【生物】2021届新高考一轮复习人教版专题25　基因工程与蛋白质工程作业

【生物】2021届新高考一轮复习人教版专题25　基因工程与蛋白质工程作业

专题25　基因工程与蛋白质工程 考情探究 课标解读 考情分析 备考策略 考点 考向 ‎1‎ 基因工程 基因工程的原理与技术 ‎“基因工程”在生物技术与工程中占有举足轻重的地位,是教材知识的重点,也属于高考命题的热点之一。 考查内容集中在基因工程特殊工具的作用和特点、基因工程操作步骤以及基因工程在工农业生产和实践方面的应用,其中限制酶的种类和作用是该考点的难点;考查方式上,多以最新科技信息材料的形式,且常常结合细胞工程和胚胎工程进行考查;素养考查方面,多通过分析社会热点话题中的转基因技术方案,体现对科学探究素养的考查。预计2021年高考中这种命题趋势还将继续存在,复习时应注意加强与细胞工程、胚胎工程的横向联系 ‎(1)利用表格比较法对比理解限制酶、DNA连接酶和载体的作用。‎ ‎(2)利用实例分析法理解基因工程、蛋白质工程的原理与技术 ‎2‎ 基因工程的应用与蛋白质工程 基因工程的应用 蛋白质工程 真题探秘 基础篇 基础集训 考点一　基因工程 考向　基因工程的原理与技术 ‎1.(2019福建泉州高二期末,10)如图表示形成cDNA 并进行 PCR 扩增的过程。据图分析,下列叙述正确的是(　　)‎ A.①过程所需的原料是核糖核苷酸 B.②过程所需的酶必须耐高温 C.③过程需要解旋酶破坏氢键 D.④过程的引物对之间不能互补配对 答案　D ‎2.(2019江西重点中学盟校一模,38)回答下列与基因工程有关的问题:‎ ‎(1)基因工程技术中,　　　　　　　　　是将目的基因导入植物细胞最常用的方法,其中的Ti质粒上的T-DNA是指　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)获得的目的基因可利用PCR技术在体外反应体系中扩增,该过程利用的原理是　　　　　　　　,需要加入的原料是　　　　　　　　,DNA解旋利用的是　　　　　　　原理。 ‎ ‎(3)基因工程中使用的载体,除质粒外,还有　　　　　　　和　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)该技术可以培育抗病转基因植物,也可用于动物的基因治疗。与之相比,单克隆抗体也用于诊断或携带药物治疗癌症,这是利用了它　　　　　　　　　　　　的优点。 ‎ 答案　(1)农杆菌转化法　可转移的DNA　(2)DNA双链复制　四种脱氧核苷酸(或dATP、dTTP、dCTP和dGTP)　热变性(或高温变性等类似意思)　(3)λ噬菌体的衍生物　动植物病毒(该两空可调换)　(4)特异性强、灵敏度高 ‎3.(2019江苏徐州一中升级考试,41)PCR技术(多聚酶链式反应)成为分子生物学实验室的一种常规手段,其与DNA体内复制的比较如表所示,PCR反应过程如图所示,请回答下列问题: ‎ 原料 ATP DNA体内复制 四种脱氧核苷酸 需要 PCR反应 脱氧胞苷三磷酸、脱氧腺苷三磷酸 脱氧胸苷三磷酸、脱氧鸟苷三磷酸 不需要 ‎(1)加热使DNA双链打开,这一步是打开　　　键,称为　　　　,在细胞中是在　　　　　　酶的作用下进行的。 ‎ ‎(2)当温度降低时,引物与模板末端结合,在　　　　　　　酶的作用下,引物沿模板延伸,最终合成2条DNA分子,此过程中原料是　　　　　　　　　。PCR反应合成DNA子链时能量来源于　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)通过PCR技术使DNA分子大量复制,若将一个用15N标记的DNA分子放入试管中,以14N标记的脱氧核苷酸为原料,连续复制4次以后,则15N标记的DNA分子占全部DNA总数的比例为　　　　。 ‎ ‎(4)现有一段DNA序列:5'CAAGGATCC3' 3'GTTCCTAGG5',如果它的引物1为5'GGA—OH,则引物2为　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)氢　解旋　解旋　(2)热稳定DNA聚合(Taq)　脱氧核苷三磷酸　原料水解产生的能量　(3)1/8　(4)5'CAA—OH 考点二　基因工程的应用与蛋白质工程 考向1　基因工程的应用 ‎1.利用基因工程技术培育马铃薯新品种,目前已经取得丰硕成果。请根据教材所学知识回答下列问题:‎ ‎(1)马铃薯易患多种疾病,导致其产量不高。通过导入抗病基因并使其表达可以提高马铃薯产量,基因工程中使用最多的抗病基因是　　　　　　　　　　和病毒的复制酶基因。 ‎ ‎(2)马铃薯是双子叶植物,常用　　　　　　　(方法)将目的基因导入马铃薯受体细胞中。构建好的基因表达载体基本结构包括目的基因、标记基因、　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　等五部分。 ‎ ‎(3)科学家还培育出抗除草剂的转基因马铃薯,其设计方法为修饰除草剂作用的靶蛋白,使其对除草剂　　　　　(填“敏感”或“不敏感”),或使靶蛋白过量表达,植物吸收除草剂后仍能　　　　　　。 ‎ ‎(4)将目的基因导入受体细胞后,还需对转基因植物进行　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)病毒外壳蛋白基因　(2)农杆菌转化法　启动子　终止子　复制原点　(3)不敏感　正常代谢　(4)目的基因的检测与鉴定 考向2　蛋白质工程 ‎2.(2019福建泉州高二期末,26)中华鲟是地球上古老的脊椎动物,被称为“活化石”。研究者试图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某些蛋白质,使其更加适应现在的水域环境。以下说法错误的是(　　)‎ A.该工程可以定向改变蛋白质分子的结构 B.改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的 C.改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种 D.改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质 答案　D ‎3.(2015课标全国Ⅱ,40)已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列问题:‎ ‎(1)从上述资料可知,若要改变蛋白质的功能,可以考虑对蛋白质的　　　　　　　进行改造。 ‎ ‎(2)以P基因序列为基础,获得P1基因的途径有修饰 ‎ 基因或合成　　　　基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的,中心法则的全部内容包括　 ‎ 的复制;以及遗传信息在不同分子之间的流动,即:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程,其基本途径是从预期蛋白质功能出发,通过　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　,进而确定相对应的脱氧核苷酸序列,据此获得基因,再经表达、纯化获得蛋白质,之后还需要对蛋白质的生物　　　　进行鉴定。 ‎ 答案　(1)氨基酸序列(或结构)(1分,其他合理答案也给分)‎ ‎(2)P　P1(每空2分,共4分)　DNA和RNA(或遗传物质)(2分)　DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3分)‎ ‎(3)设计蛋白质的结构　推测氨基酸序列(每空2分,共4分)　功能(1分)‎ 应用篇 应用集训 应用　口蹄疫病毒VP1基因在胡萝卜中的表达及转 基因大米的培育 ‎　我们日常吃的大米中铁含量极低,科研人员通过基因工程等技术,培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻,改良了稻米的营养品质。如图为培育转基因水稻流程示意图,请回答下列问题:‎ ‎(1)铁结合蛋白基因可来自菜豆,且基因的脱氧核苷酸序列已知,可以用　　　　　　　　　法获得此目的基因或用　　　　　技术扩增此目的基因。 ‎ ‎(2)构建重组Ti质粒时,通常要用　　　　　　　　分别切割　　　　　　　　　　　　　。将重组Ti质粒转入农杆菌时,可以用　　　　　处理农杆菌,使重组Ti质粒易于导入。 ‎ ‎(3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时,通过培养基2的筛选培养,可以获得　　　　　　　　　　　;培养基3与培养基2的区别是　　　　　　　　　　　　　。检测培育转基因水稻的目的是否达到,需要检测转基因水稻　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)为研究外源基因的遗传方式,将T0植株上收获的种子种植成T1株系,检测各单株的潮霉素抗性。在检测的多数T1株系内,抗潮霉素植株与潮霉素敏感植株的比例为3∶1,此结果说明外源基因的遗传符合　　　　　　定律。有少数T1株系的植株表现为对潮霉素敏感,但其体内能检测到铁结合蛋白基因,造成这一结果最可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)化学合成(或从基因文库中获取)　PCR　(2)(同种)限制性核酸内切酶　含目的基因的DNA片段和质粒　CaCl2溶液　(3)含有重组质粒(或含有潮霉素抗性基因)的愈伤组织　生长素和细胞分裂素的比例不同　(成熟)种子中铁含量　(4)(基因)分离　潮霉素抗性基因没有表达(或“潮霉素抗性基因丢失”)‎ ‎【五年高考】‎ 考点一　基因工程 ‎1.(2019课标全国Ⅰ,38,15分)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。‎ ‎(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以从基因文库中获得。基因文库包括　　　　　　和　　　　　　。 ‎ ‎(2)生物体细胞内的DNA复制开始时,解开DNA双链的酶是　　　　。在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是　　　　　　　　　。上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的　　　　。 ‎ ‎(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)基因组文库　cDNA文库　(2)解旋酶　加热至90~95 ℃　氢键　(3)Taq酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活 ‎2.(2018课标全国Ⅰ,38,15分)回答下列问题:‎ ‎(1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外,还证明了 ‎ ‎　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。 ‎ ‎(2)体外重组的质粒可通过Ca2+参与的　　　方法导入大肠杆菌细胞;而体外重组的噬菌体DNA通常需与　　　　　　　　组装成完整噬菌体后,才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中,可作为重组噬菌体宿主细胞的是　　　。 ‎ ‎(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解,在实验中应选用　　　　　　　的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的过程中应添加　　　　的抑制剂。 ‎ 答案　(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞;真核生物基因可在原核细胞中表达　(2)转化　外壳蛋白(或答噬菌体蛋白)　细菌　(3)蛋白酶缺陷型　蛋白酶 ‎3.(2018课标全国Ⅱ,38,15分)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP基因的5'末端,获得了L1-GFP融合基因(简称为甲),并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其部分结构和酶切位点的示意图如下,图中E1~E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。‎ 启动子 L1基因 GFP基因 终止子 ‎　 　　　　　 　↑E1　　　　↑E2　　↑E3　↑E4‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶,这两种酶是　　　　。使用这两种酶进行酶切是为了保证　　　　　　,也是为了保证　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了　　　　和　　　　过程。 ‎ ‎(3)为了获得含有甲的牛,该团队需要做的工作包括:将能够产生绿色荧光细胞的　　　　　　移入牛的　　　　　　　　中、体外培养、胚胎移植等。 ‎ ‎(4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用PCR方法进行鉴定,在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的　　　　(填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。 ‎ 答案　(1)E1和E4　甲的完整　甲与载体正确连接　(2)转录　翻译　(3)细胞核　去核卵母细胞　(4)核DNA ‎4.