1、专题1 基因工程1.1 DNA重组技术的基本工具1.2 基因工程的基本操作程序【高考目标导航】1、基因工程的诞生2、基因工程的原理及技术【基础知识梳理】一、基因工程的工具1、基因工程的概念：按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA重组技术。2、DNA重组技术的基本工具（1）限制酶全称：限制性核酸内切酶来源：主要从原核生物中分离纯化出来特点：识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键
2、断开。结果：产生黏性末端或平末端（2）DNA连接酶类型：根据酶的来源不同，可分为EcoliDNA连接酶和T4DNA连接酶作用：连接双链DNA片段，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二脂键。（3）载体种类：通常利用质粒作为载体，另外还有噬菌体的衍生物、动植物病毒等质粒：化学本质：小型环状DNA分子 特点：能自我复制 有一个至多个限制酶切割位点 有特殊的标记基因二、基因工程的基本操作程序1、目的基因的获取途径（1）目的基因： 编码蛋白质的结构基因 。（2）获取目的基因的方法：从基因文库中获取利用PCR技术扩增目的基因通过DNA合成仪人工合成（3）PCR技术扩增目的基因原理：DNA双链复制过程：
3、第一步：加热至9095DNA解链；第二步：冷却到5560，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至7075，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。2、基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。（1）目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。（2）组成：目的基因启动子终止子标记基因（如抗生素基因）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段 ，位于基因的尾端。标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含
4、有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。3、将目的基因导入受体细胞生物种类植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法显微注射技术Ca2处理法受体细胞体细胞受精卵原核细胞转化过程将目的基因插入Ti质粒的TDNA上农杆菌导入植物细胞整合到受体细胞的DNA表达将含有目的基因的表达载体提纯取卵（受精卵）显微注射受精卵发育获得具有新性状的动物Ca2处理细胞微生物细胞壁的通透性增加重组质粒与感受态细胞混合感受态细胞吸收DNA分子4、目的基因的检测与鉴定（1）利用DNA分子杂交技术检测目的基因的有无（2）利用分子杂交技术检测目的基因的转录（3）利用抗原抗体杂交检测目的基
5、因的翻译（4）利用个体生物学水平的检测鉴定重组性状的表达【要点名师透析】一、基因工程的工具1、与DNA有关的酶（1）四种酶的比较(2)限制酶和DNA连接酶之间的关系图示2.载体(1)作为载体的条件能在宿主细胞中稳定保存并大量复制。有一个至多个限制性核酸内切酶切割位点，以便与外源基因连接。具有特殊的标记基因，便于筛选。(2)种类质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。噬菌体的衍生物。动植物病毒。(3)作用作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内；利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。二、基因工程的基本操作程序1.目的基因的获取(1)直接分
6、离法：从自然界已有的物种中分离，如从基因组文库或cDNA文库中获取。(2)人工合成目的基因如果基因比较小，核苷酸序列又已知，可以通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。以RNA为模板，在逆转录酶的作用下人工合成。2.基因表达载体的构建(1)基因表达载体各个组成的作用启动子：一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端，能使转录在所需要的地方停下来。标记基因：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，如抗生素抗性基因。(2)基因表达
7、载体的构建步骤3、将目的基因导入受体细胞受体细胞：细菌 氯化钙细胞壁的通透性增大重组质粒进入受体细胞目的基因随受体细胞的繁殖而复制4、目的基因的检测与鉴定(1)分子水平检测导入检测：DNA分子杂交技术，用放射性同位素标记的含目的基因的DNA片段作探针。转录检测：分子杂交法，用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。翻译检测：抗原抗体杂交法。(2)个体生物学水平鉴定：对转基因生物进行抗虫或抗病的接种实验，以确定是否具有抗性以及抗性的程度。【感悟高考真题】1、(2011浙江高考)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
