2017年度高考生物（专题20 基因工程）二轮过关测试 16页

专题20 基因工程 ‎1.下列叙述符合基因工程概念的是( )‎ A.B(淋巴)细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B(淋巴)细胞中的抗体基因 B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株 C.用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株 D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上 ‎2.根据基因工程的有关知识，回答下列问题：‎ ‎(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有____________和___________。‎ ‎(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：‎ ‎ AATTC……G ‎ G……CTTAA 为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是___________________________。‎ ‎(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即__________DNA连接酶和_________DNA连接酶。‎ ‎(4)反转录作用的模板_________是，产物是___________。若要在体外获得大量反转录产物，常采用___________技术。‎ ‎(5)基因工程中除质粒外，________和_______也可作为运载体。‎ ‎(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是________________________________________________________。‎ 据图回答：‎ ‎(1)过程①酶作用的部位是__________键，此过程只发生在非结合区DNA，过程②酶作用的部位是_________键。‎ ‎(2)①②两过程利用了酶的_________特性。‎ ‎ (3)若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要将过程③的测序结果与________酶的识别序列进行比对，以确定选用何种酶。‎ ‎(4)如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合的DNA序列区为基因的______________________。‎ ‎(5)以下研究利用了生物分子间特异性结合性质的有_________(多选)。‎ A.分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA ‎ B.用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素 C.通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位 D.将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟 ‎ ‎(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有____________个游离的磷酸基团。‎ ‎(2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越___________。‎ ‎(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是__________________________________________。‎ ‎(4)与只使用EcoR Ⅰ相比较，使用BamHⅠ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒和外源DNA的优点在于可以防止________________________________________________。‎ ‎(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入__________酶。‎ ‎(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了________________________________。‎ ‎(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在___________________的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。‎ A.过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序 B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白 C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D.应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达 ‎6.在用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，下列操作错误的是( )‎ A.用限制性核酸内切酶切割烟草花叶病毒的核酸 B.用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和载体 ‎ C.将重组DNA分子导入烟草原生质体 D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 ‎7.家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。‎ ‎(1)进行转基因操作前，需用_________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。‎ ‎(2)为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的________________和_______________之间。‎ ‎(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该PCR反应体系的主要成分应包含：扩增缓冲液(含Mg2+)、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、__________________________和_____________________________。‎ ‎(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以_________________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。‎ ‎8.回答有关基因工程的问题：‎ ‎(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生________末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生___________(相同、不同)黏性末端的限制酶。‎ ‎(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是_____________。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用_________________处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为_________________。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成_________________，常用抗原—抗体杂交技术。‎ ‎(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的________________中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的________________________上。 ‎ ‎9.人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。