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专题1基因工程学案【考点扫描】1、基因工程的诞生2、基因工程的原理及技术3、基因工程的应用4、蛋白质工程【知识清单】（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶、限制性内切酶）2.“分子缝合针”——DNA连接酶3.“分子运输车”——载体(二)基因工程的基本操作程序第一步：第二步：第三步：第四步：（三）基因工程的应用1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。（四）蛋白质工程蛋白质工程是对进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产）【自主学习】1．质粒是基因工程最常用的运载体，它的主要特点是：①能自主复制②不能自主复制③结构很小④蛋白质⑤环状RNA⑥环状DNA⑦能“友好”地“借居”A．①③⑤⑦B．②④⑥C．①③⑥⑦D．②③⑥⑦2．基因工程的设计施工是在什么水平上进行的A.细胞B.细胞器C.分子D.原子3．基因治疗是把健康的外源基因导入A、有基因缺陷的细胞中B、有基因缺陷的染色体中C、有缺陷的细胞器中D、有基因缺陷的DNA分子中4．“转基因动物”是指A．含有可利用基因的动物B．基因组中插入外源基因的动物C．本身具有抗体蛋白类的动物D．能表达基因信息的动物5．在基因工程中用来修饰改造生物基因的工具是A．限制酶和连接酶B．限制酶和水解酶C．限制酶和运载体D．连接酶和运载体6．科学家已能运用基因工程技术，让羊合成并分泌抗体。相关叙述不正确的是A．该技术将导致定向的变异B．受精卵是理想的受体细胞C．垂体分泌的催乳素能促进效应B细胞产生抗体D．宜采用人工合成法获得目的基因【要点透析】【典型例题】例1、（2008上海高考）阻止病人的致病基因传给子代的方法通常是将正常基因导入病人A．体细胞的细胞质B．生殖细胞的细胞质C．体细胞的细胞核D．生殖细胞的细胞核例2、（2008理综全国卷Ⅰ）已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点，如图中箭头所指。如果在该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子，若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶酶切后，这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是A．3B．4C．9D．12例3、(2008理综山东卷)为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。（1）获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的处，DNA连接酶作用于处。（填“a”或“b”）（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和法。（3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用技术，该技术的核心是和。（4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的作探针进行分子杂交检测，又要用方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。【巩固练习】1．我国科学家在利用基因工程培育抗虫棉的过程中，经提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞这三个步骤后，在全部受体细胞中，能够摄入抗虫基因的受体细胞占A．全部B．大部分C．一半D．很少2．下列属于基因运载体所必须具有的条件是①具有某些标志基因②具有环状的DNA分子③能够在宿主细胞内复制④具有多种限制性内切酶A.①②B.③④C.①③D.②④3．下列哪项不是基因工程中经常使用的用来运载目的基因的载体A、细菌质粒B、噬菌体C、动植物病毒D、细菌核区的DNA4．某科学工作者把兔子的血红蛋白的信使RNA加入到大肠杆菌的提取液中，在这个细胞的合成系统中能合成兔子的血红蛋白，这个事实说明A．蛋白质合成是在核糖体上进行的B．各种生物共用一套遗传密码C．兔子和大肠杆菌的基因发生了重组D．兔子的基因发生了突变5．人类基因组是指人体DNA分子所携带的全部遗传信息。人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。其主要内容包括绘制人类基因的遗传图、物理图、序列图和转录图。工作艰巨可见一斑。科学家应对多少染色体进行分析A.46条B.24条C.23条D.22条6．关于真核细胞基因结构的表达中，正确的是A.不同基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占比例很大B.外显子所含碱基对一般多于内含子C.内含子是不能转录，不能编码蛋白质的序列D.非编码区对基因的表达起调控作用7．有关基因工程的叙述正确的是A.限制性内切酶只在获得目的基因时才用B.重组质粒的形成在细胞内完成C.质粒都可以作为运载体D.蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料8．