11.(2010上海高考，39)农业科技工作者在烟草中找到了一抗病基因，现采用基因工程技术将该基因转入棉花，培育抗病棉花品系。请回答下列问题。

(1)要获得该抗病基因，可采用_______________________、_______________________等方法。为了能把该抗病基因转入到棉花细胞中，常用的载体是_______________________。

(2)要使载体与该抗病基因连接，首先应使用_______________________进行切割。假如载体被切割后，得到的分子末端序列为，则能与该载体连接的抗病基因分子末端是_______________。

　(3)切割完成后，采用___________________________酶将载体与该抗病基因连接，连接后得到的DNA分子称为__________________________。

(4)再将连接得到的DNA分子导入农杆菌，然后用该杆菌去_____________棉花细胞，利用植物细胞具有的_____________性进行组织培养，从培养出的植株中_____________出抗病的棉花。

(5)该抗病基因在棉花细胞中表达的产物是(　)

A.淀粉　　　　　　　　　　　 B.脂类

C.蛋白质　　　　　　　　　　 D.核酸

(6)转基因棉花获得的_____________________________是由该表达产物来体现的。

解析：该题考查了科学工作者获得抗虫棉的操作过程。抗虫棉是通过基因工程技术获得的。基因工程可以分为四个步骤：一是提取目的基因，二是目的基因与运载体结合，三是将目的基因导入受体细胞，四是目的基因的检测与表达。提取目的基因主要有两条途径：一是从供体细胞的DNA中直接分离基因，二是人工合成，人工合成目的基因有两种方法：一是通过mRNA→单链DNA→双链DNA；二是根据蛋白质氨基酸序列→mRNA序列→推测出结构基因核苷酸序列→通过化学方法人工合成。

整个操作过程需要用到许多工具。将目的基因与运载体用同一种限制性内切酶进行切割，可以切出互补的黏性末端；DNA连接酶能够使目的基因与运载体连接在一起，此时叫重组DNA分子；常用的运载体有细菌的质粒、噬菌体和动植物病毒等。抗虫棉培育过程中所用的运载体是细菌的质粒，将重组DNA分子导入细菌，然后让细菌再去感染棉花细胞，最后经检测与筛选，从而获得抗虫的棉花新品种。抗虫基因表达的产物是蛋白质，使棉花体现出抗虫性状。

答案：(1)从细胞中分离　化学方法人工合成　Ti质粒　(2)限制性内切酶(限制酶)　A　(3)DNA连接　重组DNA　(4)感染　全能　筛选(选择)　(5)C　(6)抗病性状

10.(2010天津高考理综，31(1))限制性内切酶Ⅰ的识别序列和切点是-G^↓GATCC-，限制性内切酶Ⅱ的识别序列和切点是-_↓GATC-。在质粒上有酶Ⅰ的一个切点，在目的基因的两侧各有1个酶Ⅱ的切点。用上述两种酶分别切割质粒和含有目的基因的DNA。

(1)请画出质粒被限制酶Ⅰ切割后形成的黏性末端。

(2)请画出目的基因两侧被限制酶Ⅱ切割后所形成的黏性末端。

(3)在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后所形成的黏性末端能否连接起来？为什么？

解析：本题解题关键是根据碱基互补配对原则将DNA分子的两条链写准确，注意黏性末端的写法。由于黏性末端之间符合碱基互补配对原则，所以在DNA连接酶的作用下，上述两种不同限制酶切割后形成的黏性末端能连接起来。

答案：

(1)

(2)

(3)可以连接。因为由两种限制性内切酶切割后所形成的黏性末端是相同的(或是可以互补的)。

9.(经典回放)科学家应用生物技术培育出了一种抗虫棉，它能产生毒素，杀死害虫，目前正在大面积推广种植。科学家还研究了害虫的遗传基础，发现不抗毒素对抗毒素为显性(此处分别用B和b表示)。据此回答：

(1)种植抗虫棉，有利于生态环境保护，这是因为____________________________。

(2)棉田不抗毒素害虫的基因型为______________；抗毒素害虫的基因型为______________。

(3)不抗毒素害虫与抗毒素害虫杂交，则子代的基因型为_____________________。

解析：(1)应用转基因等生物技术培育的抗虫棉，能抵御害虫的侵袭，可以减少农药用量，从而有利于环境保护。

(2)不抗毒素为显性，则不抗毒素害虫的基因型为BB或Bb，抗毒素害虫的基因型为bb。

(3)不抗毒素害虫的基因型为BB或Bb，抗毒素害虫的基因型为bb，杂交后代基因型为Bb、bb。

答案：(1)可以不用或少用农药　(2)BB、Bb　bb　(3)bb、Bb

8.(经典回放)下列关于基因工程的叙述，正确的是(　)

A.基因工程经常以抗菌素抗性基因为目的基因

B.细菌质粒是基因工程常用的运载体

C.通常用一种限制性内切酶处理含目的基因的DNA，用另一种处理运载体DNA

D.为育成抗除草剂的作物新品种，导入抗除草剂基因时只能以受精卵为受体

解析：基因工程是按照人们的意愿，把一种生物的基因复制出来，加以修饰改造，然后导入另一种生物的细胞里定向地改造生物的遗传性状。在实际操作中一定要注意用同一种限制性内切酶来处理目的基因DNA和运载体基因DNA，使它们产生相同的黏性末端。

