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书书书分专题 高中生物 现代生物科技专题１７４ 专题一 基因工程第一节 ＤＮＡ重组技术的基本工具学业测评１．Ｄ 【点拨】图中④包含上一个脱氧核苷酸的磷酸①和下一个脱氧核苷酸的五碳糖②和碱基③，不是一个脱氧核苷酸，Ａ错；限制性核酸内切酶的作用部位是⑩磷酸二酯键，解旋酶的作用是解开ＤＮＡ双链，作用部位应是氢键，即⑨，Ｂ、Ｃ错；ＤＮＡ连接酶可连接⑩处断裂的磷酸二酯键，Ｄ正确。２．Ｃ 【点拨】真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。３．Ａ 【点拨】ＤＮＡ连接酶的作用是将两个黏性末端的磷酸基和脱氧核糖连接在一起；ＲＮＡ聚合酶是在ＲＮＡ复制或转录过程中，把核糖核苷酸连接在一起；ＤＮＡ聚合酶是在ＤＮＡ复制过程中催化脱氧核苷酸的聚合反应；限制酶是在获取目的基因时识别特定的碱基序列，切出黏性末端。图示为将两个黏性末端的磷酸基和脱氧核糖连接在一起。４．Ｃ 【点拨】限制性核酸内切酶具有特异性，能识别双链ＤＮＡ分子中特定的核苷酸序列，并且有特定的切点，一般从微生物中获取。５．Ｃ 【点拨】不同的限制酶可以切出相同的黏性末端，通过观察可发现ＢａｍＨＩ和ＢｇｌⅡ酶切产生的黏性末端相同，可互补配对。６．Ｄ 【点拨】基因工程的目的性强，能定向改造生物的遗传性状。７．Ｃ 【点拨】ＤＮＡ连接酶只能催化具有相同的黏性末端的ＤＮＡ片段之间的连接，催化脱氧核糖与磷酸之间形成磷酸二酯键。８．Ｄ 【点拨】首先把目的基因切下来要用到限制酶Ⅱ；如果再用限制酶Ⅱ切割质粒，则２个标记基因都被切开，标记基因将失去作用。而用限制酶Ⅰ切割质粒可保留一个标记基因，产生的黏性末端和限制酶Ⅱ切割下来的目的基因可以互补配对。９．Ａ 【点拨】从Ｃ与Ａ同时切，存在长度为２个０．２的片段，说明Ｃ切点在Ａ切点两侧，从Ｃ与Ｂ同时切，存在长度为２个０．１的片段，说明Ｃ切点在Ｂ切点两侧，再分析两次切割的其他片段，可发现Ａ项是正确的。１０．Ｃ 【点拨】本题考查不同工具酶的作用及作用特点。图示中①表示该酶切割ＤＮＡ分子双链产生黏性末端的过程，用到的酶是限制性核酸内切酶，②是黏性末端连接的过程，用到的酶是ＤＮＡ连接酶，③是ＤＮＡ分子解旋的过程，要用解旋酶，④是ＤＮＡ复制过程，需要ＤＮＡ聚合酶。答案为Ｃ。１１．（１）限制酶 ＤＮＡ连接酶（２）—Ｇ—ＣＣＴＡＧ ＧＡＴＣＣ— Ｇ—（３）基因的组成和结构是相同的 载体 质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物等【点拨】基因工程所用的工具酶是限制酶和ＤＮＡ连接酶，不同生物的基因之所以能整合在一起，是因为基因的组成和结构是相同的。将目的基因导入受体细胞，离不开载体的协助，基因工程中用的载体除质粒外，还有动植物病毒、λ噬菌体的衍生物等。１２．（１）对照（单一变量）（２）３ ２（３）【点拨】（１）分析表格中实验设计过程，发现实验设计体现了单一变量的原则（对照原则）。（２）经Ａ酶切割，可形成４个片段（２１００ｂｐ、１４００ｂｐ、１０００ｂｐ、５００ｂｐ），即Ａ酶的识别序列有３个；经Ｂ酶切割，可形成３个片段（２５００ｂｐ、１３００ｂｐ、１２００ｂｐ），即Ｂ酶的识别序列有２个。（３）经Ａ、Ｂ酶同时切割，可形成６个片段，即有５个识别序列，又结合计算推导，可得出：答案与点拨１７５ 高考测评１．Ａ 【点拨】本题考查基因工程的工具和基本操作步骤，意在考查考生对基因工程技术基本过程的理解及应用于实际生产生活中的能力。限制性核酸内切酶切割的是ＤＮＡ，而烟草花叶病毒的遗传物质为ＲＮＡ，所以Ａ错误；目的基因与载体由ＤＮＡ连接酶催化连接，Ｂ正确；受体细胞为植物细胞，所以可以是烟草原生质体，Ｃ正确；目的基因为抗除草剂基因，所以筛选的时候应该用含除草剂的培养基筛选转基因细胞，Ｄ正确。２．Ａ 【点拨】基因工程技术属人工基因重组，能有效打破物种间的界限，定向改造生物的遗传性状。３．Ｃ 【点拨】注意掌握基因工程中所用到的几种工具酶及载体的区别和联系。４．