1、1.1、1.2 DNA重組技術(shù)的基本工具 基因工程的基本操作程序,(1)插入的目的基因表達(dá)需要調(diào)控序列，因此，插入部位之前要有啟動子，插入部位之后要有終止子。 (2)注意不能將啟動子和起始密碼子、終止子和終止密碼子混淆：啟動子、終止子在DNA上，在遺傳信息轉(zhuǎn)錄時起調(diào)控作用；而起始密碼子、終止密碼子在mRNA上，在翻譯時起作用，決定翻譯的開始和結(jié)束。,1.下列關(guān)于基因工程的說法中，正確的是( ) A.基因工程的設(shè)計(jì)和施工都是在細(xì)胞水平上進(jìn)行的 B.目前基因工程所有的目的基因都是從供體細(xì)胞中直接分離得到的 C.只要檢測出受體細(xì)胞中含有目的基因，那么目的基因一定能成功表達(dá) D.基因工程能使科學(xué)家打破

2、物種界限，定向改造生物性狀,【解析】選D?；蚬こ淌前凑杖藗兊脑竿?，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的生物類型和生物產(chǎn)品?；蚬こ痰脑O(shè)計(jì)和施工都是在DNA分子水平上進(jìn)行的。目的基因可以從供體細(xì)胞中直接分離得到，也可以通過反轉(zhuǎn)錄或由已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列推出信使RNA的堿基序列，進(jìn)一步推出DNA的堿基序列，再合成DNA。受體細(xì)胞中含有目的基因，目的基因也不一定能成功進(jìn)行表達(dá)。基因工程能實(shí)現(xiàn)基因的種間轉(zhuǎn)移，打破物種界限，定向改造生物性狀。,2.限制酶的作用實(shí)際上就是使DNA上某些化學(xué)鍵斷開，一種能對GAATTC專一識別的限制酶，斷

3、開的化學(xué)鍵是( ) A.G與A之間的鍵 B.G與C之間的鍵 C.A與T之間的鍵 D.磷酸與脫氧核糖之間的鍵 【解析】選D。限制酶能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。磷酸二酯鍵是磷酸的一個羥基和相鄰的脫氧核糖之間形成的化學(xué)鍵。,3.(2011天津模擬)用于判斷目的基因是否轉(zhuǎn)移成功的方法中，不屬于分子檢測的是( ) A.通過害蟲吃棉葉看其是否死亡 B.轉(zhuǎn)基因生物基因組DNA與DNA探針能否形成雜交帶 C.轉(zhuǎn)基因生物中提取的mRNA與DNA探針能否形成雜交帶 D.轉(zhuǎn)基因生物中提取的蛋白質(zhì)能否與抗體形成雜交帶,【解析】選A。目的基因?qū)?/p>

4、受體細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持 和表達(dá)其遺傳特性，只有通過檢測與鑒定才能知道。首先，要 檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因，這是目 的基因能否在真核生物中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵。檢測方法是采用 DNA分子雜交技術(shù)，使DNA探針與基因組DNA雜交，如果顯示出 雜交帶，就表明目的基因已插入染色體DNA中。其次，再檢測 目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，同樣是采用分子雜交技術(shù)，讓探 針與mRNA雜交，如果顯示出雜交帶，就表明目的基因已轉(zhuǎn)錄形 成了mRNA。最后，檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，從轉(zhuǎn)基因,生物中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原-抗體雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品。以上

5、三種方法都是分子水平上的檢測。除了上述的分子檢測外，有時還需要進(jìn)行個體生物學(xué)水平的鑒定。例如，通過害蟲吃棉葉看其是否死亡，以確定是否具有抗性以及抗性的程度。,4.(2011啟東模擬)為擴(kuò)大可耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注。我國科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。,(1)如圖甲，獲得耐鹽基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性核酸內(nèi)切酶作用于圖中的_處，DNA連接酶作用于_處 (填“a”或“b”)。 (2)將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和_法。 (3)由導(dǎo)入目的基因的水稻細(xì)胞培養(yǎng)成植株需要利用_技術(shù)，該技術(shù)的核心是_。,(4)為了確定耐

