名师导学高考生物一轮总复习第四十七课时基因工程的基本工具名师优质课件新人教版选修3

1、专题专题1 基因工程基因工程 第四十七课时第四十七课时 基因工程的基本工具、基因工程的基本工具、 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 1.基因工程的诞生基因工程的诞生 2.基因工程的原理及技术基因工程的原理及技术 考点一考点一 基因工程的理论基础和基本工具基因工程的理论基础和基本工具 【回扣教材】【回扣教材】 1基因拼接的理论基础基因拼接的理论基础 DNA 是主要遗传物质。是主要遗传物质。 (1)_ 。 (2)DNA的基本组成单位都是的基本组成单位都是四种脱氧核苷酸四种脱氧核苷酸_双螺旋双螺旋 (3)双链双链DNA分子的空间结构都是规则的分子的空间结构都是规则的_结构。结构。 2外源

2、基因在受体内表达的理论基础外源基因在受体内表达的理论基础 (1)_基因基因 是控制生物性状的独立遗传单位。是控制生物性状的独立遗传单位。 中心法则中心法则 。 (2)遗传信息的传递都遵循遗传信息的传递都遵循_(3)生物界共用一套生物界共用一套_遗传密码遗传密码 。 3基因工程的基本工具基因工程的基本工具 (1) 限限制制性性核核酸酸内内切切酶酶：切切割割DNA的的工工具具是是限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 ，又称，又称_限制酶限制酶 。这类酶主要是。这类酶主要是_双链双链DNA 原核生物原核生物 中分离纯化出来的，能识别中分离纯化出来的，能识别_从从_特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列 ，并且

3、使每一条链中特定，并且使每一条链中特定分子中分子中_磷酸二酯键磷酸二酯键 断开，使其断开，使其部位的两个核苷酸之间的部位的两个核苷酸之间的_黏性末端黏性末端 或或_平末端平末端 。 形成形成_ (2)DNA连接酶：常用的连接酶：常用的DNA连接酶有连接酶有 (3)载体：携带目的基因进入受体细胞载体：携带目的基因进入受体细胞 复制复制 ，有一个有一个条件：条件：能在宿主细胞中保存下来并大量能在宿主细胞中保存下来并大量_限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶 切切 割割 点点 ， 有有 特特 殊殊 的的 遗遗 传传至至 多多 个个_标记基因标记基因 ，便于筛选。，便于筛选。 _质粒质粒 常常 用用)、

4、噬噬 菌菌 体体 的的 衍衍 生生 物物 、种种 类类 ：_(_动植物病毒动植物病毒 。 DNA 分子。分子。 质粒是能够自主复制的双链小型环状质粒是能够自主复制的双链小型环状_目的基因目的基因 转移到宿转移到宿作用：作为运载工具，将作用：作为运载工具，将_主细胞内；利用它在宿主细胞内对目的基因进行大主细胞内；利用它在宿主细胞内对目的基因进行大复制复制 量量_。 【知识拓展】【知识拓展】 1基因工程基因工程 基因工程的别基因工程的别名名 操作环境操作环境 操作对象操作对象 操作水平操作水平 基本过程基本过程 结果结果 基因拼接技术或基因拼接技术或DNA重组技术重组技术 生物体外生物体外 基因基

5、因 DNA分子水平分子水平 剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达 人类需要的基因产物人类需要的基因产物 2.DNA连接酶与连接酶与DNA聚合酶的比较聚合酶的比较 【典例精析】【典例精析】 【例【例1】下列关于基因工程的叙述，错误的是】下列关于基因工程的叙述，错误的是( ) D A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物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限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具连接酶是两类常用的工具酶酶 C人的干扰素原基因在大肠杆菌中表达的干扰素原无人的干扰素原基因在大肠杆菌中表达的干扰素原无生物活性生物活性 D载体上的抗性基因有利于筛选含重组载

6、体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和的细胞和促进目的基因的表达促进目的基因的表达 【解析】【解析】 大肠杆菌细胞中没有内质网和高尔基体，不能大肠杆菌细胞中没有内质网和高尔基体，不能对糖蛋白进行加工合成，所以表达的直接产物没有生物对糖蛋白进行加工合成，所以表达的直接产物没有生物活性，需后期处理；抗性基因不能促进目的基因的表达。活性，需后期处理；抗性基因不能促进目的基因的表达。 考点二考点二 基因工程基本操作程序基因工程基本操作程序 【回扣教材】【回扣教材】 基因工程的基本操作程序基因工程的基本操作程序 目的基因的获取目的基因的获取 第一步：第一步：_ 编码蛋白质的结构基因编码蛋白质的结构

