通用版2018年高考生物二轮复习三道题经典专练13基因工程(含答案)

基因工程
2017
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）若要高效获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体，因为与家蚕相比，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是遗传物质做出了重要贡献，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】（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】本题综合考查了基因工程、真核和原核基因的区别、遗传物质探索等相关内容，本题源于课本中内容，又高于课本，启发学生联想，意在考查学生的理解和应用能力。

（1）基因A的编码区中有内含子和外显子，在真核生物细胞内，内含子转录来的RNA会被切除，而在原核生物细胞内，内含子转录来的RNA不会被切除，转录后直接表达，所以翻译形成的蛋白质不是A蛋白。

（2）由于噬菌体是专性寄生在细菌体内的病毒，无法侵染到真核生物家蚕细胞内，所以不能用噬菌体作为载体。

而家蚕属于昆虫，故可用昆虫病毒作为载体。

（3）大肠杆菌作为受体菌具有繁殖周期短、易培养、遗传物质含量少、产物易分离、不会造成基因污染等优点。

（4）检测目的基因是否表达的通常用抗原—抗体杂交技术，即向受体中注入抗体看是否出现杂交带，若杂交带出现则目的基因已表达。

（5）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，不仅证明了生物的遗传质是DNA，还证明了DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体。

某一质粒载体如图所示，外源DNA插入到Amp r或Tet r中会导致相应的基因失活（Amp r表示氨苄青霉素抗性基因，Tet r 表示四环素抗性基因）。

有人将此质粒载体用Bam HⅠ酶切后，与用Bam HⅠ酶切获得的目的基因混合，加入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，未被转化的和仅含有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大肠杆菌的单菌落，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于_____________。

【答案】（1）具有一个或多个限制酶酶切位点、具有标记基因、能够在宿主细胞中复制表达等
（2）两者都不含氨苄青霉素抗性基因，在氨苄青霉素的培养基上都不能生长含有质粒载体含有插入目的基因的重组质粒两者都含氨苄青霉素抗性基因，在含有氨苄青霉素的培养基上都能生长四环素
（3）大肠杆菌
【解析】本题考查了基因工程的有关知识，要求考生能够识记质粒作为载体的条件，掌握目的基因检测和鉴定的方法，再结合题干信息准确分析。

（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有具有一个或多个限制酶酶切位点、具有标记基因、能够在宿主细胞中复制表达等。

（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，未被转化的和仅含有环状目的基因的细胞是不能区分的，其原因是两者都不含氨苄青霉素抗性基因，在氨苄青霉素的培养基上都不能生长；并且含有质粒载体和含有插入了目的基因的重组质粒的细胞也是不能区分的，其原因是两者都含氨苄青霉素抗性基因，在含有氨苄青霉素的培养基上都能生长。

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大肠杆菌的单菌落，还需使用含有四环素的固体培养基。

（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于大肠杆菌。

图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了Eco RⅠ、Bam HⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体示意图（载体上的Eco RⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的）。

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
（1）经Bam HⅠ酶切割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____________________________________________________________________________________。

（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】（1）Sau3AⅠ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端
（2）甲和丙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，两者目的基因均不能转录
（3）E•coli DNA连接酶 T4DNA连接酶 T4DNA连接酶
【解析】本题着重考查了基因工程的操作工具，要求考生能够掌握限制酶的特点，明确不同限制酶切割形成相同的末端之间能够连接；识记基因表达载体的组成，明确启动子和终止子在基因表达中的作用；识记DNA连接酶的种类和功能及他们之间的区别。

（1）由于限制酶Sau3AⅠ与Bam HⅠ切割后产生的片段具有相同的黏性末端，所以经Bam HⅠ酶切割得到的目的基因可以与上述表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。

（2）启动子是一段有特殊序列的DNA片段，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。

终止子也是一段有特殊结构的DNA 片段，相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停止下来。

在基因表达载体中，启动子应位于目的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样目的基因才能表达。

而图中甲的目的基因插入在启动子的上游，丙的目的基因插入在终止子的下游，两者目的基因均不能转录，所以甲和丙都不能表达目的基因的产物。

（3）常见的DNA连接酶有E•co1i DNA连接酶和T4DNA连接酶，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是T4DNA连接酶。