2019高考生物大一輪復(fù)習(xí) 現(xiàn)代生物科技專題 第1講 基因工程真題演練 新人教版選修3.doc

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第1講 基因工程 1．(2017年全國新課標(biāo)Ⅰ卷)真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}： (1)某同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A，其原因是_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的載體，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用____________________作為載體，其原因是___________________________________。 (3)若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體，因?yàn)榕c家蠶相比，大腸桿菌具有________________________(答出兩點(diǎn)即可)等優(yōu)點(diǎn)。 (4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測物質(zhì)是______________(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)，也可以說是基因工程的先導(dǎo)，如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示，那么，這一啟示是________________________________________________________________________。 【答案】(1)基因A有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達(dá)出蛋白A (2)噬菌體　噬菌體的宿主是細(xì)菌，而不是家蠶 (3)繁殖快、容易培養(yǎng) (4)蛋白A的抗體 (5)DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體 【解析】(1)人的基因A含有內(nèi)含子，其轉(zhuǎn)錄出的RNA需切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列后才能翻譯出蛋白A，大腸桿菌是原核生物，其沒有切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機(jī)制，故將人的基因A導(dǎo)入大腸桿菌無法表達(dá)出蛋白A。(2)噬菌體是一種專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒，無法寄生在家蠶中。(3)大腸桿菌繁殖快、容易培養(yǎng)，因此常用作基因工程的受體。(4)在分子水平檢測目的基因是否表達(dá)應(yīng)用抗原—抗體雜交法，即用蛋白A與蛋白A的抗體進(jìn)行雜交。(5)艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理是基因重組，通過重組使得S型細(xì)菌的DNA在R型細(xì)菌中表達(dá)，這種思路為基因工程理論的建立提供了啟示。 2．(2017年全國新課標(biāo)Ⅱ卷)幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強(qiáng)其抗真菌病的能力?；卮鹣铝袉栴}： (1)在進(jìn)行基因工程操作時，若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA，常選用嫩葉而不選用老葉作為實(shí)驗(yàn)材料，原因是__________________________。提取RNA時，提取液中需添加RNA酶抑制劑，其目的是__________________________________。 (2)以mRNA為材料可以獲得cDNA，其原理是________________________________。 (3)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，原因是__________________________(答出兩點(diǎn)即可)。 (4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是__________________。 (5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是__________________________。 【答案】(1)嫩葉組織細(xì)胞易破碎　防止RNA降解 (2)在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對的原則可以合成cDNA (3)目的基因無復(fù)制原點(diǎn)；目的基因無表達(dá)所需啟動子 (4)磷酸二酯鍵 (5)目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常 【解析】(1)選取嫩葉為實(shí)驗(yàn)材料提取mRNA的原因是嫩葉細(xì)胞的細(xì)胞壁易破碎。提取RNA時加入RNA酶抑制劑的目的是防止RNA降解。(2)以mRNA為材料獲得cDNA的過程為逆轉(zhuǎn)錄，其原理是在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對的原則可以合成cDNA。(3)目的基因無復(fù)制原點(diǎn)，無表達(dá)所需的啟動子、終止子等，其不能在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過含有這些結(jié)構(gòu)的質(zhì)粒載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。(4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶的基因和質(zhì)粒載體連接時，DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是磷酸二酯鍵。(5)如果目的基因已經(jīng)整合到植物的基因組中，但植物未表現(xiàn)出相應(yīng)性狀，可能的原因是目的基因未轉(zhuǎn)錄，或是轉(zhuǎn)錄出的mRNA未翻譯出相應(yīng)的幾丁質(zhì)酶。 3．