1、第35课时基因工程一、基因工程的概念及理解1概念要点内容别名基因拼接技术或DNA重组技术操作环境生物体外操作水平分子水平基本过程剪切拼接导入表达目的定向改造生物的性状，获得人类所需的基因产物2理解(1)原理：基因重组。(2)本质：甲(供体提供目的基因)乙(受体表达目的基因)，即基因未变、合成蛋白质未变，只是合成场所的转移。想一想基因工程育种与杂交育种、诱变育种相比较，其具有的优点有哪些？提示与杂交育种相比：克服远源杂交不亲和的障碍。与诱变育种相比：定向改造生物性状。二、基因操作的工具1基因操作的工具酶限制性内切酶DNA连接酶作用特性识别特定的核苷酸序列，并切割特定的位点作用于两条具有相同黏性末
2、端的DNA分子作用结果将DNA分子切成DNA片段，产生黏性末端相同黏性末端之间形成磷酸二酯键应用提取目的基因，切割运载体构建重组DNA分子2基因的运输工具运载体(1)条件能够在宿主细胞中复制并稳定地保存。具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接。具有某些标记基因，便于进行筛选。(2)作用作为运载工具将目的基因转移到宿主细胞中。利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量扩增。(3)常用的运载体：质粒、噬菌体和动植物病毒等。练一练质粒是基因工程最常用的运载体，有关质粒的说法正确的是()A质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有B细菌的基因只存在于质粒上C质粒为小型环状DNA分子，存在于拟核外的细胞质基质中D质
3、粒是基因工程中的重要工具酶之一答案C解析质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子，在病毒、动植物细胞中是不存在的，故A错误；细菌的基因除少部分在质粒上外，大部分在拟核中的DNA分子上，故B错误。三、基因工程的操作步骤1提取目的基因(1)直接分离基因：最常用的方法是鸟枪法。(2)人工合成基因途径2目的基因与运载体结合。3将目的基因导入受体细胞。4目的基因的检测和表达。提醒唯一不涉及到碱基互补配对的步骤将目的基因导入受体细胞。受体细胞常用微生物的原因个体微小，代谢旺盛，繁殖速度快，获得基因产物多。动物一般用受精卵做受体细胞，植物还可以用体细胞做受体细胞
4、。四、基因工程的成果与发展前景1医药卫生2农牧业、食品工业：培养优良的动、植物新品种，开辟新的食物来源。3环境保护提醒“基因治疗”与“基因诊断”辨析(1)基因治疗原理：把健康的外源基因导入含有基因缺陷的细胞中，因此病人细胞中既含有缺陷基因，又含有健康基因。结果：健康基因的表达掩盖了缺陷基因的表达。(2)基因诊断原理：DNA分子杂交。过程：a.制备用放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA(疾病DNA)分子探针。b.待测DNA：患者DNA制成单链。c.让两者进行杂交，若两者能进行互补配对，则说明患者患有此病，若两者不能进行互补配对，则患者无此病。考点104基因工程的理论基础和操作工具1基
5、因工程的基本原理提醒若题目强调“目的基因”的表达过程，则只包括“转录和翻译”两个过程，不包括目的基因的复制。2基因工程的操作工具(1)基因的剪刀限制性内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。化学本质：蛋白质。作用作用特点：特异性，即限制酶可识别特定的脱氧核苷酸序列，切割特定位点。实例：EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。切割结果：产生两个相同的黏性末端。(2)基因的针线DNA连接酶连接部位：不同DNA分子的两个相同的黏性末端。连接方式：通过形成3，5磷酸二酯键将黏性末端连接起来。(3)基因的运输工具运载体类型功能：将目的基因导入受体细胞。应具备条件a能在宿
6、主细胞内稳定保存并大量复制。b有一个至多个限制酶的切割位点，以便于与外源基因连接。c有特殊的遗传标记基因，供重组DNA的检测和鉴定。1下列关于基因工程的叙述中，正确的是()A基因工程常以抗生素基因为目的基因B细菌质粒是基因工程中常用的运载体C通常一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，另一种酶处理运载体D为得到抗虫作物新品种，导入抗虫基因的受体只能是受精卵答案B解析基因工程中可以用抗生素基因作为标记基因，而目的基因是根据人们的需求而确定的；一般用同一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA和运载体；为得到抗虫作物新品种，导入抗虫基因的受体细胞，可以是受精卵或体细胞。2(2010浙江理综，2)在用基
