高考一輪復(fù)習(xí)人教版基因工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題教案

第6課基因工程及生物技術(shù)的安全性和倫理問題

=N核心概念?自查加夯實必備知識

【課標要求】

5.1基因工程是一種重組DNA技術(shù)

5.2蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸

6.1轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性引發(fā)社會的廣泛關(guān)注

6.2中國禁止生殖性克隆人

6.3世界范圍內(nèi)應(yīng)全面禁止生物武器

【概念梳理】

一、重組DNA技術(shù)的基本工具

1.基因工程的概念：

⑴操作技術(shù):轉(zhuǎn)鯉等技術(shù)。

(2)操作結(jié)果:賦予生物新的遺圉地，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的

生物類型和生物產(chǎn)品。

(3)操作水平:DNA分子水平。

2.基因工程的誕生與發(fā)展(選擇對應(yīng)的序號)：

A.基礎(chǔ)理論①④⑧。

B.技術(shù)支持②③⑤⑥⑦。

①DNA是遺傳物質(zhì)的證明

②基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)

③工具酶的發(fā)現(xiàn)

@DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立

⑤DNA體外重組的實現(xiàn)

⑥重組DNA表達實驗的成功

⑦PCR技術(shù)的發(fā)明

⑧遺傳密碼的破譯

3.限制性內(nèi)切核酸酶——“分子手術(shù)刀”：

⑴來源:主要來自醺生物。

(2)特點:具有專二g,表現(xiàn)在兩個方面：

①識別——雙鏈DNA分子的某種特定核苴酸序列。

②切割一特定核甘酸序列中的猿定位蠱。

(3)作用:斷裂艇的兩個核甘酸之間的磷酸二重鍵。

(4)結(jié)果:產(chǎn)生黏性末端或平末端。

連接酶——“分子縫合針”：

種類E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶

來源大腸桿菌T4噬菌體

縫合黏性末端和平末

特點縫合黏性末端

XLU

U而

縫合雙鏈DNA片段，恢復(fù)兩個核甘酸之間

作用

的磷酸二酯鍵

5.基因進入受體細胞的載體一“分子運輸車”:

⑴種類：

①質(zhì)粒:分子質(zhì)量較小的、環(huán)狀的、裸露的雙鏈DNA分子，獨立于原

核細胞的擬核或真核細胞細胞核之外。

②噬菌體和動植物病毒等。

(2)目的：

①將目的基因轉(zhuǎn)運到宿主細胞中去。

②在受體細胞內(nèi)對目的基因進行大量復(fù)制。

⑶必備條件：

①在宿主細胞中保存下來并大量復(fù)制。

②有一個至多個限制酶切割位點。

③有一定的醺基因，便于篩選。

④對受體細胞無害。

的粗提取與鑒定：

⑴提取思路:利用DNA、RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等在物理和化學(xué)性質(zhì)

方面的差異提取DNA,去除其他成分。

(2)提取原理：

①DNA的溶解性：

DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同，利

用這一特點，選擇適當(dāng)?shù)恼缍染湍苁笵NA充分溶解，而使雜質(zhì)沉淀,

或者相反，以達到分離目的;DNA不溶于酒精溶液，但是細胞中的某些

蛋白質(zhì)則可溶于其中。

②DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性：

a.對酶的耐受性:蚩自醯能水解蛋白質(zhì)，但對DNA沒有影響；

b.對高溫的耐受性:大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60~80℃的高溫，易發(fā)生

變性，而DNA在80°。以上才會變性:

C.對洗滌劑的耐受性:洗滌劑能夠瓦解細胞膜，但對DNA沒有影響。

⑶鑒定原理:DNA+二^胺四竺藍色。

二、基因工程的基本操作程序

1.目的基因的篩選與獲?。?/p>

（1）目的基因:主要是指編碼蚩直質(zhì)的基因。

（2）獲取方法:利用PCR技術(shù)擴增目的基因。

①含義:是一項在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。

②原理:DNA半保留復(fù)制。

③條件:引物、DNA模板、T的酶、四種脫氧核甘酸。

④過程。

變性:目的基因DNA受熱醯后解鏈為單鏈（90℃以上）。

I

復(fù)性:引物與單鏈相應(yīng)互補序列結(jié)合（50℃左右）。

I

延伸:在DNA聚合酶作用下進行延伸（72℃左右）。

重復(fù)循環(huán)多次。

⑤結(jié)果:每次循環(huán)后目的基因的量增加一倍，即成指數(shù)形式擴增（約為

2〃）。

2.基因表達載體的構(gòu)建一核心：

⑴基因表達載體的組成：

目的基因

I位置:基因的上游

啟動子！功能:是理3謨±駿識別和結(jié)合的部位，

';驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出運

?［位置:基因的下游

終止子

---------1功能:終止轉(zhuǎn)錄

標記基因:鑒別受體細胞中是否含有旦的基因

(2)基因表達載體的功能：

①使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代。

②使目的基因表達和發(fā)揮作用。

3.將目的基因?qū)胧荏w細胞：

(1)轉(zhuǎn)化的含義:目的基因進入受體細胞內(nèi)，并且在受體細胞內(nèi)維造穩(wěn)

定和表達的過程。

(2)轉(zhuǎn)化的方法：

①導(dǎo)入植物細胞:花粉管通道法和農(nóng)枉蠅臉。

②導(dǎo)入動物細胞：

!常用方法:顯贊注射技術(shù)。

〔常用受體細胞:受精細。

③導(dǎo)入微生物細胞:用工處理大腸桿菌，使細胞處于一種能吸收周

圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。

4.目的基因的檢測與鑒定：

⑴分子水平檢測：

方法內(nèi)容

檢測轉(zhuǎn)基因生物DNA上是否插入

PCR技術(shù)了目的基因或檢測目的基因是否轉(zhuǎn)

mRNA

抗原-抗體

檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)

雜交技術(shù)

(2)個體水平鑒定：

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。

片段的擴增及電泳鑒定

PCR的產(chǎn)物一般通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定。

三、基因工程的應(yīng)用

1.基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用：

(1)轉(zhuǎn)基因抗蟲植物：

從某些生物中分離出具有抗里功能的基因，將它導(dǎo)入作物中培育出具

有抗蟲性作物。

(2)轉(zhuǎn)基因抗病植物：

科學(xué)家將來源于某些病毒、真菌等的抗痼基因?qū)胫参镏?，培育出?/p>

鯉抗痼值物，如轉(zhuǎn)基因抗病甜椒等。

⑶轉(zhuǎn)基因抗除草劑植物：

將降解或抵抗某種除草劑的基因?qū)胱魑?，可以培育出抗鯉劑的?/p>

物品種，如抗除草劑玉米等。

⑷改良植物的品質(zhì):

