1、2020版高考帮配套PPT课件专题二十六基因工程【高考帮生物】第十一单元 现代生物科技专题考情精解读目录CONTENTS考纲要求命题规律命题分析预测考点1基因工程的基本工具与操作程序考点2基因工程的应用与蛋白质工程A考点帮素养大提升知识体系构建核心素养聚焦方法1基因工程操作工具的分析方法2基因工程操作程序的分析B方法帮素养大提升C考法帮 考向全扫描 考向1基因工程的基本工具考向2基因工程的基本操作步骤考向3基因工程的应用考向4 蛋白质工程考情精解读考纲要求命题规律核心素养聚焦命题分析预测1.基因工程的诞生;2.基因工程的原理及技术(含PCR技术);3.基因工程的应用;4.蛋白质工程。考纲要求命
2、题规律核心考点考题取样考向必究基因工程的基本工具与操作程序2018全国卷,T38载体的特点、目的基因进入受体细胞及其检测(考向2)2016全国卷,T402016全国卷,T40基因工程的基本工具(考向1)2014新课标全国卷,T40基因工程的基本操作步骤(考向2)基因工程的应用与蛋白质工程2017全国卷,T38基因工程及其应用(考向3)2015新课标全国卷,T40基因工程在HIV疫苗制备中的应用(考向3)2015新课标全国卷,T40蛋白质工程(考向4)1.生命观念结构与功能观:基因的结构决定功能。2.科学思维建立模型:基因工程的操作流程;分析与综合:理解PCR的原理,推断PCR反应所需的条件;根
3、据基因表达的过程,推断目的基因检测与鉴定的方式。3.科学探究实验方案设计:针对人类某一需求,设计获得某一转基因产品的方案并就其中的某些问题展开探究。4.社会责任面对日常生活或社会热点话题中与基因工程有关的话题时,表达自己的观点;认同基因工程给我们的生产、生活带来的影响,理性对待基因工程技术及其产物。核心素养聚焦1.命题分析本专题的考查重点为基因工程的基本工具及基本操作步骤,试题常将其与核酸的基本结构、遗传的物质基础、动物细胞工程、胚胎工程、植物组织培养等知识结合起来考查考生的综合运用能力,均以非选择题形式呈现。2.趋势预测预计今后本专题知识与必修知识的综合性将进一步增强,同时原因分析型试题的比
4、例将大大增加。命题分析预测知识体系构建A考点帮知识全通关考点1基因工程的基本工具与操作程序考点2基因工程的应用与蛋白质工程一、基因工程的工具考点1基因工程的基本工具与操作程序重点生物 第十一单元 现代生物科技专题名师提醒1.限制酶是一类酶,而不是一种酶。2.限制酶的本质为蛋白质,其作用的发挥需要适宜的理化条件,高温、强酸或强碱均易使之变性失活。生物 第十一单元 现代生物科技专题二、基因工程的基本操作程序生物 第十一单元 现代生物科技专题三、基因组文库与cDNA文库的比较文库类型cDNA文库基因组文库文库大小小大基因中启动子无有基因中内含子无有基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因物种之间
5、的基因交流可以部分基因可以生物 第十一单元 现代生物科技专题续表基因文库的构建过程生物 第十一单元 现代生物科技专题名师提醒1.启动子、终止子位于DNA上,起始密码子与终止密码子则位于mRNA上。2.目的基因插入位点位于启动子和终止子之间,利于目的基因的表达。3.若考虑两两相连,则DNA连接酶连接DNA片段会出现三种情况:目的基因与目的基因的连接、目的基因与质粒的连接、质粒与质粒的连接,需筛选出重组质粒。4.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)和第四步的个体生物学水平的鉴定没有发生碱基互补配对现象。5.农杆菌转化法适用于双子叶植物和裸子植物;基因枪法适用于单子叶植物。生物
6、第十一单元 现代生物科技专题四、PCR技术生物 第十一单元 现代生物科技专题五.体内DNA复制与PCR技术的比较DNA复制PCR技术区别解旋方式解旋酶催化DNA在高温作用下变性解旋场所细胞内(主要在细胞核内)细胞外(主要在PCR扩增仪内)酶解旋酶、DNA聚合酶等热稳定DNA聚合酶(Taq酶)温度条件细胞内温和条件需控制温度,在较高温度下进行合成的对象DNA分子DNA片段或基因生物 第十一单元 现代生物科技专题续表DNA复制PCR技术联系模板:均以脱氧核苷酸链作为模板进行物质合成;原料:均为四种脱氧核苷酸,但PCR中是以dNTP形式加入的;酶:均需要DNA聚合酶进行催化;引物:均需要引物,使DN
7、A聚合酶从引物的3端开始连接脱氧核苷酸一、基因工程的应用1.植物基因工程:培育抗虫、抗病、抗逆转基因植物,利用转基因改良植物的品质。2.动物基因工程:提高动物生长速度、改善畜产品的品质、用转基因动物生产药物、用转基因动物作器官移植的供体。考点2基因工程的应用与蛋白质工程重点生物 第十一单元 现代生物科技专题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有基因缺陷的细胞中,使该基因的表达产物发挥功能,以达到治疗的目的将特定DNA探针与病人样品DNA混合,分析杂交带情况进展临床实验临床应用生物 第十一单元 现代生物科技专题二、蛋白质工程生物 第十一单元