6、鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的_作探針進(jìn)行分子雜交檢測，又要用_的方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。 (5)如圖乙是該耐鹽基因表達(dá)過程中的一個階段，圖中3和4的核苷酸種類是否相同？_。說明理由：_。,【解析】(1)限制酶能將特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，而DNA連接酶能恢復(fù)被限制酶切開的磷酸二酯鍵。因此，二者都作用于a處。 (2)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和基因槍法。 (3)植物組織培養(yǎng)技術(shù)是將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后培養(yǎng)成植株需要用到的技術(shù)，該技術(shù)的核心是脫分化和再分化。 (4)基因工程的檢測包括目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞的檢測和目的基因是否表達(dá)

7、成功的檢測。,(5)圖乙表示的是轉(zhuǎn)錄過程，3所在的是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA，其基本組成單位是核糖核苷酸，4所在的是DNA的一條鏈，其基本組成單位是脫氧核糖核苷酸。 答案：(1)a a (2)基因槍 (3)植物組織培養(yǎng) 脫分化(去分化)和再分化 (4)耐鹽基因(目的基因) 一定濃度鹽水澆灌(移植到鹽堿地中) (5)不同 3是核糖核苷酸，4是脫氧核糖核苷酸,一、基因工程的工具 1.與DNA有關(guān)的酶 (1)四種酶的比較,(2)限制酶和DNA連接酶之間的關(guān)系圖示,2.載體 (1)作為載體的條件 能在宿主細(xì)胞中穩(wěn)定保存并大量復(fù)制。 有一個至多個限制性核酸內(nèi)切酶切割位點(diǎn)，以便與外源基因連接。 具有特殊的標(biāo)記基因，

8、便于篩選。,(2)種類 質(zhì)粒：一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，并具有自我復(fù)制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子。 噬菌體的衍生物。 動植物病毒。 (3)作用 作為運(yùn)載工具，將目的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞內(nèi)； 利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。,(1)DNA連接酶起作用時不需要模板。 (2)限制酶在使用時的注意事項(xiàng)： 切割目的基因和載體時，最好用同一種限制酶，以產(chǎn)生相同的黏性末端。 在切割含目的基因的DNA分子時，需用限制酶切割兩次此DNA分子，產(chǎn)生4個末端。只有這樣，目的基因兩端都有可連接的黏性末端或平末端。 限制酶切割位點(diǎn)應(yīng)位于標(biāo)記基因之外，不能破壞標(biāo)記基因，以便于進(jìn)行檢測。,【例證

9、1】(2011大同模擬)限制酶是一種核酸切割酶，可識別并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。如圖為四種限制酶BamH、EcoR、Hind以及Bgl識別序列。箭頭表示每一種限制酶的特定切割部位，其中哪兩種限制酶所切割出來的DNA片段末端可以互補(bǔ)黏合？其正確的末端互補(bǔ)序列是什么,A.BamH和EcoR 末端互補(bǔ)序列AATT- B.BamH和Hind 末端互補(bǔ)序列GATC- C.EcoR和Hind 末端互補(bǔ)序列AATT- D.BamH和Bgl 末端互補(bǔ)序列GATC- 【解題關(guān)鍵】明確限制酶的作用特點(diǎn)、準(zhǔn)確寫出四種限制酶切割后形成的黏性末端,只有兩種序列的堿基能夠互補(bǔ)配對才能使兩個DNA片段互補(bǔ)黏合。,

10、【精講精析】選D。各種限制酶切割形成的黏性末端如下表：,由上表可知，BamH和Bgl切出的黏性末端堿基互補(bǔ)配對，末端互補(bǔ)序列為GATC-。,【互動探究】(1)上述不同限制酶具有不同的識別序列，說明限制酶具有什么特點(diǎn)？ 提示：酶具有專一性。 (2)DNA連接酶連接的是互補(bǔ)堿基之間的氫鍵嗎？ 提示：不是。DNA連接酶連接的是兩個核苷酸之間的脫氧核糖和磷酸，形成磷酸二酯鍵，而不是連接互補(bǔ)堿基之間的氫鍵。,二、基因工程的基本操作程序 1.目的基因的獲取 (1)直接分離法：從自然界已有的物種中分離，如從基因組文庫或cDNA文庫中獲取。 (2)人工合成目的基因 如果基因比較小，核苷酸序列又已知，可以通過D

