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高中生物选修3重点知识点总结专题1 基因工程基因工程：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：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：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。
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）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
第1讲基因工程1.基因工程的诞生(Ⅰ)2.基因工程的原理及技术(含PCR技术)(Ⅱ)3.基因工程的应用(Ⅱ)4.蛋白质工程(Ⅰ)5.生物武器对人类的威胁(Ⅰ)6.生物技术中的伦理问题(Ⅰ)1.基因的结构与功能。
（生命观念）2.基因工程的操作流程图及蛋白质的流程图等。
（科学思维）3.基因工程的应用和蛋白质工程。
（科学探究）4.正确看待转基因生物的安全性以及生物武器对人类的威胁等。
（社会责任）基因工程的基本工具1．基因工程的概念(1)概念：按照人们的愿望，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。
(2)遗传原理：基因重组。
(3)优点①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
②与诱变育种相比：定向改造生物的遗传性状。
2．基因工程的基本工具(1)限制性核酸内切酶(简称限制酶)。
①来源：主要来自原核生物。
②特点：具有专一性，表现在两个方面：识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列。
切割——特定核苷酸序列中的特定位点。
③作用：断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
④结果：产生黏性末端或平末端。
(2)DNA连接酶种类 E ·coli DNA 连接酶 T 4DNA 连接酶 来源大肠杆菌 T 4噬菌体 特点缝合黏性末端 缝合黏性末端和平末端 作用 缝合双链DNA 片段，恢复两个核苷酸之间的磷酸二酯键①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒的特点⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶的切割位点有特殊的标记基因③运载体的作用：携带外源DNA 片段进入受体细胞。
1．基因工程技术使用限制酶需注意的四个问题(1)获取目的基因和切割载体时，经常使用同一种限制酶(也可使用能切出相同末端的不同限制酶)，目的是产生相同的黏性末端或平末端。
(2)获取一个目的基因需限制酶切割两次，共产生4个黏性末端或平末端。
(3)限制酶切割位点的选择，必须保证标记基因的完整性，以便于检测。
专题 1 基因工程基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过___基因拼接_和_DNA重组_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。
由于基因工程是在_DNA 分子_水平上进行设计和施工的，因此又叫做_转基因技术_。
科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程。
20 世纪中叶，基础理论取得了重大突破●DNA 是遗传物质的证明1944 年，艾弗里等人通过不同类型肺炎双球菌的转化实验，不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了___DNA是主要遗传物质_。
●DNA 双螺旋结构和中心法则的确立1953 年，沃森和克里克建立了___DNA双螺旋结构___模型。
1958 年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明_DNA复制的方式-----半保留复制原则。
随后不久确立的中心法则，解开了 DNA 复制、转录和翻译过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向。
●遗传密码的破译1963 年，尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码。
1966 年，霍拉纳用实验证实了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。
这些成果不仅使人们认识到，自然界中从微生物到人类共用一套遗传密码_，而且为基因的分离和合成等提供了理论依据。
技术发明使基因工程的实施成为可能。
●基因转移载体的发现1967 年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核 DNA 之外的质粒有_自我复制_能力，并可以在_细菌细胞间转移，这一发现为基因转移找到了一种运载工具。
●工具酶的发现1970 年，阿尔伯、内森斯，史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶（简称限制酶）后，20 世纪 70 年代初相继发现了多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶，这些发现为 DNA 的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。
