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第2節(jié) 基因工程及其應(yīng)用 課標(biāo)要求 1. 了解基因工程的基本原理和基本步驟； 2. 能夠體會(huì)基因工程在工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品的應(yīng)用； 3. 關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性； 4. 比較多種育種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用推廣。 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系 1．基因工程的基本原理：基因工程也叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)，即按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾和改造，然后放到另外一種生物細(xì)胞中，定向改造生物的遺傳性狀。所以基因工程也是一種基因重組。 2．基因工程的基本工具 a.基因的“剪刀”：限制性內(nèi)切酶。 特點(diǎn)：一種限制性內(nèi)切酶只能識(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。 作用對(duì)象：磷酸二酯鍵。 結(jié)果：產(chǎn)生黏性末端。 b.基因的“針線”：DNA連接酶，能夠?qū)⒚撗鹾颂呛土姿峤惶孢B接而構(gòu)成的DNA骨架上的缺口“縫合”起來(lái)。 c.基因的運(yùn)載體： 運(yùn)載體必須具備的三個(gè)條件：①在宿主細(xì)胞中能保存下來(lái)并能大量復(fù)制。②有多個(gè)限制酶切點(diǎn)，以便與外源基因連接。③具有標(biāo)記基因，以便進(jìn)行篩選。 種類：一類是細(xì)菌質(zhì)粒；另一類是噬菌體和某些病毒。 使用目的：一是將目的基因運(yùn)送到宿主細(xì)胞中；二是利用它在宿主細(xì)胞內(nèi)對(duì)目的基因進(jìn)行大量復(fù)制。 3．基因工程的基本步驟： 提取目的基因：一是用鳥(niǎo)槍法直接分離基因；二是用人工合成的方法：即反轉(zhuǎn)錄法或根據(jù)已知的氨基酸序列合成DNA。 目的基因與運(yùn)載體結(jié)合：一般用同一種限制性內(nèi)切酶切割質(zhì)粒和目的基因，加入DNA連接酶，形成重組DNA分子。 目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：主要是借鑒細(xì)菌或病毒浸染細(xì)胞的方法。 目的基因的檢測(cè)和表達(dá)：檢測(cè)是根據(jù)受體細(xì)胞是否具有某些標(biāo)記基因所控制的性狀來(lái)判斷；表達(dá)是根據(jù)受體細(xì)胞是否表現(xiàn)出目的基因所控制的性狀。 4．基因工程的應(yīng)用和轉(zhuǎn)基因食品的安全性 經(jīng)典例題剖析 例1．DNA測(cè)序工作中，需要將某些限制性內(nèi)切酶的限制位點(diǎn)在DNA上定位，使其成為DNA分子中的物理參照點(diǎn)。這項(xiàng)工作叫做“限制酶圖譜的構(gòu)建”。假設(shè)有以下一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)：用限制酶HindⅢ，BamH I和二者的混合物分別降解一個(gè)4kb(1kb即1千個(gè)堿基對(duì))大小的線性DNA分子，降解產(chǎn)物分別進(jìn)行凝膠電泳，在電場(chǎng)的作用下，降解產(chǎn)物分開(kāi)，如下圖所示： 據(jù)此分析，這兩種限制性內(nèi)切酶在該DNA分子上的限制位點(diǎn)數(shù)目是以下哪一組? A、HindⅢl個(gè)，BamHI 2個(gè) B、HindⅢ2個(gè)，BamHI 3個(gè) C、HindⅢ2個(gè)，BamHI 1個(gè) D、HindIII和BamHI各有2個(gè) 解析:如果不能從上圖直觀體會(huì),則可以畫(huà)一直線圖加深理解： 4kb 1．8 1.0 0.3 0.9 答案：Ａ 例2．一長(zhǎng)度為1000堿基對(duì)(bp)的DNA分子，用限制性核酸內(nèi)切酶Eco R1酶切后得到的DNA分子仍是1000 bp，用Kpnl單獨(dú)酶切得到400 bp和600 bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子，用EcoRl、Kpnl同時(shí)酶切后得到200bp和600bp兩種長(zhǎng)度的DNA分子。