高中生物人教版現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題專(zhuān)題1基因工程 市賽獲獎(jiǎng)

專(zhuān)題1一、選擇題1．下列關(guān)于目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的描述不正確的是()A．基因槍法導(dǎo)入植物體細(xì)胞的方法比較經(jīng)濟(jì)有效B．顯微注射技術(shù)是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中采用最多的方法C．大腸桿菌最常用的轉(zhuǎn)化方法是：使細(xì)胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變D．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞最常用的方法解析：本題綜合考查了將目的基因?qū)爰?xì)胞的方法。不同生物目的基因?qū)氲姆椒ú煌糠N方法都有利有弊。目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，該方法比較經(jīng)濟(jì)有效，還有基因槍法和花粉管通道法；目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞常用的方法是顯微注射法；大腸桿菌細(xì)胞最常用的轉(zhuǎn)化方法就是用鈣離子處理細(xì)胞，使細(xì)胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變，完成轉(zhuǎn)化過(guò)程。答案：A2．右邊是基因工程中基因表達(dá)載體的模式圖，若結(jié)構(gòu)X是表達(dá)載體所必需的，則X最可能是()A．熒光蛋白基因B．啟動(dòng)子C．限制酶D．DNA連接酶解析：一個(gè)完整的基因表達(dá)載體應(yīng)包括啟動(dòng)子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因。答案：B3．下圖表示細(xì)胞膜上乙酰膽堿(一種神經(jīng)遞質(zhì))受體基因的克隆技術(shù)操作過(guò)程，下列相關(guān)分析中正確的是()A．獲得該mRNA的最佳材料是受精卵B．構(gòu)建基因表達(dá)載體最可能使用的載體是大腸桿菌C．完成過(guò)程①②必不可少的酶分別是逆轉(zhuǎn)錄酶、DNA聚合酶D．探針篩選的目的是淘汰被感染的細(xì)菌，獲得未被感染的細(xì)菌解析：該受體基因在神經(jīng)細(xì)胞中表達(dá)，獲得該mRNA的最佳材料是神經(jīng)細(xì)胞。構(gòu)建基因表達(dá)載體最可能使用的載體是質(zhì)粒。探針篩選的目的是檢測(cè)是否存在cDNA。答案：C4．聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外迅速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。PCR過(guò)程一般經(jīng)歷下述30多次循環(huán)：95℃下使模板DNA變性、解鏈→55℃下復(fù)性(引物與DNA模板鏈結(jié)合)→72℃A．變性過(guò)程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對(duì)之間的氫鍵，也可利用解旋酶實(shí)現(xiàn)B．復(fù)性過(guò)程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補(bǔ)配對(duì)原則完成C．延伸過(guò)程中需要DNA聚合酶、ATP、四種核糖核苷酸D．PCR與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比所需酶的最適溫度較高解析：本題考查PCR擴(kuò)增過(guò)程。解題的關(guān)鍵是要全面理解PCR擴(kuò)增過(guò)程。DNA分子被破壞是指DNA分子被解旋成兩條長(zhǎng)鏈，破壞的部位是連接兩條長(zhǎng)鏈之間的氫鍵，方法有多種，用解旋酶、高溫等都可使DNA解旋。B項(xiàng)中引物有兩種，分別與模板DNA鏈3′端的互補(bǔ)序列互補(bǔ)配對(duì)。C項(xiàng)中的原料不正確，合成DNA的原料是四種脫氧核苷酸。PCR技術(shù)中DNA合成過(guò)程中的溫度在70～75℃。答案：C5．在已知某小片段基因堿基序列的情況下，獲得該基因的最佳方法是()A．用mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成DNAB．以4種脫氧核苷酸為原料人工合成C．將供體DNA片段轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中，再進(jìn)一步篩選D．先建立基因文庫(kù)，再?gòu)闹泻Y選解析：對(duì)于比較小，核苷酸序列已知的目的基因，其最佳方法是直接通過(guò)DNA合成儀用化學(xué)方法人工合成。答案：B6．下列關(guān)于基因表達(dá)載體的構(gòu)建描述錯(cuò)誤的是()A．基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心B．基因表達(dá)載體的構(gòu)建包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等部分C．目的基因就是指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因D．構(gòu)建的基因表達(dá)載體都是相同的解析：本題綜合考查了基因表達(dá)載體構(gòu)建的基礎(chǔ)知識(shí)包括基因表達(dá)載體構(gòu)建在基因工程中的地位、結(jié)構(gòu)組成，不同生物的基因表達(dá)載體的不同等?；虮磉_(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的第二步，也是基因工程的核心；一個(gè)基因表達(dá)載體的組成除目的基因外還有啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因等部分；由于受體細(xì)胞不同，基因表達(dá)載體的構(gòu)建也會(huì)有差別。答案：D7．下列關(guān)于圖中P、Q、R、S、G的描述，正確的是()A．P代表的是質(zhì)粒RNA，S代表的是外源DNAB．Q表示限制酶的作用，R表示RNA聚合酶的作用C．G是RNA與DNA形成的重組質(zhì)粒D．G是重組質(zhì)粒DNA解析：質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，因此P是質(zhì)粒DNA，S是外源DNA，G是質(zhì)粒和外源DNA通過(guò)DNA連接酶連接而成的重組質(zhì)粒；質(zhì)粒和外源DNA需經(jīng)過(guò)同一種限制酶切割出相同的黏性末端。答案：D二、非選擇題8．農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了廣泛的運(yùn)用。如下圖為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的示意圖，試回答下列問(wèn)題：(1)一般情況下農(nóng)桿菌不能感染的植物是________，利用農(nóng)桿菌自然條件下感染植物的特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)________________________________。