（新課標通用）2020屆高考生物一輪復(fù)習(xí) 考點38 基因工程訓(xùn)練檢測（含解析）

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1、考點38　基因工程 一、基礎(chǔ)題組 1．下列有關(guān)基因工程技術(shù)的敘述正確的是(　　) A．重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶、載體 B．為育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體細胞 C．選用細菌作為重組質(zhì)粒的受體細胞主要是因為細菌繁殖快 D．只要目的基因進入了受體細胞就能成功表達 答案　C 解析　重組DNA技術(shù)的工具酶是限制酶、DNA連接酶，A錯誤；為育成抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時既能以受精卵為受體，也能以體細胞為受體，最后再采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)即可獲得轉(zhuǎn)基因植物，B錯誤；細菌作為受體細胞的原因有多個，如細胞體積小，繁殖周期短，遺傳物質(zhì)

2、少等，主要原因是其繁殖快，C正確；目的基因進入受體細胞不一定能成功表達，還需要檢測和鑒定，D錯誤。 2．采用基因工程的方法培育抗蟲棉，下列導(dǎo)入目的基因的做法正確的是(　　) ①將毒素蛋白注射到棉受精卵中?、趯⒕幋a毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中?、蹖⒕幋a毒素蛋白的DNA序列與質(zhì)粒重組，導(dǎo)入細菌，用該細菌感染棉的體細胞，再進行組織培養(yǎng)?、軐⒕幋a毒素蛋白的DNA序列與細菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進入受精卵 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 答案　C 解析　導(dǎo)入目的基因必須選擇恰當?shù)妮d體，以保證導(dǎo)入的目的基因不被受體細胞降解，并成功地實現(xiàn)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。 3．科研人

3、員以抗四環(huán)素基因為標記基因，通過基因工程的方法讓大腸桿菌生產(chǎn)鼠的β-珠蛋白，治療鼠的鐮刀型細胞貧血癥。下列相關(guān)實驗設(shè)計中，不合理的是(　　) A．用編碼序列加啟動子、抗四環(huán)素基因等元件來構(gòu)建表達載體 B．利用小鼠DNA分子通過PCR克隆出β-珠蛋白基因的編碼序列 C．用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選出已經(jīng)導(dǎo)入β-珠蛋白編碼序列的大腸桿菌 D．用Ca2＋處理大腸桿菌后，將表達載體導(dǎo)入具有四環(huán)素抗性的大腸桿菌中 答案　D 解析　基因表達載體中包括啟動子、目的基因(β-珠蛋白基因)、標記基因(抗四環(huán)素基因)、終止子等，A正確；β-珠蛋白基因?qū)儆谀康幕?，可以利用PCR技術(shù)擴增，B正確；導(dǎo)入重組質(zhì)

4、粒的大腸桿菌能抗四環(huán)素，因此可以用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選出已經(jīng)導(dǎo)入β-珠蛋白編碼序列的大腸桿菌，C正確；抗四環(huán)素基因是標記基因，用于篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體細胞，因此受體細胞(大腸桿菌)不能有四環(huán)素抗性，D錯誤。 4．有關(guān)基因工程與蛋白質(zhì)工程的說法正確的是(　　) A．基因工程需對基因進行分子水平操作，蛋白質(zhì)工程不需要對基因進行操作 B．基因工程合成的是天然蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)工程合成的可以不是天然存在的蛋白質(zhì) C．基因工程是分子水平操作，蛋白質(zhì)工程是細胞水平(或性狀水平) D．蛋白質(zhì)工程是基因工程的基礎(chǔ) 答案　B 解析　蛋白質(zhì)工程最終也是通過修飾或改造基因來完成的，A錯誤；基因工程合成

5、的是天然蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以合成新的蛋白質(zhì)，B正確；基因工程和蛋白質(zhì)工程都是分子水平操作，C錯誤；基因工程是蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)，蛋白質(zhì)工程又稱為第二代基因工程，D錯誤。 5．據(jù)下圖分析，下列有關(guān)基因工程的說法不正確的是(　　) A．為防止目的基因與質(zhì)粒任意結(jié)合而影響基因的表達，應(yīng)用限制酶Ⅰ、Ⅱ同時切割二者 B．限制酶、DNA連接酶的作用部位都是磷酸二酯鍵 C．與啟動子結(jié)合的應(yīng)該是RNA聚合酶 D．能夠檢測到標記基因表達產(chǎn)物的受體細胞中，也一定會有目的基因的表達產(chǎn)物 答案　D 解析　限制酶Ⅰ和酶Ⅱ識別的核苷酸序列不同，所以用限制酶Ⅰ和酶Ⅱ同時切割目的基因和質(zhì)?？煞乐苟呷我饨Y(jié)

