2013版高考生物一轮精品复习 1.1 DNA重组技术的基本工具、基因工程的基本操作程序学案 新人教版选修3

1 专题专题 1 1 基因工程基因工程 1 11 1 DNADNA 重组技术的基本工具重组技术的基本工具 1 21 2 基因工程的基本操作程基因工程的基本操作程 序序 高考新动向高考新动向 1 基因工程的诞生 2 基因工程的原理及技术 考纲全景透析考纲全景透析 一 基因工程的工具一 基因工程的工具 1 基因工程的概念 按照人们的愿望 进行严格的设计 并通过体外 DNA 重组和转基因等技术 赋予生 物以新的遗传特性 从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品 由于基因工程在 DNA 分子 水平上进行设计和施工的 因此又叫做 DNA 重组技术 2 DNA 重组技术的基本工具 1 限制酶 分子手术刀 全称 限制性核酸内切酶 来源 主要从原核生物中分离纯化出来 特点 识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列 并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸 二酯键断开 结果 产生黏性末端或平末端 2 DNA 连接酶 分子缝合针 类型 根据酶的来源不同 可分为 E coliDNA 连接酶和 T4DNA 连接酶 作用 连接双链 DNA 片段 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二脂键 3 载体 分子运载体 种类 通常利用质粒作为载体 另外还有 噬菌体的衍生物 动植物病毒等 质粒 化学本质 小型环状 DNA 分子 特点 能自我复制 有一个至多个限制酶切割位点 有特殊的标记基因 二 基因工程的基本操作程序二 基因工程的基本操作程序 1 目的基因的获取途径 1 目的基因 编码蛋白质的结构基因 2 获取目的基因的方法 2 从基因文库中获取 利用 PCR 技术扩增目的基因 通过 DNA 合成仪人工合成 3 PCR 技术扩增目的基因 原理 DNA 双链复制 过程 第一步 加热至 90 95 DNA 解链 第二步 冷却到 55 60 引物结合到互补 DNA 链 第三步 加热至 70 75 热稳定 DNA 聚合酶从引物起始互补链的合成 2 基因表达载体的构建 是实施基因工程的第二步 也是基因工程的核心 1 目的 使目的基因在受体细胞中稳定存在 并且可以遗传至下一代 使目的基因能够表达和发挥作 用 2 组成 目的基因 启动子 终止子 标记基因 如抗生素基因 启动子 是一段有特殊结构的 DNA 片段 位于基因的首端 是 RNA 聚合酶识别和结合的部位 能 驱动基因转录出 mRNA 最终获得所需的蛋白质 终止子 也是一段有特殊结构的 DNA 片段 位于基因的尾端 标记基因的作用 是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因 从而将含有目的基因的细胞筛选出 来 常用的标记基因是抗生素基因 3 将目的基因导入受体细胞 生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞 常用方法农杆菌转化法显微注射技术Ca2 处理法 受体细胞体细胞受精卵原核细胞 转化过程将目的基因插入 Ti 质粒的将含有目的基因的表达载Ca2 处理细胞 微生物细 3 T DNA 上 农杆菌 导入 植物细胞 整合到受体细胞 的 DNA 表达 体提纯 取卵 受精卵 显微注射 受精卵发育 获得具有新性状的动物 胞壁的通透性增加 重组 质粒与感受态细胞混合 感受态细胞吸收 DNA 分子 4 目的基因的检测与鉴定 1 利用 DNA 分子杂交技术检测目的基因的有无 2 利用分子杂交技术检测目的基因的转录 3 利用抗原 抗体杂交检测目的基因的翻译 4 利用个体生物学水平的检测鉴定重组性状的表达 热点难点全析热点难点全析 一 基因工程的工具一 基因工程的工具 1 与 DNA 有关的酶 1 四种酶的比较 2 限制酶和 DNA 连接酶之间的关系图示 2 载体 1 作为载体的条件 能在宿主细胞中稳定保存并大量复制 有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点 以便与外源基因连接 具有特殊的标记基因 便于筛选 2 种类 