專題26　基因工程與生物技術(shù)的安全性和倫理問(wèn)題專題檢測(cè)A組一、單項(xiàng)選擇題1.(2020屆浙江七彩陽(yáng)光高三聯(lián)考,9)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá),需要通過(guò)質(zhì)粒等載體導(dǎo)入受體細(xì)胞而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,其原因不包括(　　)A.目的基因無(wú)法插入受體細(xì)胞DNAB.目的基因無(wú)法復(fù)制C.目的基因無(wú)轉(zhuǎn)錄所需的啟動(dòng)部位D.目的基因與受體細(xì)胞遺傳信息傳遞方式不同答案　D　目的基因無(wú)法插入受體細(xì)胞DNA,也無(wú)法完成復(fù)制,且缺少轉(zhuǎn)錄所需的啟動(dòng)部位,因此需要借助質(zhì)粒等載體導(dǎo)入受體細(xì)胞,而目的基因與受體細(xì)胞遺傳信息傳遞方式相同,這不是需要借助質(zhì)粒等載體的原因,D符合題意。2.(2020屆5·3改編)下面是4種限制酶所識(shí)別的DNA分子序列和剪切位點(diǎn)(↓表示剪切點(diǎn)、切出的斷面為黏性末端):限制酶1:—↓GATC—。限制酶2:—CATG↓—。限制酶3:—G↓GATCC—。限制酶4:—CCGC↓GG—。請(qǐng)指出下列哪項(xiàng)表達(dá)正確(　　)A.在使用限制酶的同時(shí)還需要解旋酶B.限制酶1和3剪出的黏性末端相同C.限制酶1、2、4識(shí)別的序列都由4個(gè)脫氧核苷酸組成D.限制酶1和2切出的DNA片段可通過(guò)T4DNA連接酶拼接答案　B　使用限制性核酸內(nèi)切酶是為了切割目的基因和載體,不需要解旋酶解開(kāi)DNA雙螺旋,A錯(cuò)誤;限制性核酸內(nèi)切酶1和3切出的黏性末端相同,都是GATC—,B正確;限制性核酸內(nèi)切酶1、2識(shí)別的序列都由4個(gè)脫氧核苷酸組成,限制酶3、4識(shí)別的序列都由6個(gè)脫氧核苷酸組成,C錯(cuò)誤;限制性核酸內(nèi)切酶1和2切割形成的DNA片段的黏性末端不同,前者是GATC—,后者是—CATG,不能通過(guò)T4DNA連接酶拼接,D錯(cuò)誤。3.(2020浙江寧波一模,25)為獲得抗病毒的馬鈴薯植株,采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將病毒復(fù)制酶基因轉(zhuǎn)移到馬鈴薯體內(nèi)。下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A.該轉(zhuǎn)基因馬鈴薯植株產(chǎn)生的配子中,一定含有目的基因B.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法或顯微注射法C.由愈傷組織產(chǎn)生胚狀體后再萌發(fā)形成完整植株的過(guò)程需要生根培養(yǎng)基D.轉(zhuǎn)化了的馬鈴薯細(xì)胞在合適條件下經(jīng)脫分化即可形成抗病毒馬鈴薯植株答案　B　若只將目的基因整合到馬鈴薯細(xì)胞的一條染色體上,則通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子中不一定含有目的基因,A錯(cuò)誤;將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法或顯微注射法,B正確;由愈傷組織產(chǎn)生胚狀體后再萌發(fā)形成完整植株的過(guò)程不需要生根培養(yǎng)基,C錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)化了的馬鈴薯細(xì)胞在合適條件下經(jīng)脫分化和再分化形成抗病毒馬鈴薯植株,D錯(cuò)誤。4.(2018江蘇揚(yáng)、通、泰、徐、淮、宿二模,20)農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒是植物基因工程中常用的載體,相關(guān)敘述正確的是(　　)A.Ti質(zhì)粒是能夠自主復(fù)制的單鏈DNA分子B.Ti質(zhì)粒中磷酸基團(tuán)都與兩個(gè)脫氧核糖相連接C.重組Ti質(zhì)粒的受體細(xì)胞只能是植物愈傷組織細(xì)胞D.Ti質(zhì)粒上的基因可全部整合到受體細(xì)胞染色體上答案　B　Ti質(zhì)粒是能夠自主復(fù)制的環(huán)狀雙鏈DNA分子,其分子內(nèi)部的磷酸基團(tuán)都與兩個(gè)脫氧核糖相連接,A錯(cuò)誤,B正確;重組Ti質(zhì)粒的受體細(xì)胞可以是植物愈傷組織細(xì)胞,,也可以是植物的其他細(xì)胞,C錯(cuò)誤;農(nóng)桿菌有Ti質(zhì)粒,Ti質(zhì)粒上有一段T-DNA,目的基因可插入Ti質(zhì)粒上的T-DNA中,從而導(dǎo)入農(nóng)桿菌,讓農(nóng)桿菌侵染植物,農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T-DNA片段(內(nèi)有目的基因)整合到受體細(xì)胞的染色體上,即只有Ti質(zhì)粒上的T-DNA片段(內(nèi)有目的基因)而不是Ti質(zhì)粒上的全部基因可整合到受體細(xì)胞染色體上,D錯(cuò)誤。誤區(qū)警示　環(huán)狀的雙鏈DNA分子中沒(méi)有游離的磷酸基團(tuán),而鏈狀的雙鏈DNA分子中有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán),分別分布在單鏈的一端。5.(2020海南調(diào)研,20)某實(shí)驗(yàn)小組將人生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌以制備工程菌,下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A.人生長(zhǎng)激素基因可以通過(guò)以下丘腦細(xì)胞的mRNA為模板的反轉(zhuǎn)錄獲得B.將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌常采用Ca2+處理細(xì)胞C.利用工程菌制備的生長(zhǎng)激素和人體細(xì)胞合成的具有相同的空間結(jié)構(gòu)D.在生長(zhǎng)激素基因的首端插入終止子的目的是保證目的基因成功轉(zhuǎn)錄答案　B　人的生長(zhǎng)激素mRNA只能從人的垂體細(xì)胞中提取,下丘腦細(xì)胞生長(zhǎng)激素基因不表達(dá),A錯(cuò)誤;用Ca2+處理大腸桿菌可使大腸桿菌成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的狀態(tài),B正確;生長(zhǎng)激素屬于分泌蛋白,人體細(xì)胞合成的生長(zhǎng)激素需要經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工,工程菌內(nèi)沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,故人體細(xì)胞和工程菌內(nèi)合成的生長(zhǎng)激素的空間結(jié)構(gòu)不同,C錯(cuò)誤;為保證生長(zhǎng)激素基因的正常轉(zhuǎn)錄,表達(dá)載體中目的基因的首端應(yīng)有啟動(dòng)子,尾端應(yīng)有終止子,D錯(cuò)誤。6.(2019江蘇南京、鹽城二模,17)下列關(guān)于生物學(xué)中常見(jiàn)的幾種酶的敘述,正確的是(　　)A.DNA連接酶將目的基因的黏性末端與載體的黏性末端之間的堿基黏合B.用限制性核酸內(nèi)切酶從質(zhì)粒上切下一個(gè)目的基因需消耗4個(gè)水分子C.Taq酶是PCR儀擴(kuò)增DNA分子時(shí)常用的一種耐高溫的DNA連接酶D.在解離根尖分生區(qū)細(xì)胞時(shí)加入纖維素酶有利于提高解離的效果答案　B　黏性末端與黏性末端之間的互補(bǔ)配對(duì)的堿基自動(dòng)形成氫鍵,DNA連接酶催化形成磷酸二酯鍵,A錯(cuò)誤;切下一個(gè)目的基因需要打開(kāi)2個(gè)切口,水解4個(gè)磷酸二酯鍵,故需消耗4個(gè)水分子,B正確;Taq酶是耐高溫的DNA聚合酶,C錯(cuò)誤;對(duì)根尖分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行解離時(shí)用解離液處理,不需要纖維素酶,D錯(cuò)誤。