高考生物大一轮复习 现代生物科技专题 第1讲 基因工程直击高考（选修3）.doc

第1讲 基因工程一、选择题1(2015年重庆)下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是()a表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mrna反转录获得b表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点c借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来d启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用【答案】c【解析】由于基因的选择性表达，在人的肝细胞中，没有胰岛素基因转录的mrna，a错误；表达载体的复制启动于复制原(起)点，胰岛素基因的表达启动于启动子，b错误；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，c正确；启动子在胰岛素基因的转录中起作用，终止密码子在胰岛素基因的翻译中起作用，d错误。2(2014年广东改编)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(care)制剂的流程如下图所示，下列叙述正确的是()a过程需使用逆转录酶b过程需使用解旋酶和pcr获取目的基因c过程使用的感受态细胞可用nacl溶液制备d过程可利用dna分子杂交鉴定目的基因是否已表达【答案】a【解析】由mrna形成cdna需要逆转录酶，a正确；过程指的是从cdna文库中获取目的基因，不需要利用pcr技术，也用不到解旋酶，b错误；过程使用的感受态细胞要用cacl2溶液制备，c错误；工程菌是指用基因工程方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系，所以过程可利用dna分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞，d错误。3(2014年重庆)如图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述，正确的是()a的构建需要限制性核酸内切酶和dna聚合酶参与b侵染植物细胞后，重组ti质粒整合到的染色体上c的染色体上若含抗虫基因，则就表现出抗虫性状d只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异【答案】d【解析】的构建需要限制性核酸内切酶和dna连接酶参与，a错误；侵染植物细胞后，通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入植物细胞并整合到的染色体上，b错误；的染色体上含有目的基因(抗虫基因)但不一定能表达，c错误；基因工程依据的原理是基因重组，基因重组属于可遗传变异，d正确。4(2013年广东)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽p1。目前在p1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是()a合成编码目的肽的dna片段b构建含目的肽dna片段的表达载体c依据p1氨基酸序列设计多条模拟肽d筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽【答案】c【解析】该基因的表达产物多肽p1的抗菌性和溶血性均很强，要研发出抗菌性强但溶血性弱的多肽药物属于蛋白质工程，首先应根据p1的氨基酸序列设计模拟肽，再构建相应的dna片段。二、非选择题。5(2015年新课标)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_。(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)抗体抗原与抗体特异性结合(3)t(或t淋巴)(4)监控和清除【解析】(1)hiv的遗传物质是rna，所以要想获得相应的目的基因，应以hiv的rna为模板，在逆转录酶的作用下合成cdna(或dna)。(2)目的蛋白注入机体后相当于抗原。在抗原的刺激下，机体进行体液免疫，由浆细胞产生相应抗体(分泌蛋白)，由于该抗体能与目的蛋白(抗原)发生特异性结合，所以可通过抗体检测出有无目的蛋白，从而确定体内有无hiv。(3)hiv主要攻击人体的t(或t淋巴)细胞，从而降低机体免疫系统的防卫功能。(4)癌细胞在机体中属于抗原，人体的免疫系统能够监控和清除癌细胞。6(2015年新课标)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：_。(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)(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【解析】(1)从题干信息可知，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后，该蛋白质的功能发生了改变，此过程是通过对构成蛋白质的氨基酸的排列顺序进行改造，进而改变了蛋白质的结构，从而改变了蛋白质的功能。(2)在蛋白质工程中，目的基因可以以p基因序列为基础，对生物体内原有p基因进行修饰，也可以通过人工合成法合成新的p1基因。中心法则的内容如下图所示：由图可知，中心法则的全部内容包括：dna以自身为模板进行的复制，dna通过转录将遗传信息传递给rna，最后rna通过翻译将遗传信息表达成蛋白质；在某些病毒中rna可自我复制(如烟草花叶病毒等)，在某些病毒中能以rna为模板逆转录合成dna(如hiv)，这是对中心法则的补充。(3)蛋白质工程的基本途径是预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列合成dna表达出蛋白质，经过该过程得到的蛋白质，需要对其生物功能进行鉴定，以保证其发挥正常作用。7(2015年江苏)胰岛素a、b链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。图1是该方法所用的基因表达载体，图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白a、b分别表示半乳糖苷酶与胰岛素a、b链融合的蛋白)。请回答下列问题：(1)图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是_。(2)图1中启动子是_酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是_。(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有_。(4)半乳糖苷酶与胰岛素a链或b链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，其意义在于_。(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的a链或b链，且半乳糖苷酶被切成多个肽段，这是因为_。(6)根据图2中胰岛素的结构，请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。你的推测结果是_，理由是_。【答案】(1)终止子(2)rna聚合作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来(3)限制酶和dna连接酶(4)防止胰岛素的a、b链被菌体内蛋白酶降解(5)半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素a、b链中不含甲硫氨酸(6)至少2个两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸r基团中可能还含有游离的氨基【解析】(1)根据题意和图示分析可知：图1基因表达载体中已有目的基因、启动子和标记基因，所以没有标注出来的基本结构是终止子。(2)图1中启动子是rna聚合酶酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达即转录过程；氨苄青霉素抗性基因的作用是作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来。(3)构建基因表达载体的过程中，必须用相同的限制酶切割(含目的基因的外源dna分子)和运载体，以产生相同的黏性末端，再加入dna连接酶将目的基因和运载体连接形成重组dna分子。(4)半乳糖苷酶与胰岛素a链或b链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，这样可以防止胰岛素的a、b链被菌体内蛋白酶降解。(5