6、合，A正確；限制酶切割磷酸二酯鍵，DNA連接酶形成磷酸二酯鍵，B正確；啟動子和終止子都是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，其中啟動子是RNA聚合酶的結(jié)合位點，能啟動轉(zhuǎn)錄過程，而終止子能終止轉(zhuǎn)錄過程，C正確；能夠檢測到標記基因表達產(chǎn)物的受體細胞中，可能導(dǎo)入的是重組質(zhì)粒或者是原始質(zhì)粒，導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體細胞中，目的基因也不一定成功表達，因此不一定會有目的基因的表達產(chǎn)物，D錯誤。 6．轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育過程中要對Bt基因?qū)胧荏w細胞后是否可以穩(wěn)定維持和表達進行檢測與鑒定，其中利用到堿基互補配對原則的有(　　) ①檢測棉花的DNA上是否插入了Bt基因?、跈z測Bt基因是否在棉花細胞轉(zhuǎn)錄出mRNA　③檢測Bt

7、基因是否在棉花細胞翻譯成蛋白質(zhì)?、軝z測Bt基因是否賦予了棉花抗蟲特性 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 答案　A 解析　檢測棉花的DNA上是否插入了Bt基因和檢測Bt基因是否在棉花細胞轉(zhuǎn)錄出mRNA都是用標記的目的基因作探針進行分子雜交，因此都要進行堿基互補配對，①②涉及堿基互補配對原則；檢測Bt基因是否在棉花細胞中翻譯成蛋白質(zhì)需進行抗原—抗體雜交，檢測Bt基因是否賦予了棉花抗蟲特性需要做抗蟲接種實驗，③④都沒有涉及堿基互補配對原則。 7．蘇云金芽孢桿菌產(chǎn)生的Bt毒蛋白在害蟲的消化道內(nèi)能被降解成有毒的多肽，最終造成害蟲死亡，因此Bt基因廣泛用于培育轉(zhuǎn)基因抗蟲植物。 (1)

8、培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉所需的目的基因來自________的基因組，再通過PCR技術(shù)擴增。PCR反應(yīng)中溫度呈現(xiàn)周期性變化，其中加熱到90～95 ℃的目的是________________，然后冷卻到55～60 ℃使引物與互補DNA鏈結(jié)合，繼續(xù)加熱到70～75 ℃，目的是________________。 (2)限制酶主要是從________中獲得，其特點是能夠識別DNA分子某種__________________，并在特定位點切割DNA。 (3)科研人員培育某品種轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的過程中，發(fā)現(xiàn)植株并未表現(xiàn)抗蟲性狀，可能的原因是______________________________________

9、。 (4)在基因表達載體中，目的基因的首端和尾端必須含有________________，這樣目的基因才能準確表達。 答案　(1)蘇云金芽孢桿菌　DNA解鏈(或變性或解旋或受熱變性后解旋為單鏈)　在DNA聚合酶作用下進行延伸(或Taq酶從引物起始進行互補鏈的合成)(只寫延伸也可) (2)原核生物　特定的核苷酸序列 (3)目的基因未成功導(dǎo)入，或?qū)氲幕蛭茨鼙磉_ (4)啟動子和終止子 解析　(1)根據(jù)題意可知，培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉所需的目的基因來自蘇云金芽孢桿菌的基因組，再通過PCR技術(shù)擴增。PCR反應(yīng)中溫度呈現(xiàn)周期性變化，其中加熱到90～95 ℃的目的是使雙鏈DNA解旋為單鏈，然后冷卻

