（新課標）近年高考生物一輪復習現(xiàn)代生物科技專題第36講基因工程（包括PCR技術(shù))夯基提能作業(yè)（選修3）

1、第36講基因工程（包括pcr技術(shù)）a組基礎(chǔ)題組考點一基因工程1。(2014海南單科,31，15分）下圖是將某細菌的基因a導入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。據(jù)圖回答：(1)獲得a有兩條途徑：一是以a的mrna為模板，在酶的催化下,合成互補的單鏈dna，然后在的作用下合成雙鏈dna,從而獲得所需基因；二是根據(jù)目標蛋白質(zhì)的序列,推測出相應(yīng)的mrna序列，然后按照堿基互補配對原則，推測其dna的序列,再通過化學方法合成所需基因。(2）利用pcr技術(shù)擴增dna時，需要在反應(yīng)體系中添加的有機物質(zhì)有、4種脫氧核糖核苷三磷酸和耐熱性的dna聚合酶，擴增過程可以在pcr擴增儀中完成。（3)由a和載體b拼接

2、形成的c通常稱為。(4）在基因工程中，常用ca2+處理d，其目的是。2。(2014山東理綜,36,12分)人組織纖溶酶原激活物（htpa)是一種重要的藥用蛋白,可在轉(zhuǎn)htpa基因母羊的羊乳中獲得。流程如下:（1）htpa基因與載體用切割后,通過dna連接酶連接，以構(gòu)建重組表達載體。檢測目的基因是否已插入受體細胞dna，可采用技術(shù)。(2）為獲取更多的卵（母)細胞,要對供體母羊注射促性腺激素，使其。采集的精子需要經(jīng)過,才具備受精能力。（3）將重組表達載體導入受精卵常用的方法是。為了獲得母羊,移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進行。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個轉(zhuǎn)基因個體，這體現(xiàn)了早期胚胎細胞

3、的.（4）若在轉(zhuǎn)htpa基因母羊的羊乳中檢測到，說明目的基因成功表達。3.（2015四川理綜，9，11分)將蘇云金桿菌bt蛋白的基因?qū)朊藁毎?，可獲得抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉,其過程如圖所示(注：農(nóng)桿菌中ti質(zhì)粒上只有t-dna片段能轉(zhuǎn)移到植物細胞中)。質(zhì)粒中“bt”代表“bt基因,“kmr”代表“卡那霉素抗性基因”(1)過程需用同種酶對含bt基因的dna和ti質(zhì)粒進行酶切。為將過程獲得的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌篩選出來，應(yīng)使用培養(yǎng)基。（2)過程中將棉花細胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng)，旨在讓進入棉花細胞;除盡農(nóng)桿菌后,還須轉(zhuǎn)接到含卡那霉素的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，目的是。(3）若過程僅獲得大量的根，則應(yīng)在培養(yǎng)基

4、中增加以獲得芽;部分接種在無激素培養(yǎng)基上的芽也能長根，原因是。（4）檢驗轉(zhuǎn)基因棉的抗蟲性狀，常用方法是。種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能減少的使用,以減輕環(huán)境污染?？键c二蛋白質(zhì)工程4.（2015海南單科，31，15分)在體內(nèi)，人胰島素基因表達可合成出一條稱為前胰島素原的肽鏈,此肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中經(jīng)酶甲切割掉氨基端一段短肽后成為胰島素原，進入高爾基體的胰島素原經(jīng)酶乙切割去除中間片段c后,產(chǎn)生a、b兩條肽鏈,再經(jīng)酶丙作用生成由51個氨基酸殘基組成的胰島素。目前,利用基因工程技術(shù)可大量生產(chǎn)胰島素.回答下列問題:（1)人體內(nèi)合成前胰島素原的細胞是,合成胰高血糖素的細胞是。(2)可根據(jù)胰島素原的氨基酸序列,設(shè)計并合成編碼

