2019版高考生物一輪復習 第二部分 第十一單元 現(xiàn)代生物科技專題 第36講 基因工程練習 新人教版.doc

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第36講 基因工程 1．回答下列有關基因工程的問題： (1)可根據(jù)________________(答出兩點)特性從基因文庫中獲取目的基因。 (2)在構建基因表達載體時，常要用到________和________兩種工具酶。一個基因表達載體的組成，除了目的基因外，還必須有________以及標記基因等，其中標記基因的作用是_________________________________________________。 (3)在基因工程中，將目的基因導入植物細胞采用最多的方法是_______。 (4)基因工程藥物可利用轉基因的原核生物來生產(chǎn)。原核生物作為基因工程中受體細胞所具有的其他生物沒有的特點主要有________________________。 將目的基因導入大腸桿菌時，需用鈣離子處理大腸桿菌使之成為___________。 解析：(1)可根據(jù)基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉錄產(chǎn)物等特性從基因文庫中獲取目的基因。(2)基因工程中常用的兩種工具酶是限制酶和DNA連接酶。一個基因表達載體的組成，除了目的基因外，還必須有啟動子、終止子以及標記基因等。(3)在基因工程中，將目的基因導入植物細胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉化法。(4)與其他生物相比，原核生物具有繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少等特點，因此常將原核生物作為生產(chǎn)基因工程藥物的工程菌。 答案：(1)基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色體上的位置、基因的轉錄產(chǎn)物等(答出兩點即可)　(2)限制酶　DNA連接酶　啟動子、終止子　鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來　(3)農(nóng)桿菌轉化法　(4)繁殖快、多為單細胞、遺傳物質相對較少等　感受態(tài)細胞 2．歐洲哥廷根小型豬因其器官大小、結構和生理特點等方面與人的器官極為相似，已經(jīng)成為國際上理想的異種器官移植研究材料。目前，歐洲哥廷根小型豬作為糖尿病、心臟病、帕金森氏癥等重大人類疾病及新藥研究的動物模型，也得到了全世界醫(yī)藥管理機構的認可。請回答下列問題： (1)異種器官移植到人體內會發(fā)生________，從而使外源器官難以存活。為解決這一難題，必須設法除去醫(yī)用小型豬的________基因，或抑制該基因的______。 (2)向小型豬轉入外源基因時，其受體細胞通常是__________，導入方法是____________。 (3)利用基因工程技術，可以獲得乳汁中含有藥用蛋白的動物，這種動物叫做___________。為了獲得該動物，需將________________基因與________________基因的啟動子等調控組件重組在一起，構建基因表達載體。 解析：(1)異種器官移植會引起人體內發(fā)生免疫排斥反應。為解決此問題，需去除小型豬體內表達抗原的基因，或抑制該抗原基因的表達。(2)基因工程中常用的動物受體細胞是受精卵，因為受精卵全能性高。通常采用顯微注射法將目的基因導入受精卵。(3)可以從乳汁中獲取藥用蛋白的動物稱為乳腺生物反應器。獲得該種動物需將藥用蛋白基因和乳腺蛋白基因的啟動子等調控組件重組在一起，構建基因表達載體。 答案：(1)免疫排斥反應　抗原決定　表達 (2)受精卵　顯微注射技術 (3)乳腺(乳房)生物反應器　藥用蛋白　乳腺蛋白 3．下圖是從酵母菌中獲取棉株需要的某種酶基因的流程，結合所學知識及相關信息回答下列問題。 (1)圖中cDNA文庫____________(填“大于”、“等于”或“小于”)基因組文庫。 (2)①過程提取的DNA需要________的切割，B是______過程。 (3)為了在短時間內大量獲得目的基因，可用________擴增的方法，其原理是____________________________________________________________________。 (4)農(nóng)桿菌中的Ti質粒上的TDNA具有________的特點。目的基因能否在棉株體內穩(wěn)定遺傳的關鍵是________，可以用_________________________________ 技術進行檢測。 (5)如果要想使該酶活性更高或具有更強的耐受性，需要對現(xiàn)有蛋白質進行改造，這要利用基因工程的延伸——蛋白質工程。首先要設計預期的________，再推測應有的氨基酸序列，找到相對應的________。 解析：(1)一個基因組文庫中包含了一種生物所有的基因，而一個cDNA文庫中只包含了一種生物的一部分基因，故cDNA文庫小于基因組文庫。(2)從酵母菌中提取目的基因的過程中，需用限制性核酸內切酶對DNA進行切割；以mRNA為模板合成cDNA的過程屬于反轉錄。(3)PCR技術是一項在生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術，其依據(jù)的原理是DNA雙鏈復制。(4)農(nóng)桿菌中的Ti質粒上的T—DNA具有可轉移至受體細胞并且整合到受體細胞染色體的DNA上的特點。目的基因能否在棉株體內穩(wěn)定遺傳的關鍵是目的基因整合到植物細胞染色體的DNA上，可以用DNA分子雜交技術進行檢測。(5)蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。蛋白質工程的基本途徑是：從預期的蛋白質功能出發(fā)―→設計預期的蛋白質結構―→推測應有的氨基酸序列―→找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因)。 