1、考点考点1 1 基因工程的工具与操作基因工程的工具与操作 1.(2019江苏单科,16,2分)下列生物技术操作对遗传物质的改造,不会遗传给子代的是( ) A.将胰岛素基因表达质粒转入大肠杆菌,筛选获得基因工程菌 B.将花青素代谢基因导入植物体细胞,经组培获得花色变异植株 C.将肠乳糖酶基因导入奶牛受精卵,培育出产低乳糖牛乳的奶牛 D.将腺苷酸脱氨酶基因转入淋巴细胞后回输患者,进行基因治疗 答案答案 D 胰岛素基因表达质粒导入大肠杆菌,获得的工程菌可将胰岛素基因遗传给子代,A不符 合题意;B、C培育的转基因植物和转基因动物的每个细胞均含有目有基因,后代可表现转基因性 状,B、C不符合题意;将转入
2、目的基因的淋巴细胞回输患者体内后,患者的生殖细胞不含目的基因, 故子代不表现转基因性状,D符合题意。 2.(2018北京理综,5,6分)用Xho和Sal两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段,酶切位点 及酶切产物分离结果如图。以下叙述不正确的是( ) 图1 酶切位点图 图2 电泳结果示意图 A.图1中两种酶识别的核苷酸序列不同 B.图2中酶切产物可用于构建重组DNA C.泳道中是用Sal处理得到的酶切产物 D.图中被酶切的DNA片段是单链DNA 答案答案 D 图1中,两种限制性核酸内切酶的酶切位点不同,说明两种限制性核酸内切酶识别的核 苷酸序列不同,A正确。图2中,两种酶的酶切产物都为DN
3、A片段,都可用于构建重组DNA,B正确。 结合图1的酶切位点图,判断两种酶切DNA后得到的DNA片段数;再结合泳道电泳结果知,泳 道是用Sal处理得到的酶切产物,C正确。能被限制性核酸内切酶酶切的DNA片段仍为双链 DNA,D错误。 3.(2017北京理综,5,6分)为了增加菊花花色类型,研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1),拟将 其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。 下列操作与实验目的不符的是( ) A.用限制性核酸内切酶EcoR和连接酶构建重组质粒 B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织,将C基因导入细胞 C.在培养基中添加卡那霉素,筛选被转化的菊花细胞 D.用分子杂交方法
4、检测C基因是否整合到菊花染色体上 答案答案 C 本题主要考查基因工程的相关知识。由于C基因两端及质粒上均存在限制酶EcoR 的酶切位点,因此,可采用限制酶EcoR和DNA连接酶构建重组质粒;用含C基因的农杆菌侵染菊 花愈伤组织(即农杆菌转化法),可以将C基因导入细胞;由于质粒上存在潮霉素抗性基因(标记基 因),因此,可以在培养基中添加潮霉素,筛选被转化的菊花细胞,C符合题意;可用分子杂交方法检测 C基因是否整合到菊花染色体上。 4.(2020江苏单科,33,8分)如果已知一小段DNA的序列,可采用PCR的方法,简捷地分析出已知序列 两侧的序列,具体流程如下图(以EcoR酶切为例): 请据图回答
5、问题: (1)步骤用的EcoR是一种 酶,它通过识别特定的 切割特定位 点。 (2)步骤用的DNA连接酶催化相邻核苷酸之间的3-羟基与5-磷酸间形成 ;PCR 循环中,升温到95 是为了获得 ;Taq DNA聚合酶的作用是催化 。 (3)若下表所列为已知的DNA序列和设计的一些PCR引物,步骤选用的PCR引物必须是 (从引物中选择,填编号)。 (4)对PCR产物测序,经分析得到了片段F的完整序列。下列DNA单链序列中(虚线处省略了部分核 苷酸序列),结果正确的是 。 A.5-AACTATGCGAGCCCTT-3 DNA序列(虚线处省略了部分核苷酸序列) 已知 序列 PCR 引物 5-AACTA
6、TGCGCTCATGA-3 5-GCAATGCGTAGCCTCT-3 5-AGAGGCTACGCATTGC-3 5-TCATGAGCGCATAGTT-3 B.5-AATTCCATGCTGAATT-3 C.5-GCAATGCGTTCGGGAA-3 D.5-TTGATACGCCGAGTAC-3 答案答案 (1)限制性核酸内切(或限制) 核苷酸序列 (2)磷酸二酯键 DNA单链 以DNA为模板的 DNA链的延伸 (3) (4)B 解析解析 (1)EcoR是一种限制性核酸内切酶,它通过识别特定的核苷酸序列切割特定位点,使切割 后的DNA片段带有相同的黏性末端。(2)DNA连接酶催化相邻核苷酸之间的3-
7、羟基与5-磷酸间 形成磷酸二酯键。在PCR循环中,升温到95 是为了使DNA变性,DNA双链解旋为DNA单链,以作 为DNA扩增的模板链。Taq DNA聚合酶以DNA单链为模板,以结合在特定DNA模板上的引物为 出发点,将4种游离的脱氧核苷酸按53方向沿模板链顺序合成新的DNA子链,故其作用是催化 以DNA为模板的DNA链的延伸。(3)片段F中,已知的DNA序列为 ,要通过 设计引物进行反向PCR,从而得到已知序列在两端、未知序列在中间段的PCR产物(过程如反向 PCR的原理示意图),则需要反向的互补引物来扩增两引物以外的DNA片段,因此要选择5- GCAATGCGTAGCCTCT-3和5-T
