2020屆高考生物藝考生大二輪總復(fù)習(xí) 上篇 專題九 生物技術(shù)與工程 第15講 生物技術(shù) 高頻命題點1 基因工程教學(xué)案

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1、第15講　基因工程和細(xì)胞工程 ★ [最新考綱] 1．基因工程的誕生(Ⅰ)；2.基因工程的原理及技術(shù)(含PCR技術(shù))(Ⅱ)；3.基因工程的應(yīng)用(Ⅱ)；4.蛋白質(zhì)工程(Ⅰ)；5.植物的組織培養(yǎng)(Ⅱ)；6.動物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆(Ⅱ)；7.細(xì)胞融合與單克隆抗體(Ⅱ)；8.DNA的粗提取與鑒定。 精讀教材——記一記 1．與目的基因相關(guān)的兩類“檢測” (1)標(biāo)記基因：檢測受體細(xì)胞中是否含“重組DNA”或運載體?！谝罁?jù)標(biāo)記基因(如四環(huán)素抗性基因)制備的特定選擇培養(yǎng)基(如加入了四環(huán)素的培養(yǎng)基)中能夠生存下來的受體細(xì)胞才可能含重組DNA(目的基因＋運載體)或運載體。 (2)DNA

2、分子雜交技術(shù)(基因探針)檢測轉(zhuǎn)基因生物中是否含目的基因、在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素作標(biāo)記，制作探針，以此與已提取到的轉(zhuǎn)基因生物基因組DNA雜交，若顯示出雜交帶，則表明目的基因已插入到受體細(xì)胞基因組中。(P14正文) 2．基因工程的常考點 (1)目的基因插入位置：啟動子與終止子之間。 (2)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞不發(fā)生堿基互補配對。 (3)常用的受體細(xì)胞 ①植物：受精卵、體細(xì)胞。 ②動物：受精卵。 ③微生物：大腸桿菌、酵母菌等。 (4)原核生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點：多為單細(xì)胞、繁殖快、遺傳物質(zhì)相對較少。 3．動物細(xì)胞培養(yǎng)關(guān)鍵點 (1)培養(yǎng)基的特有成分：動物血清。

3、 (2)培養(yǎng)過程：原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)。 (3)兩次使用胰蛋白酶：第一次用于制備細(xì)胞懸液，開始原代培養(yǎng)，第二次用于處理瓶(壁)上的細(xì)胞。 4．關(guān)注植物細(xì)胞工程的幾個問題 (1)植物細(xì)胞A和植物細(xì)胞B雜交獲得的雜種細(xì)胞有三種類型：AA型、BB型、AB型，符合要求的只有AB型，需要進(jìn)行篩選。 (2)雜種細(xì)胞形成的標(biāo)志：新的細(xì)胞壁的生成。 (3)雜種植株遺傳物質(zhì)的變化：雜種植株的變異類型屬于染色體變異，其染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，雜種植株屬于異源多倍體。 (4)植物組織培養(yǎng)時植物激素和光照的使用 ①植物激素的使用：脫分化階段先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素，以促進(jìn)細(xì)胞的分裂

4、；再分化階段生長素比例較高，以促進(jìn)根的形成。 ②光照的使用：脫分化階段不需要給予光照，再分化階段需要給予光照，以利于葉綠素的形成。 (5)利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物時，有時只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織，從愈傷組織中獲取產(chǎn)物。 5．關(guān)注制備單克隆抗體的兩個?？键c (1)三種細(xì)胞的特點 ①B淋巴細(xì)胞：能分泌抗體，不能大量增殖。 ②骨髓瘤細(xì)胞：能大量增殖，不能分泌抗體。 ③雜交瘤細(xì)胞：既能分泌抗體，又能大量增殖。 (2)兩次篩選目的不同 ①第1次：獲得能分泌抗體的雜種細(xì)胞。 ②第2次：獲得能分泌所需特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。 自我診斷——判一判 (1)攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的