8、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adaD.每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子【解析】A项，ada为目的基因，大肠杆菌为受体细胞，将目的基因导入大肠杆菌时如果能成功表达说明每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒；B项，要让目的基因与质粒形成重组质粒，两者必须用同种限制性核酸内切酶切割，所以每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点；C项，质粒作为运载体的条件之一是有多种限制性核酸内切酶的识别位点，但每种限制性核酸内切酶只有一个识别位点，只能插入一个目的基因（ada）；D项，ada导入大肠杆菌成功的标志是表达
9、腺苷酸脱氨酶，因此每个插入的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子。【答案】C2、(2011海南高考)回答有关基因工程的问题：（1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生 末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生 （相同、不同）黏性末端的限制酶。（2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是 。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用 处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为 。为了
10、检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成 ，常用抗原抗体杂交技术。（3）如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的 中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的 上。【解析】（1）限制酶切割产生两种末端：黏性末端和平末端；若用DNA连接酶连接两个末端，两个末端必须是相同的。（2）基因工程检测的方法：检测目的基因是否导入，使用DNA分子杂交技术；检测目的基因是否转录，使用分子杂交技术；检测是否形成蛋白质，使用抗原抗体杂交技术。（3）基因工程的目的是获得稳定遗传的新品种，因此要把目的基因插入到染色体的DNA分子中。【答案】（1）平 相
11、同 （2）RNA聚合酶识别和结合的部位 Ca2+ 分子杂交技术 蛋白质（3）TDNA 染色体DNA3、（2010全国2高考）下列叙述符合基因工程概念的是AB淋巴细胞与肿瘤细胞融合，杂交瘤细胞中含有B淋巴细胞中的抗体基因B将人的干扰素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获得能产生人干扰素的菌株C用紫外线照射青霉菌，使其DNA发生改变，通过筛选获得青霉素高产菌株D自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上【解析】A:属于动物细胞工程的内容C: 属于微生物的发酵工程的内容D:自然状态下，一般不能自行形成重组DNA分子【答案】B4、（2010江苏高考）下表中列出了几种限制酶识别序列及其
12、切割位点，圈l、圈2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：（1）一个图1所示的质粒分子经Sma 切割前后，分别含有 个游离的磷酸基团。（2）若对图中质粒进行改造，插入的Sma酶切位点越多，质粒的热稳定性越 。（3）用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用Srna 切割，原因是 。（4）与只使用EcoR I相比较，使用BamH 和Hind 两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止 。（5）为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入 酶。（6）重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了 。（7）为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因，将重组质粒导入丧失吸
13、收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，然后在 的培养基中培养，以完成目的基因表达的初步检测。【解析】本题考查基因工程的限制性内切酶的作用特点（1）质粒切割前是双链环状DNA分子，所有磷酸基团参与形成磷酸二酯键，故不含游离的磷酸基团。从图1可以看出，质粒上只含有一个Sma的切点，因此被改酶切割后，质粒变为线性双链DNA分子，因每条链上含有一个游离的磷酸基团，因此切割后含有两个游离的磷酸基团。（2）由题目可知，Sma识别的DNA序列只有G和C，而G和C之间可以形成三个氢键，A和T之间可以形成二个氢键，所以Sma酶切位点越多，热稳定性就越高（3）质粒抗生素抗性基因为标记基因，由图2可知，标记基因和外源DNA目
14、的基因中均含有Sma酶切位点，都可以被Sma破坏，故不能使用该酶剪切含有目的基因的DNA（4）只使用EcoR I，则质粒和目的基因两端的粘性末端相同，用连接酶连接时，会产生质粒和目的基因自身连接物，而利用BamH 和Hind 剪切时，质粒和目的基因两端的粘性末端不同，用DNA连接酶连接时，不会产生自身连接产物。（5）质粒和目的基因连接后获得重组质粒，该过程需要连接酶作用，故混合后加入DNA连接酶。（6）质粒上的抗性基因为标记基因，用于鉴别和筛选含有重组质粒的受体细胞。（7）将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体后，含有重组质粒的个体才能吸收蔗糖，因此可利用蔗糖作为唯一碳源的培养基进行培
