專題26 基因工程,高考生物 (江蘇專用),考點1基因工程的工具與操作程序 1.(2014江蘇單科,23,3分)下列關于基因工程技術的敘述,錯誤的是(多選)() A.切割質粒的限制性核酸內切酶均特異性地識別6個核苷酸序列 B.PCR反應中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應 C.載體質粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標記基因 D.抗蟲基因即使成功地插入到植物細胞染色體上也未必能正常表達,五年高考,A組自主命題江蘇卷題組,答案ABC限制酶的識別序列多為6個核苷酸,也有少數(shù)限制酶的識別序列由4、5或8個核苷酸組成,A錯誤;PCR反應中,起初的9095高溫是使目的基因解旋,后冷卻至50左右是使引物結合到互補DNA鏈上,最后再加熱至72左右是讓DNA聚合酶催化DNA的子鏈延伸,B錯誤;載體質粒上的四環(huán)素抗性基因、青霉素抗性基因等抗生素抗性基因常作為標記基因,C錯誤;目的基因即使成功地插入到受體細胞染色體上,如果不是在啟動子和終止子之間,也不能正常表達,D正確。,錯因分析錯答集中在C選項上。主要原因可能是:將“抗生素合成基因”誤以為是“抗生素抗性基因”;可能是學生對抗生素抗性基因在基因工程操作中的作用還了解不夠。,2.(2018江蘇單科,32,8分)為生產(chǎn)具有特定性能的-淀粉酶,研究人員從某種海洋細菌中克隆了-淀粉酶基因(1 656個堿基對),利用基因工程大量制備-淀粉酶,實驗流程見圖。請回答下列問題: (1)利用PCR技術擴增-淀粉酶基因前,需先獲得細菌的。 (2)為了便于擴增的DNA片段與表達載體連接,需在引物的端加上限制性酶切位點,且常在兩條引物上設計加入不同的限制性酶切位點,主要目的是。,(3)進行擴增時,反應的溫度和時間需根據(jù)具體情況進行設定,下列選項中的設定與引物 有關,的設定與擴增片段的長度有關。(填序號) 變性溫度退火溫度延伸溫度變性時間 退火時間延伸時間 (4)下圖表示篩選獲得的工程菌中編碼-淀粉酶的mRNA 的部分堿基序列: 5-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU-3 圖中虛線框內mRNA片段包含個密碼子,如虛線框后的序列未知,預測虛線框后的第一個密碼子最多有種。 (5)獲得工程菌表達的-淀粉酶后,為探究影響酶活性的因素,以濃度為1%的可溶性淀粉為底物測定酶活性,結果如下:,根據(jù)上述實驗結果,初步判斷該-淀粉酶活性最高的條件為。,答案(8分) (1)基因組DNA(2)5使DNA片段能定向插入表達載體,減少自連 (3)(4)813 (5)pH為8.5,緩沖液為50 mmol/L Tirs-HCl,解析(1)由題干信息可知某種海洋細菌含有-淀粉酶基因,因此在擴增-淀粉酶基因前需先從細菌中提取細菌的基因組DNA。(2)由于引物的作用是引導子鏈的延伸,將脫氧核苷酸連接到引物上時,是與引物的3端相連的,由此確定需在引物的5端加上限制性酶切位點。常在兩條引物上加入不同的限制酶切位點的主要目的是使DNA片段能定向插入表達載體,防止自身相連。(3)進行PCR擴增時,退火的溫度與引物長短和堿基種類有關。延伸時間長短的設定與擴增片段的長度有關。(4)密碼子是指mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基,該mRNA上5端為AUG(起始密碼子),因此可依據(jù)三個堿基是一個密碼子來分析圖中虛線框中的堿基,可得出共有8個密碼子。由于虛線框后的第一個密碼子已經(jīng)固定為U,因此還有2個堿基未知,共可能有的種數(shù)為44=16,又因為UAG、UGA、UAA為終止密碼子,因此決定氨基酸的密碼子最多有13種。(5)據(jù)表格數(shù)據(jù)可知:-淀粉酶在pH為8.5、緩沖液為50 mmol/L Tris-HCl的條件下相對活性為99.5%,初步判斷此條件下酶活性最高。,3.(2017江蘇單科,33,8分)金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結合蛋白,某研究小組計劃通過多聚酶鏈式反應(PCR)擴增獲得目的基因,構建轉基因工程菌,用于重金屬廢水的凈化處理。PCR擴增過程示意圖如下,請回答下列問題: (1)從高表達MT蛋白的生物組織中提取mRNA,通過獲得用于PCR擴增。 (2)設計一對與MT基因兩端序列互補配對的引物(引物1和引物2),為方便構建重組質粒,在引物,中需要增加適當?shù)奈稽c。設計引物時需要避免引物之間形成,而造成引物自連。 (3)圖中步驟1代表,步驟2代表退火,步驟3代表延伸,這三個步驟組成一輪循環(huán)。 (4)PCR擴增時,退火溫度的設定是成敗的關鍵。退火溫度過高會破壞的堿基配對。退火溫度的設定與引物長度、堿基組成有關,長度相同但的引物需要設定更高的退火溫度。 (5)如果PCR反應得不到任何擴增產(chǎn)物,則可以采取的改進措施有(填序號:升高退火溫度降低退火溫度重新設計引物)。,答案(8分)(1)逆轉錄cDNA(2)限制性核酸內切酶堿基互補配對(3)變性(4)引物與模板GC含量高(5),解析本題主要考查目的基因的獲取及PCR技術的有關知識。(1)依據(jù)題中表述現(xiàn)象分析,mRNA合成目的基因的過程應為逆轉錄過程,由mRNA直接逆轉錄形成的DNA為cDNA。(2)構建重組質粒時需要限制酶和DNA連接酶,因此推測在引物中需要增加適當?shù)南拗泼缸R別的位點。設計引物時需要注意避免引物1和引物2之間形成堿基互補配對。(3)圖中步驟1代表變性。(4)退火溫度過高會破壞引物與模板鏈之間的堿基互補配對。由于含G/C堿基對多的DNA穩(wěn)定性強,因此在PCR過程中設置的溫度應視G/C的含量而定。(5)溫度過高不利于引物與模板結合;引物設計不合理也會影響PCR擴增反應。,知識歸納關于引物的幾個問題:引物是一小段DNA或RNA,它能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對,其長度通常為2030個核苷酸。由于PCR利用了DNA的熱變性原理,因此溫度的高低直接影響DNA變性、復性和延伸的過程,特別是復性的過程也即題中的退火過程,它關乎引物是否能與模板鏈結合,只有結合后才有可能進行“延伸”。結合DNA結構特點,A與T之間有2個氫鍵、C與G之間有3個氫鍵的知識分析,引物中含堿基不同耐溫程度不同,其中含C/G較多的引物,PCR擴增時溫度可適當提高。,4.(2016江蘇單科,33,9分)下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點,圖1、圖2中標注了相關限制酶的酶切位點,其中切割位點相同的酶不重復標注。請回答下列問題:,圖1,圖2 (1)用圖中質粒和目的基因構建重組質粒,應選用兩種限制酶切割,酶切后的載體和目的基因片段,通過酶作用后獲得重組質粒。為了擴增重組質粒,需將其轉入處于態(tài)的大腸桿菌。 (2)為了篩選出轉入了重組質粒的大腸桿菌,應在篩選平板培養(yǎng)基中添加,平板上長出的菌落,常用PCR鑒定,所用的引物組成為圖2中。 (3)若BamH酶切的DNA末端與Bcl酶切的DNA末端連接,連接部位的6個堿基對序列為,對于該部位,這兩種酶(填“都能”、“都不能”或“只有一種能”)切開。 (4)若用Sau3A切圖1質粒最多可能獲得種大小不同的DNA片段。,答案(9分)(1)Bcl和Hind連接感受 (2)四環(huán)素引物甲和引物丙 (3)TGATCC ACTAGG都不能 (4)7,解析本題主要考查基因工程的相關知識。(1)分析4種限制酶識別的序列可知:BamH和Bcl識別序列中含有Sau3A的識別序列,這三種酶切割DNA后可以產(chǎn)生相同的黏性末端。為保證質粒上含有標記基因,切割質粒時不能選用BamH和Sau3A,應選用Bcl和Hind兩種限制酶切割;酶切后的載體和目的基因片段,需用DNA連接酶連接形成重組質粒,為了擴增重組質粒,需將其轉入處于感受態(tài)的大腸桿菌中。(2)重組質粒中四環(huán)素抗性基因結構完整,氨芐青霉素抗性基因結構被破壞,在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素可以篩選出轉入了重組質粒的大腸桿菌。PCR擴增目的基因時,需用引物甲和引物丙兩種引物。(3)BamH酶切產(chǎn)生的黏性末端為,Bcl酶切產(chǎn)生的黏性末端為,經(jīng)DNA連接酶連接后,連接部位的6,個堿基對序列為,此序列不能被BamH和Bcl識別,因此不能被兩 種酶切開。(4)圖1質粒中含有Sau3A酶的3個識別序列,如圖:(A、B、C分別表示相鄰切點間的DNA片段),用Sau3A酶切,若在一個切點處切割可得到:B+C+A、C+A+B、A+B+C三種DNA片段(但其大小相同),若在兩個切點處切割可得到:A、B+C、A+C、B、A+B、C六種DNA片段(其大小均不同);若在三個切點處均切割,可得到A、B、C三種大小不同的DNA片段,綜上所述,用Sau3A酶切質粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。,疑難突破準確識別出BamH酶和Bcl酶識別序列中含有Sau3A酶的識別序列,是準確解答本題的關鍵。注意第(4)小題,Sau3A酶可能打開1個切點、2個切點和3個切點三種情況。,5.(2015江蘇單科,32,9分)胰島素A、B鏈分別表達法是生產(chǎn)胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達載體,圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產(chǎn)人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示-半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請回答下列問題: 圖1,圖2,(1)圖1基因表達載體中沒有標注出來的基本結構是。 (2)圖1中啟動子是酶識別和結合的部位,有了它才能啟動目的基因的表達;氨芐青霉素抗性基因的作用是。 (3)構建基因表達載體時必需的工具酶有。 (4)-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達,可將胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點隱藏在內部,其意義在于。 (5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵,用溴化氰處理相應的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈,且-半乳糖苷酶被切成多個肽段,這是因為。 (6)根據(jù)圖2中胰島素的結構,請推測每個胰島素分子中所含游離氨基的數(shù)量。你的推測結果是 , 理由是 。,答案(9分)(1)終止子 (2)RNA聚合作為標記基因,將含有重組質粒的大腸桿菌篩選出來 (3)限制酶和DNA連接酶 (4)防止胰島素的A、B鏈被菌體內蛋白酶降解 (5)-半乳糖苷酶中含多個甲硫氨酸,而胰島素A、B鏈中不含甲硫氨酸 (6)至少2個兩條肽鏈的一端各有一個游離的氨基,氨基酸R基團中可能還含有游離的氨基,解析(1)完整的基因表達載體應包含目的基因、啟動子、終止子、標記基因等,圖1中沒有標注出終止子。(2)啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位,可驅動轉錄出mRNA;氨芐青霉素抗性基因屬于標記基因,可利用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基篩選出含有重組質粒的大腸桿菌。(3)構建基因表達載體需用限制酶分別切割目的基因和質粒,再用DNA連接酶將兩者連接形成重組質粒。(4)利用-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達的意義是將胰島素肽鏈上的蛋白酶切割位點隱藏在-半乳糖苷酶內部,從而防止胰島素A鏈或B鏈被大腸桿菌體內的蛋白酶降解。(5)根據(jù)溴化氰的作用特點可知,溴化氰可將-半乳糖苷酶切成多個肽段,但不會切割胰島素A、B鏈,這與肽鏈中含有的甲硫氨酸數(shù)量有關。(6)由于每條肽鏈的一端都含有一個游離的氨基,所以蛋白質分子中游離氨基的數(shù)量=肽鏈數(shù)+R基上游離氨基數(shù),故可推測胰島素(由A、B鏈組成)至少含有2個游離的氨基。,易錯警示基因表達載體幾個組成部分中,啟動子和終止子是?？疾榈膬热?也是易與mR-NA上起始密碼子和終止密碼子相混淆的知識。避免將“游離氨基”與“氨基殘基”混淆。,考點2基因工程的應用與蛋白質工程,B組 統(tǒng)一命題?。▍^(qū)、市）卷題組,考點1基因工程的工具與操作程序 1.(2018北京理綜,5,6分)用Xho和Sal兩種限制性核酸內切酶分別處理同一DNA片段,酶切位點及酶切產(chǎn)物分離結果如圖。以下敘述不正確的是() 圖1酶切位點圖 圖2電泳結果示意圖 A.圖1中兩種酶識別的核苷酸序列不同 B.圖2中酶切產(chǎn)物可用于構建重組DNA C.泳道中是用Sal處理得到的酶切產(chǎn)物 D.圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA,答案D圖1中,兩種限制性核酸內切酶的酶切位點不同,說明兩種限制性核酸內切酶識別的核苷酸序列不同,A正確。圖2中,兩種酶的酶切產(chǎn)物都為DNA片段,都可用于構建重組DNA,B正確。結合圖1的酶切位點圖,判斷兩種酶切DNA后得到的DNA片段數(shù);再結合泳道電泳結果知,泳道是用Sal處理得到的酶切產(chǎn)物,C正確。能被限制性核酸內切酶酶切的DNA片段仍為雙鏈DNA,D錯誤。,知識拓展為什么現(xiàn)代基因工程不使用同一種限制酶? 