《（北京專版）2019版高考生物一輪復習 專題26 基因工程課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（北京專版）2019版高考生物一輪復習 專題26 基因工程課件.ppt（116頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、專題26基因工程,高考生物 (北京市專用),考點1基因工程的工具與操作程序 1.(2018北京理綜,5,6分)用Xho和Sal兩種限制性核酸內切酶分別處理同一DNA片段,酶切位點及酶切產物分離結果如圖。以下敘述不正確的是() 圖1酶切位點圖 圖2電泳結果示意圖 A.圖1中兩種酶識別的核苷酸序列不同 B.圖2中酶切產物可用于構建重組DNA C.泳道中是用Sal處理得到的酶切產物 D.圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA,五年高考,答案D圖1中,兩種限制性核酸內切酶的酶切位點不同,說明兩種限制性核酸內切酶識別的核苷酸序列不同,A正確。圖2中,兩種酶的酶切產物都為DNA片段,都可用于構建重組DNA,B
2、正確。結合圖1的酶切位點圖,判斷兩種酶切DNA后得到的DNA片段數(shù);再結合泳道電泳結果知,泳道是用Sal處理得到的酶切產物,C正確。能被限制性核酸內切酶酶切的DNA片段仍為雙鏈DNA,D錯誤。,知識拓展為什么現(xiàn)代基因工程不使用同一種限制酶? 為防止載體或目的基因發(fā)生自身環(huán)化,我們常用不同的限制酶分別處理目的基因和載體,使目的基因兩側及載體各自具有兩個不同的末端。,2.(2017北京理綜,5,6分)為了增加菊花花色類型,研究者從其他植物中克隆出花色基因C(圖1),擬將其與質粒(圖2)重組,再借助農桿菌導入菊花中。 下列操作與實驗目的不符的是() A.用限制性核酸內切酶EcoR和連接酶構建重組質
3、粒 B.用含C基因的農桿菌侵染菊花愈傷組織,將C基因導入細胞 C.在培養(yǎng)基中添加卡那霉素,篩選被轉化的菊花細胞 D.用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上,答案C本題主要考查基因工程的相關知識。由于C基因兩端及質粒上均存在限制酶EcoR的酶切位點,因此,可采用限制酶EcoR 和DNA連接酶構建重組質粒;用含C基因的農桿菌侵染菊花愈傷組織(即農桿菌轉化法),可以將C基因導入細胞;由于質粒上存在潮霉素抗性基因(標記基因),因此,可以在培養(yǎng)基中添加潮霉素,篩選被轉化的菊花細胞,C符合題意;可用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上。,3.(2015北京理綜,5,6分)在應用農桿菌侵染植
4、物葉片獲得轉基因植株的常規(guī)實驗步驟中,不需要的是() A.用攜帶目的基因的農桿菌侵染植物細胞 B.用選擇培養(yǎng)基篩選導入目的基因的細胞 C.用聚乙二醇誘導轉基因細胞的原生質體融合 D.用適當比例的生長素和細胞分裂素誘導愈傷組織生芽,答案C用農桿菌轉化法獲得的轉基因細胞需經植物組織培養(yǎng)獲得轉基因個體,不需要經過原生質體融合過程,C錯誤。,4.(2014天津理綜,4,6分)為達到相應目的,必須通過分子檢測的是() A.攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選 B.產生抗人白細胞介素-8抗體的雜交瘤細胞的篩選 C.轉基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定 D.21三體綜合征的診斷,答案B根據受體菌是否對鏈霉素產生抗性進行
5、攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選,不需要分子檢測,A錯誤;用特定選擇培養(yǎng)基篩選出的雜交瘤細胞,還需要進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,才能獲得足夠多的能分泌抗人白細胞介素-8抗體的雜交瘤細胞,B正確;轉基因抗蟲棉是否具有抗蟲特性,需要做抗蟲的接種實驗,C錯誤;21三體綜合征可通過用顯微鏡直接觀察體細胞中的21號染色體數(shù)目的方法進行檢測,D錯誤。,5.(2018天津理綜,10,14分)甲型流感病毒為RNA病毒,易引起流感大規(guī)模流行。我國科學家在2017年發(fā)明了一種制備該病毒活疫苗的新方法,主要環(huán)節(jié)如下。 (1)改造病毒的部分基因,使其失去在正常宿主細胞內的增殖能力。以病毒RNA為模板,逆轉錄成對應DNA后
6、,利用技術擴增,并將其中某些基因(不包括表面抗原基因)內個別編碼氨基酸的序列替換成編碼終止密碼子的序列。與改造前的基因相比,改造后的基因表達時不能合成完整長度的,因此不能產生子代病毒。將該改造基因、表面抗原等其他基因分別構建重組質粒,并保存。 (2)構建適合改造病毒增殖的轉基因宿主細胞。設計合成一種特殊tRNA的基因,其產物的反密碼子能與(1)中的終止密碼子配對結合,并可攜帶一個非天然氨基酸(Uaa)。將該基因與連接后導入宿主細胞。提取宿主細胞的進行分子雜交鑒定,篩選獲得成功表達上述tRNA的轉基因宿主細胞。 (3)利用轉基因宿主細胞制備疫苗。將(1)中的重組質粒導入(2)中的轉基因宿主細胞,
7、并在補加的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng),則該宿主細胞能利用上述特殊tRNA,翻譯出改造病毒基因的完整蛋白,產生大量子代病毒,用于制備疫苗。,特殊tRNA基因轉錄時,識別其啟動子的酶是(單選)。 A.病毒的DNA聚合酶 B.宿主的DNA聚合酶 C.病毒的RNA聚合酶 D.宿主的RNA聚合酶 (4)上述子代病毒不能在正常宿主細胞中增殖,沒有致病性,因此不經滅活或減毒即可制成疫苗。與不具侵染性的流感病毒滅活疫苗相比,該病毒活疫苗的優(yōu)勢之一是可引起免疫,增強免疫保護效果。,答案(1)PCR多肽(或蛋白質) (2)載體總RNA (3)非天然氨基酸(Uaa)D (4)細胞,解析本題主要考查基因工程的相關知識。(1)利
