2019-2020学年生物人教版选修3同步检测:1-2 基因工程的基本操作程序

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2019-2020学年生物人教版选修3同步检测:1-2 基因工程的基本操作程序

1.2 基因工程的基本操作程序 理一理 判一判 1.PCR 反应中温度的周期性改变是为了使 DNA 聚合酶催化不 同的反应。(×) 2.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用。(×) 3.为保证目的基因在水稻细胞中能够表达,载体上应含有特 定的复制原点。(×) 4.外源 DNA 必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能 进行复制。(×) 5.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞 mRNA 反转录 获得。(×) 6.人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活 性。(√) 7.从大肠杆菌细胞中可获得人胰岛素基因的 mRNA,说明目 的基因完成了表达。(×) 8.动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本原因是受 精卵能使目的基因高效表达。(×) 悟一悟 1.获取目的基因的不同方法 (1)如果不知道目的基因的核苷酸序列,可以通过构建基因文 库的方法,即通过受体菌储存并扩增目的基因后,从基因文库中 获取目的基因。 (2)如果知道目的基因的核苷酸序列,而且基因比较小,可以 通过 DNA 合成仪,利用化学方法直接人工合成。 (3)如果知道要扩增的目的基因及其两端的核苷酸序列,而且 基因又比较大,可以通过 RCR 技术扩增。 2.限制酶剪切目的基因与质粒的次数不同:获取一个目的基 因需限制酶剪切 2 次,共产生 4 个黏性末端或平末端,切割质粒 一般只需要限制酶剪切 1 次,产生 2 个黏性末端或平末端,因为 质粒是环状 DNA 分子,而目的基因在 DNA 分子链上。 3.切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶:如果用两 种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同,则在 DNA 连接酶的作 用下,目的基因与载体也可以连接起来。 4.目的基因的插入点不是随意的:基因表达需要启动子与终 止子的调控,所以目的基因应插入到启动子与终止子之间。 5.基因工程操作过程中只有第三步“将目的基因导入受体细 胞”没有碱基互补配对现象。 6.在 DNA 分子、mRNA 分子上检测目的基因是否插入、目 的基因是否转录时,用的探针都是放射性同位素等标记的含有目 的基因的 DNA 片段。检测原理都是碱基互补配对原则,只是被检 测的物质不同,一个是转基因生物的基因组 DNA,一个是转基因 生物细胞内的 mRNA。 7.进行翻译水平的检测,则是利用抗原与抗体特异性结合的 原理。 感悟体会: 练一练 1.[2019·全国卷Ⅰ]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 ________________________________________________________ ________________。 解析:本题借助基因工程的相关知识,考查考生对生物学问 题进行解释的能力;通过 PCR 与体内 DNA 复制的比较,体现了 科学思维中分析与推断要素。(1)基因文库包括基因组文库和 cDNA 文库。(2)体内 DNA 复制时,需用解旋酶打开氢键使双链 DNA 解旋,而 PCR 扩增目的基因时,是借助高温加热至 90~95 ℃ 使 DNA 变性解旋。(3)PCR 反应体系中进行互补链的合成时,温 度需控制在 70~75 ℃,则应使用耐高温的 DNA 聚合酶,即 Taq 酶,而不能使用大肠杆菌 DNA 聚合酶(高温下会失活)。 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.