為防止載體或目的基因發(fā)生自身環(huán)化,我們常用不同的限制酶分別處理目的基因和載體,使目的基因兩側及載體各自具有兩個不同的末端。,2.(2017北京理綜,5,6分)為了增加菊花花色類型,研究者從其他植物中克隆出花色基因C(圖1),擬將其與質粒(圖2)重組,再借助農桿菌導入菊花中。 下列操作與實驗目的不符的是() A.用限制性核酸內切酶EcoR和連接酶構建重組質粒 B.用含C基因的農桿菌侵染菊花愈傷組織,將C基因導入細胞 C.在培養(yǎng)基中添加卡那霉素,篩選被轉化的菊花細胞,D.用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上,答案C本題主要考查基因工程的相關知識。由于C基因兩端及質粒上均存在限制酶 EcoR的酶切位點,因此,可采用限制酶EcoR和DNA連接酶構建重組質粒;用含C基因的農桿菌侵染菊花愈傷組織(即農桿菌轉化法),可以將C基因導入細胞;由于質粒上存在潮霉素抗性基因(標記基因),因此,可以在培養(yǎng)基中添加潮霉素,篩選被轉化的菊花細胞,C符合題意;可用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上。,3.(2014廣東理綜,25,6分)利用基因工程技術生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如圖所示,下列敘述正確的是(雙選)() A.過程需使用逆轉錄酶 B.過程需使用解旋酶和PCR獲取目的基因 C.過程使用的感受態(tài)細胞可用NaCl溶液制備 D.過程可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導入受體細胞,答案AD由mRNA形成cDNA需要逆轉錄酶,A正確;過程需要使用限制酶和PCR技術獲得并擴增目的基因,B錯誤;過程使用的感受態(tài)細胞可用CaCl2溶液制備,C錯誤;工程菌是指用基因工程方法,使外源基因得到高效表達的菌類細胞株系,所以過程可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導入受體細胞,D正確。,4.(2018課標全國,38,15分)生物選修3:現(xiàn)代生物科技專題 回答下列問題: (1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質粒重組后導入大腸桿菌細胞中進行了表達。該研究除證明了質?？梢宰鳛檩d體外,還證明了 (答出兩點即可)。 (2)體外重組的質?？赏ㄟ^Ca2+參與的方法導入大腸桿菌細胞;而體外重組的噬菌體DNA通常需與組裝成完整噬菌體后,才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導入宿主細胞。在細菌、心肌細胞、葉肉細胞中,可作為重組噬菌體宿主細胞的是 。 (3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內表達時,表達出的蛋白質可能會被降解。為防止蛋白質被降解,在實驗中應選用的大腸桿菌作為受體細胞,在蛋白質純化的過程中應添加的抑制劑。,答案(1)體外重組的質粒可以進入受體細胞;真核生物基因可在原核細胞中表達(2)轉化外殼蛋白(或答噬菌體蛋白)細菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶,解析本題主要考查基因工程的相關知識。(1)體外重組的質粒可以進入受體細胞,且重組質粒在不同細胞中能正常表達,說明目的基因在不同細胞中的表達機制相同,生物界共用一套遺傳密碼。(2)基因工程中,受體細胞為大腸桿菌細胞時,常用Ca2+處理大腸桿菌,使之處于感受態(tài),即Ca2+參與的轉化法。噬菌體DNA與外殼蛋白組裝成完整噬菌體。因噬菌體的宿主是細菌,故只有細菌可作為重組噬菌體的宿主細胞。(3)為防止目的基因表達的蛋白質被破壞,可選用不能合成蛋白酶的大腸桿菌作為受體細胞,在蛋白質純化過程中加入蛋白酶的抑制劑可以保護蛋白質不被水解。,知識歸納目的基因導入受體細胞的方法 (1)若受體細胞為植物細胞:基因槍法、花粉管通道法、農桿菌轉化法。 (2)若受體細胞為動物細胞:顯微注射法。 (3)若受體細胞為大腸桿菌:感受態(tài)細胞法。,5.(2017課標全國,38,15分)生物選修3:現(xiàn)代生物科技專題 真核生物基因中通常有內含子,而原核生物基因中沒有,原核生物沒有真核生物所具有的切除內含子對應的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內含子)可以表達出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)。回答下列問題: (1)某同學從人的基因組文庫中獲得了基因A,以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白A,其原因是。 (2)若用家蠶作為表達基因A的受體,在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中,不選用作為載體,其原因是。 (3)若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比,大腸桿菌具有(答出兩點即可)等優(yōu)點。 (4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測物質是(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗為證明DNA是遺傳物質做出了重要貢獻,也可以說是基,因工程的先導,如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示,那么,這一啟示是。,答案(1)基因A有內含子,在大腸桿菌中,其初始轉錄產(chǎn)物中與內含子對應的RNA序列不能被切除,無法表達出蛋白A (2)噬菌體噬菌體的宿主是細菌,而不是家蠶 (3)繁殖快、容易培養(yǎng) (4)蛋白A的抗體 (5)DNA可以從一種生物個體轉移到另一種生物個體,解析本題主要涉及基因文庫與cDNA文庫的差異、基因工程的步驟、基因工程產(chǎn)物的檢測方法等知識,意在考查考生提取知識、分析和歸納知識的能力。 (1)真核生物和原核生物的基因結構不同,真核生物的基因中存在內含子等不能編碼蛋白質的序列,原核生物的基因中不存在內含子。真核生物在基因表達時,轉錄出的RNA需要將內含子對應的RNA序列切除后才可進行翻譯。從人的基因組文庫中獲得的基因 A 中含有內含子,而作為原核生物的大腸桿菌不能切除內含子對應的RNA序列,故基因 A 在大腸桿菌中無法表達出蛋白A。 (2)病毒對宿主細胞的侵染具有特異性,噬菌體是專門侵染細菌的病毒,不能侵染家蠶細胞,故可選用可感染家蠶的昆蟲病毒作為載體。 (3)與真核生物相比,大腸桿菌等原核生物具有繁殖快、容易培養(yǎng)、遺傳物質相對較少等優(yōu)點,因此在基因工程中常用原核生物作為受體細胞。