【生物】2020届一轮复习基因工程学案

【生物】2020届一轮复习基因工程学案

‎2020届 一轮复习 基因工程 学案 ‎[考纲要求]　1.工具酶的发现和基因工程的诞生(a)。2.基因工程的原理和技术(b)。3.基因工程的应用(a)。4.活动：提出生活中的疑难问题，设计用基因工程技术解决的方案(c)。‎ 考点一　基因工程的含义及操作工具 ‎1.基因工程的诞生 ‎(1)概念：基因工程是狭义的遗传工程。广义的遗传工程泛指把一种生物的遗传物质(细胞核、染色体脱氧核糖核酸等)移到另一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。‎ ‎(2)核心：构建重组DNA分子，早期也将基因工程称为重组DNA技术。‎ ‎(3)诞生时间：20世纪70年代。‎ ‎(4)理论基础：DNA是生物遗传物质的发现，DNA双螺旋结构的确立以及遗传信息传递方式的认定。‎ ‎(5)技术保障：限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒载体的发现和运用。‎ ‎2.基因工程的基本工具 归纳总结　与DNA有关的酶的比较 项目 作用底物 作用部位 形成产物 限制性核酸内切酶 DNA分子 磷酸二酯键 粘性末端或平末端 DNA连接酶 DNA片段 磷酸二酯键 重组DNA分子 DNA聚合酶 脱氧核苷酸 磷酸二酯键 子代DNA DNA解旋酶 DNA分子 碱基对间的氢键 形成脱氧核苷酸单链 DNA(水解)酶 DNA分子 磷酸二酯键 游离的脱氧核苷酸 ‎(1)限制性核酸内切酶只能用于切割目的基因(　×　)‎ ‎(2)DNA连接酶能将两碱基间通过形成的氢键连接起来(　×　)‎ ‎(3)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体(　√　)‎ ‎(4)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达(　√　)‎ ‎(5)DNA连接酶能够将任意2个DNA片段连接在一起(　×　)‎ 观察下图所示过程，回答需要的工具酶及相关问题：‎ ‎(1)①是限制性核酸内切酶，②是DNA连接酶，二者的作用部位都是磷酸二酯键。‎ ‎(2)限制性核酸内切酶不切割自身DNA的原因：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)说明限制性核酸内切酶有何特性？具有专一性。‎ ‎1.科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并使其成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制性核酸内切酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—，据图回答：‎ ‎(1)过程①表示的是采用________的方法来获取目的基因。‎ ‎(2)根据图示分析，在形成重组DNA分子的过程中，应用限制性核酸内切酶_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)切割质粒，用限制性核酸内切酶_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)切割目的基因。‎ ‎(3)人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是__________________。‎ ‎(4)人体的生长激素基因能在大肠杆菌体内成功表达出人的生长激素是因为_____________。写出目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程：__________________________________。‎ 答案　(1)逆转录　(2)Ⅰ　Ⅱ　(3)人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同　(4)人与细菌共用一套(遗传)密码子　生长激素基因mRNA生长激素 解析　(2)根据图示分析可知，目的基因插入了质粒中四环素抗性基因的内部，而该位置有限制性核酸内切酶Ⅰ的识别序列，因此在形成重组DNA分子过程中，应用限制性核酸内切酶Ⅰ切割质粒；而目的基因的两侧均含有能被限制性核酸内切酶Ⅱ识别的碱基序列，所以用限制性核酸内切酶Ⅱ切割目的基因。用限制性核酸内切酶切割目的基因和载体后形成的末端按碱基互补配对原则进行连接。(3)人的基因之所以能与大肠杆菌DNA分子进行重组，是因为人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同。(4)人体的生长激素基因能在大肠杆菌体内成功表达是因为人和大肠杆菌共用一套(遗传)密码子；目的基因导入大肠杆菌中后表达的过程为生长激素基因mRNA生长激素。‎ ‎2.