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都遵循堿基互補配對原則。(3)外源基因在異種生物體內(nèi)表達的理論基礎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，具有相對獨立性。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DNA片段之間的磷酸二酯鍵。②作用示意圖：③結(jié)果：將兩個DNA片段連接起來。(3)“分子運輸車”——載體①作為載體的必備條件：a．有一個或多個限制性核酸內(nèi)切酶切割位點，供外源DNA片段插入。b．具備自我復制能力，且能在受體細胞中復制并穩(wěn)定保存。c．帶有標記基因，供重組DNA的鑒定和篩選。d．必須是安全的，不會對受體細胞有害。e．大小適中的DNA分子。②作用：a．作為運載工具將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細胞中。b．利用它在宿主細胞內(nèi)對目的基因進行大量復制。③常用的載體是質(zhì)粒、λ噬菌體和動植物病毒等。④質(zhì)粒的本質(zhì)：質(zhì)粒是細菌擬核DNA外的能自我復制的小型雙鏈環(huán)狀DNA分子?；卮鹣铝杏嘘P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)切酶的識別位點，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)基上均不能生長的大腸桿菌細胞類型有________、________。(4)如果X-1用E1酶切，產(chǎn)生850對堿基和3550對堿基兩種片段：那么質(zhì)粒X-2(Tcr基因的長度為1200對堿基)用E2酶切后的片段長度為________對堿基。(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，并導入大腸桿菌細胞，結(jié)果顯示，含X-4的細胞數(shù)與含X-1的細胞數(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______________________________________________________________?！窘馕觥?1)基因工程中使用的限制性核酸內(nèi)切酶，其特點是特異性地識別和切割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的細胞可在含青霉素培養(yǎng)基上生長，含質(zhì)粒X-2的細胞可在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生長；含質(zhì)粒X-3的細胞不含抗性基因，不能在兩種培養(yǎng)基上生長；不含有質(zhì)粒的細胞也不能在兩種培養(yǎng)基上生長。(4)X-2的長度為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?！敬鸢浮?1)特異性地識別和切割DNA(2)ABC(3)無質(zhì)粒細胞含X-3的細胞(4)4750(5)不能DNA連接酶對DNA片段沒有選擇性或兩段DNA末端相同基因工程的應用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→檢→選。目的基因的提取，裝入載體，導入受體細胞，目的基因的檢測與鑒定，篩選出符合要求的新品種優(yōu)點使位于不同個體上的多個優(yōu)良性狀集中于一個個體上，即“集優(yōu)”目的性強、育種周期短、克服遠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植物品種缺點育種時間長技術復雜、工作量大、操作繁瑣應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)基因超級綿羊、轉(zhuǎn)基因超級鯉魚等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)堿基互補配對原則，把互補的雙鏈DNA解開，把單鏈的DNA小片段用同位素、熒光分子或化學發(fā)光催化劑等進行標記，之后同被檢測的DNA中的同源互補序列雜交，從而檢測出所要查明的DNA或基因。②步驟：抽取病人的組織或體液作為化驗樣品；將樣品中的DNA分離出來；用化學法或熱處理法使樣品DNA解旋；將事先制作好的DNA探針引入化驗樣品中。這些已知的經(jīng)過標記的探針能夠在化驗樣品中找到互補鏈，并與之結(jié)合(雜交)在一起，找不到互補鏈的DNA探針，則可以被洗脫。這樣通過遺留在樣品中的標記過的DNA探針進行基因分析，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)獲取某種細胞進行培養(yǎng)，然后在體外完成基因的轉(zhuǎn)移，再篩選成功轉(zhuǎn)移的細胞擴增培養(yǎng)，最后重新置于患者體內(nèi)。②基因治療只是導入正常的基因，并未替換原來的基因，原有的致病基因與導入的正?；蚨寄鼙磉_。如果導入的正?；蚴亲鳛轱@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。應用基因工程技術診斷疾病的過程中必須使用基因探針才能達到檢測疾病的目的。這里的基因探針是指()A．用于檢測疾病的醫(yī)療器械B．用放射性同位素或熒光分子等標記的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、熒光分子等標記的DNA分子作探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，達到檢測疾病的目的。