2020版生物高考新素养总复习中图版讲义：第30讲 基因工程 .doc

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1、第30讲基因工程最新考纲近三年考情1.基因工程的诞生()2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)()3.基因工程的应用()4.蛋白质工程()5.实验：DNA的粗提取与鉴定2018全国卷(38)、2018全国卷(38)、2017全国卷(37)、2017全国卷(37)、2017全国卷(37)、2016全国卷(40)、2016全国卷(40)考点一基因工程的基本工具及操作过程1.基因工程的基本工具(1)限制酶(2)DNA连接酶作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。类型常用类型Ecoli DNA连接酶T4 DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体功能只“缝合”黏性末端“缝合”黏性末端和平末端结果

2、恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键(3)载体其他载体：噬菌体衍生物、动植物病毒等。载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。2.基因工程的基本操作程序1.(2018全国卷，38)回答下列问题：(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了_(答出两点即可)。(2)体外重组的质粒可通过Ca2参与的_方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与_组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿

3、主细胞的是_。(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用_的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加_的抑制剂。解析(1)两位科学家将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中并进行了表达，因此，该研究可以证明：质粒可以作为载体，真核细胞的基因在原核细胞中也可以表达(不同生物共用一套密码子)、体外重组的质粒可以进入受体细胞等。(2)目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程称为转化，将质粒导入大肠杆菌时，常用的转化方法是：首先用Ca2处理大肠杆菌细胞，使其成为感受态细胞。噬菌体DNA没

4、有侵染能力，体外重组的噬菌体DNA通常需与外壳蛋白组装成完整噬菌体才能完成侵染过程。噬菌体多寄生在细菌中，但不能寄生在心肌细胞和叶肉细胞中。(3)若要使蛋白质不被降解，则大肠杆菌体内不能存在蛋白酶，因此，实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞。同理，在蛋白质纯化过程中，也不能使蛋白质降解，因此，应添加蛋白酶抑制剂。答案(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物基因可在原核细胞中表达(2)转化外壳蛋白(或答噬菌体蛋白)细菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶2.(2019广东深圳调研)据报道，美国科研人员通过基因转移技术，从根本上治愈了实验小鼠所患的型糖尿病，这种技术把选定的X基因输入胰腺，这些

5、基因随后得到整合并促使消化系统和其他类型的细胞制造胰岛素，请回答下列问题：(1)在基因工程中，X基因称为_。利用PCR技术扩增X基因时，需要在反应体系中添加的有机物质是_、_、4种脱氧核糖核苷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程在PCR扩增仪中完成。(2)将X基因导入小鼠体内之前，需要操作的核心步骤是_，此步骤最常用的运载工具是_，所需要的酶是限制酶和_。(3)X基因的检测可从分子水平和个体水平两方面进行，在分子水平上通常采用_技术检测X基因是否导入受体细胞，在个体水平上应检测_。解析(1)根据题意分析，研究人员通过基因转移技术，将选定的X基因输入胰腺，说明X基因是目的基因；利用PCR技术扩增目

6、的基因时，需要在反应体系中添加的有机物质有引物、模板DNA、4种脱氧核糖核苷酸等，还需要耐热的DNA聚合酶。(2)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建，该过程常用的运载体是质粒，需要先用限制酶切割目的基因和质粒，然后用DNA连接酶将目的基因和质粒连接起来。(3)在分子水平上检测X基因是否导入受体细胞，可以利用DNA分子杂交技术；根据题干信息可知，X基因导入胰腺细胞后，可以治愈实验小鼠所患的型糖尿病，因此在个体水平上检测X基因是否导入受体细胞，应该检测实验小鼠所患的型糖尿病是否被根治。答案(1)目的基因引物模板DNA(2)基因表达载体的构建质粒DNA连接酶(3)DNA分子杂交实验小鼠所患的型糖

