2016届高考生物大一轮总复习第十单元现代生物科技专题第37讲基因工程

1、第十单元现代生物科技专题第37讲基因工程考纲要求1.基因工程的诞生(I )。2.基因工程的原理及技术(H)。3.基因工程的应用(H )。4.蛋白质工程(I )。n知识梳理夯实垦础突破要点考占一一基因工程的操作工具1. 基因工程的概念(1) 供体：提供目的基因。(2) 操作环境：体外。(3) 操作水平：分子水平。原理：基因重组。(5) 受体：表达目的基因。(6) 本质：性状在受体体内的表达。优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的溃传性状。2. DNA重组技术的基本工具限制性核酸内切酶(简称：限制酶) 来源：主要是从原核生物中分离纯化岀来的。 作用：识别特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个

2、核苷酸之间的磷酸二酯键。 结果：产生黏性末端或平末端。 下图中的图1和图2分别表示的是 EcoR I限制酶和 Sma I限制酶的作用示意图。EcoR I限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切割位点在 G和A之间；Sma I限制酶识别的碱基序列是CCCGGG，切割位点在 G和C之间；说明限制酶具有专一性1 T C1 1 1 K A G切点申轴线切点GcitaaAAITC平末端(2) DNA连接酶 种类：按来源可分为E coli DNA连接酶和T4DNA连接酶。 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磷酸二酯键 DNA连接酶和限制酶的关系限制曲n_ 1 1 

3、9; LIG AA T TC GA ATTC订門臂砂丽打H伞*£（3）载体 种类：质粒、入噬菌体的衍生物、动植物病毒等。能自我复制 质粒的特点有一个至多个限制酶切割位点I有特殊的标记基因思维诊断（1）限制酶只能用于切割目的基因（X ）（2）DNA连接酶能将两碱基间通过形成的氢键连接起来（X ）（3）E coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端（X ）（4）质粒是小型环状 DNA分子，是基因工程常用的载体（V ）（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（V ）解题探究剖析题型提炼方法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

4、子在不同酶的作用下所发生的变化,连接酶、解旋酶作用的正确顺序是（）图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA -=-BDA C.答案 C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。2. 若要利用某目的基因 （见图甲）和P!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 n （A "GATCT）、EcoR I （GaATTC）和Sau3A I （ GATC）。下列分 析合理

5、的是（）A .用EcoR I切割目的基因和Pi噬菌体载体B .用Bgl H和EcoR I切割目的基因和 Pi噬菌体载体C.用Bgl H和Sau3A I切割目的基因和 Pi噬菌体载体D .用EcoR I和Sau3A I切割目的基因和Pi噬菌体载体答案 D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Eco R I 和Sau3A I切割目的基因和Pi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归纳提升确定限制酶的种类（i）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PStIo 不能选择切点位

6、于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaI 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 I和EcoR I两种限制酶（但要确保质粒上也有这两种酶的切点）。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 I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

7、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、入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 答案 D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4如

8、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 Hin d皿 B. EcoR I C . EcoB D . Pst I答案 C解析 A处有BamH I、EcoB、Cla I限制酶的切点，使用 AD中的EcoB切割时，才能让目的基因插入到A处。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

9、:諄冇抗氨节在含有鹹节卉霉累 丽昴宰国岸*的质粒大肠杆苗中有的 冇戟体进人*冇的 没有载体进人只有會冇载怵, 井且载怵上的 堆肉表达的大 肠杆谓才能存 活并増殖考点二 基因工程的操作过程与应用及蛋白质工程D知识梳理夯实耳础突破要点1.基因工程的操作过程与应用（i）基因工程的操作步骤获取目的基因a.从基因文库中获取* b.利用PCR技术扩增e通过化学方法人工合成基因表达载体的构建a.目的基因/亠 b.启动子 组成c.终止子-d.标记基因将目的基因导入受体细胞a.植物：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法方法 _b.动物:显微注射技术c.微生物：感受态细胞法目的基因的检测与鉴定.a.利用DNA分子

10、杂交技术检测目的基|因的有无b. 利用分子杂交技术检测目的基因的 转录c. 利用抗原一抗体杂交技术检测目的 基因的翻译d. 利用个体生物学水平的鉴定检测重 组性状的表达(2)实例分析一一抗虫棉的培育图示：T-DNATi质純杆歯棉株地胞抗虫棉的培育过程分析：从图中可以看岀，目的基因是Bt毒蛋白基因，使用的载体是 Ti质粒，将目的基因表达载体导入受体细胞的方法是农杆菌转化法，请写岀两种检测目的基因是否表达的方法：抗原一抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。(3)基因工程的应用：培育转基因植物和转基因动物，生产基因工程药物，进行基因治疗。目的基因导入不同受体细胞的过程生物种类植物动物微生物常用方法农杆菌转化

