2022屆高考生物一輪復(fù)習(xí) 課后限時集訓(xùn)39 基因工程新人教版

1、2022屆高考生物一輪復(fù)習(xí) 課后限時集訓(xùn)39 基因工程新人教版2022屆高考生物一輪復(fù)習(xí) 課后限時集訓(xùn)39 基因工程新人教版年級：姓名：- 11 -基因工程(建議用時：40分鐘)1(2020贛州市高三模擬)濱藜在含鹽量0.6%以上的條件下生長，是耐鹽堿基因開發(fā)的理想材料。若將濱藜的耐鹽堿基因轉(zhuǎn)移到水稻等農(nóng)作物體內(nèi)，將會大大提高水稻等農(nóng)作物的種植面積?；卮鹣铝袉栴}：(1)從濱藜中獲得耐鹽堿基因需要用_酶處理，然后與含四環(huán)素抗性基因的ti質(zhì)粒連接構(gòu)建_，并導(dǎo)入農(nóng)桿菌。在含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，目的是_。(2)用農(nóng)桿菌感染時，應(yīng)優(yōu)先選用水稻_(填“受傷的”或“完好的”)葉片與含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌

2、共同培養(yǎng)，選用這種葉片的理由是_。(3)導(dǎo)入耐鹽堿基因的植株細(xì)胞經(jīng)過_形成愈傷組織，然后_形成胚狀體，繼續(xù)發(fā)育形成轉(zhuǎn)基因水稻幼苗。(4)將生長至4葉期的轉(zhuǎn)基因幼苗轉(zhuǎn)入高濃度的nacl溶液(含鹽量0.6%以上)中培養(yǎng)，進行耐鹽實驗，用非轉(zhuǎn)基因幼苗作為對照。培養(yǎng)30天后觀察兩者的存活率差異。若_，則說明轉(zhuǎn)基因植株獲得了耐鹽特性。解析(1)使用限制酶從濱藜中獲得耐鹽堿基因，與含抗生素抗性基因的ti質(zhì)粒連接構(gòu)建基因表達載體(或重組質(zhì)粒)，并導(dǎo)入農(nóng)桿菌，將其在含有四環(huán)素的固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，目的是篩選出導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌。(2)當(dāng)植物體受到損傷時，傷口處的細(xì)胞會分泌大量的酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)

3、胞，因此用農(nóng)桿菌感染時，優(yōu)先選用水稻受傷的葉片。(3)含有目的基因的植物細(xì)胞先脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成根、芽和胚狀體，然后繼續(xù)發(fā)育形成轉(zhuǎn)基因幼苗。(4)將生長至4葉期的轉(zhuǎn)基因水稻幼苗轉(zhuǎn)入含鹽量0.6%以上的環(huán)境中培養(yǎng)，進行實驗，用非轉(zhuǎn)基因幼苗作為對照。若轉(zhuǎn)基因植株存活率高于非轉(zhuǎn)基因植株，說明轉(zhuǎn)基因水稻植株獲得了耐鹽特性。答案(1)限制性核酸內(nèi)切(或限制)重組質(zhì)粒(或重組dna分子)篩選出導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌(2)受傷的葉片傷口處的細(xì)胞釋放出大量酚類物質(zhì)，可吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞(3)脫分化再分化(4)轉(zhuǎn)基因植株存活率高于非轉(zhuǎn)基因植株2(2020全國卷)w是一種具有特定功能的人體蛋白質(zhì)

4、。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應(yīng)器的研究思路，制備一種膀胱生物反應(yīng)器來獲得w，基本過程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)步驟中需要使用的工具酶有_。步驟和所代表的操作分別是_和_。步驟稱為_。(2)與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)w的優(yōu)勢在于不受轉(zhuǎn)基因動物的_(答出2點即可)的限制。(3)一般來說，在同一動物個體中，乳腺上皮細(xì)胞與膀胱上皮細(xì)胞的細(xì)胞核中染色體dna所含的遺傳信息_(填“相同”或“不同”)，原因是_。(4)從上述流程可知，制備生物反應(yīng)器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技術(shù)有_(答出2點即可)。解析(1)步驟是基因表達載體的構(gòu)建過程，該過程需要使用的工具酶有限制性核酸內(nèi)

