考點38基因工程

第十一單元現(xiàn)代生物科技專題考點38基因工程第一關(guān)辨析判別夯基固本1．有關(guān)工具酶的判斷(1)限制酶只能用于切割目的基因。()(2)切割質(zhì)粒的限制性核酸內(nèi)切酶均能特異性地識別6個核苷酸序列。()(3)DNA連接酶能將兩堿基間通過氫鍵連接起來。()(4)E·coliDNA連接酶既可連接平末端，又可連接黏性末端。()(5)限制酶也可以識別和切割RNA。()(6)限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和質(zhì)粒是基因工程中常用的三種工具酶。()2．有關(guān)載體的判斷(1)載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為標記基因。()(2)每個質(zhì)粒DNA分子上至少含一個限制酶識別位點。()(3)質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，是基因工程常用的載體。()(4)載體的作用是將攜帶的目的基因?qū)胧荏w細胞中，使之穩(wěn)定存在并表達。()(5)外源DNA必須位于重組質(zhì)粒的啟動子和終止子之間才能進行復(fù)制。()3．有關(guān)基因工程原理與操作的判斷(1)設(shè)計擴增目的基因的引物時不必考慮基因表達載體的序列。()(2)用PCR技術(shù)擴增目的基因時不必知道基因的全部序列。()(3)為培育抗除草劑的作物新品種，導(dǎo)入抗除草劑基因時只能以受精卵為受體(細胞)。()(4)抗蟲基因即使成功插入植物細胞染色體上也未必能正常表達。()(5)檢測目的基因是否成功表達可用抗原—抗體雜交技術(shù)。()(6)應(yīng)用DNA探針技術(shù)可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其是否完全表達。()4．有關(guān)基因工程應(yīng)用及蛋白質(zhì)工程的判斷(1)將人的干擾素基因重組到質(zhì)粒后導(dǎo)入大腸桿菌，可能獲得能產(chǎn)生人干擾素的菌株。()(2)利用乳腺生物反應(yīng)器能夠獲得一些重要的醫(yī)藥產(chǎn)品，如人的血清白蛋白，這是因為將人的血清白蛋白基因?qū)肓藙游锏娜橄偌毎小?)(3)由大腸桿菌工程菌獲得人的干擾素后可直接應(yīng)用。()(4)蛋白質(zhì)工程的目的是改造或合成人類需要的蛋白質(zhì)。()(5)蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，可定向改變分子的結(jié)構(gòu)。()第二關(guān)大題精做規(guī)范準練題組一模擬題1．[2022·四省名校高三聯(lián)考]胰島素是胰島素基因控制合成的胰島素原經(jīng)加工、分類、包裝而形成的一種分泌蛋白，是治療糖尿病的特效藥。科學(xué)家從人體內(nèi)直接提取到控制合成人胰島素的基因，擬采用基因工程的方法大量生產(chǎn)人胰島素以用于疾病的治療。結(jié)合所學(xué)知識回答下列問題：(1)從人體內(nèi)直接提取的人胰島素基因數(shù)量較少，科學(xué)家常采用PCR(多聚酶鏈式反應(yīng))技術(shù)對其進行快速擴增，該技術(shù)依據(jù)的原理是________________，PCR技術(shù)擴增目的基因的前提是要有______________________________，以便據(jù)此合成引物。(2)構(gòu)建人胰島素基因表達載體是基因工程的核心，其目的是_____________________________________________________________________________________________。一個完整的基因表達載體除了含有啟動子、終止子、目的基因外，還含有標記基因，標記基因的作用是__________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)為能在山羊的乳汁中提取到人胰島素，科學(xué)家將人胰島素基因與________________等調(diào)控組件重組在一起，通過____________法導(dǎo)入山羊的受精卵中，最終得到乳汁中含有人胰島素的轉(zhuǎn)基因山羊，實現(xiàn)了人胰島素的大量生產(chǎn)。(4)依據(jù)單細胞生物繁殖快、代謝旺盛的特點，科學(xué)家選用酵母菌作為生產(chǎn)人胰島素的轉(zhuǎn)基因受體細胞，不選用大腸桿菌作為受體細胞的主要原因是________________________________________________________________________________________________。2．[2022·江西名校高三聯(lián)考]干擾素是動物或人體細胞受到病毒侵染后產(chǎn)生的一種糖蛋白，具有抑制細胞分裂、調(diào)節(jié)免疫、抗病毒、抗腫瘤等多種作用，是一種抗病毒的特效藥。我國科學(xué)家采用基因工程技術(shù)生產(chǎn)干擾素，其具體做法是：將產(chǎn)生干擾素的人白細胞的mRNA分離，反轉(zhuǎn)錄得到干擾素基因。