2019_2020學(xué)年高中生物第一章基因工程第二節(jié)基因工程的原理和技術(shù)學(xué)案浙科版選修3.docx

第二節(jié)基因工程的原理和技術(shù)1簡述基因工程的原理。2.描述基因工程基本操作的幾個(gè)步驟。(重點(diǎn))一、基因工程的基本要素多種工具酶、目的基因、載體和宿主細(xì)胞等。二、基因工程的基本操作步驟1獲得目的基因(1)目的基因：人們所需要的基因。如：人的胰島素基因、植物的抗病基因等。(2)獲取方法如果目的基因的序列是已知的，可用化學(xué)方法合成目的基因，或者用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增目的基因。如果目的基因的核苷酸序列是未知的，可以從基因文庫中獲取。2形成重組DNA分子通常是用相同的限制性核酸內(nèi)切酶分別切割目的基因和載體DNA(如質(zhì)粒)，使其產(chǎn)生相同的粘性末端，然后用DNA連接酶將兩者連接在一起，形成重組DNA分子。1基因工程中的DNA重組與減數(shù)分裂過程中的DNA重組完全相同嗎？提示：不完全相同。前者屬于無性重組，可發(fā)生在不同種生物間，后者屬于有性重組，發(fā)生在產(chǎn)生配子的過程中。3將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞(1)常用的受體細(xì)胞：大腸桿菌、枯草桿菌、酵母菌和動(dòng)植物細(xì)胞等。(2)導(dǎo)入方法舉例：用質(zhì)粒作為載體，宿主細(xì)胞應(yīng)該選擇大腸桿菌，用氯化鈣處理大腸桿菌，增加其細(xì)胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒進(jìn)入大腸桿菌宿主細(xì)胞。4篩選含有目的基因的受體細(xì)胞(1)篩選原因：不是所有細(xì)胞都接納了重組DNA分子。(2)篩選方法舉例：由于質(zhì)粒上有抗生素抗性基因，如四環(huán)素的抗性基因，含有這種重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞能夠在有四環(huán)素的培養(yǎng)基中生長，而沒有接納重組DNA分子的細(xì)胞則不能在這種培養(yǎng)基上生長。這樣就能篩選到含有重組DNA分子的受體細(xì)胞。經(jīng)過培養(yǎng)，目的基因能夠和質(zhì)粒一起在宿主細(xì)胞內(nèi)大量擴(kuò)增。5目的基因的表達(dá)目的基因在宿主細(xì)胞中表達(dá)，產(chǎn)生人們需要的功能物質(zhì)。2在基因工程的操作步驟中，都發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)。對(duì)嗎？提示：不對(duì)?！爸亟MDNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞”過程中不發(fā)生?；?、基因文庫和目的基因1基因：是有遺傳效應(yīng)的DNA片段(以DNA為遺傳物質(zhì)的生物)，是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和功能單位，基因的脫氧核苷酸序列代表遺傳信息。2基因文庫(1)含義：是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。(2)目的：獲得大量的目的基因。3目的基因：是基因工程操作中需要的外源基因，它是編碼某種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，如生物的抗逆性基因、抗蟲基因等。下列有關(guān)獲取目的基因的方法的敘述，錯(cuò)誤的是()A直接分離目的基因的方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡便，缺點(diǎn)是工作量大，具有一定的盲目性B由于真核細(xì)胞的基因含有不表達(dá)的DNA片段，一般使用人工合成的方法C目前人工合成基因的方法主要有兩種，分別是反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法DPCR技術(shù)的原理是DNA復(fù)制，需要RNA聚合酶催化DNA合成解析PCR技術(shù)的原理是DNA分子的復(fù)制，需要耐高溫的Taq DNA聚合酶催化DNA合成，并以脫氧核苷酸等為原料。答案D思維升華(1)供體細(xì)胞mRNA單鏈DNA雙鏈DNA(目的基因)。此方法屬于哪一種方法？提示：化學(xué)合成法。(2)短時(shí)間內(nèi)獲取大量目的基因需采用哪種方法？提示：PCR技術(shù)。DNA復(fù)制與PCR技術(shù)的比較DNA復(fù)制PCR技術(shù)場所細(xì)胞核內(nèi)生物體外原理堿基互補(bǔ)配對(duì)堿基互補(bǔ)配對(duì)酶DNA聚合酶、解旋酶熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶) 續(xù)表DNA復(fù)制PCR技術(shù)條件模板、ATP、引物、常溫模板、ATP、引物、溫度變化(90 95 55 60 70 75 )原料四種脫氧核苷酸四種脫氧核苷酸特點(diǎn)形成的是整個(gè)DNA分子，一個(gè)細(xì)胞周期只復(fù)制一次短時(shí)間內(nèi)形成大量DNA片段(目的基因)如圖表示基因工程中獲取水稻某目的基因的不同方法。