(完整版)2018高考生物一輪復習現代生物科技專題第36講基因工程(包括PCR技術)夯基提能作業(yè)(選修3)

1、第 36 講 基因工程(包括 PCF 技術)A 組基礎題組考點一基因工程1. (2014 海南單科，31,15 分)下圖是將某細菌的基因 A 導入大腸桿菌內，制備“工程菌”的示意圖。*- I) )據圖回答：(1) 獲得 A 有兩條途徑：一是以 A 的 mRNA 為模板,在_酶的催化下,合成互補的單鏈 DNA 然后在_的作用下合成雙鏈 DNA 從而獲得所需基因；二是根據目標蛋白質的 _ 序列,推測出相應的 mRNA 序列,然后按照堿基互補配對原則，推測其 DNA 的_序列,再通過化學方法合成所需基因。(2) 利用 PCR 技術擴增 DNA 時,需要在反應體系中添加的有機物質有 _、_ 、4 種脫

2、氧核糖核苷三磷酸和耐熱性的DNA 聚合酶，擴增過程可以在 PCR 擴增儀中完成。由 A 和載體 B 拼接形成的 C 通常稱為 _。在基因工程中，常用 CaT 處理 D,其目的是 _。2. (2014 山東理綜,36,12 分)人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白，可在轉 htPA 基因母 羊的羊乳中獲得。流程如下：(1) htPA 基因與載體用_ 切割后，通過 DNA 連接酶連接，以構建重組表達載體。檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA,可采用_ 技術。(2) 為獲取更多的卵(母)細胞,要對供體母羊注射促性腺激素，使其_ 。采集的精子需要經過_ ,才具備受精能力。(3) 將重組

3、表達載體導入受精卵常用的方法是 _。為了獲得母羊，移植前需對已成功轉入目的基因的胚胎進行_。利用胚胎分割和胚胎移植技術可獲得多個轉基因個體，這體現了早期胚胎細胞的_ 。若在轉 htPA 基因母羊的羊乳中檢測到 _,說明目的基因成功表達。3.(2015 四川理綜，9,11 分)將蘇云金桿菌 Bt 蛋白的基因導入棉花細胞中,可獲得抗棉鈴蟲的轉基因棉其過程如圖所示(注：農桿菌中 Ti 質粒上只有 T-DNA 片段能轉移到植物細胞中)。質粒中“ Bt”代表“ Bt 基因”，“Km”代表“卡那霉素抗性基因(1) 過程需用同種 _酶對含 Bt 基因的 DNA 和 Ti 質粒進行酶切。為將過程獲得的含重組質

4、粒的農桿菌篩選出來，應使用_培養(yǎng)基。(2) 過程中將棉花細胞與農桿菌混合后共同培養(yǎng),旨在讓_進入棉花細胞；除盡農桿菌后，還須轉接到含卡那霉素的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng),目的是_。(3) 若過程僅獲得大量的根，則應在培養(yǎng)基中增加 _以獲得芽；部分接種在無激素培養(yǎng)基上的芽也能長根，原因是_ 。(4) 檢驗轉基因棉的抗蟲性狀，常用方法是 _ 。種植轉基因抗蟲棉能減少 _的使用，以減輕環(huán)境污染?？键c二蛋白質工程4.(2015 海南單科,31,15 分)在體內，人胰島素基因表達可合成出一條稱為前胰島素原的肽鏈，此肽鏈在內質網中經酶甲切割掉氨基端一段短肽后成為胰島素原，進入高爾基體的胰島素原經酶乙切割去除中間片段

