2020年高考生物一輪復(fù)習(xí) 核心素養(yǎng)提升練 四十一 選修 3.1 基因工程（含解析）.doc

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基因工程 (30分鐘　100分) 1.(8分)利用基因工程技術(shù)培育馬鈴薯新品種，目前已經(jīng)取得豐碩成果。請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題： (1)馬鈴薯易患多種疾病，導(dǎo)致其產(chǎn)量不高。通過(guò)導(dǎo)入抗病基因并使其表達(dá)可以提高馬鈴薯產(chǎn)量，基因工程中使用最多的抗病基因是_________和病毒的復(fù)制酶基因。 (2)馬鈴薯是雙子葉植物，常用___________法將目的基因?qū)腭R鈴薯受體細(xì)胞中。構(gòu)建好的基因表達(dá)載體基本結(jié)構(gòu)包括目的基因、標(biāo)記基因、_______、_______、_______五部分。 (3)科學(xué)家還培育出抗除草劑的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，其設(shè)計(jì)方法：修飾除草劑作用的靶蛋白，使其對(duì)除草劑_______(填“敏感”或“不敏感”)，或使靶蛋白過(guò)量表達(dá)，植物吸收除草劑后仍能___________。 (4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，還需對(duì)轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行_______________。 【解析】(1)在基因工程中，使用最多的抗病基因是病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶基因。(2)常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)腭R鈴薯等雙子葉植物的受體細(xì)胞中。構(gòu)建好的基因表達(dá)載體的基本結(jié)構(gòu)包括目的基因、標(biāo)記基因、終止子、啟動(dòng)子和復(fù)制原點(diǎn)五部分。(3)培育抗除草劑的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，需通過(guò)修飾使除草劑作用的靶蛋白對(duì)除草劑不敏感，或使靶蛋白過(guò)量表達(dá)，使植物吸收除草劑后仍能正常代謝。(4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，還需對(duì)轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行目的基因的檢測(cè)與鑒定。 答案：(1)病毒外殼蛋白基因 (2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化　啟動(dòng)子　終止子　復(fù)制原點(diǎn) (3)不敏感　正常代謝 (4)目的基因的檢測(cè)與鑒定 2.(10分)如圖表示從蘇云金芽孢桿菌分離出殺蟲晶體蛋白基因(簡(jiǎn)稱Bt基因)及形成轉(zhuǎn)基因抗蟲植物的圖解。請(qǐng)分析回答： (1)寫出b過(guò)程的表達(dá)式：________________________。 (2)人工合成目的基因的方法有：①_______________________； ②__________________________________________。 (3)將目的基因和載體(質(zhì)粒)結(jié)合的工具酶有_______酶和_______酶。 (4)科學(xué)家計(jì)劃從哺乳動(dòng)物的乳汁中提取某種抗體，應(yīng)將控制抗體合成的基因?qū)朐摲N動(dòng)物的________中，導(dǎo)入基因成功表達(dá)的標(biāo)志是____________________。 【解析】(1)Bt基因控制晶體蛋白的合成，需要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯兩個(gè)過(guò)程。 (2)人工合成目的基因，可以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，合成DNA單鏈，然后在DNA聚合酶的作用下，合成目的基因；在目的基因較為短小，且序列已知的前提下，可以直接用DNA合成儀合成。 (3)將目的基因和載體(質(zhì)粒)結(jié)合，需要用限制酶分別切割目的基因和質(zhì)粒，以形成相同的黏性末端，然后用DNA連接酶進(jìn)行連接。 (4)培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物應(yīng)以受精卵為受體細(xì)胞，培育成功的標(biāo)志是在動(dòng)物乳汁中檢測(cè)到特定抗體。 答案：(1)Bt基因mRNA原毒素(晶體蛋白) (2)①以目的基因的mRNA為模板反轉(zhuǎn)錄為單鏈DNA，然后在DNA聚合酶的作用下合成雙鏈DNA　②依照蛋白質(zhì)的氨基酸序列，通過(guò)密碼子推算出基因的堿基序列，然后直接合成目的基因 (3)限制性核酸內(nèi)切　DNA連接 (4)受精卵　動(dòng)物乳汁中含此種抗體 【加固訓(xùn)練】 　　歐洲哥廷根小型豬因其器官大小、結(jié)構(gòu)和生理特點(diǎn)等方面與人的器官極為相似，已經(jīng)成為國(guó)際上理想的異種器官移植的研究材料。目前，歐洲哥廷根小型豬作為糖尿病、心臟病、帕金森氏癥等重大人類疾病及新藥研究的動(dòng)物模型，也得到了全世界醫(yī)藥管理機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。 (1)異種器官移植到人體內(nèi)會(huì)發(fā)生________，從而使外源器官難以存活。為解決這一難題，必須設(shè)法除去醫(yī)用小型豬的________基因，或抑制該基因的________。 (2)向小型豬轉(zhuǎn)入外源基因時(shí)，其受體細(xì)胞通常是_______，導(dǎo)入方法是_______。 (3)要對(duì)轉(zhuǎn)基因成功的醫(yī)用小型豬進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，可采用的技術(shù)手段是_______。 (4)為了獲得該動(dòng)物，需將________基因與________基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，構(gòu)建基因表達(dá)載體。 【解析】(1)異種器官移植會(huì)引起人體發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。為解決此問(wèn)題，需除去小型豬體內(nèi)表達(dá)抗原的基因，或抑制該抗原基因的表達(dá)。(2)基因工程中常用的動(dòng)物受體細(xì)胞是受精卵，因?yàn)槭芫讶苄愿撸ǔ２捎蔑@微注射技術(shù)將目的基因?qū)胧芫选?3)對(duì)轉(zhuǎn)基因成功的小型豬擴(kuò)大培養(yǎng)，可采用克隆(核移植)技術(shù)。(4)獲得該種動(dòng)物需將藥用蛋白基因和乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起，構(gòu)建基因表達(dá)載體。 答案：(1)免疫排斥反應(yīng)　抗原決定　表達(dá) (2)受精卵　顯微注射技術(shù) (3)克隆(或“核移植”) (4)藥用蛋白　乳腺蛋白 3.(10分)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種單基因遺傳病，患者的血紅蛋白分子β-肽鏈第6位氨基酸谷氨酸被纈氨酸代替，導(dǎo)致功能異常?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)異常血紅蛋白的氨基酸序列改變的根本原因是編碼血紅蛋白基因的_______序列發(fā)生改變。 (2)將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉?xì)胞中，可以合成正常的血紅蛋白達(dá)到治療的目的。此操作_______(填“屬于”或“不屬于”)蛋白質(zhì)工程，理由是該操作____。 (3)用基因工程方法制備血紅蛋白時(shí)，可先提取早期紅細(xì)胞中的_________，以其作為模板，在_________酶的作用下反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。cDNA與載體需在限制酶和________酶的作用下，構(gòu)建基因表達(dá)載體，導(dǎo)入受體菌后進(jìn)行表達(dá)。 (4)檢測(cè)受體菌是否已合成血紅蛋白，可從受體菌中提取_______，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行_______雜交，若出現(xiàn)雜交帶，則表明該受體菌已合成血紅蛋白。 【解析】(1)編碼血紅蛋白的基因中因堿基對(duì)的替換導(dǎo)致編碼的氨基酸種類改變。(2)蛋白質(zhì)工程是通過(guò)基因修飾或基因合成，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造出新的蛋白質(zhì)。此操作不屬于蛋白質(zhì)工程。(3)因血紅蛋白基因只在早期紅細(xì)胞中表達(dá)，所以可從早期紅細(xì)胞中提取mRNA，以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。構(gòu)建基因表達(dá)載體需要限制酶和DNA連接酶。(4)目的基因是否表達(dá)可以通過(guò)從受體菌中提取蛋白質(zhì)，進(jìn)行抗原—抗體雜交實(shí)驗(yàn)加以判斷。 答案：(1)堿基對(duì)(或脫氧核苷酸) (2)不屬于　沒(méi)有對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造(或沒(méi)有對(duì)基因進(jìn)行修飾) (3)mRNA(或RNA)　逆轉(zhuǎn)錄　DNA連接 (4)蛋白質(zhì)　抗原—抗體 4.(11分)(2019貴陽(yáng)模擬)乙型肝炎病毒簡(jiǎn)稱乙肝病毒，是一種DNA病毒。科學(xué)家利用基因工程的方法將乙肝病毒的表面抗原H基因轉(zhuǎn)入某植物葉肉細(xì)胞中，從而獲得了能產(chǎn)生乙肝疫苗的植株。 (1)通過(guò)基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基因交流通常在_______(填“種間”或“種內(nèi)”)進(jìn)行，這是一種基于_______________(填“細(xì)胞水平”或“分子水平”或“個(gè)體水平”)的技術(shù)。 (2)質(zhì)粒能作為基因工程中的基因轉(zhuǎn)移載體，是因?yàn)樗黖_____________ ____________________(答兩點(diǎn))的特點(diǎn)。 (3)DNA分子經(jīng)限制酶切割可以產(chǎn)生黏性末端或平末端，_____________(填酶的名稱)只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間連接起來(lái)，而不能連接平末端。將H基因?qū)肴~肉細(xì)胞最常用的方法是_______________，該方法可以使目的基因插入細(xì)胞中_____________的DNA上。 (4)用該轉(zhuǎn)基因植物葉片飼喂家兔，如果在家兔血清中檢測(cè)到_____________，說(shuō)明轉(zhuǎn)基因植物疫苗可以口服。 【解析】(1)通過(guò)基因工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基因交流通常在種間進(jìn)行，是一種基于分子水平的技術(shù)。(2)質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、獨(dú)立于細(xì)菌擬核DNA之外，有自我復(fù)制能力，可在細(xì)菌細(xì)胞間轉(zhuǎn)移，具有多個(gè)限制酶的酶切位點(diǎn)，因此質(zhì)粒能作為基因工程中的基因轉(zhuǎn)移載體。