課時分層集訓(三十九)　基因工程(建議用時：45分鐘)(對應學生用書第339頁)A組　基礎達標1．(2015·全國卷Ⅰ)HIV屬于逆轉錄病毒，是艾滋病的病原體?；卮鹣铝袉栴}： (1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時，可先提取HIV中的________，以其作為模板，在________的作用下合成________，獲取該目的蛋白的基因，構建重組表達載體，隨后導入受體細胞。 (2)從受體細胞中分離純化出目的蛋白，該蛋白作為抗原注入機體后，刺激機體產生的可與此蛋白結合的相應分泌蛋白是________，該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV，檢測的原理是______________________________。 (3)已知某種菌導致的肺炎在健康人群中罕見，但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現(xiàn)象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分________細胞，降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。 (4)人的免疫系統(tǒng)有________癌細胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易發(fā)生惡性腫瘤。 [解析]　(1)HIV的遺傳物質是RNA，所以要想獲得相應的目的基因，應以HIV的RNA為模板，在逆轉錄酶的作用下合成cDNA(或DNA)。 (2)目的蛋白注入機體后相當于抗原。在抗原的刺激下，機體進行體液免疫，由漿細胞產生相應抗體(分泌蛋白)，由于該抗體能與目的蛋白(抗原)發(fā)生特異性結合，所以可通過抗體檢測出有無目的蛋白，從而確定體內有無HIV。 (3)HIV主要攻擊人體的T(或T淋巴)細胞，從而降低機體免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。 (4)癌細胞在機體中屬于抗原，人體的免疫系統(tǒng)能夠監(jiān)控和清除癌細胞。 [答案]　(1)RNA　逆轉錄酶　cDNA(或DNA) (2)抗體　抗原抗體特異性結合　(3)T(或T淋巴)　(4)監(jiān)控和清除2．(2014·全國卷Ⅱ)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。 【導學號：67110095】 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。 (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(jīng)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(shù)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”)。 [解析]　(1)基因組文庫含有生物的全部基因，而cDNA文庫中含有生物的部分基因。(2)植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關，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，包含該生物的所有基因，然后再從中篩選出所需的耐旱基因。(3)若從植物甲中獲得該耐旱基因，并將其轉移到耐旱性低的植物乙中，通常采用的方法是農桿菌轉化法。將耐旱基因導入植物乙的體細胞后，經(jīng)過植物組織培養(yǎng)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，應檢測該耐旱基因是否合成了相應的蛋白質，即檢測此再生植株中該基因的表達產物，如果檢測結果呈陽性，說明已經(jīng)合成了相應的蛋白質，這時再進行個體生物學檢測，即在田間試驗中檢測植株的耐旱性是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉基因耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1，符合基因的分離定律，說明得到的二倍體轉基因耐旱植株為雜合子，因此可推測該耐旱基因只整合到了同源染色體的一條上。 [答案]　(1)全部　部分　(2)篩選　(3)乙　表達產物　耐旱性　(4)同源染色體的一條上B組　能力提升3．植物的抗旱機制很大程度上依賴植物激素脫落酸。2016年2月，中、美兩國科學家宣布發(fā)現(xiàn)了PYL9蛋白(脫落酸的一種受體蛋白)，利用轉基因技術實現(xiàn)了啟動子pRD29A控制PYL9過量表達，讓水稻自身產生大量PYL9蛋白，顯著提高了其抗旱性。請回答： (1)已知PYL9蛋白的氨基酸序列，培育轉基因抗旱水稻可用________法來獲得PYL9基因。 (2)一個PYL9基因進行擴增最簡便的方法是使用________技術，如果這個過程中消耗了引物62個，則進行了________輪的DNA復制。 (3)科學家通過農桿菌轉化法成功培育了該轉基因水稻。構建的基因表達載體上除了圖示標注外，還必須含有________，所填充的這些序列________(填“需要”或“不需要”)全部轉入到農桿菌Ti質粒的T-DNA區(qū)域。 (4)導入目的基因的重組細胞可通過____________技術培育成完整植株。 (5)檢測水稻細胞是否含有PYL9基因的分子工具是________。從個體水平上檢測轉基因水稻是否有抗性及抗性程度的方法是______________________。 [解析]　(1)已知PYL9蛋白的氨基酸序列，可以推測基因的脫氧核苷酸序列，因此培育轉基因抗旱水稻可用人工合成方法來獲得目的基因。 (2)一個PYL9基因進行擴增最簡便的方法是使用PCR技術。第一輪：1個DNA含2條脫氧核苷酸鏈復制得2個DNA 4條脫氧核苷酸鏈消耗2個引物；第二輪：2個DNA含4條脫氧核苷酸鏈復制得4個DNA 8條脫氧核苷酸鏈消耗(22－2)×2＋2＝6個引物；第三輪：22個DNA含8條脫氧核苷酸鏈復制得23個DNA 16條脫氧核苷酸鏈消耗(23－2)×2＋2＝14個引物；第四輪：23個DNA含16條脫氧核苷酸鏈復制得24個DNA，含32條脫氧核苷酸鏈消耗(24－2)×2＋2＝30個引物；第五輪：24個DNA含32條脫氧核苷酸鏈復制得25個DNA，含64條脫氧核苷酸鏈消耗(25－2)×2＋2＝62個引物。 (3)基因表達載體的組成包括目的基因(PYL9基因)、標記基因、復制原點、啟動子和終止子等。科學家通過農桿菌轉化法成功培育了該轉基因水稻。需要將目的基因轉入到農桿菌Ti質粒的T-DNA區(qū)域，之后才可以轉移到水稻細胞的染色體上。 (4)導入目的基因的重組細胞培育成完整植株，所用的技術是植物組織培養(yǎng)技術，這一過程體現(xiàn)了植物細胞的全能性。 (5)檢測目的基因是否導入受體細胞常用DNA分子雜交技術，該方法常用的分子工具是基因探針；從個體水平上檢測轉基因水稻是否有抗性及抗性程度的方法是將轉基因水稻植株分別種植在干旱程度(或含水量)不同的田地里(觀察其生長狀況以檢測其是否有抗性及抗性程度)。 [答案]　(1)人工合成　(2)PCR　5　(3)啟動子pRD29A、PYL9基因、終止子　需要　(4)植物組織培養(yǎng)　(5)DNA分子探針/基因探針　將轉基因水稻植株分別種植在干旱程度(或含水量)不同的田地里(觀察其生長狀況以檢測其是否有抗性及抗性程度)4．(廣東省惠州市模擬)青蒿素為名貴藥材，由青蒿生產?？蒲腥藛T嘗試從以下方面獲得青蒿素： (1)利用________技術，由青蒿外植體通過________(生理過程)形成愈傷組織。經(jīng)檢測愈傷組織不含青蒿素，而叢芽含少量，造成這種差異的根本原因是____________________。 (2)圖1表示青蒿和酵母菌細胞內的物質代謝過程，DXP、FPP、青蒿二烯均為青蒿素前體產物，各種酶由相應基因指導合成。圖2表示基因工程實驗結果。圖1 ①據(jù)圖1，如果要通過基因工程技術讓酵母菌生產青蒿二烯，則目的基因是________基因，基因表達載體除目的基因外，還需要有________基因便于后期篩選。 ②將DXR基因導入青蒿，讓DXR基因在青蒿中過量表達，通過增加FPP量最終提高青蒿素產量。除了提高青蒿素前體產物的方法外，要獲得高產青蒿植株，據(jù)圖1分析，思路還有：________________________________________ _________________________________________________________________。 圖2中，導入空白運載體的實驗數(shù)據(jù)能用來說明________________________ ________________________________________________________________。 [解析]　(1)利用植物組織培養(yǎng)技術，由青蒿外植體通過脫分化形成愈傷組織；經(jīng)檢測愈傷組織不含青蒿素，而叢芽含少量，這是基因選擇性表達的結果。(2)①要通過基因工程技術讓酵母菌生產青蒿二烯，目的基因是ADS酶基因；基因表達載體中標記基因的作用是檢測目的基因是否導入了受體細胞，便于篩選。②據(jù)圖1分析，可以通過抑制GAS酶、SQS酶活性，減少香葉烯、角鯊烯的生成量，讓FPP轉化成更多的青蒿二烯，達到提高青蒿素產量目的。圖2中，導入空白運載體的實驗數(shù)據(jù)，說明轉入的不含DXR基因的運載體并沒有影響青蒿素產量或青蒿導入DXR基因后產量提高，與目的基因表達有關。 [答案]　(1)(植物)組織培養(yǎng)　脫分化　基因選擇性表達　(2)①ADS(酶)　標記 ②通過抑制GAS酶、SQS酶活性，減少香葉烯、角鯊烯的生成量，讓FPP轉化成更多的青蒿二烯，達到提高青蒿素產量目的　轉入的不含DXR基因的運載體并沒有影響青蒿素產量或青蒿導入DXR基因后產量提高，與目的基因表達有關 

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