5、 C 后,產生 A、B 兩條肽鏈，再經酶丙作用生成由 51 個氨基酸殘基組成的胰島素。目前，利用基因工程技術可大量生產胰島素?；卮鹣铝袉栴}：(1) 人體內合成前胰島素原的細胞是 _ ,合成胰高血糖素的細胞是 _。(2) 可根據胰島素原的氨基酸序列，設計并合成編碼胰島素原的 _序列,用該序列與質粒表達載體構建胰島素原基因重組表達載體，再經過細菌轉化、篩選及鑒定，即可建立能穩(wěn)定合成_ 的基因工程菌。(3) 用胰島素原抗體檢測該工程菌的培養(yǎng)物時，培養(yǎng)液無抗原抗體反應，菌體有抗原抗體反應，則用該工程菌進行工業(yè)發(fā)酵時，應從_ 中分離、純化胰島素原。胰島素原經酶處理便可轉變?yōu)橐葝u素。B 組提升題組非選擇題

6、1.(2017 云南昆明摸底調研,40)科學家將擬南芥的抗寒基因(CBFI),轉入香蕉以獲得抗寒的香蕉品種。下圖是某質粒載體上的 Sacl、Xbal、EcoRI、Hind 川四種限制酶的切割位點示意圖。據圖回答問題：（1）在該實驗中為構建基因表達載體，用 Sacl、XbaI切下 CBFI 基因后，對質粒載體進行切割的限制酶是_,理由是_。連接 CBFI 基因到該質粒載體后，作為基因表達載體的組成還必須有 _ 。將重組質粒導入香蕉細胞最常用的方法是 _ 。為了鑒別受體細胞中是否含有CBFI 基因,可用含_ 的培養(yǎng)基進行篩選?？茖W家將生長健壯、苗齡一致的轉基因香蕉（實驗組）與非轉基因香蕉（對照組）

7、進行_處理，鑒定兩組之間的抗寒性差異，如果_,則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質品種。2. （2017 重慶八中第一次適應性考試，40）科學家利用基因工程（DNA 重組技術）成功培育出一種能夠表達人類乳汁中常見蛋白的轉基因水稻，使大米及其制品具有一定的抗菌作用。請回答下列相關問題：（1）在基因工程中，常用到的工具酶是 _ 。利用水稻的成熟葉片為材料 ,同時構建 cDNA 文庫和基因組文庫，兩個文庫相比,cDNA 文庫中含有的基 因數目比基因組文庫中的少，其原因是 _ 。（3）在基因表達載體中，啟動子是 _ 識別并結合的部位，導入該水稻中的基因表達載體除啟動子和目的基因外，還應含有 _ 等。若采用原核生

8、物作為基因表達載體的受體細胞，常用的原核生物是_。將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有 _ 和_ 粒子。由轉基因水稻生產的相關大米制品有一定的抗菌作用，是因為制品中含有_ 。3. （2016 課標全國I,40,15 分）某一質粒載體如圖所示，外源 DNAS入到 Amp 或 Tet中會導致相應的基因失活（Amp 表示氨芐青霉素抗性基因,Tetr表示四環(huán)素抗性基因）。 有人將此質粒載體用 BamH酶切后，與 用 BamH酶切獲得的目的基因混合，加入 DNA 連接酶進行連接反應，用得到的混合物直接轉化大腸桿菌。 結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有

9、三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌。回答下列問題(1)_質粒載體作為基因工程的工具,應具備的基本條件有_表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的,其原因是 _；并且_和_的細胞也是不能區(qū)分的,其原因是 _ 。在上述篩選的基礎上若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落,還需使用含有_ 的固體培養(yǎng)基。基因工程中,某些噬菌體經改造后可以作為載體,其 DNA 復制所需的原料來自于 _ 。4.(2016 江蘇單科,

10、33,9 分)下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點,圖 1、圖 2 中標注了相關限制酶的酶切位點，其中切割位點相同的酶不重復標注。請回答下列冋題：限制酶BamHtBelISau3AIHi nd 川識別序列G_ ATCAGATC及ATC CGCT T切割位點GGCTAGC CTAA CTAT TCG/find (答出兩點即可),而作為基因圖 1Ji /1_i口的題訊圖 2用圖中質粒和目的基因構建重組質粒，應選用_兩種限制酶切割，酶切后的載體和目的基因片段,通過_酶作用后獲得重組質粒。為了擴增重組質粒,需將其轉入處于_ 態(tài)的大腸桿菌。(2) 為了篩選出轉入了重組質粒的大腸桿菌,應在篩選平板培養(yǎng)基中

