全章复习与测试教案范文

选修三

第1讲

基因工程

知能达标训练

真题演练

1．(2011·高考四川卷)北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是

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

解析

因为一种氨基酸可能对应多种密码子、真核生物体内的基因含有内含子等因素，导致逆转录合成的目的基因与原基因有较大的差异，所以人工合成的目的基因不能用于比目鱼基因组测序，A选项错误；抗冻蛋白的11个氨基酸的重复序列重复次数越多，抗冻能力越强，并不是抗冻基因的编码区重复次数越多抗冻能力越强，抗冻基因编码区依次相连形成的新基因已不是原来的抗冻基因，因此不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白，B选项正确；农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的最常用方法，不是为了筛选含有标记基因的质粒，C选项错误；应用DNA探针技术，可以检测转基因植物中目的基因的存在，但不能完成对目的基因表达的检测，D选项错误。

答案

B 2．(2011·高考安徽卷)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

1

解析

大肠杆菌成功表达出腺苷酸脱氨酶，说明这些大肠杆菌都至少含有一个重组质粒，A项正确；作为载体的条件为至少含有一个或多个酶切位点，所以作为载体的质粒至少含有一个限制性核酸内切酶识别位点，B项正确；作为基因表达载体应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因四部分，但并不是每个酶切位点都至少插入一个ada，C项错误；由于这些目的基因成功表达，所以每个ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子，D项正确。

答案

C 3．(2011·上海理综)若将大熊猫和小熊猫的血清分别注射入家兔体内，产生抗体后，将含有不同抗体的兔血清(简称抗血清)与受试动物的血清进行反应，结果见下表。若用“＋”的个数表示反应强度，则通过这个实验可以判断与大熊猫亲缘关系较近的是

血清

抗血清

大熊猫

小熊猫

大熊猫

＋＋＋

＋

受试动物

小熊猫

＋

＋＋＋

马来熊

＋＋

＋＋

黑熊

＋＋

＋＋

A.小熊猫

B．黑熊和小熊猫

C．马来熊和小熊猫

D．马来熊和黑熊

解析

从实验结果表中可以看出，兔血清(抗血清)与受试动物的血清反应强度依次为大熊猫、马来熊和黑熊、小熊猫，由此可知，与大熊猫亲缘关系较近的是马来熊和黑熊，而小熊猫与大熊猫的亲缘关系相对较远。

答案

D 4．(2010·浙江理综)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

解析

限制性核酸内切酶用于提取目的基因和切割载体，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不能用限制性核酸内切酶切割，A项错误；DNA连接酶可以连接具有相同黏性末端的目的基因和载体，B项正确；受体细胞可以是受精卵和体细胞，也可以是去除细胞壁的原生质体，C项正确；目的基因为抗除草剂基因，所以未成功导入目的基因的细胞不具有抗除草剂的能力，筛选时应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞，D项正确。

答案

A

2

5．(2011·安徽理综)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。

解析

(1)动物细胞间借胶原蛋白连在一起，故可用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理幼蚕组织，获得单个细胞；(2)来自cDNA文库的干扰素基因片段是通过逆转录得到的，其缺少非编码区上的启动子和终止子，为使其高效表达，必须把其插入表达载体的启动子和终止子之间；(3)利用PCR技术体外扩增目的基因时，必须加2种引物和耐高温的DNA聚合酶(Taq DNA聚合酶)；(4)多孔的中空薄壁小玻璃珠可以扩大细胞贴壁生长的附着面积，从而增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。

答案

(1)胰蛋白(或胶原蛋白) (2)启动子

终止子

(3)对干扰素基因特异的DNA引物对

TaqDNA聚合酶

(4)扩大细胞贴壁生长的附着面积

能力提升

1．(2012·浙江温州二模)下表为常用的限制性核酸内切酶(限制酶)及其识别序列和切割位点，由此推断以下说法中，正确的是

限制酶名称

识别序列和

切割位点

↓限制酶名称

识别序列和

切割位点

↓BamH Ⅰ

EcoRⅠ

HindⅡ

GGATCC ↓KpnⅠ

↓GGTACC

↓CAATTC ↓Sau3AⅠGATC SmaⅠ

GTYRAC 3 CCCGGG (注：Y＝C或T，R＝A或G)