15、养受体细胞，含有重组质粒的细胞才能存活，不含有重组质粒的因不能获得碳源而死亡，从而达到筛选目的。【答案】（1）0、2（2）高（3）Sma会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因（4）质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化（5）DNA连接（6）鉴别和筛选含有目的基因的细胞（7）蔗糖为唯一含碳营养物质5、（2010浙江高考）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）A. 用限制性核酸内切酶切割烟草茶叶病毒的核酸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】本题考查基因工程的有关
16、知识，基因工程的一般过程：用限制性核酸内切酶切割含目的基因的DNA分子（除草剂基因）和运载体（质粒），用DNA连接酶连接切割好的目的基因和运载体重组DNA分子导入受体细胞，因为是植物可以说是原生质体用相应的试剂和病原体帅选转基因细胞用植物组织培养技术抗除草剂的转基因烟草（表达）。【答案】A6、（2009浙江高考）下列关于基因工程的叙述，错误的是A目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B限制性核酸内切酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶C人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D载体上的抗性基因有利于筛选含重组DNA的细胞和促进目的基因的表达【解析】基因工程中目的基因和受体细胞均可来
17、自动、植物或微生物；常用的工具酶是限制性核酸内切酶和DNA连接酶；人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性，只有经过一定的物质激活以后，才有生物活性。载体上的抗性基因主要是有利于筛选含重组DNA的细胞，不能促进目的基因的表达。所以D错误。【答案】D7、（2009广东理基）钱永健先生因在研究绿色荧光蛋白方面的杰出成就而获2008年诺贝尔奖。在某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光。由此可知 A该生物的基因型是杂合的 B该生物与水母有很近的亲缘关系 C绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达D改变绿色荧光蛋白基因的1个核苷酸对，就不能检测
18、到绿色荧光【解析】某种生物中检测不到绿色荧光，将水母绿色荧光蛋白基因转入该生物体内后，结果可以检测到绿色荧光，说明绿色荧光蛋白基因在该生物体内得到了表达。【答案】C8、（2009安徽高考）2008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白“的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是A追踪目的基因在细胞内的复制过程B追踪目的基因插入到染色体上的位置C追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布D追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构 【解析】将绿色荧光蛋白基因的片段与
19、目的基因连接起来组成一个融合基因，将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质带有绿色荧光，从而可以追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布。故C正确。【答案】C9、（2009上海理综）科学家运用基因工程技术将人胰岛素基因与大肠杆菌的质粒DNA分子重组，并且在大肠杆菌体内获得成功表达。图示a处为胰岛素基因与大肠杆菌质粒DNA结合的位置，它们彼此能结合的依据是A基因自由组合定律B半保留复制原则C基因分离定律D碱基互补配对原则【解析】本题考查基因工程的相关知识，重组质粒依据的是粘性末端的碱基互补配对原则。【答案】D10、（2009上海高考）人体细胞内含有抑制癌症发生的P53基因，生物技术可对此类基
20、因的变化进行检测。（1）目的基因的获取方法通常包括_和_。（2）上图表示从正常人和患者体内获取的P53基因的部分区域。与正常人相比，患者在该区域的碱基会发生改变，在上图中用方框圈出发生改编的碱基对，这种变异被称为_。（3）已知限制酶E识别序列为CCGG,若用限制酶E分别完全切割正常人和患者的P53基因部分区域（见上图），那么正常人的会被切成_个片段，而患者的则被切割成长度为_对碱基和_对碱基的两种片段。（4）如果某人的P53基因部分区域经限制酶E完全切割后，共出现170、220、290和460碱基对的四种片段，那么该人的基因型是_（以P+表示正常基因，Pn表示异常基因）。【解析】本题主要考查基