7、基因 ，也，也1目的基因主要是指目的基因主要是指_可以是一些具有调控作用的因子。目的基因的获取途径可以是一些具有调控作用的因子。目的基因的获取途径 常常 见见 的的 有有 ：从自然界中已有的物种中分离出来从自然界中已有的物种中分离出来_、_人工合成目的基因人工合成目的基因 、_利用利用PCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因 。 2基因文库：将含有某种生物不同基因的许多基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA_片段片段 受体菌受体菌 的群体中储存，各个的群体中储存，各个_受体菌受体菌 分别含有这分别含有这导入导入_不同的基因不同的基因 ，称为基因文库。常见的基因，称为基因文库。常见的基因种生

8、物的种生物的_基因组文库基因组文库 和和_文库有文库有_cDNA文库文库 。 3PCR技术扩增目的基因技术扩增目的基因 聚合酶链式反应聚合酶链式反应 的缩写，是一项在的缩写，是一项在_生物体外生物体外 PCR是是_复制特定复制特定DNA片段的核酸合成技术，可以在短时间内片段的核酸合成技术，可以在短时间内大量扩增目的基因大量扩增目的基因 。其原理是。其原理是_DNA双链复制双链复制 ，_DNA解旋解旋 ；冷却到；冷却到其过程是：加热至其过程是：加热至9095，_5560，_引物结合到互补引物结合到互补DNA链链 ；加热至；加热至7075， 热稳定热稳定DNA聚合酶聚合酶(如如Taq酶酶)从引物起

9、始进行互补链从引物起始进行互补链 _的合成的合成 _。 基因表达载体的构建基因表达载体的构建 第二步：第二步：_ 稳定存在稳定存在 ，并且可，并且可1目的：使目的基因在受体细胞中目的：使目的基因在受体细胞中_ ， 同同 时时 使使 目目 的的 基基 因因 能能 够够以以遗传给下一代遗传给下一代_表达和发挥作用表达和发挥作用 。 _启动子启动子 目的基因目的基因 2基因表达载体的组成：基因表达载体的组成：_标记基因标记基因 _终止子终止子 _ (1)启动子：是一段有特殊结构的启动子：是一段有特殊结构的_DNA片段片段 ，位于基，位于基RNA聚合酶聚合酶 识别和结合的部位，能驱动基识别和结合的部位

10、，能驱动基因的首端，是因的首端，是_转录出转录出mRNA 因因_，最终获得所需的蛋白质。，最终获得所需的蛋白质。 DNA短片段短片段 ，位于，位于(2)终止子：是一段有特殊结构的终止子：是一段有特殊结构的_尾端尾端 。 基因的基因的_(3)标标 记记 基基 因因 的的 作作 用用 ： 是是 为为 了了 鉴鉴 定定 受受 体体 细细 胞胞 中中是否含有目的基因是否含有目的基因 ，从而将，从而将_含有目的基因的细胞含有目的基因的细胞 筛筛_抗生素抗性基因抗生素抗性基因 。 选出来。常用的标记基因是选出来。常用的标记基因是_将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 第三步：第三步：_ 受体细胞内

11、受体细胞内 1转化的概念：是目的基因进入转化的概念：是目的基因进入_，并且在受体细胞内并且在受体细胞内_维持稳定和表达维持稳定和表达 的过程。的过程。 2常用的转化方法：常用的转化方法： (1)将目的基因导入植物细胞：将目的基因导入植物细胞： 农杆菌转化法农杆菌转化法 ，农杆菌特点：易，农杆菌特点：易采用最多的方法是采用最多的方法是_双子叶双子叶 植物和裸子植物，对大多数植物和裸子植物，对大多数_单子叶单子叶 感染感染_植物没有感染力；农杆菌中的植物没有感染力；农杆菌中的Ti质粒上的质粒上的TDNA可转移可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的至受体细胞，并整合到受体细胞的_染色体的染色体的DNA

12、 上。上。 基因枪法基因枪法 ，是单子叶植物中常用的一种，是单子叶植物中常用的一种其次还有其次还有_基因转化方法，但是成本较高。基因转化方法，但是成本较高。 花粉管通道法花粉管通道法 ，是我国科学家独创的一种方法，是我国科学家独创的一种方法，_是一种十分简便经济的方法是一种十分简便经济的方法(我国的转基因抗虫棉就是用我国的转基因抗虫棉就是用此种方法获得的此种方法获得的)。 (2)将目的基因导入动物细胞：将目的基因导入动物细胞： 显微注射技术显微注射技术 最常用的方法是最常用的方法是_。此方法的受体。此方法的受体受精卵受精卵 。 细胞多是细胞多是_提纯提纯 操作程序：目的基因表达载体操作程序：目

13、的基因表达载体_取卵取卵(受精卵受精卵) 雌雌 性性显微注射显微注射注射了目的基因的受精卵移植到注射了目的基因的受精卵移植到_输卵管或子宫输卵管或子宫 动物的动物的_内发育内发育新性状动物。新性状动物。 (3)将目的基因导入微生物细胞：将目的基因导入微生物细胞： 感受态细胞法感受态细胞法 多为单细胞多为单细胞 、繁殖快繁殖快 、_ 原原 核核 生生 物物 特特 点点 ：_遗传物质相对较少遗传物质相对较少 等，因此早期的基因工程都等，因此早期的基因工程都用原核生物作为受体细胞。用原核生物作为受体细胞。 2 Ca大肠杆菌最常用的转化方法是：大肠杆菌最常用的转化方法是：_处理细胞处理细胞感受态感受态

