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    专题17 基因工程-备战 高考生物二轮复习题型专练

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    专题17 基因工程-备战 高考生物二轮复习题型专练

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    这是一份专题17 基因工程-备战 高考生物二轮复习题型专练


    专题17 基因工程
    【要点提炼】


    【方法指导】
    专题一 基因工程
    第1节 DNA重组技术的基本工具
    教材梳理:
    知识点一 基因工程的概念:基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫做DNA重组技术。
    注意:对本概念应从以下几个方面理解:

    操作环境
    生物体外
    操作对象
    基因
    操作水平
    DNA分子水平
    基本过程
    剪切→拼接→导入→表达
    结果
    人类需要的基因产物





    知识点二 基因工程的基本工具
    1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”
    (1)限制性内切酶的来源:主要是从原核生物中分离纯化来的。
    (2)限制性内切酶的作用:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并能将每一条链上特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键切开。
    (3)限制性内切酶的切割方式及结果:①在中心轴线两侧将DNA切开,切口是黏性末端。②沿着中心轴线切开DNA,切口是平末端。
    2.DNA连接酶——“分子缝合针”
    (1)来源:大肠杆菌、T4噬菌体
    (2)DNA连接酶的种类:E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。
    (3)作用及作用部位:E.coliDNA连接酶作用于黏性末端被切开的磷酸二酯键,T4DNA连接酶作用于黏性末端和平末端被切开的磷酸二酯键。

    注意:比较有关的DNA酶
    (1)DNA水解酶:能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸,彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基
    (2)DNA解旋酶:能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链,作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意:使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外,在适当的高温(如94℃)、重金属盐的作用下,也可使DNA解旋。
    (3)DNA聚合酶:能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。
    (4)DNA连接酶:是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。
    3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”
    (1)分子运载车的种类:①质粒:常存在于原核细胞和酵母菌中,是一种分子质量较小的环状的裸露的DNA分子,独立于拟核之外。②病毒:常用的病毒有噬菌体、动植物病毒等。
    (2)运载体作用:①是用它做运载工具,将目的基因转运到宿主细胞中去。②是利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。
    (3)作为运载体必须具备的条件:①在宿主细胞中保存下来并大量复制 ②有多个限制性内切酶切点 ③有一定的标记基因,便于筛选。
    思维探究:知识点3、4、5主要是介绍DNA重组技术的三种基本工具及其作用。限制酶──“分子手术刀”,主要是介绍限制酶的作用,切割后产生的结果。在这部分内容学习时,应关心的问题之一是:限制酶从哪里寻找?我们可以联想从前学过的内容──噬菌体侵染细菌的实验,进而认识细菌等单细胞生物容易受到自然界外源DNA的入侵。那么这类原核生物之所以长期进化而不绝灭,有何保护机制?进而联想到可能是有什么酶来切割外源DNA,而使之失效,达到保护自身的目的”。这样就对“限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来”的认识提高了一个层次。
    基因进入受体细胞的载体──“分子运输车”的学习内容,不能仅仅着眼于记住这几个条件,而应该深入思考每一个条件的内涵,通过深思熟虑,才能真正明确为什么要有这些条件才能充当载体。

    教材拓展:
    拓展点一 限制酶所识别序列的特点
    限制酶所识别的序列的特点是:呈现碱基互补对称,无论是奇数个碱基还是偶数个碱基,都可以找到一条中心轴线,如图,中轴线两侧的双链DNA上的碱基是反向对称重复排列的。如: 以中心线为轴,两侧碱基互补对称; 以 为轴,两侧碱基互补对称。

    拓展点二 DNA连接酶连接的是什么部位?
    DNA连接酶是将一段DNA片段3′端的羟基与另一DNA片段5′端磷酸基团上的羟基连接起来形成酯键,而不是连接互补碱基之间的氢键。

    第2节 基因工程的基本操作程序
    教材梳理:
    基因工程的基本操作步骤为四步曲:目的基因的获取;基因表达载体的构建;将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与鉴定。
    一.目的基因的获取
    1.目的基因:主要是指编码蛋白质的结构基因。
    2.目的基因的获取方法:
    基因组文库
    从基因文库中获取
    cDNA文库
    人工合成 逆转录法、根据已知的氨基酸序列推测脱氧核苷
    (真核生物) 序列、PCR技术扩增目的基因、DNA合成仪合成等。

    注:需要重点复习的内容有:a基因组文库与部分基因文库的含义及区别(教材P10表格),建立基因文库的目的?如何从基因文库中获取目的基 因? b逆转录法的过程 cPCR技术(原理、场所、条件、过程、特点)DNA复制与PCR技术列表比较。如下所示:



    (1)从基因文库中获取
    基因文库:将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。
    构建基因文库的目的:为了在不知目的基因序列的情况下,便于获得所需的目的基因。
    基因组文库:含有一种生物的所有基因。
    部分基因文库(如cDNA文库):含部分基因,可由mRNA反转录而来。
    (2)利用PCR技术扩增目的基因
    PCR:是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
    原理:DNA双链复制
    原料:模板DNA;RNA引物;四种脱氧核苷酸;热稳定DNA聚合酶(Taq酶);
    方法:DNA受热变性解旋为单链、冷却后RNA引物与单链相应互补序列结合、DNA聚合酶作用下延伸合成互补链。
    过程:热变性(90-95)、退火(55-60)、延伸(70-75)。
    特点:指数形式扩增
    二.基因表达载体的构建(基因工程的核心—体外进行)
    1.目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在;可以遗传给下一代;使目的基因能够表达和发挥作用。
    目的基因:根据需要来选择。
    2.基因表达 启动子:位于基因首端,RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动转录基因。
    载体的组成 终止子:位于基因尾端,使转录在所需要的地方停下来。
    标记基因:鉴别受体细胞中是否含有目的基因。
    3.方法:同种限制酶分别切割载体和目的基因,再用DNA连接酶把两者连接。
    目的基因与运载体结合(以质粒为运载体)

