高考生物 黄金易错点专题汇编 专题20 基因工程细胞的分子组成.docx

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高考生物黄金易错点专题汇编专题20基因工程细胞的分子组成

2014年高考生物黄金易错点专题汇编专题20基因工程细胞的分子组成

1.下列叙述符合基因工程概念的是（）

A.B（淋巴）细胞与肿瘤细胞融合

，杂交瘤细胞中含有B（淋巴）细胞中的抗体基因

B.将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株

C.用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株

D.自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上

2.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EcoRⅠ切割后产生的片段如下：

AATTC……G

G……CTTAA

为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ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________________________________________________________。

据图回答：

（1）过程①酶作用的部位是__________键，此过程只发生在非结合区DNA，过程②酶作用的部位是_________键。

（2）①②两过程利用了酶的_________特性。

（3）若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要将过程③的测序结果与________酶的识别序列进行比对，以确定选用何种酶。

（4）如果复合体中的蛋白质为RNA聚合酶，则其识别、结合的DNA序列区为基因的______________________。

（5）以下研究利用了生物分子间特异性结合性质的有_________（多选）。

A.分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA

B.用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素

C.通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色体基因定位

D.将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟

（1）一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有____________个游离的磷酸基团。

（2）若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越___________。

（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是__________________________________________。

（4）与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒和外源DNA的优点在于可以防止________________________________________________。

（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入__________酶。

（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了________________________________。

（7）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在___________________的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。

A.过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序

B.将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白

C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选

D.应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达

6.在用基因工程技术构建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分子导入烟草原生质体

D.用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞

7.家蚕细胞具有高效表达外源基因的能力。

将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可提取干扰素用于制药。

（1）进行转基因操作前，需用_________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。

（2）为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的________________和_______________之间。

（3）采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。

该PCR反应体系的主要成分应包含：

扩增缓冲液（含Mg2+）、水、4种脱氧核糖核苷酸、模板DNA、__________________________和_____________________________。

（4）利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。

通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以

_________________，增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。

8.回答有关基因工程的问题：

（1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生________末端。

若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生___________（相同、不同）黏性末端的限制酶。

（2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是_____________。

在用表达载体转化大肠杆菌时，常用_________________处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为_________________。

为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否

翻译成_________________，常用抗原—抗体杂交技术。

（3）如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的________________中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DN

A重组将目的基因插入植物细胞的________________________上。

9.人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。

利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。

（1）卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可从已处死的雌鼠__

______________中获取。

（2）图中的高血压相关基因作为________，质粒作为________，二者需用_______________切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有_______________有关。

（3）子代大鼠如果____________和___________，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。

（4）在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是___________、早期胚胎培养和胚胎移植。

10.转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。

质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四种限制酶切割位点。

请回答：

（1）构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶___________________，对__________________________进行切割。

（2）培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有_______________________，作为标记基因。

（3）香蕉组织细胞具有____________________，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。

图中①、②依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的__________________________________________。

位点，都可以被SmaⅠ破坏，故不能使用该酶剪切含有目的基因的DNA。

易错起源1、基因工程的工具

例1．将ada（腺苷酸脱氨酶基因）通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。

下列叙述错

误的是

A.每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒

B.每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点

C.每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个ada

D.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子

【精讲精析】选C。

具体分析如下：

选项

内容分析

A项正确

每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒才能表达出腺苷酸脱氨酶

B项正确

要让目的基因与质粒形成重组质粒，两者必须用同种限制性核酸内切酶切割，所以每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点

C项错误

质粒作为（运）载体的条件之一是有多种限制性核酸内切酶的识别位点，但每种限制性核酸内切酶只有一个识别位点，只能插入一个目的基因（ada）

D项正确

ada导入大肠杆菌成功的标志是表达腺苷酸脱氨酶，因此每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子

1.有关酶的比较

项目

限制（性核酸内切）酶

DNA连接酶

DNA聚合酶

解旋酶

作用底物

DNA分子

DNA分子片段

脱氧核苷酸

DNA分子

作用部位

磷酸二酯键

磷酸二酯键

磷酸二酯键

碱基对间的氢键

作用特点

切割目的基因及载体，能专一性识别双链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

将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键

只能将单个脱氧核苷酸添加到脱氧核苷酸链上

将DNA两条链之间的氢键打开

作用结果

形成黏性末端或平末端

形成重组DNA分子

形成新的DNA分子

形成单链DNA分子

2.载体

作用

①作为运载工具，将目的基因转移到受体细胞内

②利用它在受体细胞内实现目的基因的大量复制

具备的

条件

①能在受体细胞内稳定保存并大量复制

②有多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接

③具有特殊的标记基因，以便进行筛选

种类

①质粒：

一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之

外，并能够自我复制的小的双链环状DNA分子

②λ噬菌体的衍生物

③动植物病毒

1.限制酶的应用特点

（1）在获取目的基因和切割载体时最好用同一种限制酶，以获得相同的黏性末端。

（2）为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接，可用不同的限制酶处理目的基因和载体。

2.载体的两点说明

（1）一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。

（2）限制酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。

易错起源2、基因工程的操作程序

例2．肺细胞中的let-7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let-7

基因导入肺癌细胞实现表达，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let-7基因。

载体应有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7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，let-7基因能影响癌基因RAS的表达，其影响机理如图2。