根據(jù)以上分析，A、C、D項均不是對基因探針的正確描述，故應選B項。【答案】B采用基因工程技術將人凝血因子基因?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。以下有關敘述，正確的是()A．人體細胞中的基因與山羊細胞中的基因是相同的B．可用顯微注射技術將含有人凝血因子基因的重組DNA分子導入羊的受精卵C．在該轉(zhuǎn)基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺細胞，而不存在于其他體細胞中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，不同生物細胞的基因是不同的。將目的基因?qū)雱游锛毎?，常用顯微注射法。目的基因?qū)氲绞荏w細胞后，與受體細胞的基因組整合，隨受體細胞的復制而復制。由于體細胞都是來自同一個受體細胞——即導入目的基因的受精卵，乳腺細胞和其他體細胞含有相同的基因，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，轉(zhuǎn)錄需要RNA聚合酶。【答案】B1．(2023·寧波檢測)科學家發(fā)現(xiàn)栽種含有抗除草劑基因的農(nóng)作物后，會使附近的、與其親緣關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?！敬鸢浮緿2．細菌質(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．提高受體細胞在自然環(huán)境中的耐藥性B．有利于對目的基因是否導入受體細胞進行檢測C．增加質(zhì)粒分子的相對分子質(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目的基因是否導入受體細胞。【答案】B3．日本下村修、美國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，獲得了諾貝爾化學獎。GFP在紫外光的照射下會發(fā)出綠色熒光。依據(jù)GFP的特性，你認為該蛋白在生物工程中的應用價值是()A．作為標記基因，研究基因的表達B．作為標簽蛋白，研究細胞的轉(zhuǎn)移C．注入肌肉細胞，繁殖發(fā)光小白鼠D．標記噬菌體外殼，示蹤DNA路徑【解析】標記基因的作用是檢測目的基因是否導入受體細胞，而非研究基因的表達，A項錯誤；蛋白質(zhì)不能直接注入到動物的體細胞并遺傳下去，C項錯誤；標記噬菌體用放射性元素更方便，D項錯誤。此蛋白可作為研究細胞轉(zhuǎn)移的標簽，B項正確?！敬鸢浮緽4．2023年度諾貝爾生理學或醫(yī)學獎得主馬里奧·卡佩基等三位科學家創(chuàng)造了“基因敲除”的方式：將外源基因整合到小鼠胚胎干細胞的DNA同源序列中，使某一個基因被取代或破壞而失活，形成雜合體細胞，然后將“修飾”后的胚胎干細胞植入小鼠的早期胚胎，生成嵌合體小鼠?？茖W家已經(jīng)利用上述技術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。下列有關敘述錯誤的是()A．這種嵌合體小鼠長大后體內(nèi)存在外源基因，而且可能會遺傳給后代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”方式導致的變異類型屬于基因突變D．基因敲除技術有利于人類對某些遺傳因素引發(fā)的疾病進行研究【解析】本題考查基因工程在疾病治療方面的一個應用實例。由于外源基因?qū)氲氖切∈笈咛ジ杉毎腄NA同源序列中，屬于可遺傳變異，因此可能會遺傳給后代；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”方式導致的變異類型屬于基因重組。【答案】C5．如圖表示基因工程中獲取水稻某目的基因的不同方法。相關敘述中正確的是()A．這三種方法都用到酶，都是在體外進行B．①②③堿基對的排列順序均相同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?！敬鸢浮緼6．(2023·廣東高考)從某海洋動物中獲得一基因，其表達產(chǎn)物為一種抗菌性和溶血性均較強的多肽P1。目前在P1的基礎上研發(fā)抗菌性強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片段的表達載體C．依據(jù)P1氨基酸序列設計多條模擬肽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)進行分析。由題可知，多肽P1為抗菌性和溶血性均較強的多肽，要設計出抗菌性強但溶血性弱的多肽，即在P1的基礎上設計出自然界原本不存在的蛋白質(zhì)，用蛋白質(zhì)工程技術可以實現(xiàn)。蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列。故要想在P1的基礎上研發(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的氨基酸序列設計出多條模擬肽，然后進行改造，從而確定抗菌性強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MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4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C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請回答下列問題：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)物長度為________。