基因工程及其应用

基因工程及其应用一：【考点解读】1、简述基因工程的基本原理2、举例说出基因工程在农业、医药等领域的应用3、关注转基因生物和转基因食品的安全性【学习重点：】基因工程的基本原理和安全性问题【学习难点：】基因工程的基本原理和转基因生物与转基因食品的安全性二：【知识梳理】1. 基因工程概念：2.原理：3.基因工程的基本工具：（1）.基因的“剪刀”限制性内切酶能够对DNA分子进行切割，它具有和特异性。

即一种内切酶只对DNA分子内特定的碱基序列中的特定位点发生作用，把它切开。

（2.）基因的“针线”能够将限制酶切开的黏性末端连接起来，从而使两个DNA片段连接起来。

注：限制酶与连接酶作用的位点都是键（3）.基因的运载体作用：将外源基因送入受体细胞种类：和。

其中质粒是基因工程中最常用的运载体，最常用的质粒是大肠杆菌的质粒。

特点：是细胞染色体外能的很小的环状DNA 分子，存在于许多细菌及酵母菌等生物中。

条件：(1)能在宿主细胞内并稳定保存，并对宿主细胞正常生活没有影响；(2)具有个限制酶切点，便于与外源基因连接4.基因工程的基本步骤：三：【例题精析】在植物基因工程中，用土壤农杆菌中的Ti质粒作为运载体，把目的基因重组入Ti质粒上的T—DNA 片段中，再将重组的T—DNA插入植物细胞的染色体DNA中。

（1）科学家在进行上述基因操作时，要用同一种分别切割质粒和目的基因，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就可通过而黏合。

（2）将携带抗除草剂基因的重组Ti质粒导入二倍体油菜细胞，经培养、筛选获得一株有抗除草剂特性的转基因植株。

经分析，该植株含有一个携带目的基因的T—DNA片段，因此可以把它看作是杂合子。

理论上，在该转基因植株自交F 1代中，仍具有抗除草剂特性的植株占总数的 ，原因是 。

（3）种植上述转基因油菜，它所携带的目的基因可以通过花粉传递给近缘物种，造成“基因污染”。

如果把目的基因导入叶绿体DNA 中，就可以避免“基因污染”，原因是. 。

四：【高考回顾】(08理综Ⅰ)4．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 ．3B ．4C ．9D ．12(08重庆)31、2007年我国科学家率先完成了家蚕基因组精细图谱的绘制，将13000多个基因定位于家蚕染色体DNA 上，请回答以下有关家蚕遗传变异的问题：（１）在家蚕的基因工程实验中，分离基因的做法包括用 对DNA 进行切割，然后将DNA 片段与 结合成重组DNA ，并将重组DNA 转入大肠杆菌进行扩增等。

（２）家蚕的体细胞共有56条染色体，对家蚕基因组进行分析（参照人类基因组计划要求），应测定家蚕 条双链DNA 分子的核苷酸序列。

（３）决定家蚕丝心蛋白H 链的基因编码区有16000个碱基对，其中有1000个碱基对的序列不编码蛋白质，该序列叫 ；剩下的序列最多能编码 个氨基酸（不考虑终止密码子），该序列叫 。

（４）为了提高蚕丝的产量和品质，可以通过家蚕遗传物质改变引起变异和进一步选育来完成，这些变异的来源有 。

（５）在家蚕遗传中，黑色（B ）与淡赤色（b ）是有关蚁蚕（刚孵化的蚕）体色的相对性状，黄茧（B ）与白茧（b ）是有关茧色的相对性状，假设这两对性状自由组合，杂交后得到的数量比如下表：① 请写出各组合中亲本可能的基因型组合一组合二组合三②让组合一杂交子代中的黑蚁白茧类型自由交配，其后代中黑蚁白茧的概率是 。

