高考生物大一輪復習基因工程蘇教選修

高考生物大一輪復習基因工程蘇教選修第1頁/共83頁2.DNA連接酶（1）作用實質(zhì)：將具有末端堿基互補的2個DNA片段連接在一起，形成重組DNA分子。（2）限制性核酸內(nèi)切酶不切割自身DNA的原因是：原核生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。（3）DNA連接酶起作用時不需要模板。第2頁/共83頁3.DNA連接酶、DNA聚合酶和限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶DNA聚合酶連接DNA鏈雙鏈單鏈連接部位限制性核酸內(nèi)切酶與DNA連接酶的關系在兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵將單個核苷酸加到已存在的核酸片段上，形成磷酸二酯鍵第3頁/共83頁4.基因工程的載體——質(zhì)粒(1)作用①作為運載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細胞內(nèi)。②利用它在宿主細胞內(nèi)使目的基因進行大量復制。(2)具備的條件①。②。③。能在宿主細胞內(nèi)穩(wěn)定保存，并大量復制有一個或多個限制性核酸內(nèi)切酶切割位點，以便與外源基因連接具有某些遺傳標記基因（多為抗性基因），以便進行篩選第4頁/共83頁拓展提升

①一般來說，天然載體往往不能滿足人類的所有要求，因此人們根據(jù)不同的目的和需要，對某些天然的載體進行人工改造。②限制性核酸內(nèi)切酶切割位點所處的位置必須是在所需的標記基因之外，這樣才能保證標記基因的完整性，有利于對目的基因的檢測。第5頁/共83頁對位訓練1.下列有關基因工程中限制性核酸內(nèi)切酶的描述，錯誤的是（）

A.一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列

B.限制性核酸內(nèi)切酶的活性受溫度的影響

C.限制性核酸內(nèi)切酶能識別和切割RNAD.限制性核酸內(nèi)切酶可從原核生物中提取

C第6頁/共83頁2.下列關于DNA連接酶作用的敘述，正確的是（）

A.將單個核苷酸加到某DNA片段末端，形成磷酸二酯鍵

B.將斷開的兩個DNA片段的骨架連接起來，重新形成磷酸二酯鍵

C.連接兩條DNA鏈上堿基之間的氫鍵

D.只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來，而不能將雙鏈DNA片段平末端之間進行連接B第7頁/共83頁考點二基因工程的基本操作步驟1.獲得目的基因（1）如果目的基因的序列是已知的，可用化學方法合成目的基因，或者用聚合酶鏈式反應(PCR)擴增目的基因。（2）如果目的基因的核苷酸序列是未知的，可以從基因文庫中獲取。2.形成重組DNA分子第8頁/共83頁3.將重組DNA分子導入受體細胞生物種類植物細胞動物細胞微生物細胞受體細胞體細胞受精卵原核細胞轉(zhuǎn)化過程將目的基因插入Ti質(zhì)粒的DNA上→農(nóng)桿菌→導入植物細胞→整合到受體細胞的DNA上→表達將含有目的基因的表達載體提純→取卵(受精卵)→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動物氯化鈣處理細菌細胞→細菌細胞壁的通透性增加→重組質(zhì)粒進入宿主細胞第9頁/共83頁4.篩選含有目的基因的受體細胞

(1)原理：質(zhì)粒上有抗生素的抗性基因。

(2)方法：利用選擇培養(yǎng)基篩選。

(3)舉例5.目的基因的表達

(1)場所：含重組DNA分子的受體細胞中。

(2)標志：表達“目的基因”所控制的性狀。第10頁/共83頁對位訓練3.下列有關基因工程技術的敘述，正確的是（）

A.重組DNA技術所用的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶、連接酶和載體

B.所有的限制性核酸內(nèi)切酶都只能識別同一種特定的核苷酸序列

C.選用細菌作為重組質(zhì)粒的受體細胞是因為細菌繁殖快

D.只要目的基因進入受體細胞就能實現(xiàn)表達C第11頁/共83頁4.利用外源基因在受體細胞中表達，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列選項中能說明目的基因完成了在受體細胞中表達的是（）

A.棉花二倍體細胞中檢測到細菌的抗蟲基因

B.大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNAC.山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列