(2017课标全国Ⅰ,38,15分)真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题:‎ ‎(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)若用家蚕作为表达基因A的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用　　　作为载体,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比,大肠杆菌具有　　　　　　　　　　　(答出两点即可)等优点。 ‎ ‎(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是　　　　　　　　　　(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。 ‎ ‎(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献,也可以说是基因工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是　。 ‎ 答案　(1)基因A有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除,无法表达出蛋白A　(2)噬菌体　噬菌体的宿主是细菌,而不是家蚕　(3)繁殖快、容易培养　(4)蛋白A的抗体　(5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体 考点二　基因工程的应用与蛋白质工程 ‎5.(2019江苏单科,33,8分)图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图,载体质粒P0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr)。请回答下列问题:‎ 图1‎ ‎(1)EcoR Ⅴ酶切位点为‎…GAT↓ATC…‎‎…CTA↑TAG…‎,EcoR Ⅴ酶切出来的线性载体P1为　　　　末端。 ‎ ‎(2)用Taq DNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段,其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体P1用酶处理,在两端各添加了一个碱基为　　　　　的脱氧核苷酸,形成P2;P2和目的基因片段在　　　　酶作用下,形成重组质粒P3。 ‎ ‎(3)为筛选出含有重组质粒P3的菌落,采用含有不同抗生素的平板进行筛选,得到A、B、C三类菌落,其生长情况如下表(“+”代表生长,“-”代表不生长)。根据表中结果判断,应选择的菌落是　　　　(填表中字母)类,另外两类菌落质粒导入情况分别是　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。 ‎ 菌落类型平板类型 A B C 无抗生素 ‎+‎ ‎+‎ ‎+‎ 氨苄青霉素 ‎+‎ ‎+‎ ‎-‎ 四环素 ‎+‎ ‎-‎ ‎-‎ 氨苄青霉素+四环素 ‎+‎ ‎-‎ ‎-‎ 图2‎ ‎(4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒,拟设计引物进行PCR鉴定。图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置,PCR鉴定时应选择的一对引物是　　　　　。某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400 bp片段,原因是　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(8分)(1)平　(2)胸腺嘧啶(T)　DNA连接　(3)B　A类菌落含有P0　C类菌落未转入质粒　(4)乙丙　目的基因反向连接 ‎6.(2019天津理综,9,12分)B基因存在于水稻基因组中,其仅在体细胞(2n)和精子中正常表达,但在卵细胞中不转录。为研究B基因表达对卵细胞的影响,设计了如下实验。‎ 据图回答:‎ ‎(1)B基因在水稻卵细胞中不转录,推测其可能的原因是卵细胞中　　　　(单选)。 ‎ A.含B基因的染色体缺失 B.DNA聚合酶失活 C.B基因发生基因突变 D.B基因的启动子无法启动转录 ‎(2)从水稻体细胞或　　　　中提取总RNA,构建　　　　文库,进而获得B基因编码蛋白的序列。将该序列与Luc基因(表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光)连接成融合基因(表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能),然后构建重组表达载体。 ‎ ‎(3)在过程①、②转化筛选时,过程　　　　中T-DNA整合到受体细胞染色体DNA上,过程　　　　在培养基中应加入卡那霉素。 ‎ ‎(4)获得转基因植株过程中,以下鉴定筛选方式正确的是　　　　(多选)。 ‎ A.将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交 B.以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交 C.以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交 D.检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光 ‎(5)从转基因植株未成熟种子中分离出胚,观察到细胞内仅含一个染色体组,判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的,而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育,由此表明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)D　(2)精子　cDNA　(3)②　①　(4)BCD　(5)B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚 ‎7.(2019江苏单科,29,8分)利用基因编辑技术将病毒外壳蛋白基因导入猪细胞中,然后通过核移植技术培育基因编辑猪,可用于生产基因工程疫苗。下图为基因编辑猪培育流程,请回答下列问题:‎ ‎(1)对1号猪使用　　　　　　　　处理,使其超数排卵,收集并选取处在　　　　　　　　　　　　　时期的卵母细胞用于核移植。 ‎ ‎(2)采集2号猪的组织块,用　　　　　　　处理获得分散的成纤维细胞,放置于37 ℃的CO2培养箱中培养,其中CO2的作用是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)为获得更多基因编辑猪,可在胚胎移植前对胚胎进行　　　　。