质粒 一种裸露的 结构简单 独立于细菌拟核 DNA 之外 并具有自我复制能力的双链环状 DNA 4 分子 噬菌体的衍生物 动植物病毒 3 作用 作为运载工具 将目的基因转移到宿主细胞内 利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制 二 基因工程的基本操作程序二 基因工程的基本操作程序 1 目的基因的获取 1 直接分离法 从自然界已有的物种中分离 如从基因组文库或 cDNA 文库中获取 2 人工合成目的基因 如果基因比较小 核苷酸序列又已知 可以通过 DNA 合成仪用化学方法直接人工合成 以 RNA 为模板 在逆转录酶的作用下人工合成 2 基因表达载体的构建 1 基因表达载体各个组成的作用 启动子 一段有特殊结构的 DNA 片段 位于基因的首端 是 RNA 聚合酶识别和结合的部位 驱动 基因转录出 mRNA 最终获得所需的蛋白质 终止子 也是一段有特殊结构的 DNA 片段 位于基因的尾端 能使转录在所需要的地方停下来 标记基因 作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因 从而将含有目的基因的细胞筛选出来 如抗生素抗性基因 5 2 基因表达载体的构建步骤 3 将目的基因导入受体细胞 受体细胞 细菌 氯化钙 细胞壁的通透性增大 重组质粒进入受体细胞 目的基因随受体细胞的繁殖而复制 4 目的基因的检测与鉴定 1 分子水平检测 导入检测 DNA 分子杂交技术 用放射性同位素标记的含目的基因的 DNA 片段作探针 转录检测 分子杂交法 用标记的目的基因作探针与 mRNA 杂交 翻译检测 抗原 抗体杂交法 2 个体生物学水平鉴定 对转基因生物进行抗虫或抗病的接种实验 以确定是否具有抗性以及抗性 的程度 高考零距离高考零距离 1 2012 2012 浙江高考 浙江高考 天然的玫瑰没有蓝色花 这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因 B 而开蓝色花 的矮牵牛中存在序列已知的基因 B 现用基因工程技术培育蓝玫瑰 下列操作正确的是 A 提取矮牵牛蓝色花的 mRNA 经逆转录获得互补的 DNA 再扩增基因 B B 利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因 B C 利用 DNA 聚合酶将基因 B 与质粒连接后导入玫瑰细胞 D 将基因 B 直接导入大肠杆菌 然后感染并转入玫瑰细胞 解析 具体分析如下 6 答案 A 2 2 2012 2012 全国新课标 全国新课标 根据基因工程的有关知识 回答下列问题 1 限制性内切酶切割 DNA 分子后产生的片段 其末端类型有 和 2 质粒运载体用 EcoR 切割后产生的片段如下 AATTC G G CTTAA 为使运载体与目的基因相连 含有目的基因的 DNA 除可用 EcoR 切割外 还可用另一种限制性内切酶 切割 该酶必须具有的特点是 3 按其来源不同 基因工程中所使用的 DNA 连接酶有两类 即 DNA 连接酶和 DNA 连接酶 4 反转录作用的模板是 产物是 若要在体外获得大量反转录产物 常采用 技术 5 基因工程中除质粒外 和 也可作为运载体 6 若用重组质粒转化大肠杆菌 一般情况下 不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞 原因是 解析 1 当限制性内切酶在它识别序列的中心轴线两侧将 DNA 的两条链分别切开时 产生的是黏 性末端 而当限制性内切酶在它识别序列的中心轴线处切开时 产生的是平末端 2 为使运载体与目的基因相连 不同的限制性内切酶应该切出相同的黏性末端 3 DNA 连接酶根据其来源的不同分为两类 一类是从大肠杆菌中分离得到的 称为 E coli DNA 连接 酶 另一类是从 T4 噬菌体中分离出来的 称为 T4 DNA 连接酶 4 反转录是指以 RNA 为模板在逆转录酶的作用下合成 DNA 的过程 可以在体外短时间内大量扩增 DNA 的技术叫 PCR 多聚酶链式反应 5 基因工程中可以作为运载体的除质粒外 还有噬菌体的衍生物 动植物病毒等 7 6 大肠杆菌细胞有细胞壁和细胞膜 能阻止质粒 外源 DNA 等物质的进入 只能通过 Ca2 处理细胞 使细胞处于能吸收周围环境中 DNA 分子的生理状态 这种细胞称为感受态细胞 