高考生物一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)規(guī)范練34《基因工程》（含詳解）

1、考點(diǎn)規(guī)范練34基因工程考點(diǎn)規(guī)范練+高頻考向練第76頁(yè)1.(山西臨汾一中月考,40)小鼠的某種抗體由輕鏈和重鏈組成,科學(xué)家將編碼輕鏈和重鏈的基因分別導(dǎo)入兩個(gè)不同的煙草植物體內(nèi),然后讓兩株植物進(jìn)行雜交就能獲得可同時(shí)編碼輕鏈和重鏈兩種多肽的植株,即合成小鼠抗體的轉(zhuǎn)基因植物。回答下列問(wèn)題。(1)若要獲取小鼠的編碼輕鏈和重鏈的基因,可以先提取小鼠漿細(xì)胞中編碼兩條鏈的mRNA,然后通過(guò)過(guò)程獲取小鼠的cDNA,并利用技術(shù)對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增。(2)在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),需要用到的工具酶有,基因表達(dá)載體中的目的基因兩端的序列分別是和。(3)用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的過(guò)程中,常常將目的基因插入農(nóng)桿菌T

2、i質(zhì)粒的上。檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞可用DNA分子雜交技術(shù),一般用標(biāo)記的作探針。(4)若想大規(guī)模培育能合成小鼠抗體的轉(zhuǎn)基因植物,可采用技術(shù)。答案(1)逆轉(zhuǎn)錄PCR(2)限制酶和DNA連接酶啟動(dòng)子終止子(3)T-DNA目的基因(4)植物組織培養(yǎng)解析(1)由mRNA獲得cDNA的過(guò)程是逆轉(zhuǎn)錄,在體外進(jìn)行擴(kuò)增DNA用PCR技術(shù)。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體需要用限制酶和DNA連接酶,基因表達(dá)載體中至少應(yīng)有啟動(dòng)子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因,而啟動(dòng)子位于目的基因的前面,終止子位于目的基因的后面。(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是利用農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA具有轉(zhuǎn)移DNA的特性,所以應(yīng)將目的基因插入Ti質(zhì)粒上的T-

3、DNA上。檢測(cè)基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞可以用DNA分子雜交技術(shù),此時(shí)的探針是用標(biāo)記的目的基因。(4)要想大規(guī)模培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物,可以用植物組織培養(yǎng)技術(shù)。2.(黑龍江哈爾濱六中三次模擬,40)哈爾濱啤酒已經(jīng)有100多年的歷史,進(jìn)入新世紀(jì),技術(shù)人員將能使啤酒產(chǎn)生豐富泡沫的LTP1基因植入啤酒酵母中,使其產(chǎn)生LTP1蛋白,釀出泡沫豐富的啤酒,下圖為轉(zhuǎn)基因啤酒酵母的生產(chǎn)過(guò)程,據(jù)此回答相關(guān)問(wèn)題。(1)形成C需要的工具酶是,這兩種酶作用的化學(xué)鍵均為。(2)結(jié)構(gòu)B是來(lái)自大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的質(zhì)粒,它的化學(xué)本質(zhì)是,在結(jié)構(gòu)B上標(biāo)記基因的作用是。(3)利用DNA分子雜交技術(shù)可檢測(cè)C中是否插入了目的基因,該過(guò)程中需用作探針;轉(zhuǎn)

4、基因啤酒酵母培育成功的標(biāo)志是。(4)LTP1基因通?？梢詮幕蛭膸?kù)中獲取,含有一種生物所有基因的文庫(kù)稱為,獲得LTP1基因后可以利用技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。(5)人們對(duì)轉(zhuǎn)基因生物的安全性的爭(zhēng)論:主要有安全、安全和安全三個(gè)方面的激烈爭(zhēng)論。答案(1)限制酶和DNA連接酶磷酸二酯鍵(2)小型環(huán)狀DNA鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的受體細(xì)胞篩選出來(lái)(3)放射性同位素標(biāo)記的目的基因或熒光分子標(biāo)記的目的基因細(xì)胞中合成了LTP1蛋白(4)基因組文庫(kù)PCR(5)生物食物環(huán)境(三者無(wú)順序)解析(1)C是重組質(zhì)粒,在構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)需要用限制酶對(duì)目的基因和運(yùn)載體進(jìn)行切割,然后用DNA連接酶將其連接,故形

