1、课时跟踪练361(14分)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有_和_。(2)质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下：AATTCGGCTTAA为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是_。(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即_DNA连接酶和_DNA连接酶。(4)反转录作用的模板是_，产物是_。若要在体外获得大量反转录产物，常采用_技术。(5)基因工程中除质粒外，_和_也可作为运载体。(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用
2、未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是_。解析：(1)限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端，平末端和黏性末端。(2)两种不同酶切割之后便于相连，所产生的黏性末端必须相同。(3)EcoliDNA连接酶可以连接黏性末端，T4DNA连接酶可以连接两种末端。(4)反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA，再合成双链DNA，利用PCR技术进行大量扩增。(5)基因工程中可以选用质粒、噬菌体的衍生物及动植物病毒做载体。(6)当受体细胞是细菌时，为了增大导入的成功率，常用Ca2处理，得到感受态细胞，此时细胞壁和细胞膜的通透性增大，容易吸收重组质粒。答案：(除注明外，每空1分，共14分)(1)
3、平末端和黏性末端(2)切割产生的DNA片段末端与EcoR切割产生的相同(2分)(3)T4Ecoli(4)mRNA单链DNAPCR(聚合酶链式反应)(5)动植物病毒噬菌体的衍生物(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱(2分)2(10分)(2019海南卷)人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)，该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。回答下列问题：(1)若要获得Y的基因，可从人的T细胞中提取_作为模板，在_催化下合成cDNA再利用_技术在体外扩增获得大量Y的基因。(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。若将上述所得Y的基因插入农杆菌Ti质粒
4、上的_中，得到含目的基因的重组Ti质粒，则可用农杆菌转化法将该基因导入某种植物的叶肉细胞中。若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达Y的愈伤组织，则说明Y的基因已经_。(3)天然的Y通常需要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性，若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性，具体思路是_。解析：(1)由于人的T细胞可以产生蛋白质Y，要获得Y的基因，可从人的T细胞中提取mRNA作为模板，在逆转录酶催化下，利用四种游离的脱氧核苷酸合成cDNA，再利用PCR技术(体外扩增DNA的技术)在体外扩增获得大量Y的基因。(2)农杆菌转化法中，TDNA可以携带目的基
5、因转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，故需要Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的TDNA中得到含目的基因的重组Ti质粒，把含目的基因的重组Ti质粒导入到农杆菌中，再让含目的基因的农杆菌侵染植物的叶肉细胞。若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达Y的愈伤组织，则说明Y的基因已经整合到叶肉细胞染色体DNA上。(3)蛋白质工程需要从预期的蛋白质的功能出发，设计预期的蛋白质结构，推出相应的氨基酸序列，找到相应的脱氧核苷酸序列，故对Y进行改造以提高其热稳定性，需要找到第6位氨基酸中的碱基所在的基因位置，参照密码子表，将第6位氨基酸甲的碱基替换为氨基酸乙的碱基。答案：(除注明外，每空1分，共10
