基因工程技術(shù)在培育抗旱植物用于發(fā)展沙漠農(nóng)業(yè)和沙漠改造方面顯示了良好的前景，荷蘭一家公司將大腸桿菌中的海藻糖合成酶基因?qū)胫参?如甜菜、馬鈴薯等)中并獲得有效表達(dá)，使“工程植物”增強(qiáng)耐旱性和耐寒性。

(1)根據(jù)材料中表達(dá)，使“工程植物”增強(qiáng)耐旱性、耐寒性的基本操作步驟是：

① ② ，③   ，④   。

(2)基因表達(dá)的含義             。

(3)寫(xiě)出酶基因在植物體內(nèi)的表達(dá)過(guò)程：           。（2分）

(4)基因工程操作中的工具是 、         、          。

 

【答案】

海藻糖合成基因的獲取  構(gòu)建基因表達(dá)載體 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 目的基因檢測(cè)與鑒定  基因通過(guò)轉(zhuǎn)錄、翻譯合成蛋白質(zhì)，體現(xiàn)出相應(yīng)的性狀 酶基因m RNA海藻糖合成酶  限制酶  DNA連接酶 載體

【解析】

試題分析：(1)基因工程的操作步驟為：①目的基因的獲�、诨虮磉_(dá)載體的構(gòu)建③將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 ④目的基因的檢測(cè)與鑒定。

(2)基因表達(dá)是指細(xì)胞在生命過(guò)程中，把儲(chǔ)存在DNA順序中遺傳信息經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯，轉(zhuǎn)變成具有生物活性的蛋白質(zhì)分子。

(3)基因表達(dá)包括基因的轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的合成。

(4)基因工程操作中的工具是限制酶、DNA連接酶、載體。

考點(diǎn)：基因工程的基本操作程序和基本工具

點(diǎn)評(píng)：本題通過(guò)基因工程應(yīng)用于增強(qiáng)植物的抗逆性，綜合考查了基因工程的基本操作程序、DNA重組技術(shù)的基本工具和基因工程的原理等知識(shí)，屬于對(duì)識(shí)記、理解層次的考查，屬于中檔題。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中生物 來(lái)源： 題型：

番茄營(yíng)養(yǎng)豐富，是人們喜愛(ài)的一類(lèi)果蔬。但普通番茄細(xì)胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細(xì)胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細(xì)胞壁，使番茄軟化，不耐貯藏。為滿(mǎn)足人們的生產(chǎn)生活需要，科學(xué)家們通過(guò)基因工程技術(shù)，培育出了抗軟化、保鮮時(shí)間長(zhǎng)的番茄新品種(操作流程如圖)。請(qǐng)回答：（7分）

(1)將目的基因插入質(zhì)粒得到重組DNA，操作過(guò)程所需的酶是                。

(2) 在番茄新品種的培育過(guò)程中，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法叫做                。

(3)從圖中可見(jiàn)，mRNAl和mRNA2的結(jié)合直接導(dǎo)致了                無(wú)法合成，最終使番茄獲得了抗軟化的性狀。

(4)普通番茄細(xì)胞導(dǎo)人目的基因后，先要接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基上培養(yǎng)，經(jīng)脫分化過(guò)程后得到

                   ，再誘導(dǎo)出試管苗，然后進(jìn)一步培養(yǎng)成正常植株。  

(5)目的基因能否在番茄細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是                �？刹�

用                方法檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA2。

(6)與雜交育種相比，基因工程育種的優(yōu)點(diǎn)有                              。

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科目：高中生物 來(lái)源： 題型：

（07江蘇卷）選做題

本題有A、B兩題，請(qǐng)任選一題在答題卡指定位置作答，并把所選題目對(duì)應(yīng)字母后的方框涂滿(mǎn)涂黑。  

B題．很久以前科學(xué)家在土壤中發(fā)現(xiàn)了某種細(xì)菌能制造一種對(duì)昆蟲(chóng)有毒的蛋白質(zhì)，當(dāng)時(shí)許多人就想把編碼這一蛋白質(zhì)的基因(抗蟲(chóng)基因)轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物中，以降低昆蟲(chóng)對(duì)農(nóng)作物造成的危害。20世紀(jì)90年代，美國(guó)科學(xué)家采用基因工程技術(shù)首次培育出抗蟲(chóng)玉米新品種。下圖為這一轉(zhuǎn)基因玉米的主要培育過(guò)程。