5、切酶(限制酶)和dna連接酶，用限制酶分別切割載體和目的基因，用dna連接酶將目的基因和載體連接起來。步驟和所代表的操作分別是顯微注射和體外培養(yǎng)。步驟是將早期胚胎植入到代孕母體內(nèi)，稱為胚胎移植。(2)與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)w的優(yōu)勢在于不受轉(zhuǎn)基因動物的性別和年齡的限制。(3)乳腺上皮細(xì)胞和膀胱上皮細(xì)胞都是體細(xì)胞。一般來說，在同一動物個體中，其體細(xì)胞都是由同一個受精卵分裂、分化而來的，細(xì)胞在分裂、分化過程中，其細(xì)胞核中染色體dna所含的遺傳信息一般是不變的，因此兩種上皮細(xì)胞的染色體dna所含的遺傳信息相同。(4)據(jù)題述流程可知，胚胎工程中所用到的主要技術(shù)有體外受精、早期胚胎培養(yǎng)

6、、胚胎移植等。答案(1)限制性核酸內(nèi)切酶、dna連接酶顯微注射體外培養(yǎng)胚胎移植(2)性別、年齡(3)相同兩種上皮細(xì)胞都是體細(xì)胞，且來源于同一個受精卵(4)體外受精、胚胎移植3(2020張家口市高三模擬)map30蛋白是一種能使型核酸核糖體失活的蛋白質(zhì)，存在于苦瓜果實和種子中。實驗表明，map30蛋白具有抗腫瘤、抗菌、抗病毒等功能，近年來引起人們的廣泛關(guān)注?，F(xiàn)有一科研團隊欲培育高效表達該蛋白基因的馬鈴薯新品種。請回答下列問題：(1)若要獲取map30蛋白基因，人們可從_基因庫中獲得。獲得目的基因后可利用pcr技術(shù)對其進行擴增，所用的緩沖液中除目的基因外，應(yīng)包括_等物質(zhì)。(2)構(gòu)建基因表達載體時，

7、需要使用到的酶是_。為了避免出現(xiàn)“目的基因自我環(huán)化”“目的基因在運載體上反向連接”的問題，常用的解決辦法是_。(3)將基因表達載體導(dǎo)入馬鈴薯受體細(xì)胞后，可用_技術(shù)得到轉(zhuǎn)基因幼苗。檢測map30蛋白基因是否在受體細(xì)胞中成功表達，可用_。(4)科研人員為了研究map30蛋白抗弧菌的效果，用含不同濃度map30蛋白培養(yǎng)液培養(yǎng)弧菌，繪制弧菌生長曲線如圖：由圖可以得出的結(jié)論是_。解析(1)獲取目的基因，要從含有該基因的苦瓜基因庫中尋找。利用pcr技術(shù)擴增該基因，pcr反應(yīng)體系的主要成分應(yīng)該包含4種脫氧核糖核苷酸、 模板dna、引物、熱穩(wěn)定dna聚合酶、擴增緩沖液等。(2)構(gòu)建基因表達載體需要使用到的酶是

8、限制酶和dna連接酶；為了避免出現(xiàn)“目的基因自我環(huán)化”“目的基因在運載體上反向連接”的問題，可分別使用兩種限制酶去剪切目的基因和運載體。(3)可用植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到轉(zhuǎn)基因幼苗，可通過抗原抗體雜交技術(shù)檢測map30蛋白基因是否成功表達。(4)用含不同濃度map30蛋白培養(yǎng)液培養(yǎng)弧菌，根據(jù)圖中曲線顯示，隨著map30蛋白濃度的升高，map30蛋白對弧菌生長的抑制作用增強；當(dāng)map30蛋白濃度達到或高于500 g/ml時，弧菌生長完全被抑制。答案(1)苦瓜4種脫氧(核糖)核苷酸、引物、熱穩(wěn)定dna聚合酶(taq酶)(2)限制酶和dna連接酶分別使用兩種限制酶去剪切目的基因和運載體(3)植物組織培養(yǎng)

9、抗原抗體雜交技術(shù)(4)隨著map30蛋白濃度的升高，map30蛋白對弧菌生長的抑制作用增強；當(dāng)map30蛋白濃度達到或高于500 g/ml時，弧菌生長完全被抑制4(2020福建省高三一模)人體內(nèi)的tpa蛋白能高效降解由纖維蛋白凝聚而成的血栓，是心梗和腦血栓的急救藥。然而，為心?；颊咦⑸浯髣┝康幕蚬こ蘴pa會誘發(fā)顱內(nèi)出血，其原因在于tpa與纖維蛋白結(jié)合的特異性不高。研究證實，將tpa第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，能顯著降低出血副作用。據(jù)此，先對天然的tpa基因進行序列改造，然后再采取傳統(tǒng)的基因工程方法表達該改造后的基因，可制造出性能優(yōu)異的改良tpa蛋白。(注：如圖表示相關(guān)的目的基因、載體及限制

