2022版高考生物一轮复习第十单元现代生物科技专题专题二十五基因工程1试题含解析2021042221
2021-2022高考生物试题分类汇编—基因工程
2021-2022高考生物试题分类汇编—基因工程1.（2021江苏）13. 下图是剔除转基因植物中标记基因的一种策略，下列相关叙述错误的是（）A. 分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有T-DNA 序列B. 该方法建立在高转化频率基础上，标记基因和目的基因须转到不同染色体上C. 若要获得除标记基因的植株，转化植株必须经过有性繁殖阶段遗传重组D. 获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异【答案】D【详解】A、农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，故分别带有目的基因和标记基因的两个质粒，都带有T-DNA序列，进而成功整合到受体细胞染色体上，A正确；B、该方法需要利用农杆菌转化法，在高转化频率的基础上，将目的基因和标记基因整合到染色体上，由图可知，标记基因和目的基因位于细胞中不同的染色体上，B正确；C、通过杂交分离结果可知，经过有性繁殖阶段遗传重组后获得了三种类型细胞，其中包括只含目的基因的，只含标记基因的和既含目的基因又含标记基因的，C正确；D、获得的无筛选标记转基因植株发生了基因重组，D错误。
故选D。
2.(2021山东高考 13)粗提取 DNA 时，向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤，在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是（）A. 加入适量的木瓜蛋白酶B. 37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟C. 加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精D. 加入NaCl 调节浓度至2mol/L→过滤→调节滤液中NaCl 浓度至 0．14mol/L【答案】A【解析】木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白质类杂质，由于酶具有专一性，不能水解DNA，过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物，A正确；37～40℃的水浴箱中保温 10～15 分钟不能去除滤液中的杂质，应该放在60~75℃的水浴箱中保温 10～15 分钟，使蛋白质变性析出，B错误；向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌，过滤后在得到的滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精，此时DNA析出，不会进入滤液中，C错误；加入 NaCl 调节浓度至2mol/L→过滤→调节滤液中NaCl 浓度至0．14mol/L，DNA在0．14mol/L的NaCl溶液中溶解度小，DNA 析出，不会进入滤液中，D错误。
2022版高考生物一轮复习第十单元现代生物科技专题专题二十五基因工程课件202104222368
味剂)的主要氨基酸天冬氨酸和苯丙氨酸。 (2)奶酪是一种被广泛食用的发酵奶制品,大多数奶酪的生产需要使
用凝乳酶,传统制备凝乳酶的方法无法满足日益增长的市场需求。科学 家将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌基因组中,通 过工业发酵批量生产凝乳酶,已经得到广泛应用。
专题二十五 基因工程
考点1 基因工程的基本工具与操作程序 考点帮 · 必备知识通关 考法帮 · 解题能力提升
考法1 基因工程的基本工具与操作程序分析
高分帮 · “双一流”名校冲刺 考法2 基因工程的应用和蛋白质工程分析
考情解读
课标要求 1. 概述基因工程是在遗传学、微生物学、生物化学和分子生物学等学
科基础上发展而来的; 2. 阐明DNA重组技术的实现需要利用限制性内切核酸酶、 DNA连接
酶和载体三种基本工具; 3. 阐明基因工程的基本操作程序主要包括目的基因的获取、基因表达
载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因及其表达产物的检 测鉴定等步骤;
考情解读
4. 举例说明基因工程在农牧、食品及医药等行业的广泛应用改善了人 类的生活品质；
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
(2)根据质粒的特点确定限制酶的种类 ①通常选择与切割目的基因相同的限制酶,以确保出现相同的黏性末端,
2022生物现代生物科技专题第1讲基因工程教案3
第1讲基因工程1.基因工程的诞生(Ⅰ）2.基因工程的原理及技术（含PCR技术）(Ⅱ）3。
基因工程的应用(Ⅱ）4.蛋白质工程（Ⅰ）1。
基因的结构与功能（生命观念)2。
基因工程的操作流程图及蛋白质的流程图等(科学思维）3。
基因工程的应用和蛋白质工程(科学探究）4.正确看待转基因生物与环境安全问题（社会责任）考点一基因工程的基本工具及基本程序1．基因工程的概念（1)概念：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。
(2)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：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(简称限制酶）。