我國科學(xué)家成功地將與植物花株代謝相關(guān)的基因?qū)氚珷颗?，呈現(xiàn)

出自然界中沒有的顏色變異，大大提高了觀賞價值。

⑸提高動物的生長速率：

由于處艇長邀妻基因的表達可以使轉(zhuǎn)基因動物生長得更快，科學(xué)家

將這類基因?qū)雱游矬w內(nèi)，以提高動物的生氐速度。

(6)改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)：

如科學(xué)家將腸乳踵醯基因?qū)肽膛；蚪M，使獲得的轉(zhuǎn)基因牛分泌的

乳汁中，乳箱的含量大大降低,其他成分不受影響。

2.基因工程在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用：

生產(chǎn)的重組人干擾素、血小板生成素、促紅細胞生成素和粒細胞集

邈|邀因子等基因工程藥物均已投放市場。

3.基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用：

生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和筵生素等。

四、基因工程的延伸——蛋白質(zhì)工程

1.原理:由預(yù)期的蛋白質(zhì)找到相對應(yīng)的基因。

2.流程:預(yù)期蛋白質(zhì)功能一設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)-推測應(yīng)有的氨基

酸序列一找到并改變相對應(yīng)的脫氧核昔酸序列(基因)或合成新的基

因一獲得所需要的蛋白質(zhì)。

3.蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用：

⑴研發(fā)速效胰島素類似物。

(2)干擾素的改進。

⑶改進酶的性能。

五、生物技術(shù)的安全性和倫理問題

1.轉(zhuǎn)基因成果：

(1)基因工程中研究最早、最廣泛和取得實際應(yīng)用成果最多的領(lǐng)域是

對微生物的基因改造。

(2)科學(xué)家將生長激素基因、促生長激素釋放激素基因等轉(zhuǎn)入動物體

內(nèi)，培育了一批生長迅速、營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因家禽、家畜;轉(zhuǎn)基因

植物方面,目前已經(jīng)培育出了大批具有抗生、抗病、抗除草劑和耐儲

藏等新性狀的作物。

⑶種植轉(zhuǎn)基因植物面積較大的國家有美國、坦酉、阿根廷、加拿大

等種植的轉(zhuǎn)基因作物中大豆和玉米最多,其次是棉花和油菜。

2.轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性：

⑴轉(zhuǎn)基因作為一項技術(shù)本身是史隹的，由這項技術(shù)研發(fā)出來的產(chǎn)品需

要經(jīng)過一系列的安全性評價。

(2)理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)。

3.關(guān)注生殖性克隆人：

⑴生殖性克隆與治療性克隆。

①生殖性克隆:通過克隆技術(shù)產(chǎn)生獨立生存的新個體。

②治療性克隆:用克隆技術(shù)產(chǎn)生授足醺胞、組織和器官，用它們來修

復(fù)或替代受損的細胞、組織和器官,從而達到治療疾病的目的。

(2)我國禁止生殖性克隆人。

4.生物武器：

⑴種類致病菌、痼毒、生化毒劑以及經(jīng)過基因型的致病菌等。

(2)中國政府的態(tài)度:在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武

器,并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴散。

【概念辨析】

1.判斷下列有關(guān)重組DNA技術(shù)的基本工具敘述的正誤：

⑴基因工程的原理是基因重組，這種變異是定向的。(4)

(2)DNA重組技術(shù)所需要的工具酶有限制酶、DNA連接酶和載體。

(x)

提示:載體是DNA重組技術(shù)所需的工具，不是工具酶。

(3)DNA聚合酶也可以用作DNA重組技術(shù)的工具。(x)

提示:DNA重組技術(shù)的工具有限制酶、DNA連接酶和載體，沒有

DNA聚合酶。

(4)DNA連接酶既能連接黏性末端，又能連接平末端。(x)

提示:DNA連接酶不能連接平末端。

⑸載體的種類有質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒等，其中動植物病毒必須

是DNA病毒。(力

2.判斷下列有關(guān)基因工程的基本操作程序及應(yīng)用敘述的正誤：

⑴Taq酶是用PCR儀對DNA分子擴增過程中常用的一種耐高溫的

DNA連接酶。(x)

提示㈣酶是熱穩(wěn)定DNA聚合酶。

(2)從大腸桿菌細胞中獲得人胰島素基因的mRNA,說明目的基因完成

了表達。(x)

提示:獲得人胰島素基因的mRNA,只能說明目的基因完成了轉(zhuǎn)錄。

⑶將重組表達載體導(dǎo)入動物受精卵常用顯微注射法。(力

(4)用PCR方法擴增目的基因時需要設(shè)計兩種引物。(4)

分析:用PCR方法擴增目的基因時需要設(shè)計兩種弓I物，分別和目的基

因兩條單鏈的一端結(jié)合。

(5)檢測目的基因是否成功表達可用抗原T亢體雜交技術(shù)。W)

分析:目的基因成功表達的含義一般是指合成了特定的蛋白質(zhì),可以用

特定的抗體進行抗原一抗體雜交，檢測是否出現(xiàn)雜交帶。

3.判斷下列有關(guān)DNA粗提取與鑒定敘述的正誤：

(1)提取DNA時，如果沒有雞血材料，可用豬血代替。(x)

提示:哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核。

(2)DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸儲水。(力

分析:DNA在2mol/LNaCl溶液和蒸儲水中,溶解度都較大，在0.14

mol/L的NaCl溶液中溶解度最小。

(3)DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同,NaCl溶液的濃度

越高,DNA的溶解度越高。(x)

提示NaCl溶液的濃度為0.14mol/L時DNA溶解度最小，當(dāng)NaCl溶

液的濃度低于0.14mol/L時，隨NaCl溶液濃度的升高,DNA的溶解度

降低。當(dāng)NaCl溶液的濃度高于0.14mol/L時，隨NaCl溶液濃度的升

高,DNA溶解度升高。

⑷提取洋蔥的DNA時加入一定量的洗滌劑的目的是利于DNA的

溶解。(x)

提示:洗滌劑的作用是溶解細胞膜，利于DNA的釋放。

(5)將絲狀物溶解在2mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺試劑即呈藍

色。(x)

分析:用二苯胺試劑鑒定DNA,需在沸水浴條件下進行。

4.判斷下列有關(guān)基因工程應(yīng)用敘述的正誤：

(1)轉(zhuǎn)基因抗蟲植物一定能抗病。(x)

分析:植物病癥由細菌、病毒等引起，抗蟲植物不一定抗病。

(2)轉(zhuǎn)基因抗病農(nóng)作物不需要使用農(nóng)藥。(x)