8、CATGAGCGCATAGTT-3这对引物。(4)据题图及反向PCR的 原理示意图可知片段F的两端为EcoR 切割后的黏性末端,故正确选项为B。 5.(2019课标全国,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
9、的主要原因是 。 答案答案 (1)基因组文库 cDNA文库 (2)解旋酶 加热至9095 氢键 (3)Taq酶热稳定性高, 而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活 解析解析 本题借助目的基因的获取考查基因工程中的PCR技术以及考生对生物学问题进行科学解 释的能力;试题通过PCR技术与体内DNA复制的比较,体现了对科学思维中演绎与推理要素的考 查。(1)基因文库包括基因组文库和cDNA文库。(2)体内DNA复制时,需用解旋酶打开氢键使双链 DNA解旋,而PCR扩增目的基因时,是借助高温加热至9095 使DNA变性解旋。(3)PCR反应体 系中进行互补链的合成时,温度需控制在7075 ,则应使用耐高
10、温的DNA聚合酶,即Taq酶,而不能 使用大肠杆菌DNA聚合酶(高温下会失活)。 6.(2019天津理综,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,设计了如图实验。 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(
11、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、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
12、时不进行发育,由此表明 。 答案答案 (共12分)(1)D (2)精子 cDNA (3) (4)BCD (5)B基因表达能使卵细胞不经受 精直接发育成胚 解析解析 本题借助基因工程相关知识,考查运用所学知识对某些生物学问题进行推理、解释,并作出 合理判断或得出正确结论的能力;试题通过B基因表达对卵细胞的影响体现了对科学思维素养中 的演绎与推理要素的考查。(1)B基因的启动子无法启动转录,会导致B基因在水稻卵细胞中不转 录。(2)利用水稻体细胞或精子中提取的总RNA,经反转录法构建的基因文库为cDNA文库。(3)过 程需将基因表达载体导入农杆菌,所以可在培养基中加入卡那霉素以筛选成功导入了基因表
13、达 载体的农杆菌。过程农杆菌感染水稻愈伤组织,农杆菌Ti质粒的T-DNA可整合到受体细胞染色 体DNA上。(4)水稻细胞中本来就有B基因,正常植株也会出现杂交带,故A错误;B、D选项是检测 Luc基因及其产物,B、D正确;C选项检测对象是卵细胞中mRNA,正常水稻植株卵细胞中无B基因 的mRNA,C正确。(5)一般情况下,水稻卵细胞在未受精时不能发育成胚,而转基因植株未受精的卵 细胞能发育成胚,说明B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚。 7.(2019江苏单科,33,8分)图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图,载体质粒P0具有四环素 抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr
14、)。请回答下列问题: 图1 (1)EcoR 酶切位点为,EcoR 酶切出来的线性载体P1为 末端。 (2)用Taq DNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段,其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷 酸。载体P1用酶处理,在两端各添加了一个碱基为 的脱氧核苷酸,形成P2;P2和目的基 因片段在 酶作用下,形成重组质粒P3。 (3)为筛选出含有重组质粒P3的菌落,采用含有不同抗生素的平板进行筛选,得到A、B、C三类菌 落,其生长情况如下表(“+”代表生长,“-”代表不生长)。根据表中结果判断,应选择的菌落是 (填表中字母)类,另外两类菌落质粒导入情况分别是 、 。 GATATC? CTATAG? 菌
15、落类型平板类型 A B C 无抗生素 + + + 氨苄青霉素 + + - 四环素 + - - 氨苄青霉素+四环素 + - - (4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒,拟设计引物进行PCR鉴定。图 2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置,PCR鉴定时应选择的一对引物是 。某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400 bp片段,原因是 。 图2 答案答案 (1)平 (2)胸腺嘧啶(T) DNA连接 (3)B A类菌落含有P0 C类菌落未转入质粒 (4)乙 丙 目的基因反向连接 解析解析 (1)EcoR从识别序列的中心轴线处切割,所以产生的末端为平
