高考生物大一輪總復(fù)習(xí)第十單元現(xiàn)代生物科技專題第37講基因工程

1、第十單元 現(xiàn)代生物科技專題第37講基因工程考綱要求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()?？键c一基因工程的操作工具1基因工程的概念(1)供體：提供目的基因。(2)操作環(huán)境：體外。(3)操作水平：分子水平。(4)原理：基因重組。(5)受體：表達目的基因。(6)本質(zhì)：性狀在受體體內(nèi)的表達。(7)優(yōu)點：克服遠緣雜交不親和的障礙，定向改造生物的遺傳性狀。2DNA重組技術(shù)的基本工具(1)限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱：限制酶)來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。作用：識別特定的核苷酸序列并切開特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端或

2、平末端。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GAATTC，切割位點在G和A之間；Sma限制酶識別的堿基序列是CCCGGG，切割位點在G和C之間；說明限制酶具有專一性。(2)DNA連接酶種類：按來源可分為E·coli DNA連接酶和T4DNA連接酶。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磷酸二酯鍵。DNA連接酶和限制酶的關(guān)系(3)載體種類：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒等。質(zhì)粒的特點思維診斷(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

3、來(×)(3)E·coli DNA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()A BC D答案C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

4、解開螺旋，為復(fù)制或轉(zhuǎn)錄提供模板。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(AGATCT)、EcoR(GAATTC)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噬菌體載體答案D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

5、向才一定與圖丙相同。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

6、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，便于對其進行切割答案D解析載體必須具備的條件有：對受體細胞無害，不影響受體細胞正常的生命活動；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

7、；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。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()AHind BEcoR CEcoB DPst答案C解析A處有BamH、EcoB、Cla限制酶的切點，使用AD中的EcoB切割時，才能讓目的基因插入到A處。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胞后，抗性基因在受體細胞內(nèi)表達，使受體細胞能夠抵抗相應(yīng)抗生素，所以

8、在受體細胞的培養(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1基因工程的操作過程與應(yīng)用(1)基因工程的操作步驟組成方法(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Bt毒蛋白基因，使用的載體是Ti質(zhì)粒，將目的基因表達載體導(dǎo)入受體細胞的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，請寫出兩種檢測目的基因是否表達的方法：抗原抗體雜交法、用棉葉飼喂棉鈴蟲。(3)基因工程的應(yīng)用：培育轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動物，生產(chǎn)基因工程藥物，進行基因治療。(4)目的基因?qū)氩煌荏w細胞的過程生物種類植物動物微生物常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)感受態(tài)細胞法受體細

9、胞體細胞或受精卵受精卵原核細胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T­DNA上農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細胞整合到受體細胞染色體的DNA上表達將含有目的基因的表達載體提純?nèi)÷?受精卵)顯微注射受精卵發(fā)育獲得具有新性狀的動物Ca2處理細胞感受態(tài)細胞重組表達載體DNA分子與感受態(tài)細胞混合感受態(tài)細胞吸收DNA分子(5)基因治療與基因診斷的不同點原理操作過程進展基因治療基因表達利用正?；?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，以表達出正常性狀來治療(疾病)臨床實驗基因診斷堿基互補配對制作特定DNA探針與病人樣品DNA混合，分析雜交帶情況臨床應(yīng)用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轉(zhuǎn)錄，B.翻譯，C

10、.分子設(shè)計，D.多肽鏈，E.預(yù)期功能。(2)結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出新的蛋白質(zhì)。(3)應(yīng)用：主要集中應(yīng)用于對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，改良生物性狀。思維診斷(1)抗蟲基因即使成功地插入到植物細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)肓藙游锏娜橄偌毎?×)

11、(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下圖表示用化學(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答案C解析題圖

12、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。2據(jù)圖表回答問題：限制酶SmaEcoRPst切割位點CCCGGGGGGCCCGAATTCCTTAAGCTGCAGGACGTC(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_、_、_。(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_、_。答案(1)4質(zhì)粒載體質(zhì)粒載體連接物目

13、的基因目的基因連接物質(zhì)粒載體目的基因連接物(2)EcoRSma解析(1)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。(2)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。歸納提升1幾種目的基因獲取方法的比較方法從基因文庫中獲取人工合成過程從基因組文庫中獲取從部分基因文庫，如cDNA文庫中獲取化學(xué)合成法反轉(zhuǎn)錄法2.基因表達載

14、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

15、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答案A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。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_。(2)過程需要的

16、酶有_、_。(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。(4)如果受體細胞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胞C2，并將其插入到受體細胞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。答案(1)人工合成(2)限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶(3)標(biāo)記基因(4)轉(zhuǎn)化作用染色體DNA抗原抗體雜交解析(1)獲取目的基因的主要途徑有

17、從自然界已有的物種中分離和人工合成。(2)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)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。(4)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。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，