分析:轉(zhuǎn)基因抗病農(nóng)作物只能抵抗某種病原體,可以減少農(nóng)藥的使用

量。

(3)“轉(zhuǎn)基因植物”是指植物體細胞中出現(xiàn)了新基因的植物。(義)

提示:轉(zhuǎn)基因植物是指細胞中被轉(zhuǎn)入了外源基因的植物，并非出現(xiàn)新基

因。

(4)基因工程中，要培育轉(zhuǎn)基因植物和動物，選用的受體細胞都是受精

卵。(x)

提示:培育轉(zhuǎn)基因動物時,所選用的受體細胞一般是受精卵;培育轉(zhuǎn)基

因植物時，所選用的受體細胞可以是受精卵，也可以是體細胞。

(5)利用工程菌可生產(chǎn)人的胰島素等某些激素。(4)

N關(guān)鍵能力?進階”提升核…

考點一重組DNA技術(shù)的基本工具

典例精研弓感p廣

(2021.全國乙卷)用DNA重組技術(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。在此過程中需要使用多種工具酶,

其中4種限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點如圖所示。

GAATTCCCCGGGCTGCAGGATATC

CTTAAGGGGCCCGACGTCCTATAG

tttt

限制酶：EcoRISmaIPstIEcoRV

回答下列問題：

(1)常用的DNA連接酶有DNA連接酶和T4DNA連接酶。上圖中

酶切割后的DNA片段可以用DNA連接酶連接。

上圖中酶切割后的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)DNA重組技術(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，可以保證質(zhì)粒在受體細胞中能；質(zhì)

粒DNA分子上有_____________________________________________

便于外源DNA插入;質(zhì)粒DNA分子上有標記基因(如某種抗生素抗

性基因)，利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細胞,方法是

(4)表達載體含有啟動子，啟動子是指_____________________o

【解析】本題主要考查基因工程的工具和操作程序。(DDNA連接

酶連接的是黏性末端,T4DNA連接酶連接的是黏性末端和平末

端，瓦oRI、PstI酶切割后的DNA片段是黏性末端,Sa機I、EcoR

V酶切割后的DNA片段是平末端，所以EcoRI、PstI可以用DNA

連接酶連接;aoRI、SamI、PstIxEcoRV酶切割后的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)鍵是磷酸二酯鍵。⑶質(zhì)粒上的復(fù)制原點,

可以使質(zhì)粒在受體細胞中能夠自我復(fù)制；質(zhì)粒上有一至多個限制酶的

識別和切割位點，便于外源DNA的插入;含有某種抗生素抗性基因的

質(zhì)粒載體的宿主細胞，在含有該種抗生素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)能存活，起到

篩選的作用。⑷啟動子是位于基因首端的一段特殊DNA序列，是

RNA聚合酶識別及結(jié)合的部位，能驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程。

答案:(l)E"coRI、PstIEcoRI、SamI、PstI、EcoRV

(2)磷酸二酯鍵

⑶自我復(fù)制一至多個限制酶切割位點用含有該抗生素的培養(yǎng)基

培養(yǎng)宿主細胞，能夠存活的即為含有質(zhì)粒載體的宿主細胞

(4)位于基因首端的一段特殊DNA序列，是RNA聚合酶識別及結(jié)合

的部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA

知能素養(yǎng)提出b

連接酶和限制酶的關(guān)系(科學(xué)思維:比較、歸納):

—

GAATTC限制酶"GIIIII

CAATTC

TTAA+G

fTT0個FDNA連接酶—

Illi___L

（D限制酶和DNA連接酶的作用部位都是磷酸二噩鍵。

（2）DNA連接酶起作用時,不需要模板。

2.與DNA有關(guān)的4種酶比較（科學(xué)思維:比較、歸納）：

DNADNA

比較項目限制酶解旋酶

連接酶聚合酶

脫氧

作用底物DNA分子DNA片段DNA分子

核甘酸

磷酸磷酸磷酸堿基對間

作用部位

二酯鍵二酯鍵二酯鍵的氫鍵

黏性末端形成重組新的形成單鏈

形成產(chǎn)物

或平末端DNA分子DNA分子DNA

教師.

專用

（2021.?？谀M）科學(xué)家以質(zhì)粒為載體，將金屬硫蛋白基因?qū)霟?/p>

草細胞中,培育出了汞吸收能力極強的轉(zhuǎn)基因煙草。下列敘述正確的

是（）

A.質(zhì)粒作為載體必須具備的條件之一是具有標記基因

B.構(gòu)建基因表達載體時需要限制酶和DNA聚合酶參與

C.金屬硫蛋白基因插入啟動子和終止子之間以便大量復(fù)制

D.培育轉(zhuǎn)基因煙草時選用的受體細胞一定是受精卵

【解析】選A。質(zhì)粒作為載體必須具備的條件之一是具有標記基因,

便于篩選含有目的基因的受體細胞,A正確;構(gòu)建基因表達載體時需要

限制酶和DNA連接酶的參與,B錯誤;金屬硫蛋白基因插入啟動子和

終止子之間以便正常表達,C錯誤;培育轉(zhuǎn)基因煙草時選用的受體細胞

可以是受精卵，也可以是體細胞，但以體細胞作為受體細胞時,還需要

采用植物組織培養(yǎng)技術(shù),D錯誤。

熱點考向演點上廠

考向一圍繞基因工程及工具酶，考查生命觀念的結(jié)構(gòu)與功能觀

1.（2021.天津和平區(qū)模擬）下列關(guān)于DNA重組技術(shù)基本工具的敘述，

正確的是（）

連接酶可催化脫氧核甘酸鏈間形成氫鍵

B微生物中的限制性內(nèi)切核酸酶對自身DNA無損害作用

C.限制酶切割DNA后一定能產(chǎn)生黏性末端

D.質(zhì)粒是基因工程中唯一的載體

【解析】選B。DNA連接酶可催化形成磷酸二酯鍵,A錯誤濯攵生物

中的限制性內(nèi)切核酸酶對自身DNA無損害作用,B正確;限制酶切割

DNA后能產(chǎn)生黏性末端或平末端,C錯誤;質(zhì)粒是基因工程中常用的

載體,但不是唯一的載體,D錯誤。

2.（2021?天津一中模擬）為了提高大豆對磷元素的吸收能力，研究人員

利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將水稻的耐低磷基因OsPTF轉(zhuǎn)移到大豆植株中，如