A．限制酶切割后不一定形成黏性末端

B．限制酶的切割位点一定在识别序列的内部

C．不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端

D．一种限制酶一定只能识别一种核苷酸序列

解析

HindⅡ能识别不同的核苷酸序列，切割后不一定形成黏性末端。Sau3AⅠ的切割位点在识别序列的外部，不同限制酶切割后可能形成相同的黏性末端，如BamHⅠ与Sau3AⅠ切割的末端。

答案

A 2．(2011·浙江六校2月联考)下面是四种不同质粒的示意图，其中ori为复制必需的序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示一种限制性核酸内切酶的酶切位点。若要得到一个能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长的含重组DNA的细胞，应选用的质粒是

解析

A项破坏了复制必需的序列，不能复制。B项氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因都完好，在四环素培养基上和氨苄青霉素培养基上都能生长。C项氨苄青霉素抗性基因被破坏，四环素抗性基因完好，能在四环素培养基上生长而不能在氨苄青霉素培养基上生长。D项氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏。

答案

C 3．(2012·天津宝坻一模)下列有关基因工程的叙述，错误的是

A．从基因组文库中获取的某种生物的部分基因，可以实现物种间的基因交流

B．从cDNA文库中获取的目的基因，既无启动子，又无内含子

C．用人的胰高血糖素基因制成的DNA探针，检测人胰岛B细胞中的mRNA，可形成杂交分子

D．基因表达载体中的标记基因，不能含有限制酶的切割位点

解析

人的胰高血糖素基因在胰岛A细胞中能转录出信使RNA，在胰岛B细胞中不转录。

答案

C

4

4．(2011·浙江五校高三联考)某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将a转到马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在，下列说法正确的是

A．基因a只有导入到马铃薯受精卵中才能表达

B．目的基因来自细菌，可以不需要载体直接导入受体细胞

C．基因a导入成功后，将抑制细胞原有的新陈代谢，开辟新的代谢途径

D．目的基因进入受体细胞后，可随着马铃薯的DNA分子的复制而复制，传给子代细胞并表达

解析

培育转基因植株可以以体细胞或受精卵作为受体细胞；目的基因必须借助载体才能导入受体细胞；目的基因导入成功后，不抑制细胞原有的代谢途径。

答案

D 5．(2012·浙江宁波八校联考)以下关于现代生物技术的说法，错误的是

A．在基因工程技术中，需要用CaCl2处理的环节是将目的基因导入细菌

B．我国政府对待克隆人技术的态度是禁止克隆人，因为克隆人严重违反生物伦理

C．原生质体制备过程中用0.5～0.6 mol·L－1的甘露醇溶液是为了保护果胶酶和纤维素酶

D．在基因工程中，解旋酶作用的是氢键，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用的都是磷酸二酯键

解析

原生质体制备过程中用0.5～0.6 mol·L－1的甘露醇溶液是为了维持细胞的渗透压。

答案

C 6．下图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tetR为四环素抗性基因，P为启动子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoR、BamHⅠ在内的多种酶的酶切位点。

5

据图回答：

(1)将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRⅠ酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有____________、____________、________三种。若要从这些连接产物中分离出重组质粒，需要对这些连接产物进行________。

(2)用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是________；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是________。

(3)目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是________，其合成的产物是________。

(4)在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是________。

解析

用同一种限制酶分别切质粒和含有目的基因的DNA，会切出相同的黏性末端，再用DNA连接酶连接后，会出现目的基因—载体连接物、载体—载体连接物、目的基因—目的基因连接物三种连接物，再通过筛选才能够获得目的基因—载体连接物。用EcoRⅠ酶切时，切点在tetR四环素抗性基因中，破坏了质粒中的四环素抗性基因，载体一载体连接物能够使tetR四环素抗性基因恢复完整，基因能够表达，含有载体—载体连接物宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能够正常生长。ampR为青霉素抗性基因，存在于质粒中，在构建重组质粒时，并没有被破坏，所以含有目的基因—载体连接物和载体—载体连接物的宿主细胞接种到青霉素的培养基中，能正常生长。P启动子是基因结构中RNA聚合酶的识别和结合位点，RNA聚合酶的作用是催化以DNA的一条链为模板，转录形成mRNA的过程。用EcoRⅠ和BamHⅠ对目的基因和质粒表达载体进行酶切，切出的末端不同，从而防止任意连接。