10、酶。pcly11為質(zhì)粒，新霉素為抗生素。)回答下列問題：(1)已知人tpa基因第84位半胱氨酸的模板鏈堿基序列為aca，而絲氨酸的密碼子為ucu，因此改造后的基因決定第84位絲氨酸的模板鏈的堿基序列應(yīng)設(shè)計為_。(2)若tpa改良基因的黏性末端如圖所示，那么需選用限制酶_和_切開質(zhì)粒pcly11，才能與tpa改良基因高效連接，在連接時需要用到_酶。(3)應(yīng)選擇_(填“能”或“不能”)在加入新霉素的培養(yǎng)基中生存并形成菌落的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，目的是_。在加入新霉素的培養(yǎng)基中形成菌落的受體細(xì)胞并非都是目的菌株，需選擇呈_色的菌落，進一步培養(yǎng)、檢測和鑒定，以選育出能生產(chǎn)改良tpa蛋白的工程菌株。(4

11、)以上制造性能優(yōu)異的改良tpa蛋白的過程稱為_工程。解析(1)根據(jù)堿基互補配對的原則，絲氨酸的密碼子為ucu，則其編碼序列為tct，所以模板鏈的堿基序列為aga。(2)若要質(zhì)粒pcly11與tpa突變基因高效連接，需質(zhì)粒和突變基因切割后產(chǎn)生黏性末端能堿基互補配對，tpa突變基因切割后的黏性末端分別為ggcc和ctag，故質(zhì)粒pcly11需要用xmai和bgl切割，連接時需要用dna連接酶。(3)由于質(zhì)粒上以新霉素抗性基因作為標(biāo)記基因，所以選擇不能在加入新霉素的培養(yǎng)基中生存并形成菌落的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，以便篩選出導(dǎo)入質(zhì)粒pcly11的大腸桿菌。重組質(zhì)粒的mlacz序列被破壞，表達產(chǎn)物使細(xì)胞呈

12、白色，故在加入新霉素的培養(yǎng)基中形成菌落的受體細(xì)胞需選擇呈白色的菌落，進一步培養(yǎng)、檢測和鑒定，以選育出能生產(chǎn)改良tpa蛋白的工程菌株。(4)通過對基因的改造實現(xiàn)對蛋白質(zhì)的改造，稱為蛋白質(zhì)工程。答案(1)aga(2)xmbgldna連接(3)不能以便篩選出導(dǎo)入質(zhì)粒pcly11的大腸桿菌白(4)蛋白質(zhì)5(2020淄博市高三二模)核酸疫苗是將編碼某種抗原蛋白的外源基因(dna或rna片段)導(dǎo)入動物體細(xì)胞內(nèi)，通過宿主細(xì)胞的表達系統(tǒng)合成抗原蛋白，誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生對該抗原蛋白的免疫應(yīng)答，以達到預(yù)防或治療相應(yīng)疾病的一類新型疫苗。研究表明核酸疫苗不僅具有良好的免疫原性與安全性，且由于核酸更易于修飾與改造，較以往蛋白

13、疫苗具有更大的靈活性和更廣闊的應(yīng)用前景。請回答：(1)研發(fā)dna疫苗時，構(gòu)建含有病原體抗原基因表達載體的過程中需要用到的工具酶有_。(2)圖中所用的載體是_，構(gòu)建基因表達載體的目的是_，基因表達載體中，驅(qū)動病原體抗原基因轉(zhuǎn)錄的結(jié)構(gòu)_。將該dna疫苗導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法是肌肉注射法或_。(3)mrna疫苗可以由計算機設(shè)計、制造并通過高速機器大批量生產(chǎn)。目前用于制造疫苗的rna有兩種，非復(fù)制型mrna和自我擴增型mrna，從圖中可以看出自我擴增型mrna的優(yōu)點是可在細(xì)胞內(nèi)_。mrna常被包裹在脂質(zhì)體顆粒中注射到相關(guān)人員的手臂肌肉，脂質(zhì)體顆粒的作用是_。(4)病毒核酸檢測試劑盒通常以病毒獨特的基因序列

