2022版高中生物 第1章 基因工程微專題突破學(xué)案 新人教版選修3

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1、2022版高中生物 第1章 基因工程微專題突破學(xué)案 新人教版選修3 一、與核酸有關(guān)的各種酶的比較 名稱 作用 參與生理 過(guò)程應(yīng)用 作用位點(diǎn) (如下圖) DNA 連接酶 連接兩個(gè)DNA片段 基因工程 a 限制酶 切割某種特定的脫氧核苷酸序列 a DNA 聚合酶 在脫氧核苷酸鏈上添加單個(gè)脫氧核苷酸 DNA復(fù)制 a RNA 聚合酶 在核糖核苷酸鏈上添加單個(gè)核糖核苷酸 轉(zhuǎn)錄 解旋酶 使堿基間氫鍵斷裂形成脫氧核苷酸單鏈 DNA復(fù)制 及轉(zhuǎn)錄 b 逆轉(zhuǎn) 錄酶 以RNA為模板合成DNA 逆轉(zhuǎn)錄、 基因工程 a 作用位點(diǎn)示意圖 二

2、、易混概念辨析 1．基因文庫(kù)、基因組文庫(kù)、部分基因文庫(kù) (1)從定義上區(qū)分 ①基因文庫(kù)：將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導(dǎo)入受體菌的群體中儲(chǔ)存，各個(gè)受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫(kù)?；蛭膸?kù)是指儲(chǔ)存有某種生物基因的菌群的總稱。 ②基因組文庫(kù)：如果基因文庫(kù)中含有一種生物的所有基因，這種基因文庫(kù)叫做基因組文庫(kù)。 ③部分基因文庫(kù)：指含有一種生物的一部分基因的基因文庫(kù)，如cDNA文庫(kù)。 (2)從范圍上區(qū)別：基因文庫(kù)包含基因組文庫(kù)和部分基因文庫(kù)。基因組文庫(kù)有某一種生物的全部基因，它的范圍要大于部分基因文庫(kù)。 2．啟動(dòng)子、終止子、起始密碼子、終止密碼子 (1)從定義

3、上區(qū)分 ①啟動(dòng)子：位于編碼區(qū)上游緊靠轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)的位置。它的主要功能是引導(dǎo)RNA聚合酶與基因的正確部位結(jié)合。只有在啟動(dòng)子存在時(shí)，RNA聚合酶才能準(zhǔn)確地從轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)開(kāi)始，沿著編碼區(qū)正常地進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。 ②終止子：位于編碼區(qū)下游緊靠轉(zhuǎn)錄終點(diǎn)的位置。它的特殊的堿基排列順序能夠阻礙RNA聚合酶的移動(dòng)，并使其從DNA模板鏈上脫離下來(lái)。 ③密碼子：指信使RNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基。信使RNA上四種堿基的組合方式有64種，其中，決定氨基酸的密碼子有61種，3種是終止密碼子。 ④終止密碼子：是信使RNA上能夠終止蛋白質(zhì)合成的密碼子。 ⑤起始密碼子：位于信使RNA上，是蛋白質(zhì)合成開(kāi)始的信號(hào)，有兩

4、種：AUG、GUG。 (2)從本質(zhì)上區(qū)別 啟動(dòng)子和終止子都是DNA分子中具有調(diào)控作用的脫氧核苷酸序列，而起始密碼子和終止密碼子都位于信使RNA上，分別是翻譯的起始位置和終止位置，終止密碼子不能決定任何一種氨基酸。 1．下列關(guān)于各種酶作用的敘述，不正確的是(　　) A．DNA連接酶能使不同脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接 B．RNA聚合酶能與基因的特定位點(diǎn)結(jié)合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄 C．一種限制酶能識(shí)別多種核苷酸序列，切割出多種目的基因 D．限制酶將一個(gè)DNA分子片段切割成兩個(gè)片段需消耗兩個(gè)水分子 【解析】　DNA連接酶能在磷酸與脫氧核糖之間形成磷酸二酯鍵；RNA聚合酶可

5、以識(shí)別基因上的特定位點(diǎn)；一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列；限制酶切割一個(gè)DNA分子時(shí)需水解兩個(gè)磷酸二酯鍵。 【答案】　C 2．甲、乙兩圖表示從細(xì)菌細(xì)胞中獲取目的基因的兩種方法，以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 (　　) A．甲方法可建立該細(xì)菌的基因組文庫(kù) B．乙方法可建立該細(xì)菌的cDNA文庫(kù) C．甲方法要以脫氧核苷酸為原料 D．乙方法需要反轉(zhuǎn)錄酶參與 【解析】　甲方法是以細(xì)菌中的DNA為基礎(chǔ)，用限制酶進(jìn)行切割，它包括了細(xì)菌所有的基因，可以建立基因組文庫(kù)，并且可以從中選出所需的目的基因，不需要模板，不需要原料。而乙方法是用反轉(zhuǎn)錄的方法人工合成目的基因，它只能得到生物的部分基因，基因中