圖為重組Ti質(zhì)粒上T-DNA的序列結(jié)構(gòu)示意圖。下列相關(guān)敘述不正

確的是（）

BamW.IEcoRI

啟動子1OsPTT基因終止子啟動子2抗除草劑基因

A.以水稻RNA為模板通過逆轉(zhuǎn)錄及PCR擴增可獲得大量OsPTF基

因

聚合酶與啟動子1識別并結(jié)合后，啟動抗除草劑基因的轉(zhuǎn)錄

C.可通過含除草劑的選擇培養(yǎng)基篩選含有目的基因的大豆愈傷組織

D.用EcoRI、BamHI雙酶切重組Ti質(zhì)粒后，經(jīng)電泳分離至少得到兩

條帶

【解析】選及以水稻RNA為模板通過逆轉(zhuǎn)錄可以合成cDNA,然后

再以cDNA為模板利用PCR擴增可獲得大量OsPTF基因,A項正

確。識圖分析可知，抗除草劑基因位于啟動子2的后面，因此RNA聚

合酶與啟動子2識別并結(jié)合后，啟動抗除草劑基因的轉(zhuǎn)錄,B項錯誤。

由于圖中T-DNA的序列中含有目的基因和抗除草劑基因，可通過含

除草劑的選擇培養(yǎng)基篩選含有目的基因的大豆愈傷組織,C項正確。

用EcoRI、BamHI雙酶切重組Ti質(zhì)粒后，會得到三種片段:含有耐

低磷基因OsPTF的片段、含有除草劑基因的片段和只含啟動子1的

片段，因此經(jīng)電泳分離至少得到兩條帶，即含耐低磷基因OsPTF的片

段和含有除草劑基因的片段,D項正確。

教師專用心

⑴限制酶:能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核甘酸序列，并且使每

一條鏈中特定部位的兩個核甘酸之間的磷酸二酯鍵斷裂。限制酶是

一類酶而不是一種酶。

（2）DNA連接酶:連接的是兩個核甘酸之間的磷酸二酯鍵。

⑶載體:常用的載體有質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒。

考向二圍繞載體的應(yīng)用，考查科學(xué)思維與科學(xué)探究能力

3.（2021.沈陽模擬）在基因表達載體的構(gòu)建中，下列敘述正確的是

（）

①一個表達載體的組成，包括目的基因、起始密碼子、終止密碼子、

標記基因

②起始密碼子能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,終止密碼子使轉(zhuǎn)錄在所需要

的地方停止

③基因表達載體構(gòu)建過程中需要用到限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連

接酶

④目的基因?qū)氲氖荏w細胞不同，在基因表達載體的構(gòu)建上就會有差

別

A.①②B.③④C.①④D.②③

【解析】選及①表達載體組成至少包括目的基因、標記基因、啟

動子、終止子，還有復(fù)制原點等，①錯誤;②啟動子能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出

