2018年高考生物二轮复习专题突破训练15 基因工程与细胞工程 含答案

专题突破练15 基因工程与细胞工程

1.(2017东北三省三校一联,38)马铃薯是重要的经济作物,人类在(马铃薯的)基因育种方面取得丰硕成果。

(1)马铃薯是双子叶植物,常用法将目的基因导入马铃薯体细胞中。构建好的基因表达载体包括目的基因、、、、复制原点五部分。

(2)马铃薯得病会导致产量下降。基因工程中常用的抗病基因为(写一种即可)。

(3)科学家还培育出抗除草剂的转基因马铃薯,主要从两个方面进行设计:

①修饰除草剂作用的靶蛋白,使其对除草剂,或使靶蛋白过量表达,植物吸收除草剂后仍能正常代谢。

②引入酶或酶系统,在除草剂发生作用前。

(4)将目的基因导入受体细胞后,还需对转基因植物进行。

答案 (1)土壤农杆菌转化启动子终止子标记基因(2)病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因、几丁质酶基因和抗毒素合成基因(3)①不敏感②被分解(4)目的基因的检测与鉴定

解析 (1)将目的基因导入植物细胞的常用方法是土壤农杆菌转化法。构建好的基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点等。(2)基因工程中常用的抗病基因有病毒外壳蛋白基因、病毒的复制酶基因、几丁质酶基因和抗毒素合成基因(写一种即可)。

(3)①为了避免马铃薯对除草剂敏感,可以修饰除草剂作用的靶蛋白;或者增加马铃薯中靶蛋白的表达量,这样植物吸收除草剂后仍能正常代谢。②还可以通过基因工程引入能够快速分解除草剂的酶或酶系统,从而将除草剂在发生作用前分解。(4)将目的基因导入受体细胞后,需检测目的基因是否导入受体细胞。即使目的基因导入了受体细胞,也不一定能够表达,故一定要在受体生物中检测出目的基因的产物——相关蛋白质,即要进行目的基因的鉴定。

2.(2017湖北武汉一模,38)基因敲除是应用DNA重组原理发展起来的一门新兴技术。“基因敲除细胞”的构建过程如下:

第一步,从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞(ES),在培养基中扩增。这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”;

第二步,构建基因表达载体。取与靶基因序列同源的目的基因(同源臂),在同源臂上接入neo R(新霉素抵抗基因)等。由于同源臂与靶基因的DNA正好配对,所以能像“准星”一样,将表达载体准确地带到靶基因的位置;

第三步,将表达载体导入胚胎干细胞,并与其内靶基因同源重组,完成胚胎干细胞的基因改造;

第四步,基因改造后的胚胎干细胞增殖、筛选。基本原理如图所示。

请根据上述资料,回答下列问题。

(1)实施基因工程的核心步骤是,基因表达载体中的是位于基因首端的有特殊结构的DNA片段;在构建的过程中所需要的工具酶是。

(2)如果要获得一只含目的基因的小鼠,则选择的受体细胞通常是,原因是。(3)上述资料中neo R基因的作用最可能是。为了鉴定目的基因是否成功表达,有时进行抗原—抗体杂交,目的蛋白相当于。

(4)该项技术具有广阔的应用前景,请试举一例: 。

答案 (1)构建基因表达载体启动子限制性核酸内切酶和DNA连接酶(2)受精卵动物受精卵具有全能性(动物不能像植物那样,利用一个除受精卵以外的独立的体细胞直接培养成完整的个体) (3)作为标记基因,以便于筛选抗原(4)基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等

解析 (1)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。基因表达载体中的启动子是位于基因首端的有特殊结构的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的位点,能启动转录过程;在构建基因表达载体时,首先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次需要用DNA 连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。(2)受精卵的全能性最高,因此要获得一只含目的基因的小鼠,常选择受精卵作为受体细胞。(3)上述资料中,neo R基因(新霉素抵抗基因)可作为标记基因,以便于筛选。为了鉴定目的基因是否成功表达,要进行抗原—抗体杂交,目的蛋白相当于抗原。(4)该项技术具有广阔的应用前景,可用于基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等。

3.(2017河北衡水中学一模,38)科学家从某细菌中提取抗盐基因,转入烟草并培育成转基因

抗盐烟草。下图是转基因抗盐烟草的培育过程,含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关

限制酶的酶切位点。请分析回答下列问题。

(1)在该过程中,研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因),并采用技

术对目的基因进行扩增,该技术需要的条件是、酶、原料、模板,该技术必须用

酶;然后构建基因表达载体,基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外,还需

具有。

(2)用图中的质粒和目的基因构建重组质粒,不能使用SmaⅠ酶切割,原因

是

。图中①②过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化,应选用

酶对外源DNA、质粒进行切割。

(3)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,既要用放射性同位素标记的

作探针进行分子杂交检测,又要在个体水平上鉴定,后者具体过程

是

。〚导学号50074050〛答案 (1)PCR(聚合酶链式反应) 引物耐高温的DNA聚合或热稳定DNA聚合标记基因(2)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因Bam HⅠ和Hin dⅢ(3)抗盐基因

(或目的基因) 将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中,观察该烟草植株的生长状态

解析 (1)依题意可知:抗盐基因属于目的基因,可采用PCR(聚合酶链式反应)技术扩增目的

基因,该技术需要的条件是引物、酶、原料、模板;利用PCR技术扩增目的基因时,每次循环

都是在 95 ℃时进行变性、在55 ℃时进行复制、在72 ℃时延伸,所以该技术必须用耐高

温的DNA聚合酶或热稳定DNA聚合酶(或Taq酶)。基因表达载体由目的基因、启动子、终止

子、标记基因等组成。(2)题图显示:质粒上的M抗生素抗性基因和目的基因中都含有SmaⅠ

酶的识别和酶切位点,若使用SmaⅠ酶切割,会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因,