高考生物复习基因工程实战篇(无答案)

1、高考生物复习基因工程实战篇基因工程是在 DNA分子水平上进行设计和施工,因此又叫做DNA重组技术"操作环境：生物体外操作水平：（DNA ）分子水平原理（实质）：基因重组理论基础： 所有生物共用一套密码子（中心法则）结果：生产人类所需产物J意义:定向改造、打破（生殖）隔离、克服进缘杂交开亲和障碍。考点一、常用工具:1、限制（性核酸内切）酶作用实质断开（水解） 磷酸二酯键I Ch fl 1ClENZHD t ciMiM2J5,作用DNA链双链I 1CUTjKt*( rrrBdjy一:1E,cq RI形成黏，住或平末端T UJ G 1 /LA (IMxMD 3,1 F/fi 2口木获支目的

2、基因号- J/! 会3,回田D5-4j|XD3-cmikdC U T* Hind 111今 §CtJT特点识别特定序列（回文）来源原核生物（主要）井例EcoRI、AluISami、BamHI152、DNA连接酶对比（聚合酶）作用实质形成（缩合） 磷酸二酯键35口 c O tT i 7 > A*9AA A |T . G-一八 M 53Vi1 II !:形成（缩合） 磷酸二酯键模板“需生建MJ 3A作用链作用结果基因工程中：双链连接已有片段形成重组DNA1 危单链将单核甘酸加到已有 单链片段（3'端）. 合成新DNA子链井例T4DNA连接酶3、（运）载体：能够在宿主细胞中复

3、制并稳定保存具有多个（可被限制酶识别） 切点 以便不外源基因连接。具有某些 标记基因,便于鉴定 筛选。常用载体为“质粒”、噬菌体、动植物病毒等。嗓!补充、基因结构：innnnnnnnnnnnnniinnnnnninnnnnnnnnnnniniinnnr原核:真核：IHH卅皿川册I皿HH州卅FfflT v 71转录转录原核mRNA加工cDNA:真核mRNA :（$:考点二、基因工程步骤: 1、5的基因获取：从基因文库放取cDNA文库基因组义库操作逆转录酶切文库（信息）大小小大启动子（终止子）无有内含子无有基因多少部分基因全部基因种间交流可以部分可以通过PCR技术（聚合酶链式反应）获取对比PCR胞

4、内DNA复制流程变性（高温破坏氢键）解旋（解旋 酶破坏氢键）退火（引物-DNA单链）引物（不母链）互补（引物-RNA单链）延伸Taq （耐 高温DNA聚合酶）子链延伸（DNA聚合酶）循环间期（S期），1次模板DNA两条母链（分别作为）原料dNTP游离脱氧核甘酸酶Taq解旋酶、聚合酶原理DNA分子半保留复制人工化学合成获取肽链（氨基酸序列）一mRNA序DNA （基因）序列一人工合成特点、适用：小基因2-基因表达载体构建:（基因工程的核心）启动子 +目的基因+ 终止子 +标记基因3、导入受体细胞（转化）植物动物微生物常用方法农杆菌转化（双子叶） 基因枪（单子叶）显微注射感友态细胞Ca2+受体细胞体

5、细胞（或反精卵）友精卵原核细胞4、检测不鉴定:是否抽人是否出现 杂交带检楼消.fl分子水平检濡f个体.鉴抗虫、抗病接种实险现象I是否抗虫是否抗病 I个体水I平平测标记基因、目的基因均无一一导入失败有（单）标记基因、无目的基因一一导入开含目的基因载体有标记基因、有目的基因一一成功导入含目的基因载体“（双）标记基因“，均完好 一一导入开含目的基因载体“（双）标记基因“，一有一破坏一一成功导入含目的基因载体应用、及“蛋白质工程”：蛋白质工程就是二代基因工程基因工程应用：转基因动植物、基因工程药物、基因治疗一定要死认“同种限制酶”绝不动摇！ 能切就能拼，能拼就能切，来回来去切切乐 一定要妥妥切在目的基

6、因内部酶切技术只能用来转基因4、确定酶切位点绘制物理图谱计算片段长度一定不能切坏任何标记基因【例1】下面是4种限制酶所识别的DNA分子序列和剪切位点图（J表示切点、切出的断面为黏性末端），下列豉述正确的是：（）限制fiS 1* J CATC限制醯3+G J GATCCA.限制酶l和2剪出的黏性末端相同限湄国jS1GL 限制濯%CCGCJ GCB.在使用限制酶的同时还需要解旋酶C.限制酶1、2、4识别的序列都是由4个脱氧核甘酸组成D,限制酶l和3切出的DNA片段可通过 DNA连接酶拼接【例2】（模拟）图为限制酶BamHI和Bgl n的识别序列及切割位点，实验中用BamH I 切害U DNA获得目

