基因工程雙基過關(guān)

1.含有限制酶的細(xì)胞中通常還具有相應(yīng)的甲基化酶，這兩種酶

對(duì)DNA分子有相同的作用序列，但具有不同的催化功能。甲基化酶

可以對(duì)DNA序列進(jìn)行修飾，使限制酶不能對(duì)這一序列進(jìn)行識(shí)別和切

割?；卮鹣铝袉栴}：

(1)目前，基因工程中使用的限制酶主要是從生物

中分離純化獲得的。構(gòu)建“基因組文庫”和“cDNA文庫”的過程中

需要使用DNA連接酶的是(填“基因組文

庫”“cDNA文庫”或“基因組文庫和cDNA文庫”)。

(2)含有某種限制酶的細(xì)胞，可以利用限制酶切割外源DNA,但

不破壞細(xì)胞自身的DNA,其原因可能有①

_________________________________________________________________;②.

(3)利用PCR擴(kuò)增目的基因的過程由高溫變性(90?95℃)、低

溫復(fù)性(55?60℃)、適溫延伸(70?75℃)三個(gè)步驟構(gòu)成一個(gè)循環(huán),

為使得DNA聚合酶能夠重復(fù)利用，選用的酶應(yīng)在℃處

理后仍然具備催化活性。

2.葉綠體轉(zhuǎn)基因技術(shù)是將外源基因整合到葉綠體基因組中，該

技術(shù)能有效改良植物的品質(zhì)。請(qǐng)回答下列問題：

(1)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的核心步驟是,完成該步驟所

需要的酶有。

(2)將植物體細(xì)胞處理得到原生質(zhì)體，再通過或

法，將目的基因?qū)朐|(zhì)體，使原生質(zhì)體再生細(xì)胞壁之

后，通過可得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)基因幼苗。

（3）來自原核生物中有重要價(jià)值的外源基因，無須改造和修飾就

可在葉綠體中高效表達(dá)，據(jù)此分析，原因是

（4）對(duì)大多數(shù)高等植物而言，與傳統(tǒng)的細(xì)胞核轉(zhuǎn)基因相比，葉綠

體轉(zhuǎn)基因更穩(wěn)定，其遺傳方式（填“遵循”或“不遵循”）

孟德爾分離定律，不會(huì)隨（填“花粉”或“卵細(xì)胞”）傳給

后代，從而保持了（填“父本”或“母本”）的遺傳特性。

3..為增加菊花的花色類型，研究者從其他植物的cDNA文庫中

提取出花色基因C（圖1）,擬將其與質(zhì)粒（圖2）重組，再借助農(nóng)桿菌

導(dǎo)入菊花細(xì)胞中。圖3從上到下依次表示EcoRI、Ba源I和3A

I三種限制酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn)。請(qǐng)分析回答：

⑴利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因C的原理是

（2）圖2所示質(zhì)粒被切割獲得的產(chǎn)物可與

圖］所示基因C連接，理由是________________________________

⑶經(jīng)的加I處理后構(gòu)建的重組質(zhì)粒導(dǎo)入菊花細(xì)胞后，基因C

不能表達(dá)，原因是質(zhì)粒酶切部位的兩端無,導(dǎo)致

基因C不能。

(4)在添加四環(huán)素的固體培養(yǎng)基上，(填“能”或“不

能”)篩選出含有插入基因C的重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌單菌落，原因是

4.根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí)，回答下列問題：

(1)限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類型

有和。

(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用￡coRI切割后產(chǎn)生的片段如下：

AATTC...G

G...CTTAA

為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcdR

I切割外，還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割，該酶必須具有的特點(diǎn)

是。

(3)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是,產(chǎn)物是

__________________________________________________________0

若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常采用技術(shù)。

(4)基因工程中除質(zhì)粒外，和也可作為運(yùn)

