生物（高手必备+萃取高招）24 基因工程（含17真题及解析） 新人教版.ppt

第十第十单元元现代生物科技代生物科技专题(选修部分修部分)专题二十四二十四 基因工程基因工程本专题的高考考查频度非常高,内容包括了基因工程的操作工具、基因工程的操作流程、基因工程的应用及蛋白质工程,其中操作工具中限制酶和DNA连接酶的特点和在基因表达载体的构建中的应用考查较为频繁,故此,要充分理解这两种酶的作用特点。基因工程的操作流程要熟练,比如目的基因的获取方法、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞的方法、目的基因的检测鉴定方法及原理等等。有关基因工程的应用只需熟悉相关基因即可,蛋白质工程则需记住流程图、相关概念及与基因工程的区别。北京大学刘楚文考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题基因工程的原理、技术(含PCR技术)和操作程序1.(2017课标全国,38,15分,较低难度)真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题。(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是。(2)若用家蚕作为表达基因A的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用作为载体,其原因是。(3)若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比,大肠杆菌具有(答出两点即可)等优点。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。(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,这一启示是。【答案】(1)基因A有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除,无法表达出蛋白A(2)噬菌体噬菌体的宿主是细菌,而不是家蚕(3)繁殖快、容易培养(4)蛋白A的抗体(5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题【解析】(1)人的基因A含有内含子,其转录出的RNA需切除内含子对应的RNA序列后才能翻译出蛋白A,大肠杆菌是原核生物,其没有切除内含子对应的RNA序列的机制,故将人的基因A导入大肠杆菌无法表达出蛋白A。(2)噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,无法寄生在家蚕中。(3)大肠杆菌繁殖快、容易培养,常用作基因工程的受体。(4)在分子水平检测目的基因是否表达应用抗原抗体杂交法,即用蛋白A与蛋白A的抗体进行杂交。(5)艾弗里的肺炎双球菌转化实验的原理是基因重组,通过重组使得S型细菌的DNA在R型细菌中表达,这种思路为基因工程理论的建立提供了启示。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题2.(2017课标全国,38,15分,较低难度)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内,可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题。(1)在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料,原因是。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是。(2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是。(3)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是(答出两点即可)。(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是。【答案】(1)嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解(2)在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA(3)目的基因无复制原点;目的基因无表达所需启动子(4)磷酸二酯键(5)目的基因的转录或翻译异常考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题【解析】(1)选取嫩叶为实验材料提取mRNA的原因是嫩叶细胞的细胞壁易破碎。提取RNA时加入RNA酶抑制剂的目的是防止RNA降解。(2)以mRNA为材料获得cDNA的过程为逆转录,其原理是在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA。(3)目的基因无复制原点,无表达所需的启动子、终止子等,其不能在受体细胞内表达,要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过含有这些结构的质粒载体将目的基因导入受体细胞。(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。(5)如果目的基因已经整合到植物的基因组中,但植物未表现出相应性状,可能的原因是目的基因未转录,或是转录出的mRNA未翻译出相应的几丁质酶。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题3.(2017课标全国,38,15分,较低难度)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成,编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成,如图1所示。回答下列问题。(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙,若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA),则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙,原因是。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中,在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等,还加入了序列甲作为,加入了作为合成DNA的原料。(3)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白,要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用,某同学做了如下实验:将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组,其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一组作为对照,培养并定期检测T淋巴细胞浓度,结果如图2。