D.酵母菌細胞中提取到人干擾素蛋白

解析在基因工程中，判斷外源基因是否“表達”常用的方法是看有無目的基因產(chǎn)物產(chǎn)生。D第12頁/共83頁考點三基因工程的應用1.基因工程與遺傳育種類型傳統(tǒng)遺傳育種基因工程育種實例轉(zhuǎn)基因植物所需時間較長，無法完成遠緣親本的雜交所需時間較短，無遠緣親本難雜交的限制①抗逆性，抗病蟲害的植物②優(yōu)良品質(zhì)植物轉(zhuǎn)基因動物費時，費力所需時間較短①生長速度較快的轉(zhuǎn)基因魚、豬等②具有抗病能力的轉(zhuǎn)基因雞和牛等第13頁/共83頁2.基因工程與疾病治療（1）基因工程藥物在基因工程中，若受體細胞是原核生物(如大腸桿菌)，則生產(chǎn)的“干擾素”是不具備活性的，因為原核細胞內(nèi)無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細胞器，只有核糖體，因此只能合成相應的蛋白質(zhì)，而無法添加糖基，若使“干擾素”具有活性，還必須人工處理加上糖基。第14頁/共83頁3.基因工程與生態(tài)環(huán)境保護（1）利用細菌發(fā)酵和轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)具有生物可降解的新型塑料。（2）利用基因工程改造分解石油的細菌，提高其分解石油的能力。（3）利用轉(zhuǎn)基因微生物吸收環(huán)境中的重金屬，降解有毒化合物和處理工業(yè)廢水。第15頁/共83頁（2）基因治療①含義：向目標細胞中引入正常功能的基因，以

糾正或補償基因的缺陷，達到治療的目的。②實例：重度免疫缺陷癥的基因治療第16頁/共83頁深化拓展

“基因治療”與“基因診斷”辨析基因治療基因診斷原理把健康的外源基因?qū)牒谢蛉毕莸募毎蠨NA分子雜交：互補的DNA單鏈能夠在一定條件下結(jié)合成雙鏈，即能夠進行雜交。這種結(jié)合是特異的，即嚴格按照堿基互補的原則進行，它不僅能在DNA和DNA之間進行，也能在DNA和RNA之間進行過程健康基因的表達，達到了治療疾病的目的a.制備用放射性同位素(如32P)、熒光分子等標記的DNA單鏈(疾病DNA)分子探針。b.待測DNA：患者DNA制成單鏈。c.讓兩者進行雜交，若兩者能進行互補配對，則說明患者患有此?。蝗魞烧卟荒苓M行互補配對，則患者無此病第17頁/共83頁對位訓練5.下列關于基因工程應用的敘述，正確的是()A.基因治療就是把缺陷基因誘變成正?；?/p>

B.基因診斷的基本原理是DNA分子雜交

C.一種基因探針能檢測水體中的各種病毒

D.原核基因不能用來進行真核生物的遺傳改良B第18頁/共83頁解析

基因工程是生物工程技術的核心內(nèi)容，能夠按照人們的意愿，定向地改造生物的遺傳性狀?；蛑委熓前颜５幕?qū)胗谢蛉毕莸募毎?，從而使其表達，達到治療目的?；蛟\斷常用基因探針來進行，其遵循的原理是DNA分子雜交?；蛱结樉哂泻軓姷奶禺愋裕虼艘环N探針只能檢測水體中的一種(類)病毒。所有生物共用一套遺傳密碼，所以原核基因也能用來進行真核生物的遺傳改良。答案

B第19頁/共83頁6.我國科學家運用基因工程技術，將蘇云金芽孢桿菌的抗蟲基因?qū)朊藁毎⒊晒Ρ磉_，培育出了抗蟲棉。下列敘述不正確的是()A.RNA聚合酶對于抗蟲基因在棉花細胞中的表達不可缺少

B.重組DNA分子中增加一個堿基對，不一定導致毒蛋白的毒性喪失

C.抗蟲棉的抗蟲基因可通過花粉傳遞至近緣作物，從而造成基因污染

D.轉(zhuǎn)基因棉花是否具有抗蟲特性是通過檢測棉花對抗生素抗性來確定的D第20頁/共83頁解析

RNA聚合酶參與目的基因的轉(zhuǎn)錄，對于抗蟲棉基因在棉花細胞中的表達不可缺少。增加的堿基對如果不在編碼區(qū)或在編碼區(qū)最后，便有可能不影響蛋白質(zhì)的功能?？瓜x棉與其他近緣植物雜交，能造成基因污染。檢測棉花對抗生素的抗性，不能確定棉花是否具有抗蟲的特性。答案

