2017版高三生物一轮复习讲义第十单元:现代生物科技专题ppt

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共4个课件,4份习题。
  考点一 受精和胚胎发育
  1.精子和卵子的发生的比较
  项目 精子的发生 卵子的发生
  场所 睾丸的曲细精管 卵巢
  时间 从初情期开始 从胚胎出现性别分化后
  变形 需变形 不需变形
  分裂 均等分裂 不均等分裂
  结果 形成4个精子 形成1个卵子和3个极体
  2.受精
  (1)精子获能:刚刚排出的精子,不能立即与卵子受精,必须在雌性动物生殖道(子宫和输卵管)中经历一段时间,才能获得受精能力。
  (2)卵子的准备:卵子要在输卵管内进一步成熟,到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。
  (3)受精过程
  3.早期胚胎发育
  卵裂期(1)细胞分裂方式:有丝分裂(2)细胞数量增多,胚胎总体积不增加或略有 缩小
  考点一 植物细胞工程
  1.细胞工程
  (1)操作水平:细胞水平或细胞器水平。
  (2)目的:按照人的意愿去改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。
  2.植物细胞的全能性
  (1)概念:具有一个物种全套遗传物质的细胞具有发育成为一个新的生物个体的潜能。
  (2)原理:细胞内含有本物种的全部遗传信息。
  (3)全能性表达条件:具有完整的细胞结构,处于离体状态,提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。
  3.植物组织培养技术
  (1)原理:植物细胞具有全能性。
  (2)过程
  4.植物体细胞杂交技术
  (1)概念:将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
  (2)过程
  5.植物细胞工程的应用
  (1)微型繁殖:优点是能够保持亲本的优良性状。
  (2)作物脱毒:利用茎尖、根尖等无毒组织进行微型繁殖。
  (3)培育人工种子:可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。
  (4)作物新品种的培育:单倍体育种和突变体的利用。
  考点一 基因工程的概念和基本工具
  1.基因工程的概念
  (1)供体:提供目的基因。
  (2)操作环境:体外。
  (3)操作水平:分子水平。
  (4)原理:基因重组。
  (5)受体:表达目的基因。
  (6)本质:性状在受体体内的表达。
  (7)优点:克服远缘杂交不亲和的障碍,定向改造生物的遗传性状。
  2.DNA重组技术的基本工具
  (1)限制性核酸内切酶(简称:限制酶)
  ①来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
  ②作用:识别DNA分子上特定的脱氧核苷酸序列并断开特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
  ③结果:产生黏性末端或平口末端。
  (2)DNA连接酶
  ①作用:将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键。
  ②DNA连接酶和限制酶的关系
  (3)载体
  ①种类:质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
  ②质粒的特点能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有独特的标记基因
  [诊断与思考]
  1.判断下列说法的正误
  (1)限制酶只能用于切割目的基因( × )
  (2)DNA连接酶能将两碱基通过形成氢键连接起来( × )
  (3)E•coli DNA连接酶既可连接平口末端,又可连接黏性末端( × )
  (4)质粒是小型环状DNA分子,是基因工程常用的载体( √ )
  (5)载体的作用是携带目的基因并导入受体细胞中,使之稳定存在并表达( √ )
  2.下图中的图1和图2分别表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶的作用示意图。请据图回答:
  (1)请说出EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶识别的碱基序列及切割的位点。
  提示 EcoRⅠ限制酶识别的碱基序列是GAATTC,切割位点在G和A之间;SmaⅠ限制酶识别的碱基序列是CCCGGG,切割位点在G和C之间。
  (2)以上实例说明限制酶有何特性?
  提示 专一性。
  题组一 限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用
  1.如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化,图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是(  )
  A.①②③④ B.①②④③
  C.①④②③ D.①④③②
  答案 C
  解析 限制酶可在特定位点对DNA分子进行切割;DNA聚合酶在DNA分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链;DNA连接酶可将限制酶切开的磷酸二酯键连接在一起;解旋酶的作用是将DNA双链解开螺旋,为复制或转录提供模板。
  2.若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙),限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoR Ⅰ(G↓AATTC)和Sau3A Ⅰ(↓GATC)。下列分析合理的是(  )
  A.用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
  B.用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
  C.用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
  D.用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体
  答案 D
  解析 解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向,只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体,构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。
  题组二 载体的作用及特点分析
  3.下列关于载体的叙述中,错误的是(  )
  A.载体与目的基因结合后,实质上就是一个重组DNA分子