产出的基因编辑猪的性染色体来自　　　　号猪。 ‎ ‎(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达,可采用的方法有　　　　(填序号)。 ‎ ‎①DNA测序 ②染色体倍性分析 ‎③体细胞结构分析 ④抗原—抗体杂交 答案　(8分)(1)促性腺激素　 减数第二次分裂中期 ‎(2)胰蛋白酶(胶原蛋白酶)　维持培养液的pH　(3)分割　2　(4)①④‎ ‎8.(2018海南单科,31,15分)甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质,科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞,得到了转基因植株。回答下列问题:‎ ‎(1)用农杆菌感染时,应优先选用黄瓜　　　　　(填“受伤的”或“完好的”)叶片与含重组质粒的农杆菌共培养,选用这种叶片的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白,则表明该重组质粒中　　　　　　　已转移到植物细胞中且能够表达;用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交,发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1∶1,则说明甜蛋白基因已经整合到　　　　　　(填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”)中。 ‎ ‎(3)假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产,若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗,应选用　　　　作为外植体进行组织培养。 ‎ ‎(4)通常,基因工程操作主要有4个步骤,即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此,基因工程的含义可概括为   　。 ‎ 答案　(15分)(1)受伤的　叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质, 可吸引农杆菌移向这些细胞　(2)甜蛋白基因　核基因组　(3)茎尖　(4)按照人们的愿望进行设计,并通过体外重组和转基因等技术,赋予生物新的遗传特性,创造出符合人们需要的新生物类型 ‎9.(2017课标全国Ⅲ,38,15分)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成,编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成,如图1所示。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙,若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中,在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等,还加入了序列甲作为　　　　,加入了　　　　作为合成DNA的原料。 ‎ ‎(3)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白,要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用,某同学做了如下实验:将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组,其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一组作为对照,培养并定期检测T淋巴细胞浓度,结果如图2。‎ ‎①由图2可知:当细胞浓度达到a时,添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加,此时若要使T淋巴细胞继续增殖,可采用的方法是　　　　　　　　　　。细胞培养过程中,培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②仅根据图1、图2可知,上述甲、乙、丙三种蛋白中,若缺少　　　　(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所编码的肽段,则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。 ‎ 答案　(1)编码乙的DNA序列起始端无ATG,转录出的mRNA无起始密码子　(2)模板　dNTP　(3)①进行细胞传代培养　维持培养液的pH　②C ‎10.(2017课标全国Ⅱ,38,15分)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内,可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题:‎ ‎(1)在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料,原因是　　　　　　　　　　　。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是  　。 ‎ ‎(3)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。 ‎ ‎(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是　　　　　　　。 ‎ ‎(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)嫩叶组织细胞易破碎　防止RNA降解　(2)在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA　(3)目的基因无复制原点;目的基因无表达所需启动子　(4)磷酸二酯键　(5)目的基因的转录或翻译异常 ‎11.(2018江苏单科,32,8分)为生产具有特定性能的α-淀粉酶,研究人员从某种海洋细菌中克隆了α-淀粉酶基因(1 656个碱基对),利用基因工程大量制备α-淀粉酶,实验流程见图。请回答下列问题:‎ ‎(1)利用PCR技术扩增α-淀粉酶基因前,需先获得细菌的　　　　　　　。 ‎ ‎(2)为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接,需在引物的　　　　端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)进行扩增时,反应的温度和时间需根据具体情况进行设定,下列选项中　　　的设定与引物有关,　　　　的设定与扩增片段的长度有关。