课时考点训练
题组一、基因工程的原理及工具
1．(20XX年高考安徽卷)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
解析：本题考查细菌培养和DNA杂交等有关知识。通过菌落数只能大约推测出活菌数，不能准确计算活菌数；外源DNA可以随质粒复制而复制，依赖于质粒上的复制原点，而启动子和终止子与基因表达有关；DNA杂交是利用碱基互补配对原则进行的；因为放射性标记的DNA探针能与相应的DNA杂交，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。
答案：D
2．(20XX年高考新课标全国卷)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Eco RⅠ切割后产生的片段如下：
AA TTC……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Eco RⅠ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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
解析：此题考查基因工程应用的相关知识。(1)DNA分子经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端两种类型。(2)为使运载体与目的基因相连，应使二者被切割后产生的末端相同，故用另一种限制酶切割产生的末端必须与Eco RⅠ切割产生的末端相同。(3)根据酶的来源不同，DNA连接酶分为E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶。(4)以RNA为模板，合成DNA的过程称为逆转录，若要体外获得大量DNA分子，可以使用PCR 技术。(5)在基因工程中，通常利用质粒作为运载体，另外噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。(6)大肠杆菌作为受体细胞时，常用Ca2＋处理，使之成为能吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞。
答案：(1)黏性末端平末端
(2)切割产生的DNA片段末端与Eco RⅠ切割产生的相同
(3)大肠杆菌T4
(4)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR
(5)噬菌体动植物病毒
(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱
题组二、基因工程的基本操作程序及应用
3．(20XX年高考广东卷)从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性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
解析：由题中信息“在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物”可推知本题考查蛋白质工程的相关知识。根据蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列(基因)，可推知答案为C。
答案：C
4．(20XX年高考福建卷)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。
图1
图2
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。
解析：此题考查基因工程应用的相关知识。(1)构建基因表达载体时，需要用同种限制酶切割目的基因和载体，使之产生相同的黏性末端。载体应有启动子、终止子和标记基因，其中启动子是RNA聚合酶识别和结合部位，驱动基因转录。(2)动物细胞培养时，常用胰蛋白酶处理贴壁的细胞，使之相互分离，以利于传代培养。(3)检验目的基因是否表达，常用分子杂交法。从被导入目的基因的细胞内提取RNA，与目的基因单链杂交，如果出现杂交带，说明目的基因已转录。由图2知，当let－7基因转录出来的miRNA与癌基因RAS转录
出的mRNA杂交时，就会抑制RAS蛋白的产生，故肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中RAS蛋白含量减少引起的。
答案：(1)限制性核酸内切(或限制)启动子
(2)胰蛋白(3)RNA RAS蛋白
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一、选择题
1．20XX年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白”的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是()
A．追踪目的基因在细胞内的复制过程
B．追踪目的基因插入到染色体上的位置
C．追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布
D．追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构
解析：将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质带有绿色荧光，从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布。
答案：C
2．(20XX年高考大纲卷)下列实践活动包含基因工程技术的是()
A．水稻F1花药经培养和染色体加倍，获得基因型纯合新品种
