn)出現(xiàn)該序列的概率為1/4×1/4×1/4×1/4×1/4×1/4＝1/4096，即4096個(gè)堿基對(duì)可能出現(xiàn)一個(gè)限制酶EcoRⅠ的酶切位點(diǎn)，故理論上得到DNA片段的平均長(zhǎng)度(堿基對(duì))約為4096，與4000最接近，C符合題意。2．(2024·連云港高三調(diào)研)質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，質(zhì)粒有標(biāo)記基因(如圖所示)，通過標(biāo)記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉(zhuǎn)移成功。質(zhì)粒上箭頭表示三種限制酶的酶切位點(diǎn)。外源基因插入的位置不同，細(xì)菌在培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)情況不同。如表是外源基因插入(插入點(diǎn)有a、b、c)后細(xì)菌的生長(zhǎng)情況。下列有關(guān)敘述正確的是()項(xiàng)目細(xì)菌在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)情況細(xì)菌在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)情況①能生長(zhǎng)不能生長(zhǎng)②能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)③不能生長(zhǎng)能生長(zhǎng)A.質(zhì)粒的復(fù)制原點(diǎn)上有RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)B．①②③三種重組后細(xì)菌的外源基因插入點(diǎn)①是a，②是c，③是bC．質(zhì)粒被一種限制酶切開時(shí)，被水解的磷酸二酯鍵有2個(gè)D．將外源基因與質(zhì)粒連接時(shí)需用DNA聚合酶答案C解析質(zhì)粒的復(fù)制原點(diǎn)上有DNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)，A錯(cuò)誤；①②③三種重組后細(xì)菌的外源基因插入點(diǎn)①是b，②是c，③是a，B錯(cuò)誤；將外源基因與質(zhì)粒連接時(shí)需用DNA連接酶，D錯(cuò)誤。歸納提升與DNA有關(guān)的幾種酶的比較考點(diǎn)二基因工程的基本操作程序1．目的基因的篩選與獲取(1)目的基因：在基因工程的設(shè)計(jì)和操作中，用于改變受體細(xì)胞性狀或獲得預(yù)期表達(dá)產(chǎn)物等的基因。(2)篩選合適的目的基因①從相關(guān)的已知結(jié)構(gòu)和功能清晰的基因中進(jìn)行篩選是較為有效的方法之一。②利用序列數(shù)據(jù)庫和序列比對(duì)工具進(jìn)行篩選。(3)目的基因的獲?、偃斯ず铣赡康幕?。②PCR獲取和擴(kuò)增目的基因a．PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))：是一項(xiàng)根據(jù)DNA半保留復(fù)制的原理，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)。b．PCR反應(yīng)的條件：一定的緩沖溶液、DNA模板、2種引物、4種脫氧核苷酸、耐高溫的DNA聚合酶，以及能自動(dòng)調(diào)控溫度的儀器。c．PCR擴(kuò)增的過程d．PCR產(chǎn)物的鑒定：常采用瓊脂糖凝膠電泳來鑒定。歸納提升PCR技術(shù)和DNA復(fù)制的比較③通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因。2．基因表達(dá)載體的構(gòu)建——基因工程的核心(1)目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且遺傳給下一代，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(3)構(gòu)建過程提醒啟動(dòng)子、終止子、起始密碼子、終止密碼子對(duì)比項(xiàng)目啟動(dòng)子終止子起始密碼子終止密碼子本質(zhì)DNADNAmRNAmRNA位置目的基因上游目的基因下游mRNA首端mRNA尾端功能RNA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)(正常情況下，不編碼氨基酸)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、花粉管通道法顯微注射法Ca2＋處理法受體細(xì)胞體細(xì)胞或受精卵受精卵原核細(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)入辨析(1)轉(zhuǎn)化：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。