(填序号) ‎ ‎①变性温度　②退火温度　③延伸温度　④变性时间 ‎⑤退火时间　⑥延伸时间 ‎(4)下图表示筛选获得的工程菌中编码α-淀粉酶的mRNA 的部分碱基序列:‎ ‎5'-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU……-3'‎ 图中虚线框内mRNA片段包含　　　　个密码子,如虚线框后的序列未知,预测虚线框后的第一个密码子最多有　　　　种。 ‎ ‎(5)获得工程菌表达的α-淀粉酶后,为探究影响酶活性的因素,以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性,结果如下:‎ 缓冲液 ‎50 mmol/L Na2HPO4 -KH2PO4‎ ‎50 mmol/L Tris-HCl ‎50 mmol/L Gly-NaOH pH ‎6.0‎ ‎6.5‎ ‎7.0‎ ‎7.5‎ ‎7.5‎ ‎8.0‎ ‎8.5‎ ‎9.0‎ ‎9.0‎ ‎9.5‎ ‎10.0‎ ‎10. 5‎ 酶相对 活性%‎ ‎25.4‎ ‎40.2‎ ‎49.8‎ ‎63.2‎ ‎70.1‎ ‎95.5‎ ‎99.5‎ ‎85.3‎ ‎68.1‎ ‎63.7‎ ‎41.5‎ ‎20.8‎ 根据上述实验结果,初步判断该α-淀粉酶活性最高的条件为　。 ‎ 答案　(8分)(1)基因组DNA　(2)5'　使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连　(3)②　⑥　(4)8　13　(5)pH为8.5,缓冲液为50 mmol/L Tirs-HCl ‎12.(2018天津理综,10,14分)甲型流感病毒为RNA病毒,易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法,主要环节如下。‎ ‎(1)改造病毒的部分基因,使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板,逆转录成对应DNA后,利用　　　　技术扩增,并将其中某些基因(不包括表面抗原基因)内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比,改造后的基因表达时不能合成完整长度的　　　　,因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒,并保存。 ‎ ‎(2)构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA的基因,其产物的反密码子能与(1)中的终止密码子配对结合,并可携带一个非天然氨基酸(Uaa)。将该基因与　　　　连接后导入宿主细胞。提取宿主细胞的　　　　进行分子杂交鉴定,筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。 ‎ ‎(3)利用转基因宿主细胞制备疫苗。将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞,并在补加　　　　　　　　的培养基中进行培养,则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA,翻译出改造病毒基因的完整蛋白,产生大量子代病毒,用于制备疫苗。 ‎ 特殊tRNA基因转录时,识别其启动子的酶是　　　　(单选)。 ‎ A.病毒的DNA聚合酶 B.宿主的DNA聚合酶 C.病毒的RNA聚合酶 D.宿主的RNA聚合酶 ‎(4)上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖,没有致病性,因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比,该病毒活疫苗的优势之一是可引起　　　　免疫,增强免疫保护效果。 ‎ 答案　(共14分)(1)PCR　多肽(或蛋白质)　(2)载体　总RNA　(3)非天然氨基酸(Uaa)　D　(4)细胞 教师专用题组 ‎1.(2017天津理综,9Ⅰ,12分)玉米自交系(遗传稳定的育种材料)B具有高产、抗病等优良性状,但难以直接培育成转基因植株,为使其获得抗除草剂性状,需依次进行步骤Ⅰ、Ⅱ试验。‎ Ⅰ.获得抗除草剂转基因玉米自交系A,技术路线如下图。‎ ‎(1)为防止酶切产物自身环化,构建表达载体需用2种限制酶,选择的原则是　　　　(单选)。 ‎ ‎①Ti质粒内,每种限制酶只有一个切割位点 ‎②G基因编码蛋白质的序列中,每种限制酶只有一个切割位点 ‎③酶切后,G基因形成的两个黏性末端序列不相同 ‎④酶切后,Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④‎ ‎(2)下表是4种玉米自交系幼胚组织培养不同阶段的结果。据表可知,细胞脱分化时使用的激素是　　　,自交系　　　　的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。 ‎ 激素结果自交系 ‎2,4-D(2.0 mg/L)‎ ‎6-BA(0.5 mg/L)‎ IBA(2.0 mg/L)‎ 愈伤组织 形成率(%)‎ 芽的 分化率(%)‎ 根的 诱导率(%)‎ 甲 ‎99‎ ‎13‎ ‎90‎ 乙 ‎85‎ ‎80‎ ‎87‎ 丙 ‎88‎ ‎83‎ ‎12‎ 丁 ‎16‎ ‎85‎ ‎83‎ ‎(3)农杆菌转化愈伤组织时,T-DNA携带插入其内的片段转移到受体细胞。筛选转化的愈伤组织,需使用含　　　　的选择培养基。 ‎ ‎(4)转化过程中,愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未转化愈伤组织也可能在选择培养基上生长。含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达,其产物能催化无色物质K呈现蓝色。用K分别处理以下愈伤组织,出现蓝色的是　　　　(多选)。 ‎ A.无农杆菌附着的未转化愈伤组织 B.无农杆菌附着的转化愈伤组织 C.农杆菌附着的未转化愈伤组织 D.农杆菌附着的转化愈伤组织 ‎(5)组织培养获得的转基因植株(核DNA中仅插入一个G基因)进行自交,在子代含G基因的植株中,纯合子占　　。继续筛选,最终选育出抗除草剂纯合自交系A。 ‎ 答案　(共12分)(1)A　(2)2,4-D　乙　(3)除草剂　(4)BD　(5)1/3‎ ‎2.