(2018·金丽衢十二校联考)下表是几种限制性核酸内切酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制性核酸内切酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：‎ 限制酶 BamHⅠ BclⅠ Sau3AⅠ HindⅢ 识别序列及切割位点 ‎↓‎ GGATCC CCTAGG ‎↑‎ ‎↓‎ TGATCA ACTAGT ‎↑‎ ‎↓‎ GATC CTAG ‎↑‎ ‎↓‎ AAGCTT TTCGAA ‎↑‎ ‎(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用____________两种限制性核酸内切酶切割，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________态的大肠杆菌中。‎ ‎(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BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ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“只有一种能”)切开。‎ ‎(4)若用Sau3AⅠ切图1质粒，最多可能获得________种大小不同的DNA片段。‎ ‎(5)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_____。‎ 答案　(1)BclⅠ和HindⅢ　DNA连接　感受 ‎(2)四环素　引物甲和引物丙 ‎(3)　都不能 ‎(4)7‎ ‎(5)受体细胞 解析　(1)分析4种限制性核酸内切酶识别的序列可知：BamHⅠ和BclⅠ的识别序列中含有Sau3AⅠ的识别序列，这三种酶切割DNA后可以产生相同的粘性末端。为保证质粒上含有标记基因，切割质粒时不能选用BamHⅠ和Sau3AⅠ，应选用BclⅠ和HindⅢ两种限制性核酸内切酶切割；酶切后的载体和目的基因片段，需用DNA连接酶连接形成重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于感受态的大肠杆菌中。(2)重组质粒中四环素抗性基因结构完整，氨苄青霉素抗性基因结构被破坏，在筛选平板培养基中添加四环素可以筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌。根据图2可知，PCR扩增该目的基因时，需用引物甲和引物丙两种引物。(3)BamHⅠ酶切产生的粘性末端为和，BclⅠ酶切产生的粘性末端为和，经DNA连接酶连接后，连接部位的6个碱基对序列为或，该部位的序列不能被BamHⅠ和BclⅠ识别，因此不能被这两种酶切开。(4)图1质粒中含有Sau3AⅠ酶的3个识别序列，如图(A、B、C分别表示相邻切点间的DNA片段)：‎ 用Sau3AⅠ酶切，若在一个切点处切割可得到：B＋C＋A、C＋A＋B、A＋B＋C三种DNA片段(但其大小相同)；若在两个切点处切割可得到：A、B＋C、A＋C、B、A＋B、C六种DNA片段(其大小均不同)；若在三个切点处均切割，可得到A、B、C三种大小不同的DNA片段，综上所述，用Sau3AⅠ酶切质粒最多可能获得7种大小不同的DNA片段。(5)噬菌体不能独立生活，必需依赖活细胞才能生存，所以噬菌体作为载体时，其DNA复制所需的原料来自所导入的受体细胞。‎ 限制性核酸内切酶的选择方法 ‎(1)根据目的基因两端的限制性核酸内切酶切点确定限制性核酸内切酶的种类 ‎①应选择切点位于目的基因两端的限制性核酸内切酶，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性核酸内切酶，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性核酸内切酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制性核酸内切酶(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性核酸内切酶的种类 ‎①所选限制性核酸内切酶要与切割目的基因的限制性核酸内切酶相一致，以确保具有相同的粘性末端(或平末端)。‎ ‎②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制性核酸内切酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制性核酸内切酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切点不只一个，则切割重组后可能丢失某些片段，若丢失的片段含复制原点，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。‎ 考点二　基因工程的基本操作步骤、应用及相关的设计方案 ‎1.基因工程的基本操作步骤 ‎(1)获得目的基因 目的基因序列已知：化学合成或PCR扩增；‎ 目的基因序列未知：从基因文库中获取。