基因工程的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案 2

1、13 基因工程的應(yīng)用【學(xué)習(xí)過程】一、植物基因工程的成果植物基因工程技術(shù)主要用于提高農(nóng)作物的 能力、以及改良農(nóng)作物的和利用植物生產(chǎn) 等方面。（一）抗蟲轉(zhuǎn)基因植物1殺蟲基因種類：主要是 基因、 基因、 基因、 基因等。2成果：抗蟲植物如水稻、棉、玉米、馬鈴薯、番茄等。（二）抗病轉(zhuǎn)基因植物1植物的病原微生物： 、真菌和細(xì)菌等。2.抗病基因種類：抗病毒基因有：病毒 基因和病毒 基因；抗真菌基因有： 基因和 基因。3成果：抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草和抗病毒的轉(zhuǎn)基因小麥、甜椒、番茄等。（三）抗逆轉(zhuǎn)基因植物1抗逆基因：調(diào)節(jié)細(xì)胞的基因使作物抗堿、抗旱；魚的 蛋白基因使作物耐寒能力提高；抗基因使作物抗除草劑等。

2、2成果：具抗寒能力的煙草、番茄，具抗除草劑的大豆、玉米等。（四）利用轉(zhuǎn)基因植物的品質(zhì)1優(yōu)良基因： 氨基酸的蛋白質(zhì)編碼基因、控制番茄果實(shí) 的基因、植物 代謝有關(guān)的基因等。2成果：轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因延熟番茄、轉(zhuǎn)基因矮牽?；ǖ?。二、動(dòng)物基因工程的成果（一）用于提高動(dòng)物生長速度1基因來源： 基因。 2成果：轉(zhuǎn)基因綿羊、轉(zhuǎn)基因鯉魚。（二）用于改善畜產(chǎn)品的品質(zhì)1優(yōu)良基因： 基因。 2成果：轉(zhuǎn)基因牛 含量少。（三）用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥品1基因來源： 基因2成果：乳腺生物發(fā)生器。（其概念： ）（四）用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體1器官供體：抑制或除去 基因 2成果：利用克隆技術(shù)培育沒有免疫排斥反應(yīng)的豬器官?；蚬?/p>

3、程高考題1、（07天津30.）（14分）在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗基因（kan2）常作為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。下圖為獲得抗蟲棉的技術(shù)流程。請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）A過程需要的酶有 。（2）B過程及其結(jié)果體現(xiàn)了質(zhì)粒作為運(yùn)載體必須具備的兩個(gè)條件是 。（3）C過程的培養(yǎng)基因除含有必要營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外，還必須加入 。（4）如果利用DNA分子雜交原理對(duì)再生植物進(jìn)行檢測(cè)，D過程應(yīng)該用 作為探針。（5）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株的卡那霉素抗性基因的傳遞符合孟德爾遺傳規(guī)律。將轉(zhuǎn)基因植株與 雜交，其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素敏感型的數(shù)量比為1：1。若該轉(zhuǎn)基因植株

4、自交，則其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素敏感型的數(shù)量比為 。若將該轉(zhuǎn)基因植株的花藥在卡那霉素培養(yǎng)基上作離體培養(yǎng)，則獲得的再生植株群體中抗卡那霉素型植株占 。1、（14分）（1）限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶（2）具有標(biāo)記基因；能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存（3）卡那霉素（4）放射性同位素（或熒光分子）標(biāo)記的抗蟲基因（5）非轉(zhuǎn)基因植株 3：1 1002、（05江蘇38）(9分)在植物基因工程中，用土壤農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒作為運(yùn)載體把目的基因重組人Ti質(zhì)粒上的T-DNA片段中，再將重組的T-DNA插入植物細(xì)胞的染色體DNA中。 (1)科學(xué)家在進(jìn)行上述基因操作時(shí)，要用同一種 分別切割質(zhì)粒和目的基因，質(zhì)粒的黏性

5、末端與目的基因DNA片段的黏性末端就可通過 而黏合。 (2)將攜帶抗除草劑基因的重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入二倍體油菜細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗除草劑特性的轉(zhuǎn)基因植株。經(jīng)分析，該植株含有一個(gè)攜帶目的基因的T-DNA片段，因此可以把它看作是雜合子。理論上，在該轉(zhuǎn)基因植株自交F1代中，仍具有抗除草劑特性的植株占總數(shù)的 ，原因是 。 (3)種植上述轉(zhuǎn)基因油菜，它所攜帶的目的基因可以通過花粉傳遞給近緣物種，造成“基因污染”。如果把目的基因?qū)巳~綠體DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是 。2、(9分(1)限制性內(nèi)切酶 堿基互補(bǔ)配對(duì)(2)34 雌雄配子各有12含抗除草劑基因；受精時(shí)，雌雄配于隨機(jī)結(jié)合 (3)葉