7、因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，如下列操作错误的是()A用限制性内切酶切割烟草花叶病毒的核酸B用DNA连接酶连接经切割的抗除草剂基因和运载体C将重组DNA分子导入烟草原生质体D用含除草剂的培养基筛选转基因烟草细胞答案A解析本题考查通过基因工程产生转基因植物的过程。用基因工程技术构建抗除草剂的转基因烟草过程中，用同种限制性内切酶分别切割烟草的运载体和抗除草剂的基因，因限制性内切酶切割的是DNA，而烟草花叶病毒的遗传物质为RNA。构建基因的表达载体完成后将其导入烟草细胞内，最后还需要将其放入含除草剂的培养基中进行筛选，选出抗除草剂的细胞进行植物组织培养。考点105基因工程的操作程序1基因
8、工程操作图解2三种提取目的基因方法的比较过程优点缺点直接分离法(鸟枪法)操作简便工作量大，有盲目性，目的基因含有不表达的内含子人工合成基因反转录法专一性强，目的基因中不含内含子操作过程复杂，mRNA生存时间短，技术要求高据已知的氨基酸序列合成专一性最强，目的基因不含内含子，可合成自然界不存在的基因目前，复杂的、尚不知核苷酸序列的基因不能合成1由于一种氨基酸可对应多种密码子，因此根据蛋白质中已知的氨基酸序列合成出的目的基因可能有多种，但这并不影响目的基因表达的产物。2生产基因工程药品(如胰岛素)时，受体细胞一般采用细菌(如大肠杆菌)，利用细菌繁殖速度快的特点，可在短期内获得大量基因工程产品。3培
9、育转基因动物，受体细胞一般选用受精卵。4培育转基因植物，受体细胞可选用受精卵或体细胞。若受体细胞是体细胞，再将含目的基因的体细胞进行组织培养，即可获得转基因植株。3下图是利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图，请据图作答。(1)判断某人患糖尿病的主要方法有_。(2)能否利用人的皮肤细胞来完成过程？ _。为什么？ _。(3)为使过程更易进行，可用_处理D的细胞。D细胞一般选用大肠杆菌或枯草杆菌的原因是_。(4)下图AD段表示质粒的某片段，若B表示启动子，为使目的基因直接表达，目的基因C插入的最佳位点是图中的_处(填数字序号)。(5)根治糖尿病的最佳方法是_。(6)基因工程其他方面的应用，如
10、被用于培育转胰蛋白酶抑制剂基因的蔬菜，但若对该蔬菜处理不当，可能给人体带来的负面影响是_。答案(1)空腹时的血糖浓度持续高于160 180 mg/dL，且尿液中有糖(2)不能皮肤细胞中的胰岛素基因不表达，不能形成胰岛素mRNA(3)CaCl2(或Ca2)繁殖速度快，目的基因表达迅速(4)(5)基因治疗(6)胰蛋白酶抑制剂会抑制人的胰蛋白酶的活性，影响食物中蛋白质的消化解析(1)糖尿病患者空腹时的血糖浓度持续高于160 180 mg/mL，且尿液中含有糖。(2)胰岛素基因的表达只在胰岛B细胞内，人皮肤细胞内虽有胰岛素基因，但不表达。(3)过程是将目的基因导入大肠杆菌中，可用Ca2处理受体细胞，使
11、之处于感受态。大肠杆菌、枯草杆菌繁殖速度快，目的基因表达迅速，故作受体细胞。(4)启动子位于基因的首端，以驱动基因转录出mRNA。(5)通过基因治疗可根治糖尿病。(6)转胰蛋白酶抑制剂基因的表达产物胰蛋白酶抑制剂可能会抑制人胰蛋白酶活性，从而影响食物的消化。 以抗虫棉培育等过程作实例考查基因工程该类题重点考查转基因技术的相关知识，需特别注意基因工程的步骤、DNA的复制、基因工程的操作工具等知识。解答该类试题需特别注意图示过程，从中获取有效信息，然后结合课本知识即可正确解答。(2009江苏卷，34)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(am
12、pr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，可以协助带有目的基因的TDNA导入植物细胞，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
13、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。答案(1)4(2)21(3)复制(4)DNA水解酶(5)表面无相应的特异性受体(6)抗性对基因工程中一些观点辨析不清下列关于限制酶和DNA连接酶的理解，正确的是()A其化学本质都是蛋白质BDNA连接酶可以恢复DNA分子中的氢键C它们不能被反复使用D在基因工程操作中可以用DNA聚合酶代替DNA连接酶错因分析对DNA连接酶和DNA聚合酶的化学本质、作用化学键和作用对象模糊不清。解析限制酶与DNA连接酶的化学本质都是蛋白质；DNA连接酶连接的是两个DNA片段间相邻两个碱基间的磷酸二酯键；