‎ ‎(2)形成重组DNA分子(基因工程的核心)：通常用相同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体DNA，然后用DNA连接酶将目的基因和载体DNA连接在一起，形成重组DNA分子。‎ ‎(3)将重组DNA分子导入受体细胞 ‎①常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、酵母菌和动植物细胞等。‎ ‎②导入方法：用氯化钙处理大肠杆菌，可以增加大肠杆菌细胞壁 的通透性，使重组质粒容易进入。‎ ‎(4)筛选含有目的基因的受体细胞 ‎①筛选原因：并不是所有的细胞都接纳了重组DNA分子，因此，需筛选含目的基因的受体细胞。‎ ‎②筛选方法：用含抗生素的培养基培养受体细胞，选择含重组质粒的受体细胞。‎ ‎(5)目的基因的表达 目的基因在宿主细胞中表达，产生人们需要的功能物质。‎ ‎2.基因工程的应用 应用领域 优点 基因工程与遗传育种 转基因植物 所需时间短，克服了远缘亲本难以亲合的缺陷 转基因动物 指转入了外源基因的动物。优点是省时、省力，并能取得一定的经济效益 基因工程与疾病治疗 基因工程药物 主要有胰岛素、干扰素和乙型肝炎疫苗等 基因治疗 向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的 基因工程与生态环境保护 开发可降解的新型塑料；改造分解石油的细菌，提高其分解石油的能力等 ‎(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是否完全表达(　×　)‎ ‎(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(　×　)‎ 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性核酸内切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。用同一种限制性核酸内切酶处理目的基因和载体，可以获得相同的粘性末端，便于形成重组DNA分子。‎ ‎(2)该实例中为什么目的基因可以整合到染色体的DNA上？‎ 提示　由于Ti质粒上的T－DNA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T－DNA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是什么？‎ 提示　用棉叶饲喂棉铃虫。‎ ‎1.三种获取目的基因方法的比较 项目 化学合成法 聚合酶链式反应(PCR)‎ 建立基因文库法 适用对象 目的基因序列已知 目的基因序列已知 目的基因序列未知 过程 ‎①逆转录法：获取mRNA→合成DNA单链→合成DNA双链(目的基因)‎ 在体外通过酶促反应有选择地大量扩增特定的DNA片段，即目的基因 ‎②以单个脱氧核苷酸为原料按照已知DNA序列直接人工合成 利用限制性核酸内切酶、DNA连接酶、质粒等工具建立基因文库→筛选出目的基因 优缺点 专一性强，获取的目的基因较小 速度快，以指数方式 扩增 操作相对简便，但工作量大 ‎2.形成重组DNA分子 通常是采用相同的限制性核酸内切酶分别切割目的基因和载体DNA(如质粒)，获得相同的粘性末端，在DNA连接酶的作用下形成重组质粒，如图1所示。但应用此种方式，在实际操作中目的基因、载体质粒经DNA连接酶处理后，获得的产物可能有三种：①目的基因与目的基因连接物；②质粒与质粒连接物；③目的基因与质粒连接物。为了使目的基因与质粒能定向连接，可使用两种不同的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒，然后在DNA连接酶的作用下形成重组质粒，如图2所示。‎ ‎3.有关基因工程操作易错分析 ‎(1)基因文库中的基因保存在受体菌中。‎ ‎(2)原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，有利于目的基因的复制与表达，因此常采用大肠杆菌等原核生物作为受体细胞。‎ ‎(3)植物细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程成为完整植物体，因此受体细胞可以是受精卵也可以是体细胞；动物基因工程中的受体细胞一般是受精卵。‎ ‎(4)操作工具有三种，但常用工具酶有两种，载体不是酶。在基因工程操作步骤“获得目的基因”和“形成重组DNA分子”两个过程中，通常用同种限制性核酸内切酶，目的是产生相同的粘性末端(或平末端)；DNA连接酶只在“形成重组DNA分子”操作中用到。‎ ‎(5)一般情况下，用同一种限制性核酸内切酶切割质粒和含有目的基因的DNA片段，但有时可用两种限制性核酸内切酶分别切割质粒和目的基因，这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。‎ ‎(6)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，常见的标记基因有抗生素抗性基因、发光基因(表达产物为带颜色的物质)等。‎ 命题点一　基因工程的操作程序 ‎1.