8、用PCR技術體外擴增DNA。若將基因中個別編碼氨基酸的序列替換為編碼終止密碼子的序列,則改造后的基因轉錄合成的mRNA中,終止密碼子提前出現(xiàn),將不能控制合成完整長度的多肽(或蛋白質)。(2)目的基因只有與載體連接后才能導入宿主細胞?？商崛∷拗骷毎目俁NA進行分子雜交鑒定,以篩選獲得成功表達題述tRNA的轉基因宿主細胞。(3)由(2)知,轉基因宿主細胞含有的特殊tRNA基因轉錄的tR-NA,該tRNA的反密碼子可與終止密碼子配對,并可攜帶非天然氨基酸(Uaa),所以培養(yǎng)基中需補加非天然氨基酸(Uaa)。病毒中的基因進行轉錄時,識別其啟動子的酶是宿主的RNA聚合酶。(4)因該病毒疫苗具有侵染性,
9、故可引起細胞免疫。,疑難突破1.由(1)中“個別編碼氨基酸的序列替換成編碼終止密碼子的序列”可知,改造后的基因表達時不能合成完整長度的多肽。,2.由(2)中特殊tRNA能與終止密碼子配對結合,并可攜帶一個非天然氨基酸(Uaa)可知,轉基因宿主細胞可利用非天然氨基酸Uaa,所以培養(yǎng)基中需加入非天然氨基酸Uaa。,3.滅活了的病毒已不具有侵染性,因此,只能引起體液免疫;而具侵染性的病毒可引起細胞免疫。,6.(2018課標全國,38,15分)回答下列問題: (1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質粒重組后導入大腸桿菌細胞中進行了表達。該研究除證明了質粒可以
10、作為載體外,還證明了 (答出兩點即可)。 (2)體外重組的質?？赏ㄟ^Ca2+參與的方法導入大腸桿菌細胞;而體外重組的噬菌體DNA通常需與組裝成完整噬菌體后,才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導入宿主細胞。在細菌、心肌細胞、葉肉細胞中,可作為重組噬菌體宿主細胞的是。 (3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內表達時,表達出的蛋白質可能會被降解。為防止蛋白質被降解,在實驗中應選用的大腸桿菌作為受體細胞,在蛋白質純化的過程中應添加的抑制劑。,答案(1)體外重組的質?？梢赃M入受體細胞;真核生物基因可在原核細胞中表達(2)轉化外殼蛋白(或答噬菌體蛋白)細菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶,解析本題主要考
11、查基因工程的相關知識。(1)體外重組的質?？梢赃M入受體細胞,且重組質粒在不同細胞中能正常表達,說明目的基因在不同細胞中的表達機制相同,生物界共用一套遺傳密碼。(2)基因工程中,受體細胞為大腸桿菌細胞時,常用Ca2+處理大腸桿菌,使之處于感受態(tài),即Ca2+參與的轉化法。噬菌體DNA與外殼蛋白組裝成完整噬菌體。因噬菌體的宿主是細菌,故只有細菌可作為重組噬菌體的宿主細胞。(3)為防止目的基因表達的蛋白質被破壞,可選用不能合成蛋白酶的大腸桿菌作為受體細胞,在蛋白質純化過程中加入蛋白酶的抑制劑可以保護蛋白質不被水解。,知識歸納目的基因導入受體細胞的方法 (1)若受體細胞為植物細胞:基因槍法、花粉管通道法
12、、農桿菌轉化法。 (2)若受體細胞為動物細胞:顯微注射法。 (3)若受體細胞為大腸桿菌:感受態(tài)細胞法。,7.(2016課標全國,40,15分)某一質粒載體如圖所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(Ampr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
13、工具,應具備的基本條件有(答出兩點即可),而,作為基因表達載體,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。 (3)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。,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
14、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(3)受體細胞,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
15、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、酶等均來自受體細胞。,知識歸納標記基因要點總結:一般將一些抗性基因作為標記基因;標記基因的主要作用是鑒定和篩選含有目的基因的受體細胞;標記基因表達產物對什么物質有抗性,在篩選培養(yǎng)時則在培養(yǎng)基中加入什么物質;標記基因若被插入了外源DNA片段,則該標記基因會被破壞。,8.(2015江蘇單科,32,9分,0.306)胰島素A、B鏈分別表達法是生產胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達載體,圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示-半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請回答下列問題:
16、 圖1,圖2,(1)圖1基因表達載體中沒有標注出來的基本結構是。 (2)圖1中啟動子是酶識別和結合的部位,有了它才能啟動目的基因的表達;氨芐青霉素抗性基因的作用是。 (3)構建基因表達載體時必需的工具酶有。 (4)-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達,可將胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點隱藏在內部,其意義在于。 (5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵,用溴化氰處理相應的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈,且-半乳糖苷酶被切成多個肽段,這是因為。 (6)根據圖2中胰島素的結構,請推測每個胰島素分子中所含游離氨基的數(shù)量。你的推測結果是,理由是。,答案(1)終止子 (2)RNA聚合作為標記基因,將含
17、有重組質粒的大腸桿菌篩選出來 (3)限制酶和DNA連接酶 (4)防止胰島素的A、B鏈被菌體內蛋白酶降解 (5)-半乳糖苷酶中含多個甲硫氨酸,而胰島素A、B鏈中不含甲硫氨酸 (6)至少2個兩條肽鏈的一端各有一個游離的氨基,氨基酸R基團中可能還含有游離的氨基,解析(1)完整的基因表達載體應包含目的基因、啟動子、終止子、標記基因等,圖1中沒有標注出終止子。(2)啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位,可驅動轉錄出mRNA;氨芐青霉素抗性基因屬于標記基因,可利用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基篩選出含有重組質粒的大腸桿菌。(3)構建基因表達載體需用限制酶分別切割目的基因和質粒,再用DNA連接酶將兩者連接形成重組質粒
