2014年
专题1 基因工程
(天津卷)4.为达到相应目的,必须
..通过分子检测的是
A.携带链霉素抗性基因受体菌的筛选
B.产生抗人白细胞介素-8抗体的杂交瘤细胞的筛选
C.转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定
D.21三体综合征的诊断
【答案】B 【解析】可通过将受体菌接种在含链霉素的培养基中筛选携带链霉素抗性基因的受体菌,A 错误;抗人白细胞介素的杂交瘤细胞应通过抗原-抗体杂交技术筛选产生,B正确;在棉花田中人工放入害虫可检验转基因抗虫棉的抗虫效果,C错误;可利用显微镜检测21三体综合征,D错误。
(广东卷)25利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图14所示,下列叙述正确的是()
A、过程①需使用逆转录酶
B、过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因
C、过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备
D、过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞
【答案】AD 【解析】过程①是以RNA为模板合成DNA的过程,即逆转录过程,需要逆转录酶的催化,故A正确;过程②表示利用PCR扩增目的基因,在PCR过程中,不需要解旋酶,是通过控制温度来达到解旋的目的,故B错;利用氯化钙处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞,故C错;检测目的基因是否成功导入受体细胞的染色体DNA中,可以采用DNA分子杂交技术,故D正确
(课标Ⅱ卷)40.[生物——选修3:现代生物科技专题](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】(1)全部部分(2)筛选(3)乙表达产物耐旱性(4)同源染色体的一条上
【解析】(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库,基因组文库包含生物基因组的所全部基因,cDNA文库是以mRNA反转录后构建的,只含有已经表达的基因(并不是所有基因都会表达),即部分基因。
(2)从基因文库中获取目的基因需要进行筛选。
(3)要提高植物乙的耐旱性,需要要利用农杆菌转化法将耐旱基因导入植物乙的体细胞中。要检测目的基因(耐旱基因)是否表达应该用抗原抗体杂交检测目的基因(耐旱基因)的表达产物(即耐旱的相关蛋白质);个体水平检测可以通过田间实验,观察检测其耐旱性情况。
(4)如果耐旱基因整合到同源染色体的两条上,则子代将全部表现耐旱,
不会出现性状分离。[或“如果耐旱基因整合到同源染色体的一条上,则转基因植
株的基因型可以用A_表示(A表示耐旱基因,_表示另一条染色体上没有相应的
基因),A_自交后代基因型为AA∶A_∶_ _=1∶2∶1,所以耐旱∶不耐旱=3∶1,
与题意相符
(天津卷)8.(12分)嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是
一种耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展了以下试验:
Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶
(1)PCR扩增bglB基因时,选用基因组DNA作模板。
(2)右图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入和不同限制酶的识别序列。
(3)大肠杆菌不能降解纤维素,但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力,这是因为。
Ⅱ.温度对BglB酶活性的影响
(4)据图1、2可知,80℃保温30分钟后,BglB酶会;为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好控制在(单选)。
A.50℃
B.60℃
C.70℃
D.80℃
Ⅲ.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性
在PCR扩增bglB基因的过程中,加入诱变剂可提高bglB基因的突变率。经过筛选,可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。
(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比,上述育种技术获得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高,其原因是在PCR过程中(多选)。
A.仅针对bglB基因进行诱变
B.bglB基因产生了定向突变
C.bglB基因可快速累积突变
D.bglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变
【答案】(1)嗜热土壤芽孢杆菌(2)NdeⅠBam HⅠ(3)转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB 酶
(4)失活 B (5)A、C
【解析】(1)bglB基因存在于嗜热土壤芽孢杆菌基因组中,故应以该菌的基因组DNA为模板进行基因扩增。
(2)目的基因与质粒进行重组时,需将目的基因插入到启动子和终止子之间,且应靠近启动子和终止子,结合示意图可知,应在扩增的bglB基因两端分别引入NdeⅠ和Bam HⅠ两种限制酶的识别序列。
(3)该基因表达载体中含有bglB基因,其可表达产生β-葡萄糖苷酶,其可分解纤维素,这样大肠杆菌就获得了分解纤维素的能力。
(4)由图2可知,BglB酶在80℃保温30分钟后,该酶就会失活;由图1可知,当温度为60℃~70℃时,酶活性较高,而由图2可知70℃时保温30分钟,酶活性开始减弱,而60℃保温30分钟后酶活性基本不发生变化,由此可知为高效利用BglB酶降解纤维素,反应温度最好应控制在60℃,故选B。
(5)在bglB基因扩增过程中加入诱变剂进行诱变处理,相比于诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌,针对性更强;基因突变是不定向的;由于PCR过程基因扩增即DNA复制快速进行,发生突变后可进行快速积累,进而便于筛选;基因突变可能导致氨基酸数目的改变,如突变后的密码子变为终止密码子,可导致蛋白质合成提前终止,进而导致氨基酸数目变少。
(2014重庆卷)4.题4图是利用基因工程培育抗虫植物的示意图。以下相关叙述,正确的是
A.②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与B.③侵染植物细胞后,重组Ti质粒整合到④的染色体上
C.④的染色体上若含抗虫基因,则⑤就表现出抗虫性状D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异
【答案】D 【解析】构建载体需要限制酶和DNA连接酶,A错误;③侵染植物细胞后,重组Ti质粒上的T-DNA整合到④的染色体上,B错误;染色体上含有目的基因,但目的基因也可能不能转录或者不能翻译,或者表达的蛋白质不具有生物活性,C错误;植株表现出抗虫性状,说明含有目的基因,属于基因重组,为可遗传变异,D正确。
(海南卷)31[生物—选修3:现代生物科技专题](15分)
下面是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内,制备“工程菌”的示意图。
请据图回答:
⑴获得A有两条途径:一是以A的mRNA为模板,在酶的催化下,合成互补的单链DNA,然后在
作用下合成双链DNA,从而获得所需基因;二是根据目标蛋白质的氨基酸序列,推测出相应的mRNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测其DNA的序列,再通过化学方法合成所需基因。
⑵利用PCR技术扩增DNA时,需要在反应体系中添加的有机物质有、、4种脱氧核苷酸三磷酸和耐热性的DNA聚合酶,扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。
⑶由A和载体B拼接形成的C通常称为。
⑷在基因工程中,常用Ca2+处理D,其目的是。
【答案】(1)逆转录酶DNA聚合酶氨基酸脱氧核苷酸(2)引物(目的基因或A基因)模板(3)基因表达载体(4)使其成为感受态细胞,使大肠杆菌更容易吸收重组DNA分子
【解析】(1)利用逆转录法合成目的基因的过程是:以mRNA为模板,在逆转录酶的催化作用下合成单链DNA,然后在DNA聚合酶作用下,合成双链DNA分子;根据蛋白质工程合成目的基因的过程是:根据目标蛋白质的氨基酸序列,推测相应的mRNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测DNA中脱氧核苷酸的排列顺序,通过化学方法合成。(2)PCR过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条件。(3)目的基因和运载体结合,形成基因表达载体。(4)有利用大肠杆菌做受体细胞时,需要先用Ca2+处理,使之成为感受态细胞,有利于吸收重组DNA分子(上海卷)(九)回答下列有关遗传信息传递与表达的问题。(9分)
pIJ702是一种常用质粒(图20),其中tsr为硫链丝菌素(一种抗生素)抗性基因,mel是黑色素合成基因,其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色
CLaⅠ、BglⅡ、PstⅠ、菌落;而限制酶