6、綠體遺傳表現(xiàn)為母系遺傳，目的基因不會(huì)通過花粉傳遞麗在下一代中顯現(xiàn)出來3.(08海南生物)圖為某種質(zhì)粒表達(dá)載體簡圖，小箭頭所指分別為限制性內(nèi)切酶EcoRI、BamHI的酶切位點(diǎn)，ampR為青霉素抗性基因，tctR為四環(huán)素抗性基因，P為啟動(dòng)因子，T為終止子，ori為復(fù)制原點(diǎn)。已知目的基因的兩端分別有包括EcoRI、BamHI在內(nèi)的多種酶的酶切位點(diǎn)。（1）將含有目的基因的DNA與質(zhì)粒表達(dá)載體分別用EcoRI酶切，酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進(jìn)行連接后，其中由兩個(gè)DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有 、 、 三種。若要從這些連接產(chǎn)物中分離出重組質(zhì)粒，需要對(duì)這些連接產(chǎn)物進(jìn)行 。（2）用上述3種連接產(chǎn)物與無任何抗藥性

7、的原核宿主細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。之后將這些宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是 ；若接種到含青霉素的培養(yǎng)基中，能生長的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是 。（3）目的基因表達(dá)時(shí)，RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)是 ，其合成的產(chǎn)物是 。（4）在上述實(shí)驗(yàn)中，為了防止目的基因和質(zhì)粒表達(dá)載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，酶切時(shí)應(yīng)選用的酶是 。3答案 （1）目的基因載體連接物 載體-載體連接物 目的基因-目的基因連接物 分離純化（其他合理答案也給分） （2）載體-載體連接物 目的基因-載體連接物、載體-載體連接物（3）啟動(dòng)子 mRNA（4）EcoRI和BamHI（只答一個(gè)酶不給

8、分）4.（10長沙一中月考）（7分）今年甲型H1N1流感在全球爆發(fā)，我校各年級(jí)也均有發(fā)生。甲型H1N1流感的傳播速度非?？欤瑸榉乐我咔?，各國研究小組紛紛進(jìn)行了甲型H1N1流感病毒的疫苗研制工作。下面為某研究小組的前期研究工作的簡要操作流程圖（1）實(shí)驗(yàn)步驟所代表的反應(yīng)過程是 。（2）實(shí)驗(yàn)中常采用PCR擴(kuò)增得到H基因, PCR過程中使用的DNA聚合酶不同于一般生物體內(nèi)的DNA聚合酶，其主要特點(diǎn)是 。PCR過程中退火（復(fù)性）溫度必須根據(jù)引物的堿基數(shù)量和種類來設(shè)定。表1為根據(jù)模板設(shè)計(jì)的兩對(duì)引物序列，圖2為引物對(duì)與模板結(jié)合示意圖。請(qǐng)判斷哪一對(duì)引物可采用較高的退火溫度？ 。（3）步驟構(gòu)建重組表達(dá)載體A和重

9、組表達(dá)載體B必須使用的酶是 。（4）構(gòu)建重組表達(dá)載體時(shí)，一般需要將H基因與載體結(jié)合，常用的載體除質(zhì)粒外還有 等，在檢測(cè)受體細(xì)胞中是否已經(jīng)導(dǎo)入目的基因時(shí)，常常要借助載體 的表達(dá)。（5）若某人為甲型H1N1流感疑似患者，在確診時(shí)可從疑似患者體內(nèi)分離病毒與已知病毒進(jìn)行 比較。4答案：（7分）(1)逆轉(zhuǎn)錄 (2)耐高溫 B (3)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 (4)噬菌體(噬菌體的衍生物)、動(dòng)植物病毒 標(biāo)記基因 （5）核酸（基因）的堿基序列5.限制性內(nèi)切酶能識(shí)別特定的DNA序列并進(jìn)行剪切，不同的限制性內(nèi)切酶可以對(duì)不同的核酸序列進(jìn)行剪切。現(xiàn)以3種不同的限制性內(nèi)切酶對(duì)6.2kb大小的線狀DNA進(jìn)行剪切后