(2017年江蘇卷)金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結(jié)合蛋白，某研究小組計劃通過多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增獲得目的基因，構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌，用于重金屬廢水的凈化處理。PCR擴(kuò)增過程示意圖如下，請回答下列問題： (1)從高表達(dá)MT 蛋白的生物組織中提取mRNA，通過______________獲得__________用于PCR擴(kuò)增。 (2)設(shè)計一對與MT基因兩端序列互補(bǔ)配對的引物(引物1和引物2)，為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒，在引物中需要增加適當(dāng)?shù)腳___________________位點(diǎn)。設(shè)計引物時需要避免引物之間形成______________，而造成引物自連。 (3)圖中步驟1代表____________，步驟2代表退火，步驟3代表延伸，這三個步驟組成一輪循環(huán)。 (4)PCR擴(kuò)增時，退火溫度的設(shè)定是成敗的關(guān)鍵。退火溫度過高會破壞____________的堿基配對。退火溫度的設(shè)定與引物長度、堿基組成有關(guān)，長度相同但____________的引物需要設(shè)定更高的退火溫度。 (5)如果PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物，則可以采取的改進(jìn)措施有__________(填序號：①升高退火溫度 ②降低退火溫度?、壑匦略O(shè)計引物)。 【答案】(1)逆轉(zhuǎn)錄　cDNA (2)限制性核酸內(nèi)切酶　堿基互補(bǔ)配對 (3)變性 (4)引物與模板　G—C含量高 (5)②③ 【解析】本題主要考查基因工程中目的基因獲取的相關(guān)知識。(1)根據(jù)mRNA獲取目的基因的方法是先通過逆轉(zhuǎn)錄獲得cDNA，然后通過PCR擴(kuò)增。(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒時，要用限制性核酸內(nèi)切酶對質(zhì)粒和含目的基因的DNA進(jìn)行酶切，所以為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒，在引物中需要增加適當(dāng)?shù)南拗菩院怂醿?nèi)切酶位點(diǎn)。設(shè)計引物時需要避免引物的堿基互補(bǔ)配對，防止引物之間自連。(3)PCR包括三個步驟：變性、復(fù)性(退火)和延伸。圖中步驟1代表變性。(4)退火是引物和模板結(jié)合的過程，退火溫度過高會破壞引物與模板的堿基配對。退火溫度一般比Tm值(把DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)降解一半時的溫度)低5 ℃。DNA中G—C含量越高，Tm值越高。(5)如果PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物，可能是退火溫度太高，破壞了引物與模板的堿基配對，也可能是引物設(shè)計錯誤，改進(jìn)措施是降低退火溫度和重新設(shè)計引物。 4．(2016年全國新課標(biāo)Ⅰ卷)某一質(zhì)粒載體如圖所示，外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamH Ⅰ酶切后，與用BamH Ⅰ酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng)，用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化，有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}： (1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具，應(yīng)具備的基本條件有_____________________(答出兩點(diǎn)即可)，而作為基因表達(dá)載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。 (2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中，未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的，其原因是____________________________；并且______________和____________的細(xì)胞也是不能區(qū)分的，其原因是__________________________________。在上述篩選的基礎(chǔ)上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有__________的固體培養(yǎng)基。 (3)基因工程中，某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體，其DNA復(fù)制所需的原料來自____________。 【答案】(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因 (2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長　含有質(zhì)粒載體　含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或含有重組質(zhì)粒)　二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長　四環(huán)素 (3)受體細(xì)胞 【解析】(1)作為運(yùn)載體必須具備如下特點(diǎn)：①能自我復(fù)制，從而在受體細(xì)胞中穩(wěn)定保存；②含標(biāo)記基因，以供重組DNA的鑒定和選擇；③具一個或多個限制酶切割位點(diǎn)以便外源DNA插入。(2)在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，只有具有Ampr的大腸桿菌才能生長。而Ampr位于質(zhì)粒上，故未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌細(xì)胞中無Ampr，故不能在培養(yǎng)基中生長，而僅含有質(zhì)粒載體的和含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌均具有Ampr因而能在培養(yǎng)基中生長。目的基因的插入破壞了質(zhì)粒載體的Tetr，故含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌不能在含有四環(huán)素的平板上生長，從而與僅含有質(zhì)粒載體的大腸桿菌得以區(qū)分。