(4)檢測基因A 是否翻譯出蛋白A,一般用抗原抗體雜交的方法,即用蛋白 A 的抗體與從細胞中提取的蛋白質進行雜交,觀察是否出現(xiàn)雜交帶。(5)肺炎雙球菌轉化實驗的實質是 S型菌的 DNA 進入 R 型菌體內,并可在 R 型菌體內完成表達,這證明了 DNA 可以從一種生物個體轉移到另一種生物個體,為基因工程奠定了理論基礎。,知識拓展真核生物基因中通常有內含子,原核生物的基因中不含有內含子,原核生物不能切除內含子轉錄的RNA序列,故基因工程中不能將真核生物的基因直接導入原核生物,而常使用反轉錄的方法先獲得真核生物的cDNA(不含內含子),再進行下一步操作。,6.(2017課標全國,38,15分)生物選修3:現(xiàn)代生物科技專題 幾丁質是許多真菌細胞壁的重要成分,幾丁質酶可催化幾丁質水解。通過基因工程將幾丁質酶基因轉入植物體內,可增強其抗真菌病的能力?；卮鹣铝袉栴}: (1)在進行基因工程操作時,若要從植物體中提取幾丁質酶的mRNA,常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料,原因是。提取RNA時,提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的是。 (2)以mRNA為材料可以獲得cDNA,其原理是。 (3)若要使目的基因在受體細胞中表達,需要通過質粒載體而不能直接將目的基因導入受體細胞,原因是(答出兩點即可)。 (4)當幾丁質酶基因和質粒載體連接時,DNA連接酶催化形成的化學鍵是。 (5)若獲得的轉基因植株(幾丁質酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高,根據(jù)中心法則分析,其可能的原因是。,答案(1)嫩葉組織細胞易破碎防止RNA降解(2)在逆轉錄酶的作用下,以mRNA為模板按照堿基互補配對的原則可以合成cDNA(3)目的基因無復制原點;目的基因無表達所需啟動子(4)磷酸二酯鍵(5)目的基因的轉錄或翻譯異常,解析本題主要考查基因工程的相關知識,考查學生獲取知識,分析與歸納知識等能力。(1)從植物體中提取mRNA需要破碎組織細胞,嫩葉比老葉的組織細胞易破碎,mRNA提取效率高。由于植物組織中存在的RNA酶能將RNA分解,所以實驗過程中要添加RNA酶抑制劑以降低RNA酶的活性,保護提取的RNA不被分解。(2)cDNA是在逆轉錄酶的作用下,以mRNA為模板,按照堿基互補配對的原則合成的。(3)由于目的基因無復制原點,也無基因表達所需的啟動子和終止子,所以需與質粒構建重組質粒后再導入受體細胞。(4)DNA連接酶可以催化兩個DNA片段的黏性末端或平末端連接形成磷酸二酯鍵。(5)幾丁質酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中,但是轉基因植株抗真菌病的能力沒有提高,說明轉基因植株體內不存在抗菌活性蛋白,即幾丁質酶基因的轉錄或翻譯過程出現(xiàn)異常,從而導致幾丁質酶基因沒有正常表達合成抗菌活性蛋白。,知識歸納走出基因工程的5大易混點 (1)限制酶具有特異性,即一種限制酶只能識別特定的堿基序列,并在特定的位點上進行切割;限制酶不切割自身DNA的原因是原核生物DNA分子中不存在該酶的識別序列或識別序列已經(jīng)被修飾。 (2)切取目的基因與切割載體時“只能”使用“同一種酶”? 在獲取目的基因和切割載體時通常用同一種限制酶,以獲得相同的黏性末端。 但如果用兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端相同,在DNA連接酶的作用下目的基因與載體也可以連接起來。 為了避免目的基因和質粒的自身環(huán)化和隨意連接,可使用不同的限制酶切割目的基因和質粒,使目的基因和載體各具有兩個不同的黏性末端。 (3)啟動子起始密碼子,終止子終止密碼子 啟動子:一段有特殊結構的DNA片段,位于基因的首端。它是RNA聚合酶識別、結合的部位。 終止子:一段有特殊結構的DNA短片段,位于基因的尾端。 作用是使轉錄過程停止。,起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上,分別控制翻譯過程的啟動和終止。 (4)目的基因的插入位點不是隨意的:基因表達需要啟動子與終止子的調控,所以目的基因的插入位點應在啟動子與終止子之間,若目的基因插在啟動子內部,啟動子將失去原功能。 (5)基因工程操作過程中只有第三步(將目的基因導入受體細胞)沒有堿基互補配對現(xiàn)象。第一步用PCR或人工合成法獲得DNA過程中存在堿基互補配對,第二步黏性末端連接時存在堿基互補配對,第四步分子雜交及基因表達時存在堿基互補配對。,考點2基因工程的應用與蛋白質工程 1.(2014重慶理綜,4,6分)如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關敘述,正確的是(),A.的構建需要限制性核酸內切酶和DNA聚合酶參與 B.侵染植物細胞后,重組Ti質粒整合到的染色體上 C.的染色體上若含抗蟲基因,則就表現(xiàn)出抗蟲性狀 D.只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異,答案D的構建需要限制性核酸內切酶和DNA連接酶參與,A錯誤;侵染植物細胞后,通過農桿菌的轉化作用,使目的基因進入植物細胞并整合到的染色體上,B錯誤;的染色體上含有目的基因(抗蟲基因)但不一定表達,C錯誤;基因工程依據(jù)的原理是基因重組,基因重組屬于可遺傳變異,D正確。,2.(2015海南單科,31,15分)在體內,人胰島素基因表達可合成出一條稱為前胰島素原的肽鏈,此肽鏈在內質網(wǎng)中經(jīng)酶甲切割掉氨基端一段短肽后成為胰島素原,進入高爾基體的胰島素原經(jīng)酶乙切割去除中間片段C后,產(chǎn)生A、B兩條肽鏈,再經(jīng)酶丙作用生成由51個氨基酸殘基組成的胰島素。目前,利用基因工程技術可大量生產(chǎn)胰島素?；卮鹣铝袉栴}: (1)人體內合成前胰島素原的細胞是,合成胰高血糖素的細胞是。 (2)可根據(jù)胰島素原的氨基酸序列,設計并合成編碼胰島素原的序列,用該序列與質粒表達載體構建胰島素原基因重組表達載體,再經(jīng)過細菌轉化、篩選及鑒定,即可建立能穩(wěn)定合成的基因工程菌。 (3)用胰島素原抗體檢測該工程菌的培養(yǎng)物時,培養(yǎng)液無抗原抗體反應,菌體有抗原抗體反應,則用該工程菌進行工業(yè)發(fā)酵時,應從中分離、純化胰島素原。胰島素原經(jīng)酶處理便可轉變?yōu)橐葝u素。,答案(1)胰島B細胞胰島A細胞(每空3分,共6分) (2)DNA胰島素原(每空3分,共6分) (3)菌體(3分),解析(1)人體合成前胰島素原的細胞是胰島B細胞,合成胰高血糖素的細胞是胰島A細胞。