[2019·江苏卷]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: (1)EcoR V 酶切位点为,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 + - - (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 ________________________________________________________ ________________。 解析:本题考查基因工程的相关知识,意在考查考生的理解 能力和获取信息能力。(1)EcoR V 酶切位点在酶所识别序列的中心 轴线处,产生的是平末端。(2)DNA 连接酶对平末端的连接效率较 低,因此通常要将平末端改造成黏性末端后再进行连接。由于目 的基因片段的两端各自带一个腺嘌呤脱氧核苷酸,根据碱基互补 配对原则,处理后的质粒两端需要各添加一个碱基为胸腺嘧啶的 脱氧核苷酸;要将处理后的质粒与目的基因连接起来,需要用 DNA 连接酶。(3)由于四环素抗性基因中含有 EcoR V 酶识别的序列及切 割位点,所以形成的重组质粒中四环素抗性基因已经被破坏,而 氨苄青霉素抗性基因正常。根据表中结果可知,A 菌落抗氨苄青 霉素和四环素,说明 A 菌落中导入的是 P0 质粒;B 菌落抗氨苄青 霉素而不抗四环素,说明 B 菌落中导入的是重组质粒;C 菌落既 不抗氨苄青霉素,也不抗四环素,说明 C 菌落中没有导入质粒。 (4)由于处理后的 P0 质粒的两个末端都含一个胸腺嘧啶脱氧核苷 酸,而目的基因片段的两端各自带一个腺嘌呤脱氧核苷酸,所以 目的基因在和 P0 质粒连接时可能会出现两种情况:正向连接和反 向连接。分析图 2 可知,理论上可以选择的引物组合有甲和丙、 乙和丙两种情况。如果选择甲和丙这对引物,则无论目的基因是 否正确插入,扩增的片段都是 50 bp+300 bp+100 bp=450 bp,不 符合要求;如果选择乙和丙这对引物,正向连接和反向连接后所 得结果不同,所以应选择乙和丙这对引物进行 PCR 鉴定。如果目 的基因和 P0 质粒反向连接,则引物乙会出现在重组质粒的外侧, 此时若加入引物甲和乙,则可以扩增出 300 bp+100 bp=400 bp 的片段。 答案:(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 考点一 目的基因的获取 1.[2019·辽宁鞍山一中高二期中]下列关于基因文库的说法中, 错误的是( ) A.某果蝇 X 染色体上的所有基因组成的文库是部分基因文 库 B.基因组文库中只有部分基因可以在物种间进行交流 C.将某种生物体内的 DNA 全部提取出来即获得了该生物的 基因组文库 D.一种生物的 cDNA 文库可以有许多种,但基因组文库只有 一种 解析:某果蝇 X 染色体上的所有基因只是果蝇全部基因的一 部分,所以组成的文库是部分基因文库,故 A 正确;基因组文库 的部分基因(特别是不能表达形成 mRNA 的非酶切部分)很难通过 某种方法从基因组文库中分离出来,从而影响了它们在物种间交 流的可能性,因此基因组文库中只有部分基因可以在物种间进行 交流,故 B 正确;将某种生物体内的 DNA 全部提取出来,用限制 酶切割 DNA 成一定大小范围的 DNA,用于构建基因组文库,故 C 错误;一种生物的 mRNA 有很多种,所以 cDNA 文库可以有许 多种,但基因组文库只有一种。 答案:C 考点二 基因表达载体的构建 2.[2019·北京四中高二期中]下列一般不作为基因工程中运载 体上的标记基因的是( ) A.抗性基因 B.发光基因 C.产物具有颜色反应的基因 D.贮藏蛋白的基因 解析:抗性基因可作为基因工程的标记基因,以利于筛选重 组 DNA,A 正确;发光基因如绿色荧光蛋白基因也可以用作基因 工程的标记基因,B 正确;产物具有颜色反应的基因可作为标记 基因,根据颜色反应与否筛选重组 DNA,C 正确;贮藏蛋白的基 因不能用于筛选重组 DNA,不能作为标记基因,D 错误。 答案:D 3.[2019·安徽高二月考]如图为基因表达载体的模式图,若结 构 X 是表达载体所必需的,则 X 最可能是( ) A.氨苄青霉素抗性基因 B.启动子 C.限制酶 D.DNA 连接酶 解析:基因表达载体由启动子、终止子、标记基因和目的基 因组成。图中有终止子、标记基因(抗生素基因)、目的基因(插入 基因)、复制原点等,还缺少启动子,所以 X 最可能是启动子。 答案:B 4.[2019·福建高二期中]基因表达载体的构建所需的条件有 ( ) ①同一种限制酶 ②具有某些标记基因的质粒 ③RNA 聚合酶 ④目的基因 ⑤DNA 连接酶 ⑥启动子 ⑦终止子 A.