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
1.[2020湖北八校第一次联考,15分]利用农杆菌转化法可将抗病基因(来自拟南芥)导入玉米细胞而获得抗病植株。根据所学知识回答下列问题:
(1)若对拟南芥的抗病基因进行大量扩增,应用 技术。
(2)获得抗病玉米植株工程中的核心步骤是 ,其目的是使抗病基因在受体
细
胞
中
稳
定
存
在
,
并
能
遗
传
给
下
一
代
,
同
时
使 。
(3)农杆菌转化法利用农杆菌中的Ti质粒上的 可以转移到受体细胞,并整合到受体细胞的 上的特点,使抗病基因在受体细胞中的遗传特性得以稳定维持和表达。
(4)将含抗病基因的受体细胞培育为抗病植株的原理是 。
(5)若要在个体水平上检测转基因玉米是否有抗病特性,需要做 实验。
(6)为避免抗病基因通过花粉传播进入其他植物而导致“基因污染”,应将抗病基因导入 (填“细胞核”或“细胞质”)。
2.[2020安徽示范高中联考,15分]南极某种鱼含有抗冻基因,如图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图。请回答下列相关问题:
(1)利用①过程的方法获取目的基因需要用到 酶。②过程中常需要用到的工具酶是 。
(2)通过①、②过程成功构建的重组质粒,除目的基因外,还应该具备 等。
(3)将目的基因导入番茄体细胞的方法是利用农杆菌的 作用,其原理是 。
(4)要确认抗冻基因是否在转基因番茄植株中表达出相应的蛋白质,可以采用 方法,除进行分子检测外,有时还需要进行 的鉴定。
考点2 基因工程的应用与蛋白质工程
3.[2020贵州贵阳模拟,10分]科学家将人的生长激素基因与pBR322质粒进行重组。pBR322质粒含有两个抗生素抗性基因和五个限制酶切点(如图1)。将重组质粒导入大肠杆菌,并成功地在大肠杆菌中表达。据图回答问题。
图1 图2
(1)科学家从人体的 (填“下丘脑”“垂体”或“甲状腺”)细胞中获取的mRNA,在 酶的作用下可合成人的生长激素基因。
(2)将重组质粒导入大肠杆菌,用含抗生素的培养基进行培养(如图2),通过观察大肠杆菌的生长、繁殖情况判断,限制酶a的切点有以下几种可能:
①受体菌在培养基A和培养基B上都能生长、繁殖形成菌落,则限制酶a的切点是图1中的切点2。
②如果受体菌在培养基A上能生长、繁殖形成菌落,而不能在培养基B上生长、繁殖,则限制
酶a的切点是图1中的 ,即目的基因插入了 中。
③如果受体菌在培养基A上不能生长、繁殖形成菌落,而在培养基B上能生长、繁殖,则限制酶a的切点是图1中的 ,即目的基因插入了 中。
4.[2020河北唐山模拟,15分]人胰岛素基因中含有内含子,而大肠杆菌基因中没有,而且大肠杆菌没有人体细胞所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。回答下列问题: (1)
选
用
大
肠
杆
菌
作
为
受
体
细
胞
是
因
为
其
具
有
(答出两点即可)等优点。
(2)某同学从人的基因组文库中获得了胰岛素基因,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到胰岛素,其原因是 , 解是
决
该
问
题
的
方
法
。
(3)科学家们研制出了胰岛素类似物,如甘精胰岛素是将人胰岛素A链第21位的氨基酸换成了甘氨酸,B链的链尾加了两个精氨酸,从而使胰岛素具有结构更稳定、作用持续时间长、模拟生理性人胰岛素分泌模式等优点。
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以人胰岛素基因序列为基础,获得甘精胰岛素基因的途径有修饰 基因或合成 基因。
③通过这种技术获得甘精胰岛素后还需要对其生物 进行鉴定。
1.[2020湖北武汉部分学校质检,15分]含有限制酶的细胞中通常还具有相应的甲基化酶,这两种酶(作用于DNA分子)有相同的作用序列,但具有不同的催化功能。甲基化酶可以对DNA序列进行修饰,使限制酶不能对这一序列进行识别和切割。回答下列问题:
(1)目前,基因工程中使用的限制酶主要是从 生物中分离纯化获得的。构建基因组文库和cDNA文库的过程中需要使用DNA连接酶的是 (填“基因组文库”“cDNA文库”或“基因组文库和cDNA文库”)。
(2)为在短时间内大量获得目的基因,可用的技术是 。目的基因获取之后,需要 ,此步骤是基因工程的核心。
(3)用酵母菌合成的人胰岛素和利用细菌合成的人胰岛素在空间结构上存在一定差异,其原因是
。
(4)含有某种限制酶的细胞,可以利用限制酶切割外源DNA,但不破坏细胞自身的DNA,其原因可能有① ;② 。 2.[2020广东七校第一次联考,15分]请回答下列问题:
(1)DNA序列分析的方法为基因序列图的绘制提供了可能。DNA合成仪的问世为 、 、 的获得提供了方便。
(2)研究人员用大肠杆菌作生产菌,利用基因工程技术分别生产胰岛素两条链。由A、B两条肽链
可
推
导
出
A
、
B
对
应
基
因
的
碱
基
序
列
,
依
据
是 。因为A、B对应基因中的脱氧核苷酸数量较少,常用 的方法获取目的基因。
(3)检测A、B对应基因是否导入受体细胞时,常用 作探针。检测A、B对应基因是否表达常用 杂交方法。
(4)引导肽是由引导肽基因控制合成的一段多肽序列,若在胰岛素的A、B肽链的前端加上引导肽序列,可将A、B肽链引导到大肠杆菌的细胞膜外,便于A、B肽链的提取。为实现上述目的,
操作是 。在以后的体外加工过程中,需要用 切除引导肽。
3.[2020四省八校联考,15分]钙依赖蛋白激酶(CDPK)在植物的信号传导和提高植物抗性方面发挥着重要作用,科学家通过将CDPK基因导入拟南芥中,来获得具有抗性的新品种。如图为某种质粒和含CDPK基因的DNA片段示意图,图中标记了限制酶的切割位点。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 。为了使CDPK基因插入质粒中,应选取 两种限制性核酸内切酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段。
(2)将获取的CDPK基因进行PCR扩增,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
。
(3)图中所示的质粒为Ti质粒,操作过程中需要把CDPK基因插入质粒的T-DNA片段中,T-DNA片
段
在
转
化
中
的
作
用
是 。可以用 作探针检测
CDPK基因是否导入拟南芥细胞,导入成功的标志
是 。
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