高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第37講 基因工程課件.ppt

第37講基因工程 考點一基因工程的操作工具 考點二基因工程的操作過程與應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程 構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)強記答題語句 探究高考明確考向 練出高分 目錄 1 基因工程的誕生 2 基因工程的原理及技術(shù) 3 基因工程的應(yīng)用 4 蛋白質(zhì)工程 考綱要求 考點一基因工程的操作工具 知識梳理 解題探究 知識梳理 1 基因工程的概念 1 供體 提供 2 操作環(huán)境 3 操作水平 水平 4 原理 5 受體 表達目的基因 6 本質(zhì) 性狀在體內(nèi)的表達 7 優(yōu)點 克服的障礙 定向改造生物的 目的基因 體外 分子 基因重組 受體 遠緣雜交不親和 遺傳性狀 2 dna重組技術(shù)的基本工具 1 限制性核酸內(nèi)切酶 簡稱 來源 主要是從生物中分離純化出來的 作用 識別特定的并切開特定部位的兩個核苷酸之間的 結(jié)果 產(chǎn)生或平末端 限制酶 原核 磷酸二酯鍵 黏性末端 核苷酸序列 下圖中的圖1和圖2分別表示的是ecor 限制酶和sma 限制酶的作用示意圖 ecor 限制酶識別的堿基序列是 切割位點在之間 sma 限制酶識別的堿基序列是 切割位點在之間 說明限制酶具有 gaattc g和a cccggg g和c 專一性 2 dna連接酶 種類 按來源可分為e colidna連接酶和 作用 將雙鏈dna片段 縫合 起來 恢復(fù)被限制酶切開的兩個核苷酸之間的 dna連接酶和限制酶的關(guān)系 t4dna連接酶 磷酸二酯鍵 3 載體 種類 噬菌體的衍生物 動植物病毒等 質(zhì)粒的特點 限制酶切割位點 標(biāo)記基因 質(zhì)粒 思維診斷 1 限制酶只能用于切割目的基因 2 dna連接酶能將兩堿基間通過形成的氫鍵連接起來 3 e colidna連接酶既可連接平末端 又可連接黏性末端 4 質(zhì)粒是小型環(huán)狀dna分子 是基因工程常用的載體 5 載體的作用是攜帶目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞中 使之穩(wěn)定存在并表達 題組一限制性核酸內(nèi)切酶 dna連接酶等酶的作用1 如圖為dna分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化 圖中依次表示限制酶 dna聚合酶 dna連接酶 解旋酶作用的正確順序是 解題探究 a b c d 解析限制酶可在特定位點對dna分子進行切割 dna聚合酶在dna分子復(fù)制時將脫氧核苷酸連接成脫氧核苷酸鏈 dna連接酶可將限制酶切開的磷酸二酯鍵連接在一起 解旋酶的作用是將dna雙鏈解開螺旋 為復(fù)制或轉(zhuǎn)錄提供模板 答案c 2 若要利用某目的基因 見圖甲 和p1噬菌體載體 見圖乙 構(gòu)建重組dna 見圖丙 限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點分別是bgl a gatct ecor g aattc 和sau3a gatc 下列分析合理的是 a 用ecor 切割目的基因和p1噬菌體載體b 用bgl 和ecor 切割目的基因和p1噬菌體載體 c 用bgl 和sau3a 切割目的基因和p1噬菌體載體d 用ecor 和sau3a 切割目的基因和p1噬菌體載體解析解答本題的關(guān)鍵是要看清切割后目的基因插入的方向 只有用ecor 和sau3a 切割目的基因和p1噬菌體載體 構(gòu)建的重組dna中rna聚合酶在插入的目的基因上的移動方向才一定與圖丙相同 答案d 歸納提升 確定限制酶的種類 1 根據(jù)目的基因兩端的限制酶切點確定限制酶的種類 應(yīng)選擇切點位于目的基因兩端的限制酶 如圖甲可選擇pst 不能選擇切點位于目的基因內(nèi)部的限制酶 如圖甲不能選擇sma 為避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和隨意連接 也可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒 如圖甲也可選擇用pst 和ecor 兩種限制酶 但要確保質(zhì)粒上也有這兩種酶的切點 2 根據(jù)質(zhì)粒的特點確定限制酶的種類 所選限制酶要與切割目的基因的限制酶相一致 以確保具有相同的黏性末端 質(zhì)粒作為載體必須具備標(biāo)記基因等 所以所選擇的限制酶盡量不要破壞這些結(jié)構(gòu) 如圖乙中限制酶sma 會破壞標(biāo)記基因 如果所選酶的切點不止一個 則切割重組后可能丟失某些片段 若丟失的片段含復(fù)制起點區(qū) 則切割重組后的片段進入受體細(xì)胞后不能自主復(fù)制 題組二載體的作用及特點分析3 下列關(guān)于載體的敘述中 錯誤的是 a 載體與目的基因結(jié)合后 實質(zhì)上就是一個重組dna分子b 對某種限制酶而言 載體最好只有一個切點 但還要有其他多種酶的切點c 目前常用的載體有質(zhì)粒 噬菌體的衍生物和動植物病毒d 載體具有某些標(biāo)記基因 便于對其進行切割 解析載體必須具備的條件有 對受體細(xì)胞無害 不影響受體細(xì)胞正常的生命活動 具有自我復(fù)制能力 或能整合到受體細(xì)胞的染色體dna上 隨染色體dna的復(fù)制而同步復(fù)制 具有一個至多個限制酶切點 以便目的基因可以插入到載體中 帶有特殊的標(biāo)記基因 如抗生素抗性基因 以便于對外源基因是否導(dǎo)入進行檢測 