才能作为受体细胞 答案 1 黏性末端 平末端 2 切割产生的 DNA 片段末端与 EcoR 切割产生的相同 3 E coli T4 4 mRNA 或 RNA cDNA 或 DNA PCR 5 噬菌体的衍生物 动植物病毒 6 未处理的大肠杆菌吸收质粒 外源 DNA 的能力极弱 3 2011 浙江高考 将 ada 腺苷酸脱氨酶基因 通过质粒 pET28b 导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸 脱氨酶 下列叙述错误的是 A 每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B 每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C 每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个 ada D 每个插入的 ada 至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 解析 A 项 ada 为目的基因 大肠杆菌为受体细胞 将目的基因导入大肠杆菌时如果能成功表达 说明每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B 项 要让目的基因与质粒形成重组质粒 两者必须用同种 限制性核酸内切酶切割 所以每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C 项 质粒作为运载 体的条件之一是有多种限制性核酸内切酶的识别位点 但每种限制性核酸内切酶只有一个识别位点 只 能插入一个目的基因 ada D 项 ada 导入大肠杆菌成功的标志是表达腺苷酸脱氨酶 因此每个插入的 ada 至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 答案 C 4 2011 海南高考 回答有关基因工程的问题 1 构建基因工程表达载体时 用不同类型的限制酶切割 DNA 后 可能产生黏性末端 也可能产生 末端 若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接 则应选择能使二者产生 相同 不同 黏性末端的限制酶 2 利用大肠杆菌生产人胰岛素时 构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等 其中启动子 的作用是 在用表达载体转化大肠杆菌时 常用 处理大肠杆菌 以利于表达载 体进入 为了检测胰岛素基因是否转录出了 mRNA 可用标记的胰岛素基因片段作探针与 mRNA 杂交 该杂 交技术称为 为了检测胰岛素基因转录的 mRNA 是否翻译成 常用抗原 抗体杂 交技术 3 如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞 先要将目的基因插入农杆菌 Ti 质粒的 中 然后用该农杆菌感染植物细胞 通过 DNA 重组将目的基因插入植物细胞的 上 8 解析 1 限制酶切割产生两种末端 黏性末端和平末端 若用 DNA 连接酶连接两个末端 两个 末端必须是相同的 2 基因工程检测的方法 检测目的基因是否导入 使用 DNA 分子杂交技术 检测目的基因是否转 录 使用分子杂交技术 检测是否形成蛋白质 使用抗原 抗体杂交技术 3 基因工程的目的是获得稳定遗传的新品种 因此要把目的基因插入到染色体的 DNA 分子中 答案 1 平 相同 2 RNA 聚合酶识别和结合的部位 Ca2 分子杂交技术 蛋白质 3 T DNA 染色体 DNA 5 2010 全国 2 高考 下列叙述符合基因工程概念的是 A B 淋巴细胞与肿瘤细胞融合 杂交瘤细胞中含有 B 淋巴细胞中的抗体基因 B 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 C 用紫外线照射青霉菌 使其 DNA 发生改变 通过筛选获得青霉素高 产菌株 D 自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其 DNA 整合到细菌 DNA 上 解析 A 属于动物细胞工程的内容 C 属于微生物的发酵工程的内容 D 自然状态下 一般不能自行形成重组 DNA 