11、添加 _,平板上長出的菌落,常用 PCF 鑒定,所用的引物組成為圖 2 中_ 。(3) 若 BamHI 酶切的 DNA 末端與 BelI酶切的 DNA 末端連接,連接部位的 6 個堿基對序列為 _ ,對于該部位,這兩種酶 _ (填“都能”、“都不能”或“只有一種能”)切開。若用 Sau3AI切圖 1 質粒最多可能獲得 _ 種大小不同的 DNA 片段。目的是篩選出含有目的基因的棉花細胞。（3）培養(yǎng)基中生長素用量與細胞分裂素用量比值高時，利于根的答案全解全析A 組基礎題組考點一基因工程1. I 答案逆轉錄 DNA 聚合酶氨基酸脫氧核苷酸引物 模板 DNA （3）重組 DNA提高受體細胞的轉化率C

12、解析（1）利用逆轉錄法合成目的基因的過程是：以 mRNA 為模板，在逆轉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；根據蛋白質工程合成目的基因的過程是：根據目標蛋白質的氨基酸序列，推測相應的 mRNA 序列，然后按照堿基互補配對原則，推測 DNA 中脫氧核苷酸的排列順 序,通過化學方法合成 DNA （2）PCR 過程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。（3） 目的基因和運載體結合，形成重組 DNA 基因表達載體）。（4）在利用大腸桿菌做受體細胞時，需要先用 Ca2+處理,使之成為感受態(tài)細胞，有利于其吸收重組 DNA 分子。2. 答案（1）同種限制性

13、核酸內切酶（或同種限制酶）DNA 分子雜交（或核酸探針）超數排卵獲能（處理）（3）顯微注射法性別鑒定全能性（4）htPA（或人組織纖溶酶原激活物）I 解析（1）目的基因和載體先用同種限制酶切割后，再用 DNA 連接酶連接，以構建基因表達載體；判斷目的基因是否插入受體細胞的DNA 可采用 DNA 分子雜交技術。（2）利用促性腺激素處理供體母羊可使其產生更多的卵（母）細胞；精子必須獲能后才具備受精能力。（3）將重組表達載體導入動物受精卵常用的方法是顯微注射法。為了獲得母羊，移植前需對已成功轉入目的基因的胚胎進行性別鑒定。（4）若在轉 htPA基因母羊的羊乳中檢測到人組織纖溶酶原激活物，說明目的基因

14、成功表達。3. 答案（1）限制性核酸內切選擇（2）T-DNA 篩選獲得 T-DNA 片段的植物細胞（3）細胞分裂素濃度芽頂端合成的生長素向基部運輸，促進根的分化（4）投放棉鈴蟲農藥C 解析本題考查基因工程與植物細胞工程的相關知識。（1）同種限制酶切割質粒和含目的基因的 DNA,可獲得相同的黏性末端，以構建基因表達載體。重組質粒含完整的卡那霉素抗性基因，故應使用含卡那霉素的選擇培養(yǎng)基篩選含重組質粒的農桿菌。（2）實驗過程中將棉花細胞與農桿菌混合后共同培養(yǎng),其目的是利用含重組質粒的農桿菌將 T-DNA 導入棉花細胞中。除去農桿菌后在含卡那霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),其完整,氨芐青霉素抗性基因結構被破壞，在

