高中生物浙科版現(xiàn)代生物科技專題第五章生態(tài)工程 專題歸納提升

基因工程的原理及三大操作工具1.基因工程的原理(1)廣義的原理——人為條件下的基因重組(2)異種生物的DNA分子能夠拼接的基礎(chǔ)①DNA的基本組成單位都是四種脫氧核苷酸。②雙鏈DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。③雙鏈DNA都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。(3)外源基因在異種生物體內(nèi)表達(dá)的理論基礎(chǔ)①基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，具有相對(duì)獨(dú)立性。②遺傳信息的傳遞都遵循中心法則所闡述的信息流動(dòng)方向。③生物共用一套遺傳密碼。2．基因工程的三大操作工具(1)“分子手術(shù)刀”——限制性核酸內(nèi)切酶①來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。②功能：能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。③切割方式：(2)“分子縫合針”——DNA連接酶①作用：縫合兩個(gè)DNA片段之間的磷酸二酯鍵。②作用示意圖：③結(jié)果：將兩個(gè)DNA片段連接起來。(3)“分子運(yùn)輸車”——載體①作為載體的必備條件：a．有一個(gè)或多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶切割位點(diǎn)，供外源DNA片段插入。b．具備自我復(fù)制能力，且能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存。c．帶有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和篩選。d．必須是安全的，不會(huì)對(duì)受體細(xì)胞有害。e．大小適中的DNA分子。②作用：a．作為運(yùn)載工具將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中。b．利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。③常用的載體是質(zhì)粒、λ噬菌體和動(dòng)植物病毒等。④質(zhì)粒的本質(zhì)：質(zhì)粒是細(xì)菌擬核DNA外的能自我復(fù)制的小型雙鏈環(huán)狀DNA分子?；卮鹣铝杏嘘P(guān)基因工程的問題。(1)基因工程中使用的限制性核酸內(nèi)切酶，其特點(diǎn)是______________________________________________________________。下圖四種質(zhì)粒含有E1和E2兩種限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)，Apr表示抗青霉素的抗性基因，Tcr表示抗四環(huán)素的抗性基因。(2)將兩端用E1切開的Tcr基因與用E1切開的質(zhì)粒X-1混合連接，連接后獲得的質(zhì)粒類型有__________。(可多選)A．X-1B．X-2C．X-3D．X-4(3)若將上圖所示X-1、X-2、X-3、X-4四種質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌，然后分別涂布在含有青霉素或四環(huán)素的兩種培養(yǎng)基上。在這兩種培養(yǎng)基上均不能生長(zhǎng)的大腸桿菌細(xì)胞類型有________、________。(4)如果X-1用E1酶切，產(chǎn)生850對(duì)堿基和3550對(duì)堿基兩種片段：那么質(zhì)粒X-2(Tcr基因的長(zhǎng)度為1200對(duì)堿基)用E2酶切后的片段長(zhǎng)度為________對(duì)堿基。(5)若將外源的Tcr基因兩端用E2切開，再與用E2切開的X-1混合連接，并導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞，結(jié)果顯示，含X-4的細(xì)胞數(shù)與含X-1的細(xì)胞數(shù)之比為1∶3，增大DNA連接酶用量能否提高上述比值？________。原因是______________________________________________________________。【解析】(1)基因工程中使用的限制性核酸內(nèi)切酶，其特點(diǎn)是特異性地識(shí)別和切割DNA。(2)用限制性核酸內(nèi)切酶E1切開質(zhì)粒X-1后，質(zhì)粒X-1暴露出兩個(gè)粘性末端，Apr被切下。兩端用E1切開的Tcr基因含有與上述切割后的質(zhì)粒X-1相同的粘性末端，混合后可形成X-1、X-2和X-3。