載體dna分子大小適合 以便于提取和進行體外操作 答案d 4 如圖是表達新基因用的質(zhì)粒的示意圖 若要將目的基因插入到質(zhì)粒上的a處 則切割基因時可用的是 a hind b ecor c ecobd pst 解析a處有bamh ecob cla 限制酶的切點 使用a d中的ecob切割時 才能讓目的基因插入到a處 答案c 歸納提升 載體上標(biāo)記基因的標(biāo)記原理 載體上的標(biāo)記基因一般是一些抗生素的抗性基因 目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細(xì)胞沒有抵抗相關(guān)抗生素的能力 當(dāng)含有抗生素抗性基因的載體進入受體細(xì)胞后 抗性基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達 使受體細(xì)胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素 所以在受體細(xì)胞的培養(yǎng)體系中加入該種抗生素就可以只保留轉(zhuǎn)入載體的受體細(xì)胞 原理如下圖所示 考點二基因工程的操作過程與應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程 知識梳理 解題探究 知識梳理 1 基因工程的操作過程與應(yīng)用 1 基因工程的操作步驟 獲取目的基因 a 從中獲取b 利用技術(shù)擴增c 通過化學(xué)方法人工合成 基因表達載體的構(gòu)建 組成 a 目的基因b c 終止子d 基因文庫 pcr 啟動子 標(biāo)記基因 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 方法 a 植物 基因槍法 b 動物 技術(shù)c 微生物 感受態(tài)細(xì)胞法 目的基因的檢測與鑒定 a 利用技術(shù)檢測目的基因的有無b 利用技術(shù)檢測目的基因的轉(zhuǎn)錄c 利用技術(shù)檢測目的基因的翻譯d 利用的鑒定檢測重組性狀的表達 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 花粉管通道法 顯微注射 dna分子雜交 分子雜交 抗原 抗體雜交 個體生物學(xué)水平 2 實例分析 抗蟲棉的培育 圖示 分析 從圖中可以看出 目的基因是 使用的載體是 將目的基因表達載體導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法是 請寫出兩種檢測目的基因是否表達的方法 3 基因工程的應(yīng)用 培育轉(zhuǎn)基因植物和 生產(chǎn)基因工程藥物 進行治療 bt毒蛋白基因 ti質(zhì)粒 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 抗原 抗體雜交法 用棉葉飼喂棉鈴蟲 轉(zhuǎn)基因動物 基因 4 目的基因?qū)氩煌荏w細(xì)胞的過程 體細(xì)胞或受精卵 受精卵 原核細(xì)胞 5 基因治療與基因診斷的不同點 基因表達 正?；?dna探針 堿基互補 配對 2 蛋白質(zhì)工程 1 流程圖 寫出流程圖中字母代表的含義 a b c d e 2 結(jié)果 改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出 3 應(yīng)用 主要集中應(yīng)用于對進行改造 改良生物性狀 轉(zhuǎn)錄 翻譯 分子設(shè)計 多肽鏈 預(yù)期功能 新的蛋白質(zhì) 現(xiàn)有蛋白質(zhì) 思維診斷 1 抗蟲基因即使成功地插入到植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達 2014 江蘇 23d 2 應(yīng)用dna探針技術(shù) 可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達 2011 四川 5d 3 將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌 獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株 4 利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品 如人的血清白蛋白 這是因為將人的血清白蛋白基因?qū)肓藙游锏娜橄偌?xì)胞中 5 為培育抗除草劑的作物新品種 導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體 6 蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作 定向改變分子的結(jié)構(gòu) 7 目前在抗菌性和溶血性均較強的多肽p1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強但溶血性弱的多肽藥物 首先要做的是依據(jù)p1氨基酸序列設(shè)計多條模擬肽 2013 廣東3c 題組一目的基因的獲取及基因表達載體的構(gòu)建1 如圖表示用化學(xué)方法合成目的基因 的過程 據(jù)圖分析 下列敘述正確的是 a 過程 需要dna連接酶b 過程 需要限制性核酸內(nèi)切酶c 目的基因 的堿基序列是已知的d 若某質(zhì)粒能與目的基因 重組 則該質(zhì)粒和目的基因 的堿基序列相同 解題探究 解析題圖所示為化學(xué)方法合成目的基因的過程 過程依賴堿基互補配對原則進行 質(zhì)粒和目的基因的堿基序列一般不相同 答案c 2 據(jù)圖表回答問題 1 