分子 答案 B 6 2010 江苏高考 下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点 圈 l 圈 2 中箭头表示相关 限制酶的酶切位点 请回答下列问题 1 一个图 1 所示的质粒分子经 Sma 切割前后 分别含有 个游离的磷酸基团 2 若对图中质粒进行改造 插入的 Sma 酶切位点越多 质粒的热稳定性越 3 用图中的质粒和外源 DNA 构建重组质粒 不能使用 Srna 切割 原因是 4 与只使用 EcoR I 相比较 使用 BamH 和 Hind 两种限制酶同时处理质粒 外源 DNA 的优点 在于可以防止 5 为了获取重组质粒 将切割后的质粒与目的基因片段混合 并加入 酶 6 重组质粒 中抗生素抗性基因的作用是为了 9 7 为了从 cDNA 文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因 将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆 菌突变体 然后在 的培养基中培养 以完成目的基因表达的初步检测 解析 本题考查基因工程的限制性内切酶的作用特点 1 质粒切割前是双链环状 DNA 分子 所有磷酸基团参与形成磷酸二酯键 故不含游离的磷酸基团 从图 1 可以看出 质粒上只含有一个 Sma 的切点 因此被改酶切割后 质粒变为线性双链 DNA 分子 因 每条链上含有一个游离的磷酸基团 因此切割后含有两个游离的磷酸基团 2 由题目可知 Sma 识别的 DNA 序列只有 G 和 C 而 G 和 C 之间可以形成三个氢键 A 和 T 之间 可以形成二个氢键 所以 Sma 酶切位点越多 热稳定性就越高 3 质粒抗生素抗性基因为标记基因 由图 2 可知 标记基因和外源 DNA 目的基因中均含有 Sma 酶切位点 都可以被 Sma 破坏 故不能使用该酶剪切含有目的基因的 DNA 4 只使用 EcoR I 则质粒和目的基因两端的粘性末端相同 用连接酶连接时 会产生质粒和目的 基因自身连接物 而利用 BamH 和 Hind 剪切时 质粒和目的基因两端的粘性末端不同 用 DNA 连接 酶连接时 不会产生自身连接产物 5 质粒和目的基因连接后获得重组质粒 该过程需要连接酶作用 故混合后加入 DNA 连接酶 6 质粒上的抗性基因为标记基因 用于鉴别和筛选含有重组质粒的受体细胞 7 将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体后 含有重组质粒的个体才能吸收蔗糖 因此可利用蔗糖作为唯一碳源的培养基进行培养受体细胞 含有重组质粒的细胞才能存活 不含有重组 质粒的因不能获得碳源而死亡 从而达到筛选目的 答案 1 0 2 2 高 3 Sma 会破坏质粒的抗性基因 外源 DNA 中的目的基因 4 质粒和含目的基因的外源 DNA 片段自身环化 5 DNA 连接 6 鉴别和筛选含有目的基因的细胞 7 蔗糖为唯一含碳营养物质 7 2010 浙江高考 在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中 下列操作错误的是 A A 用限制性核酸内切酶切割烟草茶叶病毒的核酸 B 用 DNA 连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 C 将重组 DNA 分子导入原生质体 D 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 10 解析 本题考查基因工程的有关知识 基因工程的一般过程 用限制性核酸内切酶切割含目的 基因的 DNA 分子 除草剂基因 和运载体 质粒 用 DNA 连接酶连接切割好的目的基因和运载体 重 组 DNA 分子导入受体细胞 因为是植物可以说是原生质体 用相应的试剂和病原体帅选转基因细胞 用 植物组织培养技术抗除草剂的转基因烟草 表达 答案 A 考点提升训练考点提升训练 一 选择题 1 2012 2012 浙江六校联考浙江六校联考 下面是四种不同质粒的示意图 其中 ori 为复制必需的序列 amp 为氨苄 青霉素抗性基因 tet 为四环素抗性基因 箭头表示一种限制性核酸内切酶的酶切位点 若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组 