(3)噬菌體是病毒，無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，無法自主合成DNA，需借助受體細(xì)胞完成DNA復(fù)制。 5．(2016年全國新課標(biāo)Ⅲ卷)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性內(nèi)切酶的識別序列與切割位點(diǎn)，圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點(diǎn)是唯一的)。 圖(a) 圖(b) 根據(jù)基因工程的有關(guān)知識，回答下列問題： (1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被____________________酶切后的產(chǎn)物連接，理由是____________________________。 (2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子，如圖(c)所示。這三種重組子中，不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有____________，不能表達(dá)的原因是______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 圖(c) (3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶，常見的有____________和____________，其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是____________。 【答案】(1)Sau3AⅠ　兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙　甲中目的基因插入在啟動子的上游，丙中目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄 (3)Ecoli DNA連接酶　T4DNA連接酶 T4DNA連接酶 【解析】(1)由題圖可知，BamHⅠ和Sau3AⅠ兩種限制性內(nèi)切酶的共同識別序列是，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此經(jīng)BamHⅠ酶切得到的目的基因可以與圖(b)所示表達(dá)載體被Sau3AⅠ酶切后的產(chǎn)物連接。(2)在基因表達(dá)載體中，啟動子應(yīng)位于目的基因的首端，終止子應(yīng)位于目的基因的尾端，這樣目的基因才能順利地轉(zhuǎn)錄，再完成翻譯過程。圖中甲所示的目的基因插入在啟動子的上游，丙所示目的基因插入在終止子的下游，二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄，因此目的基因不能表達(dá)。(3)常見的DNA連接酶有Ecoli DNA連接酶和T4DNA連接酶，其中T4DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。 6．(2016年江蘇卷)下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點(diǎn)，圖1、圖2中標(biāo)注了相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)，其中切割位點(diǎn)相同的酶不重復(fù)標(biāo)注。請回答下列問題： 圖1 圖2 (1)用圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，應(yīng)選用__________________兩種限制酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過__________酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴(kuò)增重組質(zhì)粒，需將其轉(zhuǎn)入處于________態(tài)的大腸桿菌。 (2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加________，平板上長出的菌落，常用PCR鑒定，所用的引物組成為圖2中____________________。 (3)若BamHⅠ酶切的DNA末端與BclⅠ酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為________________________，對于該部位，這兩種酶______(填“都能”“都不能”或“只有一種能”)切開。 (4)若用Sau3AⅠ切圖1質(zhì)粒最多可能獲得________種大小不同的DNA片段。 【答案】(1)BclⅠ和Hind Ⅲ　DNA連接　感受 (2)四環(huán)素　引物甲和引物丙 (3)　都不能　(4)7 【解析】(1)基因工程中選擇合適的限制酶切割質(zhì)粒和目的基因時，應(yīng)保留目的基因和至少一個標(biāo)記基因結(jié)構(gòu)的完整性，即遵循“目的基因切兩側(cè)，標(biāo)記基因留一個”的基本原則，最好選擇切割產(chǎn)生不同末端的兩種限制酶同時切割質(zhì)粒和目的基因，以避免目的基因的反向插入帶來的不正常表達(dá)，因此據(jù)圖分析應(yīng)選擇的限制酶為BclⅠ和Hind Ⅲ，切割后質(zhì)粒上保留的四環(huán)素抗性基因作為標(biāo)記基因。酶切后的載體和目的基因通過DNA連接酶的作用形成重組質(zhì)粒，重組質(zhì)粒需要導(dǎo)入Ca2＋處理后的處于感受態(tài)的大腸桿菌(處于感受態(tài)的大腸桿菌細(xì)胞膜的通透性大大增加，便于重組質(zhì)粒進(jìn)入)。(2)由上述分析可知，為了篩選出導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)先配制含四環(huán)素的選擇培養(yǎng)基，平板上長出的菌落為導(dǎo)入普通質(zhì)?；蛑亟M質(zhì)粒的大腸桿菌菌落，進(jìn)一步鑒定出導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌，可利用PCR擴(kuò)增的方式，結(jié)合電泳技術(shù)來分析處理。DNA的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，在PCR過程中，當(dāng)引物與DNA母鏈通過堿基互補(bǔ)配對結(jié)合后，DNA聚合酶只能從引物的3′端延伸DNA鏈，因此應(yīng)選擇引物甲和引物丙。(3)因?yàn)锽clⅠ和Bam HⅠ酶切產(chǎn)生的黏性末端相同，所以可以被DNA連接酶連接，連接部位的6個堿基對序列為，但是連接后形成的DNA中不再具有BclⅠ和Bam HⅠ的識別序列，連接部位不能被這兩種酶切開。