14、酶在化学反应前后其数量、性质、功能均不发生改变，因此可以反复利用；DNA聚合酶是在细胞内DNA分子复制时发挥作用的，不能替代DNA连接酶。答案A纠错笔记(1)限制性内切酶和DNA连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键(不是氢键)，只是一个切开，一个连接。(2)质粒是最常用的运载体，不要把质粒同运载体等同，除此之外，噬菌体和动植物病毒也可作为运载体。运载体的化学本质为DNA，其基本单位为脱氧核苷酸。(3)要想从DNA上切下某个基因，应切2个切口，产生4个黏性末端。(4)DNA酶即DNA水解酶，是将DNA水解的酶；DNA聚合酶是在DNA复制过程中，催化形成新DNA分子的酶，是将单个游离
15、的脱氧核苷酸加到DNA片段上，需要模板；但DNA连接酶是将两个DNA片段的两个缺口同时连接，不需要模板，两者作用的化学键相同，都是磷酸二酯键。(5)原核生物基因(如抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌)可为真核生物(如棉花)提供目的基因。(6)限制酶在第一步和第二步操作中都用到，且要求同一种酶，目的是产生相同的黏性末端；第二步中两种工具酶都用到。(7)受体细胞动物一般用受精卵，植物若用体细胞则通过组织培养的方式形成新个体。(8)抗虫棉只能抗虫，不能抗病毒、细菌。题组一基因工程的理论基础和操作工具1(2011浙江卷，6)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
16、列叙述错误的是()A每个大肠杆菌细胞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答案C解析大肠杆菌成功表达出腺苷酸脱氨酶，说明这些大肠杆菌都至少含有一个重组质粒，A项正确；作为载体的条件为至少含有一个或多个酶切位点，所以作为运载体的质粒至少含有一个限制性核酸内切酶识别位点，B项正确；作为基因表达载体应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因四部分，但并不是每个酶切位点都至少插入一个ada，C项错误；由于这些目的基因成功表达，所以每个ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子，D项正确。2(
17、2009安徽卷，4)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。如果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答案C解析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，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。3(20
18、10大纲全国卷，5)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上答案B解析本题考查基因工程的概念，意在考查考生的理解能力。基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术，是一种人为的操作过程。A属于细胞工程；B符合基因工程的概念；C属于诱变育种；D是自然发生的，不是人为操作的，不属于基因工程。题组二基因工程的操作步骤4(2011四川卷，5)北极比目
19、鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强。下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是()A过程获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B将多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白C过程构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达答案B解析因为一种氨基酸可能对应多种密码子、真核生物体内的基因含有内含子等因素，导致逆转录合成的目的基因与原基因有较大的差异，所以人工合成的目的基因不能用于比目鱼基因组测序，A选
20、项错误；抗冻蛋白的11个氨基酸的重复序列重复次数越多，抗冻能力越强，并不是抗冻基因的编码区重复次数越多抗冻能力越强，抗冻基因编码区依次相连形成的新基因已不是原来的抗冻基因，因此不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白，B选项正确；农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞的最常用方法，不是为了筛选含有标记基因的质粒，C选项错误；应用DNA探针技术，可以检测转基因植物中目的基因的存在，但不能完成对目的基因表达的检测，D选项错误。5下图表示一项重要生物技术的关键步骤，X是获得外源基因并能够表达的细胞。下列有关说法不正确的是()AX是能合成胰岛素的细菌细胞B质粒具有多个标记基因和多个限制酶切点C基因与运载体的重组只需
