2020版生物高考新素养总复习中图版讲义：第30讲 基因工程 Word版含答案.pdf

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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(Ⅰ)2.基因工程的原理及技术(含PCR技2018·全国卷Ⅰ(38)、2018·全国卷Ⅱ(38)、术)(Ⅱ)2017·全国卷Ⅰ(37)、2017·全国卷Ⅱ(37)、3.基因工程的应用(Ⅱ)2017·全国卷Ⅲ(37)、2016·全国卷Ⅰ(40)、4.蛋白质工程(Ⅰ)2016·全国卷Ⅲ(40)5.实验：DNA的粗提取与鉴定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①作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。②类型常用类型E·coliDNA连接酶TDNA连接酶4来源大

2、肠杆菌T噬菌体4功能只“缝合”黏性末端“缝合”黏性末端和平末端结果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化学本质：双链环状DNA分子①质粒能自我复制（常用）特点有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因②其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。③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Ⅰ，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___________

3、________________________________________________________________________________________________________________________________(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主细胞的是________。(3)真核生物基因(目的

4、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

5、细胞。噬菌体DNA没有侵染能力，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

6、患的Ⅰ型糖尿病，这种技术把选定的X基因输入胰腺，这些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

7、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