(3)限制酶能識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，產(chǎn)生黏性末端或平末端。按來(lái)源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，即Ecoli DNA連接酶和T4DNA連接酶，其中Ecoli DNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端之間連接起來(lái)，不能連接平末端；而T4DNA連接酶可以連接黏性末端也可以連接平末端。將目的基因?qū)氩煌氖荏w細(xì)胞有不同的方法。導(dǎo)入植物細(xì)胞一般采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，該方法可以使目的基因插入細(xì)胞中染色體的DNA上。(4)用該轉(zhuǎn)基因植物葉片飼喂家兔，如果在家兔血清中檢測(cè)到抗乙肝病毒的抗體，則證明目的基因在受體細(xì)胞內(nèi)已成功表達(dá)，說(shuō)明轉(zhuǎn)基因植物疫苗可以口服。 答案：(1)種間　分子水平 (2)成分是DNA，有自我復(fù)制能力，可在細(xì)菌細(xì)胞間轉(zhuǎn)移，具有多個(gè)限制酶的酶切位點(diǎn) (3)EcoliDNA連接酶　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 染色體 (4)抗乙肝病毒的抗體 5.(10分)(2019綿陽(yáng)模擬)基因工程的應(yīng)用十分廣泛，利用此項(xiàng)技術(shù)可創(chuàng)造出更加符合人類需求的優(yōu)良品種或產(chǎn)品。如美洲擬鰈(是鰈科下的一種比目魚)的體液中存在抗凍蛋白，能夠降低魚的血液冰點(diǎn)?？茖W(xué)家按cDNA路線分離和克隆了抗凍蛋白基因，并將其導(dǎo)入番茄，獲得了抗凍的番茄品種。根據(jù)有關(guān)知識(shí)，回答下列問(wèn)題： (1)基因工程操作的核心步驟為_______________，以mRNA為材料可以獲得cDNA，其原理是_______________________________。 (2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞最常用的方法是_____________。 (3)構(gòu)建重組質(zhì)粒，需要限制性內(nèi)切酶切取目的基因、切割質(zhì)粒。限制性內(nèi)切酶Ⅰ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC—，限制性內(nèi)切酶Ⅱ的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—↓GATC—。在質(zhì)粒上有酶Ⅰ的一個(gè)切點(diǎn)，在目的基因的兩側(cè)各有1個(gè)酶Ⅱ的切點(diǎn)。在DNA連接酶的作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接？_________，理由是__________________________________。 (4)質(zhì)粒作為基因工程常用載體，必須具備的條件是____________________________(至少答2點(diǎn))。 【解析】(1)基因工程操作的基本步驟：目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)和表達(dá)。其中核心步驟為：基因表達(dá)載體的構(gòu)建；以mRNA為材料獲得cDNA，是逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，是以mRNA為模板在相關(guān)酶的作用下按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則合成cDNA。(2)目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法等，其中最常用的是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(3)分析可知，限制性內(nèi)切酶Ⅰ和限制性內(nèi)切酶Ⅱ切割形成的黏性末端相同，故在DNA連接酶的作用下， 這兩種限制酶切割后形成的黏性末端能連接。(4)作為基因工程的載體，必須有一個(gè)或多個(gè)限制酶的切割位點(diǎn)，以便目的基因可以插入載體上；必須具備自我復(fù)制的能力，或整合到受體染色體DNA上隨染色體DNA的復(fù)制而同步復(fù)制；必須帶有標(biāo)記基因，以便進(jìn)行重組后的篩選等。 答案：(1)基因表達(dá)載體的構(gòu)建　在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可以合成cDNA (2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 (3)能　由兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的 (4)能在宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并穩(wěn)定保存；具有多個(gè)限制酶的酶切位點(diǎn)有利于剪切 6.(10分)科學(xué)家從某細(xì)菌中提取抗鹽基因，轉(zhuǎn)入煙草并培育成轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草。如圖是轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的培育過(guò)程，含目的基因的DNA和質(zhì)粒上的箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題： (1)在該過(guò)程中，研究人員首先獲取了抗鹽基因(目的基因)，并采用_______技術(shù)對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，該技術(shù)需要的條件是_______、酶、原料、模板，該技術(shù)必須用___________酶；然后構(gòu)建基因表達(dá)載體，基因表達(dá)載體中除了具有目的基因、啟動(dòng)子和終止子之外，還需具有_________等。 (2)用圖中的質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，不能使用SmaⅠ切割，原因是____。圖中①②過(guò)程為防止質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化，應(yīng)選用___________對(duì)外源DNA、質(zhì)粒進(jìn)行切割。 (3)為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的_______作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)，又要在個(gè)體水平上鑒定，后者具體過(guò)程是__________________________________。 【解析】(1)由題意可知：抗鹽基因?qū)儆谀康幕颍刹捎肞CR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)擴(kuò)增目的基因，該技術(shù)需要的條件是引物、酶、原料、模板；利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)，必須用熱穩(wěn)定DNA聚合酶(或Taq酶)?；虮磉_(dá)載體由目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等組成。(2)題圖顯示：質(zhì)粒上的M抗生素抗性基因和目的基因中都含有SmaⅠ的識(shí)別和切割位點(diǎn)，若使用SmaⅠ切割，會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因，因此不能使用SmaⅠ切割?？果}基因(或目的基因)的兩側(cè)都有EcoRⅠ的識(shí)別和切割位點(diǎn)，因此用EcoRⅠ切割目的基因會(huì)出現(xiàn)自身環(huán)化；BamHⅠ和HindⅢ識(shí)別和切割位點(diǎn)分別位于目的基因的兩側(cè)，而且質(zhì)粒中也有相應(yīng)的酶切位點(diǎn)，因此用BamHⅠ和HindⅢ同時(shí)進(jìn)行酶切，才能完整地切下該抗鹽基因，同時(shí)保證目的基因與質(zhì)粒的連接方式的唯一性，防止質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化。(3)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，在分子水平上進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，要用放射性同位素標(biāo)記的抗鹽基因(或目的基因)作探針進(jìn)行分子雜交檢測(cè)；在個(gè)體水平上進(jìn)行鑒定時(shí)，可將培養(yǎng)的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中，觀察該煙草植株的生長(zhǎng)狀態(tài)。 答案：(1)PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))　引物 熱穩(wěn)定性DNA聚合(或Taq)　標(biāo)記基因 (2)SmaⅠ會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因　BamHⅠ和HindⅢ (3)抗鹽基因(或目的基因)　將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中，觀察該煙草植株的生長(zhǎng)狀態(tài) 7.(11分)(2016江蘇高考節(jié)選)下表是幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2中標(biāo)注了相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)，其中切割位點(diǎn)相同的酶不重復(fù)標(biāo)注。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 　(1)用圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，應(yīng)選用__________________兩種限制酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過(guò)________酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴(kuò)增重組質(zhì)粒，需將其轉(zhuǎn)入處于___________態(tài)的大腸桿菌。 (2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加_____________，平板上長(zhǎng)出的菌落，常用PCR鑒定，所用的引物組成為圖2中____________________。 (3)若BamHⅠ酶切的DNA末端與BclⅠ酶切的DNA末端連接，連接部位的6個(gè)堿基對(duì)序列為_________，對(duì)于該部位，這兩種酶_________________(填“都能”“都不能”或“只有一種能”)切開。 【解題指南】解答本題需要注意兩方面： (1)從表格中分析各種限制酶的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)。 (2)構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)選擇的限制酶不能將質(zhì)粒上的標(biāo)記基因全部破壞。 