据图分析，可从细胞中提取________进行分子杂交，以直接检测let-7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。

1.目的基因的获取方法

（1）从基因文库中获取；

（2）利用PCR技术扩增目的基因；

（3）人工合成，常用的方法是反转录法和化学合成法。

2.基因表达载体的构建

（1）目的：

使目的基因在受体细胞中稳定存在，并可以遗传给下一代，并使目的基因能

够表达和发挥作用。

（2）组成（如图）

3.将目的基因导

入受体细胞的方法

植物细胞

动物细胞

微生物细胞

常用

方法

农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法

显微注射技术

感受态细胞法

（或Ca2+处理法）

受体

细胞

体细胞或受精卵

受精卵

原核细胞

转化

过程

目的基因插入

Ti质粒的T-DNA上→进入农杆菌→导入植物细胞→稳定维持和表达

目的基因表达载体提纯→取受精卵→显微注射→受精卵移植→新性状动物

首先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使细胞壁的通透性增大，细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的感受态。

第二步是将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程

4.目的基因的检测和鉴定

1.基因工程操作过程中发生碱基互补配对的步骤

（1）获取目的基因和同种限制酶处理载体：

得到的黏性末端碱基互补；

（2）构建基因表达载体：

目的基因的黏性末端与载体的黏性末端互补；

（3）表达检测DNA-DNA、DNA-RNA杂交时，遵循碱基互补配对原则。

2.原核细胞、真核细胞基因结构的异同

（1）相同点：

都有编码区、非编码区，在非编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列，在编码区上游均有与RNA聚合酶结合的位点。

（2）不同点：

原核细胞的基因结构简单，编码区连续；真核细胞的基因结构复杂，编码区间隔，不连续。

3.操作的注意问题

（1）获取目的基因时要保证其完整性。

（2）质粒的切割要保证标记基因的完整性。

易错起源3、基因工程的

原理和操作程序

例3．图1表示含有目的基因D的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。

现有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。

请回答下列问题：

（1）图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由____________________连接。

（2）若用限制酶SmaⅠ完全切割图1中DNA片段，产生的末端是_________末端，其产物长度为__________________。

（3）若图1中虚线方框内的碱基对被T-A碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。

从杂合子中分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶SmaⅠ完全切割，产物中共有___________种不同长度的DNA片段。

