2020届高考生物复习之大题精做13 基因工程 学生版

1、 (1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文库中获得。基因文库包括和生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的。目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是【答案】(1)基因组文库cDNA文库解旋酶加热至9095C氢键Taq酶热稳定性高，而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活【解析】(1)基因工程中的基因文库包括基因组文库和部分基因文库(cDNA文库)。(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，通过解旋酶解开DNA双链

2、。在体外利用PCR技术扩增目的基因时，通过高温(9095C)使反应体系中的模板DNA解链为单链。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的氢键。(3)大肠杆菌DNA聚合酶不耐高温，在高温下会失活，而PCR反应体系中加入的聚合酶需耐高温，故在PCR反应中要用能耐高温的Taq酶。例2.青蒿素是有效的抗疟疾药物，但野生黄花蒿青蒿素产量低，为缓解青蒿素供应不足的状况，科学家将tms基因和tmr基因导入黄花蒿的愈伤组织从而获得了黄花蒿的冠瘿组织，实验过程用到的部分结构如图。请据图回答问题：旳5摘码产呦拄制白磁生长衣:mr编码产幽控制守戒组砲今裂養dr臨码产呦控制鬆活T-DNA.扶移T;终止子在构

3、建重组Ti质粒的过程中常使用两种能产生不同黏性末端的限制性核酸内切酶对目的基因和Ti质粒分别进行切割，这样做的好处有。TOC o 1-5 h z将目的基因导入黄花蒿愈伤组织细胞前：先将目的基因导入到农杆菌，农杆菌的作用是。为了准确鉴别受体细胞中是否含有目的基因并将含有目的基因的细胞筛选出来，所选的Ti质粒至少应包含种抗生素抗性基因，以便筛选和鉴别。（4）与愈伤组织相比，冠瘿组织的生长速度更快，原因可能。（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示。【答案可以避免目的基因和Ti质

4、粒的自身连接成环和反向连接（可使目的基因定向插入Ti质粒）（2）农杆菌可感染植物将目的基因转移到受体细胞中（3）2（4）tms和tmr基因编码产物控制合成了生长素和细胞分裂素，促进了冠瘿组织的生长（5）DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体【解析（1）在构建重组Ti质粒的过程中常使用两种能产生不同黏性末端的限制性核酸内切酶对目的基因和Ti质粒分别进行切割，可以避免目的基因和Ti质粒的自身连接成环和反向连接（可使目的基因定向插入Ti质粒）。（2）将目的基因导入植物细胞时，常用农杆菌转化法，是因为农杆菌可感染植物并将目的基因转移到受体细胞中。（3）图中插入了两个目的基因，为了准确鉴别受体细胞

5、中是否含有目的基因，并将含有目的基因的细胞筛选出来，所选的Ti质粒至少应包含2种抗生素抗性基因，以便筛选和鉴别。（4）据Ti质粒图示可知，Ti质粒中的tms和tmr基因编码产物控制合成了生长素和细胞分裂素，促进了冠瘿组织的生长，因此与愈伤组织相比，冠瘿组织的生长速度更快。（5）肺炎双球菌转化实验中，S型菌的DNA进入R型菌中并能表达，说明DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体，为基因工程理论的建立提供了启示。马铃薯植株在长期栽培过程中容易遭受病毒的侵染，从而导致严重减产。科学家通过基因工程技术将抗病毒的PVX基因成功导入马铃薯细胞中，培育出抗病毒的马铃薯植株。回答下列问题：（1）以相关m

6、RNA为材料，在_酶的作用下，可以获得抗病毒的PVX基因。将获得的PVX基因在体外进行扩增，可以采用（填中文名称），该技术中所利用的特殊酶是。（2）若要使抗病毒的PVX基因在受体细胞中复制并表达，需要通过质粒载体而不能直接将抗病毒的PVX基因导入受体细胞，其原因是目的基因无（答出两点即可）。（3）在进行基因操作时，将抗病毒的PVX基因导入马铃薯细胞常用的方法为。检测目的基因是否表达出相应的蛋白质，在个体水平上可以采用。（4）相比于将抗病毒基因导入植物细胞的细胞核中，若将抗病毒基因导入植物细胞的叶绿体基因组中具有很多优势，从环境保护和生物工程安全性问题的角度分析，其优势体现下图表示某质粒载体，图

7、2表示植物甲的抗旱基因，该基因两端分别包括EcoRI、BamHI在内的多种限制酶的酶切位点。据图回答下列问题：目前获取目的基因的常用方法有：从中获取目的基因；利用扩增目的基因。若目的基因和质粒载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用DNA连接酶处理后，两两连接对的产物有种类型。将上述连接产物导入无任何抗药性的宿主细胞中，再将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能正常生长的宿主细胞所含有的连接产物是。实验中，为了防止目的基因和质粒载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是。为大量培养抗旱新品种植物，将基因表达载体构建完成后一般不直接导入农杆菌，而是先将其转入处于的大肠杆菌中，导入大肠杆