由图2可知:当细胞浓度达到a时,添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加,此时若要使T淋巴细胞继续增殖,可采用的方法是。细胞培养过程中,培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题仅根据图1、图2可知,上述甲、乙、丙三种蛋白中,若缺少(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所编码的肽段,则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。【答案】(1)编码乙的DNA序列起始端无ATG,转录出的mRNA无起始密码子(2)模板dNTP(3)进行细胞传代培养维持培养液的pHC考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题【解析】(1)由基因乙的碱基序列可知,由该序列转录出的mRNA无起始密码子,所以在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列后,所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙。(2)PCR反应体系中除了加入了DNA聚合酶、引物等,还应加入序列甲作为模板,加入四种脱氧核苷酸(dNTP)作为合成DNA的原料。(3)当细胞浓度达到a时,T淋巴细胞的浓度不再增加,是因为出现了接触抑制现象,所以可以进行细胞传代培养,使T淋巴细胞继续增殖;培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是维持培养液中的pH。根据图2可知,甲、乙两组的T淋巴细胞数量多,丙组的T淋巴细胞数量少,根据图1比较可知,丙组T淋巴细胞少的原因是蛋白丙缺少C片段所编码的肽段。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题4.(2016课标全国,40,15分,较低难度)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三种限制性内切酶的识别序列与切割位点,图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoR、Sau3A的切点是唯一的)。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题根据基因工程的有关知识,回答下列问题:(1)经BamH酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被酶切后的产物连接,理由是。(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图(c)所示。这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有,不能表达的原因是。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶,常见的有和,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是。【答案】(1)Sau3A两种酶切割后产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启动子的上游,丙中目的基因插入在终止子的下游,二者的目的基因均不能被转录(其他合理答案也可)(3)EcoliDNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶(其他合理答案也可)考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题【解析】本题考查限制酶的特点及基因表达载体的构建。(1)由题图(a)可知,限制酶Sau3A与BamH切割后形成的黏性末端相同,所以经BamH酶切割后得到的目的基因可以与题图(b)所示表达载体被Sau3A酶切后的产物连接。(2)在基因表达载体中,启动子应位于目的基因的首端,终止子应位于目的基因的尾端,这样目的基因才能表达。图中甲、丙均不符合,所以不能表达目的基因的产物。(3)常见的DNA连接酶有EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是T4DNA连接酶,但其对平末端的连接效率较低。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题5.(2014课标全国,40,15分,较低难度)植物甲具有极强的耐旱性,其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因,并将其转移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题。(1)理论上,基因组文库含有生物的基因;而cDNA文库中含有生物的基因。(2)若要从植物甲中获得耐旱基因,可首先建立该植物的基因组文库,再从中出所需的耐旱基因。(3)将耐旱基因导入农杆菌,并通过农杆菌转化法将其导入植物的体细胞中,经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测此再生植株中该基因的,如果检测结果呈阳性,再在田间试验中检测植株的是否得到提高。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交,子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为31时,则可推测该耐旱基因整合到了(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。【答案】(1)全部部分(2)筛选(3)乙表达产物耐旱性(4)同源染色体的一条上考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题【解析】(1)基因组文库含有某种生物的全部基因,cDNA文库含有某种生物的部分基因。(2)可从基因组文库中筛选所需基因,如耐旱基因。(3)受体细胞应为植物乙的体细胞。确认某基因是否正确表达,应检测其表达产物。检测植株的耐旱性是从个体水平进行鉴定。(4)如果耐旱基因整合到同源染色体的一条上,会在减数分裂中产生两种比例相同的配子,在后代中出现31的性状分离比。如果耐旱基因整合到同源染色体的两条上,则后代应全为耐旱植株。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(2016课标全国,40,15分,较低难度)某一质粒载体如图所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamH酶切后,与用BamH酶切获得的目的基因混合,加入DNA连接酶进行连接反应,用得到的混合物直接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化,有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种,分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题:考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有(答出两点即可),而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子和终止子。