选修③第一讲
一、选择题
1．下列一般不作为基因工程中的标记基因的是()
A．四环素抗性基因
B．绿色荧光蛋白基因
C．产物具有颜色反应的基因
D．贮藏蛋白的基因
解析：标记基因位于载体(质粒)上，以利于重组DNA的鉴定和选择，如四环素抗性基因、绿色荧光蛋白基因、产物具有颜色反应的基因等。
答案：D
2．某研究所的研究人员将生长激素基因通过质粒导入大肠杆菌细胞，使其表达，产生生长激素。
已知质粒中存在两个抗性基因：甲是抗链霉素基因，乙是抗氨苄青霉素基因，且目的基因要插入到基因乙中，而大肠杆菌不带有任何抗性基因。
下列叙述正确的是()
A．导入大肠杆菌的质粒一定为重组质粒
B．RNA聚合酶是构建该重组质粒必需的工具酶
C．可用含氨苄青霉素的培养基检测大肠杆菌中是否导入了重组质粒
D．在含氨苄青霉素的培养基中不能生长，但在含链霉素培养基中能生长的可能是符合生产要求的大肠杆菌
解析：抓住“目的基因要插入到基因乙中”这一关键信息是正确解答本题的前提。
基因操作过程中，用同一种限制酶分别切割生长激素基因所在的DNA分子和质粒后，会产生相同的黏性末端，黏性末端连接时，目的基因和目的基因、目的基因和质粒、质粒和质粒都可能连接，因此，导入大肠杆菌的质粒不一定为重组质粒。
构建该重组质粒必需的工具酶是限制酶和DNA连接酶。
目的基因插入到基因乙中后形成重组质粒的抗氨苄青霉素基因被破坏，故导入了重组质粒的大肠杆菌对氨苄青霉素不具有抗性，但对链霉素仍具有抗性。
答案：D
3．限制酶MunⅠ和限制酶Eco RⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AA TTC—。
下图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。
适于作为图示目的基因运载体的质粒是()
解析：由图可知，质粒B上无标记基因，不适合作为运载体；质粒C和D的标记基因上都有限制性内切酶的识别位点。
质粒A有标记基因且MunⅠ的切点不在标记基因上。
答案：A
二、非选择题
4．胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射到人体后，会堆积在皮下，要经过较长的时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此，治疗效果受到影响。
如图是用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：
(1)构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是________________________________________________________________________。
(2)通过DNA合成形成的新基因应与________结合后转移到________________中才能得到准确表达。
(3)若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有________、________和发酵工程。
(4)图中从胰岛素模型到新的胰岛素基因合成的基本思路是什么？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
解析：(1)蛋白质工程首先要根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计，因此，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是预期胰岛素的功能，即速效胰岛素。
(2)合成的目的基因应与载体结合，构建基因表达载体后导入受体细胞中才能表达。
(3)利用蛋白质工程生产速效胰岛素，需合成新的胰岛素基因，改造好的目的基因需要通过基因工程转入受体细胞，并在生产中要借助工程菌，所以还需要发酵过程，因此，此过程涉及蛋白质工程、基因工程、发酵工程。
(4)由新的蛋白质模型到构建新的基因，其基本思路是根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出控制其合成的基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成出新的胰岛素基因。
答案：(1)蛋白质的预期功能(2)载体大肠杆菌等受体细胞(3)蛋白质工程基因工程(4)根据
新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出控制其合成的基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪合成出新的胰岛素基因
5．(2012·全国高考)根据基因工程的有关知识，回答下列问题：
(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。
(2)质粒运载体用EcoR I切割后产生的片段如下：
AA TTC……G
G……CTTAA
为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用Eco R I切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是____________________________________。
(3)按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和________DNA连接酶。
(4)反转录作用的模板是________，产物是________。
若要在体外获得大量反转录产物，常采用________技术。
(5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为运载体。
(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)当限制酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时，产生的则是平末端。
(2)为使运载体与目的基因相连，不同的限制酶应切割出相同的黏性末端。
(3)根据酶的来源不同，基因工程中的DNA连接酶分为两类：一类是从大肠杆菌中分离得到的，称为E.coli DNA连接酶；另一类是从T4噬菌体中分离出来的，称为T4DNA连接酶。
(4)反转录是以RNA为模板来合成DNA的过程。
可以在体外短时间内大量扩增DNA 的技术为PCR(多聚酶链式反应)技术。
(5)基因工程中常用的运载体除质粒外，还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
(6)由于未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱，所以必须用Ca2＋处理细胞，增大细胞壁的通透性，使细胞处于能吸收周围环境中外源DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。
答案：(1)黏性末端平末端(2)切割产生的DNA片段末端与Eco RⅠ切割产生的相同(3)大肠杆菌T4
(4)m RNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)λ噬菌体的衍生物动植物病毒(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱。