高考生物大一轮复习 第37讲 基因工程课件.ppt

第37讲基因工程 考点一基因工程的操作工具 考点二基因工程的操作过程与应用及蛋白质工程 构建知识网络强记答题语句 探究高考明确考向 练出高分 目录 1 基因工程的诞生 2 基因工程的原理及技术 3 基因工程的应用 4 蛋白质工程 考纲要求 考点一基因工程的操作工具 知识梳理 解题探究 知识梳理 1 基因工程的概念 1 供体 提供 2 操作环境 3 操作水平 水平 4 原理 5 受体 表达目的基因 6 本质 性状在体内的表达 7 优点 克服的障碍 定向改造生物的 目的基因 体外 分子 基因重组 受体 远缘杂交不亲和 遗传性状 2 dna重组技术的基本工具 1 限制性核酸内切酶 简称 来源 主要是从生物中分离纯化出来的 作用 识别特定的并切开特定部位的两个核苷酸之间的 结果 产生或平末端 限制酶 原核 磷酸二酯键 黏性末端 核苷酸序列 下图中的图1和图2分别表示的是ecor 限制酶和sma 限制酶的作用示意图 ecor 限制酶识别的碱基序列是 切割位点在之间 sma 限制酶识别的碱基序列是 切割位点在之间 说明限制酶具有 gaattc g和a cccggg g和c 专一性 2 dna连接酶 种类 按来源可分为e colidna连接酶和 作用 将双链dna片段 缝合 起来 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的 dna连接酶和限制酶的关系 t4dna连接酶 磷酸二酯键 3 载体 种类 噬菌体的衍生物 动植物病毒等 质粒的特点 限制酶切割位点 标记基因 质粒 思维诊断 1 限制酶只能用于切割目的基因 2 dna连接酶能将两碱基间通过形成的氢键连接起来 3 e colidna连接酶既可连接平末端 又可连接黏性末端 4 质粒是小型环状dna分子 是基因工程常用的载体 5 载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中 使之稳定存在并表达 题组一限制性核酸内切酶 dna连接酶等酶的作用1 如图为dna分子在不同酶的作用下所发生的变化 图中依次表示限制酶 dna聚合酶 dna连接酶 解旋酶作用的正确顺序是 解题探究 a b c d 解析限制酶可在特定位点对dna分子进行切割 dna聚合酶在dna分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链 dna连接酶可将限制酶切开的磷酸二酯键连接在一起 解旋酶的作用是将dna双链解开螺旋 为复制或转录提供模板 答案c 2 若要利用某目的基因 见图甲 和p1噬菌体载体 见图乙 构建重组dna 见图丙 限制性核酸内切酶的酶切位点分别是bgl a gatct ecor g aattc 和sau3a gatc 下列分析合理的是 a 用ecor 切割目的基因和p1噬菌体载体b 用bgl 和ecor 切割目的基因和p1噬菌体载体 c 用bgl 和sau3a 切割目的基因和p1噬菌体载体d 用ecor 和sau3a 切割目的基因和p1噬菌体载体解析解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向 只有用ecor 和sau3a 切割目的基因和p1噬菌体载体 构建的重组dna中rna聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同 答案d 归纳提升 确定限制酶的种类 1 根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 应选择切点位于目的基因两端的限制酶 如图甲可选择pst 不能选择切点位于目的基因内部的限制酶 如图甲不能选择sma 为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接 也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒 如图甲也可选择用pst 和ecor 两种限制酶 但要确保质粒上也有这两种酶的切点 2 根据质粒的特点确定限制酶的种类 所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致 以确保具有相同的黏性末端 质粒作为载体必须具备标记基因等 所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构 如图乙中限制酶sma 会破坏标记基因 如果所选酶的切点不止一个 则切割重组后可能丢失某些片段 若丢失的片段含复制起点区 则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制 题组二载体的作用及特点分析3 下列关于载体的叙述中 错误的是 a 载体与目的基因结合后 实质上就是一个重组dna分子b 对某种限制酶而言 载体最好只有一个切点 但还要有其他多种酶的切点c 目前常用的载体有质粒 噬菌体的衍生物和动植物病毒d 载体具有某些标记基因 便于对其进行切割 解析载体必须具备的条件有 对受体细胞无害 不影响受体细胞正常的生命活动 具有自我复制能力 或能整合到受体细胞的染色体dna上 随染色体dna的复制而同步复制 具有一个至多个限制酶切点 以便目的基因可以插入到载体中 带有特殊的标记基因 如抗生素抗性基因 以便于对外源基因是否导入进行检测 载体dna分子大小适合 以便于提取和进行体外操作 答案d 4 如图是表达新基因用的质粒的示意图 若要将目的基因插入到质粒上的a处 则切割基因时可用的是 a hind b ecor c ecobd pst 