7、尿病是否被根治(1)基因组文库与cDNA文库的比较文库类型cDNA文库基因组文库构建基因文库的过程文库大小小大基因中启动子无有基因中内含子无有基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因物种间的基因交流可以部分基因可以说明基因文库的组建过程就应用了基因工程的基本操作步骤。从基因文库中获取目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性(2)农杆菌转化法原理植物受损伤时伤口处分泌物(酚类化合物)可吸引农杆菌农杆菌中Ti质粒上的TDNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA上(若将目的基因插入到Ti质粒的TDNA上，则目的基因将被一起带入)。(3)受体细胞的选择受体细胞常用植物受精

8、卵或体细胞(经组织培养)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物(大肠杆菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、分泌)；一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，也没有核糖体等细胞器，不能合成蛋白质。考点二基因工程的应用及蛋白质工程1.基因工程的应用(1)动物基因工程：用于提高动物生长速度从而提高产品产量；用于改善畜产品品质；用转基因动物生产药物；用转基因动物作器官移植的供体等。(2)植物基因工程：培育抗虫转基因植物(如抗虫棉)、抗病转基因植物(如转基因烟草)和抗逆转基因植物(如抗寒番茄)；利用

9、转基因改良植物的品质(如新花色矮牵牛)。2.基因诊断与基因治疗(1)基因诊断：又称为DNA诊断，是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。(2)基因治疗概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。成果：将腺苷酸脱氨酶基因转入取自患者的淋巴细胞中，使淋巴细胞能产生腺苷酸脱氨酶，然后，再将这种淋巴细胞转入患者体内，从而治疗复合型免疫缺陷症。3.蛋白质工程(1)概念(2)基本流程1.科学家将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，通过显微注射等方法，导入哺乳动物的受精卵中，然后，将受精卵送入母体内，使其生长发育成转基因动物。转

10、基因动物进入泌乳斯后，可以通过分泌的乳汁来生产所需要的药品，因而称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。2.用于基因治疗的基因有三类。第一类是从健康人体上分离得到的功能正常的基因，用以取代病变基因，或依靠其表达产物，来弥补病变基因带来的生理缺陷，如对血友病和地中海贫血病的治疗。第二类是反义基因，即通过产生的mRNA分子，与病变基因产生的mRNA进行互补，来阻断非正常蛋白质合成。第三类是编码可以杀死癌变细胞的蛋白酶基因，又叫做自杀基因。1.(2018海南卷，31)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

11、：(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11，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

12、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_。解析(1)当植物体受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，因此用农杆菌感染时，优先选用黄瓜受伤的叶片。(2)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，说明目的基因甜蛋白基因在受体细胞中已经完成表达；若甜蛋白基因整合到线粒体基因组或叶绿体基因组中，在遗传时遵循母系遗传，不会出现固定的分离比，所以子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为11，则说明甜蛋白基因已经整合到核基因组。(4)基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，从而创造出符合人们需要的新

13、生物类型和生物产品。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.(2019河南顶级名校联考)如图表示利用乳腺生物反应器生产某种动物蛋白的流程示意图，请分析回答下列问题：(1)该生产流程中应用到的现代生物技术有、(写出其中两种)。(2)图中A、B分别表示、。(3)为提高培育成功率，进行过程之前，对早期胚胎的处理是取其部分细胞用目的基因探针进行检测，对受体动物的处理是用进行同期发情处理。(4)蛋白质工程中，要对蛋白质结

14、构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质，原理是_。解析(1)据图分析，涉及的现代生物技术有蛋白质工程、基因工程、早期胚胎培养技术、胚胎移植技术等。(2)蛋白质工程基本途径：预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有氨基酸序列找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)；基因工程技术的基本步骤：目的基因的获取基因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。(3)胚胎移植之前，采用DNA分子杂交技术对早期胚胎进行基因检测或基因诊断，可提高培育成功率。为提高胚胎移植成功率，该过程可用促性腺激素对受体动物进行同期发情处理。(4)蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，

