2017高考生物总复习第11单元第37讲基因工程及其安全性练习

第11单元第37讲基因工程及其安全性练习
1．(2016·天津武清区调研)下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2
(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有________个游离的磷酸基团。

(2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越____________。

(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(4)与只使用Eco RⅠ相比较，使用Bam HⅠ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止________________________________________________________________________。

(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入____________酶。

(6)现使用Bam H Ⅰ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA，并经拼接获得的重组质粒进行再次酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1、图2中标示的酶切位点及表中所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。

①采用Bam H Ⅰ和HindⅢ酶切，得到________种DNA片段。

②采用Eco R Ⅰ和HindⅢ酶切，得到________种DNA片段。

[导学号29520630] 解析：(1)该质粒为环状DNA，经SmaⅠ切割前，不含有游离的磷酸基团，经SmaⅠ切割后形成平末端，含有2个游离的磷酸基团。

(2)SmaⅠ识别的是CCCGGG 序列，在C与G之间切割，SmaⅠ酶切位点越多，也就是C—G碱基对越多，C与G之间的氢键(3个)比A与T之间的氢键(2个)数量多，其含量越多，质粒的热稳定性越高。

(3)据图1可知，SmaⅠ切割位点在抗生素抗性基因(标记基因)中，据图2可知，SmaⅠ切割位点在目的基因中，因此使用SmaⅠ切割会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因。

(4)用同一种限制酶处理质粒和外源DNA，再用DNA连接酶连接时，往往会有三种连接形式：目的基因—质粒、目的基因—目的基因(环化)、质粒—质粒(环化)，后两种是我们不需要的，因而要进行筛选。

用两种限制酶处理质粒和外源DNA，因形成的末端不同可避免上述情况的发
生。

(5)连接质粒与目的基因的工具酶是DNA连接酶。

(6)分析由Bam H Ⅰ和HindⅢ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA，并经拼接获得的重组质粒，这两种酶的识别序列仍然完整存在，如再用Bam H Ⅰ和HindⅢ两种限制酶进行酶切时，可再度被切开，形成2种DNA片段；而Eco R Ⅰ的识别序列在原质粒中存在并没有被破坏，同时切下的目的基因中还存在1个EcoRⅠ的识别序列，因此在重组质粒中存在2个EcoRⅠ的识别序列，如用EcoRⅠ和Hind Ⅲ酶切，可得到3种DNA片段。

答案：(1)0、2 (2)高(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化(5)DNA连接(6)2 3
2．(2016·山东文登模拟)下面是科学家利用现代生物技术研制用于癌症治疗的鼠—人嵌合抗体的流程图。

请回答：
(1)利用蛋白质工程技术对鼠源杂交瘤抗体进行改造时，首先必须根据预期________________，设计________________，进一步推测应有的氨基酸序列，最终通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠—人嵌合抗体基因，然后导入鼠淋巴细胞中使其________。

在Ig基因表达载体构建的过程中，人和鼠的基因要用____________切割核苷酸之间的磷酸二酯键。

(2)图中嵌合载体启动子位于基因的首端，它是______________识别和结合的部位，终止子是________的终点；嵌合载体中还应含有________________，以便重组DNA的鉴定和筛选。

(3)图中的“抗体分泌细胞”名称是________，检测目的基因在淋巴细胞中是否得到表达可采用________________技术。

(4)在制备单克隆嵌合抗体过程中要进行筛选，第二次筛选的目的是________________________________________________________________________。

[导学号29520631] 解析：(1)蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→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(DNA)。

所以，利用蛋白质工程技术对鼠源杂交瘤抗体进行改造时，首先必须根据预期嵌合抗体的功能，设计嵌合抗体的结构，进一步推测应有的氨基酸序列，最终通过基因拼接，将鼠源抗体基因改造成鼠—人嵌合抗体基因，然后导入鼠淋巴细胞中使其表达。

在基因表达载体构建的过程中，人和鼠的基因要用同种限制酶切割核苷酸之间的磷酸二酯键，以产生相同的黏性末端。

(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，终止子是转录终止的信号；基因表达载体由启动子、终止子、目的基因和标记基因等组成，其中标记基因用于重组DNA的鉴定和筛选。

(3)图中的“抗体分泌细胞”的名称是浆细胞；检测目的基因在受体细胞中是否表达，常采用抗原—抗体杂交技术。

(4)制备单克隆抗体时要经过两次筛选，第一次筛选的目的是获得杂交瘤细胞，第二次筛选的目的是获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞。

答案：(1)嵌合抗体的功能嵌合抗体的结构表达同种限制酶
(2)RNA聚合酶转录标记基因
(3)浆细胞抗原—抗体杂交
(4)获得能够产生特异性抗体的杂交瘤细胞
3．(2016·山东烟台模拟)我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的营养品质。

下图为培育转基因水稻过程示意图，请分析回答：
(1)铁结合蛋白基因来自菜豆，且基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用________法获得此目的基因或________扩增目的基因。

(2)构建重组Ti质粒时，通常要用________________分别切割________________________________________________________________________。

将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用____________处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入。

(3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻细胞经过____________获得的愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得________________________________；培养基3与培养基2的区别是______________的浓度比例，所以在培养基3中经过______________可获得完整植株。

检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻________________________________________________________________________。

[导学号29520632] 解析：(1)获取目的基因的方法有三种：①从基因文库中获取；②利用PCR技术扩增；③人工合成(化学合成)。

如果基因的脱氧核苷酸序列已知，可以用化学合成法获得此目的基因，再用PCR技术进行扩增。

(2)构建重组质粒的过程中，通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段，使它们产生相同的黏性末端，然后再用DNA 连接酶连接成重组质粒。

将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用CaCl2溶液处理农杆菌成为感受态细胞，易于重组Ti质粒导入。

(3) 水稻细胞经过脱分化可获得愈伤组织。

质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织。

培养基2长出愈伤组织，培养基3长出试管苗，这与培养基2、3中生长素和细胞分裂素的浓度比例不同有关，所以愈伤组织在培养基3中经过再分化可获得完整植株。

题目基因工程的目的是提高大米的铁含量，故欲检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻(成熟)种子中铁含量。

答案：(1)化学合成(或人工合成或从基因文库中获取目的基因) PCR
(2)(同种)限制性核酸内切酶(或限制酶) 含目的基因(或铁结合蛋白基因)的DNA片段和质粒CaCl2(或Ca2＋)
(3)脱分化含有重组质粒(有潮霉素抗性)的愈伤组织生长素和细胞分裂素再分化(成熟)种子中铁含量。