(3)若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對被T—A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)切酶處理后進行連接，形成重組質(zhì)粒，那么應選用的限制性核酸內(nèi)切酶是________。在導入重組質(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_________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?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)圖1中DNA片段有SmaⅠ的兩個識別序列，故切割后產(chǎn)生的產(chǎn)物長度為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SmaⅠ的識別序列，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的識別序列，質(zhì)粒的啟動子后抗生素A抗性基因上也有BamHⅠ的識別序列，故應選用的限制酶是BamHⅠ，此時抗生素B抗性基因作為標記基因，故篩選時培養(yǎng)基中要添加抗生素B。若重組質(zhì)粒已導入了受體細胞卻不能表達，很可能是因為用同種限制酶切割后，目的基因和質(zhì)粒有兩種連接方式，導入受體細胞的重組質(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)氨基酸序列的基礎上，推測出丙種蛋白質(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?！窘馕觥?1)在已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列的情況下，可根據(jù)氨基酸和堿基的對應關系，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，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，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)部分細胞中能合成丙種蛋白質(zhì)，該植株的種子和其他的營養(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?！敬鸢浮?1)基因化學基因文庫PCR(2)限制性核酸內(nèi)切DNA連接(3)乙種昆蟲(4)不含章末綜合測評(一)第一章基因工程(時間：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)粒連接上人生長激素的基因后，重新置入大腸桿菌的細胞內(nèi)，通過發(fā)酵就能大量生產(chǎn)人生長激素。下列敘述正確的是()A．在大腸桿菌的質(zhì)粒連接人生長激素的基因時，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)生人生長激素的變異不可以遺傳C．大腸桿菌質(zhì)粒標記基因中腺嘌呤與尿嘧啶含量相等D．生長激素基因在轉(zhuǎn)錄時需要解旋酶和DNA連接酶【解析】在大腸桿菌的質(zhì)粒連接人生長激素的基因時，應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項正確；通過轉(zhuǎn)基因技術讓大腸桿菌獲得的能產(chǎn)生人生長激素的變異，其原理是基因重組，是可遺傳的變異，B項錯誤；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項錯誤；基因在轉(zhuǎn)錄時需要的酶是解旋酶和RNA聚合酶，D項錯誤?！敬鸢浮緼2．(2023·大綱全國卷)下列實踐活動包含基因工程技術的是()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導入玉米細胞，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項屬于單倍體育種，原理是染色體變異；B項屬于雜交育種，原理是基因重組；C項屬于基因工程，原理是基因重組；D項屬于誘變育種，原理是基因突變。選C?！敬鸢浮緾3．下列有關基因工程操作工具——載體的敘述錯誤的是()A．質(zhì)粒為常見的載體，不僅存在于細菌中，某些病毒也具有B．作為基因工程的載體，標記基因不可或缺C．目的基因插入載體時，有特定的插入位點D．構(gòu)建重組DNA分子時需DNA連接酶和限制性核酸內(nèi)切酶等【解析】病毒無細胞結(jié)構(gòu)，沒有質(zhì)粒?！敬鸢浮緼4．(2023·舟山高二測試)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()A．是否有抗生素產(chǎn)生B．是否有目的基因表達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】注意該題關鍵詞“最好檢測”。對于轉(zhuǎn)基因結(jié)果的檢測與鑒定，首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因；其次，檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA；最后，要檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)。但最方便、最容易的檢測是看棉花是否產(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)利用基因工程技術將生長激素基因?qū)刖d羊體內(nèi)，轉(zhuǎn)基因綿羊的生長速度比一般的綿羊快30%，體型大50%，在基因操作過程中生長激素基因的受體細胞最好采用()A．