課標(biāo)版高考生物總復(fù)習(xí)專(zhuān)題27 基因工程與DNA的粗提取（試題練）教學(xué)講練

高中生物總復(fù)習(xí)PAGEPAGE25成功的大門(mén)為你而開(kāi)。第十一單元現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題專(zhuān)題27基因工程與DNA的粗提取探考情悟真題【考情探究】考點(diǎn)考向要求5年考情預(yù)測(cè)熱度考題示例素養(yǎng)要素難度1基因工程的基本工具及基本操作程序基因工程的基本工具及基本操作程序Ⅱ2018課標(biāo)全國(guó)Ⅰ,38,15分科學(xué)思維、生命觀念易★★★2基因工程的應(yīng)用與發(fā)展基因工程的應(yīng)用Ⅱ2018課標(biāo)全國(guó)Ⅱ,38,15分科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任中★★★蛋白質(zhì)工程Ⅰ★☆☆3DNA的粗提取與鑒定DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)與探究☆☆☆分析解讀“基因工程”是現(xiàn)代生物科技模塊中的重要內(nèi)容,也是歷年高考對(duì)該模塊考查的高頻考點(diǎn)。本專(zhuān)題內(nèi)容包括基因工程的基本工具及基本操作程序、基因工程的應(yīng)用與發(fā)展及DNA粗提取與鑒定。試題多以轉(zhuǎn)基因生物的培育為信息,對(duì)基因工程操作程序中的基因表達(dá)載體的構(gòu)建等進(jìn)行考查,也常借助轉(zhuǎn)基因植物的培育將基因工程與植物細(xì)胞工程融合考查,或借助轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的培育將基因工程與胚胎工程融合考查。復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)注意:以轉(zhuǎn)基因生物的培育過(guò)程為主線,構(gòu)建基因工程解題模型,同時(shí)加強(qiáng)對(duì)基因工程與細(xì)胞工程、胚胎工程的聯(lián)系記憶。

【真題探秘】破考點(diǎn)練考向考點(diǎn)一基因工程的基本工具及基本操作程序【考點(diǎn)集訓(xùn)】考向基因工程的基本工具及基本操作程序1.(2020屆重慶巴蜀中學(xué)適應(yīng)考試,38,15分)治療侏儒癥的方法之一是向人體注射生長(zhǎng)激素。過(guò)去生長(zhǎng)激素的獲得非常困難,需要從動(dòng)物垂體中提取。而現(xiàn)在可利用基因工程,將人的生長(zhǎng)激素基因?qū)氪竽c桿菌中,使其生產(chǎn)生長(zhǎng)激素。人們從450L大腸桿菌培養(yǎng)液中提取的生長(zhǎng)激素,相當(dāng)于6萬(wàn)頭動(dòng)物的全部產(chǎn)量。如圖是該過(guò)程中重組質(zhì)粒的構(gòu)建和篩選過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(Ampr為氨芐青霉素抗性基因,Tetr為四環(huán)素抗性基因)(1)EcoRⅠ在它識(shí)別序列的切開(kāi)時(shí),產(chǎn)生的是黏性末端。該過(guò)程中不能選用EcoRⅠ切割目的基因,原因是。

(2)大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法是:首先選用處理細(xì)胞,使之成為感受態(tài)細(xì)胞。第二步將與感受態(tài)細(xì)胞混合,在一定溫度下完成轉(zhuǎn)化過(guò)程。

(3)利用標(biāo)記基因篩選導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌,將大腸桿菌分別在含有氨芐青霉素和四環(huán)素的培養(yǎng)基中培養(yǎng),成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的大腸桿菌生長(zhǎng)情況是

。

(4)科學(xué)家將生長(zhǎng)激素基因與等重組在一起,導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中,然后將受精卵進(jìn)行早期胚胎培養(yǎng),將早期胚胎送入經(jīng)激素處理后的母體內(nèi),使其生長(zhǎng)發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,這些動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器可生產(chǎn)出生長(zhǎng)激素。為了獲得同卵多胎的效果,可以使用技術(shù)。

答案(1)中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別識(shí)別序列在目的基因中,會(huì)破壞目的基因(2)Ca2+重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖液中(3)在含氨芐青霉素培養(yǎng)基中存活,在含四環(huán)素培養(yǎng)基中死亡(4)乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子孕胚胎分割2.(2019江西重點(diǎn)中學(xué)盟校一模,38,15分)回答下列與基因工程有關(guān)的問(wèn)題:(1)基因工程技術(shù)中,是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞最常用的方法,其中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA是指。

