1、专题评估检测(一)(时间：60分钟满分：100分)1(14分)通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质。下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“手术刀”能识别的序列和切点是GGATCC，请回答下列问题。(1)从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因的酶是_，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是_。(2)请写出质粒被切割形成黏性末端的过程。_。(3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_，“插入”时用的工具是_，其种类有_。解析：本题主要考查各种工具在基因工程中的作用，首先明确限制酶的作用是切取目的基因
2、，DNA连接酶起缝合作用，载体会把目的基因导入受体细胞，然后结合问题组织答案。(1)“手术刀”为限制酶，“切下”羊的蛋白质基因，使用DNA连接酶将其与载体缝合。(2)由图示可知限制酶识别的序列为GGATCC，并且在G与G之间切开，而且形成的黏性末端为反向重复的，所以两个末端分别为。(3)插入时是目的基因与原有羊的DNA分子结合，都为反向平行的双螺旋结构，插入时需要载体。答案：(1)限制酶DNA连接酶(2) (3)基因的结构是相同的载体质粒、动植物病毒、噬菌体的衍生物2(14分)大豆花叶病毒(RNA病毒)是世界性大豆病害，是造成大豆减产的重要原因。某科研小组制备了大豆花叶病毒的空衣壳蛋白(CP蛋
3、白)，生产过程大致如下，请回答问题：(1)图中的是指_。(2)过程中应用的酶是_。此过程中，先要在大豆花叶病毒的基因文库中查找_的核苷酸序列，以便合成特异性引物。(3)在上述生产流程中，_(填序号)是基因工程生产CP蛋白的核心步骤。为检测样液中是否含有有效成分，在可使用_进行检测。解析：(1)因为通过过程获得的是cDNA，所以是RNA，过程为逆转录。(2)过程是PCR扩增，在该技术中需要用到耐高温的DNA聚合酶。在该过程中，需要先知道目的基因，即CP蛋白基因的核苷酸序列，才能合成特异性引物。(3)在基因工程中基因表达载体的构建，即步骤是核心步骤。为了检测样液中是否含有有效成分，在过程中可以用抗
4、原抗体杂交，即使用CP蛋白的抗体进行检测，如果出现了杂交带说明含有有效成分。答案：(1)RNA(2)热稳定性DNA聚合酶(Taq酶)CP蛋白基因(控制CP蛋白合成的RNA片段)(3)CP蛋白的抗体3(14分)下图是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。据图回答：(1)获得基因A有两条途径：首先以A的mRNA为模板，在_酶的催化下，合成互补的单链DNA，然后在_的作用下合成双链DNA，从而获得所需基因；其次根据目标蛋白质的_序列，推测出相应的mRNA序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的_序列；再通过化学方法合成所需基因。(2)利用PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系
5、中添加的有机物质有_、_、4种脱氧核糖核苷三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增仪中完成。(3)由A和载体B拼接形成的C通常称为_。(4)在基因工程中，常用Ca2处理D，其目的是_。解析：(1)在逆转录酶的催化下，以基因A产生的mRNA为模板可以获得与mRNA互补的单链DNA，以该单链DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下可合成双链DNA；根据目标蛋白质的氨基酸序列，根据密码表可推测出相应的mRNA序列，然后根据碱基互补配对原则可推测出其DNA中的脱氧核苷酸序列，再通过化学方法利用DNA合成仪合成所需基因。(2)利用PCR扩增目的基因时，需要提供目的基因作为模板，添加引物来引导子
6、链的形成，添加四种脱氧核糖核苷三磷酸(即dCTP、dATP、dGTP、dTTP)作为原料，耐高温的DNA聚合酶来催化子链的形成，扩增过程可在PCR扩增仪中完成。(3)目的基因A和运载体B拼接形成的C通常称为基因表达载体(重组质粒)。(4)基因工程中，常用Ca2处理细菌细胞，使之成为感受态细胞，容易吸收周围环境中的DNA分子，进而使重组质粒导入细菌细胞内。答案：(1)逆转录DNA聚合酶氨基酸脱氧核苷酸(2)引物模板DNA(3)重组DNA(4)提高受体细胞的转化率4(14分)CTB是霍乱弧菌产生的肠毒素(蛋白质)结构的一部分，可用作针对霍乱弧菌的疫苗。研究人员提取了控制CTB合成的基因(ctb)，
7、构建基因表达载体(如图所示)，将其导入番茄，然后用转基因番茄饲喂试验小鼠，检测疫苗的有效性。请回答相关问题：(1)为了在短时间内获得大量基因，可以采用_技术，与细胞内DNA复制时的解旋过程相比，该技术的DNA解链过程有何不同？_(写出一点即可)(2)使用两种限制酶切割载体可防止切开的载体的两个末端重新连接起来，原因是_。(3)可采用_法将基因表达载体导入番茄细胞，然后在加入了_的培养基中进行初步筛选，之后还需用_方法检测ctb基因是否整合到番茄染色体的DNA上。(4)提取转基因番茄不同部位的蛋白质进行检测，发现只有果实中含有CTB。ctb基因只能在果实细胞中表达，这与基因表达载体中的_有关。(