載體。

(5)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般情況下，不能直接用未處

理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，原因是

5.乳頭瘤病毒HPV可導(dǎo)致人患宮頸癌，科研人員將HPV某外殼

蛋白A基因構(gòu)建成基因表達(dá)載體，經(jīng)包裝或直接注入體內(nèi)，表達(dá)出

相應(yīng)抗原，誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。該方法獲得的疫苗稱為DNA疫

苗。請(qǐng)回答下列問題：

(1)獲取A基因的方法：

①方法一：提取HPV的DNA,利用PCR技術(shù)擴(kuò)增A基因時(shí)，至

少經(jīng)過次循環(huán)才能獲得該基因，此過程中利用的原料是

________________________________________________________________________________________________________________________O

②方法二：從宿主細(xì)胞中提取總RNA,以與

互補(bǔ)的一段單鏈DNA作為引物，加入酶獲得

cDNA,然后經(jīng)PCR技術(shù)擴(kuò)增獲得大量的A基因。

(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，常用不同的限制酶切割質(zhì)粒與目的基

因，其具備的優(yōu)勢(shì)是________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(3)DNA疫苗是預(yù)防性生物制品，與傳統(tǒng)疫苗相比，其具備的優(yōu)

點(diǎn)有(至少一點(diǎn))，而單克隆抗體作為治療性

生物制品，具備的優(yōu)點(diǎn)是，制備單克隆抗體

需要以技術(shù)為基礎(chǔ)。

6.科學(xué)家提出，將藍(lán)藻細(xì)胞中的丘仍基因?qū)胨炯?xì)胞內(nèi)，

可以提高水稻的產(chǎn)量。請(qǐng)回答下列相關(guān)問題：

(1)基因工程最核心的步驟是

_________________________,

這個(gè)過程需要酶和酶參與催化。

(2)若用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，則必須將

公協(xié)基因插入農(nóng)桿菌的質(zhì)粒的內(nèi)部，再將含有目

的基因的農(nóng)桿菌和水稻愈傷組織混合處理。

⑶要檢測(cè)"仍基因是否成功導(dǎo)入水稻細(xì)胞，可以用

作為探針，使探針和提取出的轉(zhuǎn)基因水稻基

因組DNA雜交，如果出現(xiàn),表明目的基因已經(jīng)成功導(dǎo)入水

稻細(xì)胞。

(4)要確認(rèn)高產(chǎn)水稻是否培育成功，必須要對(duì)培育出的水稻做什

么檢測(cè)？o

7.下面是利用基因工程培育抗蟲大豆的流程圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：

抗蟲基因］①構(gòu)建基因表②轉(zhuǎn)△農(nóng)桿菌③導(dǎo)△大豆

Ti質(zhì)粒J達(dá)載體細(xì)胞

④培直轉(zhuǎn)基因

抗蟲大豆

(1)上述流程的核心步驟是(填序號(hào))，完成步驟④利用

了技術(shù)。

(2)如果從基因文庫中獲取抗蟲基因，在構(gòu)建基因文庫過程需要

用到的操作工具有___________________________________________

如果通過PCR技術(shù)獲取抗蟲基因，則需要準(zhǔn)備4個(gè)物質(zhì)條件,

除需含目的基因的DNA和原料外，還需要

⑶該流程選用農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒作為載體的主要原因是

(4)從分子水平上檢測(cè)大豆細(xì)胞中是否導(dǎo)入抗蟲基因的方法是

，從個(gè)體水平上檢測(cè)大豆植株是否有抗蟲特

性的方法是。

8.已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P),該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,

由305個(gè)氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸,

240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(zhì)(PJ不但保留P的

功能，而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}：

(1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對(duì)蛋白

質(zhì)的進(jìn)行改造。

(2)以P基因序列為基礎(chǔ)，獲得P基因的途徑有修飾_______基

因或合成_______基因。所獲得的基因表達(dá)時(shí)是遵循中心法則的，

中心法則的全部?jī)?nèi)容包括的復(fù)制，以及遺傳

信息在不同分子之間的流動(dòng)，即：

(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期

蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過和,進(jìn)而

確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核昔酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲

得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物進(jìn)行鑒定。

9.如圖表示以雞血為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行DNA的粗提取與鑒定的操作

程序，請(qǐng)分析回答下列問題：

(1)步驟一中，向雞血細(xì)胞液中加入并攪拌，可使雞血

細(xì)胞破裂。

(2)步驟二中，過濾后收集含有DNA的o

(3)步驟三、四的操作原理是_____________________

步驟四通過向溶液中加入調(diào)節(jié)NaCl溶液的物質(zhì)的量

濃度為mol/L時(shí)，DNA將會(huì)析出，過濾去除溶液中的雜質(zhì)。

(4)步驟七：向步驟六過濾后的中，加入等體積的冷卻

的,靜置2?3min,溶液中會(huì)出現(xiàn)_______色絲狀物，這

就是粗提取的DNAo

(5)步驟八：DNA遇試劑，沸水浴5min,冷卻后，溶

液呈_______色。

10.某生物興趣小組開展DNA粗提取的相關(guān)探究活動(dòng)，具體步

驟如下。材料處理：稱取新鮮的菜花、辣椒和蒜黃各2份，每份10

go剪碎后分成2組，一組置于20℃,另一組置于一20°C條件下,

分別保存24hoDNA粗提取：

第一步，將上述材料分別放入研缽中，各加入15mL研磨液，

充分研磨，用兩層紗布過濾，取濾液備用；

第二步，先向6只小燒杯中分別注入10mL濾液，再加入20

mL體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩緩地向一個(gè)方向

攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上；

第三步，取6支試管，分別加入等量的物質(zhì)的量濃度為2

mol/L的NaCl溶液溶解上述絮狀物。

DNA檢測(cè)：在上述試管中各加入4mL二苯胺試劑，混合均勻后,

置于沸水中加熱5min,待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺，結(jié)果

如下表：

材料保存溫度/℃菜花辣椒

20++++++

-20+++++++

++

(注："+”越多表示藍(lán)色越深)

分析上述實(shí)驗(yàn)過程，回答下列問題。

⑴該探究性實(shí)驗(yàn)課題名稱是___________________________

(2)第二步中“緩緩地”攪拌，這是為了防止

_____________________________________________________________O

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論并分析。

①結(jié)論1：與20℃相比，相同實(shí)驗(yàn)材料在一20C條件下保存,

DNA的提取量較多。

結(jié)論2：o

②針對(duì)結(jié)論1,請(qǐng)?zhí)岢龊侠淼慕忉專?/p>

(4)氯仿密度大于水，能使蛋白質(zhì)變性沉淀，與水和DNA均不相

溶，且對(duì)DNA影響極小。為了進(jìn)一步提高DNA純度，依據(jù)氯仿的特

性，在DNA粗提取第三步的基礎(chǔ)上繼續(xù)操作的步驟是

________________________________________________________________________,

然后用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷酒精溶液使DNA析出。

11.(2020?新高考山東卷)水稻胚乳中含直鏈淀粉和支鏈淀粉,

直鏈淀粉所占比例越小糯性越強(qiáng)?？蒲腥藛T將能表達(dá)出基因編輯系

統(tǒng)的DNA序列轉(zhuǎn)入水稻，實(shí)現(xiàn)了對(duì)直鏈淀粉合成酶基因(畋基因)啟

動(dòng)子序列的定點(diǎn)編輯，從而獲得了3個(gè)突變品系。

(1)將能表達(dá)出基因編輯系統(tǒng)的DNA序列插入Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組