(2)獲得的目的基因可利用PCR技術(shù)在體外反應(yīng)體系中擴(kuò)增,該過(guò)程利用的原理是,需要加入的原料是,DNA解旋利用的是原理。

(3)基因工程中使用的載體,除質(zhì)粒外,還有和。

(4)該技術(shù)可以培育抗病轉(zhuǎn)基因植物,也可用于動(dòng)物的基因治療。與之相比,單克隆抗體也用于診斷或攜帶藥物治療癌癥,這是利用了它的優(yōu)點(diǎn)。

答案(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法可轉(zhuǎn)移的DNA(2)DNA雙鏈復(fù)制四種脫氧核苷酸(或dATP、dTTP、dCTP和dGTP)熱變性(或高溫變性等類(lèi)似意思)(3)λ噬菌體的衍生物動(dòng)植物病毒(該兩空可調(diào)換)(4)特異性強(qiáng)、靈敏度高考點(diǎn)二基因工程的應(yīng)用與發(fā)展【考點(diǎn)集訓(xùn)】考向1基因工程的應(yīng)用1.(2020屆黑龍江哈爾濱一模,38,15分)中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所的三個(gè)研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)三年努力,利用基因編輯技術(shù)(CRISPR/Cas9),敲除了體外受精獼猴胚胎中的生物節(jié)律核心基因BMAL1,產(chǎn)生了一批BMAL1基因缺失的獼猴。并利用克隆技術(shù),首次成功構(gòu)建了一批遺傳背景一致的生物節(jié)律紊亂獼猴模型。目前這些獼猴具有晝夜活動(dòng)紊亂、睡眠障礙、焦慮和精神分裂癥等癥狀,這為模擬人的節(jié)律紊亂相關(guān)疾病邁出了關(guān)鍵的一步。回答以下問(wèn)題:(1)新一代基因編輯工具由Cas9和向?qū)NA(一段能特異性引導(dǎo)Cas9到靶序列處的RNA)構(gòu)成。該復(fù)合體能與DNA分子上的特定序列結(jié)合,并在合適位點(diǎn)切斷DNA雙鏈,由此可知Cas9屬于基因工程中的酶,切開(kāi)的是鍵。一般來(lái)說(shuō),在使用基因編輯工具對(duì)不同DNA進(jìn)行編輯時(shí),應(yīng)使用Cas9和(填“相同”或“不同”)的向?qū)NA進(jìn)行基因的相關(guān)編輯。

(2)從分子水平上分析,科研人員可采用技術(shù)檢測(cè)是否成功敲除了獼猴的BMAL1基因。

(3)體細(xì)胞克隆猴產(chǎn)生過(guò)程中涉及的生物工程技術(shù)有(至少答三點(diǎn))。

(4)選獼猴作實(shí)驗(yàn)對(duì)象的優(yōu)點(diǎn)很多,例如:獼猴除了具有晝行性這一特性外,在上與人類(lèi)高度相似,可以用來(lái)研究腦疾病和高級(jí)認(rèn)知功能。

(5)上述成果表明我國(guó)正式開(kāi)啟了批量化、標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)建疾病克隆猴模型的新時(shí)代,這有助于對(duì)一些重大疾病的早期診斷與干預(yù),縮短藥物,提高藥物研發(fā)成功率,加快我國(guó)新藥創(chuàng)制與研發(fā)的進(jìn)程。

(6)在實(shí)驗(yàn)中,基因編輯技術(shù)(CRISPR/Cas9)有很高的概率會(huì)“脫靶”。談?wù)勀銓?duì)中國(guó)首例“基因編輯嬰兒”誕生的看法:。

答案(1)限制磷酸二酯不同(2)DNA分子雜交(3)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、核移植、早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等(4)腦的結(jié)構(gòu)和功能(5)研發(fā)周期(6)違反倫理道德;技術(shù)缺陷可能會(huì)帶來(lái)一定的危害等2.(2019甘肅蘭州5月實(shí)戰(zhàn)模擬,38,15分)如圖表示培育生物新品種的過(guò)程,回答下列問(wèn)題:(1)研究人員根據(jù)已知的人生長(zhǎng)激素基因序列,采用方法獲得目的基因,之后再利用技術(shù)擴(kuò)增目的基因,最后得到的轉(zhuǎn)入生長(zhǎng)激素基因牛,若要檢測(cè)其目的基因是否表達(dá),可采用技術(shù)。