將含有四環(huán)素、氨芐青霉素抗性基因的質(zhì)粒PBR322和干擾素基因進行雙酶切，然后用連接酶連接構(gòu)成重組DNA。在一定條件下將重組載體DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌，在培養(yǎng)基中篩選培養(yǎng)，檢測干擾素的表達量，選出高效表達的工程菌。請回答下列問題：(1)反轉(zhuǎn)錄得到的干擾素基因是一種________。與人體細胞內(nèi)的干擾素基因相比，它沒有____________________________等結(jié)構(gòu)。(2)基因工程的核心步驟是____________________。已知酶A、酶B、酶C產(chǎn)生的黏性末端都不相同，質(zhì)粒PBR322和干擾素基因進行酶切時，應(yīng)選擇的兩種限制酶是____________。與單酶切相比，使用雙酶切的優(yōu)點是___________________________。(3)在利用基因工程技術(shù)制備干擾素的過程中，受體菌除了大腸桿菌外，還可以用酵母菌作為受體菌，這兩種受體菌生產(chǎn)的干擾素在結(jié)構(gòu)上存在一定區(qū)別的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)干擾素在體外保存非常困難，如果將其分子中的一個半胱氨酸變成絲氨酸，在－70℃條件下可以保存半年。實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變需要直接對________進行修飾或改造，這屬于________工程的范疇。3．[2022·唐山市高三檢測]氮是植物生長必不可少的一種元素，為了讓植物能夠擁有固氮超能力，科學(xué)家一直在嘗試用已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的固氮基因改造植物基因組，但目前還沒有獲得植物界的固氮“超人”。2018年某研究團隊報道，通過基因工程方法，將一種藍細菌中20多個固氮基因，轉(zhuǎn)移到另一種不能固氮，但能進行光合作用的藍細菌中，讓后者獲得了固氮能力。回答下列問題：(1)1967年，羅思和海林斯基發(fā)現(xiàn)細菌擬核DNA之外的質(zhì)粒具有__________________的特點，這一發(fā)現(xiàn)為基因轉(zhuǎn)移找到一種運載工具。(2)構(gòu)建含固氮基因的重組質(zhì)粒，需要用到的工具酶有________________________，并且應(yīng)將固氮基因置于________和________之間，其中前者位于基因的首端，它的作用是______________________________________________________________________________。(3)若將含固氮基因的重組質(zhì)粒導(dǎo)入藍藻，一般情況下，藍藻應(yīng)處于感受態(tài)，其原因是該狀態(tài)時______________________________________________________________。(4)一些研究發(fā)現(xiàn)，某些轉(zhuǎn)基因植物可以表達個別或全部固氮酶基因，但它們并沒有表現(xiàn)出固氮能力。固氮酶基因在植物中是否翻譯成蛋白質(zhì)，檢測的方法是__________________。某些轉(zhuǎn)基因植物沒有表現(xiàn)出固氮能力，可能的原因是__________________________。4．[2022·黑龍江省哈爾濱市模擬]在新冠病毒(2019-nCoV)蔓延的2020年，快速研制新冠病毒(2019-nCoV)疫苗成為有效遏制疫情的重要手段，基因工程是研制疫苗的手段之一、具體實驗思路為通過逆轉(zhuǎn)錄獲得2019-nCoV表面抗原的基因，再將其插入腺病毒中，做出以腺病毒為載體的重組疫苗。請回答下列問題：(1)首先要通過________技術(shù)，在體外對獲得的目的基因進行擴增。(2)在目的基因?qū)胧荏w細胞之前需要構(gòu)建________，此過程所需的工具酶有__________________________。(3)一般會用兩種不同的酶切割2019-nCoV基因和運載體DNA來獲得不同的黏性末端，這樣做的好處是__________________________________________________。(4)重組疫苗是利用改造后的腺病毒和新型冠狀病毒的S蛋白編碼基因拼裝得到的腺病毒載體疫苗。疫苗注射入人體后，免疫系統(tǒng)會識別出病毒抗原，產(chǎn)生抗病毒免疫反應(yīng)。腺病毒作為運載體受到了科學(xué)家的青睞，理由是___________________________________(寫出兩點)。5．[2022·大聯(lián)考]溶菌酶具有強力殺菌作用。人乳汁中溶菌酶的含量比牛、綿羊和山羊乳汁中溶菌酶的含量高出1500～4000倍，破壞和溶解細菌的能力約為牛乳汁中溶菌酶的300倍。