(3)含質(zhì)粒X-1的細(xì)胞可在含青霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，含質(zhì)粒X-2的細(xì)胞可在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)；含質(zhì)粒X-3的細(xì)胞不含抗性基因，不能在兩種培養(yǎng)基上生長(zhǎng)；不含有質(zhì)粒的細(xì)胞也不能在兩種培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。(4)X-2的長(zhǎng)度為1200＋3550＝4750，用E2酶切后質(zhì)粒由環(huán)狀變?yōu)殒湢睢?5)兩段DNA粘性末端相同，DNA連接酶對(duì)DNA片段沒有選擇性，故增大DNA連接酶用量不能提高上述比值。【答案】(1)特異性地識(shí)別和切割DNA(2)ABC(3)無質(zhì)粒細(xì)胞含X-3的細(xì)胞(4)4750(5)不能DNA連接酶對(duì)DNA片段沒有選擇性或兩段DNA末端相同基因工程的應(yīng)用1.轉(zhuǎn)基因育種和傳統(tǒng)雜交育種的比較育種方法雜交育種轉(zhuǎn)基因育種處理方法雜交→自交→篩選。先通過兩個(gè)具有不同優(yōu)良性狀的純種親本雜交得到F1，然后再將F1自交，人工篩選獲取所需品種提→裝→導(dǎo)→檢→選。目的基因的提取，裝入載體，導(dǎo)入受體細(xì)胞，目的基因的檢測(cè)與鑒定，篩選出符合要求的新品種優(yōu)點(diǎn)使位于不同個(gè)體上的多個(gè)優(yōu)良性狀集中于一個(gè)個(gè)體上，即“集優(yōu)”目的性強(qiáng)、育種周期短、克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)或具有特殊用途的動(dòng)植物品種缺點(diǎn)育種時(shí)間長(zhǎng)技術(shù)復(fù)雜、工作量大、操作繁瑣應(yīng)用用純種高稈抗病小麥與純種矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因超級(jí)綿羊、轉(zhuǎn)基因超級(jí)鯉魚等2.基因診斷與基因治療(1)基因診斷①方法：DNA分子雜交法(即DNA探針法)，該方法是根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，把互補(bǔ)的雙鏈DNA解開，把單鏈的DNA小片段用同位素、熒光分子或化學(xué)發(fā)光催化劑等進(jìn)行標(biāo)記，之后同被檢測(cè)的DNA中的同源互補(bǔ)序列雜交，從而檢測(cè)出所要查明的DNA或基因。②步驟：抽取病人的組織或體液作為化驗(yàn)樣品；將樣品中的DNA分離出來；用化學(xué)法或熱處理法使樣品DNA解旋；將事先制作好的DNA探針引入化驗(yàn)樣品中。這些已知的經(jīng)過標(biāo)記的探針能夠在化驗(yàn)樣品中找到互補(bǔ)鏈，并與之結(jié)合(雜交)在一起，找不到互補(bǔ)鏈的DNA探針，則可以被洗脫。這樣通過遺留在樣品中的標(biāo)記過的DNA探針進(jìn)行基因分析，就能檢出病人所得的病。(2)基因治療①體外基因治療：先從病人體內(nèi)獲取某種細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，然后在體外完成基因的轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，最后重新置于患者體內(nèi)。②基因治療只是導(dǎo)入正常的基因，并未替換原來的基因，原有的致病基因與導(dǎo)入的正常基因都能表達(dá)。如果導(dǎo)入的正常基因是作為顯性基因存在，則有療效，也就是說，基因治療只可治療隱性遺傳病。應(yīng)用基因工程技術(shù)診斷疾病的過程中必須使用基因探針才能達(dá)到檢測(cè)疾病的目的。這里的基因探針是指()A．用于檢測(cè)疾病的醫(yī)療器械B．用放射性同位素或熒光分子等標(biāo)記的DNA分子C．合成β球蛋白的DNAD．合成苯丙羥化酶的DNA片段【解析】解答此類題目須明確：基因診斷是用放射性同位素、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子作探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測(cè)標(biāo)本上的遺傳信息，達(dá)到檢測(cè)疾病的目的。根據(jù)以上分析，A、C、D項(xiàng)均不是對(duì)基因探針的正確描述，故應(yīng)選B項(xiàng)?！