(2)通過(guò)基因工程將無(wú)限增殖調(diào)控基因(PrG)導(dǎo)入受體細(xì)胞Ⅰ,再經(jīng)過(guò)檢測(cè)和篩選得到的細(xì)胞Ⅱ具有特點(diǎn),其分泌產(chǎn)生的單克隆抗體最主要的優(yōu)點(diǎn)在于它的、并可大量制備。

(3)過(guò)程④將含抗蟲(chóng)基因的重組Ti質(zhì)粒導(dǎo)入棉花受體細(xì)胞通常采用法,過(guò)程⑤所體現(xiàn)的生物學(xué)原理是。

答案(1)人工合成PCR抗原—抗體雜交(2)既能無(wú)限增殖又能分泌特異性抗體特異性強(qiáng)靈敏度高(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化(或基因槍)植物細(xì)胞的全能性考向2蛋白質(zhì)工程(2019四川“聯(lián)測(cè)促改”,38,10分)科學(xué)家通過(guò)蛋白質(zhì)工程將玉米中天冬氨酸激酶(AK)改良后獲得富含賴(lài)氨酸的玉米新品種。圖1表示玉米中賴(lài)氨酸合成途徑,圖2中基因1是通過(guò)對(duì)基因3定點(diǎn)誘變產(chǎn)生的編碼改造后AK的隱性基因。請(qǐng)回答:(1)據(jù)圖1分析,玉米中賴(lài)氨酸含量低的原因是。

(2)蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從出發(fā)。

(3)基因工程中,常采用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因,此過(guò)程中常用的酶是。

(4)玉米是單子葉植物,因此將改造后的基因?qū)胧荏w細(xì)胞常用的方法是。

(5)據(jù)圖2分析,同時(shí)導(dǎo)入基因1和基因2的目的是,

基因2稱(chēng)為。

答案(1)賴(lài)氨酸抑制天冬氨酸激酶和二氫吡啶二羧酸合成酶的活性(2)預(yù)期的蛋白質(zhì)功能(3)Taq酶(或熱穩(wěn)定DNA聚合酶)(4)基因槍法(5)基因1表達(dá)產(chǎn)生改造后AK,基因2抑制基因3的表達(dá)反義基因考點(diǎn)三DNA的粗提取與鑒定【考點(diǎn)集訓(xùn)】考向DNA的粗提取與鑒定(2019江西五市八校一模,30,15分)DNA提取過(guò)程中可以選用雞血或者菜花作為實(shí)驗(yàn)材料。請(qǐng)回答下列關(guān)于DNA粗提取和鑒定的問(wèn)題:(1)使用雞血提取DNA時(shí),需在雞血中加入檸檬酸鈉,目的是;在雞血細(xì)胞液中加入蒸餾水,目的是。

(2)使用菜花提取DNA時(shí),需要研磨,研磨時(shí)可加入一定的洗滌劑和食鹽,其作用分別是和。

(3)DNA在濃度為mol/L的氯化鈉溶液中溶解度最低。使用體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻酒精可使DNA(填“析出”或“溶解”)。

(4)使用二苯胺鑒定DNA時(shí),需要在條件下進(jìn)行,DNA與二苯胺反應(yīng)呈現(xiàn)色。

答案(1)防止血液凝固使雞血細(xì)胞破裂(2)瓦解細(xì)胞膜溶解DNA(3)0.14析出(4)沸水浴藍(lán)【五年高考】A組統(tǒng)一命題·課標(biāo)卷題組1.(2019課標(biāo)全國(guó)Ⅰ,38,15分)基因工程中可以通過(guò)PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以從基因文庫(kù)中獲得?；蛭膸?kù)包括和。

(2)生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制開(kāi)始時(shí),解開(kāi)DNA雙鏈的酶是。在體外利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí),使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是。上述兩個(gè)解鏈過(guò)程的共同點(diǎn)是破壞了DNA雙鏈分子中的。

(3)目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是。

答案(1)基因組文庫(kù)cDNA文庫(kù)(2)解旋酶加熱至90~95℃氫鍵(3)Taq酶熱穩(wěn)定性高,而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會(huì)失活2.(2018課標(biāo)全國(guó)Ⅰ,38,15分)回答下列問(wèn)題:(1)博耶(H.Boyer)和科恩(S.Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)。該研究除證明了質(zhì)粒可以作為載體外,還證明了

(答出兩點(diǎn)即可)。

(2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^(guò)Ca2+參與的方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞;而體外重組的噬菌體DNA通常需與組裝成完整噬菌體后,才能通過(guò)侵染的方法將重組的噬菌體DNA導(dǎo)入宿主細(xì)胞。在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中,可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是。