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.用分子杂交技术检测C基因是否整合到菊花染色体上 答案　C 解析　在形成重组DNA分子时，为保证目的基因与载体的连接，需要用同种限制性核酸内切酶进行切割产生相同的粘性末端，才能通过DNA连接酶连接，图中目的基因的两端和启动子与终止子之间都有限制性核酸内切酶EcoRⅠ的切割位点，因此选用限制性核酸内切酶Eco RⅠ切割目的基因和载体，A正确；菊花为双子叶植物，将目的基因导入双子叶植物细胞的常用方法是农杆菌转化法，B正确；图2中重组质粒中的抗性基因为潮霉素抗性基因，应该在培养基中添加潮霉素，筛选被转化的菊花细胞，C错误；要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，常用DNA分子杂交技术，D正确。‎ ‎2.在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较高的应用价值。如图所示是获得转基因莴苣的技术流程，请据图回答下列问题：‎ ‎(1)获取目的基因的主要途径包括从基因文库中获取和______________。‎ ‎(2)①过程需要的酶有____________________、__________________。‎ ‎(3)重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afp以外，还必须含有启动子、终止子和____________，这样才能构成一个完整的基因表达载体。‎ ‎(4)如果受体细胞C1是土壤农杆菌，则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的_________，使目的基因进入受体细胞C2，并将其插入到受体细胞C2中的______________上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，形成转基因莴苣。‎ 答案　(1)化学方法合成　(2)限制性核酸内切酶　DNA连接酶　(3)抗生素抗性基因(或标记基因)　(4)转化作用　染色体DNA 解析　(1)获取目的基因的主要途径有从基因文库中获取和化学方法合成。(2)①过程为形成重组DNA分子，需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶。(3)一个完整的重组DNA分子包括目的基因、启动子、终止子和标记基因。(4)农杆菌转化法利用的是农杆菌的转化作用，将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上，进而使目的基因能够稳定遗传和表达。‎ 命题点二　基因工程的原理和应用 ‎3.下列关于基因工程应用的叙述，正确的是(　　)‎ A.基因治疗就是把缺陷基因诱变成正常基因 B.基因诊断的基本原理是DNA分子杂交 C.一种基因探针能检测水体中的各种病毒 D.利用基因工程生产乙肝疫苗时，目的基因存在于人体B淋巴细胞的DNA中 答案　B 解析　基因治疗就是向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗疾病的目的，A错误；基因诊断又称DNA诊断或分子诊断，通过分子生物学和分子遗传学的技术，直接检测出分子结构水平和表达水平是否异常，从而对疾病做出判断，利用的原理就是DNA分子杂交，B正确；基因探针是用放射性同位素(或荧光分子)标记的含有目的基因的DNA片段，一种基因探针只能检测水体中的一种或一类病毒，C错误；基因工程生产乙肝疫苗是通过构建含有乙肝病毒表面抗原基因的重组质粒，然后转染(就是让质粒进入宿主细胞)相应的宿主细胞，如酵母菌、CHO细胞(中国仓鼠卵巢细胞，一种可以无限繁殖的细胞)，生产乙肝表面抗原蛋白，D错误。‎ ‎4.科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四种限制性核酸内切酶切割位点，下图是转基因抗冻番茄培育过程的示意图(ampr为抗氨苄青霉素基因)，其中①～④是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤，Ⅰ、Ⅱ表示相关结构或细胞。请据图作答：‎ ‎(1)在构建重组DNA时，可用一种或多种限制性核酸内切酶进行切割，为了避免目的基因和载体在酶切后产生的末端发生任意连接，在此实验中应该选用限制性核酸内切酶__________分别对______、______进行切割，切割后产生的DNA片段分别为______、______种。‎ ‎(2)培养基中的氨苄青霉素会抑制番茄愈伤组织细胞的生长，要利用该培养基筛选已导入鱼的抗冻蛋白基因的番茄细胞，应使Ⅰ重组DNA中含有________________作为标记基因。‎ ‎(3)研究人员通常采用____________法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内。