8、 现代生物科技专题三、表格法比较蛋白质工程与基因工程项目蛋白质工程基因工程区别起点预期的蛋白质功能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或生物产品结果 生产自然界中没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质联系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,是对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质,必须通过基因修饰或基因合成实现B方法帮素养大提升方法1基因工程操作工具的分析方法2基因工程操作程序的分析方法解读1.图解法辨析黏性末端和平末端DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式黏性末端和平末端(如图所示)。方法1 基因工程操作工
9、具的分析生物 第十一单元 现代生物科技专题2.表格法辨析限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶等相关酶项目种类作用底物作用结果限制酶DNA分子切开磷酸二酯键,形成黏性末端或平末端DNA连接酶DNA分子片段通过形成磷酸二酯键,进而形成新的DNA分子DNA聚合酶脱氧核苷酸通过形成磷酸二酯键,进而形成新的DNA分子DNA酶DNA分子断开磷酸二酯键,形成脱氧核苷酸解旋酶DNA分子断开碱基对间的氢键,形成单链DNA分子RNA聚合酶核糖核苷酸通过形成磷酸二酯键,进而形成单链RNA分子生物 第十一单元 现代生物科技专题3.图解限制酶的选择依据 甲 乙(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类应选择位于目
10、的基因两端的限制酶,如图甲中可选择Pst。不能选择目的基因内部的限制酶,如图甲中不能选择Sma。生物 第十一单元 现代生物科技专题(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类通常选择与切割目的基因相同的限制酶,以确保出现相同的黏性末端,如图乙中的Pst。在只有一种标记基因时,选择的限制酶不能破坏标记基因,如图乙中限制酶Sma 会破坏标记基因。4.辨析基因工程中的载体与细胞膜上的载体在基因工程中使用的载体除质粒外,还有噬菌体的衍生物、动植物病毒等,能将目的基因导入受体细胞内;细胞膜上的载体是蛋白质,与细胞膜的功能有关。生物 第十一单元 现代生物科技专题示例12016江苏,33,9分如表是几种限制酶识别序
11、列及其切割位点,图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点,其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题:生物 第十一单元 现代生物科技专题生物 第十一单元 现代生物科技专题(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒,应选用两种限制酶切割,酶切后的载体和目的基因片段,通过酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒,需将其转入处于态的大肠杆菌。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,应在筛选平板培养基中添加,平板上长出的菌落,常用PCR鉴定,所用的引物组成为图2中 。(3)若BamH 酶切的DNA末端与Bcl 酶切的DNA末端连接,连接部位的6个碱基对序列为,对于该部位,这两种酶(填“都能”“都不能”或
12、“只有一种能”)切开。(4)若用Sau3A 切图1质粒最多可能获得种大小不同的DNA片段。生物 第十一单元 现代生物科技专题解析(1)由题图可知,质粒的两个标记基因中都含有Bam H的切点,因此不能用Bam H进行切割,结合题干及表中信息可知也不能用Sau 3A进行切割,所以只能用质粒和目的基因中都含有切点的Bcl和Hind这两种限制酶来切割目的基因和质粒。酶切后的载体和目的基因片段,通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。要将重组质粒转入大肠杆菌,要先用CaCl2处理大肠杆菌,使其处于感受态。(2)重组质粒中只含有四环素抗性基因这一个标记基因,所以为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,应在筛选平板
13、培养基中添加四环素,含有重组质粒的大肠杆菌能在该平板上长出菌落。要用PCR扩增目的基因,所用的引物组成为图2中引物甲和引物丙,因为从图2中可以看出,引物甲与引物丙与模板链结合后能完成目的基因的复制。(3)Bam H酶生物 第十一单元 现代生物科技专题生物 第十一单元 现代生物科技专题生物 第十一单元 现代生物科技专题 1 根据基因工程的有关知识,回答下列问题:(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有 和。(2)质粒运载体用Eco R 切割后产生的片段如图所示:AATTC G G CTTAA为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用Eco R 切割外,还可用另一种
14、限制性核酸内切酶切割,该酶必须具有的特点是 。生物 第十一单元 现代生物科技专题(3)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即DNA连接酶和DNA连接酶。(4)逆转录作用的模板是,产物是。若要在体外获得大量反转录产物,常采用技术。(5)基因工程中除质粒外,和也可作为载体。(6)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是 。生物 第十一单元 现代生物科技专题1.(1)黏性末端平末端(2)切割产生的DNA片段的黏性末端与EcoR 切割产生的黏性末端的碱基能配对(3)EcoliT4(4)RNADNAPCR(5)噬菌体的衍生物动植物病毒(6)未处