●DNA 合成和测序技术的发明自 1965 年，桑格发明氨基酸序列分析技术后，1977 年，科学家又发明了 DNA 序列分析的方法，为基因序列图的绘制提供了可能，之后，DNA 合成仪的问世又为引物、探针和小分子DNA基因的获得提供了方便。
选修3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T4噬菌体，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：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。
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高中高效课堂 高一生物 训练案一、选择题：1．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.DNA 限制酶、RNA 连接酶、质粒D.DNA 限制酶、DNA 连接酶、质粒 2．不属于质粒被选为基因运载体的理由是 （ ）A ．能复制 B.有多个限制酶切点 C ．具有标记基因 D ．它是环状DNA3．下列四条DNA 分子，彼此间能连接在一起的一组粘性末端是 （ ）① ②③ ④A ．①②B ．②③C ．③④D ．②④ ４．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”A ．①③⑤⑦B ．①④⑥C ．①③⑥⑦D ．②③⑥⑦５．有关基因工程的叙述中，错误的是 （ ）A ．DNA 连接酶将黏性未端的碱基对连接起来B ．限制性内切酶用于目的基因的获得C ．目的基因须由载体导入受体细胞D ．人工合成目的基因不用限制性内切酶６．实施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．下列属于基因运载体所必须具有的条件是（多选） （ ）A 、具有某些标志基因B 、具有环状的DNA 分子C 、能够在宿主细胞内复制D 、具有多种限制性内切酶9．下列哪些可作为基因工程技术中常用的基因运载工具（多选） （ ）A ．大肠杆菌B ． 质粒C ．动物病毒D ． 线粒体 10．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11．多数限制性核酸内切酶切割后的DNA 末端为A 、平头末端B 、3突出末端C 、5突出末端D 、粘性末端 12．在基因工程中通常所使用的质粒是（ ） A 、细菌的染色体DNA B 、细菌拟核外的DNA C 、病毒染色体DNA D 、噬菌体DNA13．下列关于限制酶的说法不正确的是( )A.限制酶广泛存在于各种生物中，在微生物细胞中分布最多B.不同的限制酶识别不同的核苷酸序列C.限制酶能识别不同的核苷酸序列，体现了酶的专一性D.限制酶的作用只是用来提取目的基因 14．（05全国Ⅰ）镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。
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”一一限制性核酸内切酶（ 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 W 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 M 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” 一一 DNA 连接酶（1）两种DNA 连接酶（E ∙ COli DNA 连接酶和TQNA 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 T 4DNA 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 连接酶是连接两个DNA 片段的末端，形成磷酸二酯键。
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。
第一章基因工程第一节基因工程概述由于基因工程是在DNA分子水平上进行操作,因此又叫做重组DNA技术。
二．基因工程的基本工具（一）“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（简称限制酶）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。
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。
（二）“分子针线”——DNA连接酶1．分类：根据酶的来源不同，可分为E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类2．功能：恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
★两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶)的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键②区别：E．coIiDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能使黏性末端之间连接；T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端之间的效率较低。
(三)“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割位点，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.基因工程常用的载体有：质粒、噬菌体和动、植物病毒等。