18、。(4)利用-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達的意義是將胰島素肽鏈上的蛋白酶切割位點隱藏在-半乳糖苷酶內部,從而防止胰島素A鏈或B鏈被大腸桿菌體內的蛋白酶降解。(5)根據溴化氰的作用特點可知,溴化氰可將-半乳糖苷酶切成多個肽段,但不會切割胰島素A、B鏈,這與肽鏈中含有的甲硫氨酸數(shù)量有關。(6)由于每條肽鏈的一端都含有一個游離的氨基,所以蛋白質分子中游離氨基的數(shù)量=肽鏈數(shù)+R基上游離氨基數(shù),故可推測胰島素(由A、B鏈組成)至少含有2個游離的氨基。,易錯警示基因表達載體的幾個組成部分中,啟動子和終止子是?？疾榈膬热?也是易與mRNA上起始密碼子和終止密碼子相混淆的知識。避免將“游離氨基”與“氨
19、基殘基”混淆。,9.(2015江蘇單科,33,8分,0.448)熒光原位雜交可用熒光標記的特異DNA片段為探針,與染色體上對應的DNA片段結合,從而將特定的基因在染色體上定位。請回答下列問題: 圖1,圖2 (1)DNA熒光探針的制備過程如圖1所示,DNA酶隨機切開了核苷酸之間的鍵從而產生切口,隨后在DNA聚合酶作用下,以熒光標記的為原料,合成熒光標記的DNA探針。 (2)圖2表示探針與待測基因結合的原理。先將探針與染色體共同煮沸,使DNA雙鏈中,鍵斷裂,形成單鏈。隨后在降溫復性過程中,探針的堿基按照原則,與染色體上的特定基因序列形成較穩(wěn)定的雜交分子。圖中兩條姐妹染色單體中最多可有條熒光標記的D
20、NA片段。 (3)A、B、C分別代表不同來源的一個染色體組,已知AA和BB中各有一對同源染色體可被熒光探針標記。若植物甲(AABB)與植物乙(AACC)雜交,則其F1有絲分裂中期的細胞中可觀察到個熒光點;在減數(shù)第一次分裂形成的兩個子細胞中分別可觀察到個熒光點。,答案(1)磷酸二酯脫氧核苷酸 (2)氫堿基互補配對4 (3)62和4,解析本題主要考查DNA的結構、復制、有絲分裂和減數(shù)分裂的相關知識。(1)DNA酶可使DNA分子斷裂成為片段,為限制酶,其作用為切開兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。合成DNA分子的原料為4種脫氧核苷酸。(2)DNA分子受熱變性,氫鍵斷裂,解旋為單鏈。探針的堿基與染色體上的特
21、定基因序列按照堿基互補配對的原則,形成雜交分子。由于每條染色單體含有一個DNA分子,一個DNA分子可以有2條熒光標記的片段,所以兩條姐妹染色單體中最多有4條熒光標記的片段,但只能觀察到兩個熒光點。(3)植物甲與植物乙雜交后代F1為AABC,在有絲分裂中期已完成了DNA復制,并且A和B都可以被熒光探針標記,所以可觀察到6個熒光點。F1AABC在減數(shù)第一次分裂形成的兩個子細胞分別含有A、AB,因此分別可觀察到2和4個熒光點。,以下為教師用書專用,10.(2015廣東理綜,25,6分)下圖為培育轉基因山羊生產人-酪蛋白的流程圖。 下列敘述正確的是(雙選)() A.過程所用的人-酪蛋白基因可從人cDN
22、A文庫中獲得 B.過程可選用囊胚期或原腸胚期的胚胎進行移植 C.過程可使用胚胎分割技術擴大轉基因山羊群體 D.過程人-酪蛋白基因在細胞質內進行轉錄、翻譯,答案AC胚胎移植一般選桑椹胚或囊胚期胚胎進行移植,不能選用原腸胚,B錯誤;基因的轉錄發(fā)生在細胞核內,D錯誤。,11.(2014廣東理綜,25,6分)利用基因工程技術生產羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如圖所示,下列敘述正確的是(雙選)() A.過程需使用逆轉錄酶 B.過程需使用解旋酶和PCR獲取目的基因 C.過程使用的感受態(tài)細胞可用NaCl溶液制備 D.過程可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導入受體細胞,答案AD由mRNA形成cDNA需要逆
23、轉錄酶,A正確;過程需要使用限制酶和PCR技術獲得并擴增目的基因,B錯誤;過程使用的感受態(tài)細胞可用CaCl2溶液制備,C錯誤;工程菌是指用基因工程方法,使外源基因得到高效表達的菌類細胞株系,所以過程可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導入受體細胞,D正確。,12.(2015重慶理綜,6,6分)下列有關人胰島素基因表達載體的敘述,正確的是() A.表達載體中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA反轉錄獲得 B.表達載體的復制和胰島素基因的表達均啟動于復制原(起)點 C.借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細胞篩選出來 D.啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉錄中起作用,答案C由于人肝細胞中胰島
24、素基因不能表達,所以無法利用肝細胞mRNA反轉錄獲得胰島素基因,A項錯誤;表達載體的復制啟動于復制原點,胰島素基因的轉錄啟動于啟動子,B項錯誤;抗生素抗性基因是標記基因,作用是檢測受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有胰島素基因的受體細胞篩選出來,C項正確;啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位,是轉錄的起點,而終止密碼子位于mRNA上 ,在翻譯中起作用,D項錯誤。,13.(2017課標全國,38,15分)真核生物基因中通常有內含子,而原核生物基因中沒有,原核生物沒有真核生物所具有的切除內含子對應的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內含子)可以表達出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}