    4.条件:同种限制酶、DNA连接酶、(目的基因、启动子、终止子、标记基因)
    三.将目的基因导入受体细胞
    转化:目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
    ① 导入植物细胞:常用农杆菌转化法(将构建的载体导入农杆菌,再让农杆菌感染植物细胞),基因枪法、花粉管通道法。(过程重点介绍)
    ②导入动物细胞:显微注射法(将基因表达载体提纯,用显微仪注射到受精卵中)(过程重点介绍)
    ③导入微生物细胞:Ca2+处理受体细胞成为感受态细胞,再进行混合。
    提示:农杆菌转化法的原理是利用农杆菌(胞内寄生菌)对植物的感染而把目的基因导入受体细胞。
    四.目的基因的检测和鉴定
    分子检测:导入检测+表达检测
    ①导入检测:利用DNA分子杂交技术,目的基因DNA一条链(作探针)与受体细胞中提取的DNA杂交,看是否有杂交带。
    ②表达检测:目的为了检测是否转录出了mRNA,利用DNA-mRNA分子杂交技术,目的基因DNA一条链(作探针)与受体细胞中提取的mRNA杂交,看是否有杂交带。
    ③表达检测:目的为了检测目的基因是否翻译成蛋白质。抗体与蛋白质进行抗原-抗体杂交,看是否有杂交带。
    个体水平的鉴定:进行抗虫、抗病的接种实验,根据其性状判断是否表达。
    提示:①DNA分子杂交技术首先提取受体细胞中的DNA,然后高温解成单链,再与同位素标记的DNA探针杂交;②抗原-抗体杂交所用到的抗体是用表达出的蛋白质注射动物进行免疫,产生相应的抗体,并提取出而来的

    第3节 基因工程的应用
    教材梳理:
    知识点一 植物基因工程的应用
    植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等)以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
    1.提高抗逆性
    (1)常用抗虫基因:用于抗虫(杀虫)的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
    (2)常用抗病基因:a.抗病毒基因有:病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因;b.抗真菌基因有:几丁质酶基因和抗毒素合成基因
    (3)其他抗逆基因:环境条件对农作物的生产会造成很大影响,并且这些影响是多方面的,因此,抗逆性基因也有多种多样,如:抗盐碱和干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。
    2.改良植物品质
    由于人们的食品含有的营养不平衡,不能满足人们对食品的要求,这样,可以通过转基因技术,使植物能够合成某些本来不能合成的物质。如科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中,或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性,以提高氨基酸的含量。

    知识点二 动物基因工程的应用
    1.用于提高动物生长速度:由于外援生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快,将这类基因导入动物体内,以提高动物的生长速率。如:转基因绵羊和转基因鲤鱼。
    2.用于改善畜产品的品质:基因工程可用于改善畜产品的品质。如:有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状,科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,这样所获得的牛奶其成分不受影响,但乳糖的含量大大减低。
    3. 生产药物
    基因工程不但促进了传统技术的变革,也为人类提供了传统产业难以得到的许多昂贵药品,并已形成基因工程制药业的雏形。目前诸如人胰岛素、人生长激素、人脑激素、α-干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、组织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程药物已实现商品化。此外,还有促红细胞生成素、白细胞介素-2、肾素、心钠素等一大批珍贵药品正处于试用或临床试验阶段。
    4.用转基因动物做器官移植的供体:目前,人体移植器官短缺是一个世界性的难题,用其它动物的器官替代,又会出现免疫排斥现象,现在,科学家正试图利用基因工程方法对一些动物的器官进行改造,培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。

    知识点三 基因治疗
    1.概念:基因治疗是把正常基因导入病人体内,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的,这是治疗遗传病的最有效的手段。
    2.方法:体外基因治疗和体内基因治疗
    体外基因治疗:先从病人体内获得某种相关细胞,进行培养,然后在体外完成基因转移,再筛选成功转移的细胞扩增培养,最后重新输入患者体内,这种方法叫做体外基因治疗。
    体内基因治疗:直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法叫做体内基因治疗。
    说明:对于遗传病的治疗最根本的方法是进行基因替换或修复。基因治疗的最佳时期理论上是受精卵时期,这样可以使个体的每个细胞都含有正常基因,但在现实生活中是不可能的,因为不可能人人在受精卵时期进行基因检查。其次是对患者进行相关细胞的基因替换,如:对于遗传性糖尿病患者,只对胰腺的B细胞进行基因替换,该个体就能正常分泌胰岛素,糖尿病得以治疗;但这种局部细胞的基因替换,并没有改变其它部位细胞的基因,如精原细胞,其后代很大可能还会患遗传性糖尿病。