該DNA分子的酶切圖譜正確的是： 解析：解題首先要從題干的條件中去思考：用限制性核酸內(nèi)切酶Eco R1酶切后得到的DNA分子仍是1000 bp，這就是突破口。答案：Ｄ 例3．基因工程中，需用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶I的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G↓GATCC一，限制酶II的識(shí)別序列和切點(diǎn)是一↓GATC一。根據(jù)圖示,判斷下列操作正確的是： A．質(zhì)粒用限制酶I切割，目的基因用限制酶II切割 B．質(zhì)粒用限制酶II切割，目的基因用限制酶I切割 C．目的基因和質(zhì)粒均用限制酶I切割 D．目的基因和質(zhì)粒均用限制酶II切割 解析：重組是將目的基因連接到質(zhì)粒分子上去，因此質(zhì)粒上的切口應(yīng)該能夠嵌進(jìn)目的基因。 －Ｇ　　　　　　　　ＧＡＴＣ——————　　　　　　?。茿ＴＣＣ—— —ＣＣＴＡＧ　　　　　　　　——————ＣＴＡＧ　　　　　　?。恰? 答案：Ａ 例４．培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。下圖為獲得抗蟲(chóng)棉的技術(shù)流程。 侵 染 抗蟲(chóng)基因 含kan質(zhì)粒 重組質(zhì)粒 土壤農(nóng)桿菌 含重組質(zhì)粒土壤農(nóng)桿菌 A 構(gòu)建 導(dǎo)入 B 培養(yǎng)選擇 轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)植株 再生植株 愈傷組織 離體棉花葉片組織 C 誘導(dǎo)選擇 分化 D 檢測(cè) 請(qǐng)據(jù)圖回答： （1）A過(guò)程需要的酶有_____________________。 （2）B過(guò)程及其結(jié)果體現(xiàn)了質(zhì)粒作為運(yùn)載體必須具備的兩個(gè)條件是___________。 （3）C過(guò)程的培養(yǎng)基除含有必要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外，還必須加入___________。 （4）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株的卡那霉素抗性基因的傳遞符合孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。 ①將轉(zhuǎn)基因植株與_____________雜交，其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素敏感型的數(shù)量比為1：1。 ②若該轉(zhuǎn)基因植株自交，則其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素敏感型的數(shù)量比為_(kāi)_____。 ③若將該轉(zhuǎn)基因植株的花藥在卡那霉素培養(yǎng)基上作離體培養(yǎng)，則獲得的再生植株群體中抗卡那霉素型植株占——%。 解析：標(biāo)記基因在基因工程中的作用主要是檢測(cè)重組質(zhì)粒是否進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，因此在重組過(guò)程中并非被目的基因所取代，既然轉(zhuǎn)基因植株表現(xiàn)出相應(yīng)抗性，說(shuō)明其是顯性。 答案：（1）限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 （2）具有標(biāo)記基因；能在宿主細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存 （3）卡那霉素 （4）①非轉(zhuǎn)基因植株 ②3：1 ③100 例５．對(duì)種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物利弊有激烈的爭(zhēng)論，假設(shè)正方認(rèn)為種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物對(duì)人類是有利的，反方認(rèn)為種植轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物是有潛在風(fēng)險(xiǎn)的。下列觀點(diǎn)中支持正方的是 A．轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物會(huì)產(chǎn)生毒性蛋白或過(guò)敏蛋白 B．轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的擴(kuò)散會(huì)威脅生物的多樣性 C．