21、要DNA连接酶D该细菌的性状被定向改造答案C解析根据图示，重组质粒导入的是细菌细胞，所以X是能合成胰岛素的细菌细胞。质粒作为运载体需要有一个至多个限制酶切点以便转运多种目的基因，同时具有标记基因以便于检测目的基因是否导入到受体细胞内。基因与运载体的重组需要限制性内切酶和DNA连接酶。基因工程的特点是能够定向改造生物的性状。题组三基因工程的应用6(2010江苏卷，18)下列关于转基因植物的叙述，正确的是()A转入到油菜的抗除草剂基因，可能通过花粉传入环境中B转抗虫基因的植物，不会导致昆虫群体抗性基因频率增加C动物的生长激素基因转入植物后不能表达D如转基因植物的外源基因来源于自然界，则不存在安全性
22、问题答案A解析转基因的抗虫植物在长期栽培过程中，会导致以该植物为食物来源的昆虫的抗性基因频率增加。动物和植物共用一套遗传密码，因此转入植物体内的动物生长激素基因也可能进行表达。转基因植物的外源基因来源于自然界，也可能存在食物安全、生物安全和环境安全等安全性问题。7基因工程是在现代生物学、化学和工程学基础上建立和发展起来的，并有赖于微生物学理论和技术的发展，现在基因工程在动植物育种上有广泛而重要的应用。基因工程基本操作流程如下图，请据图分析回答：(1)图中A是_，最常用的是_；在基因工程中，需要在_酶的作用下才能完成剪接过程。(2)在上述基因工程的操作过程中，可以遵循碱基互补配对原则的步骤有_(
23、用图解中序号表示)。(3)研究中发现，番茄体内的蛋白酶抑制剂对害虫的消化酶有抑制作用，导致害虫无法消化食物而被杀死，人们成功地将番茄的蛋白酶抑制剂基因导入玉米体内，玉米获得了与番茄相似的抗虫性状，玉米这种变异的来源是_。(4)科学家在某种植物中找到了抗枯萎病的基因，并用基因工程的方法将该基因导入金茶花叶片细胞的染色体DNA上，经培养长成的植株具备了抗病性，这说明_。如果把该基因导入叶绿体DNA中，将来产生的配子中_(填“一定”或“不一定”)含有抗病基因。答案(1)运载体质粒限制性内切酶和DNA连接(2)(3)基因重组(4)目的基因(抗枯萎病的基因)已表达不一定解析(1)基因工程中需要的酶有：限
24、制性内切酶和DNA连接酶，很容易漏掉一种酶。(2)解题的关键点是“可以”遵循碱基互补配对的步骤。获取目的基因的方法主要有直接分离法和人工合成法，人工合成法包括mRNA逆转录和蛋白质氨基酸序列推测法，人工合成目的基因涉及碱基互补配对。另外，过程拼接和过程目的基因扩增和筛选也涉及碱基互补配对。(3)审题有两个方面：基因移植成功，分子水平分析。分子水平就是要求考虑DNA结构都是双链结构，碱基都是按照相同的互补配对原则进行配对。外源基因能够在不同生物体细胞内表达，说明基因表达的过程中共用一套遗传密码子进行翻译，也说明基因表达都遵循中心法则。(5)植株具备了抗病性说明已经产生了相应的蛋白质，从而获得新的
25、性状，即基因已经表达。叶绿体中的DNA遗传不遵循孟德尔定律，无法确定是否将目的基因传递给配子。【组题说明】考点题号错题统计错因分析基因工程的操作工具和步骤1、3、9、11、13、14、16相关知识综合5、6、7、10基因工程的应用2、4、8、12、15特别推荐识图析图题3、4、8、11、13、141下列有关基因工程中限制性内切酶的描述，错误的是()A一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B限制性内切酶的活性受温度影响C限制性内切酶能识别和切割RNAD限制性内切酶可从原核生物中提取答案C解析限制酶只能识别并切割DNA，不能作用于RNA。2科学家利用基因工程培育出了耐盐的转基因水稻新品系
26、。下列有关叙述错误的是()A获得目的基因需用限制性内切酶和DNA连接酶B可通过农杆菌的感染以实现重组质粒导入受体细胞C含耐盐基因的水稻细胞经植物组织培养可获得植株D可用较高浓度的盐水浇灌以鉴定水稻植株的耐盐性答案B解析农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数的单子叶植物没有感染能力，而水稻属于单子叶植物。3如图为DNA分子的某一片段，其中分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是()ADNA连接酶、限制性内切酶、解旋酶B限制性内切酶、解旋酶、DNA连接酶C解旋酶、限制性内切酶、DNA连接酶D限制性内切酶、DNA连接酶、解旋酶答案C4质粒是基因工程中最常用的载体，它存在于许多细菌
27、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()细菌在含氨苄青霉素培养基上生长情况细菌在含四环素的培养基上生长情况能生长能生长能生长不能生长不能生长能生长A是c；是b；是aB是a和b；是bC是a和b；是b；是aD是c；是a；是b答案A解析外源基因插入点在c处时，细菌上a、b基因不被破坏，插入点在a、b时则a、b基因被破坏。5下列关于目的基因的描述错误的是()A从基因文库中选择
