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（福建专用）2014高考生物二轮复习专题八第1讲基因工程和细胞工程教学案.doc20页
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第1讲　基因工程和细胞工程
考纲要求 5年考情
1.基因工程的诞生 Ⅰ
― ― ― ― ―
2.基因工程的原理及技术 Ⅱ
山东，35 天津，7 浙江，6
山东，35 浙江，6
课标全国，40 新课标全国Ⅰ，40
3.基因工程的应用
福建，32山东，35 天津，7 四川，5
山东，35 浙江，6
新课标全国，40 广东，3
4.蛋白质工程 Ⅰ
― ― 江苏，14 ― 新课标全国Ⅰ，40
5.植物的组织培养 Ⅱ
― 课标全国，38 江苏，14 江苏，22
广东，2 新课标全国Ⅱ，40
6.动物的细胞培养与体细胞克隆 Ⅰ
福建，32山东，35 广东，24
浙江，4 上海，15 江苏，22
福建，32 山东，35
7.细胞融合与单克隆抗体 Ⅱ
福建，32山东，35 ― ― 江苏，22
上海，13 海南，31
填充关键点
思考连接处
1 基因工程和细胞工程操作的工具酶有什么不同？
提示　前者涉及限制酶和DNA连接酶；后者涉及纤维素酶、果胶酶和胰蛋白酶。
2 转基因植物的培育涉及到哪些生物工程？
提示　基因工程、植物组织培养 植物细胞工程 。
3 转基因动物的培育涉及到哪些生物工程？
提示　基因工程、动物细胞工程、胚胎移植。
考点1　基因工程
1．比较限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶和解旋酶
项目　　 限制酶 DNA连接酶 DNA聚合酶 解旋酶
作用底物 DNA分子 DNA分子片段 脱氧核苷酸 DNA分子
作用部位 磷酸二酯键 磷酸二酯键 磷酸二酯键 碱基对间的氢键
作用结果 形成黏性末端或平末端 形成重组DNA分子 形成新的DNA分子 形成单链DNA分子
2． 基因工程的操作步骤
1 目的基因的获取
2 基因表达载体的构建
①组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因。
②构建过程
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复件 基因工程检测题
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＞＞＞科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地..
科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是―G↓GATCC―，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是―↓GATC―，据图回答：
(1)过程①表示的是采取______的方法来获取目的基因。(2)根据图示分析，在构建基因表达载体过程中，应用限制酶________切割质粒，用限制酶________切割目的基因。用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过_____原则进行连接。(3)人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，原因是____________。(4)人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为_____________。写出目的基因导入细菌中表达的过程______________。(5)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的，说明已导入了_______，反之则没有导入。
题型：读图填空题难度：偏难来源：湖北省期末题
(1)反转录法(人工合成法)(2)Ⅰ&&& Ⅱ&&&& 碱基互补配对(3)人的基因与大肠杆菌DNA的双螺旋结构相同(4)共用一套(遗传)密码子&&&& (5)普通质粒或重组质粒
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据魔方格专家权威分析，试题“科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地..”主要考查你对&&基因工程的基本操作程序，基因工程的应用&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
基因工程的基本操作程序基因工程的应用