解析a处有bamh ecob cla 限制酶的切点 使用a d中的ecob切割时 才能让目的基因插入到a处 答案c 归纳提升 载体上标记基因的标记原理 载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因 目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力 当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后 抗性基因在受体细胞内表达 使受体细胞能够抵抗相应抗生素 所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞 原理如下图所示 考点二基因工程的操作过程与应用及蛋白质工程 知识梳理 解题探究 知识梳理 1 基因工程的操作过程与应用 1 基因工程的操作步骤 获取目的基因 a 从中获取b 利用技术扩增c 通过化学方法人工合成 基因表达载体的构建 组成 a 目的基因b c 终止子d 基因文库 pcr 启动子 标记基因 将目的基因导入受体细胞 方法 a 植物 基因枪法 b 动物 技术c 微生物 感受态细胞法 目的基因的检测与鉴定 a 利用技术检测目的基因的有无b 利用技术检测目的基因的转录c 利用技术检测目的基因的翻译d 利用的鉴定检测重组性状的表达 农杆菌转化法 花粉管通道法 显微注射 dna分子杂交 分子杂交 抗原 抗体杂交 个体生物学水平 2 实例分析 抗虫棉的培育 图示 分析 从图中可以看出 目的基因是 使用的载体是 将目的基因表达载体导入受体细胞的方法是 请写出两种检测目的基因是否表达的方法 3 基因工程的应用 培育转基因植物和 生产基因工程药物 进行治疗 bt毒蛋白基因 ti质粒 农杆菌转化法 抗原 抗体杂交法 用棉叶饲喂棉铃虫 转基因动物 基因 4 目的基因导入不同受体细胞的过程 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞 5 基因治疗与基因诊断的不同点 基因表达 正常基因 dna探针 碱基互补 配对 2 蛋白质工程 1 流程图 写出流程图中字母代表的含义 a b c d e 2 结果 改造了现有蛋白质或制造出 3 应用 主要集中应用于对进行改造 改良生物性状 转录 翻译 分子设计 多肽链 预期功能 新的蛋白质 现有蛋白质 思维诊断 1 抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达 2014 江苏 23d 2 应用dna探针技术 可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达 2011 四川 5d 3 将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌 获得能产生人干扰素的菌株 4 利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品 如人的血清白蛋白 这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中 5 为培育抗除草剂的作物新品种 导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体 6 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作 定向改变分子的结构 7 目前在抗菌性和溶血性均较强的多肽p1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物 首先要做的是依据p1氨基酸序列设计多条模拟肽 2013 广东3c 题组一目的基因的获取及基因表达载体的构建1 如图表示用化学方法合成目的基因 的过程 据图分析 下列叙述正确的是 a 过程 需要dna连接酶b 过程 需要限制性核酸内切酶c 目的基因 的碱基序列是已知的d 若某质粒能与目的基因 重组 则该质粒和目的基因 的碱基序列相同 解题探究 解析题图所示为化学方法合成目的基因的过程 过程依赖碱基互补配对原则进行 质粒和目的基因的碱基序列一般不相同 答案c 2 据图表回答问题 1 假设所用的限制酶均能将所识别的位点完全切开 采用ecor 和pst 酶切含有目的基因的dna 能得到 种dna片段 如果将质粒载体和含目的基因的dna片段只用ecor 酶切 酶切产物再加入dna连接酶 其中由两个dna片段之间连接形成的产物有 解析含目的基因的dna分子上含有2个ecor 和1个pst 的酶切位点 3个切点全部切开 则形成4种dna片段 质粒与含目的基因的dna片段都用ecor 切割 目的基因两端和质粒的切口处的黏性末端相同 只考虑两个dna片段相连 则会形成3种连接产物 即质粒与质粒相连 质粒与目的基因相连 目的基因与目的基因相连 答案4质粒载体 质粒载体连接物目的基因 目的基因连接物质粒载体 目的基因连接物 2 为了防止目的基因和质粒表达载体酶切后的末端任意连接 酶切时应该选用的酶是 解析为了防止自身环化和任意连接 可选用ecor 和sma 两种酶同时切割 sma ecor 归纳提升 1 几种目的基因获取方法的比较 插入 限制酶 导入 供体细胞中的dna 许多dna片段 载体 受体菌群 基因组文库 外源dna扩增 产生特定性状 分离 目的基因 目的基因mrna 反转录 单链dna 合成 双链dna 插入 载体 导入 受体菌群 cdna文库 分离 目的基因 蛋白质的氨基酸序列 推测 mrna的核苷酸序列 推测 结构基因的核苷酸序列 化学合成 