推廣種植抗蟲(chóng)棉可減少農(nóng)藥使用對(duì)環(huán)境的污染 D．抗蟲(chóng)基因通過(guò)基因漂移而造成“基因污染” 答案：Ｃ 基礎(chǔ)練習(xí)檢測(cè) 一、單項(xiàng)選擇題： 1.基因工程技術(shù)也稱為DNA重組技術(shù)，其實(shí)施必須具備的四個(gè)必要條件是 ( ) A．目的基因 限制酶 運(yùn)載體 受體細(xì)胞 B．重組DNA RNA聚合酶 限制酶 連接酶 C．工具酶 目的基因 運(yùn)載體 受體細(xì)胞 D．模板DNA mRNA 質(zhì)粒 受體細(xì)胞 2.在DNA測(cè)序工作中，需要將某些限制性核酸內(nèi)切酶的限制位點(diǎn)在DNA上定位，使其成為DNA分子中的物理參照點(diǎn)，這項(xiàng)工作叫做“限制酶圖譜的構(gòu)建”。假設(shè)有以下一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)：用限制酶HindⅢ、BamHI和二者的混合物分別降解一個(gè)4 kb(1 kb即1千個(gè)堿基對(duì))大小的線性DNA分子，降解產(chǎn)物分別進(jìn)行凝膠電泳，在電場(chǎng)的作用下，降解產(chǎn)物分開(kāi)，如下圖所示。據(jù)此分析，這兩種限制性核酸內(nèi)切酶在該DNA分子上的限制位點(diǎn)數(shù)目是 ( ) A．Hind Ⅲ 1個(gè)，BamHI 2個(gè) B．Hind Ⅲ 2個(gè)，BamHI 3個(gè) C．Hind Ⅲ 2個(gè)，BamHI 1個(gè) D．Hind Ⅲ和BamHI各有2個(gè) 3.水母發(fā)光蛋白由236個(gè)氨基酸構(gòu)成，其中Asp、Gly、Ser構(gòu)成發(fā)光環(huán)，現(xiàn)已將這種蛋白質(zhì)的基因作為生物轉(zhuǎn)基因的標(biāo)記，在轉(zhuǎn)基因技術(shù)中，這種蛋白質(zhì)的作用是 ( ) A.促使目的基因?qū)胨拗骷?xì)胞中 B.使目的基因容易被檢測(cè)出來(lái) C.促使目的基因在宿主細(xì)胞中復(fù)制 D.使目的基因容易成功表達(dá) 4．堿基互補(bǔ)配對(duì)發(fā)生在下列哪些生理過(guò)程或生物技術(shù)中 ( ) ①種子的萌發(fā) ②病毒的增殖過(guò)程 ③細(xì)菌的二分裂過(guò)程 ④目的基因與運(yùn)載體的結(jié)合 ⑤DNA探針的使用 ⑥分泌蛋白的加工和運(yùn)輸 A．①②③④⑤ B．①②③④⑤⑥ C．②④⑤ D．②③⑤⑥ 5．下列有關(guān)基因工程技術(shù)的正確敘述是 ( ) A．重組DNA技術(shù)所用的工具酶是限制酶、連接酶和運(yùn)載體 B．所有的限制酶都只能識(shí)別同一種特定的核苷酸序列 C．選用細(xì)菌作為重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞是因?yàn)榧?xì)菌繁殖快 D．只要目的基因進(jìn)入了受體細(xì)胞就能成功實(shí)現(xiàn)表達(dá) 6．人的糖蛋白必須經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體進(jìn)一步加工合成，通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，可以使人的糖蛋白基因得以表達(dá)的受體細(xì)胞是 ( ) A．大腸桿菌 B．T4噬菌體 C．酵母菌 D．質(zhì)粒DNA 7．下列各項(xiàng)與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性無(wú)關(guān)的是 ( ) A．氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序 B．構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的數(shù)目 C．構(gòu)成蛋白質(zhì)的肽鏈的空間結(jié)構(gòu) D．氨基酸至少含一個(gè)氨基和一個(gè)羧基 8．在已知序列信息的情況下，獲取目的基因的最方便方法是 ( ) 　　A．化學(xué)合成法 B．基因組文庫(kù)法 C．CDNA文庫(kù)法 D．聚合酶鏈反應(yīng) 9．有關(guān)基因工程的敘述正確的是 ( ) A.限制性內(nèi)切酶只在獲得目的基因時(shí)才用　　 B.重組質(zhì)粒的形成在細(xì)胞內(nèi)完成 C.質(zhì)粒都可作運(yùn)載體　　 D.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可為合成目的基因提供資料 10．基因工程常用的受體細(xì)胞有 ( ) ①大腸桿菌 ②枯草桿菌 ③支原體 ④動(dòng)植物細(xì)胞 A．