(2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的,其原因是;并且和的细胞也是不能区分的,其原因是。在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落,还需使用含有的固体培养基。(3)基因工程中,某些噬菌体经改造后可以作为载体,其DNA复制所需的原料来自于。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题【解析】本题考查基因工程的相关知识。解题的切入点是基因工程中所用载体的特点及目的基因导入受体细胞后的筛选。(1)基因工程中的载体应具备如下条件:必须有一个或多个限制酶切点;具有自我复制能力;具有标记基因;对宿主细胞无害。(2)未转化的和仅含环状目的基因的细胞不能在含有氨苄青霉素的培养基上生长,故不能区分;而含有质粒载体和重组质粒的细胞在含有氨苄青霉素的培养基上都能生长,也不能区分。因目的基因插入位点在抗四环素基因上,抗四环素基因被破坏,丧失了原有的功能,故含有重组质粒的大肠杆菌不抗四环素。将获得的单个菌落各挑取少许分别接种到含有四环素的培养基上,不能生长的即为所筛选的菌落,即含有重组质粒的大肠杆菌。(3)噬菌体是营寄生生活的,利用受体细胞内的原料进行自身DNA的复制和蛋白质的合成。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题【答案】(1)能自我复制、具有标记基因(2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均不生长含有质粒载体含有插入了目的基因的重组质粒(或含有重组质粒)二者均含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均能生长四环素(3)受体细胞考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题1.基因工程的概念与操作工具(1)基因工程的概念(2)“分子手术刀”限制性核酸内切酶(限制酶)存在:主要存在于原核生物中。特性:一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且能在特定的切点上切割DNA分子。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题识别的序列的特点:碱基呈中心对称(或回文结构)中心对称及回文结构回文结构读作:GAATTCGAATTC考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题切割后末端的种类:DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式黏性末端和平末端(如图所示)。当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是黏性末端,而当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时,产生的则是平末端。切割DNA分子时产生的两种不同末端(箭头表示酶的切割位置)考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(3)“分子缝合针”DNA连接酶考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(4)“分子运输车”载体载体具备的条件。a.能在受体细胞中复制并稳定保存,便于目的基因的复制和保存。b.具有一个至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。c.具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。d.大小适当,便于操作。e.不能对宿主细胞有害。最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核DNA之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。其他载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒等。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题2.基因工程的操作步骤(1)目的基因的获取从基因文库中获取目的基因考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题人工合成目的基因a.化学合成法:片段较小,核苷酸序列已知的目的基因,直接利用DNA合成仪用化学方法合成,不需要模板。b.反转录法:以RNA为模板,在逆转录酶作用下合成目的基因DNA(cDNA)。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题利用PCR技术扩增目的基因a.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。由于PCR过程在高温下进行,因此需要使用热稳定的DNA聚合酶(Taq酶)。b.目的:通过指数式扩增获取大量的目的基因。c.前提:要有一段已知目的基因的脱氧核苷酸序列,以便合成引物。e.步骤:变性复性延伸考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(2)基因表达载体的构建基因工程的核心目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。基因表达载体的组成构建过程考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(3)将目的基因导入受体细胞考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(4)目的基因的检测与鉴定考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题典例典例导导引引1(2017山西大同模拟,40)马铃薯块茎含有大量的淀粉,富含多种维生素和无机盐,我国已将马铃薯作为主粮产品进行产业化开发。下图是转基因抗盐马铃薯的培育过程,请分析回答问题。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(1)为获取抗盐基因,可以从碱蓬细胞研磨液中提取抗盐基因的来合成cDNA。(2)上图构建基因表达载体时,最好选用酶切割含目的基因的外源DNA和质粒,不能使用Sma切割的原因是。构建好的重组质粒在抗盐基因前要加上特殊的启动子,启动子是一段有特殊结构的片段。(3)将基因表达载体导入农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA上的原因是。通过农杆菌的转化作用,使抗盐基因插入马铃薯细胞中的染色体DNA上,从而使抗盐基因的遗传特性得以。(4)从个体水平上检验转基因抗盐马铃薯是否培育成功的方法是。