(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時(shí),表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會(huì)被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,在蛋白質(zhì)純化的過(guò)程中應(yīng)添加的抑制劑。

答案(1)體外重組的質(zhì)粒可以進(jìn)入受體細(xì)胞;真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá)(2)轉(zhuǎn)化外殼蛋白(或答噬菌體蛋白)細(xì)菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶3.(2018課標(biāo)全國(guó)Ⅱ,38,15分)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會(huì)發(fā)出綠色熒光,這一特性可用于檢測(cè)細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。某科研團(tuán)隊(duì)將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5'末端,獲得了L1-GFP融合基因(簡(jiǎn)稱(chēng)為甲),并將其插入質(zhì)粒P0,構(gòu)建了真核表達(dá)載體P1,其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)的示意圖如下,圖中E1~E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。啟動(dòng)子L1基因GFP基因終止子↑E1↑E2↑E3↑E4回答下列問(wèn)題:(1)據(jù)圖推斷,該團(tuán)隊(duì)在將甲插入質(zhì)粒P0時(shí),使用了兩種限制酶,這兩種酶是。使用這兩種酶進(jìn)行酶切是為了保證,也是為了保證。

(2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后,若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說(shuō)明L1基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了和過(guò)程。

(3)為了獲得含有甲的牛,該團(tuán)隊(duì)需要做的工作包括:將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞的移入牛的中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。

(4)為了檢測(cè)甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中,某同學(xué)用PCR方法進(jìn)行鑒定,在鑒定時(shí)應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。

答案(1)E1和E4甲的完整甲與載體正確連接(2)轉(zhuǎn)錄翻譯(3)細(xì)胞核去核卵母細(xì)胞(4)核DNA4.(2017課標(biāo)全國(guó)Ⅰ,38,15分)真核生物基因中通常有內(nèi)含子,而原核生物基因中沒(méi)有,原核生物沒(méi)有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡(jiǎn)稱(chēng)蛋白A)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)某同學(xué)從人的基因組文庫(kù)中獲得了基因A,以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A,其原因是。

(2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體,在噬菌體和昆蟲(chóng)病毒兩種載體中,不選用作為載體,其原因是。

(3)若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體。因?yàn)榕c家蠶相比,大腸桿菌具有(答出兩點(diǎn)即可)等優(yōu)點(diǎn)。

(4)若要檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測(cè)物質(zhì)是(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。

(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn),也可以說(shuō)是基因工程的先導(dǎo),如果說(shuō)他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示,那么,這一啟示是。

答案(1)基因A有內(nèi)含子,在大腸桿菌中,其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列不能被切除,無(wú)法表達(dá)出蛋白A(2)噬菌體噬菌體的宿主是細(xì)菌,而不是家蠶(3)繁殖快、容易培養(yǎng)(4)蛋白A的抗體(5)DNA可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體5.(2017課標(biāo)全國(guó)Ⅱ,38,15分)幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分,幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過(guò)基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi),可增強(qiáng)其抗真菌病的能力。回答下列問(wèn)題:(1)在進(jìn)行基因工程操作時(shí),若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA,常選用嫩葉而不選用老葉作為實(shí)驗(yàn)材料,原因是。提取RNA時(shí),提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的是。

(2)以mRNA為材料可以獲得cDNA,其原理是。

(3)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá),需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,原因是(答出兩點(diǎn)即可)。

(4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí),DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是。

(5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒(méi)有提高,根據(jù)中心法則分析,其可能的原因是。

答案(1)嫩葉組織細(xì)胞易破碎防止RNA降解(2)在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下,以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則可以合成cDNA(3)目的基因無(wú)復(fù)制原點(diǎn);目的基因無(wú)表達(dá)所需啟動(dòng)子(4)磷酸二酯鍵(5)目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常6.(2017課標(biāo)全國(guó)Ⅲ,38,15分)編碼蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五個(gè)片段組成,編碼蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段組成,如圖1所示?；卮鹣铝袉?wèn)題:（1）現(xiàn)要通過(guò)基因工程的方法獲得蛋白乙,若在啟動(dòng)子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),則所構(gòu)建的表達(dá)載體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞后不能翻譯出蛋白乙,原因是。

(2)某同學(xué)在用PCR技術(shù)獲取DNA片段B或D的過(guò)程中,在PCR反應(yīng)體系中加入了DNA聚合酶、引物等,還加入了序列甲作為,加入了作為合成DNA的原料。