基因工程的基本操作程序：1、目的基因的获取（1）目的基因是指： 编码蛋白质的结构基因。（2）获取方法：①从基因文库中获取；②人工合成（反转录法和化学合成法）；③PCR技术扩增目的基因。2、基因表达载体的构建（1）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。（2）组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。如图：①启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。②终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。③标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。（3）基因表达载体的构建过程：3、将目的基因导入受体细胞（1）转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。（2）常用的转化方法：
（3）重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。4、目的基因的检测和表达（1）首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术。（2）其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。（3）最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原--抗体杂交。 （4）有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。知识点拨：1、构建基因文库的目的为了在不知目的基因序列的情况下，便于获得所需的目的基因。 2、PCR技术：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。PCR扩增是获取目的基冈的一种非常有用的方法，也是进行分子鉴定和检测的一种很灵敏的方法。目的：通过指数式扩增获取大量的目的基因。 3、基因文库中不是直接保管相应基因，基因文库中的基因保存在受体菌中。 4、在基因工程的四个操作步骤中，只有第三步将目的基因导入受体细胞不需碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基互补配对。5、原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，有利于目的基因的复制与表达，因此常用大肠杆菌等原核生物作为受俸细胞。 6、植物细胞的全能性较高，可经植物组织培养过程成为完整植物体，因此受体细胞可以是受精卵也可以是体细胞；动物基因工程中的受体细胞一般是受精卵。7、转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中，从而使受体生物获得了新的遗传特性的现象，从其变化的实质看，这种变异属于可遗传变异中的基因重组。 知识拓展：1、基因文库的构建：（1）概念①基因组文库：含有一种生物的全部基因。将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因组文库。 ②cDNA文库：只包含了一种生物的部分基因。 （2）构建过程
2、人工合成目的基因（1）反转录法：（2）人工合成目的基因3、PCR技术扩增目的基因①原理：DNA双链复制②过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。基因工程的应用：1、植物基因工程：
2、动物基因工程：
3、基因诊断与基因治疗(1)基因诊断：DNA分子杂交法（即DNA探针法），该方法是根据碱基互补配对原则，把互补的双链 DNA解开，把单链的DNA小片段用同位素、荧光分子或化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的DNA 中的同源互补序列杂交，从而检出所要查明的DNA或基因。 (2)基因治疗的方法：基因置换、基因修复、基因增补、基因失活等。 (3)基因治疗的途径①体外基因治疗：先从病人体内获得某种细胞进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内。如腺苷酸脱氨酶基因的转移。②体内基因治疗：用基因工程的方法，直接向人体 知识拓展：1、Bt毒蛋白基因产生的Bt毒蛋白并无毒性，进入昆虫消化道被分解成多肽后产生毒性。2、青霉素是谤变后的高产青霉菌产生的，不是通过基因工程改造的工程菌产生的。3、动物基因工程的应用主要体现在提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物等方面。 4、动物基因工程主要为了改善畜产品的品质，不是为了产生体型巨大的个体。5、乳腺生物反应器产量高、质量好、成本低、易提取，在高价值蛋白质的生产上比工厂化生产更具有优越性二。6、用基因工程的方法，使外源基因得以高效表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”。7、基因诊断是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。基因治疗指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法。8、基因工程与环境保护亲子鉴定：利用医学、生物学和遗传学的理论和技术，从子代和亲代的形态构造或生理机能方面的相似特点，分析遗传特征，判断父母与子女之间是否是亲生关系。