10、到55～60 ℃使引物與互補DNA鏈結(jié)合，繼續(xù)加熱到70～75 ℃，目的是在熱穩(wěn)定DNA聚合酶作用下延伸子鏈。 (2)限制酶主要從原核生物中獲得，其特點是能夠識別DNA分子中特定的核苷酸序列，并在特定位點切割DNA。 (3)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉未表現(xiàn)抗蟲性狀，可能是目的基因未成功導(dǎo)入，也可能是導(dǎo)入的基因未能準確表達。 (4)在基因表達載體中，目的基因的首端和尾端必須含有啟動子和終止子，這樣目的基因才能準確表達，其中啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合位點，終止子終止基因的轉(zhuǎn)錄。 8．科學(xué)家將人的生長激素基因與某種細菌(不含抗生素抗性基因)的DNA分子進行重組，并成功地在該細菌中得以表達(如下圖)。請

11、據(jù)圖分析回答： (1)過程①所示獲取目的基因的方法是________________________________________________________________________。 (2)細菌是理想的受體細胞，這是因為它________________________________。 (3)質(zhì)粒A與目的基因重組時，首先要用________酶將質(zhì)粒切開“缺口”，然后用________酶將質(zhì)粒與目的基因“縫合”起來。 (4)若將細菌B先接種在含有________的培養(yǎng)基上能生長，說明該細菌中已經(jīng)導(dǎo)入外源質(zhì)粒，但不能說明外源質(zhì)粒是否成功插入目的基因；若將細菌B再重新接

12、種在含有________的培養(yǎng)基上不能生長，則說明細菌B中已經(jīng)導(dǎo)入了插入目的基因的重組質(zhì)粒。 答案　(1)逆轉(zhuǎn)錄法(或反轉(zhuǎn)錄法) (2)繁殖快、單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少 (3)限制性核酸內(nèi)切　DNA連接 (4)氨芐青霉素　四環(huán)素 解析　(1)圖中過程①是以RNA為模板，通過逆轉(zhuǎn)錄法獲取目的基因。 (2)細菌具有繁殖快、單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少等優(yōu)點，因此是基因工程中的理想受體細胞。 (3)構(gòu)建基因表達載體時，需先用限制酶分別切割目的基因和載體，再用DNA連接酶將兩者連接起來。 (4)質(zhì)粒A和重組質(zhì)粒中都有完整的氨芐青霉素抗性基因，因此細菌有氨芐青霉素抗性說明該細菌中已經(jīng)導(dǎo)入外源

13、質(zhì)粒，但不能說明外源質(zhì)粒是否成功插入目的基因；重組質(zhì)粒中四環(huán)素抗性基因內(nèi)插入了目的基因，不能表達，因此若細菌B對四環(huán)素無抗性則說明細菌B中已經(jīng)導(dǎo)入了插入目的基因的重組質(zhì)粒。 9．(2018·廣東一模)干擾素是動物或人體細胞受到病毒感染后產(chǎn)生的一種糖蛋白，具有抗病毒、抑制細胞增殖及抗腫瘤的作用。培育轉(zhuǎn)干擾素基因馬鈴薯植株的大致流程如圖所示。請回答下列問題： (1)過程①中剪切質(zhì)粒和目的基因時所需要的工具酶是______________，使用上述酶的優(yōu)點是______________________________________________(答兩點)。 (2)過程②中將重組質(zhì)粒導(dǎo)入

14、根瘤農(nóng)桿菌時，常用________處理根瘤農(nóng)桿菌，使其成為感受態(tài)細胞，最終使干擾素基因插入馬鈴薯細胞的________________上。 (3)圖中過程③和過程④合稱為______________技術(shù)，該技術(shù)能體現(xiàn)細胞的________。 (4)在分子水平上檢測轉(zhuǎn)基因是否成功包括三個方面： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ __

15、________________。 答案　(1)PstⅠ、EcoRⅠ　可防止目的基因被破壞、確保目的基因以正確方向和質(zhì)粒連接 (2)Ca2＋(或CaCl2)　染色體DNA (3)植物組織培養(yǎng)　全能性 (4)檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA是否插入干擾素基因，檢測干擾素基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，檢測干擾素基因是否翻譯出干擾素(或檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA是否插入目的基因，檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，檢測目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)) 解析　(1)過程①中剪切質(zhì)粒和目的基因時所需的工具酶是PstⅠ、EcoRⅠ，使用上述酶的優(yōu)點是：①可防止目的基因被破壞，②防止目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化，確保目的基因以正確方