  B.对某种限制酶而言,载体最好只有一个切点,但还要有其他多种酶的切点
  C.目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等
  D.载体具有某些标记基因,便于对其进行切割
  答案 D
  解析 载体必须具备的条件有:①对受体细胞无害,不影响受体细胞正常的生命活动;②具有自我复制能力,或能整合到受体细胞的染色体DNA上,随染色体DNA的复制而同步复制;③具有一个至多个限制酶切点,以便目的基因可以插入到载体中;④带有特殊的标记基因,如抗生素抗性基因,以便于对外源基因是否导入进行检测;⑤载体DNA分子大小适合,以便于提取和进行体外操作。
  4.如图是表达新基因用的质粒的示意图,若要将目的基因插入到质粒上的A处,则切割基因时可用的是(  )
  A.HindⅢ B.EcoRⅠ
  C.EcoB  D.PstⅠ
  答案 C
  解析 A处有BamHⅠ、EcoB、ClaⅠ限制酶的切点,使用A~D中的EcoB切割时,才能让目的基因插入到A处。
  1.确定限制酶的种类
  (1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类
  ①应选择切点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择PstⅠ。
  ②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择SmaⅠ。
  ③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EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。
  (2)根据质粒的特点确定限制酶的种类
  ①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致,以确保具有相同的黏性末端。
  ②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;如果所选酶的切点不止一个,则切割重组后可能会丢失某些片段,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。
  2.载体上标记基因的标记原理
  载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后,抗性基因在受体细胞内表达,使受体细胞能够抵抗相应抗生素,所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞,原理如下图所示:
  考点二 基因工程的操作过程与蛋白质工程
  1.基因工程的操作过程与应用
  (1)基因工程的操作步骤
  ①获取目的基因—a.从基因文库中获取b.利用PCR技术扩增c.通过化学方法人工合成
  ↓
  ②构建基因表达载体—组成a.目的基因b.启动子c.终止子d.标记基因
  ↓
  ③导入目的基因—方法a.植物:农杆菌转化法、基因 枪法、花粉管通道法b.动物:显微注射法c.微生物:感受态细胞法
  ↓
  ④检测和鉴定目的基因a.利用DNA分子杂交法检测目的基因的有无b.利用分子杂交技术检测目的基因的转录c.利用抗原—抗体杂交技术检测目的基因的翻译d.利用个体生物学水平的鉴定检测重组性状的表达
  (2)基因工程的应用:培育转基因植物和转基因动物,生产基因工程药物,进行基因治疗。
  (3)目的基因导入不同受体细胞的过程
  生物种类 植物 动物 微生物
  常用方法 农杆菌转化法 显微注射法 感受态细胞法
  受体细胞 体细胞或
  受精卵 受精卵 原核细胞
  转化过程 将目的基因插入到Ti质粒的T­DNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞染色体的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DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子
  (4)基因治疗与基因诊断的不同点
  原理 操作过程 进展
  基因
  治疗 基因表达 利用正常基因导入有基因缺陷的细胞中,以表达出正常性状来治疗(疾病) 临床
  实验
  基因
  诊断 碱基互补
  配对 制作特定DNA探针并与病人样品DNA混合,分析杂交带情况 临床
  应用
  2.蛋白质工程
  (1)流程图
  写出流程图中字母代表的含义:
  A.转录,B.翻译,C.分子设计,D.多肽链,E.预期功能。
  (2)结果:改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。
  (3)应用:主要集中应用于对现有蛋白质进行改造,改良生物性状。
  [诊断与思考]
  1.判断下列说法的正误
  (1)抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达( √ )
  (2)应用DNA探针技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达( × )
  (3)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌,获得能产生人干扰素的菌株( √ )
  (4)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品,如人的血清白蛋白,这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中( × )
  (5)为培育出抗除草剂的作物新品种,导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体( × )
  (6)蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改变分子的结构( × )
  (7)目前在抗菌性和溶血性均较强的多肽P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物,首先要做的是依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽( √ )
  2.如图为抗虫棉的培育过程,请据图回答下列问题:
  (1)该基因工程中的目的基因和载体分别是什么?一般情况下,为什么要用同一种限制酶处理目的基因和载体?
  提示 目的基因是Bt毒蛋白基因,载体是Ti质粒。用同一种限制酶处理目的基因和载体,可以获得相同的黏性末端,便于构建基因表达载体。
  (2)该实例中,采用何种方法导入目的基因?为什么目的基因可以整合到染色体的DNA上?
  提示 采用的方法是农杆菌转化法,由于Ti质粒上的T­DNA可转移到受体细胞且能整合到受体细胞的染色体DNA上,而目的基因又插入到了T­DNA上,所以目的基因可以整合到受体细胞的染色体DNA上。
  (3)该实例中,检测目的基因是否表达常见的方法有哪两种?