5、篩選必須通過分子檢測。(×) (2)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定必須通過分子檢測。(×) (3)一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列。(√) (4)用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸。(×) (5)每個重組質(zhì)粒至少含有一個限制性核酸內(nèi)切酶識別位點。(√) (6)自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上，屬于基因工程。(×) (7)重組質(zhì)粒與探針能進(jìn)行分子雜交是因為DNA分子中脫氧核糖和磷酸交替連接。(×) (8)應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達(dá)。(×) (9)動物的生長激素基因轉(zhuǎn)入植物后不

6、能表達(dá)。(×) (10)培育草莓脫毒苗所采用的主要技術(shù)是組織培養(yǎng)。(√) (11)去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁和將動物組織分散成單個細(xì)胞均需酶處理。(√) (12)產(chǎn)生抗人白細(xì)胞介素—8抗體的雜交瘤細(xì)胞的篩選必須通過分子檢測。(√) (13)21三體綜合征的診斷必須通過分子檢測。(×) (14)乳腺細(xì)胞比乳腺癌細(xì)胞更容易進(jìn)行離體培養(yǎng)。(×) (15)培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞。(×) (16)動物雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生單克隆抗體體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。(×) (17)細(xì)胞核移植主要在同種動物、同種組織的細(xì)胞之間進(jìn)行。(×) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5

7、)√　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×　(10)√　(11)√　(12)√　(13)×　(14)×　(15)×　(16)×　(17)× 高頻命題點1　基因工程 真題領(lǐng)航——目標(biāo)方向?qū)敫呖? 1．(2019·全國Ⅰ卷，38)基因工程中可以通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因?；卮鹣铝袉栴}。 (1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以從基因文庫中獲得。基因文庫包括________和________。 (2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開始時，解開DNA雙鏈的酶是________。在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時，使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是______________

8、__________。上述兩個解鏈過程的共同點是破壞了DNA雙鏈分子中的________。 (3)目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是________________________。 解析：本題借助基因工程的相關(guān)知識，考查考生對生物學(xué)問題進(jìn)行解釋的能力；通過PCR與體內(nèi)DNA復(fù)制的比較，體現(xiàn)了科學(xué)思維中分析與推斷要素。(1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫；(2)體內(nèi)DNA復(fù)制時，需用解旋酶打開氫鍵使雙鏈DNA解旋，而PCR擴(kuò)增目的基因時，是借助高溫加熱至90～95 ℃使DNA變性解旋；(3)PCR反應(yīng)體系中進(jìn)行互補鏈的合成時，溫度需控制在70～75

9、 ℃，則應(yīng)使用耐高溫的DNA聚合酶，即Taq酶，而不能使用大腸桿菌DNA聚合酶(高溫下會失活)。 答案：(1)基因組文庫　cDNA文庫 (2)解旋酶　加熱至90～95℃　氫鍵 (3)Taq酶熱穩(wěn)定性高，而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會失活 2．(2018·全國Ⅰ卷，38)回答下列問題： (1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)，該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外，還證明了________________________________________________(答出兩點即可)。 (2)體外重組的質(zhì)?？赏?/p>

10、過Ca2＋參與的________方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞；而體外重組的噬菌體DNA通常需與____________________組裝成完整噬菌體后，才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞。在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中，可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是________。 (3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時，表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解，在實驗中應(yīng)選用________________的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加________的抑制劑。 解析：(1)非洲爪蟾是真核生物，大腸桿菌是原核生物，將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大

11、腸桿菌細(xì)胞后能進(jìn)行表達(dá)，說明該基因工程操作實驗?zāi)軌虺晒?，實驗成功的前提是體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞；真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá)；不同物種間可以進(jìn)行基因交流；(2)當(dāng)受體細(xì)胞是大腸桿菌等微生物時，可以用Ca2＋處理后轉(zhuǎn)化的方法進(jìn)行導(dǎo)入；噬菌體是由噬菌體DNA和外殼蛋白組成專一性侵染細(xì)菌的病毒，不能將心肌細(xì)胞或者葉肉細(xì)胞作為宿主細(xì)胞；(3)真核生物目的基因表達(dá)時，蛋白質(zhì)會被降解，所以應(yīng)選擇缺少蛋白酶基因的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，因為大腸桿菌沒有缺少蛋白酶，屬于蛋白酶缺陷型細(xì)胞，在純化蛋白質(zhì)時也要添加蛋白酶抑制劑來避免蛋白質(zhì)被降解。 答案：(1)體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞；真核生物基因可