16、向和質(zhì)粒連接。 (2)過程②中將重組質(zhì)粒導(dǎo)入根瘤農(nóng)桿菌時，常用Ca2＋或CaCl2處理，使其成為感受態(tài)，最終使干擾素基因插入馬鈴薯細胞染色體DNA上，使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達。 (3)圖中過程③是脫分化，④是再分化，合稱為植物組織培養(yǎng)技術(shù)；該技術(shù)體現(xiàn)了細胞的全能性。 (4)在分子水平上檢測轉(zhuǎn)基因是否成功包括三個方面：①檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA是否插入目的基因，用DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，用分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)，用抗原—抗體雜交方法。 10．如圖是從酵母菌中獲取某植物需要的某種酶的基因的流程，結(jié)合所學(xué)知識及相關(guān)信息回答下列問

17、題： (1)圖中cDNA文庫________基因組文庫(填“大于”“等于”或“小于”)。 (2)①過程提取的DNA需要________的切割，B過程是________過程。 (3)為在短時間內(nèi)大量獲得目的基因，可用的技術(shù)是________，其原理是__________________________。 (4)目的基因獲取之后，需要進行________________，其組成必須有____________________________________________________及標記基因等，此步驟是基因工程的核心。 (5)將該目的基因?qū)肽畴p子葉植物細胞，常采用的方法是___

18、_____________，其能否在此植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是____________________________，可以用__________________技術(shù)進行檢測。 答案　(1)小于 (2)限制酶　逆轉(zhuǎn)錄 (3)PCR技術(shù)　DNA分子的雙鏈復(fù)制 (4)基因表達載體的構(gòu)建　啟動子、終止子、目的基因(復(fù)制原點可不答) (5)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　目的基因是否整合到植物細胞的染色體DNA上　DNA分子雜交 解析　(1)基因組文庫包含某種生物所有的基因，部分基因文庫包含某種生物的部分基因，如cDNA文庫。 (2)①過程是獲取目的基因，需要限制酶切割；B過程是以mRNA為模板合成DNA

19、的過程，是逆轉(zhuǎn)錄過程。 (3)PCR全稱為聚合酶鏈式反應(yīng)，是一項在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)，其原理是DNA雙鏈復(fù)制。 (4)基因表達載體的構(gòu)建是基因工程的核心，目的是使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在并且可以遺傳給下一代并表達和發(fā)揮作用?；虮磉_載體的組成：目的基因＋啟動子＋終止子＋標記基因等。 (5)受體細胞是雙子葉植物，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因轉(zhuǎn)入到受體細胞中，因為農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細胞，并整合到受體細胞的染色體DNA上。能否轉(zhuǎn)化成功，還需要用DNA分子雜交技術(shù)對受體細胞中DNA進行檢測。 二、模擬題組 11．(2018·山東濰坊一模)人參是珍貴的

20、藥用植物，研究人員運用轉(zhuǎn)基因技術(shù)構(gòu)建乙肝病毒表面抗原(HBsAg)的人參細胞表達系統(tǒng)，為珍貴藥用植物與疫苗聯(lián)合應(yīng)用開辟了新思路，其構(gòu)建過程如圖所示，圖中SmaⅠ、SstⅠ、EcoRV為限制酶。請回答相關(guān)問題： (1)②的構(gòu)建過程除限制酶外還需要________酶；想要從②中重新獲得HBsAg基因，所用的限制酶不能是EcoRV或SmaⅠ，原因是________________________________________________________________________ ___________________________________________________

21、_____________________。 (2)將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌常用________處理細胞，要使目的基因成功整合到人參細胞的染色體上，該過程所采用的質(zhì)粒應(yīng)含有________。 (3)分析圖可知，②中應(yīng)含有的標記基因是__________________；過程⑤的目的是____________________________。 (4)該疫苗進入機體后可刺激機體產(chǎn)生能與乙肝病毒特異性結(jié)合的________，同時還能產(chǎn)生________使機體長期對乙肝病毒具有免疫力。 答案　(1)DNA連接　兩平末端連接后的重組序列不能再被EcoRV和SmaⅠ識別(或重組質(zhì)粒無這兩種限制酶的識別