14、 细细 胞胞 表表 达达 载载 体体 与与 感感 受受 态态 细细 胞胞 混混 合合_感受态感受态 细胞吸收细胞吸收DNA分子。分子。 _3重组目的基因导入受体细胞后，筛选含有基因表达重组目的基因导入受体细胞后，筛选含有基因表达标记基因是否表达标记基因是否表达 载体受体细胞的依据是载体受体细胞的依据是_。 目的基因的检测与鉴定目的基因的检测与鉴定 第四步：第四步：_ 1首先要检测转基因生物染色体的首先要检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了上是否插入了DNA分子杂交技术分子杂交技术 目的基因，方法是目的基因，方法是_。 目的基因是否转录出了目的基因是否转录出了mRNA ，2其次还要检测其次还

15、要检测_方法是方法是_用标记的目的基因作探针与用标记的目的基因作探针与mRNA杂交杂交 。 目的基因是否翻译成蛋白质目的基因是否翻译成蛋白质 3最后检测最后检测_，方法是从转基因生物中提取方法是从转基因生物中提取_蛋白质蛋白质 ，用相应的抗体，用相应的抗体抗原抗原抗体杂交抗体杂交 进行进行_。 个体生物学水平个体生物学水平 的鉴定。如转基的鉴定。如转基4有时还需进行有时还需进行_因抗虫植物是否出现抗虫性状。因抗虫植物是否出现抗虫性状。 【知识拓展】【知识拓展】 1将目的基因导入受体细胞的比较将目的基因导入受体细胞的比较 【典例精析】【典例精析】 【例【例2】(2013上海上海)回答下列有关遗传

16、信息传递回答下列有关遗传信息传递和表达的问题。和表达的问题。 如图表示利用致病病毒如图表示利用致病病毒M的表面蛋白基因和的表面蛋白基因和无害病毒无害病毒N，通过基因工程制作重组，通过基因工程制作重组M病毒疫苗的病毒疫苗的部分过程。其中表示操作流程，部分过程。其中表示操作流程，ah表示分表示分子或结构。据图回答问题。子或结构。据图回答问题。 (1)基因工程除了微生物基因工程外，还有基因工程除了微生物基因工程外，还有_ 植物基因工植物基因工 程、动物基因工程程、动物基因工程 _。在上图所示过程中，获取目的基因的。在上图所示过程中，获取目的基因的步骤是流程步骤是流程_( 用图中编号回答用图中编号回答

17、)；在流程中必须实；在流程中必须实切割质粒、将质粒与目的基因重组切割质粒、将质粒与目的基因重组 。 施的步骤有施的步骤有_(2)在上图所示的整个过程中，用作运载体的在上图所示的整个过程中，用作运载体的DNA来自分来自分子子_(c、d 用图中字母回答用图中字母回答)。 ADF 多选多选)。 (3)下列关于质粒运载体的说法正确的是下列关于质粒运载体的说法正确的是_(A使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解 B质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞 C质粒运载体可能是由细菌或者病毒的质粒运载体可能是由细菌或者病毒的DNA

18、改造的改造的 D质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则 E质粒运载体只有把目的基因整合到受体细胞的质粒运载体只有把目的基因整合到受体细胞的DNA中才能表达中才能表达 F没有限制酶就无法使用质粒运载体没有限制酶就无法使用质粒运载体 (4)据图比较结构据图比较结构g和结构和结构h的异同，并解释产生差异的原的异同，并解释产生差异的原因：因： _相同点：遗传物质相同；不同点：表面蛋白质不同；差相同点：遗传物质相同；不同点：表面蛋白质不同；差_异的原因：因为异的原因：因为g导入受体细胞后，目的基因得以表达，导入受体细胞后，目的基因得以表达，_。 合成了致病病毒合成了致病

19、病毒M的表面蛋白的表面蛋白 【解析】【解析】本题主要考查了基因工程的基础知识，考查识本题主要考查了基因工程的基础知识，考查识图、获取信息与处理信息的能力。基因工程所用的基本图、获取信息与处理信息的能力。基因工程所用的基本工具有限制性核酸内切酶、工具有限制性核酸内切酶、DNA连接酶和运载体，其中，连接酶和运载体，其中，常用的运载体是质粒，也可用噬菌体和动植物病毒。常用的运载体是质粒，也可用噬菌体和动植物病毒。 课时练习四十七课时练习四十七 一、选择题一、选择题(每小题只有一个正确选项每小题只有一个正确选项) 1某线性某线性DNA分子含有分子含有5 000个碱基对个碱基对(bp)，先用限制，先用限