使用国产制剂进行亲子鉴定鉴定亲子关系目前用得最多的是DNA分型鉴定。人的血液、毛发、唾液、口腔细胞及骨头等都可以用于亲子鉴定，十分方便。利用DNA进行亲子鉴定，只要作十几至几十个DNA位点作检测，如果全部一样，就可以确定亲子关系，如果有3个以上的位点不同，则可排除亲子关系，有一两个位点不同，则应考虑基因突变的可能，加做一些位点的检测进行辨别。DNA亲子鉴定，否定亲子关系的准确率几近100%，肯定亲子关系的准确率可达到99.99%。9、基因芯片的基本原理：就是最基本的DNA分子杂交，利用基因芯片检测某种基因时，先将待测样品制成荧光标记的DNA探针，让它与基因芯片上已知序列的DNA片段杂交，杂交信号经放大后输入计算机进行统计分析，这样就可以检测出样品DNA序列。用途：用来检测基因表达的变化、分析基因序列、寻找新的基因和新的药物分子。利用基因芯片，可以比较同一物种不同个体或物种之间，以及同一个体在不同生长发育阶段、正常和疾病状态下基因表达的差异，寻找和发现新的基因，研究基因的功能以及生物体在进化、发育、遗传等过程中的规律。
发现相似题
与“科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组，并成功地..”考查相似的试题有：
853888344688775920169862873545基因工程检测题
当前位置：>>>>>>>>>>>>>>
基础篇（A卷）
（时间：30分钟&& 满分：50分）
一 选择题（每小题只有一个选项符合题意。每小题2分，共20分）
1．基因工程中，切割目的基因和载体所用的限制酶及切口必备的特点是(&&& )
A．可用不同的限制性内切酶，露出的黏性末端必须相同
B．必须用相同的限制性内切酶，露出的黏性末端可不相同
C．必须用相同的限制性内切酶，露出的黏性末端必须相同
D．可用不同的限制性内切酶，露出不同的黏性末端
2．在基因表达载体的构建中，下列说法不正确的是（&& ）
①一个表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子
②有了启动子才能驱动基因转录出mRNA
③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止
④所有基因表达载体的构建是完全相同的
A．②③&&&&& B．①④&&&&& C．①②&&&&& D．③④
3．下图中有关工具酶功能的叙述，不正确的是(&&& )
A．切断a处的酶为限制性内切酶&&& B．连接a处的酶为DNA连接酶
C．切断b处的酶为DNA解旋酶&&&&& D．连接b处的酶为RNA聚合酶
4．下列不能作为基因工程受体细胞的是（&& ）
A．动物的受精卵&&& B．人的神经细胞& C．大肠杆菌细胞& D．酵母菌细胞
5． 以下是几种不同限制性核酸内切酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列的叙述中，错误的是（&& ）
A．以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的
B．若要把相应片段连接起来，应选用DNA聚合酶
C．上述能进行连接的两个片段，其连接后形成的DNA分子是
D．限制酶和DNA连接酶作用的部位都是磷酸二酯键
6．基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是(&&& )
A．人工合成基因&&&&&&&&&& &&&&B．目的基因与运载体结合
C．将目的基因导入受体细胞& &&&D．目的基因的检测与表达
7．关于蛋白质工程的说法，错误的是 (&&& )&
A．蛋白质工程能定向地改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要
B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构
C．蛋白质工程能产生自然界中不存在的新型蛋白质分子
D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程
8．下列有关基因工程中运载体的说法中，正确的一项是（&& ）
A．在进行基因工程操作中，被用作运载体的质粒都是天然质粒
B．所有的质粒都可以作为基因工程中的运载体
C．质粒是一种独立于细菌染色体外的链状DNA分子
D．作为载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA进行鉴定和选择的标记基因
9．基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的，在基因操作的基本步骤中，不进行碱基互补配对的步骤是(&&& )
A．人工合成基因&&&&&&&&&& &&&&B．目的基因与运载体结合
C．将目的基因导入受体细胞& &&&D．目的基因的检测与表达
10．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是&&& (& )
A．重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