(2)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T－DNA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)胞的染色體DNA上；第一次導(dǎo)入是將含目的基因的Ti質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌，第二次導(dǎo)入(非人工操作)是指含目的基因的T－DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞。4．目的基因的檢測(cè)與鑒定判斷正誤(1)目的基因一定是編碼蛋白質(zhì)的基因(×)提示目的基因主要是指編碼蛋白質(zhì)的基因，也可以是一些具有調(diào)控作用的因子。(2)真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶都需要Mg2＋激活。因此，PCR反應(yīng)緩沖溶液中一般要添加Mg2＋(√)(3)基因表達(dá)載體中的啟動(dòng)子和終止子決定著翻譯的開始與結(jié)束(×)提示啟動(dòng)子和終止子決定著轉(zhuǎn)錄的開始與結(jié)束。(4)Ti質(zhì)粒上的T－DNA可與植物受體細(xì)胞的染色體DNA整合在一起(√)(5)為培育抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時(shí)只能以受精卵為受體(×)提示為培育抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時(shí)能以受精卵為受體，也能以體細(xì)胞為受體。(6)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞可用抗原—抗體雜交技術(shù)(×)提示檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法是PCR等技術(shù)。1．Bt抗蟲蛋白基因(簡(jiǎn)稱Bt基因)是培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉較為合適的目的基因，篩選Bt基因后可以利用PCR技術(shù)對(duì)其進(jìn)行大量擴(kuò)增。回答下列問題：(1)什么是引物？DNA復(fù)制時(shí)為什么需要引物？提示引物是指一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核酸。在DNA擴(kuò)增時(shí)，DNA聚合酶不能從頭開始合成DNA，只能從引物的3′端延伸DNA鏈，因此復(fù)制DNA時(shí)應(yīng)加入兩種引物。(2)PCR擴(kuò)增Bt基因需要知道Bt基因的全部核苷酸序列嗎？提示不需要，只要知道Bt基因兩端的部分核苷酸序列即可(以便根據(jù)這部分序列合成兩種引物)。(3)為檢測(cè)Bt基因在轉(zhuǎn)基因抗蟲棉細(xì)胞中是否轉(zhuǎn)錄，科研人員提取棉花細(xì)胞中的總RNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄過程獲得總cDNA，通過PCR技術(shù)可在總cDNA中專一性地?cái)U(kuò)增出Bt基因的cDNA，原因是什么？提示引物是依據(jù)Bt毒蛋白基因的一段已知序列設(shè)計(jì)合成的(或引物能與Bt基因的cDNA特異性結(jié)合)。(4)PCR擴(kuò)增過程中的循環(huán)圖示與規(guī)律如圖所示，若一個(gè)Bt毒蛋白基因在PCR中經(jīng)過n輪循環(huán)，理論上得到多少個(gè)DNA分子？含引物的DNA分子多少個(gè)？含其中一種引物的DNA分子多少個(gè)？同時(shí)含兩種引物的DNA分子多少個(gè)？共需要消耗多少個(gè)引物？含不等長(zhǎng)脫氧核苷酸鏈的DNA分子多少個(gè)？含等長(zhǎng)脫氧核苷酸鏈的DNA分子多少個(gè)？提示經(jīng)過n輪循環(huán)，得到2n個(gè)DNA分子，含引物的DNA分子2n個(gè)，含其中一種引物的DNA分子數(shù)(2n－1)個(gè)，同時(shí)含兩種引物的DNA分子(2n－2)個(gè)，共需要消耗(2n＋1－2)個(gè)引物。含不等長(zhǎng)脫氧核苷酸鏈的DNA分子2n個(gè)，含等長(zhǎng)脫氧核苷酸鏈的DNA分子(2n－2n)個(gè)。(5)PCR擴(kuò)增Bt基因的過程中需要解旋酶嗎？并說明理由。所需要的DNA聚合酶應(yīng)具有什么特點(diǎn)？提示不需要解旋酶，因?yàn)镻CR過程中，DNA雙鏈在高溫下即可完成解旋。由于PCR過程溫度較高，故所需要的DNA聚合酶應(yīng)具有耐高溫的特點(diǎn)。2．據(jù)圖分析抗蟲棉的培育過程。(1)該過程中的目的基因是Bt基因，載體是Ti質(zhì)粒。(2)基因工程中，往往使用兩種限制酶切割目的基因，這樣做的原因是什么？提示為了避免目的基因和載體的自身環(huán)化和反向連接。