SacⅠ、SphⅠ在pIJ702上分别只有一处识别序列。
67.质粒DNA分子中的两条链靠_______键维系成双链结构。
【答案】氢【解析】DNA的两个链间是通过碱基对间的氢键连在一起,形成双螺旋结构。
68.以SacⅠ和SphⅠ切取的目的基因置换pIJ702上0.4kb(1kb=1000对碱基)的SacⅠ/SphⅠ片段,构成重组质粒pZHZ8。上述两种质粒的限制酶酶切片段长度列在表4中。由此判断目的基因内部是否含有BglⅡ切割位点,并说明判断依据_____________________________________________________________________________。
【答案】含有,据表4和题意,pIJ702上原的一个BglⅡ位点被目的基因置换后,pZHZ8仍被BglⅡ切为线状,故目的基因中必然含有一个BglⅡ位点
【解析】含有,据表4和题意,pIJ702上原的一个BglⅡ位点被目的基因置换后,pZHZ8仍被BglⅡ切为线状,故目的基因中必然含有一个BglⅡ位点
69.已知pIJ702上含mel基因的ClaⅠ/PstⅠ区域长度为2.5kb,若用ClaⅠ和PstⅠ联合酶切pZHZ8,则参照表4数据可断定酶切产物中最小片段的长度为_________kb。
【答案】0.3 【解析】据表中数据可知,重组质粒pZHZ8中含有两个ClaⅠ和PstⅠ的酶切位点,因为pIJ702上含mel基因的ClaⅠ/PstⅠ区域长度为2.5kb,而只用ClaⅠ切割后片段为2.2kb和4.5kb,而只用PstⅠ切割后片段为1.6kb和5.1kb,因此联合酶切pZHZ8后,其最小片段为(2.5—2.2)=0.3Kb.
70.不含质粒的链霉菌在含硫链丝菌素固体培养基上的生长状况如表5所示。若要筛选接纳了pIJ702或pZHZ8的链霉菌细胞,所需的硫链丝菌素最小浓度应为_____μg/mL (填写表格中给定浓度);含有重组质粒pZHZ8的菌落呈______色。
【答案】5 白【解析】硫链丝菌素最小浓度应在5μg/mL时,不生长,而低于5μg/mL时能生长,所以最小浓度为5μg/mL。mel是黑色素合成基因,其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色菌落,而含有重组质粒pZHZ8的菌落的没有mel,所以不白色的菌落。
71.上述目的基因来源于原核生物,其蛋白质编码序列(即编码从起始密码子到终止密码子之间的序列)经测定为1256对碱基,试判断对这段序列的测定是否存在错误:_____,并说明依据_______________________________________________________________________________ ___________________。
【答案】错误因为原核生物决定每个氨基酸的碱基序列为三联密码,所以基因的编码碱基序列为3的整数倍【解析】原核生物的编码区是连续的,由于决定每个氨基酸的碱基序列为三联密码,所以基因的编码碱基序列为3的整数倍,而基因中1265对碱基转录成的mRNA含有从起始密码到终止密码有1265个碱基,不能被3整除,故测序错误。
2013年
(2013江苏卷)22.小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应,为了克服这个缺陷,可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是
A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
B.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列
C.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶
D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞
【答案】BD 【解析】设计引物时应当与表达载体两端的序列进行互补配对A错误;PCR法扩增目的基因只需要知道基因两端的序列设计合适的引物即可,而不必知道其全部序列,B正确;PCR中应用耐高温的DNA 聚合酶C错误;根据目的基因的编码产物选择合适的受体细胞,以有利于基因的表达,D正确,因此答案为BD。
(2013安徽卷)6. 下图为通过DNA分子杂交鉴定含有某特定DNA的细菌克隆示意图。下列叙述正确的是
A.根据培养皿中菌落数可以准确计算样品中含有的活菌实际数目
B.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
C.重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接
D.放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置
【答案】D 【解析】稀释涂布平板法可以测定活菌数量,但如果菌种之间的距离较小时会有多个活菌种共同形成一个菌落的现象,菌落数只能大约推测出活菌数,不能准确计算活菌数,A错误;外源DNA作为一个完整的基因,自身含有启动子和终止子,B错误;所有DNA分子都是脱氧核糖和磷酸交替连接,是共性,不同的碱基序列才是DNA分子的特异性,DNA分子杂交原理是相应碱基序列的互补配对,C错误;通过DNA分子杂交鉴定含有某特定DNA的细菌克隆。因为放射性标记的DNA探针能与相应的DNA杂交,而产生放射自显影,而只有特定的DNA才与探针相结合,所以可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置,D正确。
(2013新课标卷Ⅰ)40.【生物——选修3 现代生物科技专题】(15分)阅读如下材料:
材料甲:科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵在,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。
材料乙:T4溶菌酶在温度较高时易失去活性,科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造,使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸,在该半胱氨酸与第97为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。
材料丙: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的体内,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。
(1)材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有和。在培育转基因植物是,常用农杆菌转化发,农杆菌的作用是。
(2)材料乙属于工程范畴。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。
(4)材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、生理状况相同的另一
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)显微注射法限制性内切酶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)蛋白质现有蛋白质新蛋白质氨基酸(3)同供体受体
【解析】
(1)将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法,构建基因表达载体常用的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶。农杆菌的作用是将目的基因导入到植物(受体)细胞内。
(2)资料乙中的技术属于蛋白质工程的范畴,该工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过对基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质的技术。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氨基酸序列发生了改变。
(3)胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。在资料丙实例中,兔甲称为供体,兔乙称为受体。
(2013广东卷)3.从某海洋动物中获得一基因,其表达产物为一种抗菌体和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物,首先要做的是
A.合成编码目的肽的DNA片段
B.构建含目的肽DNA片段的表达载体
C.依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽
D.筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽
【答案】C
【解析】该题目属于蛋白质工程,已经获得该目的基因片段,不需要合成编码目的肽的DNA片段,故A错误,是需要构建含目的肽DNA片段的表达载体,但这不是第一步,故B错误;蛋白质工程的第一步是根据蛋白质的功能,设计P1氨基酸序列,从而推出其基因序列,故C正确;该基因表达产物为一种抗菌体和溶血性均较强的多肽P1,目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物,而目的多肽是抗菌性强但溶血性弱,所以必需对其改造,保持其抗菌性强,抑制其溶血性,故D错误.