下列相關(guān)敘述中正確的是()A三種方法都需要酶并均在體外進(jìn)行B堿基對(duì)的排列順序均相同C三種方法均屬于人工合成法D方法a不遵循中心法則解析：選A。這三種方法都是在體外進(jìn)行的，且都用到酶(方法a需要逆轉(zhuǎn)錄酶和DNA聚合酶；方法b需要限制性核酸內(nèi)切酶；方法c需要DNA聚合酶)，A正確；通過方法a得到的目的基因不含有內(nèi)含子，通過方法c得到的目的基因的堿基序列可能有多種，因此堿基對(duì)的排列順序不都相同，B錯(cuò)誤；圖示a和c屬于人工合成法，而b是從供體細(xì)胞的DNA中直接分離目的基因的方法，C錯(cuò)誤；方法a遵循中心法則，D錯(cuò)誤。認(rèn)清基因組文庫法與逆轉(zhuǎn)錄法獲取目的基因的不同(1)酶：前者需要限制酶；后者需要逆轉(zhuǎn)錄酶。(2)原料：前者不需要原料；后者需要脫氧核苷酸。(3)結(jié)構(gòu)：前者基因中含有啟動(dòng)子，能轉(zhuǎn)錄；后者基因中沒有啟動(dòng)子，只將編碼序列導(dǎo)入受體細(xì)胞，故無法進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。 重組DNA分子的形成及其導(dǎo)入受體細(xì)胞1形成重組DNA分子(1)目的：基因表達(dá)載體的構(gòu)建是實(shí)施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。其目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。(2)方法通常用同一種限制性核酸內(nèi)切酶分別切割目的基因和載體DNA(如質(zhì)粒)，形成相同的粘性末端。用DNA連接酶將目的基因和載體DNA連接在一起，形成重組DNA分子。如下圖：2將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞選擇的關(guān)鍵是分析基因工程的最終目的，按轉(zhuǎn)基因的目的來選擇：基因工程的最終目的常用的受體細(xì)胞導(dǎo)入的方法得到大量特殊蛋白質(zhì)大腸桿菌等微生物Ca2處理法得到轉(zhuǎn)基因動(dòng)物受精卵顯微注射法得到轉(zhuǎn)基因植物植物體細(xì)胞農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法常選細(xì)菌作受體細(xì)胞的原因：它們繁殖力極強(qiáng)，生長速度很快，短期內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生大量后代，所以把目的基因轉(zhuǎn)入這些細(xì)菌，就能在短時(shí)間內(nèi)得到大量的目的基因產(chǎn)物。下列關(guān)于基因工程的敘述中，正確的是()A基因工程利用的原理是基因突變B細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程常用的載體C通常用一種限制性核酸內(nèi)切酶處理目的基因的DNA，用另一種限制性核酸內(nèi)切酶處理載體DNAD為培育抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時(shí)只能以受精卵為受體解析基因工程利用了基因重組的原理；為了獲得相同的粘性末端，常用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割載體和目的基因；培育轉(zhuǎn)基因植物的受體細(xì)胞可以是體細(xì)胞，也可以是受精卵。答案B思維升華(1)重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)嗎？提示：不發(fā)生。(2)目的基因能直接進(jìn)入受體細(xì)胞嗎？提示：目的基因由于具有大分子性，不能單獨(dú)進(jìn)入受體細(xì)胞，必須由載體攜帶進(jìn)入。用同一種限制性核酸內(nèi)切酶(單酶切)分別切割目的基因與運(yùn)載體是最簡單的一種方法，但連接后會(huì)出現(xiàn)兩種不需要的連接產(chǎn)物：目的基因目的基因(環(huán)狀)連接物、質(zhì)粒質(zhì)粒(環(huán)狀)連接物，加大了篩選的工作量。所以可用兩種不同限制性核酸內(nèi)切酶(雙酶切)分別同時(shí)切割含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，這樣可以防止目的基因與質(zhì)粒自身連接體的產(chǎn)生，克服單酶切的缺點(diǎn)。 基因工程又稱基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)，是在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行操作的復(fù)雜技術(shù)，是生物工程的一個(gè)重要分支?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建(即目的基因與載體結(jié)合)是實(shí)施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。以下有關(guān)說法正確的是()A限制性核酸內(nèi)切酶的功能是切割各種DNA分子B基因工程中經(jīng)常用到的酶只有DNA連接酶和限制性核酸內(nèi)切酶C將目的基因與載體結(jié)合的過程，實(shí)際上就是不同來源的DNA重新組合的過程D具有粘性末端的目的基因片段插入質(zhì)粒的切口處，先形成磷酸二酯鍵，再形成氫鍵解析：選C。