答案：(1)小于　(2)限制酶　反轉錄　(3)PCR技術　DNA雙鏈復制　(4)可轉移至受體細胞并且整合到受體細胞染色體的DNA上　目的基因整合到植物細胞染色體的DNA上　DNA分子雜交　(5)蛋白質結構　脫氧核苷酸序列 4．(2018河北唐山模擬)科學家通過利用PCR定點突變技術改造Rubisco酶基因，提高了光合作用過程中Rubisco酶對CO2的親和力，從而顯著提高了植物的光合作用速率。請回答下列問題： (1)PCR過程所依據(jù)的原理是________________，利用PCR技術擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成________；擴增過程需要加入________________酶。 (2)啟動子是一段有特殊結構的DNA片段，其作用是________________________。目的基因能在不同生物體內正常表達原來的蛋白質，說明整個生物界___________________。PCR定點突變技術屬于____________的范疇。 (3)可利用定點突變的DNA構建基因表達載體。常用____________將基因表達載體導入植物細胞，還需用到植物細胞工程中的________________技術，來最終獲得轉基因植物。 解析：(1)PCR依據(jù)的原理是DNA雙鏈復制，在用PCR技術擴增目的基因前要依據(jù)一段已知目的基因的脫氧核苷酸序列合成引物；擴增過程需要加入耐高溫的DNA聚合(或Taq DNA聚合)酶。(2)啟動子是RNA聚合酶識別和結合部位，可驅動基因轉錄出mRNA；因生物界共用一套遺傳密碼，所以目的基因可以在不同細胞內表達合成相同蛋白質。(3)常用農(nóng)桿菌轉化法將基因表達載體導入植物細胞，借助于植物組織培養(yǎng)技術，獲得轉基因植物。 答案：(1)DNA雙鏈復制　引物　耐高溫的DNA聚合(或Taq DNA聚合) (2)RNA聚合酶識別和結合部位，可驅動基因轉錄出mRNA　共用一套密碼子　蛋白質工程 (3)農(nóng)桿菌轉化法　植物組織培養(yǎng) 5．(2018湖南郴州質檢)利用基因工程技術培育馬鈴薯新品種，目前已經(jīng)取得豐碩成果。請根據(jù)教材所學知識回答下列問題： (1)馬鈴薯易患多種疾病，導致其產(chǎn)量不高。通過導入抗病基因并使其表達可以提高馬鈴薯產(chǎn)量，基因工程中使用最多的抗病基因是________________和病毒的復制酶基因。 (2)馬鈴薯是雙子葉植物，常用____________(方法)將目的基因導入馬鈴薯受體細胞中。構建好的基因表達載體基本結構包括目的基因、標記基因、________、________、________等五部分。 (3)科學家還培育出抗除草劑的轉基因馬鈴薯，其設計方法：修飾除草劑作用的靶蛋白，使其對除草劑________(填“敏感”或“不敏感”)，或使靶蛋白過量表達，植物吸收除草劑后仍能________。 (4)將目的基因導入受體細胞后，還需對轉基因植物進行____________________。 解析：(1)在基因工程中，使用最多的抗病基因是病毒外殼蛋白基因和病毒的復制酶基因。(2)常用農(nóng)桿菌轉化法將目的基因導入馬鈴薯等雙子葉植物的受體細胞中。構建好的基因表達載體的基本結構包括目的基因、標記基因、終止子、啟動子和復制原點等五部分。(3)培育抗除草劑的轉基因馬鈴薯，需通過修飾，使除草劑作用的靶蛋白對除草劑不敏感，或使靶蛋白過量表達，使植物吸收除草劑后仍能正常代謝。(4)將目的基因導入受體細胞后，還需對轉基因植物進行目的基因的檢測與鑒定。 答案：(1)病毒外殼蛋白基因 (2)農(nóng)桿菌轉化法　啟動子　終止子　復制原點 (3)不敏感　正常代謝 (4)目的基因的檢測與鑒定 6．(2018云南昆明調研)科學家將擬南芥的抗寒基因(CBFl)，轉入香蕉以獲得抗寒的香蕉品種。如圖是某質粒載體上的Sac Ⅰ、Xba Ⅰ、EcoR Ⅰ、Hind Ⅲ四種限制酶的切割位點示意圖。 據(jù)圖回答問題： (1)在該實驗中為構建基因表達載體，用SacⅠ、XbaⅠ切下CBFl基因后，對質粒載體進行切割的限制酶是_____________________________________， 理由是__________________________________________________。 (2)連接CBFl基因到該質粒載體后，作為基因表達載體的組成還必須有________________。將重組質粒導入香蕉細胞最常用的方法是_______________。 (3)為了鑒別受體細胞中是否含有CBFl基因，可用含________的培養(yǎng)基進行篩選。 (4)科學家將生長健壯、苗齡一致的轉基因香蕉(實驗組)與非轉基因香蕉(對照組)進行________處理，鑒定兩組之間的抗寒性差異，如果____________________，則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質品種。 解析：(1)在基因工程中，用相同限制酶切割來源不同的DNA后，可產(chǎn)生相同的末端，所以和含目的基因的DNA一樣，質粒也應使用Sac Ⅰ、Xba Ⅰ進行切割。(2)基因表達載體的組成包括啟動子、終止子、標記基因、目的基因等。香蕉細胞是植物細胞，將目的基因導入植物細胞常用農(nóng)桿菌轉化法。(3)據(jù)圖分析，質粒上的標記基因是氨芐青霉素抗性基因，所以為了鑒別受體細胞中是否含有CBFl基因，可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選。(4)根據(jù)題干信息已知目的基因是抗寒基因，所以科學家將生長健壯、苗齡一致的轉基因香蕉(實驗組)與非轉基因香蕉(對照組)進行低溫處理，鑒定兩組之間的抗寒性差異，如果實驗組的抗寒能力明顯高于對照組，則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質品種。 答案：(1)Sac Ⅰ、Xba Ⅰ　用相同限制酶切割來源不同的DNA后，可產(chǎn)生相同的末端 (2)啟動子和終止子　農(nóng)桿菌轉化法 (3)氨芐青霉素 (4)低溫　實驗組的抗寒能力明顯高于對照組