15、必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质，原因是改造后的基因能够遗传，且改造基因易于操作。答案(1)蛋白质工程基因工程(胚胎移植技术)(任写两种)(2)推测应有的氨基酸序列基因表达载体(3)DNA(核酸)分子杂交促性腺激素(4)改造后的基因能够遗传，改造基因易于操作蛋白质工程与基因工程的比较项目蛋白质工程基因工程实质定向改造或生产人类所需蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品结果生产自然界中没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现考

16、点三PCR技术与DNA的粗提取与鉴定1.PCR技术(2)PCR反应过程过程说明图解变性当温度上升到90 以上时，双链DNA解旋为单链复性温度下降到50 左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合延伸72 左右时，TaqDNA聚合酶有最大活性，可使DNA新链由5端向3端延伸(3)结果： 上述三步反应完成后，一个DNA分子就变成了两个DNA分子 ，随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加。PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。2.DNA的粗提取与鉴定(1)实验原理(2)操作流程1.(2018经典高考)为生产具有特定性能的淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了淀粉酶基因(1 6

17、56个碱基对)，利用基因工程大量制备淀粉酶，实验流程如图。请回答下列问题：(1)利用PCR技术扩增淀粉酶基因前，需先获得细菌的_。(2)为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接，需在引物的端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是_。(3)进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中的设定与引物有关，的设定与扩增片段的长度有关。(填序号)变性温度退火温度延伸温度变性时间退火时间延伸时间(4)如图表示筛选获得的工程菌中编码淀粉酶的mRNA的部分碱基序列：5U3图中虚线框内mRNA片段包含个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子

18、最多有种。(5)获得工程菌表达的淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如表所示：缓冲液50 (mmolL1)Na2HPO4KH2PO450 (mmolL1)TrisHCl50 (mmolL1)GlyNaOHpH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010.5酶相对活性%25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.520.8根据上述实验结果，初步判断该淀粉酶活性最高的条件为_。解析(1)利用PCR技术扩增淀粉酶基因前，需先获得细菌的基因组DNA。(2)构建重组DNA分子时，需用限制性核

19、酸内切酶处理目的基因和载体，故需要在引物的5端添加限制性酶切位点，且常在两条引物上设计添加不同的限制性酶切位点，这样可以使DNA片段按照一定方向插入表达载体，防止目的基因或载体自身的黏性末端之间相互连接以及目的基因与载体反向连接。(3)利用PCR技术进行扩增时，退火温度的设定是成败的关键，退火温度过高会使引物无法与模板的碱基配对，所以退火温度的设定与引物有关；延伸时间的设定与扩增片段的长度有关。(4)密码子由mRNA上相邻的3个碱基组成，所以该片段的24个碱基包含8个密码子。该片段后面的第一个碱基为U，所以后面的密码子最多可能有4416(种)，根据题干信息及题中给出的mRNA序列可知，虚线框后

20、第一个密码子不可能是终止密码子，所以实际最多有13种密码子。(5)由表格数据可知，该淀粉酶活性最高的条件是pH为8.5，缓冲液为50 mmol/L TrisHCl。答案(1)基因组DNA(2)5使DNA片段能定向插入表达载体，减少自连(3)(4)813(5)pH为8.5，缓冲液为50 mmoL/L TrisHCl2.(2019汉中市质检)回答下列有关PCR过程的问题：(1)PCR的每次循环可以分为三步。假设在PCR反应中，只有一个DNA片段作为模板，请计算在5次循环后，反应物中大约有个这样的DNA片段。(2)请用简图表示出一个DNA片段在PCR反应中第二轮的产物。(3)简述PCR技术的主要应用

