基因工程的一般步骤和应用

高三生物一轮复习导学提纲(35)

选修三：基因工程

班级______ 学号_____ 姓名____________

学习目标：

1.基因工程的一般步骤。(A) 2.基因工程的应用。(B) 知识结构：

自主预习：

1. 引发伦理问题的生物技术包括 ［ ］ ①克隆人 ②设计试管婴儿 ③基因身份证 ④转基因生物

A.①② B.①②③ C.①②③④ D.④

2. 下列关于转基因生物与环境安全的叙述，错误的是 ［ ］

A.重组的微生物在降解污染物的过程中可能产生二次污染

B.种植抗虫棉可以减少农药的使用量，对环境没有任何负面影响

C.如果转基因花粉中有毒蛋白或过敏蛋白，可能会通过食物链传递到人体内

D.转基因生物所带来的环境安全问题是可以解决的

3. 下列不属于获取目的基因的方法的是 ［ ］

A.利用DNA连接酶复制目的基因 B.利用DNA聚合酶复制目的基因

C.从基因文库中获取目的基因 D.利用PCR技术扩增目的基因

4. 我国中科院上海生化所合成了一种具有镇痛作用而又不像吗啡那样使病人上瘾的药物──脑啡肽多糖(类似于人体中的糖蛋白)。在人体细胞中, 糖蛋白必须经过内质网和高尔基体的进一步加工才能形成。如果采用基因工程等技术让微生物来生产脑啡肽多糖, 适宜充当受体细胞的微生物是 ［ ］

A.大肠杆菌 B.酵母菌 C.T4噬菌体 D.大肠杆菌质粒

5. 北极比目鱼中有抗冻基因，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①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序

B.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②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

6. 转基因抗虫棉可以有效地用于棉铃虫的防治。在大田中种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因的棉花或其他作物，供棉铃虫取食。这种做法的主要目的是 ［ ］

A.维持棉田物种多样性 B.减缓棉铃虫抗性基因频率增加的速度

C.使食虫鸟有虫可食 D.维持棉田生态系统中的能量流动

7. 镰刀型细胞贫血症的病因是血红蛋白基因的碱基序列发生了改变。检测这种碱基序列改变必须使用的酶是 ［ ］

A.解旋酶 B.DNA连接酶 C.限制性内切酶 D.RNA聚合酶

8. 用于判断目的基因是否转移成功的方法中，属于分子检测的是(多选) ［ ］

A.通过害虫吃棉叶看其是否死亡

B.目的基因片段与DNA探针能否形成杂交带

C.目的基因转录形成的mRNA与DNA探针能否形成杂交带

D.目的基因表达产物蛋白质能否与抗体形成杂交带

9. 科学工作者按照某蛋白质的mRNA制成的相关的RNA探针，与相关基因的编码区进行分子杂交，结果如图所示，对此结果合理解释是(多选) ［ ］

A.1、3、5、7为DNA/RNA杂交体，2、4、6为单链DNA部分

B.1、3、5、7为DNA/RNA杂交体，2、4、6为单链RNA部分

C.此段DNA分子上有一个启动子和一个终止子

D.1、3、5、7存在的碱基的配对是A—U、G—C、T—A

10. 用某人的胰岛素基因制成的DNA探针，能与之形成杂交分子的是(多选) ［ ］

A.该人胰岛A细胞中的DNA B.该人胰岛B细胞中的mRNA

C.该人胰岛A细胞中的mRNA D.该人胰岛B细胞中的cDNA

11. 基因工程是现代育种技术中非常重要的一种手段，通过该技术能让细菌生产人类的胰岛素。以下相关说法正确的是(多选) ［ ］

A.人与细菌的DNA的结构基础相同 B.细菌与人类共用一套遗传密码

C.能高效表达人胰岛素基因的细菌是工程菌 D.基因工程育种可能存在生态安全问题

12. 由于乙型肝炎病毒不能用动物细胞培养，因此无法用细胞培养的方法制造疫苗。自1979年对乙型肝炎病毒基因组的DNA测序完成后，已知病毒的核心蛋白和表面抗原蛋白的氨基酸序列。下列是应用生物工程生产乙肝疫苗的示意图，请指出有关问题的正确选项(多选) ［ ］

A.生产乙肝疫苗的过程也达到了定向改造细菌的目的

B.用于生产疫苗的目的基因仅为核心蛋白编码基因

C.用于生产疫苗的目的基因为表面抗原蛋白编码基因

D.在②过程中需要限制性内切酶和DNA连接酶

13. 下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，有关说法错误的是(多选) ［ ］

A.A→B过程中一般用4种脱氧核糖核苷酸为原料，并加入一种引物

B.A→B过程利用了DNA复制原理，需要使用耐高温的DNA聚合酶

C.B→C为转基因绵羊的培育过程，常选用的受体细胞是卵母细胞

D.B→D为转基因植物的培育过程，其中④过程常用的方法是农杆菌转化法

14. 可以用于重组DNA技术的酶是(多选) ［ ］

A.DNA聚合酶 B.限制性核酸内切酶 C.DNA连接酶 D.反转录酶

15. 采用基因工程的方法培育抗虫棉，下列导入目的基因的作法正确的是(多选) ［ ］

A.将毒素蛋白注射到棉受精卵中

B.将编码毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中

C.将编码毒素蛋白的DNA序列，与质粒重组，导入细菌，用该细菌感染棉的体细胞，再进行组织培养

D.将编码毒素蛋白的DNA序列，与细菌质粒重组，注射到棉的子房并进入受精卵

典型例题：

16. 科学家在水稻基因组中发现了一种特殊的营养基因，为对之进行扩增，有人设计了两种不同的扩增方法。一种是将该DNA片段用限制酶切割下来，导入细菌细胞中，然后通过培养细菌进行体内扩增；另外一种方法是利用PCR技术进行体外扩增。