(3)為了保證目的基因在受體細(xì)胞中能正確表達(dá)，對(duì)目的基因在質(zhì)粒中的插入位點(diǎn)有什么要求？提示目的基因應(yīng)插入啟動(dòng)子與終止子之間。(4)該實(shí)例中，導(dǎo)入目的基因的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。為什么目的基因可以整合到染色體的DNA上？提示由于Ti質(zhì)粒上的T－DNA可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞且能整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，而目的基因又插入T－DNA，所以目的基因可以整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上。(5)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞時(shí)，能否僅把目的基因整合到線粒體DNA或葉綠體DNA上？為什么？提示一般不能。如果僅把目的基因整合到線粒體DNA或葉綠體DNA上，由于細(xì)胞分裂可能導(dǎo)致目的基因丟失，無法穩(wěn)定遺傳。(6)該實(shí)例中，檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)的常見方法有哪些？提示抗原—抗體雜交、用棉葉飼喂棉鈴蟲?？枷蚨嫖龌蚬こ痰幕静僮鞒绦?．(2023·湖北，4)用氨芐青霉素抗性基因(AmpR)、四環(huán)素抗性基因(TetR)作為標(biāo)記基因構(gòu)建的質(zhì)粒如圖所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的質(zhì)粒，構(gòu)建基因表達(dá)載體(重組質(zhì)粒)，并轉(zhuǎn)化到受體菌中。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．若用HindⅢ酶切，目的基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物可能不同B．若用PvuⅠ酶切，在含Tet(四環(huán)素)培養(yǎng)基中的菌落，不一定含有目的基因C．若用SphⅠ酶切，可通過DNA凝膠電泳技術(shù)鑒定重組質(zhì)粒構(gòu)建成功與否D．若用SphⅠ酶切，攜帶目的基因的受體菌在含Amp(氨芐青霉素)和Tet的培養(yǎng)基中能形成菌落答案D解析若用HindⅢ酶切，目的基因可能正向插入，也可能反向插入，轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物可能不同，A正確；若用PvuⅠ酶切，重組質(zhì)粒和質(zhì)粒中都有四環(huán)素抗性基因(TetR)，因此在含Tet(四環(huán)素)培養(yǎng)基中的菌落，不一定含有目的基因，B正確；DNA凝膠電泳技術(shù)可以分離出不同大小的DNA片段，重組質(zhì)粒的大小與原質(zhì)粒不同，能夠鑒定重組質(zhì)粒構(gòu)建成功與否，C正確；SphⅠ的酶切位點(diǎn)位于四環(huán)素抗性基因中，若用SphⅠ酶切，重組質(zhì)粒中含氨芐青霉素抗性基因(AmpR)，因此攜帶目的基因的受體菌在含Amp(氨芐青霉素)的培養(yǎng)基中能形成菌落，在含Tet的培養(yǎng)基中不能形成菌落，D錯(cuò)誤。4．(2024·江蘇揚(yáng)州中學(xué)高三模擬)土壤農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞時(shí)，Ti質(zhì)粒上的T－DNA片段轉(zhuǎn)入植物的基因組。利用農(nóng)桿菌以Ti質(zhì)粒作為載體進(jìn)行轉(zhuǎn)基因，下列相關(guān)敘述正確的是()A．目的基因應(yīng)插入T－DNA片段外，以防止破壞T－DNAB．用Ca2＋處理農(nóng)桿菌，以利于其侵染植物細(xì)胞C．Ti質(zhì)粒是一種環(huán)狀DNA分子，沒有雙螺旋結(jié)構(gòu)D．可以用PCR技術(shù)檢測(cè)外源DNA是否整合到植物的染色體DNA上答案D解析在農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法中，需要將目的基因插入到T－DNA片段上，有利于介導(dǎo)外源DNA整合到植物的染色體DNA上，A錯(cuò)誤；農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞不需要用Ca2＋處理，B錯(cuò)誤；Ti質(zhì)粒是一種環(huán)狀DNA分子，是存在于細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中的DNA，具有雙螺旋結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤。1.