高三生物一轮复习课时跟踪检测(四十)现代生物科技专题第一讲基因工程(选修)创新
课时跟踪检测（四十）基因工程一、基础小题针对练1．(2016·青岛月考)下列有关限制性核酸内切酶的叙述正确的是()A．用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有2个B．限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大C．－CATG↓－和－G↓GATCC－序列被限制酶切出的黏性末端碱基数不同D．只有用相同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒解析：选B用限制酶切割DNA分子中部获得一个目的基因时，需剪切2次，水解磷酸二酯键4个；限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大；－CATG↓－和－G↓GATCC－序列被限制酶切出的黏性末端均有4个碱基；切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶，如果不同的限制酶切割DNA分子所产生的末端也存在互补关系，则两末端也可连接。
2．下列关于蛋白质工程的说法错误的是()A．蛋白质工程能定向改造蛋白质的结构，使之更加符合人类的需要B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变其结构C．蛋白质工程能产生自然界中不存在的新型蛋白质分子D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程解析：选B由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造基因来完成，而不是直接对蛋白质分子进行操作。
3．(2014·重庆高考)下面为利用基因工程培育抗虫植物的示意图。
以下相关叙述，正确的是()A．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异解析：选D构建重组质粒需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶；含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组Ti质粒的TDNA整合到受体细胞的染色体上，而不是重组Ti质粒整合到受体细胞的染色体上；导入受体细胞的目的基因表达后，转基因植株方能表现出相应性状，若目的基因在受体细胞中不表达，转基因植株不能表现出相应性状；⑤表现出抗虫性状则表明该植株细胞发生了基因重组，基因重组是可遗传变异。
4．基因工程利用某目的基因(图甲)和Pl噬菌体载体(图乙)构建重组DNA。
限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ、Eco RⅠ和Sau3AⅠ。
下列分析错误的是()A．构建重组DNA时，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体B．构建重组DNA时，可用Eco RⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体C．图乙中的Pl噬菌体载体只用Eco RⅠ切割后，含有2个游离的磷酸基团D．用Eco RⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，只能产生一种重组DNA解析：选D由题图可知，BglⅡ、Sau3AⅠ及Eco RⅠ三种酶在目的基因和Pl噬菌体上都有切口，故可用BglⅡ和Sau3AⅠ或Eco RⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体；从图乙知Pl噬菌体载体为环状DNA，只用Eco RⅠ切割后产生两条反向双螺旋链状DNA，有2个游离的磷酸基团；用Eco RⅠ切割目的基因所在片段和Pl噬菌体载体，再用DNA连接酶连接，能产生不止一种重组DNA。
二、高考题型仿真练5．(2016·济宁一模)萤火虫发光是体内荧光素酶催化一系列反应所产生的现象。
如果荧光素酶存在于植物体内，也可使植物体发光。
一直以来荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取。
但加利福尼亚大学的一组科学家成功地通过转基因工程实现了将荧光素酶基因导入大肠杆菌体内，并在大肠杆菌体内产生荧光素酶。
请你根据已有的知识回答下列有关问题：(1)在此转基因工程中，目的基因是__________，具体操作过程中下图所示的黏性末端是由______种限制性核酸内切酶作用产生的。
(2)将此目的基因导入大肠杆菌体内需要载体的帮助，则作为载体必须具备能够在宿主细胞内复制并稳定保存，以及_________________________________________________(至少答出两点)等条件。
(3)在此转基因工程中，将体外重组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内______________的过程称为转化。
最常用的转化方法是首先用Ca2＋处理大肠杆菌，目的是________________________________________________________________________________________________________________。