D第21頁/共83頁考點四蛋白質(zhì)工程1.概念蛋白質(zhì)工程是指通過物理化學與生物化學等技術

了解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，并借助計算機輔助設計、基因定點誘變和重組DNA技術改造基因，以定向改造天然蛋白質(zhì)，甚至創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)的技術。第22頁/共83頁2.蛋白質(zhì)工程與基因工程的比較項目蛋白質(zhì)工程基因工程區(qū)別過程目的結(jié)果生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì)一般是生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)聯(lián)系預期蛋白質(zhì)功能→設計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應有的氨基酸序列→推測相對應的脫氧核苷酸序列→合成DNA→表達出蛋白質(zhì)獲取目的基因→構(gòu)建基因表達載體→將目的基因?qū)胧荏w細胞→目的基因的檢測與鑒定定向改造或生產(chǎn)人類所需蛋白質(zhì)定向改造生物的遺傳特性，以獲得人類所需的生物類型或生物產(chǎn)品蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎上，延伸出來的第二代基因工程。因為對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造新的蛋白質(zhì)，必須通過基因修飾或基因合成實現(xiàn)第23頁/共83頁拓展延伸

蛋白質(zhì)組計劃和人類基因組計劃的比較蛋白質(zhì)組計劃基因組計劃啟動時間2001年成立組織1990年正式啟動主要內(nèi)容“肝臟蛋白質(zhì)”和“血漿蛋白質(zhì)”的研究測定人類基因組24條染色體上全部DNA序列參加國家16個國家，80多個實驗室6個國家，中國是唯一的發(fā)展中國家我國承擔任務牽頭執(zhí)行“人類肝臟蛋白質(zhì)組計劃”承擔1%的測序工作意義揭示并確認肝臟（血漿）蛋白質(zhì)為重大疾病預防、診斷、治療以及新藥研發(fā)提供科學基礎；推動支持蛋白質(zhì)工程遺傳病的診斷和治療；揭示基因表達的機理第24頁/共83頁對位訓練7.胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射到人體后，會堆積在皮下，要經(jīng)過較長的時間才能進入血液，而進入血液的胰島素又容易分解，因此，治療效果受到影響。如圖是用蛋白質(zhì)工程設計速效胰島素的生產(chǎn)過程，請據(jù)圖回答有關問題：第25頁/共83頁（1）構(gòu)建新的蛋白質(zhì)模型是蛋白質(zhì)工程的關鍵，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的主要依據(jù)是

。（2）通過DNA合成形成的新基因應與

結(jié)合后轉(zhuǎn)移到

中才能得到準確表達。（3）若要利用大腸桿菌生產(chǎn)速效胰島素，需用到的生物工程有

、

和發(fā)酵工程。（4）圖解中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是什么？。蛋白質(zhì)的預期功能載體大腸桿菌等受體細胞蛋白質(zhì)工程基因工程根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列，推測出其基因中的脫氧核苷酸序列，然后利用DNA合成儀來合成出新的胰島素基因第26頁/共83頁（5）下列關于蛋白質(zhì)工程的說法，錯誤的是（）

A.蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類需要

B.蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu)

C.蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界中不曾存在的新型蛋白質(zhì)分子

D.蛋白質(zhì)工程與基因工程密不可分，又稱為第二代基因工程B第27頁/共83頁解析

（1）蛋白質(zhì)工程的目標是根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行分子設計，因此，圖中構(gòu)建新的胰島素模型的依據(jù)是胰島素的預期功能。（2）合成的目的基因應與載體構(gòu)建基因表達載體后導入受體細胞中才能得以表達。（3）利用蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)自然界原本不存在的蛋白質(zhì)，需對原有的胰島素進行改造，根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列推測出其基因中的脫氧核苷酸序列，人工合成新的胰島素基因，形成目的基因，改造好的目的基因需通過基因工程來生產(chǎn)基因產(chǎn)物，并且在生產(chǎn)過程中要借助工程菌，所以還需要進行第28頁/共83頁發(fā)酵，因此該過程涉及蛋白質(zhì)工程、基因工程和發(fā)酵工程。（4）由新的蛋白質(zhì)模型到構(gòu)建新的基因，其基本設計思路是根據(jù)新的蛋白質(zhì)中氨基酸的序列，推測出基因中的脫氧核苷酸序列。然后用DNA合成儀直接合成出新的基因。（5）由于基因決定蛋白質(zhì)，因此，要對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行設計改造，最終還必須通過改造基因來完成，而不是直接對蛋白質(zhì)分子進行操作。答案