假設(shè)所用的限制酶均能將所識別的位點完全切開 采用ecor 和pst 酶切含有目的基因的dna 能得到 種dna片段 如果將質(zhì)粒載體和含目的基因的dna片段只用ecor 酶切 酶切產(chǎn)物再加入dna連接酶 其中由兩個dna片段之間連接形成的產(chǎn)物有 解析含目的基因的dna分子上含有2個ecor 和1個pst 的酶切位點 3個切點全部切開 則形成4種dna片段 質(zhì)粒與含目的基因的dna片段都用ecor 切割 目的基因兩端和質(zhì)粒的切口處的黏性末端相同 只考慮兩個dna片段相連 則會形成3種連接產(chǎn)物 即質(zhì)粒與質(zhì)粒相連 質(zhì)粒與目的基因相連 目的基因與目的基因相連 答案4質(zhì)粒載體 質(zhì)粒載體連接物目的基因 目的基因連接物質(zhì)粒載體 目的基因連接物 2 為了防止目的基因和質(zhì)粒表達載體酶切后的末端任意連接 酶切時應(yīng)該選用的酶是 解析為了防止自身環(huán)化和任意連接 可選用ecor 和sma 兩種酶同時切割 sma ecor 歸納提升 1 幾種目的基因獲取方法的比較 插入 限制酶 導(dǎo)入 供體細(xì)胞中的dna 許多dna片段 載體 受體菌群 基因組文庫 外源dna擴增 產(chǎn)生特定性狀 分離 目的基因 目的基因mrna 反轉(zhuǎn)錄 單鏈dna 合成 雙鏈dna 插入 載體 導(dǎo)入 受體菌群 cdna文庫 分離 目的基因 蛋白質(zhì)的氨基酸序列 推測 mrna的核苷酸序列 推測 結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列 化學(xué)合成 目的基因 目的基因的mrna 反轉(zhuǎn)錄 單鏈dna 合成 雙鏈dna即目的基因 2 基因表達載體中啟動子 終止子的來源 1 如果目的基因是從自然界中已有的物種中分離出來的 在構(gòu)建基因表達載體時 不需要在質(zhì)粒上目的基因的前后端接上特定的啟動子 終止子 因為目的基因中已含有啟動子 終止子 2 如果目的基因是通過人工方法合成的 或通過cdna文庫獲得的 則目的基因是不含啟動子和終止子的 若只將基因的編碼序列導(dǎo)入受體生物中 目的基因沒有啟動子 終止子 是無法轉(zhuǎn)錄的 因此 在構(gòu)建基因表達載體時 需要在與質(zhì)粒結(jié)合之前 在目的基因的前后端接上特定的啟動子 終止子 題組二基因工程的操作及應(yīng)用實例分析3 下列用于判斷目的基因是否轉(zhuǎn)移成功的方法中 不屬于分子檢測的是 a 通過害蟲吃棉葉看其是否死亡b 轉(zhuǎn)基因生物基因組dna與dna探針能否形成雜交帶c 轉(zhuǎn)基因生物中提取的mrna與dna探針能否形成雜交帶d 轉(zhuǎn)基因生物中提取的蛋白質(zhì)能否與抗體形成雜交帶 解析分子水平的檢測包括三個方面 通過dna分子雜交檢測目的基因是否插入受體細(xì)胞染色體的dna上 通過rna與dna雜交 檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄 通過抗原 抗體雜交 檢測目的基因是否翻譯 通過害蟲吃棉葉看其是否死亡 屬于個體生物學(xué)水平的檢測 答案a 4 在某些深海魚中發(fā)現(xiàn)的抗凍蛋白基因afp對提高農(nóng)作物的抗寒能力有較高的應(yīng)用價值 如圖所示是獲得轉(zhuǎn)基因萵苣的技術(shù)流程 請據(jù)圖回答下列問題 1 獲取目的基因的主要途徑包括從自然界已有的物種中分離和 解析獲取目的基因的主要途徑有從自然界已有的物種中分離和人工合成 人工合成 2 過程需要的酶有 解析 過程為基因表達載體的構(gòu)建過程 需要用到限制性核酸內(nèi)切酶和dna連接酶 3 重組質(zhì)粒除了帶有抗凍蛋白基因afp以外 還必須含有啟動子 終止子和 這樣才能構(gòu)成一個完整的基因表達載體 解析一個完整的基因表達載體包括目的基因 啟動子 終止子和標(biāo)記基因 dna連接酶 限制性核酸內(nèi)切酶 標(biāo)記基因 4 如果受體細(xì)胞c1是土壤農(nóng)桿菌 則將目的基因?qū)胨哪康氖抢棉r(nóng)桿菌的 使目的基因進入受體細(xì)胞c2 并將其插入到受體細(xì)胞c2中的 上 使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達 形成轉(zhuǎn)基因萵苣 經(jīng) 過程獲得的轉(zhuǎn)基因萵苣中的目的基因是否表達 在分子水平上可用 法進行檢測 如果出現(xiàn)雜交帶 說明目的基因已經(jīng)表達蛋白質(zhì)產(chǎn)品 轉(zhuǎn)基因萵苣培育成功 解析農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法利用的是農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用 將目的基因整合到受體細(xì)胞的染色體dna上 進而使目的基因能夠穩(wěn)定遺傳和表達 檢測目的基因是否成功表達可采用抗原 抗體雜交法 抗原 抗體雜交 轉(zhuǎn)化作用 染色體dna 技法提煉 基因工程中的幾種檢測方法 題組三蛋白質(zhì)工程概念和過程的辨析5 胰島素可以用于治療糖尿病 但是胰島素被注射入人體后 會堆積在皮下 要經(jīng)過較長時間才能進入血液 而進入血液的胰島素又容易分解 治療效果受到影響 如圖是用蛋白質(zhì)工程設(shè)計的速效胰島素的生產(chǎn)過程 請據(jù)圖回答有關(guān)問題 1 構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關(guān)鍵 圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是 