⑴方法1的过程如下。

第一步 用限制酶将目的基因切割下来，插入到含有特异性抗生素标记基因的质粒中； 第二步 将重组质粒导入受体菌，利用添加特异性抗生素的培养基对受体菌进行筛选。

①筛选的标准是看在该培养基上受体菌____________，其原理是________________ ______________________________________________________________________。

第三步 对筛选得到的受体菌进行培养、扩增。

②请列举两个影响培养效果的因素，并简要说明其原理。

__________________________________________________________________、

__________________________________________________________________。

第四步 从培养得到的受体菌中分离纯化目标DNA片断。

⑵根据方法2回答下列问题。

①PCR技术的关键是要能制备得到耐高温的______________________酶，该酶的功能是__________________________________________。

②PCR中加入的引物有____种，加入引物的作用是________________________________。 ⑶电泳是分离纯化DNA和蛋白质的常用方法，体内和体外扩增得到的DNA往往都还需要利用电泳技术进一步分离纯化。请简要阐述该方法的工作原理。__________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 ⑷微生物培养在工业生产中有广泛的应用，通过培养特定的微生物，分离制备酶制剂再用于工业生产就是其中之一。请举例说明酶制剂在生产生活中的应用。(举两例)

____________________________________________________________________________。

17. (11海南)回答有关基因工程的问题：

⑴构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生粘性末端，也可能产生________末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生________(相同，不同)粘性末端的限制酶。

⑵利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动

子的作用是________________________________________________________________。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用________处理大肠杆菌，以利于表达载体进入：为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为____________________________________。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成________________________________，常用抗原－抗体杂交技术。

⑶如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的________________中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的________________上。

18. 下图是培育表达人乳铁蛋白的

乳腺生物反应器的技术路线。

图中tetR表示四环素抗性基

因，ampR表示氨苄青霉素抗性

基因，BamHⅠ、HindⅢ、Sma

Ⅰ直线所示为三种限制性核酸

内切酶的酶切位点。据图回答：

⑴图中将人乳铁蛋白基因插入载体，需用_______________________限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含______________的培养基上进行。 ⑵能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是______(填字母代号)。

A.启动子 B. tetR C.复制原点 D. ampR

⑶过程①可采用的操作方法是______(填字母代号)。

A.农杆菌转化 B.大肠杆菌转化 C.显微注射 D.细胞融合

⑷过程②采用的生物技术是________________________。

⑸对早期胚胎进行切割，经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的_______________性。 ⑹为检测人乳铁蛋白是否成功表达，可采用______(填字母代号)技术。

A.核酸分子杂交 B. 基因序列分析 C.抗原—抗体杂交 D. PCR

19. 基因工程又叫基因拼接技术。

⑴在该技术中，用人工合成方法获得目的基因的途径之一是：以目的基因转录的__________为模板，____________成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成__________________。 ⑵基因工程中常用的受体细胞有细菌、真菌、________________________。若将真核基因在原核细胞中表达，对该目的基因的基本要求是______________________________。

⑶假设以大肠杆菌质粒作为运载体，并以同一种限制性内切酶切割运载体与目的基因，将切割后的运载体与目的基因片段混合，并加入DNA连接酶。连接产物至少有______种环状DNA分子，它们分别是______________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。

高三生物一轮复习导学提纲(35)参考答案

1~5 BBABB 6~7 BC 8.BCD 9.AD 10.AB 11.ABCD 12.ACD 13.AC 14.ABCD 15.CD

16．⑴①能否生长 只有含有重组质粒的细菌(即含有目的基因的细菌)才含有特异性抗性基

因，才能在添加特异性抗生素的培养基上生长。(2分)

②a.培养温度，温度影响细菌体内的酶的活性；(2分)

b.培养的气体条件，氧气和二氧化碳的含量会影响细菌的代谢。(2分)

⑵①DNA聚合 催化脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键

②2 作为DNA复制的起点

⑶不同DNA和蛋白质分子大小、带电性存在差异，在电场中移动速度的大小不同，利用这一特性把目的分子与其余物质分开。(2分)

⑷加酶洗衣粉、嫩肉粉、利用果胶酶提高果胶产量、利用纤维素酶生产酒精活、利用纤维素酶处理服装面料(或其他合理答案)(2分，每例1分)

17．⑴平 相同

⑵提供RNA聚合酶特异性识别结合位点，驱动基因转录 Ca2+

DNA—RNA分子杂交 胰岛素原(蛋白质)

⑶T—DNA 染色体

18．⑴HindⅢ和BamHⅠ；氨苄青霉素 ⑵A ⑶C ⑷胚胎移植技术

⑸全能 ⑹C

19．⑴信使RNA(mRNA)逆转录(反转录) 双链DNA(目的基因)

⑵动植物细胞 除去内含子

⑶3 运载体自连的、目的基因片段自连的、运载体与目的基因片段相连的环状DNA分子