(08山东)35．【生物－现代生物技术专题】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 。

线性DNA 分子的酶切示意图（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。

(08江苏生物)32．（8分）将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。

以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。

请根据以上图表回答下列问题。

（1）在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特点是。

（2）PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。

表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。

请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？__________。

（3）图1步骤③所用的DNA连接酶对所连接的DNA两端碱基序列是否有专一性要求？。

（4）为将外源基因转入马铃薯，图1步骤⑥转基因所用的细菌B通常为。

（5）对符合设计要求的重组质粒T进行酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。

①采用EcoRⅠ和PstⅠ酶切，得到_________种DNA片断。

②采用EcoRⅠ和SmaⅠ酶切，得到_________种DNA片断。

(08广东生物)39．（现代生物科技专题，10分）天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。

研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转入酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。

请回答下列问题：（1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是，用将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子，以完成工程菌的构建。

（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插入酿酒酵母菌，可采用的检测方法是，若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用检测或将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一段时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的原因。

（3）如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小？（4）微生物在基因工程领域中有哪些重要作用？(08海南)26．（18分）（选修模块3：现代生物科技专题）图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，amp R为青霉素抗性基因，tct R为四环素抗性基因，P为启动因子，T为终止子，ori为复制原点。

已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。

（1）将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有、、三种。

若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行。

（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞接种到含四环的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是。

（3）目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是，其合成的产物是。

（4）在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶时。

(08山东基能)51．（1分）生物世界广泛存在着变异，人们研究并利用变异可以培育高产、优质的作物新品种。

下列能产生新基因的育种方式是A．“杂交水稻之父”袁隆平通过杂交技术培育出高产的超级稻B．用X射线进行大豆人工诱变育种，从诱变后代中选出抗病性强的优良品种C．通过杂交和人工染色体加倍技术，成功培育出抗逆能力强的八倍体小黑麦D．把合成β-胡萝卜素的有关基因转进水稻，育成可防止人类V A缺乏症的转基因水稻(08上海生物)39．（9分）本题为分叉题。

A题适用于《生命科学》教材，B适用于《生物》教材。

A和B中任选一题，若两题都做以A给分。

A．以重组DNA技术为核心的基因工程正在改变着人类的生活。

请回答下列问题。

（1）获得目的基因的方法通常包括和。

（2）切割和连接DNA分子所使用的酶分别是和。

（3）运送目的基因进入受体细胞的载体一般选用病毒或，后者的形状成。

（4）由于重组DNA分子成功导入受体细胞的频率，所以在转化后通常需要进行操作。

（5）将人胰岛素基因分别导入大肠杆菌与酵母菌，从两者中生产的胰岛素在功能和序列上是相同的。

(08上海生物)23．阻止病人的致病基因传给子代的方法通常是将正常基因导入病人A．体细胞的细胞质B．生殖细胞的细胞质C．体细胞的细胞核D．生殖细胞的细胞核五：【练习反馈】1．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2．质粒是基因工程最常用的运载体，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分子⑥环状DNA ⑦能“友好”地“借居”A.①③⑤⑦B.②④⑥C.①③⑥⑦D.②③⑥⑦3．1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源（）A.普通棉花的基因突变B.棉铃虫变异形成的致死基因C.寄生在棉铃虫体内的线虫D.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因4．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.GAA TTC，切点在C和T之间5．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.基因重组：DNA→RNA→蛋白质6.治疗白化病、苯丙酮尿症等人类遗传病的根本途径是（）A．口服化学药物B．注射化学药物C.利用辐射或药物诱发致病基因突变D.采用基因疗法替换致病基因7．控制细菌的抗药性、固氮、抗生素基因存在于（）A.核区B.线粒体C.质粒D.核糖体8．科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段，注射到羊的受精卵中，该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶。

这一过程涉及（）（多选）A．DNA按照碱基互补配对原则自我复制B．DNA以其一条链为模板合成RNAC．RNA以自身为模板自我复制D．按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质9．下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是①我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻②我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉③我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒④我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛A．①B．①②C．①②③D．②③④10．“试管婴儿”技术属于（）A．胚胎移植B．组织培养C．克隆技术D．基因工程11．据调查,随着化学农药的产量和品种逐年增加,害虫的抗药性也不断增强,危害很严重,如近年来,棉铃虫在我国大面积爆发成灾,造成经济损失每年达100亿元以上.针对这种情况,我国科学工作者经研究发现一种生活在棉铃虫消化道内的苏云金芽孢杆菌能分泌一种毒蛋白使棉铃虫致死,而此毒蛋白对人畜无害。