（1）蛋白質(zhì)的預期功能（2）載體大腸桿菌等受體細胞（3）蛋白質(zhì)工程基因工程（4）根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列，推測出其基因中的脫氧核苷酸序列，然后利用DNA合成儀來合成出新的胰島素基因（5）B第29頁/共83頁考點五轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題及生物武器的危害性1.如何理性看待轉(zhuǎn)基因技術？提示對于這個問題的學習，要求注意以下幾個方面：（1）首先認識到轉(zhuǎn)基因技術的應用前景是非常廣闊的，以基因工程為代表的一大批生物技術成果，進入人類的生產(chǎn)和生活，特別是在醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上發(fā)揮了極大的作用。第30頁/共83頁（2）要正視轉(zhuǎn)基因技術帶來的安全性問題，切實認識到個別有害轉(zhuǎn)基因生物的危害性，要趨利避害。（3）完善相應的法令法規(guī)，利用法制手段確保轉(zhuǎn)基因生物的安全性。（4）增強科學家的法制意識，提高科學家的研究道德水平。第31頁/共83頁2.為保護轉(zhuǎn)基因食品安全性，采取了哪些監(jiān)控和預防措施？

提示（1）立法是監(jiān)控農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全的有力措施。（2）多環(huán)節(jié)監(jiān)控。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物研究，從實驗室走向大田試驗及產(chǎn)品商品化都有相應法規(guī)對其進行嚴格監(jiān)控，只有每一步階段試驗獲得認可證書后，才可進行下一階段。（3）安全評價內(nèi)容具體而嚴格。第32頁/共83頁3.生物武器的種類種類舉例致病菌鼠疫菌、霍亂弧菌、傷寒桿菌、炭疽桿菌、痢疾桿菌病毒天花病毒、動物痘病毒等基因重組的致病菌、生化毒劑如肉毒桿菌毒素可以阻滯神經(jīng)末梢釋放乙酰膽堿從而引起肌肉麻痹。只要有0.01mg的肉毒桿菌毒素就可以使人死亡第33頁/共83頁4.殺傷特點（1）致病力強，多數(shù)具有傳染性某些生物戰(zhàn)劑只需少數(shù)病原體侵入人體，就能引起發(fā)病，如幾十個熱桿菌侵入人體就能致病。某些生物戰(zhàn)劑，如鼠疫桿菌等，有很強的傳染性，在一定條件下能在人員之間傳播，長期流行。（2）污染面積廣生物戰(zhàn)劑致病力強，氣溶膠可隨風飄散，在氣象、地理條件適宜時，可造成大面積污染區(qū)。（3）不易被發(fā)現(xiàn)生物戰(zhàn)劑氣溶膠無色無味，加之敵方多在黃昏、夜間、拂曉、多霧時秘密施放，不易被人發(fā)現(xiàn)。第34頁/共83頁（4）有一定的潛伏期生物戰(zhàn)劑致病需經(jīng)幾小時至幾天的時間，在這個期間人員不會很快減弱工作能力。（5）受自然條件影響大風速、氣溫對氣溶膠傳播有影響，大雪、低溫、干燥、日曬等能加速病菌的消亡。第35頁/共83頁對位訓練8.在對番茄的研究中發(fā)現(xiàn)，害蟲損傷番茄葉片后，葉上的細胞壁能釋放出一種類激素因子，這種物質(zhì)通過細胞組織擴散到莖和其他葉片上，啟動蛋白酶抑制劑的基因后，開始高效合成蛋白酶抑制劑，并在莖葉中迅速積累，以對付害蟲的再次侵襲。蛋白酶抑制劑對害蟲的消化酶有抑制作用，因此害蟲取食后，就會因無法消化食物而被殺死。人們嘗試將番茄的蛋白酶抑制劑基因?qū)胗衩?，讓玉米獲得與番茄相似的抗蟲性狀，以對付異常猖獗的玉米螟（一種玉米害蟲）。第36頁/共83頁根據(jù)材料回答下列問題：（1）番茄的蛋白酶抑制劑很可能是在莖葉細胞的