(4)目的基因在受体细胞是否能转录出mRNA，可用______技术来检测；目的基因是否表达出相应的蛋白质，除了通过大肠杆菌是否发光来确定外，还可以通过__________特异性反应来判断。
解析：(1)在此转基因过程中，目的基因是荧光素酶基因；图中所示的黏性末端是由2种限制性核酸内切酶作用产生的，其中第一个和第三个是由一种限制酶切割产生的，另外两个是由另一种限制酶切割产生的。
(2)作为基因工程的载体必须具备的条件：要具有限制酶的切割位点；要有标记基因(如抗性基因)，以便于重组细胞的筛选；能在宿主细胞中稳定存在并复制；是安全的，对受体细胞无害，而且要易从供体细胞中分离出来。
(3)基因工程中，将体外重组DNA导入大肠杆菌体内，并使其在细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。
最常用的转化方法是首先用Ca2＋处理大肠杆菌，目的是使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA 分子的状态。
(4)检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因，常用DNA分子杂交技术；检测目的基因是否表达出相应的蛋白质，常用抗原—抗体杂交技术。
答案：(1)荧光素酶基因2(2)具有特定的限制酶切割位点、具有某些标记基因(缺一不可)(3)维持稳定和表达使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围DNA分子的状态(或使大肠杆菌处于感受态细胞状态)(4)分子杂交抗原—抗体6．(2016·邢台摸底)回答下列有关基因工程的问题：(1)用限制酶HindⅢ、Bam HⅠ同时切割目的基因，可得到____________个DNA片段。
(2)用限制酶HindⅢ和Bam HⅠ切割Ti质粒，可得到____个DNA片段。
(3)过程①需要用到____________酶。
(4)切割目的基因和质粒的酶与①过程的酶作用的化学键都是____________。
(5)如果把目的基因直接注入植株细胞，一般会被植株细胞中的____________。
(6)将目的基因导入植物细胞，除采用上图中的方法外，还可采用____________法和花粉管通道法。
解析：含目的基因的DNA片段上限制酶HindⅢ、Bam HⅠ的切割位点共有3个，因此可得到4个DNA片段。
质粒为环状DNA分子，其上限制酶HindⅢ、Bam HⅠ的切割位点共有2个，因此可得到2个DNA片段。
重组质粒的获得需要DNA连接酶。
目的基因直接注入植物细胞，会被细胞内的核酸酶分解。
将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。
答案：(1)4(2)2(3)DNA连接(4)磷酸二酯键(5)核酸酶分解(6)基因枪7．(2016·武汉调研)下面是获得转基因抗虫棉的技术流程示意图。
请回答：(1)A→B利用的技术称为______，其中②过程需要热稳定的__________酶才能完成。
(2)图中将目的基因导入棉花细胞需要经过③过程，该过程为构建____________，其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在且可以遗传给下一代，并能表达。
(3)上述流程示意图中，将目的基因导入棉花细胞所采用的方法是__________法，该方法一般______(填“适宜”或“不适宜”)用于将目的基因导入单子叶植物。
(4)从F→G的过程利用的主要技术为______________，欲确定抗虫基因在G体内是否表达，在个体水平上需要做__________实验。
如果抗虫基因导入成功，且与某条染色体的DNA 整合起来，该转基因抗虫棉可视为杂合子，将该转基因抗虫棉自交一代，预计后代中抗虫植株占______。
解析：若该抗虫基因用字母“A”表示，且该转基因抗虫棉只有一条染色体上有抗虫基因，则该转基因抗虫棉的基因型可表示为“AO”，其自交后代基因型有AA∶AO∶OO＝1∶2∶1，其中抗虫植株占3/4。
答案：(1)PCR DNA聚合(Taq)(2)基因表达载体(重组DNA)(3)农杆菌转化不适宜(4)植物组织培养抗虫接种3/48．(2016·银川一模)人们预防与诊疗传染性疾病经常使用疫苗和抗体，已知禽流感传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，相应疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图：(1)过程②代表基因工程操作步骤中的__________；基因工程的核心步骤是______(填序号)，该过程所需的工具酶有______________________。
(2)通过过程⑦获得的X称为____________。
(3)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的______制备疫苗。
对该传染病疑似患者确诊时，可以从疑似患者体内分离出病毒，与已知病毒进行______比较，或用图中的________________进行特异性结合检测。
解析：(1)分析图解，①过程表示逆转录；②过程表示目的基因的获取；③过程表示构建基因表达载体(基因工程的核心步骤)；④过程表示向受体细胞导入目的基因；基因工程中所需的工具酶有限制酶和DNA连接酶。