21、(要求3项以上)。_。解析(1)DNA复制时两条链均作为模板，进行半保留复制，所以复制5次后得到的子代DNA分子数为2532。(2)新合成的DNA链带有引物，而最初的模板DNA的两条链不带有引物。(3)PCR技术可以对DNA分子进行扩增，所以可用于遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定等方面。答案(1)变性、复性和延伸32(2)如图所示(3)遗传疾病的诊断、刑侦破案、古生物学、基因克隆和DNA序列测定(其中3项即可)澄清易错易混强化科学思维易错易混易错点1目的基因的插入不是“随意”的点拨目的基因的插入位点不是随意的：基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启

22、动子与终止子之间的部位，若目的基因插入到启动子内部，启动子将失去原功能。易错点2启动子起始密码子，终止子终止密码子，对标记基因的作用不明确点拨(1)启动子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端。它是RNA聚合酶识别、结合的部位。(2)终止子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。作用是使转录过程停止。(3)起始密码子和终止密码子位于mRNA上，分别控制翻译过程的启动和终止。(4)标记基因：一般为抗生素抗性基因或荧光基因等，其作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因(目的基因是否导入成功)，从而将含目的基因的细胞筛选出来。易错点3切取目的基因与切取载体时并非“只能”使用“同一种酶”点拨(

23、1)在获取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶，以获得相同的黏性末端。但如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时，在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。(2)为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”，可用不同的限制酶分别处理目的基因和载体，使目的基因两侧及载体上具有两个不同的黏性末端。规范答题下表中列出了几种限制性核酸内切酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制性核酸内切酶的酶切位点。请回答下列问题：限制酶BamH HindEcoRSma识别序列及切割位点(1)组建理想的载体需要对天然的质粒进行改造，人工改造质粒时，要使目的基因能成功表达，还应插入

24、。若对图中质粒进行改造，插入的Sma酶切位点越多，质粒的热稳定性越低还是越高？_。(2)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，能否使用Sma 切割？为什么？_。(3)构建重组质粒时能否使用BamH和Hind 两种限制酶同时处理质粒、外源DNA？，理由是_。(4)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了_。答卷采样错因分析考虑问题不全面，没有认真分析题中的图示质粒。正确答案：启动子和终止子思维定势，理解错误，误认为构建重组质粒时只能使用同一种限制酶切割。正确答案：能，可以阻止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化随堂真题&预测1.(2017全国卷，38)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可

25、催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是_。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是_。(2)以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是_。(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是_(答出两点即可)。(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是_。(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则

26、分析，其可能的原因是_。解析(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是相对于老叶而言嫩叶组织细胞更容易被破碎。提出RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是防止RNA降解。(2)以mRNA为材料获得cDNA的原理是在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点且目的基因无表达所需启动子。(4)DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。(5)若获得的转基因植株不具备所期望的性状表现，根

27、据中心法则分析，其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。答案(1)嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解(2)在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA(3)目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子(4)磷酸二酯键(5)目的基因的转录或翻译异常2.(2020高考预测)口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一种偶蹄动物传染病，目前常用接种弱毒疫苗的方法预防。疫苗的主要成分是该病毒的一种结构蛋白VPI。科学家尝试利用转基因番茄来生产口蹄疫疫苗，过程如下图所示。请据图回答。(1)口蹄疫病毒的VPI蛋白进入动物体内，能引起机体产生特异性免疫反应。VPI蛋白在免疫中称为。(2)口蹄疫病

28、毒的遗传物质为RNA，要获得VPI基因可用的方法合成DNA，再用限制性核酸内切酶将VPI基因片段切下。(3)下图中将VPI基因插入质粒，可以只用EcoR酶同时切割质粒和VPI基因，也可以使用BamH 和Hind两种限制酶同时酶切质粒和VPI基因，后一个方法的优点在于可以防止。(4)构建重组质粒，不能使用Sma酶切割，原因是_。限制酶BamHHind EcoRSma识别序列及切割位点 GGATCCCCTAGG AAGCTTTTCGAA GAATTCCTTAAG CCCGGGGGGCCC(5)若对上图中质粒进行改造，插入的Sma酶切位点越多，质粒的热稳定性如何变化，为什么？_。(6)番茄组织细胞具

