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高中生物选修3教学案：第一章章末达标验收
资料简介
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一、知识达标|用课标之要求自检所学知识
课标要求1 简述基因工程的诞生
[知识回顾]
1．基因工程的诞生与哪些理论突破有关？
2．哪些技术发明使基因工程的实施成为可能？
课标要求2 简述基因工程的原理及技术
[知识回顾]
1．基因工程的操作环境、对象、水平及结果分别是什么？
2．基因工程的基本工具有哪些？
3．基因工程中使用的载体有哪几类？载体的必备条件有哪些？
4．基因工程的基本操作程序是什么？
5．什么是目的基因？获取目的基因的方法有哪些？
6．基因表达载体的组成包括哪几部分？构建基因表达载体的目的是什么？
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7．将目的基因导入植物、动物及微生物细胞常用的方法分别是什么？
8．目的基因的检测与鉴定的方法有哪些？
课标要求3 举例说出基因工程的应用
[知识回顾]
1．植物基因工程的应用主要有哪些方面？
2．动物基因工程的应用有哪些方面？
3．基因治疗的原理是什么？基本过程是怎样的？
课标要求4 关注生物技术的安全性问题
[知识回顾]
1．对转基因植物应考虑哪些安全性问题？
2．举例说出几种可作生物武器的微生物。
3．为什么说科学技术是一把“双刃剑”？
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课标要求5 简述蛋白质工程
[知识回顾]
1．蛋白质工程的概念和一般过程是什么？
2．改造蛋白质的方法有哪些？
5．蛋白质工程在哪些方面发挥重要作用？
二、能力达标|在综合检测中评价自我
(时间：60分钟 满分：100分)
一、选择题(每小题2分，共50分)
1．下列有关基因工程技术的叙述，正确的是( )
A．重组DNA技术所用的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA连接酶和载体
B．所有的限制性核酸内切酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C．只要是细菌中的质粒都可以直接作为基因工程中的载体
D．载体必须具备的条件之一是有一个或多个限制性核酸内切酶切割位点，以便与外源基因进行连接
解析：选D 载体不属于酶。不同的限制性核酸内切酶识别不同的核苷酸序列。天然质粒大多不符合要求，要进行改造。
2．由于转β胡萝卜素基因的水稻产生的米粒富含β胡萝卜素，被称为“金色大米”。这种“金色大米”形成过程不需要的酶是( )
A．限制性核酸内切酶 B．DNA连接酶
C．RNA聚合酶 D．反转录酶
解析：选D 在通过基因工程技术将β胡萝卜素基因导入水稻受体细胞的过程中，需用限制性核酸内切酶和DNA连接酶，而β胡萝卜素基因在水稻受体细胞中成功表达，要通过中心法则来完成，在转录过程中需要RNA聚合酶。整个过程中都不需要反转录酶。
3．某科学家从细菌中分离出耐高温淀粉酶(Amy)基因a，通过基因工程的方法，将基因a与载体结合后导入马铃薯植株中，经检测发现Amy在成熟块茎细胞中存在。下列有关这一过程的叙述不正确的是( )
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A．获取基因a的限制性核酸内切酶的作用部位是图中的①
B．基因a进入马铃薯细胞后，可随马铃薯DNA分子的复制而复制，传给子代细胞
C．连接基因a与载体的DNA连接酶的作用部位是图中的②
D．通过该技术人类实现了定向改造马铃薯的遗传性状
解析：选C DNA连接酶和限制性核酸内切酶的作用部位都是磷酸二酯键，即图中①部位。
4．下列关于几种酶作用的叙述，不正确的是( )
A．DNA连接酶能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接
B．RNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录
C．每种限制性核酸内切酶都能识别多种核苷酸序列，并切割出多种目的基因
D．DNA聚合酶能把单个脱氧核苷酸分子连接成一条DNA单链
解析：选C 限制性核酸内切酶具有专一性，一种限制性核酸内切酶一般只能识别一种核苷酸序列，并在特定位点切割DNA分子。DNA连接酶无识别的特异性，能使不同脱氧核苷酸的磷酸与脱氧核糖连接，DNA连接酶对于黏性末端或平口末端都能催化其“缝合”，重新形成DNA分子；RNA聚合酶能与基因的特定位点结合，催化遗传信息的转录；DNA聚合酶能以DNA的一条链为模板，把单个脱氧核苷酸分子连接成一条DNA单链，复制形成新的DNA分子。
