(完整版)专题1基因工程
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专题1 基因工程 1。
5 蛋白质工程的崛起一、选择题1.蛋白质工程的实质是()A.改造蛋白质B.改造mRNAC.改造基因D.改变氨基酸解析:蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特殊要求,对蛋白质的结构进行分子设计,由于基因决定蛋白质,因此要对蛋白质结构进行设计改造,必须从基因入手。
答案:C2.葡萄糖异构酶(GⅠ)在工业上应用广泛,为提高其热稳定性,科学家对GⅠ基因进行体外定点诱变,以脯氨酸(Prol38)替代Gly138,含突变体的重组质粒在大肠杆菌中表达,结果最适反应温度提高10~12 ℃。
这属于生物工程中的()A.基因工程B.蛋白质工程C.发酵工程D.酶工程解析:酶工程的重点在于对已存在的酶合理充分利用(如:加酶洗衣粉、嫩肉粉等),而蛋白质工程的重点则在于对已存在的蛋白质分子的改造。
通常所说的酶工程是用工程菌生产酶制剂,而没有经过由酶的功能来设计酶的分子结构,然后由酶的分子结构来确定相应基因的碱基序列等步骤。
答案:B3.下列哪项不是蛋白质工程中的蛋白质分子设计()A.对已知结构的蛋白质进行少数氨基酸的替换B.对不同来源的蛋白质分子进行拼接组装C.从氨基酸的排列顺序开始设计全新蛋白质D.设计控制蛋白质合成的基因中的核苷酸序列解析:蛋白质工程的重要方面是蛋白质的分子设计,它可以分为三类:一是对已知蛋白质进行少数氨基酸的替换,二是对不同来源的蛋白质进行拼接组装,三是设计制造自然界中全新的蛋白质。
D项中的内容是合成基因,属于基因工程.答案:D4.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、血渍解析:A、B、C三项所述都是对现存的蛋白质分子进行改造,属于蛋白质工程的成果。
而加酶洗衣粉属于酶制剂的应用,属于酶工程的成果.答案:D5.下列关于蛋白质工程应用的叙述错误的是()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,而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术便可达到。
高考生物专题复习《基因工程》一、单选题1.(2023·山东青岛·高三期末)自然界中很少出现蓝色的花,天然蓝色花产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝色。
我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)构建基因表达载体(如下图),通过农杆菌转化法导入白玫瑰中,在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝。
下列叙述错误的是()A.上述获得蓝色玫瑰的方案中需要转入能调控液泡pH的基因B.将idgS基因插入Ti质粒时使用的限制酶是SpeI和SacIC.sfp和idgS基因具有各自的启动子,前者调控后者的表达D.农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上【答案】A【详解】A、分析题意,用农杆菌转化法将链霉菌的靛蓝合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)导入白玫瑰后,在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝,所以无需转入能调控pH的基因,A错误;B、分析题图可知,将idgS基因插入Ti质粒时可用SpeI和SacI以避免产生的黏性末端环化,增加构建成功的概率,B正确;C、分析题图可知,sfp和idgS基因具有各自的启动子,sfp可激活idgS的表达,C正确;D、将目的基因导入植物细胞可用农杆菌转化法,故农杆菌可将Ti质粒上的T—DNA整合到白玫瑰染色体DNA上,D正确。
故选A。
2.(2023春·江苏徐州·高二统考期中)土壤农杆菌侵染植物细胞时,Ti质粒上的T-DNA片段转入植物的基因组。
利用农杆菌以Ti质粒作为载体进行转基因,下列相关叙述正确的是()A.T-DNA片段有利于介导外源DNA整合到植物的染色体DNA上B.用Ca2+处理农杆菌,以利于其侵染植物细胞C.Ti质粒是一种环状DNA分子,属于细菌的拟核DNAD.目的基因应插入T-DNA片段外,以防止破坏T-DNA【答案】A【详解】A、Ti质粒上的T-DNA片段能转入植物的基因组中,因此T-DNA片段利于介导外源DNA整合到植物的染色体,A正确;B、农杆菌转化法中不需要用Ca2+处理农杆菌,应直接利用土壤农杆菌感染植物细胞,B错误;C、Ti质粒是一种环状DNA分子,是存在于细菌细胞质中的DNA,C错误;D、在农杆菌转化法中,需要将目的基因插入到T﹣DNA片段上,D错误。
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。
高考生物专题复习《基因工程》【考点梳理.逐个击破】一、基因工程的操作工具1.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)作用:识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)结果:产生黏性末端或平末端。
2.DNA 连接酶3.载体(1)作用:携带外源DNA 片段进入受体细胞。
(2)种类:质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(3)条件⎩⎪⎨⎪⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因二、基因工程的基本操作程序 1.目的基因的获取(1)目的基因:主要是指编码蛋白质的基因,也可以是具有调控作用的因子。
(2)获取方法⎩⎪⎨⎪⎧从基因文库中获取利用PCR 技术扩增通过化学方法人工合成2.基因表达载体的构建 (1)构建基因表达载体的目的①使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代。
②使目的基因能够表达和发挥作用。
(2)基因表达载体的组成:目的基因、启动子、终止子及标记基因等。
3.目的基因导入受体细胞微生物细胞感受态细胞法(Ca2+处理法)4.目的基因的检测与鉴定检测目的检测方法判断标准目的基因是否插入转基因生物的DNA DNA分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否转录出了mRNA 分子杂交技术是否出现杂交带目的基因是否翻译出蛋白质抗原—抗体杂交技术是否出现杂交带个体水平的检测如抗虫、抗病的接种实验是否表现出相应的特性三、基因工程的应用及蛋白质工程1.基因工程的应用(1)动物基因工程:提高动物生长速度从而提高产品产量;改善畜产品品质;用转基因动物生产药物;用转基因动物作器官移植的供体等。
(2)植物基因工程:培育抗虫转基因植物(如抗虫棉)、抗病转基因植物(如转基因烟草)和抗逆转基因植物(如抗寒番茄);利用转基因改良植物的品质(如新花色矮牵牛)。
2.基因诊断与基因治疗(1)基因诊断:又称为DNA诊断,是采用基因检测的方法来判断患者是否出现了基因异常或携带病原体。
周测11 专题1 基因工程一、选择题1.科学家们经过多年的努力,创立了一种新兴生物技术——基因工程,实施该工程的最终目的是()A.定向提取生物体的DNA分子B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”C.在生物体外对DNA分子进行改造D.定向地改造生物的遗传性状2.“分子手术刀”在切割DNA时,切开的结构是()A.氢键 B. 共价键C.二硫键D.磷酸二酯键3.作为基因的运输工具——载体,必须具备的条件之一及理由是()A.具有多个限制酶切点,以便于目的基因的表达B.具有标记基因,以便为检测目的基因的表达提供条件C.能够在宿主细胞中复制并稳定保存,以便于进行筛选D.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4.下列说法正确的是()A.DNA连接酶最初是从人体细胞中发现的B.限制酶的切口一定是GAA TTC碱基序列C.质粒是基因工程中唯一用作运载目的基因的载体D.利用载体在宿主细胞内对目的基因进行大量复制的过程可称为“克隆”5.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,主要原因是() A.结构简单、操作方便B.繁殖速度快C.遗传物质含量少D.性状稳定、变异少6.右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T和C之间B.GAATTC,切点在G和A之间C.GAATTC,切点在A和G之间D.CTTAAC,切点在T和C之间7.基因治疗是指()A.运用基因工程技术,把有缺陷的基因切除,达到治疗疾病的目的B.运用人工诱变的方法,使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常C.把健康的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的D.对有基因缺陷的细胞进行修复,从而使其恢复正常,达到治疗疾病的目的8.切取牛的生长激素和人的生长激素基因,构建表达载体后,用显微注射技术将含有目的基因的表达载体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:DNA→RNA→蛋白质C.细胞工程:DNA→RNA→蛋白质D.胚胎工程:DNA→RNA→蛋白质二、非选择题9.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茅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。
专题1基因工程一、单项选择题1.转基因技术在植物品种改良方面应用广泛,其中一项基因工程是改造CO2固定酶。
其目的是( )A.提高光合作用效率B.延长果实的储藏期 C.提高植物的抗性D.培育新作物品种2.利用外源基因在受体细胞中表达,可生产人类所需的产品。