敬鸢浮緽采用基因工程技術(shù)將人凝血因子基因?qū)肷窖蚴芫雅嘤隽宿D(zhuǎn)基因羊，但是人凝血因子只存在于該轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中。以下有關(guān)敘述，正確的是()A．人體細(xì)胞中的基因與山羊細(xì)胞中的基因是相同的B．可用顯微注射技術(shù)將含有人凝血因子基因的重組DNA分子導(dǎo)入羊的受精卵C．在該轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺細(xì)胞，而不存在于其他體細(xì)胞中D．人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄后，DNA連接酶以DNA分子的一條鏈為模板催化合成mRNA【解析】每種生物的DNA分子具有特異性，不同生物細(xì)胞的基因是不同的。將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞中，常用顯微注射法。目的基因?qū)氲绞荏w細(xì)胞后，與受體細(xì)胞的基因組整合，隨受體細(xì)胞的復(fù)制而復(fù)制。由于體細(xì)胞都是來自同一個(gè)受體細(xì)胞——即導(dǎo)入目的基因的受精卵，乳腺細(xì)胞和其他體細(xì)胞含有相同的基因，都含有人的凝血因子基因。DNA連接酶用于連接DNA的磷酸二酯鍵，與轉(zhuǎn)錄無關(guān)，轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶。【答案】B1．(2023·寧波檢測(cè))科學(xué)家發(fā)現(xiàn)栽種含有抗除草劑基因的農(nóng)作物后，會(huì)使附近的、與其親緣關(guān)系較近的野生植物也獲得抗除草劑基因，野生植物獲得該基因最可能的途徑是()A．基因突變 B．染色體變異C．自然選擇 D．自然雜交【解析】野生植物獲得抗除草劑基因的原因是與轉(zhuǎn)基因植物自然雜交，通過基因重組獲取的。【答案】D2．細(xì)菌質(zhì)粒分子上往往帶有抗生素抗性基因，該抗性基因在基因工程中的主要作用是()A．提高受體細(xì)胞在自然環(huán)境中的耐藥性B．有利于對(duì)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)C．增加質(zhì)粒分子的相對(duì)分子質(zhì)量D．便于與外源基因連接【解析】在基因工程中抗性基因用于檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞?！敬鸢浮緽3．日本下村修、美國(guó)查爾菲和錢永健在發(fā)現(xiàn)綠色熒光蛋白(GFP)等研究方面作出了突出貢獻(xiàn)，獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。GFP在紫外光的照射下會(huì)發(fā)出綠色熒光。依據(jù)GFP的特性，你認(rèn)為該蛋白在生物工程中的應(yīng)用價(jià)值是()A．作為標(biāo)記基因，研究基因的表達(dá)B．作為標(biāo)簽蛋白，研究細(xì)胞的轉(zhuǎn)移C．注入肌肉細(xì)胞，繁殖發(fā)光小白鼠D．標(biāo)記噬菌體外殼，示蹤DNA路徑【解析】標(biāo)記基因的作用是檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，而非研究基因的表達(dá)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)不能直接注入到動(dòng)物的體細(xì)胞并遺傳下去，C項(xiàng)錯(cuò)誤；標(biāo)記噬菌體用放射性元素更方便，D項(xiàng)錯(cuò)誤。此蛋白可作為研究細(xì)胞轉(zhuǎn)移的標(biāo)簽，B項(xiàng)正確?！敬鸢浮緽4．2023年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主馬里奧·卡佩基等三位科學(xué)家創(chuàng)造了“基因敲除”的方式：將外源基因整合到小鼠胚胎干細(xì)胞的DNA同源序列中，使某一個(gè)基因被取代或破壞而失活，形成雜合體細(xì)胞，然后將“修飾”后的胚胎干細(xì)胞植入小鼠的早期胚胎，生成嵌合體小鼠?？茖W(xué)家已經(jīng)利用上述技術(shù)成功地把人類囊腫性纖維化病的致病基因移植到小鼠身上，培育出了患囊腫性纖維化病的小鼠。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．這種嵌合體小鼠長(zhǎng)大后體內(nèi)存在外源基因，而且可能會(huì)遺傳給后代B．在基因敲除中需要用到限制性核酸內(nèi)切酶等C．通過“基因敲除”方式導(dǎo)致的變異類型屬于基因突變D．