5．下列有关基因工程的叙述，正确的是( )
A．质粒上的抗性基因可能会在基因工程操作中被破坏
B．有些限制性核酸内切酶能识别特定的核糖核苷酸序列
C．利用细菌质粒构建的重组质粒不宜用于真核生物的基因工程
D．受体细胞若能表达质粒载体上的抗性基因，即表明重组质粒成功导入
解析：选A 在切割质粒时，可能会破坏质粒中的抗性基因；限制性核酸内切酶识别的是特定的脱氧核苷酸序列；重组质粒既可以用于原核生物的基因工程，也可以用于真核生物的基因工程；受体细胞若能表达质粒载体上的抗性基因，只能说明导入了质粒，但不一定是重组质粒。
6．抗病毒转基因植物成功表达后，以下说法正确的是( )
A．抗病毒转基因植物可以抵抗所有病毒
B．抗病毒转基因植物对病毒的抗性具有局限性或特异性
C．抗病毒转基因植物可以抗害虫
D．抗病毒转基因植物可以稳定遗传，不会变异
解析：选B 由于外源抗病毒基因具有特异性，因而其表达产物具有特异性或局限性，只能抵抗某种或某类病毒，不可能抵抗所有病毒，更不能抗害虫。目的基因导入受体细胞后，可以随受体内的自身遗传物质稳定遗传，也会同自身遗传物质一样发生变异。
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7．下列关于基因治疗的说法正确的是( )
A．基因治疗只能治疗一些传染病，如艾滋病
B．基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因
C．基因治疗的主要原理是引入健康基因并使之表达
D．基因治疗在发达国家已成为一种常用的临床治疗手段
解析：选C 基因治疗是指将健康基因导入有缺陷的细胞内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的。基因治疗不能治疗传染病。
8．上海医学研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛。他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法，使转基因动物乳汁中的药物蛋白含量提高30多倍。以下与此有关的叙述正确的是( )
A．“转基因动物”是指体细胞中出现了新基因的动物
B．“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因
C．只在转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白，是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的
D．转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但不发生转录和翻译，故不能合成人白蛋白
解析：选D 转基因动物是指细胞中被转入了外源基因的动物，而不是指出现新基因的动物，如发生基因突变可能会出现新基因，但发生了基因突变的动物不叫转基因动物；“提高基因表达水平”是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白，而不是人白蛋白基因；转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因，但由于基因的选择性表达，在肌肉细胞中该基因不表达，只有在牛乳腺细胞中表达并分泌到乳汁中，因而只能在转基因牛乳汁中获取人白蛋白。
9．生物武器的传播途径包括( )
①直接传播 ②食物传播 ③生活必需品传播
④施用者人体传播
A．①② B．②③
C．①②③ D．①②③④
解析：选C 生物战剂可以通过多种途径使人感染发病，如经口食入、经呼吸道吸入、昆虫叮咬、皮肤接触等，因此生物武器的传播包括直接传播、食物传播、生活必需品传播等，施用者本身一般有自我保护措施，自身不会感染自己制造的生物武器。
10．利用基因工程技术可使大肠杆菌生产人的胰岛素原。下列相关叙述正确的是( )
A．人和大肠杆菌在合成胰岛素原时，转录和翻译的场所是相同的
B．DNA连接酶能催化磷酸与脱氧核糖之间形成化学键
C．通过检测发现大肠杆菌中没有胰岛素原产生，则可判断重组质粒未导入受体菌
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D．人胰岛素原基因在大肠杆菌中表达的胰岛素原有较高的生物活性
解析：选B 人细胞内转录的主要场所是细胞核，翻译的场所是核糖体，而大肠杆菌的转录和翻译都发生在细胞质中。磷酸与脱氧核糖之间的磷酸二酯键可由DNA连接酶催化形成。大肠杆菌中没有胰岛素原产生的原因可能是基因表达受阻或含目的基因的重组质粒未导入受体细胞。胰岛素原需经过内质网和高尔基体的加工形成胰岛素后才具有较高的生物活性。