5、成C需要的工具酶是限制酶和DNA連接酶,它們作用的化學(xué)鍵都是磷酸二酯鍵。(2)質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)是小型的環(huán)狀DNA分子。標(biāo)記基因是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的受體細(xì)胞篩選出來(lái)。(3)檢測(cè)是否插入目的基因,可以用放射性同位素標(biāo)記的目的基因或熒光分子標(biāo)記的目的基因。(4)含一種生物所有基因的文庫(kù)稱為基因文庫(kù),部分的是cDNA 文庫(kù)。獲得LTP1基因后可以利用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。(5)人們對(duì)轉(zhuǎn)基因生物的安全性主要集中在生物安全、食物安全和環(huán)境安全三個(gè)方面。3.(寧夏石嘴山三中一模,40)科學(xué)家從某細(xì)菌中提取抗鹽基因,轉(zhuǎn)入煙草并培育成轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草。下圖是轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的培育過(guò)程,

6、含目的基因的DNA和質(zhì)粒上的箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題。(1)在該過(guò)程中,研究人員首先獲取了抗鹽基因(目的基因),并采用技術(shù)對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增,該技術(shù)需要的條件是、酶、原料、模板,該技術(shù)必須用酶;然后構(gòu)建基因表達(dá)載體,基因表達(dá)載體中除了具有目的基因、啟動(dòng)子和終止子之外,還需具有。(2)用圖中的質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒,不能使用Sma酶切割,原因是。圖中過(guò)程為防止質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化,應(yīng)選用酶對(duì)外源DNA、質(zhì)粒進(jìn)行切割。(3)為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功,既要用放射性同位素標(biāo)記的作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè),又要在個(gè)體水平上鑒定,后者具體過(guò)程是。導(dǎo)學(xué)號(hào)9

7、3420256答案(1)PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))引物耐熱的DNA聚合酶或熱穩(wěn)定性的DNA聚合標(biāo)記基因(2)Sma會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因BamH和Hind(3)抗鹽基因(或目的基因)將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中,觀察該煙草植株的生長(zhǎng)狀態(tài)解析(1)依題意可知,抗鹽基因?qū)儆谀康幕?可采用PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)擴(kuò)增目的基因,該技術(shù)需要的條件是引物、酶、原料、模板,利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí),每次循環(huán)都是在9095 時(shí)進(jìn)行變性、在5560 時(shí)進(jìn)行復(fù)制、在7075 時(shí)延伸,所以該技術(shù)需要用熱穩(wěn)定DNA聚合酶(或Taq酶)?；虮磉_(dá)載體由目的基因、啟動(dòng)子、終止子、

8、標(biāo)記基因等組成。(2)題圖顯示,質(zhì)粒上的M抗生素抗性基因和目的基因中都含有Sma酶的識(shí)別和酶切位點(diǎn),若使用Sma酶切割,會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因,因此不能使用Sma 酶切割?？果}基因(或目的基因)的兩側(cè)都有EcoR酶的識(shí)別和酶切位點(diǎn),因此用EcoR酶切割目的基因會(huì)出現(xiàn)自身環(huán)化;BamH和Hind識(shí)別和酶切位點(diǎn)分別位于目的基因的兩側(cè),而且質(zhì)粒中也有相應(yīng)的酶切位點(diǎn),因此用BamH 和Hind同時(shí)進(jìn)行酶切,才能完整地切下該抗原基因,同時(shí)保證目的基因與質(zhì)粒的連接方式的唯一性,防止質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化。(3)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞,在分子水平上進(jìn)行檢測(cè)時(shí),要