15、篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素可以篩選出轉入了重組質粒的分化,抑制芽的形成，反之，有利于芽的分化，抑制根的形成。因芽頂端可合成生長素，故接種在無激素的培養(yǎng)基上的芽也能長根。（4）可用投放棉鈴蟲的方法檢測抗蟲棉的抗蟲效果。轉基因抗蟲棉的種植可減 少農藥使用量，從而減輕環(huán)境污染?？键c二蛋白質工程4. 答案（1）胰島 B 細胞 胰島 A 細胞（2）DNA 胰島素原菌體I 解析（1）人體合成前胰島素原的細胞是胰島B 細胞，合成胰高血糖素的細胞是胰島A 細胞。（2）蛋白質工程生產胰島素時，需根據胰島素原的氨基酸序列，設計并合成編碼胰島素原的脫氧核苷酸序列（目的基因），然后再構建胰島素原基因重組表達載體，導入

16、細菌細胞內，再經過細菌轉化、篩選及鑒定，即可建立能穩(wěn)定合成胰島素原的工程菌。（3）運用抗原一抗體檢測法檢測胰島素原時，培養(yǎng)液無抗原抗體反應，菌體有抗原抗體反應，故應從菌體中分離、純化胰島素原。B 組提升題組非選擇題1. 答案（1）SacI、Xbal用相同限制酶切割來源不同的DNA 后，可產生相同的末端（2）啟動子和終止子農桿菌轉化法（3）氨芐青霉素（4）低溫實驗組的抗寒能力明顯高于對照組C 解析（1）在基因工程中，用相同限制酶切割來源不同的DNA 后，可產生相同的末端，所以和含目的基因的 DNA 一樣，質粒也應使用 SacI、XbaI進行切割。（2）基因表達載體的組成包括啟動子、終止子、標記

17、基因、目的基因等。香蕉細胞是植物細胞，將目的基因導入植物細胞常用農桿菌轉化法。（3）據圖分析，質粒上的標記基因是氨芐青霉素抗性基因，所以為了鑒別受體細胞中是否含有CBFI 基因，可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選。（4）根據題干信息已知目的基因是抗寒基因，所以科學家將生長健壯、苗齡一致的轉基因香蕉（實驗組）與非轉基因香蕉（對照組）進行低溫處理，鑒定兩組之間的抗寒性差異，如果實驗 組的抗寒能力明顯高于對照組，則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質品種。2. I 答案（1）限制性核酸內切酶DNA 連接酶（2）cDNA 文庫中只含有葉肉細胞已轉錄（或已表達）的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因（3）RNA

18、聚合酶標記基因和終止子大腸桿菌金粉鎢粉完整,氨芐青霉素抗性基因結構被破壞，在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素可以篩選出轉入了重組質粒的（5）溶菌酶（或抗體）C 解析基因工程中常用到限制酶和DNA 連接酶。（2）cDNA 文庫中含有某種生物的部分基因，而基因組文庫含有某種生物的全部基因，本題中 cDNA 文庫中只含有葉肉細胞已轉錄（或已表達）的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因。（3）在基因表達載體中，啟動子是 RNA 聚合酶識別和結合的部位。基因表達載體中除了啟動子和目的基因外還需要有標記基因、終止子等。如果采用原核生物作為基因表達載體 的受體細胞,常用的原核生物是大腸桿菌。（4）將目的基因通

19、過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有金粉和鎢粉粒子。（5）由轉基因水稻生產的相關大米制品有一定的抗菌作用，是因為制品中含有抗菌的物質溶菌酶或抗體。3. *答案（1）能自我復制、具有標記基因（2）二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長 含有質粒載體 含有插入了目的基因 的重組質粒（或答含有重組質粒）二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長 四環(huán)素 受體細胞亡解析（1）質粒作為載體應具備的基本條件有：能自我復制、具有標記基因、含有一至多個限制酶切割位點等。（2）由題意可知，未被轉化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞中均不含有氨芐青霉素抗性基因，所以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上均不能生長。質粒載體上含有氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，插入了目的基因的重組質粒中僅含有氨芐青霉素抗性基因，所以含有質粒載體和含有插入了目的基因的重組質粒的細胞均能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長，但前者可以在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長而后者不能，所以可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基，篩選出含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落。（3）噬菌體屬于病毒，病毒增殖過程中所需的原料等均來自于受體細胞。4. *答案