(3)現(xiàn)通過(guò)基因工程方法獲得了甲、乙、丙三種蛋白,要鑒定這三種蛋白是否具有刺激T淋巴細(xì)胞增殖的作用,某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn):將一定量的含T淋巴細(xì)胞的培養(yǎng)液平均分成四組,其中三組分別加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一組作為對(duì)照,培養(yǎng)并定期檢測(cè)T淋巴細(xì)胞濃度,結(jié)果如圖2。①由圖2可知:當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到a時(shí),添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細(xì)胞濃度不再增加,此時(shí)若要使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖,可采用的方法是。細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度,CO2的作用是。

②僅根據(jù)圖1、圖2可知,上述甲、乙、丙三種蛋白中,若缺少(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所編碼的肽段,則會(huì)降低其刺激T淋巴細(xì)胞增殖的效果。

答案(1)編碼乙的DNA序列起始端無(wú)ATG,轉(zhuǎn)錄出的mRNA無(wú)起始密碼子(2)模板dNTP(3)①進(jìn)行細(xì)胞傳代培養(yǎng)維持培養(yǎng)液的pH②C7.(2016課標(biāo)全國(guó)Ⅰ,40,15分,0.587)某一質(zhì)粒載體如圖所示,外源DNA插入Ampr或Tetr中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因,Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后,與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合,加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng),用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化,有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。回答下列問(wèn)題:(1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具,應(yīng)具備的基本條件有(答出兩點(diǎn)即可),而作為基因表達(dá)載體,除滿足上述基本條件外,還需具有啟動(dòng)子和終止子。

(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中,未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的,其原因是;并且和的細(xì)胞也是不能區(qū)分的,其原因是。在上述篩選的基礎(chǔ)上,若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌單菌落,還需使用含有的固體培養(yǎng)基。

(3)基因工程中,某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體,其DNA復(fù)制所需的原料來(lái)自。

答案(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)記基因(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均不生長(zhǎng)含有質(zhì)粒載體含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)四環(huán)素(3)受體細(xì)胞8.(2016課標(biāo)全國(guó)Ⅲ,40,15分)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性?xún)?nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn),圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點(diǎn)是唯一的)。圖(a)圖(b)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí),回答下列問(wèn)題:(1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被酶切后的產(chǎn)物連接,理由是。

(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子,如圖(c)所示。這三種重組子中,不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有,不能表達(dá)的原因是。

圖(c)(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶,常見(jiàn)的有和,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是。

答案(1)Sau3AⅠ兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(每空2分,共4分)(2)甲和丙(2分)甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游,丙中目的基因插入在終止子的下游,二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄(3分,其他合理答案可酌情給分)(3)E·coliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶(每空2分,共6分,其他合理答案可酌情給分)教師用書(shū)專(zhuān)用9.(2014課標(biāo)全國(guó)Ⅱ,40,15分,0.5599)植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性,其耐旱性與某個(gè)基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因,并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的耐旱性?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)理論上,基因組文庫(kù)含有生物的基因;而cDNA文庫(kù)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(kù),再?gòu)闹谐鏊璧哪秃祷颉?/p>

(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌,并通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物的體細(xì)胞中,經(jīng)過(guò)一系列的過(guò)程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá),應(yīng)檢測(cè)此再生植株中該基因的,如果檢測(cè)結(jié)果呈陽(yáng)性,再在田間試驗(yàn)中檢測(cè)植株的是否得到提高。

(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)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(shí),則可推測(cè)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”)。

答案(15分)(1)全部(2分)部分(2分,其他合理答案也給分)(2)篩選(2分,其他合理答案也給分)(3)乙(2分)表達(dá)產(chǎn)物(2分,其他合理答案也給分)耐旱性(2分)(4)同源染色體的一條上(3分)10.(2013課標(biāo)Ⅰ,40,15分,0.653)閱讀如下資料:資料甲:科學(xué)家將牛生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫芫阎?得到了體型巨大的“超級(jí)小鼠”;科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出轉(zhuǎn)基因煙草。資料乙:T4溶菌酶在溫度較高時(shí)易失去活性?？茖W(xué)家對(duì)編碼T4溶菌酶的基因進(jìn)行了改造,使其表達(dá)的T4溶菌酶第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了一個(gè)二硫鍵,提高了T4溶菌酶的耐熱性。資料丙:兔甲和兔乙是同一物種的兩個(gè)雌性個(gè)體,科學(xué)家將兔甲受精卵發(fā)育成的胚胎移植到兔乙體內(nèi),成功產(chǎn)出兔甲的后代,證實(shí)了同一物種的胚胎可在不同個(gè)體的體內(nèi)發(fā)育?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)資料甲屬于基因工程的范疇。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠的受精卵中常用法。構(gòu)建基因表達(dá)載體常用的工具酶是和。在培育有些轉(zhuǎn)基因植物時(shí),常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,農(nóng)桿菌的作用是。