B．抗虫小麦与矮秆小麦杂交，通过基因重组获得抗虫矮秆小麦
C．将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞，经组织培养获得抗病植株
D．用射线照射大豆使其基因结构发生改变，获得种子性状发生变异的大豆
解析：本题考查遗传、变异等基础知识在生产中的应用。A项属于单倍体育种，原理是染色体变异，不包含基因工程技术；B项属于杂交育种，原理是基因重组，不包含基因工程技术；C项中将含有目的基因的重组DNA导入受体细胞，属于基因工程，原理是基因重组；D项属于诱变育种，原理是基因突变，不包含基因工程技术。
答案：C
3．(20XX年高考江苏卷)(多选)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
解析：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，以便根据这一序列设计引物，但不需知道目的基因的全部序列，需要考虑载体的序列；因PCR 反应在高温条件下进行，故反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶；因某些目的基因编码的产物需经特殊的加工修饰过程。故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
4．天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是() A．提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因B
B．利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因B
C．利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞
D．将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细胞
解析：此题考查基因工程及其应用的相关知识。获取目的基因B，可先提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再经PCR技术扩增，A正确；基因文库构建时是将目的基因与载体连接起来，形成重组载体，再导入受体菌中储存和扩增，提取目的基因时不需使用限制酶，B错误；连接目的基因与质粒的酶是DNA连接酶，C错误；将目的基因导入植物细胞，常用农杆菌转化法，不使用大肠杆菌，D错误。
答案：A
二、非选择题
5．(20XX年潍坊联考)为提高我国稻米的含铁量，通过农杆菌介导将菜豆的铁结合蛋白基因导入了一个高产粳稻品种中。获得了高含铁量转基因水稻株系，下图为培育过程。请分析并回答问题：
(1)获取重组载体用到的“手术刀”是
________________________________________________________________________。
②过程用________法将重组载体导入愈伤组织细胞。
(2)重组载体中的标记基因的作用是________。检测目的基因是否转录，需用________作探针。
(3)图中①③④过程须在________条件下进行，培养基中除加入营养物质外，还需添加植物激素，作用是________。
(4)过程④除了用秋水仙素或低温诱导来处理，还可以采用________技术，该技术常用的诱导剂是________。
解析：将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，检测目的基因的转录，常用分子杂交的方法，基因探针就是用同位素标记的目的基因，该题的目的基因是铁结合蛋白基因。①③④过程是植物组织培养须在无菌条件下进行，培养基中的植物激素主要是生长素和细胞分裂素，主要用于促进细胞的生长和分化，通过植物体细胞杂交技术可以培育多倍体，常用聚乙二醇作诱导剂，也可以用离心、振动、电刺激等物理手段诱导。
答案：(1)限制性核酸内切酶 农杆菌转化
(2)检测目的基因是否导入受体细胞 同位素标记的铁结合蛋白基因
(3)无菌 促进细胞分裂、生长、分化
(4)植物体细胞杂交 聚乙二醇
6．下图是利用基因工程方法培育抗虫棉的过程。请回答相关问题： ?
???Ti 质粒—抗虫基因—――→A 重组质粒――→B 土壤农杆菌――→C 含重组质粒的土壤农杆菌――→D 棉花细胞――→E 抗虫棉
(1)从苏云金芽孢杆菌的DNA 上获取抗虫基因，需要用到的工具是________，此工具主要是从________生物中分离纯化出来的，它能够识别双链DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的________键断开。
(2)构建重组质粒时，常用Ti 质粒作为载体，是因为Ti 质粒上具有________，它能把目的基因整合到受体细胞________。
(3)E 过程是利用________技术完成的，要确定抗虫基因导入棉花细胞后，是否赋予了棉花抗虫特性，在个体水平上还需要做________实验。
(4)将目的基因导入植物细胞，除采用上图中的方法外，还可采用________法和花粉管通道法。
解析：(1)限制酶用于切割DNA 分子，获取目的基因。限制酶主要从原核生物细胞中获
取。限制酶可断开磷酸二酯键，将DNA分子切开。(2)Ti质粒可将T DNA整合到植物细胞的染色体DNA上，故将目的基因借助Ti质粒导入植物细胞中。(3)E过程利用了植物组织培养技术。可把害虫接种到转基因植株上，以检测转基因植株的抗虫基因是否正常表达。
答案：(1)限制酶原核磷酸二酯
(2)T DNA染色体DNA
(3)植物组织培养抗虫的接种
(4)基因枪
7．下图为利用农杆菌转化法培育转基因抗虫棉的技术流程图。请据图回答：