①来源：主要来自原核生物。
②特点：具有专一性，表现在两个方面：识别——双链DNA分子的某种特定核苷酸序列.切割-—特定核苷酸序列中的特定位点。
③作用：断裂特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
④作用结果错误!—错误!（2）DNA连接酶(3)载体①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
②质粒的特点错误!③运载体的作用：携带外源DNA片段进入受体细胞。
3．基因工程的基本操作程序（1)目的基因的获取①从基因文库中获取②人工合成错误!③利用PCR技术扩增（2）基因表达载体的构建—-基因工程的核心①目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
②基因表达载体的组成(3）将目的基因导入受体细胞①转化含义：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内遗传和表达的过程.②转化方法生物类型植物动物微生物受体细胞体细胞受精卵大肠杆菌或酵母菌等(4)目的基因的检测与鉴定4。
PCR技术(1)原理：DNA复制。
（2)前提：已知目的基因的一段核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。
（3）条件：DNA模板、引物、热稳定DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸.（4)扩增过程变性温度上升到90～95 ℃左右，双链DNA解链为单链复性温度下降到55～60 ℃左右，两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合延伸温度上升到70～75 ℃左右，Taq 酶从引物起始合成互补链,可使新链由5′端向3′端延伸（5）结果：上述三步反应完成后,一个DNA分子就变成了两个DNA分子,随着重复次数的增多，DNA分子就以2n的形式增加.PCR的反应过程都是在PCR扩增仪中完成的。
2022届高考生物一轮复习专题1基因工程选修3
专题 1基因工程一、选择题1．2022 年高考全国理综Ⅱ以下表达切合基因工程观点的是A．B 淋巴细胞与肿瘤细胞交融，杂交瘤细胞中含有 B 淋巴细胞中的抗体基因B．将人的扰乱素基因重组到质粒后导入大肠杆菌，获取能产生人扰乱素的菌株C．用紫外线照耀青霉菌，使其 DNA发生改变，经过挑选获取青霉素高产菌株D．自然界中天然存在的噬菌体自行感染细菌后其DNA整合到细菌DNA上分析：基因工程是指依据人们的意向，进行严格的设计，并经过体外DNA 重组和转基因等技术，创建出切合人们需要的新的生物种类和生物产品。
基因工程是在 DNA 分子水平长进行设计和施工的。
选项中 A 项属于细胞工程， C 项属于人工诱变， D 项属于基因重组，只有B 项切合基因工程的观点，此中人的扰乱素基因是目的基因，质粒是运载体，大肠杆菌是受体细胞，人们需要的生物产品是人扰乱素。
答案： B2．2022 年高考浙江理综以下对于基因工程的表达，错误的选项是A．目的基因和受体细胞均可来自动、植物或微生物B．限制性核酸内切酶和DNA连结酶是两类常用的工具酶C．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原无生物活性D．载体上的抗性基因有益于挑选含重组DNA的细胞和促使目的基因的表达分析：人胰岛素原基因中有内含子存在，所以在大肠杆菌中表达后无生物活性。
载体上的抗性基因有益于挑选含重组DNA 的细胞，但因为它和目的基因是互相独立的，其实不可以促使目的基因的表达。
答案： D3．2022 年南京模拟如图是将人的生长激素基因导入细菌 B 细胞内制造“工程菌”的表示图。
已知细菌 B 细胞内不含质粒A，也不含质粒 A 上的基因。
判断以下说法正确的选项是A．将重组质粒导入细菌 B 常用的方法是显微注射法B．将达成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，能生长的不过导入了重组质粒的细菌C．将达成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培养基上，能生长的就是导入了质粒A 的细菌D．目的基因成功表达的标记是受体细胞能在含有氨苄青霉素的培养基上生长分析：若导入了质粒，因为含有抗四环素基因，细菌可在含有四环素的培养基上生长。
适用于新高考新教材备战2025届高考生物一轮总复习第10单元生物技术与工程课时规范练52基因工程的基
课时规范练52 基因工程的基本工具与操作程序必备知识基础练考点一重组DNA技术的基本工具1.(2023·广东汕头统考)“工欲善其事,必先利其器”,基因工程需用到多种工具。
下列关于基因工程的基本工具的说法,错误的是( )A.在构建基因表达载体时,通常用同种限制酶或能产生相同黏性末端的限制酶切割载体和含有目的基因的DNA片段B.E.coli DNA连接酶和T4 DNA连接酶都能“缝合”黏性末端,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键C.基因工程中真正被用作载体的质粒,都是在天然质粒的基础上进行人工改造的D.基因工程中使用的载体还可以是各种病毒,如可以利用改造后的噬菌体将基因表达载体导入动物受精卵细胞2.下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述,正确的是( )A.用限制酶酶切获得一个外源基因时得到两个切口,有两个磷酸二酯键被断开B.限制酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的概率就越大C.序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数不同D.T4 DNA连接酶和E.coli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接3.(2023·北京海淀模拟)科研人员利用农杆菌转化法将抗病毒蛋白基因C导入番木瓜,培育出转基因抗病毒番木瓜,Ti质粒结构模式如图所示。