12、在原核細(xì)胞中表達(dá) (2)轉(zhuǎn)化　外殼蛋白(或噬菌體蛋白)　細(xì)菌 (3)蛋白酶缺陷型　蛋白酶 3．(2018·全國Ⅱ卷，38)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，這一特性可用于檢測細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。某科研團(tuán)隊將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5′末端，獲得了L1－GFP融合基因(簡稱為甲)，并將其插入質(zhì)粒P0，構(gòu)建了真核表達(dá)載體P1，其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點的示意圖如下，圖中E1～E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。 回答下列問題： (1)據(jù)圖推斷，該團(tuán)隊在將甲插入質(zhì)粒P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是________。使用這兩種酶進(jìn)行酶切是

13、為了保證________，也是為了保證________。 (2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后，若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了________和________過程。 (3)為了獲得含有甲的牛，該團(tuán)隊需要做的工作包括：將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞的________移入牛的________中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。 (4)為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中，某同學(xué)用PCR方法進(jìn)行鑒定。在鑒定時應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的________(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。 解析：(1)為了保證L1基因和GFP基因的完整性，應(yīng)

14、用酶E1和E4切割甲和質(zhì)粒P0。(2)細(xì)胞中觀察到了綠色熒光，說明L1基因完成了表達(dá)過程。(3)動物細(xì)胞核移植，應(yīng)將目標(biāo)細(xì)胞核移植到去核的卵母細(xì)胞中。(4)L1基因存在于核DNA上，鑒定時應(yīng)取不同組織細(xì)胞中的核DNA。 答案：(1)E1和E4　甲的完整　甲與載體正確連接 (2)轉(zhuǎn)錄　翻譯　(3)細(xì)胞核　去核卵母細(xì)胞 (4)核DNA 知識拓展——培養(yǎng)學(xué)生文字表達(dá)能力 1．(1)基因工程誕生的理論前提是什么？ ________________________________________________________________________ _______________

15、_________________________________________________________ 答案：①DNA是遺傳物質(zhì)的證明； ②DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則的確立； ③遺傳密碼的破譯。 (2)哪些技術(shù)發(fā)明使基因工程的實現(xiàn)成為可能？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：①轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)?、诠ぞ呙傅陌l(fā)現(xiàn)　

16、③DNA合成和測序技術(shù)的應(yīng)用?、蹹NA體外重組的實現(xiàn)?、葜亟MDNA表達(dá)實驗的成功?、轕CR技術(shù)的發(fā)明?、叩谝焕D(zhuǎn)基因物體的問世。 2．(1)為了防止目的基因自身環(huán)化，一般應(yīng)如何操作？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：用兩種不同的限制酶去切割含目的基因的DNA。 (2)為了防止目的基因在質(zhì)粒上反接，應(yīng)怎樣操作？ _____

17、___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：對質(zhì)粒和目的基因用兩種限制酶切割。 3．(1)將真核生物的基因直接導(dǎo)入原核細(xì)胞，基因能表達(dá) 嗎？如何才能表達(dá)？ ________________________________________________________________________ _____________________

18、___________________________________________________ 答案：不能表達(dá)，只有將cDNA導(dǎo)入原核細(xì)胞才可能表達(dá)。 (2)病毒對受體有特別要求嗎？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：有。病毒為專一性侵染宿主的生物。(即病毒必須有對應(yīng)的宿主細(xì)胞) 核心整合——掌握必備生物知識 1

