专题1基因工程复习知识点和练习

1、翔宇教育集团宝应中学复习教学案 选修1专题1 基因工程 主备人：杨学志选修3现代生物科技专题专题1基因工程知识点背诵11 DNA重组技术的基本工具一、概念：基因工程又叫做DNA重组技术，就是按照人类的要求，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后导入另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。二、基因操作的工具：基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工，即对DNA分子进行剪切和拼接，其主要工具有：1分子手术刀：限制性内切酶，简称限制酶。这种酶主要存在于原核生物中，由于每种限制酶能识别特定的核苷酸序列，因此，限制酶能在特定的切点上切割DNA分子。特点：A、专一性：每一种限制酶只能识别

2、双链DNA分子一种特定的核苷酸序列。B、切点：各种酶切点不同，即具有特定的酶切位点。作用：在特定的切点上切割DNA分子形成两个完全相同的黏性末端。种类：有4000多种限制酶，切割成的DNA末端可分为两大类：黏性末端和平末端(中轴线切口为AT，CG)2分子缝合针：其实质是一种DNA连接酶。 作用：是把两个黏性末端之间的缝隙“缝合”起来。（实质是“缝合”磷酸二酯键 ）酶的分类： A、coli DNA连接酶(从大肠杆菌中分离得到，只能对互补链的黏性末端起作用) B、T4 DNA连接酶 （对两种末端都起作用）DNA连接酶与DNA聚合酶的异同：（1）DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3末端

3、的羟基上，形成磷酸二酯键，在DNA复制中起作用；而DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DNA片段之间形成磷酸二酯键，在基因工程中起作用。（2）DNA聚合酶是以一条DNA链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链；而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来，因此DNA连接酶不需要模板。二者虽然都是由蛋白质构成的酶，但组成和性质各不相同。3目的基因的运输工具：运载体(或分子运输车)，借助运载体将外源目的基因送入受体细胞。常用的运载体是质粒，还有噬菌体的衍生物、动植物病毒等。作为运载体要符合以下条件：a.对受体细胞的生存没有决定性影响

4、；b.能停留在受体细胞内复制，并稳定保存；c.具有多个限制酶切点，便于目的基因的连接；d.具有某些标记基因，便于筛选、检测。三、重组DNA模拟操作注意：剪刀是模拟EcoRI， 用不干胶时，意识到它是模拟DNA连接酶，只能黏连磷酸二酯键处，而不能去黏连碱基对处。 12 基因工程的基本操作程序一、目的基因的获取：1目的基因的概念：符合人们需要的编码蛋白质的结构基因， 2目的基因的获取方法：（1）从基因文库中获取目的基因A、基因文库概念：将含有某种生物不同基因的多个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基因，称基因文库。概念理解（实质是：一细菌群体中含有这种生物的不同基

5、因）B、基因文库分类: 基因组文库：含有一种生物全部基因（理解：相当国家图书馆）cDNA文库(部分基因文库)：只含有一种生物部分基因（理解：某市图书馆 ）（2）利用PCR技术扩增目的基因PCR技术是聚合酶链式反应的缩写，是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术。实施PCR技术的条件：一段已知的目的基因的核苷酸序列引物热稳定DNA聚合酶原料（脱氧核淦酸核苷酸）能量（ATP）。实施PCR技术的过程可以在PCR扩增仪中自动完成。从供体细胞的DNA中分离，如鸟枪法。（3）其它方法方法 反转录法：人工合成基因 据已知的氨基酸序列合成： 反转录 合成蛋白质单链DNAmRNA基因DNA序列mRNA

6、氨基酸序列推测推测合成二、基因表达载体的构建（目的基因与运载体结合），是基因工程的核心步骤基因表达载体的组成：表达载体=启动子+目的基因+终止子+标记基因 表达载体的功能: 使目的基因在受体细胞中存在，并且遗传给下一代，使目的基因表达和发挥作用启动子：是特殊的片段位于基因的首端，它是聚合酶的识别和结合部位，用于启动转录产生m。终止子（相当红色信号灯）：位于基因的末端用于终止转录过程。标记基因：鉴别受体细胞是否已含有目的基因。 基因表达载体的构建的步骤：用同一种限制酶去切割质粒和目的基因，露出 ，加入DNA连接酶，形成重组DNA分子。三、将含目的基因的表达载体（重组DNA分子）导入受体细胞1、将