答案：B

7.(经典回放)昆虫学家用人工诱变的方法使昆虫产生基因突变，导致酯酶活性升高，该酶可催化分解有机磷农药。近年来已将昆虫控制酯酶合成的基因分离出来，通过生物工程技术将它导入细菌体内，并与细菌内的DNA分子结合，经这样处理的细菌仍能分裂繁殖。请根据上述资料回答：

(1)人工诱变在生产实践中已得到广泛应用，因为它能提高______________，通过人工选择获得______________。

(2)酯酶的化学本质是______________，基因控制酯酶合成要经过______________和______________两个过程。

(3)通过生物工程产生的细菌，其后代同样能分泌酯酶，这是由于__________________________________________。

(4)请你具体说出一项上述科研成果的实际应用：____________________________。

解析：(1)在自然状态下，生物基因突变的频率是很低的，但用人工的方法(物理因素有：X射线、γ射线、紫外线、激光等；化学因素有：秋水仙素、硫酸二乙酯等)处理生物，能大大地提高其变异频率，并从中选育出对人类有利的突变性状。

(2)大多数酶的化学本质是蛋白质，酯酶就属此类，蛋白质合成需要转录、翻译两个过程。

(3)生物工程能将“目的基因”整合到细菌DNA分子中，并随细菌DNA分子的复制而复制(在细胞的前后代传递)，并在后代中能表达。

(4)酯酶能分解有机磷农药，将通过基因工程产生的含酯酶的细菌放入污水中，能分解水中的有机磷农药，降低农药对环境的污染。

答案：(1)基因突变频率　人们所需要的突变性状　(2)蛋白质　转录　翻译　(3)控制酯酶合成的基因，随着细菌DNA分子的复制而复制，并在后代中表达　?(4)用?于降解水中的有机磷农药，以保护环境

回顾·展望

6.番茄在运输和储藏过程中，由于过早成熟而易腐烂。应用基因工程技术，通过抑制某种促进果实成熟激素的合成能力，可使番茄储藏时间延长，培育成耐储藏的番茄新品种，这种转基因番茄已于1993年开始在美国上市。请完成下列问题：

(1)促进果实成熟的重要激素是______________，它能够发生的化学反应类型有：______________、______________和______________。

(2)在培育转基因番茄的基因操作中，所用的基因的“剪刀”是______________，基因的“针线”是______________，基因的“运输工具”是______________。

(3)与杂交育种、诱变育种相比，通过基因工程来培育新品种的主要优点是______________________________________________________________________。

解析：基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。基因操作的主要工具有基因的“剪刀”--DNA限制性内切酶，基因的“针线”--DNA连接酶，基因的“运输工具”--运载体。因为基因工程能定向地改变生物的性状，所以利用基因工程可以按照人们的意愿培育新品种，如具有抗病毒、抗虫、抗除草剂的作物新品种。

答案：(1)乙烯　加成　氧化　聚合　

(2)限制性内切酶　DNA连接酶　运载体　

(3)目的性强，育种周期短，克服了远源杂交不亲和的障碍

5.下列各项能正确表示基因操作“四步曲”的是(　)

A.提取目的基因→目的基因导入受体细胞→目的基因与运载体结合→目的基因的检测和表达

B.目的基因的检测和表达→提取目的基因→目的基因与运载体结合→目的基因导入受体细胞

C.提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和表达

D.目的基因与运载体结合→提取目的基因→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测和表达

解析：该题考查基因工程的操作步骤，属于识记内容。

答案：C

综合·应用

4.1993年，我国科学工作者培育成的抗棉铃虫的转基因抗虫棉，其抗虫基因来源于(　)

A.普通棉的突变基因

B.棉铃虫变异形成的致死基因

C.寄生在棉铃虫体内的抗虫基因

D.苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因

解析：自然界中细菌的种类是非常多的，在细菌身上几乎可以找到植物所需要的各种抗性，如抗虫、抗病毒、抗除草剂、抗盐碱、抗干旱、抗高温等。如果将这些抗性基因转移到作物体内，将从根本上改变作物的特性。

答案：D

3.基因治疗是指(　)

A.把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的

B.对有缺陷的细胞进行修复，从而使其恢复正常，达到治疗疾病的目的

C.运用人工诱变的方法，使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常

D.运用基因工程技术，把有缺陷的基因切除，达到治疗疾病的目的

解析：基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。用基因替换的方法治疗遗传病是有可能的。

答案：A

2.科学家们经过多年的努力，创立了一种新兴生物技术--基因工程，实施该工程的最终目的是 (　)

A.定向地提取生物体的DNA分子

B.定向地对DNA分子进行人工“剪切”

C.在生物体外对DNA分子进行改造

D.定向地改造生物的遗传性状

解析：基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，可以定向地改变生物的遗传性状。

答案：D