(2)蛋白質工程生產(chǎn)胰島素時,需根據(jù)胰島素原的氨基酸序列,設計并合成編碼胰島素原的脫氧核苷酸序列(目的基因),然后再構建胰島素原基因重組表達載體,導入細菌細胞內,再經(jīng)過細菌轉化、篩選及鑒定,即可建立能穩(wěn)定合成胰島素原的工程菌。(3)運用抗原抗體檢測法檢測胰島素原時,培養(yǎng)液無抗原抗體反應,菌體有抗原抗體反應,故應從菌體中分離、純化胰島素原。,C組教師專用題組,考點1基因工程的工具與操作程序 1.(2013江蘇單科,22,3分)小鼠雜交瘤細胞表達的單克隆抗體用于人體試驗時易引起過敏反應,為了克服這個缺陷,可選擇性擴增抗體的可變區(qū)基因(目的基因)后再重組表達。下列相關敘述正確的是(多選)() A.設計擴增目的基因的引物時不必考慮表達載體的序列 B.用PCR方法擴增目的基因時不必知道基因的全部序列 C.PCR體系中一定要添加從受體細胞中提取的DNA聚合酶 D.一定要根據(jù)目的基因編碼產(chǎn)物的特性選擇合適的受體細胞,答案BD本題主要考查PCR技術的有關知識。利用PCR技術擴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,以便根據(jù)這一序列設計引物,但不需知道目的基因的全部序列,需要考慮載體的序列;因PCR反應在高溫條件下進行,故反應體系中需加入耐高溫的DNA聚合酶;因某些目的基因編碼的產(chǎn)物需經(jīng)特殊的加工修飾過程,故一定要根據(jù)目的基因編碼產(chǎn)物的特性選擇合適的受體細胞。,2.(2012江蘇單科,32,9分)圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度(bp即堿基對)和部分堿基序列,圖2表示一種質粒的結構和部分堿基序列。現(xiàn)有Msp、BamH、Mbo、Sma4種限制性核酸內切酶,它們識別的堿基序列和酶切位點分別為CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。 請回答下列問題: 圖1,圖2 (1)圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由連接。 (2)若用限制酶Sma完全切割圖1中DNA片段,產(chǎn)生的末端是末端,其產(chǎn)物長度為。 (3)若圖1中虛線方框內的堿基對被T-A堿基對替換,那么基因D就突變?yōu)榛騞。從雜合子中分離出圖1及其對應的DNA片段,用限制酶Sma完全切割,產(chǎn)物中共有種不同長度的DNA片段。,(4)若將圖2中質粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進行連接,形成重組質粒,那么應選用 的限制酶是。在導入重組質粒后,為了篩選出含重組質粒的大腸桿菌,一般需要用添加的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。經(jīng)檢測,部分含有重組質粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達,其最可能的原因是 。,答案(1)脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖 (2)平537 bp、790 bp、661 bp (3)4 (4)BamH抗生素B同種限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因D與質粒反向連接,解析本題主要考查基因工程中限制酶的作用原理和重組質粒構建的相關知識。(1)通過分析DNA分子結構的特點可知,在DNA的一條鏈中,相鄰兩個堿基依次由脫氧核糖磷酸脫氧核糖連接。(2)限制酶Sma的識別序列和酶切位點為CCCGGG,酶切位點位于識別序列的中軸線上,所以酶切后形成的末端是平末端。在圖1DNA片段中,有兩個Sma的識別序列,完全切割后形成的產(chǎn)物長度分別為:534 bp+3 bp=537 bp;796 bp-3 bp-3 bp=790 bp;658 bp+3 bp= 661 bp。(3)D基因突變?yōu)閐基因后,其堿基序列中只含有一個Sma的識別序列,此時用Sma完全切割該DNA片段后產(chǎn)物的長度有兩種,分別為:534 bp+796 bp-3 bp=1 327 bp;658 bp+3 bp= 661 bp。所以,從雜合子(Dd)中分離出的D、d基因如圖1對應的DNA片段被Sma完全切割,產(chǎn)物中有537 bp、790 bp、661 bp、1 327 bp 4種不同長度的DNA片段。(4)分析圖1DNA片段上的限制酶酶切位點可知,為了防止目的基因被破壞,并將目的基因從DNA片段中切下來,可選擇用BamH或Mbo對目的基因進行處理。質粒用Mbo處理后抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因都會被破壞,質粒用BamH處理后,會破壞抗生素A抗性基因,但抗生素B抗性基因正常,所以應選用的限制酶是BamH。篩選含重組質粒的大腸桿菌時,一般需用添加抗生素B的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。因為用同種限制酶處理后目的基因和質粒上形成的黏性末端完全相同,所,以部分目的基因D可能會反向連接在質粒上,此類重組質粒上的目的基因D將不能正確表達。,3.(2011江蘇單科,33,8分)請回答基因工程方面的有關問題: (1)利用PCR技術擴增目的基因,其原理與細胞內DNA復制類似(如圖所示)。圖中引物為單鏈DNA片段,它是子鏈合成延伸的基礎。,從理論上推測,第四輪循環(huán)產(chǎn)物中含有引物A的DNA片段所占的比例為。 在第輪循環(huán)產(chǎn)物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段。 (2)設計引物是PCR技術關鍵步驟之一。某同學設計的兩組引物(只標注了部分堿基序列)都不合理(如下圖),請分別說明理由。,第1組: ; 第2組: 。 (3)PCR反應體系中含有熱穩(wěn)定DNA聚合酶,下面的表達式不能正確反映DNA聚合酶的功能,這是因為。,(4)用限制酶EcoR V、Mbo單獨或聯(lián)合切割同一種質粒,得到的DNA片段長度如下圖(1 kb即1 000個堿基對),請畫出質粒上EcoR V、Mbo的切割位點。,答案(1)15/16三 (2)引物和引物局部發(fā)生堿基互補配對而失效 引物自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補配對而失效 (3)DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結合到雙鏈DNA片段的引物鏈上 (4)見圖,解析(1)依據(jù)圖解特點,第四輪循環(huán)產(chǎn)物中可以得到16個DNA分子,其中有15個含引物A的單鏈、15個含引物B的單鏈,以及一個不含引物A和一個不含引物B的模板鏈。