(共65张PPT)
2．下图为DNA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的是( )
A．①④②③ B．①②④③
C．③④①② D．①④③②
解析：限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂，形成黏性末端或平末端，因此作用于③；DNA聚合酶用于DNA分子的复制，能在单链上将一个个游离的脱氧核苷酸连接起来，因此作用于④；DNA连接酶能将双链DNA片段连接起来，因此作用于①；解旋酶能够将DNA分子的双螺旋解开，故作用于②。
答案：C
[在应用中落实]
1．某研究所的研究人员拟将生长激素基因通过质粒介导进入大肠杆菌细胞内，已知质粒中存在两个抗性基因：A是链霉素抗性基因，B是氨苄青霉素抗性基因；目的基因要插入到基因B中，且大肠杆菌本身不带有任何抗性基因。下列叙述正确的是( )
A．导入大肠杆菌的质粒一定为重组质粒
B．抗生素抗性基因是目的基因表达的必要条件
C．成功导入重组质粒的大肠杆菌可以在含氨苄青霉素的培养基上生长
D．能在含链霉素的培养基中生长的大肠杆菌不一定符合生产要求
解析：导入大肠杆菌的质粒可能为重组质粒，也可能为普通质粒，A错误；抗生素抗性基因是标记基因，是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，与目的基因表达无关，B错误；由于目的基因要插入到基因B中，即氨苄青霉素抗性基因被破坏，工程菌不能抗氨苄青霉素，因此成功导入重组质粒的大肠杆菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生长，C错误；能在含链霉素的培养基中生长的大肠杆菌可能含有重组质粒或普通质粒，因此不一定符合生产要求，D正确。
答案：D
续表
[在应用中落实]
1．(2023·广东高考)“DNA粗提取与鉴定”实验的基本过程是：裂解→分离→沉淀→鉴定。下列叙述错误的是( )
A．裂解：使细胞破裂释放出DNA等物质
B．分离：可去除混合物中的多糖、蛋白质等
C．沉淀：可反复多次以提高DNA的纯度
D．鉴定：加入二苯胺试剂后即呈现蓝色
解析：DNA主要存在于细胞核内，而裂解的目的是使细胞破裂，释放出DNA等物质，A正确；DNA、RNA、蛋白质和多糖等物质在物理和化学性质方面存在差异，可以利用这些差异，通过适当的分离方法去除混合物中的多糖、蛋白质等，B正确；DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度使DNA溶解或析出，可反复多次以提高DNA的纯度，C正确；进行DNA鉴定时可以使用二苯胺试剂，但要进行沸水浴加热后才能观察到颜色变化，D错误。
答案：D
2．在“DNA的粗提取和鉴定”实验中，甲、乙、丙、丁四个小组除下表中所列处理方法不同外，其他操作步骤均正确，但实验结果却不同。下列有关叙述不正确的是( )
组别 实验材料 提取核物质时
加入的溶液 去除杂质时
加入的溶液 DNA鉴定时
加入的试剂
甲 鸡血 蒸馏水 95%的酒精(25 ℃) 二苯胺
乙 菜花 蒸馏水 95%的酒精(冷却) 双缩脲试剂
丙 猪血 蒸馏水 95%的酒精(冷却) 二苯胺
丁 鸡血 蒸馏水 95%的酒精(冷却) 二苯胺
A．实验材料选择错误的组别是丙
B．沸水浴后试管中溶液颜色变蓝的组别是甲、丁
C．甲组实验现象差的原因是25 ℃的酒精对DNA的凝集效果差
D．乙组实验不成功仅因为在鉴定时加入了双缩脲试剂
解析：鸡血、菜花中都含有DNA，而猪是哺乳动物，其成熟的红细胞中不含DNA，因此实验材料选择错误的组别是丙，A正确；甲、乙、丁的实验材料中都含有DNA，但乙为植物，将植物细胞放入蒸馏水中时，植物细胞不会吸水涨破，且DNA应该用二苯胺鉴定，而不能用双缩脲试剂鉴定，因此沸水浴后试管中溶液颜色变蓝的组别是甲、丁，B正确，D错误；甲组实验现象差的原因是25 ℃的酒精对DNA的凝集效果差，C正确。
答案：D (共73张PPT)
续表
[在应用中落实]
1．(2023·新课标卷)某同学拟用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA连接酶为工具，将目的基因(两端含相应限制酶的识别序列和切割位点)和质粒进行切割、连接，以构建重组表达载体。限制酶的切割位点如图所示。
下列重组表达载体构建方案合理且效率最高的是( )
A．质粒和目的基因都用酶3切割，用E.coli DNA连接酶连接
B．质粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4 DNA连接酶连接
C．质粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4 DNA连接酶连接
D．质粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coli DNA连接酶连接