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题【解析】分析题图可知,图示转基因抗盐马铃薯的培育过程,其中表示获取目的基因的过程,表示切割质粒的过程,表示基因表达载体的构建过程,表示采用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞,表示脱分化过程,表示再分化过程。(1)获取目的基因时,可以以mRNA为模板逆转录合成cDNA。(2)用Sma酶切割会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因,因此构建基因表达载体时不能用Sma酶;为了防止目的基因或质粒自身环化,在构建基因表达载体时,最好选用EcoR和Hind酶切割含目的基因的外源DNA和质粒。启动子是一段有特殊结构的DNA片段,是RNA聚合酶结合的部位。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(3)将基因表达载体导入农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA上的原因是T-DNA是可以转移的DNA(T-DNA能携带目的基因整合到受体细胞染色体的DNA上)。通过农杆菌的转化作用,使抗盐基因插入马铃薯细胞中的染色体DNA上,从而使抗盐基因的遗传特性得以稳定维持和表达。(4)从个体水平上检验转基因抗盐马铃薯是否培育成功的方法是将转基因马铃薯幼苗栽种在盐碱地或较高浓度盐溶液中,观察是否能正常生长。【答案】(1)mRNA(2)EcoR和HindSma会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因DNA(3)T-DNA是可以转移的DNA稳定维持和表达(4)将转基因马铃薯幼苗栽种在盐碱地或较高浓度盐溶液中,观察是否能正常生长考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题高招1选择限制酶的注意事项选择限制酶的注意事项(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类应选择切点位于目的基因两端的限制酶,如图甲可选择Pst。不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,如图甲不能选择Sma。为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,可使用两种不同的限制酶分别切割目的基因和质粒,如图甲可选择用Pst和EcoR两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种限制酶的切点)。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类切割质粒的限制酶要与切割目的基因的限制酶一致,以确保具有相同的黏性末端。目的基因的表达需要调控序列,质粒的插入基因部位之前有启动子,之后需有终止子。质粒作为载体必须具备标记基因、启动子和终止子等,选择的限制酶尽量不要破坏这些结构,如图乙中限制酶Sma会破坏标记基因。如果所选限制酶的切点不是一个,则切割重组后可能丢失某些片段,若丢失的片段含复制起点区,则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题1.(2017安徽安庆质检,39)请回答利用农杆菌转化法培育转基因植物的相关问题。(1)培育转基因植物过程的核心步骤是,其目的是使目的基因在受体细胞中,并且可以通过复制遗传给下一代,同时,使目的基因表达和发挥作用。(2)构建基因表达载体时,可利用DNA连接酶连接被限制酶切开的键。基因表达载体的组成部分包括启动子、终止子、目的基因、复制原点等。(3)组成基因表达载体的单体是。基因表达载体中的启动子是识别和结合的部位,这种结合完成后才能驱动目的基因通过(填过程)合成mRNA。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(4)用两种限制酶Xba和Sac(两种酶切出的黏性末端不同)切割某DNA,获得含目的基因的片段。若利用该片段构建基因表达载体,应选用的Ti质粒是如图中的。注:图中箭头所指的位置是限制酶识别和切割的位点【答案】(1)构建基因表达载体稳定存在(2)磷酸二酯标记基因(3)脱氧核苷酸RNA聚合酶转录(4)甲考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题【解析】(1)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以通过复制遗传给下一代,同时,使目的基因表达和发挥作用。(2)构建基因表达载体时,可利用DNA连接酶连接被限制酶切开的磷酸二酯键;基因表达载体的组成部分包括启动子、终止子、目的基因、标记基因、复制原点等。(3)基因表达载体的本质是DNA,其基本组成单位是脱氧核苷酸;基因表达载体中的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,这种结合完成后才能驱动目的基因通过转录合成mRNA。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(4)用两种限制酶Xba和Sac(两种酶切出的黏性末端不同)切割某DNA,获得含目的基因的片段。该Ti质粒中含有限制酶Xba和Sac的切割位点,且用这两种酶切割可将目的基因插入T-DNA中,甲正确;该Ti质粒中不含限制酶Sac的切割位点,乙错误;该Ti质粒中含有限制酶Xba和Sac的切割位点,但用这两种酶切割不会将目的基因插入T-DNA中,丙错误;该Ti质粒中不含限制酶Xba的切割位点,丁错误。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题2.(2017云南昆明模拟,39)为增加油菜种子的含油量,科研人员将转运肽基因与酶D基因相连,导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。(1)研究人员采用PCR技术获取酶D基因和转运肽基因,该技术是利用的原理,使相应基因呈指数增加。所含三种限制酶(Xba、Cla、Sac)的切点如图所示,则用和酶处理两个基因后,可得到两基因相连的融合基因。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(2)将上述融合基因插入上图所示Ti质粒的中,构建基因表达载体并导入农杆菌中。为了获得含融合基因的单菌落,应进行的操作是。随后再利用液体培养基将该单菌落振荡培养,可以得到用于转化的侵染液。(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间,此过程的目的是,进一步筛选后获得转基因油菜细胞,依据的原理,可将其培育成转基因油菜植株。(4)用法可检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达。【答案】(1)DNA双链复制ClaDNA连接(2)T-DNA将获得的农杆菌接种在含四环素的固体培养基上培养(3)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞细胞具有全能性(4)抗原抗体杂交考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题【解析】(1)研究人员采用PCR技术获取酶D基因和转运肽基因,该技术是利用DNA双链复制的原理,使相应基因呈指数增加。