11、NA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成。 以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下人工合成。,2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建 (1)基因表達(dá)載體各個組成的作用 啟動子：一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質(zhì)。 終止子：也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的尾端，能使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停下來。 標(biāo)記基因：作用是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來，如抗生素抗性基因。,(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建步驟,3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,4.目的基因的檢測與鑒定 (1)分子水平檢測 導(dǎo)入檢測：DNA分子雜交技術(shù)，

12、用放射性同位素標(biāo)記的含目的基因的DNA片段作探針。 轉(zhuǎn)錄檢測：分子雜交法，用標(biāo)記的目的基因作探針與mRNA雜交。 翻譯檢測：抗原抗體雜交法。 (2)個體生物學(xué)水平鑒定：對轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)行抗蟲或抗病的接種實(shí)驗(yàn)，以確定是否具有抗性以及抗性的程度。,(1)原核生物作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)：繁殖快、多為單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對較少。 (2)基因工程四步曲中，只有第3步“將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞”沒有發(fā)生堿基互補(bǔ)配對，其他三步中都涉及堿基互補(bǔ)配對，具體過程如下： 第1步中發(fā)生在反轉(zhuǎn)錄法合成目的基因過程中； 第2步中發(fā)生在黏性末端相互連接配對過程中； 第4步中目的基因的導(dǎo)入檢測、轉(zhuǎn)錄檢測發(fā)生堿基互補(bǔ)配對。,【例證2】目

13、前基因工程所用的質(zhì)粒載體主要是以天然細(xì)菌質(zhì)粒的各種元件為基礎(chǔ)重新組建的人工質(zhì)粒，pBR322質(zhì)粒是較早構(gòu)建的質(zhì)粒載體，其主要結(jié)構(gòu)如圖一所示。,(1)構(gòu)建人工質(zhì)粒時要有抗性基因，以便于_。 (2)pBR322分子中有單個EcoR限制酶作用位點(diǎn)，EcoR只能識別序列GAATTC，并只能在G與A之間切割。若在某目的基因的兩側(cè)各有1個EcoR的切點(diǎn)，請畫出目的基因兩側(cè)被限制酶EcoR切割后所形成的黏性末端。 (3)pBR322分子中另有單個的BamH限制酶作用位點(diǎn)，現(xiàn)將經(jīng)BamH處理后的質(zhì)粒與用另一種限制酶Bgl處理得到的目的基因，通過DNA連接酶作用恢復(fù)_，成功的獲得了重組質(zhì)粒，說明_。,(4)為了

14、檢測上述重組質(zhì)粒是否導(dǎo)入原本無ampr和tetr的大腸桿菌體內(nèi)，將大腸桿菌在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖二的菌落。再將滅菌絨布按到培養(yǎng)基上，使絨布面沾上菌落，然后將絨布按到含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，得到如圖三的結(jié)果(空圈表示與圖二對照無菌落的位置)。與圖三空圈相對應(yīng)的圖二中的菌落表現(xiàn)型是_，圖三的結(jié)果顯示，多數(shù)大腸桿菌導(dǎo)入的是_。,【解題關(guān)鍵】解答本題的關(guān)鍵點(diǎn)有： (1)BamH的切割位點(diǎn)在四環(huán)素抗性基因中； (2)導(dǎo)入目的基因的重組pBR322質(zhì)粒的四環(huán)素抗性基因被破壞。 【精講精析】本題主要考查基因工程的原理及應(yīng)用。 (1)構(gòu)建人工質(zhì)粒時要有抗性基因作為標(biāo)記基因，以便于篩選(鑒別目的