基因敲除技術(shù)有利于人類對(duì)某些遺傳因素引發(fā)的疾病進(jìn)行研究【解析】本題考查基因工程在疾病治療方面的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。由于外源基因?qū)氲氖切∈笈咛ジ杉?xì)胞的DNA同源序列中，屬于可遺傳變異，因此可能會(huì)遺傳給后代；基因敲除是將缺陷基因替換，故需要用到限制性核酸內(nèi)切酶；通過“基因敲除”方式導(dǎo)致的變異類型屬于基因重組?！敬鸢浮緾5．如圖表示基因工程中獲取水稻某目的基因的不同方法。相關(guān)敘述中正確的是()A．這三種方法都用到酶，都是在體外進(jìn)行B．①②③堿基對(duì)的排列順序均相同C．①②③片段均不含內(nèi)含子，但含非編碼區(qū)D．方法a不遵循中心法則【解析】讀圖知①為反逆轉(zhuǎn)錄法，②為從基因文庫中提取目的基因，③為人工合成法，均用到酶且于體外進(jìn)行操作；①③的獲取中使目的基因得以剪接，其堿基順序與②不同，方法a遵循中心法則。【答案】A6．(2023·廣東高考)從某海洋動(dòng)物中獲得一基因，其表達(dá)產(chǎn)物為一種抗菌性和溶血性均較強(qiáng)的多肽P1。目前在P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是()A．合成編碼目的肽的DNA片段B．構(gòu)建含目的肽DNA片段的表達(dá)載體C．依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計(jì)多條模擬肽D．篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽【解析】緊扣蛋白質(zhì)工程的流程(基本途徑)進(jìn)行分析。由題可知，多肽P1為抗菌性和溶血性均較強(qiáng)的多肽，要設(shè)計(jì)出抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽，即在P1的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出自然界原本不存在的蛋白質(zhì)，用蛋白質(zhì)工程技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)。蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列。故要想在P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是依據(jù)P1的氨基酸序列設(shè)計(jì)出多條模擬肽，然后進(jìn)行改造，從而確定抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽的氨基酸序列?！敬鸢浮緾7．圖1表示含有目的基因D的DNA片段長(zhǎng)度(bp即堿基對(duì))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MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4種限制性核酸內(nèi)切酶，它們識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請(qǐng)回答下列問題：圖1圖2(1)圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個(gè)堿基之間依次由________________________連接。(2)若用限制性核酸內(nèi)切酶SmaⅠ完全切割圖1中DNA片段，其產(chǎn)物長(zhǎng)度為________。(3)若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對(duì)被T—A堿基對(duì)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(duì)應(yīng)的DNA片段，用限制性核酸內(nèi)切酶SmaⅠ完全切割，產(chǎn)物中共有________種不同長(zhǎng)度的DNA片段。(4)若將圖2中質(zhì)粒和目的基因D通過同種限制性核酸內(nèi)切酶處理后進(jìn)行連接，形成重組質(zhì)粒，那么應(yīng)選用的限制性核酸內(nèi)切酶是________。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(jìn)行培養(yǎng)。經(jīng)檢測(cè)，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(dá)，其最可能的原因是_________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)一條脫氧核苷酸鏈中相鄰的兩個(gè)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(jìn)行區(qū)分。