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解密32 基因工程
高考考点
考查内容
三年高考探源
考查频率
基因工程的概念与操作工具分析
1．掌握基因工程的概念与操作工具分析；
2．熟知基因工程的操作步骤；
3．理解基因工程的应用与蛋白质工程。
2017新课标I·38
2017新课标II·38
2017北京卷·5
2016新课标I·39
★★★★☆
基因工程的操作步骤
★★★★☆
基因工程的应用与蛋白质工程
★★★★☆
考点1 基因工程的概念与操作工具分析
1．基因工程的概念
基因工程的别名
基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境
生物体外
操作对象
基因
操作水平
DNA分子水平
基本过程
剪切→拼接→导入→表达
结果（优点）
定向改造生物性状，创造出人
类需要的基因产物或生物类型
2．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）
（1）识别序列的特点：呈现碱基互补对称。无论是奇数个碱基还是偶数个碱基，都可以找到一条中心轴线，如，以中心线为轴，两侧碱基互补对称；以为轴，两侧碱基互补对称。
（2）切割后末端的种类
（3）限制酶的选择技巧
①根据目的基因两端的限制酶切割位点确定限制酶的种类
a．应选择切割位点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。
b．不能选择切割位点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。
c．为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoR Ⅰ两种限制酶（但要确保质粒上也有这两种酶的切割位点）。
②根据质粒的特点确定限制酶的种类
a．所选限制酶要与切割目的基因的限制酶一致，以确保产生相同的末端。
b．质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切割位点不止一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。
3．“分子缝合针”——DNA连接酶
（1）作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。
（2）类型
种类
E·coli DNA连接酶
T4DNA连接酶
来源
大肠杆菌
T4噬菌体
功能特性
只能连接黏性末端
可以连接黏性末端和平末端，但连接平末端之间的效率较低
相同点
都缝合磷酸二酯键，如图：
4．载体
（1）条件与目的
条件
目的
稳定并能复制
目的基因稳定存在且数量可扩大
有一个至多个限制酶切割位点
可携带多个或多种外源基因
具有特殊的标记基因
便于重组DNA的鉴定和选择
（2）作用
①作为运载工具，将目的基因导入宿主细胞内。
②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。
5．DNA连接酶与限制酶的关系
（1）限制酶和DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。
（2）限制酶不切割自身DNA的原因是该原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
（3）限制酶是一类酶，而不是一种酶。
（4）DNA连接酶起作用时不需要模板。
6．限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶等相关酶的分析比较
名称
作用部位
作用底物
形成产物
限制酶
磷酸二酯键
DNA分子
带黏性末端或平末端的DNA片段
DNA连接酶
磷酸二酯键
DNA片段
重组DNA分子
DNA聚合酶
磷酸二酯键
脱氧核苷酸
子代DNA分子
热稳定DNA聚合酶
磷酸二酯键
脱氧核苷酸
子代DNA分子
DNA（水解）酶
磷酸二酯键
DNA分子
游离的脱氧核苷酸
解旋酶
碱基对间的氢键
DNA分子
脱氧核苷酸长链
RNA聚合酶
磷酸二酯键
核糖核苷酸
单链RNA分子
调研1 萤火虫发光是体内荧光素酶催化一系列反应所产生的现象。如果荧光素酶存在于植物体内，也可使植物体发光。一直以来荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内产生荧光素酶。请你根据已有的知识回答下列有关问题：
（1）在此转基因工程中，目的基因是________，具体操作过程中如图所示的黏性末端是由________种限制性核酸内切酶作用产生的。
（2）将此目的基因导入大肠杆菌体内需要载体的帮助，则作为载体必须具备能够在宿主细胞内复制并稳定保存，以及__________________________（至少答出两点）等条件。
（3）在此转基因工程中，将体外重组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内________________的过程称为转化。最常用的转化方法是首先用Ca2＋处理大肠杆菌，目的是__________________。
（4）目的基因在受体细胞是否能转录出mRNA，可用________技术来检测；目的基因是否表达出相应的蛋白质，除了通过大肠杆菌是否发光来确定外，还可以通过________特异性反应来判断。
【答案】（1）荧光素酶基因 2
（2）具有特定的限制酶切割位点、具有某些标记基因
（3）维持稳定和表达 使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA分子的状态（或使大肠杆菌处于感受态细胞状态）
（4）分子杂交 抗原—抗体
【解析】（1）在此转基因工程中，目的基因是荧光素酶基因；图中所示的黏性末端是由2种限制性核酸内切酶作用产生的，其中第一个和第三个是由一种限制酶切割产生的，另外两个是由另一种限制酶切割产生的。（2）作为基因工程的载体必须具备的条件：要具有限制酶的切割位点；要有标记基因（如抗性基因），以便于重组细胞的筛选；能在宿主细胞中稳定存在并复制；是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞分离出来。（3）基因工程中，将体外重组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。最常用的转化方法是首先用Ca2＋处理大肠杆菌，目的是使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA分子的状态。（4）检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因，常用DNA分子杂交技术；检测目的基因是否表达出相应的蛋白质，常用抗原—抗体杂交技术。