①②③④⑤⑥⑦ B.①②④⑤⑥⑦ C.②④⑥⑦ D.①②④⑤ 解析:构建基因表达载体时,需要用同一种限制酶切割含有 目的基因的外源 DNA 分子和运载体,①正确;运载体要具有某些 标记基因,以便于筛选含有重组 DNA 分子的受体细胞,②正确; RNA 聚合酶能催化转录过程,而基因表达载体的构建过程不需要 RNA 聚合酶,③错误;基因表达载体的组成中包括目的基因,④ 正确;构建基因表达载体时,需要用 DNA 连接酶将目的基因和运 载体连接形成重组 DNA 分子,⑤正确;基因表达载体的组成中包 括启动子和终止子,⑥、⑦正确。 答案:B 考点三 将目的基因导入受体细胞 5.[2019·河北高二期末]将目的基因导入动物细胞最常用的方 法是( ) A.农杆菌转化法 B.基因枪法 C.显微注射法 D.花粉管通道法 解析:农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的常用方法, A 错误;基因枪法是将目的基因导入植物细胞的方法之一,但不 是最常用的,B 错误;将目的基因导入动物细胞最常用的方法是 显微注射法,C 正确;花粉管通道法是将目的基因导入植物细胞 的方法之一,但不是最常用的,D 错误。 答案:C 6.[2019·延安市宝塔区第四中学高二期末]将目的基因导入植 物细胞的方法不包括( ) A.农杆菌转化法 B.显微注射法 C.花粉管通道法 D.基因枪法 解析:将目的基因导入植物细胞的方法包括农杆菌转化法、 花粉管通道法和基因枪法,显微注射法是将目的基因导入动物细 胞的方法。 答案:B 7.[2019·山西太原五中高二月考]基因工程中科学家常采用细 菌、酵母菌等微生物作为受体细胞,其原因不包括( ) A.多为单细胞,结构简单,操作方便 B.繁殖速度快 C.遗传物质含量少,易操作 D.性状稳定,变异少 解析:原核生物多为单细胞,其结构简单,一般采用 Ca2+处 理法,A 正确;原核生物繁殖快,可很快获得大量的转基因物质, B 正确;原核生物的遗传物质相对较少,可减少对目的基因的干 扰,C 正确;真核生物的性状比细菌等原核细胞稳定,变异少,D 错误。 答案:D 考点四 目的基因的检测与鉴定 8.[2019·河北高二期末]下列目的基因的检测与鉴定方法,是从 个体水平上进行的是( ) A.DNA-DNA 分子杂交技术 B.DNA-RNA 分子杂交技术 C.抗原-抗体杂交技术 D.抗虫接种实验 解析:DNA-DNA 与 DNA-RNA 分子杂交技术都是在分子 水平上进行的检测,A、B 错误;抗原—抗体杂交技术是在分子水 平上的检测,C 错误;抗虫接种实验属于个体水平上的检测,D 正确。 答案:D 9.[2019·北京高二期末]下列关于核酸分子杂交的叙述,错误 的是( ) A.核酸分子杂交遵循碱基互补配对原则 B.核酸分子杂交可检测目的基因是否存在 C.核酸分子杂交可检测是否进行翻译 D.核酸分子杂交可检测目的基因是否发生突变 解析:核酸分子杂交指互补的核苷酸序列通过碱基互补配对 形成稳定的杂合双链 DNA 或 RNA 分子,A 正确;核酸分子杂交 可以根据所使用探针的已知序列进行特异性的靶序列(DNA 序列 或 RNA 序列)检测,B 正确;翻译的产物是多肽或蛋白质分子,C 错误;由于杂交过程具有高度特异性,可检测出基因是否发生突 变,D 正确。 答案:C 基础达标 一、选择题(每小题 5 分,共 60 分) 1.[2019·沙雅县第二中学高二期中]基因工程的正确操作步骤 是( ) ①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因 A.③②④① B.②④①③ C.④①②③ D.③④①② 解析:基因工程的基本操作步骤主要包括四步:第一步:目 的基因的获取,即④提取目的基因;第二步:基因表达载体的构 建,即①使目的基因与运载体结合;第三步:将目的基因导入受 体细胞,即②将目的基因导入受体细胞;第四步:目的基因的检 测与表达,即③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求。 答案:C 2.下列过程中没有涉及碱基互补配对原则的是( ) A.提取目的基因 B.目的基因与运载体结合 C.将目的基因导入受体细胞 D.目的基因的表达和检测 解析:提取目的基因时,PCR 扩增和人工合成目的基因等技 术均涉及碱基互补配对;目的基因和运载体结合时,黏性末端的 碱基可互补配对;目的基因表达过程的转录和翻译涉及碱基互补 配对;目的基因导入受体细胞不涉及碱基互补配对原则。 