高考生物一輪復(fù)習(xí)選修基因工程的基本工具

1、專(zhuān)題1基因工程 本專(zhuān)題包括基因工程的誕生；DNA重組技術(shù)的基本工具；基因工程的基本操作程序；基因工程的應(yīng)用；蛋白質(zhì)工程的崛起等部分。另外根據(jù)全國(guó)考綱，DNA的粗提取與鑒定也歸入本專(zhuān)題復(fù)習(xí)。 基因工程是一門(mén)20世紀(jì)70年代以來(lái)新興的生物科學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的科學(xué)?，F(xiàn)已成為生命科學(xué)中發(fā)展最快、最前沿的學(xué)科，有關(guān)生物工程的內(nèi)容，已成為近幾年生物高考的熱點(diǎn)內(nèi)容。其中基因工程的操作工具和基因工程操作的基本步驟以及基因工程的成果及應(yīng)用前景將是近年命題的新熱點(diǎn)。 基因工程操作的三種基本工具，四項(xiàng)基本操作程序等內(nèi)容將成為考查學(xué)生分析綜合問(wèn)題能力的材料；另外，針對(duì)生物工程在醫(yī)藥、食品、農(nóng)林等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

2、，運(yùn)用有關(guān)的生物知識(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)和實(shí)踐，對(duì)有關(guān)的生產(chǎn)方案、生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析、綜合評(píng)價(jià)，這也是高考的另一熱點(diǎn)。 有關(guān)基因工程的備考，今后高考中可能涉及到本考題的熱點(diǎn)問(wèn)題，有如下幾個(gè)方面：1基因工程的基本步驟：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因表達(dá)的檢測(cè)與鑒定幾個(gè)步驟。2轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用：(1)轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物，如抗蟲(chóng)、抗病、抗逆、抗除草劑，抗倒伏的植物；產(chǎn)肉、產(chǎn)蛋量高、生長(zhǎng)快、耐粗飼料的動(dòng)物；此外，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物為人類(lèi)異體器官移植提供了可能。(2)基因藥物：如人造胰島素、人造生長(zhǎng)激素、溶血栓的尿激酶原等。(3)基因治療：美國(guó)對(duì)復(fù)合型免疫缺陷癥的治療；糖尿病的治療：許多科學(xué)家

3、希望利用基因工程手段將正常的合成胰島素基因?qū)牖颊唧w內(nèi)，并準(zhǔn)確表達(dá)，以此來(lái)修復(fù)或替代失去正常功能的胰島B細(xì)胞，從而維持機(jī)體血糖平衡。 本專(zhuān)題所涉及的內(nèi)容大都是社會(huì)熱點(diǎn)、焦點(diǎn)問(wèn)題，很可能成為遵循大綱，但又不拘泥于大綱的高考題目的素材，要求我們要有足夠的重視。 考點(diǎn)一基因工程的理論基礎(chǔ)和基本工具【基礎(chǔ)知識(shí)整合】1基因拼接的理論基礎(chǔ)(1) 是生物的主要遺傳物質(zhì)。(2)DNA的基本組成單位都是 。(3)雙鏈DNA分子的空間結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的 結(jié)構(gòu)。DNA四種脫氧核苷酸雙螺旋2外源基因在受體內(nèi)表達(dá)的理論基礎(chǔ)(1) 是控制生物性狀的獨(dú)立遺傳單位。(2)遺傳信息的傳遞都遵循 闡述的信息流動(dòng)方向。(3)生物界共用

4、一套 。3基因工程的基本工具( 1 ) 限 制 性 核 酸 內(nèi) 切 酶 ： 切 割 D N A 的 工 具 是 ，又稱(chēng) 。這類(lèi)酶主要是從 中 分 離 純 化 出 來(lái) 的 ， 能 識(shí) 別 分 子中 ，并且使每一條鏈中特 定 部 位 的 兩 個(gè) 核 苷 酸 之 間 的 斷開(kāi)，使其形成 或 。基因中心法則遺傳密碼限制性核酸內(nèi)切酶限制酶原核生物雙鏈DNA特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵黏性末端平末端(2)DNA連接酶：常用的DNA連接酶有(3)載體：攜帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞條件：能在宿主細(xì)胞中保存下來(lái)并大量 ，有一個(gè)至多個(gè) 切割位點(diǎn)，有特殊的遺傳 ，便于篩選。復(fù)制限制性核酸內(nèi)切酶標(biāo)記基因種 類(lèi) ： ( 常

