（2014課標Ⅱ卷）40．[生物——選修3：現代生物科技專題](15分)植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列問題：（1）理論上，基因組文庫含有生物的

基因；而cDNA文庫中含有生物的

基因。（2）若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中

出所需的耐旱基因。（1）全部部分（2）篩選（3）將耐旱基因導入農桿菌，并通過農桿菌轉化法將其導入植物

的體細胞中，經過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測此再生植株中該基因的

，如果檢測結果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的

是否得到提高。（4）假如用得到的二倍體轉基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了

（填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”）。（3）乙表達產物耐旱性（4）同源染色體的一條上（一）目的基因的獲取（二）基因表達載體的構建（三）將目的基因導入受體細胞（四）目的基因的檢測與鑒定四、基因工程的基本操作程序非編碼區非編碼區編碼區編碼區上游

RNA聚合酶結合位點編碼區:啟動子終止子非編碼區:不編碼蛋白質，有調控作用補：原核細胞的基因結構編碼蛋白質,連續不間斷編碼區下游

四、基因工程的基本操作程序編碼區非編碼區非編碼區內含子

外顯子

轉錄mRNA前體加工翻譯肽鏈啟動子終止子成熟mRNA能夠編碼蛋白質的序列。不能夠編碼蛋白質的序列。外顯子:

內含子:

補：真核細胞的基因結構編碼區上游

編碼區下游

RNA聚合酶結合位點編碼區非編碼區:不編碼蛋白質，有調控作用四、基因工程的基本操作程序目的基因：主要指的是編碼蛋白質的結構基因；也可以是一些具有調控作用的因子。㈠目的基因的獲取目的基因的獲取（1）從基因文庫中獲取（2）利用PCR技術擴增（3）通過DNA合成儀用化學方法直接人

工合成1.從基因文庫中獲取目的基因⑴基因文庫的概念將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因，即基因文庫。㈠目的基因的獲取導入受體細胞擴增限制酶接到載體上基因組文庫1.從基因文庫中獲取目的基因㈠目的基因的獲取①直接分離法導入受體細胞擴增限制酶接到載體上②反轉錄法：mRNA(互補DNA)雙鏈DNA反轉錄1.從基因文庫中獲取目的基因㈠目的基因的獲取cDNADNA聚合酶文庫1.從基因文庫中獲取目的基因（2）如何從基因文庫中得到所需要的基因依據：目的基因的有關信息。如：基因翻譯產物蛋白質基因的轉錄產物mRNA基因在染色體上的位置根據基因的核苷酸序列基因的功能等。㈠目的基因的獲取2.利用PCR技術擴增目的基因（1）原理：（2）前提：(以便根據這一序列合成引物)（3)條件：模板DNA；兩種引物；四種脫氧核苷三磷酸（dNTP）；熱穩定DNA聚合酶等。㈠目的基因的獲取DNA雙鏈復制一段已知目的基因的核苷酸序列(4)過程：變性復性延伸2.利用PCR技術擴增目的基因㈠目的基因的獲取變性(90-95℃)復性(55-60℃)延伸(70-75℃)(4)過程：2.利用PCR技術擴增目的基因㈠目的基因的獲取1.從基因文庫中獲取目的基因2.利用PCR技術擴增目的基因3.通過DNA合成儀用化學的方法直接人工合成若基因_____，核苷酸序列______。較小已知㈠目的基因的獲取㈡基因表達載體的構建——核心1.作用①使目的基因在受體細胞中穩定存在并遺傳給子代②同時使目的基因能表達和發揮作用2.組成目的基因啟動子終止子標記基因3.構建過程①用一定的_______切割質粒，使其出現一個切口，露出_________。限制酶黏性末端②用____________切斷目的基因，使其產生_________________。同一種限制酶相同的黏性末端③將切下的目的基因片段插入質粒的_____處，再加入適量____________，形成了一個重組DNA分子（重組質粒）切口DNA連接酶㈡基因表達載體的構建——核心方法將目的基因導入植物細胞將目的基因導入動物細胞將目的基因導入微生物細胞農桿菌轉化法基因槍法花粉管通道法——顯微注射法——感受態細胞（三）將目的基因導入受體細胞農桿菌轉化法農桿菌的特點:a.易感染雙子葉植物和祼子植物b.具有趨化性c.Ti質粒上的T-DNA可轉移到受體細胞，并整合到受體細胞染色體的DNA上（三）將目的基因導入受體細胞農桿菌轉化法（三）將目的基因導入受體細胞顯微注射技術a.先提純含目的基因的表達載體b.從動物體內取卵c.顯微注射儀進行顯微注射

d.將含目的基因的受精卵移植到輸卵管或子宮中發育成新個體操作程序（三）將目的基因導入受體細胞大腸桿菌感受態轉化法用Ca2+處理細胞→感受態細胞→重組表達載體DNA分子與感受態細胞混合→感受態細胞吸收DNA分子（三）將目的基因導入受體細胞（四）目的基因的檢測與鑒定檢測—①檢測轉基因生物染色體的DNA