19、．基因工程常考的3種基本工具(填空) (1)限制性核酸內(nèi)切酶：識別特定①核苷酸序列，并在特定位點上切割DNA分子。 (2)DNA連接酶：a.E·coliDNA連接酶只能連接②黏性末端；b.T4DNA連接酶能連接黏性末端和平末端。 (3)載體：a.能在宿主細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在并大量復(fù)制； b．有一個至多個限制酶切割位點，便于外源DNA片段(基因)插入其中； c．具有特殊的標(biāo)記基因——以便對含目的基因的受體細(xì)胞進(jìn)行篩選。 2．理清基因工程的操作流程(填空) (1)獲取目的基因的三種方法 a．從③基因文庫中獲??； c．化學(xué)法人工合成：通過DNA合成儀利用化學(xué)方法直接合成。 (2)基

20、因表達(dá)載體的構(gòu)建——重組質(zhì)粒的構(gòu)建 a．基因表達(dá)載體的組成 b.構(gòu)建過程 (3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的“三種類型” a．導(dǎo)入植物細(xì)胞——農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、花粉管通道法、⑩基因槍法(本法針對單子葉植物) b．導(dǎo)入動物細(xì)胞——?顯微注射法 c．導(dǎo)入微生物(細(xì)菌)——轉(zhuǎn)化法 (4)目的基因的檢測與鑒定的方法 a．檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞：DNA分子雜交技術(shù)。 b．檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA：分子雜交技術(shù)。 c．檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)：?抗原—抗體雜交技術(shù) d．個體生物學(xué)水平鑒定：根據(jù)表達(dá)性狀判斷。 3．理清蛋白質(zhì)工程(填空) 4．DNA粗提取與鑒定

21、的“五個步驟” 考向立意——突顯科學(xué)思維和科學(xué)探究能力 [考向一]　以基因工程的操作工具或操作程序為載體，考查學(xué)生對基因工程的理解能力 1．圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點是唯一的)。 根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，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____________________________________________________。

22、 (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DNA片段連接起來的酶，常見的有________和________，其中既能連接黏性末

23、端又能連接平末端的是_____________________________________________。 解析：(1)分析圖(a)可知，限制酶Sau3AⅠ與BamHⅠ切割DNA后形成的黏性末端相同，故經(jīng)這兩種酶切割得到的產(chǎn)物可以用DNA連接酶進(jìn)行連接。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時，為保證目的基因能在宿主細(xì)胞中成功表達(dá)，目的基因應(yīng)插入在啟動子和終止子之間，據(jù)此可判斷甲、丙均不符合要求，目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄。(3)常見的DNA連接酶有E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。 答案：(1)Sau3AⅠ　兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏

24、性末端　(2)甲和丙　甲中目的基因插入在啟動子的上游，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(其他合理答案均可)　(3)E·coli DNA連接酶　T4DNA連接酶　T4DNA連接酶(其他合理答案均可) 2．真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。已知在人體中，基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)。回答下列問題： (1)某同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A，其原因是________________________________________

25、________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用________作為載體。其原因是______________________________________________________________。

26、 (3)若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比，大腸桿菌具有________________________________________(答出兩點即可)等優(yōu)點。 (4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測物質(zhì)是________________(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗為證明DNA是遺傳物質(zhì)作出了重要貢獻(xiàn)，也可以說是基因工程的先導(dǎo)，如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是_________________________________________________________

27、_______________ ________________________________________________________________________。 解析：本題主要考查基因工程的相關(guān)知識。(1)從人的基因組文庫中獲得的基因A中含有內(nèi)含子，而大腸桿菌屬于原核生物，故大腸桿菌不能切除基因A初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列，故基因A在大腸桿菌中無法表達(dá)出蛋白A。(2)由于病毒對宿主細(xì)胞的感染具有特異性，噬菌體只能寄生在細(xì)菌細(xì)胞中，不能感染家蠶細(xì)胞，故應(yīng)選用可感染家蠶的昆蟲病毒作為載體。(3)與真核生物相比，大腸桿菌等原核生物具有繁殖快、容易培養(yǎng)、遺傳物質(zhì)相對較