(選擇性必修3P67)基因工程：按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。2．(選擇性必修3P71)限制酶能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開。3．(選擇性必修3P72)載體上有特殊的標(biāo)記基因，便于重組DNA分子的篩選。4．(選擇性必修3P77)PCR反應(yīng)需要在一定的緩沖溶液中才能進(jìn)行，需提供DNA模板、2種引物、4種脫氧核苷酸和耐高溫的DNA聚合酶。5．(選擇性必修3P77)真核細(xì)胞和細(xì)菌的DNA聚合酶都需要Mg2＋激活。因此，PCR反應(yīng)緩沖液中一般要添加Mg2＋。引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核酸，引物的作用是使DNA聚合酶能夠從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸。6．(選擇性必修3P80)基因表達(dá)載體的構(gòu)建的目的：使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且遺傳給下一代，同時(shí)，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。基因表達(dá)載體是載體的一種，除目的基因、標(biāo)記基因外，還必須含有啟動(dòng)子、終止子等。啟動(dòng)子是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mRNA，最終表達(dá)出人類需要的蛋白質(zhì)。7．(選擇性必修3P81)轉(zhuǎn)化：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。8．(選擇性必修3P81～82)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、花粉管通道法；導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞的方法是顯微注射法；導(dǎo)入微生物細(xì)胞的方法是Ca2＋處理法。9．(選擇性必修3P82)目的基因的檢測(cè)與鑒定：首先是分子水平的檢測(cè)，包括通過PCR等技術(shù)檢測(cè)棉花的染色體DNA上是否插入了Bt基因或檢測(cè)Bt基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA；從轉(zhuǎn)基因棉花中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—抗體雜交，檢測(cè)Bt基因是否翻譯成Bt抗蟲蛋白等。其次，還需要進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。例如，通過采摘抗蟲棉的葉片飼喂棉鈴蟲來確定Bt基因是否賦予了棉花抗蟲特性以及抗性的程度。10．如圖為所用載體圖譜示意圖，圖中限制酶的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)為：HindⅢ(A↓AGCTT)、PvitⅡ(CAG↓CTG)、KpnⅠ(G↓GTACC)、EcoRⅠ(G↓AATTC)、PstⅠ(CTGCA↓G)、BamHⅠ(G↓GATCC)。為使phb2基因(該基因序列不含圖中限制酶的識(shí)別序列)與載體正確連接，在擴(kuò)增的phb2基因兩端分別引入PvitⅡ和EcoRⅠ兩種不同限制酶的識(shí)別序列。將經(jīng)過這兩種酶酶切的phb2基因和載體進(jìn)行連接時(shí)，可選用T4DNA連接酶(填“E.coliDNA連接酶”或“T4DNA連接酶”)。課時(shí)精練一、選擇題1．(2024·泉州高三質(zhì)檢)像BclⅠ(－T↓GATCA－)、BglⅡ(－A↓GATCT－)、MboⅠ(－↓GATC－)這樣，識(shí)別序列不同，但能產(chǎn)生相同的黏性末端的一類限制酶被稱為同尾酶。如圖表示目的基因及質(zhì)粒上的酶切位點(diǎn)。選用不同的限制酶對(duì)質(zhì)粒和目的基因進(jìn)行切割，并用DNA連接酶進(jìn)行連接。下列分析錯(cuò)誤的是()

選項(xiàng)切割質(zhì)粒切割目的基因結(jié)果分析ABclⅠ和BglⅡBclⅠ和BglⅡ形成的重組質(zhì)粒的堿基排列順序不一定相同BBclⅠ和BglⅡMboⅠ切割后的質(zhì)粒不可自我環(huán)化，切割后的目的基因可以自我環(huán)化CMboⅠBclⅠ和BglⅡ形成的重組質(zhì)?？杀籑boⅠ再次切開，但可能無法被BclⅠ和BglⅡ再次切開DMboⅠMboⅠ切割后的質(zhì)?？梢宰晕噎h(huán)化，切割后的目的基因也可以自我環(huán)化答案B解析切割質(zhì)粒和切割目的基因均用BclⅠ和BglⅡ時(shí)，切割后產(chǎn)生的黏性末端相同，形成重組質(zhì)粒時(shí)目的基因可能反向連接，形成的堿基排列順序不一定相同，A正確；用BclⅠ和BglⅡ切割質(zhì)粒，切割后產(chǎn)生的黏性末端相同，切割后的質(zhì)?？