20、制性核酸内切酶性核酸内切酶a完全切割，完全切割， 再把得到的产物用限制性核酸内切再把得到的产物用限制性核酸内切酶酶b完全切割，得到的完全切割，得到的DNA片段大小如下表。限制性核酸内片段大小如下表。限制性核酸内切酶切酶a和和b的识别序列和切割位点如下图所示。的识别序列和切割位点如下图所示。 下列有关叙述下列有关叙述错误的是错误的是( B ) a酶切割产物酶切割产物(bp) b酶再次切割产物酶再次切割产物(bp) 2 100；1 400；1 1 900；200；800；600；000；500 1 000；500 Aa酶与酶与b酶切断的化学键相同酶切断的化学键相同 B限制性核酸内切酶限制性核酸内切

21、酶a和和b切出的切出的DNA片段片段不能相互连接不能相互连接 C该该DNA分子中分子中a酶能识别的碱基序列有酶能识别的碱基序列有3个个 D 仅用仅用b酶切割该酶切割该DNA分子可得到三种分子可得到三种DNA片段片段 2右图为某质粒的示意图，其中右图为某质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，为复制必需的序列，amp为氨苄为氨苄青霉素抗性基因，青霉素抗性基因，tet为四环素抗性为四环素抗性基因，箭头表示目的基因的插入位基因，箭头表示目的基因的插入位点。实验中可能有的受体细胞点。实验中可能有的受体细胞(某种某种细菌，该细菌无相关的抗性基因细菌，该细菌无相关的抗性基因)没没有导入质粒，有的细胞导入

22、的质粒没有连接到目的有导入质粒，有的细胞导入的质粒没有连接到目的基因基因(空载质粒空载质粒)。 为了筛选出真正导入了重组质粒的为了筛选出真正导入了重组质粒的受体细胞，科学家将受体细胞分别培养在含四环素受体细胞，科学家将受体细胞分别培养在含四环素的培养基中，有的培养基形成了菌落。从每个菌落的培养基中，有的培养基形成了菌落。从每个菌落中挑取少量菌种分别接种到含氨苄青霉素的培养基中挑取少量菌种分别接种到含氨苄青霉素的培养基中，中，有的培养基无菌落产生。有的培养基无菌落产生。下列分析正确的是下列分析正确的是( D ) A在含四环素的培养基中未形成菌落的为导入了空载质在含四环素的培养基中未形成菌落的为导

23、入了空载质粒的细菌粒的细菌 B在含四环素的培养基中形成菌落的为导入了重组质粒在含四环素的培养基中形成菌落的为导入了重组质粒的细菌的细菌 C在含氨苄青霉素的培养基中能正常生长的为导入了重在含氨苄青霉素的培养基中能正常生长的为导入了重组质粒的细菌组质粒的细菌 D在含氨苄青霉素的培养基中不能正常生长的为导入了在含氨苄青霉素的培养基中不能正常生长的为导入了重组质粒的细菌重组质粒的细菌 【解析】【解析】在含四环素的培养基中未形成菌落，说明无四在含四环素的培养基中未形成菌落，说明无四环素抗性基因，即未导入质粒；在含四环素的培养基中环素抗性基因，即未导入质粒；在含四环素的培养基中形成菌落，说明有四环素抗性基

24、因，即导入了重组质粒形成菌落，说明有四环素抗性基因，即导入了重组质粒或空载质粒；在含氨苄青霉素的培养基中能正常生长，或空载质粒；在含氨苄青霉素的培养基中能正常生长，说明相关的抗性基因未被破坏，即导入了空载质粒；在说明相关的抗性基因未被破坏，即导入了空载质粒；在含氨苄青霉素的培养基中不能正常生长，而在含四环素含氨苄青霉素的培养基中不能正常生长，而在含四环素的培养基中可以生长，说明有四环素抗性基因无青霉素的培养基中可以生长，说明有四环素抗性基因无青霉素抗性基因，即导入了重组质粒。抗性基因，即导入了重组质粒。 3某环状某环状DNA分子共含分子共含2 000个碱基，其中个碱基，其中腺嘌呤占腺嘌呤占30

25、%， 用限制性核酸内切酶用限制性核酸内切酶BamH(识别识别序列为序列为)完全切割该完全切割该DNA分子后产生分子后产生2个片段，则下列有关叙述中，正确的是个片段，则下列有关叙述中，正确的是( D ) A一个该一个该DNA分子经分子经BamH完全切割后产完全切割后产生的核酸片段，共含有生的核酸片段，共含有8个游离的磷酸基团个游离的磷酸基团 B含含BamH的溶液中加入双缩脲试剂的溶液中加入双缩脲试剂A震震荡后即出现紫色荡后即出现紫色 C一个该一个该DNA分子连续复制分子连续复制2次，共需游离次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的胞嘧啶脱氧核苷酸1 600个个 D一个该一个该DNA分子含有分子含有2个个

