【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：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：識別特定的核苷酸序列并切開相應(yīng)兩個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、動植物病毒等。(2)質(zhì)粒的特點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)量可擴大有一個至多個限制酶切割位點可攜帶多個或多種外源基因具有特殊的標(biāo)記基因便于重組dna的鑒定和選擇易錯警示巧辨基因工程操作基本工具的8個易錯點(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、強酸或強堿均易使之變性失活。(3)在切割目的基因和載體時要求用同一種限制酶，目的是產(chǎn)生相同的黏性末端。(4)將一個基因從dna分子上切割下來，需要切兩處，同時產(chǎn)生4個黏性末端。(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)限制酶切割位點應(yīng)位于標(biāo)記基因之外，不能破壞標(biāo)記基因，以便進行檢測。(7)基因工程中的載體與細(xì)胞膜上物質(zhì)運輸?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度為120 kb(kb：千堿基對)片段；用限制酶切割得到40 kb和80 kb兩個片段；同時用限制酶和限制酶切割時，得到10 kb、80 kb和30 kb 3個片段。據(jù)此分析該雙鏈dna分子結(jié)構(gòu)及酶切位點情況為()答案d解析根據(jù)題意，該dna用限制酶切割后長度不變，故為環(huán)狀dna，根據(jù)兩酶的作用特點，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解析限制酶能識別特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點上切割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)胞目的基因的檢測與鑒定。2應(yīng)用：培育轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因動物，生產(chǎn)基因工程藥物，進行基因治療。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目的基因的檢測和鑒定4探究基因治療與基因診斷的不同點原理操作過程進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驗基因診斷堿基互補配對制作特定dna探針與病人樣品dna混合，分析雜交帶情況臨床應(yīng)用易錯警示規(guī)避與基因工程操作有關(guān)的7個失分點(1)目的基因的插入位點不是隨意的：基因表達(dá)需要啟動子與終止子的調(diào)控，所以目的基因應(yīng)插入到啟動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)沒有堿基互補配對現(xiàn)象。(3)原核生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少。(4)轉(zhuǎn)化的實質(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。現(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)錄獲得互補的dna，再擴增基因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，然后從基因文庫中獲取目的基因，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項正確、b項錯誤；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項錯誤；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項錯誤。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?；蚬こ讨谐＠迷撛韽膶?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的識別序列和切割位點是gaattc，sma的識別序列和切割位點是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的識別序列、切割位點和圖解判斷，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菌落中的目的基因是否表達(dá)?？键c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)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到相對應(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)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列推測相對應(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)胞目的基因的檢測與鑒定實質(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，因為對現(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現(xiàn)干擾素是動物體內(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)計實驗流程，讓動物生產(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_，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行_，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)對天然蛋白質(zhì)進行改造，應(yīng)該直接對蛋白質(zhì)分子進行操作，還是通過對基因的操作來實現(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)(4)應(yīng)該從對基因的操作來實現(xiàn)對天然蛋白質(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，對基因進行改造比對蛋白質(zhì)直接進行改造要容易操作，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)計出預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測應(yīng)有的氨基酸序列，合成相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。(2)蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是通過對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)測出空間結(jié)構(gòu)。(4)基因控制蛋白質(zhì)的合成，對基因的改造相當(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時易引起過敏反應(yīng)，為了克服這個缺陷，可選擇性擴增抗體的可變區(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)計擴增目的基因的引物時不必考慮表達(dá)載體的序列b用pcr方法擴增目的基因時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)限制酶識別的序列，故設(shè)計引物時應(yīng)考慮相關(guān)的堿基序列，a錯誤；pcr過程中，通過引物與模板鏈配對連接后，按照堿基互補配對原則進行延伸，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的多肽p1。目前在p1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強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為抗菌性強和溶血性也強的多肽，但是要設(shè)計出抗菌性強但溶血性弱的多肽，即在p1的基礎(chǔ)之上設(shè)計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，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，構(gòu)建的表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動子等，其中啟動子的作用是_。