答案

(1)目的基因—载体连接物

载体—载体连接物

目的基因—目的基因连接物

分离纯化(或其他合理答案)

(2)载体—载体连接物

目的基因—载体连接物、载体—载体连接物

(3)启动子

mRNA

(4)EcoRⅠ和BamHⅠ(不能只答一个酶) 7．(2011·吉林东北师大)下面是一项“利用转基因番茄生产人胰岛素的方法”的专利摘要，请回答：本发明利用转基因番茄作为生物反应器生产人胰岛素。所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，并且在胰岛素—COOH端加上KDEL内质网滞留序列，避免胰岛素在植物细胞中的降解。将该基因置于CaMV35S启动子和果实专一性启动子2A12的驱动之下通过农杆菌介导的方法转入番茄中，在番茄的果实中表达人胰岛素。

(1)本专利是采用____________方法获得目的基因的。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，原因是________。要想在体外获得大量该目的基因的片段，可以采用________技术。

(2)根据上述摘要，转基因操作时所用的载体是____________。构建的基因表达载体中不会含有____________(从下列选项中选择)。

6

①目的基因

②CaMV35S启动子

③果实专一性启动子

2A12

④引物

⑤标记基因

⑥内含子滞留序列

⑦终止密码子

⑧终止子

(3)如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用________技术。该技术中使用的基因探针也可以用来检测________。

解析

由题意可知，所用的人胰岛素基因是依据植物“偏爱”的密码子来设计所含的密码子，通过人工合成若干DNA片段，拼接而成，所以本专利是采用人工合成方法获得目的基因的。获得的人胰岛素基因与人体细胞中胰岛素基因的碱基序列不同，但两者所编码的蛋白质中氨基酸序列相同，原因是密码子具有简并性，基因序列不同，蛋白质可以相同。基因表达载体组分比较多，主要是以下几个：目的基因、CaMV35S启动子、果实专一性启动子2A12、标记基因。如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用DNA分子杂交技术。该技术中使用的基因探针也可以用来检测目的基因是否转录出mRNA。

答案

(1)人工合成

密码子具有简并性，基因序列不同，蛋白质可以相同

PCR (2)农杆菌的Ti质粒

④⑥⑦

(3)DNA分子杂交

目的基因是否转录出mRNA 8．饲料原料中的磷元素有相当一部分存在于植酸中，猪、禽等动物由于缺乏有关酶，无法有效利用植酸，造成磷源浪费，而且植酸随粪便排出后易造成环境有机磷污染。植酸酶能催化植酸水解成肌醇和磷酸，因此成为目前重要的饲料添加剂之一。

(1)饲料加工过程温度较高，要求植酸酶具有较好的高温稳定性。利用蛋白质工程技术对其进行改造时，首先必须了解植酸酶的________，然后改变植酸酶的________，从而得到新的植酸酶。

(2)培育转植酸酶基因的大豆，可提高其作为饲料磷的利用率。将植酸酶基因导入大豆细胞常用的方法是______________。请简述获得转基因植株的完整过程。______________________ ________________________________________________________________________。

(3)为了提高猪对饲料中磷的利用率，科学家将带有植酸酶基因的重组质粒通过________________________________________________________________________ 转入猪的受精卵中。该受精卵培养至一定时期可通过________方法，从而一次得到多个转基因猪个体。

解析

对蛋白质改造时，首先要知道蛋白质的结构，有氨基酸序列构成的一级结构和折叠组装成的空间结构。转基因技术有四个基本步骤，经常采用农杆菌介导法，因为农杆菌容易侵染植物细胞，重组质粒被导入受体细胞时，经常用到显微注射法，而胚胎分割移植能快速繁育优良种畜。

答案

(1)空间结构

氨基酸序列

(2)农杆菌介导的转化法

外源植酸酶基因→农杆菌→大豆细胞→大豆植株再生→鉴定

(3)显微注射法

胚胎分割移植

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