最早应用的载体是质粒，它是细菌细胞中的一种很小的双链环状DNA分子。
三．基因工程的基本过程(一) 获得目的基因（目的基因的获取）1.获取方法主要有两种：①从自然界中已有的物种中分离出来，如可从基因文库中获取。
②用人工的方法合成。
★获得原核细胞的目的基因可采取直接分离，获取真核细胞的目的基因一般是人工合成。
★人工合成目的基因的常用方法有反转录法和化学合成法。
2.利用PCR技术扩增目的基因（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
（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。
2021年高中生物第一章基因工程章末复习（含解析）苏教版选修3一、与DNA有关的各种酶的相关知识DNA酶、解旋酶、DNA聚合酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶、RNA聚合酶的比较。
名称作用DNA酶将DNA初步水解成脱氧核苷酸，彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基解旋酶解开DNA的双螺旋结构，主要是断裂开碱基对之间的氢键限制性核酸内切酶识别双链DNA的特定的核苷酸序列，并且能使特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，形成黏性末端或平口末端DNA聚合酶以一条DNA单链为模板，将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA单链，进一步形成DNA分子DNA连接酶将黏性末端或平口末端两条链上的脱氧核糖和磷酸之间重新形成磷酸二酯键RNA聚合酶催化DNA转录为RNA二、基因工程的操作程序名称原理优点缺点基因工程育种基因重组打破物种界限，定向地改造生物遗传性状存在技术上、安全上、伦理道德上的问题诱变育种基因突变提高生物变异的频率，使后代变异频率较快稳定；可大幅度改良某些性状，缩短育种进程盲目性大，需大量处理供试材料杂交育种基因重组使位于不同个体的优良性状，集中于一个个体周期长，难以克服远缘杂交不亲和的障碍单倍体育种杂色体变异获得个体均为纯种，明显缩短育种年限技术复杂，需与杂交育种配合、且需利用细胞工程进行组织培养多倍体育种染色体变异器官大，提高产量和营养成分含量适用于植物，动物方面难以开展1．据下图所示，有关工具酶功能的叙述错误的是( )A．限制酶可以切断a处B．DNA聚合酶可以连接a处C．解旋酶可以使b处解开D．DNA连接酶可以连接c处2．能够使植物体表达动物蛋白的育种方法是( )A．单倍体育种B．杂交育种C．基因工程育种D．多倍体育种3．下列哪项明显体现了转基因生物引发的食物安全问题( )A．转基因猪的细胞中含有人的生长激素基因，因而猪的生长速度快，个体大B．转基因大米中含有β胡萝卜素，营养丰富，产量高C．转基因植物合成的某些新蛋白质，引起个别人过敏D．让转基因牛为人类生产凝血因子，并可在牛奶中提取4．在已知某小片段基因碱基序列的情况下，获得该基因的最佳方法是( )A．用 mRNA为模板逆转录合成 DNAB．以 4种脱氧核苷酸为原料人工合成C．将供体DNA片段转入受体细胞中，再进一步筛选D．由蛋白质的氨基酸序列推测mRNA5．镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变，检测这种碱基序列改变必须使用的酶是( )A．解旋酶B．DNA连接酶C．限制性核酸内切酶D．RNA聚合酶6．关于基因工程应用的正确说法是( )A．我国转基因抗虫棉是转入了植物凝集素基因培育出来的B．可用于转基因植物的抗虫基因只有植物凝集素基因和蛋白酶抑制剂基因C．抗真菌转基因植物中，可使用的基因有几丁质酶基因和抗毒素合成基因D．提高作物的抗盐碱和抗干旱能力，与调节渗透压的基因无关7．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．采用基因治疗纠正或弥补缺陷基因带来的影响8．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。
第一章第一节课时作业一、选择题1 .下列有关限制性核酸内切酶的说法，正确的是（）A •限制酶主要是从真核生物中分离出来的B •限制酶的识别序列只能由6个核苷酸组成C.限制酶能识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并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D .限制酶切割产生的DNA片段末端都为黏性末端解析：限制酶主要存在于微生物中。
一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并且能在特定的位点上切割DNA分子，切开后形成两种末端黏性末端和平末端。
少数限制酶的识别序列由4、5或8个核苷酸组成。
答案：C2•下图为表达载体的模式图，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：启动子是表达载体所必需的，功能是启动插入基因的转录过程。
氨苄青霉素抗性基因可以作为标记基因，但不是必须用它作标记基因。
限制酶和DNA连接酶都不是表达载体所需要的。
答案：B有关说法不正确的是（）A . X是能合成胰岛素的细菌细胞B .质粒具有多个标记基因和多个限制酶切割位点C.基因与运载体的重组只需要DNA连接酶D .该细菌的性状被定向改造3 •下图表示一项重要生物技术的关键步骤, X是获得外源基因并能够表达的细胞。
下列解析：根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞。