(2)⑤过程表示A蛋白(抗原)刺激B细胞；⑥过程表示B细胞增殖分化为浆细胞；⑦过程表示动物细胞的融合，获得所需的杂交瘤细胞；⑧过程表示培养、提取单克隆抗体。
(3)可用作疫苗的是能使机体产生特异性免疫的抗原物质，由图可知应选A蛋白。
确认该种病毒可将其与已知病毒进行核酸序列的比较；也可用抗原—抗体杂交法，即用制备的单克隆抗体与抗原发生特异性结合检测。
答案：(1)目的基因的获取③限制酶和DNA连接酶(2)杂交瘤细胞(3)A蛋白核酸序列(或RNA序列等合理答案也可)抗A蛋白单克隆抗体9．(2015·江苏高考)胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。
下图1是该方法所用的基因表达载体，图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B分别表示β半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合的蛋白)。
请回答下列问题：图2(1)图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是________。
(2)图1中启动子是________酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是________________________________________________________________________。
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(1)蛋白质工程的基本途径是 ：
(2)与基因工程相比，合成的蛋白质有何特点？
(3)用蛋白质工程生产的胰岛素，与天然胰岛素比较，
2021显/7/26著的优点是？
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答案
（1）从预期的蛋白质功能出发→设计预期的 胰岛素分子结构→推测应有的氨基酸序列 →找到相应的核苷酸序列（基因）
（2）合成的是自然界原本不存在 的蛋白质
(完整版)高三生物一轮专题复习精品课件——选修专题——基因工程
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1
选修三
现代生物科技专题
2021/7/26
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专题一 基因工程
一、基因工程的原理及技术
1、原理：
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术
操作环境
生物体外
操作对象 操作水平 基本过程
基因 DNA分子水平 剪切→拼接→导入→表达
是否有（ D）
A.抗虫基因 B.抗虫基因产物
C.新的细胞核 D.相应性状
2.转基因动物转基因时的受体细胞是（ A）
A.受精卵
B.精细胞
C.卵细胞
D.体细胞
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3.人的糖蛋白必须经内质网和高尔基体进一步加工 合成，通过转基因技术，可以使人 的糖蛋白基
因得以表达的受体细胞是（ ）B
A.大肠杆菌 B.酵母菌
4
❖一种限制酶只能识别一种特定的 核苷酸序列，并在每一条链中特定 部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯 键断开。（断开的不是氢键）
2021/7/26
5
双链DNA结构和磷酸二酯键位置
2021/7/26
6
切割DNA分子时产生的两种不同末端
2021/7/26
7
分子缝合针——DNA连接酶
高三生物苏教一轮复习练习选修 第讲 基因工程 含答案
选修3现代生物科技专题第1讲基因工程考点一| 基因工程的基本工具1．基因工程的概念及优点(1)概念：是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞，并使重组基因在受体细胞中表达，产生人类需要的基因产物的技术。
(2)遗传原理：基因重组。
(3)优点：①与杂交育种相比：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
②与诱变育种相比：能定向改造生物的遗传性状。
2．基因工程的基本工具(1)限制性核酸内切酶①来源：主要从原核生物中分离纯化而来。
②作用：识别特定的核苷酸序列并切开相应两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
③结果：产生黏性末端或平末端。
(2)DNA连接酶常用类型E-coli DNA连接酶T4DNA连接酶来源大肠杆菌T4噬菌体功能连接黏性末端连接黏性末端和平末端结果恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键①常用载体——质粒⎩⎪⎨⎪⎧化学本质：双链环状DNA分子特点⎩⎨⎧能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因②其他载体：λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。