11．目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是( )
①检测受体细胞是否有目的基因 ②检测受体细胞是否有致病基因 ③检测目的基因是否转录出信使RNA
④检测目的基因是否翻译出蛋白质
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
解析：选C 目的基因的检测包括：检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探针与基因组DNA杂交。检测目的基因是否转录出了信使RNA，方法是用基因探针与信使RNA杂交。最后检测目的基因是否翻译出了蛋白质，方法是进行抗原—抗体杂交。
12．下列关于蛋白质工程应用的叙述不正确的是( )
A．蛋白质工程可以改造酶的结构，提高酶的热稳定性
B．通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性
C．利用蛋白质工程可以在大肠杆菌细胞中得到人的胰岛素
D．蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰，合成速效型胰岛素制剂
解析：选C 蛋白质工程是依据蛋白质预期功能设计蛋白质分子结构，通过改造基因，进而控制合成新的蛋白质或改变自然界中的蛋白质的技术。而在大肠杆菌中生产人胰岛素利用基因工程技术实现的。
13．有关基因工程的说法不正确的是( )
A．基因治疗遵循基因突变的原理
B．将目的基因与运载体结合在一起，需要用到两类工具酶
C．基因工程技术可以从根本上改变作物特性
D．即使检测出受体细胞中含有目的基因，也不能说明基因工程就一定成功
解析：选A 基因治疗并没有使原有基因发生改变，而是使有缺陷的细胞中多了一个正常基因。
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14．我国中科院上海生化研究所合成了一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽多糖(类似于人体中的糖蛋白)。在人体细胞中糖蛋白必须经过内质网和高尔基体的进一步加工才能形成。如果要采用基因工程和发酵工程技术让微生物来生产脑啡肽多糖，下列可作为受体细胞的微生物是( )
A．大肠杆菌 B．酵母菌
C．T4噬菌体 D．枯草杆菌
解析：选B 脑啡肽多糖的化学本质类似于人体中的糖蛋白。从题中可以看出，糖蛋白的合成必须经过内质网和高尔基体的进一步加工，而内质网和高尔基体只存在于真核生物细胞中。大肠杆菌、枯草杆菌是原核生物，只有核糖体一种细胞器，没有内质网和高尔基体；T4噬菌体属于病毒，没有细胞结构，自己不能合成蛋白质；酵母菌是真核生物，其细胞中有内质网、高尔基体和核糖体，可以合成糖蛋白。
15．科学家运用基因工程技术，将人凝血因子基因导入山羊的DNA中，培育出羊乳腺生物反应器，使羊乳汁中含有人凝血因子。以下有关叙述，正确的是( )
A．可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵
B．在该转基因羊中，人凝血因子存在于乳腺细胞，而不存在于其他细胞
C．人凝血因子基因开始转录后，DNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
D．科学家将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因重组在一起，从而使人凝血因子基因只在乳腺细胞中特异表达
解析：选A 目的基因导入受精卵中，因此该转基因羊的体细胞中都含有目的基因。DNA聚合酶催化DNA复制过程，而不作用于转录。乳腺蛋白基因的启动子与人凝血因子基因重组在一起，导入受精卵中。
16．蛋白质工程中，要对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质的原因是( )
A．缺乏改造蛋白质所必需的工具酶
B．改造基因易于操作且改造后能够遗传
C．人类对大多数蛋白质高级结构知之甚少
D．蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，操作难度大
解析：选B 蛋白质工程中，通过对基因的修饰或基因合成来实现对蛋白质的改造，其原因是对基因修饰或改造易于操作且改造后能够遗传给后代。而蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，尤其是其空间结构人们知之甚少，操作难度大。
