专题加强辅导——基因工程

12012届高三生物加强班辅导资料8辅导对象只限于已报名的同学！！基因工程一、基因的结构（1）标记该原核细胞基因各部分结构名称：（2）标记该真核细胞基因各部分结构名称：【练一练】1.下列关于基因结构的认识中，正确的是（）A.大豆基因中内含子是能够编码蛋白质的序列B.乳酸菌与酵母菌基因结构中都存在外显子和内含子C.大肠杆菌基因与RNA聚合酶结合位点位于编码区的下游D.水稻细胞基因的编码区中存在非编码序列2.若原核和真核细胞内分别合成了一种由200个氨基酸组成的蛋白质，那么决定该蛋白质的基因（）A.在真核细胞中较长B.在原核细胞中较长C.在原核细胞和真核细胞中一样长D.基因长度与原核细胞和真核细胞所处状态无关3.下图为大肠杆菌细胞的基因结构示意图，下列说法中正确的是（）A．RNA聚合酶及RNA聚合酶结合位点的化学本质都是蛋白质B．若由此基因控制合成的蛋白质中氨基酸序列发生了改变，则此基因中可能发生变异的部位是c段C．c段含有外显子和内含子，是间隔的、不连续的D．非编码区不能编码蛋白质，对于遗传信息的表达是可有可无的4.下图中图甲是—个典型的真核细胞基因结构示意图，图乙是图甲中B片段的局部，图丙是图甲中C片段的局部。下列叙述正确的是（）A．图甲A、B、C片段中任何一处发生碱基对的增添、缺失或改变．都属于基因突变B．因为起始密码能够决定氨基酸，所以应该存在于图甲B片段的第一个外显子中C．如果图乙中I链是转录的模板链，那么II链将无法编码蛋白质，属于内含子D．以图丙I链为模板转录出的mRNA的碱基序列应为……GAUCUUAGUCAC……25．一种新发现的细菌质粒中有a、b、c等基因，右图表示用限制酶处理后得到的片段．有关叙述中不正确的是()A．a、b、c对该细菌的生长、繁殖是非必需的B．基因a控制合成的蛋白质含有m个氨基酸，比水稻控制合成含有m个氨基酸的蛋白质的基因短C．在完整的质粒中若利用某药物阻止基因a的表达，则基因b、c也不能表达D．组成基因a、b、c的基本单位相同，且都有RNA聚合酶的结合位点二、基因工程（一）操作工具分子手术刀——限制性核酸内切酶，简称____________（注意识别位点的特异性——回文对称序列）分子缝合针——DNA连接酶（注意与DNA聚合酶比较）分子运输车——运载体（3个必备条件：_________________________；__________________________；________________________________）【练一练】1．DNA连接酶的主要功能是()A．使DNA复制时母链与子链之间形成氢键B．使黏性末端碱基之间形成氢键C．将两条DNA末端之间的缝隙连接起来D．将碱基、脱氧核糖、磷酸之间的键连接起来2.下列关于基因工程中运载体的叙述，错误的是()A.能在宿主细胞中复制并保存B.只有一个限制酶切点，以便与外源基因连接C．具有标记基因，便于进行筛选D.质粒是基因工程中最常用的运载体3．据图所示，有关工具酶功能的叙述不正确的是（）A．限制酶可以切断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4.下列所示的黏性末端是由几种限制酶作用产生的（）A．1种B．2种C．3种D．4种5.现有一长度为1000碱基对(by）的DNA分子，用限制酶EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1000by，用Kpn1单独酶切得到400by和600by两种长度的DNA分子，用EcoRI、Kpnl同时酶切后得到200by和600by两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是（）3注：GeneI和GeneⅡ表示两种标记基因表示限制酶仅有的识别序列放大GGATCCCCTAGGGATCCTAG目的基因GGATCCCCTAGGGeneIGeneIIGATCCTAG6.下面是4种限制酶所识别的DNA分子序列和剪切位点图（↓表示剪切点、切出的断面为黏性末端）:限制酶1：——↓GATC——限制酶2：——CATG↓——限制酶3：——G↓GATCC——限制酶4：——CCGC↓GG——请指出下列哪组表达正确()A.限制酶1和3剪出的黏性末端相同B.在使用限制酶的同时还需要解旋酶C.限制酶1、2、4识别的序列都是由4个脱氧核苷酸组成D.限制酶1和2切出的DNA片段可通过T4DNA连接酶拼接7．基因工程中需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I的识别序列和切点是—G↓GATCC—，限制酶II的识别序列和切点是—↓GATC—。据图判断下列操作正确的是()A．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割B．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割C．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割D．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割（二）操作过程（请翻阅选修三）（1）获取目的基因：从自然界已有物种中分离；人工合成*涉及：基因文库、PCR技术（参考P8）（2）构建基因表达载体*5个基本组成成分：___________、___________、____________、____________、目的基因（3）将目的基因导入受体细胞生物种类方法受体细胞简单过程植物细胞双子叶植物体细胞目的基因插入Ti质粒的T-DNA→转入农杆菌→导入植物细胞→稳定和表达基因枪法单子叶植物体细胞——花粉管通道法体细胞——动物细胞目的基因表达载体提纯→取卵→显微注射→受精卵→新性状动物微生物细胞Ca2+处理法Ca2+处理受体细胞→感受态细胞→表达载体与感受态细胞混合→吸收DNA（4）目的基因的检测与鉴定（依据——中心法则）：*分子检测：分子杂交技术，包括DNA-DNA（Southern杂交，判断是否存在目的基因）、DNA-RNA（Northern杂交，判断是否成功转录）、抗原-抗体杂交（Western杂交，判断是否成功表达）*个体生物学水平检测：抗性检测——采用接种方式进行；活性检测——对转基因产品与自然产品进行活性比对。