5、用 ) 、 噬 菌 體 的 衍 生物、 。質(zhì)粒 是 能 夠 自 主 復(fù) 制 的 很 小 的 雙 鏈 環(huán) 狀 分子。作用：(1)作為運(yùn)載工具，將 轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞內(nèi)；(2)利用它在受體細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量 。質(zhì)粒動(dòng)植物病毒DNA目的基因復(fù)制【知識(shí)拓展】1基因工程基因工程的別名基因工程的別名基因拼接技術(shù)或基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)重組技術(shù)操作環(huán)境操作環(huán)境生物體外生物體外操作對(duì)象操作對(duì)象基因基因操作水平操作水平DNA分子水平分子水平基本過(guò)程基本過(guò)程剪切剪切拼接拼接導(dǎo)入導(dǎo)入表達(dá)表達(dá)結(jié)果結(jié)果人類(lèi)需要的基因產(chǎn)物人類(lèi)需要的基因產(chǎn)物2.DNA連接酶與DNA聚合酶的比較DNA連接酶連接酶DNA聚合酶聚合酶作

6、用作用實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)都是催化兩個(gè)核苷酸之間形成磷酸二酯鍵都是催化兩個(gè)核苷酸之間形成磷酸二酯鍵是否是否需模板需模板不需要不需要需要需要連接連接DNA鏈鏈雙鏈雙鏈單鏈單鏈作用過(guò)程作用過(guò)程在兩個(gè)在兩個(gè)DNA片段之間形片段之間形成磷酸二酯鍵成磷酸二酯鍵將單個(gè)核苷酸加到已存將單個(gè)核苷酸加到已存在的核酸片段的在的核酸片段的3端的端的羥基上，形成磷酸二酯羥基上，形成磷酸二酯鍵鍵作用結(jié)果作用結(jié)果將存在的將存在的DNA片段連接片段連接成重組成重組DNA分子分子合成新的合成新的DNA分子分子【典例精析】【例1】(2011浙江)ada(腺苷酸脫氨酶基因)通過(guò)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

7、的是( )A每個(gè)大腸桿菌至少含一個(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B【考查類(lèi)型】本題主要考查有關(guān)基因工程的工具和基本操作步驟的基礎(chǔ)知識(shí)。【解析】重組質(zhì)粒已經(jīng)導(dǎo)入大腸桿菌，則每一個(gè)大腸桿菌細(xì)胞至少含一個(gè)重組質(zhì)粒(也可能有多個(gè))。每個(gè)重組質(zhì)粒至少含兩個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)，這是切開(kāi)的質(zhì)粒與目的基因的末端(兩個(gè)末端)分別形成的。質(zhì)粒的每個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)至少插入一個(gè)ada，重組質(zhì)粒已經(jīng)表達(dá)出了腺苷酸脫氨酶，意味著每個(gè)插入的ada至少表達(dá)一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子。【方法歸納】本

8、題關(guān)鍵是要理解重組質(zhì)粒的特點(diǎn)及重組質(zhì)粒表達(dá)的含義?？键c(diǎn)二基因工程基本操作程序【基礎(chǔ)知識(shí)整合】基因工程的基本操作程序第一步： 1目的基因主要是指 ，也可以是一些具有調(diào)控作 用 的 因 子 。 目 的 基 因 的 獲 取 途 徑 常 見(jiàn) 的有： 、 、 。目的基因的獲取編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因人工合成目的基因利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因從自然界中已有的物種中分離出來(lái)2基因文庫(kù)：將含有某種生 物 不 同 基 因 的 許 多 ，導(dǎo)入 的群體中儲(chǔ)存，各個(gè) 分別含有這種生物的 ，稱(chēng)為基因文庫(kù)。常見(jiàn)的基因文庫(kù)有 和 。3PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因PCR 是 的 縮 寫(xiě)，是 一 項(xiàng)在 復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)，