mRNA,終止子使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止，②錯誤;③基因表達載體

構(gòu)建過程中需要用到限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶，③正確;④目

的基因?qū)氲氖荏w細胞不同，在基因表達載體的構(gòu)建上就會有差別，④

正確。

4.（2021.南京模擬）若要利用某目的基因（見圖甲）和質(zhì)粒載體（見圖乙）

構(gòu)建重組DNA（見圖丙），限制性內(nèi)切核酸酶的酶切位點分別是BglU

（A】GATCT）、EcoRIGAATTC）和Sau3AI《GATC）。下列敘述正

確的是（）

BglIISau3AI

|目的基因|

EcoRIEcoR1

—表示RNA聚合酶

的移動方向

甲

A.用EcoRI切割目的基因和質(zhì)粒載體

B.用建/II和EcoRI切割目的基因和質(zhì)粒載體

C.用5g/II和Sau3AI切割目的基因和質(zhì)粒載體

D.用EcoRI和Sau3AI切割目的基因和質(zhì)粒載體

【解析】選D。用EcoRI切割目的基因和質(zhì)粒載體,產(chǎn)生相同的黏

性末端，用DNA連接酶連接時可能會發(fā)生反向連接,A錯誤;用Bglll

和EcoRI切割目的基因會產(chǎn)生兩種DNA片段，一種含有目的基因,一

種不含目的基因，且有目的基因的片段與載體結(jié)合時容易發(fā)生反向連

接,B錯誤;用5g/II和Sau3AI切割目的基因和載體，分別產(chǎn)生不同的

黏性末端和平末端，但目的基因插入載體后,RNA聚合酶的移動方向

與圖丙實線方向相反,C錯誤;用EcoRI和Sa"3AI切割目的基因和

載體,分別產(chǎn)生不同的黏性末端和平末端，防止發(fā)生反向連接，且目的

基因插入載體后,RNA聚合酶的移動方向與圖丙實線方向相同,D正

確。

考向三圍繞DNA的粗提取與鑒定，考查科學(xué)探究能力

5.如圖是“DNA的粗提取與鑒定”實驗中幾個重要操作的示意圖，下列

敘述正確的是（）

A.通過①操作使NaCl溶液濃度降至0.014mol/L,析出DNA

B.經(jīng)①②操作,DNA留在濾液中;經(jīng)③②操作，則DNA留在紗布上

C.圖④是用預(yù)冷的體積分數(shù)為95%的酒精來進一步純化粗提取的

DNA

D.圖①③④都需要玻璃棒沿一個方向輕緩攪拌，以防止破壞DNA

【解析】選C。DNA的粗提取實驗原理是0.14mol/LNaCl溶液中

DNA溶解度最低，用蒸儲水將2mol/LNaCl溶液濃度調(diào)制0.14

mol/L,析出的是DNA,丟棄的是濾液，故通過①操作使NaCl溶液濃度

降至0.14mol/L析出DNA,A錯誤;經(jīng)①操作DNA已經(jīng)析出,再經(jīng)過

②操作后,DNA留在紗布上;經(jīng)③操作，細胞會破碎，細胞中DNA會釋

放到濾液中，再經(jīng)過②操作過濾，將雜質(zhì)過濾掉,DNA留在濾液中,B錯

誤;圖④是用預(yù)冷的體積分數(shù)為95%的酒精來進一步純化粗提取的

DNA,C正確;圖①③④都需要玻璃棒沿一個方向攪拌，以防止破壞

DNA,但③要求快速攪拌，以使紅細胞破裂,D錯誤。

教師專用通

⑴提取DNA不能用哺乳動物成熟的紅細胞作實驗材料，因為哺乳動

物成熟的紅細胞無細胞核才是取不到DNA0

（2）進行DNA粗提取與鑒定實驗時，為了防止DNA分子斷裂,應(yīng)該加

入洗滌劑和食鹽后進行輕緩、充分的攪拌和研磨。

教師

專用【加固訓(xùn)練?拔高】

1.（2021?北京模擬）在基因工程操作中，科研人員利用識別兩種不

同序列的限制酶（Ri和R”處理基因載體，進行聚丙烯酰胺凝膠電泳檢

測，結(jié)果如圖所示。以下相關(guān)敘述中，錯誤的是（）

A.該載體最可能為環(huán)形DNA分子

B.兩種限制酶在載體上各有一個酶切位點

C.限制酶Ri與R2的切點最短相距約200bp

D.限制酶作用位點會導(dǎo)致氫鍵和肽鍵斷裂

【解析】選D。由題可知，當(dāng)僅用一種限制酶切割載體時，僅產(chǎn)生一種

長度的DNA片段,因此該載體最有可能為環(huán)狀DNA分子,A正確;由

題可知，當(dāng)僅用一種限制酶切割載體時，兩種限制酶切割產(chǎn)生的DNA

片段等長，而兩種限制酶同時切割時則產(chǎn)生兩種長度的DNA片段，所

以兩種限制酶在載體上各有一個酶切位點,B正確;由題知，兩種限制

酶同時切割時產(chǎn)生600bp和200bp兩種長度的DNA片段，所以兩種

限制酶的酶切位點至少相距200bp,C正確;限制酶切割DNA分子，破

壞的是作用位點上兩脫氧核糖核甘酸之間的磷酸二酯鍵,D錯誤。

2.(2021.青島模擬)質(zhì)粒P含有氨茉青霉素抗性基因(4在,)和四環(huán)素抗

性基因(7"),外源DNA的插入會導(dǎo)致插入部位基因的失活。重組人

干擾素a-lb是我國第一個國內(nèi)批準生產(chǎn)的基因工程藥物。如圖所示

為利用質(zhì)粒P和人干擾素基因構(gòu)建基因表達載體Pi的示意圖?；卮?/p>

下列問題：

限制酶EcoRV3AI13amHI

GATC

識別序列CATATGGGATCC

CTAG

及切割位點GTATAGCCTAGG

A

⑴據(jù)圖分析，為便于過程①所獲得的目的基因片段能夠順利與質(zhì)粒P

連接，需要在目的基因片段加上_______序列。成功導(dǎo)入Pi的受體菌

落具有的抗藥性特點為___________O

(2)過程③用到的酶為。為了保證目的基因能夠正常表達，在

構(gòu)建Pi時需要將目的基因插入之間。

(3)科學(xué)家最早就是利用基因工程方法在大腸桿菌和酵母菌細胞內(nèi)獲

得了干擾素,利用大腸桿菌作為受體菌的優(yōu)點是

【解析】(1)根據(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,Sa"3AI和氏如HI酶切形成的末端都是黏性

末端，且堿基序列均為GATC)可知，還需在引物的一端加上GATC序

列,以便于Pi的構(gòu)建和篩選。若用Sa"3AI切割會同時破壞氨茉青

霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，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和Sau3AI切割，應(yīng)

該用BamHI切割，其會破壞氨莘青霉素抗性基因，不會破壞四環(huán)素

抗性基因,因此成功導(dǎo)入P的受體菌落具有四環(huán)素抗藥性，沒有氨莘

青霉素抗藥性。

(2)過程③表示構(gòu)建基因表達載體的過程，需要用到限制酶和DNA連

接酶，其中限制酶為氏加H10為了保證目的基因能夠正常表達，在

構(gòu)建Pi時需要將目的基因插入啟動子和終止子之間。

(3)大腸桿菌具有繁殖快、單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少等特點,常利用

大腸桿菌作為受體菌。

答案：(1)GATC具有四環(huán)素抗藥性，沒有氨茉青霉素抗藥性

(2)BamHI和DNA連接酶啟動子和終止子

(3)繁殖快、單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少

考點二基因工程的基本操作程序

典例精研弓感RF

(2021?青島模擬)某實驗小組利用如圖所示質(zhì)粒和目的基因來構(gòu)建基

因表達載體，將目的基因?qū)氪竽c桿菌細胞并表達。下列敘述正確的

是()

氨卞青霉素抗性基因

、酶B

pBR322酶酶

酶AAC

?酶C

啟動子四環(huán)素

抗性基因酶B

A.圖中的質(zhì)粒用酶A切割后，會產(chǎn)生8個游離的磷酸基團

B.在構(gòu)建重組質(zhì)粒時，可用酶A和酶C切割質(zhì)粒和目的基因

C.成功導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌可在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中生長

