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　考點(diǎn)1 DNA重組技術(shù)的基本工具

　　例1.基因工程要用到的操作工具——限制性核酸內(nèi)切酶，主要存在于原核生物中，一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子，這體現(xiàn)了酶的    （      ）

A.高效性    B．具有多樣性    C.專一性    D．催化活性受外界條件影響

　　解析：酶具有特性之一是具有專一性，它是指一種酶只能催化一種或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且能在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子，這顯然體現(xiàn)了酶的專一性。

　　答案：C

　　例2.如圖為DNA分子的切割和連接過(guò)程：

　　（1）EcoRl是一種    酶，其識(shí)別序列是          ，切割點(diǎn)是    與      之間的            鍵。切割結(jié)果產(chǎn)生的DNA片段末端形式為            。

　�。�2）不同來(lái)源DNA片段結(jié)合，在這里需要的酶應(yīng)是                    連接酶，此酶是通過(guò)在          與           之間形成           鍵，而起“縫合”作用的。還有一種連接平末端的連接酶是                。   

　　解析：本題考查DNA限制酶和DNA連接酶的有關(guān)知識(shí)。從圖中可看出EcoRⅠ限制酶可將DNA片段切割，應(yīng)為限制酶，其識(shí)別序列是GAATTC，切點(diǎn)在G與A之間的磷酸二酯鍵，切割后產(chǎn)生的是黏性末端。DNA連接酶可將不同來(lái)源的DNA片段結(jié)合，由圖中可看出，此酶是通過(guò)在G與A之間形成磷酸二酯鍵的形式連接兩片段，連接的黏性末端，對(duì)應(yīng)前面的EcoRⅠ限制酶，此酶應(yīng)為 EcoRⅠDNA連接酶，T4DNA連接酶可連接平末端。

　　答案：（1）限制性核酸內(nèi)切   GAATTC   鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸    腺嘌呤脫氧核苷酸 磷酸二酯 黏性末端 （2）E·coli DNA    鳥(niǎo)嘌呤脫氧核苷酸    腺嘌呤脫氧核苷酸    磷酸二酯 T4DNA連接酶 

　　考點(diǎn)2 基因工程的基本操作步驟

　　例3.下列關(guān)于基因工程的敘述，正確的是 （    ） 

　　A.基因工程常以抗菌素抗性基因作為目的基因

　　B.細(xì)菌質(zhì)粒是基因工程最常用的載體

　　C.通常用一種限制酶處理含目的基因的DNA，用另一種處理運(yùn)載體DNA

　　D.選擇目的基因——人胰島素基因時(shí)只能從胰島B細(xì)胞中選取

　　解析：基因工程常以抗菌素抗性基因作為標(biāo)記基因而不是目的基因；基因工程在實(shí)際操作中一定要注意用同一種限制酶來(lái)處理目的基因DNA和載體DNA，使它們產(chǎn)生相同的黏性末端；人胰島素基因在所有細(xì)胞中均存在，只是在胰島8細(xì)胞中能夠表達(dá)，所以理論上在所有細(xì)胞中均可以提取，但是，由于只在胰島8細(xì)胞中能夠表達(dá)，所以在該細(xì)胞中較容易通過(guò)直接分離或人工合成法獲得。

　　答案：B

　　例4.下列不屬于基因工程中獲取目的基因的方法的是    （    ）

　A.利用DNA合成儀人工直接進(jìn)行合成

　B.利用PCR技術(shù)擴(kuò)增實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)

　C.利用限制酶在受體細(xì)胞中獲得

　D.從基因文庫(kù)中獲取

　　解析：獲取目的基因的常用方法有直接分離法和人工合成法。目前常用的方法主要有以下幾種：從基因文庫(kù)中獲取目的基因；利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因；通過(guò)DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成等等。直接分離法主要是利用限制酶在供體細(xì)胞中對(duì)DNA分子進(jìn)行切割，然后再利用特定的方法進(jìn)行篩選即可獲得。

　　答案：C

　　例5.下列技術(shù)依據(jù)DNA分子雜交原理的是    （    ）

    ①觀察DNA在細(xì)胞中的分布 ②檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入細(xì)胞 ③檢測(cè)目的基因是否完全轉(zhuǎn)錄并翻譯 ④檢測(cè)目的基因是否進(jìn)行轉(zhuǎn)錄

