热门试卷

解：（1）①限制酶切割DNA时，或者形成的是黏性末端，或者形成的是平末端．

②质粒Zl大小为5.0kb，若用限制酶G切割Z2，可得到大小未2.5kb的DNA片段，说明该质粒上有2个限制酶G的酶切位点；用限制酶E和F切割Zl时，可得到0.4kb和4.6kb的DNA片段，结合图解可知，该质粒上有1个限制酶E的酶切位点，有1个限制酶F的酶切位点．

③根据图示，Z2是Z1中的EF段被目的基因替换后形成的，假设目的基因的大小为Xkb，则3.2+0.8+0.6+x=5.4，可得x=0.8kb．

④农杆菌易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力．因此若用含重组质粒的土壤农杆菌直接感染玉米植株根部伤口，则该植株产生的种子中不含γ一蛋白基因．

（2）基因表达载体的组成包括启动子、终止子、目的基因、标记基因和复制原点等结构；将目的基因导人微生物细胞时，需使用Ca2+（或CaCl2）处理微生物细胞，增大细胞壁的通透性，使之处于易于吸收周围环境中DNA分子的感受态．

故答案为：

（1）①平末端    ②2    1    1   ③0.8     ④不含

（2）启动子    终止子     标记基因     Ca2+（或CaCl2）

解：（1）由于不同物种之间存在生殖隔离，所以在自然状态下很难将一种植物出现的优良抗旱性状，转移到其他种类的植物体内．

（2）自然界抗旱基因的根本来源是基因突变．

（3）采用基因工程的方法培育抗旱农作物的过程：图中2、7的名称分别为质粒和受体细胞；6重组质粒的获得必须用同一种限制性内切酶切割3和4，切出相同的黏性末端，再加入适量的DNA连接酶，形成重组质粒．

（4）由于农杆菌可感染植物，能将目的基因转移到受体细胞中，所以在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，将目的基因导入受体细胞．

故答案为：

（1）生殖隔离 

（2）基因突变 

（3）①质粒  受体细胞   ②同一种限制性内切酶    DNA连接

（4）农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中

解：（1）分析图解可知，图中通过反转录法合成目的基因，即表示采取人工合成方法获取原胰岛素目的基因的过程．

（2）图中①DNA是以控制胰岛素合成的mRNA为模板，反转录形成单链DNA，在酶的作用下合成双链DNA，从而获得了所需要的胰岛素基因．

（3）图中③代表重组DNA分子，其组成包括目的基因、标记基因、启动子和终止子等，其中标记基因的作用是便对目的基因的检测．

（4）图中④表示目的基因导入受体细胞．由于DNA分子都是独特的双螺旋结构，且都是由四种脱氧核苷酸组成的，因此动物的胰岛素基因能和大肠杆菌的基因拼接在一起．

（5）图中⑤表示目的基因随大肠杆菌的繁殖而进行增殖，此目的基因在大肠杆菌内表达的标志是大肠杆菌能产生人的胰岛素；由于不同的生物共用一套遗传密码，因此胰岛素基因能在大肠杆菌细胞内成功表达．

故答案为：

（1）目的

（2）控制胰岛素合成的信使RNA

（3）重组DNA分子；标记

（4）将目的基因导入受体细胞；DNA分子都是独特的双螺旋结构都是由四种脱氧核苷酸；

（5）目的基因；大肠杆菌能产生人的胰岛素；不同的生物共用一套遗传密码

解：（1）质粒上含有两个SmaⅠ限制酶的切割位点，所以用SmaⅠ限制酶处理图甲所示的质粒会得到2个DNA片段；图乙所示的外源DNA含有一个AluⅠ限制酶的切割位点，所以用AluⅠ处理外源DNA会形成两个黏性末端，增加2个游离的磷酸基团．