5、胰島素原的序列，用該序列與質(zhì)粒表達載體構(gòu)建胰島素原基因重組表達載體，再經(jīng)過細菌轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定,即可建立能穩(wěn)定合成的基因工程菌。（3)用胰島素原抗體檢測該工程菌的培養(yǎng)物時，培養(yǎng)液無抗原抗體反應(yīng),菌體有抗原抗體反應(yīng),則用該工程菌進行工業(yè)發(fā)酵時，應(yīng)從中分離、純化胰島素原.胰島素原經(jīng)酶處理便可轉(zhuǎn)變?yōu)橐葝u素。b組提升題組非選擇題1。（2017云南昆明摸底調(diào)研，40）科學家將擬南芥的抗寒基因(cbfl）,轉(zhuǎn)入香蕉以獲得抗寒的香蕉品種。下圖是某質(zhì)粒載體上的sac、xba、ecor、hind四種限制酶的切割位點示意圖。據(jù)圖回答問題:(1)在該實驗中為構(gòu)建基因表達載體，用sac、xba切下cbfl基因后，對質(zhì)

6、粒載體進行切割的限制酶是，理由是。（2)連接cbfl基因到該質(zhì)粒載體后,作為基因表達載體的組成還必須有。將重組質(zhì)粒導入香蕉細胞最常用的方法是。（3）為了鑒別受體細胞中是否含有cbfl基因，可用含的培養(yǎng)基進行篩選.(4)科學家將生長健壯、苗齡一致的轉(zhuǎn)基因香蕉（實驗組)與非轉(zhuǎn)基因香蕉（對照組)進行處理,鑒定兩組之間的抗寒性差異，如果,則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質(zhì)品種。2.(2017重慶八中第一次適應(yīng)性考試,40)科學家利用基因工程（dna重組技術(shù)）成功培育出一種能夠表達人類乳汁中常見蛋白的轉(zhuǎn)基因水稻,使大米及其制品具有一定的抗菌作用.請回答下列相關(guān)問題:（1）在基因工程中，常用到的工具酶是。(2）利

7、用水稻的成熟葉片為材料,同時構(gòu)建cdna文庫和基因組文庫，兩個文庫相比，cdna文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少,其原因是.（3)在基因表達載體中，啟動子是識別并結(jié)合的部位，導入該水稻中的基因表達載體除啟動子和目的基因外,還應(yīng)含有等。若采用原核生物作為基因表達載體的受體細胞,常用的原核生物是。（4）將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有 和粒子。(5）由轉(zhuǎn)基因水稻生產(chǎn)的相關(guān)大米制品有一定的抗菌作用,是因為制品中含有.3。（2016課標全國，40，15分）某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源dna插入到ampr或tetr中會導致相應(yīng)的基因失活(ampr表示氨芐青霉素抗性

8、基因,tetr表示四環(huán)素抗性基因).有人將此質(zhì)粒載體用bamh酶切后,與用bamh酶切獲得的目的基因混合，加入dna連接酶進行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌.結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化.被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}:（1）質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有(答出兩點即可)，而作為基因表達載體,除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中,未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是；并且和的細胞也

9、是不能區(qū)分的，其原因是.在上述篩選的基礎(chǔ)上,若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落,還需使用含有的固體培養(yǎng)基。（3）基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體,其dna復制所需的原料來自于。4.(2016江蘇單科,33，9分)下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點,圖1、圖2中標注了相關(guān)限制酶的酶切位點,其中切割位點相同的酶不重復標注.請回答下列問題:限制酶bamhbclsau3ahind識別序列及切割位點g gatc cc ctag gt gatc aa ctag tgatcctaga agct tt tcga a圖1圖2（1）用圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒,應(yīng)選用兩種限制酶切

10、割，酶切后的載體和目的基因片段，通過酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴增重組質(zhì)粒,需將其轉(zhuǎn)入處于態(tài)的大腸桿菌.(2）為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加，平板上長出的菌落，常用pcr鑒定,所用的引物組成為圖2中。（3)若bamh酶切的dna末端與bcl酶切的dna末端連接，連接部位的6個堿基對序列為,對于該部位,這兩種酶（填“都能”、“都不能或“只有一種能）切開。(4）若用sau3a切圖1質(zhì)粒最多可能獲得種大小不同的dna片段。答案全解全析a組基礎(chǔ)題組考點一基因工程1.答案(1)逆轉(zhuǎn)錄dna聚合酶氨基酸脫氧核苷酸(2)引物模板dna（3)重組dna(4)提高受體細胞的轉(zhuǎn)化率解