质粒作为载体需要有多个限制酶切割位点以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便于检测目的基因是否导入到受体细胞内。
基因与载体的重组需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶。
基因工程的特点是能够定向改造生物的性状。
答案：C4 •基因工程的运输工具一一载体，必须具备的条件之一及理由是（）A •能够在宿主细胞中稳定地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，以便为目的基因的表达提供条件D •能够在宿主细胞中复制并稳定保存，以便于进行筛选解析：本题考查载体必须具备的条件和理由，条件与理由必须相符。
第一章基因工程第一节基因工程概述一、选择题1.质粒之所以能作为基因工程的载体,其理由是()A.含蛋白质,从而能完成生命活动B.具有环状结构而保持连续性C.RNA能指导蛋白质的合成D.能够自我复制,能携带目的基因解析:质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外,并能自我复制的双链环状DNA分子。
其上有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点,供一种或多种外源DNA片段插入。
携带外源DNA片段的质粒在受体细胞中进行自我复制或整合到染色体DNA上,随染色体DNA 进行同步复制。
此外,质粒DNA上有特殊的遗传标记基因。
答案:D2.基因工程是DNA分子水平的操作,下列有关基因工程的叙述,错误的是()A.限制性核酸内切酶只用于切割获取目的基因B.载体与目的基因必须具有相同的黏性末端,才能被DNA连接酶连接C.基因工程所用的工具酶是限制性核酸内切酶,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解析:在基因工程中,需要用限制性核酸内切酶切割目的基因和载体,以便产生能相互连接的黏性末端;在将具有互补黏性末端的DNA片段连接时需要DNA连接酶;带有目的基因的载体是否进入受体细胞要用标记基因检测。
答案:A3.下列有关限制性核酸内切酶识别的叙述,不正确的是()A.从反应类型来看,限制性核酸内切酶催化的是一种水解反应B.限制性核酸内切酶的活性会受温度、pH等外界条件的影响C.一种限制性核酸内切酶只能识别双链DNA中某种特定的脱氧核苷酸序列D.限制性核酸内切酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的几率就越小解析:限制性核酸内切酶是能够识别和切割DNA分子内一小段特殊核苷酸序列的酶。
其作用对象是磷酸二酯键,能使其断裂。
酶的活性受温度、pH的影响。
一种酶只能识别一种特定的核苷酸序列,序列越短,出现该序列的几率就越大。
答案:D4.人们常选用带有一个抗生素抗性基因的细菌质粒作为载体,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.加强质粒分子的感染性D.便于与外源基因连接解析:标记基因的作用是利于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。
答案:B5.科学家从苏云金芽孢杆菌中分离出杀虫晶体蛋白基因(简称Bt基因),培育转基因抗虫棉,下列不需要进行的操作是()A.用限制性核酸内切酶切割棉花DNAB.构建Bt基因表达载体C.将Bt基因导入棉花细胞D.检测Bt基因的表达解析:基因工程中,不需要切割受体细胞的DNA。
答案:A6.下列四条DNA分子,彼此间具有互补黏性末端的一组是()A.①②B.②③C.③④D.②④解析:②中的GGTA与④中的CCAT互补配对,其余均不能互补配对。
答案:D7.目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过鉴定和检测才能知道。
下列属于目的基因检测和鉴定的是()①检测受体细胞是否有目的基因②检测受体细胞是否有致病基因③检测目的基因是否转录出信使RNA④检测目的基因是否翻译成蛋白质A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④解析:目的基因的检测包括:检测转基因生物中是否含有目的基因,方法是用DNA探针与基因组DNA杂交。
检测目的基因是否转录出了信使RNA,方法是用基因探针与信使RNA杂交。
最后检测目的基因是否翻译出了蛋白质,方法是进行抗原—抗体杂交。
答案:C8.在用基因工程技术培育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分子导入烟草体细胞或受精卵D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞解析:培育抗除草剂的烟草要用限制性核酸内切酶切割杂草中含抗除草剂基因的DNA与载体。
答案:A9.下图为DNA分子的某一片段,其中①②③分别表示某种酶的作用部位,则相应的酶依次为()A.DNA连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶B.限制性核酸内切酶、解旋酶、DNA连接酶C.限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶D.解旋酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶解析:作用于①②③的酶分别是解旋酶、限制性核酸内切酶和DNA连接酶。
答案:D10.科研人员以抗四环素基因为标记基因,通过基因工程的方法让大肠杆菌生产鼠的β珠蛋白,治疗鼠的镰刀型细胞贫血症。