9、可以在短時(shí)間內(nèi) 。其原理是 ，其過(guò)程是：加熱至9095， ；冷卻到5560， ；加熱至7075， 。DNA片段受體菌受體菌不同的基因基因組文庫(kù)cDNA文庫(kù)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)生物體外大量擴(kuò)增目的基因DNA雙鏈復(fù)制DNA解鏈引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈 熱穩(wěn)定DNA聚合酶(如Taq酶)從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成第二步： 1 目 的 ： 使 目 的 基 因 在 受 體 細(xì) 胞 中 ， 并 且 可以 ，同時(shí)使目的基因能夠 。2基因表達(dá)載體的組成： 。 (1)啟動(dòng)子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的 ，位于基因的首端，是 識(shí)別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動(dòng)基因 ，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。(2)終止子：是一段有特殊結(jié)構(gòu)的 ，位于基因的 。(

10、3) 標(biāo) 記 基 因 的 作 用：是 為 了 鑒 定 受 體 細(xì) 胞 中 ，從而將 篩選出來(lái)。常用的標(biāo)記基因是 ?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建穩(wěn)定存在遺傳給下一代表達(dá)和發(fā)揮作用目的基因啟動(dòng)子終止子標(biāo)記基因DNA片段RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄出mRNADNA短片段尾端是否含有目的基因含有目的基因的細(xì)胞抗生素抗性基因第三步：1轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進(jìn)入 ，并且在受體細(xì)胞內(nèi) 的過(guò)程。2常用的轉(zhuǎn)化方法：(1)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：采用最多的方法是 ，農(nóng)桿菌特點(diǎn)：易感染 植 物 和 裸 子 植 物， 對(duì) 大 多 數(shù) 植物沒(méi)有感染力；農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的TDNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并整合到受體細(xì)胞的 上。將目的基因?qū)胧荏w

11、細(xì)胞受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法雙子葉單子葉染色體的DNA其次還有 ，是單子葉植物中常用的一種基因轉(zhuǎn)化方法，但是成本較高。 是我國(guó)科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的一種方法，是一種十分簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的方法。(我國(guó)的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉就是用此種方法獲得的)(2)將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞：最常用的方法是 。此方法的受體細(xì)胞多是 。操作程序：目的基因表達(dá)載體 取卵(受精卵) 顯微注射注射了目的基因的受精卵移植到 性動(dòng)物的 內(nèi)發(fā)育新性狀動(dòng)物。基因槍法花粉管通道法顯微注射技術(shù)受精卵提純雌輸卵管或子宮(3)將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：感受態(tài)細(xì)胞法原核生物特點(diǎn)： 、 、 等，因此早期的基因工程都用原核生物作為受體細(xì)胞。大腸桿菌最常用的轉(zhuǎn)

12、化方法是： 處理細(xì)胞 細(xì)胞表達(dá)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合 細(xì)胞吸收DNA分子。3重組目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，篩選含有基因表達(dá)載體受體細(xì)胞的依據(jù)是 。繁殖快多為單細(xì)胞遺傳物質(zhì)相對(duì)較少Ca2感受態(tài)感受態(tài)標(biāo)記基因是否表達(dá)第四步：1首先要檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因，方法是 。2其次還要檢測(cè) ，方法是 。3最后檢測(cè) ，方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取 ，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行 。4有時(shí)還需進(jìn)行 的鑒定。如轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植物是否出現(xiàn)抗蟲(chóng)性狀。目的基因的檢測(cè)與鑒定DNA分子雜交技術(shù)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)抗原抗體雜交個(gè)體生物學(xué)水平【知識(shí)拓展

13、】1基因文庫(kù)的比較文庫(kù)類(lèi)型文庫(kù)類(lèi)型cDNA文庫(kù)文庫(kù)基因組文庫(kù)基因組文庫(kù)文庫(kù)大小文庫(kù)大小小小大大基因中啟動(dòng)子基因中啟動(dòng)子(具有啟動(dòng)具有啟動(dòng)作用的作用的DNA片段片段)無(wú)無(wú)有有基因中內(nèi)含子基因中內(nèi)含子(位于編碼位于編碼蛋白質(zhì)序列的非編碼蛋白質(zhì)序列的非編碼DNA片段片段)無(wú)無(wú)有有基因多少基因多少某種生物的某種生物的部分基因部分基因某種生物的某種生物的全部基因全部基因物種間的基因交流物種間的基因交流可以可以部分基因可部分基因可以以2.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的比較生物生物種類(lèi)種類(lèi)植物細(xì)胞植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞微生物細(xì)胞微生物細(xì)胞常用常用方法方法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 顯微注射技術(shù)顯微注射技術(shù)Ca2處