14、為檢測靶標(biāo)。pcr擴增時每一個循環(huán)分為_三步，使靶標(biāo)dna序列呈指數(shù)增加。每一個擴增出來的dna序列都與預(yù)先加入的一段熒光標(biāo)記_結(jié)合，產(chǎn)生熒光信號，擴增出來的靶標(biāo)dna序列越多，累積的熒光信號就越強。在沒有病毒的樣本中，因為沒有靶標(biāo)dna序列擴增，所以就檢測不到熒光信號增強。解析(1)構(gòu)建基因表達載體的過程中需要用到的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)、dna連接酶。(2)圖中所用的質(zhì)?？梢猿洚?dāng)運載體的作用，構(gòu)建基因表達載體可以使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用?；虮磉_載體中的啟動子可以驅(qū)動目的基因的轉(zhuǎn)錄。將該dna疫苗導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法是肌肉注射

15、法或基因槍法。(3)從圖中可以看出自我擴增型mrna可在細(xì)胞內(nèi)大量復(fù)制，提高蛋白質(zhì)合成效率。mrna常被包裹在脂質(zhì)體顆粒中注射到相關(guān)人員的手臂肌肉，其中的脂質(zhì)體顆?？梢员Ｗomrna，防止被酶降解。(4)pcr擴增時每一個循環(huán)分為變性、復(fù)性、延伸三步，使靶標(biāo)dna序列呈指數(shù)增加。每一個擴增出來的dna序列都與預(yù)先加入的一段熒光標(biāo)記探針結(jié)合，產(chǎn)生熒光信號，擴增出來的靶標(biāo)dna序列越多，累積的熒光信號就越強。答案(1)限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶)、dna連接酶(2)質(zhì)粒使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并遺傳給下一代，同時使目的基因能夠表達和發(fā)揮作用啟動子基因槍法(3)大量復(fù)制，提高蛋白質(zhì)合成效率保護mr

16、na，防止被酶降解(4)變性、復(fù)性、延伸探針6(2020濰坊市高三二模)我國是大豆的原產(chǎn)地，但目前我國大豆嚴(yán)重依賴進口。大豆細(xì)胞中與油脂合成相關(guān)酶的基因有dgat2、fad2、fad3、kas、kas，它們通過控制多種酶的合成來控制油脂合成。采用基因工程育種能大幅度快速改良大豆品質(zhì)。研究人員通過race技術(shù)獲得轉(zhuǎn)錄因子wri1，并將其在大豆中過量表達，結(jié)果顯示轉(zhuǎn)基因后代含油量比普通大豆提高8%以上，油酸和亞油酸的含量也顯著提高了。(1)race技術(shù)(cdna末端快速擴增技術(shù))是一種基于pcr技術(shù)的，利用低豐度的轉(zhuǎn)錄本(由一個基因轉(zhuǎn)錄形成的一種或多種mrna)快速擴增cdna的有效方法，理論上通

17、過此技術(shù)獲取大量目的基因需經(jīng)_和_兩個基本過程。(2)在大豆內(nèi)過量表達轉(zhuǎn)錄因子wri1即可提高大豆含油量，表明wri1基因在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮的作用是_。(3)質(zhì)粒p0具有四環(huán)素抗性基因(tetr)和氨芐青霉素抗性基因(ampr)，對其進行酶切時應(yīng)注意_，以便篩選重組dna。研究人員所選限制酶eorv的酶切位點為gatatc，經(jīng)其酶切后的片段還需經(jīng)酶處理為_末端才能與目的基因連接。研究人員構(gòu)建基因表達載體時往往使用產(chǎn)生后一種末端的限制酶，你認(rèn)為這樣做的理由是_。(4)導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞還需經(jīng)過_和_才能形成植株，在此過程中，_的協(xié)同調(diào)控作用非常重要。解析(1)cdna是mrna逆轉(zhuǎn)錄得到的，快速擴增c

18、dna，理論上需經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄和(dna)復(fù)制兩個基本過程。(2)大豆細(xì)胞中與油脂合成相關(guān)酶的基因有dgat2、fad2、fad3、kas、kas，它們通過控制多種酶的合成來控制油脂合成。在大豆內(nèi)過量表達轉(zhuǎn)錄因子wri1即可提高大豆含油量，表明wri1基因在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮的作用是調(diào)控(增強)dgat2、fad2、fad3、kasi、kas等基因的表達，促進油脂合成。(3)質(zhì)粒p0具有四環(huán)素抗性基因(tetr)和氨芐青霉素抗性基因(ampr)，對其進行酶切時應(yīng)注意所選限制酶的識別序列不能同時存在tetr和ampr中(不能同時酶切tetr和ampr)，否則標(biāo)記基因都被破壞，無法進行后續(xù)重組dna的篩選。研究