解析：只用一种限制酶切割质粒和目的基因，会使质粒和目的基因发生自身环化或者使目的基因在质粒中反向连接，且E.coli DNA连接酶无法连接酶3切出的平末端，A不符合题意；用酶1切割目的基因，产生的是黏性末端，用酶3切割质粒，产生的是平末端，两者切割后无法相互连接，B不符合题意；质粒和目的基因都用酶1和酶2切割后，可使用T4 DNA连接酶连接，使目的基因定向插到质粒中，C符合题意；酶2和酶4切割后产生的黏性末端相同，易导致目的基因和质粒自身环化或者使目的基因在质粒中反向连接，并且用酶4切割会破坏标记基因，D不符合题意。
答案：C
(2)农杆菌转化法利用了农杆菌的什么特性？
[在应用中落实]
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C基因(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．用限制性内切核酸酶EcoRⅠ和DNA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PCR技术检测C基因是否整合到菊花染色体上
解析：目的基因(C基因)两端有EcoRⅠ酶切割位点，可用限制性内切核酸酶EcoRⅠ和DNA连接酶构建重组质粒，A正确；一般用农杆菌等作为媒介去侵染植物的愈伤组织等，将含有目的基因的质粒导入细胞，B正确；据图可知，质粒中含有潮霉素抗性基因，不含卡那霉素抗性基因，故无法用卡那霉素来筛选被转化的菊花细胞，C错误；检测C基因是否整合到菊花染色体上，常采用PCR技术，D正确。
答案：C
解析：(1)据图示可知，酶1催化逆转录的过程，故为逆转录酶；利用PCR扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解旋为单链的条件是加热超过90℃，目的是破坏DNA分子中的氢键，使DNA解旋为单链。(2)在构建重组Ti质粒的过程中，需将目的基因插入Ti质粒的TDNA中，以使目的基因转移到受体细胞的染色体DNA上。(3)检验目的基因是否整合到青蒿基因组中，可用DNA分子杂交法，即将fps基因、fps基因的mRNA做成分子探针与青蒿基因组DNA杂交。由于青蒿素产量增高，故与野生型相比，该探针与转基因青蒿DNA形成的杂交带的量较多。(4)判断该课题组的研究目的是否达到，必须检测转基因青蒿植株中的青蒿素产量，若产量增高，则说明达到了目的。
答案：(1)逆转录酶 氢 (2)TDNA (3)fps基因、fps基因的mRNA 较多 (4)青蒿素产量
[例1] 下列关于DNA片段的电泳鉴定原理的说法，正确的是( )
A．在一定的pH条件下DNA分子可带上正电荷或负电荷
B．带电DNA分子在电场的作用下会向着与它所带电荷相同的电极移动
C．DNA分子在凝胶中的迁移速率与DNA分子大小、构象等有关，与凝胶等无关
D．凝胶中的DNA分子直接可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测
[解析] 在一定的pH条件下DNA分子可带上正电荷或负电荷，从而能在电泳的条件下发生定向移动，A正确；带电DNA分子在电场的作用下会向着与它所带电荷相反的电极移动，B错误；DNA分子在凝胶中的迁移速率除了与DNA分子大小、构象等有关外，还与凝胶的浓度有关，C错误；凝胶中的DNA分子需要经过染色，才能在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来，D错误。
[答案] A
4．(2021·河北高考)采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉(Cd)在土壤中过量积累。利用植物修复技术将土壤中的Cd富集到植物体内，进行后续处理(例如，收集植物组织器官异地妥善储存)，可降低土壤中Cd的含量。为提高植物对Cd污染土壤的修复能力，研究者将酵母液泡Cd转运蛋白(YCF1)基因导入受试植物，并检测了相关指标。回答下列问题：
(1)为获取YCF1基因，将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中储存，这个群体称为______________。
(2)将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需要的两种酶是________________________。构建的重组基因表达载体中必须含有标记基因，其作用是________________________________。
(3)进行前期研究时，将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多的方法是__________________。研究者进一步获得了转YCF1基因的不育杨树株系，采用不育株系作为实验材料的目的是___________________________________________。