(2)圖1中DNA片段有SmaⅠ的兩個(gè)識(shí)別序列，故切割后產(chǎn)生的產(chǎn)物長(zhǎng)度為537(534＋3)bp、790(796－3－3)bp和661(658＋3)bp三種。(3)圖示方框內(nèi)發(fā)生堿基的替換后，形成的d基因失去了1個(gè)SmaⅠ的識(shí)別序列，故D基因、d基因用SmaⅠ完全切割后產(chǎn)物中除原有的3種長(zhǎng)度的DNA片段外，還增加一種537＋790bp的DNA片段。(4)目的基因的兩端都有BamHⅠ的識(shí)別序列，質(zhì)粒的啟動(dòng)子后抗生素A抗性基因上也有BamHⅠ的識(shí)別序列，故應(yīng)選用的限制酶是BamHⅠ，此時(shí)抗生素B抗性基因作為標(biāo)記基因，故篩選時(shí)培養(yǎng)基中要添加抗生素B。若重組質(zhì)粒已導(dǎo)入了受體細(xì)胞卻不能表達(dá)，很可能是因?yàn)橛猛N限制酶切割后，目的基因和質(zhì)粒有兩種連接方式，導(dǎo)入受體細(xì)胞的重組質(zhì)粒是目的基因和質(zhì)粒反向連接形成的。【答案】(1)脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖(2)537bp、790bp、661bp(3)4(4)BamHⅠ抗生素B同種限制性核酸內(nèi)切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8．已知甲種農(nóng)作物因受到乙種昆蟲危害而減產(chǎn)，乙種昆蟲食用某種原核生物分泌的丙種蛋白質(zhì)后死亡。因此，可將丙種蛋白質(zhì)基因轉(zhuǎn)入到甲種農(nóng)作物體內(nèi)，使甲種農(nóng)作物獲得抗乙種昆蟲危害的能力?；卮鹣铝袉栴}。(1)為了獲得丙種蛋白質(zhì)的基因，在已知丙種蛋白質(zhì)氨基酸序列的基礎(chǔ)上，推測(cè)出丙種蛋白質(zhì)的________序列，據(jù)此可利用________方法合成目的基因。獲得丙種蛋白質(zhì)的基因還可用________、________方法。(2)在利用上述丙種蛋白質(zhì)基因和質(zhì)粒載體構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，常需使用________酶和________酶。(3)將含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與甲種農(nóng)作物的愈傷組織共培養(yǎng)，篩選出含有丙種蛋白質(zhì)的愈傷組織，由該愈傷組織培養(yǎng)成的再生植株可抵抗________的危害。(4)若用含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌直接感染甲種農(nóng)作物植株葉片傷口，則該植株的種子________(填“含有”或“不含”)丙種蛋白質(zhì)基因。【解析】(1)在已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列的情況下，可根據(jù)氨基酸和堿基的對(duì)應(yīng)關(guān)系，推出合成該蛋白質(zhì)的基因序列，然后用DNA合成儀通過化學(xué)方法來合成目的基因。此外也可以從基因文庫中獲取目的基因，也可通過PCR方法獲取目的基因。(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，需要用限制性核酸內(nèi)切酶將載體切開，并用DNA連接酶將目的基因連接到載體上，從而構(gòu)建基因表達(dá)載體。(3)愈傷組織中含有丙種蛋白質(zhì)，說明丙種蛋白質(zhì)的基因得到了表達(dá)，在培養(yǎng)成的植株體內(nèi)也含有丙種蛋白質(zhì)，乙昆蟲食用丙種蛋白質(zhì)后會(huì)死亡，則該植株可抵抗乙昆蟲的危害。(4)用含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌直接感染甲種農(nóng)作物植株葉片傷口，僅僅在該葉片內(nèi)部分細(xì)胞中能合成丙種蛋白質(zhì)，該植株的種子和其他的營(yíng)養(yǎng)器官均不含有重組質(zhì)粒，也就不含有丙種蛋白質(zhì)的基因。【答案】(1)基因化學(xué)基因文庫PCR(2)限制性核酸內(nèi)切DNA連接(3)乙種昆蟲(4)不含章末綜合測(cè)評(píng)(一)第一章基因工程(時(shí)間：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(每小題5分，共60分)1．將大腸桿菌的質(zhì)粒連接上人生長(zhǎng)激素的基因后，重新置入大腸桿菌的細(xì)胞內(nèi)，通過發(fā)酵就能大量生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素。