选修③专题一基因工程

1、选修专题一基因工程第1、2节 基因工程的基本工具和基本操作程序 解题探究 如何判断同一种限制酶切割形成的末端例1下列是四种限制酶切割形成的 8个末端，你是否能用 DNA连接酶将它们连接起来?(1)CTGCA(2)AC(3)GC-GTGCG(4)G(5)G-(6 ) GCCTTAAACGTC CG(7)GT(8)AATTO-CAG答案和(7)能连接形成ACGT-TGCA.(4)和(8)能连接形成GAATTC-CTTAAG-和(6)能连接形成GCGCCGCG和(5)能连接形成CTGCAGGACGT基因工程的综合考查例2 (2007年天津理综，30)在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kan

2、r)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答： TOC o 1-5 h z A过程需要的酶有 。B过程及其结果体现了质粒作为载体必须具备的两个条件是 C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入 。 如果利用 DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用 作为探针。科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。将转基因植株与 杂交，其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1 : 1若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为。若将该转基因植株的花药在卡那霉素

3、培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占答案(1)限制性内切酶和 DNA连接酶具有标记基因；能在宿主细胞中复制并稳定保存卡那霉素3 3 : 1 100 非转基因植株i一课时训练一 下图为DNA分子的切割和连接过程，据图回答下列问题:回 I MTTC IG AATT叵 丁 A gICTTAT 不同JfeaR的DWA片段结令G I 入TTC IICTT 為片c I TOC o 1-5 h z ECoRl是一种酶，其识别序列是 ,切割位点是 与之间的键。切割后产生的 DNA片段末端形式为 。 不同来源的 DNA片段结合，在这里需要的酶应是 连接酶，此酶的作用是在 与之间形成 键，

4、而起“缝合”作用的，还有一种连接平末端的连接酶是 。 答案(1)限制性核酸内切 GAATTC鸟嘌呤脱氧核苷酸 腺嘌呤脱氧核苷酸 磷酸二酯 黏性末端(2) E coli DNA鸟嘌吟脱氧核苷酸腺嘌吟脱氧核苷酸磷酸二酯T 4DNA连接酶材料苏云金芽抱杆菌生长到一定阶段，菌体内一端形成芽抱，另一端形成一种被称为伴抱晶体的蛋白质晶体。菌体破裂后释放岀芽抱和伴抱晶体，伴抱晶体本身并无毒性，是毒素的前体。当昆虫吞食伴抱晶体后，在肠道内碱性环境条件和特 定的蛋白酶的作用下，伴抱晶体变成毒素分子，能使小肠上皮细胞萎缩退化，昆虫停食，最后脱水死亡。科学家利用苏云 金芽抱杆菌的这个特性，在实验室大量培养，制成生物

5、农药，洒在农作物上，让害虫吃后中毒死亡。或利用基因工程技术， 把苏云金芽抱杆菌的抗虫基因转到农作物体内，培育岀抗虫品种。请根据上述材料回答下列问题：上图中，切断 a处的工具酶是 ,切断b处的酶是该抗性基因在基因工程中主要用于作为目的基因载体的细菌质粒往往要带有一个抗生素抗性基因，该抗性基因在基因工程中主要用于 苏云金芽抱杆菌的抗虫基因导入棉花细胞是否表达，其检测方法是 苏云金芽抱杆菌的抗虫基因转到农作物体内后，也能产生伴抱晶体蛋白， 说明转基因工程改良动植物的品种， 最突岀的优点是 大面积种植抗虫棉对该地区生态平衡会造成怎样的影响？答案(1)限制性核酸内切酶 DNA解旋酶检测目的基因是否导入受

6、体细胞检测棉花是否有抗虫的性状(或检测棉花细胞中是否有抗虫基因所表达的蛋白质)生物共用一套遗传密码能打破常规育种难以突破的物种之间的界限，定向改变生物的遗传性状破坏食物链；影响生物多样性等如图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答：72 TR72 TR 在基因工程中，A B为技术，利用的原理是 ,其中为 过程 加热至94 C的目的是使 DNA中的键断裂，这一过程在细胞内是通过 的作用来完成的。 当温度降低时，引物与模板末端结合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板链延伸，最终合成两条DNA分子，此过程中的原料是,遵循的原则是 。 目的基因导入绵羊受体细胞常用 技术。 BD为抗虫棉的培育过程

7、，其中过程常用的方法是 ,要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写岀在个体生物学水平上的鉴定过程：答案 (1) PCR DNAM制DNA解旋氢解旋酶 4种脱氧核苷酸碱基互补配对原则显微注射农杆菌转化法 让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定性状(2008年姜堰模拟)萤火虫发光是体内荧光素酶催化一系列反应所产生的现象。如果荧光素酶存在于植物体内，也可使植物体发光。一直以来荧光素酶的惟一来源是从萤光虫腹部提取。但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入到大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内产生荧光素酶。请你根