10、。用凝膠電泳分離各核酸片段，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。請(qǐng)問：3種不同的限制性內(nèi)切酶在此DNA片段上相應(yīng)切點(diǎn)的位置是（ ） 6.（09江蘇卷12）下圖為真核生物染色體上DNA分子復(fù)制過程示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 A.圖中DNA分子復(fù)制是從多個(gè)起點(diǎn)同時(shí)開始的B.圖中DNA分子復(fù)制是邊解旋邊雙向復(fù)制的C.真核生物DNA分子復(fù)制過程需要解旋酶D.真核生物的這種復(fù)制方式提高了復(fù)制速率7.（09廣東卷，25）有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述，錯(cuò)誤的是 （ ）A.終止密碼子不編碼氨基酸 B.每種tRNA只運(yùn)轉(zhuǎn)一種氨基酸C.tRNA的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息 D.核糖體可在mRNA上移動(dòng)8（07廣東生物）現(xiàn)有一長度為1

11、000堿基對(duì)（bp）的DNA分子，用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用KpnI單獨(dú)酶切得到400bp和600bp兩種長度的DNA分子，用EcoRI、KpnI同時(shí)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 9.（10興義中學(xué)期中考試）下列基因工程操作步驟中，未發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的是 （ ）A. 用mRNA為模板人工合成目的基因 B. 目的基因與質(zhì)粒結(jié)合 C. 重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞 D. 目的基因的表達(dá)2008080110（10保定一中段考）科學(xué)家通過基因工程的方法，能使馬鈴薯塊莖含有人奶主要蛋白。以下有關(guān)該基因工程的敘述，

12、錯(cuò)誤的是（ ）A采用反轉(zhuǎn)錄的方法得到的目的基因有內(nèi)含子B基因非編碼區(qū)對(duì)于目的基因在塊莖中的表達(dá)是不可缺少的C馬鈴薯的葉肉細(xì)胞可作為受體細(xì)胞D用同種限制性內(nèi)切酶分別處理質(zhì)粒和含有目的基因的DNA，可產(chǎn)生黏性末端而形成重組DNA分子11（10臨穎高三月考）DNA分子有兩條鏈組成，兩鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?。每條鏈連接磷酸基團(tuán)的一端用5作標(biāo)記。另一端標(biāo)記為3，下列四條DNA分子片段中，可以和R片段之間通過粘性末端結(jié)合的是（ ）A B C D12（10衡陽高三月考）下列哪一個(gè)不是基因表達(dá)載體的組成部分 A終止密碼 B目的基因 C標(biāo)記基因 D啟動(dòng)子13、（10平遙高三月考）原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)和真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的不

13、同之處是（ ）A 原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)沒有編碼區(qū)B原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)沒有調(diào)控遺傳信息表達(dá)的核苷酸序列C原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)沒有RNA聚合酶的結(jié)合點(diǎn)D原核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)中沒有外顯子和內(nèi)含子14.（10南京高三測(cè)試）（9分）人類在預(yù)防與診療傳染性疾病過程中，經(jīng)常使用疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒表面的A蛋白為主要抗原，且疫苗生產(chǎn)和抗體制備的流程之一如下圖：（1）過程代表的是 。（2）過程構(gòu)建A基因重組載體時(shí)，必須使用 和 兩種工具酶（3）過程是 。（4）過程采用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)是 ，獲得的X是 。（5）對(duì)健康人進(jìn)行該傳染病免疫預(yù)防時(shí)，可選用圖中基因工程生產(chǎn)的 所制備的疫苗。對(duì)該傳染

14、病疑似患者確診時(shí)，可以從疑似患者體內(nèi)分離出病毒，與已知病毒進(jìn)行 比較；或用圖中的 進(jìn)行特異性結(jié)合檢測(cè)。14答案：（9分）（1）逆轉(zhuǎn)錄 （2）限制性核酸內(nèi)切酶（或限制酶或限制性內(nèi)切酶） DNA連接酶（兩空可以互換） （3）增殖、分化 （4）細(xì)胞融合 雜交瘤細(xì)胞 （5）A蛋白 核酸序列（或基因序列或RNA序列或核糖核苷酸序列） 抗A蛋白的單克隆抗體15（10湖南省師大附中月考）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，以下說法中錯(cuò)誤的是（ ）A甲方法可建立該細(xì)菌的基因組文庫 B乙方法可建立該細(xì)菌的cDNA文庫C甲方法要以脫氧核苷酸為原料 D乙方法需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與16.（10金華一中月考）下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是 （ ）A