‎ ‎(1)卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠__‎ ‎______________中获取。‎ ‎(2)图中的高血压相关基因作为________，质粒作为________，二者需用_______________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有_______________有关。‎ ‎(3)子代大鼠如果____________和___________，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。‎ ‎(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是___________、早期胚胎培养和胚胎移植。‎ ‎10.转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有Pst Ⅰ、Sma Ⅰ、EcoR Ⅰ、Apa ‎ Ⅰ等四种限制酶切割位点。请回答： ‎ ‎(1)构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶___________________，对__________________________进行切割。‎ ‎(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有_______________________，作为标记基因。‎ ‎(3)香蕉组织细胞具有____________________，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的__________________________________________。‎ 位点，都可以被SmaⅠ破坏，故不能使用该酶剪切含有目的基因的DNA。‎ 易错起源1、 基因工程的工具 ‎ 例1． 将ada(腺苷酸脱氨酶基因)通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。下列叙述错误的是 A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒 B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada ‎ D.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 ‎【精讲精析】选C。具体分析如下：‎ 选项 内容分析 A项正确 每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒才能表达出腺苷酸脱氨酶 ‎ B项正确 要让目的基因与质粒形成重组质粒，两者必须用同种限制性核酸内切酶切割，所以每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点 ‎ C项错误 质粒作为(运)载体的条件之一是有多种限制性核酸内切酶的识别位点，但每种限制性核酸内切酶只有一个识别位点，只能插入一个目的基因(ada) ‎ D项正确 ada导入大肠杆菌成功的标志是表达腺苷酸脱氨酶，因此每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子 ‎ ‎1.有关酶的比较 ‎ ‎ ‎ 项目 限制(性核酸内切)酶 ‎ DNA连接酶 ‎ DNA聚合酶 ‎ 解旋酶 ‎ 作用底物 ‎ DNA分子 ‎ DNA分子片段 ‎ 脱氧核苷酸 ‎ DNA分子 ‎ 作用部位 ‎ 磷酸二酯键 ‎ 磷酸二酯键 ‎ 磷酸二酯键 ‎ 碱基对间的氢键 ‎ 作用特点 ‎ 切割目的基因及载体，能专一性识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开 ‎ 将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 ‎ 只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上 ‎ 将DNA两条链之间的氢键打开 ‎ 作用结果 ‎ 形成黏性末端或平末端 ‎ 形成重组DNA分子 ‎ 形成新的DNA分子 ‎ 形成单链DNA分子 ‎ ‎2.载体 作用 ‎ ‎①作为运载工具，将目的基因转移到受体细胞内 ‎②利用它在受体细胞内实现目的基因的大量复制 ‎ 具备的 条件 ‎ ‎①能在受体细胞内稳定保存并大量复制 ‎②有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接 ‎③具有特殊的标记基因，以便进行筛选 ‎ 种类 ‎ ‎①质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之 外，并能够自我复制的小的双链环状DNA分子 ‎②λ噬菌体的衍生物 ‎③动植物病毒 易错起源2、基因工程的操作程序 ‎ 例2． 肺细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图1。‎ 请回答：‎ ‎(1)进行过程①时，需用_________酶切开载体以插入let-7基因。载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7基因转录，该部位称为__________。‎ ‎(2)进行过程②时，需用_________酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。‎ ‎(3)研究发现，let ‎-7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2。据图分析，可从细胞中提取________进行分子杂交，以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中_________(RAS mRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。‎ ‎1.目的基因的获取方法 ‎(1)从基因文库中获取；‎ ‎(2)利用PCR技术扩增目的基因；‎ ‎(3)人工合成，常用的方法是反转录法和化学合成法。 ‎ ‎2.基因表达载体的构建 ‎(1)目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，并使目的基因能够表达和发挥作用。‎ ‎(2)组成(如图) ‎ ‎3.将目的基因导入受体细胞的方法 植物细胞 ‎ 动物细胞 ‎ 微生物细胞 ‎ 常用 方法 ‎ 农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法 ‎ 显微注射技术 ‎ 感受态细胞法 ‎(或Ca2+处理法) ‎ 受体 细胞 ‎ 体细胞或受精卵 ‎ 受精卵 ‎ 原核细胞 ‎ 转化 过程 ‎ 目的基因插入 Ti质粒的T-DNA上→进入农杆菌→导入植物细胞→稳定维持和表达 ‎ 目的基因表达载体提纯→取受精卵→显微注射→受精卵移植→ 新性状动物 ‎ 首先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使细胞壁的通透性增大，细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的感受态。第二步是将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程 ‎ ‎4.目的基因的检测和鉴定 易错起源3、基因工程的原理和操作程序 ‎ 例3． 图1表示含有目的基因D的DNA片段长度(bp即碱基对)和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG 、G↓GATCC、‎ ‎↓GATC、CCC↓GGG。请回答下列问题：‎ ‎(1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由____________________连接。‎ ‎(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，产生的末端是_________末端，其产物长度为__________________。‎ ‎(3)若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有___________种不同长度的DNA片段。‎ ‎(4)若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是________。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加________的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是_______。 ‎ ‎ ‎