6、只有外顯子，所以組成的是該細(xì)菌的cDNA文庫(kù)。 【答案】　C 3．下圖為基因表達(dá)載體的模式圖。下列有關(guān)基因工程中載體的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是(　　) A．基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體構(gòu)建 B．任何基因表達(dá)載體的構(gòu)建都是一樣的，沒(méi)有差別 C．圖中啟動(dòng)子位于基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位 D．抗生素抗性基因的作用是作為標(biāo)記基因，用于鑒別受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因 【解析】　由于受體細(xì)胞有植物、動(dòng)物和微生物之分，以及目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方式不同，因此，基因表達(dá)載體的構(gòu)建也會(huì)有所差別，不可能是千篇一律的。 【答案】　B 4．據(jù)下圖分析，下列有關(guān)基因工程的說(shuō)法不正確的是

7、(　　) A．為防止目的基因與質(zhì)粒任意結(jié)合而影響基因的表達(dá)，應(yīng)用限制酶Ⅰ、Ⅱ同時(shí)切割二者 B．限制酶、DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵 C．與啟動(dòng)子結(jié)合的應(yīng)該是RNA聚合酶 D．能夠檢測(cè)到標(biāo)記基因表達(dá)產(chǎn)物的受體細(xì)胞中，也一定會(huì)有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物 【解析】　將質(zhì)粒與目的基因進(jìn)行切割、連接時(shí)，不能保證二者全部成功連接，因此，導(dǎo)入了原質(zhì)粒的受體細(xì)胞中能檢測(cè)到標(biāo)記基因的表達(dá)產(chǎn)物，但是不一定會(huì)檢測(cè)到目的基因的表達(dá)產(chǎn)物。 【答案】　D 5．生物分子間特異性結(jié)合的性質(zhì)廣泛用于生命科學(xué)研究。以下實(shí)例為體外處理“蛋白質(zhì)－DNA復(fù)合體”獲得DNA片段信息的過(guò)程圖。 據(jù)圖回

8、答： (1)過(guò)程①酶作用的部位是________鍵，此過(guò)程只發(fā)生在非結(jié)合區(qū)DNA，過(guò)程②酶作用的部位是________鍵。 (2)①、②兩過(guò)程利用了酶的________特性。 (3)若將得到的DNA片段用于構(gòu)建重組質(zhì)粒，需要將過(guò)程③的測(cè)序結(jié)果與________酶的識(shí)別序列進(jìn)行比對(duì)，以確定選用何種酶。 (4)如果復(fù)合體中的蛋白質(zhì)為RNA聚合酶，則其識(shí)別、結(jié)合的DNA序列區(qū)為基因的________。 (5)以下研究利用了生物分子間特異性結(jié)合性質(zhì)的有________(多選)。 A．分離得到核糖體，用蛋白酶酶解后提取rRNA B．用無(wú)水乙醇處理菠菜葉片，提取葉綠體基粒膜上的光合色素 C

9、．通過(guò)分子雜交手段，用熒光物質(zhì)標(biāo)記的目的基因進(jìn)行染色體基因定位 D．將抑制成熟基因?qū)敕?，其mRNA與催化成熟酶基因的mRNA互補(bǔ)結(jié)合，終止后者翻譯，延遲果實(shí)成熟 【解析】　解答本題，需要首先通讀題干，確認(rèn)流程圖中每一步分子發(fā)生的變化，再根據(jù)各小題題干進(jìn)行解答。在過(guò)程①中，用DNA酶將DNA的雙鏈剪斷，與限制性核酸內(nèi)切酶的作用相同，限制性核酸內(nèi)切酶作用的部位是磷酸二酯鍵；過(guò)程②中蛋白質(zhì)被水解，與脫水縮合正好相反，蛋白質(zhì)分解的實(shí)質(zhì)是肽鍵的水解，這兩步中酶均只分解特定的物質(zhì)，而不分解其他分子，利用了酶的專一性。構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，需要限制酶和DNA連接酶，因此需將過(guò)程③的測(cè)序結(jié)果與限制性核酸內(nèi)切

10、酶的識(shí)別序列進(jìn)行對(duì)比，以確定選用何種限制性核酸內(nèi)切酶。RNA聚合酶的功能是啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，因此其識(shí)別并結(jié)合的部位是基因的轉(zhuǎn)錄起始區(qū)或啟動(dòng)子區(qū)域。第(5)題中A項(xiàng)用蛋白酶酶解核糖體中的蛋白質(zhì)后，只 剩下rRNA，利用了酶的專一性，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)中用無(wú)水乙醇處理葉片，進(jìn)行色素的提取和分離，是因?yàn)闊o(wú)水乙醇是有機(jī)物，可溶解各種色素，不屬于特異性結(jié)合，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)是用基因探針?lè)?，利用已知基因的堿基序列可與另一基因上的堿基進(jìn)行互補(bǔ)配對(duì)的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行基因定位，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)中提到一種mRNA和另一種mRNA的互補(bǔ)，這種互補(bǔ)也遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，屬于特異性結(jié)合。 【答案】　(1)磷酸二酯　肽　(2)專一性　(3)限制性核酸內(nèi)切　(4)啟動(dòng)子(或轉(zhuǎn)錄起始區(qū))　(5)A、C、D