DNA 的细胞 应 选用的质粒是 解析 A 项破坏了复制必需的序列 不能复制 B 项氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因都完好 在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长 C 项氨苄青霉素抗性基因被破坏 四环素抗性基因完 好 能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长 D 项氨苄青霉素抗性基因完好 四环素 抗性基因被破坏 答案 C 2 下图是获得抗虫棉的技术流程示意图 卡那霉素抗性基因 kanR 常作为标记基因 只有含卡那霉 素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长 下列叙述正确的是 A 构建重组质粒过程中需要限制性内切酶和 DNA 连接酶 B 愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株 C 卡那霉素抗性基因 kanR 中有该过程所利用的限制性内切酶的识别位点 D 抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传 解析 质粒与目的基因结合时需要用同一种限制性内切酶切割 切出的黏性末端相同 可用 DNA 11 连接酶连接 愈伤组织由相同的细胞分裂形成 分化后产生相同基因型的植株 卡那霉素抗性基因作为 标记基因不能有限制性内切酶的切割位点 标记基因被切断后就不能再表达 从而失去作用 抗虫棉为 杂合子 其有性生殖后代可能会发生性状分离 抗虫性状不一定能稳定遗传 答案 A 3 有关基因工程的叙述正确的是 A 限制酶只在获得目的基因时才用 B 重组质粒的形成是在细胞内完成的 C 质粒都可作为运载体 D 蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料 解析 如果以质粒为运载体 首先要用一定的限制酶切割质粒 使质粒出现一个切口 露出黏性 末端 然后用同一种限制酶切割目的基因 使产生相同的黏性末端 所以运载体的切割也要用到限制酶 重组质粒的形成是在生物体外完成的 只有具有标记基因的质粒才能作为运载体 答案 D 4 下表基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容 正确的是 供体剪刀针线运载体受体 A 质粒限制性内切酶 DNA 连接 酶 提供目的基 因的生物 大肠杆菌等 B 提供目的基因的 生物 DNA 连接酶 限制性 内切酶 质粒大肠杆菌等 C 提供目的基因的 生物 限制性内切酶 DNA 连接 酶 质粒大肠杆菌等 D 大肠杆菌DNA 连接酶 限制性内 切酶 提供目的基 因的生物 质粒 解析 基因操作过程中供体为提供目的基因的生物 剪刀为限制性内切酶 针线为 DNA 连接酶 运载体为细菌的质粒 噬菌体或其他一些病毒 受体一般为大肠杆菌等生物 答案 C 5 2012 2012 浙江宁波八校联考浙江宁波八校联考 下图是将人的生长激素基因导入细菌 D 细胞内 产生 工程菌 的示 意图 所用的载体为质粒 A 若已知细菌 D 细胞内不含质粒 A 也不含质粒 A 上的基因 质粒 A 导入细菌 后 其上的基因能得到表达 能表明目的基因已与载体结合 并被导入受体细胞的结果是 A 在含氨苄青霉素的培养基和含四环素的培养基上均能生长繁殖的细菌 12 B 在含氨苄青霉素的培养基和含四环素的培养基上都不能生长繁殖的细菌 C 在含氨苄青霉素的培养基上能生长繁殖 但在含四环素的培养基上不能生长繁殖的细菌 D 在含氨苄青霉素的培养基上不能生长繁殖 但在含四环素的培养基上能生长繁殖的细菌 解析 由题图可知 人生长激素基因插入质粒后将四环素抗性基因破坏 该基因不再表达 因此 含有重组质粒的受体细胞在含氨苄青霉素的培养基上能生长繁殖 但在含四环素的培养基上不能生长繁 殖 答案 C 6 下列关于基因表达载体构建的相关叙述 不正确的是 A 需要限制酶和 DNA 连接酶 B 必须在细胞内进行 C 抗生素抗性基因可作为标记基因 D 启动子位于目的基因的首端 解析 基因表达载体的构建是目的基因与载体结合 在此过程中需用同一种限制酶切割目的基因 与载体 用 DNA 连接酶将相同的末端连接起来 基因表达载体的构建是在细胞外进行的 