16、末端。(2)由于载体和目的 基因要连接成DNA分子,因此目的基因片段的两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸时,载体P1的 两端应各添加一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸。在DNA连接酶的作用下,可将P2和目的基因连接,形成 重组质粒P3。(3)重组质粒P3上有完整的氨苄青霉素基因,所以含有重组质粒P3的菌落在无抗生 素和添加氨苄青霉素的培养基上能生长,而在添加四环素的培养基上不能生长,所以应选择的是B 类菌落。A类菌落在添加氨苄青霉素、四环素、氨苄青霉素+四环素的培养基上均能生长,说明A 类菌落导入了P0。C类菌落在添加氨苄青霉素、四环素、氨苄青霉素+四环素的培养基上均不能 生长,说明C类菌落未导入质粒。(4
17、)选择的一对引物组合、目的基因与重组质粒的连接方向及扩 增片段长度的可能情况如表: 由表可知,PCR鉴定时应选择的一对引物是乙丙。若扩增出了400 bp片段,则原因是目的基因反向 连接。 引物组合扩增片段(bp) 连接方向 甲乙 乙丙 甲丙 正向 0 350 450 反向 400 0 450 知识拓展知识拓展 PCR过程中,目的基因扩增n次,共产生2n个DNA,其中1个DNA上含引物,1个DNA上 含引物,2n-2个DNA既含引物,也含引物。该过程共需要2n-1个引物和2n-1个引物。 8.(2018课标全国,38,15分)回答下列问题: (1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen
18、)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒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 。 (3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋 白质被降解,在实验中应选用 的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的过程中应 添加 的抑制剂。 答案答案 (1)体外重组的质粒可以进入受
19、体细胞;真核生物基因可在原核细胞中表达 (2)转化 外 壳蛋白(或答噬菌体蛋白) 细菌 (3)蛋白酶缺陷型 蛋白酶 解析解析 本题主要考查基因工程的相关知识,试题通过三问并列的命题方式考查基因工程的原理与 操作程序,考查考生的识记、理解能力,涉及科学思维素养中归纳与概括、演绎与推理等要素。 (1)体外重组的质粒可以进入受体细胞,且重组质粒在不同细胞中能正常表达,说明目的基因在不 同细胞中的表达机制相同,生物界共用一套遗传密码。(2)基因工程中,受体细胞为大肠杆菌细胞 时,常用Ca2+处理大肠杆菌,使之处于感受态,即Ca2+参与的转化法。噬菌体DNA与外壳蛋白组装成 完整噬菌体。因噬菌体的宿主是
20、细菌,故只有细菌可作为重组噬菌体的宿主细胞。(3)为防止目的 基因表达的蛋白质被破坏,可选用不能合成蛋白酶的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化过程中 加入蛋白酶的抑制剂可以保护蛋白质不被水解。 9.(2018课标全国,38,15分)某种荧光蛋白(GFP)在紫外光或蓝光激发下会发出绿色荧光,这一特 性可用于检测细胞中目的基因的表达。某科研团队将某种病毒的外壳蛋白(L1)基因连接在GFP 基因的5末端,获得了L1-GFP融合基因(简称为甲),并将其插入质粒P0,构建了真核表达载体P1,其 部分结构和酶切位点的示意图如图,图中E1E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。 E1 E2 E3 E4 回答下
21、列问题: (1)据图推断,该团队在将甲插入质粒P0时,使用了两种限制酶,这两种酶是 。使用这两种 酶进行酶切是为了保证 ,也是为了保证 。 (2)将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后,若在该细胞中观察到了绿色荧光,则说明L1基因在牛的皮 肤细胞中完成了 和 过程。 (3)为了获得含有甲的牛,该团队需要做的工作包括:将能够产生绿色荧光细胞的 移 入牛的 中、体外培养、胚胎移植等。 (4)为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中,某同学用PCR方法进行鉴定,在鉴定时应分 别以该牛不同组织细胞中的 (填“mRNA”“总RNA”或“核DNA”)作为PCR模板。 启动子 L1基因 GFP基因 终止子 答案
22、答案 (1)E1和E4 甲的完整 甲与载体正确连接 (2)转录 翻译 (3)细胞核 去核卵母细胞 (4)核DNA 解析解析 试题通过基因表达载体的构建、PCR技术的分析等考查考生能否根据文字或图示,运用演 绎与推理等科学思维方法分析题意、展开探讨,得出答案。(1)构建基因表达载体时,使用的限制 酶不能破坏融合基因。选用产生不同黏性末端的两种限制酶,可以防止自身环化,并且保证融合基 因和质粒正确连接。(2)在牛的皮肤细胞中观察到绿色荧光,说明L1基因已经表达,即在该皮肤细 胞中完成了转录和翻译过程。(3)培育转基因的克隆牛需将含目的基因的细胞的细胞核移入牛的 去核卵母细胞中。(4)为检测克隆牛的