7.(2020浙江稽陽(yáng)聯(lián)考,11)如圖是基因文庫(kù)的構(gòu)建和獲取目的基因的示意圖。下列敘述正確的是(　　)A.通過(guò)該途徑獲得的目的基因,通常是序列已知的B.①過(guò)程通常只用一種DNA酶切割全部DNAC.③過(guò)程需用CaCl2處理,使大腸桿菌細(xì)胞壁的通透性增加D.④過(guò)程可用相應(yīng)抗體,利用核酸分子雜交技術(shù)釣取目的基因答案　C　通過(guò)該途徑獲得的目的基因,通常是序列未知的,A錯(cuò)誤;①過(guò)程要用限制性核酸內(nèi)切酶切割全部DNA,B錯(cuò)誤;③過(guò)程需用CaCl2處理,使大腸桿菌細(xì)胞壁的通透性增加而成為感受態(tài)細(xì)胞,C正確;④過(guò)程可利用核酸分子雜交技術(shù)釣取目的基因,但不能用抗體,D錯(cuò)誤。8.(2019江蘇蘇、錫、常、鎮(zhèn)三模,15)科研人員利用CRISPR/Cas9技術(shù)敲除了生物節(jié)律核心基因BMAL1,獲得了具有睡眠紊亂癥狀的獼猴,取其中一只獼猴的體細(xì)胞又克隆了5只BMAL1基因敲除的克隆猴,用作睡眠障礙等疾病的藥物研發(fā)模型。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.該研究涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有基因工程、核移植、胚胎工程B.不用鼠作藥物研發(fā)模型的原因是鼠晝伏夜出的生活習(xí)性與人相反C.BMAL1基因只存在于下丘腦細(xì)胞并可在下丘腦細(xì)胞中表達(dá)D.用這5只克隆猴作模型是因?yàn)樗鼈兓蛐偷冗z傳背景一致,答案　C　本題主要考查生命觀念中的結(jié)構(gòu)與功能觀。分析題干信息可知,上述研究涉及了利用基因工程的工具酶敲除生物節(jié)律核心基因BMAL1,克隆獼猴時(shí)需利用核移植技術(shù),另外還需要將早期胚胎移植到子宮,這又涉及了胚胎工程,A正確;由于鼠的習(xí)性與人不同,特別是它的晝伏夜出的生活習(xí)性與人相反,因此鼠不適合用作睡眠障礙等疾病的藥物研發(fā)模型,而用克隆猴作模型是因?yàn)樗鼈兓蛐偷冗z傳背景一致,B、D正確;下丘腦與生物節(jié)律有關(guān),可推測(cè)BMAL1基因在下丘腦中表達(dá),但并非該基因只存在于下丘腦,C錯(cuò)誤。二、非選擇題9.(2020屆浙江嘉興高三9月測(cè)試,30)(8分)人的S細(xì)胞可以產(chǎn)生某種具有臨床價(jià)值的蛋白質(zhì),該蛋白質(zhì)由基因yie編碼。目前可利用現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)該蛋白質(zhì)。回答下列問(wèn)題:(1)要獲得yie基因,可從人的S細(xì)胞中提取　　　　作為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下合成互補(bǔ)DNA,再利用　　　　技術(shù)在體外擴(kuò)增獲得大量yie基因。 (2)通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化可將yie基因?qū)肽撤N植物的葉肉細(xì)胞中。若該葉肉細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了yie基因能穩(wěn)定表達(dá)的愈傷組織,則說(shuō)明yie基因已經(jīng)　　　　　　　　　　　　　　　。把愈傷組織放在搖床上,通過(guò)　　　　培養(yǎng)可以獲得單細(xì)胞,這種單細(xì)胞具有　　　　細(xì)胞的特征,最終可以形成植株。 (3)也可將yie基因通過(guò)　　　　法注入植物的原生質(zhì)體。為獲取原生質(zhì)體,需要制備含　　　　　　　酶以及滲透壓穩(wěn)定劑、細(xì)胞膜保護(hù)劑等的反應(yīng)液。將外植體放入反應(yīng)液后要嚴(yán)格控制好溫度、pH和　　　　,避免脆弱的原生質(zhì)體受到持續(xù)的傷害。 答案　(8分,每空1分)(1)mRNA　PCR(2)整合到葉肉細(xì)胞的染色體DNA上　液體懸浮　胚性　(3)顯微注射　纖維素酶和果膠　反應(yīng)時(shí)間解析　(1)要獲得yie基因,可從人的S細(xì)胞提取mRNA作為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下合成互補(bǔ)DNA,再利用PCR技術(shù)在體外擴(kuò)增獲得大量yie基因。(2)愈傷組織能穩(wěn)定表達(dá)yie基因,說(shuō)明yie基因已經(jīng)整合到葉肉細(xì)胞的染色體DNA上。愈傷組織在搖床上通過(guò)液體懸浮培養(yǎng)可以獲得單細(xì)胞,這種單細(xì)胞具有胚性細(xì)胞的特征,最終可以形成植株。(3)yie基因通過(guò)顯微注射法注入植物的原生質(zhì)體。原生質(zhì)體的獲得要制備含纖維素酶和果膠酶以及滲透壓穩(wěn)定劑、細(xì)胞膜保護(hù)劑等的反應(yīng)液。外植體放入反應(yīng)液后要嚴(yán)格控制好溫度、pH和反應(yīng)時(shí)間。10.(2020浙江紹興一模,29)(8分)如圖是基因文庫(kù)的構(gòu)建示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)獲取目的基因時(shí),如果目的基因的　　　　　是未知的,可以建立一個(gè)包括目的基因在內(nèi)的基因文庫(kù),再?gòu)幕蛭膸?kù)中獲得目的基因。對(duì)于高等動(dòng)植物復(fù)雜的染色體DNA來(lái)說(shuō),單個(gè)基因所占比例極小,將其分離出來(lái)并非易事,一般需要先對(duì)DNA進(jìn)行　　　　,以產(chǎn)生足夠多的數(shù)量。 (2)如圖所示基因文庫(kù)用克隆載體構(gòu)建,載體中目的基因可通過(guò)細(xì)菌的　　　　完成片段的克隆。從基因文庫(kù)中分離目的基因時(shí)主要利用核酸探針,核酸探針在基因工程的操作過(guò)程中還有很多方面的應(yīng)用,如檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞,以及　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ,(3)培育轉(zhuǎn)基因羊時(shí),可利用顯微注射法將從基因文庫(kù)中獲得的目的基因?qū)搿　　　?受體)細(xì)胞,再經(jīng)過(guò)　　　　　　　,移植到　　　　的發(fā)情母羊的輸卵管或子宮角。目的基因在受體細(xì)胞中的整合率不太穩(wěn)定,這除與注射的位置和時(shí)間有關(guān)外,還要考慮目的基因的構(gòu)型和　　　　。 答案　(1)核苷酸序列　擴(kuò)增　(2)繁殖?、贆z測(cè)目的基因是否插入受體細(xì)胞的染色體DNA中;②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA(答對(duì)1點(diǎn)即可)　(3)受精卵　胚胎體外培養(yǎng)　未經(jīng)配種　濃度解析　(1)獲取目的基因時(shí),如果目的基因的核苷酸序列是未知的,可以通過(guò)建立基因文庫(kù)并從中獲取。由于單個(gè)基因占比很小,需要對(duì)DNA進(jìn)行擴(kuò)增,以便產(chǎn)生足夠多的數(shù)量用于實(shí)驗(yàn)。(2)基因文庫(kù)的基因可通過(guò)細(xì)菌的繁殖完成克隆。核酸探針除了可以從基因文庫(kù)中調(diào)取目的基因,還可以檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞,檢測(cè)目的基因是否插入受體細(xì)胞的染色體DNA中,檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA。(3)培育轉(zhuǎn)基因羊時(shí),利用顯微注射法可將目的基因?qū)胧芫鸭?xì)胞,再通過(guò)胚胎體外培養(yǎng),移植到未經(jīng)配種的發(fā)情母羊的輸卵管或子宮角。目的基因在受體細(xì)胞中的整合率不太穩(wěn)定的原因與注射時(shí)間和位置、目的基因的構(gòu)型和濃度等有關(guān)。11.(2020遼寧大連一模,38)(10分)微衛(wèi)星DNA是廣泛分布于真核生物基因組中的簡(jiǎn)單重復(fù)序列。