9、用放射性同位素標(biāo)記的抗鹽基因(或目的基因)作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè);在個(gè)體水平上進(jìn)行鑒定時(shí),可將培養(yǎng)的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中,觀察該植株的生長(zhǎng)狀態(tài)。4.(湖北5月模擬,40)我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抗蟲(chóng)棉,是將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因?qū)朊藁ǖ娜~肉細(xì)胞中培育而成。回答下列問(wèn)題。(1)在該基因工程中,Bt毒蛋白基因?qū)儆?離體棉花葉肉細(xì)胞屬于。Bt毒蛋白基因可從基因組文庫(kù)中獲取,也可從cDNA文庫(kù)中獲取,含有基因中啟動(dòng)子的文庫(kù)是文庫(kù)。(2)獲取的Bt毒蛋白基因需要與載體結(jié)合構(gòu)建基因表達(dá)載體。在基因工程中使用的載體有質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、等,其中質(zhì)粒的化學(xué)成分是。(3)科學(xué)家最初做抗蟲(chóng)棉

10、試驗(yàn)時(shí),雖已經(jīng)檢測(cè)出棉花植株中含有抗蟲(chóng)基因,但讓棉蟲(chóng)食用棉花葉片時(shí),棉鈴蟲(chóng)并沒(méi)有被殺死,這說(shuō)明Bt毒蛋白基因。為此,科學(xué)家對(duì)棉植株中的Bt毒蛋白基因進(jìn)行了修飾,結(jié)果食用了棉葉的棉鈴蟲(chóng)中毒死亡了,從變異類型分析,這種對(duì)Bt毒蛋白基因的修飾屬于。(4)轉(zhuǎn)基因植物存在一定的安全性問(wèn)題,為避免Bt毒蛋白基因通過(guò)花粉傳播進(jìn)入其他植物,一般將Bt毒蛋白基因轉(zhuǎn)入棉花細(xì)胞的(填“細(xì)胞核”或“葉綠體”)。答案(1)目的基因受體細(xì)胞基因組(2)動(dòng)植物病毒DNA(3)沒(méi)有成功表達(dá)基因突變(4)葉綠體解析(1)在該基因工程中,Bt毒蛋白基因?qū)儆谀康幕?離體棉花葉肉細(xì)胞屬于受體細(xì)胞。Bt毒蛋白基因可從基因組文庫(kù)中獲取

11、,也可從cDNA文庫(kù)中獲取,含有基因中啟動(dòng)子的文庫(kù)是基因組文庫(kù)。(2)在基因工程中使用的載體有質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等,其中質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)是小型環(huán)狀DNA。(3)科學(xué)家最初做抗蟲(chóng)棉試驗(yàn)時(shí),雖已經(jīng)檢測(cè)出棉花植株中含有抗蟲(chóng)基因,但讓棉鈴蟲(chóng)食用棉花葉片時(shí),棉鈴蟲(chóng)并沒(méi)有被殺死,這說(shuō)明Bt毒蛋白基因沒(méi)有成功表達(dá)。因?yàn)槟康幕蚰芊癖磉_(dá)受到基因結(jié)構(gòu)中非編碼區(qū)上游的調(diào)控序列的控制,因此,要想解除非編碼區(qū)上游對(duì)基因表達(dá)的抑制,必須對(duì)非編碼區(qū)上游的調(diào)控序列進(jìn)行修飾,所以從變異的角度分析,基因修飾使基因得到表達(dá)屬于基因突變。5.(四川卷,9)將蘇云金桿菌Bt蛋白的基因?qū)朊藁?xì)胞中,可獲得抗棉鈴蟲(chóng)的轉(zhuǎn)基因

12、棉,其過(guò)程如下圖所示(注:農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上只有T-DNA片段能轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞中)。(1)過(guò)程需用同種酶對(duì)含Bt基因的DNA和Ti質(zhì)粒進(jìn)行酶切。為將過(guò)程獲得的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌篩選出來(lái),應(yīng)使用培養(yǎng)基。(2)過(guò)程中將棉花細(xì)胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng),旨在讓進(jìn)入棉花細(xì)胞;除盡農(nóng)桿菌后,還須轉(zhuǎn)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(guò)程僅獲得大量的根,則應(yīng)在培養(yǎng)基中增加以獲得芽;部分接種在無(wú)激素培養(yǎng)基上的芽也能長(zhǎng)根,原因是。(4)檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因棉的抗蟲(chóng)性狀,常用方法是。種植轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉能減少的使用,以減輕環(huán)境污染。答案(1)限制性核酸內(nèi)切選擇(2)T-DNA篩選獲得T-DNA片段的植物細(xì)胞(3)