基因表达载体 包括启动子 目的基因 终止子和标记基因 其中启动子位于目的基因首端使转录开始 终止子在目的 基因之后 答案 B 7 如图为 DNA 分子的某一片段 其中 分别表示某种酶的作用部位 则相应的酶依次是 A DNA 连接酶 限制酶 解旋酶 B 限制酶 解旋酶 DNA 连接酶 C 解旋酶 限制酶 DNA 连接酶 D 限制酶 DNA 连接酶 解旋酶 答案 C 8 甲 乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法 以下说法中错误的是 A 甲方法可建立该细菌的基因组文库 B 乙方法可建立该细菌的 cDNA 文库 C 甲方法要以脱氧核苷酸为原料 13 D 乙方法需要逆转录酶参与 解析 首先要知道甲图描述的为该细菌的基因组文库 只要利用 DNA 限制性核酸内切酶将其原有 的 DNA 切断即可 不需要以脱氧核苷酸为原料 乙图描述的为细菌的部分基因文库 乙方法需要逆转录 酶参与 并需要以脱氧核苷酸为原料 答案 C 9 基因工程中 需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒 便于重组和筛选 已知限制酶 的识别 序列和切点是 G GATCC 限制酶 的识别序列和切点是 GATC 根据图示判断下列操作正确的 是 A 目的基因和质粒均用限制酶 切割 B 目的基因和质粒均用限制酶 切割 C 质粒用限制酶 切割 目的基因用限制酶 切割 D 质粒用限制酶 切割 目的基因用限制酶 切割 解析 本题中要遵循一个原则 不能同时将两个标记基因切开 至少保留一个 所以只能用酶 切割质粒 而从目的基因右侧碱基序列可知只能用酶 答案 D 10 下图是将人的生长激素基因导入细菌 B 细胞内制 工程菌 的示意图 已知细菌 B 细胞内不含 质粒 A 也不含质粒 A 上的基因 判断下列说法正确的是 A 将重组质粒导入细菌 B 常用的方法是显微注射法 B 将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上 能生长的只是导入了重组质粒的细 菌 C 将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上 能生长的就是导入了质粒 A 的细菌 D 目的基因成功表达了导入的标志是受体细胞能产生出人的生长激素 解析 将目的基因导入到细菌细胞中常用的方法是 Ca2 处理法 基因必须保持结构的完整性才能 得以表达 而抗氨苄青霉素基因结构完整 能够表达而使细菌具有对氨苄青霉素的抗性 在含有氨苄青 14 霉素的培养基上能存活的是导入了质粒 A 或导入了重组质粒的细菌 由于将人的生长激素基因导入到质 粒的抗四环素基因上 破坏了抗四环素基因的完整性 导入了重组质粒的细菌也没有对四环素的抗性 在含有四环素的培养基上不能存活 能存活的是导入质粒 A 的细菌 答案 C 11 2012 2012 哈师大附中一模哈师大附中一模 某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗 开展了前期研究工作 其简要的操作流程如下图 下列有关叙述错误的是 A 步骤 所代表的过程是逆转录 B 步骤 需使用限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶 C 步骤 可用 CaCl2 处理大肠杆菌 使其从感受态恢复到常态 D 检验 Q 蛋白的免疫反应特性 可用 Q 蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原 抗体特异性反 应试验 解析 由图可知 步骤 所代表的过程是逆转录 步骤 需使用限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶 步骤 可用 CaCl2 处理大肠杆菌 使其从常态转化为感受态细胞 检验 Q 蛋白的免疫反应特性 可用 Q 蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原 抗体特异性反应实验 答案 C12 质粒是基因工程中最常用的运载体 它存在于许多细菌体内 质粒上有标记基因如图所示 通过标记基因可以推知外源基因 目的基因 是否转移 成功 外源基因插入的位置不同 细菌在培养基上的生长情况也不同 下表是外源 