11、法显微注射技术感受态细胞法受体细胞体细胞或受精卵受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入到 Ti质 粒的T-DNA上t农杆菌 t导入植物细胞t整合 到受体细胞染色体的DNA上t表达将含有目的基因的表达载体提纯T取卵(受精卵)T显微注射T受精卵发育T获得具有新性状的动物Ca2+处理细胞t感受态 细胞T重组表达载体DNA分子与感受态细胞 混合T感受态细胞吸收DNA分子(5)基因治疗与基因诊断的不同点原理操作过程进展基因利用正常基因导入有基因缺陷的细胞临床治疗基因表达中，以表达出正常性状来治疗(疾病)实验基因碱基互补制作特定DNA探针与病人样品DNA混临床诊断配对合，分析杂交带情况应用2.蛋白质工程(1

12、) 流程图：写出流程图中字母代表的含义：A 转录,B.翻译 C.分子设计,D.多肽链,E.预期功能。(2) 结果：改造了现有蛋白质或制造岀新的蛋白质。(3) 应用：主要集中应用于对现有蛋白质进行改造，改良牛物性状。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)( V )(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)( X )(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(V )(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

13、人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中(X )(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(X )(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(X )(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)( V )解题探究剖析题型提炼方法题组一目的基因的获取及基因表达载体的构建1 下图表示用化学方法合成目的基因I的过程。据图分析，下列叙述正确的是DNA.耳I HLLUlilULJLUXUXWUXW.I1A 过程需要 DNA连接酶B 过程需

14、要限制性核酸内切酶C目的基因I的碱基序列是已知的D 若某质粒能与目的基因I重组，则该质粒和目的基因I的碱基序列相同 答案 C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2 据图表回答问题：SffliiF /Y Ez?£fRPst ErnRlI J.质粒载怖I)Il| IEcMJJ控制娄肽粧件Sma曲的DNA片段限制酶SmaIEcoR IPstICCC GGGJG AATTCJCTGCA G切割位点GGGfCCCCTTAA f GGfACGTC假设所用的限制酶均能将所识别的位点完全切开，采用EcoR I和PstI酶切含有目

15、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EcoRI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(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答案 (1)4质粒载体一质粒载体连接物目的基因一目的基因连接物质粒载体一目的基因连接物 (2) EcoR I SmaI解析 含目的基因的 DNA分子上含有2个EcoR I 和1个Pst I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 I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

16、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。（2）为了防止自身环化和任意连接，可选用EcoR I 和Sma I两种酶同时切割归纳提升1 几种目的基因获取方法的比较方法过程从基因文库中获取从基因组文库中获取从部分基因文库，如cDNA文库中获取人工合成化学合成法反转录法供体细胞中E勺DNA限制陣许多DN A片段载体导入受肚菌群（基阖组文库）I外源DNA扩增，产生特定性状目的基因目的基因的 inRNA反转录单链DXA合成-I 双镇DNA摘人*载体导人受体菌群（eDXA文库）分离目的基因赍白质的氨基嚴宇列推测niRXA 的核昔酸序列结构基因的核甘酸序列化

17、学1合成目的基因冃的基因的mRNA反转录双链DNA即目的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岀来的，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

18、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答案 A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；通过抗原一抗体杂交，检测目两粒启抗凉掘白转華因萬TF上，使的基因是否翻译。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

19、获得转基因莴苣的技术流程，请据图回答下列问题：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过程需要的酶有、。（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。如果受体细胞 Ci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中的目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，形成转基因萬苣。经过程获得的转基因萬苣中的目的基因是否表达， 在分子水平上可用 法进行检测，如果岀现杂交带， 说明目的基因已经表达蛋白质产品，转基因萬苣培育成功。答案 （1）人工合成 限制性核酸内切酶DNA

20、连接酶 标记基因转化作用 染色体DNA 抗原一抗体杂交解析 （1）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。（2）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） 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。（4）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一抗体杂交法。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，

21、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：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 据是图中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是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I的识别序列和切点是一G" GATCC 。请画岀质粒被限制性核酸内切酶I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”）。（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

22、方法是。（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。答案 （1）蛋白质的预期功能（2）根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测岀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）错误！否（4）农杆菌转化法（5）蛋白质工程基因工程解析 （1）构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能。（2）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。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。（4）限制性核酸内切酶识别特10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

23、 DNA两端碱基序列却没有专一性要求。(5)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。归纳提升蛋白质工程与基因工程的比较(1)区别项目蛋白质工程基因工程过程预期蛋白质功能T设计预期的蛋白质结构T推测应有的氨基酸序列T找到相对应的脱氧核苷酸序列获取目的基因T基因表达载体的构建T将目的基因导入受体细胞T目的基因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性， 以获得人类所需的生物类型和生物产品结果可生产自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质(2)联系 蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸岀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

24、工程进行修饰、改造。构建知识网络强记答题语句【网络构建】限制性樓轆内切稱jutDMA 接觸昱1本|載体11的菇囲的获取操操- L序地因表达载萍的构建将H的埜因# 人受弹蒯胞冃的基因的 檢鬪与鉴定1脸白质-匸程的概念和原理【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 记基因。DNA分子，具有一个至多个限制酶切割位点及标114.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

25、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。探究高考明确考向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NaCI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答案 AD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