14、理法處理法受體受體細(xì)胞細(xì)胞體細(xì)胞體細(xì)胞受精卵受精卵原核細(xì)胞原核細(xì)胞轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化過(guò)程過(guò)程將目的基因插將目的基因插入入Ti質(zhì)粒的質(zhì)粒的TDNA上上農(nóng)桿菌農(nóng)桿菌導(dǎo)入導(dǎo)入植物細(xì)胞植物細(xì)胞整整合到受體細(xì)胞合到受體細(xì)胞的的DNA表表達(dá)達(dá)將含有目的基將含有目的基因的表達(dá)載體因的表達(dá)載體提純提純?nèi)÷讶÷?受精卵受精卵)顯顯微注射微注射受精受精卵發(fā)育卵發(fā)育獲得獲得具有新性狀的具有新性狀的動(dòng)物動(dòng)物Ca2處理細(xì)處理細(xì)胞胞感受態(tài)細(xì)感受態(tài)細(xì)胞胞重組表達(dá)重組表達(dá)載體與感受態(tài)載體與感受態(tài)細(xì)胞混合細(xì)胞混合感感受態(tài)細(xì)胞吸收受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子分子3目的基因的檢測(cè)與鑒定類(lèi)類(lèi)型型步驟步驟檢測(cè)內(nèi)容檢測(cè)內(nèi)容方法方法結(jié)果結(jié)果顯示顯示分分子

15、子檢檢測(cè)測(cè)導(dǎo)入導(dǎo)入檢測(cè)檢測(cè)目的基因是否插目的基因是否插入受體細(xì)胞染色入受體細(xì)胞染色體的體的DNA上上DNA分子雜交技分子雜交技術(shù)術(shù)(DNA和和DNA之間之間)是否成是否成功顯示功顯示出雜交出雜交帶帶表達(dá)表達(dá)檢測(cè)檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出錄出mRNA核酸分子雜交技核酸分子雜交技術(shù)術(shù)(DNA和和mRNA之間之間)同上同上目的基因是否翻目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)譯出蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分子雜交蛋白質(zhì)分子雜交(抗原與抗體之間抗原與抗體之間)同上同上個(gè)體生物學(xué)個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定水平的鑒定確定是否具有確定是否具有抗性及抗性程度抗性及抗性程度基因工程產(chǎn)品基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品的活與天然產(chǎn)品的活性是否相同性

16、是否相同抗蟲(chóng)或抗病的抗蟲(chóng)或抗病的接種實(shí)驗(yàn)接種實(shí)驗(yàn)基因工程產(chǎn)品基因工程產(chǎn)品與天然產(chǎn)品活性與天然產(chǎn)品活性的比較的比較是否賦是否賦予了預(yù)予了預(yù)期抗性期抗性或蛋白或蛋白質(zhì)活性質(zhì)活性4.幾種不同水平的雜交 雜交(有性雜交)：在有性生殖過(guò)程中不同基因型個(gè)體之間的交配，實(shí)質(zhì)是基因的自由組合。細(xì)胞雜交：分為植物體細(xì)胞雜交和動(dòng)物細(xì)胞融合，其本質(zhì)都是不同遺傳信息的兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞的融合。DNA分子雜交技術(shù)，即使用放射性同位素或熒光分子標(biāo)記的DNA作探針進(jìn)行檢測(cè)。 DNARNA雜交：轉(zhuǎn)錄檢測(cè)，用標(biāo)記的目的基因作探針，與mRNA雜交，能獲得DNARNA的雜交帶。 抗原抗體雜交：抗原抗體特異性反應(yīng)法，首先要獲取由目的基因

17、表達(dá)產(chǎn)物(蛋白質(zhì))免疫動(dòng)物后的抗體，再?gòu)霓D(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì)，與抗體混合后，檢測(cè)是否有抗原抗體雜交帶的出現(xiàn)?！镜淅觥俊纠?】(2011江蘇)請(qǐng)回答基因工程方面的有關(guān)問(wèn)題：(1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，其原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制類(lèi)似(如下圖所示)。 圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。從理論上推測(cè)，第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A的DNA片段所占的比例為 。在第 輪循環(huán)產(chǎn)物中開(kāi)始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長(zhǎng)的DNA片段。(2)設(shè)計(jì)引物是PCR技術(shù)關(guān)鍵步驟之一。某同學(xué)設(shè)計(jì)的兩組引物(只標(biāo)注了部分堿基序列)都不合理(如下圖)，請(qǐng)分別說(shuō)明理由。15/16三第1組： ；第2組： 。(3)PC