由于重復(fù)單位的重復(fù)次數(shù)在個(gè)體間呈高度特異性并且數(shù)量豐富,因此,微衛(wèi)星DNA可以作為分子標(biāo)記,并有著廣泛應(yīng)用。(1)為了分離捕獲到某種生物的微衛(wèi)星DNA分子標(biāo)記,可以用生物素標(biāo)記的特定簡(jiǎn)單重復(fù)序列作為探針,與該生物的　　　　文庫(kù)進(jìn)行雜交,然后再經(jīng)多個(gè)步驟篩選獲取微衛(wèi)星DNA。 (2)擴(kuò)增分離到的微衛(wèi)星DNA序列的PCR反應(yīng)體系中含緩沖液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物及熱穩(wěn)定DNA聚合酶等。其中dNTP的作用是　　　　　　　　　　　　　　;該技術(shù)的前提是　　　　　　　　　　　,以便根據(jù)這一序列合成引物,所以引物應(yīng)選用圖中　　　　(填圖中標(biāo)號(hào))。 (3)PCR的基本反應(yīng)步驟為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,其產(chǎn)物量以　　　　形式擴(kuò)增。 (4)根據(jù)“微衛(wèi)星DNA”的特點(diǎn)判斷,這種分子標(biāo)記可應(yīng)用于　　　　(填字母)。 A.人類親子鑒定　　　　　B.種群遺傳多樣性研究C.誘導(dǎo)基因突變D.冠狀病毒遺傳物質(zhì)測(cè)序答案　(1)基因組　(2)合成DNA的原料、提供能量　有一段已知目的基因的核苷酸序列?、窈廷簟?3)DNA解鏈—引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈—互補(bǔ)鏈的合成(或變性、復(fù)性/退火、延伸或高溫解鏈—冷卻引物結(jié)合—加熱互補(bǔ)鏈合成)　指數(shù)(約為2n)　(4)AB解析　(1)由于微衛(wèi)星DNA是簡(jiǎn)單重復(fù)序列,可以用生物素標(biāo)記的特定簡(jiǎn)單重復(fù)序列作為探針,與該生物的基因組文庫(kù)進(jìn)行雜交,然后再經(jīng)多個(gè)步驟篩選獲取微衛(wèi)星DNA。(2)dNTP在PCR過(guò)程中作為合成DNA分子的原料和提供能量。PCR技術(shù)的前提是有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根據(jù)這一序列合成引物,這兩個(gè)DNA引物分別與目的基因雙鏈各一端序列相互補(bǔ),所以引物應(yīng)選用圖中Ⅰ和Ⅳ。(3)PCR的反應(yīng)步驟為目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈,引物與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合,然后在DNA聚合酶作用下進(jìn)行延伸,如此重復(fù)循環(huán),因而每一次循環(huán)后目的基因的量可以增加一倍,即成指數(shù)形式擴(kuò)增(約為2n,其中n為擴(kuò)增循環(huán)的次數(shù))。PCR技術(shù)的步驟可簡(jiǎn)單概括為變性、復(fù)性/退火、延伸。(4)微衛(wèi)星DNA是真核生物基因組中的簡(jiǎn)單重復(fù)序列,且重復(fù)單位的重復(fù)次數(shù)在個(gè)體間呈高度特異性,因此可用于人類親子鑒定、物種間親緣關(guān)系鑒定、遺傳多樣性的研究等,A、B正確;誘導(dǎo)基因突變的因素有物理因素、化學(xué)因素和生物因素,與微衛(wèi)星DNA的特性無(wú)關(guān),C錯(cuò)誤;冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,其測(cè)序不能用微衛(wèi)星DNA進(jìn)行標(biāo)記,D錯(cuò)誤。12.(2020浙江臺(tái)州一模,30)現(xiàn)代生物技術(shù)在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)將人體中B蛋白基因?qū)氪竽c桿菌,以生產(chǎn)藥物B蛋白。,①由于人體基因的轉(zhuǎn)錄初始產(chǎn)物需切除部分序列,才能加工成為成熟的mRNA,因此直接將從人類基因文庫(kù)中獲取的B蛋白基因?qū)氪竽c桿菌,B蛋白基因無(wú)法正常表達(dá)?？刹捎谩　　　　　　　　〉姆椒ê铣葿蛋白基因,以解決這一問(wèn)題。 ②導(dǎo)入過(guò)程所用載體pUC19質(zhì)粒如圖所示,LacZ基因表達(dá)產(chǎn)物能水解X-gal,使菌落呈藍(lán)色,不能水解X-gal的菌落呈白色。已知三種限制性核酸內(nèi)切酶X、Y、Z所識(shí)別的序列分別是C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC(↓表示剪切點(diǎn))。為便于篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌,應(yīng)選用的限制性核酸內(nèi)切酶是　　　,并且在培養(yǎng)基中加入　　　　　　　　,接種培養(yǎng)后選擇　　　色菌落。 ③篩選得到成功導(dǎo)入B蛋白基因的大腸桿菌菌株,為檢驗(yàn)B蛋白基因是否表達(dá),可以用含放射性標(biāo)記的B蛋白基因單鏈作為探針,檢測(cè)受體菌是否　　　　　　。 (2)現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)作物育種,也取得可喜成績(jī)。利用基因工程育種技術(shù)可培育轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。在此過(guò)程中,為成功獲得新植株,應(yīng)選擇性狀優(yōu)良、　　　　　　　　　　　作為受體材料。除此之外,影響受體材料能否成功再生出新植株的因素還有光溫條件、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及　　　　　的配比。利用多倍體育種技術(shù)或者　　　　　技術(shù)則可培育異源多倍體。 答案　(1)①提取mRNA進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄(或人工合成、化學(xué)合成)　②Y　氨芐青霉素、X-gal(寫(xiě)全給分)　白?、鄢晒D(zhuǎn)錄(合成相應(yīng)RNA)　(2)全能性表達(dá)充分的基因型　營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)　植物體細(xì)胞雜交(植物細(xì)胞工程)解析　(1)①人體基因轉(zhuǎn)錄的mRNA需要加工為成熟的mRNA用于翻譯,所以人體基因直接導(dǎo)入大腸桿菌無(wú)法正常表達(dá)。采用提取成熟的mRNA進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄的方法合成相應(yīng)目的基因(或化學(xué)合成)可以解決這個(gè)問(wèn)題。②LacZ基因表達(dá)產(chǎn)物能水解X-gal,使菌落呈藍(lán)色,不能水解X-gal的菌落呈白色,因此可通過(guò)LacZ基因是否完整來(lái)判斷目的基因是否插入質(zhì)粒,選擇的限制性核酸內(nèi)切酶應(yīng)是Y,并且在培養(yǎng)基中加入氨芐青霉素、X-gal,接種培養(yǎng)后選擇白色菌落。③為檢驗(yàn)B蛋白基因是否表達(dá),可用含放射性標(biāo)記的B蛋白基因單鏈作為探針,檢測(cè)受體菌有無(wú)合成相應(yīng)的RNA。(2)轉(zhuǎn)基因植株培育中,要選擇性狀優(yōu)良、全能性表達(dá)充分的基因型作為受體材料,培育條件應(yīng)為適宜的光照溫度、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的配比。利用多倍體育種技術(shù)或者植物體細(xì)胞雜交技術(shù)可培育異源多倍體。13.(2019江蘇南京、鹽城二模,33)(15分)圖甲為構(gòu)建重組質(zhì)粒過(guò)程中的三種備選質(zhì)粒,其中Ap為氨芐青霉素抗性基因,Tc為四環(huán)素抗性基因。圖乙為培育轉(zhuǎn)AFPs基因(抗凍基因)番茄的示意圖,外源DNA和質(zhì)粒上均標(biāo)出了酶切位點(diǎn)及相關(guān)抗性基因,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。