從圖解原DNA與引物A、B的比例關系分析,經(jīng)三次復制后開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段。(2)比較第一組引物的堿基順序,可以發(fā)現(xiàn)引物與引物有兩對堿基能發(fā)生互補配對,形成局部雙鏈結構而失效;而第二組引物中,引物折疊后會發(fā)生堿基互補配對而導致失效。(3)在PCR反應體系中,引物首先與模板DNA單鏈互補配對形成局部雙鏈DNA片段,然后在DNA聚合酶的作用下將單個脫氧核苷酸依次連接到引物鏈上。(4)分析本小題中圖解可知,用EcoR V切割質粒只得到長度為14 kb的一個片段,說明該酶在質粒上只有1個切點;同理可以推測Mbo在質粒上有2個切點;由圖中可以看出同時用兩種限制酶切割時得到了3個片段,由此可以推測限制酶EcoR V的切點在圖中11.5 kb的DNA片段中。具體切割位點見答案。,4.(2010江蘇單科,27,8分)下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點,圖1、圖2中箭頭表示相關限制酶的酶切位點。請回答下列問題:,(1)一個圖1所示的質粒分子經(jīng)Sma切割前后,分別含有個游離的磷酸基團。 (2)若對圖中質粒進行改造,插入的Sma酶切位點越多,質粒的熱穩(wěn)定性越。,(3)用圖中的質粒和外源DNA構建重組質粒,不能使用Sma切割,原因是。 (4)與只使用EcoR 相比較,使用BamH 和Hind 兩種限制酶同時處理質粒、外源DNA的優(yōu)點在于可以防止。 (5)為了獲取重組質粒,將切割后的質粒與目的基因片段混合,并加入酶。 (6)重組質粒中抗生素抗性基因的作用是為了。 (7)為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉運蛋白基因,將重組質粒導入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體,然后在的培養(yǎng)基中培養(yǎng),以完成目的基因表達的初步檢測。,答案(8分)(1)0、2(2)高(3)Sma會破壞質粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因(4)質粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化(5)DNA連接(6)鑒別和篩選含有目的基因的細胞(7)蔗糖為唯一含碳營養(yǎng)物質,解析本題綜合考查基因工程的過程及應用。(1)質粒是雙鏈環(huán)狀DNA分子,在Sma切割前沒有游離的磷酸基團,Sma作用于兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵,切割產(chǎn)生的DNA片段末端是平末端,因而質粒經(jīng)切割后含有2個游離的磷酸基團。(2)質粒的熱穩(wěn)定性主要由氫鍵的數(shù)量決定,氫鍵數(shù)量越多,質粒的熱穩(wěn)定性越高,反之則低,DNA分子中A與T之間存在2個氫鍵,C與G之間存在3個氫鍵,因此DNA分子中G-C堿基對越多,熱穩(wěn)定性就越高,Sma識別CCCGGG序列,并在C和G之間將這段序列切開,也就是質粒中Sma酶切位點越多,G-C堿基對越多,熱穩(wěn)定性越高。(3)據(jù)圖1可知,Sma切割的位點在抗生素抗性基因之中,抗生素抗性基因是標記基因,應盡量避免破壞,據(jù)圖2可知Sma切割的位點在目的基因之中,破壞了目的基因,所以不能使用Sma切割。(4)用同種限制酶切割后的質粒和目的基因,在基因表達載體構建時,常形成三種連接方式,其中目的基因與目的基因的連接、質粒與質粒的連接是無效的連接,用兩種限制酶可避免此類現(xiàn)象。(5)基因表達載體的構建過程中需加DNA連接酶,連接脫氧核糖和磷酸。(6)抗生素抗性基因屬于標記基因,供重組DNA的鑒定和選擇。(7)目的基因是蔗糖轉運蛋白基因,將其導入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體后,應進行目的基因的檢測與鑒定,可根據(jù)受體細胞是否含有蔗糖轉運蛋白,即是否具備吸收蔗糖的能力判斷基因工程是否成功,因而 可在含有蔗糖(唯一碳源)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。,5.(2016課標全國,40,15分)某一質粒載體如圖所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因,Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質粒載體用BamH酶切后,與用BamH酶切獲得的目的基因混合,加入DNA連接酶進行連接反應,用得到的混合物直接轉化大腸桿菌。結果大腸桿菌有的未被轉化,有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}: (1)質粒載體作為基因工程的工具,應具備的基本條件有(答出兩點即可),而 作為基因表達載體,除滿足上述基本條件外,還需具有啟動子和終止子。,(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選,在上述四種大腸桿菌細胞中,未被轉化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的,其原因是;并且和的細胞也是不能區(qū)分的,其原因是。在上述篩選的基礎上,若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落,還需使用含有的固體培養(yǎng)基。 (3)基因工程中,某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體,其DNA復制所需的原料來自。,答案(1)能自我復制、具有標記基因 (2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均不生長含有質粒載體含有插入了目的基因的重組質粒(或答含有重組質粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均能生長四環(huán)素 (3)受體細胞,解析(1)質粒作為載體應具備的基本條件有:能自我復制、具有標記基因、含有一至多個限制酶切割位點等。(2)由題意可知,未被轉化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞中均不含有氨芐青霉素抗性基因,所以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上均不能生長。