2011版高中生物一轮复习 专题1 基因工程（单元复习）精品学案 新人教版选修3

1、选修3专题1 基因工程【单元知识网络】 基因转移载体的发现 工具酶的发现 DNA合成和测序技术的发现 工程技术 DNA体外重组的实现重组DNA表达实验的成功第一例转基因动物的问世PCR技术的发明 来源：主要从原核生物中分离 功能：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，限制性内切酶 并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷（分子手术刀） 酸二酯键断开。切割后的DNA末端： 黏性末端 平末端 功能：将切下来的DNA片段拼接成新的DNA分子DNA连接酶 T4 DNA连接酶：既能“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，（分子缝合针） 种类 也能“缝合”双链DNA的平末端E·coli D

2、NA连接酶：只能将双链片段互补的黏性末端连接能在宿主细胞中保存下来并大量复制 条件： 有一个至多个限制酶切割点，基因进入受体细胞的载体 有特殊的遗传标记基因，便于筛选。（分子运输车） 质粒（常用）种类： 噬菌体的衍生物动植物病毒 基因文库 从基因文库中获取 基因组文库目的基因的获取方法 部分基因文库人工合成 PCR：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。利用PCR技术扩增目的基因 目的：获取大量的目的基因原理：DNA复制 过程 目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代 基因表达载体的构建 并使目的基因能够表达和发挥作用。（基因工程的核心） 目的基因：基因表达载体的组

3、成： 启动子： 终止子： 标记基因： 转化：目的基因进入受体细胞内并在受体细胞内维持稳定和表达的过程 农杆菌转化法导入植物细胞的方法： 基因枪法将目的基因导入受体细胞 方法： 花粉通道法导入动物细胞的方法： 显微注射技术 导入微生物的方法： 检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因 检测： 方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物DNA）目的基因的检测和鉴定 检测目的基因是否转录 方法：分子杂交技术（DNA探针+转基因生物mRNA）检测目的基因是否翻译成蛋白质 抗原抗体杂交 鉴定：对生物进行个体水平的鉴定 抗虫转基因植物 抗病转基因植物转基因植物 抗虫逆转基因植物 改良植物品质 提高动物生

4、长速度 改善畜产品的品质 转基因动物 用转基因动物生产药物 用转基因动物作器官移植的供体 基因工程药物 基因治疗【单元强化训练】1. 下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是 CA.一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B.限制性内切酶的活性受温度影响C.限制性内切酶能识别和切割RNAD.限制性内切酶可从原核生物中提取2. 下列各类酶催化的生理过程中会出现碱基互补配对的有 C 限制性核酸内切酶的催化过程中 RNA聚合酶催化的过程中 DNA聚合酶催化的过程中 逆转录酶催化的过程中 A一项 B二项 C三项 D四项 3. （2010·江苏省盐城市高三第二次凋考）细胞通过DN

5、A损伤修复可使DNA在复制过程中受到损伤的结构大部分得以恢复。下图为其中的一种方式切除修复过程示意图。下列有关叙述不正确的是 AA图示过程的完成需要限制酶、解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等的共同作用B图中二聚体的形成可能受物理、化学等因素的作用所致C图示过程涉及到碱基互补配对原则DDNA损伤修复降低了突变率，保持了DNA分子的相对稳定性4. （2010·江苏省南通、扬州、泰州三市高三二模）某DNA分子中含有某限制酶的一个识别序列，用该限制酶切割该DNA分子，可能形成的两个DNA片段是 CD5. 在基因工程中，作为基因运输工具的运载体，必须具备的条件有 ABDA能够在宿主细胞中复制

6、，并稳定地保存 B具有多个限制酶切点C必须是细菌的质粒或噬菌体 D具有某些标记基因6. 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），请根据表中提供细菌的生长情况，推测三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是 AA是c；是b；是a B是a和b；是a；是bC是a和b；是b；是a D是c；是a；是b7. 从基因文库中获取目的基因的根据是 DA基因的核苷酸序列 B基因的功能C基因的转录产物mRNA D以上都是

7、8. 在基因工程中，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 CA.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9. 在基因表达载体的构建中，下列说法不正确的是 B一个表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子 有了启动子才能驱动基因转录出m RNA 终止子的作用是使转录在所需要的地方停止 所有基因表达载体的构建是完全相同的A B C D10. 将目的基因导入微生物细胞的最常

