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第一部分专题十一(一)一、选择题1．图甲、乙中的箭头表示三种限制性核酸内切酶的酶切位点，ampr表示氨苄青霉素抗性基因，neo表示新霉素抗性基因。下列叙述正确的是()A．图甲中的质粒用BamHⅠ切割后，含有4个游离的磷酸基团B．在构建重组质粒时，可用PstⅠ和BamHⅠ切割质粒和外源DNAC．用PstⅠ和HindⅢ酶切，加入DNA连接酶后可得到1种符合要求的重组质粒D．导入目的基因的大肠杆菌可在含氨苄青霉素的培养基中生长[答案]C[解析]图甲中的质粒用BamHⅠ切割后，会破坏两个磷酸二酯键，磷酸二酯键是由相邻脱氧核苷酸的磷酸基团和脱氧核糖脱水形成的，因此只含有2个游离的磷酸基团；由于BamHⅠ的切割位点在目的基因的内部，使用它切割外源DNA会破坏目的基因；用PstⅠ和HindⅢ切割质粒后，虽然破坏了ampr基因，但是会保留下neo基因作为标记基因，以备筛选。用PstⅠ和HindⅢ切割外源DNA后，可得到两个能与质粒连接的DNA片段，但是只有带目的基因的DNA片段与酶切后的质粒连接才符合要求；由于氨苄青霉素抗性基因遭到破坏，因此，只能用含新霉素的培养基进行筛选。2.(多选)(2014·江苏，23)下列关于基因工程技术的叙述，错误的是()A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列B．PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因D．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达[答案]ABC[解析]本题考查基因工程的相关知识。不同的限制性核酸内切酶特异性地识别核苷酸序列不同，A错误；酶具有专一性，PCR反应中温度的周期性改变是为了不同的酶将DNA解旋、扩增，B错误；载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因，C错误；基因成功插入也未必会表达，D正确。解答此类题目一定要准确把握基因工程的步骤、基因工程的工具。3．我国科学工作者培育的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于()A．苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因B．棉铃虫变异形成的致死基因C．寄生在棉铃虫体内的线虫基因D．普通棉的突变基因[答案]A[解析]用于植物抗虫基因工程研究的基因很多，但并不是所有的基因均可用于转基因抗虫棉的培育，而应根据棉花自身受害虫的危害情况，有针对性地选择那些对棉花害虫具有较强杀伤作用的基因。随着科学的发展，人们从苏云金芽孢杆菌中分离出的Bt基因能控制合成不同结构特性的伴胞晶体毒素蛋白，从而具备对不同种类害虫的杀伤能力，A正确，B、C、D错误。二、非选择题4．(2015·海南，31)在体内，人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链，此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原，进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段C后，产生A、B两条肽链，再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的胰岛素。目前，利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答下列问题：(1)人体内合成前胰岛素原的细胞是__________，合成胰高血糖素的细胞是__________。(2)可根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原的__________序列，用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成__________的基因工程菌。(3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，则用该工程菌进行工业发酵时，应从__________中分离、纯化胰岛素原。胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。[答案](1)胰岛B细胞胰岛A细胞(2)DNA(基因)碱基序列胰岛素原(3)菌体[解析](1)前胰岛素原在细胞内经加工后成为胰岛素，人体合成胰岛素的细胞是胰岛B细胞，所以合成前胰岛素原的细胞也是胰岛B细胞；合成胰高血糖素的细胞是胰岛A细胞。(2)根据胰岛素原的氨基酸序列，可设计并合成编码胰岛素原的DNA序列(即目的基因)；用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体，再经过细菌转化、筛选及鉴定，即可建立能稳定合成人胰岛素原的基因工程菌。(3)培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗体反应，所以应该从菌体中分离、纯化胰岛素原，经酶处理便后转变为胰岛素。5．(2015·新课标Ⅱ，40)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的________进行改造。(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰________基因或合成________基因。所获得的基因表达是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括________的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：____________。(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过________和________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物________进行鉴定。[答案](1)氨基酸序列(或结构)(1分)(2)PP1DNA和RNADNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质结构推测氨基酸序列功能[解析](1)蛋白质工程就是为改造蛋白质的功能，可通过改变蛋白质的结构，进而改造其基因结构来实现的。(2)依据蛋白质工程的定义及题中信息可知获得P1基因的途径有修饰现有(P)基因或合成新(P1)基因。中心法则的全部内容包括：DNA的复制、RNA的复制、转录、逆转录和翻译。(3)蛋白质工程的基本途径：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→找到相应的脱氧核苷酸序列。通过蛋白质工程合成的蛋白质还需要进行生物活性的鉴定即功能鉴定，看是否达到人们的需求。6．下图表示构建转入抗体基因小鼠生产人源性单克隆抗体的流程。请据图回答问题：(1)图示过程涉及的生物技术有________、________、________。(2)①过程使用的工具酶有______________；构建的基因表达载体除含有人抗体基因、标记基因外，还应具有______________。(3)向转基因小鼠注射特定的抗原后，从小鼠的________中提取B淋巴细胞；②过程通常用________诱导。(4)细胞X是________，体外培养细胞X所用的培养液必须添加________等天然成分，培养过程中会产生接触抑制吗？________。[答案](1)转基因技术动物细胞培养动物细胞融合(2)限制酶、DNA连接酶启动子、终止子(3)脾脏聚乙二醇或灭活的病毒(4)杂交瘤细胞血浆或血清不会7.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。[答案](1)农杆菌转化法标记基因(2)无菌和人工控制植物组织培养(微型繁殖)茎尖(3)多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶基因(4)线粒体或叶绿体[解析](1)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法。标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，因此筛选出含重组DNA的土壤农杆菌时通常依据质粒上标记基因的表达。(2)②和③过程是植物组织培养，该过程只有在无菌和人工控制条件下才能顺利完成。运用植物组织培养技术可以快速繁殖优良品种，该技术又称植物的微型繁殖技术。植物分生区附近如茎尖的病毒极少，可以切取一定大小的茎尖进行组织培养，从而获得脱毒苗。(3)人们要获得抗软化的番茄品种，就必须对多聚半乳糖醛酸酶基因进行定向改造，从而达到对多聚半乳糖醛酸酶的结构进行特定的改变。(4)细胞质基因遗传表现为母系遗传，因此将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄植物细胞的线粒体或叶绿体中可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。