下列叙述正确的是( )A.农杆菌的T-DNA与番木瓜基因发生重组B.构建重组质粒需要限制酶和DNA聚合酶C.含重组Ti质粒的农杆菌具有四环素抗性D.转基因抗病番木瓜不具有卡那霉素抗性考点二基因工程的基本操作程序4.由于某目的基因酶切后的末端为平末端,载体E只有产生黏性末端的酶切位点,需借助中间载体P 将目的基因接入载体E。
据图分析,下列叙述正确的是( )A.通过PCR扩增获取目的基因是基因工程的核心工作B.为了便于该目的基因接入载体E,可用限制酶Eco RⅤ或SmaⅠ切割载体PC.载体P只能作为中间载体,是因为其没有表达该目的基因的启动子与终止子D.若受体细胞表现出抗性基因的相应性状,表明重组载体成功导入受体细胞5.(2023·福建龙岩模拟)为提高红豆杉细胞培养物中紫杉醇的产量,研究人员构建紫杉醇合成关键酶基因(Bapt)的超表达载体,并将其导入红豆杉细胞,具体流程如图。
2022版高考生物一轮复习 现代生物科技专题 第1课 基因工程课件 新人教版
用转基因动物作器官移植的_供__体__
应用
基因 工程 药品
基因 治疗
受体细胞 方式 成果 概念 类型
(3)利用乳腺生物反应器获得一些重要的医药产品,是因为将药用蛋白基因导
入了动物的乳腺细胞中。
( ×)
分析:培育转基因动物,应以受精卵为受体细胞。
(4)蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作,定向改变分子的 结构。 ( ×) 分析:蛋白质分子不能复制,蛋白质工程应对基因进行操作。
(5)蛋白质工程的目的是改造或合成人类需要的蛋白质。 ( √)
表达目的基因的生物
基因重组 _体__外__
基因 分___子__水__平__ 克服远缘杂交不亲和障碍,__定__向_改造生物的遗传性状
2.基本工具: (1)限制性核酸内切酶(简称:限制酶)。 ①本质:蛋白质。 ②来源:主要是从__原__核_生物中分离纯化出来的。 ③作用:识别特定的__核__苷___酸__序__列并切开特定部位的两个核苷酸之间的____磷__酸___二酯 _键__。
微生物
Ca2+处理细胞→_感__受__ _态__细胞→重组表达载 体DNA分子与感__受___态__ _细___胞_混合→感受态细 胞吸收DNA分子
(4)目的基因的检测与鉴定的“两个水平”:
4.基因工程的应用:
应用
植物 基因 工程
抗虫转 基因植物
抗病转 基因植物
抗逆转 基因植物
改良植物 的品质
实例 用于杀虫的基因主要是_B__t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 使用最多的是病毒_外___壳__蛋___白基因和病毒的复制酶基因
2022年高考生物一轮考点复习 第十单元 生物技术与工程 第1课 微生物的培养技术及应用
第十单元生物技术与工程第1课微生物的培养技术及应用【课标要求】1.阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提。
2.阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术。
3.举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物。
4.概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室中进行微生物分离和纯化的常用方法。
5.概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法。
【素养目标】1.掌握培养基的成分及其作用，比较平板划线法和稀释涂布平板法的异同；掌握无菌技术及微生物的纯培养。
(科学思维)2.设计实验探究微生物培养的条件，利用选择培养基分离细菌，运用相关技术解决生产中有关微生物的计数。
(科学探究)3.关注有害微生物的控制及宣传健康生活等。
(生命观念、社会责任)一、微生物的培养技术1．培养基的配制：概念人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质种类按物理性质液体培养基固体培养基按用途选择培养基鉴别培养基成分主要成分水、碳源、氮源和无机盐特殊的培养成分pH、特殊营养物质以及O2等2.无菌技术：(1)概念：在培养微生物的操作中，所有防止杂菌污染的方法。
(2)关键：防止杂菌污染。
(3)目的：获得纯净的微生物培养物。
(4)两种无菌技术的比较：(5)常见灭菌方法在操作中的注意事项：3.微生物的纯培养：(1)概念：由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物，获得纯培养物的过程就是纯培养。
(2)步骤：配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等。
(3)酵母菌的纯培养。
①菌落的概念：由分散的微生物繁殖而来的肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体。
②接种方法：最常用的接种方法是平板划线法和稀释涂布平板法。
③步骤：制备培养基、接种和分离酵母菌、培养酵母菌。
1．培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，有时还需要加入一些特殊的物质。