6、分)(1)mRNA逆转录酶PCR(2)TDNA整合到叶肉细胞染色体DNA上(2分)(3)找到第6位氨基酸中的碱基所在的基因位置，参照密码子表，将第6位氨基酸甲的碱基替换为氨基酸乙的碱基(4分)3(12分)(2019安徽宣城期末)烟草是有重要经济价值的双子叶植物，易受TMV(烟草花叶病毒)感染而大幅度减产。绞股蓝细胞中含有抗TMV基因，能抵抗TMV感染。研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV烟草，操作流程如图所示。(1)表示遗传信息流动中的_过程，所需原料为_。过程所需要的工具酶是_。(2)大量扩增目的基因可以使用PCR技术，该技术包括变性、退火、延伸三个步骤，变性这一步骤的目的是_。(3)过程
7、最常用的方法是_，过程用到的细胞工程技术是_。(4)过程还需要进行基因工程操作步骤中的_，其中，在个体水平上检验获得的烟草能否抗TM的方法是_。解析：(1)表示以RNA为模板逆转录形成DNA的过程，所需原料为DNA的单体：4种脱氧核苷酸。过程构建基因表达载体的过程需要用同种限制酶切割目的基因与运载体，用相同的DNA连接酶连接目的基因与运载体的末端。(2)PCR技术中的变性是利用高温使DNA发生变性，解旋形成单链。(3)过程将目的基因导入植物体细胞的方法常用农杆菌转化法，过程受体细胞通过植物组织培养技术得到再生植株。(4)过程从再生植株中筛选成功转基因的抗TMV烟草植株还需要进行基因工程操作步骤
8、中的目的基因的检测与鉴定；其中，若从个体水平鉴定获得的烟草能否抗TMV，可接过接种烟草花叶病毒的方法来确定。答案：(除注明外，每空1分，共12分)(1)逆转录四种脱氧核苷酸限制酶和DNA连接酶(2分)(2)使DNA解旋为单链(DNA解旋)(2分)(3)农杆菌转化法植物组织培养(4)目的基因的检测与鉴定(2分)用TMV感染烟草，观察烟草是否被感染(患病)(2分)4(13分)国际水稻研究所人员从产量低的耐淹水稻中找到一种耐淹基因，将其移入到高产热带水稻中，终于培育出耐淹的高产水稻品系，其产量比高产热带水稻产量还要高。耐淹基因移入的方法可通过转基因技术实现。请回答下列相关问题：(1)为培育耐淹的高产
9、水稻品系，应需将耐淹基因进行体外扩增。在PCR反应体系中加入了热稳定DNA聚合酶、引物等，还加入耐淹基因作为_，加入_作为合成DNA的原料。(2)质粒常被用作运载体，因为质粒具有_(答2点即可)。构建耐淹基因的质粒表达载体时，常用不同的限制酶对耐淹基因和质粒进行切割，目的是_。(3)根据耐淹基因表达的蛋白质，研究人员通过对它的氨基酸序列设计并人工合成耐淹基因。与水稻的耐淹基因相比，人工合成的耐淹基因在结构上缺少了_。虽然两种基因转录的产物不同，但最终表达出相同的蛋白质，可能原因是_。(4)蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质的原因是_。
10、解析：(1)利用PCR技术在体外扩增耐淹基因(目的基因)时，在PCR反应体系中除了加入热稳定DNA聚合酶、引物等外，还加入耐淹基因作为模板，加入dNTP(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)作为合成DNA的原料。(2)质粒被用作运载体，应具备的条件有：能在宿主细胞内复制并稳定存在；具有多个限制酶切位点，方便剪切；具有标记基因，便于检测和筛选。构建耐淹基因的质粒表达载体时，用不同的限制酶对耐淹基因和质粒进行切割，可以减少耐淹基因及质粒的自身环化、使耐淹基因定向连接到质粒上，以增大耐淹基因正向(正确)连接的概率。(3)与水稻的耐淹基因相比，根据耐淹基因表达的蛋白质的氨基酸序列推测出的mRNA分
11、子中，缺乏与基因中的启动子、终止子和内含子相对应的碱基序列，据此设计并人工合成的耐淹基因在结构上缺少了启动子，终止子和内含子。由于密码子具有简并性，虽然两种基因转录的产物不同，但最终能够表达出相同的蛋白质。(4)由于直接改造的蛋白质不能遗传，而改造基因易于操作且改造后能够遗传，所以在蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质。答案：(除注明外，每空1分，共12分)(1)模板dNTP(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)(2)能在宿主细胞内复制并稳定存在；具有多个限制酶切位点，方便剪切；具有标记基因，便于检测和筛选(答出任意两点给4分)减少
