（新课标）2020高考生物一轮总复习第11单元第1讲基因工程课时作业（含解析）.docx

基因工程1嗜热土壤芽孢杆菌产生的葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下试验：利用大肠杆菌表达BglB酶。(1)PCR扩增BglB基因时，选用_基因组DNA作模板。(2)如图为质粒限制酶酶切图谱。BglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的BglB基因重组进该质粒，扩增的BglB基因两端需分别引入_和_不同限制酶的识别序列。(3)大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述构建好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为_。解析：(1)BglB基因存在于嗜热土壤芽孢杆菌基因组中，故应以该菌的基因组DNA为模板进行基因扩增。(2)目的基因与质粒进行重组时，需将目的基因插入到启动子和终止子之间，且应靠近启动子和终止子，结合示意图可知，应在扩增的BglB基因两端分别引入Nde和BamH两种限制酶的识别序列。(3)该基因表达载体中含有BglB基因，可表达产生葡萄糖苷酶分解纤维素，这样大肠杆菌就获得了分解纤维素的能力。答案：(1)嗜热土壤芽孢杆菌(2)NdeBamH(3)转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶2(2018广东江门模拟)图1表示含目的基因的DNA片段，图2表示质粒(已知Pst、EcoR和Hind三种限制酶切割后产生的黏性末端都不相同)。请回答下列问题：(1)已知DNA的合成方向总是从子链的5端向3端延伸。利用PCR技术以图1中的DNA片段为模板扩增目的基因，需要的引物有_(从A、B、C、D四种单链DNA片段中选择)。(2)要保证目的基因能与图2中的质粒连接，要将(1)中选出的两种引物的5端分别添加上_两种限制酶的识别序列。在此基础上，对扩增的目的基因和质粒都用这两种限制酶处理，待基因表达载体构建完成后，加入到含大肠杆菌的转化液中。要从中分离出含该重组质粒的大肠杆菌单菌落，请简述操作思路：_。(3)从DNA分子结构分析，上述操作用到的工具酶作用的共同点是_。解析：(1)已知DNA的合成方向总是从子链的5端向3端延伸。组成DNA分子的两条链是反向平行的。因此，利用PCR技术以图1中的DNA片段为模板扩增目的基因，需要的引物有B、C。(2)根据图2中不同限制酶在质粒上的识别位点可知，如果用Pst和Hind、或者用EcoR和Hind切割质粒，均会把质粒上的两个抗性基因(标记基因)全破坏，所以只能用Pst、EcoR切割质粒。为了构建基因表达载体，含目的基因的DNA片段也应用这两种限制酶切割，因此，要保证目的基因能与图2中的质粒连接，应将(1)中选出的两种引物的5端分别添加上Pst、EcoR两种限制酶的识别序列。用Pst、EcoR两种限制酶切割质粒后，质粒上只剩下抗四环素基因作为标记基因，因此，要从转化液中分离出含该重组质粒的大肠杆菌单菌落，可将转化液接种在加入四环素的固体培养基上，在适宜条件下培养一段时间后，观察是否有菌落生长。(3)上述操作用到的工具酶包括限制酶和DNA连接酶，这两种酶作用的共同点是都作用于磷酸二酯键，不作用于氢键。答案：(1)B、C(2)Pst、EcoR将转化液接种在加入四环素的固体培养基上，在适宜条件下培养一段时间后，观察是否有菌落生长(3)都作用于磷酸二酯键，不作用于氢键 3中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理学或医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(如图中实线方框内所示)，并且发现酵母细胞也能够产生合成青蒿素的中间产物FPP(如图中虚线方框内所示)。(1)根据图示代谢过程，科学家在培育能产生青蒿素的酵母细胞过程中，需要向酵母细胞中导入_基因。此过程构建的基因表达载体应该含有_识别和结合的部位，以驱动目的基因的转录，该部位称为启动子。(2)实验发现，酵母菌细胞导入相关基因后，这些基因能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素仍很少，根据图解分析原因可能是FPP还用于合成_，为提高酵母菌合成的青蒿素的产量，可通过_工程降低_酶的活性。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是：预期蛋白质功能设计预期的_推测应有的氨基酸序列找到相对应的_序列。要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造_来完成。解析：(1)由图可知，酵母细胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶，即酵母细胞缺乏ADS酶基因。因此，需要向酵母细胞中导入ADS酶基因。启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点。(2)据虚线方框所示，合成青蒿素的中间产物FPP在酵母细胞内通过ERG9酶还可以转变为固醇，因此酵母合成的青蒿素仍很少。设计具有新的生物学功能或特性的蛋白质需要通过蛋白质工程；可通过蛋白质工程降低酵母细胞内ERG9酶的活性。(3)蛋白质工程的基本途径：预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列。对蛋白质的结构进行设计改造，最终必须通过对基因的修饰和合成来完成。答案：(1)ADS酶RNA聚合酶(2)固醇蛋白质ERG9(3)蛋白质结构脱氧核苷酸基因5科学家对鼠源杂交瘤抗体进行改造，生产出效果更好的鼠人嵌合抗体，用于癌症治疗。如图表示形成鼠人嵌合抗体的过程，据图回答：(1)改造鼠源杂交瘤抗体，生产鼠人嵌合抗体，属于_(生物工程)的范畴。(2)图示过程是根据预期的_，设计_，最终必须对_进行操作，此操作中改变的是_。(3)经过改造的鼠人嵌合抗体，与鼠源杂交瘤抗体相比较，突出的优点是_(从免疫角度考虑)。(4)上述过程中对科学家来说难度最大的是_。解析：(1)通过图示可知鼠人嵌合抗体是通过人工设计而形成的特定功能的蛋白质，其生产过程应属于蛋白质工程的范畴。(2)蛋白质工程的流程：预期蛋白质的功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)。(3)从免疫的角度考虑，对人体来说鼠源杂交瘤抗体为抗原，若利用人的抗体与之嵌合，则排斥作