赡茏晕噎h(huán)化，B錯(cuò)誤；切割質(zhì)粒用MboⅠ，切割目的基因用BclⅠ和BglⅡ，產(chǎn)生相同的黏性末端，形成的重組質(zhì)粒中有MboⅠ的切割位點(diǎn)，但不一定有BclⅠ和BglⅡ的切割位點(diǎn)，因此形成的重組質(zhì)?？杀籑boⅠ再次切開，但可能無法被BclⅠ和BglⅡ再次切開，C正確；切割質(zhì)粒用MboⅠ，切割目的基因用MboⅠ，切割后的質(zhì)粒和目的基因均可以自我環(huán)化，D正確。2．(2023·新課標(biāo)，6)某同學(xué)擬用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA連接酶為工具，將目的基因(兩端含相應(yīng)限制酶的識(shí)別序列和切割位點(diǎn))和質(zhì)粒進(jìn)行切割、連接，以構(gòu)建重組表達(dá)載體。限制酶的切割位點(diǎn)如圖所示。下列重組表達(dá)載體構(gòu)建方案合理且效率最高的是()A．質(zhì)粒和目的基因都用酶3切割，用E.coliDNA連接酶連接B．質(zhì)粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4DNA連接酶連接C．質(zhì)粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4DNA連接酶連接D．質(zhì)粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coliDNA連接酶連接答案C解析酶3切割后得到的是平末端，應(yīng)該用T4DNA連接酶連接，A不符合題意；質(zhì)粒用酶3切割后得到平末端，目的基因用酶1切割后得到黏性末端，二者不能連接，B不符合題意；質(zhì)粒和目的基因都用酶1和酶2切割后得到黏性末端，用T4DNA連接酶連接后，還能保證目的基因在質(zhì)粒上的連接方向，此重組表達(dá)載體的構(gòu)建方案最合理且高效，C符合題意；若用酶2和酶4切割質(zhì)粒和目的基因，會(huì)破壞質(zhì)粒上的抗生素抗性基因，連接形成的基因表達(dá)載體缺少標(biāo)記基因，無法進(jìn)行后續(xù)的篩選，D不符合題意。3．(2023·重慶，12)某小組通過PCR(假設(shè)引物長(zhǎng)度為8個(gè)堿基短于實(shí)際長(zhǎng)度)獲得了含有目的基因的DNA片段，并用限制酶進(jìn)行酶切(下圖)，再用所得片段成功構(gòu)建了基因表達(dá)載體。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．其中一個(gè)引物序列為5′－TGCGCAGT－3′B．步驟①所用的酶是SpeⅠ和CfoⅠC．用步驟①的酶對(duì)載體進(jìn)行酶切，至少獲得了2個(gè)片段D．酶切片段和載體連接時(shí)，可使用E.coliDNA連接酶或T4DNA連接酶答案B解析由于引物只能引導(dǎo)子鏈從5′端到3′端延伸，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，其中一個(gè)引物序列為5′－TGCGCAGT－3′，A正確；根據(jù)三種酶的酶切位點(diǎn)，左側(cè)的黏性末端是使用NheⅠ切割形成的，右邊的黏性末端是用CfoⅠ切割形成的，B錯(cuò)誤；用步驟①的限制酶NheⅠ和限制酶CfoⅠ對(duì)載體(環(huán)狀DNA)進(jìn)行酶切，切割之后至少獲得了2個(gè)片段，C正確；E.coliDNA連接酶只能連接黏性末端，T4DNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端，圖中酶切后形成的是黏性末端，酶切片段和載體連接時(shí)，可使用E.coliDNA連接酶或T4DNA連接酶，D正確。4．(2024·鎮(zhèn)江高三二模)轉(zhuǎn)基因植物中標(biāo)記基因的剔除可有效防止基因污染，剔除常用分離剔除法和重組剔除法。分離剔除法是在轉(zhuǎn)基因時(shí)將目的基因和標(biāo)記基因分別構(gòu)建在兩個(gè)Ti質(zhì)粒上，通過共轉(zhuǎn)化得到轉(zhuǎn)基因植物后讓其自交得到不含標(biāo)記基因的轉(zhuǎn)基因個(gè)體；重組剔除法利用Cre/LoxP重組酶系統(tǒng)，Cre酶能有效剔除重組載體中含有標(biāo)記基因的序列，只留下一個(gè)LoxP位點(diǎn)，具體原理如圖。下列說法不正確的是()A．利用分離剔除法時(shí)，目的基因和標(biāo)記基因都應(yīng)插到Ti質(zhì)粒的T－DNA序列內(nèi)部B．分離剔除時(shí)目的基因和標(biāo)記基因插到植物細(xì)胞的同源染色體或非同源染色體上均可成功C．上述重組載體中啟動(dòng)子1在農(nóng)桿菌中可發(fā)揮作用，而在植物細(xì)胞中不能發(fā)揮作用D．