(2017江苏单科,33,8分)金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白,某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因,构建转基因工程菌,用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如下,请回答下列问题:‎ ‎(1)从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA,通过　　　获得　　　　用于PCR扩增。 ‎ ‎(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便构建重组质粒,在引物中需要增加适当的　　　　　　　　　位点。设计引物时需要避免引物之间形成　　　　　　　,而造成引物自连。 ‎ ‎(3)图中步骤1代表　　　　,步骤2代表退火,步骤3代表延伸,这三个步骤组成一轮循环。 ‎ ‎(4)PCR扩增时,退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏　　　　　　　的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关,长度相同但　　　　　　的引物需要设定更高的退火温度。 ‎ ‎(5)如果PCR反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有　　　　(填序号:①升高退火温度　②降低退火温度　③重新设计引物)。 ‎ 答案　(8分)(1)逆转录　cDNA　(2)限制性核酸内切酶　碱基互补配对　(3)变性　(4)引物与模板　GC含量高　(5)②③‎ ‎3.(2014课标Ⅱ,40,15分)植物甲具有极强的耐旱性,其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因,并将其转移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的耐旱性。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)理论上,基因组文库含有生物的　　　　基因;而cDNA文库中含有生物的　　　　基因。 ‎ ‎(2)若要从植物甲中获得耐旱基因,可首先建立该植物的基因组文库,再从中　　　　出所需的耐旱基因。 ‎ ‎(3)将耐旱基因导入农杆菌,并通过农杆菌转化法将其导入植物　　　　的体细胞中,经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测此再生植株中该基因的　　　　,如果检测结果呈阳性,再在田间试验中检测植株的　　　　是否得到提高。 ‎ ‎(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交,子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3∶1时,则可推测该耐旱基因整合到了　　　　　　　　　　(填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。 ‎ 答案　(15分)‎ ‎(1)全部(2分)　部分(2分,其他合理答案也给分)‎ ‎(2)筛选(2分,其他合理答案也给分)‎ ‎(3)乙(2分)　表达产物(2分,其他合理答案也给分)　耐旱性(2分)‎ ‎(4)同源染色体的一条上(3分)‎ ‎4.(2013课标Ⅰ,40,15分)阅读如下资料:‎ 资料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中,得到了体型巨大的“超级小鼠”;科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。‎ 资料乙:T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造,使其表达的T4溶菌酶第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键,提高了T4溶菌酶的耐热性。‎ 资料丙:兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体,科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内,成功产出兔甲的后代,证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用　　　　　法。构建基因表达载体常用的工具酶是　　　　　　　和　　　　　　　。在培育有些转基因植物时,常用农杆菌转化法,农杆菌的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)资料乙中的技术属于　　　　工程的范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对　　　　　　　进行改造,或制造一种　　　　的技术。在该实例中,引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的　　　　序列发生了改变。 ‎ ‎(3)资料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到　　　　种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中,兔甲称为　　　　体,兔乙称为　　　　体。 ‎ 答案　(1)显微注射　限制性内切酶　DNA连接酶　农杆菌可感染植物,将目的基因转移到受体细胞中 ‎(2)蛋白质　现有的蛋白质　新蛋白质　氨基酸 ‎(3)同　供　受 ‎【三年模拟】‎ 时间:40分钟　分值:100分 一、单项选择题(每小题5分,共25分)‎ ‎1.(2020届河南南阳期中,39)下列有关基因工程技术的叙述,正确的是(　　)‎ A.基因工程又叫基因拼接技术,所用的工具酶有限制酶、DNA连接酶 B.所有的限制性核酸内切酶识别同一种特定的核苷酸序列 C.形成重组质粒时,用DNA连接酶将碱基通过氢键连接 D.将目的基因导入受体细胞后则实验结束 答案　A ‎2.(2020届山东师大附中月考一,10)人们利用基因工程的方法,用大肠杆菌生产人类胰岛素,这一过程不涉及(　　)‎ A.用适当的酶对胰岛素基因与运载体进行切割并拼接 B.把重组后的DNA分子导入受体细胞内 C.检测重组DNA分子是否导入受体细胞内并表达出相应的性状 D.检测目的基因是否发生结构上的改变 答案　D ‎3.(2020届宁夏石嘴山三中适应考一,16)基因治疗是指(　　)‎ A.把健康的外源基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥作用,达到治疗疾病的目的 B.对有缺陷的细胞进行修复,从而使其恢复正常,达到治疗疾病的目的 C.运用人工诱变的方法,使有基因缺陷的细胞发生基因突变回复正常 D.运用基因工程技术,把有缺陷的基因切除,达到治疗疾病的目的 答案　A ‎4.