答案:C 3.[2019·吉林高二期中]DNA 探针能检测到标本上的( ) A.遗传密码 B.细胞结构 C.蛋白质的氨基酸序列 D.遗传信息 解析:遗传密码在 mRNA 上,A 错误;DNA 探针只能进行分 子水平上的检测,不能检测细胞结构,B 错误;DNA 探针能检测 核苷酸序列,但不能检测蛋白质的氨基酸序列,C 错误;DNA 探 针可以检测目标核苷酸序列是否存在,即检测遗传信息,D 正确。 答案:D 4.[2019·陕西渭南市尚德中学高二期中]在基因工程的操作过 程中,构建重组质粒不需要 ( ) ①DNA 连接酶 ②同一种限制酶 ③DNA 聚合酶 ④具有标记基因的质粒 ⑤目的基因 ⑥4 种核糖核苷酸 A.③⑥ B.②④ C.①⑤ D.①②④ 解析:DNA 连接酶可将具有相同黏性末端的目的基因和运载 体连接起来,①正确;同一种限制酶切割目的基因与载体,可形 成相同的黏性末端,②正确;DNA 复制过程中需要 DNA 聚合酶, 但是在基因工程中不需要,③错误;具有标记基因的质粒作为载 体,以便进行目的基因的检测,④正确;基因表达载体中含有目 的基因、启动子、终止子和标记基因,⑤正确;合成目的基因时 需要 4 种脱氧核苷酸,而基因表达载体的构建不需要,⑥错误。 因此,在基因工程的操作过程中,构建重组质粒不需要③⑥。 答案:A 5.[2019·黑龙江牡丹江一中高二期中]动物基因工程通常以受 精卵作为受体细胞的根本原因是( ) A.受精卵体积较大,便于 DNA 导入操作 B.受精卵细胞能使目的基因高效表达 C.受精卵基因组更易接受 DNA 的插入 D.受精卵可发育成动物个体 解析:动物基因工程通常以受精卵作为受体细胞的根本原因 是动物体细胞的全能性受到限制,不能表现出来,而受精卵的全 能性最高,可以发育成完整的动物个体,所以 D 选项正确。 答案:D 6.[2019·河南南阳中学高二期中]如图为基因表达载体的模式 图,下列有关基因工程的说法,错误的是( ) A.基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建 B.任何基因表达载体的构建都是一样的,没有差别 C.图中启动子和终止子不同于起始密码子和终止密码子 D.抗生素抗性基因的作用是作为标记基因,用于鉴别受体细 胞中是否导入了目的基因 解析:基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,A 正确; 不同基因表达载体的构建过程不一定相同,B 错误;启动子和终 止子均是 DNA 片段,起始密码和终止密码是碱基序列,且位于 RNA 上,C 正确;抗生素抗性基因可作为标记基因,用于鉴别受 体细胞中是否导入了目的基因,D 正确。 答案:B 7.[2019·安徽师范大学附属中学高二期中]基因文库的构建是 基因工程操作中不可缺少的环节,下列关于基因文库的说法,错 误的是( ) A.某种生物的基因组文库比 cDNA 文库容量大 B.cDNA 文库中含有基因中的启动子,而基因组文库中没有 C.真核生物基因组文库中含有内含子,而 cDNA 文库没有 D.cDNA 文库中的基因一般均可在物种间交流,而基因组文 库中的基因只有部分可以 解析:某种生物的基因组文库(含有全部基因)比 cDNA 文库 (含部分基因)容量大,A 正确;cDNA 文库中不含有基因中的启动 子,基因组文库中含有启动子,B 错误;真核生物基因组文库中 含有内含子,而 cDNA 文库没有,C 正确;cDNA 文库中的基因 一般均可在物种间交流,而基因组文库中的基因只有部分可以,D 正确。 答案:B 8.[2019·安徽合肥一中高二期中]下图中表示一项重要生物技 术的关键步骤,字母 X 最可能代表( ) A.不能合成胰岛素的细菌细胞 B.能合成抗体的细菌细胞 C.能合成胰岛素的细菌细胞 D.不能合成抗生素的细菌细胞 解析:人的胰岛素基因导入细菌细胞后,需通过目的基因的 检测和鉴定才能确定目的基因是否表达,因此该细菌可能合成胰 岛素,A 错误、C 正确;细菌细胞无内质网、高尔基体不能合成 抗体,B 错误;有的细菌细胞能合成抗生素,D 错误。 答案:C 9.[2019·河北高二月考]下列受体细胞与导入方法的匹配,正 确的是( ) A.棉花细胞——花粉管通道法 B.羊受精卵——基因枪法 C.大肠杆菌——农杆菌转化法 D.