(1)图中A为________，在构建该结构时，Bt毒蛋白基因与Ti质粒结合的部位是________。
(2)①过程是________________，利用农杆菌的优点在于________________。
(3)③过程为________，包括________和________过程。
解析：基因表达载体的构建是基因工程的核心内容。质粒上插入目的基因的位置是在T DNA片段内。农杆菌可以感染受伤的植物细胞，通过基因转化把T DNA上的外源基因导入植物细胞并整合到受体细胞核基因组上。植物组织培养主要包括脱分化和再分化两个过程。
答案：(1)基因表达载体T DNA片段内
(2)将基因表达载体转移到农杆菌细胞内农杆菌可以感染受伤的植物细胞，通过基因转化把T DNA上的外源基因导入植物细胞并整合到受体细胞核基因上
(3)植物组织培养脱分化再分化
8．转基因生物可作为生物反应器，用来生产人们所需的药用蛋白，如激素、抗体、疫苗、酶等，甲图是通过生物工程培育能产生人胰岛素的烟草的过程。
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
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ACGTTAGA CGTTAGAT GTTAGATC 先找出共同的序列是GTTA然后向左、向右找，得到重组的互补序列 ATACGTTAGATC 则靶序列是 TATGCAATCTAG 依照此种方法得出图2的靶序列。 5. 第11题：这题主要就是区分蛋白质工程和基因工程这两个概念，很多同学混淆这两个概念。 6. 第13题：首先得知道基因工程的“四步曲”是什么，然后弄清楚碱基互补配对发生的过程。 7. 第21题第（3）：用同一种限制性核酸内切酶切割运载体与 目的基因，再用DNA连接酶连接，得到的产物有3种，目的基因——载体连接物，载体一—载体连接物，目的基因一一目的基因连接物。 三、教师总结。 课后： 四、布置课后作业。结合，催化遗传信息的转录 C一种DNA限制酶能识别多种核苷酸序列，切割出多种目的基因 D解旋酶能作用于氢键，在转录或翻译时使DNA分子双链打开 3.科学家已能运用基因工程技术，让羊合成 并分泌抗体。相关叙述不正确的是 A该技术将导致定向的变异B受精卵是理想的受体细胞 C宜采用PCR技术扩增目的基因 D卵巢分泌的孕激素能促进抗体的产生 【分析】真核细胞的基因中有内含子，在转录过程中内含子和外显子都要转录，在形成成熟NRA 时，要把与内含子相应的RNA片断切除掉，而原核细胞中没有这类酶，所以若将真核基因在原核细胞中表达，先要把真核细胞基因的内含子去掉。当把切割后的运载体与目的基因片段混合，在加入DNA连接酶后，有可能是两个目的基因片段相连成一个环状DNA或是可能是一个目的基因片段与运载体相连成一个环状DNA 或是两个运载体相连，所以会产生三种环状DNA分子。__________________________ 学生自我小结。 板书设 计 单位结构 真核生物 核苷酸基因 现代 技 术“ 原核生物 基因工程 -2 -
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
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：
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、
第一节 基因工程的概述 能分析出基因工程的载体所具备的条件。 一、基因工程的诞生和发展 1．基因工程的理论基础 （1）艾弗里证明了DNA 是__________；沃森和克里克阐明了DNA 分子的______________；尼伦贝格等破译了__________。 （2）限制性__________酶和__________酶等工具酶、质粒等载体和________酶的发现，直接促使了基因工程的诞生。 （3）基因工程的诞生和发展经历了三个时期：1973～1976年为________，1977～1981年为________，1982年以后为__________________________。 1973年，美国科学家______等将两种不同来源的DNA 分子进行体外重组，并首次实现了重组DNA 分子在大肠杆菌中的表达，创立了______________的新技术——基因工程。 2．基因工程 基因工程是指在体外通过人工“______”和“______”等方法，对生物的基因进行______和__________，然后导入受体细胞并使重组基因在受体细胞中______，产生人类需要的________的技术。因而，基因工程又称为____________。基因工程是在基因水平上操作、改变生物的________的技术。 预习交流 根据基因工程的概念分析，基因工程的操作对象、操作环境、操作水平和基本方法分别是什么？ 二、基因工程的工具——酶与载体 1．限制性核酸内切酶——分子手术刀 科学家们陆续发现了____________限制性核酸内切酶。每种限制性核酸内切酶只能识别特定的__________，并在特定的位点上切割DNA 分子。 大部分限制性核酸内切酶在切开DNA 双链时，切口处的两个末端都带有伸出的由若干特定核苷酸组成的单链，这种单链称为“__________”。 少部分限制性核酸内切酶在切开DNA 双链时产生“__________”。 2．DNA 连接酶——分子针线 DNA 连接酶可将用同一种______________切割形成的“__________”或“__________”连接起来。 3．载体——将外源基因导入受体细胞的运载工具 常用的载体有______、__________、____________等。其中______是最早应用的载体。它是细菌细胞中的一种很小的____状DNA 分子。 预习交流 1．限制性核酸内切酶主要分布在哪里？其本质是什么？ 2．载体有什么作用？ 三、基因工程的一般过程和技术 基因工程是现代生物技术的核心，其基本过程包括五大步骤。