目的基因 目的基因的mrna 反转录 单链dna 合成 双链dna即目的基因 2 基因表达载体中启动子 终止子的来源 1 如果目的基因是从自然界中已有的物种中分离出来的 在构建基因表达载体时 不需要在质粒上目的基因的前后端接上特定的启动子 终止子 因为目的基因中已含有启动子 终止子 2 如果目的基因是通过人工方法合成的 或通过cdna文库获得的 则目的基因是不含启动子和终止子的 若只将基因的编码序列导入受体生物中 目的基因没有启动子 终止子 是无法转录的 因此 在构建基因表达载体时 需要在与质粒结合之前 在目的基因的前后端接上特定的启动子 终止子 题组二基因工程的操作及应用实例分析3 下列用于判断目的基因是否转移成功的方法中 不属于分子检测的是 a 通过害虫吃棉叶看其是否死亡b 转基因生物基因组dna与dna探针能否形成杂交带c 转基因生物中提取的mrna与dna探针能否形成杂交带d 转基因生物中提取的蛋白质能否与抗体形成杂交带 解析分子水平的检测包括三个方面 通过dna分子杂交检测目的基因是否插入受体细胞染色体的dna上 通过rna与dna杂交 检测目的基因是否转录 通过抗原 抗体杂交 检测目的基因是否翻译 通过害虫吃棉叶看其是否死亡 属于个体生物学水平的检测 答案a 4 在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较高的应用价值 如图所示是获得转基因莴苣的技术流程 请据图回答下列问题 1 获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和 解析获取目的基因的主要途径有从自然界已有的物种中分离和人工合成 人工合成 2 过程需要的酶有 解析 过程为基因表达载体的构建过程 需要用到限制性核酸内切酶和dna连接酶 3 重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afp以外 还必须含有启动子 终止子和 这样才能构成一个完整的基因表达载体 解析一个完整的基因表达载体包括目的基因 启动子 终止子和标记基因 dna连接酶 限制性核酸内切酶 标记基因 4 如果受体细胞c1是土壤农杆菌 则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的 使目的基因进入受体细胞c2 并将其插入到受体细胞c2中的 上 使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达 形成转基因莴苣 经 过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达 在分子水平上可用 法进行检测 如果出现杂交带 说明目的基因已经表达蛋白质产品 转基因莴苣培育成功 解析农杆菌转化法利用的是农杆菌的转化作用 将目的基因整合到受体细胞的染色体dna上 进而使目的基因能够稳定遗传和表达 检测目的基因是否成功表达可采用抗原 抗体杂交法 抗原 抗体杂交 转化作用 染色体dna 技法提炼 基因工程中的几种检测方法 题组三蛋白质工程概念和过程的辨析5 胰岛素可以用于治疗糖尿病 但是胰岛素被注射入人体后 会堆积在皮下 要经过较长时间才能进入血液 而进入血液的胰岛素又容易分解 治疗效果受到影响 如图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程 请据图回答有关问题 1 构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键 图中构建新的胰岛素模型的主要依据是 解析构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能 2 图中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是 解析根据蛋白质的预期功能 推测新的胰岛素中氨基酸的序列 进而推断基因中的脱氧核苷酸序列来合成新的胰岛素基因 蛋白质的预期功能 根据新的胰岛素中氨基酸的序列 推测出其基因中的脱氧核苷酸序列 然后利用dna合成仪来合成新的胰岛素基因 3 新的胰岛素基因与载体 质粒 结合过程中需要限制性核酸内切酶和dna连接酶 已知限制性核酸内切酶 的识别序列和切点是 g gatcc 请画出质粒被限制性核酸内切酶 切割后所形成的黏性末端 dna连接酶对所连接的dna两端碱基序列是否有专一性要求 填 是 或 否 解析将目的基因导入植物细胞中 最常用的转化方法是农杆菌转化法 ggatcc cctagg 否 4 若将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞中 最常用的方法是 解析限制性核酸内切酶识别特定的核苷酸序列 产生特定的黏性末端或平末端 而dna连接酶对所连接的dna两端碱基序列却没有专一性要求 5 若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素 需用到的生物工程有 和发酵工程 解析生产自然界中本来没有的蛋白质需要用到蛋白质工程 基因工程等技术 农杆菌转化法 蛋白质工程 基因工程 归纳提升 蛋白质工程与基因工程的比较 1 区别 2 联系 蛋白质工程是在基因工程的基础上 延伸出来的第二代基因工程 基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰 改造 网络构建 要语强记1 限制酶具有特异性 即一种限制酶只能识别特定的碱基序列 并在特定的位点上进行切割 2 dna连接酶的作用部位是磷酸二酯键 3 质粒是常用的载体 