我國科學(xué)家設(shè)想通過構(gòu)建乳腺特異表達載體等培育出人溶菌酶轉(zhuǎn)基因豬，從而增強仔豬的免疫力，提高其存活率?；卮鹣铝袉栴}：(1)人乳汁中的溶菌酶具有殺菌作用，但其不屬于人體的第二道防線，原因是________________________________________________________________________________。(2)乳腺特異表達載體的組成中，位于人溶菌酶基因的首端的是_________________。它能驅(qū)動人溶菌酶基因在豬的乳腺中轉(zhuǎn)錄出________。(3)將轉(zhuǎn)入人溶菌酶基因的細胞注入豬________的卵母細胞中，通過一定的方法構(gòu)建出重組胚胎；利用胚胎分割技術(shù)可獲得多只轉(zhuǎn)基因豬，這體現(xiàn)了早期胚胎細胞具有________。(4)檢測人溶菌酶基因?qū)胧欠癯晒?，可以采用________________技術(shù)，若要進行個體生物學(xué)水平的鑒定，可以進行抑菌實驗檢測______________________________________。6．[2022·陜西省聯(lián)考]超氧化物歧化酶(SOD)是生物體內(nèi)重要的抗氧化酶，具有延緩衰老的功效?？蒲腥藛T采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法將攜帶SOD基因的Ti質(zhì)粒導(dǎo)入胡蘿卜細胞，成功培育出轉(zhuǎn)SOD基因胡蘿卜的新品種。回答下列問題：(1)Ti質(zhì)粒作為基因工程中常用的載體，應(yīng)具備的基本條件有______________________(答出2點即可)。為了促進農(nóng)桿菌吸收Ti質(zhì)粒，一般先用藥物處理大腸桿菌使之成為________細胞。(2)為了獲得SOD基因，可通過提取分析超氧化物歧化酶中的________序列，推知SOD基因可能的核苷酸序列，再用DNA合成儀直接大量合成?；蚬こ讨行枰狣NA連接酶，該酶催化形成的化學(xué)鍵是________。(3)將攜帶SOD基因的Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌導(dǎo)入到胡蘿卜的體細胞中，然后利用________________技術(shù)獲得胡蘿卜的再生植株。若要測定SOD基因最終是否整合到胡蘿卜的某一染色體上，可用______________技術(shù)，或直接測定該染色體上的DNA序列。(4)將SOD基因與受體植物細胞(包括原生質(zhì)體受體)遺傳物質(zhì)重新組合，除了轉(zhuǎn)基因技術(shù)外，還有細胞融合等方法，這些方法解決了傳統(tǒng)育種方法存在的________________________的缺陷。(5)在生產(chǎn)蛋白質(zhì)方面，與基因工程相比，蛋白質(zhì)工程的優(yōu)點是______________________。7．[2022·福建省模擬]乙烯具有促進果實成熟的作用，ACC合成酶是番茄細胞合成乙烯的關(guān)鍵酶。轉(zhuǎn)化的反義ACC合成酶基因番茄具有耐儲存、宜運輸?shù)膬?yōu)點。下圖為反義ACC合成酶基因表達載體的結(jié)構(gòu)示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)提取ACC合成酶的mRNA時，宜選用成熟番茄的果實組織，原因是________________________。以mRNA為模板合成DNA所需的酶是________，原料是________________________。(2)將圖中表達載體與農(nóng)桿菌菌液混合后，加入含有________________的培養(yǎng)基中，可篩選出轉(zhuǎn)化了反義ACC合成酶基因的農(nóng)桿菌。將ACC合成酶基因反向接在35S后構(gòu)成反義ACC合成酶基因，在檢測反義ACC合成酶基因是否整合到番茄植株的染色體DNA上時，________(填“能”或“不能”)用放射性物質(zhì)標記的ACC合成酶基因片段做探針進行檢測，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)圖中35S為特異啟動子，推測35S應(yīng)在番茄的________(器官)細胞中啟動轉(zhuǎn)錄過程。轉(zhuǎn)錄啟動后，檢測發(fā)現(xiàn)番茄果實中乙烯含量顯著降低，推測反義ACC合成酶基因的作用機理可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。題組二高考題8．[2021·全國乙卷]用DNA重組技術(shù)可以賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產(chǎn)品。在此過程中需要使用多種工具酶，其中4種限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)常用的DNA連接酶有E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。圖中____________酶切割后的DNA片段可以用E·coliDNA連接酶連接。