具體原理是在農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上存在T－DNA片段，它具有可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞的________________上的特點(diǎn)，因此只要將攜帶外源基因的DNA片段插入到________(部位)即可。(2)根據(jù)T－DNA這一轉(zhuǎn)移特點(diǎn)，猜測(cè)該DNA片段上可能含有控制____________________(酶)合成的基因。(3)植物基因工程中將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外，還可采取的方法是________________。(至少寫(xiě)出兩種)解析：(1)一般農(nóng)桿菌不能感染的植物是單子葉植物，可感染雙子葉植物和裸子植物，利用其感染性，可實(shí)現(xiàn)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞。這里需要特別明確的是真正可轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞的染色體上的是農(nóng)桿菌質(zhì)粒上的T－DNA片段，因此目的基因必須插入到該部位才能導(dǎo)入成功。(2)根據(jù)T－DNA這一轉(zhuǎn)移特點(diǎn)，可以推測(cè)出DNA片段上能控制合成DNA連接酶、限制酶才能實(shí)現(xiàn)與雙子葉植物細(xì)胞染色體DNA的整合。(3)植物基因工程中將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外，還有基因槍法和花粉管通道法。答案：(1)單子葉植物將目的基因?qū)氲街参锛?xì)胞染色體DNAT－DNA片段(內(nèi)部)(2)DNA連接酶、限制酶(3)基因槍法、花粉管通道法9．下面是口蹄疫疫苗生產(chǎn)過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)首先從口蹄疫病毒中提取部分合成病毒蛋白的RNA，而不是用口蹄疫病毒的全部RNA，原因是合成病毒蛋白的RNA控制合成的病毒蛋白質(zhì)，具有________特性，又不會(huì)使動(dòng)物致病。以合成病毒蛋白的RNA產(chǎn)生病毒蛋白的DNA，需用到的工具酶是________。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體所需要的工具酶是________________________________?；虮磉_(dá)載體除目的基因外，還應(yīng)包括________________________。(3)導(dǎo)入大腸桿菌前需先將大腸桿菌處理為_(kāi)_______細(xì)胞。(4)為檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，常常要借助載體上__________的表達(dá)，更準(zhǔn)確的方法是利用放射性同位素標(biāo)記的________________作探針與基因組DNA雜交。最后還要檢測(cè)目的基因是否翻譯成了病毒蛋白質(zhì)，利用的技術(shù)是________________。解析：(1)病毒由核酸和蛋白質(zhì)組成，其蛋白質(zhì)外殼具有免疫特性，故口蹄疫疫苗生產(chǎn)過(guò)程只需提取口蹄疫病毒中控制合成病毒蛋白的RNA部分。以RNA為模板合成DNA的過(guò)程屬于逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶。(2)基因表達(dá)載體的組成：目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因。構(gòu)建基因表達(dá)載體一般用一定的限制酶切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個(gè)有黏性末端的切口，再用同種限制酶切割目的基因，產(chǎn)生相同的黏性末端。將切下的目的基因片段，插入質(zhì)粒的切口處，在DNA連接酶的作用下使質(zhì)粒與目的基因結(jié)合形成重組質(zhì)粒。(3)將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞前，常用Ca2＋處理使其成為感受態(tài)細(xì)胞。(4)標(biāo)記基因的表達(dá)可檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，除此之外還可以用DNA雜交法和抗原—抗體雜交技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。答案：(1)抗原逆轉(zhuǎn)錄酶(2)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因(3)感受態(tài)(4)標(biāo)記基因病毒蛋白基因(目的基因)抗原—抗體雜交技術(shù)10．請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)基因工程的核心步驟是________________________________________________________________________。(2)利用______________技術(shù)可以獲得大量的目的基因。該技術(shù)利用________的原理，將基因的核苷酸序列不斷加以復(fù)制，使其數(shù)量呈指數(shù)增長(zhǎng)。(3)圖中________位于基因的首端，是________識(shí)別和結(jié)合的部位?？股乜剐曰虻淖饔檬亲鳛開(kāi)_______，用于鑒別受體細(xì)胞中是否導(dǎo)入了目的基因。解析：本題考查基因表達(dá)載體的組成及其構(gòu)建?；蚬こ痰暮诵牟襟E是基因表達(dá)載體的構(gòu)建；目的基因的獲取方法很多，其中PCR技術(shù)能迅速獲得大量目的基因，其依據(jù)的原理是DNA復(fù)制原理；基因表達(dá)載體必須包含目的基因、啟動(dòng)子、標(biāo)記基因、終止子，其中啟動(dòng)子位于基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄為mRNA，抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因用于鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因。答案：(1)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(2)PCRDNA復(fù)制(3)啟動(dòng)子RNA聚合酶標(biāo)記基因11．水稻種子中70%的磷以植酸形式存在。植酸易同鐵、鈣等金屬離子或蛋白質(zhì)結(jié)合排出體外，是多種動(dòng)物的抗?fàn)I養(yǎng)因子，同時(shí)，排出的大量磷進(jìn)入水體易引起水華。為從根本上解決水稻中的高植酸問(wèn)題，可將植酸酶基因?qū)胨?，培育低植酸轉(zhuǎn)基因水稻品種。下圖是獲取植酸酶基因的流程。請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)圖中基因組文庫(kù)________(填“小于”“等于”“大于”)cDNA文庫(kù)。(2)B過(guò)程需要的酶是_____________________________________；A、C過(guò)程中___