2018版高考生物一轮复习第十一单元第一讲基因工程课时作业剖析

第十一单元 第一讲 基因工程

1．(2017·河北沧州模拟)如图表示从苏云金芽孢杆菌分离出杀虫晶体蛋白基因(简称Bt基因)及形成转基因抗虫植物的图解。请分析回答：

(1)写出b过程的表达式_____________________________________。 (2)人工合成目的基因的方法有：

①__________________________________________________________________； ②________________。

(3)将目的基因和载体(质粒)结合的工具酶有________酶和________酶。

(4)科学家计划从哺乳动物的乳汁中提取某种抗体，应将控制抗体合成的基因导入该种动物的________中，导入基因成功表达的标志是__________________。

解析：应用基因工程技术从苏云金芽孢杆菌中提取杀虫晶体蛋白基因(目的基因)导入棉花细胞中形成转基因抗虫棉。Bt基因的表达使棉花细胞中合成了原毒素，使采食棉花的昆虫中毒死亡。要使某种动物的乳汁中含有某种抗体，目的基因一般导入受精卵中。则由此受精卵发育成的哺乳动物的所有体细胞中都含有目的基因。检测导入基因是否成功表达的标志是看目的基因的产物蛋白质，棉花细胞中检测出Bt基因合成杀虫晶体蛋白是基因成功表达的标志。

转录翻译答案：(1)Bt基因――→mRNA――→原毒素(晶体蛋白)

(2)①以目的基因的mRNA为模板反转录为单链DNA，然后在DNA聚合酶的作用下合成双链DNA ②依照蛋白质的氨基酸序列，通过密码子推算出基因序列，然后直接合成目的基因 (3)限制性核酸内切 DNA连接 (4)受精卵 动物乳汁中含此种抗体

2．根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

(1)cDNA文库属于________基因文库，其构建方法是：用某种生物发育的某个时期的________反转录产生的cDNA片段，与________连接后储存在一个受体菌群中。

(2)切割DNA分子的工具是________，它能使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的________断开，形成黏性末端或平末端。

(3)基因工程中所使用的DNA连接酶有两类。既可以“缝合”黏性末端，又可以“缝合”平末端的是________DNA连接酶。

(4)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是___________________________；

如果受体细胞是大肠杆菌，需要用________处理细胞，使之成为感受态细胞，才能吸收DNA

分子。

解析：(1)基因文库包括基因组文库和部分基因文库如cDNA文库。cDNA文库构建的方法是：用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的cDNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。(2)切割DNA分子的工具是限制酶，它作用的化学键是磷酸二酯键。限制酶切割DNA后形成黏性末端或平末端。(3)基因工程中所使用的DNA连接酶有E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶两类，前者只可“缝合”黏性末端，后者既可以“缝合”黏性末端，又可以“缝合”平末端。(4)将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法；如果受体细胞是大肠杆菌，需要用Ca处理细胞，使之成为感受态细胞，才能吸收DNA分子。 答案：(1)部分 mRNA 载体 (2)限制性核酸内切酶 磷酸二酯键 (3)T4

(4)农杆菌转化法 Ca

3．回答以下有关基因工程的知识：

(1)获取目的基因时，可从基因文库中直接提取，而基因文库包括________和________，其中要用到反转录技术的是________。

GATATCG??C(2)构建基因表达载体时，用限制酶Ⅰ切割质粒载体可产生“”的片

C??GCTATAG段，该限制酶识别的核苷酸序列是__________________，用限制酶Ⅱ切割含有目的基因的DNA，两种酶切割DNA产生的末端能拼接在一起，则限制酶Ⅱ必须具有________的特点。 (3)将目的基因导入受体细胞时，如果受体细胞是水稻(单子叶植物)细胞，则常用的方法是______________；如果受体细胞是大肠杆菌，则需要用钙离子处理，处理后的细胞具有______________的特点。

(4)检测与鉴定目的基因时，检测目的基因在真核细胞中能否稳定遗传的关键是______________。鉴定目的基因是否成功表达，除了分子水平检测外，还可以从________水平进行鉴定。

解析：cDNA文库中的DNA是由mRNA经逆转录酶催化合成的；一个完整的基因表达载体包括启动子、终止子、标记基因、目的基因和复制原点等；将目的基因导入单子叶植物细胞内常用的方法是基因枪法。