8、用方法是 AA感受态细胞法 B显微注射法 C基因枪法 D农杆菌转化法11. 水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中天门冬氨酸、甘氨酸和丝氨酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记在转基因技术中，这种蛋白质的作用是 CA促使目的基因导入宿主细胞中 B促进目的基因在宿主细胞中复制C检测目的基因是否导入成功 D检测目的的基因是否成功表达12. 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 AA通过害虫吃棉叶看其是否死亡 B目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带C目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带D目的基因表达产物蛋白质能否与抗体形成杂交带13. 我国科学

9、家运用基因工程技术，将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因导入棉花细胞并成功表达，培育出了抗虫棉。下列叙述不正确的是（ D ）A抗虫基因在棉花细胞中的表达经过转录和翻译两个过程B重组DNA分子中增加一个碱基对，不一定导致毒蛋白的毒性丧失C抗虫棉的抗虫基因可通过花粉传递至近缘作物，从而造成基因污染D转基因棉花是否具有抗虫特性是通过检测棉花对抗生素抗性来确定的14. 基因工程的“四步曲”中未发生碱基互补配对的是 CA目的基因的检测 B将人的胰岛素基因与大肠杆菌质粒结合，形成重组质粒C将重组质粒导入受体细胞 D抗病毒基因的表达15. 基因工程的操作步骤 基因表达载体的构建；将目的基因导人受体细胞；目的基因的检测

10、和鉴定；获取目的基因。正确的操作顺序是 CA B C D16. 下列与基因工程的基本工具相关的叙述中，正确的是（ A ）ADNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶、DNA连接酶都可以催化形成磷酸二酯键，而限制性核酸内切酶可以催化磷酸二酯键的断裂B不同的限制酶切割DNA产生的黏性末端肯定不同CE·coliDNA连接酶既可以“缝合”黏性末端，也可以“缝合”平末端D质粒作为运载体的条件之一是必需含有抗药性基因17. 蛋白质工程中，需要直接进行操作的对象是A.氨基酸结构B.蛋白质的空间结构C.肽链结构D.基因结构18. 上海医学遗传研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一

11、种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高了30多倍，标志着我国转基因研究向产业化的目标又迈进了一大步。以下与此有关的叙述中，正确的是（ ）A、“转基因动物”是指体细胞中出现了新基因的动物B、所谓“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因C、人们只在转基因牛的乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在转基因牛的乳腺细胞中是纯合的，在其他细胞中则是杂合的D、转基因牛的肌肉细胞中有人白蛋白基因，但不能表达19. “工程菌”是指( )A、用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系B、用遗传工程的方法把相同种类不同株系的菌类通

12、过杂交得到新细胞株系C、用基因工程的方法使外源基因得到高效表达的菌类的细胞株系 D、从自然界中选取的能迅速增殖的菌类20. 下列生理过程或生物技术中发生碱基互补配对的是 B 种子的萌发 病毒的增殖过程 细菌的分裂过程 目的基因与运载体的结合 分泌蛋白的加工和运输A B C D21. 有关基因工程的叙述正确的是 D A限制性核酸内切酶只在获得目的基因时才用B基因表达载体的形成在细胞内完成C天然质粒都可直接作载体D蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料22. 下列关于基因工程的说法正确的是 B基因工程的设计和施工是在分子水平上进行的目前基因工程中所有的目的基因都是从供体细胞直接分离得到的基因工程能使

13、科学家打破物种界限，定向地改造生物性状只要检测出受体细胞中含有目的基因，那么目的基因一定能成功地进行表达A B C D23. 下列关于基因工程技术及应用叙述正确的是 CA重组DNA技术所用的工具酶是限制酶，连接酶和运载体B基因治疗主要是针对有缺陷的细胞进行修复C可用含抗生素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒D只要目的基因进入受体细胞就能成功表达24. 下列关于蛋白质工程和基因工程的比较，不合理的是（ C ） A基因工程原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，而蛋白质工程可以对现有蛋白质进行改造，从而制造一种新的蛋白质 B蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，蛋白质工程最终还是要通过基因修

