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夯基提能练 36 基因工程
第一部分【夯实基础】
1.(2021·山东青岛高三期初调研)拟南芥细胞中存在某种转录因子能够明显提
高其他基因的表达水平。研究人员将从拟南芥细胞中获取的转录因子转移到大豆
细胞内，并使其过量表达，发现大豆中油酸和亚油酸的含量显著提高。图中限制
酶EcoR Ⅴ的酶切位点—GAT↓ATC—。
(1)质粒P0具有氨苄青霉素抗性基因(ampr)和四环素抗性基因(tetr)，对其进行
切割时应该注意______________________________________________，以便筛选
重组质粒。研究人员利用限制酶 EcoR Ⅴ对载体进行处理后________(填“能”
或“不能”)与目的基因片段直接相连。用限制酶和 T DNA连接酶构建基因表达
4
载体时，研究人员常选用能产生黏性末端的限制酶，你认为这样做的理由是
________________________________。
(2)P3 质 粒 导 入 受 体 细 胞 通 常 使 用 农 杆 菌 转 化 法 ， 转 化 指 的 是
____________________________________________________，若受体细胞能够体
现氨苄青霉素抗性，能否说明目的基因已成功导入受体细胞，并说出理由
____________________________________。
(3)受体细胞能够培育成转基因大豆植株的原因是_____________________。
(4)大豆过量表达转录因子后，油酸和亚油酸的含量显著提高，推测转录因子
在细胞内发挥的作用可能是_________________________________________。
2．下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程，请据图回答下列问题。(1)若限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—↓GATC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点
是—G↓GATCC—，那么在①过程中，应用限制酶________切割质粒，用限制酶
________切割抗虫基因。①过程在________(填“体内”或“体外”)进行。
(2)通过②过程得到的大肠杆菌涂布在含有________的培养基上，若大肠杆菌
能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒，反之则说明没有导入。然后将能够
在上述培养基上生长的大肠杆菌涂布在含有氨苄青霉素的培养基上，如果大肠杆
菌不能生长说明________________________________。
(3)重组质粒导入大肠杆菌的目的是___________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________。
(4)⑤过程所用技术称为________，从遗传学角度来看，根本原因是根细胞
具有________________________________________________________________
______________________。
3．(2021·湖南适应性考试)p53基因是一种抑癌基因，在恶性肿瘤患者中突变
率达50%以上。与人相比，大象体内含有多对p53基因，推测是其很少患肿瘤的
主要原因。设计实验探究人p53基因在乳腺肿瘤细胞中的作用。回答下列问题：
(1)利用PCR技术扩增p53基因。首先根据p53基因的核苷酸序列，设计并合
成________，其能与变性p53基因单链结合，在________________催化作用下延
伸，如此循环多次。(2)p53基因表达载体的构建。如图所示，表达载体上除了标注的DNA片段
外，在p53基因上游还必须拥有的DNA片段(箭头所示)是________，其作用机
理是________________________________。外源p53基因插入载体中至少需要两
种工具酶，包括准确切割 DNA 的限制性核酸内切酶和将双链 DNA 片段“缝
合”起来的________。
(3)乳腺肿瘤细胞培养。完成伦理学审查和病人知情同意书签署后，将患者乳
腺肿瘤组织块剪碎，制成细胞悬液在适宜的条件下培养。培养环境中所需的主要
气体包括细胞代谢必需的________和维持培养液pH值的________。保持培养环
境处于无菌无毒条件的操作包括______________________________(答出两点即
可)。
(4)检测p53基因表达对乳腺肿瘤细胞增殖的影响。分别将空载体和p53表达
载体转入肿瘤细胞培养，采用特殊方法检测细胞增殖情况，并从培养的肿瘤细胞
中提取蛋白质，用相应的________进行杂交，检测p53基因翻译成蛋白质的情况，
探索
第二部分【能力提升】
4．PCR技术是分子生物学实验室里的一种常规手段，其原理是利用 DNA的
半保留复制，在试管中进行 DNA的人工复制(如图所示)，在很短的时间内，将
DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需要的遗传物质不再受限于活的
生物体。
(1)PCR的全称是______________,94 ℃高温使DNA双链打开，这一步是打开________键，称为________。而这一过程在细胞内是通过________酶实现的。
(2)当温度降低时，引物与模板________端结合，在________的作用下，
DNA单链沿模板延伸，此过程中原料是________，遵循的原则是________。
(3)PCR技术的必要条件除模板、原料、ATP、酶以外，至少还需要三个条件，
即液体环境、适宜的________和________，前者由PCR仪自动调控，后者则靠
________来维持。
(4)DNA的复制需要引物，其主要原因是__________________。引物的实质