15、基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞)。 (2)含有目的基因的DNA片段被EcoR切割后，應(yīng)生成三個小的DNA片段。,(3)經(jīng)BamH處理后的pBR322質(zhì)粒與用另一種限制酶Bgl處 理得到的目的基因，在DNA連接酶的作用下能恢復(fù)磷酸二酯 鍵，獲得了重組質(zhì)粒，說明兩種限制酶(BamH和Bgl)切割 得到的黏性末端相同。 (4)在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，能夠生長的大腸桿菌具 有氨芐青霉素抗性基因，這些大腸桿菌中導(dǎo)入了pBR322質(zhì)粒 或重組pBR322質(zhì)粒。在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，能夠生長 的大腸桿菌具有四環(huán)素抗性基因，這些大腸桿菌中導(dǎo)入了 pBR322質(zhì)粒而沒有導(dǎo)入重組pBR322質(zhì)粒。能在含氨芐青霉素

16、,的培養(yǎng)基上生長而不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長的是導(dǎo)入了重組pBR322質(zhì)粒的大腸桿菌，而既能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長又能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長的只能是導(dǎo)入了pBR322質(zhì)粒的大腸桿菌。綜上分析可知，與圖三空圈相對應(yīng)的圖二中的菌落是只能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長而不能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，表現(xiàn)型是能抗氨芐青霉素，但不能抗四環(huán)素。圖三的結(jié)果顯示，多數(shù)大腸桿菌既能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長，又能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長，導(dǎo)入的是pBR322質(zhì)粒。,答案：(1)篩選(鑒別目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞) (2)圖示如下： (3)磷酸二酯鍵 兩種限制酶(BamH和Bgl)切割得到的黏

17、性末端堿基互補(bǔ)配對 (4)能抗氨芐青霉素，但不能抗四環(huán)素 pBR322質(zhì)粒,【規(guī)律方法】基因工程操作時的相關(guān)提醒 (1)獲取目的基因時要保證其完整性。 (2)質(zhì)粒的切割要保證標(biāo)記基因的完整性。 (3)一般情況下，用同一種限制酶切割質(zhì)粒和含有目的基因的片段，但有時可用兩種限制酶分別切割質(zhì)粒和目的基因,可避免質(zhì)粒和質(zhì)粒之間、目的基因和目的基因之間的連接。,【變式訓(xùn)練】(2011黃岡模擬)限制酶Mun和限制酶EcoR的識別序列及切割位點(diǎn)分別是-CAATTG-和 -GAATTC-。如圖表示四種質(zhì)粒和目的基因，其中箭頭所指部位為酶的識別位點(diǎn)，質(zhì)粒的陰影部分表示標(biāo)記基因。適于作為圖示目的基因載體的質(zhì)粒是(

18、 ),【解析】選A。此題考查的是基因工程中限制酶的運(yùn)用。解答本題的關(guān)鍵是知道載體必須具備標(biāo)記基因，且標(biāo)記基因不能被破壞。A中Mun能切出與EcoR一樣的AATT-黏性末端，且未破壞標(biāo)記基因結(jié)構(gòu)；B中質(zhì)粒無標(biāo)記基因，不符合載體的條件；C、D中破壞了標(biāo)記基因。,1.(2010浙江高考)在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中，下列操作錯誤的是( ) A.用限制性核酸內(nèi)切酶切割煙草花葉病毒的核酸 B.用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體 C.將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體 D.用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞,【解析】選A。本題以構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草為背景，考查了基因工程技術(shù)

19、的操作步驟。限制性核酸內(nèi)切酶用來切割DNA以獲取抗除草劑基因片段，而煙草花葉病毒的核酸是RNA，A錯；DNA連接酶可以將獲取的目的基因和載體結(jié)合，構(gòu)建基因的表達(dá)載體，B正確；獲取的重組DNA分子可以導(dǎo)入到煙草受體細(xì)胞中，目的基因會在其中表達(dá)，使煙草具備抗除草劑的特性，欲篩選出抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草，可以將煙草放在含除草劑的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，觀察其是否能夠正常生長，C、D正確。,2.(2010江蘇高考)下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請回答下列問題：,(1)一個圖1所示的質(zhì)粒分子經(jīng)Sma切割前后，分別含有_個游離的磷酸基團(tuán)。 (2)若對圖中質(zhì)粒進(jìn)行