7、含目的基因的导入植物体细胞（1）农杆菌转化法转化的概念：目的基因进入受体细胞内，在受体细胞内维持稳定和表达的过程。农杆菌转化法的原理：农杆菌易感染双子叶和裸子植物，农杆菌 的Ti质粒的上的TDNA可转至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上。理解：目的基因搭“顺风车”是借细菌或病毒侵染细胞的过程来进行（P12图1-11）。（2）其它方法：基因枪法、花粉管通道法。2、将含目的基因的表达载体导入动物体细胞方法：显微注射技术。基本步骤：P133、将含目的基因表达载体导入微生物体细胞，如，导入大肠杆菌细胞的基本步骤：（1） Ca+处理细菌细胞壁通透性增加感受态细胞（2） 重组表达载体DNA溶于缓冲液中与

8、感受态细胞混合吸收四、目的基因的检测和鉴定（是检测目的基因是否成功导入的关健步骤）(1)检测的意义：鉴别目的基因是否真正导入受体细胞。(2)检测方法： DNA分子杂交技术和抗原-抗体杂交技术核酸分子杂交（即DNA探针法）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小片段用放射性同位素、荧光分子等进行标记（即基因探针），之后同被检测的基因组DNA（或mRNA）杂交，如果显示杂交带，就表明目的基因已插入染色体DNA（或表明目的基因已转录出了mRNA）。抗原-抗体杂交技术可检测目的基因是否翻译形成蛋白质产品。做抗虫或抗病的接种实验：受体细胞（或植株）表现出特定性状，说明目的基因已导

9、入和完成表达过程。13 基因工程的应用1转基因生物转基因生物目的基因目的基因从何来抗虫棉Bt毒蛋白基因苏云金芽孢杆菌抗真菌转基因烟草几丁质酶基因抗毒素合成基因   抗盐碱和干旱作物调节细胞渗透压的基因    耐寒的番茄抗冻蛋白基因鱼抗除草剂转基因大豆抗除草剂基因  降低乳糖的奶牛肠乳糖酶基因  生产胰岛素的工程菌人胰岛素基因人2基因工程与医药卫生生产基因工程药品：如将胰岛素基因导入大肠杆菌，来生产胰岛素。基因诊断与治疗：用带同位素或荧光标记的DNA做探针，利用DNA分子杂交原理检测被测标本的遗传信息，来检测病症。3基因工程与

10、环境保护环境监测：用DNA探针检测饮用水中的病毒含量。净化环境：用假单孢杆菌分解石油4基因治疗分为体外基因治疗和体内基因治疗。5基因芯片14 蛋白质工程的崛起一、蛋白质工程崛起的缘由变成基因工程在原则上只能生产自然界已经存在的蛋白质，天然蛋白质不一定完全符合人类生产和生活的需要。蛋白质工程的目的：生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的蛋白质，例如：（1）干扰素在体外保存困难解决方法：半胱氨酸 丝氨酸（2）玉米中赖氨酸的含量低变成原因是：赖氨酸合成过程中的两个关键酶天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性，受细胞内赖氨酸浓度影响较大，当赖氨酸浓度达到一定量时，就会抑制这两个酶的活性。解决方法：

11、变成天冬氨酸激酶（第352位）： 苏氨酸 异亮氨酸二氢吡啶二羧酸合成酶（第104位）：天冬酰胺 异亮氨酸二、蛋白质工程的基本原理基因DNA 氨基酸序列 三维结构生物功能 预期功能 DNA合成分子设计翻译转录折叠中心法则蛋白质工程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。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，是包含多学科的综合科技工程领域。蛋白质工程流程图：三、蛋白质工程的进展和前景1、进展和前景：例：科学家通过对胰岛素的改造，已使其成为速效型药品。例：用

12、蛋白质工程方法制成的电子元件，具有体积小、耗电少和效率高的特点，因此有极为广阔的发展前景。2、蛋白质工程是一项难度很大的工程，目前成功的例子不多，主要是因为蛋白质发挥功能必须依赖于正确的高级结构，而这种高级结构十分复杂。翔宇教育集团宝应中学高二生物复习练习专题1基因工程复习测试卷（一）一、选择题（ ）1下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体 A.细菌质粒 B.噬菌体 C.动植物病毒 D.细菌核区的DNA（ ）2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是 A.人工合成目的基因 B.目的基因与运载体结合C.将目的基因导入受体细胞 D.