15、理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱解析(1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种黏性末端和平末端。(2)为了保证目的基因与载体相连,用另一种限制酶切割后形成的黏性末端必须与EcoR 切割形成的黏性末端的碱基能配对。(3)DNA连接酶有Ecoli DNA连接酶和T4 DNA连接酶两类,其中Ecoli DNA连接酶只对黏性末端起作用,而T4 DNA连接酶对黏性末端和平末端均能生物 第十一单元 现代生物科技专题起作用。(4)逆转录的模板是RNA,产物是DNA。大量扩增逆转录产物常采用PCR技术。(5)在基因工程中使用的载体除质粒外,还有噬菌体的衍生物、动植物病毒等。(6)经
16、Ca2+处理后的大肠杆菌细胞才能够更有效地吸收周围环境中的DNA分子。方法解读四步法把控基因工程基本操作程序题1.三辨:分辨限制酶的种类、识别序列和切割位点。在切割目的基因和载体时,一般用同一种限制酶切割,也可用不同的限制酶切割。2.三找:找出标记基因、目的基因及其插入位点。一般来说,质粒中至少有一个标记基因,如抗生素抗性基因。明确目的基因的插入位点是在标记基因内部还是在标记基因之外。方法2 基因工程操作程序的分析生物 第十一单元 现代生物科技专题3.一析:分析目的基因插入质粒后是否破坏了标记基因。如果质粒中有一个标记基因,插入目的基因后不能破坏标记基因;如果质粒中有两个标记基因,则需看标记基
17、因中是否有插入位点,如果某一标记基因中有插入位点,则目的基因插入质粒后该标记基因被破坏。4.一定:确定判断目的基因是否导入受体细胞的方法。一般用含有某种抗生素的培养基培养受体菌,如果有两种抗生素抗性基因,还需判断用哪一种抗生素来检测。生物 第十一单元 现代生物科技专题示例22015四川理综,9,11分将苏云金杆菌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)。(质粒中“Bt”代表“Bt基因”,“KmR”代表“卡那霉素抗性基因”)生物 第十一单元 现代生物科技专题(1)过程需用同种 酶对含Bt基因的DNA和Ti
18、质粒进行酶切。为将过程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。生物 第十一单元 现代生物科技专题解析(1)过程需用同种限制性核酸内切酶对含Bt基因的DNA和Ti质粒进行酶切。筛选含重组质粒的农杆菌应使用选择培养基。(2)将棉花细胞与农杆菌混合后共同培养,旨在让T-DN
19、A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,筛选出含T-DNA片段的棉花细胞。(3)增加细胞分裂素浓度,使生长素用量与细胞分裂素用量的比值降低,有利于芽的分化;部分接种在无激素培养基上的芽也能长根,原因是芽顶端合成的生长素向基部运输,促进下端生根。(4)检验转基因棉的抗虫性状,常用方法是投放棉铃虫,看食用转基因棉的棉铃虫是否死亡。种植转基因抗虫棉能减少农药的使用,以减轻环境污染。生物 第十一单元 现代生物科技专题答案(1)限制性核酸内切 选择(2)T-DNA筛选获得T-DNA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
20、药生物 第十一单元 现代生物科技专题 2北极比目鱼中有抗冻基因,如图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图,请回答:(1)利用过程的方法构建的基因文库是(填“基因组文库”或“部分基因文库”)。生物 第十一单元 现代生物科技专题(2)过程中常需要使用限制酶和DNA连接酶,既能连接黏性末端又能连接平末端的DNA连接酶是。(3)为使过程获取的目的基因在番茄细胞中能够表达,在构建表达载体时,需在目的基因的两端加入。(4)将重组质粒导入农杆菌,并通过农杆菌的转化作用,可以将目的基因导入番茄体细胞中染色体的DNA上,其原理是 。(5)要确认抗冻基因是否在转基因番茄植株中正确表达,应检测转基因番茄植株中该基因
21、的是否呈阳性。生物 第十一单元 现代生物科技专题2.(1)部分基因文库(2)T4DNA连接酶(3)启动子、终止子(4)目的基因随农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体DNA上(5)表达产物解析(1)cDNA文库是以特定的组织或细胞mRNA为模板,逆转录形成的互补DNA(cDNA)与适当的载体连接后储存在受体菌群中。因此图中利用过程逆转录法构建的基因文库是部分基因文库。(2)T4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端,而Ecoli DNA连接酶只能连接黏性末端。(3)为使目的基因在受体细胞中能够表达,在构建表达载体时,需在目的基因的两端加入启动子和终止子,启