  提示 抗原—抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。
  题组一 获取目的基因及构建基因表达载体
  1.下图表示用化学方法合成目的基因Ⅰ的过程。据图分析,下列叙述正确的是(  )
  A.过程①需要DNA连接酶
  B.过程②需要限制性核酸内切酶
  C.目的基因Ⅰ的碱基序列是已知的
  D.若某质粒能与目的基因Ⅰ重组,则该质粒和目的基因Ⅰ的碱基序列相同
  答案 C
  解析 题图所示为化学方法合成目的基因的过程。①②过程依赖碱基互补配对原则进行。质粒和目的基因的碱基序列一般不相同。
  2.下图是利用基因工程技术生产可食用疫苗的部分过程,其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶。下列有关说法中正确的是(  )
  A.图示过程是基因工程的核心步骤,所需的限制性核酸内切酶均来自原核生物
  B.图示中构建基因表达载体时,需用到一种限制性核酸内切酶
  C.一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核糖核苷酸序列
  D.抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来
  答案 D
  解析 图示表示构建基因表达载体的过程,这是基因工程的核心步骤,所需的限制性核酸内切酶一般来自原核生物,A错误;构建基因表达载体时需要用到EcoRⅠ、PstⅠ限制性核酸内切酶,B错误;限制酶具有特异性,即一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列并在特定的位点切割,C错误;抗卡那霉素基因作为标记基因,主要作用是筛选含有目的基因的受体细胞,D正确。
  题组二 基因工程的操作及应用实例分析
  3.下面图1为某植物育种流程,图2表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。下列相关叙述错误的是(  )
  A.图1子代Ⅰ与原种保持遗传稳定性,子代Ⅱ和子代Ⅲ选育原理相同
  B.图1子代Ⅲ选育显性性状需自交多代,子代Ⅴ可能发生基因突变和染色体变异
  C.图2中①过程的完成需要限制酶和DNA连接酶的参与
  D.图2中⑥可与多个核糖体结合,并可以同时翻译出多种蛋白质
  答案 D
  解析 子代植株Ⅰ是体细胞培养产生的,利用的原理是植物细胞的全能性,属于无性繁殖,所以与原种保持着遗传稳定性;子代植株Ⅱ为基因工程育种产生的、子代植株Ⅲ为杂交育种产生的,选育的原理都为基因重组,A正确;子代Ⅲ的选育过程为杂交育种,如果需要显性纯合子,则一定要自交选育多代;子代Ⅴ的选育过程需要用物理因素、化学因素等来处理生物,所以可能发生基因突变和染色体变异,B正确;图2中①过程是构建基因表达载体,其完成需要限制酶和DNA连接酶的参与,C正确;图2中⑥可与多个核糖体结合,并可以同时翻译出多个同种蛋白质分子,D错误。
  4.为增加油菜种子的含油量,研究人员尝试从陆地棉基因库中获取的酶D基因与位于拟南芥叶绿体膜上的转运肽基因相连,导入油菜细胞并获得转基因油菜品种,酶D基因、转运肽基因所含三种限制酶(ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ)的切点如图所示。请回答下列问题:
  (1)用限制酶________和______________酶处理两个基因后,可得到A、D端相连的目的基因。
  (2)将上述目的基因插入如图所示质粒的____________中,构建__________________,然后将其导入农杆菌中。
  (3)利用________________法将目的基因导入油菜叶片中,并通过筛选获得转基因油菜细胞,通过______________________技术可培育成转基因油菜植株。
  (4)用__________________法可检测转基因油菜的染色体DNA上是否插入了目的基因,用__________________法可检测转基因油菜植株中的目的基因是否翻译成蛋白质。
  答案 (1)ClaⅠ DNA连接 (2)T­DNA 基因表达载体 (3)农杆菌转化 植物组织培养 (4)DNA分子杂交 抗原—抗体杂交
  解析 (1)用限制酶ClaⅠ和DNA连接酶处理两个基因后,就能得到A、D端相连的目的基因。(2)将上述目的基因插入题图所示质粒的T­DNA中,构建基因表达载体,并导入农杆菌中。(3)采用农杆菌转化法将目的基因导入油菜体细胞中。获得转基因油菜细胞后,可通过植物组织培养技术将其培育成转基因油菜植株。(4)用DNA分子杂交法可检测转基因油菜的染色体DNA上是否插入了目的基因,用抗原—抗体杂交法可检测转基因油菜植株中的目的基因是否成功表达出相关的蛋白质。
  题组三 蛋白质工程概念和过程的辨析
  5.现代生物技术并不是各自独立的,而是相互联系、相互渗透的。下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②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,原因是_____________________________________________________。
  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(且改造基因易于操作)
  解析 (1)由图分析知该生产流程中应用到的现代生物技术有蛋白质工程、基因工程、胚胎移植技术等。(2)图中A、B分别表示推测应有的氨基酸序列、基因表达载体。(3)为提高培育成功率,进行②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DNA分子杂交,对受体动物的处理是用促性腺激素进行同期发情处理。(4)由于改造后的基因能够遗传(且改造基因易于操作),因此蛋白质工程中,要对蛋白质结构进行设计改造,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。
  1.几种目的基因获取方法的比较
  方
  法 从基因文库中获取 人工合成
  从基因组文
  库中获取 从部分基
  因文库,如
  cDNA文库中获取 化学合
  成法 逆转
  录法
  过
  程
  2.基因表达载体中启动子、终止子的来源
  (1)如果目的基因是从自然界中已有的物种中分离出来的,在构建基因表达载体时,不需要在质粒上目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子,因为目的基因中已含有启动子、终止子。
  (2)如果目的基因是通过人工方法合成的,或通过基因文库获得的,则目的基因是不含启动子和终止子的。若只将基因的编码序列导入受体生物中,目的基因没有启
  动子、终止子,是无法转录的,因此,在构建基因表达载体时,需要在与质粒结合之前,在目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子。
  3.基因工程中的几种检测方法
  4.蛋白质工程与基因工程的比较
  (1)区别
  项目 蛋白质工程 基因工程
  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 获取目的基因→构建基因表达载体→导入目的基因→检测和鉴定目的基因
  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和生物产品
  结果 可生产自然界没有的蛋白质 只能生产自然界已有的蛋白质
  (2)联系
  ①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。
  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。
  考点三 转基因生物的安全性与生物武器
  1.转基因生物的安全性
  (1)转基因植物的安全性
  ①食用安全问题。
  ②对生态系统的影响
  a.转基因植物的扩散对生物多样性有无影响。
  b.导入的目的基因是否会扩散漂移到其他物种体内而导致自然界的混乱。
  c.若大面积种植转基因植物,其残体分解物、根部分泌物等是否会对生态与环境造成大规模的负面效应等。
  (2)转基因动物的安全性
  ①对人体健康的影响。
  ②对生态系统的影响。
  (3)转基因生物安全性的保障措施
  ①保障公众对所购食品是否来源于转基因生物拥有知情权。
  ②国家应建立相应的评估及预警机制。
  2.生物武器的危害性
  (1)所用微生物种类
  ①细菌:霍乱弧菌、炭疽杆菌等。
  ②病毒:埃博拉病毒、天花病毒等。
  (2)被用作生物武器的方法
  ①将致病基因插入不致病的微生物体内。
  ②将抗普通疫苗或药物的基因插入致病细菌或病毒中。
  ③用于研制针对某一特定种群的生物武器。
  [诊断与思考]
  1.判断下列说法的正误
  (1)国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害( × )
  (2)转入油菜的抗除草剂基因,可能通过花粉传入环境中( √ )
  (3)目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上( √ )
  (4)转基因作物被动物食用后,目的基因会转入动物体细胞中( × )
  (5)种植转基因植物有可能因基因扩散影响野生植物的遗传多样性( √ )
  (6)我国禁止生殖性克隆和治疗性克隆( × )
  (7)我国反对生物武器,但我国在特殊情况下可以生产生物武器( × )
  2.转基因生物存在安全性问题的原因
  (1)目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。
  (2)目的基因往往是异种生物的基因。
  (3)外源基因插入宿主细胞基因组的部位往往是随机的。
  3.生物武器有哪些局限性?