解析構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是蛋白質(zhì)的預(yù)期功能 2 圖中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是 解析根據(jù)蛋白質(zhì)的預(yù)期功能 推測新的胰島素中氨基酸的序列 進而推斷基因中的脫氧核苷酸序列來合成新的胰島素基因 蛋白質(zhì)的預(yù)期功能 根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列 推測出其基因中的脫氧核苷酸序列 然后利用dna合成儀來合成新的胰島素基因 3 新的胰島素基因與載體 質(zhì)粒 結(jié)合過程中需要限制性核酸內(nèi)切酶和dna連接酶 已知限制性核酸內(nèi)切酶 的識別序列和切點是 g gatcc 請畫出質(zhì)粒被限制性核酸內(nèi)切酶 切割后所形成的黏性末端 dna連接酶對所連接的dna兩端堿基序列是否有專一性要求 填 是 或 否 解析將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞中 最常用的轉(zhuǎn)化方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 ggatcc cctagg 否 4 若將含有新的胰島素基因的表達載體導(dǎo)入植物細(xì)胞中 最常用的方法是 解析限制性核酸內(nèi)切酶識別特定的核苷酸序列 產(chǎn)生特定的黏性末端或平末端 而dna連接酶對所連接的dna兩端堿基序列卻沒有專一性要求 5 若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素 需用到的生物工程有 和發(fā)酵工程 解析生產(chǎn)自然界中本來沒有的蛋白質(zhì)需要用到蛋白質(zhì)工程 基因工程等技術(shù) 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 蛋白質(zhì)工程 基因工程 歸納提升 蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較 1 區(qū)別 2 聯(lián)系 蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上 延伸出來的第二代基因工程 基因工程中所利用的某些酶需要通過蛋白質(zhì)工程進行修飾 改造 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 要語強記1 限制酶具有特異性 即一種限制酶只能識別特定的堿基序列 并在特定的位點上進行切割 2 dna連接酶的作用部位是磷酸二酯鍵 3 質(zhì)粒是常用的載體 它是一種小型的環(huán)狀dna分子 具有一個至多個限制酶切割位點及標(biāo)記基因 4 目的基因的獲取有從基因文庫中獲取和人工合成兩類方法 5 基因表達載體包括目的基因 啟動子 終止子和標(biāo)記基因 6 目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 導(dǎo)入動物細(xì)胞常用顯微注射技法 導(dǎo)入微生物細(xì)胞常用感受態(tài)細(xì)胞法 4 3 2 1 1 2014 廣東 25 利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶 care 制劑的流程如圖所示 下列敘述正確的是 多選 a 過程 需使用逆 反 轉(zhuǎn)錄酶b 過程 需使用解旋酶和pcr獲取目的基因c 過程 使用的感受態(tài)細(xì)胞可用nacl溶液制備d 過程 可利用dna分子雜交鑒定目的基因是否已導(dǎo)入受體細(xì)胞 4 3 2 1 解析a項 過程 是通過反轉(zhuǎn)錄獲取dna 反轉(zhuǎn)錄過程需要用到反轉(zhuǎn)錄酶 b項 過程 指的是從cdna文庫中獲取目的基因 不需要利用pcr技術(shù) 也用不到解旋酶 c項 過程 中使用的感受態(tài)細(xì)胞要用cacl2溶液制備 而不是用nacl溶液制備 4 3 2 1 d項 過程 鑒定目的基因是否已經(jīng)導(dǎo)入受體細(xì)胞 可以用標(biāo)記的目的基因為探針來檢測受體細(xì)胞中是否存在目的基因 即利用dna分子雜交鑒定 答案ad 4 3 2 1 2 2014 江蘇 23 下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述 錯誤的是 多選 a 切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶均特異性地識別6個核苷酸序列b pcr反應(yīng)中溫度的周期性改變是為了dna聚合酶催化不同的反應(yīng)c 載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因d 抗蟲基因即使成功地插入到植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達 4 3 2 1 解析a項 限制性核酸內(nèi)切酶大多特異性地識別6個核苷酸序列 但也有少數(shù)限制性核酸內(nèi)切酶能識別4個 5個或8個核苷酸序列 b項 pcr反應(yīng)中溫度周期性變化是為變性 復(fù)性和延伸創(chuàng)造條件 另外 耐高溫的dna聚合酶只是在延伸階段發(fā)揮催化作用 變性和復(fù)性過程不需要酶的催化 4 3 2 1 c項 載體質(zhì)粒上的抗生素抗性基因可作為標(biāo)記基因 供重組dna的鑒定和選擇 而不是抗生素合成基因 d項 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不一定能正常表達 答案abc 4 3 2 1 3 2013 新課標(biāo) 40節(jié)選 材料甲科學(xué)家將牛生長激素基因?qū)胄∈笫芫阎?