【生物】2019届一轮复习人教版专题79基因工程教案

【生物】2019届一轮复习人教版专题79基因工程教案

‎1．基因工程的概念 ‎（1）供体：提供目的基因。‎ ‎（2）操作环境：体外。‎ ‎（3）操作水平：分子水平。‎ ‎（4）原理：基因重组。‎ ‎（5）受体：表达目的基因。‎ ‎（6）本质：性状在受体体内的表达。‎ ‎（7）优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传性状。‎ ‎2．DNA重组技术的基本工具 ‎（1）限制性核酸内切酶(简称：限制酶)‎ ‎①来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。‎ ‎②作用：识别特定的核苷酸序列并切开特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。‎ ‎③结果：产生黏性末端或平末端。‎ ‎（2）DNA连接酶 ‎①种类：按来源可分为E·coli DNA连接酶和T4DNA连接酶。‎ ‎②作用：将双链DNA片段“缝合”起来，恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。‎ ‎③DNA连接酶和限制酶的关系 ‎（3）载体 ‎①种类：质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。‎ ‎②质粒的特点 考向一 限制性核酸内切酶、DNA连接酶等酶的作用 ‎1．如图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是 A．①②③④ B．①②④③‎ C．①④②③ D．①④③②‎ ‎【参考答案】C 解题技巧 确定限制酶的种类 ‎（1）根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类 ‎①应选择切点位于目的基因两端的限制酶，如图甲可选择PstⅠ。‎ ‎②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶，如图甲不能选择SmaⅠ。‎ ‎③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接，也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒，如图甲也可选择用PstⅠ和EcoRⅠ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点)。‎ ‎（2）根据质粒的特点确定限制酶的种类 ‎①所选限制酶要与切割目的基因的限制酶相一致，以确保具有相同的黏性末端。‎ ‎②质粒作为载体必须具备标记基因等，所以所选择的限制酶尽量不要破坏这些结构，如图乙中限制酶SmaⅠ会破坏标记基因；如果所选酶的切点不止一个，则切割重组后可能会丢失某些片段，若丢失的片段含复制起点区，则切割重组后的片段进入受体细胞后不能自主复制。‎ ‎2．若要利用某目的基因(见图甲)和P1噬菌体载体(见图乙)构建重组DNA(见图丙)，限制性核酸内切酶的酶切位点分别是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是 A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体 B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体 C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体 D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体 ‎【答案】D ‎【解析】解答本题的关键是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌体载体，构建的重组DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移动方向才一定与图丙相同。学%科网 考向二 载体的作用及特点分析 ‎3．下列关于载体的叙述中，错误的是 A．载体与目的基因结合后，实质上就是一个重组DNA分子 B．对某种限制酶而言，载体最好只有一个切点，但还要有其他多种酶的切点 C．目前常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物和动植物病毒 D．载体具有某些标记基因，便于对其进行切割 ‎【参考答案】D 技法提炼 载体上标记基因的标记原理 载体上的标记基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要转入的受体细胞没有抵抗相关抗生素的能力。当含有抗生素抗性基因的载体进入受体细胞后，抗性基因在受体细胞内表达，使受体细胞能够抵抗相应抗生素，所以在受体细胞的培养体系中加入该种抗生素就可以只保留转入载体的受体细胞，原理如下图所示：‎ ‎4．如图是表达新基因用的质粒的示意图，若要将目的基因插入到质粒上的A处，则切割基因时可用的是 A．HindⅢ B．EcoRⅠ C．EcoB D．PstⅠ ‎【答案】C ‎1．下列关于基因工程的叙述，错误的是 A．基因工程的生物学原理是基因重组 B．通过基因工程技术能够定向改造生物的遗传性状 C．整个过程都在细胞外进行 D．基因工程属于分子水平的操作 ‎2．下列关于酶功能的叙述正确的是 A．DNA聚合酶与RNA聚合酶催化的底物都是游离的脱氧核苷酸 B．DNA连接酶能将游离的脱氧核苷酸逐一连接起来，形成一个完整的DNA分子 C．基因工程整个过程与RNA聚合酶无关 D．限制性核酸内切酶和DNA水解酶都能断裂磷酸二酯键 ‎3．在基因工程的操作中，为了防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，选择的原则是 ‎①质粒内，每种限制酶只有一个切割位点 ‎②目的基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割位点 ‎③酶切后，目的基因形成的两个黏性末端序列不相同 ‎④酶切后，质粒形成的两个黏性末端序列相同 A．①③ B．①④ C．②③‎ D．②④‎ ‎4．若某种限制性核酸内切酶的识别序列是CCTAGG，它在A和G之间切断DNA。下图表示用该酶处理某基因后产生的片段。下列有关叙述正确的是 A．该正常基因中有4个CCTAGG序列 B．产生的DNA片段可用核糖核酸连接酶连接起来 C．用该酶处理得到图示基因片段要水解3个磷酸二酯键 D．若该基因某处有一个CCTAGC突变为CCTAGG，用该酶处理后将产生5个片段 ‎5．关于下图所示黏性末端的叙述中，正确的是 A．①与③由相同限制酶切割产生 B．DNA连接酶可催化①与③的拼接 C．经酶切形成④需要脱去2个水分子 D．①~④中的化学键均为相同化学键 ‎6．一环状DNA分子，设其长度为1。