  提示 (1)生物武器主要指病原微生物,它们的生存、繁殖、死亡易受环境条件的影响。(2)受地形、方向等多种条件的影响。(3)使用不易控制,使用不当可危害本方安全。
  题组一 转基因技术的安全性分析
  1.下列关于转基因生物安全性的叙述中,错误的是(  )
  A.我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度
  B.国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害
  C.开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提
  D.目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上
  答案 B
  解析 本题用直选法。对转基因食品只是要求标注“转基因**”等字样,并没有在转基因食品标签上警示性注明可能的危害,B错误。
  2.阅读以下材料,回答问题:
  材料 自1984年第一例转基因鱼在我国诞生以来,转基因鱼的研究取得很大进步。如转入外源生长激素(GH)基因的鱼生长速度快,饵料转化率高,但鱼类易于逃逸、扩散,因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题,需研究转基因鱼对生态系统的压力及外源基因的扩散问题。最近,我国科学家只是将三倍体的转基因鱼投入自然系统。
  (1)转基因鱼培育成功的物质基础是____________________________________________。
  (2)已知人的GH是一个含有191个氨基酸的蛋白质,若将人的GH基因转移到鱼体内,则转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是________个。
  (3)转基因鱼通过较高的能量转化效率取得较高的特定生长率,以至生长快于非转基因鱼,蛋白质转换效率也显著高于非转基因鱼。其可能的原因是________________________________
  ________________________________________________________________________________________________________________。
  (4)鱼类易于逃逸、扩散,因此转基因鱼的生态安全性问题是很值得研究的问题,试分析引起生态安全性问题的原因:__________________________________________________________
  _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
  (5)多倍体鱼类对控制过度繁殖是有效的,培育成功的三倍体“湘云鲫”,其形成过程是________________________________________________________________________
  ________________________________________________________________________。
  试从保障生态安全性问题分析只投放三倍体鱼的原因:________________________________________________________________________
  ________________________________________________________________________
  ________________________________________________________________________。
  答案 (1)遗传物质都是DNA (2)1 146 (3)转基因鱼受体内合成了大量生长激素,生长激素能促进蛋白质合成 (4)转基因鱼与同种野生鱼杂交,使野生鱼带有转基因,具有生长优势,使其捕食对象大量减少,与其他物种竞争,引起生态危机 (5)转基因的二倍体个体加倍为四倍体转基因个体,然后二倍体与四倍体杂交形成三倍体 三倍体鱼不能繁殖,可以人工控制养殖数量和范围,避免发生杂交、竞争,引起生态危机
  解析 (1)转基因技术就是通过基因拼接,把目的基因拼接到载体上,实质上是DNA之间的连接。(2)GH是含有191个氨基酸的蛋白质,由于氨基酸、控制蛋白质合成的mRNA上的碱基数目及控制蛋白质合成的DNA上的碱基数目,三者的比值为1∶3∶6,所以转基因鱼增加的脱氧核苷酸数至少是1 146个。(3)该转基因鱼转入的是生长激素基因,生长激素能促进生长,主要是促进蛋白质的合成和骨的生长。(4)转基因鱼由于具有易于逃逸、扩散的特点,当这种鱼扩散到其他环境时,与其他种类的鱼杂交,被转入的基因就有可能转移到其他的鱼体内,造成基因污染;同时,由于该种转基因鱼具有较强的生长优势,使其捕食对象大量减少,与其他物种竞争时,优势明显,所以可能引起生态危机。(5)三倍体鱼由于不能产生正常的生殖细胞,无法繁殖后代,因此不会造成生态危机。
  题组二 生物武器的危害分析
  3.生物武器的危害有传染性强的特点,针对这一特点,下列哪项不是防治生物武器的有效措施(  )
  A.提前接种和个人的防护
  B.发现病人,立即报告,及时隔离
  C.注意切断传播途径
  D.只注意环境消毒,不注意动植物灭菌
  答案 D
  解析 防护生物武器,既要注意环境消毒,又要注意动植物灭菌,因为动植物也可以成为传染源。
  4.若转基因技术被滥用,恐怖组织就会将它用于恐怖行为,下列不属于恐怖行为的是(  )
  A.把蜡状杆菌通过转基因技术改造成像炭疽杆菌一样的致病菌
  B.把炭疽杆菌基因通过转基因技术重组到人体内,使人具有免疫力
  C.把流感病毒基因改造,只会使具有某种易感基因的人群感染,而其他人却不易感染
  D.将生物毒素分子的基因与流感病毒的基因拼接在一起
  答案 B
  解析 经过基因重组获得的致病菌属于生物武器的一种,A错误;炭疽杆菌是一种让感染者死亡率极高的致病
  菌,使人具有该病菌的免疫力不是转基因技术的滥用,不属于恐怖行为,B正确;把流感病毒基因改造,只会使具有某种易感基因的人群感染,属于恐怖行为,C错误;将生物毒素分子的基因与流感病毒的基因拼接在一起,属于恐怖行为,D错误。
  关于生物技术安全性的两点说明
  (1)转基因生物存在安全性问题的原因归纳
  ①目前对基因的结构、调控机制及基因间的相互作用了解有限。
  ②目的基因往往是异种生物的基因。
  ③外源基因插入宿主基因组的部位往往是随机的。
  ④转基因生物具有较强的生长优势,其他物种竞争力弱而大量死亡,引起生态危机。
  (2)安全性常见误区
  ①引入外来物种≠增加生物多样性:如果引进的生物会破坏环境或者对当地生物的生存造成影响,可能会造成生物多样性的锐减。
  ②转基因生物具有危害≠阻止技术的发展:应用正确态度对待转基因技术,不能因为可能的危害而阻止技术的发展。
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  要语强记