得到了體型巨大的 超級小鼠 科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出轉(zhuǎn)基因煙草 材料乙t4溶菌酶在溫度較高時易失去活性 科學(xué)家對編碼t4溶菌酶的基因進行改造 使其表達的t4溶菌酶的第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了一個二硫鍵 提高了t4溶菌酶的耐熱性 4 3 2 1 回答下列問題 1 材料甲屬于基因工程的范疇 將基因表達載體導(dǎo)入小鼠的受精卵中常用 法 構(gòu)建基因表達載體常用的工具酶有 和 在培育轉(zhuǎn)基因植物時 常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 農(nóng)桿菌的作用是 農(nóng)桿菌可感染植物 顯微注射 限制酶 dna連接酶 將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中 4 3 2 1 2 材料乙屬于 工程范疇 該工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ) 通過基因修飾或基因合成 對 進行改造 或制造一種 的技術(shù) 在該實例中 引起t4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)改變的原因是組成該酶肽鏈的 序列發(fā)生了改變 氨基酸 蛋白質(zhì) 現(xiàn)有的蛋 白質(zhì) 新蛋白質(zhì) 4 3 2 1 4 2014 新課標(biāo) 40 植物甲具有極強的耐旱性 其耐旱性與某個基因有關(guān) 若從該植物中獲得該耐旱基因 并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中 有可能提高后者的耐旱性 回答下列問題 1 理論上 基因組文庫含有生物的 基因 而cdna文庫中含有生物的 基因 解析基因組文庫含有生物的全部基因 而cdna文庫中含有生物的部分基因 部分 全部 4 3 2 1 2 若要從植物甲中獲得耐旱基因 可首先建立該植物的基因組文庫 再從中 出所需的耐旱基因 解析植物甲具有極強的耐旱性 其耐旱性與某個基因有關(guān) 若要從植物甲中獲得耐旱基因 可首先建立該植物的基因組文庫 包含該生物的所有基因 然后再從中篩選出所需的耐旱基因 篩選 4 3 2 1 3 將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌 并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物 的體細(xì)胞中 經(jīng)過一系列的過程得到再生植株 要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達 應(yīng)檢測此再生植株中該基因的 如果檢測結(jié)果呈陽性 再在田間試驗中檢測植株的 是否得到提高 4 3 2 1 解析若從植物甲中獲得該耐旱基因 并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中 通常采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 將耐旱基因?qū)胫参镆业捏w細(xì)胞后 經(jīng)過植物組織培養(yǎng)得到再生植株 要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達 應(yīng)檢測該耐旱基因是否合成了相應(yīng)的蛋白質(zhì) 即檢測此再生植株中該基因的表達產(chǎn)物 如果檢測結(jié)果呈陽性 說明已經(jīng)合成了相應(yīng)的蛋白質(zhì) 這時再進行個體生物學(xué)檢測 即在田間試驗中檢測植株的耐旱性是否得到提高 答案乙表達產(chǎn)物耐旱性 4 3 2 1 4 假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交 子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3 1時 則可推測該耐旱基因整合到了 填 同源染色體的一條上 或 同源染色體的兩條上 解析假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交 子代中耐旱和不耐旱植株的數(shù)量比為3 1 符合基因的分離定律 說明得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株為雜合子 因此可推測該耐旱基因只整合到了同源染色體的一條上 同源染色體的一條上 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 如圖為某種質(zhì)粒的簡圖 小箭頭所指分別為限制性核酸內(nèi)切酶ecor bamh 的酶切位點 p為轉(zhuǎn)錄的啟動部位 已知目的基因的兩端有ecor bamh 的酶切位點 受體細(xì)胞為無任何抗藥性的原核細(xì)胞 下列有關(guān)敘述正確的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 a 將含有目的基因的dna與質(zhì)粒分別用ecor 酶切 在dna連接酶作用下 生成由兩個dna片段之間連接形成的產(chǎn)物有兩種 