處合成的。（2）將番茄的蛋白酶抑制基因?qū)胗衩變?nèi)，使玉米形成新的性狀，這種變異屬于

。（3）能抗玉米螟的抗蟲玉米的生態(tài)效益顯著，有人認為抗蟲玉米就是無蟲玉米，不必防治害蟲。你是否贊成這種說法？

。說明理由：

。（4）有人對食用這種轉(zhuǎn)基因玉米的安全性感到擔憂。你認為這種擔憂有道理嗎？試以學過的知識進行簡要的分析說明。

。第37頁/共83頁答案

（1）核糖體（2）基因重組（3）不贊成轉(zhuǎn)基因玉米能抵抗玉米螟，但不能抵抗所有的害蟲（4）①有道理。這種轉(zhuǎn)基因玉米的果實中可能含有蛋白酶抑制劑，食用后可能抑制人體消化酶的活性，使人無法對食物進行消化而出現(xiàn)病患；②無必要。因為人與害蟲消化酶的結(jié)構(gòu)存在差異，玉米果實中含有的蛋白酶抑制劑對害蟲的消化酶有抑制作用，但對人可能無影響；③無必要。人類食用的通常是煮熟后的玉米食品，玉米果實中含有的蛋白酶抑制劑在高溫下已經(jīng)被破壞，因此不會對人的消化造成不良影響（答案不惟一）第38頁/共83頁糾正訓練1.繼哺乳動物乳腺生物反應器研發(fā)成功后，膀胱生物反應器的研究也取得了一定進展。最近，科學家培育出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：（1）將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細胞中，常用方法是

。（2）進行基因轉(zhuǎn)移時，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入

中，原因是

。（3）通常采用

技術檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。（4）在研制膀胱生物反應器時，應使外源基因在小鼠的

細胞中特異表達。第39頁/共83頁解析

轉(zhuǎn)基因生物反應器是指利用轉(zhuǎn)基因活體動物的某種能夠高效表達外源基因的器官或組織來進行工業(yè)化生產(chǎn)活性功能蛋白的技術，該技術的第一步就是導入外源基因，對于動物細胞來說，常采用的方法是顯微注射法。顯微注射法的優(yōu)點是導入的外源基因片段可長達50kb，且無需載體，外源基因在宿主染色體上的整合率相對較高。答案

（1）顯微注射（2）受精卵（或早期胚胎細胞）受精卵（或早期胚胎細胞）具有全能性，可使外源基因在相應組織細胞中表達（3）DNA分子雜交（核酸探針）（4）膀胱上皮第40頁/共83頁2.下列關于基因工程應用的敘述，錯誤的是（）

A.基因治療需要將正常基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎?/p>

B.基因診斷的基本原理是DNA分子雜交

C.一種基因探針只能檢測水體中的一種病毒

D.原核基因不能用來進行真核生物的遺傳改良第41頁/共83頁解析

基因治療是把正?；?qū)氩∪梭w內(nèi)，使該基因的表達產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達到治療疾病的目的?；蛟\斷是用放射性同位素、熒光分子等標記的DNA分子作探針，利用DNA分子雜交原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，達到檢測疾病或水體中病毒的目的，因此一種基因探針只能檢測相應的遺傳信息。在基因工程中，由于DNA分子規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)在所有DNA分子中相同，因此，可以在任何不同DNA分子之間進行操作。答案

D第42頁/共83頁知識綜合應用重點提示通過“基因工程和蛋白質(zhì)工程綜合”的考查，提升“把握所學知識的要點和知識之間內(nèi)在的聯(lián)系”的能力。第43頁/共83頁典例分析（2009·廣東卷，39）（1）飼料加工過程溫度較高，要求植酸酶具有較好的高溫穩(wěn)定性。利用蛋白質(zhì)工程技術對其進行改造時，首先必須了解植酸酶的

，然后改變植酸酶的

，從而得到新的植酸酶。（2）培育轉(zhuǎn)植酸酶基因的大豆，可提高其作為飼料原料時磷的利用率。將植酸酶基因?qū)氪蠖辜毎Ｓ玫姆椒ㄊ?/p>

。請簡述獲得轉(zhuǎn)基因植株的完整過程：

。第44頁/共83頁（3）為了提高豬對飼料中磷的利用率，科學家將帶有植酸酶基因的重組質(zhì)粒通過

轉(zhuǎn)入豬的受精卵中。該受精卵培養(yǎng)至一定時期可通過

方法，從而一次得到多個轉(zhuǎn)基因豬個體。（4）若這些轉(zhuǎn)基因動、植物進入生態(tài)環(huán)境中，對生態(tài)環(huán)境有何影響？解析（1）蛋白質(zhì)工程首先要根據(jù)已有蛋白質(zhì)，從預期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，設計預期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，推測應有的氨基酸序列，找到相應的脫氧核苷酸序列，合成目的基因，再通過基因工程產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因生物。第45頁/共83頁（2）將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒ㄓ校恨r(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化法、基因槍介導轉(zhuǎn)化法和花粉管通道法，其中有80%的轉(zhuǎn)基因植物都是通過農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化法產(chǎn)生的。（3）動物細胞核的全能性受細胞質(zhì)的抑制，故目的基因需注入到受精卵中，再將注射了目的基因的受精卵移植到雌性動物的輸卵管或子宮內(nèi)，使其發(fā)育成具有新性狀的動物。（4）轉(zhuǎn)基因生物可造成基因污染等不良影響。第46頁/共83頁答案