    教材拓展
    拓展点一 该节内容是对第2节知识的综合运用,是近几年及今后几年高考的主考点。在学习这部分知识时,要注意以下几点:
    1.熟练、灵活掌握第2节的基础知识,形成系统的、完善的知识体系
    2.目的基因来自其他生物,目的基因和受体细胞的基因构成基因重组,这是基因工程的原理。
    3.常考知识为基因操作的基本步骤
    4.相关知识为DNA的结构和复制、基因控制蛋白质的合成及对性状的控制、基因突变、酶的性质和作用、其他生物工程等
    5.解决的方法是学好相关知识,达到灵活运用程度,进行知识迁移。
    拓展点二 基因治疗的过程(以镰刀形细胞贫血症的治疗为例)
    步骤
    过程
    获取正常的血红蛋白基因
    用限制性核酸内切酶从人的DNA分子中切取血红蛋白基因
    形成重组载体
    用同一种限制性核酸内切酶在载体DNA上切开一个切口,用DNA连接酶将正常血红蛋白基因连接在载体DNA上,形成重组载体
    重组载体的转化与筛选
    将携带正常血红蛋白基因的重组载体导入患者的造血干细胞中,并将重组载体插入到染色体。用选择培养基筛选出含重组质粒的造血干细胞。
    将含正常血红蛋白基因的造血干细胞回输给患者骨髓
    将携带正常血红蛋白基因的造血干细胞输入患者骨髓中,此造血干细胞产生含正常血红蛋白的红细胞,以根治镰刀形细胞贫血症
    拓展点三 利用微生物生产药物的优越性
    所谓利用微生物生产蛋白质类药物,是指将人们需要的某种蛋白质的编码基因,构建成表达载体后导入微生物,然后利用微生物发酵来生产蛋白质类药物。与传统的制药相比有以下优越性:
    1.利用活细胞作为表达系统,表达效率高,无需大型装置和大面积厂房就可以生产出大量药品。
    2.可以解决传统制药中原料来源的不足。例如,胰岛素是治疗糖尿病患者的药物,一名糖尿病患者每年需用的胰岛素需要从40头牛或50头猪的胰脏中才能提取到。1978年科学家用2 000 L大肠杆菌发酵液得到100 g胰岛素,相当于从1 000 kg猪胰脏中提取的量。又如,生长素是治疗侏儒症患者的药物,治疗一名侏儒症患者每年需要从80具尸体的脑下垂体中提取生长素。利用基因工程菌发酵生产就不需要从动物或人体上获取原料。
    3.降低生产成本,减少生产人员和管理人员。

    第4节 蛋白质工程的崛起
    教材梳理:
    知识点一:蛋白质工程崛起的缘由
    基因工程生产的自然界已有的蛋白质已经不能满足人类生产和生活的需求。应该在基因工程的基础上按照人们意愿对基因进行操作,从而生产出人们所需要的蛋白质。
    知识点二:蛋白质工程的基本原理
    概念:以蛋白质分的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类生产和生活的需求。
    目的:根据人们对蛋白质功能的特定需求对蛋白质的结构进行分子设计最终通过基因来实现。
    原理:从预测蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质。(与基因工程的过程相反)
    知识点三:蛋白质工程的进展和前景
    在食品工业、日用品工业方面有着广泛的应用前景,目前来看成功的例子很少。