甲乙(1)圖甲中通常選用質(zhì)粒C構(gòu)建重組質(zhì)粒,而不選用質(zhì)粒A或質(zhì)粒B的原因分別是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)據(jù)圖乙分析,若需使用插入失活法篩選并鑒定重組質(zhì)粒,應(yīng)優(yōu)先選用限制酶　　　　　　　切割目的基因和質(zhì)粒。 ,(3)通過(guò)PCR技術(shù)獲取目的基因時(shí)需設(shè)計(jì)　　　　種引物;從cDNA文庫(kù)中獲得的目的基因　　　　(填“含有”或“不含有”)啟動(dòng)子和終止子。 (4)在構(gòu)建基因表達(dá)載體過(guò)程中常把兩個(gè)啟動(dòng)子串聯(lián)在一起形成雙啟動(dòng)子,加在目的基因上游。雙啟動(dòng)子的作用可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)圖乙農(nóng)桿菌中的質(zhì)粒應(yīng)含有T-DNA,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若要獲得抗凍能力更強(qiáng)的抗凍番茄,可以對(duì)AFPs基因進(jìn)行改造,最終得到相應(yīng)的蛋白質(zhì),該過(guò)程需用到　　　　工程。 (6)為使改造后的AFPs基因能夠表達(dá),人工設(shè)計(jì)質(zhì)粒D并對(duì)它的多個(gè)酶切位點(diǎn)進(jìn)行研究。若用HindⅢ酶或KpnⅠ酶單獨(dú)切割質(zhì)粒D,均獲得一條長(zhǎng)鏈,若用HindⅢ酶和EcoRⅠ酶同時(shí)切割,則獲得2個(gè)500bp和1個(gè)2666bp片段,若用KpnⅠ酶和EcoRⅠ酶同時(shí)切割,則獲得2個(gè)250bp和1個(gè)3166bp片段。若以HindⅢ酶切割位點(diǎn)為計(jì)算起點(diǎn),則KpnⅠ酶切割位點(diǎn)與HindⅢ酶切割位點(diǎn)最短長(zhǎng)度為　　　　,EcoRⅠ酶的兩個(gè)切割位點(diǎn)與HindⅢ切割位點(diǎn)的最短距離為　　　　。 答案　(1)質(zhì)粒A中沒(méi)有標(biāo)記基因,質(zhì)粒B的復(fù)制原點(diǎn)中含有HindⅢ酶切位點(diǎn)　(2)BamHⅠ和HindⅢ　(3)2　不含有　(4)保證目的基因的高效轉(zhuǎn)錄(高效表達(dá))　(5)攜帶目的基因進(jìn)入番茄細(xì)胞并整合到番茄細(xì)胞的染色體DNA上蛋白質(zhì)　(6)750bp　500bp解析　(1)(4)(5)見(jiàn)答案。(2)圖乙中,選用的質(zhì)粒C作為基因工程的載體,結(jié)合目的基因兩端的酶切位點(diǎn),可以選擇BamHⅠ和HindⅢ同時(shí)切割目的基因和載體,或者EcoRⅠ和HindⅢ同時(shí)切割,若需使用插入失活法篩選并鑒定重組質(zhì)粒,應(yīng)優(yōu)先選用限制酶BamHⅠ(會(huì)破壞Tc)和HindⅢ切割,可以根據(jù)是否對(duì)四環(huán)素有抗性來(lái)篩選。(3)PCR擴(kuò)增目的基因需設(shè)計(jì)2種引物來(lái)確保DNA兩條鏈同時(shí)擴(kuò)增,cDNA由mRNA反轉(zhuǎn)錄而來(lái),所以從cDNA文庫(kù)中獲得的目的基因不含有啟動(dòng)子和終止子。(6)若用HindⅢ酶或KpnⅠ酶單獨(dú)切割質(zhì)粒D,均獲得一條長(zhǎng)鏈,說(shuō)明該質(zhì)粒上只含有HindⅢ酶的1個(gè)切割位點(diǎn)和KpnⅠ酶的1個(gè)切割位點(diǎn)。若用HindⅢ酶和EcoRⅠ酶同時(shí)切割,則獲得2個(gè)500bp和1個(gè)2666bp片段,若用KpnⅠ酶和EcoRⅠ酶同時(shí)切割,則獲得2個(gè)250bp和1個(gè)3166bp片段,說(shuō)明該質(zhì)粒上有2個(gè)EcoRⅠ酶切割位點(diǎn),且兩個(gè)位點(diǎn)之間的最短距離是500bp,而KpnⅠ酶的切割位點(diǎn)在2個(gè)EcoRⅠ酶切割位點(diǎn)之間,且距離每個(gè)EcoRⅠ酶的切割位點(diǎn)250bp,HindⅢ酶切割位點(diǎn)距離EcoRⅠ酶切割位點(diǎn)的最短距離是500bp,KpnⅠ酶切割位點(diǎn)與HindⅢ酶切割位點(diǎn)最短長(zhǎng)度為250+500=750bp,EcoRⅠ酶的兩個(gè)切割位點(diǎn)與HindⅢ切割位點(diǎn)的最短距離為500bp。名師點(diǎn)睛　標(biāo)記基因的作用篩選和鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因,故構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需要保證至少一個(gè)標(biāo)記基因的完整性。14.(2020屆浙江溫麗地區(qū)高三一模,30)(10分)研究發(fā)現(xiàn),PVY-CP基因位于某種環(huán)狀DNA分子中。將PVY-CP基因?qū)腭R鈴薯,使之表達(dá)即可獲得抗PVY病毒的馬鈴薯。如圖表示PVY-CP重組質(zhì)粒的構(gòu)建過(guò)程,相關(guān)酶切位點(diǎn)如表。BamHⅠHindⅢBglⅡSmaⅠSau3AⅠ↓　　　GGATCCCCTAGG　　　↑↓　　　AAGCTTTTCGAA　　　↑↓　　　AGATCTTCTAGA　　　↑↓CCCGGGGGGCCC↑↓　　　GATCCTAG　　　↑(1)步驟②選用的klenow酶與細(xì)胞內(nèi)的　　　　　(填酶的名稱)的功能相似。步驟④應(yīng)選用的限制性核酸內(nèi)切酶是　　　　。 ,(2)若BamHⅠ酶切的粘性末端與BglⅡ酶切的粘性末端連接,連接部位的6個(gè)堿基對(duì)序列為　　　　　　,對(duì)于該部位,這兩種酶　　　　(填“都能”“都不能”或“只有一種能”)切開(kāi)。 (3)若用Sau3AⅠ切圖中所示的質(zhì)粒(多個(gè)),最多可能獲得　　　　種大小不同的DNA片段。 (4)步驟⑤獲得的重組質(zhì)粒通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)入馬鈴薯的原生質(zhì)體,并誘導(dǎo)形成細(xì)胞壁,再轉(zhuǎn)入　　　　(A.細(xì)胞分裂素多,生長(zhǎng)素少　B.細(xì)胞分裂素少,生長(zhǎng)素多　C.細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素比例適合　D.細(xì)胞分裂素中等,生長(zhǎng)素少)的培養(yǎng)基中培養(yǎng),形成　　　　,再進(jìn)行生根培養(yǎng),獲得轉(zhuǎn)基因馬鈴薯。 (5)可用　　　　　　的方法,從個(gè)體水平檢測(cè)馬鈴薯植株中PVY-CP基因是否成功表達(dá)。 答案　(1)DNA聚合酶　BglⅡ和SmaⅠ　(2)—GGATCT——CCTAGA—(或—AGATCC——TCTAGG—)　都不能　(3)7　(4)A　叢狀苗　(5)PVY病毒感染解析　(1)圖示過(guò)程②,klenow酶將DNA片段的粘性末端補(bǔ)平,因此相當(dāng)于DNA聚合酶的作用。步驟④將目的基因和質(zhì)粒連接起來(lái),目的基因一端是BamHⅠ剪切后的粘性末端,另一端是平末端,要將目的基因按照轉(zhuǎn)錄方向正確連接,需要用BglⅡ和SmaⅠ剪切。(2)BamHⅠ酶切后的粘性末端與BglⅡ酶切的粘性末端相連,連接部位為—GGATCT——CCTAGA—(或—AGATCC——TCTAGG—,對(duì)此片段這兩種酶都不能切開(kāi),體現(xiàn)了酶的專一性。(3)若用Sau3AⅠ切割圖示的多個(gè)質(zhì)粒,由于存在3個(gè)酶切位點(diǎn),最多能產(chǎn)生7種大小不同的DNA片段。(4)原生質(zhì)體誘導(dǎo)形成細(xì)胞壁,再轉(zhuǎn)入細(xì)胞分裂素多、生長(zhǎng)素少的的培養(yǎng)基中,培養(yǎng)形成叢狀苗,再進(jìn)行生根培養(yǎng)。(5)要檢測(cè)PVY-CP基因是否成功表達(dá),可用PVY病毒感染轉(zhuǎn)基因馬鈴薯檢測(cè)其是否有抗性。專題檢測(cè)B組一、單項(xiàng)選擇題1.(2020山東師大附中4月模擬,14)基因工程培育的“工程菌”通常經(jīng)發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品有(　　)①石油?