  1.限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别特定的碱基序列,并在特定的位点上进行切割。
  2.DNA连接酶的作用部位是磷酸二酯键。
  3.质粒是常用的载体,它是一种小型的环状DNA分子,具有一个至多个限制酶切割位点及标记基因。
  4.目的基因的获取有从基因文库中获取和人工合成两类方法。
  5.基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因。
  6.目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法;导入动物细胞常用显微注射法,导入微生物细胞常用感受态细胞法。
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  1.(2015•重庆,6)下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述,正确的是(  )
  A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反(逆)转录获得
  B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点
  C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来
  D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用
  答案 C
  解析 人肝细胞不能合成胰岛素,则人肝细胞中不含有胰岛素的mRNA,不能通过逆转录获得人胰岛素基因,A错误;表达载体的复制启动于复制起点,胰岛素基因的表达启动于启动子,B错误;抗生素抗性基因是标记基因,可用于筛选含胰岛素基因的受体细胞,C正确;启动子在转录过程中起作用,终止密码子在翻译过程中起作用,D错误。
  2.(2014•广东,25)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示,下列叙述正确的是(多选)(  )
  A.过程①需使用逆(反)转录酶
  B.过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因
  C.过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备
  D.过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞
  答案 AD
  解析 A项,过程①是通过逆转录获取DNA,逆转录过程需要用到逆转录酶。B项,过程②指的是从cDNA文库中获取目的基因,不需要利用PCR技术,也用不到解旋酶。C项,过程③中使用的感受态细胞要用CaCl2溶液制备,而不是用NaCl溶液制备。D项,过程④鉴定目的基因是否已经导入受体细胞,可以用标记的目的基因为探针来检测受体细胞中是否存在目的基因,即利用DNA分子杂交鉴定。
  3.(2012•江苏,13)下列关于转基因生物安全性的叙述,错误的是(  )
  A.种植转基因作物应与传统农业种植区隔离
  B.转基因作物被动物食用后,目的基因会转入动物体细胞中
  C.种植转基因植物有可能因基因扩散而影响野生植物的遗传多样性
  D.转基因植物的目的基因可能转入根际微生物
  答案 B
  解析 种植转基因作物(如抗虫棉)应与传统农业(普通棉花)种植区隔离,否则转基因作物中的基因可能扩散到普通作物中,使传统农业种植区的产量受到很大的影响,A项正确;目的基因为DNA分子,动物食用后会被消化成小分子脱氧核苷酸,所以目的基因不会转入动物体细胞中,B项错误;种植转基因作物,可能通过花粉扩散而使野生植物获得新基因,从而影响野生植物的遗传多样性,C项正确;导入转基因植物的外源基因有可能与感染转基因植物的某些根际微生物杂交,从而重组出对人类或其他生物有害的病原体,D项正确。
  4.(2015•全国Ⅱ,40)已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列问题:
  (1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的____________________进行改造。
  (2)以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有修饰________基因或合成________基因,所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括______________的复制,以及遗传信息在不同分子之间的流动,即:____________________________________________
  ____________________________________________________________________________________________________。
  (3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过________________________________________________________________________
  和____________________,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物________进行鉴定。
  答案 (1)氨基酸序列(或结构)(其他答案合理也可)
  (2)P P1 DNA和RNA(或遗传物质) DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)
  (3)设计蛋白质的结构 推测氨基酸序列 功能
  解析 (1)对蛋白质的氨基酸序列(或结构)进行改造,可达到改变蛋白质的功能的目的。(2)以P基因序列为基础,获得P1基因,可以对P基因进行修饰改造,也可以用人工方法合成P1基因;中心法则的全部内容包括,即:DNA、RNA的复制、DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)。(3)蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过设计蛋白质结构和推测氨基酸序列,推测相对应的脱氧核苷酸序列,并获取基因。经表达的蛋白质,要对其进行生物功能鉴定。
  5.(2015•四川,9)将苏云金杆菌Bt蛋白的基因导入棉花细胞中,可获得抗棉铃虫的转基因棉,其过程如下图所示:
  注:农杆菌中Ti质粒上只有TDNA片段能转移到植物细胞中。
  (1)过程①需用同种__________________酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。为将过程②获得的含重组质粒的农杆菌筛选出来,应使用________培养基。
