高考生物一轮复习 第九单元 第40讲基因工程检测题 北师大版.docx

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高考生物一轮复习第九单元第40讲基因工程检测题北师大版

第40讲　基因工程

[考纲要求]　1.基因工程的诞生（Ⅰ）。

2.基因工程的原理及技术（Ⅱ）。

3.基因工程的应用（Ⅱ）。

4.蛋白质工程（Ⅰ）。

考点一　聚焦基因工程的概念及基本工具

1．分析基因工程的概念

（1）供体：

提供目的基因。

（2）操作环境：

体外。

（3）操作水平：

分子水平。

（4）原理：

基因重组。

（5）受体：

表达目的基因。

（6）本质：

性状在受体体内表达。

（7）优点：

克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状。

2．基因工程的基本工具

（1）限制性内切酶只能用于切割目的基因（　×　）

（2）限制性内切酶切割DNA分子具有特异性（　√　）

（3）限制性内切酶切割DNA分子后可产生黏性末端和平末端两种类型（　√　）

（4）DNA连接酶能将两碱基间通过形成氢键连接起来（　×　）

（5）E·coliDNA连接酶既可连接平末端，又可连接黏性末端（　×　）

（6）质粒是小型环状DNA分子，是基因工程常用的运载体（　√　）

（7）运载体的作用是携带目的基因导入受体细胞中，使之稳定存在并表达

（　√　）

易错警示　巧辨基因工程操作工具易错点

（1）限制性内切酶是一类酶，而不是一种酶。

（2）限制性内切酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。

（3）在切割目的基因和运载体时要求用同一种限制性内切酶，目的是产生相同的黏性末端。

（4）将一个基因从DNA分子上切割下来，需要切两处，同时产生4个黏性末端。

（5）不同DNA分子用同一种限制性内切酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制性内切酶切割，产生的黏性末端一般不相同。

（6）限制性内切酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于进行检测。

（7）基因工程中的运载体与细胞膜上物质运输的运载体不同。

基因工程中的运载体是DNA分子，能将目的基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。

（8）基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。

1．如图所示为部分双链DNA片段，下列有关基因工程中工具酶功能的叙述错误的是

（　　）

A．切断a处的酶为限制性内切酶

B．连接a处的酶为DNA连接酶

C．切断b处的酶为DNA解旋酶

D．连接b处的酶为RNA聚合酶

答案　D

解析　限制性内切酶能识别特定的核苷酸序列，并且能在特定的切点上切割DNA分子，通常形成黏性末端，即能切割DNA链外侧的磷酸二酯键（图中的a处），内侧碱基对之间的氢键（b处）可通过DNA解旋酶水解。

DNA连接酶将切断的磷酸二酯键进行连接，即图中的a处。

RNA聚合酶的作用是催化DNA的转录。

2．限制性内切酶MunⅠ和限制性内切酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。

如图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为限制性内切酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。

适于作为图示目的基因运载体的质粒是（　　）

答案　A

解析　由图可知，质粒B上无标记基因，不适合作为运载体；质粒C和D的标记基因上都有限制性内切酶的识别位点；只有质粒A上既有标记基因，且MunⅠ的切割位点不在标记基因上。

1．基因工程的基本原理和理论基础概括如下图

2．与DNA有关的酶

（1）五种相关酶的比较

作用底物

作用部位

形成产物

限制性

内切酶

DNA分子

磷酸二酯键

黏性末端或平末端

DNA连接酶

DNA片段

磷酸二酯键

重组DNA分子

DNA聚合酶

脱氧核苷酸

磷酸二酯键

子代DNA

DNA解旋酶

DNA分子

碱基对间的氢键

形成脱氧核苷酸单链

DNA（水解）酶

DNA分子

磷酸二酯键

游离的脱氧核苷酸

（2）限制性内切酶和DNA连接酶之间的关系图示

3．对载体的分析

条　件

目　的

稳定并能复制

目的基因稳定存在且数量可扩大

有一个至多个限制性内切酶切割位点

可携带多个或多种外源基因

具有特殊的标记基因

便于重组DNA的鉴定和选择

考点二　基因工程的操作步骤

观察基因工程的操作过程，分析每一步骤的操作程序

易错警示　基因工程操作易错点

（1）目的基因的插入位点不是随意的

基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。

（2）基因工程操作过程中只有第三步（将目的基因导入受体细胞）没有碱基互补配对现象

第一步存在逆转录法获得DNA，第二步存在黏性末端连接现象，第四步检测存在分子水平杂交方法。

（3）原核生物作为受体细胞的优点：

繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。

（4）一般情况下，用同一种限制性内切酶切割质粒和含有目的基因的片段，但有时可用两种限制性内切酶分别切割质粒和目的基因，这样可避免质粒和质粒之间、目的基因和目的基因之间的连接。

（5）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为转化。

转化的实质是目的基因整合到受体细胞染色体基因组中。

（6）不熟悉标记基因的种类和作用：

标记基因的作用——筛选、检测目的基因是否导入受体细胞，常见的有抗生素抗性基因、发光基因（表达产物为带颜色的物质）等。

（7）对受体细胞模糊不清：

受体细胞常用植物受精卵或体细胞（经组织培养）、动物受精卵（一般不用体细胞）、微生物（大肠杆菌、酵母菌）等。

要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌（需内质网、高尔基体的加工、分泌）；一般不用支原体，原因是它营寄生生活；一定不能用哺乳动物成熟的红细胞，原因是它无细胞核，不能合成蛋白质。