【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
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：
生物选修三 易考知识点背诵 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（微生物）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（中心轴线的两侧）和平末端（中心轴线） EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，SmaI识别CCCGGG序列: 他们识别的核苷酸序列不同,但是切点都是在G↓C之间。 （4）比较有关的DNA酶 （1）DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基 （2）DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如94℃）、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。 （3）DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。 （4）DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。 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T4D NA连接酶来自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）运载体使用的目的：①是用它做运载工具，将目的基因转运到宿主细胞中去。②是利用它在受体细胞内对目
醛酸酶基因的控制下，转录形成mRNAmRNA指导多聚半乳糖醛酸酶的合成，在多聚半乳糖醛酸酶的作用 下，细胞壁结构被破坏导致细胞软 化。 而在图1-6中，应用基因工程技术，番茄细胞中导入了抗多聚半乳糖醛酸酶基因，转录形成的mRNA不为蛋白质编码，而与指导多聚半乳糖醛酸酶合成的mRNA互补配对，使mRNA 不能翻译产生多聚半乳糖醛酸酶，达到番茄抗软化的目的。 并强调，抗多聚半乳糖醛酸酶基因是外源的目的基因。 对于活动中的“分析2 ”提示学生可以参考图1-6进行设计。 三、对学生进行课堂检测，反馈教学效果。 1. 在基因工程中，若目的基因 是真核生物的某基因，则用鸟枪法和合成法获得的目的基因有差异。下列关于这种差异的叙述中，正确的是（） A鸟枪法获得的目的基因不含内含子 B合成法获得的目的基因含有内含子 C合成法获得的目的基因需要用限制性内切酶处理 D鸟枪法获得的目的基因需要用限制性内切酶处理 2. 下列获取目的基因的方法中 需要模板链的是（） ①从基因文库中获取目的基因 ②利用PCR技术扩增目的基因 ③反转录法 ④通过DNA合成仪利用化学方法人 工合成 A①②③④B①②③ C②③④D②③ 3. 在基因工程技术中，下列何种目的基因一般以直接分离基因的方法获得（）A人的胰岛素基因B蚕的蚕丝蛋白基因C芽孢杆菌的抗虫蛋白D采豆储臧蛋白基因 4. 下列各项中，不可作为基因学生在老师的指导下依次认真分 析图1-5和图1-6。 学生参考教材中的图1-6进行设计：如果以大肠杆菌为受体，以人生长激素基因为目的基因，通过基因工程生产人生长激素的过程。
工程中的标记基因的是（） A抗性基因B发光基因 C产物具有颜色反应的基因 D储藏蛋白的基因 5. 培育转基因植物时，理想的 运载体是（） A 土壤农杆菌 B 大肠杆菌C硝化细菌 D 枯草杆菌 6. （多选）下列关于基因工程 的说法中，正确的是（） A基因工程可以定向地改变生物的性状 B基因工程可以克服远缘杂交不亲和的障碍 C基因工程可以从根本上治疗遗传病 D基因工程可以改善粮食作物的蛋白 质含量课后： 四、布置课后作业。 学生自我小结。 § 1.1基因工程的概述 -、基因工程的一般过程与技术 1. 基因工程的一般过程 2. 例：抗软化番茄是如何培育出来 的? 教学札记 三、其他补充教学资料（各位教师根据各班教学 特点选择补充资料，可另附纸）学生认真完成课堂检测的题目, 检查自己学习的效果。 板书设计
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( )
第三节蛋白质工程 一、选择题 1.蛋白质工程的目标是( ) A.通过对基因进行诱变,产生新的蛋白质 B.通过基因重组,合成生物体本来没有的蛋白质 C.根据人们对蛋白质功能的特定需求,改造或制造蛋白质 D.生产大量的蛋白质 解析:蛋白质工程是指为了满足人类的生产和生活的需要,以蛋白质分子的结构规律和生物功能为基础,通过基因修饰或合成新的基因,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质。 答案:C 2.对蛋白质的改造有大改、中改和小改之分,其划分的依据是( ) A.蛋白质分子的复杂程度 B.操作过程的复杂程度 C.蛋白质改造部位的多少 D.蛋白质数目的多少 解析:蛋白质的改造有大改、中改、小改,其划分的依据是蛋白质改造部位的多少。 答案:C 3.蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时,主要包括哪几种?( ) ①进行少数氨基酸的替换 ②对不同来源的蛋白质进行拼接 ③从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质 ④直接改变蛋白质的空间结构 A.①② B.①②③