8、据已有的知识回答下列有关问题：在此转基因工程中，目的基因是 ，具体操作过程中下图所示的黏性末端是由 种限制性核酸内切酶作用产生的。AATTC-TAAlAATTC-TAAlnAAnId T ,tg 在上述过程中需要多种酶的参与，其中包括限制性核酸内切酶、DNA聚合酶和等。 将此目的基因导入到大肠杆菌体内需要载体的帮助。下列各项是选取载体时必须考虑的是 (多选)A.能够在宿主细胞内复制并稳定保存B.具有特定的限制酶切割位点C.具有与目的基因相同的碱基片段D.具有某些标记基因 本实验中将目的基因导入大肠杆菌的载体可以是 (多选)。A.质粒B.动物病毒C.噬菌体D.植物病毒 在此转基因工程中，将体外重

9、组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内维持稳定和表达的过程称为 最常用的方法是首先用 处理大肠杆菌，目的是 O（6）目的基因是否导入受体细胞，用 技术来检测。目的基因是否表达出相应的蛋白质，除了通过大肠杆菌是否发光来确定外，还可以通过 特异性反应来判断。答案（1）荧光素酶基因 2（2）DNA连接酶（3）A、B、D （ 4）A C（5） 转化Ca 2+使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA分子的状态（处于感受态细胞状态）（6）DNA分子杂交 抗原一抗体我国科研人员发现，弯曲的蚕丝由于弯折处易断裂，其强度低于由蜘蛛纺绩器拖牵丝的直丝，并首次在世界上通过了转基因方法将“绿色荧光蛋白基因”与“蜘蛛拖牵

10、丝基因”拼接后成功插入蚕丝基因组中，并在受体细胞中成功表达。（1） 在这项“基因工程”的操作中，目的基因是 ,采用绿色荧光蛋白基因的主要目的是 。（2） 两基因组合在导入受体细胞前必须进行的步骤是：将其与由细菌体内取得的进行切割处理，以保证有相同的，并拼接成 。如果引入的受体细胞是细菌， 还要对细菌作 处理。（3）在基因工程中受体常用微生物，为什么？（4） “蜘蛛拖牵丝基因”成功表达的标志是 。（5）带有“绿色荧光蛋白基因”的转基因蚕，是否能引起生态安全性问题？请分析原因答案（1）拖牵丝基因作为标记（基因）（2）质粒 黏性末端 重组质粒（或重组 DNA CaCI 2（或提高膜的通透性）（3）微

11、生物的繁殖速度快（4）产生高强度的丝（5）可能。转基因蚕扩散进入自然生态系统，与同种的野生蚕杂交后，使野生蚕也含有转基因，可能会威胁到原有物种， 引起生态危机（2007年山东理综，35）继哺乳动物乳腺生物反应器研发成功后，膀胱生物反应器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培育岀一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：（1） 将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞中，常用方法是 。（2） 进行基因转移时，通常要将外源基因转入 中，原因是（3） 通常采用 技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。（4） 在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的 细胞中特异表达。（5

12、） 为使外源基因在后代中长期保持，可将转基因小鼠体细胞的 转入细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体，该技术称为 。答案（1）显微注射（2） 受精卵（或早期胚胎）受精卵（或早期胚胎细胞）具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞中表达（3）DNA分子杂交（核酸探针）（4）膀胱上皮（5）细胞核 去核的卵 核移植（或克隆）第3、4节 基因工程的应用和蛋白质工程的崛起 解 题探究 基因工程的应用及对转基因产品的认识HUMIt(rll)Nrr例1HUMIt（5） 根治糖尿病的最佳方法是 。（6） 基因工程其他方面的应用， 如被用于培育转胰蛋白酶抑制剂基因的蔬菜，但若对该蔬菜处理不当， 可能

13、给人体带来的 负面影响是答案（1）空腹时的血糖浓度持续高于1.61.8 g/L ,且尿液中有糖（2） 不能 皮肤细胞中的胰岛素基因不表达，不能形成胰岛素mRNA（3） CaCb （或Ca2+）繁殖速度快，目的基因表达迅速（4）（5）基因治疗（6）胰蛋白酶抑制剂会抑制人的胰蛋白酶的活性，影响食物蛋白的消化（2009年镇江模拟）豇豆对多种害虫具有抗性，根本原因是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因（CPTl基因）。科学家将其转移到水稻体内后，却发现效果不理想，主要原因是CPTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CPTI基因进行修饰后,CPTI蛋白质在水稻中的积累量得到了提高。修饰和表达过程如图所示：序列CPTl基固1序列CPTl基固1ttJT的 f；DTI MRCpTI 请根据以上材料，回答下列问题：（1） CPTI基因是该基因工程中的 基因，“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列的基本组成单位是，A物质的