【考点定位】本题综合考查了蛋白质工程和基因工程的相关内容,属于中等偏上难度题.
(2013广东卷)28.(16分)
地中海贫血症属于常染色体遗传病。一对夫妇生有一位重型β地中海贫血症患儿,分析发现,患儿血红蛋白β链第39位氨基酸的编码序列发生了突变(C→T)。用PCR扩增包含该位点的一段DNA片段l,突变序列的扩增片段可用一种限制酶酶切为大小不同的两个片段m和s;但正常序列的扩增片段不能被该酶酶切,如图11(a)。目前患儿母亲再次怀孕,并接受了产前基因诊断。家庭成员及胎儿的PCR扩增产物酶切电泳带型示意图见图11(b)。(终止密码子为UAA、UAG、UGA。)
(1)在获得单链模板的方式上,PCR扩增与体内DNA复制不同,前者通过__________解开双链,后者通过________解开双链。
(2)据图分析,胎儿的基因型是_______(基因用A、a表示)。患儿患病可能的原因是_________的原始生殖细胞通过_______________过程产生配子时,发生了基因突变;从基因表达水平分析,其患病是由于_____________。
(3)研究者在另一种贫血症的一位患者β链基因中检测到一个新的突变位点,该突变导致β链第102位的天冬酰胺替换为苏氨酸。如果____________,但____________,则为证明该突变位点就是这种贫血症的致病位点提供了一个有力证据。
【答案】(1)高温解旋酶
(2)Aa 母亲减数分裂突变后终止密码子提前出现,翻译提前终止形成异常蛋白
(3)该病可遗传给后代患者的β链不能被限制性酶切割
【解析】(1)PCR是体外扩增DNA的方式,通过高温的使双链解开,体内DNA的复制则是通过解旋酶使DNA 双链解开。
(2)由题意可知重度β地中海贫血是隐性遗传病,突变后的序列可以被剪切成m和s的两个片段,而正常序列无法被剪切,因此母亲、父亲、患儿和胎儿的基因型分别为:AA、Aa、aa和Aa,母亲和父亲的基因型为AA
和Aa,生下患儿可能是因此母亲的原始生殖细胞通过减数分裂产生配子时发生了基因突变。由图可知,其突变为
由模板链的CTC突变成ATC,mRNA上由GAG变成UAG,因此终止密码子提前出现,使翻译提前终止。
(3)如果这种贫血病可以遗传给后代,,而又能证实不是重型地中海贫血,即β链不能被限制性酶切割,则为证明该突变位点就是这种贫血病的致病点提供了有力证据。
【考点定位】本题以信息题的形式综合考查了pcr, DNA复制,基因突变,减数分裂等相关知识点及其内在联系和应用,而且第三问则考察学生发散性思维的能力,运用知识解决问题的能力,具有一定的创新性。题目个别问题难道较大。
(2013上海卷)(六)回答下列有关遗传信息传递和表达的问题。(9分)
图17表示利用致病病毒M的表面蛋白基因和无害病毒N,通过基因工程制作重组M病毒疫苗的部分过程。其中①~⑤表示操作流程,a~h表示分子或结构。据图回答问题。
56.基因工程除了微生物基因工程外,还有_____。在图17所示过程中,获取目的基因的步骤是流程(用图中编号回答);在流程③中必需实施的步骤有_____。
57.在图17所示的整个过程中,用作运载体的DNA来自分子_____(用图中字母回答)。
58.下列关于质粒运载体的说法正确的是_____(多选)。
A.使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解
B.质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞
C.质粒运载体可能是从细菌或者病毒的DNA改造的
D.质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则
E.质粒运载体只有把目的基因整合到受体细胞的DNA中才能表达
F.没有限制酶就无法使用质粒运载体
59.据图比较结构g和结构h的异同,并解释产生差异的原因_____。
56.植物基因工程、动物基因工程①、②切割质粒、将质粒与目的基因重组
57.c、d 58.A、D、F
59.相同点:遗传物质相同;不同点:表面蛋白质不同。差异的原因:因为g导入受体细胞后,目的基因得以表达,合成了致病病毒M的表面蛋白
一、基因工程 2013年真题 1.(山东卷) 2.将小鼠myoD基因导入体外培养的未分化肌肉前体细胞,细胞分化及肌纤维形成过程 如图所示。下列叙述正确的是 A.携带myoD基因的载体以协助扩散的方 式进入肌肉前体细胞 B.检测图中细胞核糖体蛋白基因是否表 达可确定细胞分化与否 C.完成分化的肌肉细胞通过有丝分裂增加细胞数量 形成肌纤维 D.肌肉前体细胞比肌肉细胞在受到电离辐射时更容易发生癌变 2.从某海洋动物中获得一基因,其表达产物为一种抗菌体和溶血性均较强的多肽 P1。目前在 P1 的基 础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物,首先要做的是 A.合成编码目的肽的 DNA 片段 B.构建含目的肽 DNA 片段的表达载体 C.依据 P1 氨基酸序列设计多条模拟肽 D.筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽 3.(江苏卷)15.下列关于转基因生物安全性的叙述中,错误的是 A.我国已经对转基因食品和转基因农产品强制实施了产品标识制度 B.国际上大多数国家都在转基因食品标签上警示性注明可能的危害 C.开展风险评估、预警跟踪和风险管理是保障转基因生物安全的前提 D.目前对转基因生物安全性的争论主要集中在食用安全性和环境安全性上 4.(浙江卷)3.某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是 A.在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开 B. DNA-RNA杂交区域中A应与T配对 C. mRNA翻译只能得到一条肽链 D.该过程发生在真核细胞中 5.(安徽卷)29.(14 分) 近年来,有关肿瘤细胞特定分子的靶向治疗研究进展迅速。研究发现,蛋白 X 是细胞 膜上的一种受体,由原癌基因 X 编码,在一些肿瘤细胞中,原癌基因 X 过量表达会持续激 活细胞内的信号传导,启动细胞 DNA 的复制,导致细胞异常增殖,利用动物细胞融合技术制备的单克隆 抗体,可用于诊断和治疗原癌基因 X 过量表达的肿瘤,请回答下列问题: 1)同一个体各种体细胞来源于受精卵的分裂与分化。正常情况下,体细胞核遗传信息相同的原因 是。 2)通过检测原癌基因 X 的和可判断其是否转录和翻译。检测 成人多种正常组织后,发现原癌基因 X 只在乳腺、呼吸道等上皮细胞中有微弱表达,这说明。 3)根据以上信息,可推测原癌基因的主要功能是。 4)制备该单克隆抗体时,免疫动物的抗原可以是。 B 淋巴细胞识别抗原并与之结合,之后在适当的信号作用下增殖分化为和。 5)用该单克隆抗体处理原癌基因 X 过量表达的某肿瘤细胞株,发现其增殖能力明显下降。这是因为。 6.(北京卷)30.(18 分)
高中生物选修三基因工程主要知识点(1.1、1.2) 一、基因工程:按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 一、基因工程的三大工具:限制性核酸内切酶—“分子手术刀”;DNA连接酶—“分子缝合针”;基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。 二、限制性核酸内切酶的特点:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 三、限制酶识别序列的特点:反向对称,重复排列。 四、限制酶在原核生物中的作用:切割外源DNA,保护细菌细胞。 五、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子?原核生物本身不含相应特异性序列;对DNA分子进行甲基化修饰。 六、两种常见的DNA连接酶:E〃coli DNA连接酶:源自大肠杆菌,只连接黏性末端;T4DNA连接酶:提取自T4噬菌体,两种末端均可连接,连接平末端效率低。 七、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点:都是蛋白质;都能生成3'磷酸二酯键。不同:前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键,后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上;前者不需要模版,后者需要。 八、载体需要满足的条件:有一到多个限制酶切点;对受体细胞无害;导入基因能在受体细胞内复制和表达;有某些标记基因;分子大小合适。 九、质粒:一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外,并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 十、标记基因的作用:鉴别受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 十一、三类载体:质粒;λ噬菌体的衍生物;动植物病毒。 十二、获取目的基因的方法:说法一:从自然界已有的物种中分体(鸟枪法、反转录法)、用人工的方法合成;说法二:从基因文库中获取(鸟枪法、反转录法)、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。 十三、基因库:一个物种中全部个体的全部基因的总和;基因文库:将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因;基因组文库:含有某种生物全部基因的基因文库;部分基因文库:只含有一种生物部分基因的基因文库;cDNA文库:用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中。 十四、 文库类型cDNA文库基因组文库 文库大小小大 启动子无有 内含子无有 基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因 物种间基因交流可以部分基因可以 十五、人工合成目的基因的两个条件:基因比较小;核苷酸序列已知。 十六、目的基因:主要是指编码蛋白质的基因,也可以使一些具有调控作用的因