是________，若将 1 个 DNA 分子拷贝 10 次，则需要在缓冲溶液中至少加入
________个引物。
5．(2021·湖南百校联考)草甘膦是一种广谱除草剂，能抑制植物细胞内一定
比例的EPSPS酶的合成，使植物失绿死亡。为培育抗草甘膦转基因棉花品种，
研究人员开展了相关研究。请回答下列问题：
(1)在适宜条件下，若用强启动子使棉花细胞内的转EPSPS基因大量表达，
能 否 得 到 抗 草 甘 膦 棉 花 植 株 ， 请 判 断 并 写 出 理 由 ：
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
____。
(2)获取目的基因常用的方法有______________和______________等。将获取
的三个抗草甘膦基因G10插入质粒，重组质粒的部分结构(大箭头表示转录方向)
如图所示，则添加的启动子位点是________(填图中字母)。G10插入质粒后，不
能影响质粒的________。
(3)将消毒后的棉花胚与含重组质粒的农杆菌在培养基上共培养，目的是
________________。将共培养后的棉花胚转入含有营养物以及________________
的培养基中诱导培养和筛选，从而得到目的植株。
第三部分【综合拓展】
6．(2017·全国卷Ⅱ)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化
几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：
(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用
嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是________________________________
________________________。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂
其目的是____________________。
(2)以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是_________________________
__________________________________________________________________
_____________________________________________。
(3)若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的
基因导入受体细胞，原因是___________________________________________
__________________________________________________________________
___________________________________(答出两点即可)。
(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA 连接酶催化形成的化学键是
________________________。
(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病
的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是__________________。
7．(2021·河北选择性考试)采矿污染和不当使用化肥导致重金属镉(Cd)在土
壤中过量积累。利用植物修复技术将土壤中的Cd富集到植物体内，进行后续处
理(例如，收集植物组织器官异地妥善储存)，可降低土壤中Cd的含量。为提高
植物对Cd污染土壤的修复能力，研究者将酵母液泡Cd转运蛋白(YCF1)基因导
入受试植物，并检测了相关指标。
回答下列问题：
(1)为获取YCF1基因，将酵母细胞的全部 DNA提取、切割后与载体连接，
导入受体菌的群体中储存，这个群体称为________________。
(2)将DNA序列插入Ti质粒构建重组载体时，所需要的两种酶是________。
构 建 的 重 组 基 因 表 达 载 体 中 必 须 含 有 标 记 基 因 ， 其 作 用 是
____________________________。
(3)进行前期研究时，将含有YCF1基因的重组载体导入受试双子叶植物印度
芥菜，采用最多的方法是______________。研究者进一步获得了转YCF1基因的不 育 杨 树 株 系 ， 采 用 不 育 株 系 作 为 实 验 材 料 的 目 的 是
______________________________________。
(4)将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到Cd污染的土壤中，半年后测
定植株干重(图1)及不同器官中Cd含量(图2)。据图1可知，与野生型比，转基
因植株对Cd具有更强的________(填“耐性”或“富集能力”)；据图2可知，
对转基因植株的________进行后续处理对于缓解土壤Cd污染最为方便有效。
(5)已知YCF1特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上。据此分析，转基因杨
树 比 野 生 型 能 更 好 地 适 应 高 Cd 环 境 的 原 因 是
_______________________________
________________________________________________。相较于草本植物，
采 用 杨 树 这 种 乔 木 作 为 Cd 污 染 土 壤 修 复 植 物 的 优 势 在 于
________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________(写出两点即可)。