农杆菌——农杆菌转化法 解析:将目的基因导入棉花细胞内常用花粉管通道法,A 正 确;显微注射技术是将目的基因导入动物细胞最有效的方法,B 错误;Ca2+处理法能使大肠杆菌、农杆菌细胞的生理状态发生改 变,使之成为易于吸收周围环境中 DNA 分子的感受态,故将目的 基因导入大肠杆菌,应采用感受态细胞法(Ca2+处理法),C 错误, D 错误。 答案:A 10.[2019·安徽合肥高升学校高二月考]在基因表达载体的构 建中,下列说法中,不正确的是( ) ①一个基因表达载体的组成只包括目的基因、启动子、终止 子 ②有了启动子才能驱动基因转录出 mRNA ③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止 ④所有基因表达载体的构建是完全相同的 ⑤必须在细胞内进行 A.②③⑤ B.①④⑤ C.①②⑤ D.③④ 解析:基因表达载体的构建是基因工程的核心内容,一个表 达载体的组成,除了目的基因外,还有启动子、终止子和标记基 因等,①错误;启动子在基因的首端,它是 RNA 聚合酶的结合位 点,能控制着转录的开始,②正确;终止子在基因的尾端,它控 制着转录的结束,③正确;由于受体细胞有植物、动物以及微生 物之分,以及目的基因导入受体细胞的方法不同,因此基因表达 载体的构建是不完全相同的,④错误;基因表达载体的构建必须 在细胞外进行,⑤错误。②③正确,①④⑤错误。 答案:B 11.[2019·江苏高二期末]下列关于基因工程操作程序的叙述, 正确的是( ) A.将目的基因导入受体细胞是基因工程的核心步骤 B.检测目的基因是否翻译的原理是 DNA 分子杂交技术 C.从 cDNA 文库中获取的 DNA 来源于 mRNA 的反转录 D.PCR 技术建立在对扩增的目的基因序列完全已知的基础 上 解析:基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,A 错误; 检测目的基因是否翻译应用的是抗原-抗体杂交方法,B 错误; cDNA 文库建立的过程是指某生物某一发育时期所转录的 mRNA 全部经反转录形成的 cDNA 片段与某种载体连接后储存在受体菌 群中,C 正确;利用 PCR 技术扩增的目的基因的前提,是要有一 段已知目的基因的核苷酸序列,D 错误。 答案:C 12.[2019·福建厦门外国语学校高二月考]研究人员将鱼的抗 冻基因导入番茄体内,获得了抗冻能力明显提高的番茄新品种。 下列操作合理的是( ) A.设计相应 DNA 单链片段作为引物,利用 PCR 技术扩增目 的基因 B.利用限制性核酸内切酶和 DNA 聚合酶构建基因表达载体 C.将基因表达载体导入番茄体细胞之前需用 Ca2+处理细胞 D.运用 DNA 分子杂交技术检测抗冻基因是否在番茄细胞中 表达 解析:提取目的基因可以用 PCR 技术进行目的基因的扩增, 以一段已知目的基因的核苷酸序列为模板,设计相应 DNA 单链片 段作为引物,可以在短时间内获得大量的目的基因,A 正确;构 建基因表达载体时要利用限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶,B 错 误;将基因表达载体导入番茄体细胞常用的方法是农杆菌转化法, 不用 Ca2+处理细胞,C 错误;检测抗冻基因是否在番茄细胞中表 达可用抗原-抗体杂交的方法,D 错误。 答案:A 二、非选择题(40 分) 13.(12 分)科学家将大麦细胞中的 LTP1 基因植入啤酒酵母菌 中,获得的啤酒酵母菌可产生相应蛋白,并酿出泡沫丰富的啤酒, 其基本的操作过程如图所示。请据图回答下列问题: (1)图中所示技术定向改变了酵母菌的性状,所利用的原理是 ________________________。 (2)本操作中为了将 LTP1 基因导入酵母菌细胞内,所用的运 载体是____________。 (3) 图 中 a 、 b 过 程 使 用 到 的 酶 分 别 是 ________________________。 (4)将 LTP1 基因导入酵母菌细胞并成功表达,这里“成功表 达”的含义是________________________。 解析:(1)基因工程实现了不同种生物基因的重新组合,依据 的原理是基因重组。(2)大肠杆菌细胞中的质粒是小型环状 DNA 分 子,适于作为运载体。分析题图可知,将目的基因导入酵母菌细 胞使用的运载体是质粒。(3)a 过程中,用限制性核酸内切酶对含 目的基因的 DNA 片段进行切割;b 过程构建重组质粒需用 DNA 连接酶连接目的基因和运载体。