答案：(1)基因组文库 部分基因文库(如cDNA文库) cDNA文库 CGATATCG(2) 切割产生的DNA片段末端与限制酶Ⅰ切割产生的相同 GCTATAGC(3)基因枪法 容易从周围环境吸收DNA分子

(4)检测转基因生物的染色体上是否插入了目的基因 (生物)个体

4．(2017·内蒙古鄂尔多斯模拟)下图是从酵母菌中获取某植物需要的控制某种酶合成的基

2＋2＋

因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题：

(1)图中cDNA文库________(填“大于”“小于”或“等于”)基因组文库。 (2)①过程提取的DNA需要________的切割，B过程是________。

(3)为在短时间内大量获得目的基因，可用________扩增的方法，其原理是________。 (4)目的基因获取之后，需要进行______________________________，

其组成必须有__________________________以及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。 (5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常采用的方法是__________________，其能否在此植物体内稳定遗传的关键是_____________，可以用________技术进行检测。

(6)如果要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性，需要对现有蛋白质进行改造，这要通过蛋白质工程。首先要设计预期的________，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的________。

(7)除植物基因工程硕果累累之外，在动物基因工程、基因工程药物和基因治疗等方面也取得了显著成果，请列举出至少两方面的应用：__________________。

解析：(1)cDNA文库为部分基因文库，它小于代表该物种全部基因的基因组文库。(2)①过程是提取目的基因，可用限制性核酸内切酶切割，B过程是以mRNA为模板合成DNA，即逆转录过程。(3)获取目的基因的方法包括直接分离法、人工合成法及用PCR技术扩增目的基因等。PCR技术扩增目的基因的原理是DNA复制。(4)目的基因和载体结合形成重组质粒被称为基因表达载体的构建，基因表达载体包括启动子、目的基因、标记基因、终止子、复制原点等。(5)将目的基因导入双子叶植物细胞常用的方法为农杆菌转化法，目的基因导入后可用DNA分子杂交技术进行检测。(6)设计新的蛋白质，对蛋白质进行改造需要用蛋白质工程。首先要对蛋白质结构进行设计，再推断蛋白质应有的氨基酸序列，然后推断对应的目的基因的碱基序列，最终合成目的基因。(7)基因工程在医学方面具有重要作用，如基因诊断、基因治疗、生产基因工程药物等。 答案：(1)小于 (2)限制酶 逆转录 (3)PCR技术 DNA复制

(4)基因表达载体的构建 启动子、终止子、目的基因(复制原点可不答) (5)农杆菌转化法 目的基因是否整合到植物细胞的染色体上 DNA分子杂交 (6)蛋白质结构 脱氧核苷酸序列

(7)乳腺生物反应器；体外基因治疗复合型免疫缺陷综合征(其他合理答案也可)

5．为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。

(1)获得耐盐基因后，构建重组DNA分子所用的限制性核酸内切酶作用于图中的________(填“a”或“b”)处，DNA连接酶作用于________(填“a”或“b”)处。

(2)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和________法。 (3)由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用________技术，该技术的核心是________和________。

(4)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的________作探针进行分子杂交检测，又要用________方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。

解析：(1)根据题意和图示分析可知：a处为磷酸二酯键，b处为氢键。限制酶主要从原核生物中分离纯化出来，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裂。DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。所以限制性核酸内切酶作用于图中的a处，DNA连接酶作用于a处。(2)将重组DNA分子导入植物受体细胞的常用方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。(3)由导入目的基因的植物细胞培养成植株需要利用植物组织培养，利用植物细胞的全能性，通过脱分化形成愈伤组织，再通过再分化形成新的植株。(4)要确定耐盐转基因水稻是否培育成功，需要用放射性同位素标记的目的基因作探针进行分子杂交检测；又要用一定浓度的盐水浇灌方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。

答案：(1)a a (2)基因枪 (3)植物组织培养 脱分化(去分化) 再分化 (4)耐盐基因(目的基因) 一定浓度盐水浇灌(植株移栽到盐碱地中)

6．农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现拟采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系。请回答下列问题：

(1)要获得该抗病基因，可采用________、________等方法。为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中，常用的载体是________。

(2)要使载体与该抗病基因连接，首先应使用________进行切割。假如载体被切割后，得到AATTC—的分子末端序列为，则能与该载体连接的抗病基因分子末端是( )

G——G—TA. B. —CTTAA—AATCC