1．限制酶(1)识别序列的特点：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，以中心线为轴，两侧碱基互补对称；=====CCAGG GGTCC 以=====AT为轴，两侧碱基互补对称。
(2)切割后末端的种类2．限制酶和DNA 连接酶的关系(1)限制酶和DNA 连接酶的作用部位都是磷酸二酯键。
(2)限制酶不切割自身DNA 的原因是原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。
(3)DNA 连接酶起作用时，不需要模板。
3．载体 (1)条件与目的条件目的稳定并能复制 目的基因稳定存在且数量可扩大有一个至多个限制酶切割位点可携带多个或多种外源基因具有特殊的标记基因便于重组DNA的鉴定和选择(2)①作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。
②利用它在宿主细胞内对目的基因进行大量复制。
视角1 考查基因工程的三种操作工具1．(2017·江苏无锡质检)如图表示化学方法合成目的基因Ⅰ的过程。
2020高考生物一轮复习课时分层作业四十现代生物科技专题第1课基因工程新人教版选修3-精装版
教学资料范本2020高考生物一轮复习课时分层作业四十现代生物科技专题第1课基因工程新人教版选修3-精装版编辑：__________________时间：__________________【精选】20xx最新高考生物一轮复习课时分层作业四十现代生物科技专题第1课基因工程新人教版选修3(30分钟100分)1.(10分)启动子探针型载体是一种有效、经济、快速分离基因启动子的工具型载体，其结构如图所示，据图回答下列问题：(1)限制性核酸内切酶的作用特点是____________________________.(2)将切割产生的DNA片段群体与无启动子的探针载体重组，需要用________.(3)若把重组混合物转化给大肠杆菌，为提高转化效率，常用的方法是_______.(4)若插入片段中所含的编码区序列的碱基对数目不能被3整除，报告基因能否正常表达？为什么？___________________________________________. (5)若克隆位点插入了启动子序列，且其中不含编码区序列，但报告基因仍不能正常表达，可能的原因是______________________________________.【解析】本题主要考查基因工程的工具和操作方法.(1)限制性核酸内切酶具有酶的专一性，能识别并切割特定的脱氧核苷酸序列.(2)将切割产生的DNA片段群体与无启动子的探针载体重组，可以用DNA连接酶连接二者之间的黏性末端.(3)Ca2+可以增大细胞壁的通透性，提高转化效率.(4)mRNA中相邻的三个碱基决定一个氨基酸，若插入片段中所含的编码区序列的碱基对数目不能被3整除，则与之相连的报告基因不能编码出正确的氨基酸序列，即不能正常表达.(5)启动子插入克隆位点时有两种插入方向，若插入方向错误，则报告基因不能正常表达.答案：(1)识别并切割特定的脱氧核苷酸序列(2)DNA连接酶(3)用Ca2+处理(4)不能.mRNA中相邻的三个碱基决定一个氨基酸，若插入片段中所含的编码区序列的碱基对数目不能被3整除，则报告基因不能编码出正确的氨基酸序列(5)启动子插入方向不正确2.(10分)苦荞是一种有名的经济植物，其含有的黄酮类化合物具有降血糖、血脂等功效.CHS是合成黄酮类化合物的关键酶.有人把经修饰的CHS基因导入苦荞细胞中，培育高产黄酮苦荞品系.按图示回答：(1)过程①中将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒的酶称为____________________________.这种酶主要有两类，一类是从T4噬菌体中分离得到的，另一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为________________.这两类酶都能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的________键.(2)图中过程②操作前，需先用Ca2+处理农杆菌，使其成为________细胞.(3)检测转基因苦荞培育是否成功，不能用抗原—抗体杂交技术进行检测的原因是________________________________，可以比较转基因苦荞与普通苦荞的________含量或测定细胞中CHS含量进行鉴定.【解析】(1)连接重组质粒需要DNA连接酶，从大肠杆菌中分离出的DNA连接酶称为E·coli DNA连接酶，DNA连接酶作用的对象为磷酸二酯键.(2)Ca2+处理农杆菌，增加膜的通透性，使其成为感受态细胞，利于外源DNA 进入.(3)判断转基因苦荞培育是否成功，可以比较转基因苦荞与普通苦荞的黄酮类化合物的含量或细胞中CHS的含量.答案：(1)DNA连接酶E·coli DNA连接酶磷酸二酯(2)感受态(3)转基因苦荞植株与普通苦荞植株都含有黄酮类化合物黄酮类化合物3.(15分)黑麦草中含有拮抗除草剂草甘膦的基因，该基因编码抗草甘膦酶，从而使草甘膦失去对植物的毒害作用.20xx年8月，中国科学院和北京奥瑞金种业有限公司通过转基因技术获得了抗除草剂草甘膦的玉米新品种.培育新品种过程中用到了PCR技术(如图所示)，请回答下列问题：(1)应从______________(填“cDNA文库”或“基因组文库”)中选取拮抗除草剂草甘膦的基因，体外获得大量拮抗除草剂草甘膦基因要利用PCR技术，其中的物质A为__________.