、谌松L(zhǎng)激素　③紫草素?、芫垡叶肌、菀葝u素?、拗亟M乙肝疫苗　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.①③⑥B.②⑤⑥C.③⑤⑥D(zhuǎn).②③⑤答案　B　石油是從地層中獲得的,①錯(cuò)誤;人生長(zhǎng)激素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),可以通過(guò)基因工程培育的“工程菌”發(fā)酵獲得,②正確;紫草素是植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的,③錯(cuò)誤;聚乙二醇是由環(huán)氧乙烷聚合而成的,這是一個(gè)化學(xué)反應(yīng),不需要用基因工程培育的“工程菌”,④錯(cuò)誤;胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),可以通過(guò)基因工程培育的“工程菌”發(fā)酵獲得,⑤正確;重組乙肝疫苗的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),可以通過(guò)基因工程培育的“工程菌”發(fā)酵獲得,⑥正確。2.(2018北京海淀期中,29)科研人員通過(guò)PCR技術(shù)獲得肝細(xì)胞特異性啟動(dòng)子——白蛋白啟動(dòng)子,將該啟動(dòng)子與Cre重組酶基因結(jié)合構(gòu)建表達(dá)載體,培育出在肝細(xì)胞特異性表達(dá)Cre重組酶的轉(zhuǎn)基因小鼠。下列敘述正確的是(　　)A.將該表達(dá)載體導(dǎo)入肝細(xì)胞以獲得轉(zhuǎn)基因小鼠B.PCR技術(shù)獲得白蛋白啟動(dòng)子需設(shè)計(jì)特異性的引物C.構(gòu)建該表達(dá)載體需要限制酶和DNA聚合酶D.通過(guò)核酸分子雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因是否完成表達(dá)答案　B　將表達(dá)載體導(dǎo)入肝細(xì)胞無(wú)法獲得轉(zhuǎn)基因小鼠個(gè)體,應(yīng)將表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵,后者可以發(fā)育成新的個(gè)體,A選項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,需設(shè)計(jì)特異性引物才能通過(guò)PCR技術(shù)獲得白蛋白啟動(dòng)子,B選項(xiàng)正確。構(gòu)建該表達(dá)載體需要限制酶和DNA連接酶,不需要DNA聚合酶,C選項(xiàng)錯(cuò)誤。通過(guò)核酸分子雜交技術(shù)只能檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)入(運(yùn)用DNA-DNA分子雜交技術(shù))以及目的基因是否轉(zhuǎn)錄(運(yùn)用DNA-RNA分子雜交技術(shù)),檢測(cè)是否表達(dá),需要檢測(cè)蛋白質(zhì),故用抗原—抗體雜交技術(shù),D選項(xiàng)錯(cuò)誤。,3.(2019江蘇南通、連云港等七市三模,17)科學(xué)家構(gòu)建了含有大洋鱈魚(yú)抗凍蛋白基因啟動(dòng)子和大鱗鮭魚(yú)生長(zhǎng)激素基因的表達(dá)載體,并將其導(dǎo)入了大西洋鮭的細(xì)胞中,獲得了生長(zhǎng)速度加快的轉(zhuǎn)基因大西洋鮭。相關(guān)敘述正確的是(　　)A.轉(zhuǎn)基因大西洋鮭體內(nèi)抗凍蛋白明顯增加B.構(gòu)建基因表達(dá)載體需要限制酶和DNA聚合酶C.大鱗鮭魚(yú)生長(zhǎng)激素基因不能通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增獲得D.轉(zhuǎn)基因大西洋鮭生長(zhǎng)激素含量增加導(dǎo)致生長(zhǎng)速度加快答案　D　根據(jù)題干信息轉(zhuǎn)基因大西洋鮭體內(nèi)并不含有大洋鱈魚(yú)的抗凍蛋白基因,因此體內(nèi)抗凍蛋白不會(huì)明顯增多,A錯(cuò)誤;構(gòu)建基因表達(dá)載體需要限制酶和DNA連接酶,不需要DNA聚合酶,B錯(cuò)誤;通過(guò)PCR方法擴(kuò)增,可獲得大鱗鮭魚(yú)生長(zhǎng)激素基因,C錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)基因大西洋鮭體內(nèi)的大鱗鮭魚(yú)生長(zhǎng)激素基因表達(dá),生長(zhǎng)激素含量增加導(dǎo)致生長(zhǎng)速度加快,D正確。易錯(cuò)警示　審題不嚴(yán)密,易犯粗心大意的錯(cuò)誤,認(rèn)為轉(zhuǎn)基因大西洋鮭轉(zhuǎn)入了大洋鱈魚(yú)抗凍蛋白基因,題干中給出的信息只是轉(zhuǎn)入了大洋鱈魚(yú)抗凍蛋白基因的啟動(dòng)子,而不是抗凍蛋白基因。4.(2019江蘇無(wú)錫一模,17)下列關(guān)于基因工程的敘述,正確的是(　　)A.構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)需要在目的基因前加上起始密碼子B.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法可以將目的基因隨機(jī)插入受體細(xì)胞的染色體DNAC.標(biāo)記基因中不能有限制酶的識(shí)別位點(diǎn)以防止其被破壞而失去作用D.導(dǎo)入人胰島素基因的大腸桿菌可直接生產(chǎn)出有活性的人胰島素答案　B　本題考查學(xué)生對(duì)基因工程的基本操作程序的相關(guān)知識(shí)的識(shí)記和理解能力。構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需要在目的基因前加上啟動(dòng)子,A錯(cuò)誤;采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,可以將目的基因隨機(jī)插入受體細(xì)胞的染色體DNA上,B正確;標(biāo)記基因中可以有限制酶的識(shí)別位點(diǎn),為了防止標(biāo)記基因被破壞而失去作用,在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),使用的限制酶應(yīng)該不具有識(shí)別標(biāo)記基因中的限制酶的識(shí)別位點(diǎn)的能力,C錯(cuò)誤;導(dǎo)入人胰島素基因的大腸桿菌,因沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,不能對(duì)胰島素進(jìn)行加工,所以不能直接生產(chǎn)出有活性的人胰島素,D錯(cuò)誤。5.矮牽?；ò曜仙纳顪\由花青素的含量高低決定,花青素由查耳酮合酶(CHS)催化合成,為獲得紫色更深的矮牽牛,科研人員將CHS基因?qū)胍吧妥匣ò珷颗Ｈ~肉細(xì)胞中,得到的轉(zhuǎn)基因植株花色反而出現(xiàn)了淺紫色,檢測(cè)CHS基因的轉(zhuǎn)錄水平,得到如圖所示電泳圖譜(2道和3道分別表示野生型和轉(zhuǎn)基因植株)。下列判斷正確的是(　　)A.用不同的限制酶處理含CHS基因的DNA和運(yùn)載體B.轉(zhuǎn)基因植株中內(nèi)源CHS基因的轉(zhuǎn)錄水平明顯低于野生型C.轉(zhuǎn)基因植株內(nèi)外源CHS基因的轉(zhuǎn)錄均被抑制D.沒(méi)有獲得紫色更深的植株是因?yàn)镃HS基因沒(méi)有成功轉(zhuǎn)入答案　B　用相同的限制酶組合(都選用固定的兩種黏性末端不同的限制酶)處理含CHS基因的DNA和運(yùn)載體,使兩者含有相同的粘性末端,以便兩者構(gòu)建重組分子,A錯(cuò)誤;由圖分析2道野生型內(nèi)源的條帶較粗,而3道轉(zhuǎn)基因內(nèi)源的條帶較細(xì),說(shuō)明轉(zhuǎn)基因植物的內(nèi)源基因的轉(zhuǎn)錄水平明顯低于野生型,B正確;轉(zhuǎn)基因植株內(nèi)源CHS基因的轉(zhuǎn)錄被抑制,外源CHS基因的轉(zhuǎn)錄正常,C錯(cuò)誤;從圖中看到,,外源基因轉(zhuǎn)入成功,沒(méi)有獲得紫色更深的植株可能是因?yàn)檗D(zhuǎn)基因植株內(nèi)源CHS基因表達(dá)被抑制,轉(zhuǎn)基因植株外源CHS基因和內(nèi)源CHS基因的綜合表達(dá)量沒(méi)有野生型的內(nèi)源CHS基因表達(dá)量高,D錯(cuò)誤。