經(jīng)重組剔除后的標(biāo)記基因，因沒有啟動(dòng)子而無法啟動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄答案C解析Ti質(zhì)粒的T－DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，所以利用分離剔除法時(shí)，目的基因和標(biāo)記基因都應(yīng)插到Ti質(zhì)粒的T－DNA序列內(nèi)部，進(jìn)而成功整合到受體細(xì)胞染色體DNA上，A正確；分離剔除時(shí)目的基因和標(biāo)記基因插到植物細(xì)胞的同源染色體或非同源染色體上最終均可獲得不含標(biāo)記基因的轉(zhuǎn)基因個(gè)體，即均可成功，B正確；重組剔除時(shí)，Cre酶基因應(yīng)該在植物細(xì)胞中表達(dá)，故上述重組載體中啟動(dòng)子1在農(nóng)桿菌中不能發(fā)揮作用，而在植物細(xì)胞中能發(fā)揮作用，C錯(cuò)誤；由圖可知，經(jīng)重組剔除后的標(biāo)記基因沒有啟動(dòng)子，無法啟動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄，D正確。5．如圖是培育抗除草劑玉米的技術(shù)路線圖，含有內(nèi)含子的報(bào)告基因只能在真核生物中正確表達(dá)，其產(chǎn)物能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍(lán)色。轉(zhuǎn)化過程中愈傷組織表面常殘留農(nóng)桿菌，會(huì)導(dǎo)致未轉(zhuǎn)化的愈傷組織可能在含除草劑的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。下列相關(guān)敘述正確的是()A．過程①中除草劑抗性基因插入T－DNA中，導(dǎo)致T－DNA片段失活B．過程①用兩種限制酶就可防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化C．過程②用Ca2＋處理，使農(nóng)桿菌細(xì)胞壁通透性改變，使其處于能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)D．過程③應(yīng)在培養(yǎng)基中加入除草劑和物質(zhì)K答案D解析過程①中除草劑抗性基因插入T－DNA中，不會(huì)導(dǎo)致T－DNA片段失活，A錯(cuò)誤；過程①使用兩種限制酶，且這兩種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端不同，才可以防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化，B錯(cuò)誤；過程③應(yīng)在培養(yǎng)基中加入除草劑和物質(zhì)K，除草劑是用來檢測(cè)目的基因是否正確表達(dá)，物質(zhì)K是用來檢測(cè)目的基因有沒有導(dǎo)入植物細(xì)胞中，加入除草劑可保留轉(zhuǎn)化的愈傷組織和附著農(nóng)桿菌但未轉(zhuǎn)化的愈傷組織，其中變藍(lán)的為轉(zhuǎn)化的愈傷組織，D正確。6．(2024·西安高三一模)我國(guó)科學(xué)家利用XbaⅠ和SacⅠ兩種限制酶，并運(yùn)用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因(含678bp)導(dǎo)入某植物細(xì)胞，再經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因植株，使賴氨酸的含量比對(duì)照組明顯提高，如圖表示相關(guān)培育過程(質(zhì)粒的其他部位和目的基因內(nèi)部均無XbaⅠ、SacⅠ、HindⅢ的識(shí)別位點(diǎn))，下列說法不正確的是()A．一個(gè)內(nèi)含目的基因的模板DNA經(jīng)PCR擴(kuò)增4次，共產(chǎn)生8個(gè)等長(zhǎng)DNA分子B．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的常用方法C．植物組織培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基需添加卡那霉素以便篩選轉(zhuǎn)基因植株D．使用SacⅠ和HindⅢ切割重組質(zhì)粒后能得到1500bp左右的片段答案C解析一個(gè)內(nèi)含目的基因的模板DNA經(jīng)PCR擴(kuò)增4次共產(chǎn)生等長(zhǎng)的DNA分子數(shù)24－2×4＝8(個(gè))，A正確；因?yàn)椴迦胫参锛?xì)胞染色體上的是質(zhì)粒的T－DNA，而卡那霉素抗性基因不在此片段上，導(dǎo)入成功的植物細(xì)胞對(duì)卡那霉素?zé)o抗性，C錯(cuò)誤；根據(jù)切割目的基因的限制酶在質(zhì)粒上的切割位點(diǎn)，可知由于重組質(zhì)粒上移除1900bp而補(bǔ)充了含678bp的目的基因，加上未移除的822bp，所以用SacⅠ和HindⅢ切割重組質(zhì)粒后，可得到822＋678＝1500(bp)左右的新片段，D正確。