18、R反應(yīng)體系中含有熱穩(wěn)定DNA聚合酶，下面的表達(dá)式不能正確反映DNA聚合酶的功能，這是因?yàn)?。引物和引物局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效引物自身折疊后會(huì)出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效 DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上 (4)用限制酶EcoR、Mbo單獨(dú)或聯(lián)合切割同一種質(zhì)粒，得到的DNA片段長(zhǎng)度如下圖(1kb即1000個(gè)堿基對(duì))，請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫(huà)出質(zhì)粒上EcoR、Mbo的切割位點(diǎn)。答案如右圖：【考查類(lèi)型】本題主要考查基因工程中PCR的操作過(guò)程及限制酶在質(zhì)粒上切割位點(diǎn)的特點(diǎn)?！窘馕觥?1)根據(jù)題意，PCR前三輪循環(huán)示意圖如下：從圖中可知，在第3輪循環(huán)產(chǎn)物中開(kāi)始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈

19、等長(zhǎng)的DNA片段(占1/4)。第一輪循環(huán)產(chǎn)物中不含引物A的DNA片段是一個(gè)，第二輪循環(huán)產(chǎn)物中不含引物A的DNA片段是1個(gè)，第三輪產(chǎn)物中不含引物A的DNA片段也是一個(gè)，同理可推知第四輪產(chǎn)物中不含引物A的DNA片段也是一個(gè)，第四輪產(chǎn)物中DNA片段共有16個(gè)，所以第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A的DNA片段所占的比例為15/16。(2)引物設(shè)計(jì)的要求之一是引物必須與待復(fù)制的DNA片段的一條鏈準(zhǔn)確配對(duì)，但第1組引物中引物和引物局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效，第2組引物中的引物自身折疊后會(huì)出現(xiàn)局部堿基互補(bǔ)配對(duì)而失效。(3)DNA聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸連續(xù)結(jié)合到雙鏈DNA片段的引物鏈上，而表達(dá)式中是直接將兩個(gè)脫

20、氧核苷酸直接相連。(4)由圖可知，質(zhì)粒DNA分子的長(zhǎng)度是14kb，EcoR V在質(zhì)粒上有一個(gè)切割位點(diǎn)；Mbo 在質(zhì)粒上有兩個(gè)切割位點(diǎn)，這兩個(gè)切割位點(diǎn)的距離是2.5kb，其中一個(gè)切割位點(diǎn)與EcoR V的切割位點(diǎn)相距6kb，另一個(gè)切割位點(diǎn)與EcoR V的切割位點(diǎn)相距5.5kb?！痉椒w納】本題立意在基因工程的基本工具和操作程序，要準(zhǔn)確作答，必須對(duì)相關(guān)過(guò)程達(dá)到深刻理解的程度。為了便于推算有時(shí)要畫(huà)出示意圖幫助理解。課時(shí)練習(xí)七十五一、選擇題(每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng))1有關(guān)基因工程的敘述正確的是( )A限制性?xún)?nèi)切酶只在獲得目的基因時(shí)才用 B重組質(zhì)粒的形成在細(xì)胞內(nèi)完成C質(zhì)粒都可作運(yùn)載體 D蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合

21、成目的基因提供資料D2下列關(guān)于染色體和質(zhì)粒的敘述，正確的是( )A染色體只存在于真核生物細(xì)胞中，質(zhì)粒只存在于原核生物細(xì)胞中B染色體和質(zhì)粒均與生物的遺傳有關(guān)C在基因工程中染色體和質(zhì)粒均可以作為運(yùn)載體D染色體和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)相同B3下列敘述符合基因工程概念的是( )AB淋巴細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞融合，雜交瘤細(xì)胞中含有B淋巴細(xì)胞中的抗體基因B將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株C用紫外線照射青霉菌，使其DNA發(fā)生改變，通過(guò)篩選獲得青霉素高產(chǎn)菌株D自然界中天然存在的噬菌體自行感染細(xì)菌后其DNA整合到細(xì)菌DNA上B4下表有關(guān)基因表達(dá)的選項(xiàng)中，不可能的是( )基因基因表達(dá)的細(xì)胞表達(dá)的