B．所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C．选用的细菌为重组质粒受体细胞，是因为质粒易进入细菌细胞且繁殖快
D．只要目的基因进入受体细胞就能成功实现表达
二 非选择题（30分）
11．（15分）在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答：
⑴A过程需要的酶有__________________。
⑵要把重组质粒导入土壤农杆菌，首先必须用&&&&&&&& 处理土壤农杆菌，使土壤农杆菌转变为&&&&&&&&&&& 态；然后将&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 在缓冲液中混合培养完成转化过程。
⑶含有重组质粒的土壤农杆菌侵染离体棉花叶片组织后，将离体棉花叶片组织培养成再生植株要经过[C]&&&&&&&&&& 和[E]&&&&&&&&&&&& 。如要确保再生植株中含有抗虫基因，可在C过程的培养基中加入&&& &&&&&&&&&&。
⑷如想利用分子杂交技术检测再生植株中的抗虫基因是否转录，应该用放射性同位素标记的目的基因作为探针与__________杂交。
12．（15分）基因敲除是应用DNA重组原理发展起来的一门新兴技术。“基因敲除细胞”的构建过程如下：
第一步：从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞（ES），在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。
第二步：构建基因表达载体。取与靶基因序列同源的目的基因（同源臂），在同源臂上接入新霉素抵抗基因等。由于同源臂与靶基因的DNA正好配对，所以能像“准星”一样， 将表达载体准确地带到靶基因的位置。
第三步：将表达载体导入胚胎干细胞，并与其内靶基因同源重组，完成胚胎干细胞的基因改造。
第四步：基因改造后的胚胎干细胞增殖、筛选。
基本原理如下图所示。
请根据上述资料，回答下列问题：
⑴在把与靶基因序列同源的目的基因导入受体细胞前，应首先完成&&&&&&&&&&&&&& ，在这过程中所需要的工具酶是&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 。
⑵启动子的化学成分是&&&&&&& ，它位于基因的首端，是&&&&&&& 识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出 mRNA 。
⑶如果要获得一只含目的基因的小鼠，则选择的受体细胞通常是&&&&&&&&&&&&&& ，原因是&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 。一般可采用&&&&&&&& 技术将目的基因导入受体细胞。若用大肠杆菌储存目的基因，则需先将其处理为&&&&&&&&&&& 细胞。
⑷上述资料中新霉素抵抗基因的作用最可能是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 。
⑸⑶中获得的小鼠，通过有性生殖产生的后代是否都含该目的基因？为什么?
&&&&&&& ，&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 。
⑹该项技术具有广阔的应用前景，请试举一例&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 。
能力篇（B卷）
（时间：30分钟&& 满分：50分）
一 选择题（每小题只有一个选项符合题意。每小题2分，共20分）
1．下图为DNA分子的某一片段，其中①、②、③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是(&&& )
A．DNA连接酶、限制性内切酶、解旋酶
B．限制性内切酶、解旋酶、DNA连接酶
C．解旋酶、限制性内切酶、DNA连接酶
D．限制性内切酶、DNA连接酶、解旋酶
2．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并由乳腺分泌抗体。下列相关叙述中，正确的是（& ）
①该技术将导致定向变异
②DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端的碱基对连接起来
③蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基因提供资料
④受精卵是理想的受体细胞
A．①②③④&&&&& B．①③④&&&&& C．②③④&&& D．①②④
3．在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是(&&&& )
A．用mRNA为模板逆转录合成DNA
B．以4种脱氧核苷酸为原料人工合成
C．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选
D．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA
4．下列关于基因工程的叙述中，正确的是(&&& )&&&
①基因工程是人工进行基因重组的技术，是在分子水平上对生物遗传作人为干预
②基因治疗是基因工程技术的应用
③基因工程打破了物种与物种之间的界限
④DNA探针可用于病毒性肝炎的诊断、遗传性疾病的诊断、改造变异的基因、检测饮用水病毒含量
A．②③④&&& B．①②③&&& C．①②④& D．①③④
5．下列关于生物工程的相关知识，叙述正确的是&&& (&&& )
A．在基因工程操作中为了获得重组质粒，必须用相同的限制酶，露出黏性末端可以不相同
B．若要生产转基因抗病水稻，可将目的基因先导入到大肠杆菌中，再转入水稻细胞中
C．植物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出的新品种一定不是单倍体
D．基因治疗主要是对具有缺陷的体细胞进行全面修复
6．转基因作物（GMC )是通过转基因对农作物进行精确的改造而产生的，转基因作物一方面在产量、抗逆性及品质等方面& 有显著改进，极大地降低农业生产成本，另一方面，科学家通过动物实验发现转基因作物可能对人类健康存在着危害。2000年2月27日，英国首相布莱尔为此发表了一篇文章，文中说：“毫无疑问，转基因作物对人类健康和环境有可能带来危害，保护公众和环境的安全，现在是，将来也是政府的首要任务。但与此同时，这种新的科技成果将给人类带来更多的利益，这也是毋庸置疑的。”就以上材料你以为下列说法欠妥的是（&&&& ）
A．转基因技术应用的基本原理是基因重组，转基因作物是转基因技术的一种产物
B．如果转基因作物产生了对人类健康及环境的负面影响，我们应该反思转基因技术
C．科学家必须在现有知识与技术的基础上尽量考虑转基因作物可能存在的风险及采取相应的防范措施
D．国家必须对转基因作物的研究制定相应的法律法规，并进行严格管理与有效控制
7．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，可以在相对寒冷的环境中生长。下图是转基因抗冻番茄的培育过程示意图。下列相关的说法中，不正确的是（& ）
A．若图中Ⅱ是科学家构建的鱼抗冻蛋白基因的表达载体，它通常应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等
B．科学家常采用显微注射技术的方法将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内
C．在转基因番茄食用过程中，可能会出现过敏反应、影响人体正常的代谢、出现滞后效应等安全问题
D．多聚半乳糖醛酸酶(PG酶)可将成熟的番茄果实细胞壁中的多聚半乳糖醛酸降解为半乳糖醛酸，从而导致果实软化。抑制PG酶的活性可以延长番茄果实储藏期，则采用蛋白质工程技术降低该酶活性的一般过程： PG酶蛋白的功能分析→PG酶蛋白的结构预测和设计→PG酶基因的改造
8．下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下列叙述正确的是 (& )
A．构建重组质粒过程中需要限制性内切酶和DNA连接酶&
B．愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株
C．卡那霉素抗性基因(kanr)中有该过程所利用的限制性内切酶的识别位点
D．抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传
9．下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，有关的叙述中错误的是（&& ）
A．基因工程的核心是基因表达载体的构建
B．可以利用人的皮肤细胞来完成①过程
C．过程②必需的酶是逆转录酶，过程③必需的酶是解旋酶
D．在利用AB获得C的过程中，必须用同一种限制性内切酶切割A和B，使它们产生相同的黏性末端
10． 菊花的紫花和白花性状是由一对等位基因控制的，紫色（R）对白色（r）显性。现已克隆到控制紫色的基因R，如果你打算利用上述材料开展研究，那么下表选项中，合理的是(&&&& )
用白花植株与紫花植株杂交
判断显隐性&
将控制开紫花的基因转入其他植物中&&
改变受体植物花的颜色
将R基因转入大肠杆菌并大量表达紫色蛋白
生产紫色蛋白用作染料
用紫花杂合子的嫩芽组织培养获得纯合子植株
二 非选择题（30分）
11．（15分）科学家通过基因工程，将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因转入到普通棉株细胞内，并成功的实现了表达，从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株──抗虫棉。其过程大致如下图所示：
(1)基因工程的操作程序主要包括四个步骤，其核心是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 。
(2)获取Bt毒蛋白基因的方法一般有&&&&&&&&&&&&&&& 、&&&&&&&&&&&&& 等。