  (2)过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让________进入棉花细胞;除尽农杆菌后,还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养,目的是_____________________________
  ___________________________________________________________________________________________________________________。
  (3)若过程④仅获得大量的根,则应在培养基中增加__________________以获得芽;部分接种在无激素培养基上的芽也能长根,原因是____________________________________________
  ____________________________________________________________________________。
  (4)检验转基因棉的抗虫性状,常用方法是__________________。种植转基因抗虫棉能减少________的使用,以减轻环境污染。
  答案 (1)限制性核酸内切(限制) 选择 (2)T­DNA 筛选出获得T­DNA片段的植物细胞 (3)细胞分裂素浓度 芽顶端合成的生长素向基部运输,促进根的分化
  (4)投放棉铃虫 农药
  解析 (1)构建重组DNA分子的过程需要用同一种限制性核酸内切酶(限制酶)切割目的基因和质粒,以便产生相同的黏性末端。只允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基叫做选择培养基,这里只允许含重组质粒的农杆菌生长,应使用选择培养基。(2)过程③中将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让重组质粒中的T­DNA片段进入棉花细胞,除尽农杆菌后,还须转接到含卡那霉素的培养基上继续培养,目的是筛选出含目的基因的受体细胞。(3)生长素可诱导根的形成,细胞分裂素可诱导芽的形成。在没有激素的培养基上的芽也长出了根,可能与芽自身合成生长素并向下运输促进根的形成有关。(4)检验转基因棉的抗虫性状,常用方法是直接接种害虫,观察其生存情况。种植转基因抗虫棉能减少农药的使用,以减轻环境污染。
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  1.如图为某种质粒的简图,小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,P为转录的启动部位。已知目的基因的两端有EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点,受体细胞为无任何抗药性的原核细胞。下列有关叙述正确的是(  )
  A.将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切,在DNA连接酶作用下,生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有两种
  B.DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来形成一个重组质粒,该过程形成两个磷酸二酯键
  C.为了防止目的基因反向粘连和质粒自身环化,酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ
  D.能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞表明该目的基因已成功导入该细胞
  答案 C
  解析 如果将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoRⅠ酶切,则酶切后二者的黏性末端相同,在DNA连接酶作用下,生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有三种,其中只有一种符合基因工程的需求,A项错误;DNA连接酶的作用是将酶切后的目的基因和质粒的黏性末端连接起来形成重组质粒,该过程形成4个磷酸二酯键,B项错误;为了防止目的基因和质粒自身环化,酶切时可选用的酶是EcoRⅠ和BamHⅠ,这样切割后得到的DNA片段两侧的黏性末端不同,C项正确;由于受体细胞为无任何抗药性的原核细胞,因此能在含青霉素的培养基中生长的原因,可能是受体细胞成功导入了目的基因,也可能是只导入了不含目的基因的载体,D项错误。
  2.2011年8月,吉林大学农学部奶牛繁育基地成功培育出一头携带转入赖氨酸基因的克隆牛犊“织女”,从其乳汁中获得大量的赖氨酸,它的诞生标志着国际克隆技术又取得了一次重大突破。以下与此有关的叙述中,正确的是(  )
  A.该题中赖氨酸基因表达载体的受体细胞的性染色体组成可以是XX也可以是XY
  B.将赖氨酸基因导入牛的卵细胞中,通过组织培养也能形成转基因牛
  C.人们只在“织女”的乳汁中才能获取赖氨酸,是因为只在转基因牛的乳腺细胞中才有赖氨酸基因
  D.运用基因工程技术让牛合成大量的赖氨酸,该技术将导致定向变异
  答案 D
  解析 根据题干可知,从“织女”的乳汁中获得大量的赖氨酸,说明基因表达载体的受体细胞是雌性,A错误;在基因工程中,将目的基因导入到动物的受精卵中,B错误;由于将赖氨酸的基因导入动物的受精卵中,因此转基因动物的体细胞中都有赖氨酸基因,但是只在乳腺细胞中表达,C错误;基因工程是人为地将目的基因导入受体细胞,定向地改造生物的遗传性状,D正确。
  3.如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下叙述错误的是(  )
  A.②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶两种酶参与
  B.图示过程中将目的基因导入受体细胞时最好采用显微注射法
  C.抗虫基因整合到受体细胞核DNA上是其在植物体内稳定遗传的关键
  D.细胞④的染色体上含有抗虫基因,植株⑤不一定会表现出抗虫性状
  答案 B
  解析 ①为质粒,作为载体;②为重组质粒;③为含有重组质粒的农杆菌;④为含有目的基因的植物细胞;⑤为转基因植株。重组质粒的构建过程需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶两种酶参与,A正确;图示过程中将目的基因导入受体细胞时最好采用农杆菌转化法,B错误;抗虫基因整合到受体细胞核DNA上是其在植物体内稳定遗传的关键,C正确;细胞④的染色体上含有抗虫基因,说明目的基因导入受体细胞,但目的基因在受体细胞中不一定能成功表达,因此植株⑤不一定会表现出抗虫性状,D正确。
  4.下列关于蛋白质工程的说法,正确的是(  )