(4)将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd污染的土壤中，半年后测定植株干重(图1)及不同器官中Cd含量(图2)。据图1可知，与野生型比，转基因植株对Cd具有更强的________(填“耐性”或“富集能力”)；据图2可知，对转基因植株的________进行后续处理对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。
(5)已知YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析，转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境的原因是________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
相较于草本植物，采用杨树这种乔木作为Cd污染土壤修复植物的优势在于_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
(写出两点即可)。
解析：(1)为获取YCF1基因，将酵母细胞的全部DNA提取、切割后与载体连接，导入受体菌的群体中储存，这个群体含有酵母菌的全部基因，称为基因组文库。(2)将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，需要用限制酶切割供体DNA和质粒，以产生相同的黏性末端，然后用DNA连接酶进行连接。基因表达载体中的标记基因可用于目的基因的鉴定和筛选。(3)农杆菌容易侵染双子叶植物，其质粒中的T DNA可转移并插入受体细胞DNA中，将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜，采用最多的方法是农杆菌转化法。考虑转基因技术的安全性，采用不育株系作为实验材料，可避免目的基因在自然界中的扩散。(4)根据图1分析可知，与野生型相比，转基因植株地上部分、地下部分和整株干重均
增加，说明转基因植株在Cd污染的土壤中生长较好，即对Cd具有更强的耐性；据图2分析可知，转基因植株的茎、叶中Cd含量高于野生型，而根中Cd含量无明显差异，因此对转基因植株的茎、叶进行后续处理，可使转基因植株持续发挥富集Cd的作用，对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。(5)YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上，可通过主动运输将Cd运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水，所以转基因杨树比野生型能更好地适应高Cd环境。相较于草本植物，杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用，作为Cd污染土壤修复植物更具有优势。
答案：(1)基因组文库 (2)限制酶和DNA连接酶 便于目的基因的鉴定和筛选 (3)农杆菌转化法 避免目的基因在自然界中的扩散 (4)耐性 茎、叶 (5)YCF1可通过主动运输将Cd运到液泡中，提高了细胞液的浓度，有利于植株吸水 杨树具有发达的根系和高大的树冠，更适应污染矿区等不良环境，同时可充分吸收土壤中的Cd，木材也方便运输、利用(共46张PPT)
3．在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作正确的是( )
A．用限制酶切割烟草花叶病毒的核酸
B．用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体
C．重组DNA分子只能导入烟草的受精卵
D．用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞属于细胞水平的检测
解析：限制酶一般只切割双链DNA分子，而烟草花叶病毒是RNA病毒，A错误；DNA连接酶连接目的基因和载体，构建基因表达载体(即重组DNA分子)，B正确；作为目的基因的受体细胞，可以是烟草的受精卵，也可以是一般的体细胞或烟草的原生质体，C错误；D项所述应该属于个体水平的检测，并且筛选对象应该是转基因烟草植株，D错误。
答案：B
[在应用中落实]
1．如图是培育抗除草剂玉米的技术路线图，含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌，会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列相关叙述正确的是( )
A．过程①用两种限制酶就可防止酶切产物自身环化
B．过程②用Ca2＋处理可提高转化成功率
C．过程③只需在培养基中加入除草剂即可
D．筛选得到的A是无农杆菌附着的转化愈伤组织