限制性核酸內(nèi)切酶的作用是切割外來的DNA，自身DNA由于受到保護(hù)而不會(huì)被切割。基因工程常用的酶除了DNA連接酶和限制性核酸內(nèi)切酶，還有DNA聚合酶(合成DNA片段)、逆轉(zhuǎn)錄酶(用mRNA逆轉(zhuǎn)錄生成DNA)等多種酶?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建時(shí)先用一定的限制性核酸內(nèi)切酶切割載體(如質(zhì)粒)，使質(zhì)粒出現(xiàn)一個(gè)缺口，露出粘性末端；然后用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因，使其產(chǎn)生相同的粘性末端(部分限制性核酸內(nèi)切酶可切割出平末端，具有相同效果)；將切下具有粘性末端的目的基因片段插入質(zhì)粒的切口處，首先是堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合，兩個(gè)粘性末端吻合在一起，堿基之間形成氫鍵，再在DNA連接酶的作用下，催化兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，形成一個(gè)重組DNA分子。含有目的基因的受體細(xì)胞的篩選及目的基因的表達(dá)與檢測(cè)1篩選含有目的基因的受體細(xì)胞(1)原理：質(zhì)粒上有標(biāo)記基因(如抗生素抗性基因)。(2)方法：利用選擇培養(yǎng)基篩選。(3)舉例2目的基因的表達(dá)與檢測(cè)(1)目的基因表達(dá)的標(biāo)志看到目的性狀或分離得到目的基因表達(dá)產(chǎn)物。(2)目的基因表達(dá)的檢測(cè)檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原抗體雜交。個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定：如轉(zhuǎn)基因抗蟲植物是否出現(xiàn)抗蟲性狀。目的基因在受體細(xì)胞中的存在與表達(dá)是有區(qū)別的。目的基因被受體細(xì)胞攝取是表達(dá)的前提，但是被攝取并不意味著被表達(dá)。由于各種因素的影響，還需要采取一定的措施去促使目的基因的表達(dá)。質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，它存在于許多細(xì)菌體內(nèi)。質(zhì)粒上有標(biāo)記基因如下圖所示，通過標(biāo)記基因可以推知外源基因(目的基因)是否轉(zhuǎn)移成功。外源基因插入的位置不同，細(xì)菌在培養(yǎng)基上的生長情況也不同。下表是外源基因插入位置(插入點(diǎn)有a、b、c)，請(qǐng)根據(jù)表中提供細(xì)菌的生長情況，推測(cè)三種重組后細(xì)菌的外源基因插入點(diǎn)，正確的一組是()細(xì)菌在含氨芐青霉素培養(yǎng)基上的生長情況細(xì)菌在含四環(huán)素培養(yǎng)基上的生長情況能生長能生長能生長不能生長不能生長能生長A是c；是b；是aB是a和b；是a；是bC是a和b；是b；是aD是c；是a；是b解析外源基因插入a點(diǎn)后，抗氨芐青霉素基因被破壞，抗四環(huán)素基因還保留，所以是；外源基因插入b點(diǎn)后，抗氨芐青霉素基因還是完整的，抗四環(huán)素基因被破壞，所以是；外源基因插入c點(diǎn)后，抗氨芐青霉素基因和抗四環(huán)素基因均完整，所以是。答案ADNA探針是利用放射性同位素等標(biāo)記的特定DNA片段。當(dāng)DNA探針與待測(cè)的非標(biāo)記單鏈DNA(或RNA)按堿基順序互補(bǔ)結(jié)合時(shí)，形成標(biāo)記DNADNA(或標(biāo)記DNARNA)的雙鏈雜交分子，可檢測(cè)雜交反應(yīng)結(jié)果。用某人的胰島素基因制成DNA探針，能與之形成雜交分子的是()該人胰島A細(xì)胞中的DNA該人胰島B細(xì)胞中的mRNA該人胰島A細(xì)胞中的mRNA該人肝細(xì)胞中的DNAABCD解析：選C。DNA單鏈能與其互補(bǔ)鏈及其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA分子互補(bǔ)配對(duì)而形成雜交分子；人體細(xì)胞中都有胰島素基因，但此基因只有在胰島B細(xì)胞中才能得到表達(dá)。 隨堂檢測(cè)1下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述，正確的是()A切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶均特異性地識(shí)別6個(gè)核苷酸序列BPCR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(dá)解析：選D。A項(xiàng)，限制性核酸內(nèi)切酶大多特異性地識(shí)別6個(gè)核苷酸序列，但也有少數(shù)限制性核酸內(nèi)切酶能識(shí)別4個(gè)、5個(gè)或8個(gè)核苷酸序列。B項(xiàng)，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。C項(xiàng)，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(xiàng)，目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后不一定能正常表達(dá)。