25、: (1)某同學從人的基因組文庫中獲得了基因A,以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白A,其原因是。 (2)若用家蠶作為表達基因A的受體,在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中,不選用作為載體,其原因是。 (3)若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比,大腸桿菌具有(答出兩點即可)等優(yōu)點。 (4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測物質是(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗為證明DNA是遺傳物質做出了重要貢獻,也可以說是基因工程的先導,如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示,那么,這一啟示是。,答案(1)基因A有內含子,在大腸桿菌
26、中,其初始轉錄產物中與內含子對應的RNA序列不能被切除,無法表達出蛋白A(2)噬菌體噬菌體的宿主是細菌,而不是家蠶(3)繁殖快、容易培養(yǎng)(4)蛋白A的抗體(5)DNA可以從一種生物個體轉移到另一種生物個體,解析本題主要考查基因工程的相關知識。(1)從人的基因組文庫中獲得的基因A中含有內含子,而大腸桿菌屬于原核生物,故大腸桿菌不能切除基因A初始轉錄產物中與內含子對應的RNA序列,故基因A在大腸桿菌中無法表達出蛋白A。(2)由于病毒對宿主細胞的感染具有特異性,噬菌體只能寄生在細菌細胞中,不能感染家蠶細胞,故應選用可感染家蠶的昆蟲病毒作為載體。(3)與真核生物相比,大腸桿菌等原核生物具有繁殖快、容易
27、培養(yǎng)、遺傳物質相對較少等優(yōu)點。(4)檢測基因A是否翻譯出蛋白A,一般用抗原抗體雜交的方法,即用蛋白A的抗體與從細胞中提取的蛋白質進行雜交,觀察是否出現(xiàn)雜交帶。(5)肺炎雙球菌轉化實驗的實質是S型菌的DNA進入R型菌體內,并可在R型菌體內完成表達,這證明了DNA可以從一種生物個體轉移到另一種生物個體,為基因工程奠定了基礎。,知識拓展真核生物基因中通常有內含子,原核生物的基因中不含有內含子,所以原核生物不能切除內含子轉錄的RNA序列,故基因工程中不能將真核生物的基因直接導入原核生物,而常使用反轉錄的方法先獲得真核生物的cDNA(不含內含子),再進行下一步操作。,14.(2016江蘇單科,33,9分
28、)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。請回答下列問題:,圖1,圖2 (1)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)基中添加,平板上長出的菌落,常用PCR鑒定,所用的引物組成為圖2中。 (3)若BamH酶切的DNA末端與Bcl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。 (4
29、)若用Sau3A切圖1質粒最多可能獲得種大小不同的DNA片段。,答案(1)Bcl和Hind連接感受 (2)四環(huán)素引物甲和引物丙 (3)T GATC C A CTAG G都不能 (4)7,解析本題主要考查基因工程的相關知識。(1)分析4種限制酶識別的序列可知:BamH和Bcl識別序列中含有Sau3A的識別序列,這三種酶切割DNA后可以產生相同的黏性末端。為保證質粒上含有標記基因,切割質粒時不能選用BamH和Sau3A,應選用Bcl和Hind兩種限制酶切割;酶切后的載體和目的基因片段,需用DNA連接酶連接形成重組質粒,為了擴增重組質粒,需將其轉入處于感受態(tài)的大腸桿菌中。(2)重組質粒中四環(huán)素抗性基
30、因結構完整,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大腸桿菌。PCR擴增目的基因時,需用引物甲和引物丙兩種引物。(3)BamH酶切產生的黏性末端為,Bcl酶切產生的黏性末端為,經DNA連接酶連接后,連接部位的6 個堿基對序列為,此序列不能被BamH和Bcl識別,因此不能被兩 種酶切開。(4)圖1質粒中含有Sau3A酶的3個識別序列,如圖:(A、B、C分別表示相鄰切點間的DNA片段),用Sau3A酶切,若在一個切點處切割可得到:B+C+A、C+A+B、A+B+C三種DNA片段(但其大小相同),若在兩個切點處切割可得到:A、B+C、A+C、B、A+B、C
31、六種DNA片段(其大小均不同);若在三個切點處均切割,可得到A、B、C三種大小不同的DNA片段,綜上所述,用Sau3A酶切質粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。,疑難突破準確識別出BamH酶和Bcl酶識別序列中含有Sau3A酶的識別序列,是準確解答本題的關鍵。注意第(4)小題中要考慮到Sau3A酶可能打開1個切點、2個切點和3個切點三種情況。,15.(2016課標全國,40,15分)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性內切酶的識別序列與切割位點,圖(b)為某種表達載體的示意圖(載體上的EcoR、Sau3A的切點是唯一的)。 圖(a) 圖(b),根
32、據基因工程的有關知識,回答下列問題: (1)經BamH酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被酶切后的產物連接,理由是。 (2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子,如圖(c)所示。這三種重組子中,不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有,不能表達的原因是。 圖(c),根據基因工程的有關知識,回答下列問題: (1)經BamH酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被酶切后的產物連接,理由是。 (2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子,如圖(c)所示。這三種重組子中,不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有,不能表達的原因是。 圖(