23、不同组织细胞中是否含有融合基因,需提取不同组织细胞的 核DNA作为PCR模板,用PCR方法进行鉴定。 10.(2017课标全国,38,15分)真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有,原核生物没 有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A(有内含子)可以表 达出某种特定蛋白(简称蛋白A)。回答下列问题: (1)某同学从人的基因组文库中获得了基因A,以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A,其原因是 。 (2)若用家蚕作为表达基因A的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用 作为载体, 其原因是 。 (3)若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕
24、相比,大肠杆菌具有 (答出两点即可)等优点。 (4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是 (填“蛋白A的基 因”或“蛋白A的抗体”)。 (5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质作出了重要贡献,也可以说是基因 工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是 。 答案答案 (1)基因A有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切 除,无法表达出蛋白A (2)噬菌体 噬菌体的宿主是细菌,而不是家蚕 (3)繁殖快、容易培养 (4)蛋白A的抗体 (5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体 解析解析 本题主要考
25、查基因文库与cDNA文库的差异、基因工程的基本操作程序、基因工程产物 的检测方法等知识,体现了对考生科学思维素养中的演绎与推理要素的考查。(1)真核生物和原核 生物的基因结构不同,真核生物的基因中存在内含子等不能编码蛋白质的序列,原核生物的基因中 不存在内含子。真核生物在基因表达时,需要将转录出的RNA中内含子对应的RNA序列切除后才 可进行翻译。从人的基因组文库中获得的基因A中含有内含子,而作为原核生物的大肠杆菌不能 切除内含子对应的RNA序列,故基因A在大肠杆菌中无法表达出蛋白A。(2)病毒对宿主细胞的侵 染具有特异性,噬菌体是专门侵染细菌的病毒,不能侵染家蚕细胞,故可选用可感染家蚕的昆虫
26、病 毒作为载体。(3)与真核生物相比,大肠杆菌等原核生物具有繁殖快、容易培养、遗传物质相对较 少等优点,因此在基因工程中常用原核生物作为受体细胞。(4)检测基因A是否翻译出蛋白A,一般 用抗原抗体杂交的方法,即用蛋白A的抗体与从细胞中提取的蛋白质进行杂交,观察是否出现杂 交带。(5)肺炎双球菌转化实验的实质是S型菌的DNA进入R型菌体内,并可在R型菌体内完成表 达,这证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体,为基因工程奠定了理论基础。 11.(2017课标全国,38,15分)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水 解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内,可增强其
27、抗真菌病的能力。回答下列问题: (1)在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作 为实验材料,原因是 。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目 的是 。 (2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是 。 (3)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞, 原因是 (答出两点即可)。 (4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是 。 (5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高,根 据中心法则分析,其可能的原因是 。 答案答案 (1)嫩叶