‎ 答案　(1)PstⅠ、SmaⅠ　含鱼抗冻蛋白基因的DNA　质粒　4　2‎ ‎(2)抗氨苄青霉素基因 ‎(3)农杆菌转化 解析　(1)在形成重组DNA分子中，如果目的基因和载体用同一种限制性核酸内切酶切割，获得的粘性末端相同，将会发生自身环化现象，故应选用不同的限制性核酸内切酶分别对目的基因和载体切割，以获得不同的粘性末端，故应选用PstⅠ和SmaⅠ对含鱼抗冻蛋白基因的DNA和质粒进行切割，PstⅠ和SmaⅠ在鱼抗冻蛋白基因的DNA上共有3个酶切位点，切割后产生4个DNA片段，而环状质粒上有两个酶切位点，切割后产生2个DNA片段。‎ ‎(2)能在含氨苄青霉素的培养基中生长的细胞具有抗氨苄青霉素基因，故Ⅰ重组DNA分子中应含有抗氨苄青霉素基因作为标记基因。‎ ‎(3)将目的基因导入植物细胞的方法是农杆菌转化法。‎ 基因诊断与基因治疗 ‎(1)基因诊断 ‎①方法：DNA分子杂交法(即DNA探针法)，该方法是根据碱基互补配对原则，把互补的双链DNA解开，把单链的DNA小片段用同位素、荧光分子或化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的DNA中的同源互补序列杂交，从而检出所要查明的DNA或基因。‎ ‎②步骤：抽取病人的组织或体液作为化验样品；将样品中的DNA分离出来，用化学法或热处理法使样品DNA解旋，将事先制作好的DNA探针引入化验样品中，这些已知的经过标记的探针能够在化验样品中找到互补链，并与之结合(杂交)在一起，找不到互补链的DNA探针，则可以被洗脱。这样通过对遗留在样品中的标记过的DNA探针进行基因分析，就能检出病人所得的病。‎ ‎(2)基因治疗 ‎①原理：利用正常基因纠正或补偿基因的缺陷，即把正常基因导入患者体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，而原有缺陷基因一般不作处理。‎ ‎②方法：有体外基因治疗和体内基因治疗，体外基因治疗方法疗效好。如重度免疫缺陷症的体外基因治疗方法：‎ 体内基因治疗：用基因工程的方法，直接向人体组织细胞中转移基因。‎ 命题点三　设计用基因工程技术解决的方案 ‎5.人组织纤溶酶原激活物(htPA)是一种重要的药用蛋白，可在转htPA基因母羊的羊乳中获得。流程如下：‎ ‎(1)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母羊注射____________，使其超数排卵。采集的精子需要经过________，才具备受精能力。‎ ‎(2)在htPA基因与质粒构建重组DNA分子的过程中，下列哪项是必需的(　　)‎ A.限制性核酸内切酶和DNA连接酶 B.DNA连接酶和DNA聚合酶 C.DNA聚合酶和逆转录酶 D.限制性核酸内切酶和DNA聚合酶 ‎(3)转基因羊的培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞，主要原因是__________。为了获得母羊，胚胎移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行______________________。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这些个体的基因型________。‎ ‎(4)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到_________________，说明目的基因成功表达。‎ 答案　(1)促性腺激素　获能处理　(2)A　(3)受精卵的全能性易于表达　性别鉴定　相同　(4)htPA(或人组织纤溶酶原激活物)‎ 解析　(1)为获取更多的卵(母)细胞，要对供体母羊注射促性腺激素，使其超数排卵。采集的精子需要经过获能处理，才具备受精能力。(2)在htPA 基因与质粒构建重组DNA分子的过程中，需要用到的工具酶为限制性核酸内切酶和DNA连接酶。(3)转基因羊的培育过程中，常用受精卵作为外源基因的受体细胞，主要原因是受精卵的全能性易于表达。为了获得母羊，胚胎移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定。利用胚胎分割和胚胎移植技术可获得多个转基因个体，这些个体的基因型相同。(4)若在转htPA基因母羊的羊乳中检测到htPA(或人组织纤溶酶原激活物)，说明目的基因成功表达。‎ 探究真题　预测考向 ‎1.(2018·浙江4月选考)回答与基因工程和植物克隆有关的问题：‎ ‎(1)将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121均用限制性核酸内切酶EcoRⅠ酶切，在切口处形成____________。选取含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121用DNA连接酶连接，在两个片段相邻处形成____________，获得重组质粒。‎ ‎(2)已知用CaCl2处理细菌，会改变其某些生理状态。取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成________实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是__________________________________，从而表达卡那霉素抗性基因，并大量增殖。