19、人員所選限制酶eorv的酶切位點為gatatc，經(jīng)其酶切后的片段還需經(jīng)酶處理為黏性末端才能與目的基因連接(圖示中目的基因含黏性末端)。相同黏性末端通過堿基互補能促進連接過程，加快反應(yīng)速度(或dna連接酶連接黏性末端的效率高于連接平末端)，因此研究人員構(gòu)建基因表達載體時往往使用產(chǎn)生后一種末端(黏性末端)的限制酶。(4)導(dǎo)入重組質(zhì)粒的細(xì)胞(分化的體細(xì)胞)還需經(jīng)過脫分化(形成愈傷組織)和再分化(分化出相應(yīng)的器官、組織)才能形成植株。在此過程中，生長素和細(xì)胞分裂素的協(xié)同調(diào)控作用非常重要。答案(1)逆轉(zhuǎn)錄(dna)復(fù)制(2)調(diào)控(增強)dgat2、fad2、fad3、kasi、kas等基因的表達，促進油

20、脂合成(3)所選限制酶的識別序列不能同時存在tetr和ampr中(不能同時酶切tetr和ampr)黏性相同黏性末端通過堿基互補能促進連接過程，加快反應(yīng)速度(或dna連接酶連接黏性末端的效率高于連接平末端)(4)脫分化再分化生長素和細(xì)胞分裂素7實時熒光定量pcr簡稱qpcr，靈敏度高特異性好，是目前檢測微小殘留病變的常用方法。將標(biāo)有熒光素的taqman探針與待測樣本dna混合后，在變性、復(fù)性、延伸的熱循環(huán)中，與待測樣本dna配對結(jié)合的taqman探針被taq酶切斷，在特定光激發(fā)下發(fā)出熒光(如圖所示)，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，熒光信號強度增加，通過實時檢測熒光信號強度，可得ct值(該值與待測樣本中目的

21、基因的個數(shù)呈負(fù)相關(guān))。注：r表示熒光基因，q表示淬滅基因(1)做qpcr之前，需要先根據(jù)目的基因的核苷酸序列合成_。除此之外，qpcr的反應(yīng)體系還需要加入_、_和_。(2)在反應(yīng)過程中，_為新鏈的合成提供能量。(3)醫(yī)務(wù)人員對三位慢性粒細(xì)胞白血病患者(由b基因過量表達導(dǎo)致)進行治療后，想檢測治療效果，利用上述技術(shù)寫出實驗思路和簡要結(jié)果分析。實驗思路：_；簡要結(jié)果分析：_。解析(1)pcr需要根據(jù)目的基因的核苷酸序列合成引物，同時qpcr還需要taqman探針與待測樣本dna混合，所以還需要合成taqman探針；在反應(yīng)體系中還需要添加待測樣本(模板dna)、dntp、熱穩(wěn)定的dna聚合酶(taq

22、酶)。(2)在反應(yīng)過程中，dntp為新鏈的合成提供能量。(3)根據(jù)題干信息“將標(biāo)有熒光素的taqman探針與待測樣本dna混合后，在變性、復(fù)性、延伸的熱循環(huán)中，與待測樣本dna配對結(jié)合的taqman探針被taq酶切斷，在特定光激發(fā)下發(fā)出熒光，通過實時檢測熒光信號強度，可得ct值(該值與待測樣本中目的基因的個數(shù)呈負(fù)相關(guān))”。所以設(shè)計實驗思路：三位患者分別編號甲、乙、丙，分別抽取適量血樣提取rna，反轉(zhuǎn)錄得到cdna，根據(jù)b基因的序列設(shè)計引物和探針，進行pcr擴增，檢測熒光信號強度；結(jié)果：ct值越小，說明治療效果越好，反之，治療效果越差。答案(1)引物和taqman探針待測樣本(模板dna)dntp熱穩(wěn)定的dna聚合酶(taq酶)(2)dntp(3)三位患者分別編號甲、乙、丙，分別抽取適量血樣提取rna，反轉(zhuǎn)錄得到cdna，根據(jù)b基因的序列設(shè)計引物和探針，進行pcr擴增，檢測熒光信號強度三位患者檢測的ct值越小，說明治療效果越好，反之，治療效果越差8(2020德州市高三一模)熒光蛋白(gfp)在紫外光下會發(fā)出綠色熒光，某科研團隊將gfp基因插入質(zhì)粒p中構(gòu)建了重組質(zhì)粒載體p0，用于基因工程