（2）外源DNA含有四个酶切位点，即SmaⅠ、AluⅠ、PstⅠ和HindⅢ酶，其中AluⅠ酶的切割位点位于目的基因上，所以不能用此酶切割；用SmaⅠ酶切割会将质粒上两个标记基因均破坏，所以不能用SmaⅠ酶切割；应选用 PstⅠ和HindⅢ酶同时酶切质粒和含目的基因的外源DNA，这样可以避免目的基因和质粒在酶切后产生的片段发生自身环化或任意连接，也便于筛选需要．如果是用PCR技术扩增目的基因，设计引物是关键，但在扩增时退火温度一般为55～60℃，对于（A+T）%＞50%，一般用55℃；（A+T）%≤50%时一般用60℃，原因是G与C之间是三个氢键，所以C和G比例越高，DNA越稳定．

（3）用 PstⅠ和HindⅢ酶同时酶切质粒，会破坏氨苄青霉素抗性基因，但没有破坏四环素抗性基因，所以导入重组质粒的大肠杆菌能抗四环素，但不能抗癌变青霉素．为了筛选获得含有重组质粒的大肠杆菌，首先将经转化处理过的大肠杆菌接种在含四环素的培养基中，然后用影印法将该培养基上的菌落按原来的方向印在含氯霉素培养基上，以筛选获得含重组质粒的细菌．在含四环素培养基中能生长繁殖，而在含氯霉素培养基中不能生长繁殖的是导入了重组质粒的大肠杆菌．

（4）因为大肠杆菌细胞内缺乏内质网与高尔基体，不能对多肽链进行折叠、组装与修饰，所以在上述导入了重组质粒的大肠杆菌菌株中，目的基因正常转录形成了mRNA，但其所控制合成的蛋白质却并不具有生物活性．

故答案为：

（1）2　2　

（2）PstⅠ和HindⅢ酶　G与C（之间是三个氢键）比例越高越稳定

（3）四环素　氯霉素　重组质粒（或目的基因）　

（4）大肠杆菌细胞内缺乏内质网与高尔基体（或大肠杆菌缺乏生物膜系统），不能对多肽链进行折叠、组装与修饰

解：（1）培育“金色大米”的基因工程操作四步曲中，其核心是基因表达载体的构建．通过该操作形成了图中的c重组质粒，它的构成至少包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等．

（2）在研究过程中获取了目的基因后采用PCR技术进行扩增．据图分析，目的基因的两侧有-GGATCC-、-GATC-两种序列，由于酶Ⅰ的识别序列和切点是-G↓GATCC-酶II的识别序列和切点是-↓GATC-，因此只能选择限制酶Ⅱ获取目的基因．图中可以看出目的基因插入到基因Ⅱ中，因此检验重组载体导入能否成功，需要利用基因Ⅰ作为标记基因．

（3）过程d是将目的基因导入受体细胞，通常采用花粉管通道法；过程e将水稻细胞培养成完整植株运用了细胞工程中的植物组织培养技术，该技术的理论依据是植物细胞的全能性．在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成植株．

（4）若希望该转基因水稻生产的“金色大米”含维生素A含量更高、效果更好，则需要通过蛋白质工程手段对合成维生素A的相关目的基因进行设计．该工程是一项难度很大的工程，因为蛋白质的高级结构十分复杂，目前对很多蛋白质的高级结构还不了解，所以目前成功的例子不多．

故答案为：

（1）基因表达载体的构建     c    目的基因、启动子、终止子、标记基因

（2）PCR  限制酶Ⅱ基因Ⅰ

（3）花粉管通道法（或基因枪法） 植物组织培养     脱分化    再分化

（4）蛋白质（1分）  因为蛋白质的高级结构十分复杂，目前对很多蛋白质的高级结构还不了解

解：（1）过程①获得重组胚胎之前需要通过核移植技术获得重组细胞，接受细胞核的去核卵母细胞应该处于MⅡ期．

（2）ES细胞可以从囊胚的内细胞团中分离出来．将目的基因导入受体细胞前，需要构建含有目的基因（干扰素基因）的表达载体．PCR技术可在体外大量扩增目的基因．

（3）将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法．体外诱导ES细胞向不同方向分化是利用了ES细胞的全能性．