22、动子是RNA聚合酶的识别和结合部位,驱动基因,生物 第十一单元 现代生物科技专题而终止子能终止转录。(4)Ti质粒上的T-DNA是可以转移的DNA,目的基因随农杆菌中Ti质粒上的T-DNA转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体DNA上,因此将重组质粒导入农杆菌,并通过农杆菌的转化作用,可以将目的基因导入番茄体细胞中染色体的DNA上。(5)要确认抗冻基因是否在转基因番茄植株中正确表达,应该检测基因表达产物抗冻蛋白是否存在,常采用抗原抗体杂交的方法。C考法帮考向全扫描考向1基因工程的基本工具考向2基因工程的基本操作步骤考向3基因工程的应用考向4 蛋白质工程命题透视:基因工程的基本工具是基因工程的
23、物质基础,涉及基因工程的试题,大都或多或少地涉及本知识点。最典型的是2016年全国卷第40题和全国卷第40题,从多个角度考查基因工程基本工具的特点及应用,意在考查考生的理解能力和获取信息的能力,以及科学思维的核心素养。考向1 基因工程的基本工具生物 第十一单元 现代生物科技专题示例32016全国卷,40,15分图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH 和Sau3A 三种限 制性内切酶的识别序列与切割位点,图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoR、Sau 3A 的切点是唯一的)。生物 第十一单元 现代生物科技专题根据基因工程的有关知识,回答下列问题:(1)经BamH 酶
24、切后得到的目的基因可以与上述表达载体被酶切后的产物连接,理由是 。(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图(c)所示。这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有,不能表达的原因是 。生物 第十一单元 现代生物科技专题思路分析解答本题需注意两个关键,一是关键信息:图(a)中三种酶的识别序列,图(b)中终止子、启动子的位置,图(c)中目的基因的插入位置。二是关键知识:只有两种限制性核酸内切酶切割后产生的DNA片段具有相同的黏性末端,才能被DNA连接酶连接;启动子是启动目的基因转录的,终止子终止转录过程,插入二者之间的目的基因才能正常表达。解析(
25、1)由图(a)可知,尽管BamH 和Sau3A 两种限制酶的识别位点不相同,但两种酶切割后产生的DNA片段具有相同的黏性末端,故被BamH 酶切后(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶,常见的有 和 ,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是 。生物 第十一单元 现代生物科技专题得到的目的基因可以与图(b)中表达载体被Sau3A 酶切后的产物连接。(2)运载体上的启动子和终止子具有调控目的基因表达的作用,由于甲和丙的目的基因分别插入在启动子的上游和终止子的下游,故这两个运载体上的目的基因都不能被转录和翻译。(3)常见的DNA连接酶是Ecoli DNA连接酶和T4DNA连接酶,但作用有所
26、差别,T4DNA连接酶既能连接黏性末端,又能连接平末端,而Ecoli DNA连接酶只能连接黏性末端。答案(1)Sau3A 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在启动子的上游,丙中目的基因插入在终止子的下游,二者的目的基因均不能被转录(3)Ecoli DNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶生物 第十一单元 现代生物科技专题解后反思对限制酶切割位点的三点要求1.位置要求:在只有一个标记基因的情况下,限制酶切割位点所处的位置必须在标记基因外,只有这样才能保证标记基因的完整性。2.数量要求:选择限制酶切割目的基因时,被选择的限制酶在目的基因的两侧都要有识别序列,这
27、样才能切割出完整的目的基因。3.对象要求:为使目的基因与载体形成的DNA片段末端能够连接,通常使用同一种限制酶将二者切割,但如果不同的限制酶切割DNA分子所产生的末端相同,则两末端也可连接。命题透视:基因工程的基本操作步骤是高考考查的重点内容之一,主要考查基因表达载体的构建及目的基因的检测,对目的基因的获取、目的基因导入受体细胞的方法常结合必修部分的内容进行综合考查,但难度一般不大。预计2020年高考对该部分内容的考查将更加重视核心素养的培养,将重点集中在科学思维和科学探究两个方面,侧重考查综合运用能力和科学探究能力,不会考查全部操作步骤,而是对其中一个步骤进行深入考查。考向2 基因工程的基本
28、操作步骤 生物 第十一单元 现代生物科技专题示例42018全国卷,38,15分回答下列问题:(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 (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
29、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。生物 第十一单元 现代生物科技专题解析本题考查了基因工程中的相关知识。(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)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。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