圖中_____________________________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接。(2)DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學(xué)鍵是________________________。(3)DNA重組技術(shù)中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征。如質(zhì)粒DNA分子上有復(fù)制原點，可以保證質(zhì)粒在受體細胞中能________；質(zhì)粒DNA分子上有________________，便于外源DNA插入；質(zhì)粒DNA分子上有標記基因(如某種抗生素抗性基因)，利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細胞，方法是_______________________________________________________。(4)表達載體含有啟動子，啟動子是指_____________________________________________________________________________________________________________。9．[2021·全國甲卷]PCR技術(shù)可用于臨床的病原菌檢測。為檢測病人是否感染了某種病原菌，醫(yī)生進行了相關(guān)操作：①分析PCR擴增結(jié)果；②從病人組織樣本中提取DNA；③利用PCR擴增DNA片段；④采集病人組織樣本。回答下列問題：(1)若要得到正確的檢測結(jié)果，正確的操作順序應(yīng)該是________(用數(shù)字序號表示)。(2)操作③中使用的酶是________。PCR反應(yīng)中的每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、________三步，其中復(fù)性的結(jié)果是___________________________________________________。(3)為了做出正確的診斷，PCR反應(yīng)所用的引物應(yīng)該能與______________特異性結(jié)合。(4)PCR(多聚酶鏈式反應(yīng))技術(shù)是指________________________________________________。該技術(shù)目前被廣泛地應(yīng)用于疾病診斷等方面。10．[全國卷Ⅱ]某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，這一特性可用于檢測細胞中目的基因的表達。某科研團隊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(簡稱為甲)，并將其插入質(zhì)粒P0，構(gòu)建了真核表達載體P1，其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點的示意圖如下，圖中E1～E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同?；卮鹣铝袉栴}：(1)據(jù)圖推斷，該團隊在將甲插入質(zhì)粒P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是________。使用這兩種酶進行酶切是為了保證__________，也是為了保證_______________________。(2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細胞后，若在該細胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在牛的皮膚細胞中完成了________和________過程。(3)為了獲得含有甲的牛，該團隊需要做的工作包括：將能夠產(chǎn)生綠色熒光細胞的__________移入牛的__________中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。(4)為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，某同學(xué)用PCR方法進行鑒定，在鑒定時應(yīng)分別以該牛不同組織細胞中的________(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。11．[全國卷Ⅱ]幾丁質(zhì)是許多真菌細胞壁的重要成分，幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)，可增強其抗真菌病的能力?；卮鹣铝袉栴}：(1)在進行基因工程操作時，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驗材料，原因是__________________________。