12、耐淹基因及质粒的自身环化、增大耐淹基因正向(正确)连接的概率(2分)(3)启动子、终止子和内含子密码子具有简并性(2分)(4)改造基因易于操作且改造后能够遗传(2分)5(10分)(2019广东高三联考)CRISPR/Cas9系统基因编辑技术是近年来颇受关注的一项新技术。该基因表达系统主要包含引导RNA和Cas9蛋白两个部分，引导RNA能识别并结合特定的DNA序列，从而引导Cas9蛋白结合相应位置并剪切DNA，最终实现对靶基因序列的编辑。研究人员试图用CRISPR/Cas9系统对水稻产量基因Q基因进行编辑，请回答下列问题：(1)研究发现，CRISPR/Cas9仅存在于原核生物，故需借助_技术才能
13、在水稻细胞中发挥作用。Cas9蛋白与_酶的功能相似。(2)首先依据_的部分序列设计DNA片段A(负责编码相应引导RNA)，再将片段A与含有Cas9基因的质粒B连接，以构建编辑水稻Q基因的CRISPR/Cas9系统基因表达载体(如图所示)。位点、位点分别表示_酶切位点。(3)质粒B大小为2.5 kb(位点与位点相隔60 b)，经酶切后的片段A大小为0.5 kb(千碱基对)，连接形成的表达载体大小为_kb。(4)常用农杆菌转化法将目的基因导入水稻受体细胞，依据农杆菌的侵染特点，目的基因将插入到Ti质粒的_上，经过转化作用，进入水稻细胞，并将其插入到_，从而使其得以维持稳定和表达。(5)CRISRP
14、/Cas9基因编辑技术有时存在编辑对象出错而造成脱靶，试从引导RNA的角度分析脱靶的原因_。解析：(1)根据题干信息“Cas9蛋白结合到相应位置并剪切DNA”，说明Cas9蛋白与限制酶的功能相似。(2)由于是对水稻产量基因Q基因进行编辑，故首先需要依据Q基因的部分序列设计DNA片段A(负责编码相应引导RNA)，再将片段A与含有Cas9基因的质粒B连接，以构建编辑水稻Q基因的CRISPR/Cas9系统基因表达载体(如图所示)。根据片段A两端的限制酶种类以及片段A连接在位点、位点之间，可知位点、位点分别表示Kpn和BamH的酶切位点。(3)质粒B大小为2.5kb(位点与位点相隔60 b)，经酶切后
15、的片段A大小为0.5 kb(千碱基对)，连接形成的表达载体大小为2.50.50.062.94 kb。(4)常用农杆菌转化法将目的基因导入水稻受体细胞，由于农杆菌的Ti质粒的TDNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，故可将目的基因插入到Ti质粒的TDNA上，经过转化作用，进入水稻细胞，并将其插入到水稻细胞染色体的DNA上，从而使其得以维持稳定和表达。(5)由于其他DNA序列也含有与引导RNA互补配对的序列，造成引导RNA项错误结合，从而导致CRISRP/Cas9基因编辑技术会出现编辑对象出错而造成脱靶。答案：(除注明外，每空1分，共10分)(1)转基因(DNA重组或基因工程)限
16、制酶(2)Q基因Kpn、BamH(3)2.94 kb(4)TDNA水稻细胞染色体的DNA上(2分)(5)其他DNA序列与含有与引导RNA互补配对的序列，造成引导RNA项错误结合而脱靶(2分)6(10分)(2019保定期末)干扰素具有抗病毒、抑制肿瘤及免疫调节等多种生物活性。质粒中的LacZ基因可表达出半乳糖苷酸，当培养基中含有IPIG和Xga时，Xga便会被半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌形成蓝色菌落，反之则形成白色菌落。下图是将人干扰素基因导入大肠杆菌，培养后生产干扰素的过程。(1)在获得干扰素基因后，常采用PCR技术大量扩增。该技术的基本过程是：目的基因DNA受热变性后解链为单链，_与单链相
17、应互补序列结合，然后在DNA聚合酶的作用下进行_，如此重复循环多次。(2)过程最好选用的限制酶是_，在进行过程前，需事先用Ca2处理大肠杆菌使其处于_。为了筛选含有重组质粒的大肠杆菌，需要在培养大肠杆菌的培养基中额外加入_，培养一段时间后挑选出_(“蓝色”或“白色”)的菌落进一步培养获得大量目的菌。(3)某些干扰素可抑制肿瘤细胞DNA的合成，通过减缓细胞_分裂过程抑制肿瘤。还有些干扰素可提高吞噬细胞将抗原呈递给_的能力，从而在免疫调节中发挥作用。解析：(1)PCR技术的基本过程是：在高温下，目的基因DNA受热变性后解链为单链；温度降低，引物与单链相应互补序列结合；然后，温度回升时，在DNA聚合