13、目的基因的检测表达（ ）3在基因工程中，切割载体和含有目的基因的DNA片段中，一般需使用 A.同种限制酶 B.两种限制酶 C.同种连接酶 D.两种连接酶（ ）4下列哪项叙述不是运载体必须具备的条件 A.具有某些标记基因 B.决定宿主细胞的生存C.能够在宿主细胞中复制 D.有多个限制酶切点（ ）5水母发光蛋白由236个氨基酸构成，其中有三种氨基酸构成发光环，现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记。在转基因技术中，这种蛋白质的作用A.促使目的基因导入宿主细胞中 B.促使目的基因在宿主细胞中复制C.使目的基因容易被检测出来 D.使目的基因容易成功表达（ ）6应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使

14、用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是指 A.用于检测疾病的医疗器械B.用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子C.合成球蛋白的DNAD.合成苯丙氨酸羟化酶的DNA片段（ ）7基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA子中的GAATTC顺序，切点在G和A之间，这是应用了酶的 A高效性 B.专一性 C多样性 D.催化活性受外界条件影响（ ）8作为基因的运输工具运载体，必须具备的条件之一及理由是A.能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制，以便提供大量的目的基因B.具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达C.具有某些

15、标记基因，以使目的基因能够与其结合D.它的参与才能够使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存（ ）9下列平末端属于同一种限制酶切割而成的是A.B.C.D.（ ）10下列有关基因工程的叙述中，不正确的是 A.DNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来B.基因探针是指用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子C.基因治疗主要是对有基因缺陷的细胞进行替换 D.蛋白质中氨基酸序列可为合成目的基因提供资料（ ）11下列属于PCR技术的条件的是单链的脱氧核苷酸序列引物目的基因所在的DNA片段脱氧核苷酸核糖核苷酸DNA连接酶DNA聚合酶DNA限制性内切酶A.B.C.D.（ ）12下列有关PCR技术的叙述正确的是A.

16、作为模板的DNA序列必须不断的加进每一次的扩增当中B.作为引物的脱氧核苷酸序列必须不断的加进每一次的扩增当中C.反应需要的DNA聚合酶必须不断的加进反应当中D.反应需要的DNA连接酶必须不断的加进反应当中（ ）13蛋白质工程中，直接需要进行操作的对象是A.氨基酸结构B.蛋白质的空间结构C.肽链结构D.基因结构（ ）14某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶（Amy）基因a,通过基因工程的方法，将a转到马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。这一过程涉及 A.目的基因进入受体细胞后，可随着马铃薯的DNA分子的复制而复制，传给子代细胞B.基因a导入成功后，将抑制细胞原有的新陈代谢，开辟新的

17、代谢途径C.细菌DNA分子较小，可直接作为目的基因，导入受体中不需要整合到马铃薯的DNA分子中D.目的基因来自细菌，可以不需要运载体直接导入受体细胞（ ）15关于基因工程的叙述，正确的是 A.基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因B.细菌质粒是基因工程常用的运载体C.通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNAD.为育成抗除草剂的农作物新品种导入的抗除草剂的基因只能以受精卵为受体（ ）16采用基因工程的方法培养抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是将毒素蛋白注射到棉受精卵中 将编码毒素蛋白的DNA序列注射到棉受精卵中将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组导入细菌，用该细

18、菌感染棉花体细胞，再进行组织培养将编码毒素蛋白的DNA序列与质粒重组，注射到棉花子房，并进入受精卵A. B. C. D.（ ）17蛋白质工程的基本流程是蛋白质分子结构设计DNA合成预期蛋白质功能据核苷酸序列推出脱氧核苷酸序列A.B.C.D.（ ）18以下关于蛋白质工程的说法正确的是A、蛋白质工程以基因工程为基础 B、蛋白质工程就是酶工程的延伸C、蛋白质工程就是用蛋白酶对蛋白质进行改造D、蛋白质工程只能生产天然的蛋白质（ ）19科学家将含人的-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含-抗胰蛋白酶的奶。这一过程涉及（多选）A、DNA按照碱基互补配对原则自我复制 B、

