高考生物大一轮总复习第十单元现代生物科技专题第37讲基因工程

1、第十单元 现代生物科技专题第37讲基因工程考纲要求1.基因工程的诞生()。2.基因工程的原理及技术()。3.基因工程的应用()。4.蛋白质工程()。考点一基因工程的操作工具1基因工程的概念(1)供体：提供目的基因。(2)操作环境：体外。(3)操作水平：分子水平。(4)原理：基因重组。(5)受体：表达目的基因。(6)本质：性状在受体体内的表达。(7)优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状。2DNA重组技术的基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称：限制酶)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。作用：识别特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。结果：产生黏性末端或

2、平末端。下图中的图1和图2分别表示的是EcoR限制酶和Sma限制酶的作用示意图。EcoR限制酶识别的碱基序列是GAATTC，切割位点在G和A之间；Sma限制酶识别的碱基序列是CCCGGG，切割位点在G和C之间；说明限制酶具有专一性。(2)DNA连接酶种类：按来源可分为E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶。作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。DNA连接酶和限制酶的关系(3)载体种类：质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。质粒的特点思维诊断(1)限制酶只能用于切割目的基因(×)(2)DNA连接酶能将两碱基间通过形成的氢键连接起

3、来(×)(3)E·coli DNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端(×)(4)质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的载体()(5)载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达()题组一限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用1如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A BC D答案C解析限制酶可在特定位点对DNA分子进行切割；DNA聚合酶在DNA分子复制时将脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸链；DNA连接酶可将限制酶切开的磷酸二酯键连接在一起；解旋酶的作用是将DNA双链

4、解开螺旋，为复制或转录提供模板。2若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是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噬菌体载体B用Bgl和EcoR切割目的基因和P1噬菌体载体C用Bgl和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体D用EcoR和Sau3A切割目的基因和P1噬菌体载体答案D解析解答本题的关键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噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方

5、向才一定与图丙相同。归纳提升确定限制酶的种类(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，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用Pst和EcoR两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所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；如果所选酶的切点

6、不止一个，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。题组二载体的作用及特点分析3下列关于载体的叙述中，错误的是()A载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子B对某种限制酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点C目前常用的载体有质粒、噬菌体的衍生物和动植物病毒D载体具有某些标记基因，便于对其进行切割答案D解析载体必须具备的条件有：对受体细胞无害，不影响受体细胞正常的生命活动；具有自我复制能力，或能整合到受体细胞的染色体DNA上，随染色体DNA的复制而同步复制；具有一个至多个限制酶切点，以便目的基因可以插入到载体中

7、；带有特殊的标记基因，如抗生素抗性基因，以便于对外源基因是否导入进行检测；载体DNA分子大小适合，以便于提取和进行体外操作。4如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是()AHind BEcoR CEcoB DPst答案C解析A处有BamH、EcoB、Cla限制酶的切点，使用AD中的EcoB切割时，才能让目的基因插入到A处。归纳提升载体上标记基因的标记原理载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以

8、在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，原理如下图所示：考点二基因工程的操作过程与应用及蛋白质工程1基因工程的操作过程与应用(1)基因工程的操作步骤组成方法(2)实例分析抗虫棉的培育图示：分析：从图中可以看出，目的基因是Bt毒蛋白基因，使用的载体是Ti质粒，将目的基因表达载体导入受体细胞的方法是农杆菌转化法，请写出两种检测目的基因是否表达的方法：抗原抗体杂交法、用棉叶饲喂棉铃虫。(3)基因工程的应用：培育转基因植物和转基因动物，生产基因工程药物，进行基因治疗。(4)目的基因导入不同受体细胞的过程生物种类植物动物微生物常用方法农杆菌转化法显微注射技术感受态细胞法受体细

9、胞体细胞或受精卵受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入到Ti质粒的T­DNA上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞染色体的DNA上表达将含有目的基因的表达载体提纯取卵(受精卵)显微注射受精卵发育获得具有新性状的动物Ca2处理细胞感受态细胞重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子(5)基因治疗与基因诊断的不同点原理操作过程进展基因治疗基因表达利用正常基因导入有基因缺陷的细胞中，以表达出正常性状来治疗(疾病)临床实验基因诊断碱基互补配对制作特定DNA探针与病人样品DNA混合，分析杂交带情况临床应用2.蛋白质工程(1)流程图：写出流程图中字母代表的含义：A转录，B.翻译，C