18、酶的作用下进行互补链的合成，如此重复循环多次。(2)为了产生相同的黏性末端，获取目的基因和切割载体时通常使用同种限制酶。由题图可知，质粒和目的基因均具有EcoR V、BamH和EcoR限制酶切割位点，但EcoR V限制酶会破坏干扰素基因，因此过程不能选用该酶，最好选用BamH和EcoR限制酶。将重组质粒导入大肠杆菌细胞，需事先用Ca2处理大肠杆菌细胞，使大肠杆菌细胞处于感受态。选用BamH和EcoR限制酶切割质粒和目的基因，重组质粒中青霉素基因完好，可正常表达，对青霉素具有抗性；而LacZ基因被破坏，无法表达出半乳糖苷酶，无法使无色的IPIG和Xga变蓝，显白色。因此，在培养基中加入IPIG、
19、Xga和青霉素，只有成功导入目的基因的重组质粒的细菌(即目的菌)才能不被青霉素杀死，同时表现为白色。(3)癌细胞的增殖方式为有丝分裂。因此，某些干扰素可抑制肿瘤细胞DNA的合成，通过减缓细胞有丝分裂抑制肿瘤。还有些干扰素可提高吞噬细胞将抗原呈递给T淋巴细胞的能力，从而在免疫调节中发挥作用。答案：(除注明外，每空1分，共10分)(1)引物互补链的合成(或延伸)(2)BamH和EcoR(2分)感受态IPIG、Xga和青霉素(2分)白色(3)有丝T淋巴细胞7(10分)(2019郴州二模)甘蔗黄叶综合征是一种由甘蔗黄叶病毒所引起的禾本科植物病毒，科学家通过甘蔗黄叶病毒外壳蛋白基因(简称CP蛋白基因)转
20、化植物来获得抗病转基因新品种。(1)首先从甘蔗黄叶综合征的病叶中提取RNA，此过程中为了防止RNA被分解，需加入_抑制剂，以提取的RNA为模板通过_获得cDNA。(2)对获取的cDNA进行PCR扩增，在此反应体系中，除了模板DNA、dNTP外，还需加入_，获得大量的cDNA需要在4 的低温下保存备用，原因是_。(3)将cDNA和质粒用同一种限制酶切割，产生相同的平末端，再用_将二者进行连接(填“EcoliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”)。在培养基上接种培养大肠杆菌作为受体细胞，同时加入一定量的CaCl2低温冷却液，目的是制备_细胞，其具有的特殊功能是_。(4)为检测大肠杆菌是否产生CP蛋
21、白，需要将病毒颗粒注射入兔子体内，并从血清中分离获得_作为检测剂。解析：(1)RNA酶可将RNA水解，因此为了防止RNA被分解，需加入RNA酶抑制剂；以RNA为模板获得cDNA的过程称为逆转录。(2)采用PCR技术扩增目的基因时的条件有：模板DNA、dNTP、引物、Taq酶(热稳定DNA聚合酶)；获得大量的cDNA需要在4 的低温下保存备用，原因是高温条件下，易使DNA分子中的氢键断裂，双螺旋结构打开而发生变性。(3)DNA连接酶包括EcoliDNA连接酶、T4DNA连接酶，这二者都能连接黏性平末端，此外T4DNA连接酶还可以连平接末端。用CaCl2处理微生物细胞可使其成为感受态细胞，其具有的
22、特殊功能是能吸收周围环境中的DNA分子。(4)为检测大肠杆菌是否产生CP蛋白，需要将病毒颗粒注射入兔子体内，并从血清中分离获得CP蛋白抗体(黄叶病毒外壳蛋白抗体)作为检测剂。答案：(除注明外，每空1分，共10分)(1)RNA酶逆转录(2)引物、Taq酶(热稳定DNA聚合酶)高温条件下，易使DNA分子中的氢键断裂，双螺旋结构打开而发生变性(2分)(3)T4DNA连接酶感受态能吸收周围环境中的DNA分子(4)CP蛋白抗体(黄叶病毒外壳蛋白抗体)(2分)8(10分)(2019濮阳市高三二模)P450是石油降解的关键酶，用Sal和Nde联合酶切获得的P450基因，与下图所示的质粒(pCom8)重组，导
23、入土著菌种Y9，获得了基因工程菌P450/Y9。图中mel是黑色素合成基因，其表达能使白色的菌落变成黑色，aacCl是庆大霉素(一种抗生素)抗性基因，限制酶Nde、Xho和Ssp在原质粒上均只有一个酶切位点。下图表示几种限制酶的识别序列和切割位点，据图回答下列问题：(1)构建pCom8重组质粒时，需用_(限制酶)对图示质粒进行处理，才能与_在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。(2)为了扩增重组质粒，需将其转入用_预先处理的土著菌种Y9中，提高质粒导入率，以便获得更多基因工程菌P450/Y9。为了筛选出转入了重组质粒的基因工程菌P450/Y9，应在筛选平板培养基中添加_作为载体的质粒除了含有标记