它是一种小型的环状dna分子 具有一个至多个限制酶切割位点及标记基因 4 目的基因的获取有从基因文库中获取和人工合成两类方法 5 基因表达载体包括目的基因 启动子 终止子和标记基因 6 目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法 导入动物细胞常用显微注射技法 导入微生物细胞常用感受态细胞法 4 3 2 1 1 2014 广东 25 利用基因工程技术生产羧酸酯酶 care 制剂的流程如图所示 下列叙述正确的是 多选 a 过程 需使用逆 反 转录酶b 过程 需使用解旋酶和pcr获取目的基因c 过程 使用的感受态细胞可用nacl溶液制备d 过程 可利用dna分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞 4 3 2 1 解析a项 过程 是通过反转录获取dna 反转录过程需要用到反转录酶 b项 过程 指的是从cdna文库中获取目的基因 不需要利用pcr技术 也用不到解旋酶 c项 过程 中使用的感受态细胞要用cacl2溶液制备 而不是用nacl溶液制备 4 3 2 1 d项 过程 鉴定目的基因是否已经导入受体细胞 可以用标记的目的基因为探针来检测受体细胞中是否存在目的基因 即利用dna分子杂交鉴定 答案ad 4 3 2 1 2 2014 江苏 23 下列关于基因工程技术的叙述 错误的是 多选 a 切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列b pcr反应中温度的周期性改变是为了dna聚合酶催化不同的反应c 载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因d 抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达 4 3 2 1 解析a项 限制性核酸内切酶大多特异性地识别6个核苷酸序列 但也有少数限制性核酸内切酶能识别4个 5个或8个核苷酸序列 b项 pcr反应中温度周期性变化是为变性 复性和延伸创造条件 另外 耐高温的dna聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用 变性和复性过程不需要酶的催化 4 3 2 1 c项 载体质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因 供重组dna的鉴定和选择 而不是抗生素合成基因 d项 目的基因导入受体细胞后不一定能正常表达 答案abc 4 3 2 1 3 2013 新课标 40节选 材料甲科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中 得到了体型巨大的 超级小鼠 科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草 材料乙t4溶菌酶在温度较高时易失去活性 科学家对编码t4溶菌酶的基因进行改造 使其表达的t4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸 在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键 提高了t4溶菌酶的耐热性 4 3 2 1 回答下列问题 1 材料甲属于基因工程的范畴 将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法 构建基因表达载体常用的工具酶有 和 在培育转基因植物时 常用农杆菌转化法 农杆菌的作用是 农杆菌可感染植物 显微注射 限制酶 dna连接酶 将目的基因转移到受体细胞中 4 3 2 1 2 材料乙属于 工程范畴 该工程是指以分子生物学相关理论为基础 通过基因修饰或基因合成 对 进行改造 或制造一种 的技术 在该实例中 引起t4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变 氨基酸 蛋白质 现有的蛋 白质 新蛋白质 4 3 2 1 4 2014 新课标 40 植物甲具有极强的耐旱性 其耐旱性与某个基因有关 若从该植物中获得该耐旱基因 并将其转移到耐旱性低的植物乙中 有可能提高后者的耐旱性 回答下列问题 1 理论上 基因组文库含有生物的 基因 而cdna文库中含有生物的 基因 解析基因组文库含有生物的全部基因 而cdna文库中含有生物的部分基因 部分 全部 4 3 2 1 2 若要从植物甲中获得耐旱基因 可首先建立该植物的基因组文库 再从中 出所需的耐旱基因 解析植物甲具有极强的耐旱性 其耐旱性与某个基因有关 若要从植物甲中获得耐旱基因 可首先建立该植物的基因组文库 包含该生物的所有基因 然后再从中筛选出所需的耐旱基因 筛选 4 3 2 1 3 将耐旱基因导入农杆菌 并通过农杆菌转化法将其导入植物 的体细胞中 经过一系列的过程得到再生植株 要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达 应检测此再生植株中该基因的 如果检测结果呈阳性 再在田间试验中检测植株的 是否得到提高 4 3 2 1 解析若从植物甲中获得该耐旱基因 并将其转移到耐旱性低的植物乙中 通常采用的方法是农杆菌转化法 将耐旱基因导入植物乙的体细胞后 经过植物组织培养得到再生植株 要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达 应检测该耐旱基因是否合成了相应的蛋白质 即检测此再生植株中该基因的表达产物 如果检测结果呈阳性 