19、DNA以其一条链为模板合成RNAC、按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质D、RNA以自身为模板自我复制（ ）20.科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中,发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋,在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白;而且这些验收孵出的鸡,仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋.据此分析（多选）A.这些鸡是转基因工程的产物 B.这种变异属于可遗传的变异C.该过程运用了胚胎移植技术 D. 该种变异属于定向变异二、非选择题21生物学家通过基因工程培育出了能够通过乳房生物反应器生产人的血清蛋白。（1）在基因工程的操作中，目的基因是怎样获取的？ 。（2）“分子手术刀”

20、 ，（3）“分子缝合针” ， （4）“分子运输车” 。（5）操作步骤：从人的_获取目的基因；目的基因与_结合构建基因表达载体；在基因表达载体中还应插入_和终止子。然后把基因表达载体导入牛的_，通过发育形成的牛体细胞含人的_，成熟的牛产的的奶中含有_，证明基因操作成功。(6)人的基因在牛体内能表达,说明人和牛 。胰腺反转录酶质粒 DNA大肠杆菌原胰岛素信使RNA221979年，科学家将动物体内的能够合成胰岛素的基因与大肠杆菌的DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内表达成功。请根据图回答问题：（1）此图表示的是采取_合成基因的方法获取_基因的过程。（2）图中DNA是以_为模板，_形成单链DNA，在酶的

21、作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的基因。（3）图中代表的是_，在它的作用下将质粒（_DNA）切出_末端。（4）图中代表_DNA，含_。（5）图中表示将_。表示_DNA随大肠杆菌的繁殖而进行_。23下图是利用基因工程办法生产人白细胞干扰素的基本过程图，据图回答：（1）过程需要_酶的参与。（2）物质是从大肠杆菌分离出的_。其化学本质是_，它必须能在宿主细胞中_。(3)过程表明目的基因_。24已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基嘌呤阻断。人淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但一般不分裂增殖。鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖，将这两种细胞在试管中混合，加聚乙二醇

22、促融，获得杂种细胞。请回答：（1）试管中除融合的杂种细胞外，还有 种融合细胞。（2）设计一方法（不考虑机械方法），从培养液中分离出杂种细胞，并说原理。方法： 。原理： 。翔宇教育集团宝应中学高二生物复习练习专题1基因工程复习测试卷（二）一、单项选择题（ ）1下列关于基因的叙述中，正确的是 A每一个DNA片段都是一个基因  B每一个基因都控制着一定的性状 C有多少基因就控制着多少遗传性状D基因控制的性状都能在后代表现出来（ ）2以下说法正确的是 A所有的限制酶只能识别同一种特定的核苷酸序列 B质粒是基因工程中惟一的运载体 C运载体必须具备的条件之一是：具有多个限制酶切点，以便与外源基因

23、连接 D基因治疗主要是对有缺陷的细胞进行修复（ ）3不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A能复制 B有多个限制酶切点 C具有标记基因 D它是环状DNA（ ）4依右图有关基因工程的工具酶功能的叙述，不正确的是 A切断a处的酶为限制核酸性内切酶 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切断b处的为限制性内切酶（ ）5基因工程的操作步骤：制备重组DNA分子，转化受体细胞，筛选出获得目的基因的受体细胞、培养受体细胞并诱导目的基因的表达，获取目的基因，正确的操作顺序是 A B C D（ ）61976年，美国的H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌，并获得表

24、达，这是人类第一次获得的转基因生物，此文中的表达是指该基因在大肠杆菌 A能进行DNA复制 B能进行转录和翻译C能控制合成抑制生长素释放因子 D能合成人的生长激素（ ）7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制备重组DNA分子 C转化受体细胞 D目的基因的检测和表达（ ）8在烟草的叶片中含有大量的烟碱，当把烟草嫁接到番茄上时，烟草的叶就不含烟碱了。反之，嫁接到烟草上的番茄叶中却含有烟碱。这说明A烟草根部能合成烟碱B烟草叶受番茄的影响，遗传性状发生改变C番茄叶受烟草的影响，遗传性状发生改变D只有依赖烟草根部吸收某种物质，烟

25、草叶片才能合成烟碱（ ）9科学家常选用的细菌质粒往往带有一个抗菌素抗性基因，该基因的主要作用是A提高受体细胞在自然环境中的耐热性 B有利于检测目的基因否导入受体细胞C增加质粒分子的相对分子质量 D便于与外源基因连接（ ）10下图是基因工程主要技术环节的一个基本步骤，这一步需用到的工具是ADNA连接酶和解旋酶 BDNA聚合酶和限制性核酸内切酶C限制性核酸内切酶和DNA连接酶 DDNA聚合酶和RNA聚合酶（ ）11人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体加工合成。通过转基因技术，可以使人的糖蛋白基因得以表达的受体细胞是A大肠杆菌 B酵母菌 CT4噬菌体 D质粒DNA（ ）12蛋白质工程是新崛起的一项生物工

