2021高考生物二轮复习专题课件：专题十一现代生物科技

专题11　现代生物科技 考向1　基因工程 (2018·全国卷Ⅰ)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)体外重组的质粒进入受体细胞才能使子代细胞具有目的基因,故体 外重组的质粒,必须可以进入受体细胞。目的基因是具有遗传效应的DNA片段, 必须可在原核细胞中表达才能使受体细胞获得新性状。 (2)外源基因导入微生物受体细胞的方法是先用Ca2+处理大肠杆菌,使其成为感 受态细胞,然后让重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一 定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。噬菌体属于专门侵染细 菌的病毒,而心肌细胞和叶肉细胞均属于真核细胞,故可作为重组噬菌体宿主细 胞的是细菌。 (3)由于大肠杆菌细胞内含有可以分解目的基因表达的蛋白质的酶,故实验中需 要选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌,蛋白质纯化时需要抑制蛋白酶的活性。 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(或噬菌体蛋白)　细菌　(3)蛋白酶缺陷型　蛋白酶 【审答思维】 1.获取有效信息:基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达、组装成完整噬菌体、蛋白质可能会被降解。 2.解题流程: 【命题陷阱】 陷阱1:基因工程中载体不只有质粒:除质粒还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 陷阱2:不同物质水解需要不同的酶:蛋白质的水解需要蛋白酶,核酸水解需要核酸酶,脂肪水解需要脂肪酶等。 【命题陷阱】 陷阱1:基因工程中载体不只有质粒:除质粒还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。 陷阱2:不同物质水解需要不同的酶:蛋白质的水解需要蛋白酶,核酸水解需要核酸酶,脂肪水解需要脂肪酶等。 Cre/loxP重组酶系统是对转基因受体细胞DNA上的特定序列进行定点切割和重 新连接,从而在基因或染色体水平上对生物基因进行遗传改造的一种技术。其 原理是重组酶Cre能识别loxP位点(特定的DNA序列),并使loxP位点间的基因序 列被重组或删除。受此启发,科学家在检测抗虫基因成功导入烟草细胞后,尝试 用Cre/loxP重组酶系统删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因,其技术过程如 图所示(其中■表示启动子)。 新题预测·技法演练场 (1)在基因工程中使用的载体除质粒外,还_____________________________等; loxP是一种含34个碱基对的小型DNA片段,由一个不对称的间隔区和两个反向 重复序列组成。Cre酶能特异性地识别反向重复序列并于特定位置切开____键, 类似于基因工程中的限制酶,从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒的原理是__。  (2)经Cre酶处理后,质粒中的两个loxP序列分别被切开,得到图中右侧的两个 环状DNA分子。研究发现,抗除草剂基因在烟草细胞中不再表达,试分析其原因:______________________________________________________。  (3)通常用______法把携带抗虫基因的重组质粒甲导入烟草细胞,而重组质粒 甲的受体细胞最好选择烟草幼苗的______(填“分生区”或“成熟区”)细胞, 原因是_____________________________________________。 【解析】(1)在基因工程中使用的载体除质粒外,还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等;Cre酶能特异性地识别反向重复序列并于特定位置切开磷酸二酯键,类似于基因工程中的限制酶,重组酶Cre能使loxP位点间的基因序列被重组或删除,从遗传学角度分析,Cre酶改变质粒的原理是基因重组。 (2)启动子是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了