高中生物选修三基因工程知识点 基因工程:是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术。 (一)基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶) (1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。 (2)功能:能够识别双链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,因此具有专一性。 (3)结果: 经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较: ①相同点:都缝合磷酸二酯键。 ②区别:E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端,但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同:
(2)目的:获取大量的目的基因 (3)原理:DNA双链复制 (4)过程: 第一步:加热至90~95℃DNA解链为单链; 第二步:冷却到55~60℃,引物与两条单链DNA结合; 第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 (5)特点:指数(2^n)形式扩增 第二步:基因表达载体的构建(核心) 1.目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因 (1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA 聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。 (2)终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。(3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步:将目的基因导入受体细胞 1.转化的概念:是目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法:
选修三基因工程试题 1、下列有关基因工程技术的正确叙述是 A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体 B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列 C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快 D.只要目的基因进入了受体细胞就能成功实现表达 2、科学家通过基因工程的方法,能使马铃薯块茎含有人奶蛋白。以下有关该基因工程的叙述错误的是 A.采用反转录的方法得到的目的基因 B.基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的 C.马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞 D.用不同种限制酶处理质粒和含有目的基因的DNA,可产生黏性末端而形成重组DNA 分子 3、(多选)一个基因表达载体的构建应包括() A.目的基因 B.启动子 C.终止子 D.标记基因 4、应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到探测疾病的目的。基因探针是指 A.用于检测疾病的医疗器械 B.用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子 C.合成β—球蛋白的DNA D.合成苯丙羟化酶DNA片段 5、下列有关基因工程中限制性内切酶的描述,错误的是 A.一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B.限制性内切酶的活性受温度影响 C.限制性内切酶能识别和切割RNA D.限制性内切酶可从原核生物中提取 6、利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的 基因完成了在受体细胞中表达的是 A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNA C.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列 D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白 7、下图为利用生物技术获得生物新品种的过程,据图回答: (1)在基因工程中,A表示,如果直接从苏云金杆菌中获得抗虫基因,①过程使甲的酶区别于其他酶的特点是,B表 示。 (2)B→C为转基因绵羊的培育过程中,其中④用到的生物技术主要有动物细胞培养和 。在动物细胞培养过程中,需让培养液中含有一定量的CO2,其主要作用是。 (3)B→D过程中,若使用的棉花受体细胞为体细胞,⑤表示的生物技术是。要
第Ⅱ卷非选择题 三.非选择题: 29.(7分)SARS 病毒能引起非典型肺炎,医生在治疗实践中发现,非典病人治愈后,其血清可用于治疗其他非典病人。有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究,其研究的方向如下图所示。请根据下图回答: SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X [乙的研究] 注射 注射 灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D 减毒处理 动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D (1)从免疫学的角度看,SARS 病毒对于人来讲属于 ,治愈的病人A 的血清中因为含有 ,所以可用来治疗“非典”病人B 。 (2)甲的研究中,所合成或生产的蛋白质X 是 ,它可以通过化学的方法合成,也可以通过生物学方法—— 技术生产。 (3)乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。图中使健康人C 获得抵抗“非典”病毒能力的过程,属于免疫学应用中的 免疫。 (4)图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同,再按照免疫学原理,为研究一种或多种 提供科学依据。 30.(8分)聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术,反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板,故DNA 数以指数方式扩增,其简要过程如右图所示。 (1)某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸,已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4,则经过PCR 仪五次循环后,将产生 个DNA 分子,其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是 个。 (2)分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异,这些差异是 。 (3)请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处: ① 。 ② 。 循环重复 [甲的研究] 用激素等治疗 非典病人A 治愈的病人A 健康人合成或生产 其他辅助治疗 接种 提纯、
