资源描述
现代生物科技专题 基 因 工 程
一、DNA重组技术的基本工具(填空)
1．限制性核酸内切酶——“分子手术刀”。
(1)来源：主要从________中分离纯化出来的。
(2)作用特点：能够识别双链DNA分子__________________，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的______断开。
(3)作用结果：产生________或________。
答案：1．(1)原核细胞 (2)特定核苷酸序列 磷酸二酯键 (3)黏性末端 平末端
2．DNA连接酶——“分子缝合针”。
(1)作用：将________拼接成新的DNA分子。
(2)种类：
E·coli DNA连接酶：只能连接_____
T4 DNA连接酶：既能连接
又能连接
答案：2．(1)DNA片段 (2)黏性末端 黏性末端 平末端
3．基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”。
(1)作用：将________送入受体细胞中。
(2)常用种类：______、λ噬菌体的衍生物、______。
(3)特点：含有__________、______________切点，能在受体细胞中________________。
答案：3．(1)目的基因 (2)质粒 动植物病毒
(3)标记基因 多个限制酶 复制并稳定保存
二、基因工程的基本操作程序(填空)
目的基因 主要指编码蛋白的
第一步 ①从基因文库中获取目的基因
目的基因 方法 ②利用 扩增目的基因
的获取 ③用 直接人工合
①启动子 位于基因首端，是 识别和结合部位
第二步 ②终止子 位于基因 ，使转录在所需地方停止
基因表达 ③标记基因 鉴别受体细胞中是否含有 ，
载体构建 从而将含 的细胞筛选出来
④目的基因 是插入的外源基因
①导入植物细胞常用方法 、基因
第三步 枪法和
将目的基因 ②导入动物细胞常用方法
导入受体细胞 ③导入微生物细胞常用方法
①检测目的基因是否插入到染色体DNA上常用
第四步 技术
目的基因 ②检测目的基因是否转录出了mRNA可用
的检测与 技术
表达 ③检测目的基因是否翻译成蛋白质可用
杂交
④检测转基因植物是否具有抗虫或抗病特性，可
做 的接种实验
答案： 结构基因 PCR技术 化学方法 RNA聚合酶 尾端 目的基因 目的基因 农杆菌转化法 花粉管通道法 显微注射法 Ca2＋处理法 DNA分子杂交 分子杂交 抗原—抗体 抗虫或抗病
三、基因工程的应用(填表)
技术名称
应用
动物基
因工程
提高动物__________来提高产品产量；改善畜产品品质；用转基因动物生产______；用转基因动物作器官移植的供体
植物基
因工程
培育__________植物、抗病转基因植物和________植物；利用转基因改良植物的品质
基因
治疗
把________导入病人体内，使______________发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，分为______基因治疗和______基因治疗
答案：生长速率 药物 抗虫转基因 抗逆转基因 正常基因 该基因的表达产物 体外 体内
四、蛋白质工程的崛起(判断正误)
1．蛋白质工程是对组成蛋白质的氨基酸或蛋白质的空间结构进行操作，来改造蛋白质的技术。( )
2．蛋白质工程的流程是：预期蛋白质功能→设计预期蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。( )
答案：1. × 2.√
1．(2013·江苏卷，22)(多选)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是( )
A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
B．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列
C．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶
D．一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞
解析：设计引物时应当与表达载体两端的序列进行互补配对A错误；PCR法扩增目的基因只需要知道基因两端的序列设计合适的引物即可，而不必知道其全部序列，B正确；PCR中应用耐高温的DNA聚合酶C错误；根据目的基因的编码产物选择合适的受体细胞，以有利于基因的表达，D正确，因此答案为BD。
答案：BD
2．(2013·安徽卷，6)下图为通过DNA分子杂交鉴定含有某特定DNA的细菌克隆示意图。下列叙述正确的是( )
A．根据培养皿中菌落数可以准确计算样品中含有的活菌实际数目