17．腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症是一种免疫缺陷病，对患者采用基因治疗的方法是：取出患者的淋巴细胞，进行体外培养时转入正常ADA基因，再将这些淋巴细胞注射入患者体内，使其免疫功能增强，能正常生活。下列有关叙述中，不正确的是( )
A．正常ADA基因替换了患者的缺陷基因
B．正常ADA基因通过控制ADA的合成来影响免疫功能
C．淋巴细胞需在体外扩增后再注射入患者体内
D．腺苷酸脱氨酶(ADA)基因缺陷症属于先天性免疫缺陷病
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解析：选A 基因治疗是将正常基因导入患者体内，代替缺陷基因发挥作用，而没有替换缺陷基因。
18．科学家将鱼抗冻蛋白基因转入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相对寒冷的环境中生长。下图是转基因抗冻番茄的培育过程示意图。下列相关的说法中，不正确的是( )
A．若图中Ⅱ是科学家构建的鱼抗冻蛋白基因的表达载体，它通常应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等
B．科学家常采用显微注射技术将鱼抗冻蛋白基因导入番茄细胞内
C．图中Ⅰ的抗四环素基因为标记基因
D．检测转基因抗冻番茄是否培育成功的最简便方法是检测转基因番茄的耐寒能力是否提高，是否能在相对寒冷的环境中生长
解析：选B 目的基因导入植物细胞通常采用农杆菌转化法；鱼的抗冻蛋白基因为目的基因，图中Ⅰ的抗四环素基因为标记基因。基因表达载体通常应包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等结构；检测转基因抗冻番茄是否培育成功的最简便方法是通过个体生物学水平的检测，即检测转基因番茄的耐寒能力是否提高，是否能在相对寒冷的环境中生长。
19．我国转基因技术发展态势良好，农业部依法批准发放了转植酸酶基因玉米、转基因抗虫水稻的生产应用安全证书。下列关于转基因玉米和转基因水稻的叙述不正确的是( )
A．转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因
B．转基因抗虫水稻减少了化学农药的使用，减轻了对环境的污染
C．转基因抗虫水稻是否具有抗虫性，可通过饲养卷叶螟进行检测
D．转基因抗虫水稻的外源基因是除草剂抗性基因
解析：选D 转植酸酶基因玉米的外源基因是植酸酶基因；转基因抗虫水稻的外源基因是抗虫毒素蛋白基因；转基因抗虫水稻减少了农药的使用，减轻了对环境的污染，同时降低了农业生产的成本；检测目的基因是否表达最简便的方法是个体水平的检测。
20．下列关于基因定点诱变技术的说法，正确的是( )
A．对任何蛋白质的改造都可以用基因定点诱变技术
B．对于已知空间结构的蛋白质的改造可以采用基因定点诱变技术
C．基因定点诱变技术是蛋白质工程中必须用到的技术
D．采用基因定点诱变技术通常可以改变蛋白质中多种氨基酸
解析：选B 基因定点诱变技术是“小改”
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时所用的一项技术，是有目的地改造蛋白质分子中某活性部位的1个或几个氨基酸残基，是改变蛋白质结构的核心技术之一，主要应用于空间结构已知的蛋白质。对于空间结构未知的蛋白质，通常用非定点诱变来进行改造。
21．现有一长度为1 000个碱基对(bp)的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1 000 bp，用KpnⅠ单独酶切得到400 bp和600 bp两种长度的DNA分子，用EcoRⅠ、KpnⅠ同时酶切后得到200 bp 和600 bp 两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是( )
解析：选D 从题干中“用限制性核酸内切酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1 000 bp”，再结合选项中DNA分子的可能酶切图谱分析可知，此DNA分子是环状，故A、B排除。同理，从“用KpnⅠ单独酶切得到400 bp和600 bp两种长度的DNA分子”，又可推知图谱中应有两个KpnⅠ酶切位点，故选D。
22．关于下图中P、Q、R、S、G的描述，正确的是( )
A．P代表的是质粒RNA，S代表的是外源DNA
B．Q表示限制性核酸内切酶的作用，R表示RNA聚合酶的作用
C．G是RNA与DNA形成的重组质粒
D．G是转基因形成的重组质粒DNA
解析：选D 质粒是小型环状DNA分子，因此图中P是质粒DNA，S是外源DNA，G是质粒和外源DNA通过DNA连接酶连接而成的重组质粒；Q表示限制性核酸内切酶的作用，R表示DNA连接酶的作用。质粒和外源DNA需经过同一种限制酶切割出相同的黏性末端。