下列选项中能说明目的基因完成表达的是( )A.棉花细胞中检测到载体上的标记基因 B.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素的基因C.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因的mRNA D.酵母菌细胞中提取到人的干扰素3.科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来杭鸡的受精卵DNA中,发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋,而且用这些鸡蛋孵出的雌鸡,仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋。
下列有关叙述中正确的是( )A.表达载体的导入运用了显微注射技术 B.受精卵的发育需要运用胚胎移植技术C.这种变异属于不定向的变异 D.这种变异来源于染色体变异4.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( )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5.(2012·肇庆二模)我国科学工作者培育的转基因抗虫棉,其抗虫基因来源于( )A.苏云金杆菌中的抗虫基因 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基因 D.普通棉的突变基因6.基因工程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。
已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—,限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。
根据图示判断下列操作中正确的是( )A.目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割 B.目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割C.质粒用限制酶Ⅱ切割,目的基因用限制酶Ⅰ切割 D.质粒用限制酶Ⅰ切割,目的基因用限制酶Ⅱ切割7.(2012·杭州二模)下图表示化学方法合成目的基因I的过程。
据图分析下列叙述正确的是( )A.过程①需要DNA连接酶B.过程②需要DNA限制性核酸内切酶C.目的基因I的碱基序列是已知的D.若某质粒能与目的基因I重组,则该质粒与I的碱基序列相同8.(2012·广州二模)下列关于生物体内化合物的说法,正确的是( )A.N是组成细胞内各种有机物的必需元素B.糖类都是细胞内的能源物质 C.所有细胞中都含有蛋白质和磷脂D.人的肝细胞和神经细胞中的mRNA反转录形成的cDNA没有差别9.(2012·北京西城一模)草甘膦是一种广泛应用的除草剂,能不加选择地杀死各种杂草和农作物。
将抗草甘膦基因转入油菜中,使油菜能抗草甘膦。
在转基因油菜种植多年后,调查发现在公路边的野生油菜有80%含有抗草甘膦基因。
下列叙述正确的是( )A.野生油菜体内的抗草甘膦基因主要源自转基因油菜的花粉B.80%的野生油菜体内出现抗草甘膦基因是自然选择的结果C.含抗草甘膦基因的野生油菜是经自然选择进化出的新物种D.大量使用单一除草剂可以减轻环境污染,提高物种多样性10.(2012·广州二模)下列叙述不合理的是( )A.萌发的种子可作为诱变育种的材料 B.植物分生区细胞可用于培育脱毒苗C.带芽的枝条可提高扦插的成活率 D.乳腺细胞可作为转基因动物的受体细胞11.(2012·合肥二模)科学家依据基因工程的原理最新研制的某种疫苗是用病原微生物编码抗原的基因制成的,这个基因编码的产物能诱导机体产生免疫反应。
该疫苗( )A.引起人体特异性免疫的原因是DNA分子上具有抗原 B.引起免疫反应后相应淋巴细胞增多,细胞周期将变长C.能与浆细胞产生的相应抗体发生特异性结合 D.包括抗原基因、启动子、终止子和标记基因等12.(2012·绍兴质检)下列有关基因工程的叙述正确的是( )A.DNA 连接酶能将碱基互补的两个黏性末端的碱基对连接起来 B.获得目的基因一定要使用限制性核酸内切酶C.目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物 D.利用质粒上的标记基因可用来筛选含重组DNA 的细胞和转基因植物二、双项选择题13.在基因工程操作中限制性核酸内切酶是不可缺少的工具酶。
下列有关限制性核酸内切酶的叙述中错误的是( )A.一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列 B.限制性核酸内切酶的活性不受温度和pH等因素的影响C.限制性核酸内切酶可以从某些原核生物中提取 D.限制性核酸内切酶也可以识别和切割RNA14.下列关于基因工程的叙述中,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有生物活性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15.(2012·北京东城二模)下图为转基因抗冻番茄培育过程的示意图(其中amp r为抗氨苄青霉素基因)。