13 b dna連接酶的作用是將酶切后得到的黏性末端連接起來 形成一個重組質(zhì)粒時形成兩個磷酸二酯鍵c 為了防止目的基因反向粘連和質(zhì)粒自行環(huán)化 酶切時可選用的酶是ecor 和bamh d 能在含青霉素的培養(yǎng)基中生長的受體細(xì)胞表明該目的基因已成功導(dǎo)入該細(xì)胞 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析如果將含有目的基因的dna與質(zhì)粒分別用ecor 酶切 則酶切后二者的黏性末端相同 在dna連接酶作用下 生成由兩個dna片段之間連接形成的產(chǎn)物有三種 只有一種符合基因工程的需求 dna連接酶的作用是將酶切后的目的基因和質(zhì)粒的黏性末端連接起來形成重組質(zhì)粒 該過程形成4個磷酸二酯鍵 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 為了防止目的基因和質(zhì)粒自行環(huán)化 酶切時可選用的酶是ecor 和bamh 這樣切割后得到的dna片段兩側(cè)的黏性末端不同 由于受體細(xì)胞為無任何抗藥性的原核細(xì)胞 因此能在含青霉素的培養(yǎng)基中生長的原因 可能是受體細(xì)胞成功導(dǎo)入了目的基因 也可能是只導(dǎo)入了不含目的基因的載體 答案c 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2 現(xiàn)有一長度為1000堿基對 bp 的dna分子 用限制性核酸內(nèi)切酶ecor 單獨酶切后得到的dna分子仍是1000bp 用kpn 單獨酶切得到400bp和600bp兩種長度的dna分子 用ecor kpn 同時酶切后得到200bp和600bp兩種長度的dna分子 該dna分子的酶切圖譜正確的是 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 13 解析由題干條件可知用ecor 酶切后 并不能將dna分為兩段 故可判斷為環(huán)狀dna 再根據(jù) 用ecor kpn 同時酶切后得到200bp和600bp兩種長度的dna分子 可得到答案d 答案d 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 13 3 下圖表示科學(xué)家通過基因工程培育抗蟲棉時 從蘇云金芽孢桿菌中提取抗蟲基因 放入 棉花細(xì)胞中與棉花的dna分子結(jié)合起來而發(fā)揮作用的過程示意圖 以下說法正確的是 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 a 該技術(shù)的核心內(nèi)容是構(gòu)建基因表達載體b 目的基因在抗蟲棉中的遺傳要遵循基因的分離定律 13 c 圖中 常直接從大腸桿菌中獲取d 剔除培育成功的抗蟲棉體內(nèi)的四環(huán)素抗性基因會影響抗蟲基因的表達 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 13 解析基因工程的核心技術(shù)是基因表達載體的構(gòu)建 a正確 抗蟲基因如果整合到棉花細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)的dna上 其遺傳不遵循基因的分離定律 b錯誤 常見的載體有質(zhì)粒 動植物病毒和 噬菌體的衍生物 c錯誤 基因的表達具有獨立性 剔除抗蟲棉體內(nèi)的四環(huán)素抗性基因不影響抗蟲基因的表達 d錯誤 答案a 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 13 4 關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法 正確的是 a 蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作b 蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子c 對蛋白質(zhì)的改造是通過直接改造相應(yīng)的mrna來實現(xiàn)的d 蛋白質(zhì)工程的流程和天然蛋白質(zhì)合成的過程是相同的 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 13 解析蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ) 通過基因修飾或基因合成 對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造 或制造一種新的蛋白質(zhì) 以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求 由于基因決定蛋白質(zhì) 因此 要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造 還必須從基因入手 與基因工程不同 蛋白質(zhì)工程能生產(chǎn)出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子 答案b 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 13 5 下列關(guān)于基因工程的敘述 錯誤的是 a 目的基因和受體細(xì)胞均可來自動 植物或微生物b 限制性核酸內(nèi)切酶和dna連接酶是兩類常用的工具酶c 人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性d 載體上的抗性基因有利于篩選含重組dna的細(xì)胞和促進目的基因的表達 