    拓展内容:一、蛋白质工程与基因工程的比较
    二、蛋白质组计划与基因组计划的比较

    【专题训练】
    1.(2020·山东东营模拟)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是获取抗冻基因的过程,用到的酶只有限制酶
    B.在重组质粒上,抗冻基因首端和末端一定具有启动子和终止子,启动和终止翻译的进程
    C.过程②用到的质粒是农杆菌的Ti质粒,要将重组质粒转入农杆菌才能进行筛选
    D.根据抗冻基因制作的DNA探针,可以用来检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在
    【答案】 D
    【解析】 据题图可知,该转基因技术操作中,获取目的基因的方法是利用抗冻基因(目的基因)的mRNA进行人工化学合成,需要的酶是逆转录酶和限制酶,A项错误;目的基因首端和末端的启动子和终止子均是DNA片段,分别启动和终止转录的进程,B项错误;重组质粒转入农杆菌的目的是通过农杆菌转化法将目的基因导入番茄细胞中,C项错误;检测目的基因是否导入受体细胞,通常是用DNA探针进行检测,即所谓DNA分子杂交技术,D项正确。
    2.(2020·山东烟台质检)下列有关基因工程和蛋白质工程的叙述,不正确的是(  )
    A.将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法
    B.设计扩增目的基因的引物时,不必考虑表达载体的序列
    C.蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新蛋白质的技术
    D.蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质
    【答案】 B
    【解析】 将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法,A正确;设计的引物应能与表达载体两端的序列互补配对,B不正确;蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有的蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质的技术,C正确;通过蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质,D正确。
    3.下列关于基因工程的叙述,错误的是 (  )
    A.基因工程的原理是染色体变异 B.基因工程可定向改变生物的性状
    C.基因工程是在分子水平上进行的设计和施工 D.基因工程可以将外源基因导入不同种的生物体内
    【答案】 A
    【解析】 基因工程的原理是基因重组,A错误;基因工程可按照人们的意愿定向改变生物的性状,B正确;基因工程是在分子水平上进行的设计和施工,C正确;基因工程可以将外源基因导入不同种的生物体内,D正确。
    4.在基因表达载体的构建中,下列说法正确的是 (  )
    ①一个表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子
    ②基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤
    ③有了启动子才能驱动基因转录出mRNA,终止子的作用是使转录在所需要的地方停止
    ④启动子就是起始密码子,终止子就是终止密码子
    A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
    【答案】 A
    【解析】 ①表达载体组成至少包括目的基因、标记基因、启动子、终止子,还有复制原点等,①正确;②基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤,②正确;③启动子是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质,所以有了启动子才能驱动基因转录出mRNA,终止子的作用是使转录在所需要的地方停止,③正确;④起始密码子和终止密码子都位于mRNA上,启动子和终止子位于基因中,④错误。
    5.下列关于DNA的粗提取和鉴定实验的叙述,正确的是 (  )
    A.用鸡血作为材料,原因是鸡血红细胞有细胞核,其他动物红细胞没有细胞核
    B.用二苯胺试剂进行鉴定,原因是DNA溶液中加入二苯胺试剂即呈蓝色
    C.用酒精进行提纯,原因是DNA溶于酒精,蛋白质不溶于酒精
    D.用不同浓度的NaCl溶液进行DNA粗提取,原因是DNA在其中溶解度不同
    【答案】 D
    【解析】 做DNA粗提取和鉴定实验时,实验材料用鸡血而不用猪血,原因是哺乳动物的成熟的红细胞中没有细胞核和细胞器,因此不含DNA,并不是其他动物红细胞均不含细胞核,A错误;DNA溶液中加入二苯胺试剂必须在沸水浴条件下才呈现蓝色,B错误;在对DNA提纯时,由于DNA不溶于酒精,而其他杂质可以溶于酒精,因此可以除去溶于酒精的杂质,C错误;由于DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,根据此原理可以对DNA粗提取,D正确。
    6.(2020·徐州高二检测)下表关于基因工程中有关基因操作的名词及对应的内容,正确的组合是 (  )
    选项
    供体
    剪刀
    针线
    载体
    受体
    A
    质粒
    限制性内切核酸酶
    DNA连接酶
    提供目的基因的生物
    大肠杆菌等
    B
    提供目的基因的生物
    DNA连接酶
    限制性内切核酸酶
    质粒
    大肠杆菌等
    C
    提供目的基因的生物
    限制性内切核酸酶
    DNA连接酶
    质粒
    大肠杆菌等
    D
    大肠杆菌等
    DNA连接酶
    限制性内切核酸酶
    提供目的基因的生物
    质粒
    【答案】 C
    【解析】 供体是指提供目的基因的生物;限制酶能切割DNA分子,是基因的剪刀;DNA连接酶能将DNA片段连接起来,是基因的针线;载体包括质粒、噬菌体或动植物病毒;基因工程的受体可以是动物细胞、植物细胞或微生物细胞,但常以大肠杆菌等微生物细胞作为受体。综上所述,C正确。
    7.下列有关基因工程与蛋白质工程的说法,正确的是 (  )
    A.基因工程需要对基因进行分子水平操作,蛋白质工程不对基因进行操作
    B.基因工程合成的是天然的蛋白质,蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质
    C.基因工程是分子水平操作,蛋白质工程是在蛋白质分子水平上改造蛋白质的
    D.蛋白质工程无须构建基因表达载体,改造后的蛋白质的性状不遗传给子代
    【答案】 B
    【解析】 基因工程和蛋白质工程都需要对基因进行分子水平操作,A错误;基因工程合成的是天然的蛋白质,蛋白质工程合成的不一定是天然存在的蛋白质,B正确;基因工程是分子水平操作,蛋白质工程是通过改造基因来实现对蛋白质的改造,C错误;蛋白质工程改造基因后还要通过基因工程实现,因此需要构建基因表达载体,且改造后的蛋白质的性状能遗传给子代,D错误。
    8.某实验小组将人生长激素基因导入大肠杆菌以制备工程菌,下列相关叙述正确的是 (  )
    A.人生长激素基因可以通过以下丘脑细胞的mRNA为模板的逆转录获得
    B.将人的生长激素基因导入大肠杆菌常采用Ca2+处理细胞
    C.利用工程菌制备的生长激素和人体细胞合成的具有相同的空间结构
    D.在生长激素基因的首端插入终止子的目的是保证目的基因成功转录
    【答案】 B
    【解析】 人的生长激素mRNA只能从人的垂体细胞中提取,下丘脑细胞不表达生长激素基因,A错误;将人的生长激素基因导入大肠杆菌常采用Ca2+处理细胞,Ca2+诱导是使大肠杆菌成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞的方法,B正确;生长激素是由垂体分泌的小分子的多肽,人体细胞合成的生长激素需要经过内质网和高尔基体的加工,与利用工程菌制备的生长激素的空间结构不相同,C错误;为保证生长激素基因的正常转录,表达载体中目的基因的首端应有启动子,尾端应有终止子,D错误。
    9.限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及其切割位点分别如下:—C↓AATTG—和—G↓AATTC—
    如图表示某一目的基因片段与质粒拼接形成重组质粒的过程,相关叙述错误的是 (  )

    A.用限制酶EcoRⅠ切割目的基因,同时用限制酶MunⅠ切割质粒
    B.两种限制酶切割后形成的黏性末端的碱基可以互补配对
    C.限制酶能使特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开
    D.将重组质粒同时用2种限制酶切割会形成2种DNA片段
    【答案】 D
    【解析】 由图可知,目的基因两侧都是限制酶EcoRⅠ的切割位点,因此应选用限制酶EcoRⅠ切割含有目的基因的外源DNA分子,质粒中含有限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的切割位点,但EcoRⅠ的切割位点位于标记基因中,用其切割会破坏标记基因,因此为保证重组质粒表达载体的准确构建,应选用限制酶MunⅠ切割质粒,A正确;图中两种限制酶切割后形成的黏性末端的碱基可以互补配对,B正确;限制酶的作用是使特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,C正确;将重组质粒同时用2种限制酶切割会形成1种DNA片段,D错误。
    10.利用基因工程技术生产羧酸酯酶(CarE)制剂的流程如下图所示,下列叙述正确的是 (  )

    A.过程①需使用逆转录酶
    B.过程②需使用解旋酶和 PCR 获取目的基因
    C.过程③使用的感受态细胞可用 NaCl 溶液制备
    D.过程④可利用抗原抗体杂交鉴定目的基因是否已导入受体细胞
    【答案】 A
    【解析】 过程①表示利用mRNA通过逆转录法合成目的基因,逆转录过程中需要逆转录酶的催化,A正确;过程②表示利用PCR技术对目的基因进行扩增,该过程中不需要利用解旋酶,解旋是通过高温解链实现的,B错误;感受态细胞法利用的是CaCl2溶液,C错误;过程④可利用PCR技术检测目的基因是否已导入受体细胞,D错误。
    11.如图表示构建重组质粒和筛选含人胰岛素原基因的细菌的过程,其中Ⅰ和Ⅱ表示抗性基因,①~⑦表示过程,其他数字表示菌落。下列有关叙述正确的是 (  )