(2)基因工程操作的核心是____________________________.若需要对转入拮抗除草剂草甘膦基因的玉米进行个体生物学水平的鉴定，需要对玉米做________实验.(3)若实验现象不理想，为提高抗草甘膦酶活性需利用________工程设计和改造抗除草剂草甘膦的________.【解析】(1)拮抗除草剂草甘膦基因属于真核生物的基因，需从cDNA文库中获得.体外获得大量拮抗除草剂草甘膦基因要利用PCR技术，该技术的原理为DNA 双链复制，延伸过程中以DNA每条链为模板，需要引物的加入.(2)基因工程操作的核心是基因表达载体的构建.若需要对转入拮抗除草剂草甘膦基因的玉米进行个体生物学水平的鉴定，需要对玉米做喷洒草甘膦的实验.(3)若想提高抗草甘膦酶活性需用蛋白质工程设计和改造抗除草剂草甘膦基因.答案：(1)cDNA文库引物(2)基因表达载体的构建喷洒草甘膦(3)蛋白质基因【知识总结】细胞内DNA复制与PCR技术的比较4.(15分)(20xx·石家庄模拟)苏云金芽孢杆菌产生的Bt毒蛋白在害虫的消化道内能被降解成有毒的多肽，最终造成害虫死亡，因此Bt基因广泛应用于培育转基因抗虫植物.(1)培育转基因抗虫棉所需的目的基因来自________的基因组，再通过PCR技术扩增.PCR反应中温度呈现周期性变化，其中加热到90～95 ℃的目的是__________________，然后冷却到55～60 ℃使引物与互补DNA链结合，继续加热到70～75 ℃，目的是____________________________________________.(2)限制酶主要是从________中获得，其特点是能够识别DNA分子某种________，并在特定位点切割DNA.(3)科研人员在培育某品种转基因抗虫棉的过程中，发现植株并未表现抗虫性状.可能的原因是________________________________.(4)在基因表达载体中，目的基因的首端和尾端必须含有________，这样目的基因才能准确表达.【解析】(1)根据题意可知，培育转基因抗虫棉所需的目的基因来自苏云金芽孢杆菌的基因组，再通过PCR技术扩增.PCR反应中温度呈现周期性变化，其中加热到90～95 ℃的目的是使双链DNA解链为单链，然后冷却到55～60 ℃使引物与互补DNA链结合，继续加热到70～75 ℃，目的是在DNA聚合酶作用下进行延伸.(2)限制酶主要是从原核生物(或微生物)中获得，其特点是能够识别DNA分子中某种特定的核苷酸序列，并在特定位点切割DNA.(3)科研人员在培育某品种转基因抗虫棉的过程中，发现植株并未表现抗虫性状.可能的原因是所转的基因未成功导入或导入的基因未能准确表达.(4)在基因表达载体中，目的基因的首端和尾端必须含有启动子和终止子，这样目的基因才能准确表达，其中启动子是RNA聚合酶识别和结合位点，终止子终止基因的转录.答案：(1)苏云金芽孢杆菌使DNA解链(变性、解旋、受热变性后解链为单链) 在DNA聚合酶作用下进行延伸(Taq酶从引物起始进行互补链的合成) (2)原核生物(或微生物) 特定的核苷酸序列(3)所转的基因未成功导入或导入的基因未能准确表达(4)启动子和终止子5.(10分)(20xx·贵州模拟)科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因，提高了光合作用过程中Rubisco酶基因对CO2的亲和力，从而显著提高了植物的光合作用速率.请回答下列问题：(1)PCR过程所依据的原理是________，该过程需要加入的酶是_________.利用PCR技术扩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，以便根据这一序列合成________.(2)该技术不直接改造Rubisco酶，而是通过Rubisco酶基因进行改造，从而实现对Rubisco酶的改造，其原因是______________________________.和传统基因工程技术相比较，定点突变最突出的优点是获得的产物一般是自然界中________(填“存在的”或“不存在的”)，PCR定点突变技术属于________工程的范畴.(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用____________________法将基因表达载体导入植物细胞，将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗，从细胞水平分析所依据的原理是__________________________________________.【解析】(1)PCR过程所依据的原理是DNA双链复制，该过程需要加入的酶是耐高温的DNA聚合酶.利用PCR技术扩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，以便根据这一序列合成引物.(2)该技术不直接改造Rubisco酶，而是通过对Rubisco酶基因进行改造，从而实现对Rubisco酶的改造，其原因是蛋白质空间结构较为复杂，改造困难.和传统基因工程技术相比较，定点突变最突出的优点是获得的产物一般是自然界中不存在的，PCR定点突变技术属于蛋白质工程的范畴.(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体，常用农杆菌转化法将基因表达载体导入植物细胞，将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗，从细胞水平分析所依据的原理是植物细胞的全能性.