下列叙述不正确的是( )A.不能同时选用限制酶PstⅠ、SmaⅠ对含目的基因的DNA进行切割B.过程②可采用农杆菌转化法将含目的基因的表达载体导入受体细胞C.质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞和促进目的基因的表达D.图中过程④可以利用放射性同位素标记的目的基因作为探针进行筛选三、非选择题16.(2012·全国新课标)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:AATTC……GG……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______________。
17.(2012·福建)肺细胞中的let7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let7基因导入肺癌细胞实验表达,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。
请回答:(1)进行过程①时,需用__________酶切开载体以插入let7基因。
载体应用RNA聚合酶识别和结合的部位,以驱动let7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,let7基因能影响RAS的表达,其影响机理如图2。
据图分析,可从细胞提取__________进行分子杂交,以直接检测let7基因是否转录。
肺癌细胞增殖受到抑制,可能是由于细胞中__________(RASmRNA/RAS蛋白)含量减少引起的。
18.下图表示两种限制性核酸内切酶识别DNA分子的特定序列,并在特定位点对DNA进行切割的示意图,请回答以下问题:(1)图中甲和乙代表____________________________________________。
(2)Eco RⅠ、HpaⅠ代表_________________________________________。
(3)图中甲和乙经过相应操作均形成两个片段,切口的类型分别为______________、_______________。
甲中限制酶的切点是_______之间,乙中限制酶的切点是________之间。
(4)由图解可以看出,限制酶的作用特点是___________________________。
(5)如果甲中G碱基发生改变,可能发生的情况是_________________________。
19.除草剂草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死。
科学家从抗草甘膦的矮牵牛中分离克隆出EPSP合成酶基因,培育出了抗草甘膦的转基因大豆,从而大大降低了田间管理成本。
抗草甘膦转基因大豆培育过程如下图所示。
请分析回答有关问题:(1)科学家在进行上述基因操作时,通常要用同一种________分别切割质粒和含目的基因的DNA,质粒的黏性末端与目的基因两侧的黏性末端就可通过________而黏合。
这一过程体现了质粒作为运载体必须具备的条件是______________。
(2)为了确定转基因大豆是否培育成功,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大豆植株的抗除草剂特性。
(3)有人提出,种植上述转基因大豆,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”。
另一方观点认为,由于存在________,它们很难与其他植物杂交。
20.(9分)降钙素是一种多肽类激素,临床上用于治疗骨质疏松症等。
人的降钙素活性很低,半衰期较短。
某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素,从预期新型降钙素的功能出发,推测相应的脱氧核苷酸序列,并人工合成了两条各含72个碱基的DNA单链,两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段,再利用Kleno w酶补平,获得双链DNA,过程如下图。
在此过程中发现,合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。
回答下列问题:(1)Kleno w酶是一种________酶,合成的双链DNA有________个碱基对。
(2)获得的双链DNA经Eco RⅠ(识别序列和切割位点—G↓AATTC—)和Bam HⅠ(识别序列和切割位点—G↓GATTC—)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中,筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①大肠杆菌是理想的受体细胞,这是因为它___________________________。
②设计Eco RⅠ和Bam HⅠ双酶切的目的是__________________________________________________。
③要进行重组质粒的鉴定和选择,需要大肠杆菌质粒中含有__________________。
(3)经DNA测序表明,最初获得的多个重组质粒,均未发现完全正确的基因序列,最可能的原因是_______________________________。