7、的基因，用Bgl n切割质粒，并将它们拼接得到重组门质粒.下列相关豉述正确的是（）A.成功得到重组质粒1CGATCC的核心因素是要控制好酶的浓度、温，,一度和反应速率等。B.经两种酶处理得到的重组质粒开能再被这两种酶所识蚓口AC V CTTCIAGA f别C.目的基因经Bgl n切割后形成的黏性末端是-CTACG D .分别用两种限制酶切割，保证了目的基因定向的插入质粒【例3】为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C （图1）,拟将其不质粒（图2）重组，再借助农杆菌导入菊花中.下列操作不实验目的开符的是（）A.用限制性核酸内切酶 EcoR I和连接酶构建重组质粒B.用含C基因的

8、农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞C.在培养基中添加卡那霉素，筛选被转租的菊花细D.用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上【例4】（模拟）如图中显示含目的基因的 DNA 片段、限制性核酸内切酶Mun I和 EcoR I的识别序列（其中箭头所指部位为限制性核酸内切酶的切割位点）、四种质粒的阴影部分表示标记基因.适于作为图示目的基因载体的质粒是（）A.B.C.D.目的基因Mufl I酬切做点 -CJ.AATTG G EMUfCORl龌切粒总-GjJWTTC-crrarG【例5】（模拟）利用PCR技术扩增目的基因，其原理不细胞内DNA复制类似（如图所示）.图中引物为单链 DNA片段，它

9、是子链合成延伸的基础.以下豉述错误的是（）A.由原来的母链为模板合成的两个新DNA分子中，只含有引物A或引物BB.推测第三轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为1/8C.发性过程中被切断的是 DNA分子内碱基对之间的氢 键用|j .Bi- »<。变性第一轮循召懦送一引物Ag延伸嬖性9D. PCR不细胞内DNA复制相比所需酶的最适温度较高【例6】（模拟）用限制酶 EcoR I、Kpn I和二者的混合物分别降解一个1 000bp （1bp即1个碱基对）的DNA 分子，降解产物分别逆行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，凝胶电泳结果如下图所示.该 DNA分子的酶切图谱（单

10、位：bp ）正确的是（）FcnR 1Xhol值加Xbal注：图中限制酶的识别序列及切 制形成的黏性末端均不相同图1载体后则获得了降解纤维素【例7】嗜热土壤芽胞杆菌产生的3-葡萄糖昔酶（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:I .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）图1为质粒限制酶酶切图谱.bglB基因开含图中限制 酶识别序列.为使 PCR扩增的bglB基因重组速该质粒，扩 增的bglB基因两端需分别引入一和开同限制酶的识别序列.（3）大肠杆菌开能降解纤维素，但转入上述建构好的表达的能力，这是因为例

11、8图（a）中的三个 DNA片段上依次表示出了 EcoRI、BamHI和Sau3AI三种限制性内切酶的识别序列不切割位点，图（ b）为某种表达载体示意图（载体上的EcoRI、Sau3AI的切点是唯一的）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：（I）经BamHI酶切割得到的目的基因可以不上述 表达载体被 酶切后的产物连接，理由是 GAAITC CT1AA13 图gatcCTAG （n）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、 乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示.这 三种重组子中，开能在宿主细胞中表达目的基因产复制原点抗生素抗性基因图物的有,开能表达的原因是.（出）DNA连接酶是将两个

12、DNA片段连接起来 的酶，常见的有 和,其中既能连 接黏性末端又能连接平末端的是 .【例9】某一质粒载体如图所示，外源 DNA 插入到 Amp或Tetr中会导致相应 的基因失活 （Amp表示氨茉青霉素抗性基因， Tetr表示四环素抗性基因）。有人将此质粒载体用BamHI酶切后，不用BamHI酶切获得的目的基因混合，加入 DNA 连接酶速行连接反应， 用得到的 混合物直接转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：.:（I）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有 （

13、答出两点即可）。而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。（n）如果用含有氨茉青霉素的培养基速行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是开能区分的，其原因是 ；并且 和 的细胞也是开能区分的，其原因是 。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌的单菌落，还需使用含有 的固体培养基。其DNA复制所需的原料来自于（m）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体,【例10】GDNF是一种神经营养因子，对损伤的神经细胞具有营养和保护作用，研究 人员构建了 GDNF基因的表达载体(如图 1所示)，并导入到大鼠神经干细胞中，用