基因插入位置 插入点有 a b c 请根据表中提供的细菌生长情况 推测 三种重组后细菌的外源基因插入点 正确的一组是 A 是 c 是 b 是 a B 是 a 和 b 是 a 是 b C 是 a 和 b 是 b 是 a D 是 c 是 a 是 b 解析 对 细菌来说 能在含青霉素的培养基上生长 也能在含四环素的培养基上生长 说明抗 青霉素基因和抗四环素基因没有被破坏 插入点是 c 对 细菌来说 能在含青霉素的培养基上生长 说 明其抗青霉素基因正常 不能在含四环素的培养基上生长 说明其抗四环素基因被破坏 插入点应为 b 15 对 细菌来说 不能在含青霉素的培养基上生长 说明其抗青霉素基因被插入而破坏 故插入点为 a 答案 A 13 据图所示 有关工具酶功能的叙述不正确的是 A 限制性内切酶可以切断 a 处 DNA 连接酶可以连接 a 处 B DNA 聚合酶可以连接 a 处 C 解旋酶可以使 b 处解开 D 连接 c 处的酶可以为 DNA 连接酶 解析 限制性内切酶能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列 并且使每一条链中特定部位 的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 DNA 连接酶能够将双链 DNA 片段缝合起来 恢复被限制性内切酶切 开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 因此 限制性内切酶可以切断 a 处 DNA 连接酶可以连接 a 处 c 处是同一个核苷酸内部脱氧核糖和磷酸之间形成的键 不能用 DNA 连接酶连接 DNA 聚合酶在 DNA 复制时 将单个的核苷酸连接到 DNA 子链上 连接的部位也是 a 处 解旋酶可以破坏碱基对之间的氢键 即使 b 处解开 答案 D 14 下列关于基因工程及其应用的叙述正确的是 A 用氨基酸序列推测合成的目的基因与原基因的编码区中的外显子一致 B 若要生产转基因抗病水稻 可先将目的基因导入大肠杆菌中 再转入水稻细胞中 C 用 DNA 探针能检测饮用水中的重金属物质的含量 D 作为运载体需有多种限制酶切点 但对一种限制酶而言 最好只有一个切点 解析 A 错 一种氨基酸可对应一种或几种密码子 不同密码子对应基因中的碱基序列不同 B 错 培育转基因植物 一般用土壤农杆菌将目的基因导入受体细胞 C 错 用 DNA 探针检测的是含有核酸的 病毒等生物的存在 答案 D 15 科学家创造了 基因敲除 技术 用外源基因整合到小鼠胚胎干细胞的 DNA 同源序列中 使某 一个基因被取代或破坏而失活 形成杂合体细胞 然后将 修饰 后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎 生成嵌合体小鼠 科学家已经利用上述技术成功地把人类囊肿性纤维化病的致病基因移植到小鼠身上 培育出了患囊肿性纤维化病的小鼠 下列有关叙述错误的是 A 这种嵌合体小鼠长大后 体内存在外源基因 而且可能会遗传给后代 B 在 基因敲除 中需要用到限制性核酸内切酶 连接酶等 C 通过上述 基因敲除 技术导致的变异类型属于基因突变 16 D 基因敲除 技术有利于人类对某些遗传因素引发的疾病进行研究 解析 由题干信息 用外源基因整合到小鼠胚胎干细胞的 DNA 同源序列中 可知 通过上述 基 因敲除 技术导致的变异类型属于基因重组 答案 C 二 非选择题 16 科学家从预期人的生长激素的功能出发 推测相应的脱氧核苷酸序列 并人工合成了双链 DNA 片段 获得双链 DNA 科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的质粒进行重组 并成功地在大肠杆菌中得 以表达 已知限制酶 的识别序列和切点是 G GATCC 限制酶 的识别序列和切点是 GATC 据 图回答 1 构建基因表达载体时 必须有 目的基因 终止子以及 2 为了精确地获取图中的目的基因 应用 切割质粒 用 切割目的基因 3 将基因表达载体导入细菌 B 之前 要将细菌 B 放入一定浓度的 溶液中处理 使之成为感受 态的细菌 人的基因之所以能与大肠杆菌的质粒进行重组并发挥其功能 是因为二者的空间结构都是 4 人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为 5 将得到的