28、少等優(yōu)點。(4)檢測基因A是否翻譯出蛋白A，一般用抗原—抗體雜交的方法，即用蛋白A的抗體與從細(xì)胞中提取的蛋白質(zhì)進(jìn)行雜交，觀察是否出現(xiàn)雜交帶。(5)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的實質(zhì)是S型菌的DNA進(jìn)入R型菌體內(nèi)，并可在R型菌體內(nèi)完成表達(dá)，這證明了DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體，為基因工程奠定了基礎(chǔ)。 答案：(1)基因A有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達(dá)出蛋白A　(2)噬菌體　噬菌體的宿主是細(xì)菌，而不是家蠶　(3)繁殖快、容易培養(yǎng)　(4)蛋白A的抗體　(5)DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體 [考向二]　以基因工程的應(yīng)用和蛋白質(zhì)

29、工程為載體，考查學(xué)生對基因工程與蛋白質(zhì)工程的理解能力和解決實際問題的能力 3．(2019·廣東深圳實驗等六校第一次聯(lián)考，38)MAP30蛋白是一種能使Ⅰ型核酸核糖體失活的蛋白質(zhì)，存在于苦瓜果實和種子中。MAP30蛋白具有抗腫瘤、抗菌、抗病毒、抗艾滋病的功能，近年來引起人們的廣泛關(guān)注。 (1)人們已經(jīng)清楚MAP30蛋白的氨基酸序列，可以用________方法獲得MAP30蛋白的基因。再利用PCR技術(shù)擴(kuò)增該基因，PCR反應(yīng)體系的主要成分應(yīng)該包含：________、________、________、________、擴(kuò)增緩沖液(含Mg2＋)和水等。 (2)科學(xué)家將MAP30蛋白的基因與某種病

30、毒的DNA構(gòu)建基因表達(dá)載體，導(dǎo)入南瓜細(xì)胞中，在這個過程中，需要使用到的酶是________。為了避免出現(xiàn)“目的基因自我環(huán)化”“目的基因在運載體上反向連接”的問題，請?zhí)岢鲆环N解決該問題的思路：________________________________________________________________________ 　________________________________________________________________________。 (3)可用________技術(shù)得到愈傷組織大規(guī)模生產(chǎn)MAP30蛋白，用__________________技術(shù)

31、檢測MAP30的基因是否在南瓜果實中成功表達(dá)。 (4)弧菌是克氏原鰲蝦養(yǎng)殖中重要的致病菌，大規(guī)模暴發(fā)會給水產(chǎn)養(yǎng)殖帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失?？蒲腥藛T為了研究MAP30蛋白抗弧菌的效果，用含不同濃度MAP30蛋白培養(yǎng)液培養(yǎng)弧菌，繪制弧菌生長曲線如圖： 由圖可以得出的結(jié)論是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)已知MAP30蛋白的氨基酸序列，可以用化學(xué)合成方法獲得

32、MAP30蛋白的基因。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增該基因。PCR反應(yīng)體系的主要成分應(yīng)該包含4種脫氧核糖核苷酸、模板DNA、引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、擴(kuò)增緩沖液(含Mg2＋)和水等。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體需要使用到的酶是限制酶和DNA連接酶；為了避免出現(xiàn)“目的基因自我環(huán)化”“目的基因在運載體上反向連接”的問題，可分別使用兩種限制酶去剪切目的基因和運載體。(3)可用植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到愈傷組織大規(guī)模生產(chǎn)MAP30蛋白，可通過抗原—抗體雜交技術(shù)檢測MAP30的基因是否在南瓜果實中成功表達(dá)。(4)用含不同濃度MAP30蛋白培養(yǎng)液培養(yǎng)弧菌，根據(jù)圖中曲線顯示，隨著MAP30蛋白濃度的升高，MAP30蛋白對弧菌生長的