30、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生物 第十一单元 现代生物科技专题体细胞。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解后反思 分析近三年高考选修3试题可以看出,试题在考查学科必备知识的基础上,更加注重对知识的深入理解和灵活运用。高考作为教学指挥棒,引导考生在平时学习中要加强科学思维,要学会对获取的信息进行加工,这样才能实现对所学知识的迁移运用
31、。生物 第十一单元 现代生物科技专题核心素养提升本题主要考查的核心素养是科学思维,具体表现在两个角度:核心素养角度具体表现归纳与演绎(1)以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表达,归纳质粒的作用比较与分类(2)质粒载体和噬菌体载体受体细胞的类型不同分析与综合(3)选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞的原因命题透视:研究基因工程的目的是让其服务于我们的生产生活,因此,将基因工程产物转化为生产力,是“学以致用”的最佳体现。高考对基因工程的应用的考查,都是在对基因工程的基本工具和操作步骤的简单拓展,更多试题把具体基因工程的应用作为一个背景资料呈现,以体现高考的“立德树人”,以
32、便于考查考生的科学思维、科学探究、社会责任等核心素养。考向3 基因工程的应用生物 第十一单元 现代生物科技专题示例52017全国卷,38,15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 。生物 第十一单元 现代生物科技专题(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
33、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 。生物 第十一单元 现代生物科技专题解析(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,原因是相对于老叶而言嫩叶组织细胞更容易被破碎。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是防止RNA降解。(2)以mRNA为材料获得cDNA的原理是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
34、cDNA。(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,原因是目的基因无复制原点且目的基因无表达所需启动子。(4)DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。(5)若获得的转基因植株不具备所期望的性状表现,根据中心法则分析,其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。生物 第十一单元 现代生物科技专题答案(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生物 第十一单元 现代生物科技专题核心素养提
35、升 本题主要考查的核心素养是科学思维和科学探究,具体表现在三个角度:核心素养核心素养角度具体表现科学思维归纳与演绎(1)从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶作为实验材料的原因的考查。(2)提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂的目的的考查等分析与综合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的原因的考查科学探究 实验操作与分析基因工程基本操作程序与原理分析命题透视:蛋白质工程在高考中单独出现的频率不高,通常与基因工程结合在一起进行考查,以非选择题的形式呈现。试题难度一般不大,理解并掌握蛋白质工程的基础知识是解题的关键。考向4 蛋白质工程示例6201
36、5新课标全国卷,40,15分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:生物 第十一单元 现代生物科技专题(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
37、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。生物 第十一单元 现代生物科技专题解析(1)蛋白质的功能由蛋白质的三维结构决定,而蛋白质的三维结构与氨基酸序列有关,因此,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的氨基酸序列进行改造。(2)P基因与P1基因的根本区别是碱基序列不同,因此可以通过对P基因进行修饰获得P1基因,也可以直接合成P1基因。中心法则的内容可以通过图示体现:生物 第十单元 现代生物科技专题(3)蛋白质工程的基本途径:从预期的蛋白质功能出发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(基因)。答案(1)氨基酸序列(或结构)(其他合理答案也可)(2)PP1DNA和RNA(或遗传物质)DNARNA、RNADNA、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高考帮+一轮卷,一讲一练,搭配使用,一轮复习效果更佳！+