22、細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)物表達(dá)產(chǎn)物A細(xì)菌抗蟲(chóng)細(xì)菌抗蟲(chóng)蛋白基因蛋白基因抗蟲(chóng)棉葉抗蟲(chóng)棉葉肉細(xì)胞肉細(xì)胞細(xì)菌抗蟲(chóng)細(xì)菌抗蟲(chóng)蛋白蛋白B人酪氨酸人酪氨酸酶基因酶基因正常人皮正常人皮膚細(xì)胞膚細(xì)胞人酪氨人酪氨酸酶酸酶C動(dòng)物胰島動(dòng)物胰島素基因素基因大腸桿菌大腸桿菌工程菌細(xì)胞工程菌細(xì)胞動(dòng)物胰動(dòng)物胰島素島素D兔血紅蛋兔血紅蛋白基因白基因兔成熟兔成熟紅細(xì)胞紅細(xì)胞兔血紅兔血紅蛋白蛋白D5.下圖所示平末端屬于同一種限制酶切割而成的是( )A BC DA6. 下圖AD段表示質(zhì)粒的某基因(非標(biāo)記基因)，B表示RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)。為使目的基因最易表達(dá)，目的基因插入的最佳位點(diǎn)是圖中的( )A BC DC7現(xiàn)有一長(zhǎng)度為3000個(gè)堿基對(duì)(bp)的

23、線性DNA分子，用限制酶切割后，進(jìn)行凝膠電泳，使降解產(chǎn)物分開(kāi)。用酶H單獨(dú)酶切，結(jié)果如圖1。用酶B單獨(dú)酶切，結(jié)果如圖2。用酶H和酶B同時(shí)酶切，結(jié)果如圖3。該DNA分子的結(jié)構(gòu)及其酶切圖譜是( )A8研究人員想將生長(zhǎng)激素基因通過(guò)質(zhì)粒介導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，以表達(dá)產(chǎn)生生長(zhǎng)激素。已知質(zhì)粒中存在兩個(gè)抗性基因：A是抗鏈霉素基因，B是抗氨芐青霉素基因，且目的基因不插入到基因A、B中，而大腸桿菌不帶任何抗性基因，則篩選獲得“工程菌”的培養(yǎng)基中的抗生素首先應(yīng)該( )A僅有鏈霉素B僅有氨芐青霉素C同時(shí)有鏈霉素和氨芐青霉素D無(wú)鏈霉素和氨芐青霉素C二、非選擇題9已知SARS是由一種RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒

24、表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康復(fù)后的血清中有抗S蛋白的特異性抗體。某研究小組為了研制預(yù)防SARS病毒的疫苗，開(kāi)展了前期研究工作，其簡(jiǎn)要的操作流程如下：(1)實(shí)驗(yàn)步驟所代表的反應(yīng)過(guò)程是 。(2)步驟構(gòu)建重組表達(dá)載體A和重組表達(dá)載體B必須使用限制性?xún)?nèi)切酶和 酶，后者的作用是將 用 限 制 性 內(nèi) 切 酶 切 割 的 和 連接起來(lái)。(3)如果省略步驟而將大量擴(kuò)增的S蛋白基因直接導(dǎo)入大腸桿菌，一般情況下，不能得到表達(dá)的S蛋白，其原因 是 S 蛋 白 基 因 在 大 腸 桿 菌 中 不 能 ，也不能 。逆轉(zhuǎn)錄DNA連接載體S蛋白基因復(fù)制合成S蛋白基因的mRNA(4)為了檢驗(yàn)步驟所表達(dá)的S