说明已经合成了相应的蛋白质 这时再进行个体生物学检测 即在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高 答案乙表达产物耐旱性 4 3 2 1 4 假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交 子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3 1时 则可推测该耐旱基因整合到了 填 同源染色体的一条上 或 同源染色体的两条上 解析假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交 子代中耐旱和不耐旱植株的数量比为3 1 符合基因的分离定律 说明得到的二倍体转基因耐旱植株为杂合子 因此可推测该耐旱基因只整合到了同源染色体的一条上 同源染色体的一条上 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 如图为某种质粒的简图 小箭头所指分别为限制性核酸内切酶ecor bamh 的酶切位点 p为转录的启动部位 已知目的基因的两端有ecor bamh 的酶切位点 受体细胞为无任何抗药性的原核细胞 下列有关叙述正确的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 a 将含有目的基因的dna与质粒分别用ecor 酶切 在dna连接酶作用下 生成由两个dna片段之间连接形成的产物有两种 13 b dna连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来 形成一个重组质粒时形成两个磷酸二酯键c 为了防止目的基因反向粘连和质粒自行环化 酶切时可选用的酶是ecor 和bamh d 能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞表明该目的基因已成功导入该细胞 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 解析如果将含有目的基因的dna与质粒分别用ecor 酶切 则酶切后二者的黏性末端相同 在dna连接酶作用下 生成由两个dna片段之间连接形成的产物有三种 只有一种符合基因工程的需求 dna连接酶的作用是将酶切后的目的基因和质粒的黏性末端连接起来形成重组质粒 该过程形成4个磷酸二酯键 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 为了防止目的基因和质粒自行环化 酶切时可选用的酶是ecor 和bamh 这样切割后得到的dna片段两侧的黏性末端不同 由于受体细胞为无任何抗药性的原核细胞 因此能在含青霉素的培养基中生长的原因 可能是受体细胞成功导入了目的基因 也可能是只导入了不含目的基因的载体 答案c 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 2 现有一长度为1000碱基对 bp 的dna分子 用限制性核酸内切酶ecor 单独酶切后得到的dna分子仍是1000bp 用kpn 单独酶切得到400bp和600bp两种长度的dna分子 用ecor kpn 同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的dna分子 该dna分子的酶切图谱正确的是 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 13 解析由题干条件可知用ecor 酶切后 并不能将dna分为两段 故可判断为环状dna 再根据 用ecor kpn 同时酶切后得到200bp和600bp两种长度的dna分子 可得到答案d 答案d 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 13 3 下图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时 从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因 放入 棉花细胞中与棉花的dna分子结合起来而发挥作用的过程示意图 以下说法正确的是 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 a 该技术的核心内容是构建基因表达载体b 目的基因在抗虫棉中的遗传要遵循基因的分离定律 13 c 图中 常直接从大肠杆菌中获取d 剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因会影响抗虫基因的表达 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 13 解析基因工程的核心技术是基因表达载体的构建 a正确 抗虫基因如果整合到棉花细胞细胞质的dna上 其遗传不遵循基因的分离定律 b错误 常见的载体有质粒 动植物病毒和 噬菌体的衍生物 c错误 基因的表达具有独立性 剔除抗虫棉体内的四环素抗性基因不影响抗虫基因的表达 d错误 答案a 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 13 4 关于蛋白质工程的说法 正确的是 a 蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作b 蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子c 