①②③④ B．①②③ C．②③④ D．①②④ 11．構(gòu)建基因組DNA文庫(kù)時(shí)，首先要分離細(xì)胞的 ( ) A、染色體DNA B、線粒體DNA C、總mRNA D、tRNA 12．就分子結(jié)構(gòu)而論，質(zhì)粒是 ( ) 　　A．環(huán)狀雙鏈DNA分子 B．環(huán)狀單鏈DNA分于 C．環(huán)狀單鏈RNA分子 D．線狀雙鏈DNA分子 13．若利用基因工程技術(shù)培育能固氮的水稻新品種，其在環(huán)保上的重要意義是( ) A．減少氮肥的使用量，降低生產(chǎn)成本 B．減少氮肥的使用量，節(jié)約能源 C．避免氮肥過(guò)多引起環(huán)境污染 D．改良土壤結(jié)構(gòu) 14．治療白化病、苯丙酮尿癥等人類遺傳病的根本途徑是 ( ) A．口服化學(xué)藥物 B．注射化學(xué)藥物 C．采用基因療法替換致病基因 D．利用輻射或藥物誘發(fā)致病基因突變 15．在基因診斷技術(shù)中，所用的探針DNA分子中必須存在一定量的放射性同位素，后者的作用是 　A．為形成雜交的DNA分子提供能量 B．引起探針DNA產(chǎn)生不定向的基因突變 　　C．作為探針DNA的示蹤元素　　 D．增加探針DNA的分子量 16．基因工程生產(chǎn)胰島素的主要原因是 ( ) A．工藝簡(jiǎn)單，容易操作 B．生產(chǎn)量大，價(jià)格較低 C．所生產(chǎn)的胰島素可以用于口服 D．.所生產(chǎn)的胰島素療效大大提高 17．用于鑒定轉(zhuǎn)化干細(xì)胞是否含重組DNA的最常用方法是 ( ) A．抗藥性選擇　 B．分于雜交選擇 C．RNA反轉(zhuǎn)錄　 D．免疫學(xué)方法 18．蛋白質(zhì)工程的基本操作程序正確是 ( ) ①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)合成 ②DNA合成 ③mRNA合成 ④蛋白質(zhì)的預(yù)期功能 ⑤根據(jù)氨基酸的序列推出脫氧核苷酸的序列 A．①→②→③→④→⑤→① B．⑤→④→③→②→①→② C．④→①→⑤→②→③→① D．②→③→⑤→①→②→④ 19、已知某種限制性內(nèi)切酶在一線性DNA分子上有3個(gè)酶切位點(diǎn)，如圖中箭頭所指，如果該線性DNA分子在3個(gè)酶切位點(diǎn)上都被該酶切斷，則會(huì)產(chǎn)生a、b、c、d四種不同長(zhǎng)度的DNA片段?，F(xiàn)有多個(gè)上述線性DNA分子，若在每個(gè)DNA分子上至少有一個(gè)酶切位點(diǎn)被該酶切斷，則理論上講，經(jīng)該酶切后，這些線性DNA分子最多能產(chǎn)生長(zhǎng)度不同的DNA片段種類數(shù)是( ) A．3 B．4 C．9 D．12 20．當(dāng)前醫(yī)學(xué)上，蛋白質(zhì)工程藥物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白質(zhì)類替代治療劑，則基因工程藥物與蛋白質(zhì)工程藥物的區(qū)別是 ( ) A．都與天然產(chǎn)物完全相同 B．都與天然產(chǎn)物不相同 C．基因工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同，蛋白質(zhì)工程藥物與天然產(chǎn)物不相同 D．基因工程藥物與天然產(chǎn)物不相同，蛋白質(zhì)工程藥物與天然產(chǎn)物完全相同 二、多項(xiàng)選擇題： 21．一個(gè)基因表達(dá)載體的構(gòu)建應(yīng)包括 ( ) A．目的基因 B．啟動(dòng)子 C．終止子 D．標(biāo)記基因 22．抗病轉(zhuǎn)基因植物所采用的基因，使用最多的是 ( ) A．病毒外殼蛋白基因 B．幾丁質(zhì)酶基因 C．抗毒素合成基因 D．病毒的復(fù)制酶基因 23．關(guān)于蛋白質(zhì)工程的說(shuō)法正確的是 ( ) A．蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，使之更加符合人類的需要 B．蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對(duì)蛋白質(zhì)分子直接進(jìn)行操作，定向改變分子結(jié)構(gòu) C．蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過(guò)的新型蛋白質(zhì)分子 D．蛋白質(zhì)工程又稱為第二代基因工程 24．不同生物之間能進(jìn)行轉(zhuǎn)基因并能獲得基因產(chǎn)物，其理論依據(jù)有 ( ) A．組成這些生物的DNA分子的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分一致 B．