10、.分子设计，D.多肽链，E.预期功能。(2)结果：改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。(3)应用：主要集中应用于对现有蛋白质进行改造，改良生物性状。思维诊断(1)抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达(2014·江苏，23D)()(2)应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达(2011·四川，5D)(×)(3)将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株()(4)利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中(×)

11、(5)为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体(×)(6)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(×)(7)目前在抗菌性和溶血性均较强的多肽P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽(2013·广东3C)()题组一目的基因的获取及基因表达载体的构建1下图表示用化学方法合成目的基因的过程。据图分析，下列叙述正确的是()A过程需要DNA连接酶B过程需要限制性核酸内切酶C目的基因的碱基序列是已知的D若某质粒能与目的基因重组，则该质粒和目的基因的碱基序列相同答案C解析题图

12、所示为化学方法合成目的基因的过程。过程依赖碱基互补配对原则进行。质粒和目的基因的碱基序列一般不相同。2据图表回答问题：限制酶SmaEcoRPst切割位点CCCGGGGGGCCCGAATTCCTTAAGCTGCAGGACGTC(1)假设所用的限制酶均能将所识别的位点完全切开，采用EcoR和Pst酶切含有目的基因的DNA，能得到_种DNA片段。如果将质粒载体和含目的基因的DNA片段只用EcoR酶切，酶切产物再加入DNA连接酶，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有_、_、_。(2)为了防止目的基因和质粒表达载体酶切后的末端任意连接，酶切时应该选用的酶是_、_。答案(1)4质粒载体质粒载体连接物目

13、的基因目的基因连接物质粒载体目的基因连接物(2)EcoRSma解析(1)含目的基因的DNA分子上含有2个EcoR和1个Pst的酶切位点，3个切点全部切开，则形成4种DNA片段。质粒与含目的基因的DNA片段都用EcoR切割，目的基因两端和质粒的切口处的黏性末端相同，只考虑两个DNA片段相连，则会形成3种连接产物，即质粒与质粒相连、质粒与目的基因相连、目的基因与目的基因相连。(2)为了防止自身环化和任意连接，可选用EcoR和Sma两种酶同时切割。归纳提升1几种目的基因获取方法的比较方法从基因文库中获取人工合成过程从基因组文库中获取从部分基因文库，如cDNA文库中获取化学合成法反转录法2.基因表达载

14、体中启动子、终止子的来源(1)如果目的基因是从自然界中已有的物种中分离出来的，在构建基因表达载体时，不需要在质粒上目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子，因为目的基因中已含有启动子、终止子。(2)如果目的基因是通过人工方法合成的，或通过cDNA文库获得的，则目的基因是不含启动子和终止子的。若只将基因的编码序列导入受体生物中，目的基因没有启动子、终止子，是无法转录的，因此，在构建基因表达载体时，需要在与质粒结合之前，在目的基因的前后端接上特定的启动子、终止子。题组二基因工程的操作及应用实例分析3下列用于判断目的基因是否转移成功的方法中，不属于分子检测的是()A通过害虫吃棉叶看其是否死亡B转基因

15、生物基因组DNA与DNA探针能否形成杂交带C转基因生物中提取的mRNA与DNA探针能否形成杂交带D转基因生物中提取的蛋白质能否与抗体形成杂交带答案A解析分子水平的检测包括三个方面：通过DNA分子杂交检测目的基因是否插入受体细胞染色体的DNA上；通过RNA与DNA杂交，检测目的基因是否转录；通过抗原抗体杂交，检测目的基因是否翻译。通过害虫吃棉叶看其是否死亡，属于个体生物学水平的检测。4.在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp对提高农作物的抗寒能力有较高的应用价值。如图所示是获得转基因莴苣的技术流程，请据图回答下列问题：(1)获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和_。(2)过程需要的

16、酶有_、_。(3)重组质粒除了带有抗冻蛋白基因afp以外，还必须含有启动子、终止子和_，这样才能构成一个完整的基因表达载体。(4)如果受体细胞C1是土壤农杆菌，则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的_，使目的基因进入受体细胞C2，并将其插入到受体细胞C2中的_上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，形成转基因莴苣。经过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达，在分子水平上可用_法进行检测，如果出现杂交带，说明目的基因已经表达蛋白质产品，转基因莴苣培育成功。答案(1)人工合成(2)限制性核酸内切酶DNA连接酶(3)标记基因(4)转化作用染色体DNA抗原抗体杂交解析(1)获取目的基因的主要途径有