【成才之路】2016高中生物专题1基因工程综合检测新人教版选 修3 时间45分钟,满分100分。 一、选择题(每小题3分,共60分) 1. 下列关于基因工程技术的叙述,正确的是 () A. 切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列 B. PCF反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应 C. 载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因 D. 抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达 [答案]D [解析]本题考查基因工程的相关知识。不同的限制性核酸内切酶特异性地识别核苷序 列不同,A错误;酶具有专一性,PCF反应中温度的周期性改变是为了不同的酶将DNA解旋、扩增,B错误;载体质粒通常采用抗生素抗生基因作为筛选标记基因,C错误;基因成功插入也未必会表达,D正确。解答此类题目一定要准确把握基因工程的步骤、基因工程的工具。 2. 下列关于基因工程的说法中,正确的是() A. 基因工程的设计和施工都是在细胞水平上进行的操作 B. 目前基因工程中所有的目的基因都是从供体细胞中直接分离得到的 C. 只要检测出受体细胞中含有目的基因,那么目的基因一定能成功表达 D. 基因工程能使科学家打破物种界限,定向改造生物性状 [答案]D [解析]基因工程是在分子水平上进行的操作,目前获取目的基因的方法有从基因文库 中获取、利用PCR技术扩增和人工合成三种。检测出受体细胞中含有目的基因,只能证明目的基因已导入受体细胞,目的基因是否翻译成蛋白质要用抗原一抗体杂交法检测。 3. 甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法, 以下说法中错误的是( 某细曲前DNA I Tl I I T11 liT I TT I TlTF lb 帀 A. 甲方法可建立该细菌的基因组文库 B. 乙方法可建立该细菌的cDNA文库
专题1 基因工程 1.3 基因工程的应用 1.下列关于基因工程成果的概述,不正确的是() A.医药卫生方面,主要用于诊断治疗疾病 B.在农业上主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物 C.在畜牧养殖业上培育出了体型大、品质优良的动物 D.在环境保护方面主要用于环境监测和对污染环境的净化 解析:基因工程在医药卫生方面的应用,主要是用于生产药物,基因治疗现在处于临床试验阶段。 答案:A 2.番茄营养丰富,是人们喜爱的蔬菜。普遍番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶的控制基因,控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶,该酶能破坏细胞壁,使番茄软化,不耐贮藏。科学家通过基因工程将一种抗多聚半乳糖醛酸酶的基因导入番茄细胞,获得了抗软化番茄。下列关于培育抗软化番茄的叙述,错误的是() A.运载工具可以是质粒 B.受体细胞是番茄细胞 C.目的基因为多聚半乳糖醛酸酶基因 D.目的基因的表达延缓了细胞的软化 解析:根据题干信息可知,运载工具可以是质粒,则抗软化番茄的培育过程如下:以质粒作为载体,将目的基因(抗多聚半乳糖醛酸
酶基因)与质粒结合形成重组DNA,利用含重组DNA的农杆菌去感染普通番茄,使目的基因进入普通番茄细胞中的染色体DNA上,从而抑制多聚半乳糖醛酸酶的作用。 答案:C 3.下列不属于基因工程方法生产的药物是() A.干扰素B.白细胞介素 C.青霉素D.乙肝疫苗 解析:青霉素是青霉菌产生的一种代谢产物,高产青霉素菌株的获得是通过人工诱变育种实现的。 答案:C 4.近年来基因工程的发展非常迅速,科学家可以用DNA探针和外源基因导入的方法进行遗传病的诊断和治疗。下列做法不正确的是() A.用DNA探针检测镰刀型细胞贫血症 B.用DNA探针检测病毒性肝炎 C.用导入外源基因的方法治疗半乳糖血症 D.用基因替换的方法治疗21三体综合征 解析:基因工程是基因水平上的现代生物技术,21三体综合征是染色体异常遗传病,是患者第21号染色体比正常人多了一条,无法从基因水平上治疗。 答案:D 5.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:
选修3专题一(基因工程)综合测试题 班级:__________ 姓名:_____________学号:________成绩:________________ 一、选择题:本题包括30小题,每题2分,共60分。每小题只有一个选项最符合题意。 1、在基因工程中使用的限制性核酸内切酶,其作用是( ) A、将目的基因从染色体上切割出来 B、识别并切割特定的DNA核苷酸序列 C、将目的基因与运载体结合 D、将目的基因导入受体细胞 2、基因工程中常用细菌等原核生物作受体细胞的原因不包括( ) A、繁殖速度快 B、遗传物质相对较少 C、多为单细胞,操作简便 D、DNA为单链,变异少 3、基因工程是DNA分子水平的操作,下列有关基因工程的叙述中,错误的是( ) A、限制酶只用于切割获取目的基因 B、载体与目的基因必须用同一种限制酶处理 C、基因工程所用的工具酶是限制酶,DNA连接酶 D、带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测 4、运用现代生物技术,将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中,为检测实验是否成功,最方便的方法是检测棉花植株是否有( ) A、抗虫基因 B、抗虫基因产物 C、新的细胞核 D、相应性状 5、转基因动物基因时的受体细胞是( ) A、受精卵 B、精细胞 C、卵细胞 D、体细胞 6、下列有关基因工程的应用中,对人类不利的是( ) A、制造“工程菌”用于药品生产 B、制造“超级菌”分解石油、农药 C、重组DNA诱发受体细胞基因突变 D、导入外源基因替换缺陷基因 7、作为基因的运输工具——运载体,必须具备的条件之一及理由是( ) A、能够在宿主细胞中稳定的保存下来并大量复制,以便提供大量的目的基因 B、具有多个限制酶切点,以便于目的基因的表达 C、具有某些标记基因,以便目的基因能够与其结合 D、它的参与能够使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存 8、基因工程中常见的载体是( ) A、质体 B、染色体 C、质粒 D、线粒体 9、水母发光蛋白由236个氨基酸构成,其中Asp、Gly、Ser构成发光环,现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记,在转基因技术中,这种蛋白质的作用是( ) A、促使目的基因导入宿主细胞中 B、促使目的基因在宿主细胞中复制 C、使目的基因容易被检测出来 D、使目的基因容易成功表达 10、运用现代生物技术的育种方法,将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中,培育出转基因抗虫的油菜品种,这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白质,对菜青虫有显著抗性,能大大减轻菜青虫对油菜的危害,提高油菜产量,减少农药使用,据以上信息,下列叙述正确的是( )
1 基因工程测试题 姓名____________ 一、选择题 1.已知某种限制性内切酶在一线性DNA 分子上有3个酶切位点,如图中箭头所指,如果该线性DNA 分子在3个酶切位点上都被该酶切断,则会产生a 、b 、c 、d 四种不同长度的DNA 片段。现在多个上述线性DNA 分子,若在每个DNA 分子上至少有1个酶切位点被该酶切断,则从理论上讲,经该酶切后,这些线性DNA 分子最多能产生长度不同的DNA 片段种类数是 ( ) A .3 B .4 C .9 D .12 2.下图是将人的生长激素基因导入细菌B 细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B 细胞内不含质粒A ,也不含质粒A 上的基因。判断下列说法正确的是 ( ) A .将重组质粒导入细菌 B 常用的方法是显微注射法 B .将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上,能生长的只是导入了重组质粒的细菌 C .将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上,能生长的就是导入了质粒A 的细菌 D .目的基因成功表达的标志是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长 3.下列关于基因工程的叙述,错误的是( ) A .目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物 B .限制性核酸内切酶和DNA 连接酶是两类常用的工具酶 C .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 D .载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA 的细胞和促进目的基因的表达 4. 