21新高考地区选考生物一轮复习课时强化训练：第39讲 基因工程 含解析

行基因工程操作步骤中的目的基因的检测与鉴定;其中,若从个体水平鉴定获得的烟草能否抗TMV,可通过接种烟草花叶病毒的方法来 确定。

答案:(1)反转录 四种脱氧核苷酸 限制酶和DNA连接酶 (2)使DNA解旋为单链(DNA解旋) (3)农杆菌转化法 植物组织培养

(4)目的基因的检测与鉴定 用TMV感染烟草,观察烟草是否被感染(患病)

13.香港大学的研究人员将某印度芥菜的HMGS基因编码的蛋白质的第359位氨基酸“丝氨酸”替换成“丙氨酸”后形成s359a蛋白,通过一定的方法获得新HMGS基因,然后将其导入番茄细胞,获得类胡萝卜素增加111%的转基因番茄,该番茄具有强抗氧化性。请回答下列问题:

(1)请按照蛋白质工程的原理写出获得新HMGS基因的基本途径: 。 (2)下图的4种质粒中,E表示EcoRⅠ的切割位点,将这些质粒用EcoRⅠ充分切割后,产生的线性双链DNA片段的种类分别为 个,接着将新HMGS基因分别与这4组酶切产物、DNA连接酶在适宜环境下混合,编号为1、2、3、4组,结果发现除第 组外,其余3组都有含新HMGS基因的基因表达载体(重组质粒)出现。基因表达载体的组成除目的基因和标记基因外,还包括

及复制原点。

(3)若质粒3是农杆菌的Ti质粒,则图示E所处的位置在Ti质粒上的 ,将含新HMGS基因的重组Ti质粒的农杆菌导入番茄细胞,成功获得含新HMGS基因的转基因番茄,将其果实色素提取后,用 法分离,可发现滤纸条上 (填颜色)的条带比第4组的宽。

解析:(1)蛋白质工程的原理为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苷酸序列(基因),由此可写出获得新HMGS基因的基本途径:从s359a蛋白的功能出发→设计s359a蛋白的结构→将HMGS蛋白的第359位丝氨酸替换成丙氨酸→找到并改造HMGS基因的脱氧核苷酸序列。 (2)图中质粒1、2、3、4的切割位点分别为3、2、1、0,用EcoRⅠ充分切割后,产生的线性双链DNA片段的种类分别为3、2、1、0。第4组无EcoRⅠ切割位点,因此无法构建基因表达载体。基因表达载体的组成包括目的基因、标记基因、启动子、终止子以及复制 原点。

(3)Ti质粒上的TDNA可将目的基因转移至受体细胞且整合到受体细胞染色体的DNA上。色素的分离方法为纸层析法。新HMGS基因导入番茄细胞,获得类胡萝卜素增加的转基因番茄,因此滤纸条上橙黄色和黄色的条带比第4组的宽。

答案:(1)从s359a蛋白的功能出发→设计s359a蛋白的结构→将HMGS蛋白的第359位丝氨酸替换成丙氨酸→找到并改造HMGS基因的脱氧核苷酸序列(或者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苷酸序列 (基因))

(2)3、2、1、0 4 启动子和终止子 (3)TDNA 纸层析 橙黄色和黄色

14.α抗胰蛋白酶可以治疗肺气肿等疾病。以下是科学家培育含人α抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的转基因山羊的流程,请回答下列相关问题:

获取mAAT基因→构建基因表达载体→显微注射导入山羊受精卵→形成胚胎→将胚胎移入受体母羊→发育成转基因山羊

(1)利用PCR技术对mAAT基因进行扩增,前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列为模板合成的 。扩增过程中,该物质与DNA模板链的3'端结合,理由是 。

(2)目的基因可以直接从生物体分离得到,也可以通过人工合成获取。请推测由mRNA反转录合成人α抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的大致过程: (用文字和箭头表述)。 (3)构建基因表达载体的目的是 。 为了使mAAT基因只在山羊乳腺中表达,需要在构建表达载体时在mAAT基因前端加上在乳腺中特异性表达的 ,同时还需要有标记基因,其作用是 。

解析:(1)利用PCR技术对mAAT基因进行扩增,前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列为模板合成的引物。由于DNA合成时只能从3'端延伸,因此扩增过程中,该物质应与DNA模板链的3'端结合。 (2)由mRNA反转录合成人α抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的大致过程: mRNA

DNA、RNA杂交双链

单链DNA

人α抗胰蛋白酶

因子基因(mAAT)。

(3)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在并可遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。启动子是转录过程中RNA聚合酶的识别位点,为了使mAAT基因只在山羊乳腺中表达,需要在构建表达载体时在mAAT基因前端加上在乳腺中特异性表达的启动子;标记基因的作用是将含有目的基因的细胞筛选出来。 答案:(1)引物 DNA合成只能从3'端延伸 (2)mRNA

DNA、RNA杂交双链→单链DNA

人α抗胰蛋白

酶因子基因(mAAT)

(3)使目的基因在受体细胞中稳定存在并可遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用 启动子 将含有目的基因的细胞筛选出来