提取RNA時，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胞中表達，需要通過質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細胞，原因是__________________________________________________(答出兩點即可)。(4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時，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)抗真菌病的能力沒有提高，根據(jù)中心法則分析，其可能的原因是________________________。12.[全國卷Ⅲ，38節(jié)選]編碼蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五個片段組成，編碼蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段組成，如右圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)現(xiàn)要通過基因工程的方法獲得蛋白乙，若在啟動子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列(其中，非模板鏈為TTCGCTTCT……CAGGAAGGA)，則所構(gòu)建的表達載體轉(zhuǎn)入宿主細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。13．[2021·海南卷]CRISPR/Cas9是一種高效的基因編輯技術(shù)，Cas9基因表達的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在單鏈向?qū)NA(sgRNA)引導(dǎo)下，切割DNA雙鏈以敲除目標基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的工作原理如下圖所示。回答下列問題。(1)過程①中，為構(gòu)建CRISPR/Cas9重組質(zhì)粒，需對含有特定sgRNA編碼序列的DNA進行酶切處理，然后將其插入到經(jīng)相同酶切處理過的質(zhì)粒上，插入時所需要的酶是________________。(2)過程②中，將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌細胞的方法是________。(3)過程③～⑤中，sgRNA與Cas9蛋白形成復(fù)合體，該復(fù)合體中的sgRNA可識別并與目標DNA序列特異性結(jié)合，二者結(jié)合所遵循的原則是________。隨后，Cas9蛋白可切割________________序列。(4)利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)敲除一個長度為1200bp的基因，在DNA水平上判斷基因敲除是否成功所采用的方法是________________，基因敲除成功的判斷依據(jù)是________________。(5)某種蛋白酶可高效降解羽毛中的角蛋白。科研人員將該蛋白酶基因插入到CRISPR/Cas9質(zhì)粒中獲得重組質(zhì)粒，隨后將其導(dǎo)入到大腸桿菌細胞，通過基因編輯把該蛋白酶基因插入到基因組DNA中，構(gòu)建得到能大量分泌該蛋白酶的工程菌。據(jù)圖簡述CRISPR/Cas9重組質(zhì)粒在受體細胞內(nèi)，將該蛋白酶基因插入到基因組DNA的編輯過程：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。14．[2021·河北卷]采礦污染和不當(dāng)使用化肥導(dǎo)致重金屬鎘(Cd)在土壤中過量積累。利用植物修復(fù)技術(shù)將土壤中的Cd富集到植物體內(nèi)，進行后續(xù)處理(例如，收集植物組織器官異地妥善儲存)，可降低土壤中Cd的含量。為提高植物對Cd污染土壤的修復(fù)能力，研究者將酵母液泡Cd轉(zhuǎn)運蛋白(YCF1)基因?qū)胧茉囍参?，并檢測了相關(guān)指標?；卮鹣铝袉栴}：(1)為獲取YCF1基因，將酵母細胞的全部DNA提取、切割后與載體連接，導(dǎo)入受體菌的群體中儲存，這個群體稱為__________________。(2)將DNA序列插入Ti質(zhì)粒構(gòu)建重組載體時，所需要的兩種酶是______________。構(gòu)建的重組基因表達載體中必須含有標記基因，其作用是___________________________________________________________________________________________________。(3)進行前期研究時，將含有YCF1基因的重組載體導(dǎo)入受試雙子葉植物印度芥菜，采用最多的方法是__________。研究者進一步獲得了轉(zhuǎn)YCF1基因的不育楊樹株系，采用不育株系作為實驗材料的目的是_________________________