質粒載體上含有氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因,插入了目的基因的重組質粒中僅含有氨芐青霉素抗性基因,所以含有質粒載體和含有插入了目的基因的重組質粒的細胞均能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長,但前者可以在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長而后者不能,所以可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基,篩選出含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落。(3)噬菌體屬于病毒,病毒增殖過程中所需的原料、酶等均來自受體細胞。,知識歸納標記基因要點總結:一般將一些抗性基因作為標記基因;標記基因的主要作用是鑒定和篩選含有目的基因的受體細胞;標記基因表達產(chǎn)物對什么物質有抗性,在篩選培養(yǎng)時則在培養(yǎng)基中加入什么物質;標記基因若被插入了外源DNA片段,則該標記基因會被破壞。,6.(2016天津理綜,7,12分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價值,只能從人血漿中制備。如圖是以基因工程技術獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。 (1)為獲取HSA基因,首先需采集人的血液,提取合成總cDNA,然后以cDNA為模板,使用PCR技術擴增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結合模板的位置及擴增方向,請用箭頭在方框內標出另一條引物的位置及擴增方向。 (2)啟動子通常具有物種及組織特異性,構建在水稻胚乳細胞內特異表達rHSA的載體,需要選擇的啟動子是(填寫字母,單選)。 A.人血細胞啟動子B.水稻胚乳細胞啟動子 C.大腸桿菌啟動子D.農桿菌啟動子,(3)利用農桿菌轉化水稻受體細胞的過程中,需添加酚類物質,其目的是。 (4)人體合成的初始HSA多肽,需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確空間結構才有活性。與途徑相比,選擇途徑獲取rHSA的優(yōu)勢是。 (5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值,須確認rHSA與的生物學功能一致。,答案(12分)(1)總RNA(或mRNA) (2)B (3)吸引農桿菌移向水稻受體細胞,有利于目的基因成功轉化 (4)水稻是真核生物,具有膜系統(tǒng),能對初始rHSA多肽進行高效加工 (5)HSA,解析本題主要考查基因工程的相關知識。(1)總cDNA是以mRNA為模板逆轉錄合成的,所以需要提取人的總RNA或mRNA;PCR擴增的原理是DNA復制,DNA復制時,兩條子鏈的延伸方向相反,所以引物的位置及方向如答案所示。(2)要使rHSA基因在水稻胚乳細胞內特異性表達,需要選擇水稻胚乳細胞的啟動子。(3)酚類物質可吸引農桿菌移向水稻受體細胞,使農桿菌Ti質粒上的T-DNA轉移到受體細胞并整合到受體細胞染色體的DNA上,有利于目的基因成功轉化。(4)大腸桿菌為原核生物,無內質網(wǎng)和高爾基體,不能對多肽進行高效加工,而水稻是真核生物,具有內質網(wǎng)和高爾基體,可對多肽鏈進行高效加工。(5)要證明rHSA具有醫(yī)用價值,須確認rHSA與HSA的生物學功能一致。,易錯警示注意PCR技術的原理是DNA復制,DNA復制時,兩條母鏈分別作為模板,新合成的兩條子鏈延伸的方向相反,由此確定引物的位置及擴增方向。,考點2基因工程的應用與蛋白質工程 1.(2014海南單科,31,15分)下圖是將某細菌的基因A導入大腸桿菌內,制備“工程菌”的示意圖。 據(jù)圖回答: (1)獲得A有兩條途徑:一是以A的mRNA為模板,在酶的催化下,合成互補的單鏈DNA,然后在的作用下合成雙鏈DNA,從而獲得所需基因;二是根據(jù)目標蛋白質的序列,推測出相應的mRNA序列,然后按照堿基互補配對原則,推測其DNA的序列,再通過化學方法合成所需基因。 (2)利用PCR技術擴增DNA時,需要在反應體系中添加的有機物質有、4,種脫氧核糖核苷三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶,擴增過程可以在PCR擴增儀中完成。 (3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為。 (4)在基因工程中,常用Ca2+處理D,其目的是。,答案(1)逆轉錄DNA聚合酶氨基酸脫氧核苷酸 (2)引物模板DNA (3)重組DNA (4)提高受體細胞的轉化率,解析(1)利用逆轉錄法合成目的基因的過程是:以mRNA為模板,在逆轉錄酶的催化作用下合成單鏈DNA,然后在DNA聚合酶作用下,合成雙鏈DNA分子;根據(jù)蛋白質工程合成目的基因的過程是:根據(jù)目標蛋白質的氨基酸序列,推測相應的mRNA序列,然后按照堿基互補配對原則,推測DNA中脫氧核苷酸的排列順序,通過化學方法合成。(2)PCR過程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。(3)目的基因和載體結合,形成重組DNA(基因表達載體)。(4)在利用大腸桿菌做受體細胞時,需要先用Ca2+處理,使之成為感受態(tài)細胞,有利于其吸收重組DNA分子。,2.(2014課標,40,15分)植物甲具有極強的耐旱性,其耐旱性與某個基因有關。若從該植物中獲得該耐旱基因,并將其轉移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的耐旱性。 回答下列問題: (1)理論上,基因組文庫含有生物的基因;而cDNA文庫中含有生物的基因。 (2)若要從植物甲中獲得耐旱基因,可首先建立該植物的基因組文庫,再從中出所需的耐旱基因。 (3)將耐旱基因導入農桿菌,并通過農桿菌轉化法將其導入植物的體細胞中,經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達,應檢測此再生植株中該基因的,如果檢測結果呈陽性,再在田間試驗中檢測植株的是否得到提高。 (4)假如用得到的二倍體轉基因耐旱植株自交,子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為31時,則可推測該耐旱基因整合到了(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。,答案(1)全部(2分)部分(2分,其他合理答案也給分) (2)篩選(2分,其他合理答案也給分) (3)乙(2分)表達產(chǎn)物(2分,其他合理答案也給分)耐旱性(2分) (4)同源染色體的一條上(3分),解析(1)基因組文庫包含某種生物的全部基因,cDNA文庫又稱為部分基因文庫,含有生物的部分基因。(2)植物甲基因組文庫中有該種植物的全部基因,從中可篩選出耐旱基因。