    (注:⑦过程表示用灭菌绒布从含氨苄青霉素培养基中蘸取菌种,再按到含四环素培养基中培养)
    A.①②只能用同一种限制性内切核酸酶进行切割
    B.Ⅰ表示抗氨苄青霉素基因,Ⅱ表示抗四环素基因
    C.3、5菌落是筛选出的含有人胰岛素原基因的细菌
    D.该过程成功的标志是细菌合成具有生物活性的胰岛素
    【答案】 C
    【解析】 由于不同限制酶切割形成的黏性末端可能相同,因此①②不一定用同一种限制性内切核酸酶进行切割,A错误;根据⑥⑦筛选结果可知,构建基因表达载体后,四环素抗性基因被破坏,而氨苄青霉素基因没有被破坏,因此Ⅰ表示抗四环素基因,Ⅱ表示抗氨苄青霉素基因,B错误;3、5菌落中的细菌能抗氨苄青霉素,但不能抗四环素,筛选出的含有人胰岛素原基因的细菌,C正确;细菌是原核生物,不含内质网和高尔基体,不能对胰岛素进行加工,因此细菌不能合成具有生物活性的胰岛素,D错误。
    12.下图表示蛋白质工程的操作过程,相关说法不正确的是 (  )

    A.a、b过程分别是转录、翻译
    B.蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作
    C.蛋白质工程是完全摆脱基因工程技术的一项全新的生物工程技术
    D.蛋白质工程中可能构建出一种全新的基因
    【答案】 C
    【解析】 a过程是以DNA的一条链为模板合成mRNA的转录过程,b过程是以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的翻译过程,A正确;蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活需求,因此蛋白质工程中对蛋白质分子结构的了解是非常关键的工作,B正确;蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程,C错误;蛋白质工程中,可能根据已经明确的蛋白质的结构构建出一种全新的基因,D正确。
    13.某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂,积累于茎叶中,让取食它的害虫的消化酶受抑制无法消化食物而死亡。下列就该玉米对人类安全性的评论中,不符合生物学原理的是 (  )
    A.不安全。这种玉米的果实(种子)也可能含有蛋白酶抑制剂,食用后使人因无法消化食物而患病
    B.不安全。该玉米的蛋白酶抑制剂基因可通过食物链富集并在人体细胞内表达,使人体无法消化食物而患病
    C.安全。因为人与害虫消化酶的结构存在差异,玉米的蛋白酶抑制剂对人体很可能无影响
    D.安全。人类通常食用煮熟的玉米食品,玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏,不会影响人的消化
    【答案】 B
    【解析】 该种玉米的果实(种子)也可能含有蛋白酶抑制剂,食用后使人因无法消化食物而患病,不安全,A正确;生物体摄取的蛋白酶抑制剂基因会被生物体消化为小分子核苷酸被吸收,不会在体内表达,是安全的,B错误;由于不同物种的酶在结构上有差异,该抑制剂对人体消化酶无影响,因此对人体是安全的,C正确;人类通常食用煮熟的玉米,该抑制剂会被高温破坏,因此不会影响人体,是安全的,D正确。
    14.生物技术安全性和伦理问题是社会关注的热点,下列叙述不正确的是 (  )
    A.应严格选择转基因植物的目的基因,避免产生对人类有害的物质
    B.当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验,但不反对治疗性克隆
    C.反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿
    D.生物武器是用微生物、毒素、干扰素及重组致病菌等来形成杀伤力
    【答案】 D
    【解析】 严格选择转基因植物的目的基因,可避免产生对人类有害的物质,减少人们对转基因食物安全的担忧,A正确;当今社会的普遍观点是禁止克隆人的实验,特别是生殖性克隆,但不反对治疗性克隆,B正确;试管婴儿可以设计婴儿的性别,反对设计试管婴儿的原因之一是有人滥用此技术选择性设计婴儿,C正确;生物武器是指有意识地利用微生物、毒素、昆虫侵袭敌人的军队、人口、农作物或者牲畜等目标,以达到战争目的的一类武器,干扰素为淋巴因子,并非生物武器,D错误。
    15.在基因工程操作中,科研人员利用识别两种不同序列的限制酶(R1和R2)处理基因载体,进行琼脂糖凝胶电泳检测,结果如图所示。以下相关叙述中,不正确的是 (  )

    A.该载体最可能为环状DNA分子 B.两种限制酶在载体上各有一个酶切位点
    C.限制酶R1与R2的切点最短相距约200 bp D.限制酶作用位点会导致氢键和肽键断裂
    【答案】 D
    【解析】 由题图可知,当仅用一种限制酶切割载体时,仅产生一种长度的DNA片段,因此该载体最有可能为环状DNA分子,A正确;当仅用一种限制酶切割载体时,两种限制酶切割产生的DNA片段等长,而两种限制酶同时切割时则产生两种长度的DNA片段,所以两种限制酶在载体上各有一个酶切位点,B正确;两种限制酶同时切割时产生600 bp和200 bp两种长度的DNA片段,所以两种限制酶的酶切位点至少相距200 bp,C正确;限制酶切割DNA分子,破坏的是作用位点上两脱氧核糖核苷酸之间的磷酸二酯键,D错误。
    16.(不定项)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 (  )

