2018版高考生物二轮复习讲义: 板块六 专题十五 第1讲 基因工程和细胞工程

选 考

专题十五 现代生物科技专题 第1讲 基因工程和细胞工程

[考纲要求] 1.基因工程的诞生(Ⅰ)。2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)。3.基因工程的应用(Ⅱ)。4.蛋白质工程(Ⅰ)。5.植物的组织培养(Ⅱ)。6.动物细胞培养与体细胞克隆(Ⅱ)。7.细胞融合与单克隆抗体(Ⅱ)。

构网络·核心知识串联(教师备用)

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提示:①DNA连接酶 ②基因表达载体的构建 ③基因 ④细胞的全能性、细胞膜的流动性 ⑤细胞增殖 ⑥动物细胞核的全能性 ⑦给小鼠注射抗原 ⑧产生专一抗体的杂交瘤细胞 考点1 基因工程和蛋白质工程(对应学生用书第88页) ■品真题——圈定高考考查范围………………………………………………?· 1.(2017·全国卷Ⅰ)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_________________________。

【解析】 (1)人是真核生物,从人的基因组文库中获得的基因A有内含子,而受体细胞大肠杆菌是原核生物,原核生物基因中没有内含子,相应的就没有切除内含子对应的RNA序列的机制,故无法表达出蛋白A。

(2)噬菌体是专一性侵染细菌的病毒,以细菌为宿主细胞,而昆虫病毒侵染的是昆虫,以昆虫为宿主细胞。家蚕属于昆虫,故应选用昆虫病毒作为载体。 (3)与家蚕相比,大肠杆菌具有繁殖快、容易培养等优点,故要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。

(4)检测基因A是否翻译出蛋白A,可用抗原—抗体杂交法。

(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中,S型细菌的DNA可以使R型细菌发生转化,说明可调控多糖荚膜产生的基因整合到了R型细菌的DNA分子中并成功得以表达。也就是说DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体并进行表达,这就为基因工程理论的建立提供了启示。

【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 2.(2017·全国卷Ⅱ)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___________。 【解析】 (1)与老叶相比,嫩叶组织细胞易破碎,容易提取到几丁质酶的mRNA。提取RNA时,提取液中添加RNA酶抑制剂可防止RNA被RNA酶催化降解。

(2)以mRNA为模板,按照碱基互补配对原则,在逆转录酶的作用下,通过逆转录(反转录)可以获得cDNA。

(3)因该目的基因是通过逆转录形成的,无表达所需的启动子,也无在受体细胞内进行复制所需的复制原点等,所以在受体细胞内不能稳定存在和表达,也不能遗传下去。

(4)构建基因表达载体时,DNA连接酶能催化目的基因和质粒载体这两个DNA片段之间形成磷酸二酯键。

(5)转基因植株的基因组中含有几丁质酶基因,但该植株抗真菌的能力并没有提高,可能是由于转录或翻译异常,即几丁质酶基因未能正常表达。 【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

3.(2017·全国卷Ⅲ)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成,编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成,如图1所示。

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