(2020届天津六校期初检测,18)某线性DNA分子含有5 000个碱基对(bp),先用限制酶a切割,再把得到的产物用限制酶b切割,得到的DNA片段大小如表。限制酶a和b的识别序列和切割位点如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)‎ a酶切割产 物(bp)‎ b酶再次切割产 物(bp)‎ ‎2 100;1 400;‎ ‎1 000; 500‎ ‎1 900;200;800;‎ ‎600;1 000;500‎ ‎　‎ A.在该DNA分子中,a酶与b酶的识别序列分别有3个和2个 B.a酶与b酶切出的黏性末端不能相互连接 C.a酶与b酶切断的化学键相同 D.用这两种酶和DNA连接酶对该DNA分子进行反复切割、连接操作,若干循环后,序列会明显增多 答案　B ‎5.(2019福建福州高二期末,27)据人民网报道,“一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于2018年11月在中国健康诞生。这对双胞胎的一个基因经过修改,使她们出生后即能天然抵抗艾滋病。这是世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿”。下列有关说法错误的是(　　)‎ A.基因编辑制造人类的行为是不符合伦理道德的 B.基因编辑技术,不一定会改变人类进化的速度和方向,未必有利于人类的进化 C.通过基因编辑技术改变了人类的遗传物质,使人类进化成新物种 D.基因编辑技术可用于疾病预防领域研究,但不能用于编辑婴儿 答案　C 二、不定项选择题(每小题6分,共18分)‎ ‎6.(2020届海南等级考模拟,20)质粒是基因工程中最常用的载体,下列关于质粒的叙述,正确的是(　　)‎ A.质粒是具有自我复制能力的双链环状的DNA分子 B.质粒存在于细菌拟核之中,与拟核一起控制细菌的生命活动 C.作为载体的质粒上有限制酶的切割位点 D.作为载体的质粒存在特殊的标记基因 答案　ACD ‎7.(2020届黑龙江大庆铁人中学期中,40)如图是利用基因工程技术生产可食用疫苗的部分过程,其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性核酸内切酶。下列说法正确的是(　　)‎ A.图示过程需要的工具有限制酶、DNA连接酶等 B.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 C.图中的质粒只能来自原核细胞 D.限制酶作用于双链DNA中的氢键,将其断开 答案　AB ‎8.(2020届北京朝阳期中,14)为增强玉米抗旱性,研究者构建含有某微生物抗旱基因E的重组质粒,用农杆菌转化法转入玉米幼胚组织细胞中,获得抗旱的转基因玉米。下列相关叙述不正确的是(　　)‎ A.提取该微生物mRNA反转录为cDNA,通过PCR可获得大量目的基因 B.将重组质粒置于经CaCl2处理的农杆菌悬液中,可以获得转化的农杆菌 C.用农杆菌转化法将E基因转入玉米幼胚组织细胞后,需要严格无菌操作 D.用E蛋白的抗体进行抗原—抗体杂交,均可测到转基因玉米的抗旱性状 答案　D 三、非选择题(共57分)‎ ‎9.(2020届辽宁铁路实验中学开学考,39)研究发现,从锥形蜗牛体内提取出的锥形蜗牛毒蛋白(Con-Ins GI)能加速受体细胞信号转换,比人类胰岛素更加快速地发挥作用,因此制造这类“速效胰岛素”以及利用转基因技术实现批量生产,成为Ⅰ型糖尿病治疗的新思路。(8分)‎ ‎(1)利用基因工程制造速效胰岛素过程中,构建的基因表达载体一般包括目的基因、启动子、　　　　、标记基因和复制原点,标记基因的作用是　。 ‎ ‎(2)为了获得目的基因,可以通过提取分析毒蛋白中的　　　　　　序列推知毒蛋白基因的核苷酸序列,再用DNA合成仪直接合成。基因工程中需要DNA连接酶,根据酶的来源不同分为两类,其中“缝合”双链DNA片段平末端的是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)将人工合成的目的基因导入大肠杆菌体内,一般先用　　　　处理大肠杆菌使之成为　　　　　　　细胞,再将重组表达载体DNA分子溶于　　　　　　中与该类细胞混合,在一定温度下促进细胞吸收DNA分子完成转化过程。 ‎ ‎(4)经过目的基因的检测和表达,获得Con-Ins GI毒蛋白活性未能达到期待的“速效胰岛素”的生物活性,导致这种差异的原因可能是　。 ‎ 答案　(1)终止子　鉴别和筛选含有目的基因的细胞 ‎(2)氨基酸　T4DNA连接酶　(3)Ca2+(CaCl2溶液)　感受态　缓冲液　(4)大肠杆菌中基因表达获得的蛋白质未加工 ‎10.(2020届湖北天门、仙桃、潜江联考,35)某植物抗虫基因转录的mRNA下游序列已知,但其上游序列未知。现利用PCR技术扩增该基因,简要流程如图所示,其中①~③表示有关过程,Ⅰ~Ⅲ表示有关物质。请回答下列问题:(8分)‎ ‎(1)过程①反应体系中需要加入　　　　　　　酶,生成杂合双链物质Ⅰ。 ‎ ‎(2)利用DNA末端转移酶催化过程②,使cDNA单链左侧末端增加十多个腺嘌呤脱氧核苷酸序列AAA(A)n,进而利于过程③扩增获得目的基因序列Ⅲ。在过程③反应体系中还需要添加新的引物,新引物的碱基序列应该是　　　　　　　。 ‎ ‎(3)得到物质Ⅲ后,通常还需在其两端增加　　　　　　　序列,以便切割后与相应的运载体重组。将基因表达载体导入大肠杆菌之前,还需用　　　　　　　处理大肠杆菌。 ‎ ‎(4)在利用PCR技术扩增某DNA中的某一目的基因时,需要用到的酶是　　　　　　　,依据的原理是　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)逆转录　(2)TTT(T)n　(3)限制酶识别　Ca2+(CaCl2溶液)　(4)热稳定DNA聚合酶(Taq酶)　DNA双链复制(DNA复制)‎ ‎11.(2020届河北邢台一模,31)当植物受到害虫吞食后,植物体内的水杨酸(SA)含量升高,促进启动子PR-Ⅰ启动其下游基因的表达,提高了植物的防御能力,科学家根据这一特性利用启动子PR-Ⅰ和烟草抗虫基因构建重组质粒,以培育转基因抗虫烟草,请回答下列问题:(8分)‎ ‎(1)基因工程中目的基因可以从基因文库中获取。构建cDNA文库时应该以从细胞内提取的　　　　作为模板,在　　　　　　酶的催化作用下合成cDNA片段,获得的cDNA片段　　　　　　　　(填“包含”或“不包含”)启动子序列。 ‎ ‎(2)利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,其目的是　　　　　　　　。扩增目的基因的过程中,DNA解旋为单链后要适当　　　　　　　　(填“升高”或“降低”)反应体系温度,以便引物与模板结合。 ‎ ‎(3)含有启动子PR-Ⅰ和烟草抗虫基因的完整重组质粒构建完成后要进行转化。转化指的是 ‎ ‎　。 ‎ ‎(4)喷洒SA能提高该抗虫转基因烟草的抗虫性,原因是　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)mRNA　逆转录　不包含　(2)根据这一序列合成引物　降低　(3)目的基因进入受体细胞,并在受体细胞内维持稳定和表达的过程　(4)SA能促进启动子PR-Ⅰ启动抗虫基因的表达,增强烟草的抗虫性 ‎12.(2020届重庆南岸开学考,38)自然界中能够产生生物荧光的酶统称为荧光素酶。荧光素酶及其合成基因在生物研究中有着广泛的利用。(9分)‎ ‎(1)荧光素酶基因常被作为基因工程中的标记基因,其作用是将　　　　　　　　　　　筛选出来。 ‎ ‎(2)为在短时间内获得大量的荧光素酶基因,可利用　　　　　　技术进行扩增。 ‎ ‎(3)迄今为止,可将上述具有荧光素酶基因的运载体导入动物细胞的技术,应用最多的、最有效的方法是　　　　　　　。经一系列步骤,将所获得的胚胎早期培养一段时间后,再移植到雌性动物的　　　　　　　　　或子宫内,使其发育成为具有新性状的动物。 ‎ ‎(4)为提高对胚胎的利用率,对早期胚胎可进行的操作是　　　　　　　。为确定荧光素酶基因是否在动物体内顺利地表达,常采用的方法是　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)表为4种限制酶的识别序列和酶切位点,图为含有荧光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切点。若需利用酶切法(只用一种酶)获得荧光素酶基因,最应选择的限制酶是　　　　　　　　。 ‎ 限制酶 MspⅠ BamHⅠ MboⅠ SmaⅠ 酶切 位点 答案　(1)含有目的基因的细胞　(2)PCR　(3)显微注射技术　输卵管　(4)胚胎分割　抗原—抗体杂交　(5)MspⅠ ‎13.(2019福建泉州一模,38)干扰素是一类几乎能抵抗所有病毒的糖蛋白,可利用基因工程技术进行制备。请回答:(7分)‎ ‎(1)利用mRNA的反转录产物可构建　　　　　　　　文库,进而获得干扰素目的基因,该文库不同于基因组文库的特点是　  　(答出两点)。 ‎ ‎(2)将干扰素目的基因导入大肠杆菌实现转化时,首先应用　　　　处理大肠杆菌,使之处于　　　　态。大肠杆菌刚表达出的干扰素一般没有活性,原因是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)利用基因工程生产的干扰素在体外往往不易保存,可通过　　　　工程对其进行改造以延长保存时间。 ‎ 答案　(1)cDNA(或部分基因)　文库较小、基因中没有启动子、基因中没有内含子、只含有某种生物的部分基因、全部基因可在物种间进行交流　(2)CaCl2(Ca2+)　感受　大肠杆菌没有内质网、高尔基体等细胞器,不能对翻译后的蛋白质进行加工　(3)蛋白质 ‎14.(2019河北石家庄一模,38)干扰素可以用于治疗病毒感染和癌症,但在体外保存相当困难。如果将其分子上的一个半胱氨酸变成丝氨酸,那么,在-70 ℃条件下可以保存半年,这需要利用蛋白质工程来完成。请回答下列问题:(9分)‎ ‎(1)天然蛋白质的合成过程是按照　　　　　　　进行的,而蛋白质工程与之相反。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过　　　　　　　　　,对现有蛋白质进行改造,或制造新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需要。 ‎ ‎(2)若将干扰素的一个半胱氨酸变成丝氨酸,推测相应的脱氧核苷酸序列　　　　(填“是”或“不是”)唯一的。可利用PCR技术扩增相应基因,该技术的前提是要有一段　　　　　　　　　,以便根据这一序列合成引物。 ‎ ‎(3)科学家在基因工程和蛋白质工程中常用大肠杆菌作为受体细胞,原因是　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。大肠杆菌常用的转化方法是首先用　　　　处理后成为　　　　细胞,再与重组表达载体溶于缓冲溶液中完成转化。 ‎ ‎(4)干扰素基因是否翻译出蛋白质,可用　　　　　　　　(物质)进行检测。 ‎ 答案　(1)中心法则　基因修饰或基因合成　(2)不是　已知目的基因的核苷酸序列　(3)繁殖快,多为单细胞,遗传物质相对较少　Ca2+　感受态　(4)(干扰素)抗体 ‎ 解析　(1)天然蛋白质的合成过程是按照中心法则中转录和翻译过程进行的,而蛋白质工程与之相反。根据蛋白质工程的概念可知,蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需要。(2)由于丝氨酸由多种密码子来决定,因此通过题述方法获得的脱氧核苷酸序列不是唯一的。在PCR技术中扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。(3)原核生物作为基因工程中的受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、容易培养、遗传物质相对较少等,最常用的原核细胞是大肠杆菌,其转化方法是首先用Ca2+处理细胞,使其成为感受态细胞,再将重组表达载体溶于缓冲液中,与感受态细胞混合,在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子(重组表达载体),完成转化过程。(4)检测干扰素的基因是否表达,可用抗原—抗体杂交的技术进行检测,即用(干扰素的)抗体进行检测。‎ 题后悟道　蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程,因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质,必须通过基因修饰或基因合成实现。‎ ‎15.(2019福建漳州二模,38)请回答下列有关基因工程及其应用的问题:(8分)‎ ‎(1)多种　　　　　　　和DNA连接酶,以及逆转录酶的发现,为DNA的切割、连接以及获得目的基因创造了条件。 ‎ ‎(2)基因工程的核心步骤是　　　　　　　　　;重组Ti质粒载体结构中T-DNA的作用是　 ‎ ‎　。 ‎ ‎(3)科学家设法使烟草细胞形成微创伤,受伤部位细胞产生的乙酰丁香酮可吸引农杆菌向受伤部位集中,这时农杆菌携带某种目的基因进入烟草细胞,获得的转基因烟草细胞通过　　　　　　　技术最终获得转基因烟草,检测烟草细胞中该目的基因是否成功表达出蛋白质的方法是　　　　　　　。 ‎ ‎(4)利用　　　　　　　　　处理植物体细胞可得到原生质体,将目的基因导入植物细胞的方法中除题(3)所述方法外,还可采用　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)限制酶(或限制性核酸内切酶)　(2)构建基因表达载体　携带目的基因进入植物细胞并整合到植物细胞中染色体的DNA上　(3)植物组织培养　抗原—抗体杂交　(4)纤维素酶和果胶酶　基因枪法和花粉管通道法