【步步高】高考生物一輪總復(fù)習(xí)精品講義 第36講 基因工程 新人教版(1).doc

第36講基因工程考綱要求1.基因工程的誕生()。2.基因工程的原理及技術(shù)()。3.基因工程的應(yīng)用()。4.蛋白質(zhì)工程()?？键c(diǎn)一基因工程的概念和基本工具重要程度：一、基因工程的概念1供體：提供目的基因。2操作環(huán)境：體外。3操作水平：分子水平。4原理：基因重組。5受體：表達(dá)目的基因。6本質(zhì)：性狀在受體體內(nèi)的表達(dá)。7優(yōu)點(diǎn)：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，定向改造生物的遺傳性狀。二、dna重組技術(shù)的基本工具1限制性核酸內(nèi)切酶(簡(jiǎn)稱：限制酶)(1)來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。(2)作用：識(shí)別特定的核苷酸序列并切開相應(yīng)兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(3)結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端或平末端。2dna連接酶(1)種類：按來源可分為ecoli dna連接酶和t4dna連接酶。(2)作用：將雙鏈dna片段“縫合”起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。3載體(1)種類：質(zhì)粒、噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等。(2)質(zhì)粒的特點(diǎn)1下圖為限制酶和dna連接酶的關(guān)系，據(jù)圖回答：(1)限制酶和dna連接酶的作用部位相同嗎？相同。(2)dna連接酶起作用時(shí)是否需要模板？不需要。2探究載體所具條件的意義條件意義穩(wěn)定并能自我復(fù)制目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴(kuò)大有一個(gè)至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)可攜帶多個(gè)或多種外源基因具有特殊的標(biāo)記基因便于重組dna的鑒定和選擇易錯(cuò)警示巧辨基因工程操作基本工具的8個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)限制酶是一類酶，而不是一種酶。(2)限制酶的成分為蛋白質(zhì)，其作用的發(fā)揮需要適宜的理化條件，高溫、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿均易使之變性失活。(3)在切割目的基因和載體時(shí)要求用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。(4)將一個(gè)基因從dna分子上切割下來，需要切兩處，同時(shí)產(chǎn)生4個(gè)黏性末端。(5)不同dna分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端都相同，同一個(gè)dna分子用不同的限制酶切割，產(chǎn)生的黏性末端一般不相同。(6)限制酶切割位點(diǎn)應(yīng)位于標(biāo)記基因之外，不能破壞標(biāo)記基因，以便進(jìn)行檢測(cè)。(7)基因工程中的載體與細(xì)胞膜上物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體不同?；蚬こ讨械妮d體是dna分子，能將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞內(nèi)；膜載體是蛋白質(zhì)，與細(xì)胞膜的通透性有關(guān)。(8)基因工程中有3種工具，但工具酶只有2種。1已知一雙鏈dna分子，用限制酶切割得到長(zhǎng)度為120 kb(kb：千堿基對(duì))片段；用限制酶切割得到40 kb和80 kb兩個(gè)片段；同時(shí)用限制酶和限制酶切割時(shí)，得到10 kb、80 kb和30 kb 3個(gè)片段。據(jù)此分析該雙鏈dna分子結(jié)構(gòu)及酶切位點(diǎn)情況為()答案d解析根據(jù)題意，該dna用限制酶切割后長(zhǎng)度不變，故為環(huán)狀dna，根據(jù)兩酶的作用特點(diǎn)，可知酶切圖譜為d。2 如圖所示為部分雙鏈dna片段，下列有關(guān)基因工程中工具酶功能的敘述，錯(cuò)誤的是（雙選） ()a切斷a處的酶為限制酶b連接a處的酶為dna聚合酶c切斷b處的酶為dna解旋酶d連接b處的酶為rna聚合酶答案bd解析限制酶能識(shí)別特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割dna分子，通常形成黏性末端，即能切割dna鏈外側(cè)的磷酸二酯鍵(圖中的a處)，內(nèi)側(cè)堿基對(duì)之間的氫鍵(b處)可通過dna解旋酶水解。dna連接酶將切斷的磷酸二酯鍵進(jìn)行連接，即圖中的a處。rna聚合酶的作用是催化dna的轉(zhuǎn)錄。