組成這些生物的DNA分子都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 C．這些生物在基因表達(dá)時(shí)共用一套遺傳密碼子 D．這些生物的基因結(jié)構(gòu)都是相同的 25．用現(xiàn)代生物技術(shù)培育生物新品種，其優(yōu)越性在于 ( ) A．克隆技術(shù)可以快速繁殖優(yōu)良形狀的家畜 B．現(xiàn)代轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)可以迅速改變生物的基因組成 C．現(xiàn)代生物技術(shù)可以迅速使新品種形成群落 D．現(xiàn)代生物技術(shù)可以克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙 三、非選擇題： 26．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)各有一個(gè)酶Ⅱ的切點(diǎn)。 （1）請(qǐng)畫(huà)出質(zhì)粒被限制酶Ⅰ切割后所形成的黏性末端。（2分） （2）請(qǐng)畫(huà)出目的基因兩側(cè)被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。（2分） （3）在DNA連接酶作用下，上述兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端能否連接？為什么？（2分） 27．試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用DNA探針測(cè)定目的基因中的核苷酸序列。 實(shí)驗(yàn)原理：利用DNA分子雜交技術(shù)，使已知DNA．分子鏈與未知DNA分子鏈雜交，根據(jù)堿 基互補(bǔ)配對(duì)原則確定DNA的堿基序列。 實(shí)驗(yàn)步驟： (1)用_______________切取要測(cè)定的目的基因。 (2)用_______________使_______________擴(kuò)增。 (3)用不同的DNA的探針與_______________雜交，記錄雜交區(qū)段的DNA堿基序列，最后分析出_______________的堿基序列。 (4)逆轉(zhuǎn)錄酶也常被用于基因工程，其存在于_________________(填生物)中,催化以 ____________為模板合成DNA的過(guò)程。 (5)預(yù)測(cè)分析：若DNA探針上DNA堿基序列為—A—T—T—A—G—G—C—A—，則檢測(cè) 出的目的基因堿基序列為_(kāi)________________________________________。（2分） 28．在植物基因工程中，用土壤農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒作為運(yùn)載體，把目的基因重組入Ti質(zhì)粒上的T-DNA片段中，再將重組的T-DNA插入植物細(xì)胞的染色體DNA中。 （1）科學(xué)家在進(jìn)行上述基因操作時(shí)，要用同一種　　　　　　　　　分別切割質(zhì)粒和目的基因，質(zhì)粒的黏性末端與目的基因DNA片段的黏性末端就可通過(guò)　　　　　　　　而黏合。 （2）將攜帶抗除草劑基因的重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入二倍體油菜細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)、篩選獲得一株有抗除草劑特性的轉(zhuǎn)基因植株。經(jīng)分析，該植株含有一個(gè)攜帶目的基因的T-DNA片段，因此可以把它看作是雜合子。理論上，在該轉(zhuǎn)基因植株自交F1代中，仍具有抗除草劑特性的植株占總數(shù)的　　　　　　　　，原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 （3）種植上述轉(zhuǎn)基因油菜，它所攜帶的目的基因可以通過(guò)花粉傳遞給近緣物種，造成“基因污染”。如果把目的基因?qū)肴~綠體DNA中，就可以避免“基因污染”，原因是: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 29．利用基因工程生產(chǎn)蛋白質(zhì)藥物，經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段，將人的基因轉(zhuǎn)入細(xì)菌細(xì)胞；第二階段，將人的基因轉(zhuǎn)入小鼠等動(dòng)物的細(xì)胞。前兩個(gè)階段都是進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，提取藥物。