通过Cla限制酶的剪切和DNA连接酶的连接,将两基因相连形成融合基因。(2)T-DNA是可转移DNA,融合基因应插在Ti质粒的T-DNA段,构建基因表达载体并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含四环素的固体平板上培养得到含融合基因的农杆菌。随后再利用液体培养基将该单菌落振荡培养,可以得到用于转化的侵染液。(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间,此过程的目的是利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞,进一步筛选后获得转基因油菜细胞,依据细胞具有全能性的原理,可将其培育成转基因油菜植株。(4)用抗原抗体杂交法可检测转基因油菜植株中的融合基因是否成功表达。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题3.(2017河北唐山一模,40)科研人员利用“基因敲除技术”敲除了新生小鼠心肌细胞中的GATA4基因,结果发现一个分泌型因子FGFL6的表达水平降低,小鼠心脏丧失了再生能力,并出现了严重的心肌肥大现象。紧接着科研人员利用腺相关病毒载体AAV9,实现了在心肌细胞中“过表达”FGFL6基因,发现心肌细胞恢复增殖能力,心肌肥大也受到一定的抑制。这项工作为心肌损伤修复和病理性心肌肥大的临床治疗提供了理论基础。请回答下列问题。(1)“基因敲除”和“基因工程”技术所依赖的生物学原理是。(2)腺相关病毒载体AAV9作为基因工程的工具,除具备普通“质粒载体”的条件外,还应具有、(答出两点即可)的条件。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(3)目的基因与载体结合过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。已知限制性内切酶的识别序列和切点是GGATCC。请画出目的基因被限制性内切酶切割后所形成的黏性末端。DNA连接酶对所连接的两端碱基序列是否有专一性要求?。(4)定性的检测目的基因的“过表达”产物可采用的方法。(5)资料说明:、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,这种相互作用形成了一个错综复杂的网络,精细地调控着生物体的性状。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题【答案】(1)基因重组(2)必须是安全的分子大小应适合(4)抗原抗体杂交(5)基因与基因考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题【解析】(1)“基因敲除”和“基因工程”技术所依赖的生物学原理是基因重组,都属于分子水平。(2)腺相关病毒载体AAV9作为基因工程的工具,除具备普通“质粒载体”的条件外,还应具有必须是安全的、分子大小应适合以便提取和在体外进行操作、宿主范围广、对靶细胞具有较高的转化效率、在宿主细胞中不会引起免疫排斥等条件。(3)限制性内切酶的识别序列和切点是GGATCC,所以目的基因被限制性内切酶切割后所形成的黏性末端为的两端碱基序列没有专一性要求。(4)基因的“过表达”产物是蛋白质,所以定性的检测目的基因的“过表达”产物可采用抗原抗体杂交的方法。(5)资料说明:基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,这种相互作用形成了一个错综复杂的网络,精细地调控着生物体的性状。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题4.(2016福建龙岩质检,40)苦荞是一种有名的经济植物,其含有的黄酮类化合物具有降血糖、血脂等功效。CHS是合成黄酮类化合物的关键酶。有人把经修饰的CHS基因导入苦荞细胞中,培育高产黄酮苦荞品系。据图示回答。(1)过程中将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒的酶称为。这种酶主要有两类,一类是从T4噬菌体中分离得到的,另一类是从大肠杆菌中分离得到的,称为。这两类酶都能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的键。考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题(2)图中将修饰后的CHS基因导入苦荞体细胞的方法称为,除此外还可以利用的方法有。对过程操作前,需先用Ca2+处理农杆菌,使其成为细胞。(3)检测转基因苦荞培育是否成功,不能用抗原抗体杂交技术进行检测的原因是,可以比较转基因苦荞与普通苦荞的含量或测定细胞中CHS含量进行鉴定。【答案】(1)DNA连接酶EcoliDNA连接酶磷酸二酯(2)农杆菌转化法基因枪法、花粉管通道法感受态(3)转基因苦荞植株与普通苦荞植株都含有黄酮类化合物黄酮类化合物考点53考点54试做真题高手必备萃取高招对点精练透析真题【解析】(1)连接重组质粒需要DNA连接酶,该酶的来源有直接从T4噬菌体中分离,也可以从大肠杆菌中分离,该DNA连接酶称为EcoliDNA连接酶,DNA连接酶能形成磷酸二酯键。(2)细菌的质粒一般用农杆菌转化法导入苦荞体细胞,还有方法为基因枪法、花粉管通道法。Ca2+处理农杆菌,使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞。(3)判断转基因苦荞培育是否成功,可以比较转基因苦荞与普通苦荞的黄酮类化合物的含量或细胞中CHS的含量。试做真题高手必备萃取高招对点精练考点53考点54基因工程的应用和蛋白质工程1.(2015课标全国,40,15分,较低难度)HIV属于逆转录病毒,是艾滋病的病原体。回答下列问题。(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时,可先提取HIV中的,以其作为模板,在的作用下合成,获取该目的蛋白的基因,构建重组表达载体,随后导入受体细胞。(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白,该蛋白作为抗原注入机体后,刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是,该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV,检测的原理是。试做真题高手必备萃取高招对点精练考点53考点54(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见,但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分细胞,降低了患者免疫系统的防卫功能。(4)人的免疫系统有癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷,易发生恶性肿瘤。【答案】(1)RNA逆转录酶cDNA(或DNA)(2)抗体抗原抗体特异性结合(3)T(或T淋巴)(4)监控和清除试做真题高手必备萃取高招对点精练考点53考点54【解析】本题通过基因工程及其应用、免疫等知识考查实验与探究能力。