23．下列哪项不是蛋白质工程的研究内容( )
A．分析蛋白质分子的精细结构
B．对蛋白质进行有目的的改造
C．分析氨基酸的化学组成
D．按照人的意愿将天然蛋白质改造成新的蛋白质
解析：
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选C 蛋白质工程是根据蛋白质的精细结构和生物活性之间的关系，按照人们的意愿改造蛋白质分子，甚至产生自然界中不存在的蛋白质。为了改造某种蛋白质分子，必须对其精细结构进行分析，但不包括分析组成蛋白质的氨基酸的化学成分。
24．将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞，可以提高玉米中的赖氨酸含量；更换赖氨酸形成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸，使两种酶的活性提高，也可以提高玉米中的赖氨酸含量。以上两种技术分别属于( )
A．基因工程 基因工程
B．蛋白质工程 蛋白质工程
C．基因工程 蛋白质工程
D．蛋白质工程 基因工程
解析：选C 富含赖氨酸的蛋白质是自然界中已存在的蛋白质，将该蛋白质的编码基因从一种生物转入玉米体内，并在玉米细胞中合成该种蛋白质属于基因工程的操作。更换赖氨酸形成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸，是对自然界中已有的蛋白质进行改造，属于蛋白质工程。
25．(江苏高考)(多选)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是( )
A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列
B．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列
C．PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶
D．一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞
解析：选BD 设计引物时应当考虑由此扩增的目的基因与载体两端的序列进行互补配对；PCR体系中应用耐高温的DNA聚合酶，而不是从受体细胞中提取的普通DNA聚合酶。
二、非选择题(共50分)
26．(12分)下表中列出了几种限制性核酸内切酶识别序列及其切割位点，图1、图2中箭头表示相关限制性核酸内切酶的酶切位点。请回答下列问题：
限制性核
酸内切酶
BamHⅠ
HindⅢ
EcoRⅠ
SmaⅠ
识别序列及切割位点
ATCC
CCTA
GCTT
TTCG
ATTC
CTTA
CCGG
GGCC
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(1)一个图1所示的质粒分子经SmaⅠ切割前后，分别含有________个游离的磷酸基团。
(2)若对图中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性越________。
(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)与只使用EcoRⅠ相比较，使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制性核酸内切酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止________________。
(5)为了获取重组质粒，将切割后的质粒与目的基因片段混合，并加入________酶。
(6)现使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制性核酸内切酶同时处理质粒、外源DNA，并经拼接获得的重组质粒进行再次酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，请根据图1、2中标示的酶切位点及表所列的识别序列，对以下酶切结果作出判断。
①采用BamHⅠ和HindⅢ酶切，得到________种DNA片段。
②采用EcoRⅠ和HindⅢ酶切，得到________种DNA片段。