26、BamH的识别的识别序列序列 【解解析析】该该DNA分分子子为为环环状状，用用限限制制性性核核酸酸内切内切 酶酶BamH完全切割产生完全切割产生2个片段，便可知该个片段，便可知该DNA分子含有分子含有2个个BamH的识别序列，的识别序列，D选项正确。选项正确。 4. 下列有关基因工程的叙述中，不正确的是下列有关基因工程的叙述中，不正确的是( ) C A构建基因表达载体是基因工程的核心构建基因表达载体是基因工程的核心 B通过基因工程育种可以定向地改变生物的性状通过基因工程育种可以定向地改变生物的性状 C当目的基因导入受体细胞后，便可以稳定维持和表当目的基因导入受体细胞后，便可以稳定维持和表达其遗

27、传特性了达其遗传特性了 D将目的基因转入大肠杆菌细胞首先要用钙离子处理将目的基因转入大肠杆菌细胞首先要用钙离子处理细胞，使之成为感受态细胞细胞，使之成为感受态细胞 C 5下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是下列关于各种酶作用的叙述，不正确的是( ) ADNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接连接 BRNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录息的转录 C一种一种DNA限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因种目的基因 D胰蛋白酶能作用于离体的动物组织，使

28、其分散成单胰蛋白酶能作用于离体的动物组织，使其分散成单个细胞个细胞 【解析】【解析】 DNA连接酶能将两个脱氧核苷酸片段通过连接酶能将两个脱氧核苷酸片段通过磷酸二酯键相连接，磷酸二酯键的两端分别是磷酸磷酸二酯键相连接，磷酸二酯键的两端分别是磷酸与脱氧核糖；在与脱氧核糖；在DNA的转录过程中，的转录过程中，RNA聚合酶结聚合酶结合在合在DNA的一端，以其为模板开始合成的一端，以其为模板开始合成RNA；动物；动物细胞之间的成分主要是蛋白质，所以可用胰蛋白酶细胞之间的成分主要是蛋白质，所以可用胰蛋白酶对其进行处理。而对其进行处理。而C选项中，一种选项中，一种DNA限制酶只能限制酶只能识别一种特定的核

29、苷酸序列，并在特定的位点进行识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的位点进行切割。切割。 6PCR是一种体外迅速扩增是一种体外迅速扩增DNA片段的技术，下列有片段的技术，下列有关关PCR过程的叙述，不正确的是过程的叙述，不正确的是 ( ) C A变性过程中破坏的是变性过程中破坏的是DNA分子内碱基对之间的氢分子内碱基对之间的氢键键 B复性过程中引物与复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成互补配对原则完成 C延伸过程中需要延伸过程中需要DNA聚合酶、聚合酶、ATP、四种核糖核、四种核糖核苷酸苷酸 DPCR与细胞内与细胞内DNA复制相比所需要酶的最适温度复制

30、相比所需要酶的最适温度较高较高 【解析】【解析】 DNA延伸的过程就是复制合成子链的过程，延伸的过程就是复制合成子链的过程，需要耐高温的需要耐高温的DNA聚合酶、能量和四种脱氧核苷酸。聚合酶、能量和四种脱氧核苷酸。 7如图是利用基因工程技术培育转基因植物，如图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中Pst、Sma、EcoR、Apa为四种限制性内切酶。下为四种限制性内切酶。下 ) 列说法错误的是列说法错误的是( B A图示过程是基因工程的核心步骤图示过程是基因工程的核心步骤 B表达载体构建时需要用到限制酶表达载体构建时需要用到限制

31、酶 Sma C抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细抗卡那霉素基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来胞筛选出来 D除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构止子等结构 【解析】【解析】图示过程为基因表达载体的构建过程，是基因图示过程为基因表达载体的构建过程，是基因工程中的核心步骤。构建过程中需要将目的基因完整切工程中的核心步骤。构建过程中需要将目的基因完整切割下来，此时要用到限制酶割下来，此时要用到限制酶Pst、EcoR。抗卡那霉。抗卡那霉素基因是标记基因，目的是便于鉴定和筛选含有目的基素基因是标记基因，目的是便于鉴定和筛选含

32、有目的基因的细胞。基因表达载体包括启动子、目的基因、终止因的细胞。基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因等。子和标记基因等。 8人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是性基因，该抗性基因的主要作用是( ) B A提高受体细胞在自然环境中的耐药性提高受体细胞在自然环境中的耐药性 B有利于对目的基因是否导入进行检测有利于对目的基因是否导入进行检测 C增加质粒分子的分子量增加质粒分子的分子量 D便于与外源基因连接便于与外源基因连接 【解析】【解析】 质粒上的抗生素抗性基因往往用于检测目的基质粒上的抗生素抗性基因

33、往往用于检测目的基因是否导入受体细胞，通常情况下，若添加该抗生素后因是否导入受体细胞，通常情况下，若添加该抗生素后受体细胞仍能正常生长，则可能是导入目的基因成功。受体细胞仍能正常生长，则可能是导入目的基因成功。 9限制酶是一种核酸切割酶，可辨识并切割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序列。下图为四种限制酶分子上特定的核苷酸序列。下图为四种限制酶BamH，EcoR，Hind以及以及Bgl的辨识序列。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种限制酶所切割出来的DNA片段末端可以互补黏片段末端可