(2)資料乙中的技術(shù)屬于工程的范疇。該工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ),通過(guò)基因修飾或基因合成,對(duì)進(jìn)行改造,或制造一種的技術(shù)。在該實(shí)例中,引起T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)改變的原因是組成該酶肽鏈的序列發(fā)生了改變。

(3)資料丙屬于胚胎工程的范疇。胚胎移植是指將獲得的早期胚胎移植到種的、生理狀態(tài)相同的另一個(gè)雌性動(dòng)物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育成新個(gè)體的技術(shù)。在資料丙的實(shí)例中,兔甲稱(chēng)為體,兔乙稱(chēng)為體。

答案(1)顯微注射限制性?xún)?nèi)切酶DNA連接酶農(nóng)桿菌可感染植物,將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中(2)蛋白質(zhì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)新蛋白質(zhì)氨基酸(3)同供受11.(2012課標(biāo),40,15分)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí),回答下列問(wèn)題:(1)限制性?xún)?nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段,其末端類(lèi)型有和。

(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如下:AATTC……GG……CTTAA為使運(yùn)載體與目的基因相連,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,還可用另一種限制性?xún)?nèi)切酶切割,該酶必須具有的特點(diǎn)是。

(3)按其來(lái)源不同,基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類(lèi),即DNA連接酶和DNA連接酶。

(4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是,產(chǎn)物是。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,常采用技術(shù)。

(5)基因工程中除質(zhì)粒外,和也可作為運(yùn)載體。

(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,一般情況下,不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,原因是。

答案(1)黏性末端平末端(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的相同(其他合理答案也可)(3)大腸桿菌T4(4)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)噬菌體動(dòng)植物病毒(其他合理答案也可)(6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱(其他合理答案也可)B組自主命題·省(區(qū)、市)卷題組1.(2019江蘇單科,33節(jié)選,6分)圖1是某基因工程中構(gòu)建重組質(zhì)粒的過(guò)程示意圖,載體質(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)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:圖(1)EcoRⅤ酶切位點(diǎn)為…GAT↓ATC……CTA↑TAG…(2)用TaqDNA聚合酶進(jìn)行PCR擴(kuò)增獲得的目的基因片段,其兩端各自帶有一個(gè)腺嘌呤脫氧核苷酸。載體P1用酶處理,在兩端各添加了一個(gè)堿基為的脫氧核苷酸,形成P2;P2和目的基因片段在酶作用下,形成重組質(zhì)粒P3。

(3)為篩選出含有重組質(zhì)粒P3的菌落,采用含有不同抗生素的平板進(jìn)行篩選,得到A、B、C三類(lèi)菌落,其生長(zhǎng)情況如下表(“+”代表生長(zhǎng),“-”代表不生長(zhǎng))。根據(jù)表中結(jié)果判斷,應(yīng)選擇的菌落是(填表中字母)類(lèi),另外兩類(lèi)菌落質(zhì)粒導(dǎo)入情況分別是、。

菌落類(lèi)型平板類(lèi)型ABC無(wú)抗生素+++氨芐青霉素++-四環(huán)素+--氨芐青霉素+四環(huán)素+--答案(1)平(2)胸腺嘧啶(T)DNA連接(3)BA類(lèi)菌落含有P0C類(lèi)菌落未轉(zhuǎn)入質(zhì)粒2.(2019天津理綜,9,12分)B基因存在于水稻基因組中,其僅在體細(xì)胞(2n)和精子中正常表達(dá),但在卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究B基因表達(dá)對(duì)卵細(xì)胞的影響,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。據(jù)圖回答:(1)B基因在水稻卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄,推測(cè)其可能的原因是卵細(xì)胞中(單選)。

A.含B基因的染色體缺失B.DNA聚合酶失活C.B基因發(fā)生基因突變D.B基因的啟動(dòng)子無(wú)法啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄(2)從水稻體細(xì)胞或中提取總RNA,構(gòu)建文庫(kù),進(jìn)而獲得B基因編碼蛋白的序列。將該序列與Luc基因(表達(dá)的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光)連接成融合基因(表達(dá)的蛋白質(zhì)能保留兩種蛋白質(zhì)各自的功能),然后構(gòu)建重組表達(dá)載體。