（4）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是________。

在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加________的培养基进行培养。

经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是_______。

1．下列关于基因工程中有关酶的叙述不正确的是（　　）

A．限制酶水解相邻核苷酸间的化学键打断DNA

B．DNA连接酶可将末端碱基互补的两个DNA片段连接

C．DNA聚合酶能够从引物末端延伸DNA或RNA

D．逆转录酶以一条RNA为模板合成互补的DNA

2．用某人的胰岛素基因制成的DNA探针检测下列物质，能形成杂交分子的是（　　）

①该人胰岛A细胞中的DNA　②该人胰岛B细胞中的mRNA　③该人胰岛A细胞中的mRNA　④该人肝细胞中的DNA

A．①②③④　　　　　　B．①②③

C．①②④D．②

3．据下图分析，下列有关基因工程的说法不正确的是（　　）

A．为防止目的基因与质粒任意结合而影响基因的表达，应用限制酶Ⅰ、Ⅱ同时切割二者

B．限制酶、DNA连接酶的作用部位都是磷酸二酯键

C．与启动子结合的应该是RNA聚合酶

D．能够检测到标记基因表达产物的受体细胞中，也一定会有目的基因的表达产物

4．下列关于蛋白质工程的叙述，错误的是（　　）

A．实施蛋白质工程的前提条件是了解蛋白质结构和功能的关系

B．基因工程是蛋白质工程的基础

C．蛋白质工程是对蛋白质分子的直接改

造

D．蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程

5．美国科学家将萤火虫的荧光素基因转入烟草植物细胞，获得高水平的表达，长成的植物通体光亮，堪称奇迹。

下列有关发光烟草培育的叙述正确的是（　　）

A．在培育过程中需用同一种限制酶分别切割荧光素基因和质粒

B．将目的基因直接导入烟草细胞常用的方法是显微注射法

C．受体细胞只能用烟草的受精卵，因为受精卵的全能性最大

D．导入目的基因的烟草细胞不需进行植物组织培养就能发育成一个完整的植株

6．基因芯片技术是近几年发展起来的新技术，将待测DNA分子用放射性同位素或荧光物质标记，如果能与芯片上的单链DNA探针配对，它

们就会结合起来，并出现“反应信号”。

下列说法中不正确的是（　　）

A．基因芯片的工作原理是碱基互补配对

B．待测的DNA分子首先要解旋变为单链，才可用基因芯片测序

C．“反应信号”是由待测DNA分子与基因芯片上的放射性

探针结合产生的

D．由于基因芯片

技术可以检测待测DNA分子，因而具有广泛的应用前景

7．有人认为转基因生物有可能

成为入侵的外来物种，威胁生态系统中其他生物的存在。

其依据是（　　）

A．转入的外源基因有可能与感染转基因生物的某些细菌杂交，形成新的病原体

B．转基因植物的抗除草剂基因，有可能通过花粉传播而进入杂草中，使杂草成为超级杂草

C．科学家赋予了转基因生物某些特殊性，增强了它们在该地区生存条件下的竞争能力

D．转基因植物花粉传播的距离有限，只能在种植区以内繁殖

8．ch1L基因是蓝细菌拟核DNA上控制叶绿素合成的基因。

为研究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建该种生物缺失ch1L基因的变异株细胞。

技术路线如下图所示，对此描述错误的是（　　）

A．ch1L基因的基本组成单位是脱氧核苷酸

B．①②过

程中使用限制酶的作用是将DNA分子的磷酸二酯键打开

C．①②过程都要使用DNA聚合酶

D．若操作成功，可用含红霉素的培养基筛选出该变异株

9．科学家培育出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．通常用小鼠受精卵作为受体细胞

B．通常用显微注射法将含有人生长激素基因的表达载体导入受体细胞

C．采用DNA分子杂交技术可以检测人的生长激素基因是否表达

D．构建含有人生长激素基因的表达载体需要用到DNA连接酶

10．如同发明炸药时没有想把炸药用于人类互相残杀的战争一样，科学家在创造DNA重组技术时，也不是为了用于战争，但却无法抵挡新技术在军事方面的运用，生物武器就这样悄然出现了。

下列关于生物武器的说法错误的是（　　）

A．生物武器难以检测，杀伤时可能并不会被马上

察觉

B．生物武器没有明确的标识，潜在危害大

C．依靠科学力量和人类的文明合作，生物武器也会受

到限制

D．生物武器适应能力强，不受气候影响

11．人外周血单核细胞能合成白介素2（IL2）。

该蛋白可增强机体免疫功能，但在体内易被降解。

研究人员将IL2基因与人血清白蛋白（HSA）基因拼接成一个融合基因，并在酵母菌中表达，获得具有IL2生理功能

、且不易降解

的IL2HSA融合蛋白。

其技术流程如下图。

请回答：

（1）培养人外周血单核细胞的适宜温度为________℃；图中②表示________过程。

（2）表达载体1中的位点________应为限制酶BglⅡ的识别位点，才能成功构建表达载体2。

（3）表达载体2导入酵母菌后，融合基因转录出的mRNA中，与IL2蛋白对应的碱基序列不能含有________（起始、终止）密码子，才能成功表达出IL2HSA融合蛋白。

（4）应用________杂交技术可检测酵母菌是否表达出IL2HSA融合蛋白。

12．普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。

科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种，操作流程如下图。

请据图回答：

（1）在番茄新品种的培育过程中，将目的基因导入受体细胞采用最多的方法是____________，筛选出含重组DNA的土壤农杆菌时通常依据质粒上的________的表达。

（2）为促使图中②、③过程的顺利完成，需要在________________条件下进行。

要快速繁殖转基因抗软化番茄植株，目前常用的科技方法是________。

为获得这种番茄的脱毒苗，应用其________进行培养。

（3）除了图示培育方法外，还可通过蛋白质工程技术，对________________的结构进行特定的改变，从而获得抗软化的番茄品种，关键的操作是对_______________

_进行定向改造。

（4）为防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其他植物而造成基因污染，可将抗多聚半

乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的________（结构）中。

13．我国目前临床使用的乙肝疫苗大多为基因工

程疫苗，其有效成分是一种叫做乙肝表面抗原的蛋白（S蛋白质，对应的基因为S基因），回答下列问题。

（1）在这项技术中，S基因属于________。

（2）用________________处理S基因和运载体，并用________使之结合，这里的DNA片段两两结合的产物有___

_____种，除了S基因，构建好的表达载体还应具有_______________

_等结构。

（3）将表达载体导入到哺乳动物细胞，筛选得到工程细胞。

使用合成培养基培养工程细胞时，通

常需要加入________等天然成分。

工程细胞在生长过程中有________________

现象，需要定期使用________

酶处理，以便于分瓶继续培养，在培养过程中，定期收集培养液，分离纯化即可得到所需产品。

（4）由于哺

乳动物细胞娇嫩挑剔，培养较难，成本较高，近些年科学家们又发明了“乳腺生

物

发生器”

，从饲养的转基因动物分泌的乳汁中提取所需产品。

在这种技术中，构建表达载体时需要将S基因与________________等调控

组件重组在一起，并将表达载体通过________的方式，导入到哺乳动物的________中（填细胞名称）。

（5）人的肠道具

有独立的黏膜免疫

系统，这使得口服疫苗成为可能，但有效的口服疫苗必须要在到达肠道的过程中躲避胃酸和蛋白酶的降解，否则就会失效。

如果要生产口服的乙肝疫苗，理想的受体是植物细胞，理由是______

_____________________________

________________________________________________________________________