D.若用酶B和酶C切割，可以避免質(zhì)粒的自身環(huán)化

教師專用?【名師授法解題】抓題眼練思維

關(guān)鍵能力理解能力、解決問題的能力

題眼1:構(gòu)建基因表達載體

題眼信息

題眼2:氨莘青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因

⑴重組質(zhì)粒要保留抗性基因；

解題思維

(2)目的基因兩側(cè)要有酶切位點

【解析】選D。限制酶每一次切割后會得到兩個單核甘酸鏈的黏性

末端，會有2個游離的磷酸基團，而圖中的質(zhì)粒含有2個酶A切割的

切割位點，則會產(chǎn)生4個游離的磷酸基團,A錯誤;在構(gòu)建重組質(zhì)粒時，

可用酶B和酶C切割質(zhì)粒和目的基因，假如用酶A切割質(zhì)粒會破壞

兩個標記基因,B錯誤;用酶B和酶C切割質(zhì)粒時四環(huán)素的抗性基因

被破壞，成功導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌可在含氨莘青霉素的培養(yǎng)基中

生長,C錯誤;用兩種限制酶切割可以避免質(zhì)粒自身環(huán)化、反向連接等

問題,D正確。

教師專用心【母題變式延伸】核心素養(yǎng)新命題

⑴如何根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點確定限制酶的種類?（科學(xué)思

維:分析與綜合）

提示:①應(yīng)選擇切點位于目的基因兩端的限制酶，不能選擇切點位于目

的基因內(nèi)部的限制酶;②為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連

接,也可選擇使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒。

⑵如何根據(jù)質(zhì)粒的特點確定限制酶的種類?（科學(xué)思維:分析與綜合）

提示:①所選限制酶要與切割目的基因的限制酶一致，以確保有相同的

黏性末端;②質(zhì)粒作為載體必須具備標記基因等,所以所選的限制酶不

要破壞標記基因。

教師

專用

（2021.贛榆區(qū)模擬）研究表明，將豌豆早枯病毒（PEBV）的復(fù)制酶C端編

碼序列轉(zhuǎn)入煙草后，轉(zhuǎn)基因煙草會對PEBV表現(xiàn)出抗性。下列敘述正

確的是（）

A.該過程需要用到限制酶和DNA聚合酶來構(gòu)建基因表達載體

B.將豌豆早枯病毒（PEBV）的復(fù)制酶C端編碼序列導(dǎo)入煙草細胞最常

用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法

C.只要在轉(zhuǎn)基因煙草細胞內(nèi)檢測出豌豆早枯病毒（PEBV）的復(fù)制酶C

端編碼序列就代表成功了

D.檢測轉(zhuǎn)基因生物DNA上是否插入了目的基因，可以用分子雜交法

【解析】選B。該過程需要用到限制酶和DNA連接酶來構(gòu)建基因表

達載體,A錯誤;將豌豆早枯病毒(PEBV)的復(fù)制酶C端編碼序列導(dǎo)入

煙草細胞最常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,B正確;只要在轉(zhuǎn)基因煙草細

胞內(nèi)檢測出豌豆早枯病毒(PEBV)的復(fù)制酶C端編碼序列就代表目的

基因已經(jīng)成功導(dǎo)入受體細胞，但這并不意味著目的基因能成功表達，因

此還需要檢測和鑒定,C錯誤檢測轉(zhuǎn)基因生物DNA上是否插入了目

的基因，可以用PCR等技術(shù)檢測,D錯誤。

知能素養(yǎng)提出b

技術(shù)(科學(xué)思維:歸納)：

⑴原理:DNA復(fù)制。

(2)前提:已知目的基因的一段核甘酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引

物。

⑶條件:DNA模板、引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶和4種脫氧核昔酸。

(4)過程:如圖所示

A.目的基因

11111111、.

cDNA文庫

□11IIII

90cC以上：變性，使DNA片段雙鏈解開

II11IIII

1111口11

501t11左右：復(fù)性*使解鏈的DNA兩條單鏈

分別與相應(yīng)的引物結(jié)合

營e囚9引物)

72七左右逃便，忌?酶催化從引物起始合成子鏈

11111111~11II111“I

F771111111111111111

①從圖中可以看出利用設(shè)計的特異性引物對cDNA文庫進行PCR擴

增才是取出了相應(yīng)的目的基因，而不是對cDNA文庫進行簡單、全面地

復(fù)制。

②由于DNA聚合酶不能從頭合成DNA,只能從3,端延伸DNA鏈，故

目的基因的擴增需要引物。引物是一小段單鏈DNA或RNA。加入

引物后,DNA聚合酶能從引物的3,端開始延伸DNA鏈。

技術(shù)擴增目的基因與DNA復(fù)制的比較（科學(xué)思維:比較、歸納）：

PCR技術(shù)DNA復(fù)制

原理堿基互補配對

相同

原料四種脫氧核昔酸

點

條件模板、ATP、酶

解旋DNA在局溫下變性

解旋酶催化

方式解旋

場所體外復(fù)制主要在細胞核內(nèi)

不向

熱穩(wěn)定的DNA聚合細胞內(nèi)含有的DNA

點酉每

酶（7的酶）聚合酶、解旋酶

在短時間內(nèi)形成大量

結(jié)果形成整個DNA分子

的DNA片段

3.基因表達載體的構(gòu)建基因工程的核心（科學(xué)思維:模型構(gòu)建）：

⑴目的:使目的基因在迪B胞史穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代,

同時,使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用。

⑵基因表達載體的組成及作用：

目的基因：能夠控制特定性狀

啟動子：RNA聚合酶識別和結(jié)合位點

表達載體

終止子:轉(zhuǎn)錄的終點，在轉(zhuǎn)錄過程中起

復(fù)制原點調(diào)控作用

標記基因：鑒別受體細胞中是否含有目的基因

⑶構(gòu)建過程:

質(zhì)粒DNA分子

\_________________/

［同一種限制一切割

，----------A-----------、

一個切口兩個黏性末端兩個切口獲得目的基因

、_-_-_-_-_-_-_-_-_z_-_-_-_-_-_-_-_-_-/

重組質(zhì)粒（重組DNA分子）

熱點考向演與J

考向一結(jié)合基因工程中目的基因獲取，考查科學(xué)思維能力

1.（2021.濰坊模擬）用XhoI和SalI兩種限制性內(nèi)切核酸酶分別處理

同一DNA片段，酶切位點及酶切產(chǎn)物分離結(jié)果如圖。以下敘述錯誤

的是（）

XhoTSailSal\SalIXho\

甲酶切位點圖

①②

乙甩泳結(jié)果示意圖

A.圖中兩種酶識別的核甘酸序列不同

B.圖中酶切產(chǎn)物可用于構(gòu)建重組DNA

C.泳道①中是用SalI處理得到的酶切產(chǎn)物

D.圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA

【解析】選D。不同的限制酶識別并切割的核甘酸序列不同,因此圖

甲中兩種酶識別的核甘酸序列不同,A正確;圖乙中酶切產(chǎn)物可用于構(gòu)

建重組DNA,B正確;限制酶SalI有三處切割位點，切割后產(chǎn)生4個

DNA片段,泳道①中是用SalI處理得到的酶切產(chǎn)物,C正確;圖中被酶

切的DNA片段是雙鏈DNA,D錯誤。

2.（2021.寧德模擬）圖（a）依次為EcoRI、BamHI和Sau3AI三種限

制酶識別序列與切割位點圖（b）為某種表達載體示意圖，下列有關(guān)敘

述正確的是（）

——GAATTC——一GGATCC——lGATC一

——CTTAAG————CCTAGjG————CTAGf——

圖（a）

啟動子EcoRi

S。"3Al

復(fù)制原點終止子

抗生素抗性基因

O圖（b）

片段被BamHI、Sau3AI酶切后可形成不同的黏性末端

B.不能使用限制酶EcoRI、BamHI獲取目的基因

C.抗生素抗性基因可用于鑒別目的基因是否表達

D.使用限制酶EcoRI、Sa"3AI切割質(zhì)?？煞乐棺陨憝h(huán)化

【解析】選D。DNA片段被HwzHI、Sau3AI酶切后可形成相

同的黏性末端-GATC-,A錯誤;由于不清楚目的基因的結(jié)構(gòu)，所以不確

定獲得目的基因需要的限制酶,B錯誤;抗生素抗性基因不能鑒別目的

基因是否表達，可以供重組DNA的鑒定和選擇,C錯誤;使用不同的限

制酶切割質(zhì)粒可防止自身環(huán)化,D正確。

教師專用4【知識總結(jié)】將同一種限制酶切割獲得的目的基因和質(zhì)粒

混合后加DNA連接酶會出現(xiàn)的連接方式有:

目的基因自連

⑴自連

質(zhì)粒自連

I目的基因與質(zhì)粒連接

(2)片段間的連接目的基因與目的基因連接

1質(zhì)粒與質(zhì)粒連接

其中片段間的連接又有兩個片段間、三個片段間、多個片段間等。

考向二結(jié)合基因工程中載體構(gòu)建，考查科學(xué)思維能力

3.(2021?天津南開中學(xué)模擬)利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)竣酸酯酶(CarE)制