 A.②③    B.①③    C.②④    D.①④

　　解析：觀察DNA在細(xì)胞中的分布基本方法是利用甲基綠對(duì)細(xì)胞中的DNA分子進(jìn)行染色，再利用顯微鏡進(jìn)行觀察目的基因是否導(dǎo)入以及是否轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的RNA，一般是利用放射性同位素做標(biāo)記（標(biāo)記目的基因），利用DNA分子雜交原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。最后檢測(cè)目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)方法很多，一般是利用抗原—抗體雜交的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

　　答案：C

　　例6.采用基因工程的方法培育抗蟲(chóng)棉，下列導(dǎo)人目的基因的做法正確的是 （ ）  

 　�、賹⒍舅氐鞍鬃⑸涞矫奘芫�卵中 ②將編碼毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中 

　�、蹖⒕幋a毒素蛋白的DNA序列，與質(zhì)粒重組導(dǎo)入細(xì)菌，用該細(xì)菌感染棉的體細(xì)胞，再進(jìn)行組織培養(yǎng) ④將編碼毒素蛋白的DNA序列，與細(xì)菌質(zhì)粒重組，注射到棉的子房并進(jìn)入受精卵

 A．①②    B．②③    C．③④ D．①④

　　解析：基因工程一般要經(jīng)歷四個(gè)步驟；獲取目的基因、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞和目的基因的檢測(cè)和鑒定。所以在導(dǎo)人目的基因前，首先要獲得目的基因即本題中的編碼毒素蛋白的DNA序列，然后要將目的基因與運(yùn)載體結(jié)合即與細(xì)菌質(zhì)粒重組。完成上述兩步以后才將目的基因?qū)�人受體細(xì)胞即棉的體細(xì)胞或受精卵，目的基因?qū)�人受體細(xì)胞后，可隨受體細(xì)胞的繁殖而復(fù)制，所以上述③④操作是正確的。①將毒素蛋白注射到棉受精卵； 中，并沒(méi)有獲得目的基因，②將編碼毒素蛋白的DNA序列，注射到棉受精卵中沒(méi)有將目的基因與受體細(xì)胞結(jié)合，所以①②是錯(cuò)誤的操作。

　　答案：C

　　例7.下圖表示基因工程中基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程，據(jù)圖分析下列問(wèn)題：

　　（1）從圖中可看出，切割質(zhì)粒和目的基因的限制酶是                      。

　�。�2）插入的目的基因只是結(jié)構(gòu)基因部分，其表達(dá)還需要調(diào)控序列，因而用作載體的質(zhì)粒插入部位前須有                    ，后須有                              。

　　（3）在圖中右邊的方框內(nèi)畫出甲、乙拼接后形成的重組質(zhì)粒。 

　　解析：（1）切割質(zhì)粒和目的基因必須使用同一種限制酶，由圖中堿基序列為GAATTC可知，使用的限制酶為EcoRⅠ限制酶。（2）一個(gè)完整的基因表達(dá)載體應(yīng)包括目的基因、標(biāo)記基N和啟動(dòng)子、終止子等，啟動(dòng)子和終止子是基因表達(dá)的調(diào)控序列。（3）按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，將切割后的目的基N和質(zhì)粒連接即可。

答案：（1）EcoRⅠ限制酶（2）啟動(dòng)子 終止子

　　考點(diǎn)3 基因工程的應(yīng)用

　　例8.2003年在中國(guó)大地上最慘烈的事件就是“非典”侵襲、肆虐著人體的健康，奪取了許多人寶貴的生命。醫(yī)院人滿為患，“非典”與“發(fā)熱”、“疑似”混雜在一起，讓醫(yī)生難以區(qū)分。我國(guó)科學(xué)工作者日夜奮戰(zhàn)，利用基因工程迅速研制出“非典”診斷盒。其作用機(jī)理是    （   ）

　A.治療“非典”利用的是抗原—抗體反應(yīng)

 　B.診斷“非典”利用的是DNA分子雜交原理

　C.診斷“非典”利用的是抗原—抗體反應(yīng)

　D.治療“非典”利用的是DNA分子雜交原理

　　解析：“非典”系由于“非典”病毒所致，其診斷過(guò)程是利用了DNA分子雜交原理，應(yīng)用“非典”病毒的RNA進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄，可得到DNA探針，再利用DNA探針對(duì)血液中的非典”病毒進(jìn)行診斷；治療“非典”利用的是抗原一抗體反應(yīng)，“非典”病毒屬于抗原，可引起機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。

