山東專用2024年高考生物二輪復(fù)習第一篇專題10考向3基因工程學案

PAGE4-考向3基因工程(2024·山東等級考)水稻胚乳中含直鏈淀粉和支鏈淀粉,直鏈淀粉所占比例越小糯性越強?？蒲腥藛T將能表達出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列轉(zhuǎn)入水稻,實現(xiàn)了對直鏈淀粉合成酶基因(Wx基因)啟動子序列的定點編輯,從而獲得了3個突變品系。(1)將能表達出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列插入Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組載體時,所需的酶是,重組載體進入水稻細胞并在細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程稱為。

(2)依據(jù)啟動子的作用推想,Wx基因啟動子序列的變更影響了,從而變更了Wx基因的轉(zhuǎn)錄水平。與野生型水稻相比,3個突變品系中Wx基因限制合成的直鏈淀粉合成酶的氨基酸序列(填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)變更,緣由是

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(3)為檢測啟動子變更對Wx基因表達的影響,科研人員須要檢測Wx基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA(WxmRNA)的量。檢測時分別提取各品系胚乳中的總RNA,經(jīng)過程獲得總cDNA。通過PCR技術(shù)可在總cDNA中專一性的擴增出Wx基因的cDNA,緣由是。

(4)各品系WxmRNA量的檢測結(jié)果如圖所示,據(jù)圖推想糯性最強的品系為,緣由是__________________________________。

1.審題干:(1)構(gòu)建重組載體所需的酶。(2)啟動子的作用、基因突變與蛋白質(zhì)變更。(3)cDNA的獲得。2.解題思維:陷阱1:基因突變不肯定引起性狀變更:(1)突變部位:基因突變發(fā)生在基因的非編碼區(qū)不會引起性狀變更。(2)密碼子簡并性:新產(chǎn)生的密碼子和原密碼子對應(yīng)同一種氨基酸不會引起性狀變更。(3)隱性突變:如AA中的一個A突變?yōu)閍,不會引起性狀變更。陷阱2:不能理清真核生物的基因結(jié)構(gòu):(1)真核生物基因包括編碼區(qū)和非編碼區(qū)(啟動子和終止子屬于非編碼區(qū))。(2)編碼區(qū)又分為外顯子(編碼蛋白質(zhì)序列)和內(nèi)含子(非編碼序列)。(基因工程)熒光蛋白(GFP)在紫外光下會發(fā)出綠色熒光,某科研團隊將GFP基因插入質(zhì)粒P中構(gòu)建了重組質(zhì)粒載體Po,用于基因工程中基因表達載體(P1)的篩選和鑒定。部分過程如圖所示,下表為部分限制酶的識別序列及切割位點?；卮饐栴}:(1)過程①中用EcoRⅤ酶切獲得的目的基因具有末端,過程②表示利用PCR技術(shù)擴增目的基因,前提是要依據(jù)設(shè)計出引物,此外還需在引物的一端加上序列,以便于P1的構(gòu)建和篩選。

(2)過程③中,質(zhì)粒P0需用限制酶切割,才能與擴增出的目的基因在酶作用下形成P1。

(3)提取經(jīng)上述篩選所得菌落的RNA,通過獲得DNA,再進行PCR擴增,若最終未能檢測出目的基因,可能的緣由是。

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.切割目的基因和載體并非只能用同種限制酶:只要不同限制酶切割后形成的末端依據(jù)堿基互補配對原則,在DNA連接酶的作用下能連接即可。2.目的基因的插入點不是隨意的:目的基因插入到啟動子和終止子之間,因為基因表達須要啟動子和終止子的調(diào)控。3.基因工程四步中并非都涉及堿基互補配對:第三步“將目的基因?qū)胧荏w細胞”時,未發(fā)生堿基互補配對現(xiàn)象。催生基因工程的理論基礎(chǔ)(1)不同生物之間可實現(xiàn)DNA的轉(zhuǎn)移:艾弗里等人的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化試驗證明白DNA可以從一種生物轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)。(2)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確定:由于不同生物DNA的結(jié)構(gòu)和化學組成相同,故不同生物的DNA可以連接起來。(3)遺傳密碼的破譯:全部生物共用一套遺傳密碼子表?？枷?基因工程///研磨真題·解高考密碼///【解析】本題主要考查基因工程的學問。(1)將目的基因和質(zhì)粒構(gòu)建成重組載體時,須要運用的酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶,將重組載體導入受體細胞內(nèi)并維持穩(wěn)定表達的過程稱為轉(zhuǎn)化。(2)啟動子是RNA聚合酶識別并結(jié)合的位點,Wx啟動子序列的變更會影響RNA聚合酶與啟動子識別和結(jié)合,從而影響基因的轉(zhuǎn)錄過程。依據(jù)題意可知,該基因工程中編輯的是啟動子序列,而啟動子序列不參加編碼直鏈淀粉的氨基酸,因此3種突變品系中Wx基因限制合成的直鏈淀粉的氨基酸序列不發(fā)生變更。(3)以細胞中的RNA為原料合成cDNA的過程需經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄過程,PCR技術(shù)能擴增DNA分子中特定片段的目的基因,緣由是引物是依據(jù)Wx基因的一段已知序列設(shè)計合成的,而PCR技術(shù)擴增的是處于兩種引物之間的DNA序列。(4)依據(jù)圖示可知,品系3的WxmRNA最少,限制合成的直鏈淀粉合成酶最少,直鏈淀粉合成量最少,糯性最強。答案:(1)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶轉(zhuǎn)化(2)RNA聚合酶與啟動子識別和結(jié)合不發(fā)生編碼直鏈淀粉合成酶的堿基序列中不含啟動子(3)逆轉(zhuǎn)錄引物是依據(jù)Wx基因的一段已知序列設(shè)計合成的(4)品系3品系3的WxmRNA最少,限制合成的直鏈淀粉合成酶最少,直鏈淀粉合成量最少,糯性最強///新題預(yù)料·技法演練場///【解析】(1)依據(jù)表中EcoRⅤ酶的識別序列和切割位點可知,EcoRⅤ酶切獲得的目的基因具有平末端;利用PCR技術(shù)擴增目的基因的前提是要依據(jù)一段已知目的基因的核苷酸序列設(shè)計出引物;由圖可知,目的基因兩側(cè)都是黏性末端,依據(jù)表中三種限制酶的識別序列和切割位點(EcoRⅤ酶切形成的是平末端,Sau3AⅠ和BamHⅠ酶切形成的末端都是黏性末端,且堿基序列均為GATC)可知,因此還需在引物的一端加上GATC序列,以便于P1的構(gòu)建和篩選。(2)過程③中,質(zhì)粒P0需用限制酶BamHⅠ切割(若用Sau3AⅠ切割會同時破壞GFP基因和四環(huán)素抗性基因,因此不能用Sau3AⅠ切割,應(yīng)當用BamHⅠ切割;若用限制酶EcoRⅤ切割,產(chǎn)生的是平末端,且會破壞復(fù)制原點,因此不能用EcoRⅤ切割),才能與擴增出的目的基因在DNA連接酶作用下形成P1。(3)以RNA為模板合成DNA的過程為逆轉(zhuǎn)錄過程;菌落中的