B．外源DNA必须位于重组质粒的启动子和终止子之间才能进行复制
C．重组质粒与探针能进行分子杂交是因为DNA分子脱氧核糖和磷酸交替连接
D．放射自显影结果可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置
解析：根据菌落数只能大约推测出活菌数，A错误；外源DNA作为一个完整的基因，自身含有启动子和终止子，B错误；DNA杂交是利用碱基互补配对原则进行的，C错误；因为放射性标记的DNA探针能与相应的DNA杂交，而产生放射自显影，而只有特定的DNA才与探针相结合，所以可以显示原培养皿中含有特定DNA的细菌菌落位置，D正确。
答案：D
3．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
解析：将重组质粒导入大肠杆菌中并成功表达，说明大肠杆菌内至少含有一个重组质粒；每个重组质粒都含有目的基因ada，则该重组质粒至少含一个能被该限制性核酸内切酶切割的位点；限制性核酸内切酶具有特异性，种类不同，识别的位点不同，切割出的黏性末端也就不同，因此并不是每个位点都能插入ada；根据题干信息，导入重组质粒的大肠杆菌成功表达出腺苷酸脱氨酶，说明插入的ada至少表达出一个腺苷酸脱氨酶分子。
答案：C
4．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：将多个抗冻基因编码区相连成能表达的新基因，合成的蛋白质为新的蛋白质，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白，故选项B正确；过程①是利用反转录法合成目的基因，由于没有非编码区和编码区中的内含子，不能用于比目鱼基因组测序；用作载体的质粒，必须具有标记基因才能便于检测和筛选；应用DNA探针技术，可检测转基因抗冻番茄中目的基因的存在和转录，但不能检测是否成功表达，故选项A、C、D错误。
答案：B
5．(2013·北京卷，30)斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码。具有纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼17号染色体上，带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光。未整合G基因的染色体的对应位点表示为g。用个体M和N进行如下杂交实验。
(1)在上述转基因实验中，将G基因与质粒重组，需要的两类酶是_____________和_____________。将重组质粒显微注射到斑马鱼______________中，整合到染色体上的G基因_____________后，使胚胎发出绿色荧光。
(2)根据上述杂交实验推测：
①亲代M的基因型是______(选填选项前的符号)。
a．DDgg b．Ddgg
②子代中只发出绿色荧光的胚胎基因型包括______(选填选项前的符号)。
a．DDGG b．DDGg c．DdGG d．DdGg
(3)杂交后，出现红·绿荧光(既有红色又有绿色荧光)胚胎的原因是亲代________(填“M”或“N”)的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中，同源染色体的________________发生了交换，导致染色体上的基因重组。通过记录子代中红·绿荧光胚胎数量与胚胎总数，可计算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例，算式为_____________________。
解析：(1)基因工程操作过程中需要两类工具酶：限制性核酸内切酶DNA连接酶。动物细胞工程的受体细胞一般是受精卵。(2)由于出现了绿色荧光(D_G_)和红色荧光(ddgg)的子代胚胎，则亲代M中必定均含有d基因，同时可推出M和N的基因型是：Ddgg、DdGg，由此可知第一问选b，第二问选b、d。(3)由题可知，D与G是连锁遗传的，再由第(2)题的分析可知，其基因分析如下图(左)所示，因此正常情况不会产生红·绿荧光胚胎，除非亲代N的在减数分裂过程中同源染色体发生了交叉互换，形成如下图(右)所示的情况。
若亲代N产生的配子中重组的配子(dG和Dg)占的比例为x，则dG占的比例为x/2，又因亲代M产生两种比例相等的配子：Dg、dg，则可知子代胚胎中红·绿荧光胚胎的概率为x/4，即：x/4＝(红·绿荧光胚胎数量/胚胎总数)，可推出重组的配子比例为：4×红·绿荧光胚胎数量/胚胎总数。
答案：(1)限制性核酸内切酶 DNA连接酶 受精卵 表达(2)①b ②b、d (3)N 非姐妹染色单体 4×(红·绿荧光胚胎数量/胚胎总数)
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