(3)植物乙的耐旱性低,所以植物乙體細胞作為受體細胞;要確定耐旱基因是否正確表達,應檢測該基因的表達產(chǎn)物,對于個體水平的檢測,應在干旱的田間進行試驗,檢測植物乙耐旱性是否得到了提高。(4)將耐旱基因看作A,不耐旱基因看作a,AaAa耐旱與不耐旱數(shù)量比為31,則耐旱基因整合到了同源染色體的一條上。,三年模擬,A組 20162018年高考模擬基礎題組,考點1基因工程的工具與操作程序 1.(2017江蘇揚、通、泰三模,24)科研人員先分別PCR擴增尿酸酶基因和原核生物胞外蛋白信號肽基因(編碼的肽鏈能引導新合成的蛋白質轉移、分泌),再將它們拼接形成融合基因,并導入大腸桿菌生產(chǎn)尿酸酶。相關敘述正確的是(多選)() A.擴增兩類基因時可以通過設計引物來控制兩類基因的拼接方向 B.構建融合基因的目的是使大腸桿菌能合成尿酸酶并分泌到細胞外 C.融合基因導入大腸桿菌前需構建基因表達載體,以保證目的基因正常表達和遺傳 D.在導入融合基因前,應先用NaCl處理大腸桿菌,使其變?yōu)楦惺軕B(tài)細胞,答案ABC利用設計引物的堿基序列可以形成特定的堿基序列,便于定向連接,A正確;根據(jù)原核生物胞外蛋白信號肽基因控制合成的肽鏈的功能可判斷B正確;構建基因表達載體是基因工程的核心,因此,它能保證目的基因正常表達,C正確;在導入融合基因前應先用CaCl2處理大腸桿菌,使其變?yōu)楦惺軕B(tài)細胞,D錯誤。,解題關鍵審讀題干,獲取有效信息是解答本題的關鍵。此外感受態(tài)細胞的獲取常用的試劑是CaCl2溶液。,2.(2016江蘇揚州中學高三3月質檢,19)限制性內切酶Hind和Xho的識別序列及切割位點分別為AAGCTT和CTCGAG,相關敘述正確的是() A.兩種限制酶的識別序列在DNA分子中出現(xiàn)的概率不同 B.兩種限制酶切割形成的黏性末端都是AGCT C.分別用這兩種酶切割目的基因和質粒后能形成重組質粒 D.實驗中可通過控制反應時間、酶的濃度等控制酶切效果,答案D兩種限制酶的識別序列均由6個堿基對構成,所以在DNA中出現(xiàn)的概率都是(1/4)6,A錯誤;兩種限制酶切出的黏性末端分別為AGCT和TCGA,由于切出的黏性末端不同,故用這兩種限制酶切割目的基因和質粒后無法形成重組質粒,B、C錯誤;實驗中可通過控制反應時間、酶的濃度等控制酶切效果,D正確。,易錯提醒并非所有的限制酶都可用于重組質粒的構建;通常限制酶識別的序列是由6個堿基對構成的。,3.(2018江蘇揚、通、泰、徐、淮、宿二模,20)農桿菌中的Ti質粒是植物基因工程中常用的載體,相關敘述正確的是() A.Ti質粒是能夠自主復制的單鏈DNA B.Ti質粒中磷酸基團都與兩個脫氧核糖相連接 C.重組Ti質粒的受體細胞只能是植物愈傷組織細胞 D.Ti質粒上的基因可全部整合到受體細胞染色體上,答案BTi質粒是能夠自主復制的環(huán)狀雙鏈DNA分子,其分子內部的磷酸基團都與兩個脫氧核糖相連接,A錯誤、B正確;重組Ti質粒的受體細胞可以是植物愈傷組織細胞,也可以是植物的其他細胞,C錯誤;農桿菌有Ti質粒,Ti質粒上有一段T-DNA,目的基因可插入Ti質粒上的 T-DNA中,從而導入農桿菌,讓農桿菌侵染植物,農桿菌的Ti質粒上的T-DNA片段(內有目的基因)整合到受體細胞的染色體上,因此只有Ti質粒上的T-DNA片段(內有目的基因)而不是Ti質粒上的全部基因整合到受體細胞染色體上,D錯誤。,誤區(qū)警示環(huán)狀的雙鏈DNA分子中沒有游離的磷酸基,而鏈狀的雙鏈DNA分子中有2個游離的磷酸基,分別分布在單鏈的一端。,4.(2018江蘇如皋期初,11)某種限制酶切割DNA分子后形成的黏性末端的部分序列為A TTCGA,則該酶識別的核苷酸序列是() A.AAG B.TTC C.AAGTTCD.AAGCTT,答案D限制酶識別的是回文序列,兩條鏈反向平行,且關于中心對稱軸對稱,所以該限制酶識別的序列是AAGCTT,故選D。,5.(2018江蘇南通考前卷五,17)下列關于人胰島素基因表達載體的敘述,正確的是() A.表達載體中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA逆轉錄獲得 B.表達載體的復制和胰島素基因的表達均始于復制原(起)點 C.借助抗生素抗性基因可以將含胰島素基因的受體細胞篩選出來 D.表達載體中的啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉錄中起作用,答案C胰島素基因在人體肝細胞中不表達,所以肝細胞中不能提取到胰島素基因轉錄成的mRNA,A錯誤;基因的表達始于啟動子,基因的復制始于復制原點,B錯誤;抗生素抗性基因作為標記基因,可以將含胰島素基因的受體細胞篩選出來,C正確;啟動子是轉錄的起點,終止密碼子在mRNA上,是翻譯的終點,D錯誤。,易混易錯基因分布與mRNA的分布不同,mRNA是基因表達的產(chǎn)物,而基因表達在人體表現(xiàn)為選擇性表達。復制原點與啟動子、起始密碼子均不同,復制原點與啟動子分布在DNA上,起始密碼子分布在mRNA上,復制原點是復制的開始點,啟動子是轉錄的起點。,6.(2018江蘇南京、鹽城三模,24)SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原,在SARS病人康復后的血清中有抗S蛋白的特異性抗體。研制預防SARS病毒的疫苗簡要的操作流程如下,有關敘述正確的是(多選)() A.步驟所代表的反應過程是逆轉錄 B.將大量擴增的S基因直接導入大腸桿菌,也能得到表達的S蛋白 C.步驟和常用的方法分別是農桿菌轉化法和顯微注射法,D.可用抗原抗體雜交法檢測細胞中是否真正成功表達了病毒S蛋白,答案AD分析題圖,圖中表示RNA到DNA的過程,判斷為逆轉錄的過程,A正確;S基因必須先與載體構建重組載體后,才能導入大腸桿菌中,從而表達出S蛋白,B錯誤;步驟是將基因表達載體導入大腸桿菌中,此過程常用的方法是用Ca2+處理大腸桿菌使之成為感受態(tài)細胞,常用顯微注射法,C錯誤;若檢測S蛋白,則可利用抗原抗體雜交法,若有雜交帶出現(xiàn),表明S蛋白基因已表達出S蛋白,D正確。,解題策略解答本題時可從選項開始,通過選項問題找到圖中對應位置,再聯(lián)系所學的相關知識,便可快速作答。,7.(2018江蘇南通考前卷三,16)利用PCR技術擴增目的基因,其原理與細胞內DNA復制類似(如圖所示)。圖中引物為單鏈DNA片段,它是子鏈合成延伸的基礎。下列敘述錯誤的是() A.用PCR方法擴增目的基因時不必知道基因的全部序列 B.設計引物時需要避免引物之間形成堿基互補配對而造成引物自連 C.退火溫度過高可能導致PCR反應得不到任何擴增產(chǎn)物,D.第四輪循環(huán)產(chǎn)物中同時含有引物A和引物B的DNA片段所占的比率為15/16,答案D用PCR方法擴增目的基因時,要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(兩種),但不必知道基因的全部序列,A正確;設計引物時,需要避免引物之間形成堿基互補配對