6.(2020浙江超級(jí)全能生聯(lián)考,27)某一品系的棉花野生型植株既不抗蟲(chóng)也不抗除草劑,如圖為構(gòu)建轉(zhuǎn)基因植株M(抗蟲(chóng)、抗除草劑)的過(guò)程示意圖,有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.采用Ti質(zhì)粒作為載體的優(yōu)勢(shì)是其具備可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞的T-DNAB.為防止自身環(huán)化及相互連接,準(zhǔn)備工作①中應(yīng)至少使用4種不同的限制酶C.過(guò)程⑤可能依次經(jīng)歷了細(xì)胞團(tuán)、球形胚、心形胚、胚狀體、完整植株的過(guò)程D.基因A、B可能插入到細(xì)胞M的染色體上,但不可能同時(shí)存在于同一條染色體上答案　D　本題中轉(zhuǎn)基因植物的培育采用了典型的農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,Ti質(zhì)粒作為載體的優(yōu)勢(shì)是其T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞,A正確;為防止自身環(huán)化,切割目的基因兩端的限制酶應(yīng)是不同的,又要防止基因A、B的相互連接,因此準(zhǔn)備工作①中至少需要4種不同的限制酶,B正確;處于適當(dāng)?shù)囊后w培養(yǎng)條件的單個(gè)植物細(xì)胞,經(jīng)過(guò)培養(yǎng)基中成分的誘導(dǎo),可依次經(jīng)歷從單細(xì)胞到細(xì)胞團(tuán)、球形胚、心形胚、胚狀體、完整植株的過(guò)程,C正確;植株M自交后,抗蟲(chóng)∶不抗蟲(chóng)=15∶1,抗除草劑∶不抗除草劑=15∶1,說(shuō)明植株M的2對(duì)染色體上插入了2個(gè)A基因和2個(gè)B基因,各自符合自由組合定律,又因?yàn)楹蟠闯霈F(xiàn)野生型植株,說(shuō)明一對(duì)同源染色體的兩條染色體上,分別插入了A和B基因,而另一對(duì)同源染色體,有兩種情況:可能A、B兩個(gè)基因都插入到了一條染色體上,也可能分別插入到兩條染色體上,以上兩者情況均會(huì)導(dǎo)致14∶1∶1的結(jié)果,植株M的基因型示意圖如圖:綜上所述,D錯(cuò)誤。二、非選擇題7.[2019浙江新高考研究聯(lián)盟聯(lián)考,32(二)](7分)回答與基因工程和動(dòng)物克隆有關(guān)的問(wèn)題。(1)以人基因組DNA為模板,采用　　　　　擴(kuò)增人胰島素原基因,然后將其與含有標(biāo)記基因的載體用相同的　　　　　　　　　切割之后,用DNA連接酶將目的基因和載體連接在一起形成重組DNA分子。 (2)若要利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺來(lái)生產(chǎn)人胰島素,則可將重組DNA分子用　　　　　的方法導(dǎo)入動(dòng)物的受精卵中,受精卵在體外培養(yǎng)到　　　　　　　　　階段,再移植到代孕母體的　　　　　　　　　,之后著床、并繼續(xù)生長(zhǎng)發(fā)育。也可以將重組DNA分子先導(dǎo)入動(dòng)物的體細(xì)胞中,再通過(guò)是否含有標(biāo)記基因來(lái)篩選出含有人胰島素原基因的體細(xì)胞,然后在一定物質(zhì)的介導(dǎo)下使其與去核卵細(xì)胞進(jìn)行　　　　　　　　　　形成一個(gè)重建的“合子”,經(jīng)過(guò)胚激活、胚胎培養(yǎng)和胚胎移植后得到轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。 (3)相比細(xì)菌基因工程,以轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺作為反應(yīng)器來(lái)生產(chǎn)人胰島素的優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)PCR技術(shù)　限制性核酸內(nèi)切酶　(2)顯微注射　早期囊胚　子宮角或輸卵管　細(xì)胞融合(或融合)　(3)乳腺細(xì)胞可以將無(wú)生物活性的胰島素原蛋白加工成有生物活性的胰島素解析　(1)目的基因可采用PCR技術(shù)進(jìn)行大量擴(kuò)增;對(duì)目的基因和載體用相同的限制性核酸內(nèi)切酶進(jìn)行切割,產(chǎn)生相同的末端,再用DNA連接酶進(jìn)行連接形成重組DNA分子。(2)將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞常采用顯微注射法,當(dāng)受精卵在體外培養(yǎng)到早期囊胚時(shí),再移植到代孕母體的子宮角或輸卵管,之后,胚胎在子宮著床,并繼續(xù)生長(zhǎng)發(fā)育。利用動(dòng)物細(xì)胞來(lái)生產(chǎn)人的胰島素,也可將重組DNA先導(dǎo)入動(dòng)物的體細(xì)胞,再篩選出含有人胰島素原基因的體細(xì)胞,然后在一定物質(zhì)的介導(dǎo)下使其與去核卵母細(xì)胞進(jìn)行融合,經(jīng)胚激活、胚胎移植后得到轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。(3)細(xì)菌中無(wú)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器,因此通過(guò)細(xì)菌基因工程生產(chǎn)的人的胰島素沒(méi)有生物學(xué)活性而轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的乳腺細(xì)胞可以將無(wú)生物活性的胰島素原蛋白加工成有生物活性的胰島素。8.(2020福建三明二模,38)(10分)糖尿病是一種常見(jiàn)病,其發(fā)病率呈逐年上升的趨勢(shì),治療糖尿病少不了胰島素。如圖表示運(yùn)用基因工程技術(shù)生產(chǎn)胰島素的幾條途徑,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題:(1)圖中過(guò)程①為　　　　　　　　　　　,在此之前可以根據(jù)　　　　　　　　　　　　　設(shè)計(jì)引物,利用PCR技術(shù)對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增。將重組質(zhì)粒M轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞A中常用的方法是　　　　　　　。 (2)過(guò)程②可用的方法是　　　　　　　　　。過(guò)程③用到的技術(shù)手段有　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)若該轉(zhuǎn)基因“胰島素羊”乳汁中檢測(cè)到胰島素,該胰島素與轉(zhuǎn)基因“胰島素大腸桿菌”產(chǎn)生的胰島素相比,不同之處是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體　人胰島素基因的核苷酸序列　顯微注射法　(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(或基因槍法或花粉管通道法)　早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植　(3)“胰島素羊”乳腺細(xì)胞分泌的胰島素具有生物活性,而轉(zhuǎn)基因“胰島素大腸桿菌”產(chǎn)生的胰島素?zé)o生物活性　乳腺細(xì)胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體,能加工相關(guān)的蛋白質(zhì),而大腸桿菌沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體解析　(1)圖中①表示構(gòu)建基因表達(dá)載體,構(gòu)建之前可以根據(jù)人胰島素基因的核苷酸序列設(shè)計(jì)引物,利用PCR技術(shù)對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增。