8、菌的目的是。3科学工作者将某种海蜇的DNA分子上一段长度为5170个碱基对的片段一绿色荧光蛋白基因，转入到夹竹桃细胞中，培育出一种夜间发光的夹竹桃。培育过程如下图所示，回答有关问题。构建图中的重组Ti质粒，还需用到的基因工程基本工具是。作为受体农杆菌应，以方便筛选已导入重组Ti质粒的受体农杆菌。在将重组Ti质粒转入农杆菌之前，先要用Ca2+处理农杆菌，其目的是使其成为细胞。图中将绿色荧光蛋白基因导入夹竹桃细胞的方法称为。转基因夹竹桃幼苗对青霉素(填“具有”或“不具有”)抗性，原因是。绿色荧光蛋白基因含有，因此在农杆菌细胞中不能正常表达，而在夹竹桃细胞中能正常表达。夹竹桃转入了该5170个碱基对

9、的DNA片段后能发光，也可以说明基因的本质是。4.Anti基因是小型猪器官表面抗原基因，人工合成的reAnti基因的模板链与Anti基因的模板链互补。科学家利用合成的reAnti基因培育出转基因克隆猪，用于解决人类器官移植时免疫排斥。利用PCR技术对reAnti基因进行扩增，其原理是,在构建基因表达载体时，用两种不同的限制酶切割reAnti基因和运载体DNA来获得不同的黏性末端,原因是。猪胎儿成纤维细胞培养过程中，需要用酶将组织分散成细胞悬液。培育转基因猪时，应使用技术将含有reAnti基因的表达载体导入猪成纤维细胞。再将该转基因猪的细胞核注入时期的卵母细胞中，构建重组胚胎。胚胎培养液中除了一

10、些无机盐和有机盐外，还需要添加“两酸、两素”以及动物血清，其中的“两酸”是扌旨。用技术检测出转基因克隆猪的细胞核DNA中含有reAnti基因，但器官表面不含有抗原，原因是。52019年6月17日，新华社发布屠呦呦团队放“大招”：“青蒿素抗药性”等研究获新突破，屠呦呦团队近期提出应对“青蒿素抗药性”难题的切实可行治疗方案，。并在“青蒿素治疗红斑狼疮等适应症”方面取得新进展。某课题组为得到青蒿素产量高的新品系，让青蒿素合成过程的某一关键酶基因fps在野生青蒿素中过量表达，其过程图如下：据取青蒿一混合穗3重组农杆菌击酋*质粒冃冋回答下列问题：酶1和酶2分别。利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中

11、的模板DNA解链为单链的条件是加热至9095，目的是破坏了DNA分子中的键。在构建重组Ti质粒的过程中，需将目的基因插入到Ti质粒的中。检验目的基因是否整合到青蒿素基因组，可以将放射性同位素标记的做成分子探针与青蒿素基因组DNA杂交。理论上，与野生型相比，该探针与转基因青蒿素DNA形成的杂交带的量(填“较多”或“较少”)。据图分析，农杆菌的作用是。判断该课题组的研究目的是否达到，必须检测转基因青蒿素植株中的。模拟精做【答案】(1)逆转录多聚酶链式反应热稳定DNA聚合酶(或Taq酶)复制原点、表达所需的启动子和终止子农杆菌转化法将相应病毒接种到马铃薯植株上的方法花粉中的精子细胞中通常不存在叶绿体

12、，导入叶绿体基因组中的抗病毒基因不会随花粉扩散传播，从而不会产生基因污染【解析】(1)以mRNA为材料，获得抗病毒的PVX基因，可通过逆转录酶的催化获得。将获得的PVX基因在体外进行扩增，可以采用多聚酶链式反应(PCR)，该技术中所利用的特殊酶是热稳定DNA聚合酶(或Taq酶)，该酶可以耐受九十几度的高温环境。(2)目的基因上无复制原点、表达所需的启动子和终止子，故要使抗病毒的PVX基因在受体细胞中复制并表达,需要通过质粒载体而不能直接将抗病毒的PVX基因导入受体细胞。(3)将抗病毒的PVX基因导入马铃薯细胞常用的方法为农杆菌转化法。在个体生物学水平鉴定马铃薯植株是否具有抗病毒特性的方法是将相

13、应的马铃薯病毒接种到马铃薯植株上。(4)从环境保护和生物工程安全性问题的角度分析，将抗病毒基因导入植物细胞的叶绿体基因组比导入植物细胞的细胞核中具有很多优势，花粉中的精子细胞中通常不存在叶绿体，导入叶绿体基因组中的抗病毒基因不会随花粉扩散传播，从而不会产生基因污染。【答案基因文库PCR技术3载体-载体连接物(或质粒一质粒连接物)EcoRI和BamHI感受态获取大量重组质粒【解析目前获取目的基因的常用方法有：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增。将含有抗旱基因的DNA与该质粒表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用DNA连接酶处理后，两两连接的产物有3种，即含有耐旱基因的DNA与含有耐旱基因的D