上是否插入了目的基因②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質方法——方法——方法——DNA分子雜交分子雜交抗原抗體雜交鑒定——抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等15N15N14N14N變性變性探針轉基因生物的DNA方法：DNA分子雜交技術基因探針：放射性同位素等標記的DNA分子（四）目的基因的檢測與鑒定（2015重慶卷，6，6分）6.下列有關人胰島素基因表達載體的敘述，正確的是A.表達載體中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA反轉錄獲得B.表達載體的復制和胰島素基因的表達均啟動于復制原（起）點C.借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細胞篩選出來D.啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉錄中起作用【答案】C（2015新課標卷Ⅱ，40(15分)已知生物體內有一種蛋白質(P)，該蛋白質是一種轉運蛋白，由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸，240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸，改變后的蛋白質(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列問題：⑴從上述資料可知，若要改變蛋白質的功能，可以考慮對蛋白質的

進行改造。⑵以P基因序列為基礎，獲得P1基因的途徑有修飾

基因或合成

基因。所獲得的基因表達時是遵循中心法則的，中心法則的全部內容包括

的復制；以及遺傳信息在不同分子之間的流動，即：

。⑶蛋白質工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預期蛋白質功能出發，通過

和

，進而確定相對應的脫氧核苷酸序列，據此獲得基因，再經表達、純化獲得蛋白質，之后還需要對蛋白質的生物

進行鑒定。【答案】（1）氨基酸序列（或結構）（1分，其他答案合理也給分）（2）PP1（每空2分，共4分）DNA和RNA（或遺傳物質）（2分）DNA→RNA、RNA→DNARNA→蛋白質（或轉錄、逆轉錄、翻譯）（3分）（3）設計蛋白質的結構推測氨基酸序列（每空2分，共4分）功能（1分）（10江蘇卷）（8分）下表中列出了幾種限制酶識別序列及其切割位點，圈l、圈2中箭頭表示相關限制酶的酶切位點。請回答下列問題：

（1）一個圖1所示的質粒分子經SmaⅠ切割前后，分別含有▲個游離的磷酸基團。

（2）若對圖中質粒進行改造，插入的SmaⅠ酶切位點越多，質粒的熱穩定性越▲。

（3）用圖中的質粒和外源DNA構建重組質粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是▲。（4）與只使用EcoRI相比較，使用BamHⅠ和HindⅢ兩種限制酶同時處理質粒、外源DNA的優點在于可以防止▲。（5）為了獲取重組質粒，將切割后的質粒與目的基因片段混合，并加入▲酶。（6）重組質粒中抗生素抗性基因的作用是為了▲。（7）為了從cDNA文庫中分離獲取蔗糖轉運蛋白基因，將重組質粒導入喪失吸收蔗糖能力的大腸桿菌突變體，然后在▲的培養基中培養，以完成目的基因表達的初步檢測。【答案】（1）0、2（2）高（3）SmaⅠ會破壞質粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因（4）質粒和含目的基因的外源DNA片段自身環化（5）DNA連接（6）鑒別和篩選含有目的基因的細胞（7）蔗糖為唯一含碳營養物質（2014天津卷）8.（12分）嗜熱土壤芽胞桿菌產生的β-葡萄糖苷酶（BglB）是一種耐熱纖維素酶，為使其在工業生產中更好地應用，開展了以下試驗：Ⅰ.利用大腸桿菌表達BglB酶PCR擴增bglB基因時，選用

基因組DNA作模板。右圖為質粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴增的bglB基因重組進該質粒，擴增的bglB基因兩端需分別引入

和

不同限制酶的識別序列。大腸桿菌不能降解纖維素，但轉入上述建構好的表達載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因為

。（1）嗜熱土壤芽孢桿菌（2）NdeⅠBamHⅠ（3）轉基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶Ⅱ.溫度對BglB酶活性的影響據圖1、2可知，80℃保溫30分鐘后，BglB酶會

；為高效利用BglB酶降解纖維素，反應溫度最好控制在

（單選）。A.50℃B.60℃C.70℃D.80℃（4）失活BⅢ.利用分子育種技術提高BglB酶的熱穩定性在PCR擴增bglB基因的過程中，加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經過篩選，可獲得能表達出熱穩定性高的BglB酶的基因。與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比，上述育種技術獲得熱穩定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR過程中

（雙選）。僅針對bglB基因進行誘變bglB基因產生了定向突變C.bglB基因可快速累積突變D.bglB基因突變不會導致酶的氨基酸數目改變（5）A、C（2011年安徽卷）31.（21分）Ⅱ.（9分）家蠶細胞具有高效表達外源基因能力。將人干擾素基因導入家蠶細胞并大規模培養，可以提取干擾素用于制藥。(1)進行轉基因操作前，需用_________酶短時處理幼蠶組織，以便獲得單個細胞。(2)為使干擾素基因在家蠶細胞中高效表達，需要把來自cDNA文庫的干擾素基因片段正確插入表達載體的_________和___________之間。(3)采用PCR技術可驗證干擾素基因是否已經導入家蠶細胞。改PCR反應體系的主要成分應該包含：擴增緩沖液（含Mg2+）、水，4種脫氧核糖苷酸、模板DNA、______和_______。(4)利用生物反應器培養家蠶細胞時，細胞會產生接觸抑制。通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反應器中，這樣可以_____________增加培養的細胞數量，也有利于空氣交換。（1）胰蛋白酶（或膠原蛋白酶）（2）啟動子終止子（3）TaqDNA聚合酶對干擾素基因特異性的DNA引物對（4）增大細胞貼壁生長的附著面積12.(2011·長沙模擬)“X基因”是DNA分子上一