7．自然界中很少出現(xiàn)藍(lán)色的花，天然藍(lán)色花產(chǎn)生的主要原因是花瓣細(xì)胞液泡中花青素在堿性條件下顯藍(lán)色。我國(guó)科學(xué)家利用鏈霉菌的靛藍(lán)合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)構(gòu)建基因表達(dá)載體(如圖)，通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入白玫瑰中，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中形成穩(wěn)定顯色的靛藍(lán)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．上述獲得藍(lán)色玫瑰的方案中不需要轉(zhuǎn)入能調(diào)控液泡pH的基因B．將sfp基因插入Ti質(zhì)粒時(shí)使用的限制酶是PmeⅠ和BamHⅠC．同時(shí)使用SpeⅠ和SacⅠ能提高idgS基因和Ti質(zhì)粒的重組效率D．sfp和idgS基因具有各自的啟動(dòng)子，表達(dá)是相互獨(dú)立進(jìn)行的答案B解析靛藍(lán)能夠穩(wěn)定顯色，不受pH的影響，故本題方案中不需要轉(zhuǎn)入能調(diào)控液泡pH的基因，A正確；將sfp基因插入Ti質(zhì)粒時(shí)若使用的限制酶是PmeⅠ和BamHⅠ，則會(huì)將終止子一同切除，故只能用BamHⅠ，B錯(cuò)誤。8．(2024·莆田高三質(zhì)檢)如圖表示利用基因工程生產(chǎn)黃金大米時(shí)所構(gòu)建的基因表達(dá)載體，其中基因Ⅰ和基因Ⅱ是β－胡蘿卜素合成所必需的基因，基因Ⅲ表達(dá)的蛋白質(zhì)可使細(xì)菌在特殊培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。下列分析錯(cuò)誤的是()A．A序列是該基因表達(dá)載體的復(fù)制原點(diǎn)B．基因Ⅲ的作用是便于篩選該重組質(zhì)粒C．β－胡蘿卜素是檢測(cè)基因Ⅰ、基因Ⅱ表達(dá)的關(guān)鍵指標(biāo)之一D．圖中基因插入質(zhì)粒時(shí)需要限制酶和DNA連接酶答案A解析由題圖可知，每個(gè)基因前都存在A序列，可推測(cè)該序列應(yīng)為啟動(dòng)子序列，啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別與結(jié)合的位點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)粒一般只有一個(gè)復(fù)制原點(diǎn)，A錯(cuò)誤。9．(2024·南京高三聯(lián)考)某課題組為得到青蒿素產(chǎn)量高的新品系，使青蒿素合成過程中的某一關(guān)鍵酶基因fps在野生青蒿中過量表達(dá)，其過程如圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．也可用PCR技術(shù)直接擴(kuò)增RNA來獲取目的基因B．酶1、酶2和酶3作用的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵C．本過程中，可以采用一種、兩種甚至四種酶2D．通過抗原—抗體雜交技術(shù)可檢測(cè)fps基因是否表達(dá)出蛋白質(zhì)答案A解析PCR技術(shù)不能直接擴(kuò)增RNA來獲取目的基因，A錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，酶1表示逆轉(zhuǎn)錄酶，酶2表示限制酶，酶3表示DNA連接酶，酶1、酶2和酶3作用的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵，B正確；不同的限制酶切割可能產(chǎn)生相同的黏性末端，因此為了成功構(gòu)建表達(dá)載體，可以采用一種、兩種甚至四種酶2切割含fps基因的DNA片段和質(zhì)粒a，C正確。10．(2024·徐州高三質(zhì)檢)圖甲為培育轉(zhuǎn)基因生物時(shí)選用的載體，圖乙是含有目的基因的一段DNA序列，圖中標(biāo)注了相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．若通過PCR技術(shù)提取該目的基因，應(yīng)該選用引物a和引物cB．構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)可選用BclⅠ和HindⅢ這兩種限制酶C．若將基因表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌中，需用Ca2＋處理大腸桿菌D．