26、NaCI溶液制备。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。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答案 ABC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，P

27、CR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。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，12 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。3. (2013新课标I, 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

28、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。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 。(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。答案 ( 1 )显微注射 限制酶 DNA 连接酶 农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中 (2)蛋白质 现有的蛋白质

29、新蛋白质 氨基酸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。(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。(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

30、高。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” )。答案 (1)全部 部分 (2)筛选 (3)乙 表达产物 耐旱性 (4)同源染色体的一条上解析 (1)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。 (2)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13(3)若从植物甲中的基因组文库，包含该生物的所有基因，然后再从中筛选岀所需的耐旱基因获得该耐旱基因， 并将其转移到耐旱性低的植物乙中，通常采用的

31、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。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。练出高分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 I、BamH I的

32、酶切位点，P为转录的启动部位。已知目的基因的两端有EcoRI、BamH I的酶切位点，受体细胞为无任何A 将含有目的基因的 DNA与质粒分别用 EcoR I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 I和BamH ID 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答案 C解析 如果将含有目的基因的DNA与质粒分别用 EcoR I酶切，则酶切后二者的黏性末端相同，在DNA连接酶作

33、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；为了防止目的基因和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是 EcoRI 和BamH I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14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,可能是只导入了不含目的基因的载体2现有一长度为1 000碱基对（bp）的DNA分子，用限制性核酸内切酶 EcoRI单独酶切后得到 的DNA分子仍是1 000 bp，用Kpn I单

34、独酶切得到 400 bp和600 bp两种长度的 DNA分子,用EcoR I、Kpn I同时酶切后得到 200 bp和600 bp两种长度的 DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是（）nKpnl fCtfRJ KpnlB 丫 600【|加山200答案 D解析 由题干条件可知用 EcoR I酶切后，并不能将DNA分为两段，故可判断为环状DNA，再根DNA分子”可得到答案据“用EcoR I、Kpn I同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的3 下图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽抱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。

35、以下说法正确的是（）抗虫棉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C.图中I常直接从大肠杆菌中获取D 易0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 答案 A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、动植物病毒和入噬菌体的衍生物，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。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

36、产岀自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子15C.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答案 B通过基因修饰解析 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,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，蛋白质工程能生产岀自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。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

37、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答案 D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；人的胰岛素原基因可以在大肠杆菌体内得以合成的胰岛素原DNA的细胞，0.5卩g所以价表达，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, 不具有

38、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但对于目的基因的表达没有影响。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 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: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 器官移植答案 B解析从图中可以看岀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。167许多大肠杆菌的质粒上含有lacZ基因，其编码的产物 B半乳糖苷酶在 X-gal和IPTG存在时,可以产生蓝色沉

39、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岀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（）EcoR I陥口 I含忖的堪空二因的DNA Sma 、EwR I 障切转化连白身环化转化大肠杆菌I培养羞中加人t x-galx IPTGI转化犬卿杆曲大肠，杆菌培养搖中抑人培莽霸中加人I X-K41. 1PTG 1 X-Hd. IPTG 菌等菌蔣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

40、 菌落中的目的基因是否表达，可采用的检测办法是抗原一抗体杂交答案 C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岀B半乳糖苷酶，故菌落为白色菌落。可采用抗原一抗体杂交的方法检测菌落中的目的基因是否表达。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（）A 利用含有四环素的培养基可将含H的细菌筛选岀来B 皿是农杆菌，通过步骤将目的基因导入植株C.可与多个核糖体结合，同时翻译岀多种蛋白质D

41、过程的完成需要限制酶和DNA连接酶参与答案 C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岀的是多个同一种蛋白质。179 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答案 D解析 基因表达的产物

42、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10 下图表示蛋白质工程的操作过程，下列说法不正确的是（）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答案 B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

43、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 I、BamH I、Mbo I、Sma I 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 CCGG、G GATCC、" GATC、CCC GGG。请回答下列问题：目的基因DI I I I I I 1 I r IL"I I diji I I r I'''fi r i i i i r'&q

44、uot;i i i i i i i i i iGGATCCClCpGGGCCCGGGGGATCCCCTAGGOdGCCCGGGCCCCCTAGG丨I门 门LLuL丨丨帀I 1 1丨丨丨丨I L I“.I门丨ITT I L I534 hplhpJ- 百$咅 tip418GflATCC CCTAGG抗生素B 抗性难因CCGGGQCCGATC CTAG抗生索為(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。若用限制酶 Smal完全切割图 1中DNA片段,产生的末端是末端，其产物长度为(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。从杂合子中分离岀图1及其对

45、应的DNA片段，用限制酶 Sma I完全切割，产物中共有 种不同长度的DNA片段。(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，为了筛选岀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 。答案 (1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖平 537 bp、790 bp、661 bp (3)4 BamH I 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与质粒反向连接解析 (1) 一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过“一脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖一”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。(2)从Sma I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 I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。(3)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Smal的识别序列，故D基因、d基因用Sma I完全 切割后产物中除原有的 3种长度的DNA片段外，还增加