載體時(shí)，所需的酶是,重組載體進(jìn)入水稻

細(xì)胞并在細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程稱為o

(2)根據(jù)啟動(dòng)子的作用推測(cè)，股基因啟動(dòng)子序列的改變影響了

從而改變了公基因的轉(zhuǎn)錄水平。與野生型水稻相

比，3個(gè)突變品系中心基因控制合成的直鏈淀粉合成酶的氨基酸序

列(填“發(fā)生”或“不發(fā)生”)改變，原因是

_________________________________________O

(3)為檢測(cè)啟動(dòng)子變化對(duì)股基因表達(dá)的影響，科研人員需要檢

測(cè)取基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA(敗mRNA)的量。檢測(cè)時(shí)分別提取各品系

胚乳中的總RNA,經(jīng)過程獲得總cDNA。通過PCR技術(shù)可在

總cDNA中專一性的擴(kuò)增出做基因的cDNA,原因是

_________________________________________O

(4)各品系WxmRNA量的檢測(cè)結(jié)果如圖所示，據(jù)圖推測(cè)糯性最強(qiáng)

的品系為,原因是______________________________

&

L5

發(fā)

號(hào)L0

曲

V5

N0.

EH

0

野生型品系1品系2品系3

12.(2019?高考全國卷I)基因工程中可以通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目

的基因?；卮鹣铝袉栴}。

(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以從基因文

庫中獲得?；蛭膸彀ê蚾

(2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開始時(shí)，解開DNA雙鏈的酶是

o在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，使反應(yīng)體系中的

模板DNA解鏈為單鏈的條件是。上述兩個(gè)解

鏈過程的共同點(diǎn)是破壞了DNA雙鏈分子中的。

(3)目前在PCR反應(yīng)中使用7aq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶

的主要原因是__________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________O

13.(2018?高考全國卷I)回答下列問題：考1)博耶(H.Boye下

和科恩(S.Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸

桿菌細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)。該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外，還

證明了

(答出兩點(diǎn)即可)。

(2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2+參與的方法導(dǎo)入大腸桿

菌細(xì)胞；而體外重組的噬菌體DNA通常需與組裝成完整噬

菌體后，才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞。

在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中，可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是

⑶真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時(shí)，表達(dá)出

的蛋白質(zhì)可能會(huì)被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用

的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加

的抑制劑。

答案：

1.(1)原核基因組文庫和cDNA文庫

(2)①細(xì)胞自身的DNA分子沒有該限制酶的識(shí)別序列

②甲基化酶對(duì)細(xì)胞自身的DNA分子進(jìn)行了修飾

(3)90?95(或95)

2.(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體限制酶和DNA連接酶

(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍植物組織培養(yǎng)

(3)葉綠體DNA與原核生物DNA結(jié)構(gòu)類似

(4)不遵循花粉母本

3.(l)DNA雙鏈復(fù)制

(2)及加I和EcoR1Bani\I和Sau3\I兩種酶切割后產(chǎn)生的片

段具有相同的黏性末端

(3)啟動(dòng)子和終止子轉(zhuǎn)錄

(4)不能含質(zhì)粒的農(nóng)桿菌和含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌均含有四環(huán)素

抗性基因，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上均能生長

4.(1)黏性末端平末端

(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcdRI切割產(chǎn)生的相同

(3)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR

(4)入噬菌體的衍生物動(dòng)植物病毒

(5)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱

5.(1)①34種游離的脫氧核甘酸②A基因的mRNA(A基因

轉(zhuǎn)錄出的mRNA)逆轉(zhuǎn)錄(或反轉(zhuǎn)錄)

(2)避免目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化或隨意連接

(3)DNA疫苗作用時(shí)間長(或DNA疫苗更安全、更容易保存，任

答一點(diǎn)合理即可)特異性強(qiáng)、靈敏度高、可大量制備動(dòng)物細(xì)胞培

養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞融合

6.(1)基因表達(dá)載體的構(gòu)建限制DNA連接

(2)TiT-DNA

(3)放射性同位素(或熒光物質(zhì))等標(biāo)記的目的基因