控制细菌合成抗生素的基因、控制放线菌主要性状的基因、控制病毒抗原特异性的基因依次在①核区大型环状DNA②质粒上③细胞染色体上④衣壳内核酸上A．①③④B．①②④C．②①③D．②①④9．基因工程中常作为基因的运载体的一组结构是A．质粒、线粒体、噬菌体B．染色体、叶绿体、线粒体C．质粒、噬菌体、动植物病毒D．细菌、噬菌体、动植物病毒10．应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是指A．人工合成的免疫球蛋白的DNA分子B．人工合成的苯丙氨酸羟化酶的DNA分子C．用放射性同位素或荧光分子等标记的蛋白质分子D．用放射性同位素或荧光分子等标记的DNA分子11．1976年，美国科学家首次将人的生长抑制素释放因子的基因转入大肠杆菌，并获得表达，这是人类第一次获得的转基因生物。此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌内A．能进行自我复制B．能进行转录C．能控制合成生长抑制素释放因子D．能合成人的生长激素12、真核生物中编码蛋白质的基因，经转录产生有功能的成熟信使RNA的过程是A、转录直接产生的信使RNAB、将内含子转录部分切掉，外显子转录部分拼接起来形成C、将外显子转录部分切掉，内含子转录部分拼接起来形成D、ABC三种情况都有13、用β-珠蛋白的DNA探针可以检测出的遗传病是A、镰刀状细胞贫血症B、白血病C、坏血病D、苯丙酮尿症14.用DNA探针检测饮用水中病毒的具体方法是A、检测病毒DNA的碱基序列B、检测病毒DNA的核苷酸序列C、与被检测病毒DNA杂交进行检测D、A、B、C三种方法均可15．昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性升高，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌内的DNA分子结合起来。经过这样处理的细菌能进行分裂繁殖。(1)人工诱变在生产实践中已经得到广泛应用，因为它能提高______，通过人工选择获得_______。(2)酯酶的化学本质是________，基因控制酯酶合成要经过_______和_______两个过程。(3)通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于__________________。(4)请你具体说出一向上述科研成果的实际应用___________________________。16.（2008理综全国卷Ⅰ）天然酿酒酵母菌通常缺乏分解淀粉的酶类，用作发酵原料的淀粉需经一系列复杂的转化过程才能被利用。研究者从某丝状真菌中获取淀粉酶基因并转人酿酒酵母菌，获得的酿酒酵母工程菌可直接利用淀粉产生酒精。请回答下列问题：（1）将淀粉酶基因切割下来所用的工具是，用将淀粉酶基因与载体拼接成新的DNA分子，下一步将该DNA分子，以完成工程菌的构建。（2）若要鉴定淀粉酶基因是否插人酿酒酵母菌，可采用的检测方法是；若要鉴定淀粉酶基因是否翻译成淀粉酶，可采用检测。将该工程菌接种在含淀粉的固体平板培养基上，培养一定时间后，加入碘液，工程菌周围出现透明圈，请解释该现象发生的原因（3）如何进一步鉴定不同的转基因工程菌菌株利用淀粉能力的大小?（4）微生物在基因工程领域中有哪些重要作用?17．（2008海南高考生物巻）图为某种质粒表到载体简图，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，tctR为四环素抗性基因，P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EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。据图回答：（1）将含有目的基因的DNA与质粒该表达载体分别用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；（3）在上述实验中，为了防止目的基因和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。专题1基因工程【自主学习】CCABAC【典型例题】例1D例2C例3（1）aa（2）基因枪法（花粉管通道法）（3）植物组织培养（1分）脱分化（去分化）再分化（4）耐盐基因（目的基因）一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）【巩固练习】1．D2．C3．D4．B5．B6．D7．D8．D9．C10．D11．C12．B13．A14．C15．（1）基因突变频率人们所需要的突变性状（2）蛋白质转录翻译（3）控制酯酶合成的基因，随着细菌DNA分子的复制而复制，并在后代中表达（4）用于降解水中的有机磷农药16．（1）限制酶（限制性内切酶）DNA连接酶导入受体细胞（2）DNA分子杂交技术抗原抗体杂交检测或淀粉酶活性该工程菌产生的淀粉酶可分泌至培养基，水解淀粉后的区域，遇碘不再变蓝色，产生透明酶。（3）测定相同培养条件下不同工程菌菌株的淀粉酶活性或酒精产量（4）工具酶主要来自微生物；最重要的目的基因供体库之一；目的基因的载体之一；作为受体细胞；提供用于发酵的工程菌。17．（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（每空２分，共８分）（２）载体－载体连接物（２分）目的基因－载体连接物（１分）载体－载体连接物（１分）（３）启动子mRNA(每空２分，共４分)（４）EcoRI和BamHI（２分）（只答一个酶不给分）