將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法。(2)過(guò)程②表示目的基因?qū)胫参锛?xì)胞,可用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(答基因槍法、花粉管通道法也可)。過(guò)程③表示動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育,此過(guò)程用到的技術(shù)手段有早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植。(3)由于乳腺細(xì)胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體,能加工相關(guān)的蛋白質(zhì),而大腸桿菌沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,因此“胰島素羊”乳腺細(xì)胞分泌的胰島素具有生物活性,而轉(zhuǎn)基因“胰島素大腸桿菌”產(chǎn)生的胰島素?zé)o生物活性。知識(shí)歸納　不同受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)化　　根據(jù)受體細(xì)胞不同,導(dǎo)入重組DNA分子的方法也不一樣,將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法;將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。9.(2020屆江蘇南京一模,32)(14分)乳腺炎和口蹄疫分別是由細(xì)菌和病毒引起的危害奶牛養(yǎng)殖業(yè)的兩種嚴(yán)重疾病。研究者利用生物技術(shù)培育出轉(zhuǎn)乳鐵蛋白肽(抗細(xì)菌)和人干擾素(抗病毒)基因的雙轉(zhuǎn)基因奶牛品種。如圖1為基因表達(dá)載體,圖2為培育流程。請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題:,圖1圖2圖3(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需要用到的工具酶是　　　　　　　　。 (2)基因表達(dá)過(guò)程包括　　　　　　　　,圖1中一般能同時(shí)表達(dá)的基因是　　　　　　　　。新霉素抗性基因的作用是　　　　　　　　。 (3)圖2中研究者可利用　　　　　　　　技術(shù)篩選出干擾素基因成功表達(dá)的胚胎進(jìn)行移植。 (4)若利用PCR技術(shù)增加目的基因的數(shù)量,由圖3可知,A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應(yīng)選取　　　　　　作為引物(DNA復(fù)制子鏈的延伸方向5'→3')。若上圖所示基因復(fù)制2次,則共需要這兩種引物各　　　　個(gè);PCR程序中“適溫延伸”中的適溫是　　　　　　　　酶的最適溫度。 答案　(1)限制酶和DNA連接酶　(2)轉(zhuǎn)錄和翻譯　干擾素基因和新霉素抗性基因　便于篩選出含有目的基因的細(xì)胞　(3)抗原—抗體雜交　(4)B和C　3　Taq(耐高溫的DNA聚合)解析　(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需要用到的工具酶是限制酶和DNA連接酶。(2)基因表達(dá)過(guò)程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯,據(jù)圖可知,干擾素基因與新霉素抗性基因均位于相同的啟動(dòng)子和終止子之間,可同時(shí)轉(zhuǎn)錄。新霉素抗性基因的作用是便于篩選出含有目的基因的細(xì)胞。(3)牛乳鐵蛋白基因在成年牛的乳腺中才能表達(dá),人干擾素基因可在牛全身細(xì)胞表達(dá),因此篩選胚胎時(shí)可利用抗原—抗體雜交技術(shù)篩選干擾素基因成功表達(dá)的胚胎。(4)若利用PCR技術(shù)增加目的基因的數(shù)量,由圖3可知,DNA復(fù)制只能從5'到3',因此構(gòu)建前利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時(shí),A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應(yīng)選取B和C作為引物。若上圖所示基因復(fù)制2次,則共需要這兩種引物各3個(gè);PCR程序中“適溫延伸”中的適溫是Taq(耐高溫的DNA聚合)酶的最適溫度。解題關(guān)鍵　明確牛乳鐵蛋白肽基因只在轉(zhuǎn)基因奶牛的乳腺細(xì)胞表達(dá),人干擾素基因則可在全身細(xì)胞表達(dá),據(jù)此可判斷篩選胚胎時(shí)應(yīng)選擇的方法。10.(2020福建漳州二模,38)(11分)新型肺炎的病原體——新冠病毒,結(jié)構(gòu)如圖所示(棘突、脂質(zhì)膜、包膜成分都是含有蛋白質(zhì),它們分別是由病毒RNA的基因S、M、E的指導(dǎo)合成的)。根據(jù)相關(guān)知識(shí)回答下列問(wèn)題:,(1)新冠病毒侵染過(guò)程中,棘突首先與細(xì)胞膜上受體結(jié)合,可能作為病毒的疫苗。如果利用基因工程研制新冠病毒疫苗,第一步是得到目的基因S,以用于后續(xù)操作,請(qǐng)簡(jiǎn)述獲取目的基因S過(guò)程　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。基因工程的核心步驟是　　　　　　　　　　,完成該步驟所需要的酶有　　　　　　　　　　　　　　。理論上,目的基因S應(yīng)該導(dǎo)入　　　　　　　　　　　　　　　　細(xì)胞中讓其表達(dá),以得到合適的產(chǎn)物。 (2)制備出來(lái)的“產(chǎn)品”必須具備　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　才能作為疫苗來(lái)使用。 (3)檢測(cè)新型肺炎的一般策略是檢測(cè)疑似病例是否攜帶新冠病毒。新冠病毒主要由核酸和蛋白質(zhì)構(gòu)成,如果檢測(cè)核酸,一般的方法是　　　　　　　;如果檢測(cè)其特異性蛋白,方法是　　　　　　　　　　。 答案　(1)提取病毒的RNA,反轉(zhuǎn)錄成對(duì)應(yīng)DNA后,PCR技術(shù)擴(kuò)增得到基因S(或?qū)Σ《净騍測(cè)序,然后人工合成基因S)　基因表達(dá)載體的構(gòu)建　限制酶和DNA連接酶　哺乳動(dòng)物(或大腸桿菌、哺乳動(dòng)物)　(2)沒(méi)有傳染性和致病性(或:沒(méi)有“毒性”)　能引起對(duì)新冠病毒的特異性免疫　(3)探針?lè)?或:PCR技術(shù)或分子雜交技術(shù))　抗原—抗體雜交解析　(1)如果利用基因工程研制新冠病毒疫苗,第一步是得到基因S,以用于后續(xù)操作,由于新冠病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,故應(yīng)提取病毒的RNA,反轉(zhuǎn)錄成對(duì)應(yīng)DNA后,PCR技術(shù)擴(kuò)增得到基因S(或?qū)Σ《净騍測(cè)序,然后人工合成基因S)?；蚬こ痰暮诵牟襟E是基因表達(dá)載體的構(gòu)建,完成該步驟所需要的酶有限制酶和DNA連接酶。理論上目的基因S應(yīng)該導(dǎo)入受體細(xì)胞如哺乳動(dòng)物(或大腸桿菌、哺乳動(dòng)物)細(xì)胞中讓其表達(dá),才能得到合適的蛋白質(zhì)產(chǎn)物。(2)制備出來(lái)的“產(chǎn)品”不能對(duì)接受疫苗的生物有害,還應(yīng)使其產(chǎn)生抗體,即必須具備沒(méi)有傳染性和致病性(或:沒(méi)有“毒性”)、能引起對(duì)新冠病毒的特異性免疫才能作為疫苗來(lái)使用。(3)檢測(cè)新型肺炎的一般策略是檢測(cè)疑似病例是否攜帶新冠病毒,新冠病毒主要由核酸和蛋白質(zhì)構(gòu)成,如果檢測(cè)其核酸RNA,RNA可由DNA轉(zhuǎn)錄而來(lái),一般用探針?lè)?或分子雜交技術(shù)或PCR技術(shù));如果檢測(cè)其表達(dá)的特異性蛋白,方法是抗原—抗體雜交。11.(2020浙江9+1高中聯(lián)盟期中,30)(8分)抗生素濫用導(dǎo)致的耐藥性細(xì)菌目前已成為一個(gè)嚴(yán)重的公共健康問(wèn)題,近年來(lái)“超級(jí)細(xì)菌”等事件的發(fā)生更顯示出這一問(wèn)題的嚴(yán)重性?？