18、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_。(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_。(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GGATCC。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”)。(4)若將含有新的胰島素基因的表達載體導(dǎo)入植物細胞中，最常用的方法是_。(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。答案(1)蛋白質(zhì)的預(yù)期功

19、能(2)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)否(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(5)蛋白質(zhì)工程基因工程解析(1)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)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。(3)將目的基因?qū)胫参锛毎?，最常用的轉(zhuǎn)化方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(4)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)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)。歸納提

20、升蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較(1)區(qū)別項目蛋白質(zhì)工程基因工程過程預(yù)期蛋白質(zhì)功能設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列獲取目的基因基因表達載體的構(gòu)建將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因的檢測與鑒定實質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型和生物產(chǎn)品結(jié)果可生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)(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。2DNA連接酶

21、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)胫参锛毎Ｓ棉r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；導(dǎo)入動物細胞常用顯微注射技法，導(dǎo)入微生物細胞常用感受態(tài)細胞法。探究高考明確考向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)細胞可用NaCl溶液制備D過程可利用DNA分子雜交鑒定

22、目的基因是否已導(dǎo)入受體細胞答案AD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)細胞要用CaCl2溶液制備，而不是用NaCl溶液制備。D項，過程鑒定目的基因是否已經(jīng)導(dǎo)入受體細胞，可以用標(biāo)記的目的基因為探針來檢測受體細胞中是否存在目的基因，即利用DNA分子雜交鑒定。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

23、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胞染色體上也未必能正常表達答案ABC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。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細胞后不一定能正常表達。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?/p>

24、中，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?；卮鹣铝袉栴}：(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_。(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

25、，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。答案(1)顯微注射限制酶DNA連接酶農(nóng)桿菌可感染植物，將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細胞中(2)蛋白質(zhì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)新蛋白質(zhì)氨基酸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?；卮鹣铝袉栴}：(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。(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。(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

26、細胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認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)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31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”)。答案(1)全部部分(2)篩選(3)乙表達產(chǎn)物耐旱性(4)同源染色體的一條上解析(1)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。(2)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

27、含該生物的所有基因，然后再從中篩選出所需的耐旱基因。(3)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細胞后，經(jīng)過植物組織培養(yǎng)得到再生植株。要確認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。(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的數(shù)量比為31，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

28、耐旱基因只整合到了同源染色體的一條上。練出高分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，受體細胞為無任何抗藥性的原核細胞。下列有關(guān)敘述正確的是()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BDNA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BamHD能在含青霉素的培養(yǎng)基中生長的受體細胞表明該目的基因已成

29、功導(dǎo)入該細胞答案C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；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；由于受體細胞為無任何抗藥性的原核細胞，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。2現(xiàn)有一長度為1 000堿基對(bp)

30、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1 000 bp，用Kpn 單獨酶切得到400 bp和600 bp兩種長度的DNA分子，用EcoR、Kpn同時酶切后得到200 bp和600 bp兩種長度的DNA分子。該DNA分子的酶切圖譜正確的是()答案D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200 bp和600 bp兩種長度的DNA分子”可得到答案D。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

31、圖。以下說法正確的是()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答案A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胞細胞質(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。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

32、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答案B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。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

33、原無生物活性D載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細胞和促進目的基因的表達答案D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；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的細胞，但對于目的基因

34、的表達沒有影響。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：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細胞融合 D器官移植答案B解析從圖中可以看出整個過程為將人的淋巴細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。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X­gal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?；蚬こ讨谐＠迷撛?/p>

35、理從導(dǎo)入質(zhì)粒的受體細胞中篩選出真正導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細胞，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胞中穩(wěn)定存在，能遺傳給后代，并表達和發(fā)揮作用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答案C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

36、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。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()A利用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基可將含的細菌篩選出來B是農(nóng)桿菌，通過步驟將目的基因?qū)胫仓闏可與多個核糖體結(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連接酶參與答案C解析標(biāo)記基因是四環(huán)素抗性基因，如果細菌能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中生長，說明此細菌含有重組質(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)。9利用外源基因在受體細胞中表達，可生產(chǎn)人類所需

37、要的產(chǎn)品。下列選項中能說明目的基因完成了在受體細胞中表達的是()A棉花二倍體細胞中檢測到細菌的抗蟲基因B大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNAC山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列D酵母菌細胞中提取到人干擾素蛋白答案D解析基因表達的產(chǎn)物是蛋白質(zhì)，因此，只有在受體細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。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()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)Ca

38、、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答案B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。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?，F(xiàn)有Msp、BamH、Mbo、Sma4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CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。請回答

39、下列問題：(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。(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_。(3)若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對被TA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。(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_。

40、答案(1)脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖(2)平537 bp、790 bp、661 bp(3)4(4)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)粒反向連接解析(1)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。(2)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(5343)bp、790(79633)bp和661(6583)bp三種。(3)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537790 bp的DNA片段。(4)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