25、蛋白是否與病毒S蛋白有相同的免疫反應(yīng)特性，可用 與 進(jìn)行抗原抗體特異性反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，從而得出結(jié)論。(5)步驟和的結(jié)果相比，原核細(xì)胞表達(dá)的S蛋白與真核細(xì)胞表達(dá)的S 蛋 白 的 氨 基 酸 序 列 ( 相 同 或 不 同 ) ， 根 本 原 因是 。 大腸桿菌中表達(dá)的S蛋白SARS康復(fù)病人血清相同表達(dá)蛋白質(zhì)所用的基因相同10水稻種子中70%的磷以植酸形式存在。植酸易同鐵、鈣等金屬離子或蛋白質(zhì)結(jié)合排出體外，是多種動(dòng)物的抗?fàn)I養(yǎng)因子，同時(shí)，排出的大量磷進(jìn)入水體易引起水華。(1)磷元素除了形成植酸外，還 可 以 出 現(xiàn) 在 下 列 分子或結(jié)構(gòu)中(多選)。A核糖 BATPC核糖體 D核膜(2)種植蘆葦能有效抑制

26、水華的發(fā)生，表明蘆葦與引起水華的藻類(lèi)關(guān)系是 。(3)植酸酶可降解植酸，在谷物類(lèi)飼料中添加植酸酶可提高飼料的 利用率。BCD競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系營(yíng)養(yǎng)成分(4)酵母菌中植酸酶的活性較高。下圖是從不同類(lèi)型酵母菌的發(fā)酵液中提取植酸酶的工藝流程。據(jù)圖回答：植酸酶_(/)屬于分泌蛋白。若植酸酶和的肽鏈組成不同，其差異體現(xiàn)在 。氨基酸的種類(lèi)、數(shù)量和排列順序不同提純的植酸酶需做活性條件測(cè)定。下圖為測(cè)定結(jié)果。圖中的自變量可為 (答一種)；因變量可以通過(guò)測(cè)定 來(lái)表示。溫度(或pH) 單位時(shí)間內(nèi)植酸的降解量(或植酸降解產(chǎn)物的生成量)(5)為從根本上解決水稻中的高植酸問(wèn)題，可將植酸酶基因?qū)胨?，培育低植酸轉(zhuǎn)基因水稻品種。下圖是

27、獲取植酸酶基因的流程。據(jù)圖回答：圖中基因組文庫(kù) (小于/等于/大于)cDNA文庫(kù)。B過(guò)程需要的酶是 ；A、C過(guò)程中 (可以/不可以)使用同一種探針篩選含目的基因的菌株。目的基因和除從構(gòu)建的文庫(kù)中分離外，還可以分別利用圖中 和 為模板直接進(jìn)行PCR擴(kuò)增，該過(guò)程中所用酶的顯著特點(diǎn)是 。大于逆轉(zhuǎn)錄酶可以DNAcDNA耐高溫(6)已獲得的轉(zhuǎn)植酸酶基因水稻品系植酸含量低，但易感病，下圖為選育低植酸抗病水稻品種的過(guò)程。圖中兩對(duì)相對(duì)性狀分別由兩對(duì)基因控制，并獨(dú)立遺傳。 采用上圖育種過(guò)程，需從_代開(kāi)始篩選，經(jīng)篩選淘汰后，在選留的植株中低植酸抗病純合體所占的比例是 。選留植株多代自交，經(jīng)篩選可獲得低植酸抗病性狀

28、穩(wěn)定的品性。F21/9【解析】(1)只有核糖中不含磷元素，ATP(磷酸基團(tuán))、核糖體(含RNA)、核膜(含磷脂)中均含有磷元素。(2)蘆葦能抑制水華的發(fā)生，表明蘆葦引起與水華的藻類(lèi)關(guān)系是競(jìng)爭(zhēng)。(3)植酸易同鐵、鈣等金屬離子或蛋白質(zhì)結(jié)合排出體外，是多種動(dòng)物的抗?fàn)I養(yǎng)因子，而植酸酶可降解植酸，因此在谷物類(lèi)飼料中添加植酸酶可提高飼料的營(yíng)養(yǎng)成分的利用率。(4)分析圖可知，植酸酶需要經(jīng)過(guò)兩次離心，因此植酸酶屬于分泌蛋白。若植酸酶和的肽鏈組成不同，其差異體現(xiàn)在氨基酸的種類(lèi)、數(shù)量和排列順序的不同。從圖中可看出，自變量可為溫度或pH，因變量可以通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)植酸的降解量或植酸降解產(chǎn)物的生成量來(lái)表示。 (5)