28、目的基因操作简便，但专一性较差B真核生物的基因导入原核生物体内常用人工合成的目的基因C目的基因插入动植物细胞基因组具有定向性D从个体水平观察是否表现出特定的性状可以判断目的基因是否表达答案C解析目的基因插入动植物细胞基因组具有随机性，插入哪一条染色体、插入染色体的位置都是随机的。6科学研究发现，小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常，说明()A基因在DNA上 B基因在染色体上C基因具有遗传效应 DDNA具有遗传效应答案C解析根据题意，有HMG
29、IC基因的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常，说明肥胖性状受基因控制，基因具有遗传效应。7一环状DNA分子，设其周长为1。已知某种限制性内切酶在该分子上有3个酶切位点，如图中箭头A、B、C所指的地方。如果该DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断，则会产生0.2、0.3、0.5 三种不同长度的DNA片段。现有多个上述DNA分子，若在每个分子上至少有一个酶切位点被该酶切断，则从理论上讲，经该酶切割后，这些DNA分子最多能产生长度不同的线状DNA片段的种类数是()A4 B5 C6 D7答案C解析如果DNA分子3个酶切位点都被切开，则有0.2、0.3、0.5三种不同长度
30、的DNA片段；如果有两个酶切位点被切开，则有0.2、0.3、0.5、0.7、0.8五种不同长度的DNA片段；如果只是一个酶切位点被切开，则只有1.0长度的DNA片段。因此，能产生6种长度不同的线状DNA片段。8下村修1962年在普林斯顿大学做研究的时候从一种水母身上分离出绿色荧光蛋白(GFP)。当时知道在蓝光或紫外光的激发下，它会发出绿色荧光。科学家1992年克隆出了GFP基因，随后马丁沙尔菲成功地让GFP基因在大肠杆菌和线虫中表达。之后，会发光的鼠、猪、猫、兔、蝌蚪、鱼等也相继问世。如图是转基因绿色荧光鼠的培育过程，有关转基因绿色荧光鼠的说法不正确的是()A与体内DNA复制相比，PCR技术复
31、制GFP基因也需加入解旋酶和DNA聚合酶B过程构建的基因表达载体的组成必须含有启动子、终止子、复制原点、GFP基因和标记基因C过程选择代孕母鼠的条件是有健康的体质和正常繁殖能力的个体D如果将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中，这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡答案A解析PCR技术不需要解旋酶，通过加热使DNA解旋，需要耐高温的DNA聚合酶。如果将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中，这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。死亡的原因可能是外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达。91976年，美国的
32、H.Boyer教授首次将人的生长抑制素释放因子的基因转移到大肠杆菌，并获得表达，此文中的“表达”是指该基因在大肠杆菌中()A能进行DNA复制B能传递给细菌后代C能合成生长抑制素释放因子D能合成人的生长激素答案C10科学家通过基因工程的方法，能使马铃薯块茎含有人奶主要蛋白。以下有关该基因工程的叙述，错误的是()A采用反转录的方法得到的目的基因有内含子B基因非编码区对于目的基因在块茎中的表达是不可缺少的C马铃薯的叶肉细胞可作为受体细胞D用同一种限制酶，分别处理质粒和含目的基因的DNA，可产生相同的黏性末端而形成重组DNA分子答案A解析采用反转录的方法得到目的基因的过程是以目的基因转录成的信使RNA
33、为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的目的基因。由于信使RNA中没有与内含子相对应的部分，所以采用反转录的方法得到的目的基因不存在内含子。基因非编码区对于基因的表达具有调控作用。植物细胞的全能性很容易得到表达，所以转基因植物培育过程中的受体细胞可以是植物的体细胞。限制酶具有专一性，只有用同一种限制酶处理才能获得相同的黏性末端，才能够形成重组DNA分子。11将抗虫棉的基因导入到受体细胞后，发生了如图所示的过程。此过程中用到的条件包括()解旋酶DNA聚合酶DNA连接酶限制酶RNA聚合酶4种核苷酸5种核苷酸8种核苷酸A、 B、C、 D、答案B解析通过AU碱
34、基配对或DNARNA可识别出该过程为转录，转录是在细胞核内进行的，它是指以DNA分子的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA分子的过程，该过程需要解旋酶、RNA聚合酶、4种核苷酸。12人们试图利用基因工程的方法，用乙种生物生产甲种生物的一种蛋白质。生产流程是：甲生物的蛋白质mRNA目的基因与质粒DNA重组导入乙细胞获得甲生物的蛋白质，下列说法正确的是()A过程需要的酶是逆转录酶，原料是A、U、G、CB要用限制酶切断质粒DNA，再用DNA连接酶将目的基因与质粒连接在一起C如果受体细胞是细菌，可以选用枯草杆菌、炭疽杆菌等D过程中用的原料不含有A、U、G、C答案B解析过程是逆转录，利用逆转录