14、于于细胞基因治疗的研究，请回答:RhcrI前心基因7001)pi：明袤示磔时，载体和基因片陵上的小箭号示相关限制酶的甄切点图1在；一靠小曦派枭邛,但.摩,枷波电谕赛m图3(1)在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是 ；(2)构建含GCDNF基因的表达载体时，需选择图 1中的 限制酶速行酶切.(3)经酶切后的载体和 GDNF基因逆行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有3种：单个载体自连、CDNF基因不载体正向连接、 GDNF基因不载体反向连接(如图 1所示)为鉴定这3种 连接方式，选择 Hpal酶和Bam n酶对筛选得到的载体逆行双酶切，并对酶切后的DNA片透速行电泳分析，结果

15、如图 2所示，图中第一泳道显示所鉴定的载体是正向连接的.(4)将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的 不提支的蛋白质杂交，当培养的神经干细胞达到一定密度时，需速行 培养以得到更多数量的细胞，用于细胞干细胞移植治疗实验.【例11在图所示的质粒 PZHZ11 (总长为3.6kb , 1kb=1000 对碱基因)中，lacZ基因编码 3 -半乳糖甘酶，后者催化生成的化合物能将白色的大肠杆菌染成蓝色.；代表切副位点EamH I设制序列二CGATTC CCTAGG t施"I识别序列：忒TCTt图1(1)若先用限制酶 BamHI切开pZHZII ，然后

16、灭活BamHI酶，再加DNA连接酶速行连接,最后将连接物导入足够数量的大肠杆菌细胞中，则含3.1kb质粒的细胞颜色为 ;含3.6kb质粒的细胞颜色为.(2)若将两段分别用限制酶 BamHI和BglHI切开的单个目的基因片段置换pZHZ11中0.5kb的BamHI酶切片段，形成 4.9kb的重组质粒，则目的基因长度为 kb.(3)上述4.9kb的重组质粒有两种形式，若用 BamHI和EcoRI联合酶切其中一种，只能获得1.7kb和3.2kb两种DNA片段；那么联合酶切同等长度的另一种重组质粒，则可获得 kb和 kb两种DNA片段.(4)若将人的染色体 DNA片段先导入大肠杆菌细胞中克隆并鉴定目的

17、基因，然后再将获得的目的基因转入植物细胞中表达，最后将产物的药物单独注入小鼠体内观察其生物功能是否4又挥，那 么上述过程属于.A.人类基因工程 B.动物基因工程C.植物基因工程D.微生物基因工程.【例12(模拟)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图 1、图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 Smal切割前后，分别含有个游离的磷酸基团.(2)若对图中质粒逆行改造，插入的Smal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，开能使用 S ma 1切害U,原因是 .(4)不只使用EcoR I相比较，使用BamH

18、I和 Hind出两种 限制酶同时处理质粒、外源 DNA的优点在于可以防止H.L的出目妹HI/， ，iiDiuiriiuiiiini* 7 * tILimlt I Smft 1 Hind ID外加限制的BamHIHhdinEcoRISmal识别序列及历割位点GGATC C CCTAGtGA*A G C T T TTCGyGAATTC CT TAAtGcc Jggg GGqCCC(5)为了获麦重组质粒，将切割后的质粒不目的基因片段混合，并加入 酶.(6)现使用BamH I和Hind出两种限制酶同时处理质粒、外源 DNA ,并经拼接获得的重组质粒逆行再次酶切，假设所有的酶均可将识别位点完全切开，请根

19、据图1、2中标示的酶切位点及表所列的识别序列，对以下酶切结果做出判断。采用BamH I和Hind出酶切，得到 种DNA片段。采用EcoR I和Hind出酶切，得到 种DNA片段。【例13】(模拟)科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高.下图一是转 基因抗冻番茄培育过程的示意图，图二为质粒限制酶酶切图谱.鱼的抗冻蛋白基因开含图中限制 酶识别序列，Ampr为抗氨茉青霉素基因，其中-是转基因抗冻番茄培育过程中的相关步骤, I、n表示相关结构或细胞.请据图作答：图一图二小(1)获麦鱼的抗冻蛋白基因途径主要有 .为了在番茄中获得抗冻蛋白必须将抗冻蛋白基因连接在质粒中的 之后.图中、依次表示组织培养过程