29、有性，因此，可以利用植物组织培养技术将导入目的基因的番茄组织细胞培育成完整植株。(7)如何检测目的基因是否成功导入番茄？_。答案(1)抗原(2)逆转录(反转录)(3)自身环化(及反向连接)(4)如果使用Sma酶切割，将会破坏质粒的抗性基因(标记基因)，同时也会破坏目的基因片段(5)Sma识别的DNA序列只有G和C，而G和C之间可以形成三个氢键，A和T之间可以形成二个氢键，所以Sma酶切位点越多，热稳定性就越高(6)全能(7)DNA分子杂交课后强化训练 (时间：35分钟)1.(2019湖北七市教科研协作体模拟)基因工程是从分子水平对基因进行操作，从而实现人们定向改造生物，得到人们所需要的生物性状

30、或生物产品的技术。目的基因的获取是基因工程的第一步，常见的方法是构建基因组文库。请分析并回答下列问题：(1)构建基因组文库的一般步骤：提取某种生物体内的_，用适当的限制酶处理，得到一定范围大小的DNA片段；DNA片段分别与载体结合，得到重组载体；将重组载体导入的群体中储存，基因组文库构建完成。(2)与基因组文库相比，cDNA文库的基因数相对要少。其原因是_。(3)载体与DNA片段结合前，需要使用同种的限制酶处理。其目的是_。(4)受体菌被导入重组DNA分子之前，常用处理，提高导入的成功率。解析(1)构建基因组文库的一般步骤为：提取某种生物体内的全部DNA或全部基因，用适当的限制酶处理，得到一定

31、范围大小的DNA片段；DNA片段分别与载体结合，得到重组载体：重组载体导入受体菌的群体中储存，基因组文库构建完成。(2)cDNA文库只能收集到某生物发育到某时期已发生转录的基因，而基因组文库能收集到该生物的全部基因，因此与基因组文库相比，cDNA文库的基因数相对要少。(3)载体与DNA片段结合前，需要使用同种的限制酶处理，以获得与DNA片段相同的黏性末端。(4)将重组DNA导入受体菌群之前，常用钙离子处理，以提高导入的成功率。答案(1)全部DNA或全部基因受体菌(2)cDNA文库只能收集到某生物发育到某时期已发生转录的基因.而基因组文库能收集到该生物的全部基因(3)获得与DNA片段相同的黏性末

32、端(4)Ca22.(2019山西太原模拟)基因疗法所涉及的基因工程技术主要有三种，包括病毒载体导入、基因(编辑)和细胞改造。请回答：(1)第一种是将通过载体送入目标细胞让其发挥作用。该技术用来传递基因的载体多是病毒类载体，因为它们能。经过基因改造后，这些作为载体的病毒具有的特点。(2)第二种是直接通过基因(编辑)技术修复目标细胞的。基因(编辑)技术可以达到添加基因、消除基因或者的效果。(3)第三种则是从患者体内提取细胞在体外进行修改然后再重新输回患者体内发挥作用。例如，对造血干细胞进行基因工程改造让其制造内源性的凝血因子，从理论上说能持续缓解血友病症状，而不需使用治疗。基因治疗进入了一个兼具安

33、全性和有效性的时代。但你认为这个领域中的问题是_。解析(1)将目的基因通过载体送入目标细胞让其发挥作用是基因工程中最常用的技术手段，该技术常用病毒类载体传递基因.主要是因为某些病毒能将基因整合进宿主细胞的DNA分子，这些作为载体的病毒和转入的目的基因对宿主细胞无毒性。(2)直接通过基因(编辑)技术修复目标细胞的缺陷基因，可以达到添加基因、消除基因或者矫正缺陷基因的效果，这是我们常用的基因治疗技术。(3)对造血干细胞进行基因工程改造让其制造内源性的凝血因子，从理论上说能持续缓解血友病症状，而不需输凝血酶或输血小板或输凝血因子治疗。在目前阶段，基因治疗这个领域中关键需要考虑的是载体的遗传毒性、基因