答案：(1)DNA双链复制耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶) 引物(2)蛋白质空间结构较为复杂，改造困难不存在的蛋白质(3)农杆菌转化植物细胞的全能性6.(10分)(20xx·济南模拟)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________.(2)质粒载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：AATTC……GG……CTTAA为使载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性核酸内切酶切割，该酶必须具有的特点是_____________. (3)反转录作用的模板是____________，产物是__________.若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术.(4)基因工程中除质粒外，________和______也可作为载体.(5)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是______________________________________________.【解析】(1)当限制性核酸内切酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制性核酸内切酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的是平末端.(2)为使载体与目的基因相连，不同的限制性核酸内切酶应该切出相同的黏性末端.(3)反转录是指以RNA为模板在逆转录酶的作用下合成DNA的过程，可以在体外短时间内大量扩增DNA的技术叫PCR(多聚酶链式反应).(4)基因工程中可以作为载体的除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等.(5)大肠杆菌细胞有细胞壁和细胞膜，能阻止质粒(外源DNA)等物质的进入，只能通过Ca2+处理细胞，使细胞处于能吸收周围环境中DNA分子的生理状态(这种细胞称为感受态细胞)才能作为受体细胞.答案：(1)黏性末端平末端(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同(3)mRNA(或RNA) cDNA(或DNA) PCR(4)λ噬菌体的衍生物动植物病毒(5)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱【延伸探究】(1)若把平末端连接起来，应该选用什么酶？提示：T4DNA连接酶.(2)切割载体和目的基因的酶是不是必须选择同一种酶，原因是什么？提示：不是.只要两种酶切割产生的末端相同即可.1.(15分)(20xx·江苏高考节选)下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注.请回答下列问题：(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用______________________两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过__________酶作用后获得重组质粒.为了扩增重组质粒，需将其转入处于______________态的大肠杆菌.(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加________________，平板上长出的菌落，常用PCR鉴定，所用的引物组成为图2中________________________.(3)若BamHⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为____________，对于该部位，这两种酶____________________(填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开. 【解题指南】解答本题需要注意两方面：(1)从表格中分析各种限制酶的识别序列和切割位点.(2)构建重组质粒时选择的限制酶不能将质粒上的标记基因全部破坏.【解析】(1)从图2中看出，目的基因的两侧含有4种限制酶的切点，但是质粒的两个标记基因中都含有BamHⅠ的切点，因此不能用BamHⅠ切割质粒，只能用BclⅠ和HindⅢ限制酶来切割目的基因和质粒.酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA连接酶作用后获得重组质粒.如果将重组质粒转入大肠杆菌，需要先用CaCl2处理大肠杆菌，使其处于能吸收周围环境中DNA分子的感受态.(2)重组质粒中只含有四环素抗性基因这一个标记基因，为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加四环素，凡是能在平板上长出的菌落，就是含有重组质粒的大肠杆菌.如果用PCR扩增目的基因，所用的引物为图2中引物甲和引物丙，因为这两个引物与模板链结合后能完成目的基因的复制.