33、c),(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶,常見的有和,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是。,答案(1)Sau3A兩種酶切割后產生的片段具有相同的黏性末端(每空2分,共4分) (2)甲和丙(2分)甲中目的基因插入在啟動子的上游,丙中目的基因插入在終止子的下游,二者的目的基因均不能被轉錄(3分,其他合理答案可酌情給分) (3)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶(每空2分,共6分,其他合理答案可酌情給分),解析(1)分析圖(a)可知,限制酶Sau3A與BamH切割DNA后形成的黏性末端相同,故經這兩種酶切割得到的產物可以用DNA連接酶進行連接。(2)構建基因表達
34、載體時,為保證目的基因能在宿主細胞中成功表達,目的基因應插入在啟動子和終止子之間,據此可判斷甲、丙均不符合要求,目的基因均不能被轉錄。(3)常見的DNA連接酶有EcoliDNA連接酶和T4DNA連接酶,其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。,解后反思本題與2012年高考理綜新課標卷第40題相類似,從而提醒我們:可以從歷年高考真題中窺探國家考試中心出題者的命題方向與角度。,16.2016浙江自選,18(一)下面是關于獲得能產生人干擾素大腸桿菌的問題。請回答: (1)用限制性核酸內切酶識別人干擾素基因和質粒中一段特定的并切割,然后用連接形成重組DNA。該質粒是一種含抗生素抗性基因的核
35、酸分子。 A.雙鏈環(huán)狀B.單鏈環(huán)狀 C.雙鏈線狀D.單鏈線狀 (2)將含人干擾素基因的重組質粒導入到大腸桿菌,經含有的培養(yǎng)基篩選等過程,最終獲得能產生人干擾素的大腸桿菌。,答案(1)核苷酸序列DNA連接酶A(2)抗生素,解析(1)限制性核酸內切酶可以識別特定的核苷酸序列并切割每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸間的磷酸二酯鍵,然后用DNA連接酶連接形成重組DNA。該大腸桿菌質粒是一種很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。(2)由于該質粒含有抗生素抗性基因,所以可以在含有抗生素的培養(yǎng)基中進行篩選,最終獲得能產生人干擾素的大腸桿菌。,評析本題考查基因工程的原理及生態(tài)工程相關知識。難度較小。,17.(2015福建理綜
36、,33,10分)GDNF是一種神經營養(yǎng)因子,對損傷的神經細胞具有營養(yǎng)和保護作用。研究人員構建了含GDNF基因的表達載體(如圖1所示),并導入到大鼠神經干細胞中,用于干細胞基因治療的研究。請回答: 圖1,圖2 (1)在分離和培養(yǎng)大鼠神經干細胞的過程中,使用胰蛋白酶的目的是。 (2)構建含GDNF基因的表達載體時,需選擇圖1中的限制酶進行酶切。 (3)經酶切后的載體和GDNF基因進行連接,連接產物經篩選得到的載體主要有3種:單個載體自連、GDNF基因與載體正向連接、GDNF基因與載體反向連接(如圖1所示)。為鑒定這3種連接方式,選擇Hpa酶和BamH酶對篩選得到的載體進行雙酶切,并對酶切后的DN
37、A片段進行電泳分析,結果如圖2所示。圖中第泳道顯示所鑒定的載體是正向連接的。 (4)將正向連接的表達載體導入神經干細胞后,為了檢測GDNF基因是否成功表達,可用相應的與提取的蛋白質雜交。當培養(yǎng)的神經干細胞達到一定密度時,需進行培養(yǎng)以得到更多數(shù)量的細胞,用于神經干細胞移植治療實驗。,答案(1)使細胞分散開(2)Xho(3)(4)抗體傳代,解析(1)因動物細胞體外培養(yǎng)時有接觸抑制現(xiàn)象,故需用胰蛋白酶處理動物組織,使細胞分散開。(2)目的基因兩端及載體DNA分子中均有Xho酶識別的核苷酸序列,故構建基因表達載體時,應用Xho酶切割DNA分子。(3)圖示可知載體中酶Hpa與Xho切割點距離為100 b
38、p,GDNF基因切割成600 bp和100 bp兩種DNA片段,由正向連接的重組載體中GDNF基因方向與Hpa、Xho酶切割結果可知,正向連接的重組載體被酶Hpa和酶Xho切割后,將得到6 000 bp和700 bp兩種DNA片段,即為。(4)可用抗原抗體雜交原理,對目的基因是否表達進行檢測。當培養(yǎng)液中的細胞達到一定密度后,可分瓶進行傳代培養(yǎng),以獲得更多數(shù)量的細胞。,考點2PCR技術及基因工程的應用 1.(2018江蘇單科,32,8分)為生產具有特定性能的-淀粉酶,研究人員從某種海洋細菌中克隆了-淀粉酶基因(1 656個堿基對),利用基因工程大量制備-淀粉酶,實驗流程見圖。請回答下列問題: (
39、1)利用PCR技術擴增-淀粉酶基因前,需先獲得細菌的。 (2)為了便于擴增的DNA片段與表達載體連接,需在引物的端加上限制性酶切位點,且常在兩條引物上設計加入不同的限制性酶切位點,主要目的是。,(3)進行擴增時,反應的溫度和時間需根據具體情況進行設定,下列選項中的設定與引物有關,的設定與擴增片段的長度有關。(填序號) 變性溫度退火溫度延伸溫度變性時間 退火時間延伸時間 (4)下圖表示篩選獲得的工程菌中編碼-淀粉酶的mRNA 的部分堿基序列: 5-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU-3 圖中虛線框內mRNA片段包含個密碼子,如虛線框后的序列未知,預測虛線框后的第一個密碼子最多有種
40、。 (5)獲得工程菌表達的-淀粉酶后,為探究影響酶活性的因素,以濃度為1%的可溶性淀粉為底物測定酶活性,結果如下:,根據上述實驗結果,初步判斷該-淀粉酶活性最高的條件為。,答案(1)基因組DNA(2)5使DNA片段能定向插入表達載體,減少自連 (3)(4)813 (5)pH為8.5,緩沖液為50 mmol/L Tirs-HCl,解析(1)由題干信息可知某種海洋細菌含有-淀粉酶基因,因此在擴增-淀粉酶基因前需先從細菌中提取細菌的基因組DNA。(2)由于引物的作用是引導子鏈的延伸,將脫氧核苷酸連接到引物上時,是與引物的3端相連的,由此確定需在引物的5端加上限制性酶切位點。常在兩條引物上加入不同的限