與dna有關(guān)的酶的比較作用底物作用部位形成產(chǎn)物限制酶dna分子磷酸二酯鍵黏性末端或平末端dna連接酶dna片段磷酸二酯鍵重組dna分子dna聚合酶脫氧核苷酸磷酸二酯鍵子代dnadna解旋酶dna分子堿基對(duì)間的氫鍵形成脫氧核苷酸單鏈dna(水解)酶dna分子磷酸二酯鍵游離的脫氧核苷酸考點(diǎn)二基因工程的操作與應(yīng)用重要程度：1操作步驟：獲取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定。2應(yīng)用：培育轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，生產(chǎn)基因工程藥物，進(jìn)行基因治療。1觀察基因工程的操作過程，分析每一步驟的操作程序(1)獲取目的基因 (2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建組成(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 方法(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定 2探究目的基因?qū)氩煌荏w細(xì)胞的過程生物種類植物動(dòng)物微生物常用方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法顯微注射技術(shù)感受態(tài)細(xì)胞法受體細(xì)胞體細(xì)胞或受精卵受精卵原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入到ti質(zhì)粒的tdna上農(nóng)桿菌導(dǎo)入植物細(xì)胞整合到受體細(xì)胞染色體的dna上表達(dá)將含有目的基因的表達(dá)載體提純?nèi)÷?受精卵)顯微注射受精卵發(fā)育獲得具有新性狀的動(dòng)物ca2處理細(xì)胞感受態(tài)細(xì)胞重組表達(dá)載體dna分子與感受態(tài)細(xì)胞混合感受態(tài)細(xì)胞吸收dna分子3目的基因的檢測(cè)和鑒定4探究基因治療與基因診斷的不同點(diǎn)原理操作過程進(jìn)展基因治療基因表達(dá)利用正?；?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中，以表達(dá)出正常性狀來治療臨床實(shí)驗(yàn)基因診斷堿基互補(bǔ)配對(duì)制作特定dna探針與病人樣品dna混合，分析雜交帶情況臨床應(yīng)用易錯(cuò)警示規(guī)避與基因工程操作有關(guān)的7個(gè)失分點(diǎn)(1)目的基因的插入位點(diǎn)不是隨意的：基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入到啟動(dòng)子與終止子之間的部位。(2)基因工程操作過程中只有第三步(將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞)沒有堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象。(3)原核生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)較少。(4)轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是目的基因整合到受體細(xì)胞染色體基因組中。(5)一般情況下，用同一種限制酶切割質(zhì)粒和含有目的基因的片段，但有時(shí)可用兩種限制酶分別切割質(zhì)粒和目的基因，這樣可避免質(zhì)粒和質(zhì)粒之間、目的基因和目的基因之間的連接。(6)不熟悉標(biāo)記基因的種類和作用：標(biāo)記基因的作用篩選、檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，常見的有抗生素抗性基因、發(fā)光基因(表達(dá)產(chǎn)物為帶顏色的物質(zhì))等。(7)還應(yīng)注意的問題有：基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子(dna片段)起始密碼子(rna)；終止子(dna片段)終止密碼子(rna)?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建是最核心、最關(guān)鍵的一步，在體外進(jìn)行。1 天然的玫瑰沒有藍(lán)色花，這是由于缺少控制藍(lán)色色素合成的基因b，而開藍(lán)色花的矮牽牛中存在序列已知的基因b?，F(xiàn)用基因工程技術(shù)培育藍(lán)玫瑰，下列操作正確的是()a提取矮牽牛藍(lán)色花的mrna，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的dna，再擴(kuò)增基因bb利用限制性核酸內(nèi)切酶從開藍(lán)色花矮牽牛的基因文庫(kù)中獲取基因bc利用dna聚合酶將基因b與質(zhì)粒連接后導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞d將基因b直接導(dǎo)入大腸桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞答案a解析如果所需要的目的基因的序列是完全未知的，往往就需要構(gòu)建基因文庫(kù)，然后從基因文庫(kù)中獲取目的基因，而在基因序列已知的情況下，獲取目的基因通常用反轉(zhuǎn)錄法或利用化學(xué)方法直接人工合成，因此，a項(xiàng)正確、b項(xiàng)錯(cuò)誤；將目的基因與質(zhì)粒連接的酶是dna連接酶，而非dna聚合酶，c項(xiàng)錯(cuò)誤；目的基因必須與載體結(jié)合后導(dǎo)入受體細(xì)胞才能夠自我復(fù)制和表達(dá)，且導(dǎo)入植物細(xì)胞常用的載體是農(nóng)桿菌，而不是大腸桿菌，d項(xiàng)錯(cuò)誤。