29、分析獲取植酸酶基因的流程圖可知，圖中基因組文庫(kù)大于cDNA文庫(kù)。B過(guò)程需要的酶應(yīng)該是逆轉(zhuǎn)錄酶，因?yàn)锳、C過(guò)程都能獲得含目的基因的菌株，所以可以使用同一種探針進(jìn)行篩選。目的基因和除從構(gòu)建的文庫(kù)中分離外，還可以分別利用圖中DNA和cDNA為模板直接進(jìn)行PCR擴(kuò)增，該過(guò)程中所用酶的顯著特點(diǎn)是耐高溫。(6)根據(jù)上圖育種過(guò)程，所需性狀在F2代中才開(kāi)始出現(xiàn)，所以應(yīng)從F2代開(kāi)始篩選。從圖中可以看出，低植酸抗病是雙顯性(在F2中占9/16)，經(jīng)篩選淘汰后，在選留的植株中純合體所占的比例是1/9。11下表中列出了幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)一個(gè)

30、圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma切割前后，分別含有 個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。(2)若對(duì)圖中質(zhì)粒進(jìn)行改造，插入的Sma酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越 。(3)用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Sma切割，原因是：(4)與只使用EcoR相比較，使用BamH和Hind兩種限制酶同時(shí)處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止：0、2高 Sma會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因。質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化。(5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入 酶。( 6 ) 重 組 質(zhì) 粒 中 抗 生 素 抗 性 基 因 的 作 用 是 為 了 。(7) 為 了 從 cD

31、NA 文 庫(kù) 中 分 離 獲 取 蔗 糖 轉(zhuǎn) 運(yùn) 蛋 白 基 因，將 重 組 質(zhì) 粒 導(dǎo) 入 喪 失 吸 收 蔗 糖 能 力 的 大 腸 桿 菌 突 變 體，然 后 在 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達(dá)的初步檢測(cè)。DNA連接鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞以蔗糖為惟一碳源(或含碳營(yíng)養(yǎng)物質(zhì))【解析】本題考查基因工程的限制性?xún)?nèi)切酶的作用特點(diǎn)。(5)質(zhì)粒和目的基因連接后獲得重組質(zhì)粒，該過(guò)程需要連接酶作用，故混合后加入DNA連接酶。(6)質(zhì)粒上的抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因，用于鑒別和篩選含有重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞。(7)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體后，含有重組質(zhì)粒的個(gè)體才能吸收蔗糖，因此可利用蔗糖

32、作為惟一碳源的培養(yǎng)基培養(yǎng)受體細(xì)胞，含有重組質(zhì)粒的細(xì)胞才能存活，不含有重組質(zhì)粒的因不能獲得碳源而死亡，從而達(dá)到篩選目的。2外源基因在受體內(nèi)表達(dá)的理論基礎(chǔ)(1) 是控制生物性狀的獨(dú)立遺傳單位。(2)遺傳信息的傳遞都遵循 闡述的信息流動(dòng)方向。(3)生物界共用一套 。3基因工程的基本工具( 1 ) 限 制 性 核 酸 內(nèi) 切 酶 ： 切 割 D N A 的 工 具 是 ，又稱(chēng) 。這類(lèi)酶主要是從 中 分 離 純 化 出 來(lái) 的 ， 能 識(shí) 別 分 子中 ，并且使每一條鏈中特 定 部 位 的 兩 個(gè) 核 苷 酸 之 間 的 斷開(kāi)，使其形成 或 。基因中心法則遺傳密碼限制性核酸內(nèi)切酶限制酶原核生物雙鏈DNA特定的核苷酸序列磷酸二酯鍵黏性末端平末端2外源基因在受體內(nèi)表達(dá)的理論基礎(chǔ)(1) 是控制生物性狀的獨(dú)立遺傳單位。(2)遺傳信息的傳遞都遵循 闡述的信息流動(dòng)方向。(3)生物界共用一套 。3基因工程的基本工具( 1 ) 限 制 性 核 酸 內(nèi) 切 酶 ： 切 割 D N A 的 工 具 是 ，又稱(chēng) 。這類(lèi)酶主要是從 中 分 離 純 化 出 來(lái) 的 ， 能 識(shí) 別 分 子中 ，并且使每一條鏈中特 定 部 位 的 兩 個(gè) 核 苷 酸 之 間 的 斷開(kāi)，使其形成 或 ?；蛑行姆▌t遺傳密碼