对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mrna来实现的d 蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 13 解析蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础 通过基因修饰或基因合成 对现有蛋白质进行改造 或制造一种新的蛋白质 以满足人类的生产和生活的需求 由于基因决定蛋白质 因此 要对蛋白质的结构进行设计改造 还必须从基因入手 与基因工程不同 蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子 答案b 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 13 5 下列关于基因工程的叙述 错误的是 a 目的基因和受体细胞均可来自动 植物或微生物b 限制性核酸内切酶和dna连接酶是两类常用的工具酶c 人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性d 载体上的抗性基因有利于筛选含重组dna的细胞和促进目的基因的表达 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 13 解析基因工程中的目的基因来源于自然界中的含有目的性状的一切生物 可以是动物 植物 也可以是真菌 细菌 还可以是人等 在基因工程中获取目的基因以及将目的基因和载体结合构建基因表达载体必须使用同一种限制酶进行切割 以获得相同的黏性末端 在dna连接酶的作用下 将目的基因和载体连接 构建基因表达载体 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 13 人的胰岛素原基因可以在大肠杆菌体内得以表达 但是由于大肠杆菌是原核生物 没有内质网 高尔基体等细胞器的加工 合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能 即没有生物活性 作为标记基因是为了检测并筛选含重组dna的细胞 但对于目的基因的表达没有影响 答案d 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 13 6 干扰素是治疗癌症的重要药物 它必须从血液中提取 每升人血中只能提取0 5 g 所以价格昂贵 美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰素 如图所示 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 13 从上述方式中可以看出该公司生产干扰素运用的方法是 a 个体间的杂交b 基因工程c 细胞融合d 器官移植解析从图中可以看出整个过程为将人的淋巴细胞中控制干扰素合成的基因与质粒结合后导入酵母菌 并从酵母菌产物中提取干扰素 这项技术为基因工程 答案b 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 13 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 7 许多大肠杆菌的质粒上含有lacz基因 其编码的产物 半乳糖苷酶在x gal和iptg存在时 可以产生蓝色沉淀 使菌落呈现蓝色 否则菌落呈现白色 基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞 过程如下图所示 下列说法错误的是 a 基因工程中 构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在 能遗传给后代 并表达和发挥作用 13 b 转化过程中 大肠杆菌应先用ca2 处理 使其处于能吸收周围dna的状态c 菌落颜色为白色的是菌落 d 菌落 中的目的基因是否表达 可采用的检测办法是抗原 抗体杂交 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 13 解析基因工程中 构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在 能遗传给后代 并表达和发挥作用 转化过程中 大肠杆菌应先用ca2 处理 使其处于能吸收周围dna的状态 lacz标记基因因外源基因的插入而不能表达出 半乳糖苷酶 故菌落 为白色菌落 可采用抗原 抗体杂交的方法检测菌落 中的目的基因是否表达 答案c 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 13 8 如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤 以下说法错误的是 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 a 利用含有四环素的培养基可将含 的细菌筛选出来b 是农杆菌 通过步骤 将目的基因导入植株c 可与多个核糖体结合 同时翻译出多种蛋白质d 过程的完成需要限制酶和dna连接酶参与 13 解析标记基因是四环素抗性基因 如果细菌能在含有四环素的培养基中生长 说明此细菌含有重组质粒 是一条mrna分子 可与多个核糖体结合形成多聚核糖体 但由于翻译的模板是同一个mrna分子 密码子序列相同 故不同的核糖体翻译出的是多个同一种蛋白质 答案c 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 