21、因工程相关知识。（1）目的基因的获取方法有直接分离和化学方法人工合成两种；（2）仔细对比正常人与患者的基因序列可知是CG碱基对变为了TA碱基对，这种变化属于基因突变；（3）正常人P53基因终于两个限制酶E的识别序列，完全切割后可产生三个片段，患者P53基因中有一个限制酶E的识别序列发生突变，且突变点位于识别位点内，这样患者就只有一个限制酶E的识别序列，切割后产生两个片段，分别为290+170=460对碱基，220对碱基；（4）正常人经限制酶E完全切割后产生三个片段，290对碱基、170对碱基和220对碱基，患者产生两个片段460对碱基和220对碱基，则该人的基因型应为P+P-。【答案】（1）从
22、细胞中分离 通过化学方法人工合成（2）见下图 基因碱基对的替换（基因突变）（3）3 460 220（4）11、（2009江苏高考）苏云金杆菌（Bt）能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。下图是转Bt毒素蛋白基因植物的培育过程示意图（为抗氨苄青霉素基因），据图回答下列问题。（1）将图中的DNA用Hind、BamH完全酶切后，反应管中有 种DNA片段。（2）图中表示 Hind与BamH酶切、DNA连接酶连接的过程，此过程可获得 种重组质粒；如果换用Bst l与BamH酶切，目的基因与质粒连接后可获得 种重组质粒。 （3）目的基因插入质粒后，不能影响质粒的 。（4）图中的Ti质粒调控合成的vir蛋白，可以协
23、助带有目的基因的TDNA导人植物细胞，并防止植物细胞中 对TDNA的降解。（5）已知转基因植物中毒素蛋白只结合某些昆虫肠上皮细胞表面的特异受体，使细胞膜穿孔，肠细胞裂解，昆虫死亡。而该毒素蛋白对人类的风险相对较小，原因是人类肠上皮细胞 。 （6）生产上常将上述转基因作物与非转基因作物混合播种，其目的是降低害虫种群中的 基因频率的增长速率。【解析】本题考查基因工程的相关知识。（1）由于上述两种酶形成的末端不一样，所以被两种不同的限制酶切割之后所形成的片段有AA、AB、BA、BB四种切法形成的四种片段。（A表示Hind，B表示BamH）（2）同时被两种限制酶切割有两种不同的目的基因，即AB和BA，
24、所以重组质粒有两种。Bst l与BamH酶切割的末端一样，所以同时用这两种限制酶切割只能形成一种目的基因，所以只能形成一种重组质粒。（3）质粒要进行复制才能更多的表达出产物，所以重组之后要能复制。（4）酶具有专一性，对TDNA的降解酶为DNA水解酶。（5）生物的细胞表面的受体具有特异性，人类肠上皮细胞没有昆虫肠上皮细胞表面的特异受体。所以该毒素蛋白对人类的风险相对较小（6）自然选择是普遍存在的，纯种种植自然选择会使害虫抗性基因频率快速增长。所以混合种植降低害虫的抗性基因频率的增长速率。【答案】（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【考点模拟
25、演练】一、选择题1、在基因工程操作中限制性核酸内切酶是不可缺少的工具酶。下列有关限制性核酸内切酶的叙述错误的是()A一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B限制性核酸内切酶的活性受温度和pH等因素的影响C限制性核酸内切酶可以从某些原核生物中提取D限制性核酸内切酶也可以识别和切割RNA【解析】限制性核酸内切酶只能识别并且切割特定的DNA序列。酶容易受到温度和pH等环境因素的影响。限制性核酸内切酶可以在原核生物中提取。【答案】D2、下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanR)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下列叙述正确的是()
26、A构建重组质粒过程中需要限制性内切酶和DNA连接酶B愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株C卡那霉素抗性基因(kanR)中有该过程所利用的限制性内切酶的识别位点D抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传【解析】质粒与目的基因结合时需要用同一种限制性内切酶切割，切出的黏性末端相同，可用DNA连接酶连接；愈伤组织由相同的细胞分裂形成，分化后产生相同基因型的植株；卡那霉素抗性基因作为标记基因不能有限制性内切酶的切割位点，标记基因被切断后就不能再表达，从而失去作用；抗虫棉为杂合子，其有性生殖后代可能会发生性状分离，抗虫性状不一定能稳定遗传。【答案】A3、有关基因工程的叙述正确的是()A限制酶只在获得目
27、的基因时才用B重组质粒的形成是在细胞内完成的C质粒都可作为运载体D蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料【解析】如果以质粒为运载体，首先要用一定的限制酶切割质粒，使质粒出现一个切口，露出黏性末端，然后用同一种限制酶切割目的基因，使产生相同的黏性末端，所以运载体的切割也要用到限制酶，重组质粒的形成是在生物体外完成的。只有具有标记基因的质粒才能作为运载体。【答案】D4、下表基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容，正确的是()供体剪刀针线运载体受体A质粒限制性内切酶DNA连接酶提供目的基因的生物大肠杆菌等B提供目的基因的生物DNA连接酶限制性内切酶质粒大肠杆菌等C提供目的基因的生物限制性内切酶DNA
28、连接酶质粒大肠杆菌等D大肠杆菌DNA连接酶限制性内切酶提供目的基因的生物质粒【解析】基因操作过程中供体为提供目的基因的生物，剪刀为限制性内切酶，针线为DNA连接酶，运载体为细菌的质粒、噬菌体或其他一些病毒，受体一般为大肠杆菌等生物。【答案】C5、利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是()A棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D酵母菌细胞中提到取人干扰素蛋白【解析】若能在受体细胞检测到目的基因产物，则可表明目的基因完成了在受体细胞中的表达，D选项表