14、饰或基因合成来完成 C当得到可以在-70保存半年的干扰素后，在相关酶、原料氨基酸和适宜的温度、PH条件下，干扰素可以大量自我合成 D基因工程和蛋白质工程产生的变异都是可遗传的25. 下列说法正确的是（）A、基因治疗主要是对缺陷的细胞进行修复B、基因工程的产品是获得大量的目的基因C、用苯丙氨酸羟化酶基因探针可以检测出镰刀型细胞贫血症D、用DNA探针检测饮水中病毒的含量，可精确到10个病毒每吨水26. （2010·上海市长宁区高三二模）大肠杆菌是生物学及医学实验研究中最有代表性的模式生物之一。（1）大肠杆菌与饮水安全。 国家规定，每升饮用水中大肠菌数不得超过3个。有人测定某饮用水中的大肠

15、杆菌（群）数：先将1升饮用水水样浓缩至10毫升，然后各取浓缩水样的2毫升，涂布到5个培养皿中进行培养，培养后计数的菌落数分别是9、12、5、8、6。请回答下列问题：1）根据上述结果计算，被检水样大肠菌群数为_，水样_ （能、不能）达标。2）检测过程中需要培养大肠菌菌群，培养基配方如下：2）从培养基配方可以确定大肠杆菌的营养类型是 ；从培养基功能可以确定其类型是 培养基，理由是 。3）培养大肠杆菌时，在接种前需要检测培养基是否被污染。对于固体培养基应采用的检测方法是_。（2）大肠杆菌与基因工程。大肠杆菌pUC118质粒的某限制酶唯一酶切序列，位于该质粒的lacZ基因中。lacZ基因中如果没有插入

16、外源基因，lacZ基因便可表达出b-半乳糖苷酶。当培养基中含有IPTG和X-gal时，X-gal便会被b-半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落；如果lacZ基因中插入了外源基因，带有pUC118质粒的大肠杆菌便不能表达b-半乳糖苷酶，培养基中的X-gal不会被水解成蓝色，大肠杆菌将形成白色菌落。pUC118还携带了氨苄青霉素抗性基因。下图是利用lacZ基因筛选重组质粒示意图。据图回答问题：1）质粒结构特点是 。2）作为受体大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因，原因是 。3）试管中用氯化钙溶液处理（增加其细胞壁的通透性）过的受体大肠杆菌，并在培养基中加入 。4）将上述处理后的大肠杆菌置于图中

17、培养基上培养，以检测受体大肠杆菌是否导入重组质粒，请预测菌落的颜色，并分析结果： 。 。（3）选择大肠杆菌作为研究材料，主要原因是：它体积小、结构简单、 、 等。答案：（13分）（1）1）30、不能 2）异养型 选择 大肠杆菌菌落能被伊红美蓝染色成为金属光泽的紫黑色 3）将未接种的培养基在适宜的温度下放置一段时间，观察培养基上是否有菌落产生（2）1）双链闭环DNA分子 2）便于筛选已导入重组质粒的受体大肠杆菌 3）IPTG、X-gal、氨苄青霉素 4）如果长出蓝色菌落，说明运载体pUC118质粒已转入受体菌，但目的基因没有 接入运载体（或说明重组质粒没导入受体大肠杆菌） 如果长出白色菌落，说明

18、重组质粒已导入受体大肠杆菌（3）易培养、生活周期短、变异类型容易选择等27. 目前基因工程所用的质粒载体主要是以天然细菌质粒的各种元件为基础重新组建的人工质粒，pBR322质粒是较早构建的质粒载体，其主要结构如图一所示。(1)构建人工质粒时要有抗性基因，以便于 。(2)pBR32Z分子中有单个EcoRI限制酶作用位点，EcoRI只能识别序列一GAATTC一，并只能在G与A之间切割。若在某目的基因的两侧各有1个EcoRI的切点，请画出目的基因两侧被限制酶EcoRI切割后所形 成的黏性末端。 。(3)pBR322分子中另有单个的BamHI限制酶作用位点，现将经BamHI处理后的质粒与用另一种限制酶BgI处理得到的目的基因，通过DNA连接酶作用恢复 键，成功的获得了重组质粒。说明 。(4)为了检测上述重组质粒是否导入原本无ampR和tetR的大肠杆菌，将大肠杆菌在含氨苄青霉素的培养基上培养，得到如图二的菌落。再将灭菌绒布按到培养基上，使绒布面沾上菌落，然后将绒布按到含四环素的培养基上培养，得到如图三的结果(空圈表示与图二对照无菌落的位置)。与图三空圈相对应的图二中的菌落表现型是 ，图三结果显示，多数大肠杆菌导入的是 。答案：（1） 筛选(鉴别目的基因是否导入受体细胞) （2分）（2）