2將ada(腺苷酸脫氨酶基因)通過質(zhì)粒pET28b導(dǎo)入大腸桿菌并成功表達(dá)腺苷酸脫氨酶。下列敘述錯(cuò)誤的是()A每個(gè)大腸桿菌細(xì)胞至少含一個(gè)重組質(zhì)粒B每個(gè)重組質(zhì)粒至少含一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)C每個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)至少插入一個(gè)adaD每個(gè)插入的ada至少表達(dá)一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子解析：選C。大腸桿菌成功表達(dá)出腺苷酸脫氨酶，說明這些大腸桿菌都至少含有一個(gè)重組質(zhì)粒，A項(xiàng)正確；作為載體的條件為至少含有一個(gè)或多個(gè)酶切位點(diǎn)，所以作為載體的質(zhì)粒至少含有一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)，B項(xiàng)正確；作為基因表達(dá)載體應(yīng)包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因四部分，但并不是每個(gè)酶切位點(diǎn)都至少插入一個(gè)ada，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于這些目的基因成功表達(dá)，所以每個(gè)ada至少表達(dá)一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子，D項(xiàng)正確。3天然的玫瑰沒有藍(lán)色花，這是由于缺少控制藍(lán)色色素合成的基因B，而開藍(lán)色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B?，F(xiàn)用基因工程技術(shù)培育藍(lán)玫瑰，下列操作正確的是()A提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA，再擴(kuò)增基因BB利用限制性核酸內(nèi)切酶從開藍(lán)色花矮牽牛的基因文庫中獲取基因BC利用DNA聚合酶將基因B與質(zhì)粒連接后導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞D將基因B直接導(dǎo)入大腸桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞解析：選A。提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA，逆轉(zhuǎn)錄得到DNA，然后擴(kuò)增，可獲得大量的基因B，A正確；從基因文庫中獲取目的基因，只要根據(jù)目的基因的相關(guān)信息和基因文庫中的信息進(jìn)行篩選對(duì)比即可，不需要用限制酶進(jìn)行切割，B錯(cuò)誤；目的基因與質(zhì)粒的連接需要用DNA連接酶，而不是DNA聚合酶，C錯(cuò)誤；目的基因需要和載體連接后形成重組質(zhì)粒再導(dǎo)入，而且應(yīng)該用農(nóng)桿菌進(jìn)行感染，而不是大腸桿菌，D錯(cuò)誤。4如圖是利用基因工程技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因植物，生產(chǎn)可食用疫苗的部分過程示意圖，其中Pst 、Sma 、EcoR 、Apa 為四種限制性核酸內(nèi)切酶。下列說法錯(cuò)誤的是()A圖示過程是基因工程的核心步驟B表達(dá)載體構(gòu)建時(shí)需要用到限制酶SmaC抗卡那霉素基因的存在有利于將含有抗原基因的細(xì)胞篩選出來D除圖示組成外，表達(dá)載體中還應(yīng)該含有啟動(dòng)子和終止子等結(jié)構(gòu)解析：選B。圖示過程為基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，是基因工程中的核心步驟。構(gòu)建過程中需要將目的基因完整切割下來，此時(shí)要用到限制酶Pst、EcoR。抗卡那霉素基因是標(biāo)記基因，目的是便于鑒定和篩選含有目的基因的細(xì)胞?；虮磉_(dá)載體包括啟動(dòng)子、目的基因、終止子和標(biāo)記基因等。5鹽害是全球水稻減產(chǎn)的重要原因之一，中國水稻研究所等單位的專家通過農(nóng)桿菌中的質(zhì)粒將CMO基因、BADH基因、mtld基因、gutD基因和SAMDC基因5個(gè)耐鹽基因?qū)胨荆@得了一批耐鹽轉(zhuǎn)基因植株。下列有關(guān)耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻培育的分析正確的是()A該基因工程涉及多個(gè)目的基因，多種載體B該基因工程所需的限制性核酸內(nèi)切酶可能有多種C只要目的基因進(jìn)入水稻細(xì)胞，水稻就會(huì)表現(xiàn)出抗鹽性狀D可通過將水稻種植到有農(nóng)桿菌的土壤中觀察目的基因是否表達(dá)解析：選B。