28、组织细胞易破碎 防止RNA降解 (2)在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照 碱基互补配对的原则可以合成cDNA (3)目的基因无复制原点;目的基因无表达所需启动子 (4) 磷酸二酯键 (5)目的基因的转录或翻译异常 解析解析 (1)从植物体中提取mRNA需要破碎组织细胞,嫩叶比老叶的组织细胞易破碎,mRNA提取效 率高。由于植物组织中存在的RNA酶能将RNA分解,因此实验过程中要添加RNA酶抑制剂以降 低RNA酶的活性,保护提取的RNA不被分解。(2)cDNA是在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板, 按照碱基互补配对的原则合成的。(3)由于目的基因无复制原点,也无基因表达所需的启动子和终
29、止子,因此需与质粒构建重组质粒后再导入受体细胞。(4)DNA连接酶可以催化两个DNA片段的 黏性末端或平末端连接形成磷酸二酯键。(5)几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中,但是转基 因植株抗真菌病的能力没有提高,说明转基因植株体内不存在抗菌活性蛋白,即几丁质酶基因的转 录或翻译过程出现异常,从而导致几丁质酶基因没有正常表达合成抗菌活性蛋白。 12.(2016课标全国,40,15分)某一质粒载体如图所示,外源DNA插入Ampr或Tetr中会导致相应的基 因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因,Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamH 酶切后,与用BamH酶切获得的目的基因混合,加
30、入DNA连接酶进行连接反应,用得到的混合物直 接转化大肠杆菌。结果大肠杆菌有的未被转化,有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种,分别是含 有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题: (1)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有 (答出两点即可),而 作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子和终止子。 (2)如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选,在上述四种大肠杆菌细胞中,未被转化的和仅含环 状目的基因的细胞是不能区分的,其原因是 ;并且 和 的细胞也是不能区分的,其原 因是 。在上述筛选的基础上,若要筛选含有插入了 目的基因的重组质粒的
31、大肠杆菌单菌落,还需使用含有 的固体培养基。 (3)基因工程中,某些噬菌体经改造后可以作为载体,其DNA复制所需的原料来自 。 答案答案 (1)能自我复制、具有标记基因 (2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均不生长 含有质粒载体 含有插入了目的 基因的重组质粒(或答含有重组质粒) 二者均含有氨苄青霉素抗性基因,在该培养基上均能生长 四环素 (3)受体细胞 解析解析 (1)质粒作为载体应具备的基本条件有:能自我复制、具有标记基因、含有一至多个限制酶 切割位点等。(2)由题意可知,未被转化的和仅含环状目的基因的细胞中均不含有氨苄青霉素抗性 基因,所以在含有氨苄青霉素的培养基上均不能生
32、长。质粒载体上含有氨苄青霉素抗性基因和四 环素抗性基因,插入了目的基因的重组质粒中仅含有氨苄青霉素抗性基因,所以含有质粒载体和含 有插入了目的基因的重组质粒的细胞均能在含有氨苄青霉素的培养基上生长,但前者可以在含有 四环素的培养基上生长而后者不能,所以可用含有四环素的培养基,筛选出含有插入了目的基因的 重组质粒的大肠杆菌。(3)噬菌体属于病毒,病毒增殖过程中所需的原料、酶等一般都来自受体细胞。 评分细则评分细则 (1)能自我复制(具有复制原点,具有复制起始位点),具有标记基因(具有抗性基因),具有 限制性核酸内切酶酶切位点(限制酶酶切位点),以上每个得分点2分,任选2个即可得4分,答出一点 给
33、2分。 (2)二者均不含氨苄青霉素抗性基因Ampr,在该培养基上均不生长(2分),不含抗性基因为关键词。 含有质粒载体(2分),含插入了目的基因的重组质粒(含重组质粒)(2分),此两问不分先后顺序。二者 均含氨苄青霉素抗性基因Ampr,在该培养基上均能生长(2分),含有抗性基因为关键词。四环素/Tet (1分),中英文均可得分。 (3)受体细胞/宿主细胞(2分)。 13.2018浙江4月选考,32(二),7分回答与基因工程和植物克隆有关的问题: (1)将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI 121均用限制性核酸内切酶EcoR 酶切,在切口处形成 。选取含抗虫基因的DNA片段与切割