22、序列) (2)鈣離子(Ca2＋)　T-DNA (3)氨芐青霉素抗性基因　篩選出含有HBsAg基因的人參細胞 (4)抗體　記憶細胞 解析　(1)由圖可知，②是基因表達載體，其構(gòu)建過程中用EcoRV和SstⅠ同時酶切供體DNA獲得HBsAg基因片段，用SmaⅠ和SstⅠ同時酶切質(zhì)粒載體，然后用DNA連接酶連接成重組質(zhì)粒，由于EcoRV和SmaⅠ酶切的平末端連接后的重組序列中沒有EcoRV和SmaⅠ識別序列，因此EcoRV和SmaⅠ不能從②中重新獲得HBsAg基因。 (2)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細菌細胞常用鈣離子處理，使其處于感受態(tài)；將目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ棉r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將目的基因插入到農(nóng)桿菌的

23、Ti質(zhì)粒的T-DNA上，就可以使目的基因進入受體細胞并將其插入受體細胞的染色體DNA上。 (3)標記基因的作用是為了鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含目的基因的細胞篩選出來，根據(jù)⑤可知，②中的標記基因是氨芐青霉素抗性基因，⑤中存活的人參細胞中含有HBsAg基因。 (4)該疫苗相當于抗原，能刺激機體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體對抗乙肝病毒，同時，還能產(chǎn)生記憶細胞使機體獲得長期的免疫力。 12．(2018·湖北武漢四月調(diào)研)含有限制酶的細胞中通常還具有相應(yīng)的甲基化酶，這兩種酶對DNA分子有相同的作用序列，但具有不同的催化功能。甲基化酶可以對DNA序列進行修飾，使限制酶不能對這一序列進行識別和切割?；?/p>

24、答下列問題： (1)目前，基因工程中使用的限制酶主要是從________生物中分離純化獲得的。構(gòu)建“基因組文庫”和“cDNA文庫”的過程中需要使用DNA連接酶的是________________________(填“基因組文庫”“cDNA文庫”或“基因組文庫和cDNA文庫”)。 (2)含有某種限制酶的細胞，可以利用限制酶切割外源DNA，但不破壞細胞自身的DNA，其原因可能有：①__________________________________________；②__________________________________________。 (3)利用PCR擴增目的基因的過程由高

25、溫變性(90～95 ℃)、低溫復(fù)性(55～60 ℃)、適溫延伸(70～75 ℃)三個步驟構(gòu)成一個循環(huán)，為使得DNA聚合酶能夠重復(fù)利用，選用的酶應(yīng)在________ ℃處理后仍然具備催化活性。 (4)在PCR擴增目的基因時，為實現(xiàn)序列中的腺嘌呤被放射性同位素標記，反應(yīng)體系中添加的原料應(yīng)包括堿基已被標記的________(填“腺嘌呤核糖核苷酸”“dATP”或“ATP”)。 答案　(1)原核　基因組文庫和cDNA文庫 (2)①細胞自身的DNA分子沒有該限制酶的識別序列 ②甲基化酶對細胞自身的DNA分子進行了修飾 (3)90～95　(4)dATP 解析　(1)目前基因工程中使用的限制酶主要

26、是從原核生物中分離純化出來的；構(gòu)建基因組文庫時用限制酶切割的DNA片段，分別與載體相連接，而構(gòu)建cDNA文庫時，反轉(zhuǎn)錄合成的cDNA片段也要與載體相連接，然后導(dǎo)入受體菌群體中，因此都用到DNA連接酶。 (2)限制酶不切割自身細胞中的DNA，可能原因：①細胞自身的DNA分子沒有該限制酶的識別序列；②甲基化酶對細胞自身的DNA分子進行了修飾，使限制酶對這一序列不能識別和切割。 (3)在PCR擴增儀反應(yīng)體系中加入的DNA聚合酶要循環(huán)經(jīng)歷高溫(90～95 ℃)、低溫(55～60 ℃)、適溫(70～75 ℃)這種溫度變化，因此，為使DNA聚合酶能夠重復(fù)利用，選用的酶應(yīng)在90～95 ℃處理后仍具有催化