14、NA连接、质粒与质粒连接、含有耐旱基因的DNA与质粒连接。由图可知，构建基因表达载体时，四环素抗性基因会被破坏，因此将上述连接产物导入无任何抗药性的宿主细胞后，将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能正常生长的宿主细胞所含有的连接产物是载体-载体连接物(或质粒-质粒连接物)。酶切时应选用限制酶EcoRI和BamHI，形成不同的黏性末端，这样可以防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接。(3)为大量培养抗旱新品种植物，将基因表达载体构建完成后一般不直接导入农杆菌，而是先将其转入处于感受态的大肠杆菌中，目的是为了获取大量重组质粒。【答案】(1)限制性核酸内切酶(或限制酶)、DNA

15、连接酶不含有抗青霉素基因(或对青霉素敏感)感受态(1分)（2）农杆菌转化法不具有农杆菌（或重组Ti质粒）中只有T-DNA才能进入夹竹桃细胞，而抗青霉素基因没有进入夹竹桃细胞（3）内含子（4）有遗传效应的DNA片段【解析】（1）构建重组Ti质粒时需要用限制酶切割质粒并用DNA连接酶将含有相同黏性末端的目的基因和质粒连接在一起。由于Ti质粒上含有抗青霉素基因，故作为受体农杆菌应不含抗青霉素基因（或对青霉素敏感），以便根据质粒上的标记基因筛选导入重组质粒的农杆菌。在将重组Ti质粒转入农杆菌之前，先要用Ca2+处理农杆菌，其目的是使其成为感受态细胞，易于吸收周围环境中的外源DNA分子。（2）图中将绿色

16、荧光蛋白基因导入夹竹桃细胞的方法称为农杆菌转化法。根据图示可知，目的基因插在了Ti质粒上的T-DNA片段，由于T-DNA可转移至受体细胞并且整合到受体细胞的染色体DNA上，所以插入在T-DNA中的目的基因被导入夹竹桃细胞，并整合到了夹竹桃细胞染色体DNA上，而抗青霉素基因没有进入夹竹桃细胞，故转基因夹竹桃幼苗对青霉素不具有抗性。（3）绿色荧光蛋白基因来自真核生物，含有内含子，转录后需要将内含子转录的部分在细胞核内进行剪切，而农杆菌为原核生物，不具备该剪切功能，因此在农杆菌细胞中不能正常表达，而在夹竹桃细胞中能正常表达。（4）夹竹桃转入了该5170个碱基对的DNA片段后能发光，可以说明基因的本质

17、是有遗传效应的DNA片段。【答案】（1）DNA双链复制防止目的基因和运载体DNA自身环化和反向连接（使目的基因定向连接到运载体上）（2）胰蛋白酶（胶原蛋白酶）显微注射减数第二次分裂中期（3）氨基酸和核苷酸DNA分子杂交技术reAnti基因抑制了Anti基因的翻译过程，不能合成相应的抗原（reAnti基因转录出的mRNA与Anti基因转录出的mRNA形成了双链，不能翻译合成相应的抗原）【解析】本题是技术是要解决用猪的器官代替人体器官进行移植时出现的免疫排异反应。利用合成的reAnti基因培育出转基因克隆猪，用于解决人类器官移植时免疫排斥的原理是：由于以reAnti基因模板链合成的mRNA能与An

18、ti基因的mRNA互补配对，这样在它们互补配对后，会导致Anti基因的mRNA不能进行翻译，因此转基因克隆猪不含有猪抗原。（l）利用PCR技术对reAnti基因进行扩增，其原理类似于DNA的天然复制过程，DNA聚合酶以单链DNA为模板，通过一个或两个人工合成的寡核苷酸引物与单链DNA模板中的一段互补序列结合，形成部分双链。在构建基因表达载体时，用两种不同的限制酶切割reAnti基因和运载体DNA来获得不同的黏性末端，是为了防止目的基因和运载体DNA自身环化和反向连接（使目的基因定向连接到运载体上）。（2）动物组织的细胞之间相连的物质的化学本质是蛋白质，所以用胰蛋白酶或胶原蛋白酶对动物组织进行处理，使其水解成小分子物质，从而使动物组织分散成细胞悬液。基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌，枯草杆菌，土壤农杆菌，酵母菌和动植物细胞等。其中，对于细菌或植物细胞，常用质粒作为载体将目的基因导入感受态细胞内；动物细胞则用显微注射的方法，将含有reAnti基因的表达载体导入猪成纤维细胞。再将该转基因猪的细胞核注入减数第二次分裂中期的卵母细胞中，构建重组胚胎。（3）胚胎培养液中除了一些无机盐