（1）分子結(jié)構(gòu)及預期功能基因（2）農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化法首先將目的基因與質(zhì)粒組合，構(gòu)建基因表達載體，將含目的基因的表達載體導入植物細胞，通過植物組織培養(yǎng)獲得表現(xiàn)新性狀的植物（3）顯微注射法胚胎分割（4）轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品對生物多樣性、生態(tài)環(huán)境可能產(chǎn)生的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①轉(zhuǎn)基因生物打破了物種的原有界限，改變了物質(zhì)循環(huán)和能量流動，對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成破壞；②重組DNA與微生物雜交，可能出現(xiàn)對動、植物和人類有害第47頁/共83頁的病原微生物；③增加目標害蟲的抗性和進化速度；④轉(zhuǎn)基因植物通過傳粉進行基因轉(zhuǎn)移，導致超級雜草出現(xiàn)；⑤轉(zhuǎn)基因植物的花粉如含有有毒蛋白或過敏蛋白，通過蜜蜂的采集，很可能進入蜜蜂中，再經(jīng)過食物鏈的傳遞，最后有可能進入其他動物和人體內(nèi)。第48頁/共83頁定時檢測一、選擇題1.(2009·浙江理綜，3)下列關于基因工程的敘述，錯誤的是()A.目的基因和受體細胞均可來自動物、植物或微生物

B.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶

C.人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性

D.載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細胞和促進目的基因的表達第49頁/共83頁解析

基因工程中目的基因和受體細胞均可來自動物、植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶；人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性，只有經(jīng)過一定的物質(zhì)激活以后，才有生物活性；載體上的抗性基因主要是有利于篩選含重組DNA的細胞，不能促進目的基因的表達，所以D錯誤。答案

D第50頁/共83頁2.（2009·安徽卷，4）2008年諾貝爾化學獎授予了“發(fā)現(xiàn)和發(fā)展了水母綠色熒光蛋白”的三位科學家。將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來組成一個融合基因，再將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細胞內(nèi)，表達出的蛋白質(zhì)就會帶有綠色熒光。綠色熒光蛋白在該研究中的主要作用是（）

A.追蹤目的基因在細胞內(nèi)的復制過程

B.追蹤目的基因插入到染色體上的位置

C.追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)的分布

D.追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)第51頁/共83頁解析

將綠色熒光蛋白基因的片段與目的基因連接起來組成一個融合基因，將該融合基因轉(zhuǎn)入真核生物細胞內(nèi)，表達出的蛋白質(zhì)帶有綠色熒光，從而可以追蹤目的基因編碼的蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)的分布。故C正確。答案

C第52頁/共83頁3.(2008·全國理綜Ⅰ，4)已知某種限制性核酸內(nèi)切酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點，如下圖中箭頭所指。如果該線性DNA分子在3個酶切位點上都被該酶切斷，則會產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長度的DNA片段?，F(xiàn)有多個上述線性DNA分子，若在每個DNA分子上至少有1個酶切位點被該酶切斷，則從理論上講，經(jīng)該酶酶切后，這些線性

DNA分子最多能產(chǎn)生長度不同的DNA片段種類數(shù)是（）

A.3B.4C.9D.12

解析若每個DNA分子上至少有1個酶切位點被該酶切斷，則多個線性DNA可以切得的種類有：a、

b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd，共九種。C第53頁/共83頁4.基因工程中，需使用特定的限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—，限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—。根據(jù)圖示判斷下列操作正確的是()A.目的基因和質(zhì)粒均用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ切割

B.目的基因和質(zhì)粒均用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ切割

C.質(zhì)粒用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ切割，目的基因用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ切割

D.質(zhì)粒用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅰ切割，目的基因用限制性核酸內(nèi)切酶Ⅱ切割第54頁/共83頁解析

本題中要遵循一個原則：不能同時將兩個標記基因切開，至少保留一個，所以只能用酶Ⅰ切割質(zhì)粒，而從目的基因右側(cè)堿基序列可知只能用酶Ⅱ。答案

D第55頁/共83頁5.（2009·廣東理基，45）錢永健先生因在研究綠色熒光蛋白方面的杰出成就而獲2008年諾貝爾獎。在某種生物中檢測不到綠色熒光，將水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后，結(jié)果可以檢測到綠色熒光。由此可知（）