(3)BamHⅠ酶切的DNA末端是，BclⅠ酶切的DNA末端是，那么连接后连接部位的6个碱基对序列为,对于该部位，这两种酶都不能切开，因为连接以后的碱基序列中没有BamH Ⅰ和Bcl Ⅰ能识别的酶切位点.答案：(1)BclⅠ和HindⅢ(DNA)连接感受(2)四环素引物甲和引物丙(3)都不能2.(15分)为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种.(1)外源基因导入受体细胞，常用的载体有_________________.(2)欲获取转运肽基因，所需三种限制酶(Cla Ⅰ、Sac Ⅰ、Xba Ⅰ)的切点如图甲所示.用________和________处理酶D基因和转运肽基因后，可得到________端与________端(填图中字母)相连的融合基因.(3)将上述融合基因插入图乙所示Ti质粒的T-DNA中，构建________________并导入农杆菌中.将获得的农杆菌接种在含____________的固体平板上培养得到含融合基因的单菌落，再利用液体培养基振荡培养，可以得到用于转化的侵染液.(4)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是______________，进一步筛选后获得转基因油菜细胞，该细胞通过________技术，可培育成转基因油菜植株.【解析】(1)外源基因导入受体细胞，目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒等.(2)由题图知，切割酶D基因与转运肽基因的限制酶中相同的为ClaⅠ，因此对两种基因处理时用ClaⅠ切割，然后用DNA连接酶进行连接，继而可得到A、D 端相连的融合基因.(3)将上述融合基因插入图乙所示Ti质粒的T-DNA中，构建基因表达载体(即重组质粒)并导入农杆菌中.将获得的农杆菌接种在含四环素的固体平板上培养得到单菌落，再利用液体培养基振荡培养，可以得到用于转化的浸染液.(4)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞，进一步筛选后获得转基因油菜细胞.该细胞通过植物组织培养技术，可培育成转基因油菜植株.答案：(1)质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒(2)ClaⅠDNA连接酶 A D(3)基因表达载体(或“重组质粒”) 四环素(4)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞植物组织培养11 / 11。
近年高考生物一轮复习第十一单元现代生物科技专题第一讲基因工程练习苏教版(2021年整理)
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第一讲基因工程[课时作业］单独成册1．（2018·河北衡水调研)请回答利用农杆菌转化法培育转基因植物的相关问题：(1)培育转基因植物过程的核心步骤是__________，其目的是使目的基因在受体细胞中__________,并且可以通过复制遗传给下一代，同时，使目的基因表达和发挥作用。
(2)构建基因表达载体时，可利用DNA连接酶连接被限制酶切开的__________键。
基因表达载体的组成部分包括启动子、终止子、目的基因、__________、复制原点等。
（3)组成基因表达载体的单体是__________。
基因表达载体中的启动子是__________识别和结合的部位,这种结合完成后才能驱动目的基因通过__________（填过程）合成mRNA.（4）用两种限制酶XbaⅠ和SacⅠ（两种酶切出的黏性末端不同)切割某DNA，获得含目的基因的片段。
若利用该片段构建基因表达载体,应选用的Ti质粒是如图中的__________。
注：图中箭头所指的位置是限制酶识别和切割的位点解析：(1)基因工程的核心步骤是构建基因表达载体，目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并可以通过复制遗传给下一代，同时使目的基因表达和发挥作用。
高三生物一轮复习 课时跟踪检测(四十)现代生物科技专题 第一讲 基因工程(选修3)
课时跟踪检测（四十）基因工程一、基础小题针对练1．(2016·青岛月考)下列有关限制性核酸内切酶的叙述正确的是( )A．用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部，获得一个目的基因时，被水解的磷酸二酯键有2个B．限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大C．－CATG↓－和－G↓GATCC－序列被限制酶切出的黏性末端碱基数不同D．只有用相同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的片段和质粒，才能形成重组质粒解析：选B 用限制酶切割DNA分子中部获得一个目的基因时，需剪切2次，水解磷酸二酯键4个；限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大；－CATG↓－和－G↓GATCC－序列被限制酶切出的黏性末端均有4个碱基；切割目的基因和载体并非只能用同一种限制酶，如果不同的限制酶切割DNA分子所产生的末端也存在互补关系，则两末端也可连接。