8、5)用转基因番茄果实饲喂试验小鼠，若能在小鼠的血清中检测到_，则说明该转基因疫苗是有效的。答案：(1)PCR不需要解旋酶(2)两种限制酶切割载体可以产生不同的末端(3)农杆菌转化卡那霉素DNA分子杂交(4)E8启动子(5)CTB抗体5(14分)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题。(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是_。(2)若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不
9、选用_作为载体，其原因是_。(3)若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_(答出两点即可)等优点。(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是_(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_。解析：(1)人的基因A含有内含子，其转录出的RNA需切除内含子对应的RNA序列后才能翻译出蛋白A，大肠杆菌是原核生物，其没有切除内含子对应的RNA序列的机制，故将人的基因A导入大肠杆菌无法表达出蛋白A
10、。(2)噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，无法寄生在家蚕中。(3)大肠杆菌繁殖快、容易培养，常用作基因工程的受体。(4)在分子水平检测目的基因是否表达应用抗原抗体杂交法，即用蛋白A与蛋白A的抗体进行杂交。(5)艾弗里的肺炎双球菌转化实验的原理是基因重组，通过重组使得S型细菌的DNA在R型细菌中表达，这种思路为基因工程理论的建立提供了启示。答案：(1)基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A(2)噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕(3)繁殖快、容易培养(4)蛋白A的抗体(5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体6(15分)应
11、用基因工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品。请根据下列材料回答问题：材料一蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”，有着超强的抗张度，可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法培育转基因蜘蛛羊。材料二注射疫苗往往会在儿童和部分成年人身上引起痛苦。将疫苗藏身水果蔬菜中，人们在食用这些转基因植物的同时也获得免疫力，因而无须免疫接种，这一新概念将引起疫苗研究的一场革命。(1)图中，过程所需要的工具酶有_，构建的蜘蛛丝蛋白基因表达载体一般由_、_、启动子、终止子等部分组成。(2)过程将重组质粒导入山羊受体细胞时，采用最多也最有效的方法是_。通过过程
12、培育的蜘蛛羊可以作为乳腺生物反应器，从_中提取所需要的蜘蛛丝蛋白。(3)通过培育转基因莴苣，相比诱变育种和杂交育种方法，具有_等突出优点。解析：基因工程常用限制酶、DNA连接酶和载体作为工具。基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点。将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法。基因工程育种的优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍，目的性较强。答案：(1)限制酶、DNA连接酶目的基因标记基因(2)显微注射法乳汁(3)目的性强，能克服远缘杂交的不亲和的障碍(或能有效地打破物种间的生殖隔离界限)7(15分)我国曾经发生过因“非典型性肺炎”而死亡的病例，经研究发现，该病是由SARS病毒
13、(一种RNA病毒)感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作，其简要的操作流程如图：(1)实验步骤所代表的反应过程是_。(2)步骤构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用限制性核酸内切酶和_酶，后者的作用是将用限制性核酸内切酶切割的_和_连接起来。(3)如果省略步骤而将大量扩增的S蛋白基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S蛋白基因在大肠杆菌中不能_，也不能_。(4)为了检验步骤所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性，可用_与
14、_进行抗原抗体特异性反应实验，从而得出结论。(5)步骤和的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列_(填“相同”或“不同”)，根本原因是_。解析：在解答本题的过程中，应注意分析图中标注过程的含义。通过反转录法获得目的基因；基因表达载体的构建；将目的基因导入大肠杆菌(受体细胞)；目的基因在大肠杆菌体内表达；将目的基因导入动物细胞(受体细胞)；目的基因在动物体内表达。在完成此类习题时，应注意将图中所获得的信息与其他信息结合起来分析，可以大大减少错误。答案：(1)反转录(2)DNA连接载体S蛋白基因(3)复制合成S蛋白基因的mRNA(4)大肠杆菌中表达的S蛋白SARS康复病人血清(5)相同表达蛋白质所用的基因相同