A.該生物的基因型是雜合的

B.該生物與水母有很近的親緣關系

C.綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達

D.改變綠色熒光蛋白基因的1個核苷酸對，就不能檢測到綠色熒光第56頁/共83頁解析

某種生物中檢測不到綠色熒光，將水母綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入該生物體內(nèi)后，結(jié)果可以檢測到綠色熒光，說明綠色熒光蛋白基因在該生物體內(nèi)得到了表達。答案

C第57頁/共83頁6.下表關于基因工程中有關基因操作的名詞及對應的內(nèi)容，正確的組合是（）

解析

基因操作過程中，供體為提供目的基因的生物，剪刀為限制性核酸內(nèi)切酶，針線為DNA連接酶，載體為細菌的質(zhì)粒、噬菌體或其他一些病毒，受體一般為大腸桿菌等生物。供體剪刀針線載體受體A質(zhì)粒限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶提供目的基因的生物大腸桿菌等B提供目的基因的生物DNA連接酶限制性核酸內(nèi)切酶質(zhì)粒大腸桿菌等C提供目的基因的生物限制性核酸內(nèi)切酶DNA連接酶質(zhì)粒大腸桿菌等D大腸桿菌等DNA連接酶限制性核酸內(nèi)切酶提供目的基因的生物質(zhì)粒C第58頁/共83頁7.我國自主研制的復制型艾滋病疫苗，是把艾滋病病毒RNA的幾個重要片段逆轉(zhuǎn)錄后插入天花病毒

DNA中，形成重組疫苗。該疫苗具有復制能力，可以持續(xù)刺激免疫系統(tǒng)，使人產(chǎn)生較強的免疫能力。在該疫苗研制過程中()A.運用了RNA病毒容易突變的特點

B.運用基因工程手段，使用質(zhì)粒作為載體

C.通常需要利用動物的細胞培養(yǎng)技術

D.體現(xiàn)了天花病毒的間接使用價值C第59頁/共83頁8.基因治療是指()A.把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募毎校_到治療疾病的目的

B.對有缺陷的細胞進行修復，從而使其恢復正常，達到治療疾病的目的

C.運用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細胞產(chǎn)生基因突變恢復正常

D.運用基因工程技術，把有缺陷的基因切除，達到治療疾病的目的A第60頁/共83頁9.下列黏性末端屬于同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割而成的是（）

A.①②B.①③C.①④D.②③B第61頁/共83頁10.基因芯片技術是近幾年才發(fā)展起來的嶄新技術，涉及生命科學、信息學、微電子學、材料學等眾多的學科，固定在芯片上的各個探針是已知的單鏈DNA分子，而待測DNA分子被用同位素或能發(fā)光的物質(zhì)標記。如果這些待測的DNA分子中正好有能與芯片上的DNA配對的，它們就會結(jié)合起來，并在結(jié)合的位置發(fā)出熒光或者射線，出現(xiàn)“反應信號”，下列說法中錯誤的是（）第62頁/共83頁A.基因芯片的工作原理是堿基互補配對B.待測的DNA分子首先要解旋變?yōu)閱捂?，才可用基因芯片測序C.待測的DNA分子可以直接用基因芯片測序D.由于基因芯片技術可以檢測未知DNA堿基序列，因而具有廣泛的應用前景，好比能識別的“基因身份證”答案

C第63頁/共83頁11.干擾素是治療癌癥的重要藥物，它必須從血液中提取，每升人血中只能提取0.5μg，所以價格昂貴。美國加利福尼亞的某生物制品公司用如下方法生產(chǎn)干擾素。如圖所示：從上述方式中可以看出，該公司生產(chǎn)干擾素運用的方法是（）

A.個體間的雜交B.基因工程

C.細胞融合D.器官移植第64頁/共83頁解析

從圖中可以看出整個過程是將人的淋巴細胞中控制干擾素合成的基因與質(zhì)粒結(jié)合后導入酵母菌，并從酵母菌產(chǎn)物中提取干擾素，這項技術為基因工程。答案

B第65頁/共83頁12.限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的DNA序列并進行剪切，不同的限制性核酸內(nèi)切酶可以對不同的核酸序列進行剪切?，F(xiàn)用3種不同的限制性核酸內(nèi)切酶對一6.2kb(千堿基對)大小的線狀DNA進行剪切后，用凝膠電泳分離各核酸片段，實驗結(jié)果見下表。請問：3種不同的限制性核酸內(nèi)切酶在此DNA片段上的切點位置是圖中的（）ABC4.21.70.35.21.03.61.41.2第66頁/共83頁解析