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 5.北极比目鱼中有抗冻基因,其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列,该序列重复次数越多,抗冻能力越强,下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图,有关叙述正确的是( ) 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 、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 分子导入原生质体 D 用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞 7.下列关于基因工程的叙述,正确的是: ( ) A.基因工程往往以细菌抗药性基因为目的基因 B.重组DNA 的形成和扩增是在细胞内完成的 C.基因工程育种能够定向地改造生物性状,快速形成新物种 D.限制性内切酶和DNA 连接酶是构建重组DNA 必需的工具酶 8.下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述,正确的是( ) A .基因工程需对基因进行分子水平操作,蛋白质工程不对基因进行操作 B .基因工程合成的是天然存在的蛋白质,蛋白质工程合成的可以不是天然存在的蛋白质 C .基因工程是分子水平操作,蛋白质工程是细胞水平(或性状水平)操作 D .基因工程完全不同于蛋白质工程 9.PCR 是一种体外迅速扩增DNA 片段的技术,下列有关PCR 过程的 叙述,不正确的是( ) A .变性过程中破坏的是DNA 分子内碱基对之间的氢键 B .复性过程中引物与DNA 模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成 C .延伸过程中需要DNA 聚合酶、A TP 、四种核糖核苷酸 D .PCR 与细胞内DNA 复制相比所需要酶的最适温度较高 10.“工程菌”是指( ) A .用物理或化学方法诱发菌类自身某些基因得到高效表达的菌类细胞株系 B .用遗传工程的方法,使同种不同株系的菌类杂交,得到的新细胞株系 C .用基因工程的方法,使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系 D .从自然界中选取能迅速增殖的菌类 二、非选择题 11. 为扩大可耕地面积,增加粮食产量,黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。 (1)获得耐盐基因后,构建重组DNA 分子所用的限制性内切酶作用于图中的__________处,DNA 连接酶作用于____________处。(填“a ”或“b ”) (2)将重组DNA 分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和_____________法。 (3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用_______________技术,该技术的核心是__________和__________。 (4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功,既要用放射性同位素标记的________作探针进行分子杂交检测.又要用__________方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。 12.在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kan )常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。 请据图回答: (1)A 过程需要的酶有 _______________________________________。 (2)B 过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是____________________________________________________________。 (3)C 过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外,还必须加入_____________。 (4)如果利用DNA 分子杂交原理对再生植株进行检测,D 过程应该用__________________________________________________作为探针。 线性DNA 分子的酶切示 意图
专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA 重组技术。 (一)基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶) (1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。 (2)功能:能够识别双链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,因此具有专一性。 (3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较: ①相同点:都缝合磷酸二酯键。 ②区别:E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来; 而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体,能缝合两种末端,但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 (1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。 (2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 (3)其它载体:入噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步:目的基因的获取 1.目的基因是指:编码蛋白质的结构基因。 2.原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。 3.PCR技术扩增目的基因 (1)原理:DNA双链复制 (2)过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步: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,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因 (1)启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。
第3节基因工程的应用 【本节重难点】 重点:1.基因工程在农业和医疗等方面的应用 难点:1.基因治疗 【知识精讲】 教材梳理 知识点一植物基因工程的应用 植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等)以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。 1.提高抗逆性 (1)常用抗虫基因:用于抗虫(杀虫)的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。 (2)常用抗病基因:a.抗病毒基因有:病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因;b.抗真菌基因有:几丁质酶基因和抗毒素合成基因 (3)其他抗逆基因:环境条件对农作物的生产会造成很大影响,并且这些影响是多方面的,因此,抗逆性基因也有多种多样,如:抗盐碱和干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。 2.改良植物品质 由于人们的食品含有的营养不平衡,不能满足人们对食品的要求,这样,可以通过转基因技术,使植物能够合成某些本来不能合成的物质。如科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中,或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性,以提高氨基酸的含量。 3.生产药物 基因工程不但促进了传统技术的变革,也为人类提供了传统产业难以得到的许多昂贵药品,并已形成基因工程制药业的雏形。目前诸如人胰岛素、人生长激素、人脑激素、 α-干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、组织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程药物已实现商品化。