(3)在過(guò)程①、②轉(zhuǎn)化篩選時(shí),過(guò)程中T-DNA整合到受體細(xì)胞染色體DNA上,過(guò)程在培養(yǎng)基中應(yīng)加入卡那霉素。

(4)獲得轉(zhuǎn)基因植株過(guò)程中,以下鑒定篩選方式正確的是(多選)。

A.將隨機(jī)斷裂的B基因片段制備成探針進(jìn)行DNA分子雜交B.以Luc基因?yàn)槟０逶O(shè)計(jì)探針進(jìn)行DNA分子雜交C.以B基因編碼蛋白的序列為模板設(shè)計(jì)探針與從卵細(xì)胞提取的mRNA雜交D.檢測(cè)加入熒光素的卵細(xì)胞中是否發(fā)出熒光(5)從轉(zhuǎn)基因植株未成熟種子中分離出胚,觀察到細(xì)胞內(nèi)僅含一個(gè)染色體組,判定該胚是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成的,而一般情況下水稻卵細(xì)胞在未受精時(shí)不進(jìn)行發(fā)育,由此表明。

答案(共12分)(1)D(2)精子cDNA(3)②①(4)BCD(5)B基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成胚3.(2018海南單科,31,15分)甜蛋白是一種高甜度的特殊蛋白質(zhì)。為了改善黃瓜的品質(zhì),科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將一種甜蛋白基因成功導(dǎo)入黃瓜細(xì)胞,得到了轉(zhuǎn)基因植株?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)用農(nóng)桿菌感染時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用黃瓜(填“受傷的”或“完好的”)葉片與含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌共培養(yǎng),選用這種葉片的理由是。

(2)若在轉(zhuǎn)基因黃瓜中檢測(cè)到這種甜蛋白,則表明該重組質(zhì)粒中已轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞中且能夠表達(dá);用該轉(zhuǎn)基因黃瓜的某一植株與一株非轉(zhuǎn)基因植株雜交,發(fā)現(xiàn)子代中含甜蛋白個(gè)體數(shù)與不含甜蛋白個(gè)體數(shù)之比為1∶1,則說(shuō)明甜蛋白基因已經(jīng)整合到(填“核基因組”“線粒體基因組”或“葉綠體基因組”)中。

(3)假設(shè)某種轉(zhuǎn)基因作物因?yàn)槭艿讲《靖腥径鴾p產(chǎn),若要以該轉(zhuǎn)基因作物為材料獲得脫毒苗,應(yīng)選用作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)。

(4)通常,基因工程操作主要有4個(gè)步驟,即目的基因獲取、重組表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定。因此,基因工程的含義可概括為

。

答案(15分)(1)受傷的葉片傷口處的細(xì)胞釋放出大量酚類(lèi)物質(zhì),可吸引農(nóng)桿菌移向這些細(xì)胞(2)甜蛋白基因核基因組(3)莖尖(4)按照人們的愿望進(jìn)行設(shè)計(jì),并通過(guò)體外重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù),賦予生物新的遺傳特性,創(chuàng)造出符合人們需要的新生物類(lèi)型4.(2018天津理綜,10,14分)甲型流感病毒為RNA病毒,易引起流感大規(guī)模流行。我國(guó)科學(xué)家在2017年發(fā)明了一種制備該病毒活疫苗的新方法,主要環(huán)節(jié)如下。(1)改造病毒的部分基因,使其失去在正常宿主細(xì)胞內(nèi)的增殖能力。以病毒RNA為模板,逆轉(zhuǎn)錄成對(duì)應(yīng)DNA后,利用技術(shù)擴(kuò)增,并將其中某些基因(不包括表面抗原基因)內(nèi)個(gè)別編碼氨基酸的序列替換成編碼終止密碼子的序列。與改造前的基因相比,改造后的基因表達(dá)時(shí)不能合成完整長(zhǎng)度的,因此不能產(chǎn)生子代病毒。將該改造基因、表面抗原等其他基因分別構(gòu)建重組質(zhì)粒,并保存。

(2)構(gòu)建適合改造病毒增殖的轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞。設(shè)計(jì)合成一種特殊tRNA的基因,其產(chǎn)物的反密碼子能與(1)中的終止密碼子配對(duì)結(jié)合,并可攜帶一個(gè)非天然氨基酸(Uaa)。將該基因與連接后導(dǎo)入宿主細(xì)胞。提取宿主細(xì)胞的進(jìn)行分子雜交鑒定,篩選獲得成功表達(dá)上述tRNA的轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞。