34、编辑的脱靶效应、基因递送和编辑的效率低等问题。答案(1)目的基因将基因整合进宿主的DNA分子将目的基因转移到宿主细胞中且无毒性(或载体无法增殖或无感染性)(2)缺陷基因矫正缺陷基因(3)输凝血酶(或输血小板或输凝血因子)载体的遗传毒性(或者基因编辑的脱靶效应或者基因递送和编辑的效率低)3.(2018河南洛阳尖子生第一次联考)苏云金杆菌是一种对昆虫有致病作用的细菌，其杀虫活性物质主要是一类伴孢晶体蛋白。某种苏云金杆菌产生的伴孢晶体蛋白含两条肽链，共由126个氨基酸组成，经昆虫肠液消化成毒性肽。我国农科院采用逆转录PCR技术获取大量伴孢晶体蛋白基因，然后将目的基因通过载体导入到植物体内，培育出抗虫

35、农作物。请回答下列问题：(1)PCR技术扩增目的基因，每一循环包括变性、三步，一个目的基因通过PCR技术扩增，循环n次，共需要对引物。(2)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是_(答出两点即可)。(3)下图表示苏云金杆菌中质粒和目的基因所在的DNA中相关的限制酶的切割位点，在基因工程实际操作中，一般应选用酶切质粒和含目的基因的外源DNA，这样可以避免，并且便于后期筛选。(4)如果将伴孢晶体蛋白基因导入二倍体植物，常用的方法是。(5)种植上述转基因植物，它所携带的目的基因有可能通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。如果把目的基因导入叶绿体DNA

36、中，就可以避免上述“基因污染”，因为叶绿体基因的遗传属于，目的基因不会通过花粉传递给下一代。解析(1)在利用PCR技术扩增目的基因过程中，每一次循环都包括变性、复性和延伸过程。每一次扩增一个基因需要1对引物，因此循环n次需要引物2n1对。(2)基因表达载体包括复制原点、启动子、终止子等结构。通过逆转录得到的目的基因没有这些结构。(3)根据题图可知，在质粒和目的基因的两侧，都有Pst 和Hind 酶的识别序列，并且使用这两种酶能保证质粒中至少有一个标记基因能够正常表达，便于后期筛选，且可以使目的基因或质粒被这两种酶切割后产生的黏性末端不同，避免发生自身环化。(4)将目的基因导入植物细胞的常用方法

37、是农杆菌转化法。(5)叶绿体中基因的遗传属于细胞质遗传。答案(1)复性延伸2n1(2)该目的基因无复制原点、无启动子(3)Pst 和Hind 目的基因和质粒在酶切后产生的片段发生自身环化或任意连接(4)农杆菌转化法(5)细胞质遗传4.(2018辽宁省五校协作体联考)白细胞介素是一类淋巴因子。研究人员将人白细胞介素的基因导入到酵母细胞中，使其分泌出有活性的白细胞介素。(1)为增加白细胞介素基因的数量，可使用技术，但前提是必须知道基因的部分序列，目的是_。(2)在重组载体导入酵母菌细胞之前，需用处理酵母菌，白细胞介素基因进入酵母菌细胞内，并且在其细胞内维持稳定和表达的过程，称为。在表达过程中，启动子需与识别和结合，从而驱动转录过程。(3)在体液免疫过程中，白细胞介素是由细胞分泌的，为了能成功表达出白细胞介素，不使用细菌，而使用酵母细胞作为受体细胞，可能原因是_。(4)在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在的DNA分子上均有多个限制酶的酶切位点，图示过程获得有效表达的重组载体使用了EcoR 和EcoR52两种限制酶，与使用单一的限制酶相比，其优点是_。解析(1)基因工程中，扩增目的基因利用的是PCR技术，但前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便设计引物。(2)在重