2．下列关于蛋白质工程的说法错误的是( )A．蛋白质工程能定向改造蛋白质的结构，使之更加符合人类的需要B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变其结构C．蛋白质工程能产生自然界中不存在的新型蛋白质分子D．蛋白质工程与基因工程密不可分，又称为第二代基因工程解析：选B 由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过改造基因来完成，而不是直接对蛋白质分子进行操作。
3．(2014·重庆高考)下面为利用基因工程培育抗虫植物的示意图。
以下相关叙述，正确的是( )A．②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与B．③侵染植物细胞后，重组Ti质粒整合到④的染色体上C．④的染色体上若含抗虫基因，则⑤就表现出抗虫性状D．⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异解析：选D 构建重组质粒需要用到限制性核酸内切酶和DNA连接酶，不需要DNA聚合酶；含重组Ti质粒的农杆菌侵染植物细胞后，重组Ti质粒的TDNA整合到受体细胞的染色体上，而不是重组Ti质粒整合到受体细胞的染色体上；导入受体细胞的目的基因表达后，转基因植株方能表现出相应性状，若目的基因在受体细胞中不表达，转基因植株不能表现出相应性状；⑤表现出抗虫性状则表明该植株细胞发生了基因重组，基因重组是可遗传变异。
高考生物一轮总复习 随堂跟踪训练 现代生物科技 专题 第1讲 基因工程(选修3)
基因工程1．(2015·新课标全国卷Ⅱ)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。
如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。
回答下列问题。
(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的________进行改造。
(2)以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰________基因或合成________基因。
所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括____________的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：________________________。
(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过____________和____________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物________进行鉴定。
[解析](1)蛋白质的功能与结构相关，若要改变蛋白质的功能，需要对其结构进行改造。
(2)确定目的基因的碱基序列后，可通过对现有基因进行改造或者重新合成来获得目的基因。
中心法则的内容包括遗传信息的复制、转录、逆转录和翻译。
(3)蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过设计蛋白质的结构和推测氨基酸序列，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列。
获得蛋白质之后要对蛋白质的生物功能进行鉴定。
[答案](1)氨基酸序列(或结构)(2)P P1DNA和RNA(或遗传物质) DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质(或转录、逆转录、翻译)(3)设计蛋白质的结构推测氨基酸序列功能2．(2015·天津河西一模)萤火虫发光是体内荧光素酶催化一系列反应所产生的现象。
如果荧光素酶存在于植物体内，也可使植物体发光。
一直以来荧光素酶的唯一来源是从萤火虫腹部提取。
高三生物一轮复习课件选修 基因工程
应用
基因克隆与转化技术广泛应用于基因 工程、蛋白质工程、细胞工程等领域 。
03 基因工程的基序列信息，筛选出目的基因。
化学合成法
根据已知基因序列，合成目的基因。
聚合酶链式反应（PCR）
利用特异性引物，通过PCR技术扩增目的基因。
基因克隆与转化
01
02
03
表达载体
选择合适的表达载体，如 质粒、病毒等，以实现目 的基因的高效表达。
诱导表达
通过诱导剂或特定条件， 诱导目的基因的表达。
表达产物检测
通过特定的检测方法，如 抗原抗体反应、生物活性 测定等，对目的基因的表 达产物进行检测和鉴定。
基因工程的应用实例
04
转基因植物
抗虫转基因植物
通过转入抗虫基因，使植 物具备抗虫性能，减少虫 害，提高产量。
02
基因工程的核心技术包括基因克 隆、载体构建、基因表达和基因 编辑等。
基因工程的发展历程
01
1970年代
基因工程的萌芽阶段，科学家开始探索基因重组的可能 性。
02
1980年代
基因工程进入快速发展阶段，实现了外源基因在大肠杆 菌中的表达。
03
1990年代
基因工程在医学、农业和工业等领域得到广泛应用，并 逐步发展成为现代生物技术的核心。
1.谢谢聆 听
给下一代。
应用
在基因工程中，载体常用于将 目的基因导入受体细胞，并在 受体细胞内表达目的基因。
基因克隆与转化
基因克隆
是指将目的基因从原始材料中分离出 来，并将其插入到载体中，以便将其 导入受体细胞的过程。
转化
是指将重组后的DNA分子导入受体 细胞的过程，使其在受体细胞内表达 目的基因。