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 13 解析基因工程中的目的基因來源于自然界中的含有目的性狀的一切生物 可以是動物 植物 也可以是真菌 細(xì)菌 還可以是人等 在基因工程中獲取目的基因以及將目的基因和載體結(jié)合構(gòu)建基因表達載體必須使用同一種限制酶進行切割 以獲得相同的黏性末端 在dna連接酶的作用下 將目的基因和載體連接 構(gòu)建基因表達載體 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 13 人的胰島素原基因可以在大腸桿菌體內(nèi)得以表達 但是由于大腸桿菌是原核生物 沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體等細(xì)胞器的加工 合成的胰島素原不具有胰島素的功能 即沒有生物活性 作為標(biāo)記基因是為了檢測并篩選含重組dna的細(xì)胞 但對于目的基因的表達沒有影響 答案d 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 13 6 干擾素是治療癌癥的重要藥物 它必須從血液中提取 每升人血中只能提取0 5 g 所以價格昂貴 美國加利福尼亞的某生物制品公司用如下方法生產(chǎn)干擾素 如圖所示 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 13 從上述方式中可以看出該公司生產(chǎn)干擾素運用的方法是 a 個體間的雜交b 基因工程c 細(xì)胞融合d 器官移植解析從圖中可以看出整個過程為將人的淋巴細(xì)胞中控制干擾素合成的基因與質(zhì)粒結(jié)合后導(dǎo)入酵母菌 并從酵母菌產(chǎn)物中提取干擾素 這項技術(shù)為基因工程 答案b 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 13 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 7 許多大腸桿菌的質(zhì)粒上含有l(wèi)acz基因 其編碼的產(chǎn)物 半乳糖苷酶在x gal和iptg存在時 可以產(chǎn)生藍色沉淀 使菌落呈現(xiàn)藍色 否則菌落呈現(xiàn)白色 基因工程中常利用該原理從導(dǎo)入質(zhì)粒的受體細(xì)胞中篩選出真正導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞 過程如下圖所示 下列說法錯誤的是 a 基因工程中 構(gòu)建基因表達載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在 能遺傳給后代 并表達和發(fā)揮作用 13 b 轉(zhuǎn)化過程中 大腸桿菌應(yīng)先用ca2 處理 使其處于能吸收周圍dna的狀態(tài)c 菌落顏色為白色的是菌落 d 菌落 中的目的基因是否表達 可采用的檢測辦法是抗原 抗體雜交 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 13 解析基因工程中 構(gòu)建基因表達載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在 能遺傳給后代 并表達和發(fā)揮作用 轉(zhuǎn)化過程中 大腸桿菌應(yīng)先用ca2 處理 使其處于能吸收周圍dna的狀態(tài) lacz標(biāo)記基因因外源基因的插入而不能表達出 半乳糖苷酶 故菌落 為白色菌落 可采用抗原 抗體雜交的方法檢測菌落 中的目的基因是否表達 答案c 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 13 8 如圖表示利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得某種轉(zhuǎn)基因植物的部分操作步驟 以下說法錯誤的是 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 a 利用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基可將含 的細(xì)菌篩選出來b 是農(nóng)桿菌 通過步驟 將目的基因?qū)胫仓阠 可與多個核糖體結(jié)合 同時翻譯出多種蛋白質(zhì)d 過程的完成需要限制酶和dna連接酶參與 13 解析標(biāo)記基因是四環(huán)素抗性基因 如果細(xì)菌能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中生長 說明此細(xì)菌含有重組質(zhì)粒 是一條mrna分子 可與多個核糖體結(jié)合形成多聚核糖體 但由于翻譯的模板是同一個mrna分子 密碼子序列相同 故不同的核糖體翻譯出的是多個同一種蛋白質(zhì) 答案c 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 13 9 利用外源基因在受體細(xì)胞中表達 可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品 下列選項中能說明目的基因完成了在受體細(xì)胞中表達的是 a 棉花二倍體細(xì)胞中檢測到細(xì)菌的抗蟲基因b 大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mrnac 山羊乳腺細(xì)胞中檢測到人生長激素dna序列d 酵母菌細(xì)胞中提取到人干擾素蛋白 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 