41、制酶切位點的主要目的是使DNA片段能定向插入表達載體,防止自身相連。(3)進行PCR擴增時,退火的溫度與引物長短和堿基種類有關。延伸時間長短的設定與擴增片段的長度有關。(4)密碼子是指mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基,該mRNA上5端為AUG(起始密碼子),因此可依據三個堿基是一個密碼子來分析圖中虛線框中的堿基,可得出共有8個密碼子。由于虛線框后的第一個密碼子已經固定為U,因此還有2個堿基未知,共可能有的種數(shù)為44=16,又因為UAG、UGA、UAA為終止密碼子,因此決定氨基酸的密碼子最多有13種。(5)據表格數(shù)據可知:-淀粉酶在pH為8.5、緩沖液為50 mmol/L Tris-HC
42、l的條件下相對活性為99.5%,初步判斷此條件下酶活性最高。,2.(2017天津理綜,9,20分)玉米自交系(遺傳穩(wěn)定的育種材料)B具有高產、抗病等優(yōu)良性狀,但難以直接培育成轉基因植株,為使其獲得抗除草劑性狀,需依次進行步驟、試驗。 .獲得抗除草劑轉基因玉米自交系A,技術路線如下圖。 (1)為防止酶切產物自身環(huán)化,構建表達載體需用2種限制酶,選擇的原則是(單選)。 Ti質粒內,每種限制酶只有一個切割位點 G基因編碼蛋白質的序列中,每種限制酶只有一個切割位點 酶切后,G基因形成的兩個黏性末端序列不相同 酶切后,Ti質粒形成的兩個黏性末端序列相同 A.B.C.D. (2)下表是4種玉米自交系幼胚組
43、織培養(yǎng)不同階段的結果。據表可知,細胞脫分化時使用的激素是,自交系的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉化受體。,(3)農桿菌轉化愈傷組織時,T-DNA攜帶插入其內的片段轉移到受體細胞。篩選轉化的愈傷組織,需使用含的選擇培養(yǎng)基。 (4)轉化過程中,愈傷組織表面常殘留農桿菌,導致未轉化愈傷組織也可能在選擇培養(yǎng)基上生長。含有內含子的報告基因只能在真核生物中正確表達,其產物能催化無色物質K呈現(xiàn)藍色。用K分別處理以下愈傷組織,出現(xiàn)藍色的是(多選)。 A.無農桿菌附著的未轉化愈傷組織 B.無農桿菌附著的轉化愈傷組織 C.農桿菌附著的未轉化愈傷組織 D.農桿菌附著的轉化愈傷組織 (5)組織培養(yǎng)獲得的轉基因植株(核
44、DNA中僅插入一個G基因)進行自交,在子代含G基因的植株中,純合子占。繼續(xù)篩選,最終選育出抗除草劑純合自交系A。,答案(1)A(2)2,4-D乙(3)除草劑(4)BD(5),解析(1)利用雙酶切可有效防止出現(xiàn)限制酶切割后的產物(目的基因、載體)發(fā)生自身環(huán)化及目的基因與載體的任意連接現(xiàn)象。這要求每種限制酶在Ti質粒內只有一個切割位點,含目的基因的DNA片段被兩種限制酶切割形成的黏性末端堿基序列不同。(2)細胞脫分化形成愈傷組織。表格信息顯示,使用了2,4-D促使細胞脫分化。作為轉化受體的幼胚,不僅要易脫分化,而且還要易再分化生芽、生根,故乙的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉化受體。(3)構建的基因
45、表達載體中有抗生素抗性基因和除草劑抗性基因(除草劑抗性基因位于T-DNA片段上),因利用農桿菌轉化法轉基因時,只有T-DNA整合到植物細胞染色體DNA上,故需使用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉化的愈傷組織。(4)因“含有內含子的報告基因只能在真核生物中正確表達”,只有細胞內含有報告基因(成功轉化)的愈傷組織,用K處理后出現(xiàn)藍色,故選BD。(5)轉基因植株相當于攜帶G基因的雜合子,轉基因植株自交,后代有3/4植株攜帶G 基因,其中純合子占1/3。,易錯警示轉基因植物培育過程中,篩選成功轉化的植物受體細胞的標準 利用農桿菌轉化法完成植物細胞轉基因時,因只有Ti質粒的T-DNA整合到受體細胞的染色體DNA上
46、,故篩選轉化的植物受體細胞只能借助T-DNA片段上的特殊基因作為篩選標準,而Ti質粒上的非T-DNA片段未導入植物受體細胞,在對轉化后的受體細胞篩選時不能以此作為選擇標準。,3.(2017江蘇單科,33,8分)金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結合蛋白,某研究小組計劃通過多聚酶鏈式反應(PCR)擴增獲得目的基因,構建轉基因工程菌,用于重金屬廢水的凈化處理。PCR擴增過程示意圖如下,請回答下列問題: (1)從高表達MT蛋白的生物組織中提取mRNA,通過獲得用于PCR擴增。 (2)設計一對與MT基因兩端序列互補配對的引物(引物1和引物2),為方便構建重組質粒,在引物,中需要增加適當?shù)奈稽c。設計
47、引物時需要避免引物之間形成,而造成引物自連。 (3)圖中步驟1代表,步驟2代表退火,步驟3代表延伸,這三個步驟組成一輪循環(huán)。 (4)PCR擴增時,退火溫度的設定是成敗的關鍵。退火溫度過高會破壞的堿基配對。退火溫度的設定與引物長度、堿基組成有關,長度相同但的引物需要設定更高的退火溫度。 (5)如果PCR反應得不到任何擴增產物,則可以采取的改進措施有(填序號:升高退火溫度降低退火溫度重新設計引物)。,答案(1)逆轉錄cDNA(2)限制性核酸內切酶堿基互補配對(3)變性(4)引物與模板GC含量高(5),解析本題主要考查目的基因的獲取及PCR技術的有關知識。(1)依據題中表述現(xiàn)象分析,mRNA合成目的
48、基因的過程應為逆轉錄過程,由mRNA直接逆轉錄形成的DNA為cDNA。(2)構建重組質粒時需要限制酶和DNA連接酶,因此推測在引物中需要增加適當?shù)南拗泼缸R別的位點。設計引物時需要注意避免引物1和引物2之間形成堿基互補配對。(3)圖中步驟1代表變性。(4)退火溫度過高會破壞引物與模板鏈之間的堿基互補配對。由于含G/C堿基對多的DNA穩(wěn)定性強,因此在PCR過程中設置的溫度應視G/C的含量而定。(5)溫度過高不利于引物與模板結合;引物設計不合理也會影響PCR擴增反應。,知識歸納關于引物的幾個問題:引物是一小段DNA或RNA,它能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對,其長度通常為2030個核苷酸。由于P