20、改造，插入的Sma酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越_。 (3)用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用Sma切割，原因是_。 (4)與只使用EcoR相比較，使用BamH和Hind 兩種限制酶同時處理質(zhì)粒、外源DNA的優(yōu)點(diǎn)在于可以防止_。,(5)為了獲取重組質(zhì)粒，將切割后的質(zhì)粒與目的基因片段混合，并加入_酶。 (6)重組質(zhì)粒中抗生素抗性基因的作用是為了_。 (7)為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在_的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達(dá)的初步檢測。,【解題關(guān)鍵】解答此題應(yīng)注意以下關(guān)鍵點(diǎn)： (1)限制酶的特點(diǎn)及應(yīng)用，區(qū)分題目中4種限

21、制酶的切割位置。 (2)DNA連接酶的作用及其特點(diǎn)。 (3)檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法。,【解析】本題以基因工程為載體，主要考查比較、判斷、推理、分析、綜合思維能力以及識別圖表等能力。 (1)該質(zhì)粒為環(huán)狀DNA，經(jīng)Sma切割前，不含有游離的磷酸基團(tuán)，經(jīng)Sma切割后形成平末端，含有2個游離的磷酸基團(tuán)。 (2)Sma識別的是CCCGGG序列，在C與G之間切割，Sma酶切位點(diǎn)越多，也就是C-G堿基對越多，C與G之間的氫鍵(3個)比 A與T之間的氫鍵(2個)數(shù)量多，其含量越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越高。,(3)據(jù)圖1可知，Sma切割位點(diǎn)在抗生素抗性基因(標(biāo)記基因)中，據(jù)圖2可知，Sma切割位點(diǎn)在目的

22、基因中，因此使用Sma切割會破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因。 (4)用同一種限制酶處理質(zhì)粒和外源DNA，再用DNA連接酶連接時，往往會有三種連接形式：目的基因-質(zhì)粒、目的基因-目的基因(環(huán)化)、質(zhì)粒-質(zhì)粒(環(huán)化)，后兩種是我們不需要的，因而要進(jìn)行篩選。用兩種限制酶處理質(zhì)粒和外源DNA，因形成的末端不同可避免上述情況的發(fā)生。 (5)連接質(zhì)粒與目的基因的工具酶是DNA連接酶。,(6)抗生素抗性基因是標(biāo)記基因的一種，標(biāo)記基因的作用是供重組DNA鑒定和篩選。 (7)可根據(jù)目的基因是否表達(dá)成預(yù)期的蛋白質(zhì)進(jìn)行目的基因的檢測，本題中預(yù)期的蛋白質(zhì)是蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，因而可在蔗糖為惟一含碳營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)

23、基中培養(yǎng)，以完成目的基因表達(dá)的初步檢測。,答案：(1)0、2 (2)高 (3)Sma會破壞質(zhì)粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因 (4)質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化 (5)DNA連接 (6)鑒定和篩選含有目的基因的細(xì)胞 (7)蔗糖為惟一含碳營養(yǎng)物質(zhì),3.(2009江蘇高考)蘇云金桿菌(Bt)能產(chǎn)生具有殺蟲能力的毒素蛋白。如圖是轉(zhuǎn)Bt毒素蛋白基因植物的培育過程示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因)，據(jù)圖回答下列問題。 3種限制性核酸內(nèi)切酶識別序列與切割位點(diǎn),(1)將圖中的DNA用Hind、BamH完全酶切后，反應(yīng)管中有_種DNA片段。 (2)圖中表示Hind與BamH酶切后DNA連接酶