29、明人的干扰素基因已经在受体细胞酵母菌中成功表达。【答案】D6、下列关于基因表达载体构建的相关叙述，不正确的是()A需要限制酶和DNA连接酶B必须在细胞内进行C抗生素抗性基因可作为标记基因D启动子位于目的基因的首端【解析】基因表达载体的构建是目的基因与载体结合，在此过程中需用同一种限制酶切割目的基因与载体，用DNA连接酶将相同的末端连接起来；基因表达载体的构建是在细胞外进行的；基因表达载体包括启动子、目的基因、终止子和标记基因，其中启动子位于目的基因首端使转录开始，终止子在目的基因之后。【答案】B7、(2011南京模拟)下列有关基因工程中限制酶的描述，错误的是()A一种限制酶只能识别一种特定的脱
30、氧核苷酸序列B限制酶的活性受温度影响C限制酶能识别和切割RNAD限制酶可从原核生物中提取【解析】限制酶识别特定DNA序列但不能识别切割RNA序列。它主要从原核生物中提取，具有酶的特性，受温度的影响。【答案】C8、(2011湖南师大月考)甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法，以下说法中错误的是()A甲方法可建立该细菌的基因组文库B乙方法可建立该细菌的cDNA文库C甲方法要以脱氧核苷酸为原料D乙方法需要逆转录酶参与【解析】首先要知道甲图描述的为该细菌的基因组文库，只要利用DNA限制性核酸内切酶将其原有的DNA切断即可，不需要以脱氧核苷酸为原料。乙图描述的为细菌的部分基因文库。乙方法需要
31、逆转录酶参与，并需要以脱氧核苷酸为原料。【答案】C9、基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶的识别序列和切点是GGATCC，限制酶的识别序列和切点是GATC。根据图示判断下列操作正确的是()A目的基因和质粒均用限制酶切割B目的基因和质粒均用限制酶切割C质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割D质粒用限制酶切割，目的基因用限制酶切割【解析】本题中要遵循一个原则：不能同时将两个标记基因切开，至少保留一个，所以只能用酶切割质粒，而从目的基因右侧碱基序列可知只能用酶。【答案】D10、下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质
32、粒A，也不含质粒A上的基因。判断下列说法正确的是()A将重组质粒导入细菌B常用的方法是显微注射法B将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌C将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌D目的基因成功表达了导入的标志是受体细胞能产生出人的生长激素【解析】将目的基因导入到细菌细胞中常用的方法是Ca2处理法；基因必须保持结构的完整性才能得以表达，而抗氨苄青霉素基因结构完整，能够表达而使细菌具有对氨苄青霉素的抗性，在含有氨苄青霉素的培养基上能存活的是导入了质粒A或导入了重组质粒的细菌；由于将人的生长激素基因导入到质粒的抗
33、四环素基因上，破坏了抗四环素基因的完整性，导入了重组质粒的细菌也没有对四环素的抗性，在含有四环素的培养基上不能存活，能存活的是导入质粒A的细菌。【答案】C11、线性DNA分子的酶切示意图 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，如右图中箭头所指。如果该线性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()A3B4C9D12【解析】若每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断，
34、则多个线性DNA可以切得的种类有：a、b、c、d、ab、bc、cd、abc、bcd九种。【答案】C12、质粒是基因工程中最常用的运载体，它存在于许多细菌体内。质粒上有标记基因如图所示，通过标记基因可以推知外源基因(目的基因)是否转移成功。外源基因插入的位置不同，细菌在培养基上的生长情况也不同，下表是外源基因插入位置(插入点有a、b、c)，请根据表中提供的细菌生长情况，推测三种重组后细菌的外源基因插入点，正确的一组是()A.是c；是b；是aB是a和b；是a；是bC是a和b；是b；是aD是c；是a；是b【解析】对细菌来说，能在含青霉素的培养基上生长，也能在含四环素的培养基上生长，说明抗青霉素基因和
35、抗四环素基因没有被破坏，插入点是c；对细菌来说，能在含青霉素的培养基上生长，说明其抗青霉素基因正常，不能在含四环素的培养基上生长，说明其抗四环素基因被破坏，插入点应为b；对细菌来说，不能在含青霉素的培养基上生长，说明其抗青霉素基因被插入而破坏，故插入点为a。【答案】A13、(2011福州模拟)据图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是( )A.限制性内切酶可以切断a处，DNA连接酶可以连接a处B.DNA聚合酶可以连接a处C.解旋酶可以使b处解开D.连接c处的酶可以为DNA连接酶【解析】限制性内切酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开