解析：(1)该质粒为环状DNA，经SmaⅠ切割前，不含有游离的磷酸基团，经SmaⅠ切割后形成平末端，含有2个游离的磷酸基团。(2)SmaⅠ识别的是CCCGGG序列，在C与G之间切割，SmaⅠ酶切位点越多，也就是C—G碱基对越多，由于C与G之间的氢键(3个)比A与T之间的氢键(2个)数量多，故其含量越多，质粒的热稳定性越高。(3)据图1可知，SmaⅠ切割位点在抗生素抗性基因(标记基因)中，据图2可知，SmaⅠ切割位点在目的基因中，因此使用SmaⅠ切割会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因。(4)用同一种限制性核酸内切酶处理质粒和外源DNA，再用DNA连接酶连接时，往往会有三种连接形式：目的基因—质粒、目的基因—目的基因(环化)、质粒—质粒(环化)，后两种是我们不需要的，因而要进行筛选。用两种限制性核酸内切酶处理质粒和外源DNA，因形成的末端不同可避免上述情况的发生。(5)连接质粒与目的基因的工具酶是DNA连接酶。(6)由BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制性核酸内切酶同时处理质粒、外源DNA，并经拼接获得的重组质粒，这两种酶的识别序列仍然完整存在，如再用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制性核酸内切酶进行酶切时，可再度被切开，形成2种DNA片段；而EcoR Ⅰ的识别序列在原质粒中存在并没有破坏，同时切下的目的基因中还存在1个EcoR Ⅰ的识别序列，因此在重组质粒中存在2个EcoR Ⅰ的识别序列，如用EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ酶切，可得到3种DNA片段。
答案：(1)0、2 (2)高
(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因
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(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化
(5)DNA连接 (6)①2 ②3
27．(12分)科学家通过基因工程，成功培育出能抗棉铃虫的棉花植株——抗虫棉，其过程大致如下图所示：
(1)细菌的基因能“嫁接”到棉花细胞内，其原因有_____________________________
________________________________________________________________________。
(2)目的基因能在棉株体内稳定维持并表达其遗传特性的关键是____________________，这需要通过检测才能知道。从生物个体水平上检测，采用的方法是____________________。
(3)利用基因工程技术培育抗虫棉，相比诱变育种和传统的杂交育种方法，具有________和________________等突出的优点，但是目前基因工程仍不能取代传统的杂交育种和诱变育种。与基因工程技术相比，杂交育种和诱变育种方法主要具有________________________的优点。
(4)某棉农在食用了该抗虫棉种子压榨的棉子油后，出现鼻塞流涕、皮肤瘙痒等症状。停用一段时间后这些症状自然消失，该现象很可能是_________________________________。
解析：(1)由于细菌和棉花细胞内基因的化学组成和结构相同，所以细菌的基因能“嫁接”到棉花细胞内。(2)只有当目的基因插入到受体细胞的染色体DNA上，才能随染色体的复制、传递、在棉株体内稳定维持并表达。个体水平上检测可以让害虫吃棉花叶子，看害虫是否死亡。(3)杂交育种只能在同一物种之间进行，且育种周期较长；诱变育种具有较大的盲目性；而基因工程育种目的性强，能打破物种间的生殖隔离。(4)由症状分析可知，可能是不同体质的人食用转基因食物后出现的过敏反应。
答案：(1)组成细菌和棉花的基因的化学组成和结构相同
(2)目的基因是否插入到受体细胞的染色体DNA上 让害虫吃棉花的叶子，看害虫是否死亡
(3)目的性强 能有效打破物种间的生殖隔离界限 操作简便易行 (4)过敏反应
28．(12分)α1抗胰蛋白酶缺乏症是一种在北美较为常见的单基因遗传病，患者成年后会出现肺气肿及其他疾病，严重者甚至死亡。对于该病患者常可采用注射人α1抗胰蛋白酶来缓解症状。
(1)下图表示获取人α抗胰蛋白酶基因的两种方法，请回答下列问题：
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①a过程是在________酶的作用下完成的，该酶的作用特点是__________________。
②c过程称为________，该过程需要的原料是_______________________________。
(2)利用转基因技术将控制该酶合成的基因导入羊的受精卵，最终培育出能在乳腺细胞表达人α1抗胰蛋白酶的转基因羊，从而更易获得这种酶，简要过程如下图所示：
①获得目的基因后，常利用________技术在体外将其大量扩增。