考点2 基因工程的操作步骤
1．目的基因的获取
（1）直接分离法
①基因组文库与部分基因文库
基因文库类型
基因组文库
部分基因文库（cDNA文库）
构建基因文库的过程
②PCR技术
a．原理：DNA复制。
b．需要条件：模板DNA、引物、四种脱氧核苷酸、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）。
c．过程：DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。
（2）人工合成法

2．基因表达载体的构建——基因工程的核心
（1）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。
（2）基因表达载体的组成及作用
（3）基因表达载体的构建过程
3．将目的基因导入受体细胞（转化）
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。转化的关键是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。
（1）受体细胞种类不同，导入方法不同
生物种类
植物细胞
动物细胞
微生物
细胞常用方法
农杆菌转化法
显微注射法
转化法
受体细胞
体细胞
受精卵
原核细胞
转化过程
将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上→导入农杆菌→侵染植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达
将含有目的基因的表达载体提纯→取卵（受精卵）→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物
Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
（2）基因工程产物不同、选择的受体细胞类型也不相同
①培育转基因植物：受体细胞可以是受精卵、体细胞（需经植物组织培养成为完整植株）。
②培育转基因动物：受体细胞为受精卵，若用体细胞作为受体细胞，则需经核移植技术培养成转基因动物。
③生产蛋白质产品：一般选用大肠杆菌等原核生物作为受体细胞，因原核生物具有一些其他生物没有的特点，如繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等。
4．目的基因的检测与鉴定
【易混易错】
基因工程操作过程中的5个易错点
（1）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动子与终止子之间的部位。
（2）基因工程操作过程中只有第三步（将目的基因导入受体细胞）没有碱基互补配对现象：第一步存在逆转录法获得DNA，第二步存在黏性末端连接现象，第四步存在检测分子水平杂交。
（3）农杆菌转化法原理：农杆菌易感染植物细胞，并将其Ti质粒上的T-DNA转移并整合到受体细胞染色体DNA上。
（4）标记基因的种类和作用：标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞。常见的有抗生素抗性基因、发光基因（表达产物为带颜色的物质）等。
（5）受体细胞的选择：受体细胞常用植物受精卵或体细胞（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。
调研1 科学家通过基因工程，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入到普通棉株细胞内，并成功实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉。其过程大致如图所示：
（1）基因工程的操作程序主要包括四个步骤，其核心是___________________________。
（2）获取Bt毒蛋白基因的方法一般有________、________等。
（3）Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T-DNA，把目的基因插入Ti质粒的T-DNA中是利用了T-DNA的________________特点。Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为_____________________。
（4）将目的基因导入受体细胞的方法很多，在该题中涉及的方法_______________________。
（5）一个基因表达载体的组成必须有____________________________等。
（6）目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键是_____________。这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是______________。若从个体水平如何检测？_______________。
【答案】（1）基因表达载体的构建
（2）从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成等（任意两个均可）
（3）可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA分子上 转化
（4）农杆菌转化法
（5）启动子、终止子、目的基因和标记基因（四者缺一不可）
（6）目的基因是否插入至受体细胞的染色体DNA分子上 DNA分子杂交技术 进行抗虫的接种实验
【解析】基因工程一般包括四个基本操作步骤，其中基因表达载体的构建是基因工程的核心。一个基因表达载体的组成必须有启动子、终止子、标记基因和目的基因。获取目的基因的方法有三种：从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成等。将目的基因导入受体细胞的过程，称为转化。将目的基因导入植物细胞一般采用农杆菌转化法，还有基因枪法、花粉管通道法等，农杆菌转化法是利用了Ti质粒的T-DNA的可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA分子上的特点。目的基因是否插入至受体细胞的染色体DNA分子上，是目的基因能否在棉花植株内维持和表达其遗传特性的关键。检测目的基因是否成功导入的方法有两类，一是从分子水平通过DNA分子杂交技术或抗原—抗体杂交技术进行鉴定，二是从个体水平通过抗虫的接种实验来进行检测。
考点3 基因工程的应用与蛋白质工程
一、基因工程的应用
1．植物基因工程
外源基因类型及举例
成果举例
抗虫转基因植物
抗虫基因：Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因
抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米
抗病转基因植物
（1）抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因、病毒复制酶基因；
（2）抗真菌基因：几丁质酶基因、抗毒素合成基因
抗病毒烟草、抗病毒小麦
抗逆转基因植物
抗逆基因：调节细胞渗透压基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因
抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、抗除草剂的大豆和玉米
改良品质的转基因植物
优良性状基因：必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因、控制番茄成熟的基因、与植物花青素代谢有关的基因
高赖氨酸玉米、耐储存番茄、新花色矮牵牛
2．动物基因工程
外源基因类型及举例
成果举例
提高生长速度的转基因动物
外源生长激素基因
转基因鲤鱼
改善畜产品品质的转基因动物
肠乳糖酶基因
乳汁中含乳糖较少的转基因牛
生产药物的转基因动物
药用蛋白基因＋乳腺蛋白基因的启动子
转基因动物具有乳腺生物反应器
作器官移植供体的转基因动物
外源的抑制抗原决定基因表达的调节因子或除去供体的抗原决定基因
无免疫排斥反应的转基因猪
3．基因治疗与基因诊断
基因治疗
基因诊断
原理
基因重组及基因表达
DNA分子杂交
方法
将正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，以达到治疗疾病的目的
制作特定DNA探针与病人样品DNA混合分析杂交带情况，判断患者是否出现了基因异常或携带病原体
进展
临床实验
临床应用
【易混易错】
（1）用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”，而青霉素是诱变后的高产青霉菌产生的，不是通过基因工程改造的工程菌产生的。
（2）用基因工程生产的药品，从化学成分上分析都应该是蛋白质类。
（3）动物基因工程的实施主要是为了改善畜产品的品质，不是为了产生体型巨大的个体。
（4）并非所有个体都可作为乳腺生物反应器，制备乳腺生物反应器通常是针对雌性个体进行的操作。
二、蛋白质工程与基因工程的比较
项目
蛋白质工程
基因工程
区别
原理
中心法则的逆推、中心法则
基因重组
过程
预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质
获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定
实质
定向改造或生产人类所需的蛋白质
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（基因的异体表达）
结果
生产自然界没有的蛋白质
生产自然界已有的蛋白质
联系
①蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程
②基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造
调研1 干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子中的一个半胱氨酸变成丝氨酸，就可以在－70 ℃条件下保存半年，给广大患者带来了福音。
（1）蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”：
（2）基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程在原则上只能生产________的蛋白质，不一定符合________的需要。而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过________或________，对现有蛋白质进行________，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。
（3）蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的________结构。
（4）对天然蛋白质进行改造，应该直接对蛋白质分子进行操作，还是通过对基因的操作来实现？____________________________________。原因是________________________________。
【答案】（1）预期的蛋白质功能 预期的蛋白质结构 应有的氨基酸序列 相对应的脱氧核苷酸序列（基因）
（2）自然界已存在 人类生产和生活 基因修饰 基因合成 改造
（3）空间（或高级）
（4）应该从对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造 首先，任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因也就是改造了蛋白质，并且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传给下一代。如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子还是无法遗传；其次，对基因进行改造比对蛋白质直接进行改造要容易操作，难度要小得多
1．（2017·河北沧州模拟）如图表示从苏云金芽孢杆菌分离出杀虫晶体蛋白基因（简称Bt基因）及形成转基因抗虫植物的图解。请分析回答：
（1）写出b过程的表达式_____________________________________。
（2）人工合成目的基因的方法有：①____________________________________________________；
②________________。
（3）将目的基因和载体（质粒）结合的工具酶有________酶和________酶。
（4）科学家计划从哺乳动物的乳汁中提取某种抗体，应将控制抗体合成的基因导入该种动物的________中，导入基因成功表达的标志是__________________。
【答案】（1）Bt基因mRNA原毒素（晶体蛋白）
（2）①以目的基因的mRNA为模板反转录为单链DNA，然后在DNA聚合酶的作用下合成双链DNA ②依照蛋白质的氨基酸序列，通过密码子推算出基因序列，然后直接合成目的基因
（3）限制性核酸内切 DNA连接
（4）受精卵 动物乳汁中含此种抗体
2．根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
（1）cDNA文库属于________基因文库，其构建方法是：用某种生物发育的某个时期的________反转录产生的cDNA片段，与________连接后储存在一个受体菌群中。