下列敘述正確的是()A．在大腸桿菌的質(zhì)粒連接人生長(zhǎng)激素的基因時(shí)，需用同一種限制性核酸內(nèi)切酶B．大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長(zhǎng)激素的變異不可以遺傳C．大腸桿菌質(zhì)粒標(biāo)記基因中腺嘌呤與尿嘧啶含量相等D．生長(zhǎng)激素基因在轉(zhuǎn)錄時(shí)需要解旋酶和DNA連接酶【解析】在大腸桿菌的質(zhì)粒連接人生長(zhǎng)激素的基因時(shí)，應(yīng)用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割，這樣才能產(chǎn)生相同的粘性末端，A項(xiàng)正確；通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)讓大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長(zhǎng)激素的變異，其原理是基因重組，是可遺傳的變異，B項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)粒是小型的環(huán)狀DNA分子，其結(jié)構(gòu)中沒有尿嘧啶，C項(xiàng)錯(cuò)誤；基因在轉(zhuǎn)錄時(shí)需要的酶是解旋酶和RNA聚合酶，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼2．(2023·大綱全國(guó)卷)下列實(shí)踐活動(dòng)包含基因工程技術(shù)的是()A．水稻F1花藥經(jīng)培養(yǎng)和染色體加倍，獲得基因型純合新品種B．抗蟲小麥與矮稈小麥雜交，通過基因重組獲得抗蟲矮稈小麥C．將含抗病基因的重組DNA導(dǎo)入玉米細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得抗病植株D．用射線照射大豆使其基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲得種子性狀發(fā)生變異的大豆【解析】A項(xiàng)屬于單倍體育種，原理是染色體變異；B項(xiàng)屬于雜交育種，原理是基因重組；C項(xiàng)屬于基因工程，原理是基因重組；D項(xiàng)屬于誘變育種，原理是基因突變。選C。【答案】C3．下列有關(guān)基因工程操作工具——載體的敘述錯(cuò)誤的是()A．質(zhì)粒為常見的載體，不僅存在于細(xì)菌中，某些病毒也具有B．作為基因工程的載體，標(biāo)記基因不可或缺C．目的基因插入載體時(shí)，有特定的插入位點(diǎn)D．構(gòu)建重組DNA分子時(shí)需DNA連接酶和限制性核酸內(nèi)切酶等【解析】病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，沒有質(zhì)粒。【答案】A4．(2023·舟山高二測(cè)試)利用蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因培育的抗蟲棉是否成功，最好檢測(cè)()A．是否有抗生素產(chǎn)生B．是否有目的基因表達(dá)C．是否有抗蟲的性狀出現(xiàn)D．是否能分離得到目的基因【解析】注意該題關(guān)鍵詞“最好檢測(cè)”。對(duì)于轉(zhuǎn)基因結(jié)果的檢測(cè)與鑒定，首先要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因；其次，檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA；最后，要檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。但最方便、最容易的檢測(cè)是看棉花是否產(chǎn)生抗蟲性狀，即用轉(zhuǎn)基因棉花葉子喂食害蟲，看害蟲是否死亡?！敬鸢浮緾5．(2023·衢州檢測(cè))利用基因工程技術(shù)將生長(zhǎng)激素基因?qū)刖d羊體內(nèi)，轉(zhuǎn)基因綿羊的生長(zhǎng)速度比一般的綿羊快30%，體型大50%，在基因操作過程中生長(zhǎng)激素基因的受體細(xì)胞最好采用()A．乳腺細(xì)胞 B．體細(xì)胞C．受精卵 D．精巢【解析】動(dòng)物基因工程中常用受精卵作為受體細(xì)胞。【答案】C6．下列獲取目的基因的方法中需要模板鏈的是()①從基因文庫中獲取目的基因②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因③逆轉(zhuǎn)錄法④通過DNA合成儀利用化學(xué)方法人工合成A．①②③④ B．