27、作用。 (4)腺嘌呤核糖核苷酸是合成RNA的原料，ATP是直接能源物質(zhì)，dATP中文名叫三磷酸脫氧腺苷，是合成DNA的原料。 13．(2018·石家莊二模)將某種植物中的耐鹽基因，轉(zhuǎn)入水稻細胞中培育出耐鹽水稻新品系。如圖是培育過程簡圖，請回答下列問題： (1)階段1的核心步驟是________________，在這個過程中，需用同一種限制酶切割________個磷酸二酯鍵。 (2)為保證耐鹽基因的正常轉(zhuǎn)錄，重組質(zhì)粒b上耐鹽基因的首端必須含有________，它是______________識別和結(jié)合的位點，尾端應(yīng)含有________。 (3)由b到c常用的方法是_________

28、_______，檢測轉(zhuǎn)基因植株是否培育成功的最簡便方法是____________________________________________。 (4)階段2的培養(yǎng)基中除了必要的營養(yǎng)物質(zhì)和瓊脂外，還必須添加________________。 答案　(1)基因表達載體的構(gòu)建　6 (2)啟動子　RNA聚合酶　終止子 (3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　將其種植在鹽堿地上觀察是否能正常生長(或用一定濃度的鹽水澆灌，觀察其是否能正常生長) (4)植物激素(或細胞分裂素和生長素) 解析　(1)階段1表示將目的基因?qū)胨炯毎?，核心步驟是基因表達載體的構(gòu)建。在構(gòu)建重組質(zhì)粒b的過程中，一般需用同一種限制酶切

29、割目的基因的兩側(cè)和質(zhì)粒，共破壞6個磷酸二酯鍵。 (2)重組質(zhì)粒應(yīng)包括：目的基因、啟動子、終止子、標記基因等。啟動子是RNA聚合酶特異性識別和結(jié)合的DNA序列，是基因的一個組成部分，終止子是給予RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄終止信號的DNA序列。 (3)將目的基因?qū)胫参锛毎捎米疃嗟姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。檢測轉(zhuǎn)基因植株是否成功最簡便的方法是將轉(zhuǎn)基因植株種植在鹽堿地上，觀察是否正常生長。 (4)階段2是植物組織培養(yǎng)，人工配制的培養(yǎng)基中除了必要的營養(yǎng)物質(zhì)和瓊脂外，還必須添加植物激素。 三、高考題組 14．(2017·全國卷Ⅰ)真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的

30、切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}： (1)某同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白A，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______________________________________________

31、_________________________。 (2)若用家蠶作為表達基因A的受體，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用________作為載體，其原因是____________________________。 (3)若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比，大腸桿菌具有____________________(答出兩點即可)等優(yōu)點。 (4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測物質(zhì)是________(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻，也可以說是基因工程的先導(dǎo)，如果說他們的

32、工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是________________________________________________________________________。 答案　(1)基因A有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達出蛋白A (2)噬菌體　噬菌體的宿主是細菌，而不是家蠶 (3)繁殖快、容易培養(yǎng) (4)蛋白A的抗體 (5)DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體 解析　(1)從人的基因組文庫中獲得的基因A中含有內(nèi)含子，而大腸桿菌屬于原核生物，故大腸桿菌不能切除基因A初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的R

33、NA序列，故基因A在大腸桿菌中無法表達出蛋白A。 (2)由于噬菌體只能寄生在細菌細胞中，不能感染家蠶細胞，故應(yīng)選用可感染家蠶的昆蟲病毒作為載體。 (3)與真核生物相比，大腸桿菌等原核生物具有繁殖快、容易培養(yǎng)、遺傳物質(zhì)相對較少等優(yōu)點。 (4)檢測基因A是否翻譯出蛋白A，一般用抗原—抗體雜交的方法，即用蛋白A的抗體與從細胞中提取的蛋白質(zhì)進行雜交，觀察是否出現(xiàn)雜交帶。 (5)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的實質(zhì)是S型菌的DNA進入R型菌體內(nèi)，并可在R型菌體內(nèi)完成表達，這證明了DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體，為基因工程奠定了基礎(chǔ)。 15．(2017·全國卷Ⅱ)幾丁質(zhì)是許多真菌細胞壁的重要成

34、分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強其抗真菌病的能力。回答下列問題： (1)在進行基因工程操作時，若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA，常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料，原因是________________________。提取RNA時，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是________________________________________________________________________ _________________________________________________________________