2 許多大腸桿菌的質(zhì)粒上含有l(wèi)acz基因，其編碼的產(chǎn)物半乳糖苷酶在xgal和iptg存在的條件下，可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，使菌落呈現(xiàn)藍(lán)色，否則菌落呈現(xiàn)白色。基因工程中常利用該原理從導(dǎo)入質(zhì)粒的受體細(xì)胞中篩選出真正導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞，過程如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1)基因工程中，構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是_。(2)限制酶ecor的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)是gaattc，sma的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)是cccggg。圖中目的基因被切割下來和質(zhì)粒連接之前，需在目的基因的右側(cè)連接相應(yīng)的末端，連接的末端序列是_，連接過程中需要的基本工具是_。(3)轉(zhuǎn)化過程中，大腸桿菌應(yīng)先用_處理，使其處于能吸收周圍dna的狀態(tài)。(4)菌落顏色為白色的是_，原因是_。(5)菌落中的目的基因是否表達(dá)，可采用的檢測(cè)辦法是_。答案(1)使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，能遺傳給后代，并表達(dá)和發(fā)揮作用(2)ttaadna連接酶(3)ca2(4)菌落lacz標(biāo)記基因區(qū)插入外源基因后被破壞，不能表達(dá)出半乳糖苷酶，故菌落為白色(5)抗原抗體雜交解析(1)基因工程中，構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，能遺傳給后代，并表達(dá)和發(fā)揮作用。(2)根據(jù)限制酶ecor和sam的識(shí)別序列、切割位點(diǎn)和圖解判斷，圖中目的基因被切割下來和質(zhì)粒連接之前，需在目的基因的右側(cè)連接相應(yīng)的末端，連接的末端序列是ttaa，連接過程中需要的基本工具是dna連接酶。(3)轉(zhuǎn)化過程中，大腸桿菌應(yīng)先用ca2處理，使其處于能吸收周圍dna的狀態(tài)。(4)由于lacz標(biāo)記基因區(qū)插入外源基因后被破壞，不能表達(dá)出半乳糖苷酶，故菌落為白色菌落。(5)可采用抗原抗體雜交的辦法檢測(cè)菌落中的目的基因是否表達(dá)?？键c(diǎn)三蛋白質(zhì)工程1概念理解(1)基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系。(2)操作：基因修飾或基因合成。(3)結(jié)果：改造了現(xiàn)有蛋白質(zhì)或制造出新的蛋白質(zhì)。(4)目的：滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。2操作過程 從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)基因表達(dá)產(chǎn)生需要的蛋白質(zhì)。探究蛋白質(zhì)工程與基因工程的區(qū)別和聯(lián)系項(xiàng)目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程預(yù)期蛋白質(zhì)的功能設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列推測(cè)相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列合成dna表達(dá)出蛋白質(zhì)獲取目的基因構(gòu)建基因表達(dá)載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞目的基因的檢測(cè)與鑒定實(shí)質(zhì)定向改造或生產(chǎn)人類所需要的蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品結(jié)果生產(chǎn)自然界中沒有的蛋白質(zhì)生產(chǎn)自然界中已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程，因?yàn)閷?duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，都必須通過基因修飾或基因合成來實(shí)現(xiàn)干擾素是動(dòng)物體內(nèi)合成的一種蛋白質(zhì)，可以用于治療病毒感染和癌癥，但體外保存相當(dāng)困難，如果將其分子中的一個(gè)半胱氨酸變成絲氨酸，就可以在70 條件下保存半年，給廣大患者帶來了福音。