17、从自然界已有的物种中分离和人工合成。(2)过程为基因表达载体的构建过程，需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶。(3)一个完整的基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因。(4)农杆菌转化法利用的是农杆菌的转化作用，将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上，进而使目的基因能够稳定遗传和表达。检测目的基因是否成功表达可采用抗原抗体杂交法。技法提炼基因工程中的几种检测方法题组三蛋白质工程概念和过程的辨析5胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射入人体后，会堆积在皮下，要经过较长时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，

18、请据图回答有关问题：(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是_。(2)图中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是_。(3)新的胰岛素基因与载体(质粒)结合过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。已知限制性核酸内切酶的识别序列和切点是GGATCC。请画出质粒被限制性核酸内切酶切割后所形成的黏性末端：_。DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？_(填“是”或“否”)。(4)若将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞中，最常用的方法是_。(5)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有_、_和发酵工程。答案(1)蛋白质的预期功

19、能(2)根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成新的胰岛素基因(3)否(4)农杆菌转化法(5)蛋白质工程基因工程解析(1)构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能。(2)根据蛋白质的预期功能，推测新的胰岛素中氨基酸的序列，进而推断基因中的脱氧核苷酸序列来合成新的胰岛素基因。(3)将目的基因导入植物细胞中，最常用的转化方法是农杆菌转化法。(4)限制性核酸内切酶识别特定的核苷酸序列，产生特定的黏性末端或平末端，而DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列却没有专一性要求。(5)生产自然界中本来没有的蛋白质需要用到蛋白质工程、基因工程等技术。归纳提

20、升蛋白质工程与基因工程的比较(1)区别项目蛋白质工程基因工程过程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找到相对应的脱氧核苷酸序列获取目的基因基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型和生物产品结果可生产自然界没有的蛋白质只能生产自然界已有的蛋白质(2)联系蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。基因工程中所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造。网络构建要语强记1限制酶具有特异性，即一种限制酶只能识别特定的碱基序列，并在特定的位点上进行切割。2DNA连接酶

21、的作用部位是磷酸二酯键。3质粒是常用的载体，它是一种小型的环状DNA分子，具有一个至多个限制酶切割位点及标记基因。4目的基因的获取有从基因文库中获取和人工合成两类方法。5基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因。6目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法；导入动物细胞常用显微注射技法，导入微生物细胞常用感受态细胞法。探究高考明确考向1(2014·广东，25)利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图所示，下列叙述正确的是(多选)()A过程需使用逆(反)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

22、目的基因是否已导入受体细胞答案AD解析A项，过程是通过反转录获取DNA，反转录过程需要用到反转录酶。B项，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。C项，过程中使用的感受态细胞要用CaCl2溶液制备，而不是用NaCl溶液制备。D项，过程鉴定目的基因是否已经导入受体细胞，可以用标记的目的基因为探针来检测受体细胞中是否存在目的基因，即利用DNA分子杂交鉴定。2(2014·江苏，23)下列关于基因工程技术的叙述，错误的是(多选)()A切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列BPCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应C载体

23、质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因D抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达答案ABC解析A项，限制性核酸内切酶大多特异性地识别6个核苷酸序列，但也有少数限制性核酸内切酶能识别4个、5个或8个核苷酸序列。B项，PCR反应中温度周期性变化是为变性、复性和延伸创造条件。另外，耐高温的DNA聚合酶只是在延伸阶段发挥催化作用，变性和复性过程不需要酶的催化。C项，载体质粒上的抗生素抗性基因可作为标记基因，供重组DNA的鉴定和选择，而不是抗生素合成基因。D项，目的基因导入受体细胞后不一定能正常表达。3(2013·新课标，40节选)材料甲科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵

24、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。材料乙T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第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。回答下列问题：(1)材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有_和_。在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是_。(2)材料乙属于_工程范畴。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

25、，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。答案(1)显微注射限制酶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4(2014·新课标，40)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