該基因工程涉及多個(gè)目的基因，但只用到一種載體農(nóng)桿菌中的質(zhì)粒；因?yàn)樯婕暗蕉鄠€(gè)目的基因，可能需要多種限制性核酸內(nèi)切酶進(jìn)行切割；目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，經(jīng)表達(dá)成功后才能表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀；通過將水稻種植在含鹽的土壤中觀察目的基因是否表達(dá)，以衡量基因工程操作是否成功。61抗胰蛋白酶缺乏癥是一種在北美較為常見的單基因遺傳病，患者成年后會(huì)出現(xiàn)肺氣腫及其他疾病，嚴(yán)重者甚至死亡。對(duì)于該疾病患者常采用注射人1抗胰蛋白酶來緩解癥狀。(1)圖1表示獲取人1抗胰蛋白酶基因的兩種方法，請(qǐng)回答下列問題：a過程是在_酶的作用下完成的，該酶的作用特點(diǎn)是_。b過程稱為_，該過程需要_酶識(shí)別基因的_結(jié)構(gòu)。要確定獲得的基因是否是所需的目的基因，可以從分子水平上利用_技術(shù)檢測(cè)。(2)利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將控制該酶合成的基因?qū)胙虻氖芫眩罱K培育出能在乳腺細(xì)胞表達(dá)人1抗胰蛋白酶的轉(zhuǎn)基因羊，從而更易獲得這種酶，簡要過程如圖2所示。圖2獲得目的基因后，常利用_技術(shù)在體外將其大量擴(kuò)增。載體上綠色熒光蛋白(GEP)基因作為標(biāo)記基因其作用是便于_。(3)基因表達(dá)載體上除了目的基因，還必須有的組成是_、_、_。答案：(1)限制性核酸內(nèi)切識(shí)別特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子轉(zhuǎn)錄RNA聚合啟動(dòng)子DNA分子雜交(2)PCR篩選含有目的基因的受體細(xì)胞(3)啟動(dòng)子終止子標(biāo)記基因(三者順序可以顛倒)課時(shí)作業(yè)一、選擇題1基因工程技術(shù)也稱為DNA重組技術(shù)，其實(shí)施必須具備的4個(gè)必要條件是()A目的基因、限制性核酸內(nèi)切酶、載體、受體細(xì)胞B工具酶、目的基因、載體、受體細(xì)胞C模板DNA、mRNA、質(zhì)粒、受體細(xì)胞D重組DNA、RNA聚合酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶解析：選B?；蚬こ痰幕竟ぞ呤窍拗菩院怂醿?nèi)切酶、DNA連接酶和載體，前兩者統(tǒng)稱為工具酶；在實(shí)際操作中，載體上插入目的基因形成重組載體，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞。2蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因是否已導(dǎo)入棉花細(xì)胞，其準(zhǔn)確判斷方法是下列中的()A是否有抗生素抗性B是否有相應(yīng)的性狀C是否能檢測(cè)到標(biāo)記基因D是否能檢測(cè)到目的基因解析：選D。在基因工程操作中，可以借助于標(biāo)記基因來檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，但如果通過DNA分子雜交原理來進(jìn)行檢測(cè)的話，還可以直接檢測(cè)受體細(xì)胞有無目的基因。3在已知某小片段基因堿基序列的情況下，獲得該基因的最佳方法是()A用mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成DNAB以4種脫氧核苷酸為原料人工合成C將供體DNA片段轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中，再進(jìn)一步篩選D由蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測(cè)mRNA解析：選B。在已知某小片段基因堿基序列的情況下，可以用人工合成法直接利用4種脫氧核苷酸來制備目的基因。4基因工程中科學(xué)家常采用細(xì)菌、酵母菌等微生物作為受體細(xì)胞，下列不屬于這樣做的原因的是()A結(jié)構(gòu)簡單，多為單細(xì)胞B繁殖速度快C遺傳物質(zhì)含量少D性狀穩(wěn)定，變異少解析：選D。常采用微生物作為受體細(xì)胞的原因：繁殖速度快，多為單細(xì)胞，遺傳物質(zhì)含量少。5正確表示基因操作“五步曲”的是()A目的基因的獲得重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞重組DNA的形成篩選含有目的基因的受體細(xì)胞目的基因的表達(dá)B目的基因的表達(dá)目的基因的獲得重組DNA的形成重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞篩選含有目的基因的受體細(xì)胞C目的基因的獲得重組DNA的形成重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞篩選含有目的基因的受體細(xì)胞目的基因的表達(dá)D重組DNA的形成目的基因的獲得重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞篩選含有目的基因的受體細(xì)胞目的基因的表達(dá)解析：選C?；虿僮鳌拔宀角卑ǎ耗康幕虻墨@得，重組DNA的形成，重組DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞，篩選含有目的基因的受體細(xì)胞和目的基因的表達(dá)。