    A.A→B过程中一般用4种脱氧核苷酸为原料,并加入两种引物
    B.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
    C.A→B过程利用了DNA(双链)复制原理,需要使用RNA聚合酶
    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
    【答案】 B C
    【解析】 A→B过程是多聚酶链式反应扩增DNA片段的过程,需要加入两种引物和4种脱氧核苷酸,A正确;B→C为转基因绵羊的培育过程,常选用的受体细胞是受精卵,B错误;A→B过程是多聚酶链式反应扩增DNA片段的过程,利用了DNA复制原理,需要使用耐高温的DNA聚合酶,C错误;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,D正确。
    17.(不定项)PCR技术现在已经应用到临床诊断、法医鉴定、分子生物学、农牧业等领域。下图为某同学实验中,所用引物与模板配对情况(DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸)。下列说法正确的是 (  )

    A.若用引物Ⅱ和Ⅲ进行该DNA分子扩增2次后可获得5种序列不同的产物
    B.复性温度过高导致引物不能与模板牢固结合,PCR扩增效率下降
    C.设计以上引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对造成引物自连
    D.为方便构建基因表达载体,可在引物中增加限制性内切核酸酶位点
    【答案】 B C
    【解析】 若用引物Ⅱ和Ⅲ进行扩增,因新形成的DNA子链中,有的含有与引物Ⅱ互补配对的碱基序列,有的含有与引物Ⅲ互补配对的碱基序列,则至少在连续扩增3次后可以获得5种序列不同的产物,A错误;PCR技术中,复性是指引物结合到互补DNA链。复性温度过高会引起碱基之间的氢键断裂,导致引物不能与互补DNA链(模板)牢固结合,DNA扩增效率下降,B正确;设计以上引物时需要避免引物之间形成碱基互补配对造成引物自连,C正确;构建基因表达载体时可在引物中增加限制性内切核酸酶位点,D正确。
    18.为增加菊花的花色类型,研究者从其他植物的cDNA文库中提取出花色基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花细胞中。图3表示EcoRⅠ、Bam HⅠ和Sau3AⅠ三种限制酶的识别序列与切割位点。请分析回答:

    (1)利用PCR技术扩增目的基因C的原理是____________________________________________________。
    (2)图2所示质粒被____________切割获得的产物可与图1所示基因C连接,理由是
    _______________________________________________________________________。
    (3)经BamHⅠ处理后构建的重组质粒导入菊花细胞后,基因C不能表达,原因是质粒酶切部位的两端无________________,导致基因C不能________。
    (4)在添加四环素的固体培养基上,________(填“能”或“不能”)筛选出含有插入基因C的重组质粒的农杆菌单菌落,原因是_______________________________________________________________________。
    【答案】 (1)DNA双链复制 (2)BamHⅠ和Sau3AⅠ 两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端 (3)启动子和终止子 转录 (4)不能 含质粒的农杆菌和含重组质粒的农杆菌均含有抗四环素基因,在含四环素的培养基上均能生长
    【解析】 (1)利用PCR技术扩增目的基因C的原理是DNA双链复制。(2)据图3可知,由于BamHⅠ和Sau3AⅠ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端,因此图2所示质粒被BamHⅠ和Sau3AⅠ切割获得的产物可与图1所示基因C连接。(3)据图可知,经BamHⅠ处理后构建的重组质粒导入菊花细胞后,基因C不能表达,原因是质粒酶切部位的两端无启动子和终止子,导致基因C不能转录。(4)由于含质粒的农杆菌和含重组质粒的农杆菌均含有抗四环素基因,在含四环素的培养基上均能生长,所以在添加四环素的固体培养基上,不能筛选出含有插入基因C的重组质粒的农杆菌单菌落。
    19.水稻是一种重要的粮食作物,选育高抗性良种是有效防治病虫危害、增加水稻单位面积产量的关键措施。转基因技术为得到抗病虫水稻种子开辟了一条新路。下面是水稻某抗性基因获得的过程。据图回答下面的问题:

    (1)cDNA文库中的基因在基因组文库中________。(填“都有”“都没有”或“有一部分”)。
    (2)B过程需要的酶________(填“存在”或“不存在”)于正常真核生物体内,图示中含目的基因的细胞群________(填“是”或“不是”)水稻的体细胞。
    (3)如果不建基因文库,但需要大量的目的基因Ⅰ和Ⅱ,可分别利用图中________和________为模板直接进行PCR扩增。进行扩增时所使用酶的显著特点是________。
    (4)抗性基因导入受体细胞后,仅一条染色体含抗性基因,该基因的传递________(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔分离定律,试说明判断依据:_________________________________________________________。
    【答案】 (1)都有 (2)不存在 不是 (3)DNA cDNA 耐高温 (4)遵循 仅一条染色体含抗性基因,另一条没有其等位基因

    【解析】 (1)cDNA文库是部分基因文库,基因组文库是全部基因文库,所以cDNA文库中的基因在基因组文库中都有。(2)B过程是由mRNA获取cDNA的过程,需要逆转录酶的催化,逆转录酶在正常真核细胞中不存在,图示中含目的基因的细胞群不是水稻的体细胞。(3)如果不建基因文库,但需要大量的目的基因Ⅰ和Ⅱ,可分别利用图中DNA和cDNA为模板直接进行PCR扩增。进行扩增时所使用酶的显著特点是耐高温。(4)抗性基因导入受体细胞后,仅一条染色体含抗性基因,该基因的传递遵循孟德尔分离定律,因为仅一条染色体含抗性基因,另一条没有其等位基因,相当于杂合子。
    20.如图1所示为用PvuⅠ限制酶切下的某目的基因及其上DNA片段示意图;图2所示为三种质粒示意图。图中Ap为氨苄青霉素抗性基因,Tc为四环素抗性基因。EcoRⅠ、PvuⅠ等为限制酶及其切割的位点。复制原点是在基因组上复制起始的一段序列,是指质粒在受体细胞中复制时的起点。