26、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。(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解析(1)基因组文库含有生物的全部基因，而cDNA文库中含有生物的部分基因。(2)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关，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，包

27、含该生物的所有基因，然后再从中筛选出所需的耐旱基因。(3)若从植物甲中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，通常采用的方法是农杆菌转化法。将耐旱基因导入植物乙的体细胞后，经过植物组织培养得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达，应检测该耐旱基因是否合成了相应的蛋白质，即检测此再生植株中该基因的表达产物，如果检测结果呈阳性，说明已经合成了相应的蛋白质，这时再进行个体生物学检测，即在田间试验中检测植株的耐旱性是否得到提高。(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的数量比为31，符合基因的分离定律，说明得到的二倍体转基因耐旱植株为杂合子，因此可推测该

28、耐旱基因只整合到了同源染色体的一条上。练出高分1如图为某种质粒的简图，小箭头所指分别为限制性核酸内切酶EcoR、BamH的酶切位点，P为转录的启动部位。已知目的基因的两端有EcoR、BamH的酶切位点，受体细胞为无任何抗药性的原核细胞。下列有关叙述正确的是()A将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoR酶切，在DNA连接酶作用下，生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有两种BDNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来，形成一个重组质粒时形成两个磷酸二酯键C为了防止目的基因反向粘连和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是EcoR和BamHD能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞表明该目的基因已成

29、功导入该细胞答案C解析如果将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoR酶切，则酶切后二者的黏性末端相同，在DNA连接酶作用下，生成由两个DNA片段之间连接形成的产物有三种，只有一种符合基因工程的需求；DNA连接酶的作用是将酶切后的目的基因和质粒的黏性末端连接起来形成重组质粒，该过程形成4个磷酸二酯键；为了防止目的基因和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是EcoR和BamH，这样切割后得到的DNA片段两侧的黏性末端不同；由于受体细胞为无任何抗药性的原核细胞，因此能在含青霉素的培养基中生长的原因，可能是受体细胞成功导入了目的基因，也可能是只导入了不含目的基因的载体。2现有一长度为1 000碱基对(bp)

30、的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoR 单独酶切后得到的DNA分子仍是1 000 bp，用Kpn 单独酶切得到400 bp和600 bp两种长度的DNA分子，用EcoR、Kpn同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是()答案D解析由题干条件可知用EcoR酶切后，并不能将DNA分为两段，故可判断为环状DNA，再根据“用EcoR、Kpn同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子”可得到答案D。3下图表示科学家通过基因工程培育抗虫棉时，从苏云金芽孢杆菌中提取抗虫基因“放入”棉花细胞中与棉花的DNA分子结合起来而发挥作用的过程示意

31、图。以下说法正确的是()A该技术的核心内容是构建基因表达载体B目的基因在抗虫棉中的遗传要遵循基因的分离定律C图中常直接从大肠杆菌中获取D剔除培育成功的抗虫棉体内的四环素抗性基因会影响抗虫基因的表达答案A解析基因工程的核心技术是基因表达载体的构建，A正确；抗虫基因如果整合到棉花细胞细胞质的DNA上，其遗传不遵循基因的分离定律，B错误；常见的载体有质粒、动植物病毒和噬菌体的衍生物，C错误；基因的表达具有独立性，剔除抗虫棉体内的四环素抗性基因不影响抗虫基因的表达，D错误。4关于蛋白质工程的说法，正确的是()A蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型

32、蛋白质分子C对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的答案B解析蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，还必须从基因入手。与基因工程不同，蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子。5下列关于基因工程的叙述，错误的是()A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素

33、原无生物活性D载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达答案D解析基因工程中的目的基因来源于自然界中的含有目的性状的一切生物，可以是动物、植物，也可以是真菌、细菌，还可以是人等；在基因工程中获取目的基因以及将目的基因和载体结合构建基因表达载体必须使用同一种限制酶进行切割，以获得相同的黏性末端，在DNA连接酶的作用下，将目的基因和载体连接，构建基因表达载体；人的胰岛素原基因可以在大肠杆菌体内得以表达，但是由于大肠杆菌是原核生物，没有内质网、高尔基体等细胞器的加工，合成的胰岛素原不具有胰岛素的功能，即没有生物活性；作为标记基因是为了检测并筛选含重组DNA的细胞，但对于目的基因