(√)2．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害。
2022届高考生物一轮复习第十单元现代生物技术专题第一讲基因工程课时跟踪练含解析新人教版
课时跟踪练361．(14分)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有____________和________。
(2)质粒运载体用Eco RⅠ切割后产生的片段如下：AATTC……GG……CTTAA为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用Eco RⅠ切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是________________________。
(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和________DNA连接酶。
(4)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。
(5)基因工程中除质粒外，_____________和___________也可作为运载体。
(6)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)限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端，平末端和黏性末端。
(2)两种不同酶切割之后便于相连，所产生的黏性末端必须相同。
(3)E·coli DNA连接酶可以连接黏性末端，T4DNA连接酶可以连接两种末端。
(4)反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA，再合成双链DNA，利用PCR技术进行大量扩增。
(5)基因工程中可以选用质粒、λ噬菌体的衍生物及动植物病毒做载体。
(6)当受体细胞是细菌时，为了增大导入的成功率，常用Ca2＋处理，得到感受态细胞，此时细胞壁和细胞膜的通透性增大，容易吸收重组质粒。
答案：(除注明外，每空1分，共14分)(1)平末端和黏性末端(2)切割产生的DNA片段末端与Eco RⅠ切割产生的相同(2分) (3)T4E·coli(4)mRNA 单链DNA PCR(聚合酶链式反应) (5)动植物病毒λ噬菌体的衍生物(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱(2分)2．(10分)(2019·海南卷)人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)，该蛋白质由一条多肽链组成。
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专题二十五基因工程高考帮·备考方向导航考点1 基因工程的基本工具与操作程序1.[2020某某,25,11分]水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉,直链淀粉所占比例越小糯性越强。
科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻,实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx 基因)启动子序列的定点编辑,从而获得了3个突变品系。
(1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,所需的酶是,重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为。
(2)根据启动子的作用推测,Wx基因启动子序列的改变影响了,从而改变了Wx基因的转录水平。
与野生型水稻相比,3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列(填“发生”或“不发生”)改变,原因是。
(3)为检测启动子变化对Wx基因表达的影响,科研人员需要检测Wx基因转录产生的mRNA(Wx mRNA)的量。
检测时分别提取各品系胚乳中的总RNA,经过程获得总cDNA。
通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出Wx基因的cDNA,原因是。
(4)各品系Wx mRNA量的检测结果如图所示,据图推测糯性最强的品系为,原因是。
2.[2020某某,16节选,6分]Ⅰ型糖尿病是因免疫系统将自身胰岛素作为抗原识别而引起的自身免疫病。
小肠黏膜长期少量吸收胰岛素抗原,能诱导免疫系统识别该抗原后应答减弱,从而缓解症状。
科研人员利用Ⅰ型糖尿病模型小鼠进行动物实验,使乳酸菌在小鼠肠道内持续产生人胰岛素抗原,为此构建重组表达载体,技术路线如下。
据图回答:(1)为使人胰岛素在乳酸菌中高效表达,需改造其编码序列。
下图是改造前后人胰岛素B链编码序列的起始30个核苷酸序列。
据图分析, 转录形成的mRNA中, 该段序列所对应的片段内存在碱基替换的密码子数有个。
(2)在人胰岛素A、B肽链编码序列间引入一段短肽编码序列,确保等比例表达A、B肽链。
下列有关分析正确的是(多选)。
A.引入短肽编码序列不能含终止子序列B.引入短肽编码序列不能含终止密码子编码序列C.引入短肽不能改变A链氨基酸序列D.引入短肽不能改变原人胰岛素抗原性(3)在重组表达载体中, SacⅠ和XbaⅠ限制酶仅有图示的酶切位点。
用这两种酶充分酶切重组表达载体,可形成种DNA片段。