    (1)组成片段D的基本骨架与细胞膜的基本骨架相同的元素是________。
    (2)图2中质粒A、质粒C能否作为目的基因运载体最理想的质粒?________(填“能”或“否”),请说明理由_______________________________________________________________________。
    (3)重组质粒成功导入受体细胞的概率一般仅为10-7,用质粒B构建重组质粒,为了筛选出导入了重组质粒的大肠杆菌,在导入完成后,将所有大肠杆菌分别在含有四环素和氨苄青霉素的培养基中培养,大肠杆菌在两种培养基的生长状况不可能的是_______________________________________________________,可能性最大的是_______________________________________________________________________。
    (4)若想在山羊的乳汁中收获上述目的基因的表达产物,则需要将重组质粒导入至山羊的______(细胞)中。
    【答案】 (1)C、H、O、P (2)否 质粒A缺少标记基因,质粒C在用和目的基因相同的限制酶切割时,复制原点会被限制酶切割,会影响重组质粒的自主复制 (3)在含四环素的培养基上能正常生长,在含氨苄青霉素的培养基上不能正常生长 在含氨苄青霉素的培养基和含四环素的培养基上都不能正常生长 (4)受精卵
    【解析】 (1)脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA片段D的基本骨架,脱氧核糖由C、H、O三种元素组成,组成磷酸的元素是H、P、O;磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架,磷脂分子是由C、H、O、N、P组成,可见组成片段D的基本骨架与细胞膜的基本骨架相同的元素是C、H、O、P。(2)分析图2可知:质粒A缺少标记基因,质粒C在用和目的基因相同的限制酶切割时,复制原点会被限制酶切割,进而影响重组质粒的自主复制,所以质粒A、质粒C均不能作为目的基因运载体最理想的质粒。(3)用质粒B构建重组质粒,当用和目的基因相同的限制酶(PvuⅠ)切割时,Tc(四环素抗性基因)遭到破坏,而Ap(氨苄青霉素抗性基因)结构完好,因此在重组质粒导入完成后,将所有大肠杆菌分别在含有四环素和氨苄青霉素的培养基中培养,大肠杆菌在两种培养基的生长状况不可能的是在含四环素的培养基上能正常生长,在含氨苄青霉素的培养基上不能正常生长。因重组质粒成功导入受体细胞的概率一般仅为10-7,所以可能性最大的是在含氨苄青霉素的培养基和含四环素的培养基上都不能正常生长。(4)若想在山羊的乳汁中收获上述目的基因的表达产物,则需要将重组质粒导入山羊的受精卵中。
    21.基因疗法所涉及的基因工程技术主要有三种,包括病毒载体、基因(编辑)和细胞改造。请回答:
    (1)第一种是将________通过载体送入目标细胞让其发挥作用。该技术用来传递基因的载体多是病毒类载体,因为它们能________________________________________。经过基因改造后,这些作为载体的病毒具有
    _______________________________________________________________________的特点。
    (2)第二种是直接通过基因(编辑)技术修复目标细胞的__________。基因(编辑)技术可以达到添加基因、消除基因或者____________的效果。
    (3)第三种则是从患者体内提取细胞在体外进行修改然后再重新输回患者体内发挥作用。例如,对造血干细胞进行基因工程改造让其制造内源性的凝血因子,从理论上说能持续缓解血友病症状,而不需使用______________治疗。基因治疗进入了一个兼具安全性和有效性的时代。但你认为这个领域中的问题是
    ________________________________________________________________________。
    【答案】 (1)目的基因 将基因整合进宿主的DNA分子 将目的基因转移到宿主细胞中且无毒性(或载体无法增殖或无感染性) (2)缺陷基因 矫正缺陷基因 (3)输凝血酶(或输血小板或输凝血因子) 载体的遗传毒性(或者基因编辑的脱靶效应或者基因递送和编辑的效率低或者有临床益处的水平低)
    【解析】 (1)将目的基因通过载体送入目标细胞让其发挥作用是基因工程中最常用的技术手段,该技术常用病毒类载体传递基因,主要是因为某些病毒能将基因整合进宿主细胞的DNA分子,这些作为载体的病毒和转入的目的基因对宿主细胞无毒性。(2)直接通过基因(编辑)技术修复目标细胞的缺陷基因,可以达到添加基因、消除基因或者矫正缺陷基因的效果,这是我们常用的基因治疗技术。(3)对造血干细胞进行基因工程改造让其制造内源性的凝血因子,从理论上说能持续缓解血友病症状,而不需输凝血酶或输血小板或输凝血因子治疗。在目前阶段,基因治疗这个领域中关键需要考虑的是载体的遗传毒性、基因编辑的脱靶效应、基因递送和编辑的效率低或者有临床益处的水平低等问题。
    22.(1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外,还证明了___________________________________(答出两点即可)。
    (2)体外重组的质粒可通过Ca2+参与的_______方法导入大肠杆菌细胞;而体外重组的噬菌体DNA通常需与____________组装成完整噬菌体后,才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞,在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中,可作为重组噬菌体宿主细胞的是____________________________。
    (3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解,在实验中应选用_________的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的过程中应添加___________________的抑制剂。
    【答案】(1)体外重组的质粒可以进入受体细胞;真核生物基因可在原核细胞中表达 (2)转化 外壳蛋白(或噬菌体蛋白) 细菌(3)蛋白酶 缺陷型蛋白酶
    【解析】(1)体外重组的质粒进入受体细胞才能使子代细胞具有目的基因,故体外重组的质粒,必须可以进入受体细胞。目的基因是具有遗传效应的DNA片段,必须可在原核细胞中表达才能使受体细胞获得新性状。
    (2)外源基因导入微生物受体细胞的方法是先用Ca2+处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞,然后让重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合,在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子,完成转化过程。噬菌体属于专门侵染细菌的病毒,而心肌细胞和叶肉细胞均属于真核细胞,故可作为重组噬菌体宿主细胞的是细菌。(3)由于大肠杆菌细胞内含有可以分解目的基因表达的蛋白质的酶,故实验中需要选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌,蛋白质纯化时需要抑制蛋白酶的活性。
    23.(14分)真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题:
    (1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是_______________________________。
    (2)若用家蚕作为表达基因A的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用________作为载体,其原因是__________________________________。
    (3)若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比,大肠杆菌具有____________________(答出两点即可)等优点。
    (4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是__________(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”)。
    (5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献,也可以说是基因工程的先导。如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是 ______________________________。
    【答案】 (1)基因A有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除,无法表达出蛋白A (2)噬菌体 噬菌体的宿主是细菌,而不是家蚕 (3)繁殖快,容易培养 (4)蛋白A的抗体 (5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体