（2）切割DNA分子的工具是________，它能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的________断开，形成黏性末端或平末端。
（3）基因工程中所使用的DNA连接酶有两类。既可以“缝合”黏性末端，又可以“缝合”平末端的是________DNA连接酶。
（4）将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是___________________________；如果受体细胞是大肠杆菌，需要用________处理细胞，使之成为感受态细胞，才能吸收DNA分子。
【答案】（1）部分 mRNA 载体
（2）限制性核酸内切酶 磷酸二酯键
（3）T4
（4）农杆菌转化法 Ca2＋
3．回答以下有关基因工程的知识：
（1）获取目的基因时，可从基因文库中直接提取，而基因文库包括________和________，其中要用到反转录技术的是________。
（2）构建基因表达载体时，用限制酶Ⅰ切割质粒载体可产生“”的片段，该限制酶识别的核苷酸序列是__________________，用限制酶Ⅱ切割含有目的基因的DNA，两种酶切割DNA产生的末端能拼接在一起，则限制酶Ⅱ必须具有________的特点。
（3）将目的基因导入受体细胞时，如果受体细胞是水稻（单子叶植物）细胞，则常用的方法是______________；如果受体细胞是大肠杆菌，则需要用钙离子处理，处理后的细胞具有______________的特点。
（4）检测与鉴定目的基因时，检测目的基因在真核细胞中能否稳定遗传的关键是______________。鉴定目的基因是否成功表达，除了分子水平检测外，还可以从________水平进行鉴定。
【答案】（1）基因组文库 部分基因文库（如cDNA文库） cDNA文库
（2） 切割产生的DNA片段末端与限制酶Ⅰ切割产生的相同
（3）基因枪法 容易从周围环境吸收DNA分子
（4）检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因 （生物）个体
【解析】cDNA文库中的DNA是由mRNA经逆转录酶催化合成的；一个完整的基因表达载体包括启动子、终止子、标记基因、目的基因和复制原点等；将目的基因导入单子叶植物细胞内常用的方法是基因枪法。
4．下图是从酵母菌中获取某植物需要的控制某种酶合成的基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：
（1）图中cDNA文库________（填“大于”“小于”或“等于”）基因组文库。
（2）①过程提取的DNA需要________的切割，B过程是________。
（3）为在短时间内大量获得目的基因，可用________扩增的方法，其原理是________。
（4）目的基因获取之后，需要进行________________________________________________，其组成必须有__________________________以及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。
（5）将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是__________________，其能否在此植物体内稳定遗传的关键是_____________，可以用________技术进行检测。
（6）如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性，需要对现有蛋白质进行改造，这要通过蛋白质工程。首先要设计预期的________，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的________。
（7）除植物基因工程硕果累累之外，在动物基因工程、基因工程药物和基因治疗等方面也取得了显著成果，请列举出至少两方面的应用：__________________。
【答案】（1）小于
（2）限制酶 逆转录
（3）PCR技术 DNA复制
（4）基因表达载体的构建 启动子、终止子、目的基因（复制原点可不答）
（5）农杆菌转化法 目的基因是否整合到植物细胞的染色体上 DNA分子杂交
（6）蛋白质结构 脱氧核苷酸序列
（7）乳腺生物反应器；体外基因治疗复合型免疫缺陷综合征（其他合理答案也可）
【解析】（1）cDNA文库为部分基因文库，它小于代表该物种全部基因的基因组文库。（2）①过程是提取目的基因，可用限制性核酸内切酶切割，B过程是以mRNA为模板合成DNA，即逆转录过程。（3）获取目的基因的方法包括直接分离法、人工合成法及用PCR技术扩增目的基因等。PCR技术扩增目的基因的原理是DNA复制。（4）目的基因和载体结合形成重组质粒被称为基因表达载体的构建，基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因、终止子、复制原点等。（5）将目的基因导入双子叶植物细胞常用的方法为农杆菌转化法，目的基因导入后可用DNA分子杂交技术进行检测。（6）设计新的蛋白质，对蛋白质进行改造需要用蛋白质工程。首先要对蛋白质结构进行设计，再推断蛋白质应有的氨基酸序列，然后推断对应的目的基因的碱基序列，最终合成目的基因。（7）基因工程在医学方面具有重要作用，如基因诊断、基因治疗、生产基因工程药物等。
5．为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。
（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性核酸内切酶作用于图中的________（填“a”或“b”）处，DNA连接酶作用于________（填“a”或“b”）处。
（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和________法。
（3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用________技术，该技术的核心是________和________。
（4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的________作探针进行分子杂交检测，又要用________方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
【答案】（1）a a
（2）基因枪
（3）植物组织培养 脱分化（去分化） 再分化
（4）耐盐基因（目的基因） 一定浓度盐水浇灌（植株移栽到盐碱地中）
6．（2017北京卷·5）为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C（图1），拟将其与质粒（图2）重组，再借助农杆菌导入菊花中。