①②③C．②③④ D．②③【解析】PCR利用的是DNA熱變性原理，即將雙鏈DNA之間的氫鍵打開，變成單鏈DNA，作為聚合反應(yīng)的模板。逆轉(zhuǎn)錄法則是以目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，先逆轉(zhuǎn)錄形成互補(bǔ)的單鏈DNA，再合成雙鏈DNA。①④則不需要模板?！敬鸢浮緿7．判斷基因工程是否成功的根本標(biāo)志是()A．目的基因能否在受體細(xì)胞中檢測(cè)到B．目的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA能否在受體細(xì)胞中檢測(cè)到C．目的基因表達(dá)產(chǎn)生的蛋白質(zhì)能否在受體細(xì)胞中檢測(cè)到D．受體生物個(gè)體是否表現(xiàn)出目的基因控制的性狀【解析】基因工程最終目的是通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，使受體生物獲得新的遺傳性狀。【答案】D8．下圖為DNA分子的某一片段，其中①②③分別表示某種酶的作用部位，則相應(yīng)的酶依次是()A．DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶B．限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶、DNA連接酶C．解旋酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶D．限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、解旋酶【解析】使堿基對(duì)內(nèi)氫鍵斷裂的是解旋酶，限制性核酸內(nèi)切酶將特定部位的相鄰的兩脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開；連接DNA片段間磷酸二酯鍵的是DNA連接酶?！敬鸢浮緾9．下列生物技術(shù)所用到的工具酶，除哪一項(xiàng)外作用都與磷酸二酯鍵有直接關(guān)系()A．限制性核酸內(nèi)切酶 B．DNA連接酶C．逆轉(zhuǎn)錄酶 D．胰蛋白酶【解析】限制性核酸內(nèi)切酶的作用是切斷磷酸二酯鍵，DNA連接酶與逆轉(zhuǎn)錄酶均能形成磷酸二酯鍵，胰蛋白酶用于水解肽鍵，其作用與磷酸二酯鍵沒有直接關(guān)系?！敬鸢浮緿10．水母發(fā)光蛋白由236個(gè)氨基酸構(gòu)成，現(xiàn)已將編碼這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標(biāo)記，應(yīng)用在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中。這種蛋白質(zhì)的作用是()A．促使目的基因順利導(dǎo)入受體細(xì)胞B．促使目的基因在宿主細(xì)胞中進(jìn)行復(fù)制C．檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入成功D．檢測(cè)目的基因是否成功表達(dá)【解析】載體中的標(biāo)記基因起的作用是用于檢測(cè)目的基因是否成功導(dǎo)入?！敬鸢浮緾11．(2023·麗水測(cè)試)關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說法，正確的是()A．蛋白質(zhì)工程的核心問題是對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行直接改造B．蛋白質(zhì)工程是與基因工程并列的兩大生物工程技術(shù)C．蛋白質(zhì)工程中不涉及基因結(jié)構(gòu)問題D．蛋白質(zhì)工程是一項(xiàng)難度很大的工程，目前成功的例子不多【解析】蛋白質(zhì)工程的改造、修飾對(duì)象是“基因”，而不是對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即建立在基因工程的基礎(chǔ)之上；由于蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，目前成功的例子并不多。【答案】D12．下列關(guān)于基因工程應(yīng)用的敘述，正確的是()A．1990年9月美國(guó)對(duì)復(fù)合型免疫缺陷病女孩進(jìn)行了基因治療，治療原理就是把缺陷基因誘變成正?；駼．基因診斷的基本原理是DNA分子雜交C．一種基因探針能檢測(cè)水體中的各種病毒D．大腸桿菌的基因不能用來進(jìn)行牛羊等動(dòng)物的遺傳改良【解析】基因治療不是基因誘變；一種探針只能檢測(cè)一種病毒；大腸桿菌的基因也可以通過基因工程轉(zhuǎn)給牛羊等動(dòng)物?！敬鸢浮緽二、非選擇題(共40分)13．