36、。DNA连接酶能够将双链DNA片段缝合起来，恢复被限制性内切酶切开了的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。因此，限制性内切酶可以切断a处，DNA连接酶可以连接a处；c处是同一个核苷酸内部脱氧核糖和磷酸之间形成的键，不能用DNA连接酶连接；DNA聚合酶在DNA复制时将单个的核苷酸连接到DNA子链上，连接的部位也是a处；解旋酶可以破坏碱基对之间的氢键，即使b处解开。【答案】D14、下列关于基因工程及其应用的叙述正确的是()A用氨基酸序列推测合成的目的基因与原基因的编码区中的外显子一致B若要生产转基因抗病水稻，可先将目的基因导入大肠杆菌中，再转入水稻细胞中C用DNA探针能检测饮用水中的重金属物质的含量D作为
37、运载体需有多种限制酶切点，但对一种限制酶而言，最好只有一个切点【解析】A错：一种氨基酸可对应一种或几种密码子，不同密码子对应基因中的碱基序列不同；B错：培育转基因植物，一般用土壤农杆菌将目的基因导入受体细胞；C错：用DNA探针检测的是含有核酸的病毒等生物的存在。【答案】D15、(2011北京丰台)科学家创造了“基因敲除”技术：用外源基因整合到小鼠胚胎干细胞的DNA同源序列中，使某一个基因被取代或破坏而失活，形成杂合体细胞。然后将“修饰”后的胚胎干细胞植入小鼠的早期胚胎，生成嵌合体小鼠。科学家已经利用上述技术成功地把人类囊肿性纤维化病的致病基因移植到小鼠身上，培育出了患囊肿性纤维化病的小鼠。下列
38、有关叙述错误的是()A这种嵌合体小鼠长大后，体内存在外源基因，而且可能会遗传给后代B在“基因敲除”中需要用到限制性核酸内切酶、连接酶等C通过上述“基因敲除”技术导致的变异类型属于基因突变D“基因敲除”技术有利于人类对某些遗传因素引发的疾病进行研究【解析】由题干信息“用外源基因整合到小鼠胚胎干细胞的DNA同源序列中”可知，通过上述“基因敲除”技术导致的变异类型属于基因重组。【答案】C二、非选择题16、科学家从预期人的生长激素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了双链DNA片段，获得双链DNA。科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的质粒进行重组，并成功地在大肠杆菌中得以表达。已知限制酶的
39、识别序列和切点是-GGATCC-，限制酶的识别序列和切点是 -GATC-。据图回答：(1)构建基因表达载体时，必须有_、目的基因、终止子以及_。 (2)为了精确地获取图中的目的基因，应用_切割质粒，用_切割目的基因。 (3)将基因表达载体导入细菌B之前，要将细菌B放入一定浓度的_溶液中处理，使之成为感受态的细菌。人的基因之所以能与大肠杆菌的质粒进行重组并发挥其功能，是因为二者的空间结构都是_。(4)人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为_。(5)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的，说明已导入了_，反之则没有导入。(6)上述方法制备人的生长激素，运用的现代生物
40、工程技术是_。【解析】(1)构建基因表达载体时，必须有启动子、目的基因、终止子以及标记基因。(2)根据图示分析可知目的基因插在了质粒中含抗四环素基因的部位，而该位置有限制酶和的识别位点，但限制酶会同时在Gene和处切开，因此在构建基因表达载体过程中，应用限制酶切割质粒；而目的基因的两侧均含有能被限制酶识别的碱基序列，所以用限制酶切割目的基因，能够露出两端的黏性末端。因此，为了精确地获取图中的目的基因，应分别用限制酶和限制酶切割质粒和目的基因。(3)将基因表达载体导入细菌B之前，要将细菌B放入一定浓度的CaCl2溶液中处理，使之成为感受态的细菌。人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组，是
41、因为人的基因与大肠杆菌DNA分子的双螺旋结构相同。(4)人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为人和细菌共用一套(遗传)密码子。(5)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上，能够生长的，说明已导入了普通质粒或重组质粒，因为普通质粒或重组质粒中都含抗氨苄青霉素基因。(6)科学家从预期人的生长激素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了双链DNA片段，获得双链DNA，运用了现代生物技术中的蛋白质工程。【答案】(1)启动子 标记基因(2)限制酶 限制酶(3)CaCl2 规则的双螺旋结构(4)共用一套(遗传)密码子(5)质粒或重组质粒 (6)蛋白质工程17、人类在预防与诊疗
42、传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，且疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图。请回答：(1)过程代表的是_。(2)过程构建A基因表达载体时，必须使用_和_两种工具酶。(3)过程采用的实验技术是_，获得的X是_。(4)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的_所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可以疑似患者体内分离病毒与已知病毒进行_比较；或用图中的_进行特异性结合检测。【答案】(1)逆(反)转录(2)限制性核酸内切酶(限制性内切酶、限制酶)DNA连接酶(注：两空顺序可颠倒)(3)细胞融合杂交瘤细胞(4)A蛋白核酸(基因)序列抗A蛋白的单克隆抗体