Ｃ 【点拨】注意各种酶的作用及特点，一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列，但可与其他限制酶协作切割出多种目的基因。５．Ｄ 【点拨】本题考查基因工程的相关知识。意在考查考生的知识识记和理解能力。在大肠杆菌细胞中不具有内质网、高尔基体等细胞器，不能对胰岛素原进行再加工形成成熟蛋白质，故胰岛素原不具有生物活性。质粒中的抗性基因在基因工程中常用作标记基因，用于筛选含有重组ＤＮＡ的细胞，但由于基因具有独立性，其对目的基因的表达不具有促进作用。６．Ｃ 【点拨】酶的化学本质为蛋白质或ＲＮＡ，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，Ａ错；酶不能为反应物供能，Ｂ错；ＤＮＡ连接酶可连接ＤＮＡ片段之间的磷酸二酯键，Ｄ错。７．（１）①Ⅰ Ⅱ ②ＤＮＡ连接酶 ③检测重组质粒（或目的基因）是否导入受体细胞（２）ＤＮＡ结构基本相同（其他合理答案均可）（３）①单细胞真核生物，含有加工、修饰蛋白质的内质网和高尔基体；②繁殖速度快，能很快得到大量的目的基因；③培养成本低；④容易培养【点拨】要形成重组质粒，质粒只能出现一个切口，并且至少保留一个标记基因，因ＧＧＡＴＣＣＣＣＴＡＧＧ序列在ＧｅｎｅⅡ上，因此用限制酶Ⅰ切割，保留ＧｅｎｅⅠ标记基因；目的基因必须切割两次，切割后产生的黏性末端能与质粒的黏性末端互补，ＧＧＡＴＣＣＣＣＴＡＧＧ序列中有酶Ⅱ的切割序列，因此用酶Ⅱ，产生的末端互补。８．（１）４ （２）２ １ （３）复制（４）ＤＮＡ水解酶（５）表面无相应的特异性受体 （６）抗性【点拨】（１）用ＨｉｎｄⅢ、ＢａｍＨⅠ完全酶切后，应有４种ＤＮＡ片段。（２）用ＨｉｎｄⅢ与ＢａｍＨⅠ酶切、ＤＮＡ连接酶连接的过程中，获得的黏性末端有两种，所以形成的重组质粒也有两种，而ＢｓｔⅠ与ＢａｍＨⅠ酶切后，形成的黏性末端相同，所以可形成１种重组质粒。（３）目的基因插入后不能影响质粒的复制。（４）ｖｉｒ蛋白与Ｔ－ＤＮＡ结合在一起，使ＤＮＡ水解酶不能对Ｔ－ＤＮＡ进行降解。（５）人类肠上皮细胞表面无相应特异性受体，所以毒素蛋白对人类影响小。（６）降低害虫种群中抗性基因频率的增长速率，往往用转基因作物与非转基因作物混合播种。第二节 基因工程的基本操作程序学业测评１．Ｃ 【点拨】甲方法是从细菌的ＤＮＡ中直接提取，故可以建立该细菌的基因组文库。乙方法是由ｍＲＮＡ逆转录的目的基因，故可以建立该细菌的ｃＤＮＡ文库。乙方法需要逆转录酶和脱氧核苷酸为原料。２．Ｄ 【点拨】ＰＣＲ是在生物体外复制特定ＤＮＡ片段的核酸合成技术，因此不需要核糖体（核糖体是合成蛋白质的场所），也不需要ｍＲＮＡ，其他条件与细胞内ＤＮＡ复制的条件相似。３．Ａ 【点拨】在基因工程的操作过程中，需要用同一种限制酶切割目的基因与载体，并用ＤＮＡ连接酶将两者的黏性末端（或平末端）连接起来，所选择的质粒必须具有标记基因，以便进行目的基因的检测。４．Ｄ 【点拨】ＰＣＲ技术利用的是ＤＮＡ双链复制原理，即将双链ＤＮＡ之间的氢键打开，变成单链ＤＮＡ，作为聚合反应的模板链。反转录法则是以目的基因转录成的信使ＲＮＡ为模板，在反转录酶的作用下，先反转录形成互补的单链ＤＮＡ，再合成双链ＤＮＡ，①④则不需要模板。分专题 高中生物 现代生物科技专题１７６ ５．Ｄ 【点拨】启动子位于基因表达载体的首端，有了它才能驱动基因转录出ｍＲＮＡ，最终获得所需要的蛋白质；终止子相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停止下来；标记基因是为了鉴别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；目的基因是表达载体上必须具有的结构，有些表达载体上虽含有复制原点，但复制原点并不是必需的结构。６．Ｂ 【点拨】本题考查基因工程的相关知识，意在考查考生对基因工程技术的理解应用能力及获取信息的能力，属于考纲中的分析判断、获取信息层次要求。过程①中通过逆转录法获得的目的基因，可用于基因工程，但该目的基因不存在内含子和非编码序列，因此不能用于比目鱼的基因组测序；将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因可能不再是抗冻基因；利用农杆菌的目的是将重组质粒导入受体细胞，而不是筛选重组质粒；应用ＤＮＡ探针技术，可以检测受体细胞中是否成功导入了目的基因，但不能检测目的基因是否完全表达。