第三階段，將人的基因轉(zhuǎn)入活的動(dòng)物體，飼養(yǎng)這些動(dòng)物，從乳汁或尿液中提取藥物?！　? （1）將人的基因轉(zhuǎn)入異種生物的細(xì)胞或個(gè)體內(nèi)，能夠產(chǎn)生藥物蛋白的原理是基因能控制 　　　　　　　　　　　　　　。 （2）人的基因能和異種生物的基因拼接在一起，是因?yàn)樗鼈兊姆肿佣季哂须p螺旋結(jié)構(gòu)，都是 由四種　　　　　　 構(gòu)成，基因中堿基配對(duì)的規(guī)律都是　　　 　　　　。 （3）人的基因在異種生物細(xì)胞中表達(dá)成蛋白質(zhì)時(shí)，需要經(jīng)過(guò) 和 兩個(gè)步驟。在 翻譯中需要的模板是　　　　，原料是 ，直接能源是 ，搬運(yùn)工兼裝配 工是　　　　　，將氨基酸通過(guò)肽鍵連接成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所是　　 　，“翻譯”可理解為將由　　　　個(gè)“字母”組成的核酸“語(yǔ)言”翻譯成由　　　　個(gè)“字母”組成的蛋白質(zhì)“語(yǔ)言”，從整體來(lái)看　　　　　　在翻譯中充任著“譯員”。 (4)利用轉(zhuǎn)基因牛、羊乳汁提取藥物工藝簡(jiǎn)單，甚至可直接飲用治病。如果將藥物蛋白基因移到動(dòng)物如牛、羊的膀胱上皮細(xì)胞中，利用轉(zhuǎn)基因牛羊尿液生產(chǎn)提取藥物比乳汁提取藥物的更大優(yōu)越性在于：處于不同發(fā)育時(shí)期的　　　　動(dòng)物都可生產(chǎn)藥物。（2分） 30．豇豆對(duì)多種害蟲(chóng)具有抗蟲(chóng)能力，根本原因是豇豆體內(nèi)具有胰蛋白酶抑制劑基因(CpTI基因)?？茖W(xué)家將其轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)后，卻發(fā)現(xiàn)效果不佳，主要原因是CpTI蛋白質(zhì)的積累量不足。經(jīng)過(guò)在體外對(duì)CpTI基因進(jìn)行了修飾后，CpTI蛋白質(zhì)在水稻中的積累量就得到了提高。修飾和表達(dá)過(guò)程如下圖所示。 \ 請(qǐng)根據(jù)以上材料，回答下列問(wèn)題： (1)CpTI基因是該基因工程中的______________基因，“信號(hào)肽”序列及“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號(hào)”序列的基本單位是_____________，在①過(guò)程中，首先要用_____________酶切割，暴露出_____________，再用_____________連接。 (2)在該基因工程中，供體細(xì)胞是_____________，受體細(xì)胞是_____________。 (3)②過(guò)程稱為_(kāi)____________。 (4)檢測(cè)修飾后的CpTI基因是否表達(dá)的最好方法是__________________________。（2分） 31．對(duì)番茄的研究中發(fā)現(xiàn)，番茄葉片被害蟲(chóng)損傷后，葉上的細(xì)胞壁釋放出一種類激素因子，這種物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞組織擴(kuò)散到莖和其他葉片上，啟動(dòng)了蛋白酶抑制劑的基因，開(kāi)始高效合成蛋白酶抑制劑，并在莖葉中迅速積累，以對(duì)付害蟲(chóng)的再次侵襲。蛋白酶抑制劑對(duì)害蟲(chóng)的消化酶有抑制作用，因此害蟲(chóng)取食后，就會(huì)因無(wú)法消化食物而被殺死。人們嘗試著將番茄的蛋白酶抑制劑基因?qū)胗衩?，讓玉米獲得與番茄相似的抗蟲(chóng)性狀，以對(duì)付異常猖獗的玉米螟(一種玉米害蟲(chóng))。 試分析回答下列問(wèn)題： ⑴番茄的蛋白酶抑制劑是在莖葉細(xì)胞的_____________________處合成的。 ⑵番茄受害蟲(chóng)侵襲后，能及時(shí)做出一系列反應(yīng)，最終殺死害蟲(chóng)，保護(hù)自身安全，這說(shuō)明植物 也具有_________________。 ⑶將番茄的蛋白酶抑制基因成功地導(dǎo)人玉米內(nèi)，使玉米形成新的性狀，從可遺傳的變異來(lái)源 上看這種變異屬于______________________。 ⑷有人對(duì)食用這種轉(zhuǎn)基因玉米的安全性感到擔(dān)憂。你認(rèn)為這種擔(dān)憂有道理嗎?試以已學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析說(shuō)明。