C.②③④ D.①②④ 解析:蛋白质工程中对蛋白质分子进行设计时,不能直接改变蛋白质的空间结构。但是能进行少数氨基酸的替换,能对不同来源的蛋白质进行拼接,能够从氨基酸的排列顺序出发设计全新的蛋白质。 答案:B 4.蛋白质工程与基因工程相比,其突出特点是( ) A.基因工程原则上能生产任何蛋白质 B.蛋白质工程能对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质 C.蛋白质工程可以不通过转录和翻译来实现 D.蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第三代基因工程 解析:蛋白质工程通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活需求,蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程。 答案:B 5.下列关于蛋白质工程应用的叙述,不正确的是( ) A.蛋白质工程可以改造酶的结构,提高酶的热稳定性 B.通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性 C.利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素 D.蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰,合成速效型胰岛素制剂 解析:蛋白质工程是依据人们设计的蛋白质分子结构来改造基因,进而控制合成或改变自然界中的蛋白质。在大肠杆菌中生产人胰岛素利用的是基因工程。 答案:C 6.下列不属于蛋白质工程成果的是( ) A.改造酶的结构,提高酶的热稳定性 B.生产出鼠—人嵌合抗体 C.将t PA分子中的天冬酰胺替换为谷氨酰胺 D.蛋白酶洗衣粉容易洗掉奶渍、血渍
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
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
[随堂检测] 知识点一获取目的基因 1．图中甲、乙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() 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 C．甲方法要以脱氧核苷酸为原料 D．乙方法需要逆转录酶参与 解析：选C。甲方法是以细菌中的DNA为基础，用限制酶进行切割，它包括了细胞所有的基因，可以建立基因组文库，并且可以从中选出所需的目的基因，不需要模板和原料。而乙方法是用逆转录的方法人工合成目的基因，它只能得到生物的部分基因，基因中只有编码区，所以组成的是该细菌的cDNA文库。 知识点二构建基因表达载体 2．在基因表达载体的构建中，下列说法正确的是() A．一个表达载体的组成只包括启动子、终止子 B．只有存在启动子才能驱动基因转录出mRNA C．基因表达载体的构建是在生物体的细胞内完成的 D．终止密码子的作用是使转录在所需要的地方停止 解析：选B。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，A错误；启动子在基因的首端，它是RNA 聚合酶的结合位点，能控制转录的开始，B正确；基因表达载体的构建是在生物体的细胞外完成的，C错误；终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束，而终止密码子是存在于mRNA 上的，D错误。 3．如图所示，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1(3.7 kb，1 kb＝1 000对碱基)上相应的E～F区域(0.2 kb)，那么所形成的重组质粒pZHZ2()
A．既能被限制酶E也能被限制酶F切开 B．能被限制酶E但不能被限制酶F切开 C．既不能被限制酶E也不能被限制酶F切开 D．能被限制酶F但不能被限制酶E切开 解析：选A。由于限制酶具有特异性，同种限制酶切割形成的黏性末端相同，因此由题意可知，限制酶E和F分别切割目的基因和质粒后，目的基因上的两个黏性末端与质粒上的两个黏性末端分别完全相同，因此形成重组质粒后，仍然具有这两种酶的识别序列，所以既能被限制酶E也能被限制酶F切开，故选A。 知识点三目的基因导入受体细胞 4．我国上海研究所合成一种具有镇痛作用而又不会使病人上瘾的药物——脑啡呔多糖(类似人类中的糖蛋白)。如要采用基因工程和发酵技术让微生物来生产有生物活性的脑啡呔多糖，应选哪种微生物为受体细胞() A．大肠杆菌B．大肠杆菌质粒 C．T4噬菌体D．酵母菌 答案：D 知识点四目的基因的检测与鉴定 5．人们常用DNA进行亲子鉴定，其原理是：从被测试者的血滴或口腔上皮提取DNA，用限制性核酸内切酶将DNA样本切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特别的DNA“探针”去寻找特定的目的基因。DNA“探针”与相应的基因凝聚在一起，然后，利用特别的染料在X光下，便会显示由DNA“探针”凝聚于一起的黑色条码，被测试者这种肉眼可见的条码很特别，一半与母亲的吻合，一半与父亲的吻合，反复几次上述过程，每一种“探针”用于寻找DNA的不同部位形成的独特的条码，用几组不同的“探针”，可得到超过99.9%的父系分辨率。请问DNA“探针”是指() A．某一个完整的目的基因 B．目的基因片段的特定DNA C．与目的基因相同的特定双链DNA D．与目的基因互补的特定单链DNA 答案：D 6．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________________________________________________