    【解析】 (1)人体基因A有内含子,将获得的基因A导入大肠杆菌中,经过转录得到含有内含子的mRNA,因为大肠杆菌没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。内含子部分对应的mRNA序列阻断了蛋白A的合成。 (2)若用家蚕作为表达基因A的受体,选用昆虫病毒作为载体,不选用噬菌体作载体的原因是噬菌体的宿主细胞是细菌,噬菌体不能侵染家蚕。 (3)大肠杆菌是原核生物,原核生物作为受体细胞,有以下优点:结构简单、繁殖速度快、容易培养等。 (4)要检测基因A是否翻译出蛋白A,最准确的方法是利用蛋白A的抗体,因抗体具有特异性,一种抗体只能与特定的蛋白质结合,可根据蛋白A抗体的杂交情况来判断是否合成了蛋白A。 (5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中将一种生物个体的DNA转移到了另一种生物个体中,并表达合成了相应的蛋白质。
    24.科学家利用基因工程技术可以使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”。目前科学家已在牛和羊等动物的乳腺生物反应器中表达出了抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要药品。请回答有关问题:
    (1)将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子、终止子和__________________等重组在一起,就可构建基因表达载体,再通过__________技术导入受精卵中。基因表达载体上的启动子的作用是____________________________________。
    (2)制备乳腺生物反应器的过程中,目的基因的受体细胞为______________,性染色体组成为____________。
    (3)为确定受体细胞中染色体的DNA上是否插入了目的基因,可利用________________________________技术进行检测,一般是用放射性同位素标记__________________________作探针。
    【答案】 (1)标记基因 显微注射 启动转录过程 (2)受精卵 XX (3)DNA分子杂交 含有目的基因的DNA片段  
    【解析】(1)建立生产生长激素的乳腺生物反应器,其核心步骤是基因表达载体的构建,科学家将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子、终止子和标记基因等重组在一起,通过显微注射方法导入动物受精卵中,其中启动子的作用是启动转录过程。 (2)制备乳腺生物反应器的受体细胞为受精卵,由于要从乳汁中提取药物,所以应该选择雌性,其性染色体组成为XX。 (3)基因工程中,DNA分子杂交技术可用于检测目的基因是否导入,一般是用放射性同位素标记含有目的基因的DNA片段作探针。
    25.嗜热菌可以生活在98 ℃的高温环境中,研究发现其耐热性与基因H的表达产物有关。如图表示某研究小组利用大肠杆菌对H基因实行的克隆和表达过程,其中NdeⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ、SalⅠ四种限制酶的识别序列和酶切位点分别为CA↓TATG、G↓AATTC、A↓AGCTT、G↓TCGAC。请分析回答:


    (1)图中的结构A是____________________________,其主要作用是___________________________________。一个完整的基因表达载体组成,除了质粒1中所示结构以外,还应该含有________________。 
    (2)用图中质粒1和H基因构建重组质粒,应选用________________两种限制酶进行切割。 
    (3)实验中发现,重组质粒导入大肠杆菌后H基因的表达效率很低,但在含有质粒2(辅助性质粒)的细胞中,H基因可以高效表达。为了筛选出转入了两种质粒的受体菌,应在筛选平板培养基中添加____________。 
    (4)PCR反应中引物的设计非常关键,据图分析,扩增H基因时应选择的一对引物是________________。 
    A.引物Ⅰ:…GGGAATTC…; 引物Ⅱ:…CTCATATG… B.引物Ⅰ:…GAATTCCC…; 引物Ⅱ:…CATATGAG…
    C.引物Ⅰ:…GGAAGCTT…; 引物Ⅱ:…AAGCTTCC… D.引物Ⅰ:…CTCATATG…; 引物Ⅱ:…AAGCTTAAGCTT…
    【答案】 (1)启动子 提供RNA聚合酶特异性识别结合位点 目的基因、终止子和复制原点 (2)NdeⅠ、EcoRⅠ (3)抗生素A和抗生素B (4)A、B
    【解析】 (1)据题图分析,由质粒1和重组质粒上都具有A可推知,A是启动子,其作用是提供RNA聚合酶特异性识别结合位点,驱动基因转录。一个完整的基因表达载体组成包括启动子、终止子、目的基因、标记基因和复制原点。 (2)结合四种限制酶的识别序列和酶切位点,用图中质粒1和含H基因的DNA构建重组质粒,应选用NdeⅠ、EcoRⅠ两种限制酶进行切割。 (3)对两种质粒的标记基因进行分析后可知,质粒1上含有抗生素A的抗性基因,质粒2上含有抗生素B的抗性基因,所以应在筛选平板培养基中添加抗生素A和抗生素B。 (4)分析切割质粒和目的基因的两种限制酶NdeⅠ、EcoRⅠ的识别序列和切割位点,发现A、B选项的引物Ⅱ中有NdeⅠ的识别序列CA↓TATG,而A、B选项的引物Ⅰ中都有EcoRⅠ的识别序列G↓AATTC,而C、D中都不含,所以应选择A、B。


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