4【练一练】1．科学家将人的胰岛素基因转移到酵母菌体内，使之大量生产胰岛素。在酵母菌体内产生人的胰岛素的过程中不进行()A．DNA按照碱基互补配对原则自我复制B．以RNA为模板的自我复制C．DNA以其一条链为模板合成RNAD．按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质2.下列基因工程操作步骤中，未发生碱基互补配对的是（）A.用mRNA为模板人工合成目的基因B.目的基因与质粒结合C.重组质粒导入受体细胞D.目的基因的表达3．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—种限制酶分别处理质粒和含有目的基因的DNA，可产生黏性末端而形成重组DNA分子4.目的基因与运载体结合所需的条件有（）①同一种限制酶②具有抗性基因的质粒③RNA聚合酶④目的基因⑤DNA连接酶⑥四种脱氧核苷酸⑦ATPA．①②③④⑤⑥⑦B．①②④⑤⑥⑦C．①②③④⑤D．①②④⑤⑦5．下列图中关于P、Q、R、S、G的描述，正确的是()A．P代表的是质粒RNA，S代表的是外源DNAB．G是RNA与DNA形成的重组质粒C．G是转基因形成的重组DNA质粒D．Q表示限制性内切酶的作用，R表示RNA聚合酶的作用6．右图是将动物的生长激素基因导入细菌细胞内，产生“工程菌”的示意图。请据图回答：（1）在“工程菌”细胞内，控制细菌合成胰岛素的基因、控制细菌主要性状的基因依次存在于_________________、_________________上。（2）在构建重组运载体B的过程中，需用____种限制酶切割____个磷酸-二酯键。（3）将重组DNA分子导入细菌细胞，常用方法是________________________________。7.今年甲型H1N1流感在全球爆发，某校各年级也均有发生。甲型H1N1流感的传播速度非常快，为防治疫情，各国研究小组纷纷进行了甲型H1N1流感病毒的疫苗研制工作。下面为某研究小组的前期研究工作的简要操作流程图：200808015（1）实验步骤①所代表的反应过程是。（2）实验中常采用PCR扩增得到H基因,PCR过程中使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其主要特点是。PCR过程中退火（复性）温度必须根据引物的碱基数量和种类来设定。表1为根据模板设计的两对引物序列，图2为引物对与模板结合示意图。请判断哪一对引物可采用较高的退火温度？。（3）步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用的酶是。（4）构建重组表达载体时，一般需要将H基因与载体结合，常用的载体除质粒外还有___________________________等，在检测受体细胞中是否已经导入目的基因时，常常要借助载体中的表达。（5）若某人为甲型H1N1流感疑似患者，在确诊时可从疑似患者体内分离病毒与已知病毒进行_________________________比较。8．土壤农杆菌是一种能引起双子叶植物产生冠瘿瘤的土壤细菌，它带有一个大的质粒叫Ti质粒，它是携带细菌DNA向宿主植物基因组转化所需信息的重要片段，其中只有T-DNA片段才能转入植物细胞的基因组。结构及转化过程如图所示，回答相关问题：（1）从细胞结构的特点与复杂程度看，土壤农杆菌属于细胞，其质粒是能够自主的环状DNA分子。6（2）为了使某种植物具有抗旱性状而又不引起植物产生冠瘿瘤，需对Ti质粒进行修饰，即祛除瘤基因，再将抗旱基因转移至，然后在一定条件下将外植体在含的稀释培养基上培养，此时修饰的T-DNA转入植物细胞并整合到植物基因组中。（3）将上述外植体置于一个含有某种抗生素的合适培养基中进行筛选，发生转化的外植体开始增殖，形成愈伤组织，该组织的特点是，然后通过诱导其分化产生不定芽和体细胞胚再长出整个植物。（4）判断基因转化是否成功应对转基因植物进行鉴定，可以直接在水平对转基因植物与非转基因植物进行观察比较；为获得纯合的转基因植株，还需要对转基因植株进行。9.右图为某种质粒表达载体简图，小箭头所指分别为限制性内切酶EcoRI、BamHI的酶切位点，ampR为青霉素抗性基因，tetR为四环素抗性基因，P为启动因子，T为终止子，ori为复制原点。已知目的基因的两端分别有包括EcoRI、BamHI在内的多种酶的酶切位点。（1）将含有目的基因的DNA与质粒表达载体分别用EcoRI酶切，酶切产物用DNA连接酶进行连接后，其中由两个DNA片段之间连接形成的产物有：_______________________________连接物、________________连接物、_______________________连接物三种。（2）用上述3种连接产物与无任何抗药性的原核宿主细胞进行转化实验。之后将这些宿主细胞接种到含四环素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是；若接种到含青霉素的培养基中，能生长的原核宿主细胞所含有的连接产物是___________________________________________________________________________。（3）目的基因表达时，RNA聚合酶识别和结合的位点是，其合成的产物是。（4）在上述实验中，为了防止目的基因和质粒表达载体在酶切后产生的末端发生任意连接，酶切时应选用的酶是。答案一、基因的结构1-5DABAC二、基因工程（一）操作工具1-7CBDDDAA（二）操作过程1-5BCADC6.（1）重组质粒（2分）核区（大型环状）DNA（2分）（2）同（一）6（3）钙离子处理7.(1)逆转录(2)耐高温B(3)限制性核酸内切酶和DNA连接酶(4)噬菌体(λ噬菌体的衍生物)、动植物病毒标记基因（5）核酸（基因）的碱基序列8.（1）原核复制（2）T-DNA土壤农杆菌（3）相对没有分化的无固定形态的的薄壁细胞团（4）表型自交9.（1）目的基因—载体载体--载体目的基因--目的基因（2）载体--载体连接物