在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時，常用_處理大腸桿菌，以利于表達(dá)載體進入；為了檢測胰島素基因是否轉(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)限制酶在它識別序列的中心軸線兩側(cè)將dna切開時，產(chǎn)生的是黏性末端。而當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線處切開時，產(chǎn)生的是平末端。要使目的基因和質(zhì)粒直接進行連接，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)一個基因表達(dá)載體的組成，除含有目的基因外，還必須有啟動子、終止子和標(biāo)記基因。啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的dna片段，位于基因首端，是rna聚合酶識別和結(jié)合部位，可以驅(qū)動目的基因轉(zhuǎn)錄出mrna。在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時，為便于表達(dá)載體進入，常用cacl2溶液處理大腸桿菌。要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出對應(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)運用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時，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。下列敘述錯誤的是()a每個大腸桿菌細(xì)胞至少含一個重組質(zhì)粒b每個重組質(zhì)粒至少含一個限制性核酸內(nèi)切酶識別位點c每個限制性核酸內(nèi)切酶識別位點至少插入一個adad每個插入的ada至少表達(dá)一個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重組質(zhì)粒，a項正確；作為載體的條件為至少含有一個或多個酶切位點，所以作為載體的質(zhì)粒至少含有一個限制性核酸內(nèi)切酶識別位點，b項正確；作為基因表達(dá)載體應(yīng)包括目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因四部分，但并不是每個酶切位點都至少插入一個ada，c項錯誤；由于這些目的基因成功表達(dá)，所以每個ada至少表達(dá)一個腺苷酸脫氨酶分子，d項正確。5現(xiàn)代生物技術(shù)并不是各自獨立的，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)某種動物蛋白的流程示意圖，請分析回答下列問題：(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，進行過程之前，對早期胚胎的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進行_檢測，對受體動物的處理是用_進行同期發(fā)情處理。(4)蛋白質(zhì)工程中，要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造，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，進行過程之前，對早期胚胎的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進行dna分子雜交，對受體動物的處理是用促性腺激素進行同期發(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，要對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造，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可與多個核糖體結(jié)合，并可以同時翻譯出多種蛋白質(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mrna分子，可與多個核糖體結(jié)合形成多聚核糖體，由于翻譯的模板是同一個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，轉(zhuǎn)錄和翻譯的場所是不相同的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)錄的主要場所是細(xì)胞核，翻譯的場所是核糖體，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)知識及相關(guān)信息回答下列問題：(1)圖中cdna文庫_基因組文庫(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(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)進行檢測。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(xì)胞的染色體上dna分子雜交解析(1)基因組文庫是指將某生物的全部基因組dna切割成一定長度的dna片段克隆到某種載體上形成的集合；cdna文庫是由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文庫小于基因組文庫。(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)胞外大量擴增。(4)基因表達(dá)載體包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動子和終止子等，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分子雜交的方法對目的基因是否整合到染色體上進行檢測。5 根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，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之外的其他酶進行切割時，應(yīng)該產(chǎn)生相同的黏性末端。dna連接酶的來源有兩個：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)物時常用pcr擴增技術(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)。6 肺細(xì)胞中的let7基因表達(dá)減弱，癌基因ras表達(dá)增強，會引發(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。請回答：(1)進行過程時，需用_酶切開載體以插入let7基因。載體應(yīng)有rna聚合酶識別和結(jié)合的部位，以驅(qū)動let7基因轉(zhuǎn)錄，該部位稱為_。(2)進行過程時，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)，其影響機理如圖2。據(jù)圖分析，可從細(xì)胞中提取_進行分子雜交，以直接檢測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)切酶對載體進行切割，以便于目的基因的插入；啟動子是一段特殊的dna序列，是rna聚合酶識別和結(jié)合的位點，rna聚合酶結(jié)合到該位點，可驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程。(2)過程表示動物細(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，使之分散成單個細(xì)胞，隨后分裝到新的培養(yǎng)瓶中進行傳代培養(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，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，會引發(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片段長度(bp即堿基對)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，它們識別的堿基序列和酶切位點分別為ccgg、ggatcc、gatc、cccggg。請回答下列問題：(1)圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由_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)物長度為_。(3)若圖1中虛線方框內(nèi)的堿基對被ta堿基對替換，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_種不同長度的dna片段。(4)若將圖2