33、抑制作用增強；當(dāng)MAP30蛋白濃度達(dá)到或高于500 g/mL時，弧菌生長完全被抑制。 答案：(1)化學(xué)合成　4種脫氧(核糖)核苷酸　模板DNA　引物(對)　熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)　(2)限制酶和DNA連接酶　分別使用兩種限制酶去剪切目的基因和運載體　(3)植物組織培養(yǎng)　抗原—抗體雜交　(4)隨著MAP30蛋白濃度的升高，MAP30蛋白對弧菌生長的抑制作用增強；當(dāng)MAP30蛋白濃度達(dá)到或高于500 g/mL時，弧菌生長完全被抑制 4．已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運蛋白，由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，

34、改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}： (1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對蛋白質(zhì)的________________進(jìn)行改造。 (2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P1基因的途徑有修飾________基因或合成________基因。所獲得的基因表達(dá)時是遵循中心法則的，中心法則的全部內(nèi)容包括________的復(fù)制；以及遺傳信息在不同分子之間的流動，即：__________________________________________________ ____________________________________________

35、____________________________。 (3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過________________和________________，進(jìn)而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋白質(zhì)的生物________進(jìn)行鑒定。 解析：(1)蛋白質(zhì)的功能與結(jié)構(gòu)相關(guān)，若要改變蛋白質(zhì)的功能，需要對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。(2)確定目的基因的堿基序列后，可通過對現(xiàn)有基因進(jìn)行改造或者重新合成來獲得目的基因。中心法則的內(nèi)容包括遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄和翻譯。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)

36、，通過設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和推測氨基酸序列，進(jìn)而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。獲得蛋白質(zhì)之后要對蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定。 答案：(1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))　(2)P　P1　DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))　DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)　(3)設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)　推測氨基酸序列　功能 [考向三]　以DNA的粗提取與分離為載體，考查學(xué)生的科學(xué)探究能力 5．某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關(guān)探究活動，具體步驟如下： 材料處理： 稱取新鮮的菜花、辣椒和蒜黃各2份，每份10 g。剪碎后分成兩組，一組置于20 ℃，另一組置于－20 ℃條件下保存24 h。 DN

37、A粗提?。? 第一步：將上述材料分別放入研缽中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用兩層紗布過濾，取濾液備用。 第二步：先向6只小燒杯中分別注入10 mL濾液，再加入20 mL體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩緩地向一個方向攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上。 第三步：取6支試管，分別加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶解上述絮狀物。 DNA檢測： 在上述試管中各加入4 mL二苯胺試劑，混合均勻后，置于沸水中加熱5 min，待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺，結(jié)果如下表： 材料保存溫度 菜花 辣椒 蒜黃 20 ℃ ＋＋ ＋ ＋＋＋ －20 ℃ ＋＋＋ ＋＋

38、＋＋＋＋ 注：“＋”越多表示藍(lán)色越深。 分析上述實驗過程，回答下列問題： (1)該探究性實驗的課題名稱是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)第二步中緩緩地攪拌，這是為了減少________________。 (3)根據(jù)實驗結(jié)果，得出結(jié)論并分析。 ①結(jié)論1：與20 ℃相比，相同實驗材料在－20 ℃條件下保存，DNA的提取量較多。 結(jié)論2：______________

39、______________________________________________________。 ②針對結(jié)論1，請給出合理的解釋：______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)氯仿密度大于水，能使蛋白質(zhì)變性沉淀，與水和DNA均不相溶，且對DNA影響極小。為了進(jìn)一步提高DNA純度，依據(jù)氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基礎(chǔ)上繼續(xù)操作的步驟是：__________________

40、______________________________________________________ ________________________________________________________________________， 然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液使DNA析出。 答案：(1)探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影響　(2)DNA斷裂　(3)①等質(zhì)量的不同實驗材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃中提取的DNA量最多?、诘蜏匾种屏讼嚓P(guān)酶的活性，DNA降解速度慢　(4)將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合，靜置一段時間，吸取上清液 - 15 -