34、的表达没有影响。6干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，每升人血中只能提取0.5 g，所以价格昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰素。如图所示：从上述方式中可以看出该公司生产干扰素运用的方法是()A个体间的杂交 B基因工程C细胞融合 D器官移植答案B解析从图中可以看出整个过程为将人的淋巴细胞中控制干扰素合成的基因与质粒结合后导入酵母菌，并从酵母菌产物中提取干扰素，这项技术为基因工程。7许多大肠杆菌的质粒上含有lacZ基因，其编码的产物­半乳糖苷酶在X­gal和IPTG存在时，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，否则菌落呈现白色。基因工程中常利用该原

35、理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞，过程如下图所示。下列说法错误的是()A基因工程中，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，能遗传给后代，并表达和发挥作用B转化过程中，大肠杆菌应先用Ca2处理，使其处于能吸收周围DNA的状态C菌落颜色为白色的是菌落D菌落中的目的基因是否表达，可采用的检测办法是抗原抗体杂交答案C解析基因工程中，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，能遗传给后代，并表达和发挥作用。转化过程中，大肠杆菌应先用Ca2处理，使其处于能吸收周围DNA的状态。lacZ标记基因因外源基因的插入而不能表达出­半乳糖苷酶，故菌落为白

36、色菌落。可采用抗原抗体杂交的方法检测菌落中的目的基因是否表达。8如图表示利用农杆菌转化法获得某种转基因植物的部分操作步骤。以下说法错误的是()A利用含有四环素的培养基可将含的细菌筛选出来B是农杆菌，通过步骤将目的基因导入植株C可与多个核糖体结合，同时翻译出多种蛋白质D过程的完成需要限制酶和DNA连接酶参与答案C解析标记基因是四环素抗性基因，如果细菌能在含有四环素的培养基中生长，说明此细菌含有重组质粒。是一条mRNA分子，可与多个核糖体结合形成多聚核糖体。但由于翻译的模板是同一个mRNA分子，密码子序列相同，故不同的核糖体翻译出的是多个同一种蛋白质。9利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需

37、要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是()A棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白答案D解析基因表达的产物是蛋白质，因此，只有在受体细胞中检测或提取到了相应蛋白质才能证明目的基因在受体细胞中完成了表达，A、C项只能说明完成了目的基因的导入，B项只能说明完成了目的基因的导入和目的基因的转录过程。10下图表示蛋白质工程的操作过程，下列说法不正确的是()A蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作B蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术Ca

38、、b过程分别是转录、翻译D蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因答案B解析蛋白质工程中了解蛋白质分子结构如蛋白质的空间结构、氨基酸的排列顺序等，对于合成或改造基因至关重要；蛋白质工程的进行离不开基因工程，对蛋白质的改造是通过对基因的改造来完成的；图中a、b过程分别是转录、翻译过程；蛋白质工程中可根据已经明确的蛋白质的结构构建出一种全新的基因。11图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列。图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp、BamH、Mbo、Sma4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答

39、下列问题：(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由_连接。(2)若用限制酶Sma完全切割图1中DNA片段，产生的末端是_末端，其产物长度为_。(3)若图1中虚线方框内的碱基对被TA碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶Sma完全切割，产物中共有_种不同长度的DNA片段。(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是_。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加_的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是_。

40、答案(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平537 bp、790 bp、661 bp(3)4(4)BamH 抗生素B同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接解析(1)一条脱氧核苷酸链中相邻的两个碱基之间是通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连的，要注意与两条脱氧核苷酸链的相邻碱基之间通过氢键相连进行区分。(2)从Sma的识别序列和切点可见，其切割后产生的是平末端，图1中DNA片段有Sma的两个识别序列，故切割后产生的产物长度为537(5343)bp、790(79633)bp和661(6583)bp三种。(3)图示方框内发生碱基对的替换后，形成的d基因失去了1个Sma的识别序列，故D基因、d基因用Sma完全切割后产物中除原有的3种长度的DNA片段外，还增加一种537790 bp的DNA片段。(4)目的基因的两端都有BamH的识别序列，质粒的启动子后抗生素A抗性基因上也有BamH的识别序列，故应选用的限制酶是BamH，此时抗生素B抗性基因作为标记基因，故筛选时培养基中要添加抗生素B。若重组质粒已