(3)Ti质粒是农杆菌中的一种质粒，其上有T-DNA，把目的基因插入Ti质粒的T-DNA中是利用了T-DNA的&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 特点。Bt毒蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程，在基因工程中称为&&&&&&&&&&&& 。
(4)将目的基因导入受体细胞的方法很多，在该题中涉及到的方法是&&&&&&&&&&&&& 。
(5)一个基因表达载体的组成必须有&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 等。
(6)目的基因能否在棉花植株体内维持和表达其遗传特性的关键是&&&&&&&&&&&&&&&& 。这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 。若从个体水平来任何检测？&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 。
12．（15分）利用动物乳腺生产产品的技术称为动物乳腺反应器技术。2005年我省青岛“崂山奶山羊乳腺生物反应器的研制”项目通过鉴定，该项目生产的药用蛋白具有表达效率高、成本低、安全性高、易于分离纯化的优点，可产生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等医药产品，造福人类健康。下图为利用生物技术获得生物这一新品种和抗虫棉的过程，据图回答：
⑴在基因工程中，A表示&&&&&&&&&&&&& ，如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因，①过程使用的酶区别于其他酶的特点是&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ，B表示&&&&&&&& 。
⑵在研究过程中，研究人员首先从相关基因组中获取了目的基因，并采用____&&&& 技术对目的基因进行了扩增，然后将目的基因与质粒等载体组合形成了重组载体。在重组载体的构建过程中需要的工具酶有______________。
⑶基因表达载体的构建是基因工程的核心，一个完整的基因表达载体至少包括哪几部分?&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 。
⑷将目的基因导入受体细胞的过程中，在③过程中一般是采用&&&&&&&&&&&&&& 方法，在②过程中一般采用&&&&&&&&&&&&&& 方法，受体细胞一般是&&&&&&&&&&&&&&&&& 。
⑸由于转基因表达产物存在于山羊的乳汁中，检测其体内是否出现药用蛋白，在分子水平上的检测方法及结果是什么?&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&。
【参考答案】
1．C& 解析：目的基因和载体需要用同一种限制性内切酶切割，露出相同的黏性末端两者才能连接在一起。
2．A& 解析：基因表达载体的构建是基因工程的核心内容。一个表达载体的组成，除了目的基因外，还有启动子、终止子和标记基因等。启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束。
3．D& 解析：DNA解旋酶作用的部位是碱基对之间的氢键，限制性内切酶切割DNA分子的部位的是磷酸二脂键从而露出黏性末端或平末端，而DNA连接酶是通过磷酸二脂键连接起来，RNA聚合酶是把核糖核苷酸连接起来，作用的部位也是磷酸二脂键。
4．B& 解析：动植物的受精卵均可以作为基因工程的受体细胞，以培育成转基因动物。大肠杆菌细胞和酵母菌细胞是人们最常用的受体细胞之一，它们具有很强的繁殖能力，是利用微生物来生产某些药品的良好实验材料。人的神经细胞高度分化，已失去了分裂能力，作为基因工程的受体细胞已经没有任何意义。
5．B& 解析：一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且在特定的切点上切割DNA分子。由此可知，以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的。按照碱基互补配对原则，用的DNA连接酶连接起来的相应片段是②和④，作用的部位是磷酸二酯键。
6．C 解析：人工合成目的基因时， DNA的单链与互补链之间发生碱基互补配对；目的基因与运载体结合时黏性末端的碱基互补配对；目的基因的检测是利用DNA分子杂交的原理(即碱基互补配对原则)，表达中DNA的转录和翻译均有碱基互补配对；只有目的基因导入受体细胞时不经过碱基互补配对。
7．B& 解析：蛋白质工程是对基因进行修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或产生新的蛋白质。
8．D& 解析：质粒是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点和一些特殊的遗传标记基因。在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行人工改造的。