下列操作与实验目的不符的是
A．用限制性核酸内切酶EcoRI和连接酶构建重组质粒
B．用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞
C．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞
D．用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上
【答案】C
【考点定位】基因工程
【名师点睛】本题考查基因工程的相关知识，掌握基因工程操作流程及各个操作依据的原理是正确解答该题的关键。
7．（2017新课标II·38）[生物——选修3：现代生物科技专题]（15分）
几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。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，根据中心法则分析，其可能的原因是__________________________。
【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
【考点定位】基因工程
【名师点睛】本题主要考查了基因工程等有关知识，旨在考查学生对基因工程操作步骤及细节的深层理解，综合性强，有一定的难度。
易错点为第一问，衰老叶片基因表达水平低，叶片不易研磨破碎，组织细胞不能充分裂解，RNA提取不充分，而且老叶富含多酚物质，当其氧化后，会使得RNA沉淀变成褐色，干扰了后续实验。第二问填写反转录的原理注意三点：酶、模板、碱基互补配对的原则。第三问考查不能直接将目的基因直接导入受体细胞的原因（目的基因无复制原点、目的基因无表达所需启动子），学生需要注意对教材知识的深入理解，教师注意深挖教材。
8．（2017新课标I·38） [生物——选修3：现代生物科技专题]（15分）
真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）。回答下列问题：
（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是_____________________。
（2）若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用____________________作为载体，其原因是_____________________。
（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_________________（答出两点即可）等优点。
（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是___________________（填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”）。
（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是
_________________________。
【答案】（1）基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A
（2）噬菌体 噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕
（3）繁殖快、容易培养
（4）蛋白A的抗体
（5）DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体
【考点定位】基因结构、原核生物与真核生物基因转录的不同、目的基因的检测等知识。
【明师点睛】本题考查基因结构、原核生物与真核生物基因转录的不同、目的基因的检测等知识，要求考生能正确分析原核生物与真核生物基因转录的不同，掌握基因的结构、目的基因的检测方法。
9．（2016新课标I·39）某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活（Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamHⅠ酶切后，与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：
（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有________________（答出两点即可），而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。
（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是__________；并且________和________的细胞也是不能区分的，其原因是____________。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有________的固体培养基。
（3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于________。
【答案】（1）能自我复制、具有标记基因
（2）二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的基因的重组质粒（或答含有重组质粒） 二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长 四环素
（3）受体细胞
【解析】（1）质粒作为载体应具备的基本条件有：能自我复制、具有标记基因、含有一至多个限制酶切割位点等。（2）由题意可知，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞中均不含有氨苄青霉素抗性基因，所以在含有氨苄青霉素的培养基上均不能生长。质粒载体上含有氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，插入了目的基因的重组质粒中仅含有氨苄青霉素抗性基因，所以含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞均能在含有氨苄青霉素的培养基上生长，但前者可以在含有四环素的培养基上生长而后者不能，所以可用含有四环素的培养基筛选出含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落。（3）噬菌体属于病毒，病毒增殖过程中所需的原料、酶等均来自于受体细胞。

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