（4）为检测目的基因的表达情况，可采用抗体-抗原杂交技术，若有杂交带出现，表明目的基因已成功表达．

故答案为：

（1）核移植     MⅡ

（2）内细胞团      表达载体    PCR

（3）显微注射     全能性

（4）抗体-抗原杂交

解：（1）过程①是基因表达载体的构建过程，进行过程①时先要运用的酶是限制酶，限制酶的特点是识别特定序列，切割特点位点．

（2）基因工程核心步骤的名称是基因表达载体的构建．

（3）③是脱分化过程，其培养基除含有必需的营养物质、琼脂外，还需要添加植物激素如生长素和细胞分裂素．

（4）④过程的实质是基因选择性表达，过程③④所表达的两个重要的生理现象是脱分化和再分化．

（5）过程②是将目的基因导入受体细胞的过程，在植物基因工程中常用农杆菌转化法．农杆菌中的Ti质粒上T-DNA具有把目的基因转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上的特点．把目的基因导入受体细胞，检测目的基因是否发挥功能作用的第一步是看目的基因是否转录出mRNA，检测时常用的方法是分子杂交．

（6）抗虫棉细胞染色体上含有一个抗虫基因（用A表示），那么该植株可看做是杂合子（Aa），自交得到的Fl有三种基因型（AA、Aa、aa），如果其中全部的抗虫植株（AA、Aa）再自交一次，那么后代中不抗虫植株占×=，抗虫植株占1-=．

故答案为：

（1）识别特定序列，切割特点位点

（2）基因表达载体的构建

（3）植物激素

（4）基因选择性表达   脱分化和再分化

（5）农杆菌转化法   把目的基因转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上   看目的基因是否转录出mRNA   分子杂交

（6）

解：（1）构建基因表达载体，需要使用的工具酶是限制酶和DNA连接酶．导入受体细胞的方法是农杆菌转化法，导入植物受细胞的方法还有花粉管通道法和基因枪法．

（2）愈伤组织的全能性高，由植物体细胞获得植株所利用的技术为植物组织培养．

（3）检测在受体细胞中是否存在目的基因、检测目的基因是否转录了mRNA，可采用DNA分子杂交技术，有时还需要进行个体生物学水平的鉴定．

（4）科学家将植物细胞培养到胚状体，包上人工种皮，制成了神奇的人工种子，可以快速大面积的推广．

故答案为：

（1）限制酶（限制性核酸内切酶）和DNA连接酶  花粉管通道法

（2）全能性高 植物组织培养

（3）DNA分子杂交 目的基因是否转录出mRNA  个体

（4）胚状体

解：（1）构建重组质粒的过程中需要用到的工具酶为限制性核酸内切酶（切割含有目的基因的外源DNA分子和质粒）和DNA连接酶（将目的基因和质粒连接形成重组质粒）；DNA连接酶根据来源分为两类：T4DNA连接酶和E•coli DNA连接酶，其中E•coliDNA连接酶只能连接双链DNA的黏性末端，而T4DNA连接酶既可以连接双链DNA的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA的齐平末端．

（2）土壤农杆菌的感染特点是能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力．

（3）将重组质粒导入土壤农杆菌的目的是利用农杆菌能够感染番茄细胞，并将T-DNA 转移至受体细胞的特点，使目的基因进入受体细胞中，并插入到番茄细胞的DNA上，最终形成转基因植株．

（4）愈伤组织是经过脱分化过程形成的；由图可知，标记基因是卡那霉素抗性基因，因此将形成的愈伤组织转移到添加一定浓度植物激素和卡那霉素的培养基中，在适宜条件下进行培养，筛选出转基因番茄．

（5）用PCR方法检测转基因番茄是否含有目的基因时，需根据抗虫基因（目的基因）的核苷酸序列设计特异引物，以转基因番茄的DNA（或“含目的基因的番茄DNA”）为模板进行第一轮扩增．

故答案为：

（1）限制性核酸内切酶     E•colDNA连接酶    T4DNA连接酶

（2）双子叶    单子叶

（3）T-DNA    DNA

（4）脱分化    卡那霉素

（5）抗虫基因（目的基因）    转基因番茄的DNA（或“含目的基因的番茄DNA”）