７．Ｃ 【点拨】目的基因的检测包括：检测转基因生物的染色体ＤＮＡ上是否插入了目的基因，方法是用ＤＮＡ探针，使ＤＮＡ探针与基因组ＤＮＡ杂交；检测目的基因是否转录出了ｍＲＮＡ，方法是用基因探针与ｍＲＮＡ杂交；最后检测目的基因是否翻译成了蛋白质，方法是进行抗原—抗体杂交。８．Ｃ 【点拨】目的基因的合成、检测与鉴定以及与载体结合都发生碱基互补配对。将目的基因导入受体细胞的过程不进行碱基互补配对。９．Ｂ 【点拨】①过程是反转录，利用反转录酶合成ＤＮＡ片段，所需要的原料含有Ａ、Ｔ、Ｇ、Ｃ；②是目的基因与质粒ＤＮＡ重组阶段，需要限制酶切断质粒ＤＮＡ，再用ＤＮＡ连接酶将目的基因与质粒连接在一起；③如果受体细胞是细菌，则不应该用致病菌，而炭疽杆菌是致病菌；④过程是基因的表达过程，原料中含有Ａ、Ｕ、Ｇ、Ｃ。１０．（１）限制性核酸内切 一种限制性核酸内切酶只能对特定的核苷酸序列进行切割，此序列若在目的基因内部，则不能得到目的基因 （２）转录 逆转录 脱氧核苷酸 逆转录酶 （３）根据已知蛋白质中的氨基酸序列，可以推知基因的脱氧核苷酸序列，再进行人工化学合成【点拨】本题综合考查获取目的基因的方法。甲是通过限制性核酸内切酶获取目的基因，但由于切割位点可能在基因内部，故可能得不到目的基因。乙是通过信使ＲＮＡ逆转录形成ＤＮＡ（目的基因）的过程。此外，还可通过蛋白质中氨基酸的序列推测基因中核苷酸的序列，人工化学合成目的基因。１１．（１）可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体ＤＮＡ上 （２）转化 （３）农杆菌转化法 （４）目的基因是否插入到受体细胞染色体ＤＮＡ上 ＤＮＡ分子杂交技术【点拨】本题以抗虫棉的培育过程为背景，考查了运用基因工程技术生产转基因作物的步骤、方法。（１）Ｔｉ质粒的最大优点是能将目的基因导入到受体细胞的染色体ＤＮＡ中，从而使目的基因在棉花体内稳定维持和表达。（２）目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内稳定维持和表达的过程称为转化。（３）将目的基因导入植物细胞方法很多，以农杆菌中的Ｔｉ质粒为目的基因载体的称为农杆菌转化法。（４）目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。目的基因能否在真核生物中稳定遗传的关键是转基因生物染色体的ＤＮＡ上是否插入了目的基因，可以用ＤＮＡ分子杂交技术检测；还要检测目的基因是否发挥其功能作用，即是否转录出了ｍＲＮＡ和翻译形成了蛋白质。【注意】农杆菌转化法中有两次拼接和两次导入。第一次拼接是将目的基因拼接到Ｔｉ质粒上Ｔ－ＤＮＡ的中间部位，第二次拼接（非人工操作）指被插入目的基因的Ｔ－ＤＮＡ被拼接到受体细胞的染色体ＤＮＡ上；第一次导入是将含目的基因的Ｔｉ质粒重新导入农杆菌，第二次导入（非人工操作）是指含目的基因的Ｔ－ＤＮＡ进入受体细胞。高考测评１．Ｂ 【点拨】若质粒上插入的位置在ｃ点，那么抗四环素基因和抗青霉素基因都没有被破坏，导入该重组质粒的细菌在含青霉素的培养基和在含四环素的培养基上均能生长。２．Ｄ 【点拨】基因表达载体构建时，要用同种限制酶切割目的基因和质粒的目的是为了获得相同的黏性末端，便于不同ＤＮＡ片段答案与点拨１７７ 间通过碱基互补配对连接起来。３．Ｃ 【点拨】观察ＤＮＡ在细胞中的分布基本方法是利用甲基绿对细胞中的ＤＮＡ分子进行染色，再利用显微镜进行观察；目的基因是否导入细胞以及是否转录出相应的ＲＮＡ，一般是利用放射性同位素做标记（标记目的基因），是依据ＤＮＡ分子杂交原理来实现的；最后检测目的基因是否翻译出蛋白质，方法很多，一般利用抗原—抗体杂交的原理来实现。４．Ｃ 【点拨】目的基因可以从自然界已有的物质中分离出来，也可以用人工的方法合成。目的基因主要指编码蛋白质的结构基因。基因文库又分为基因组文库和部分基因文库。ｃＤＮＡ文库是部分基因文库。５．Ｃ 【点拨】本题的关键是要全面理解ＰＣＲ扩增过程。ＤＮＡ分子被破坏是指ＤＮＡ分子被