3.[2019全国卷Ⅰ,38,15分]基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。
回答下列问题。
(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以从基因文库中获得。
基因文库包括和。
(2)生物体细胞内的DNA复制开始时,解开DNA双链的酶是。
在体外利用PCR技术扩增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是。
上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的。
(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是。
考点2 基因工程的应用与蛋白质工程4.[2019某某,31,15分]人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y),该蛋白质由一条多肽链组成。
目前可以利用现代生物技术生产Y。
回答下列问题。
(1)若要获得Y的基因,可从人的T细胞中提取作为模板,在催化下合成cDNA,再利用技术在体外扩增获得大量Y的基因。
(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。
若将上述所得Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的中,得到含目的基因的重组Ti质粒,则可用农杆菌转化法将该基因导入某种植物的叶肉细胞中。
若该叶肉细胞经培养、筛选等得到了能稳定表达Y的愈伤组织,则说明Y的基因已经。
(3)天然的Y通常需要在低温条件下保存。
假设将Y的第6位氨基酸甲改变为氨基酸乙可提高其热稳定性,若要根据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性,具体思路是。
拓展变式1.[2019某某理综,9,12分]B基因存在于水稻基因组中,其仅在体细胞(2n)和精子中正常表达,但在卵细胞中不转录。
为研究B基因表达对卵细胞的影响,设计了如下实验。
据图回答:(1)B基因在水稻卵细胞中不转录,推测其可能的原因是卵细胞中(单选)。
A.含B基因的染色体缺失B.DNA聚合酶失活C.B基因发生基因突变D.B基因的启动子无法启动转录(2)从水稻体细胞或中提取总RNA,构建文库,进而获得B基因编码蛋白的序列。
将该序列与Luc 基因(表达的荧光素酶能催化荧光素产生荧光)连接成融合基因(表达的蛋白质能保留两种蛋白质各自的功能),然后构建重组表达载体。
(3)在过程①、②转化筛选时,过程中T-DNA整合到受体细胞染色体DNA上,过程在培养基中应加入卡那霉素。
(4)获得转基因植株过程中,以下鉴定筛选方式正确的是(多选)。
A.将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交B.以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交C.以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交D.检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光(5)从转基因植株未成熟种子中分离出胚,观察到细胞内仅含一个染色体组,判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的,而一般情况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育,由此表明。
2.[2017某某,33,8分]金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白,某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因,构建转基因工程菌,用于重金属废水的净化处理。
PCR扩增过程示意图如下,请回答下列问题:(1)从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA,通过获得用于PCR扩增。
(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2),为方便构建重组质粒,在引物中需要增加适当的位点。
设计引物时需要避免引物之间形成,而造成引物自连。
(3)图中步骤1代表,步骤2代表退火,步骤3代表延伸,这三个步骤组成一轮循环。
(4)PCR 扩增时,退火温度的设定是成败的关键。
退火温度过高会破坏的碱基配对。
退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关,长度相同但的引物需要设定更高的退火温度。
(5)如果PCR反应得不到任何扩增产物,则可以采取的改进措施有(填序号:①升高退火温度②降低退火温度③重新设计引物)。
3.[2018某某,31,15分]甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。
为了改善黄瓜的品质,科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞,得到了转基因植株。
回答下列问题: (1)用农杆菌感染时,应优先选用黄瓜(填“受伤的”或“完好的”)叶片与含重组质粒的农杆菌共培养,选用这种叶片的理由是。