   

(1)獲得特定目的基因的途徑除了從該細(xì)菌中直接分離抗蟲(chóng)基因外，還可以            。將目的基因與運(yùn)載體結(jié)合時(shí)必須用             酶和DNA連接酶。在基因工程中，常用的運(yùn)載體有             等，而作為運(yùn)載體必須具備相應(yīng)的條件，例如應(yīng)具有                   以便進(jìn)行篩選。

(2)由轉(zhuǎn)基因玉米細(xì)胞經(jīng)過(guò)            形成愈傷組織，然后發(fā)育成胚狀體和試管苗。若要制備轉(zhuǎn)基因玉米的人工種子，可選擇上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的            再包裹合適的       等。

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科目：高中生物 來(lái)源：2012屆浙江省杭州師大附中高三第一次月考生物試卷 題型：綜合題

2007年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予馬里奧·卡佩基等三位科學(xué)家，以表彰他們“在涉及胚胎干細(xì)胞和哺乳動(dòng)物DNA重組方面的一系列突破性發(fā)現(xiàn)”。這些發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了“基因敲除”技術(shù)（通常叫基因打靶）的出現(xiàn)，利用這一技術(shù)可以準(zhǔn)確地“敲除”DNA分子上的特定基因，從而為研究基因功能開(kāi)辟了新途徑。該技術(shù)的過(guò)程大致如下：
第一步：分離胚胎干細(xì)胞。從小鼠囊胚中分離出胚胎干細(xì)胞，在培養(yǎng)基中擴(kuò)增。這些細(xì)胞中需要改造的基因稱(chēng)為“靶基因”。
第二步：突變DNA的體外構(gòu)建。獲取與靶基因同源的DNA片斷，利用基因工程技術(shù)在該DNA片段上插入neoR基因（新霉素抗性基因），使該片段上的靶基因失活。
第三步：突變DNA與靶基因互換。將體外構(gòu)建的突變DNA轉(zhuǎn)移入胚胎干細(xì)胞，再通過(guò)同源互換，用失活靶基因取代兩個(gè)正常靶基因中的一個(gè)，完成對(duì)胚胎干細(xì)胞的基因改造。
第四步：將第三步處理后的胚胎干細(xì)胞，轉(zhuǎn)移到添加新霉素的培養(yǎng)基中篩選培養(yǎng)。
其基本原理如下圖所示：
請(qǐng)根據(jù)上述資料，回答下列問(wèn)題：
⑴“基因敲除技術(shù)”以胚胎干細(xì)胞作為對(duì)象是因?yàn)榕咛ジ杉?xì)胞具有                    性。
⑵在第三步中，涉及的變異類(lèi)型是                      。
⑶在靶基因中插入neoR基因的目的是                                               。
⑷假設(shè)經(jīng)過(guò)上圖表示的過(guò)程，研究者成功獲得一枚“敲除”一個(gè)靶基因的胚胎干細(xì)胞，并培育成一只雌性克隆小鼠，則：
①該克隆小鼠的后代是否都含有neoR基因，為什么?________，________________________
____    ____________________________________________________________________。
②該克隆小鼠     （填“是”或“否”）已經(jīng)滿(mǎn)足研究者對(duì)靶基因進(jìn)行功能研究的需要？如果是，說(shuō)明理由。如果否，簡(jiǎn)述如何利用上述小鼠才能獲得符合需要的小鼠。理由或簡(jiǎn)述如何才能獲得符合需要的小鼠：                                                
                                                                            。
③若該克隆雌鼠與普通小鼠交配，理論上該克隆雌鼠產(chǎn)下的F1中抗新霉素小鼠與不抗新霉素小鼠的比例為_(kāi)________。若該克隆雌鼠產(chǎn)下的后代小鼠足以滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求，請(qǐng)以F1為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)一代雜交實(shí)驗(yàn)，來(lái)確定新霉素抗性基因是導(dǎo)入到常染色體，還是導(dǎo)入到X染色體上。（要求寫(xiě)出用來(lái)雜交的F1性狀及雜交后一代的性狀及相應(yīng)結(jié)論）。
雜交方案：____    _______________ __________________ _____________________；
結(jié)果和結(jié)論：
_________________________________________________________________________ _
_________________________________________________________________________ _
_________________________________________________________________________ _
_____________________________________________________________________________。