9．C 解析：人工合成目的基因时， DNA的单链与互补链之间发生碱基互补配对；目的基因与运载体结合时黏性末端的碱基互补配对；目的基因的检测是利用DNA分子杂交的原理(即碱基互补配对原则)，表达中DNA的转录和翻译均有碱基互补配对；只有目的基因导入受体细胞时不经过碱基互补配对。
10．C &解析：基因工程的工具酶有限制酶、DNA连接酶；其中，限制酶具有专一性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。基因工程中，将目的基因导入受体细胞的工具是运载体，其中最常用的运载体是质粒。目的基因导入受体细胞后，还需要检测后才能知道是否成功表达。
11．⑴ (同一种)限制酶、DNA连接酶(缺一不可)& ⑵Ca2+& 感受& 将重组质粒和感受态细胞 ⑶脱分化& 再分化 卡那霉素 ⑷mRNA
解析：基因表达载体的构建中，需用同一种限制酶切割目的基因和质粒；用DNA连接酶把目的基因和运载体质粒连接成重组质粒。将其导入土壤农杆菌时，首先用Ca2+处理土壤农杆菌细胞，使其转变为一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态──感受态细胞；其次，将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。获得含有目的基因的植株后，一般采用植物组织培养的方法让其在短时间内大量增殖；若检测，则放在含有卡那霉素的选择培养基上进行选择培养。若利用DNA杂交技术检测再生植株中的抗虫基因是否转录，一般带有标记的基因做探针与m RNA杂交，如果显示出杂交带，则表明目的基因转录除了mRNA。
12．(15分，除注明外其余每空1分)
⑴表达载体的构建(2分)&&&&& 限制酶和DNA连接酶(2分)&& ⑵一段有特殊结构的 DNA 片段　　RNA 聚合酶 ⑶受精卵&& 动物受精卵具有全能性（动物不能象植物那样，利用一个除受精卵以外的独立的体细胞直接培养成完整的个体）(2分) 显微注射技术&&& 感受态⑷作为标记基因，便于筛选& ⑸否&& 在形成生殖细胞时等位基因（目的基因和靶基因）会发生分离⑹基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等
解析：基因工程中的工具有限制酶、DNA连接酶和运载体等。基因表达载体的构建是基因工程的核心内容，它至少包括启动子、终止子、目的基因和标记基因等。其中，启动子是一段有特殊结构的饿DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA；而新霉素抵抗基因最可能是标记基因。因为动物的受精卵具有全能性，所以一般选受精卵作为转基因动物的受体细胞；而显微注射技术是转基因动物中采用最常用、最有效的一种方法。若将目的基因导入微生物细胞，首先用钙离子处理让细胞变成感受态细胞。转基因动物通过有性生殖产生的后代往往不含有的目的基因，因为在形成生殖细胞时等位基因（目的基因和靶基因）会发生分离。转基因技术具有广阔的应用前景，如基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等。
1．C& 解析：主要考查了三种酶作用的部位。使氢键断裂的是解旋酶，限制性内切酶将相邻两个碱基的磷酸二酯键断裂，连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。
2．B& 解析：在动物基因工程中，受精卵是最理想的受体细胞。DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末端连接起来，形成的是磷酸二脂键，不是碱基对之间的氢键。
3．B& 解析:人工合成目的基因有两种方法：一是通过mRNA→单链 DNA→双链DNA；二是根据蛋白质氨基酸序列→mRNA序列→推测出结构基因核苷酸序列→通过化学方法人工合成目的基因。在已知基因碱基序列的情况下，合成目的基因的最佳方法就是以4种脱氧核苷酸为原料，进行化学合成(第二种方法)。
4． B 解析：基因工程的优点是能定向地改变生物的性状，突破了物种之间的生理隔离界限。利用DNA分子杂交技术，以DNA分子做探针可用于检测某些遗传性疾病、饮用水中某些病毒的存在等。
5．C解析：要将目的基因导入水稻体内获得转基因水稻可用农杆茵转化法、基因枪法等，不能用大肠杆菌转化，因大肠杆菌只寄生在动物体内。不舍浸染水稻。植物体细胞杂交得到的新品种细胞内染色体组数目，是进行杂交的两种细胞的染色体组数目之和，至少是二
&倍体；基因治疗只能针对缺陷基因进行修复。
6．B& 解析：目前科学家对基因的结构、基因间的相互作用以及基因的调控机制等都了解得相当有限；再加上转移的基因虽然是功能已知的基因，但不少却是异种生物的基因；同时，由于外源基因插入宿主细胞基因组的部位往往是随机的，因此在转基因生物中，有时候会出现一些难以预料的后果。所以，对转基因作物应该考虑到其对人体健康及环境的负面影响。
7．B& 解析：一个完整的基因表达载体，通常包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等。若将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内，通常采用农杆菌转化法，还可以采用花粉管通道法和基因枪法等。在转基因番茄食用过程中，可能会出现如影响人的免疫系统，进而影响人体的健康、过敏反应、会影响人体正常的代谢、担心营养成分改变、担心出现滞后效应等安全问题。采用蛋白质工程技术降低PG酶活性的一般过程： PG酶蛋白的功能分析→PG酶蛋白的结构预测和设计→PG酶基因的改造。