‎ ‎(3)取田间不同品种水稻的幼胚，先进行________，然后接种到培养基中培养，幼胚发生________形成愈伤组织，并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织，再培养愈伤组织，以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及_____________________(答出2点即可)。‎ 答案　(1)粘性末端　磷酸二酯键 ‎(2)转化　使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态 ‎(3)消毒　脱分化　水稻的基因型、愈伤组织继代的次数 解析　(1)形成重组DNA时限制性核酸内切酶酶切得到的是粘性末端，DNA连接酶连接两个DNA片段之间形成的是磷酸二酯键。‎ ‎(2)目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法。Ca2＋‎ 处理方法可增加细菌细胞壁的通透性，让其处于感受态，以利于重组质粒导入。故细胞要正常表达相关基因，应让其恢复为正常状态。‎ ‎(3)不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间存在遗传的差异，细胞全能性的表达程度大小不同，小麦水稻等作物在多次继代培养后，会丧失细胞全能性的表达能力。‎ ‎2.(2016·浙江4月选考)兔肝细胞中的基因E编码代谢甲醛的酶，拟利用基因工程技术将基因E转入矮牵牛中，以提高矮牵牛对甲醛的代谢能力。请回答下列问题：‎ ‎(1)从兔肝细胞中提取mRNA，在____________酶的作用下形成互补的DNA，然后以此DNA为模板扩增得到基因E。在相关酶的作用下，将基因E与Ti质粒连接在一起，形成_____________，再导入用氯化钙处理的_______________中，侵染矮牵牛叶片。将被侵染的叶片除菌后进行培养，最终得到转基因矮牵牛。其中培养过程正确的是____________。‎ A.叶片在含适宜浓度生长素的培养基上分化形成愈伤组织 B.愈伤组织在含细胞分裂素和生长素配比较高的培养基上形成芽 C.再生的芽在细胞分裂素含量高的培养基上生根 D.愈伤组织在含适宜浓度植物生长调节剂的培养基上脱分化形成再生植株 ‎(2)取转基因矮牵牛叶片，放入含MS液体培养基和适量浓度甲醛且密封的试管中。将试管置于______上，进行液体悬浮培养。一段时间后测定培养基中甲醛的含量，以判断基因E是否在转基因矮牵牛中正常表达。培养过程中液体培养的作用：一是提供营养；二是________，从而使叶片保持正常的形态。‎ 答案　(1)逆转录　重组DNA分子　农杆菌　B ‎(2)摇床　维持渗透压 解析　(1)以mRNA为模板合成DNA的过程为逆转录过程，这一过程需要在逆转录酶的作用下进行。获得目的基因后，需在限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用下，将目的基因与载体(Ti质粒)连接形成重组质粒(重组DNA分子)，再将其导入受体细胞。将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，先将重组DNA分子导入经氯化钙处理的农杆菌中，再用导入目的基因的农杆菌感染植物细胞，最终实现将目的基因导入植物细胞内的目的。导入目的基因的植物细胞经组织培养过程形成转基因植株。组织培养过程中，叶片在含适宜浓度的生长素和细胞分裂素的培养基上脱分化形成愈伤组织，然后在含细胞分裂素和生长素配比较高的培养基上形成芽，继而在生长素含量高的培养基上生根，最后形成完整的植株，愈伤组织形成植株的过程中发生细胞的分化。‎ ‎(2)植物组织培养过程中，将愈伤组织等细胞置于摇床上，进行液体悬浮培养，形成多个分散的细胞。培养过程中培养液一方面为植物细胞提供营养，另一面维持一定的渗透压，从而使叶片保持正常的形态。‎ ‎3.(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。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(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　选择 ‎(2)T－DNA　筛选出获得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切割目的基因和质粒，以便产生相同的粘性末端。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T－DNA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，常用方法是直接投放害虫，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。‎