34、以互补黏合？其正确的末端互补序列为何合？其正确的末端互补序列为何( D ) ABamH和和EcoR；末端互补序列；末端互补序列 AATT BBamH和和Hind；末端互补序列；末端互补序列 GATC CEcoR和和Hind；末端互补序列；末端互补序列 AATT DBamH和和Bgl ；末端互补序列；末端互补序列 GATC 【解析】【解析】 切割出的黏性末端是由数个碱基组成的，若切割出的黏性末端是由数个碱基组成的，若要使两个末端相连，则需上下两条链的碱基互补配对要使两个末端相连，则需上下两条链的碱基互补配对才可以。根据四种限制酶切割后暴露出的碱基种类，才可以。根据四种限制酶切割后暴露出的碱基种类

35、，可知可知BamH和和Bgl酶切割出的末端序列酶切割出的末端序列 GATC相相同，故能互补黏合。同，故能互补黏合。 10以下是四种不同限制性核酸内切酶切割形成的以下是四种不同限制性核酸内切酶切割形成的DNA片段：片段： 能用能用DNA连接酶连接起来的是连接酶连接起来的是( ) C A和，和，和，和和，和，和，和 B和，和，和，和和，和，和，和 C和，和，和，和和，和，和，和 D和，和，和，和和，和，和，和 【解析】【解析】当限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线当限制性核酸内切酶在识别序列的中心轴线两侧将两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，黏性末端

36、之间正好碱基互补配对。而当限制性核端，黏性末端之间正好碱基互补配对。而当限制性核酸内切酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的酸内切酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端。通过观察和比较可知和能连接形成；是平末端。通过观察和比较可知和能连接形成；和能连接形成；和能连接形成；和能连和能连接形成；和能连接形成；和能连接形成。接形成。 11由于质粒与目的基因具有相同的黏性末端，结合由于质粒与目的基因具有相同的黏性末端，结合过程中不可能出现下列哪种情况过程中不可能出现下列哪种情况( ) D A形成环状的外源形成环状的外源DNA B可能形成环状的载体可能形成环状的载体DNA C可能出现重组可能

37、出现重组DNA D只出现重组只出现重组DNA 【解析】【解析】DNA连接酶连接黏性末端时，处理的目的基连接酶连接黏性末端时，处理的目的基因不是一个，所以出现的因不是一个，所以出现的DNA有多种情况，有多种情况，A、B、C三种情况都可能出现。三种情况都可能出现。 12如图为基因表达载体的模如图为基因表达载体的模式图，式图，下列有关基因工程中载体的下列有关基因工程中载体的 ) 说法错误的是说法错误的是( B A基因工程的核心步骤是基基因工程的核心步骤是基因表达载体构建因表达载体构建 B任何基因表达载体的构建任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别都是一样的，没有差别 C图中启动子位于基因的首端，

38、是图中启动子位于基因的首端，是RNA聚合聚合酶识别和结合的部位酶识别和结合的部位 D 抗生素抗性基因的作用是作为标记基因，抗生素抗性基因的作用是作为标记基因， 用用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因 【解析】【解析】基因工程操作的四个步骤中，核心步骤是基基因工程操作的四个步骤中，核心步骤是基因表达载体构建，因表达载体构建，A正确；启动子是开始转录的位置，正确；启动子是开始转录的位置，含有含有RNA聚合酶识别和结合位点，聚合酶识别和结合位点，C正确；构建表达正确；构建表达载体时需要含有标记基因，抗性基因是标记基因的一载体时需要含有标记基因，抗性基因是标记基因的一

39、种，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因，种，用于鉴别受体细胞中是否导入了目的基因，D正确；正确；由于不同基因结构不同，在获取目的基因和处理质粒由于不同基因结构不同，在获取目的基因和处理质粒时也有不同的方法，所以构建表达载体时会有差异，时也有不同的方法，所以构建表达载体时会有差异，B错误。错误。 二、非选择题二、非选择题 13基因克隆是对分离出来的目的基因进行大量扩增基因克隆是对分离出来的目的基因进行大量扩增的过程。经过基因克隆，可以生产出大量的目的基因的过程。经过基因克隆，可以生产出大量的目的基因或在基因表达时获得大量的蛋白质。细菌质粒是基因或在基因表达时获得大量的蛋白质。细菌质粒是基因克隆