劑，用于降解某種農(nóng)藥的殘留，基本流程如圖。下列敘述正確的是

A.過程①的反應(yīng)體系中需要加入逆轉(zhuǎn)錄酶和核糖核甘酸

B.過程②需使用限制酶和DNA聚合酶，是基因工程的核心步驟

C.過程③需要使用NaCl溶液制備感受態(tài)的大腸桿菌細胞

D.過程④可利用DNA分子雜交技術(shù)鑒定CarE基因是否成功導(dǎo)入受

體細胞

【解析】選D。過程①表示通過逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因，該過程需要

逆轉(zhuǎn)錄酶和脫氧核精核甘酸,A項錯誤;過程②需使用限制酶和DNA

連接酶構(gòu)建基因表達載體，是基因工程的核心步驟,B項錯誤;過程③

常用Ca2+處理大腸桿菌使其成為易于吸收DNA的感受態(tài)細胞,C項

錯誤;過程④可利用DNA分子雜交技術(shù)鑒定CarE基因是否成功導(dǎo)入

受體細胞,D項正確。

考向三結(jié)合PCR技術(shù)，考查科學(xué)思維能力

4.(2021.北京模擬)如圖是快速RT-PCR過程示意圖，①和②為逆轉(zhuǎn)錄

酶催化的逆轉(zhuǎn)錄過程，③是PCR過程。據(jù)圖分析下列敘述錯誤的是

()

3'--------------------------5'靶RNA

:-3,cDNA

3'5'RNA

_②U

_3'cDNA

U引物b

③……

3'、:,cDNA

A.逆轉(zhuǎn)錄酶具有DNA聚合酶能力

B.③PCR過程只需要引物b

可檢測基因表達水平

可檢測新冠病毒等RNA病毒

【解析】選B。逆轉(zhuǎn)錄酶催化合成DNA,所以具有DNA聚合酶的能

力,A正確;③PCR過程需要弓|物a、b,因為后續(xù)的模板鏈序列既有與

靶RNA一致的，也有與cDNA一致的,B錯誤;RT-PCR可檢測基因的

轉(zhuǎn)錄情況從而微口基因的表達水平,C正確;通過設(shè)計RNA的特異性

引物進行RT-PCR檢測新冠病毒等RNA病毒,D正確。

5.（2021.天津模擬）PCR技術(shù)是體外酶促合成特異DNA片段的一種方

法,使目的DNA得以迅速擴增。其簡要過程如圖所示。下列關(guān)于

PCR技術(shù)敘述錯誤的是（）

微量DNA樣品

（DNA互補鏈分離開為單鏈卜~

循環(huán)重復(fù)

〔以單鏈為模板合成子代DNA

反應(yīng)中新合成的DNA又可以作為下一輪反應(yīng)的模板

技術(shù)制備大量DNA時引物要被不斷消耗

的合成方向總是從子鏈的3,端向5,端延伸

D.應(yīng)用PCR技術(shù)與探針雜交技術(shù)可以檢測特定的基因

【解析】選C。PCR反應(yīng)中新合成的DNA又可以作為下一輪反應(yīng)

的模板,A正確;PCR技術(shù)制備大量DNA時弓I物要被不斷消耗,B正

確;DNA的合成方向總是從子鏈的5,端向3,端延伸,C錯誤;應(yīng)用PCR

技術(shù)與探針雜交技術(shù)可以檢測特定的基因,D正確。

教師

專用

1.（2021?北京模擬）矮牽?；ò曜仙纳顪\由花青素的含量高低

決定,花青素由查耳酮合酶（CHS）催化合成。為獲得紫色更深的矮牽

牛，科研人員將CHS基因?qū)胍吧妥匣ò珷颗Ｈ~肉細胞中彳導(dǎo)到的

轉(zhuǎn)基因植株花色反而出現(xiàn)了淺紫色。檢測CHS基因的轉(zhuǎn)錄水平，得

到如圖所示電泳圖譜（2道和3道分別表示野生型和轉(zhuǎn)基因植株）。下

列敘述正確的是（）

160A二.<外源

——<內(nèi)源

90?W

123

A.用不同的限制酶處理含CHS基因的DNA和運載體

B.轉(zhuǎn)基因植株中內(nèi)源CHS基因的轉(zhuǎn)錄水平明顯低于野生型

C.轉(zhuǎn)基因植株內(nèi)外源CHS基因的轉(zhuǎn)錄均被抑制

D.沒有獲得紫色更深的植株是因為CHS基因沒有成功轉(zhuǎn)入

【解析】選Bo用相同的限制酶處理含CHS基因的DNA和運載體,

使其含有相同的黏性末端，以便兩者構(gòu)建重組分子,A錯誤;從圖中可

以看出,2道中外源的條帶處為0,內(nèi)源的條帶較粗，說明沒有外源基因

的表達，而3道中外源的條帶較粗，內(nèi)源的條帶較細，說明內(nèi)源CHS基

因的轉(zhuǎn)錄水平明顯低于野生型,B正確;轉(zhuǎn)基因植株內(nèi)源CHS基因的

轉(zhuǎn)錄被抑制，外源CHS基因的轉(zhuǎn)錄正常,C錯誤;從圖中看到，外源基因

轉(zhuǎn)入成功,沒有獲得紫色更深的植株可能是因為內(nèi)源CHS基因表達

被抑制，外源CHS基因和內(nèi)源CHS基因的綜合表達量沒有野生型的

內(nèi)源CHS基因表達量局j,D錯誤。

2.(2021.北京模擬)將某病毒的外殼蛋白(L1)基因與綠色熒光蛋白

(GFP)基因連接，構(gòu)建L1-GFP融合基因,再將融合基因與質(zhì)粒連接構(gòu)

建如圖所示表達載體。圖中限制酶El~E4處理產(chǎn)生的黏性末端均

不相同。下列敘述錯誤的是()

啟動子L1基因GFP基因終止子

I

ElE2E3E4

A.構(gòu)建L1-GFP融合基因需要用到El、E2、E4三種酶

、E4雙酶切確保L1-GFP融合基因與載體的正確連接

可用于檢測受體細胞中目的基因是否表達

D.將表達載體轉(zhuǎn)入乳腺細胞培育乳汁中含L1蛋白的轉(zhuǎn)基因羊

【解析】選D。由圖示可知構(gòu)建L1-GFP融合基因時,使用了三種限

制酶,分別是El、E2、E4,A正確;由題意:El、E4雙酶切避免了出現(xiàn)