11、析（1)利用逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因的過程是：以mrna為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合成單鏈dna,然后在dna聚合酶作用下，合成雙鏈dna分子；根據(jù)蛋白質(zhì)工程合成目的基因的過程是：根據(jù)目標蛋白質(zhì)的氨基酸序列,推測相應(yīng)的mrna序列，然后按照堿基互補配對原則，推測dna中脫氧核苷酸的排列順序,通過化學方法合成dna。（2)pcr過程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。(3)目的基因和運載體結(jié)合,形成重組dna(基因表達載體).(4)在利用大腸桿菌做受體細胞時，需要先用ca2+處理，使之成為感受態(tài)細胞，有利于其吸收重組dna分子.2。答案（1）同種限制性核酸內(nèi)切酶（或同種限制酶）dna分子雜交

12、（或核酸探針）（2）超數(shù)排卵獲能(處理）(3）顯微注射法性別鑒定全能性（4）htpa(或人組織纖溶酶原激活物)解析（1)目的基因和載體先用同種限制酶切割后,再用dna連接酶連接，以構(gòu)建基因表達載體;判斷目的基因是否插入受體細胞的dna可采用dna分子雜交技術(shù)。（2)利用促性腺激素處理供體母羊可使其產(chǎn)生更多的卵（母）細胞;精子必須獲能后才具備受精能力。（3)將重組表達載體導入動物受精卵常用的方法是顯微注射法.為了獲得母羊，移植前需對已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進行性別鑒定。（4)若在轉(zhuǎn)htpa基因母羊的羊乳中檢測到人組織纖溶酶原激活物，說明目的基因成功表達。3。答案(1）限制性核酸內(nèi)切選擇(2）td

13、na篩選獲得t-dna片段的植物細胞(3)細胞分裂素濃度芽頂端合成的生長素向基部運輸，促進根的分化(4)投放棉鈴蟲農(nóng)藥解析本題考查基因工程與植物細胞工程的相關(guān)知識.(1)同種限制酶切割質(zhì)粒和含目的基因的dna，可獲得相同的黏性末端,以構(gòu)建基因表達載體。重組質(zhì)粒含完整的卡那霉素抗性基因，故應(yīng)使用含卡那霉素的選擇培養(yǎng)基篩選含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌。(2)實驗過程中將棉花細胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng)，其目的是利用含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌將t-dna導入棉花細胞中.除去農(nóng)桿菌后在含卡那霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，其目的是篩選出含有目的基因的棉花細胞.(3）培養(yǎng)基中生長素用量與細胞分裂素用量比值高時，利于根的分化，抑制芽的形

14、成,反之，有利于芽的分化,抑制根的形成.因芽頂端可合成生長素,故接種在無激素的培養(yǎng)基上的芽也能長根。(4）可用投放棉鈴蟲的方法檢測抗蟲棉的抗蟲效果.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的種植可減少農(nóng)藥使用量,從而減輕環(huán)境污染.考點二蛋白質(zhì)工程4。答案(1）胰島b細胞胰島a細胞(2)dna胰島素原(3）菌體解析(1)人體合成前胰島素原的細胞是胰島b細胞，合成胰高血糖素的細胞是胰島a細胞。(2）蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)胰島素時,需根據(jù)胰島素原的氨基酸序列,設(shè)計并合成編碼胰島素原的脫氧核苷酸序列（目的基因）,然后再構(gòu)建胰島素原基因重組表達載體,導入細菌細胞內(nèi)，再經(jīng)過細菌轉(zhuǎn)化、篩選及鑒定，即可建立能穩(wěn)定合成胰島素原的工程菌。(3)運用

15、抗原抗體檢測法檢測胰島素原時，培養(yǎng)液無抗原抗體反應(yīng)，菌體有抗原抗體反應(yīng)，故應(yīng)從菌體中分離、純化胰島素原。b組提升題組非選擇題1。答案(1)sac、xba用相同限制酶切割來源不同的dna后，可產(chǎn)生相同的末端(2）啟動子和終止子農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（3）氨芐青霉素(4）低溫實驗組的抗寒能力明顯高于對照組解析(1)在基因工程中,用相同限制酶切割來源不同的dna后，可產(chǎn)生相同的末端，所以和含目的基因的dna一樣,質(zhì)粒也應(yīng)使用sac、xba進行切割。(2)基因表達載體的組成包括啟動子、終止子、標記基因、目的基因等.香蕉細胞是植物細胞,將目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ棉r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。（3)據(jù)圖分析，質(zhì)粒上的標記基因是氨芐