（8）还应注意的问题有：

①基因表达载体中，启动子（DNA片段）≠起始密码子（RNA）；终止子（DNA片段）≠终止密码子（RNA）。

②基因表达载体的构建是最核心、最关键的一步，在体外进行。

3．下列有关基因工程操作的叙述中，正确的是（　　）

A．用同种限制性内切酶切割运载体与目的基因可获得相同的黏性末端

B．以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同

C．检测到受体细胞含有目的基因就标志着基因工程操作的成功

D．用含抗生素抗性基因的质粒作为运载体是因为其抗性基因便于与外源基因连接

答案　A

解析　一种氨基酸可以由多种密码子控制，因此以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因通常不同；只有目的基因表达，使受体表现出目标性状或获得目标产物才标志着基因工程操作的成功；抗生素抗性基因作为标记基因，用于检测目的基因是否导入受体细胞。

4．浙江大学农学院喻景权教授课题组研究发现，一种植物激素——油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。

用油菜素内酯处理后，许多参与农药降解的基因（如P450基因和红霉素抗性基因）的表达和酶活性都得到提高，在这些基因“指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或低毒甚至无毒物质，有的则被直接排出体外。

某课题组进一步进行了如下的实验操作，请回答下列问题：

（1）获得油菜素内酯合成酶基因的方法有。

步骤①用PCR技术扩增基因时用到的耐高温酶通常是指；步骤②用到的酶有。

（2）图中导入重组质粒的方法是，在导入之前应用一定浓度的处理受体细菌。

（3）导入重组质粒2以后，往往还需要进行检测和筛选，可用制成探针，检测是否导入了重组基因，在培养基中加入可将含有目的基因的细胞筛选出来。

（4）请你为该课题命名：

。

答案　

（1）从cDNA文库中获取、从基因组文库中获取、人工合成目的基因或PCR合成（任选其中两项即可）　TaqDNA聚合酶　限制性内切酶和DNA连接酶　

（2）转化法　氯化钙溶液　（3）红霉素抗性基因　红霉素　（4）探究油菜素内酯能否促进土壤中农药的分解

解析　进行基因工程操作时，首先要获取目的基因，其方法有多种：

从cDNA文库中获取、从基因组文库中获取、人工合成目的基因或PCR合成等。

在构建基因表达载体的过程中，用到的工具酶有限制性内切酶和DNA连接酶。

图中的受体细胞是细菌，故用转化法导入基因表达载体，导入后，需检验和筛选。

从图中可以看出，最终是通过对照实验来检验转基因细菌对土壤中残留农药的分解能力。

1．获取目的基因

（1）直接分离

（2）人工化学合成：

适用于分子较小的基因。

2．基因表达载体的构建——基因工程的核心

（1）目的：

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，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。

（2）基因表达,载体组成

（3）构建过程

3．将目的基因导入受体细胞

生物种类

植物

动物

微生物

常用方法

农杆菌介导的

遗传转化法

显微注射技术

氯化钙法

受体细胞

体细胞

受精卵

原核细胞

转化过程

将目的基因插入到Ti质粒的TDNA上→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的DNA上→表达

将含有目的基因的表达载体提纯→取卵（受精卵）→显微注射→受精卵发育→获得具有新性状的动物

Ca2＋处理细胞→感受态细胞→重组表达载体DNA分子与感受态细胞混合→感受态细胞吸收DNA分子

4.目的基因的检测与鉴定

考点三　关注基因工程的应用和蛋白质工程

1．基因工程的应用（判一判）

（1）我国的转基因抗虫棉转入的抗虫基因是Bt毒蛋白基因（　√　）

（2）利用乳腺生物反应器能够获得一些重要的医药产品，如人的血清白蛋白，这是因为将人的血清白蛋白基因导入了动物的乳腺细胞中（　×　）

（3）由大肠杆菌工程菌获得人的干扰素后可直接应用（　×　）

（4）为培育抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体

（　×　）

（5）目前，植物基因工程技术主要应用于提高农作物的抗逆性、生产某些天然药物、改良农作物的品质、作器官移植的供体（　×　）

（6）基因工程药物主要来源于转基因动物生产（　×　）

（7）基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的（　√　）

2．蛋白质工程

（1）概念理解

①基础：

蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系。

②操作：

基因修饰或基因合成。

③结果：

改造了现有蛋白质或制造出新的蛋白质。

④目的：

满足人类的生产和生活的需求。

（2）操作过程：

从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）→基因表达→产生需要的蛋白质。

易错警示　

（1）有关基因工程应用的易错点

①动物基因工程主要是为了改善畜产品的品质，而不是为了产生体型巨大的个体。

②DNA分子作探针进行检测时应检测单链，即将待测双链DNA分子打开。

③Bt毒蛋白基因控制合成的Bt毒蛋白并无毒性，进入昆虫消化道被分解成多肽后产生毒性。

④青霉素是青霉菌产生的，不是通过基因工程产生的。

⑤并非所有个体都可作为乳腺生物反应器。

操作成功的应该是雌性个体，个体本身的繁殖速度较高，泌乳量、蛋白含量等都是应该考虑的因素。

⑥基因治疗后，缺陷基因没有改变。

基因治疗是把正常基因导入受体细胞中，以表达正常产物从而治疗疾病，对原来细胞中存在缺陷的基因没有清除或改变。

（2）有关蛋白质工程的易错点

①对蛋白质分子进行改造，其本质是改变其基因组成。

如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造的蛋白质分子还是无法遗传。

②蛋白质工程的实质是根据蛋白质的结构，创造新基因或者改造老基因，是基因工程的发展与延续。

③蛋白质工程与DNA分子重组技术是分不开的，常用到基因工程工具酶，