解析：过程①要用两种限制酶切割出两种不同的黏性末端序列，这样才可防止酶切产物自身环化，A错误；过程②用Ca2＋处理农杆菌可使其成为感受态细胞，这样可提高转化成功率，B正确；报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色，而愈伤组织表面残留的农杆菌会导致未转化的愈伤组织能在含除草剂的培养基中生长，因此过程③应在培养基中加入除草剂和物质K，C错误；筛选得到的A通常包括有农杆菌附着的转化愈伤组织和无农杆菌附着的转化愈伤组织，D错误。
答案：B
续表
[课堂巩固落实]
1．抗逆转基因作物的培育与大面积推广给社会带来的巨大效益是( )
①在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制
②减少化学农药对环境的污染和人畜的危害
③减少了化肥的制造和使用量，有利于环境保护
④使得作物在不良环境下更好地生长，提高产量
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
解析：抗逆转基因作物在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制，①正确；抗虫转基因作物和抗病转基因作物能减少农药对环境的污染和人畜的危害，②错误；抗逆转基因作物能减少化肥的制造和使用量，有利于环境保护，③正确；抗逆转基因作物使得作物在不良环境下更好地生长，提高产量，④正确。故选C。
答案：C
4．转基因小鼠的过表达模型和基因敲除模型在人类疾病机理与治疗研究领域得到了广泛应用。研究表明，阿尔兹海默病(AD)发病与淀粉样前体蛋白(APP)基因突变等有关。请回答下列问题：
(1)通过______________技术将APP基因导入小鼠受精卵中，即可获得APP基因过表达的转基因小鼠模型。
(2)sgRNA可识别与之互补配对的DNA片段，我们可利用___________
____________为模板设计sgRNA，再利用该sgRNA引导限制酶__________________，从而获得APP基因敲除的转基因小鼠模型。
(3)能否用抗原—抗体杂交的方法证明已获得APP基因敲除的转基因小鼠？______(填“能”或“不能”)。请说明理由：__________________________
_________________________________________________。
(4)经研究得知，某DNA存在一个能控制转录过程的特殊区段，科学家通过PCR技术获得了大量该区段，该技术操作流程的三个重要步骤是_________
__________________。
(5)人们发现小型猪的器官可用来替代人体器官进行移植，但小型猪器官表面的某些抗原决定蛋白仍可引起免疫排斥。科学家试图利用基因工程对小型猪的器官进行改造，在改造中导入小型猪基因组中的一些调节因子属于基因工程中的____________，作用是抑制________________的表达。
解析：(1)常通过显微注射技术将目的基因导入动物细胞中。(2)可以利用APP基因为模板设计sgRNA，由于sgRNA可识别与之互补配对的DNA片段，故可以利用该sgRNA引导限制酶切除APP基因，从而获得APP基因敲除的转基因小鼠模型。(3)抗原—抗体杂交法是用抗体去检测目的基因是否表达，细胞中含有APP基因也不一定表达，无论APP基因是否敲除，都可能不出现杂交带，故不能证明已获得APP基因敲除的转基因小鼠。(4)PCR包括变性、复性、延伸三个步骤。(5)导入的小型猪基因组中的一些调节因子属于目的基因，导入后可以抑制抗原决定蛋白基因的表达，降低免疫排斥反应。
答案：(1)显微注射 (2)APP基因 切除APP基因 (3)不能 抗原—抗体杂交法是用抗体去检测目的基因是否表达，细胞中含有APP基因也不一定表达，无论APP基因是否敲除，都可能不出现杂交带 (4)变性、复性、延伸 (5)目的基因 抗原决定蛋白基因(共33张PPT)
[在应用中落实]
1．(2021·辽宁高考)腈水合酶(N0)广泛应用于环境保护和医药原料生产等领域，但不耐高温。利用蛋白质工程技术在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)。下列有关叙述错误的是( )
A．N1与N0氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一
B．加入连接肽需要通过改造基因实现
C．获得N1的过程需要进行转录和翻译
D．检测N1的活性时先将N1与底物充分混合，再置于高温环境
解析：由题意可知，在N0的α和β亚基之间加入一段连接肽，可获得热稳定的融合型腈水合酶(N1)，则N1与N0氨基酸序列有所不同，这可能是影响其热稳定性的原因之一，A正确；蛋白质工程的作用对象是基因，即加入连接肽需要通过改造基因实现，B正确；N1为蛋白质，蛋白质的合成需要经过转录和翻译两个过程，C正确；酶具有高效性，检测N1的活性需先将其置于高温环境，再与底物充分混合，D错误。
答案：D
A
设计
推测
蛋白质
B
基因
生物功能行使
三维结构
折叠
多肽链
RNA
DNA
预期的
设计预期
推测应有
3
找到相对应
④
生产
蛋白质
的蛋白质
的氨基酸
的脱氧核苷
相应的
功能
结构
序列
酸序列
蛋白质