(12分)(2023·寧波測(cè)試)科學(xué)家們對(duì)一位缺乏腺苷酸脫氨酶基因而患嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷癥的美國(guó)女孩進(jìn)行基因治療，其方法是首先將患者的淋巴細(xì)胞取出做體外培養(yǎng)，然后用逆轉(zhuǎn)錄病毒將正常的腺苷酸脫氨酶基因轉(zhuǎn)入人工培養(yǎng)的淋巴細(xì)胞中，再將這些轉(zhuǎn)基因淋巴細(xì)胞回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，經(jīng)過多次治療，患者的免疫功能趨于正常。(1)基因治療是把健康________導(dǎo)入有________的細(xì)胞中，以達(dá)到治療疾病的目的。(2)在基因治療過程中，逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用相當(dāng)于基因工程中基因操作工具中的________。此基因工程中的目的基因是____________，目的基因的受體細(xì)胞是淋巴細(xì)胞。(3)將轉(zhuǎn)基因淋巴細(xì)胞多次回輸?shù)交颊唧w內(nèi)后，患者免疫能力趨于正常，是由于淋巴細(xì)胞中能合成________。(4)下圖甲所示的方法是從________的DNA中直接分離出基因，圖乙所示的方法是用________方法人工合成基因。【解析】該題主要考查了基因治療的步驟及提取目的基因的方法。圖甲表示用限制性核酸內(nèi)切酶將供體細(xì)胞的DNA切成許多片段，然后將片段通過載體轉(zhuǎn)入到不同的受體細(xì)胞中，從中找到目的基因。圖乙表示用目的基因轉(zhuǎn)錄成的信使RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄成互補(bǔ)的單鏈DNA，再合成雙鏈DNA，從而獲得目的基因。【答案】(1)外源基因基因缺陷(2)載體(或基因的運(yùn)輸工具)腺苷酸脫氨酶基因(3)腺苷酸脫氨酶(4)供體細(xì)胞逆轉(zhuǎn)錄14．(14分)(2023·浙江臺(tái)州中學(xué)檢測(cè))浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院喻景權(quán)教授課題組研究發(fā)現(xiàn)，一種植物激素——油菜素內(nèi)酯能促進(jìn)農(nóng)藥在植物體內(nèi)的降解和代謝。用油菜素內(nèi)酯處理后，許多參與農(nóng)藥降解的基因(如P450基因和紅霉素抗性基因)表達(dá)和酶活性都得到提高，在這些基因“指導(dǎo)”下合成的蛋白酶能把農(nóng)藥逐漸轉(zhuǎn)化為水溶性物質(zhì)或低毒甚至無毒物質(zhì)，有的則被直接排出體外。某課題組進(jìn)一步進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)操作，請(qǐng)回答下列問題。(1)獲得油菜素內(nèi)酯合成酶基因的方法有____________、____________。步驟①用PCR技術(shù)擴(kuò)增基因時(shí)用到的耐高溫酶通常是指________________；步驟②用到的酶有_________________________________________________。(2)圖中導(dǎo)入重組質(zhì)粒的方法是________，在導(dǎo)入之前應(yīng)用________處理受體細(xì)菌。(3)導(dǎo)入重組質(zhì)粒2以后，往往還需要進(jìn)行檢測(cè)和篩選，可用____________制成探針，檢測(cè)是否導(dǎo)入了重組基因，在培養(yǎng)基中加入________可將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。(4)請(qǐng)你為該課題命名：__________________________________________?！窘馕觥窟M(jìn)行基因工程操作時(shí)，首先要獲取目的基因，其方法有多種：從基因文庫中獲取、人工合成目的基因或PCR合成等。在構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程中，用到的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。圖中的受體細(xì)胞是細(xì)菌，故用轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入表達(dá)載體，導(dǎo)入后，需檢測(cè)和篩選。從圖中可以看出，最終是通過對(duì)照實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因細(xì)菌對(duì)土壤中殘