(1)蛋白質(zhì)的合成是受基因控制的，因此獲得能夠控制合成“可以保存的干擾素”的基因是生產(chǎn)的關(guān)鍵，依據(jù)蛋白質(zhì)工程原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，讓動(dòng)物生產(chǎn)“可以保存的干擾素”：(2)基因工程和蛋白質(zhì)工程相比較，基因工程在原則上只能生產(chǎn)_的蛋白質(zhì)，不一定符合_的需要。而蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系為基礎(chǔ)，通過_或_，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行_，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活需要。(3)蛋白質(zhì)工程實(shí)施的難度很大，原因是蛋白質(zhì)具有十分復(fù)雜的_結(jié)構(gòu)。(4)對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，應(yīng)該直接對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作，還是通過對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)？ _。原因是： _。答案(1)預(yù)期的蛋白質(zhì)功能預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)應(yīng)有的氨基酸序列相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)(2)自然界已存在人類生產(chǎn)和生活基因修飾基因合成改造(3)空間(或高級(jí))(4)應(yīng)該從對(duì)基因的操作來實(shí)現(xiàn)對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造首先，任何一種天然蛋白質(zhì)都是由基因編碼的，改造了基因也就是改造了蛋白質(zhì)，并且改造過的蛋白質(zhì)可以通過改造過的基因遺傳給下一代。如果對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使改造成功，被改造過的蛋白質(zhì)分子還是無法遺傳；其次，對(duì)基因進(jìn)行改造比對(duì)蛋白質(zhì)直接進(jìn)行改造要容易操作，難度要小得多解析(1)蛋白質(zhì)工程的基本流程為：根據(jù)預(yù)期的蛋白質(zhì)功能，設(shè)計(jì)出預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，合成相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列。(2)蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是通過對(duì)基因改造或基因合成，制造自然界不存在的、符合人們生產(chǎn)和生活需要的蛋白質(zhì)。(3)蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，很難根據(jù)預(yù)期功能來預(yù)測(cè)出空間結(jié)構(gòu)。(4)基因控制蛋白質(zhì)的合成，對(duì)基因的改造相當(dāng)于間接改造了蛋白質(zhì)。高考模擬提能訓(xùn)練高考題組1(2013江蘇卷，22)小鼠雜交瘤細(xì)胞表達(dá)的單克隆抗體用于人體試驗(yàn)時(shí)易引起過敏反應(yīng)，為了克服這個(gè)缺陷，可選擇性擴(kuò)增抗體的可變區(qū)基因(目的基因)后再重組表達(dá)。下列相關(guān)敘述正確的是(多選)()a設(shè)計(jì)擴(kuò)增目的基因的引物時(shí)不必考慮表達(dá)載體的序列b用pcr方法擴(kuò)增目的基因時(shí)不必知道基因的全部序列cpcr體系中一定要添加從受體細(xì)胞中提取的dna聚合酶d一定要根據(jù)目的基因編碼產(chǎn)物的特性選擇合適的受體細(xì)胞答案bd解析擴(kuò)增后的目的基因需要與表達(dá)載體連接，這將涉及相關(guān)限制酶識(shí)別的序列，故設(shè)計(jì)引物時(shí)應(yīng)考慮相關(guān)的堿基序列，a錯(cuò)誤；pcr過程中，通過引物與模板鏈配對(duì)連接后，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行延伸，故不必知道目的基因的全部序列，b正確；pcr體系中添加的是耐高溫的dna聚合酶，c錯(cuò)誤；受體細(xì)胞的選擇應(yīng)適合目的基因的表達(dá)，如制備分泌蛋白的最佳受體是真核細(xì)胞，d正確。2(2013廣東卷，3)從某海洋動(dòng)物中獲得一基因，其表達(dá)產(chǎn)物為一種抗菌性和溶血性均較強(qiáng)的多肽p1。