自身環(huán)化問題，從而確保L1-GFP融合基因與載體的正確連接,B正

確;GFP基因可以認為是標記基因，表達出的熒光蛋白(GFP)在紫外光

或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，利用這一特性可用于檢測細胞中目的

基因是否表達,C正確;不能將對動物有害的病毒的外殼蛋白(L1)基因

導(dǎo)入羊的乳腺細胞,D錯誤。

考點三基因工程的應(yīng)用

典例精研弓感RF

據(jù)圖分析抗蟲棉的培育過程

⑴該基因工程中的目的基因和載體分別是什

么?O

(2)一般情況下,為什么要用同一種限制酶處理目的基因和載體?_。

(3)該實例中，采用何種方法導(dǎo)入目的基因?o

目的基因怎樣整合到染色體的DNA

上？O

⑷該實例中檢測目的基因是否成功表達的常見方法有哪兩

種？O

教師專用?【名師授法解題】抓題眼練思維

關(guān)鍵能力理解能力、解決問題的能力

題眼1:通過蘇五金芽泡桿菌獲得目的基因

題眼信息題眼2:Ti質(zhì)粒為載體

題眼3:通過農(nóng)桿菌感染

⑴結(jié)合抗蟲棉培育的流程圖，找出目的基因和載

體。

解題思維

⑵根據(jù)同種限制酶能切出相同的黏性末端便于

構(gòu)建載體和聯(lián)系Ti質(zhì)粒的特點回答(2)、(3)小題

【解析】⑴從題圖中可以看出:目的基因是Bt毒蛋白基因,載體是Ti

質(zhì)粒。

⑵用同一種限制酶處理目的基因和載體,可以獲得相同的黏性末端,

便于構(gòu)建基因表達載體。

(3)采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，由于Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移到受

體細胞且能整合到受體細胞的染色體DNA上，而目的基因插入T-

DNA上，所以目的基因可以整合到受體細胞的染色體DNA±0

⑷檢測目的基因是否成功表達既可以從分子水平上，利用抗原T亢體

雜交法檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，也可以從個體水平上,通過用

棉葉飼喂棉鈴蟲,檢測植物是否有抗蟲特性。

答案:(l)Bt毒蛋白基因、Ti質(zhì)粒

(2)獲得相同的黏性末端，便于構(gòu)建基因表達載體

⑶農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法目的基因插入Ti質(zhì)粒上的T-DNA上，隨T-DNA

轉(zhuǎn)移到受體細胞且能整合到受體細胞的染色體DNA上

(4)抗原一抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲

教師專用通

⑴轉(zhuǎn)基因抗蟲棉抗蟲的原理是什么?(生命觀念:結(jié)構(gòu)與功能觀)

提示:Bt毒蛋白基因是從蘇云金芽泡桿菌中分離出來的抗蟲基因。

當(dāng)害蟲食用含有轉(zhuǎn)基因的植物時,Bt毒蛋白基因編碼的蛋白質(zhì)會進入

害蟲的腸道，在消化酶的作用下，蛋白質(zhì)能夠降解成相對分子質(zhì)量比較

小的、有毒的多肽。多肽結(jié)合在腸上皮細胞的特異性受體上,會導(dǎo)致

細胞膜穿孔，細胞腫脹裂解,最后造成害蟲死亡。

⑵為什么Bt毒蛋白基因能夠在棉花細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并成功表達?（科

學(xué)思維:抽象與概括）

提示:將Bt毒蛋白基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化

作用，就可以使目的基因進入植物細胞，并將其插入植物細胞染色體的

DNA上，使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達。

教師

專用

如圖是某轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育流程圖，下列有關(guān)分析錯誤的是

（）

B璧魯白［①含有小毒分含重組質(zhì)自含有Bt毒公

?蛋白基因的空粒的土壤乂蛋白基因的”抗蟲

」重組質(zhì)粒農(nóng)桿菌棉花體細胞棉

毒蛋白基因的獲取需要限制酶

B.①過程所依據(jù)的理論基礎(chǔ)之一是DNA分子結(jié)構(gòu)的相似性

毒蛋白基因與農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒重組需用DNA聚合酶

D.④過程依據(jù)的原理是植物細胞的全能性

【解析】選C。目的基因（Bt毒蛋白基因）的獲取需要限制酶,A正

確;DNA分子結(jié)構(gòu)都是相似的，所以目的基因才能與Ti質(zhì)粒（DNA）重

組,B正確;目的基因與載體重組需要用到DNA連接酶,C錯誤;④過程

需采用植物組織培養(yǎng)技術(shù),依據(jù)的原理是植物細胞的全能性,D正確。

知能素養(yǎng)提乏Lb

1.基因工程在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用（科學(xué)思維:比較、歸納）：

外源基因類型及舉例成果舉例

抗蟲基因:Bt毒蛋白基因、

轉(zhuǎn)基因抗蟲植蛋白酶抑制劑基因、淀粉抗蟲水稻、抗蟲

物酶抑制劑基因、植物凝集棉、抗蟲玉米

素基因等

(D抗病毒基因:病毒外殼蛋

白基因、病毒的復(fù)制酶基抗病電煙早、抗病

轉(zhuǎn)基因抗病植

因；電小麥、抗病毋番

物

(2)抗真圖基因:兒」質(zhì)酶基茄、抗病毒甜椒

因、抗毒素合成基因

抗鹽堿和抗干旱的

抗逆基因:調(diào)節(jié)細胞滲透壓

轉(zhuǎn)基因抗除草煙草、抗寒番加、

的基因、抗凍蛋白基因、

齊I」植物抗除草劑的大豆和

抗除草劑基因

玉米

優(yōu)良性狀基因提高必需氨

基酸含量的蛋白質(zhì)編碼基高賴氨酸玉米、耐

改良植物的品

因、控制番茄成熟的基儲存番茄、新花色

質(zhì)

因、與植物花青素代謝有矮牽牛

關(guān)的基因

提高動物生長

生長激素基因轉(zhuǎn)基因鯉魚

速度

改吉畜產(chǎn)品的

腸乳糖酶基因轉(zhuǎn)基因牛

品質(zhì)

2.乳腺生物反應(yīng)器與工程菌生產(chǎn)藥物的區(qū)別（科學(xué)思維:比較、歸納）:

比較內(nèi)容乳腺生物反應(yīng)器工程菌

指讓外源基因在哺乳動

指用基因工程的方法，使外

物的乳腺中特異表達，利

含義源基因得到高效表達的菌

用動物的乳腺組織生產(chǎn)

類細胞株系

藥物蛋白

受體基因結(jié)

動物基因結(jié)構(gòu)與人類的細菌和酵母菌的基因結(jié)構(gòu)

構(gòu)與人類基

基因結(jié)構(gòu)基本相同與人類有較大差異

因結(jié)構(gòu)差異

合成的藥物蛋白與天然細菌告成的藥物蛋白pj能

基因表達

蛋白質(zhì)相同沒有活性

受體細胞動物受精卵微生物細胞

目的基因

顯微注射法感受態(tài)細胞法

導(dǎo)入方法

需嚴格滅菌,嚴格控制工程