24、連接的過程，此過程可獲得_種重組質(zhì)粒；如果換用Bst與BamH酶切，目的基因與質(zhì)粒連接后可獲得_種重組質(zhì)粒。 (3)目的基因插入質(zhì)粒后，不能影響質(zhì)粒的_。 (4)圖中的Ti質(zhì)粒調(diào)控合成的vir蛋白，可以協(xié)助帶有目的基因的T-DNA導(dǎo)入植物細(xì)胞，并防止植物細(xì)胞中_對T-DNA的降解。,(5)已知轉(zhuǎn)基因植物中毒素蛋白只結(jié)合某些昆蟲腸上皮細(xì)胞表面的特異性受體，使細(xì)胞膜穿孔，腸細(xì)胞裂解，昆蟲死亡。而該毒素蛋白對人類的風(fēng)險相對較小，原因是人類腸上皮細(xì)胞_。 (6)生產(chǎn)上常將上述轉(zhuǎn)基因作物與非轉(zhuǎn)基因作物混合播種，其目的是降低害蟲種群中的_基因頻率的增長速率。,【解析】本題考查基因工程的相關(guān)知識。 (1)在

25、含有目的基因的DNA分子中，有1個Hind 酶切位點(diǎn)、2 個BamH酶切位點(diǎn)，共3個酶切位點(diǎn)，因此，用Hind、BamH 完全酶切后，可生成4種DNA片段。 (2)用Hind、BamH完全切割目的基因后，所得的4種片段 中，有2種DNA片段一端是Hind切割后產(chǎn)生的黏性末端，另一 端是BamH切割后產(chǎn)生的黏性末端，這2種DNA片段都可與用 Hind、BamH切割后的質(zhì)粒連接，獲得2種重組質(zhì)粒。如果用 Bst與BamH切割目的基因，則產(chǎn)生的3種DNA片段中只有1種 能與用Bst和BamH切割后的質(zhì)粒連接，產(chǎn)生1種重組質(zhì)粒。,(3)質(zhì)粒要進(jìn)行復(fù)制才能隨細(xì)胞分裂進(jìn)入后代細(xì)胞中，所以重組之后要能復(fù)制。

26、 (4)酶具有專一性，對T-DNA降解的酶為DNA水解酶。 (5)生物的細(xì)胞表面的受體具有特異性，人類腸上皮細(xì)胞沒有昆蟲腸上皮細(xì)胞表面的特異性受體，所以該毒素蛋白對人類的風(fēng)險相對較小。 (6)自然選擇是普遍存在的，純種種植時自然選擇會使害蟲抗性基因頻率快速增長。所以混合種植目的是降低害蟲抗性基因頻率的增長速率。,答案：(1)4 (2)2 1 (3)復(fù)制 (4)DNA水解酶 (5)表面無相應(yīng)的特異性受體 (6)抗性,一、選擇題(共3小題，每小題2分，共6分) 1.從基因文庫中獲取目的基因的根據(jù)是( ) A.基因的核苷酸序列 B.基因的功能 C.基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA D.以上都是 【解析】選D。

27、從基因文庫中得到所需的目的基因，簡單地說就是根據(jù)目的基因的有關(guān)信息，如基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA，以及基因翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)等特性，來獲取目的基因。,2.(2011福州模擬)據(jù)圖所示，有關(guān)工具酶功能的敘述不正確的是( ) A.限制性內(nèi)切酶可以切斷a處，DNA連接酶可以連接a處 B.DNA聚合酶可以連接a處 C.解旋酶可以使b處解開 D.連接c處的酶可以為DNA連接酶,【解析】選D。限制性內(nèi)切酶能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。DNA連接酶能夠?qū)㈦p鏈DNA片段縫合起來，恢復(fù)被限制性內(nèi)切