34、后的pBI 121用DNA连接 酶连接,在两个片段相邻处形成 ,获得重组质粒。 (2)已知用CaCl2处理细菌,会改变其某些生理状态。取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管 内进行混合等操作,使重组质粒进入农杆菌,完成 实验。在离心管中加入液体培养基,置 于摇床慢速培养一段时间,其目的是 ,从而表达卡那霉 素抗性基因,并大量增殖。 (3)取田间不同品种水稻的幼胚,先进行 ,然后接种到培养基中培养,幼胚发生 形成愈伤组织,并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织,再培养愈伤组织,以便 获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有:培养条件如光温、培养基 配方如植物激
35、素配比以及 。(答出2点即可)。 以下为教师用书专用 答案答案 (1)粘性末端 磷酸二酯键 (2)转化 使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态 (3)消毒 脱分化 水稻的基因型、愈伤组织继代的次数 解析解析 (1)用限制性核酸内切酶EcoR 酶切含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体 PB121,可在切口处形成粘(黏)性末端,通过DNA连接酶连接,在两个片段相邻处形成磷酸二酯 键,从而获得重组质粒。(2)经CaCl2处理过的农杆菌,成为感受态细胞,与重组质粒混合,使重组质粒 进入细胞,从而完成转化实验。将其置于摇床慢速培养一段时间,目的是使经CaCl2处理过的农杆 菌恢复细胞的正常
36、状态,从而表达卡那霉素抗性基因,并大量增殖。(3)田间获取的水稻幼胚,需要 先进行消毒处理,后接种培养,经脱分化形成愈伤组织,并进行继代培养。影响愈伤组织能否再生 出植株的因素,除了培养条件,还有水稻本身的基因型这一内因,也跟继代培养次数有关。 易错警示易错警示 影响愈伤组织再生出植株的因素,题干中给出了外界培养条件,所以应从内因考虑。同 时,一些植物在多次继代培养后也会丧失细胞全能性的表达能力,所以也跟继代培养次数有关。 14.(2016江苏单科,33,9分)如表所示是几种限制酶识别序列及其切割位点,图1、图2中标注了相关 限制酶的酶切位点,其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题:
37、限制酶 BamH Bcl Sau3A Hind 识别序列及 切割位点 ATCC CCTA ATCA ACTA GATC CTAG GCTT TTCG GG GG TG GT AA AA 图1 图2 (1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒,应选用 两种限制酶切割,酶切后的载体和目的 基因片段,通过 酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒,需将其转入处于 态 的大肠杆菌。 (2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,应在筛选平板培养基中添加 ,平板上长出的 菌落,常用PCR鉴定,所用的引物组成为图2中 。 (3)若BamH酶切的DNA末端与Bcl酶切的DNA末端连接,连接部位的6个碱基对序列为 ,对
38、于该部位,这两种酶 (填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开。 (4)若用Sau3A切图1质粒最多可能获得 种大小不同的DNA片段。 答案答案 (1)Bcl和Hind 连接 感受 (2)四环素 引物甲和引物丙 (3)TGATCC ACTAGG 都不能 (4)7 GGATCA CCTAGT 解析解析 本题主要考查基因工程的相关知识。(1)分析4种限制酶识别的序列可知:BamH和Bcl 识别序列中含有Sau3A的识别序列,这三种酶切割DNA后可以产生相同的黏性末端。为保证质 粒上含有标记基因,切割质粒时不能选用BamH和Sau3A,应选用Bcl和Hind两种限制酶切 割;酶切后的载体和目的基因
39、片段,需用DNA连接酶连接形成重组质粒,为了扩增重组质粒,需将其 转入处于感受态的大肠杆菌中。(2)重组质粒中四环素抗性基因结构完整,氨苄青霉素抗性基因结 构被破坏,在筛选平板培养基中添加四环素可以筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌。PCR扩增目 的基因时,需用引物甲和引物丙两种引物。(3)BamH酶切产生的黏性末端为,Bcl酶切 产生的黏性末端为,经DNA连接酶连接后,连接部位的6个碱基对序列为 ,此序列不能被BamH和Bcl识别,因此不能被两种酶切开。(4)图1 质粒中含有Sau3A酶的3个识别序列,如图:(A、B、C分别表示相邻切点间的DNA片段) 用Sau3A酶切,若在一个切点处切割可得到
40、:B+C+A、C+A+B、A+B+C三种DNA片段(但其大小 相同),若在两个切点处切割可得到:A、B+C、A+C、B、A+B、C六种DNA片段(其大小均不同); 若在三个切点处均切割,可得到A、B、C三种大小不同的DNA片段,综上所述,用Sau3A酶切质 粒最多可能获得7种大小不同的DNA片段。 疑难突破疑难突破 准确识别出BamH酶和Bcl酶识别序列中含有Sau3A酶的识别序列,是准确解答 本题的关键。注意第(4)小题,Sau3A酶可能打开1个切点、2个切点和3个切点三种情况。 15.(2016课标全国,40,15分)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A