②载体上绿色荧光蛋白(GFP)基因的作用是便于__________________________。基因表达载体d，除图中的标出部分外，还必须含有__________________________________。
解析：(1)①方法1是从自然界的物种中提取目的基因，需要限制性核酸内切酶来切割，即a过程是在限制性核酸内切酶作用下完成的；该酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子。②c过程是由mRNA得到目的基因，是反转录过程，该过程要合成目的基因(DNA)，需要的原料是4种脱氧核苷酸。(2)①PCR技术能在体外将目的基因大量扩增。②载体上的绿色荧光蛋白(CFP)基因是标记基因，其作用是筛选含有目的基因的受体细胞。基因表达载体含有启动子、终止子、目的基因、标记基因，图中已经有了目的基因和标记基因，还缺少启动子、终止子。
答案(1)①限制性核酸内切 识别特定的核苷酸序列，并在特定的位点上切割DNA分子 ②反转录 4种脱氧核苷酸
(2)①PCR ②筛选含有目的基因的受体细胞 启动子、终止子
29．(14分)降钙素是一种多肽类激素，临床上用于治疗骨质疏松症等。人的降钙素活性很低，半衰期较短。某科研机构为了研发一种活性高、半衰期长的新型降钙素，从预期新型降钙素的功能出发，推测相应的脱氧核苷酸序列，并人工合成了两条含72个碱基的DNA单链，两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，再利用Klenow酶补平，获得双链DNA，过程如下图所示：
在此过程中发现，合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象。
分析回答下列问题：
(1)Klenow酶是一种________酶，合成的双链DNA有________个碱基对。
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(2)获得的双链DNA经EcoRⅠ(识别序列和切割位点—G↓AATTC—)和BamHⅠ(识别序列和切割位点—G↓GATCC—)双酶切后插入到大肠杆菌质粒中，筛选含重组质粒的大肠杆菌并进行DNA测序验证。
①大肠杆菌是理想的受体细胞，这是因为它____________________________________
________________________________________________________________________。
②设计EcoRⅠ和 Bam HⅠ双酶切的目的是__________________________________
________________________________________________________________________。
③要进行重组质粒的鉴定和选择，需大肠杆菌质粒中含有________。
(3)经DNA测序表明，最初获得的多个重组质粒，均未发现完全正确的基因序列，最可能的原因是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)上述制备该新型降钙素的过程，运用的现代生物工程技术是________。
解析：(1)由题意知Klenow酶能将两条DNA单链未发生碱基互补配对的部分补平，获得完整的双链DNA分子，即Klenow酶能将单链DNA延伸，所以它是一种DNA聚合酶。由于最初合成的是两条含72个碱基的DNA单链，且两条链通过18个碱基对形成部分双链DNA片段，所以每条链上还有54个碱基未形成双链。因此，最终合成的双链DNA碱基对是：126(即54＋54＋18)个。(2)①大肠杆菌是单细胞原核生物，遗传物质少，繁殖速度快，所以在最初的基因工程中常用作受体细胞。②由于EcoRⅠ和BamHⅠ的识别序列和切割位点不同，所以用这两种限制性核酸内切酶同时切割目的基因和载体两侧形成的黏性末端不同，这样可以保证目的基因和载体定向连接。③基因工程中依靠标记基因鉴定和选择标记基因。(3)由题干信息可知，由于合成较长的核苷酸单链易产生缺失碱基的现象，因此，未发现完全正确的基因序列最可能的原因是合成的核苷酸单链较长，产生缺失碱基的现象。(4)由于该新型降钙素的合成是从预期功能出发，推测出相应的脱氧核苷酸序列，最终获得控制合成新型降钙素的基因，由此可以判定该技术操作属于蛋白质工程。
答案：(1)DNA聚合 126
(2)①是单细胞原核生物，遗传物质相对较少，繁殖速度快
②保证目的基因和载体定向连接(或防止目的基因和载体在酶切后发生任意连接)
③标记基因
(3)合成的核苷酸单链较长，产生缺失碱基现象
(4)蛋白质工程
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