目前在p1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是()a合成編碼目的肽的dna片段b構(gòu)建含目的肽dna片段的表達(dá)載體c依據(jù)p1氨基酸序列設(shè)計(jì)多條模擬肽d篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽答案c解析由題可知，多肽p1為抗菌性強(qiáng)和溶血性也強(qiáng)的多肽，但是要設(shè)計(jì)出抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽，即在p1的基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)出自然界原本不存在的蛋白質(zhì)，應(yīng)用蛋白質(zhì)工程，首先應(yīng)依據(jù)p1氨基酸序列設(shè)計(jì)多條模擬肽，即答案為c。3(2011海南卷，31)回答下列有關(guān)基因工程的問題：(1)構(gòu)建基因工程表達(dá)載體時(shí)，用不同類型的限制酶切割dna后，可能產(chǎn)生黏性末端，也可能產(chǎn)生_末端。若要在限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后使其直接進(jìn)行連接，則應(yīng)選擇能使二者產(chǎn)生_(相同、不同)黏性末端的限制酶。(2)利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時(shí)，構(gòu)建的表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動(dòng)子等，其中啟動(dòng)子的作用是_。在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí)，常用_處理大腸桿菌，以利于表達(dá)載體進(jìn)入；為了檢測(cè)胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了mrna，可用標(biāo)記的胰島素基因片段作探針與mrna雜交，該雜交技術(shù)稱為_。為了檢測(cè)胰島素基因轉(zhuǎn)錄的mrna是否翻譯成_，常用抗原抗體雜交技術(shù)。(3)如果要將某目的基因通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入植物細(xì)胞，先要將目的基因插入農(nóng)桿菌ti質(zhì)粒的_中，然后用該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，通過dna重組將目的基因插入植物細(xì)胞的_上。答案(1)平相同(2)驅(qū)動(dòng)胰島素基因轉(zhuǎn)錄出mrnacacl2溶液(或ca2)分子雜交技術(shù)蛋白質(zhì)(3)tdna染色體dna解析(1)dna分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的dna片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)將dna切開時(shí)，產(chǎn)生的是黏性末端。而當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線處切開時(shí)，產(chǎn)生的是平末端。要使目的基因和質(zhì)粒直接進(jìn)行連接，應(yīng)使用同種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，使二者產(chǎn)生相同黏性末端。(2)一個(gè)基因表達(dá)載體的組成，除含有目的基因外，還必須有啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因。啟動(dòng)子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的dna片段，位于基因首端，是rna聚合酶識(shí)別和結(jié)合部位，可以驅(qū)動(dòng)目的基因轉(zhuǎn)錄出mrna。在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí)，為便于表達(dá)載體進(jìn)入，常用cacl2溶液處理大腸桿菌。要檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出對(duì)應(yīng)的mrna，可采用分子雜交技術(shù)，即用目的基因片段作探針，與mrna雜交，如果顯示出雜交帶，則表明目的基因轉(zhuǎn)錄出了mrna。(3)運(yùn)用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時(shí)，要先將目的基因插入農(nóng)桿菌ti質(zhì)粒的tdna中，然后用該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，通過dna重組將目的基因插入到植物細(xì)胞的染色體dna上。模擬題組4將ada(腺苷酸脫氨酶基因)通過質(zhì)粒pet28b導(dǎo)入大腸桿菌并成功表達(dá)腺苷酸脫氨酶。