24、基因，还应该含有_(至少写两个)。(3)为检测基因工程菌降解石油能力的大小，可观测的指标是_土著菌种Y9不能降解石油，但转入上述构建好的表达载体后则获得降解石油的能力，这是因为_。解析：(1)根据题干信息已知，切割目的基因的限制酶是Sal和Nde，而pCom8上无Sal的切割位点，又因为图中Sal和Xho切割后露出的黏性末端是相同的，因此可以用Nde、Xho切割质粒，然后与目的基因在DNA连接酶的作用下形成重组质粒。(2)为提高质粒导入率，土著菌种Y9预先需用Ca2处理。因为Xho切割质粒会破坏标记基因mel，而aacCl未破坏，因此为了筛选出转入了基因工程菌P450/Y9，应在筛选培养基中加
25、入庆大霉素。质粒具备的特点有：含有标记基因、启动子、终止子、复制原点、自我复制等。(3)为检测基因工程菌降解石油能力的大小，可在一定时间内观测所取样品石油的剩余量。P450是石油降解的关键酶，转入表达载体后，P450基因得以表达，即基因工程菌P450/Y9可分泌降解石油的P450酶。答案：(除注明外，每空1分，共10分)(1)Nde、Xho目的基因(或P450基因)(2)Ca2(CaCl2)庆大霉素启动子、终止子、复制原点(答出两点给2分)(3)2天后(或一定时间后)样品中石油的含量(剩余量)(2分)基因工程菌P450/Y9能分泌降解石油的P450酶(2分)9(11分)(2019珠海质检)抗胰
26、蛋白酶可以治疗肺气肿等疾病。下图是科学家培育含人抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的转基因山羊的流程图，请回答下列相关问题：获取mAAT基因构建基因表达载体显微注射导入山羊受精卵形成胚胎将胚胎移入受体母羊发育成转基因山羊(1)利用PCR技术对mAAT基因进行扩增，前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列为模板合成的_。扩增过程中，该物质与DNA模板链的3端结合，理由是_。(2)目的基因可以直接从生物体分离得到，也可以通过人工合成获取。请推测由mRNA反转录合成人抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的大致过程：_(用文字和箭头表述)。(3)构建基因表达载体的目的是_。为了使mAAT基因只在山羊乳腺中表达，
27、需要在构建表达载体时在mAAT基因前端加上在乳腺中特异性表达的_，同时还需要有标记基因，其作用是_。(4)胚胎移植中，应选择有_的个体作为受体母羊，并对受体母羊进行同期发情处理。解析：(1)利用PCR技术对mAAT基因进行扩增，前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列为模板合成的引物。由于DNA合成时只能从3端延伸，因此扩增过程中，该物质应与DNA模板链的3端结合。(2)由mRNA反转录合成人抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的大致过程：mRNADNA、RNA杂交双链单链DNA人抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)。(3)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并可遗传给下一代，同时使目的
28、基因能够表达和发挥作用。启动子是转录过程中RNA聚合酶的识别位点，为了使mAAT基因只在山羊乳腺中表达，需要在构建表达载体时在mAAT基因前端加上在乳腺中特异性表达的启动子；标记基因的作用是将含有目的基因的细胞筛选出来。(4)胚胎移植中，应选择有健康体质和正常繁殖能力的个体作为受体母羊，并对受体母羊进行同期发情处理。答案： (除注明外，每空1分，共11分)(1) 引物DNA合成只能从3端延伸(2)mRNADNA、RNA杂交双链单链DNA人抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)(3分)(3) 使目的基因在受体细胞中稳定存在并可遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用(3分)启动子将含有目的基因的细胞筛选出来(2分)(4)健康体质和正常繁殖能力(2分)