40、的合适载体，经研究发现，某些细菌质粒中含有克隆的合适载体，经研究发现，某些细菌质粒中含有两个抗生素抗性基因两个抗生素抗性基因 氨苄青霉素抗性基因和四环氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，而且，在四环素抗性基因中存在限制酶素抗性基因，而且，在四环素抗性基因中存在限制酶的单一识别序列。的单一识别序列。 下图表示利用质粒进行基因克隆的过程，其中下图表示利用质粒进行基因克隆的过程，其中AD表表示物质，示物质，和和表示抗性基因，表示过程，其表示抗性基因，表示过程，其他数字表示菌落，据图回答下列问题。他数字表示菌落，据图回答下列问题。 (1)写出下列字母和编号的名称：写出下列字母和编号的名称： D：_；

41、：重组质粒重组质粒(重组重组DNA分子分子) _。 氨苄青霉素抗性基因氨苄青霉素抗性基因 (2)将将A和和B形形 成成D所所 需需 的的 酶酶 是是限制酶和限制酶和DNA连接酶连接酶(缺一不可缺一不可) 。过程示。过程示_将目的基因导入受体细胞将目的基因导入受体细胞 。 _ (3)为筛选含有物质为筛选含有物质A的细菌，需进行细菌培养，先的细菌，需进行细菌培养，先在培养基在培养基(一一)中只加入氨苄青霉素，一段时间后，培中只加入氨苄青霉素，一段时间后，培抗氨苄青霉素抗氨苄青霉素 特性。特性。养基上长出的细菌菌落具有养基上长出的细菌菌落具有_然后，用灭菌绒布从培养基然后，用灭菌绒布从培养基(一一)

42、中蘸取菌种，再按到中蘸取菌种，再按到只含四环素的培养基只含四环素的培养基(二二)中培养。根据培养基中培养。根据培养基(一一)和和(二二)上上 的的 细细 菌菌 生生 长长 情情 况况 ， 可可 以以 判判 断断 图图 中中 菌菌 落落3、5 填数字填数字)即为筛选出的含有物质即为筛选出的含有物质A的细菌，原的细菌，原_(因是因是 由于目的基因破坏了四环素抗性基因，使受体细胞由于目的基因破坏了四环素抗性基因，使受体细胞_不能在含有四环素的培养基上生长，所以该菌落就不能在含有四环素的培养基上生长，所以该菌落就_是筛选的含有目的基因的菌落是筛选的含有目的基因的菌落 _。 (4)该大肠杆菌容易吸收外源

43、该大肠杆菌容易吸收外源DNA分子的原因是经过分子的原因是经过CaCl2(钙离子钙离子) _处理成为感受态细胞。处理成为感受态细胞。 14随着科学技术的发展，人们可以根据人类随着科学技术的发展，人们可以根据人类的需求来改造生物的性状，现已在许多领域取得可的需求来改造生物的性状，现已在许多领域取得可喜的成果。下图示英国爱丁堡大学利用绵羊乳腺生喜的成果。下图示英国爱丁堡大学利用绵羊乳腺生产人类抗胰蛋白酶产人类抗胰蛋白酶(一种治疗肺泡纤维化病变的多一种治疗肺泡纤维化病变的多肽药物肽药物)的大致过程，请据图分析：的大致过程，请据图分析： PCR 技术扩增。技术扩增。 (1)如果抗胰蛋白酶基因过少，常用如

44、果抗胰蛋白酶基因过少，常用_基因表达载体的构建基因表达载体的构建 过程，此过程需要使过程，此过程需要使(2)表示表示_用的工具酶是用的工具酶是_限制酶和限制酶和DNA连接酶连接酶 。为了使抗胰。为了使抗胰蛋白酶基因在乳腺组织中表达，还需要在抗胰蛋白酶基蛋白酶基因在乳腺组织中表达，还需要在抗胰蛋白酶基启动子启动子 。 因序列前加上在乳腺组织中特异表达的因序列前加上在乳腺组织中特异表达的_显微注射法显微注射法 。过程常常选择。过程常常选择(3)图中常用的方法是图中常用的方法是_受受 精精 卵卵 作作 为为 受受 体体 细细 胞胞 的的 主主 要要 原原 因因 是是受精卵发育的全能性最高受精卵发育的

45、全能性最高 。受体细胞除受精卵外，。受体细胞除受精卵外，_胚胎干细胞胚胎干细胞 还可以是还可以是_。 (4)为为检检测测抗抗胰胰蛋蛋白白酶酶基基因因是是否否成成功功表表达达，可可采采用用C 填字母代号填字母代号)技术。技术。 _(A核酸分子杂交核酸分子杂交 B基因序列分析基因序列分析 C抗原抗原抗体杂交抗体杂交 DPCR 15转基因大米可以帮助人们补充每天必须的转基因大米可以帮助人们补充每天必须的维生素维生素A。由于含有可以生成维生素。由于含有可以生成维生素A的的 胡萝胡萝卜素，它呈现金黄色泽，故称卜素，它呈现金黄色泽，故称“金色大米金色大米”。“金金色大米色大米”的培育流程如图所示，请回答下