  A.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作
  B.蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子
  C.对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的
  D.蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的
  答案 B
  解析 蛋白质工程是指通过物理化学与生物化学等技术了解蛋白质的结构与功能,并借助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组DNA技术改造基因,以定向改造天然蛋白质,甚至创造自然界不存在的蛋白质的技术。由于基因决定蛋白质,因此,要对蛋白质的结构进行设计改造,还必须从基因入手。蛋白质工程的流程是从预期蛋白质的功能出发,通过设计蛋白质结构和推测氨基酸序列,推测相对应的脱氧核苷酸序列,并获取基因。
  5.科学家在某种农杆菌中找到了抗枯萎病的基因,并以Ti质粒作为载体,采用转基因方法培育出了抗枯萎病的金花茶新品种。下列有关叙述正确的是(  )
  A.质粒是最常用的载体之一,质粒的存在与否对宿主细胞的生存有决定性的作用
  B.应将抗枯萎病基因导入受精卵,否则不能达到该基因在各组织细胞都表达的目的
  C.抗枯萎病基因能在金花茶细胞中表达,是因为两者的DNA结构相同
  D.通过该方法获得的抗枯萎病金花茶,将来产生的花粉中不一定含有该抗病基因
  答案 D
  解析 一般来说,质粒对受体细胞无害,即存在与否对宿主细胞生存没有决定性的作用,A错误;由于植物细胞具有全能性,则转基因植物的受体细胞可以是受精卵或体细胞,B错误;抗枯萎病基因之所以能在金花茶细胞中表达,原因是两者共用一套遗传密码,并且基因表达方式相同,C错误;导入受体细胞的抗枯萎病的基因是单个的,而花粉是减数分裂后的产物,因此有的花粉是不带有抗性基因的,D正确。
  6.干扰素是治疗癌症的重要药物,它必须从血液中提取,每升人血中只能提取0.5 μg,所以价格昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰素。如图所示:
  从上述方式中可以看出该公司生产干扰素运用的方法是(  )
  A.个体间的杂交 B.基因工程
  C.细胞融合 D.器官移植
  答案 B
  解析 从图中可以看出整个过程为将人的淋巴细胞中控制干扰素合成的基因与质粒结合后导入酵母菌,并从酵母菌产物中提取干扰素,该过程运用的技术为基因工程。
  7.利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是(  )
  A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因
  B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA
  C.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列
  D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白
  答案 D
  解析 基因表达的产物是蛋白质,因此,只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达,A、C项只能说明完成了目的基因的导入,B项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。
  8.抗菌肽对治疗癌症有一定作用,下图表示抗菌肽合成过程。相关说法正确的是(  )
  A.用PCR技术克隆目的基因不需要DNA解旋酶
  B.基因表达载体包含起始密码子和终止密码子
  C.用显微注射法导入基因表达载体
  D.筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质
  答案 A
  解析 PCR技术中采用的是高温变性,因此用PCR技术克隆目的基因不需要DNA解旋酶,A正确;基因表达载体包含启动子和终止子,而起始密码子和终止密码子在mRNA上,B错误;将基因表达载体导入酵母菌细胞时应用感受态细胞法,C错误;筛选菌种时用基因探针检测相关基因或mRNA,不能用基因探针检测蛋白质,D错误。
  9.SOD是一种抗氧化酶,它能将O-2转化成H2O2,增强植物的抗逆性。下图为培育农作物新品种的一种方式,与此有关的叙述中正确的是(  )
  A.①过程常用的工具酶有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体
  B.②、③分别表示脱分化、再分化,培养基中需添加植物激素
  C.SOD可能为O-2转化成H2O2的过程提供能量
  D.培育过程中需根据基因型的不同进行人工选择
  答案 B
  解析 ①过程常用的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶,载体不是工具酶,A错误;②、③分别表示脱分化、再分化,培养基中需添加植物激素,B正确;SOD是一种酶,酶不能为化学反应提供能量,只能降低化学反应的活化能,C错误;在该育种过程中根据表现型的不同进行了人工选择,D错误。
  10.下图表示蛋白质工程的操作过程,相关说法不正确的是(  )
  A.蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作
  B.蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术
  C.a、b过程分别是转录、翻译
  D.蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因
  答案 B
  解析 蛋白质工程中了解蛋白质分子结构如蛋白质的空间结构、氨基酸的排列顺序等,对于合成或改造基因至关重要,A项正确;蛋白质工程的进行离不开基因工程,对蛋白质的改造是通过对基因的改造来完成的,B项错误;图中a、b过程分别是转录、翻译过程,C项正确;蛋白质工程中可根据已经明确的蛋白质的结构构建出一种全新的基因,D项正确。
  11.苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。图1是转Bt毒素蛋白基因植物的重组DNA形成过程示意图;图2是毒素蛋白基因进入植物细胞后发生的两种生物大分子合成的过程,据图回答下列问题:
  (1)将图1①的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后,反应管中有________种DNA片段。过程②需要用到________________酶。