咕?AMPs)是一類具有廣譜抗菌性,且不易產(chǎn)生耐藥性的物質(zhì)。為了改善抗菌肽的抗菌功能,常利用基因工程技術(shù)使抗菌肽在不同來(lái)源的宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行蛋白的重組表達(dá)。β-防御素是一種抗菌肽,構(gòu)建β-防御素(β-defensin130)表達(dá)載體在大腸桿菌中表達(dá)。表達(dá)載體(pET-28a)和含有目的基因β-防御素的片段如圖,結(jié)合已知條件回答下列問(wèn)題:(說(shuō)明:Kanr和Ampr分別表示卡那霉素和氨芐青霉素抗性基因;promoter表示基因的啟動(dòng)部位)(1)獲得含有目的基因的重組DNA分子,需用　　　和　　　　兩種酶分別切割表達(dá)載體和含有目的基因的片段,并用　　　　　酶將它們連接。 (2)把構(gòu)建好的重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞,用適宜濃度的氯化鈣處理受體細(xì)胞,增加細(xì)胞壁的通透性的目的是　　　　　　　　　。 (3)篩選含有目的基因β-防御素(β-defensin130)的受體細(xì)胞時(shí),先將菌液涂布在含有　　　　　(抗生素)的培養(yǎng)基中培養(yǎng),然后將所有菌落轉(zhuǎn)移至含有　　　　　(抗生素)的培養(yǎng)基中培養(yǎng),最后挑選出目的菌落。 ,(4)在無(wú)菌操作下將目的單菌落用接種環(huán)取出,再用劃線法接種在斜面上,37℃培養(yǎng)24小時(shí)后,置于　　　冰箱中保存。 (5)若受體細(xì)胞為雙子葉植物,常用　　　　　　法將目的基因?qū)胫参矬w細(xì)胞,再將體細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng),得到轉(zhuǎn)基因植物。 答案　(1)EcoRⅠ　XhoⅠ　DNA連接　(2)增加轉(zhuǎn)化的成功率　(3)卡那霉素　氨芐青霉素　(4)4℃　(5)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化解析　(1)結(jié)合題圖所示的酶切位點(diǎn)可知,為獲得含有目的基因的重組DNA分子,需要用EcoRⅠ和XhoⅠ兩種限制酶分別切割表達(dá)載體和含有目的基因的片段,并用DNA連接酶將它們連接。(2)氯化鈣處理受體細(xì)胞是為了增加細(xì)胞壁的通透性,增加轉(zhuǎn)化的成功率。(3)篩選含有目的基因的受體細(xì)胞時(shí),先將菌液涂布在含有卡那霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng),再將菌落轉(zhuǎn)移到含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng),最終挑選出目的菌落。(4)菌種置于4℃冰箱中保存。(5)雙子葉植物常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参矬w細(xì)胞。12.(2020屆山東等級(jí)考模擬,25)(14分)基因定點(diǎn)整合可替換特定基因,該技術(shù)可用于單基因遺傳病的治療。苯丙酮尿癥是由PKU基因突變引起的。將正常PKU基因定點(diǎn)整合到PKU基因突變的小鼠胚胎干細(xì)胞的染色體DNA上,替換突變基因,該方法可用來(lái)研究該病的基因治療過(guò)程。定點(diǎn)整合的過(guò)程是從染色體DNA上突變PKU基因兩側(cè)各選擇一段DNA序列HB1和HB2,根據(jù)其堿基序列分別合成HB1和HB2,再將兩者分別與基因HSV-tk1、HSV-tk2連接,中間插入正常PKU基因和標(biāo)記基因neor,構(gòu)建出如圖所示的重組載體。重組載體和染色體DNA中的HB1和HB2序列發(fā)生交換,導(dǎo)致兩者之間區(qū)域發(fā)生互換,如圖所示。(1)構(gòu)建重組載體時(shí),常用的工具酶有　　　　　　　　　　　　　　　。該實(shí)驗(yàn)用小鼠胚胎干細(xì)胞作為PKU基因的受體細(xì)胞以培育出轉(zhuǎn)基因小鼠,除了胚胎干細(xì)胞能大量增殖外,還因?yàn)榕咛ジ杉?xì)胞　　　　　　　。 (2)為獲得小鼠的胚胎干細(xì)胞,可將小鼠囊胚中的　　　　取出,并用　　　　　　　處理使其分散成單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),培養(yǎng)過(guò)程中大部分細(xì)胞會(huì)貼附在培養(yǎng)瓶的表面生長(zhǎng),這種現(xiàn)象稱為　　　　　　　。 (3)用圖中重組載體轉(zhuǎn)化胚胎干細(xì)胞時(shí),會(huì)出現(xiàn)PKU基因錯(cuò)誤整合。錯(cuò)誤整合時(shí),載體的兩個(gè)HSV-tk中至少會(huì)有一個(gè)與neor一起整合到染色體DNA上。已知含有neor的細(xì)胞具有G418的抗性,HSV-tk1、HSV-tk2的產(chǎn)物都能把DHPG轉(zhuǎn)化成有毒物質(zhì)而使細(xì)胞死亡。轉(zhuǎn)化后的胚胎干細(xì)胞依次在含有G418及同時(shí)含有G418和DHPG的培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng),在雙重選擇下存活下來(lái)的是　　　　　　　　　　的胚胎干細(xì)胞,理由:　  　。 (4)將篩選得到的胚胎干細(xì)胞培育成小鼠,從個(gè)體生物學(xué)水平檢測(cè),若小鼠　　　　　　　　,說(shuō)明PKU基因成功表達(dá)。 答案　(1)限制性核酸內(nèi)切酶(或限制酶)和DNA連接酶　全能性強(qiáng)　(2)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)　胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)　細(xì)胞貼壁(或貼壁生長(zhǎng))　(3)PKU基因正確整合(或PKU基因定點(diǎn)整合)　在含有G418的培養(yǎng)液中培養(yǎng)時(shí),不含neor的細(xì)胞全部死亡,含有PKU基因的細(xì)胞可以存活下來(lái);在含有G418和DHPG的培養(yǎng)液中培養(yǎng)時(shí),錯(cuò)誤整合的細(xì)胞因含HSV-tk而死亡　(4)不患苯丙酮尿癥解析　本題涉及的學(xué)術(shù)情境為基因工程知識(shí)的遷移運(yùn)用。(1)構(gòu)建重組載體時(shí),要用到基因的“剪刀”限制酶和基因的“針線”DNA連接酶。胚胎干細(xì)胞全能性強(qiáng),可大量增殖,因此能作為轉(zhuǎn)基因技術(shù)的,受體細(xì)胞。(2)胚胎干細(xì)胞來(lái)源于早期胚胎或原始性腺,可以從囊胚中的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)得到。分散成單個(gè)細(xì)胞需要用到胰蛋白酶或膠原蛋白酶。在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)貼壁生長(zhǎng)和接觸抑制的現(xiàn)象。(3)根據(jù)題意可知,含標(biāo)記基因neor的細(xì)胞具有抗G418的功能,因此不含neor的胚胎干細(xì)胞,不能在含有G418的培養(yǎng)液中生存;若基因錯(cuò)誤整合,至少有一個(gè)HSV-tk與neor一起整合到染色體DNA中,形成含有HSV-tk和neor的胚胎干細(xì)胞,HSV-tk的產(chǎn)物能將DHPG轉(zhuǎn)化為有毒物質(zhì)而使胚胎干細(xì)胞死亡。則在含有G418的培養(yǎng)液中培養(yǎng)時(shí),不含neor的細(xì)胞全部死亡,含有PKU基因的細(xì)胞可以存活下來(lái);在含有G418和DHPG的培養(yǎng)液中培養(yǎng)時(shí),錯(cuò)誤整合的細(xì)胞因含HSV-tk而死亡。因此,經(jīng)過(guò)雙重選擇存活下來(lái)的都是正確互換、整合成功的細(xì)胞。(4)轉(zhuǎn)基因是否成功,最后還需要進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平上的檢測(cè),若小鼠沒(méi)有表現(xiàn)出患苯丙酮尿癥,即可說(shuō)明PKU基因成功表達(dá)。