28、酶切開了的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。因此，限制性內(nèi)切酶可以切斷a處，DNA連接酶可以連接a處；c處是同一個核苷酸內(nèi)部脫氧核糖和磷酸之間形成的鍵，不能用DNA連接酶連接；DNA聚合酶在DNA復(fù)制時將單個的核苷酸連接到DNA子鏈上，連接的部位也是a處；解旋酶可以破壞堿基對之間的氫鍵，即使b處解開。,3.已知某種限制酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點(diǎn)，如圖中箭頭所指。如果該線性DNA分子在3個酶切位點(diǎn)上都被該酶切斷，則會產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長度的DNA片段?，F(xiàn)有多個上述線性DNA分子，若在每個DNA分子上至少有1個酶切位點(diǎn)被該酶切斷，則從理論上講，經(jīng)該酶切割后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生

29、長度不同的DNA片段種類數(shù)是( ) A.3B.4C.9D.12,【解析】選C。若從這三個切點(diǎn)進(jìn)行酶切，可得到的片段種類有4種(即a、b、c、d)；若從其中兩個切點(diǎn)進(jìn)行酶切，可得到不同于前面的片段種類有3種(即a+b、b+c、c+d)；若只有一個切點(diǎn)，得到不同于前面的片段種類有2種(即a+b+c、b+c+ d)。故最多能產(chǎn)生DNA片段種類數(shù)是4+3+2=9種。,二、非選擇題(共2小題，共44分) 4.(21分)請分析下面一項(xiàng)專利：,(1)此基因工程中，目的基因是_。將人工合成的DNA片段拼接在一起，所必需的酶是_。 (2)試分析在C端加上KDEL的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留序列，為什么可以避免胰島素在植物細(xì)胞中

30、的降解？_ _。 (3)用目的基因與農(nóng)桿菌的_結(jié)合構(gòu)建表達(dá)載體。目的基因能否在番茄中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是_，檢測受體細(xì)胞中是否存在目的基因可采用_技術(shù)。,【解析】本題主要考查基因工程在植物領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。(1)此專利是將人的胰島素基因?qū)敕阎?，利用植物來生產(chǎn)人的胰島素，因此，目的基因是人胰島素基因。將人工合成的DNA片段拼接在一起，需用限制性核酸內(nèi)切酶來切割質(zhì)粒和目的基因、用DNA連接酶連接質(zhì)粒和目的基因。(2)在C端加上KDEL的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留序列，番茄合成胰島素后，會將胰島素滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中保存，從而避免了胰島素在植物細(xì)胞中的降解。(3)在構(gòu)建人胰島素基因表達(dá)載體時，可將目的基因與農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒結(jié)

31、合，形成重組質(zhì)粒。目的基因能否在番茄中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是番茄染色體DNA上是否插入了目的基因，檢測受體細(xì)胞中是否存在目的基因可采用DNA分子雜交技術(shù)。,答案：(1)人胰島素基因 限制(性核酸內(nèi)切)酶、DNA連接酶 (2)使胰島素合成后在植物內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中保存，以免在細(xì)胞內(nèi)被降解 (3)質(zhì)粒(或Ti質(zhì)粒) 番茄染色體DNA上是否插入了目的基因 DNA分子雜交,5.(23分)科學(xué)家從預(yù)期人的生長激素的功能出發(fā)，推測相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并人工合成了雙鏈DNA片段，獲得雙鏈DNA?？茖W(xué)家將人的生長激素基因與大腸桿菌的質(zhì)粒進(jìn)行重組，并成功地在大腸桿菌中得以表達(dá)。已知限制酶的識別序列和切點(diǎn)是-GGATCC-，限制酶的識別序列和切點(diǎn)是 -GATC-。據(jù)圖回答：,(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時，必須有_、目的基因、終止子以及_。 (2)為了精確地獲取圖中的目的基因，應(yīng)用_切割質(zhì)粒，用_切割目的基因。 (3)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入細(xì)菌B之前，要將細(xì)菌B放入一定濃度的_溶液中處理，使之成為感受態(tài)的細(xì)菌。人的基因之所以能與大腸桿菌的質(zhì)粒進(jìn)行重組并發(fā)揮其功能，是因?yàn)槎叩目臻g結(jié)構(gòu)都是_。 (4)人體的生長激素基因能在細(xì)菌體內(nèi)成功表達(dá)是因?yàn)開 _。,