  (2)假设图1中质粒原HⅠ识别位点的碱基序列变为了另一种限制酶BclⅠ识别位点的碱基序列,现用BclⅠ和HindⅢ切割质粒,则该图1中①的DNA右侧还能选择BamHⅠ进行切割,并能获得所需重组质粒吗?并请说明理由_____________________________________
  _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
  (3)若上述假设成立,并成功形成重组质粒,则重组质粒(  )
  A.既能被BamHⅠ也能被HindⅢ切开
  B.能被BamHⅠ但不能被HindⅢ切开
  C.既不能被BamHⅠ也不能被HindⅢ切开
  D.能被HindⅢ但不能被BamHⅠ切开
  (4)图2中α链是________。不同组织细胞的相同DNA进行过程③时启用的起始点______________________(在“都相同”“都不同”“不完全相同”中选择),其原因是
  ________________________________________________________________________。
  (5)要想检测导入的Bt毒素蛋白基因是否表达,在分子水平上可用__________________法进行检测,如果出现杂交带,说明目的基因已经表达蛋白质产品,转基因植物培育成功。
  答案 (1)4 DNA连接 (2)能,切割后露出的黏性末端相同 (3)D (4)mRNA 不完全相同 不同组织细胞中基因会进行选择性表达 (5)抗原-抗体杂交
  解析 由于HindⅠ和BamHⅠ两种酶切割目的基因后形成的末端不一样,所以被两种不同的限制酶切割之后所形成的片段有AA,AB,BA,BB四种切法形成的四种片段(A表示HindⅢ,B表示BamHⅠ)。BclⅠ与BamHⅠ酶切割目的基因后形成的黏性末端一样,故该图①中的DNA右侧还能选择BamHⅠ进行切割,并能获得所需重组质粒。根据酶切位点和识别的碱基序列可知,重组质粒只能被HindⅢ但不能被BamHⅠ切开;从图乙可知,α链是以DNA的一条链作为模板进行转录形成的信使RNA分子,不同组织细胞的相同DNA在转录时,如果是相同基因一般转录起点相同,不同的基因转录起点不同,检测目的基因是否在受体细胞内表达的分子水平上的检测是向分泌物中加入抗体,通过抗原—抗体特异性结合形成杂交带加以检测,如果能形成,说明表达了,如果不能形成,说明没有表达。
  12.浙江大学农学院喻景权教授课题组研究发现,一种植物激素——油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。用油菜素内酯处理后,许多参与农药降解的基因(如P450基因和红霉素抗性基因)的表达和酶活性都得到提高,在这些基因“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质,有的则被直接排出体外。某课题组进一步进行了如下的实验操作,请回答下列问题:
  (1)获得油菜素内酯合成酶基因的方法有____________和__________________等。步骤①用PCR技术扩增基因时用到的耐高温酶通常是指_______________________________________
  _________________________________;
  步骤②用到的酶有____________________________________________________________。
  (2)图中导入重组质粒的方法是__________________,在导入之前应用一定浓度的______________处理受体细菌。
  (3)导入重组质粒2以后,往往还需要进行检测和筛选,可用____________________制成探针,检测是否导入了重组基因,在培养基中加入________________可将含有目的基因的细胞筛选出来。
  (4)请你为该课题命名:_________________________________________________________
  ________________________。
  答案 (1)从cDNA文库中获取、从基因组文库中获取、人工合成目的基因或PCR扩增技术(任选其中两项即可) TaqDNA聚合酶 限制酶和DNA连接酶 (2)感受态细胞法 氯化钙溶液 (3)红霉素抗性基因 红霉素 (4)探究油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解
  解析 进行基因工程操作时,首先要获取目的基因,其方法有多种:从cDNA文库中获取、从基因组文库中获取、人工合成目的基因或PCR扩增技术等。在构建基因表达载体的过程中,用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶。图中的受体细胞是细菌,故用感受态细胞法导入基因表达载体,导入后,需检测和筛选。从图中可以看出,最终是通过对照实验来检验转基因细菌对土壤中残留农药的分解能力。
  13.如图是某种动物蛋白质工程示意图,请据图回答下列问题:
  (1)目前,蛋白质工程中难度最大的是图中编号______所示的过程,实现③过程的依据有________________________________________________________________________
  ________________________________________________________________________。
  (2)在⑤过程中,________连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平口末端。
  (3)为获得较多的受精卵进行研究,⑥过程需用激素做____________处理。若⑥过程所得的卵母细胞是从屠宰母畜的卵巢中获得的,则体外受精前的⑧过程表示在体外人工培养卵母细胞到______________________期。
  (4)为提高培育成功率,进行⑩过程之前,需对胚胎进行质量检查,应取部分滋养层细胞,以________________为探针进行DNA分子杂交检测。对受体动物需要用特定的激素进行________________处理。
  答案 (1)① 氨基酸与密码子的对应关系;mRNA与DNA间的碱基互补配对原则 (2)T4DNA (3)超数排卵 减数第二次分裂中 (4)目的基因 同期发情
  解析 (1)蛋白质工程中最难的是设计预期的蛋白质结构。由设计好的蛋白质氨基酸序列根据翻译中密码子与氨基酸的关系推算出mRNA,再通过mRNA与DNA间的碱基互补配对原则逆推出相应的脱氧核苷酸序列。(2)T4DNA连接酶既可以连接黏性末端又可以连接平口末端。(3)为获得较多的受精卵进行研究,⑥过程需用促性腺激素做超数排卵处理。只有处于减数第二次分裂中期的卵母细胞才能受精。(4)取部分滋养层细胞,以目的基因为探针进行DNA分子杂交检测,目的是看受体细胞是否导入目的基因,从而提高培育成功率。胚胎工程中供体与受体必须进行同期发情处理,这样移植的胚胎才会被受体动物接受。
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