13 解析基因表達的產(chǎn)物是蛋白質(zhì) 因此 只有在受體細(xì)胞中檢測或提取到了相應(yīng)蛋白質(zhì)才能證明目的基因在受體細(xì)胞中完成了表達 a c項只能說明完成了目的基因的導(dǎo)入 b項只能說明完成了目的基因的導(dǎo)入和目的基因的轉(zhuǎn)錄過程 答案d 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 13 10 下圖表示蛋白質(zhì)工程的操作過程 下列說法不正確的是 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 a 蛋白質(zhì)工程中對蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的了解是非常關(guān)鍵的工作b 蛋白質(zhì)工程是完全擺脫基因工程技術(shù)的一項全新的生物工程技術(shù)c a b過程分別是轉(zhuǎn)錄 翻譯d 蛋白質(zhì)工程中可能構(gòu)建出一種全新的基因 13 解析蛋白質(zhì)工程中了解蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)如蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu) 氨基酸的排列順序等 對于合成或改造基因至關(guān)重要 蛋白質(zhì)工程的進行離不開基因工程 對蛋白質(zhì)的改造是通過對基因的改造來完成的 圖中a b過程分別是轉(zhuǎn)錄 翻譯過程 蛋白質(zhì)工程中可根據(jù)已經(jīng)明確的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)建出一種全新的基因 答案b 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 13 11 圖1表示含有目的基因d的dna片段長度 bp即堿基對 和部分堿基序列 圖2表示一種質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列 現(xiàn)有msp bamh mbo sma 4種限制性核酸內(nèi)切酶 它們識別的堿基序列和酶切位點分別為c cgg g gatcc gatc ccc ggg 請回答下列問題 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由 連接 解析一條脫氧核苷酸鏈中相鄰的兩個堿基之間是通過 脫氧核糖 磷酸 脫氧核糖 相連的 要注意與兩條脫氧核苷酸鏈的相鄰堿基之間通過氫鍵相連進行區(qū)分 核糖 磷酸 脫氧核糖 脫氧 13 2 若用限制酶sma 完全切割圖1中dna片段 產(chǎn)生的末端是 末端 其產(chǎn)物長度為 解析從sma 的識別序列和切點可見 其切割后產(chǎn)生的是平末端 圖1中dna片段有sma 的兩個識別序列 故切割后產(chǎn)生的產(chǎn)物長度為537 534 3 bp 790 796 3 3 bp和661 658 3 bp三種 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 537bp 790bp 661bp 平 13 3 若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對被t a堿基對替換 那么基因d就突變?yōu)榛騞 從雜合子中分離出圖1及其對應(yīng)的dna片段 用限制酶sma 完全切割 產(chǎn)物中共有 種不同長度的dna片段 解析圖示方框內(nèi)發(fā)生堿基對的替換后 形成的d基因失去了1個sma 的識別序列 故d基因 d基因用sma 完全切割后產(chǎn)物中除原有的3種長度的dna片段外 還增加一種537 790bp的dna片段 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4 13 4 若將圖2中質(zhì)粒和目的基因d通過同種限制酶處理后進行連接 形成重組質(zhì)粒 那么應(yīng)選用的限制酶是 在導(dǎo)入重組質(zhì)粒后 為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌 一般需要用添加 的培養(yǎng)基進行培養(yǎng) 經(jīng)檢測 部分含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中目的基因d不能正確表達 其最可能的原因是 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 解析目的基因的兩端都有bamh 的識別序列 質(zhì)粒的啟動子后抗生素a抗性基因上也有bamh 的識別序列 故應(yīng)選用的限制酶是bamh 此時抗生素b抗性基因作為標(biāo)記基因 故篩選時培養(yǎng)基中要添加抗生素b 若重組質(zhì)粒已導(dǎo)入了受體細(xì)胞卻不能表達 很可能是因為用同種限制酶切割后 目的基因和質(zhì)粒有兩種連接方式 導(dǎo)入受體細(xì)胞的重組質(zhì)粒可能是目的基因和質(zhì)粒反向連接形成的 答案bamh 抗生素b同種限制酶切割形成的末端相同 部分目的基因d與質(zhì)粒反向連接 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院喻景權(quán)教授課題組研究發(fā)現(xiàn) 一種植物激素 油菜素內(nèi)酯能促進農(nóng)藥在植物體內(nèi)的降解和代謝 用油菜素內(nèi)酯處理后 許多參與農(nóng)藥