（2分） _______________________________________________________________________________________________________________________________________________。 32．下圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答： （1）過(guò)程②必需的酶是______________酶，過(guò)程③必需的酶是___________________酶。 （2）若A中共有a個(gè)堿基對(duì)，其中鳥(niǎo)嘌呤有b個(gè)，則③④⑤過(guò)程連續(xù)進(jìn)行4次，至少需要提供胸腺嘧啶_______________個(gè)。 （3）為使過(guò)程⑧更易進(jìn)行，可用_____________（藥劑）處理D，使它成為感受態(tài)細(xì)胞。 （4）能否利用人的皮膚細(xì)胞來(lái)完成①過(guò)程?______，為什么? _____________________________________________________。 （5）圖中的B起到__________________作用,它應(yīng)該符合的條件為_(kāi)_______________________ ___________________________________，能起到這種作用的有__________________________ _____________________。圖中的D是基因工程中的_______________細(xì)胞。 參考答案 一、單項(xiàng)選擇題：本部分包括20題，每題2分，共計(jì)40分。每題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意。 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A B A C C D D D D 題號(hào) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 A A C C C B B C C C 二、多項(xiàng)選擇題：本部分包括5題，每題3分，共計(jì)15分。每題有不止一個(gè)選項(xiàng)符合題意。每題全選對(duì)者得3分，其他情況不得分。 題號(hào) 21 22 23 24 25 答案 ABCD AD ACD ABC ABD 三、非選擇題：本部分包括5題，共計(jì)65分。 26、（1） （2） （3）可以連接。因?yàn)橛蓛煞N不同限制酶切割后形成的黏性末端是相同的（或是可以互補(bǔ)的） 27．(1)限制酶 (2)PCR技術(shù) 目的基因 (3)目的基因 目的基因 (5) (4)RNA病毒 mRNA 28.（1）限制性內(nèi)切酶，堿基互補(bǔ)配對(duì) （2）3/4，雌雄配子各有1/2含抗除草劑基因；受精時(shí)，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合 （3）葉綠體遺傳表現(xiàn)為母系遺傳，目的基因不會(huì)通過(guò)花粉傳遞而在下一代中顯現(xiàn)出來(lái) 29、（1）蛋白質(zhì)的合成 （2）脫氧核苷酸 A—T，G—C；（3）轉(zhuǎn)錄 翻譯 信使RNA 氨基酸 ATP 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA 核糖體 4 20 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA (4)雌、雄 30．(1)目的 脫氧核苷酸 限制 相同的黏性末端 DNA連接酶 (2) 豇豆細(xì)胞 水稻細(xì)胞 (3)轉(zhuǎn)錄 (4)讓多種害蟲(chóng)食用水稻葉片 31．(1)核糖體 (2)免疫功能 (3)基因重組 (4)①有道理。這種轉(zhuǎn)基因玉米的果實(shí)(種子)中也可能含有蛋白酶抑制劑，食用后可能抑制人體消化酶的活性，使人無(wú)法對(duì)食物進(jìn)行消化而出現(xiàn)病患。②無(wú)必要。這種轉(zhuǎn)基因玉米的蛋白酶抑制劑主要集中在莖葉中，而人類食用的是其果實(shí)(種子)加工而成的食品，因此不會(huì)影響人體對(duì)食物的消化。 (或其他合理答案，有一項(xiàng)分析即可) 32、（1）逆轉(zhuǎn)錄 解旋 （2）15（a—b） （3）Ca2+（4）不能 皮膚細(xì)胞中的胰島素 基因未表達(dá)（或未轉(zhuǎn)錄），不能形成胰島素mRNA （5）分子運(yùn)輸車 能在宿主細(xì)胞中 自我復(fù)制、 具有標(biāo)記基因、具有多個(gè)限制酶的切點(diǎn) 、 對(duì)受體細(xì)胞無(wú)害 質(zhì)粒、λ噬菌體 的衍生物、動(dòng)植物病毒 受體