(3)利用轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞制備疫苗。將(1)中的重組質(zhì)粒導(dǎo)入(2)中的轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞,并在補(bǔ)加的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng),則該宿主細(xì)胞能利用上述特殊tRNA,翻譯出改造病毒基因的完整蛋白,產(chǎn)生大量子代病毒,用于制備疫苗。

特殊tRNA基因轉(zhuǎn)錄時(shí),識(shí)別其啟動(dòng)子的酶是(單選)。

A.病毒的DNA聚合酶B.宿主的DNA聚合酶C.病毒的RNA聚合酶D.宿主的RNA聚合酶(4)上述子代病毒不能在正常宿主細(xì)胞中增殖,沒(méi)有致病性,因此不經(jīng)滅活或減毒即可制成疫苗。與不具侵染性的流感病毒滅活疫苗相比,該病毒活疫苗的優(yōu)勢(shì)之一是可引起免疫,增強(qiáng)免疫保護(hù)效果。

答案(共14分)(1)PCR多肽(或蛋白質(zhì))(2)載體總RNA(3)非天然氨基酸(Uaa)D(4)細(xì)胞【三年模擬】時(shí)間:40分鐘分值:70分非選擇題(共70分)1.(2020屆河北、安徽名校聯(lián)盟聯(lián)考,37)(15分)當(dāng)植物受到害蟲(chóng)侵食后,植物體內(nèi)的水楊酸(SA)含量升高,促進(jìn)啟動(dòng)子PR-Ⅰ啟動(dòng)其下游基因的表達(dá),提高了植物的防御能力?？茖W(xué)家根據(jù)這一特性利用啟動(dòng)子PR-Ⅰ和煙草抗蟲(chóng)基因構(gòu)建重組質(zhì)粒,以培育轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)煙草,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)基因工程中目的基因可以從基因文庫(kù)中獲取。構(gòu)建cDNA文庫(kù)時(shí)應(yīng)該以從細(xì)胞內(nèi)提取的作為模板,在酶的催化作用下合成cDNA片段,獲得的cDNA片段(填“包含”或“不包含”)啟動(dòng)子序列。

(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,其目的是。擴(kuò)增目的基因的過(guò)程中,DNA解鏈為單鏈后,要適當(dāng)(填“升高”或“降低”)反應(yīng)體系溫度,以便引物與模板結(jié)合。

(3)含有啟動(dòng)子PR-Ⅰ和煙草抗蟲(chóng)基因的完整重組質(zhì)粒構(gòu)建完成后要進(jìn)行轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化指的是。

(4)噴灑SA能提高該抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因煙草的抗蟲(chóng)性,原因是。

答案(1)mRNA(或信使RNA。答“RNA”或其他RNA不給分)(2分)逆轉(zhuǎn)錄(2分)不包含(2分)(2)根據(jù)這一序列合成引物(說(shuō)明:只答“合成引物”給1分)(2分)降低(2分)(3)目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞,并在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過(guò)程(說(shuō)明:目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞、維持穩(wěn)定、表達(dá),三點(diǎn)答全給2分,答對(duì)兩點(diǎn)給1分)(2分)(4)SA能促進(jìn)啟動(dòng)子PR-Ⅰ啟動(dòng)抗蟲(chóng)基因的表達(dá),增強(qiáng)煙草的抗蟲(chóng)性(3分)2.(2020屆河南天一聯(lián)考,38)(15分)圖1表示某質(zhì)粒載體,圖2表示植物甲的抗旱基因,該基因兩端分別有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在內(nèi)的多種限制酶的酶切位點(diǎn)。據(jù)圖回答下列問(wèn)題:圖1圖2(1)目前獲取目的基因的常用方法有:①?gòu)闹蝎@取目的基因;②利用擴(kuò)增目的基因。

(2)若目的基因和質(zhì)粒載體分別用EcoRⅠ酶切,酶切產(chǎn)物用DNA連接酶處理后,兩兩連接的產(chǎn)物有種類(lèi)型。將上述連接產(chǎn)物導(dǎo)入無(wú)任何抗藥性的宿主細(xì)胞中,再將這些宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中,能正常生長(zhǎng)的宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是。實(shí)驗(yàn)中,為了防止目的基因和質(zhì)粒載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接,酶切時(shí)應(yīng)選用的酶是。

(3)為大量培育抗旱新品種植物,將基因表達(dá)載體的構(gòu)建完成后一般不直接導(dǎo)入農(nóng)桿菌,而是先將其轉(zhuǎn)入處于的大腸桿菌中,導(dǎo)入大腸桿菌的目的是。

答案(除注明外,每空