(4)将 LTP1 基因导入酵母菌细胞 并成功表达,这里“成功表达”的含义是 LTP1 基因在酵母菌细胞 中通过转录和翻译控制合成相应蛋白质。 答案:(1)基因重组 (2)质粒 (3)限制性核酸内切酶、DNA 连接酶 (4)啤酒酵母菌可产生相应蛋白 14.(15 分)[2019·乌鲁木齐市第四中学高二期末]有关科学家 将苏云金芽孢杆菌的 Bt 毒蛋白基因转入到普通棉株细胞内,并成 功的实现了表达,从而培育出了能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫 棉。其过程大致如下图所示: (1)基因工程的操作程序主要包括四个步骤,其核心步骤是 ________________________。 (2)获取 Bt 毒蛋白基因的方法一般有______________等(最少 写出 2 种)。 (3)Ti 质粒是农杆菌中的一种质粒,其上有 TDNA,把目的基 因 插 入 Ti 质 粒 的 TDNA 中 是 利 用 了 TDNA 的 ____________________________特点。Bt 毒蛋白基因转入普通棉 株 细 胞 内 并 成 功 实 现 表 达 的 过 程 , 在 基 因 工 程 中 称 为 ________________。 (4)将目的基因导入受体细胞的方法很多,在本题中涉及到的 方法是________________。 解析:(1)基因工程的基本操作程序主要包括四个步骤:目的 基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、 目的基因的检测与鉴定,其核心是基因表达载体的构建。(2)Bt 毒 蛋白基因属于目的基因,获取目的基因的方法一般有:从基因文 库中提取、利用 PCR 技术扩增、人工合成等。(3)农杆菌中的 Ti 质粒上的 TDNA 可转移至受体细胞,并整合到受体细胞染色体 DNA 分子上。在培育转基因植物时,利用 Ti 质粒上的 TDNA 的 这一特点,可将目的基因转移到受体细胞染色体 DNA 上。Bt 毒 蛋白基因转入普通棉株细胞内并成功实现表达的过程,在基因工 程中称为转化。(4)由图可知:在该题中将目的基因导入受体细胞, 采用的方法是农杆菌转化法。 答案:(1)基因表达载体的构建 (2)从基因文库中提取、PCR 扩增、人工合成 (3)可转移到受体细胞并整合到受体细胞染色体 DNA 分子上 转化 (4)农杆菌转化法 15.(13 分)[2019·东台市创新学校高二月考]根据下列所给材 料回答问题: 材料一 把人的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的质粒上,然后 导入大肠杆菌体内,产生出人的胰岛素。 材料二 有人把蜘蛛产生丝腺蛋白的基因转入羊的细胞中, 在羊分泌的乳汁中加入某种物质后,可抽出细丝,这种细丝可望 用作手术的缝合线。 (1)上述生物新品种的产生运用了________________技术。 (2)一种生物的基因可在另一种生物体内表达,而不影响其他 基因的表达,这说明基因是有__________效应的____________片 段,且具有一定的独立性;同时可以说明各种生物共用一套 __________。 (3) 上 述 技 术 所 用 的 工 具 酶 有 ____________________ 、 ____________________________。 (4)材料二中所用缝合线的化学本质是______________,与普 通 缝 合 线 相 比 , 其 优 点 是 ______________________________________。 解析:(1)把人的胰岛素基因(目的基因)拼接到大肠杆菌的质粒 上(运载体),然后导入大肠杆菌内(受体细胞),产生出人的胰岛素, 运用了基因工程技术。(2)一种生物的基因在另一种生物体内表达, 而不影响其他基因的表达,这说明基因是有遗传效应的 DNA 片 段,具有一定的独立性;同时可以说明各种生物共用一套遗传密 码子。(3)在基因工程中,所用的工具酶有限制酶和 DNA 连接酶, 此外还需要运载体。(4)材料二中所用缝合线是蜘蛛丝腺蛋白,其 本质是蛋白质,与普通缝合线相比其优点是在体内易被分解,不 需要人工拆线。 答案:(1)基因工程 (2)遗传 DNA 遗传密码 (3)限制酶 DNA 连接酶 (4)蛋白质 不需拆线,可被人体吸收
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