26、程，又称第二代基因工程。下图示意蛋白质工程流程，图中A、B在遗传学上依次表示A转录和翻译 B翻译和转录 C复制和转录 D传递和表达（ ）13限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割DNA分子上特定的核苷酸碱基序列。下图为四种限制酶BamHI，EcoRI，Hind以及Bgl的辨识序列。箭头表示每一种限制酶的特定切割部位，其中哪两种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏合？其正确的末端互补序列为何？ A. BamHI和EcoRI；末端互补序列AATTB. BamHI和Hind；末端互补序列GATCC. EcoRI和Hind；末端互补序列AATTD. BamHI和BglII；末端互补序列GATC二、

27、多项选择题（ ）14下列关于细胞内基因存在位置的说法不正确的是A细胞质基因存在于细胞质内某些细胞器的染色体上B在细胞质和细胞核的染色体上都存在C存在于细菌的质粒染色体上D存在于所有的生物体内（ ）152003年，我国科学工作者用基因工程迅速研制出“非典”诊断盒。其作用及机理的叙述不正确的是A治疗“非典”，利用的是抗原抗体反应B诊断“非典”，利用的是DNA分子杂交原理C诊断“非典”，利用的是抗原抗体反应D治疗“非典”，利用的是DNA分子杂交原理（ ）16转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的不

28、包括A维持棉田物种多样性 B减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度C使食虫鸟有虫可食 D维持棉田生态系统中的能量流动三、非选择题171990年对一位缺乏腺苷脱氨酶基因，而患先天性体液免疫缺陷病的美国女孩进行基因治疗，其方法是首先将患者的白细胞取出作体外培养，然后用逆转录病毒将正常腺苷脱氨酶基因转入人工培养的白细胞中，再将这些转基因白细胞回输到患者的体内，经过多次治疗，患者的免疫功能趋于正常。（1）在基因治疗过程中，逆转录病毒的作用相当于基因工程中基因操作工具中的 ，此基因工程中的目的基因是 ，目的基因的受体细胞是 。(2)将转基因白细胞多次回输到患者体内后，兔疫能力趋于正常是由于产生了 。人胰岛细胞

29、大肠杆菌胰岛素mRNAA人胰岛素人胰岛素大量的A重复进行BCD18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，请据图作答。（1）能否利用人的皮肤细胞来完成过程？ ，为什么？ 。（2）过程必需的酶是 酶，过程必需的酶是 酶。（3）与人体细胞中胰岛素基因相比，通过过程获得的目的基因不含有非编码区和 。（4）若A中共有a个碱基对，其中鸟嘌呤有b个，则过程连续进行4次，至少需要提供胸腺嘧啶 个。（5）在利用AB获得C的过程中，必须用 切割A和B，使它们产生 ，再加入 ，才可形成C。（6）为使过程更易进行，可用 （药剂）处理D。19遗传学的发展史可以说是人类对基因的认识史。随着研究的深入，人们对

30、基因有了新的认识。请认真阅读下列四则材料，结合所学内容，完成有关问题：材料一 真核生物（如人）的基因是一个嵌合体，其编码区内包含着编码部分（称外显子）和不编码部分（称内含子）。外显子被内含子一一隔开。材料二 由基因指导合成的信使RNA开始也带有内含子，称为前体信使RNA，其内含子对应的信使RNA被切下后，再重新将外显子对应的信使RNA拼接起来，成为成熟的信使RNA，释放到细胞质中去指导蛋白质合成。材料三 “内含子”的切除和“外显子”的拼接都需要能量和酶。材料四 科学家们用嗜热四膜虫（一种原生动物）作为实验对象进行了拼接实验。他们惊奇地发现：在不含任何蛋白质成分的四膜虫前体信使RNA提取物中加入ATP，结果发现前体信使RNA成功地完成了拼接。（1）四膜虫基因中外显子的基本组成单位是 ，前体信使RNA的基本组成单位是 。 （2）若某人的某基因编码区中有n个碱基，其内含子中有m个磷酸基，则由它指导合成