下列相关实验设计中,不合理的是()A.利用小鼠DNA分子通过PCR克隆出β珠蛋白基因的编码序列B.基因表达载体包括启动子、抗四环素基因等C.用Ca2+处理大肠杆菌后,将表达载体导入具有四环素抗性的大肠杆菌中D.用含有四环素的培养基筛选出已经导入β珠蛋白编码序列的大肠杆菌解析:由于标记基因是抗四环素基因,所以受体细胞在没导入基因表达载体前不能存在四环素抗性基因,否则就无法检测目的基因是否导入受体细胞,C项错误。
答案:C11.限制性核酸内切酶可识别并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。
下图为四种限制性核酸内切酶Bam HⅠ、Eco RⅠ、Hin dⅢ和BglⅡ的识别序列和切割位点,切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是()A.Bam HⅠ和Eco RⅠB.Bam HⅠ和Hin dⅢC.Bam HⅠ和BglⅡD.Eco RⅠ和Hin dⅢ解析:Bam HⅠ酶处理后形成的黏性末端为—G—CCTAG GATCC—G—,BglⅡ酶处理后形成的黏性末端为—A—TCTAG GATCT—A—,可以互补配对。
答案:C二、非选择题12.下图为大肠杆菌及质粒载体的结构模式图,据图回答下列问题。
(1)a代表的物质和质粒的化学本质相同,都是,二者还具有其他共同点,如①,②(写出两条即可)。
(2)若质粒DNA分子的切割末端为,则与之连接的目的基因切割末端应为;可使用把质粒和目的基因连接在一起。
(3)氨苄青霉素抗性基因在质粒DNA上称为,其作用是。
(4)下列常在基因工程中用作载体的是()A.苏云金芽孢杆菌抗虫基因B.土壤农杆菌中的RNA分子C.大肠杆菌的质粒D.动物细胞的染色体解析:本题通过质粒结构的模式图来考查质粒的功能和特点。
大肠杆菌的质粒是基因工程中最常用的载体,载体的本质为DNA。
抗虫基因属于目的基因,不属于载体;染色体的主要成分为DNA和蛋白质,不属于载体。
答案:(1)DNA能够自我复制具有遗传效应(2)DNA连接酶(3)遗传标记基因用于鉴定和筛选重组DNA分子(4)C13. 右图为某种质粒表达载体简图,小箭头所指分别为限制性核酸内切酶Eco RⅠ、Bam HⅠ的酶切位点,amp R为青霉素抗性基因,tet R为四环素抗性基因,P为启动子,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Eco RⅠ、Bam HⅠ在内的多种酶的酶切位点。
据图回答问题。
(1)将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用Eco RⅠ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进行转化实验。
之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是;若接种到含青霉素的培养基中,能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是。
(3)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,酶切时应选用的酶是。
解析:(1)将含有目的基因的DNA与质粒用Eco RⅠ酶切开后,可形成许多有相同黏性末端的DNA 片段,再用DNA连接酶连接起来后,可形成目的基因与目的基因、目的基因与载体、载体与载体连接的重组DNA分子,而基因工程需要的是目的基因与载体的连接物,所以应对以上三种DNA 分子片段进行分离纯化,以获得基因工程所需要的片段。
(2)目的基因与目的基因的连接物不含四环素抗性基因,目的基因与载体的连接物因目的基因的插入,破坏了四环素抗性基因,因此这两种连接产物与原核宿主细胞进行转化实验后,不能在含有四环素的培养基中生长;只有含载体与载体连接物的原核宿主细胞因含完整的抗四环素基因而能生长。
而载体与载体连接物、目的基因与载体的连接物都含有完整的抗青霉素基因,所以含这两种连接物的原核宿主细胞可生活在含有青霉素的培养基上。
(3)为了防止目的基因与质粒表达载体的任意连接,可同时选用Eco RⅠ与Bam HⅠ切割目的基因和质粒,这样形成的目的基因两个黏性末端分别有不同的核苷酸序列,而质粒载体DNA的两个黏性末端也是分别有不同的核苷酸序列,且分别与目的基因两个黏性末端的碱基互补配对,这样能保证目的基因只能与质粒载体结合。
答案:(1)目的基因—载体连接物载体—载体连接物目的基因—目的基因连接物分离纯化(2)载体—载体连接物目的基因—载体连接物、载体—载体连接物(3)Eco RⅠ和Bam HⅠ14.干扰素能抵抗所有病毒引起的感染,对治疗癌症及白血病也有一定疗效。
传统的干扰素生产方法是从人的淋巴细胞中提取,每升人的血液只能提取0.05 μg干扰素。
科学家用基因工程方法在酵母菌细胞内获得了干扰素(下图所示),请据图回答有关问题。
(1)图中过程a需要的物质是。
(2)过程b需要的物质是,若此过程中干扰素基因的黏性末端是,则质粒上与之相对应的黏性末端是。
(3)人的抗病毒干扰素基因能嫁接到质粒的DNA分子中,这说明了。
(4)图中X的名称是,它的组成除了目的基因外,还必须有等。
解析:图中过程a表示获取目的基因和载体,并用相同的限制性核酸内切酶进行切割,以便产生相同的黏性末端;b过程表示基因表达载体的构建;c过程表示将载体导入受体细胞;d过程表示目的基因在受体细胞中成功表达,得到了干扰素。
在将目的基因与载体连接时需要DNA连接酶。
相互连接的黏性末端中的碱基应互补。
不同生物之间之所以能进行DNA的连接,是因为它们都是由相同的四种脱氧核苷酸连接而成的规则的双螺旋结构。
基因表达载体包括目的基因、标记基因、启动子、终止子等,其中,启动子是目的基因转录的起点,终止子是转录的终点。
答案:(1)限制性核酸内切酶(2)DNA连接酶(3)它们的DNA分子组成成分相同,结构相似并都遵循碱基互补配对原则(4)基因表达载体(重组质粒、重组载体)标记基因、启动子、终止子。