35、_______。 (2)以mRNA為材料可以獲得cDNA，其原理是________________________________________________________________________ ________________________。 (3)若要使目的基因在受體細胞中表達，需要通過質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細胞，原因是________________________________________________________________________ ____________________________________________

36、____________________________(答出兩點即可)。 (4)當幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是________________________。 (5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是________________________________________________________________________。 答案　(1)嫰葉比老葉生命活動旺盛，mRNA含量高，且嫩葉組織細胞易破碎　防止RNA降解 (2)在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為

37、模板按照堿基互補配對的原則可以合成cDNA (3)目的基因無復(fù)制原點；目的基因無表達所需啟動子 (4)磷酸二酯鍵 (5)目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常 解析　(1)由于嫩葉組織細胞比老葉細胞生命活動旺盛，mRNA含量高，且更易破碎，所以適于作為提取幾丁質(zhì)酶的mRNA的實驗材料。由于植物組織中存在的RNA酶能將RNA分解，所以實驗過程中要添加RNA酶抑制劑以降低RNA酶的活性，保護提取的RNA不被分解。 (2)以mRNA為材料獲得cDNA的過程為逆轉(zhuǎn)錄，即以mRNA為模板、以4種脫氧核糖核苷酸為原料，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下，遵循堿基互補配對原則，合成cDNA的過程。 (3)由于目的基因無復(fù)制原

38、點，也無基因表達所需的啟動子和終止子，所以需與質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒后再導(dǎo)入受體細胞。 (4)DNA連接酶可以催化兩個DNA片段的黏性末端或平末端連接形成磷酸二酯鍵。 (5)幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中，但是植株抗真菌病的能力沒有提高，從中心法則角度分析，可能是轉(zhuǎn)基因植株細胞中幾丁質(zhì)酶基因不能轉(zhuǎn)錄或不能進行翻譯導(dǎo)致的。 16．(2016·全國卷Ⅰ)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后，與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反

39、應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。回答下列問題： (1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有____________________________(答出兩點即可)。而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。 (2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含有環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是______________________________________；

40、并且__________和________________________的細胞也是不能區(qū)分的，其原因是__________________________________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌的單菌落，還需使用含有________的固體培養(yǎng)基。 (3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自于________。 答案　(1)能自我復(fù)制、具有標記基因 (2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長　含有質(zhì)粒載體　含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或含有重組質(zhì)粒)　二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上

41、均能生長　四環(huán)素 (3)受體細胞 解析　(1)質(zhì)粒作為載體應(yīng)具備的基本條件有：能自我復(fù)制、具有標記基因、含有一至多個限制酶切割位點等。 (2)由題意可知，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞中均不含有氨芐青霉素抗性基因，所以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上均不能生長。質(zhì)粒載體上含有氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，插入了目的基因的重組質(zhì)粒中僅含有氨芐青霉素抗性基因，所以含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細胞均能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長，但前者可以在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長而后者不能，所以可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基，篩選出含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落。 (3)噬菌體

42、屬于病毒，病毒增殖過程中所需的原料均來自于受體細胞。 17．(2016·全國卷Ⅲ)圖1中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性核酸內(nèi)切酶的識別序列與切割位點，圖2為某種表達載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點是唯一的)。 根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題： (1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被________酶切后的產(chǎn)物連接，理由是______________________________________。 (2)若某人利用圖2所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖3所示。這三種

43、重組子中，不能在宿主細胞中表達目的基因產(chǎn)物的有________，不能表達的原因是________________________________________________________。 (3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有________________和__________________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是________________。 答案　(1)Sau3AⅠ　兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙　甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄(其他合理答案也可

44、) (3)E·coli DNA連接酶　T4DNA連接酶　T4DNA連接酶(其他合理答案亦可) 解析　(1)分析圖1可知，限制酶Sau3AⅠ與BamHⅠ切割DNA后形成的黏性末端相同，故經(jīng)這兩種酶切割得到的產(chǎn)物可以用DNA連接酶進行連接。 (2)構(gòu)建基因表達載體時，為保證目的基因能在宿主細胞中成功表達，目的基因應(yīng)插入在啟動子和終止子之間，據(jù)此可判斷甲、丙均不符合要求，目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄。 (3)常見的DNA連接酶有E·coli DNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。 18．(2018·全國卷Ⅰ)回答下列問題： (1)博耶(H.Boyer