35、酶合成DNA片段，需要的原料是A、T、G、C；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；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；过程是基因的表达过程，原料中含有A、U、G、C。13如图，两个核酸片段在适宜条件下，经X酶的催化作用，发生下述变化，则X酶是()ADNA连接酶 BRNA聚合酶CDNA聚合酶 D限制酶答案A解析连接磷酸和脱氧核糖之间的酶是DNA连接酶。14下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()A BC D答案C解析限制性内
36、切酶作用的部位是磷酸二酯键；DNA聚合酶的作用是在DNA复制中催化合成DNA子链；DNA连接酶的作用部位与限制性内切酶作用部位一样；解旋酶作用于碱基对之间的氢键。15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，在该过程中所用的基因“剪刀”能识别的序列和切点是GGATCC，请回答：(1)从羊染色体中“剪下”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)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_。(3)将人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状，这种
37、变异属于_，这里“成功地表达”的含义是_。(4)你认为此类羊产生的奶安全可靠吗？理由是什么？_。答案(1)限制性核酸内切酶DNA连接酶(2)人和羊DNA分子的空间结构、化学组成相同；有互补的碱基序列(答出其中一点即可)(3)基因重组人体蛋白质基因在羊体细胞内控制合成人体蛋白质(4)安全，因为目的基因导入受体细胞后没有改变，控制合成的人体蛋白质成分没有改变(或不安全，因为目的基因导入受体细胞后，可能由于羊细胞中某些成分的影响，合成的蛋白质成分可能发生一定的改变)解析(1)基因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶。(2)不同生物的DNA分子的化学组成和空间结构相同，即都具有
38、相同的物质基础和结构基础。(3)人体蛋白质基因导入羊体内并成功地表达，使羊产生新的性状，这是将一种基因导入另一种生物，变异类型属于基因重组，目的基因成功表达的含义是人体蛋白质基因在羊体细胞内通过转录、翻译两个过程控制合成人体蛋白质。(4)为开放性的题目，但要注意回答的理由要与观点相对应。16(2010江苏卷，27)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题：限制酶BamH Hind EcoR Sma 识别序列及切割位点GGATCCCCTAGG AAGCTTTTCGAA GAATTCCTTAAG CCCGGGGGGCCC 图1图2(1)一
39、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Sma 切割，原因是_。(4)与只使用EcoR 相比较，使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
40、。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解析(1)质粒为小型环状的DNA分子，环状DNA分子中没有游离的磷酸基团；经Sma 切割后在切口处每端各含1个游离的磷酸基团。(2)因Sma 酶的识别序列中全部是GC碱基对，而GC碱基对间氢键数目比AT碱基对间多，故插入的Sma 酶切位点越多，质粒的热稳定性越高。(3)若用Sma 切割质粒和外源DNA，则质粒中作为标记基因的抗性基因的结构被破坏，外源DNA中目的基因的结构也会被破坏。(4)若只使用EcoR 切割目的基因和外源DNA，则除了含目的基因的片段和质粒连接外，质粒和含目的基因的片段可能会自身连接而环化。(5)含目的基因的片段与质粒连接形成重组质粒，需DNA连接酶将两个DNA片段的末端“缝隙”连接起来。(6)重组质粒中的抗性基因是作为标记基因，便于鉴别和筛选含有目的基因的细胞。(7)目的基因为蔗糖转运蛋白基因，所用的受体细胞为丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体，若将重组质粒导入了受体细胞，则受体细胞应能从培养基中吸收蔗糖，故应在以蔗糖为惟一碳源的培养基上进行培养。