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科目：高中生物 來(lái)源：2013屆山西忻州一中高二下學(xué)期期中考試?yán)砜粕镌嚲恚ń馕霭妫?/span> 題型：綜合題

（7分）

很久以前科學(xué)家在土壤中發(fā)現(xiàn)了某種細(xì)菌能制造一種對(duì)昆蟲(chóng)有毒的蛋白質(zhì)，當(dāng)時(shí)許多人就想把編碼這一蛋白質(zhì)的基因(抗蟲(chóng)基因)轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物中，以降低昆蟲(chóng)對(duì)農(nóng)作物造成的危害。20世紀(jì)90年代，美國(guó)科學(xué)家采用基因工程技術(shù)首次培育出抗蟲(chóng)玉米新品種。下圖為這一轉(zhuǎn)基因玉米的主要培育過(guò)程。

（1）獲得特定目的基因的途徑除了從該細(xì)菌中直接分離抗蟲(chóng)基因外，還可以______。將目的基因與載體結(jié)合時(shí)必須用同種限制酶和               。在基因工程中，常用的載體有_____________等，而作為載體必須具備相應(yīng)的條件，例如應(yīng)具有_____________以便進(jìn)行篩選。

（2）由轉(zhuǎn)基因玉米細(xì)胞經(jīng)過(guò)_____________形成愈傷組織，然后發(fā)育成胚狀體和試管苗。若要制備轉(zhuǎn)基因玉米的人工種子，可選擇上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的_____________再包裹合適的_____________等。

 

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科目：高中生物 來(lái)源：2010-2011學(xué)年黑龍江哈三中高三第三次模擬考試（理綜）生物部分 題型：綜合題

番茄營(yíng)養(yǎng)豐富，是人們喜愛(ài)的一類(lèi)果蔬。但普通番茄細(xì)胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細(xì)胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細(xì)胞壁，使番茄軟化，不耐貯藏。為滿(mǎn)足人們的生產(chǎn)生活需要，科學(xué)家們通過(guò)基因工程技術(shù)，培育出了抗軟化、保鮮時(shí)間長(zhǎng)的番茄新品種。操作流程如圖，請(qǐng)據(jù)圖回答。

   （1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因在該實(shí)驗(yàn)中是作為_(kāi)__________基因。質(zhì)粒分子經(jīng)SmaI酶切割前后，分別含有___________個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。圖中通過(guò)過(guò)程①形成重組DNA，需要的工具酶有___________和___________。

（2）將重組DNA導(dǎo)人普通番茄細(xì)胞，通常采用的方法是___________。由于土壤農(nóng)桿菌的重組DNA中含有___________的DNA，它可將抗多聚半乳糖醛酸酶基因整合到受體細(xì)胞染色體DNA上。除圖中所示方法以外，將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞還有花粉管通道法和___________。

（3）從圖中可見(jiàn)，mRNA1和___________的結(jié)合直接阻礙了多聚半乳糖醛酸酶合成時(shí)的___________過(guò)程，最終使番茄獲得抗軟化的性狀。

（4）圖中培養(yǎng)②和培養(yǎng)③過(guò)程能順利完成，通常主要取決于培養(yǎng)基成分中的___________種類(lèi)和其濃度配比；要快速繁殖轉(zhuǎn)基因抗軟化番茄檀株，目前常用的生物學(xué)技術(shù)是植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)的原理是___________。

（5）為防止轉(zhuǎn)基因番茄通過(guò)花粉將抗多聚半乳糖醛酸酶基因傳播給其它植物而造成“基因污染”，可將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)说椒阎参锛?xì)胞的___________（結(jié)構(gòu)）的DNA中，從而使目的基因不會(huì)通過(guò)花粉傳遞而在下一代中顯現(xiàn)出來(lái)。

 

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