下列敘述錯(cuò)誤的是()a每個(gè)大腸桿菌細(xì)胞至少含一個(gè)重組質(zhì)粒b每個(gè)重組質(zhì)粒至少含一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)c每個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)至少插入一個(gè)adad每個(gè)插入的ada至少表達(dá)一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子答案c解析大腸桿菌成功表達(dá)出腺苷酸脫氨酶，說明這些大腸桿菌都至少含有一個(gè)重組質(zhì)粒，a項(xiàng)正確；作為載體的條件為至少含有一個(gè)或多個(gè)酶切位點(diǎn)，所以作為載體的質(zhì)粒至少含有一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)，b項(xiàng)正確；作為基因表達(dá)載體應(yīng)包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因四部分，但并不是每個(gè)酶切位點(diǎn)都至少插入一個(gè)ada，c項(xiàng)錯(cuò)誤；由于這些目的基因成功表達(dá)，所以每個(gè)ada至少表達(dá)一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子，d項(xiàng)正確。5現(xiàn)代生物技術(shù)并不是各自獨(dú)立的，而是相互聯(lián)系、相互滲透的。下圖表示利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)某種動(dòng)物蛋白的流程示意圖，請(qǐng)分析回答下列問題：(1)該生產(chǎn)流程中應(yīng)用到的現(xiàn)代生物技術(shù)有_、_(寫出其中兩種)。(2)圖中a、b分別表示_、_。(3)為提高培育成功率，進(jìn)行過程之前，對(duì)早期胚胎的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進(jìn)行_檢測(cè)，對(duì)受體動(dòng)物的處理是用_進(jìn)行同期發(fā)情處理。(4)蛋白質(zhì)工程中，要對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，必須通過基因修飾或基因合成來完成，而不直接改造蛋白質(zhì)，原因是_。答案(1)蛋白質(zhì)工程基因工程胚胎移植技術(shù)(任寫兩種)(2)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列基因表達(dá)載體(3)dna(核酸)分子雜交促性腺激素(4)改造后的基因能夠遺傳(且改造基因易于操作)解析(1)由圖分析知該生產(chǎn)流程中應(yīng)用到的現(xiàn)代生物技術(shù)有蛋白質(zhì)工程、基因工程、胚胎移植技術(shù)等。(2)圖中a、b分別表示推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列、基因表達(dá)載體。(3)為提高培育成功率，進(jìn)行過程之前，對(duì)早期胚胎的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進(jìn)行dna分子雜交，對(duì)受體動(dòng)物的處理是用促性腺激素進(jìn)行同期發(fā)情處理。(4)由于改造后的基因能夠遺傳(且改造基因易于操作)，因此蛋白質(zhì)工程中，要對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，必須通過基因修飾或基因合成來完成，而不直接改造蛋白質(zhì)。1若要利用某目的基因(見圖甲)和p1噬菌體載體(見圖乙)構(gòu)建重組dna(見圖丙)，限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)分別是bgl(agatct)、ecor(gaattc)和sau3a(gatc)。下列分析合理的是()a用ecor切割目的基因和p1噬菌體載體b用bgl和ecor切割目的基因和p1噬菌體載體c用bgl和sau3a切割目的基因和p1噬菌體載體d用ecor和sau3a切割目的基因和p1噬菌體載體答案d解析解答本題的關(guān)鍵是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用ecor和sau3a切割目的基因和p1噬菌體載體，構(gòu)建的重組dna中rna聚合酶在插入的目的基因上的移動(dòng)方向才一定與圖丙相同。2如圖表示利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得某種轉(zhuǎn)基因植物的部分操作步驟。以下說法錯(cuò)誤的是()a利用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基可將含的細(xì)菌篩選出來b是農(nóng)桿菌，通過步驟將目的基因?qū)胫仓昙?xì)胞c可與多個(gè)核糖體結(jié)合，并可以同時(shí)翻譯出多種蛋白質(zhì)d過程的完成需要限制酶和dna連接酶的參與答案c解析是一個(gè)mrna分子，可與多個(gè)核糖體結(jié)合形成多聚核糖體，由于翻譯的模板是同一個(gè)mrna分子，故翻譯出的是同一種蛋白質(zhì)。3 利用基因工程技術(shù)可使大腸桿菌生產(chǎn)人的胰島素原。