此外,还有促红细胞生成素、白细胞介素-2、肾素、心钠素等一大批珍贵药品正处于试用或临床试验阶段。 知识点二动物基因工程的应用 1.用于提高动物生长速度:由于外援生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快,将这类基因导入动物体内,以提高动物的生长速率。如:转基因绵羊和转基因鲤鱼。 2.用于改善畜产品的品质:基因工程可用于改善畜产品的品质。如:有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状,科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,这样所获得的牛奶其成分不受影响,但乳糖的含量大大减低。 3.用转基因动物做器官移植的供体:目前,人体移植器官短缺是一个世界性的难题,用其它动物的器官替代,又会出现免疫排斥现象,现在,科学家正试图利用基因工程方法对一些动物的器官进行改造,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。 知识点三基因治疗 1.概念:基因治疗是把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的,这是治疗遗传病的最有效的手段。 2.方法:体外基因治疗和体内基因治疗 体外基因治疗:先从病人体内获得某种相关细胞,进行培养,然后在体外完成基因转移,再
选修3专题一(基因工程)综合测试题 一、选择题:本题包括30小题,每题2分,共60分。每小题只有一个选项最符合题意。 1、在基因工程中使用的限制性核酸内切酶,其作用是( ) A、将目的基因从染色体上切割出来 B、识别并切割特定的DNA核苷酸序列 C、将目的基因与运载体结合 D、将目的基因导入受体细胞 2、基因工程中常用细菌等原核生物作受体细胞的原因不包括( ) A、繁殖速度快 B、遗传物质相对较少 C、多为单细胞,操作简便 D、DNA为单链,变异少 3、基因工程是DNA分子水平的操作,下列有关基因工程的叙述中,错误的是( ) A、限制酶只用于切割获取目的基因 B、载体与目的基因必须用同一种限制酶处理 C、基因工程所用的工具酶是限制酶,DNA连接酶 D、带有目的基因的载体是否进入受体细胞需检测 4、运用现代生物技术,将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因整合到棉花细胞中,为检测实验是否成功,最方便的方法是检测棉花植株是否有( ) A、抗虫基因 B、抗虫基因产物 C、新的细胞核 D、相应性状 5、转基因动物基因时的受体细胞是( ) A、受精卵 B、精细胞 C、卵细胞 D、体细胞 6、下列有关基因工程的应用中,对人类不利的是( ) A、制造“工程菌”用于药品生产 B、制造“超级菌”分解石油、农药 C、重组DNA诱发受体细胞基因突变 D、导入外源基因替换缺陷基因 7、作为基因的运输工具——运载体,必须具备的条件之一及理由是( ) A、能够在宿主细胞中稳定的保存下来并大量复制,以便提供大量的目的基因 B、具有多个限制酶切点,以便于目的基因的表达 C、具有某些标记基因,以便目的基因能够与其结合 D、它的参与能够使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存 8、基因工程中常见的载体是( ) A、质体 B、染色体 C、质粒 D、线粒体 9、水母发光蛋白由236个氨基酸构成,其中Asp、Gly、Ser构成发光环,现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记,在转基因技术中,这种蛋白质的作用是( ) A、促使目的基因导入宿主细胞中 B、促使目的基因在宿主细胞中复制 C、使目的基因容易被检测出来 D、使目的基因容易成功表达 10、运用现代生物技术的育种方法,将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中,培育出转基因抗虫的油菜品种,这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白
专题一基因工程基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术。 (一)基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶) (1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。 (2)功能:能够识别双链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,因此具有专一性。 (3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。 黏性末端:当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时,被限制酶切开的DNA两条单链的切口,带有几个伸出的核苷酸,他们之间正好互补配对,这样的切口叫黏性末端。 平末端:当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时,切开的DNA两条单链的切口,是平整的,这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶(E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较: ①相同点:都缝合磷酸二酯键。 ②区别:E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端,但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 (1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 (2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 (3)其它载体:λ噬菌体的衍生物、动植物病毒
专题一基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在 DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术。 (一)基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶) (1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。 (2)功能:能够识别双链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,因此具有专一性。 (3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。 黏性末端:当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时,被限制酶切开的DNA两条单链的切口,带有几个伸出的核苷酸,他们之间正好互补配对,这样的切口叫黏性末端。 平末端:当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时,切开的DNA两条单链的切口,是平整的,这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶(E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较: ①相同点:都缝合磷酸二酯键。 ②区别:E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端,但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA 双链单链 模板不要模板要模板 连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键 化学本质蛋白质 (1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 (2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 (3)其它载体:λ噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步:目的基因的获取 1.目的基因是指:编码蛋白质的结构基因。 (1)获取方法:从基因文库中获取目的基因