限制性核酸內(nèi)切酶能識別特定的核苷酸序列，并且在特定的部位切開，酶A應有兩個切點，酶B有一個切點，酶C有兩個切點，可以看出選項B、C是不正確的，而且酶A切成的三段長度為4.2、1.7、0.3，選項A不符合。答案

D第67頁/共83頁13.在已知某小片段基因堿基序列的情況下，獲得該基因的最佳方法是（）

A.以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成DNAB.以4種脫氧核苷酸為原料人工合成

C.將供體DNA片段轉(zhuǎn)入受體細胞中，再進一步篩選

D.由蛋白質(zhì)的氨基酸序列推測mRNA

解析

已知目的基因的堿基序列，人工合成是最方便快捷的。沒有必要再利用mRNA、蛋白質(zhì)的氨基酸序列來合成，更不必再進行篩選。B第68頁/共83頁二、非選擇題14.已知SARS是由一種RNA病毒感染所引起的疾病。

SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在

SARS病人康復后的血清中有抗S蛋白的特異性抗體。某研究小組為了研制預防SARS病毒的疫苗，開展了前期研究工作，其簡要的操作流程如下：第69頁/共83頁

（1）實驗步驟①所代表的反應過程是

。（2）步驟②構(gòu)建重組表達載體A和重組表達載體B必須使用限制性核酸內(nèi)切酶和

酶，后者的作用是將用限制性核酸內(nèi)切酶切割的

和

連接起來。（3）如果省略步驟②而將大量擴增的S基因直接導入大腸桿菌，一般情況下，不能得到表達的S蛋白，其原因是S基因在大腸桿菌中不能

，也不能

。第70頁/共83頁（4）為了檢驗步驟④所表達的S蛋白是否與病毒S

蛋白有相同的免疫反應特性，可用

與

進行抗原—抗體特異性反應實驗，從而得出結(jié)論。（5）步驟④和⑥的結(jié)果相比，原核細胞表達的S蛋白與真核細胞表達的S蛋白的氨基酸序列（相同/不同），根本原因是

。第71頁/共83頁解析

（1）利用RNA獲取DNA，一般采用逆轉(zhuǎn)錄的方法，在這一過程中需要逆轉(zhuǎn)錄酶；（2）目的基因與載體結(jié)合，先用限制性核酸內(nèi)切酶在目的基因和載體上切出相同的黏性末端，將目的基因片段插入載體的切口處，再加入適量DNA連接酶，將黏性末端連接起來；（3）選擇性擴增后得到的含有遺傳信息的DNA片段（S基因），直接導入大腸桿菌細胞內(nèi)，在不與其DNA整合的情況下，不進行復制和轉(zhuǎn)錄，得不到相應的蛋白質(zhì)；（4）通過大腸桿菌合成的S蛋白，結(jié)構(gòu)和功能可能會發(fā)生變化，可與人體內(nèi)產(chǎn)生的抗S蛋白的抗體進行抗原—抗體特異性反應，以此進行檢測；（5）因轉(zhuǎn)入的目的基因相同，翻譯出的蛋白質(zhì)一般情況下也相同。第72頁/共83頁

答案

（1）逆轉(zhuǎn)錄（2）DNA連接載體S基因（3）復制合成S基因的mRNA（4）大腸桿菌中表達的S蛋白SARS康復病人血清（5）相同表達蛋白質(zhì)所用的基因相同第73頁/共83頁15.據(jù)報道，美國佛羅里達大學的享利·丹尼爾教授利用基因工程，研制出轉(zhuǎn)基因萵苣，可用其中的有效藥物成分制造胰島素膠囊來治療糖尿病。如圖所示是獲得轉(zhuǎn)基因萵苣的技術流程，請據(jù)圖回答下列問題：第74頁/共83頁(1)①過程需要的酶有

。(2)為了便于篩選，質(zhì)粒A上應具有

。(3)接受重組質(zhì)粒的受體細胞可能有三種情況：如果受體細胞是土壤農(nóng)桿菌，則導入它的目的是為了

，以便于得到大量的含目的基因的土壤農(nóng)桿菌。然后用土壤農(nóng)桿菌侵染受體細胞C2，受體細胞C2可以是

或其他細胞，然后應用植物組織培養(yǎng)技術，經(jīng)

和

過程