只利用含四環(huán)素的培養(yǎng)基就可以直接篩選出成功導(dǎo)入表達(dá)載體的受體細(xì)胞答案D解析根據(jù)圖甲可知，BamHⅠ會(huì)導(dǎo)致兩種抗性基因都被破壞，所以不宜選用BamHⅠ，為防止目的基因自身環(huán)化，可選用BclⅠ和HindⅢ兩種限制酶切割，B正確；由于選擇BclⅠ和HindⅢ這兩種限制酶，破壞了氨芐青霉素抗性基因，但沒有破壞四環(huán)素抗性基因，因此應(yīng)該先用含四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選出含有基因表達(dá)載體和普通質(zhì)粒的大腸桿菌，再用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基篩選含重組質(zhì)粒的大腸桿菌，D錯(cuò)誤。二、非選擇題11．(2021·全國(guó)乙，38)用重組DNA技術(shù)可以賦予生物以新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產(chǎn)品。在此過程中要使用多種工具酶，其中4種限制性內(nèi)切核酸酶的切割位點(diǎn)如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)常用的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，上圖中酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA連接酶連接，上圖中切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接。(2)DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學(xué)鍵是。(3)重組DNA技術(shù)中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征，如質(zhì)粒DNA分子上有復(fù)制原點(diǎn)，可以保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中；質(zhì)粒DNA分子上有，便于外源DNA的插入；質(zhì)粒DNA分子上有標(biāo)記基因(如某種抗生素抗性基因)，利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞，方法是。(4)表達(dá)載體含有啟動(dòng)子，啟動(dòng)子是指。答案(1)EcoRⅠ、PstⅠEcoRⅠ、PstⅠ、SmaⅠ和EcoRⅤ(2)磷酸二酯鍵(3)自我復(fù)制一至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞(4)位于基因上游的一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段，是RNA聚合酶識(shí)別及結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程解析(1)限制酶EcoRⅠ和PstⅠ切割形成的是黏性末端，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割形成的是平末端，E.coliDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來，而T4DNA連接酶來源于T4噬菌體，可用于連接黏性末端和平末端，但連接效率較低。因此圖中EcoRⅠ和PstⅠ切割后的DNA片段(黏性末端)可以用E.coliDNA連接酶連接，除了這兩種限制酶切割的DNA片段，限制酶SmaⅠ和EcoRⅤ切割后的DNA片段(平末端)也可以用T4DNA連接酶連接。(2)DNA連接酶將兩個(gè)DNA片段連接形成磷酸二酯鍵。(3)質(zhì)粒是小型環(huán)狀的DNA分子，常作為基因表達(dá)的載體，首先質(zhì)粒上含有復(fù)制原點(diǎn)，能保證質(zhì)粒在受體細(xì)胞中自我復(fù)制。質(zhì)粒DNA分子上有一個(gè)至多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)，便于目的基因的導(dǎo)入。質(zhì)粒上的標(biāo)記基因便于重組DNA分子的篩選，具體做法是用含有該抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細(xì)胞。(4)啟動(dòng)子是一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的上游，它是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mRNA，最終表達(dá)出人類需要的蛋白質(zhì)。12．(2021·福建，21)微生物吸附是重金屬廢水的處理方法之一。金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在于動(dòng)植物中的金屬結(jié)合蛋白，具有吸附重金屬的作用?？蒲腥藛T將棗樹的MT基因?qū)氪竽c桿菌構(gòu)建工程菌?；卮鹣铝袉栴}：(1)根據(jù)棗樹的MTcDNA的核苷酸序列設(shè)計(jì)了相應(yīng)的