(2)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白,则表明该重组质粒中已转移到植物细胞中且能够表达;用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交,发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1:1,则说明甜蛋白基因已经整合到(填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”)中。
(3)假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产,若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗,应选用作为外植体进行组织培养。
(4)通常,基因工程操作主要有4个步骤,即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
因此,基因工程的含义可概括为。
4.[某某高考,31,15分]在体内,人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链,此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原,进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段C后,产生A、B两条肽链,再经酶丙作用生成由51个氨基酸残基组成的胰岛素。
目前,利用基因工程技术可大量生产胰岛素。
回答下列问题:(1)人体内合成前胰岛素原的细胞是,合成胰高血糖素的细胞是。
(2)可根据胰岛素原的氨基酸序列,设计并合成编码胰岛素原的序列,用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体,再经过细菌转化、筛选及鉴定,即可建立能稳定合成的基因工程菌。
(3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时,培养液无抗原抗体反应,菌体有抗原抗体反应,则用该工程菌进行工业发酵时,应从中分离、纯化胰岛素原。
胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。
答案专题二十五基因工程1.(除标明外,每空1分)(1)限制性核酸内切酶和DNA连接酶转化(2)RNA聚合酶与启动子的识别和结合不发生编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子(3)逆转录(或:反转录) 引物是根据Wx基因的一段已知序列设计合成的(或:引物能与Wx基因的cDNA特异性结合,2分) (4)品系3 品系3的Wx mRNA最少,控制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强(2分)【解析】(1)限制性核酸内切酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使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;DNA连接酶能将DNA片段拼接起来。
将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时,需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶的参与。
转化是指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。
(2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA。
Wx基因启动子序列的改变影响了RNA聚合酶与启动子的识别和结合,从而改变了Wx基因的转录水平,使直链淀粉合成酶基因的表达量改变。
根据题干信息可知,基因编辑系统是对启动子序列进行定点编辑,由于编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子,所以与野生型水稻相比,3个突变品系中Wx基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序列没有发生变化。
(3)用提取的各品系胚乳中的总RNA合成总cDNA的过程为逆转录,需要逆转录酶的参与。
由于引物能与Wx基因的cDNA特异性结合,故通过PCR技术可在总cDNA中专一性地扩增出Wx基因的cDNA。
(4)mRNA是蛋白质合成的直接模板,根据题图分析可知,4个品系中品系3的Wx mRNA量最低,控制合成的直链淀粉合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强。
2.(每空2分)(1)6 (2)ABCD (3)3【解析】(1)密码子为mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,对应DNA编码序列上三个相邻的碱基;由图可以看出,与改造前的单链相比,改造后的单链第6、15、16、18、21、24、30位(从左往右数)碱基发生了改变,相应发生碱基替换的密码子分别为第2、5、6、7、8、10位(从左往右数,其中第6位密码子改变了两个碱基),共6个。
(2)要确保等比例表达A、B肽链,控制合成两条肽链的DNA只有一个终止子序列,且转录形成的mRNA只能有一个终止密码子。
为了保证生成的人胰岛素的正常功能,引入的短肽不能改变A链氨基酸序列,不能改变原人胰岛素抗原性。
(3)由图可以看出,重组表达载体中有两个SacⅠ识别序列、一个XbaⅠ识别序列;SacⅠ和XbaⅠ在该环状DNA上有三个酶切位点,用这两种酶充分酶切后可得到3种DNA 片段。