乳腺細胞 B．體細胞C．受精卵 D．精巢【解析】動物基因工程中常用受精卵作為受體細胞?！敬鸢浮緾6．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技術擴增目的基因③逆轉(zhuǎn)錄法④通過DNA合成儀利用化學方法人工合成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志是()A．目的基因能否在受體細胞中檢測到B．目的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA能否在受體細胞中檢測到C．目的基因表達產(chǎn)生的蛋白質(zhì)能否在受體細胞中檢測到D．受體生物個體是否表現(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，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．下列生物技術所用到的工具酶，除哪一項外作用都與磷酸二酯鍵有直接關系()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系?！敬鸢浮緿10．水母發(fā)光蛋白由236個氨基酸構(gòu)成，現(xiàn)已將編碼這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標記，應用在轉(zhuǎn)基因技術中。這種蛋白質(zhì)的作用是()A．促使目的基因順利導入受體細胞B．促使目的基因在宿主細胞中進行復制C．檢測目的基因是否導入成功D．檢測目的基因是否成功表達【解析】載體中的標記基因起的作用是用于檢測目的基因是否成功導入?！敬鸢浮緾11．(2023·麗水測試)關于蛋白質(zhì)工程的說法，正確的是()A．蛋白質(zhì)工程的核心問題是對蛋白質(zhì)分子進行直接改造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、修飾對象是“基因”，而不是對蛋白質(zhì)直接改造，即建立在基因工程的基礎之上；由于蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)極為復雜，目前成功的例子并不多?！敬鸢浮緿12．下列關于基因工程應用的敘述，正確的是()A．1990年9月美國對復合型免疫缺陷病女孩進行了基因治療，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水體中的各種病毒D．大腸桿菌的基因不能用來進行牛羊等動物的遺傳改良【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)給牛羊等動物?！敬鸢浮緽二、非選擇題(共40分)13．(12分)(2023·寧波測試)科學家們對一位缺乏腺苷酸脫氨酶基因而患嚴重復合型免疫缺陷癥的美國女孩進行基因治療，其方法是首先將患者的淋巴細胞取出做體外培養(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)的淋巴細胞中，再將這些轉(zhuǎn)基因淋巴細胞回輸?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________導入有________的細胞中，以達到治療疾病的目的。(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____________，目的基因的受體細胞是淋巴細胞。(3)將轉(zhuǎn)基因淋巴細胞多次回輸?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?！窘馕觥吭擃}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)錄成互補的單鏈DNA，再合成雙鏈DNA，從而獲得目的基因?！敬鸢浮?1)外源基因基因缺陷(2)載體(或基因的運輸工具)腺苷酸脫氨酶基因(3)腺苷酸脫氨酶(4)供體細胞逆轉(zhuǎn)錄14．(14分)(2023·浙江臺州中學檢測)浙江大學農(nóng)學院喻景權(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)表達和酶活性都得到提高，在這些基因“指導”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。某課題組進一步進行了如下的實驗操作，請回答下列問題。(1)獲得油菜素內(nèi)酯合成酶基因的方法有____________、____________。步驟①用PCR技術擴增基因時用到的耐高溫酶通常是指________________；步驟②用到的酶有_________________________________________________。(2)圖中導入重組質(zhì)粒的方法是________，在導入之前應用________處理受體細菌。(3)導入重組質(zhì)粒2以后，往往還需要進行檢測和篩選，可用____________制成探針，檢測是否導入了重組基因，在培養(yǎng)基中加入________可將含有目的基因的細胞篩選出來。(4)請你為該課題命名：__________________________________________。【解析】進行基因工程操作時，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。圖中的受體細胞是細菌，故用轉(zhuǎn)化法導入表達載體，導入后，需檢測和篩選。從圖中可以看出，最終是通過對照實驗來檢驗轉(zhuǎn)基因細菌對土壤中殘