【解析】(1)從圖2中看出，目的基因的兩側(cè)含有4種限制酶的切點(diǎn)，但是質(zhì)粒的兩個(gè)標(biāo)記基因中都含有BamHⅠ的切點(diǎn)，因此不能用BamHⅠ切割質(zhì)粒，只能用BclⅠ和HindⅢ限制酶來(lái)切割目的基因和質(zhì)粒。酶切后的載體和目的基因片段，通過(guò)DNA連接酶作用后獲得重組質(zhì)粒。如果將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入大腸桿菌，需要先用CaCl2處理大腸桿菌，使其處于能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)。 (2)重組質(zhì)粒中只含有四環(huán)素抗性基因這一個(gè)標(biāo)記基因，為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素，凡是能在平板上長(zhǎng)出的菌落，就是含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌。如果用PCR擴(kuò)增目的基因，所用的引物為圖2中引物甲和引物丙，因?yàn)檫@兩個(gè)引物與模板鏈結(jié)合后能完成目的基因的復(fù)制。 (3)BamHⅠ酶切的DNA末端是，BclⅠ酶切的DNA末端是那么連接后連接部位的6個(gè)堿基對(duì)序列為對(duì)于該部位，這兩種酶都不能切開，因?yàn)檫B接以后的堿基序列中沒(méi)有BamH Ⅰ和Bcl Ⅰ能識(shí)別的酶切位點(diǎn)。 答案：(1)BclⅠ和HindⅢ　(DNA)連接　感受 (2)四環(huán)素　引物甲和引物丙 (3) 都不能 1.(15分)(2017全國(guó)卷Ⅱ)幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過(guò)基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強(qiáng)其抗真菌病的能力。回答下列問(wèn)題： (1)在進(jìn)行基因工程操作時(shí)，若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA，常選用嫩葉而不選用老葉作為實(shí)驗(yàn)材料，原因是____________________________。提取RNA時(shí)，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是_______________________。 (2)以mRNA為材料可以獲得cDNA，其原理是______________________。 (3)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，原因是__________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。 (4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí)，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是____________________。 (5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒(méi)有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是_______________ ___________________。 【解析】(1)嫩葉相對(duì)于老葉，細(xì)胞壁較薄，較易破碎，容易提取幾丁質(zhì)酶的mRNA；由于RNA酶可降解RNA，提取RNA時(shí)，提取液中應(yīng)添加RNA酶抑制劑，以防止所提取的RNA降解。 (2)以mRNA為模板、4種脫氧核苷酸為原料，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，mRNA可通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA。 (3)目的基因中缺乏復(fù)制原點(diǎn)、啟動(dòng)子等，而質(zhì)粒載體中含有，為了使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，應(yīng)將目的基因與質(zhì)粒載體形成重組質(zhì)粒，導(dǎo)入受體細(xì)胞。 (4)DNA連接酶可將同種限制酶切割產(chǎn)生的末端連接起來(lái)，恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。 (5)幾丁質(zhì)酶基因整合到植物基因組中，但植物抗真菌病的能力沒(méi)有提高，說(shuō)明幾丁質(zhì)酶基因在植物細(xì)胞中未表達(dá)。依據(jù)中心法則可知，基因表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過(guò)程，可能是目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯過(guò)程異常導(dǎo)致目的基因在受體細(xì)胞中未表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致植物抗真菌病的能力沒(méi)有提高。 答案：(1)嫩葉組織細(xì)胞易破碎　防止RNA降解 (2)在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則可以合成cDNA (3)目的基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn)；目的基因無(wú)表達(dá)所需的啟動(dòng)子　(4)磷酸二酯鍵 (5)目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常 【加固訓(xùn)練】 　　啟動(dòng)子探針型載體是一種有效、經(jīng)濟(jì)、快速分離基因啟動(dòng)子的工具型載體，其結(jié)構(gòu)如圖所示，據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)限制性核酸內(nèi)切酶的作用特點(diǎn)是_______________________。 (2)將切割產(chǎn)生的DNA片段群體與無(wú)啟動(dòng)子的探針載體重組，需要用_______。 (3)若把重組混合物轉(zhuǎn)化給大腸桿菌，為提高轉(zhuǎn)化效率，常用的方法是_______。 (4)若插入片段中所含的編碼區(qū)序列的堿基對(duì)數(shù)目不能被3整除，報(bào)告基因能否正常表達(dá)？為什么？ _________________________________________________________ _________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (5)若克隆位點(diǎn)插入了啟動(dòng)子序列，且其中不含編碼區(qū)序列，但報(bào)告基因仍不能正常表達(dá)，可能的原因是______________________________________ _____________________________________________________________。 【解析】本題主要考查基因工程的工具和操作方法。 (1)限制性核酸內(nèi)切酶具有酶的專一性，能識(shí)別并切割特定的脫氧核苷酸序列。 (2)將切割產(chǎn)生的DNA片段群體與無(wú)啟動(dòng)子的探針載體重組，可以用DNA連接酶連接二者之間的黏性末端。 (3)Ca2+可以增大細(xì)胞壁的通透性，提高轉(zhuǎn)化效率。 (4)mRNA中相鄰的三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，若插入片段中所含的編碼區(qū)序列的堿基對(duì)數(shù)目不能被3整除，則與之相連的報(bào)告基因不能編碼出正確的氨基酸序列，即不能正常表達(dá)。 (5)啟動(dòng)子插入克隆位點(diǎn)時(shí)有兩種插入方向，若插入方向錯(cuò)誤，則報(bào)告基因不能正常表達(dá)。 答案：(1)識(shí)別并切割特定的脫氧核苷酸序列 (2)DNA連接酶　(3)用Ca2+處理 (4)不能。mRNA中相鄰的三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，若插入片段中所含的編碼區(qū)序列的堿基對(duì)數(shù)目不能被3整除，則報(bào)告基因不能編碼出正確的氨基酸序列 (5)啟動(dòng)子插入方向不正確 2.(15分)(2019大同模擬)Bt基因是從蘇云金芽孢桿菌中分離出來(lái)的抗蟲基因，因其表達(dá)產(chǎn)物Bt毒蛋白殺蟲效果好、安全、高效等優(yōu)點(diǎn)而成為應(yīng)用最為廣泛的轉(zhuǎn)殺蟲基因。如圖為培育轉(zhuǎn)Bt基因苗的基本操作過(guò)程。 (1)Bt基因可從構(gòu)建的Bt基因組文庫(kù)中獲取，也可以從其cDNA文庫(kù)中獲取，從前者獲取的基因________(填“含有”或“不含有”)啟動(dòng)子。若利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Bt基因，此過(guò)程中Taq酶所起的作用是________。 (2)步驟Ⅳ中產(chǎn)生的細(xì)胞團(tuán)稱為________，步驟Ⅳ和Ⅴ過(guò)程要注意控制培養(yǎng)基中________的濃度和用量比例，以便獲得幼苗。 (3)我國(guó)西北的一些地區(qū)年降雨量很小，只適宜種植少數(shù)的草本植物，但卻被硬性規(guī)定種植轉(zhuǎn)Bt基因的植物，結(jié)果造成減產(chǎn)。這個(gè)案例主要違背了生態(tài)工程的_______原理。 (4)蛋白質(zhì)工程也被稱為________，其基本途徑是從________出發(fā)，通過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，進(jìn)而找到相對(duì)應(yīng)的________，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定。 【解析】(1)Bt基因組文庫(kù)包括蘇云金芽孢桿菌的全部基因，是包含啟動(dòng)子的。若利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Bt基因，Taq酶能夠保證在高溫條件下從引物起始進(jìn)行DNA子鏈的合成。 (2)步驟Ⅳ在適宜培養(yǎng)基中誘導(dǎo)外植體脫分化形成愈傷組織，圖示中的細(xì)胞團(tuán)稱為愈傷組織。步驟Ⅳ和Ⅴ過(guò)程分別是脫分化和再分化的過(guò)程，需要注意控制培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的濃度和用量比例，以便獲得幼苗。 (3)生態(tài)工程的原理包括物質(zhì)循環(huán)再生原理、物種多樣性原理、協(xié)調(diào)與平衡原理、整體性原理、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理。我國(guó)西北的一些地區(qū)不適合種植轉(zhuǎn)Bt基因的植物，卻被硬性規(guī)定種植，結(jié)果造成減產(chǎn)的案例主要違背了生態(tài)工程的協(xié)調(diào)與平衡原理。 (4)由于蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，在技術(shù)方面有很多同基因工程技術(shù)相似的地方，因此也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列，進(jìn)而找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定。 答案：(1)含有　保證在高溫條件下從引物起始進(jìn)行DNA子鏈的合成 (2)愈傷組織　生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素 (3)協(xié)調(diào)與平衡 (4)第二代基因工程　預(yù)期的蛋白質(zhì)功能　脫氧核苷酸序列