46、列问题的培育流程如图所示，请回答下列问题(已已知限制酶知限制酶的识别序列和切点是的识别序列和切点是GGATCC，限制酶限制酶的识别序列和切点是的识别序列和切点是GATC)。 (1)图中图中a、b所示获得目的基因的方法是所示获得目的基因的方法是_反转录法反转录法 。 限制酶限制酶 切切(2)据图分析，在构建据图分析，在构建c的过程中，需用的过程中，需用_割目的基因，为检验重组质粒是否导入受体细胞，需要割目的基因，为检验重组质粒是否导入受体细胞，需要基因基因 。 利用的标记基因是利用的标记基因是_植物组织培养植物组织培养 技术，技术，(3)过程过程e运用了细胞工程中的运用了细胞工程中的_新新 个个

47、 体体 是是 否否 符符 合合 要要 求求 ， 在在 个个 体体 水水 平平 上上 检检 测测大米中是否含有可以生成维生素大米中是否含有可以生成维生素A的的胡萝卜素胡萝卜素 _。 【解析】【解析】 本题主要考查基因工程的基本步骤。解决本本题主要考查基因工程的基本步骤。解决本题的关键需要看清题目所给图示中各部分的含义，并结题的关键需要看清题目所给图示中各部分的含义，并结合有关知识进行进一步的分析。据图所示，一段合有关知识进行进一步的分析。据图所示，一段DNA片段经片段经a过程获得了过程获得了RNA，又经过，又经过b过程得到了目的基过程得到了目的基因因(一段一段DNA序列序列)，因此应为逆转录法；

48、所得目的基因，因此应为逆转录法；所得目的基因片段有一个限制酶识别位点序列为片段有一个限制酶识别位点序列为 GGATCC，质粒，质粒上含有两个限制酶识别位点上含有两个限制酶识别位点 GATC和和 GGATCC，为了能将目的基因和质粒重组，需要用同种限制酶进行为了能将目的基因和质粒重组，需要用同种限制酶进行切割，这样暴露出的黏性末端才能一致，所以应选择限切割，这样暴露出的黏性末端才能一致，所以应选择限制酶制酶，同时，限制酶，同时，限制酶的识别序列恰好处在质粒上的的识别序列恰好处在质粒上的基因基因中，因此基因中，因此基因被破坏，只剩基因被破坏，只剩基因作为标记基作为标记基因起作用。因起作用。 16肺

49、细胞中的肺细胞中的let7基因表达减弱，癌基因基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发表达增强，会引发肺癌。肺癌。 研究人员利用基因研究人员利用基因工程技术将工程技术将let7基因基因导入肺癌细胞实现表达，导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受发现肺癌细胞的增殖受到抑制。到抑制。 该基因工程技术该基因工程技术基本流程如图基本流程如图1。 请回答：请回答： 限制性核酸内切限制性核酸内切(或限制或限制) (1)进行过程时，需用进行过程时，需用_酶切开载体以插入酶切开载体以插入let7基因。载体应有基因。载体应有RNA聚合酶识别聚合酶识别和结合的部位和结合的部位 ，以驱动，以驱动let7基因转

50、录，该部位称为基因转录，该部位称为_启动子启动子 。 胰蛋白胰蛋白 酶处理贴附在培养皿壁酶处理贴附在培养皿壁(2)进行过程时，需用进行过程时，需用_上的细胞，以利于传代培养。上的细胞，以利于传代培养。 (3)研究发现，研究发现，let7基因能影响癌基因基因能影响癌基因RAS的表达，其影的表达，其影mRNA 进进响机理如图响机理如图2。据图分析，可从细胞中提取。据图分析，可从细胞中提取_行分子杂交，以直接检测行分子杂交，以直接检测let7基因是否转录。肺癌细胞基因是否转录。肺癌细胞RAS蛋白蛋白 增增 殖殖 受受 到到 抑抑 制制 ， 可可 能能 是是 由由 于于 细细 胞胞 中中_ (RASm

51、RNA/RAS蛋白质蛋白质)含量减少引起的。含量减少引起的。 【解析】【解析】(1)过程表示基因表达载体的构建，在该过程表示基因表达载体的构建，在该过程中需要用限制酶对载体进行切割以便于目的基因过程中需要用限制酶对载体进行切割以便于目的基因的插入的插入(限制性核酸内切酶，简称限制酶，写其他的限制性核酸内切酶，简称限制酶，写其他的不得分不得分)；启动子是一段特殊的；启动子是一段特殊的DNA序列，是序列，是RNA聚聚合酶结合和识别的位点，合酶结合和识别的位点，RNA聚合酶结合到该位点，聚合酶结合到该位点，可驱动转录过程。可驱动转录过程。 (2)过程表示动物细胞培养，培养过程中出现接触过程表示动物细胞培养，培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理，使之分散成单个的细胞，抑制后可以用胰蛋白酶处理，使之分散成单个的细胞，之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养。之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养。 (3)判断目的基因是否在受体细胞中转录，可用分子杂判断目的基因是否在受体细胞中转录，可用分子杂交技术来进行，从细胞中