13、細(xì)胞分裂素濃度芽頂端合成的生長(zhǎng)素向基部運(yùn)輸,促進(jìn)根的分化(4)投放棉鈴蟲(chóng)農(nóng)藥解析本題主要考查基因工程的相關(guān)知識(shí)。(1)目的基因與質(zhì)粒構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需要用同種限制性核酸內(nèi)切酶對(duì)二者進(jìn)行切割。要篩選出含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌應(yīng)使用選擇培養(yǎng)基。(2)為將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,應(yīng)先將重組質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌,再用農(nóng)桿菌感染棉花細(xì)胞,從而將T-DNA整合至棉花細(xì)胞染色體的DNA上;除盡農(nóng)桿菌后,因重組質(zhì)粒中含有卡那霉素抗性基因,在含有卡那霉素的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)可篩選獲得T-DNA 片段的植物細(xì)胞。(3)愈傷組織培養(yǎng)過(guò)程中,生長(zhǎng)素能促進(jìn)根的分化,細(xì)胞分裂素能促進(jìn)芽的分化,在培養(yǎng)過(guò)程中芽頂端合成的生長(zhǎng)素也可促進(jìn)根的

14、分化。(4)在個(gè)體水平檢測(cè)抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)性狀,可投放棉鈴蟲(chóng),觀察棉鈴蟲(chóng)的生存情況即可。種植轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉能減少農(nóng)藥的使用,從而減輕環(huán)境污染。6.(安徽六安一中一模,40)多聚半乳糖醛酸酶(PG)能降解果膠使細(xì)胞壁破損,成熟的番茄果實(shí)中,PG合成顯著增加,能使果實(shí)變紅變軟,但不利于保鮮。利用基因工程減少PG基因的表達(dá),可延長(zhǎng)果實(shí)保質(zhì)期?？茖W(xué)家將PG基因反向接到Ti質(zhì)粒上,導(dǎo)入番茄細(xì)胞中,得到轉(zhuǎn)基因番茄,具體操作流程如圖。據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)提取目的基因若已獲取PG的mRNA,可通過(guò)獲取PG基因。在該基因上游加結(jié)構(gòu)A可確?；虻姆聪蜣D(zhuǎn)錄,結(jié)構(gòu)A上應(yīng)具有結(jié)合位點(diǎn)。重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中的目的是。(

15、2)用含目的基因的農(nóng)桿菌感染番茄原生質(zhì)體后,可用含有的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,培養(yǎng)2448 h 后取樣,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的蔗糖溶液中,觀察細(xì)胞現(xiàn)象來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生。(3)由于導(dǎo)入的目的基因能轉(zhuǎn)錄出反義RNA,且能與互補(bǔ)結(jié)合,因此可抑制PG基因的正常表達(dá)。若轉(zhuǎn)基因番茄的保質(zhì)期比非轉(zhuǎn)基因番茄,則可確定轉(zhuǎn)基因番茄培育成功。(4)獲得的轉(zhuǎn)基因番茄產(chǎn)生的種子不一定保留目的基因,科研人員常采用方法使子代保持轉(zhuǎn)基因番茄的優(yōu)良性狀。導(dǎo)學(xué)號(hào)93420257答案(1)逆轉(zhuǎn)錄RNA聚合酶使目的基因隨質(zhì)粒的復(fù)制而增加(2)卡那霉素是否發(fā)生質(zhì)壁分離(3)天然PG基因轉(zhuǎn)錄的mRNA長(zhǎng)(4)無(wú)性繁殖(或植物組織培養(yǎng))解析(1