13 9 利用外源基因在受体细胞中表达 可生产人类所需要的产品 下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是 a 棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因b 大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mrnac 山羊乳腺细胞中检测到人生长激素dna序列d 酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 13 解析基因表达的产物是蛋白质 因此 只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达 a c项只能说明完成了目的基因的导入 b项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程 答案d 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 13 10 下图表示蛋白质工程的操作过程 下列说法不正确的是 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 a 蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作b 蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术c a b过程分别是转录 翻译d 蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因 13 解析蛋白质工程中了解蛋白质分子结构如蛋白质的空间结构 氨基酸的排列顺序等 对于合成或改造基因至关重要 蛋白质工程的进行离不开基因工程 对蛋白质的改造是通过对基因的改造来完成的 图中a b过程分别是转录 翻译过程 蛋白质工程中可根据已经明确的蛋白质的结构构建出一种全新的基因 答案b 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 13 11 图1表示含有目的基因d的dna片段长度 bp即碱基对 和部分碱基序列 图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列 现有msp bamh mbo sma 4种限制性核酸内切酶 它们识别的碱基序列和酶切位点分别为c cgg g gatcc gatc ccc ggg 请回答下列问题 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由 连接 解析一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 相连的 要注意与两条脱氧核苷酸链的相邻碱基之间通过氢键相连进行区分 核糖 磷酸 脱氧核糖 脱氧 13 2 若用限制酶sma 完全切割图1中dna片段 产生的末端是 末端 其产物长度为 解析从sma 的识别序列和切点可见 其切割后产生的是平末端 图1中dna片段有sma 的两个识别序列 故切割后产生的产物长度为537 534 3 bp 790 796 3 3 bp和661 658 3 bp三种 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 537bp 790bp 661bp 平 13 3 若图1中虚线方框内的碱基对被t a碱基对替换 那么基因d就突变为基因d 从杂合子中分离出图1及其对应的dna片段 用限制酶sma 完全切割 产物中共有 种不同长度的dna片段 解析图示方框内发生碱基对的替换后 形成的d基因失去了1个sma 的识别序列 故d基因 d基因用sma 完全切割后产物中除原有的3种长度的dna片段外 还增加一种537 790bp的dna片段 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4 13 4 若将图2中质粒和目的基因d通过同种限制酶处理后进行连接 形成重组质粒 那么应选用的限制酶是 在导入重组质粒后 为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌 一般需要用添加 的培养基进行培养 经检测 部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因d不能正确表达 其最可能的原因是 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 解析目的基因的两端都有bamh 的识别序列 质粒的启动子后抗生素a抗性基因上也有bamh 的识别序列 故应选用的限制酶是bamh 此时抗生素b抗性基因作为标记基因 故筛选时培养基中要添加抗生素b 若重组质粒已导入了受体细胞却不能表达 很可能是因为用同种限制酶切割后 目的基因和质粒有两种连接方式 导入受体细胞的重组质粒可能是目的基因和质粒反向连接形成的 答案bamh 抗生素b同种限制酶切割形成的末端相同 部分目的基因d与质粒反向连接 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 浙江大学农学院喻景权教授课题组研究发现 一种植物激素 油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢 用油菜素内酯处理后 许多参与农药