限制性内切酶A在其上的切点位于0.0处；限制性内切酶B在其上的切点位于0.3处；限制性内切酶C的切点未知。但C单独切或与A或B同时切的结果如下表，请确定C在该环形DNA分子的切点应位于图中的 A．0.2和0.4处 B．0.4和0.6处 C．0.5和0.7处 D．0.6和0.9处 ‎7．如图为四种限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ和BglⅡ的识别序列。它们切割出来的DNA黏性末端可以互补配对的是 A．BamHⅠ和EcoRⅠ B．BamHⅠ和HindⅢ C．BamHⅠ和BglⅡ D．EcoRⅠ和HindⅢ[]‎ ‎8．质粒是基因工程最常用的运载体，下列有关质粒的说法错误的是 A．质粒不仅存在于细菌中，某些病毒也具有 B．根瘤菌、圆褐固氮菌的固氮基因存在于质粒上 C．质粒为小型环状DNA分子，存在于核(区)外的细胞质基质中 D．质粒能够在宿主细胞中稳定保存，并在宿主细胞内复制 ‎9．科学家常选用的细菌质粒往往带有一个抗菌素抗性基因，该抗性基因的主要作用是 A．提高受体细胞在自然环境中的耐热性 B．有利于检测目的基因是否导入受体细胞 C．增加质粒分子的相对分子质量 D．便于与外源基因连接[]‎ ‎10．通过DNA重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质。下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“手术刀”能识别的序列和切点是—G↓GATCC—，请回答下列问题。‎ ‎（1）从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因的酶是________，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是__________________。‎ ‎（2）请写出质粒被切割形成黏性末端的过程。‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎（3）人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_______________________________，“插入”时用的工具是________，其种类有_____________________________________________。‎ ‎11．（2017·新课标Ⅰ卷）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：学&科网[]‎ ‎（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_________________________。‎ ‎1．【答案】C ‎2．【答案】D ‎【解析】DNA聚合酶与RNA聚合酶催化的底物分别是游离的脱氧核苷酸和游离的核糖核苷酸，A错误；DNA聚合酶能将游离的脱氧核苷酸逐一连接起来，形成一个完整的DNA分子，B错误；目的基因的转录需要用到RNA聚合酶，C错误；限制性核酸内切酶和DNA水解酶都能断裂磷酸二酯键，D正确。‎ ‎3．【答案】A ‎【解析】为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，则质粒内每种限制酶只有一个切割位点，①正确；目的基因编码蛋白质的序列中，没有限制酶的识别序列和切割位点，②错误；为防止酶切产物自身环化，酶切后目的基因和质粒形成的两个黏性末端序列均不相同，③正确、④错误。故选A。‎ ‎4．【答案】D ‎【解析】由图可知，该基因经酶切后形成4个DNA片段，因此该正常基因中有3个CCTAGG序列，A错误；产生的DNA片段可用DNA连接酶连接起来，B错误；DNA分子是两条链，用该酶处理得到图示基因片段要水解6个磷酸二酯键，C错误；若该基因某处有一个CCTAGC突变为CCTAGG，则有4个切点，用该酶处理后将产生5个片段，D正确。‎ ‎5．【答案】B 键有氢键和磷酸二酯键，D错误。‎ ‎6．【答案】A ‎【解析】依图中所示，限制酶C单切的切割位点有两个，又由C与A同切且A的切点位于0.0处知C的切割位点为0.8、0.6或0.2、0.4或0.2、0.8，又由C与B同切且B的切点位于0.3处知C的切割位点为0.2、0.4或0.2、0.1或0.4、0.5，所以C的切割位点为0.2、0.4，A正确。‎ ‎7．【答案】C ‎【解析】BamHⅠ和EcoRⅠ切割形成的末端依次是-CTAG、-TTAA，可见两者不互补配对，A错误；BamHⅠ和HindⅢ切割形成的末端依次是-CTAG、-TCGA，可见两者不互补配对，B错误；BamHⅠ和BglⅡ切割形成的末端依次是-CTAG、-CTAG，可见两者互补配对，C正确；EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端依次是-TTAA、-TCGA，可见两者不互补配对，D错误。‎ ‎8．【答案】A ‎【解析】质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是存在于核(区)外的细胞质基质中、能够自主复制的小型的环状DNA分子，质粒不存在于病毒中，A错误，C正确；根瘤菌、圆褐固氮菌的固氮基因存在于质粒上，B正确；质粒能够在宿主细胞中稳定保存并在宿主细胞内大量复制，D正确。‎ ‎9．【答案】B ‎【解析】抗菌素抗性基因的作用是作为标记基因，可鉴别受体细胞中是否含有目的基因，故选B。‎ ‎10．【答案】（1）限制酶 DNA连接酶 ‎（2）‎ ‎（3）基因的结构是相同的 载体 质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物 ‎【解析】（1）限制酶可以识别并切割特定的脱氧核苷酸序列，可用于从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因。“切下”的羊蛋白质基因，使用DNA连接酶将其与载体缝合，然后“插入”到羊的染色体中。（2）图示的限制酶识别的序列为—GGATCC—，并且在G与G之间切开，因此形成的黏性末端为反向重复的，其过程见答案。（3）羊的染色体的主要成分是DNA和蛋白质，其中DNA上的基因与人体蛋白质基因的结构是相同的，因此人体蛋白质基因能“插入”到羊的染色体内。“插入”时用的工具是载体，其种类有质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物等。‎ ‎11．【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 实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，证明了生物的遗传物质是DNA，还为基因工程理论的建立提供了启示，这一启示是DNA可以从一种生物转移到另一种生物个体。‎