(4)由圖可知，能被限制酶BclⅠ和Bam HⅠ切割的序列也能被Sau3AⅠ識別并切割，因此圖中質(zhì)粒上存在3個Sau3AⅠ的切割位點(diǎn)，若將3個切割位點(diǎn)之間的DNA片段分別編號為a、b和c，則完全酶切(3個切割位點(diǎn)均被切割)會產(chǎn)生3種大小的DNA片段，即為a、b和c；考慮只切1個切割位點(diǎn)，有三種情況，都產(chǎn)生一種大小的DNA片段，即大小均為a＋b＋c；考慮切2個切割位點(diǎn)，則會產(chǎn)生a＋b、c、a＋c、b、b＋c、a幾種不同大小的DNA片段。綜上所述，若用Sau3AⅠ識別并切割圖中質(zhì)粒，最多可獲得7種大小的DNA片段，即為a＋b＋c、a＋b、a＋c、b＋c、a、b、c。 7．(2016年天津卷)人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價值，只能從血漿中制備。下圖是以基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。 (1)為獲取HSA基因，首先需要采集人的血液，提取______合成總cDNA，然后以cDNA為模板，采用PCR技術(shù)擴(kuò)增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及擴(kuò)增方向，請用箭頭在方框內(nèi)標(biāo)出另一條引物的位置及擴(kuò)增方向。 (2)啟動子通常具有物種及組織特異性，構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體，需要選擇的啟動子是______(填寫字母，單選)。 A．人血細(xì)胞啟動子　 B．水稻胚乳細(xì)胞啟動子 C．大腸桿菌啟動子　 D．農(nóng)桿菌啟動子 (3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中，需添加酚類物質(zhì)，其目的是________________________________________________________________________。 (4)人體合成的初始HSA多肽，需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確的空間結(jié)構(gòu)才能有活性。與途徑Ⅱ相比，選擇途徑Ⅰ獲取rHSA的優(yōu)勢是__________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認(rèn)rHSA與________的生物學(xué)功能一致。 【答案】(1)總RNA(或mRNA) (2)B　(3)吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞，有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化　(4)水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進(jìn)行高效加工　(5)HSA 【解析】(1)總cDNA是由細(xì)胞內(nèi)mRNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得的。DNA兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模硪粭l引物擴(kuò)增方向應(yīng)向左。(2)據(jù)題意可知，啟動子具有物種特異性，它應(yīng)與受體細(xì)胞啟動子一致，應(yīng)選B。(3)在農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化時，加入某物質(zhì)，其目的應(yīng)為“促進(jìn)”或“有利于”轉(zhuǎn)化，推測酚類物質(zhì)可吸引農(nóng)桿菌侵染水稻受體細(xì)胞。(4)水稻是真核細(xì)胞，具有對分泌蛋白加工的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。Ⅱ途徑受體為大腸桿菌，沒有上述細(xì)胞器。(5)制備的rHSA應(yīng)具有與HSA相同的生物學(xué)功能才具有醫(yī)用價值。 8．(2016年海南卷)基因工程又稱為DNA重組技術(shù)，回答相關(guān)問題： (1)在基因工程中，獲取目的基因主要有兩大途徑，即____________和從______________中分離。 (2)利用某植物的成熟葉片為材料，同時構(gòu)建cDNA文庫和基因組文庫，兩個文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少，其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在基因表達(dá)載體中，啟動子是________聚合酶識別并結(jié)合的部位。若采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，最常用的原核生物是____________。 (4)將目的基因通過基因槍法導(dǎo)入植物細(xì)胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有________和________顆粒。 【答案】(1)人工合成　生物材料 (2)cDNA文庫中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因 (3)RNA　大腸桿菌(或細(xì)菌) (4)金粉　鎢粉 【解析】(1)獲取目的基因主要有兩大途徑，即人工合成和從自然界已有的物種中分離。(2)植物的成熟葉片中基因選擇性表達(dá)，因此由所有RNA逆轉(zhuǎn)錄形成的cDNA文庫中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因。(3)在基因表達(dá)載體中，啟動子是RNA聚合酶識別并結(jié)合的部位。采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，由于易于培養(yǎng)，最常選用大腸桿菌(或細(xì)菌)。(4)將目的基因通過基因槍法導(dǎo)入植物細(xì)胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有金粉和鎢粉顆粒。 9．(2015年全國新課標(biāo)Ⅱ卷)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P)，該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)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(zhì)(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： (1)從上述資料可知，若要改變蛋白質(zhì)的功能，可以考慮對蛋白質(zhì)的______________進(jìn)行改造。 (2)以P基因序列為基礎(chǔ)，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(dá)時是遵循中心法則的，中心法則的全部內(nèi)容包括______________的復(fù)制，以及遺傳信息在不同分子之間的流動，即：_____________________________________。 (3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程，其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過______________和__________，進(jìn)而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列，據(jù)此獲得基因，再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì)，之后還需要對蛋白質(zhì)的生物________進(jìn)行鑒定。 【答案】(1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu)) (2)P　P1　DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))　DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯) (3)設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)　推測氨基酸序列　功能 【解析】(1)蛋白質(zhì)的功能與結(jié)構(gòu)相關(guān)，若要改變蛋白質(zhì)的功能，需要對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。(2)確定目的基因的堿基序列后，可通過對現(xiàn)有基因進(jìn)行改造或者重新合成來獲得目的基因。中心法則的內(nèi)容包括遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄和翻譯。(3)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā)，通過設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和推測氨基酸序列，進(jìn)而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。獲得蛋白質(zhì)之后要對蛋白質(zhì)的生物功能進(jìn)行鑒定。 10．(2015年四川卷)將蘇云金桿菌Bt蛋白的基因?qū)朊藁?xì)胞中，可獲得抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉，其過程如圖所示(注：農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上只有T－DNA片段能轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞中)。 質(zhì)粒中“Bt”代表Bt基因，“KmR”代表卡那霉素抗性基因 (1)過程①需用同種________________酶對含Bt基因的DNA和Ti質(zhì)粒進(jìn)行酶切。為將過程②獲得的含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌篩選出來，應(yīng)使用________培養(yǎng)基。 (2)過程③中將棉花細(xì)胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng)，旨在讓________進(jìn)入棉花細(xì)胞；除盡農(nóng)桿菌后，還須轉(zhuǎn)接到含卡那霉素的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，目的是_______________________ ________________________________________________________________________。 (3)若過程④僅獲得大量的根，則應(yīng)在培養(yǎng)基中增加________________以獲得芽；部分接種在無激素培養(yǎng)基上的芽也能長根，原因是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)檢驗(yàn)轉(zhuǎn)基因棉的抗蟲性狀，常用方法是_______________________________。 種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能減少________的使用，以減輕環(huán)境污染。 【答案】(1)限制性核酸內(nèi)切　選擇 (2)T－DNA　篩選含有T－DNA片段的植物細(xì)胞 (3)細(xì)胞分裂素濃度　芽頂端合成的生長素向基部運(yùn)輸，促進(jìn)根的分化 (4)投放棉鈴蟲　農(nóng)藥 【解析】本題考查基因工程與植物細(xì)胞工程的相關(guān)知識。(1)同種限制性核酸內(nèi)切酶切割質(zhì)粒和含目的基因的DNA，可獲得相同的黏性末端，以構(gòu)建基因表達(dá)載體。重組質(zhì)粒含完整的卡那霉素抗性基因，故應(yīng)使用含卡那霉素的選擇培養(yǎng)基篩選含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌。(2)實(shí)驗(yàn)過程中將棉花細(xì)胞與農(nóng)桿菌混合后共同培養(yǎng)，其目的是利用含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌將T－DNA導(dǎo)入棉花細(xì)胞中。除去農(nóng)桿菌后在含卡那霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，其目的是篩選出含有目的基因的棉花細(xì)胞。(3)培養(yǎng)基中生長素用量與細(xì)胞分裂素用量比值高時，利于根的分化，抑制芽的形成，反之，有利于芽的分化，抑制根的形成。因芽頂端可合成生長素，故接種在無激素的培養(yǎng)基上的芽也能長根。(4)可用投放棉鈴蟲的方法檢測抗蟲棉的抗蟲效果。轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的種植可減少農(nóng)藥使用量，從而減輕環(huán)境污染。