　　答案：B

　　例9.利用動(dòng)物乳腺生產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)稱為動(dòng)物乳腺反應(yīng)器技術(shù)。2005年我省青島“嶗山奶山羊乳腺生物反應(yīng)器的研制”項(xiàng)目通過(guò)鑒定，該項(xiàng)目生產(chǎn)的藥用蛋白具有表達(dá)效率高、成本低、安全性高、易于分離純化的優(yōu)點(diǎn)，可產(chǎn)生乙肝表面抗原及抗凝血酶Ⅲ等醫(yī)藥產(chǎn)品，造福人類健康。下圖為利用生物技術(shù)獲得生物這一新品種和抗蟲(chóng)棉的過(guò)程，據(jù)圖回答：

　　⑴在基因工程中，A表示              ，如果直接從蘇云金桿菌中獲得抗蟲(chóng)基因，①過(guò)程使用的酶區(qū)別于其他酶的特點(diǎn)是            ，B表示                  。

　�、圃谘芯窟^(guò)程中，研究人員首先從相關(guān)基因組中獲取了目的基因，并采用____     技術(shù)對(duì)目的基因進(jìn)行了擴(kuò)增，然后將目的基因與質(zhì)粒等載體組合形成了重組載體。在重組載體的構(gòu)建過(guò)程中需要的工具酶有______________________________。

　　⑶基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心，一個(gè)完整的基因表達(dá)載體至少包括哪些部分?                。

　�、葘⒛康幕�因?qū)�入受體細(xì)胞的過(guò)程中，在③過(guò)程中一般是采用          方法，在②過(guò)程中一般采用               方法，受體細(xì)胞一般是                  。

　�、捎捎谵D(zhuǎn)基因表達(dá)產(chǎn)物存在于山羊的乳汁中，檢測(cè)其體內(nèi)是否出現(xiàn)藥用蛋白，在分子水平上的檢測(cè)方法及結(jié)果是什么?                                                    。

　�、室�確定目的的基因（抗蟲(chóng)基因）導(dǎo)入棉花細(xì)胞后，是否能穩(wěn)定遺傳并表達(dá)，需進(jìn)行檢測(cè)和鑒定工作，請(qǐng)寫出在個(gè)體水平上的鑒定過(guò)程：                                  。

　　解析：主要考查基因工程的工具、步驟和應(yīng)用�；�因工程的工具有限制酶、DNA連接酶、運(yùn)載體等，其中限制酶具有專一性：一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切點(diǎn)上切割DNA分子�；�因工程包括四個(gè)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)�入受體細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。目的基因的獲取一般有3種途徑：從基因文庫(kù)中獲取目的基因；利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因；通過(guò)DNA合成儀用化學(xué)方法直接人工合成。一個(gè)完整的基因表達(dá)載體至少包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等部分�；�因基因的檢測(cè)與鑒定有四種方法：采用DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA上是否插入了目的基因，檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定（進(jìn)行抗蟲(chóng)或抗病的接種實(shí)驗(yàn)）。

　　答案：⑴目的基因    一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并且在特定的位點(diǎn)上切割DNA分子 重組DNA ⑵PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）  限制酶、DNA連接酶⑶一個(gè)完整的基因表達(dá)載體至少包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等部分。⑷農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 顯微注射技術(shù) 受精卵⑸從轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中提取蛋白質(zhì)，用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原—抗體雜交 如果出現(xiàn)雜交帶，表明奶牛中出現(xiàn)了抗原蛋白；如果不出現(xiàn)雜交帶，表明奶牛中未出現(xiàn)抗原蛋白。⑹讓害蟲(chóng)吞食轉(zhuǎn)基棉花的葉子，觀察害蟲(chóng)的存活情況，以確定其是否具有抗蟲(chóng)性狀

　　考點(diǎn)4 蛋白質(zhì)工程

　　例10.蛋白質(zhì)工程中直接需要進(jìn)行操作的對(duì)象是（ ）

　A.氨基酸結(jié)構(gòu) B.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu) C.肽鏈結(jié)構(gòu) D.基因結(jié)構(gòu)

　　解析：蛋白質(zhì)工程是以基因工程為基礎(chǔ)的。基因決定蛋白質(zhì)，要對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，最終還必須通過(guò)改變基因結(jié)構(gòu)來(lái)完成。

　　答案：D