16、青霉素抗性基因,所以為了鑒別受體細胞中是否含有cbfl基因,可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選.(4)根據(jù)題干信息已知目的基因是抗寒基因,所以科學家將生長健壯、苗齡一致的轉(zhuǎn)基因香蕉(實驗組)與非轉(zhuǎn)基因香蕉（對照組)進行低溫處理,鑒定兩組之間的抗寒性差異，如果實驗組的抗寒能力明顯高于對照組，則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質(zhì)品種。2.答案（1)限制性核酸內(nèi)切酶dna連接酶(2）cdna文庫中只含有葉肉細胞已轉(zhuǎn)錄（或已表達)的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因（3）rna聚合酶標記基因和終止子大腸桿菌（4)金粉鎢粉(5）溶菌酶(或抗體）解析（1）基因工程中常用到限制酶和dna連接酶。(2）cdna文庫

17、中含有某種生物的部分基因,而基因組文庫含有某種生物的全部基因，本題中cdna文庫中只含有葉肉細胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達）的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因。（3）在基因表達載體中,啟動子是rna聚合酶識別和結(jié)合的部位?；虮磉_載體中除了啟動子和目的基因外還需要有標記基因、終止子等。如果采用原核生物作為基因表達載體的受體細胞,常用的原核生物是大腸桿菌。（4）將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有金粉和鎢粉粒子。(5)由轉(zhuǎn)基因水稻生產(chǎn)的相關(guān)大米制品有一定的抗菌作用,是因為制品中含有抗菌的物質(zhì)溶菌酶或抗體。3。答案(1)能自我復制、具有標記基因（2)二者均不含有氨芐青

18、霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均不生長含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒）二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長四環(huán)素（3）受體細胞解析(1)質(zhì)粒作為載體應(yīng)具備的基本條件有:能自我復制、具有標記基因、含有一至多個限制酶切割位點等。(2)由題意可知，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞中均不含有氨芐青霉素抗性基因,所以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上均不能生長.質(zhì)粒載體上含有氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，插入了目的基因的重組質(zhì)粒中僅含有氨芐青霉素抗性基因,所以含有質(zhì)粒載體和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的細胞均能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長,但前者可以在含有四環(huán)素的

19、培養(yǎng)基上生長而后者不能,所以可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基,篩選出含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落。（3）噬菌體屬于病毒，病毒增殖過程中所需的原料等均來自于受體細胞.4。答案（1)bcl和hind連接感受（2）四環(huán)素引物甲和引物丙(3)t gatc ca ctag gg gatc ac ctag t都不能(4）7解析本題主要考查基因工程的相關(guān)知識。(1)分析4種限制酶識別的序列可知:bamh和bcl識別序列中含有sau3a的識別序列，這三種酶切割dna后可以產(chǎn)生相同的黏性末端。為保證質(zhì)粒上含有標記基因,應(yīng)選用bcl和hind兩種限制酶切割;酶切后的載體和目的基因片段,需用dna連接酶連接形

20、成重組質(zhì)粒,為了擴增重組質(zhì)粒,需將其轉(zhuǎn)入處于感受態(tài)的大腸桿菌中.(2）重組質(zhì)粒中四環(huán)素抗性基因結(jié)構(gòu)完整,氨芐青霉素抗性基因結(jié)構(gòu)被破壞，在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素可以篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌。pcr擴增目的基因時,需用引物甲和引物丙兩種引物。(3）bamh酶切產(chǎn)生的黏性末端為,bcl酶切產(chǎn)生的黏性末端為，經(jīng)dna連接酶連接后,連接部位的6個堿基對序列為，此序列不能被bamh和bcl識別,因此不能被兩種酶切開。(4）圖1質(zhì)粒中含有sau3a酶的3個識別序列,如圖:（a、b、c分別表示相鄰切點間的dna片段)用sau3a酶切，若在一個切點處切割可得到：b+c+a、c+a+b、a+b+c三種dna片段（但其大小相同），若在兩個切點處切割可得到:a、b+c、a+c、b、a+