下列相關(guān)敘述中，正確的是（雙選）()a人和大腸桿菌在合成胰島素原時(shí)，轉(zhuǎn)錄和翻譯的場(chǎng)所是不相同的bdna連接酶能催化磷酸與脫氧核糖之間形成化學(xué)鍵c通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)大腸桿菌中沒有胰島素原產(chǎn)生，則可判斷重組質(zhì)粒未導(dǎo)入受體菌d人胰島素原基因在大腸桿菌中表達(dá)的胰島素原有較高的生物活性答案ab解析人細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄的主要場(chǎng)所是細(xì)胞核，翻譯的場(chǎng)所是核糖體，大腸桿菌的轉(zhuǎn)錄和翻譯都發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中。磷酸與脫氧核糖之間的磷酸二酯鍵可由dna連接酶催化形成。大腸桿菌中沒有胰島素原產(chǎn)生的原因可能是基因表達(dá)受阻或含目的基因的重組質(zhì)粒未導(dǎo)入受體細(xì)胞。胰島素原需經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工后才能形成胰島素，胰島素具有較高的生物活性。4 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(shí)及相關(guān)信息回答下列問題：(1)圖中cdna文庫(kù)_基因組文庫(kù)(大于、等于、小于)。(2)過程提取的dna需要_的切割，b過程是_過程。(3)為在短時(shí)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(jìn)行_，其組成必須有_及標(biāo)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(xì)胞，常采用的方法是_，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(jìn)行檢測(cè)。答案(1)小于(2)限制酶反轉(zhuǎn)錄(3)pcr技術(shù)dna雙鏈復(fù)制(4)基因表達(dá)載體的構(gòu)建啟動(dòng)子、終止子、目的基因(復(fù)制原點(diǎn)可不答)(5)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法目的基因是否整合到植物細(xì)胞的染色體上dna分子雜交解析(1)基因組文庫(kù)是指將某生物的全部基因組dna切割成一定長(zhǎng)度的dna片段克隆到某種載體上形成的集合；cdna文庫(kù)是由mrna經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成的基因組成的，由于基因的選擇性表達(dá)，cdna文庫(kù)小于基因組文庫(kù)。(2)從供體細(xì)胞的dna中獲取目的基因，首先應(yīng)用限制酶將目的基因從其所在的dna分子上切割下來；b過程是以mrna為模板合成dna的過程，應(yīng)為反轉(zhuǎn)錄過程。(3)pcr技術(shù)是一種體外擴(kuò)增dna的方法，其原理為dna雙鏈復(fù)制，能將得到的目的基因在細(xì)胞外大量擴(kuò)增。(4)基因表達(dá)載體包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子和終止子等，其構(gòu)建是基因工程的核心。(5)將目的基因?qū)肽畴p子葉植物細(xì)胞常采用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，目的基因只有整合到植物細(xì)胞的染色體上才能在植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳，可通過dna分子雜交的方法對(duì)目的基因是否整合到染色體上進(jìn)行檢測(cè)。5 根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問題：(1)限制性核酸內(nèi)切酶切割dna分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型有_和_。(2)質(zhì)粒載體用ecor切割后產(chǎn)生的片段如下：aattcggcttaa為使載體與目的基因相連，含有目的基因的dna除可用ecor切割外，還可用另一種限制性核酸內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)是_。(3)按其來源不同，基因工程中所使用的dna連接酶有兩類，即_dna連接酶和_dna連接酶。(4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是_，產(chǎn)物是_。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用_技術(shù)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外，_和_也可作為載體。(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是_。答案(1)黏性末端平末端(2)切割產(chǎn)生的dna片段末端與ecor切割產(chǎn)生的相同(3)ecolit4(4)mrna(或rna)cdna(或dna)pcr(5)噬菌體的衍生物動(dòng)植物病毒(6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源dna)的能力極弱解析限制性核酸內(nèi)切酶切割dna分子形成的末端通常有兩種，即黏性末端和平末端。為使載體和目的基因連接，二者必須具有相同的黏性末端，因而當(dāng)使用除ecor之外的其他酶進(jìn)行切割時(shí)，應(yīng)該產(chǎn)生相同的黏性末端。