6用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌合成人的蛋白質(zhì)。下列敘述不正確的是()A常用相同的限制性內(nèi)切酶處理目的基因和質(zhì)粒BDNA連接酶和RNA聚合酶是構(gòu)建重組質(zhì)粒必需的工具酶C可用含抗生素的培養(yǎng)基檢測(cè)大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒D導(dǎo)入大腸桿菌的目的基因不一定能成功表達(dá)解析：選B。構(gòu)建重組DNA是基因工程的核心，而重組質(zhì)粒形成必需的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。7據(jù)圖分析，下列有關(guān)基因工程的說法，不正確的是()A用酶、同時(shí)切割質(zhì)粒(假設(shè)切割完全)，會(huì)獲得3種長度的DNA片段B用酶、切割質(zhì)粒和目的基因比只用酶更符合要求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，不一定會(huì)有目的基因的表達(dá)產(chǎn)物答案：A8中美科學(xué)家通過改變一種名為NR2B的基因研制出了轉(zhuǎn)基因超級(jí)小鼠HobbieJ，HobbieJ比普通老鼠更加聰明，大腦運(yùn)轉(zhuǎn)更加迅速，它能夠輕松完成迷宮任務(wù)。下列關(guān)于HobbieJ產(chǎn)生過程的描述，錯(cuò)誤的是()ANR2B基因可通過PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增B改變后的NR2B基因作為目的基因，可直接注入小鼠受精卵內(nèi)C通常采用顯微注射技術(shù)將改變后的NR2B基因重組質(zhì)粒導(dǎo)入小鼠受精卵內(nèi)D可采用基因探針檢測(cè)改變后的NR2B基因是否導(dǎo)入小鼠體內(nèi)解析：選B。PCR技術(shù)可在體外大量擴(kuò)增目的基因，A正確；改變后的NR2B基因作為目的基因，需要與運(yùn)載體結(jié)合后才可導(dǎo)入小鼠受精卵內(nèi)，B錯(cuò)誤；將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞常用顯微注射技術(shù)，C正確；可采用基因探針檢測(cè)改變后的NR2B基因是否導(dǎo)入小鼠體內(nèi)，D正確。二、非選擇題9真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}：(1)某同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A，其原因是_。(2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用_作為載體，其原因是_。(3)若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。因?yàn)榕c家蠶相比，大腸桿菌具有_(答出兩點(diǎn)即可)等優(yōu)點(diǎn)。(4)若要檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測(cè)物質(zhì)是_(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)，也可以說是基因工程的先導(dǎo)，如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是_。解析：(1)人為真核生物，從人的基因組文庫中獲取的基因A含有內(nèi)含子，基因A轉(zhuǎn)錄出的產(chǎn)物中有與內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列。大腸桿菌為原核生物，沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列的機(jī)制，因此以大腸桿菌作為受體細(xì)胞，不能切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列，無法表達(dá)出蛋白A。(2)噬菌體和動(dòng)物病毒均可作為基因工程的載體，但它們的宿主細(xì)胞不同。題中受體為家蠶，是一種昆蟲，因此，選擇昆蟲病毒作為載體；噬菌體的宿主是細(xì)菌，不適合作為該實(shí)驗(yàn)的載體。(3)大腸桿菌具有繁殖快、容易培養(yǎng)、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn)，因此，常作為基因工程的受體細(xì)胞。(4)常用抗原抗體雜交的方法檢測(cè)目的基因是否表達(dá)，故能用于檢測(cè)蛋白A的物質(zhì)為蛋白A的抗體。(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，S型菌的DNA轉(zhuǎn)移到了R型菌體內(nèi)，其對(duì)基因工程理論的建立提供的啟示是DNA可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體。