8．A& 解析：质粒与目的基因结合时需要用同一种限制性内切酶切割，用DNA连接酶连接；愈伤组织由相同细胞分裂形成，分化后产生相同基因型的植株；卡那霉素抗性基因作为标记基因不能有限制性内切酶的切割位点；抗虫棉有性生殖后代可能会发生性状分离，抗虫性状不一定能稳定遗传。
9．B& 解析：基因工程的基本过程可以概括为“四步曲”：即获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定，其中基因表达载体的构建是其核心内容。在其过程中，不能利用人的皮肤细胞来完成①过程，因为皮肤细胞中的胰岛素基因未表达（或未转录），不能形成胰岛素mRNA。过程②必需的酶是逆转录酶，过程③必需的酶是解旋酶。在利用AB获得C的过程中，必须用同一种限制性内切酶切割A和B，使它们产生相同的黏性末端，再加入DNA连接酶才可形成C。
10．B& 解析：此题考查基因工程及遗传方案。关键是理解生物性状与某一蛋白的关系，植物组织培养在育种中的优缺点。已知白花为隐性性状，则A为测交实验，可判断杂交个体的基因型；利用基因工程将R基因导入其他生物内就可以控制相关性状一一紫花的出现；紫花性状并不一定是紫色蛋白体现的；植物体细胞组织培养属于无性繁殖,并不改变遗传物质的组成。
11．(1)基因表达载体的构建（2分） (2) 从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因 、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成等（任意两个均可）& ⑶可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA分子上（2分）& 转化 (4)农杆菌转化法（2分） (5)启动子、终止子、目的基因和标记基因 （四者缺一不可）（2分）(6)目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA分子上& DNA分子杂交技术& 抗虫的接种实验（2分）
解析：主要考查了基因工程的四个步骤。熟练记住和理解有关知识是解好此题的关键，特别是加强对农杆菌转化法的原理、目的基因检测与鉴定的四种方法的理解。基因工程一般包括四步基本操作步骤，其中基因表达载体的构建是基因工程的核心。一个基因表达载体的组成必须有启动子、终止子、标记基因和目的基因。获取目的基因的方法有三种：从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因 、通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成等。将目的基因导入受体细胞的过程，称为转化。将目的基因导入植物细胞一般采用农杆菌转化法，还有基因枪法、花粉管通道法等，农杆菌转化法是利用了Ti质粒的T-DNA的可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体DNA分子上的特点。目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA分子上，是目的基因在棉花植株内维持和表达其遗传特性的关键。检测的方法有两类，一是从分子水平通过DNA分子杂交技术或抗原―抗体杂交技术进行鉴定，二是从个体水平通过抗虫的接种实验来进行检测。
12．⑴目的基因&&& 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且在特定的位点上切割DNA分子（2分）& 重组DNA& ⑵PCR（聚合酶链式反应） &限制酶、DNA连接酶 ⑶一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等（2分）⑷农杆菌转化法& 显微注射技术(2分)& 受精卵 ⑸从转基因羊的乳汁中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原―抗体杂交（2分）& 如果出现杂交带，表明奶牛中出现了抗原蛋白；如果不出现杂交带，表明奶牛中未出现抗原蛋白（2分）
解析：主要考查了基因工程的工具和操作步骤。限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且在特定的位点上切割DNA分子。经限制酶切割后露出黏性末端或平末端，而DNA连接酶则能把目的基因和运载体连接起来构成重组DNA。一个完整的基因表达载体至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等部分。将目的基因导入受体细胞的过程中，受体细胞若是植物细胞可以农杆菌转化法、花粉通道法和基因枪法；若是动物细胞一般用显微注射技术。目的基因的检测与表达的方法有四种，蛋白质的鉴定一般采用抗原―抗体检测。
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