45、)和科恩(S.Coben)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細胞中進行了表達，該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外，還證明了__________________________________________________________________________(答出兩點即可)。 (2)體外重組的質(zhì)粒可通過Ca2＋參與的________方法導(dǎo)入大腸桿菌細胞，而體外重組的噬菌體DNA通常需與______________組裝成完整噬菌體后，才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細胞。在細菌、心肌細胞、葉肉細胞中，可作為重組噬菌體宿主細胞的是____________。

46、 (3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內(nèi)表達時，表達出的蛋白質(zhì)可能會被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解，在實驗中應(yīng)選用__________________的大腸桿菌作為受體細胞，在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加________的抑制劑。 答案　(1)體外重組的質(zhì)?？梢赃M入受體細胞；真核生物基因可在原核細胞中表達　(2)轉(zhuǎn)化　外殼蛋白(或噬菌體蛋白)　細菌　(3)蛋白酶缺陷型　蛋白酶 解析　(1)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細胞中進行了表達，該過程證明了體外重組的質(zhì)粒可以進入受體細胞，真核生物基因可在原核細胞中表達等。 (2)通過Ca2＋處理可以增大細胞的通透性，使重組的質(zhì)粒

47、能夠?qū)氲绞荏w細胞內(nèi)，因此體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2＋參與的轉(zhuǎn)化方法導(dǎo)入大腸桿菌細胞。體外重組的噬菌體DNA通常需與蛋白質(zhì)外殼組裝成完整的噬菌體后，才能通過侵染的方法將重組噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細胞。噬菌體侵染的是細菌，而不能寄生在其他細胞中，因此可作為重組噬菌體宿主細胞的是細菌。 (3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內(nèi)表達時，表達出的蛋白質(zhì)可能會被降解，為防止蛋白質(zhì)被降解，可以選用不能產(chǎn)生該蛋白酶的缺陷細菌以及使用能夠抑制蛋白酶活性的藥物。 19．(2018·全國卷Ⅱ)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，這一特性可用于檢測細胞中目的基因的表達。某科研團隊將某種

48、病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5′末端，獲得了L1－GFP融合基因(簡稱為甲)，并將其插入質(zhì)粒P0，構(gòu)建了真核表達載體P1，其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點的示意圖如下，圖中E1～E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。 回答下列問題： (1)據(jù)圖推斷，該團隊在將甲插入質(zhì)粒P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是____________。使用這兩種酶進行酶切是為了保證______________，也是為了保證__________________。 (2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細胞后，若在該細胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在牛的皮膚細胞中完成了________和________過

49、程。 (3)為了獲得含有甲的牛，該團隊需要做的工作包括：將能夠產(chǎn)生綠色熒光細胞的________移入牛的________________________中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。 (4)為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，某同學(xué)用PCR方法進行鑒定。在鑒定時應(yīng)分別以該牛不同組織細胞中的________(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。 答案　(1)E1和E4　甲的完整　甲與載體正確連接 (2)轉(zhuǎn)錄　翻譯　(3)細胞核　去核卵母細胞 (4)核DNA 解析　(1)甲是將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5′末端而獲得的L1－GFP融合基因

50、，據(jù)此結(jié)合題意并分析圖示可知：該團隊在將甲插入質(zhì)粒P0時，如果用E2或E3，則目的基因不完整，而使用E1和E4這兩種限制酶進行酶切保證了甲的完整，而且也保證了甲與載體正確連接，因此使用的兩種限制酶是E1和E4。 (2)構(gòu)建的真核表達載體P1中含有GFP基因，而GFP基因的表達產(chǎn)物——某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光。若在導(dǎo)入P1的牛皮膚細胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在牛的皮膚細胞中完成了表達?；虻谋磉_過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯。 (3)若要獲得含有甲的牛，可采用核移植技術(shù)，即將能夠產(chǎn)生綠色熒光細胞的細胞核移入牛的去核卵母細胞中獲得重組細胞，并將該重組細胞在體外培養(yǎng)成重組胚胎，再經(jīng)過胚胎移植等獲得含有甲的牛。 (4)PCR是多聚酶鏈式反應(yīng)的縮寫，是一種在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。若利用PCR方法檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，則應(yīng)分別以該牛不同組織細胞中的核DNA作為PCR模板。 - 16 -