答案：(1)基因A有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達(dá)出蛋白A(2)噬菌體噬菌體的宿主是細(xì)菌，而不是家蠶(3)繁殖快、容易培養(yǎng)(4)蛋白A的抗體(5)DNA可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體10螢火蟲發(fā)光是體內(nèi)熒光素酶催化一系列反應(yīng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。如果熒光素酶存在于植物體內(nèi)，也可使植物體發(fā)光。一直以來熒光素酶的唯一來源是從螢火蟲腹部提取。但加利福尼亞大學(xué)的一個(gè)科學(xué)小組成功地通過轉(zhuǎn)基因工程實(shí)現(xiàn)了將熒光素酶基因?qū)氲酱竽c桿菌體內(nèi)，并在大腸桿菌體內(nèi)產(chǎn)生熒光素酶。請(qǐng)你根據(jù)已有的知識(shí)回答下列有關(guān)問題：(1)在此轉(zhuǎn)基因工程中，目的基因是_，具體操作過程中下圖所示的粘性末端是由_種限制性核酸內(nèi)切酶作用產(chǎn)生的。(2)在上述過程中需要多種酶的參與，其中包括限制性核酸內(nèi)切酶、_等。(3)將此目的基因?qū)氲酱竽c桿菌體內(nèi)需要載體的幫助。下列各項(xiàng)不是選取載體時(shí)必須考慮的是_。A能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存B具有特定的限制性核酸內(nèi)切酶切割位點(diǎn)C具有與目的基因相同的堿基片段D具有某些標(biāo)記基因(4)本實(shí)驗(yàn)中將目的基因?qū)氪竽c桿菌最常用的載體是_。A質(zhì)粒B動(dòng)物病毒C噬菌體D植物病毒(5)在此轉(zhuǎn)基因工程中，將體外重組DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌體內(nèi)，最常用的方法是首先用_處理大腸桿菌，目的是_。(6)目的基因是否表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，最簡便的檢測(cè)方法是通過檢測(cè)_來確定。解析：(1)由題干信息可知，目的基因是熒光素酶基因。圖中粘性末端第1、3相同，第2、4相同，因此是由兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割而成的。(2)基因工程操作的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶等。(3)載體必須具備能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存、具多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶切割位點(diǎn)、具標(biāo)記基因等特點(diǎn)。(4)載體有質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等，其中最常用的是質(zhì)粒。(5)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞時(shí)，一般用氯化鈣處理受體細(xì)胞，使之處于能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。(6)檢測(cè)目的基因是否表達(dá)最簡便的方法是通過大腸桿菌是否發(fā)光來確定。答案：(1)熒光素酶基因兩(2)DNA連接酶(3)C(4)A(5)氯化鈣增加大腸桿菌細(xì)胞壁的通透性，使含有目的基因的重組質(zhì)粒進(jìn)入大腸桿菌宿主細(xì)胞(6)大腸桿菌是否發(fā)光11下面是將某細(xì)菌的基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)獲得A的途徑：以A的mRNA為模板，在_的催化下，合成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在_作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因。(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)，需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)有_、_、4種脫氧核苷三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴(kuò)增過程可以在PCR擴(kuò)增儀中完成。(3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為_。解析：(1)利用逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因的過程是：以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合成單鏈DNA，然后在DNA聚合酶作用下，合成雙鏈DNA分子。(2)PCR過程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。(3)目的基因和運(yùn)載體結(jié)合，形成基因表達(dá)載體。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄酶DNA聚合酶(2)引物目的基因模板(A基因)(3)基因表達(dá)載體12圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度(bp即