(1)HIV属于逆转录病毒,用基因工程方法制备HIV的某蛋白时,可先提取HIV中的RNA,以其为模板在逆转录酶的作用下合成DNA(cDNA),获取该目的蛋白的基因,构建重组表达载体,随后导入受体细胞。(2)将目的蛋白作为抗原注入机体后,刺激机体产生抗体,根据抗原抗体特异性结合的原理,利用该抗体可检测受试者血清中的HIV。(3)HIV主要攻击人体的T淋巴细胞,使机体的免疫功能降低,导致其他病原体乘虚而入。(4)人的免疫系统能随时监测并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞,以及癌变的细胞。艾滋病患者由于免疫功能缺陷,易发生恶性肿瘤。试做真题高手必备萃取高招对点精练考点53考点542.(2015课标全国,40,15分,较低难度)已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列问题。(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的进行改造。(2)以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有修饰基因或合成基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括的复制;以及遗传信息在不同分子之间的流动,即:。试做真题高手必备萃取高招对点精练考点53考点54(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过和,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物进行鉴定。【答案】(1)氨基酸序列(或结构)(其他合理答案也可)(2)PP1DNA和RNA(或遗传物质)DNARNA、RNADNA、RNA蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能试做真题高手必备萃取高招对点精练考点53考点54【解析】本题考查蛋白质工程和基因工程的原理及操作流程。(1)由题干信息可知,改造蛋白质的功能可通过改变蛋白质的结构实现。(2)依据蛋白质工程的定义及题中信息可知,获得P1基因的途径有修饰现有(P)基因或合成新(P1)基因。中心法则的全部内容包括DNA的复制、RNA的复制、转录、逆转录和翻译。(3)蛋白质工程的基本途径:从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列。通过蛋白质工程合成的蛋白质还需要进行生物活性的鉴定即功能鉴定,看是否达到人们的需求。试做真题高手必备萃取高招对点精练考点53考点543.(2013课标全国,40,15分,较低难度)阅读如下资料:资料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。资料乙:T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造,使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。资料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。回答下列问题:试做真题高手必备萃取高招对点精练考点53考点54(1)资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用法。构建基因表达载体常用的工具酶是和。在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是。(2)资料乙中的技术属于工程的范畴,该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对进行改造,或制造一种的技术。在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的序列发生了改变。(3)资料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中,兔甲称为体,兔乙称为体。试做真题高手必备萃取高招对点精练考点53考点54【答案】(1)显微注射限制性内切酶DNA连接酶农杆菌可感染植物,将目的基因转移到受体细胞中(2)蛋白质现有的蛋白质新蛋白质氨基酸(3)同供受试做真题高手必备萃取高招对点精练考点53考点54【解析】(1)基因工程中,将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。构建基因表达载体常用的工具酶是限制性核酸内切酶(限制酶)和DNA连接酶。当植物体受到损伤时,伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物,吸引农杆菌移向这些细胞,农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体DNA上,因此用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞时,农杆菌的作用是将目的基因导入受体细胞。(2)资料乙中是对T4溶菌酶进行改造,属于蛋白质工程。蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新蛋白质的技术。改造后的T4溶菌酶和原T4溶菌酶相比,第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,即肽链中的氨基酸序列发生改变。试做真题高手必备萃取高招对点精练考点53考点544.(2015海南单科,31,15分,较低难度)在体内,人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链,此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原,进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段C后,产生A、B两条肽链,再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的胰岛素。目前,利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答下列问题。(1)人体内合成前胰岛素原的细胞是,合成胰高血糖素的细胞是。(2)可根据胰岛素原的氨基酸序列,设计并合成编码胰岛素原的序列,用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体,再经过细菌转化、筛选及鉴定,即可建立能稳定合成的基因工程菌。试做真题高手必备萃取高招对点精练考点53考点54(3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时,培养液无抗原抗体反应,菌体有抗原抗体反应,则用该工程菌进行工业发酵时,应从中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。【答案】(1)胰岛B细胞胰岛A细胞(2)DNA胰岛素原(3)菌体试做真题高手必备萃取高招对点精练考点53考点54【解析】本题主要考查基因工