49、CR利用了DNA的熱變性原理,因此溫度的高低直接影響DNA變性、復性和延伸的過程,特別是復性的過程即題中的退火過程,它關乎引物是否能與模板鏈結合,只有二者結合后才有可能進行“延伸”。結合DNA的結構特點,A與T之間有2個氫鍵、C與G之間有3個氫鍵的知識分析,引物中含堿基不同則耐溫程度不同,其中含C/G較多的引物,PCR擴增時溫度可適當提高。,4.(2016天津理綜,7,12分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價值,只能從人血漿中制備。如圖是以基因工程技術獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。 (1)為獲取HSA基因,首先需采集人的血液,提取合成總cDNA,然后以cDNA為模板,使用PCR技
50、術擴增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結合模板的位置及擴增方向,請用箭頭在方框內標出另一條引物的位置及擴增方向。 (2)啟動子通常具有物種及組織特異性,構建在水稻胚乳細胞內特異表達rHSA的載體,需要選擇的啟動子是(填寫字母,單選)。 A.人血細胞啟動子B.水稻胚乳細胞啟動子 C.大腸桿菌啟動子D.農桿菌啟動子,(3)利用農桿菌轉化水稻受體細胞的過程中,需添加酚類物質,其目的是。 (4)人體合成的初始HSA多肽,需要經過膜系統(tǒng)加工形成正確空間結構才有活性。與途徑相比,選擇途徑獲取rHSA的優(yōu)勢是。 (5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值,須確認rHSA與的生物學功能一致。,答案(1)總RNA(或m
51、RNA) (2)B (3)吸引農桿菌移向水稻受體細胞,有利于目的基因成功轉化 (4)水稻是真核生物,具有膜系統(tǒng),能對初始rHSA多肽進行高效加工 (5)HSA,解析本題主要考查基因工程的相關知識。(1)總cDNA是以mRNA為模板逆轉錄合成的,所以需要提取人的總RNA或mRNA;PCR擴增的原理是DNA雙鏈復制,DNA雙鏈復制時,兩條子鏈的延伸方向相反,所以引物的位置及方向如答案所示。(2)要使rHSA基因在水稻胚乳細胞內特異性表達,需要選擇水稻胚乳細胞的啟動子。(3)酚類物質可吸引農桿菌移向水稻受體細胞,使農桿菌Ti質粒上的T-DNA轉移到受體細胞并整合到受體細胞染色體的DNA上,有利于目的
52、基因成功轉化。(4)大腸桿菌為原核生物,無內質網和高爾基體,不能對多肽進行高效加工,而水稻是真核生物,具有內質網和高爾基體,可對多肽鏈進行高效加工。(5)要證明rHSA具有醫(yī)用價值,須確認rHSA與HSA的生物學功能一致。,易錯警示注意PCR技術的原理是DNA雙鏈復制,DNA雙鏈復制時,兩條母鏈分別作為模板,新合成的兩條子鏈延伸的方向相反,由此確定引物的位置及擴增方向。,5.(2015課標,40,15分,0.4173)已知生物體內有一種蛋白質(P),該蛋白質是一種轉運蛋白,由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸,240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸,改變后的蛋白質(P1)不但
53、保留P的功能,而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}: (1)從上述資料可知,若要改變蛋白質的功能,可以考慮對蛋白質的進行改造。 (2)以P基因序列為基礎,獲得P1基因的途徑有修飾 基因或合成基因。所獲得的基因表達時是遵循中心法則的,中心法則的全部內容包括 的復制;以及遺傳信息在不同分子之間的流動,即:。 (3)蛋白質工程也被稱為第二代基因工程,其基本途徑是從預期蛋白質功能出發(fā),通過和,進而確定相對應的脫氧核苷酸序列,據此獲得基因,再經表達、純化獲得蛋白質,之后還需要對蛋白質的生物進行鑒定。,答案(1)氨基酸序列(或結構)(1分,其他合理答案也給分) (2)PP1(每空2分,共4分)DNA和RN
54、A(或遺傳物質)(2分)DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(或轉錄、逆轉錄、翻譯)(3分) (3)設計蛋白質的結構推測氨基酸序列(每空2分,共4分)功能(1分),解析(1)蛋白質的功能與結構相關,若要改變蛋白質的功能,需要對其結構進行改造。(2)確定目的基因的堿基序列后,可通過對現(xiàn)有基因進行改造或者重新合成來獲得目的基因。中心法則的內容包括遺傳信息的復制、轉錄、逆轉錄和翻譯。(3)蛋白質工程的基本途徑是從預期蛋白質功能出發(fā),通過設計蛋白質的結構和推測氨基酸序列,進而確定相對應的脫氧核苷酸序列。獲得蛋白質之后要對蛋白質的生物功能進行鑒定。,6.(2014海南單科,31,15分)下圖是將某細
55、菌的基因A導入大腸桿菌內,制備“工程菌”的示意圖。 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。,(3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為。 (4)在基因工程中,常用Ca2+處理D,其目的是。,答案(1)逆轉錄DNA聚合酶
56、氨基酸脫氧核苷酸 (2)引物模板DNA (3)重組DNA (4)提高受體細胞的轉化率,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。(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)在將大腸桿菌作為受體細胞時,需要先用Ca2+處理,使之成為感受態(tài)細胞,有利于其吸
57、收重組DNA分子。,以下為教師用書專用,7.(2014重慶理綜,2,6分)生物技術安全性和倫理問題是社會關注的熱點。下列敘述,錯誤的是() A.應嚴格選擇轉基因植物的目的基因,避免產生對人類有害的物質 B.當今社會的普遍觀點是禁止克隆人的實驗,但不反對治療性克隆 C.反對設計試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術選擇性設計嬰兒 D.生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來形成殺傷力,答案D在獲得轉基因植物時,要嚴格選擇目的基因,避免產生對人類有害的毒性蛋白或過敏蛋白等物質,A正確;當今社會的普遍觀點是禁止有關人類的生殖性克隆,但不反對治療性克隆,B正確;反對設計試管嬰兒的原因之一是有人將此