16、)已獲取PG的mRNA,可通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄(反轉(zhuǎn)錄)的方法獲得目的基因。因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是mRNA,在轉(zhuǎn)錄時(shí)需要RNA聚合酶。重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化到大腸桿菌中的目的是大量復(fù)制目的基因。(2)由圖可知,重組質(zhì)粒中含卡那霉素抗性基因而四環(huán)素抗性基因被破壞,故可用含卡那霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。植物細(xì)胞在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的蔗糖溶液中會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,所以可以用來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生。(3)由以上分析可知,反義RNA與天然PG基因轉(zhuǎn)錄的mRNA 結(jié)合,從而抑制翻譯過(guò)程。若轉(zhuǎn)基因番茄的保質(zhì)期比非轉(zhuǎn)基因番茄長(zhǎng),則可確定轉(zhuǎn)基因番茄成功。(4)獲得的轉(zhuǎn)基因番茄產(chǎn)生的種子不一定保留目的基因,植物組織培養(yǎng)屬于無(wú)性繁殖,故科研人員常采用

17、植物組織培養(yǎng)方法使子代保持轉(zhuǎn)基因的優(yōu)良性狀。7.(安徽安慶二模,40)將外源生長(zhǎng)激素基因?qū)刖d羊體內(nèi),轉(zhuǎn)基因綿羊的生長(zhǎng)速度比一般綿羊提高30%,體型增大50%?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)外源生長(zhǎng)激素基因除可以從基因組文庫(kù)中獲取外,還可通過(guò)以下途徑合成:一是利用從供體動(dòng)物的細(xì)胞中提取的mRNA,在酶催化下合成;二是通過(guò)分析生長(zhǎng)激素的序列推測(cè)基因的結(jié)構(gòu),進(jìn)而人工合成。這兩種途徑合成的生長(zhǎng)激素基因(填“相同”或“不同”),原因是。(2)外源生長(zhǎng)激素基因?qū)刖d羊體內(nèi)并成功表達(dá),其核心步驟是。(3)轉(zhuǎn)基因綿羊胚胎的早期培養(yǎng)時(shí)添加血清的原因是。為讓移植胚胎容易成活,應(yīng)對(duì)受體綿羊進(jìn)行處理。答案(1)垂體逆轉(zhuǎn)錄氨基

18、酸不同一種氨基酸可能不只由一種密碼子決定(密碼子的簡(jiǎn)并性)(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(3)血清中含有細(xì)胞分裂、分化所必需的生長(zhǎng)因子同期發(fā)情解析(1)生長(zhǎng)激素是垂體合成分泌的,故只有在垂體細(xì)胞中才能提取到生長(zhǎng)激素基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA,再在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合成生長(zhǎng)激素基因。也可以通過(guò)分析生長(zhǎng)激素的氨基酸序列,推測(cè)出其mRNA中的堿基序列,進(jìn)而推測(cè)出生長(zhǎng)激素基因中的堿基序列,最后人工化學(xué)合成。因?yàn)闆Q定氨基酸的密碼子具有簡(jiǎn)并性,因而這兩種方法合成的生長(zhǎng)激素基因結(jié)構(gòu)可能不同。(2)基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建。(3)因?yàn)檠逯泻屑?xì)胞分裂、分化所必需的生長(zhǎng)因子,早期胚胎進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)添加血清或血漿可促進(jìn)胚胎細(xì)胞的分裂和分化。為讓供體胚胎容易成活,需用一定的激素對(duì)受體進(jìn)行同期發(fā)情處理。8.大豆花葉病毒(RNA病毒)是世界性大豆病害,是造成大豆減產(chǎn)的重要原因。某科研小組制備了大豆花葉病毒的空衣殼蛋白(CP蛋白),生產(chǎn)過(guò)程大致如下,請(qǐng)回答問(wèn)題。(1)圖中的是指。(2)過(guò)程中應(yīng)用的酶是。此過(guò)程中先要在大豆花葉病毒的基因文庫(kù)中查找的核苷酸序列,以便合成特異性引物。(3)在上述生產(chǎn)流