dna連接酶的來源有兩個(gè)：一是大腸桿菌，二是t4噬菌體。反轉(zhuǎn)錄是由rna形成dna的過程，獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物時(shí)常用pcr擴(kuò)增技術(shù)?；蚬こ坛Ｓ玫妮d體是質(zhì)粒，除此以外，噬菌體的衍生物和動(dòng)植物病毒也可作為載體。如果用大腸桿菌作為受體細(xì)胞，必須用鈣離子處理，使其處于感受態(tài)(此狀態(tài)吸收外源dna的能力增強(qiáng))。6 肺細(xì)胞中的let7基因表達(dá)減弱，癌基因ras表達(dá)增強(qiáng)，會(huì)引發(fā)肺癌。研究人員利用基因工程技術(shù)將let7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實(shí)現(xiàn)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制。該基因工程技術(shù)基本流程如圖1。請(qǐng)回答：(1)進(jìn)行過程時(shí)，需用_酶切開載體以插入let7基因。載體應(yīng)有rna聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，以驅(qū)動(dòng)let7基因轉(zhuǎn)錄，該部位稱為_。(2)進(jìn)行過程時(shí)，需用_酶處理貼附在培養(yǎng)皿壁上的細(xì)胞，以利于傳代培養(yǎng)。(3)研究發(fā)現(xiàn)，let7基因能影響癌基因ras的表達(dá)，其影響機(jī)理如圖2。據(jù)圖分析，可從細(xì)胞中提取_進(jìn)行分子雜交，以直接檢測(cè)let7基因是否轉(zhuǎn)錄。肺癌細(xì)胞增殖受到抑制，可能是由于細(xì)胞中_(ras mrna/ras蛋白)含量減少引起的。答案(1)限制性核酸內(nèi)切(或限制)啟動(dòng)子(2)胰蛋白(3)rnaras蛋白解析(1)過程表示基因工程操作步驟中基因表達(dá)載體的構(gòu)建，在該過程中需要用限制性核酸內(nèi)切酶對(duì)載體進(jìn)行切割，以便于目的基因的插入；啟動(dòng)子是一段特殊的dna序列，是rna聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)，rna聚合酶結(jié)合到該位點(diǎn)，可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程。(2)過程表示動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)，培養(yǎng)過程中出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象后，可以用胰蛋白酶處理，使之分散成單個(gè)細(xì)胞，隨后分裝到新的培養(yǎng)瓶中進(jìn)行傳代培養(yǎng)。(3)判斷目的基因是否在受體細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄，可用分子雜交技術(shù)來檢測(cè)，從細(xì)胞中提取mrna和用放射性同位素或者熒光標(biāo)記的目的基因單鏈dna片段進(jìn)行雜交。根據(jù)題中信息“肺細(xì)胞中的let7基因表達(dá)減弱，癌基因ras表達(dá)增強(qiáng)，會(huì)引發(fā)肺癌”知，導(dǎo)入let7基因后，肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制；據(jù)圖2可知，let7基因影響ras基因表達(dá)的機(jī)理是：let7基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mirna與ras基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物ras mrna結(jié)合，使ras基因翻譯受到抑制，引起細(xì)胞中的ras蛋白含量減少，進(jìn)而導(dǎo)致癌細(xì)胞增殖受到抑制。7 圖1表示含有目的基因d的dna片段長(zhǎng)度(bp即堿基對(duì))和部分堿基序列。圖2表示一種質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列?，F(xiàn)有msp 、bamh 、mbo 、sma 4種限制性核酸內(nèi)切酶，它們識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為ccgg、ggatcc、gatc、cccggg。請(qǐng)回答下列問題：(1)圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個(gè)堿基之間依次由_連接。(2)若用限制酶sma 完全切割圖1中dna片段，產(chǎn)生的末端是_末端，其產(chǎn)物長(zhǎng)度為_。(3)若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對(duì)被ta堿基對(duì)替換，那么基因d就突變?yōu)榛騞。從雜合子中分離出圖1及其對(duì)應(yīng)的dna片段，用限制酶sma 完全切割，產(chǎn)物中共有_種不同長(zhǎng)度的dna片段。(4)若將圖2