41、三种限制性内切酶的识别序列与切割位点,图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoR、 Sau3A的切点是唯一的)。 图(a) 图(b) 根据基因工程的有关知识,回答下列问题: (1)经BamH酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被 酶切后的产物连接,理由是 。 (2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图(c)所 示。这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有 ,不能表达的原因是 。 图(c) (3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶,常见的有 和 ,其中 既能连接黏性末端又能连接平末端的是 。 答案答案 (1)Sau3A 两种酶
42、切割后产生的片段具有相同的黏性末端(每空2分,共4分) (2)甲和丙(2分) 甲中目的基因插入在启动子的上游,丙中目的基因插入在终止子的下游,二者的 目的基因均不能被转录(3分,其他合理答案可酌情给分) (3)E coliDNA连接酶 T4DNA连接酶 T4DNA连接酶(每空2分,共6分,其他合理答案可酌情给分) 解析解析 (1)分析图(a)可知,限制酶Sau3A与BamH切割DNA后形成的黏性末端相同,故经这两种 酶切割得到的产物可以用DNA连接酶进行连接。(2)构建基因表达载体时,为保证目的基因能在 宿主细胞中成功表达,目的基因应插入在启动子和终止子之间,据此可判断甲、丙均不符合要求, 目
43、的基因均不能表达。(3)常见的DNA连接酶有E coliDNA连接酶和T4DNA连接酶,其中T4DNA连 接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。 评分细则评分细则 (1)第一空答其他两种酶不给分。第二空答“两种酶切割后形成的黏性末端可互补” 给全分。 (2)第二空原因答作“目的基因应插入至启动子与终止子之间”也给分。 (3)第一空、第二空顺序可颠倒,第三空答案唯一。 16.(2014课标全国,40,15分)植物甲具有极强的耐旱性,其耐旱性与某个基因有关,若从该植物中 获得该耐旱基因,并将其转移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的耐旱性。 回答下列问题: (1)理论上,基因组文库含有生物的 基因
44、;而cDNA文库含有生物的 基因。 (2)若要从植物甲中获得耐旱基因,可首先建立该植物的基因组文库,再从中 出所需 的耐旱基因。 (3)将耐旱基因导入农杆菌,并通过农杆菌转化法将其导入植物 的体细胞中,经过一 系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测此再生植株中 该基因的 ,如果检测结果呈阳性,再在田间实验中检测植株的 是否得到提 高。 (4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交,子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为31时,则可 推测该耐旱基因整合到了 (填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条 上”)。 答案答案 (1)全部 部分 (2)筛选 (3)乙 表达产
45、物 耐旱性 (4)同源染色体的一条上 解析解析 本题考查对基因工程应用的相关知识的识记和理解。(1)基因组文库包含某种生物的全部 基因,cDNA文库又称为部分基因文库,含有生物的部分基因。(2)植物甲基因组文库中有该种植物 的全部基因,从中可筛选出耐旱基因。(3)植物乙的耐旱性低,所以植物乙体细胞作为受体细胞;要 确定耐旱基因是否正确表达,应检测该基因的表达产物,对于个体水平的检测,应在干旱的田间进 行实验,检测植物乙耐旱性是否得到了提高。(4)将耐旱基因看作A,不耐旱基因看作a,AaAa耐 旱与不耐旱数量比为31,则耐旱基因整合到了同源染色体的一条上。 17.(2014海南单科,31,15分)下图是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内,制备“工程菌”的示意图。 据图回答: (1)获得A有两条途径:一是以A的mRNA为模板,在 酶的催化下,合成互补的单链DNA,然 后在 的作用下合成双链DNA,从而获得所需基因;二是根据目标蛋白质的 序列, 推测出相应的mRNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测其DNA的 序列,再通过化学 方法合成所需基因。 (2)利用PC