2014年 专题1 基因工程 (天津卷)4.为达到相应目的,必须 ..通过分子检测的是 A.携带链霉素抗性基因受体菌的筛选 B.产生抗人白细胞介素-8抗体的杂交瘤细胞的筛选 C.转基因抗虫棉植株抗虫效果的鉴定 D.21三体综合征的诊断 【答案】B 【解析】可通过将受体菌接种在含链霉素的培养基中筛选携带链霉素抗性基因的受体菌,A错误;抗人白细胞介素的杂交瘤细胞应通过抗原-抗体杂交技术筛选产生,B正确;在棉花田中人工放入害虫可检验转基因抗虫棉的抗虫效果,C错误;可利用显微镜检测21三体综合征,D错误。 (广东卷)25利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如图14所示,下列叙述正确的是() A、过程①需使用逆转录酶 B、过程②需使用解旋酶和PCR获取目的基因 C、过程③使用的感受态细胞可用NaCl溶液制备 D、过程④可利用DNA分子杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞【答案】AD 【解析】过程①是以RNA为模板合成DNA的过程,即逆转录过程,需要逆转录酶的催化,故A 正确;过程②表示利用PCR扩增目的基因,在PCR过程中,不需要解旋酶,是通过控制温度来达到解旋的目的,故B错;利用氯化钙处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞,故C错;检测目的基因是否成功导入受体细胞的染色体DNA 中,可以采用DNA分子杂交技术,故D正确 (课标Ⅱ卷)40.[生物——选修3:现代生物科技专题](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】(1)全部部分(2)筛选(3)乙表达产物耐旱性(4)同源染色体的一条上 【解析】(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库,基因组文库包含生物基因组的所全部基因,cDNA文库是以mRNA 反转录后构建的,只含有已经表达的基因(并不是所有基因都会表达),即部分基因。 (2)从基因文库中获取目的基因需要进行筛选。 (3)要提高植物乙的耐旱性,需要要利用农杆菌转化法将耐旱基因导入植物乙的体细胞中。要检测目的基因(耐旱基因)是否表达应该用抗原抗体杂交检测目的基因(耐旱基因)的表达产物(即耐旱的相关蛋白质);个体水平检测可以通过田间实验,观察检测其耐旱性情况。 (4)如果耐旱基因整合到同源染色体的两条上,则子代将全部表现耐旱,不会出现性状分离。[或“如果耐旱基因整合到同源染色体的一条上,则转基因植株的基因型可以用A_表示(A表示 耐旱基因,_表示另一条染色体上没有相应的基因),A_自交后代基因型为 AA∶A_∶_ _=1∶2∶1,所以耐旱∶不耐旱=3∶1,与题意相符 (天津卷)8.(12分)嗜热土壤芽胞杆菌产生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一种 耐热纤维素酶,为使其在工业生产中更好地应用,开展了以下试验: Ⅰ.利用大肠杆菌表达BglB酶 (1)PCR扩增bglB基因时,选用基因组DNA作模板。 (2)右图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR 扩增的bglB基因重组进该质粒,扩增的bglB基因两端需分别引入
生物练习2 专题一 基因工程测试 一、选择题 1. 有关基因工程的叙述正确的是( ) A.限制酶只在获得目的基因时才用 B.重组质粒的形成是在细胞内完成的 C.质粒都可作为载体 D.蛋白质的结构成分为合成目的基因提供资料 2. 基因工程是在DNA 分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中,不进行碱基互补配对的是( ) A.人工合成目的基因 B.目的基因与运载体结合 C.将目的基因导入受体细胞 D.目的基因的检测表达 3. 水母发光蛋白由236个氨基酸构成,其中有三种氨基酸构成发光环,现已将这种蛋白质的基因作为生物转基因的标记。在转基因技术中,这种蛋白质的作用( ) A.促使目的基因导入宿主细胞中 B.促使目的基因在宿主细胞中复制 C.使目的基因容易被检测出来 D.使目的基因容易成功表达 4. 应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是指( ) A.用于检测疾病的医疗器械 B.用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA 分子 C.合成β—球蛋白的DNA D.合成苯丙氨酸羟化酶的DNA 片段 5. 基因工程第一步的一种方法是把所需的基因从供体细胞内分离出来,这要利用限制性内切酶。一种限制性内切酶能识别DNA 子中的GAATTC 顺序,切点在G 和A 之间,这是应用了酶的( ) A .高效性 B.专一性 C .多样性 D.催化活性受外界条件影响 6. 下列平末端属于同一种限制酶切割而成的是( ) A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 7. 下列属于PCR 技术的条件的是( ) ①单链的脱氧核苷酸序列引物 ②目的基因所在的DNA 片段 ③脱氧核苷酸 ④核糖核苷酸 ⑤DNA 连接酶 ⑥DNA 聚合酶 ⑦DNA 限制性内切酶 A.①②③⑤ B.①②③⑥ C.①②③⑤⑦ D.①②④⑤⑦ 8.质粒是基因工程中最常用的运载体,它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如图所示,通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同,细菌在培养基上的生长情况也不同,下表是外源基因插入位置(插入点有a 、b 、c ),请根据表中提供细菌的生长情况,推测①②③三种重组后细菌的外源基因插入点,正确的一组是:( ) A .①是c ;②是b ;③是a B .①是a 和b ;②是a ;③是b C .①是a 和b ;②是b ;③是a D .①是c ;②是a ;③是b 9、蛋白质工程中,直接需要进行操作的对象是( ) A.氨基酸结构 B.蛋白质的空间结构 C.肽链结构 D.基因结构
高二生物选修3基因工程练习题 一、单项选择题 1、切取牛的生长激素和人的生长激素基因,用显微注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中,从而获得了“超级鼠”,此项技术遵循的原理是 A.基因突变:DNA→RNA→蛋白质 B.基因工程:RNA→RNA→蛋白质 C.细胞工程:DNA→RNA→蛋白质 D.基因工程:DNA→RNA→蛋白质 2、下图表示限制酶切割某DNA的过程,从图中可知,该限制酶能识别的碱基序列及切点是() A.CTTAAG,切点在C和T之间 B.CTTAAG,切点在G和A之间 C.GAATTC,切点在G和A之间 D.CTTAAC,切点在C和T之间 3.在基因工程中,科学家所用的“剪刀”、 “针线”和“载体”分别是指( ) A.大肠杆菌病毒、质粒、DNA连接酶 B.噬菌体、质粒、DNA连接酶 C.限制酶、RNA连接酶、质粒 D.限制酶、DNA连接酶、质粒 4.不属于质粒被选为基因运载体的理由是() A.能自我复制 B.有多个限制酶切点C.具有标记基因D.它是环状DNA 5.运用现代生物技术育种方法,将抗菜青虫的Bt基因转移到优质油菜中,培育出转基因抗虫的油菜品种,这一品种在生长过程中能产生特异的杀虫蛋白质,对菜青虫有显著抗性,能大大减轻菜青虫对油菜的危害,提高油菜产量,减少农药使用,据以上信息,下列叙述正确的是( ) A、Bt基因的化学成分是蛋白质 B、Bt基因中有菜青虫的遗传物质 C、转基因抗虫油菜能产生杀虫蛋白是由于具有Bt基因 D、转基因抗虫油菜产生的杀虫蛋白是无机物 6.质粒是基因工程中最常用的运载体,它的主要特点是 ①能自主复制②不能自主复制③结构很小④蛋白质⑤环状RNA ⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”在细菌细胞内 A.①③⑤⑦B.①④⑥C.①③⑥⑦ D.②③⑥⑦ 7.人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因,该抗性基因的主要作用是 A . 提高受体细胞在自然环境中的耐药性 B. 有利于对目的基因是否导入进行检测 C. 增加质粒分子的分子量D.便于与外源基因连接 8.在基因工程中,科学家常用细菌、酵母菌等微生物作为受体细胞,原因是() A.结构简单,操作方便 B.遗传物质含量少 C. 繁殖速度快 D.性状稳定,变异少9.基因工程的操作步骤:①使目的基因与运载体相结合,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,正确的操作顺序是()A.③②④① B.②④①③C.④①②③D.③④①② 10.基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的,在基因操作的基本步骤中,一定不进行碱基互补配对的步骤是() A.人工合成基因B.目的基因与运载体结合 C.将目的基因导入受体细胞D.目的基因的检测和表达 11.有关基因工程的成果及应用的说法不正确的是() ①、用基因工程方法培育的抗虫植物能抗病毒 ②、基因工程在畜牧业上应用的主要目的是培育品质优良的动物 ③、任何一种假单孢杆菌都能分解四种石油成分,所以假单孢杆菌是“超级菌” ④、基因工程在农业上的应用主要是培育高产、稳产、品质优良和具有抗逆性的农作物