58、技術用于設計嬰兒性別,C正確;生物武器包括致病菌、病毒、生化毒劑及經過基因重組的致病菌等,干擾素不屬于生物武器,D錯誤。,8.(2014重慶理綜,4,6分)如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關敘述,正確的是(),A.的構建需要限制性核酸內切酶和DNA聚合酶參與 B.侵染植物細胞后,重組Ti質粒整合到的染色體上 C.的染色體上若含抗蟲基因,則就表現(xiàn)出抗蟲性狀 D.只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異,答案D的構建需要限制性核酸內切酶和DNA連接酶參與,A錯誤;侵染植物細胞后,通過農桿菌的轉化作用,使目的基因進入植物細胞并整合到的染色體上,B錯誤;的染色體上含有目的基因(抗蟲基
59、因)但不一定表達,C錯誤;基因工程依據的原理是基因重組,基因重組屬于可遺傳變異,D正確。,試題點評本題考查了基因工程的相關知識,考查了學生的理解能力,難度中等。,9.(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
60、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。,答案(1)胰島B細胞胰島A細胞(2)DNA胰島素原(3)菌體,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
61、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。,10.(2014天津理綜,8,12分)嗜熱土壤芽胞桿菌產生的-葡萄糖苷酶(BglB)是一種耐熱纖維素酶,為使其在工業(yè)生產中更好地應用,開展了以下試驗: .利用大腸桿菌表達BglB酶 (1)PCR擴增bglB基因時,選用基因組DNA作模板。 (2)上圖為質粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴增的bglB基因重組進該質粒,擴增的bglB基因兩端需分別引入和不同限制酶的識別序列。
62、(3)大腸桿菌不能降解纖維素,但轉入上述構建好的表達載體后則獲得了降解纖維素的能力,這,是因為。 .溫度對BglB酶活性的影響 (4)據圖1、2可知,80 保溫30分鐘后,BglB酶會;為高效利用BglB酶降解纖維素,反應溫度最好控制在(單選)。 A.50 B.60 C.70 D.80 ,注:酶的熱穩(wěn)定性是酶在一定溫度下,保溫一 段時間后通過其活性的保持程度來反映的 .利用分子育種技術提高BglB酶的熱穩(wěn)定性 在PCR擴增bglB基因的過程中,加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經過篩選,可獲得能表達出熱穩(wěn)定性高的BglB酶的基因。 (5)與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比,上述育種技術
63、獲取熱穩(wěn)定性高的BglB酶基因,的效率更高,其原因是在PCR過程中(多選)。 A.僅針對bglB基因進行誘變 B.bglB基因產生了定向突變 C.bglB基因可快速累積突變 D.bglB基因突變不會導致酶的氨基酸數(shù)目改變,答案(1)嗜熱土壤芽胞桿菌 (2)NdeBamH (3)轉基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶 (4)失活B (5)A、C,解析(1)BglB由嗜熱土壤芽胞桿菌產生,故PCR擴增bglB基因時,應選用嗜熱土壤芽胞桿菌基因組DNA作模板。(2)目的基因在與質粒連接時,需連接在啟動子和終止子之間,且所用限制酶不能破壞啟動子、終止子和標記基因,所以切割質粒應選用Nde和BamH兩
64、種酶,則擴增的bglB基因兩端需分別引入Nde和BamH兩種酶的識別序列。(3)轉基因大腸桿菌含有的bglB基因表達,合成了耐熱的纖維素酶,所以其獲得了降解纖維素的能力。(4)由圖2可知,80 保溫30分鐘后,BglB酶的相對活性為0,所以此時該酶失活;由圖1可知:60 70 時BglB酶的相對活性最高。70 時,該酶活性易降低,所以為高效利用BglB酶降解纖維素應最好將溫度控制在60 。(5)在PCR擴增bglB基因時加入誘變劑僅對該基因進行誘變,可快速累積突變,但誘發(fā)基因突變時,突變仍是不定向的,且突變的結果可以改變酶中氨基酸的數(shù)目。故A、C正確,B、D錯誤。,11.(2017課標全國,3
65、8,15分)幾丁質是許多真菌細胞壁的重要成分,幾丁質酶可催化幾丁質水解。通過基因工程將幾丁質酶基因轉入植物體內,可增強其抗真菌病的能力?；卮鹣铝袉栴}: (1)在進行基因工程操作時,若要從植物體中提取幾丁質酶的mRNA,常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料,原因是。提取RNA時,提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的是。 (2)以mRNA為材料可以獲得cDNA,其原理是。 (3)若要使目的基因在受體細胞中表達,需要通過質粒載體而不能直接將目的基因導入受體細胞,原因是(答出兩點即可)。 (4)當幾丁質酶基因和質粒載體連接時,DNA連接酶催化形成的化學鍵是。 (5)若獲得的轉基因植株(幾丁質酶基因已經整
66、合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高,根據中心法則分析,其可能的原因是。,答案(1)嫩葉組織細胞易破碎防止RNA降解(2)在逆轉錄酶的作用下,以mRNA為模板按照堿基互補配對的原則可以合成cDNA(3)目的基因無復制原點;目的基因無表達所需啟動子(4)磷酸二酯鍵(5)目的基因的轉錄或翻譯異常,解析本題考查基因工程的相關知識。(1)由于嫩葉組織細胞比老葉細胞易破碎,所以適于作為提取幾丁質酶的mRNA的實驗材料。由于植物組織中存在的RNA酶能將RNA分解,所以實驗過程中要添加RNA酶抑制劑以降低RNA酶的活性,保護提取的RNA不被分解。(2)以mRNA為材料獲得cDNA的過程為逆轉錄,即以mRNA為模板、以4種脫氧核糖核苷酸為原料,在逆轉錄酶的催化下,遵循堿基互補配對原則,合成cDNA的過程。(3)由于目的基因無復制原點,也無基因表達所需的啟動子和終止子,所以需與質粒構建重組質粒后再導入受體細胞。(4)DNA連接酶可以催化兩個DNA片段的黏性末端或平末端連接形成磷酸二酯鍵。(5)幾丁質酶基因已經整合到植物的基因組中,但是植株抗真菌病的能力沒有提高,從中心法則角度分析,可能是轉基因植株
（北京專版）2019版高考生物一輪復習 專題26 基因工程課件.ppt
