適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)第9單元生物技術(shù)與工程作業(yè)58基因工程的原理和技術(shù)浙科版

作業(yè)58基因工程的原理和技術(shù)A組基礎(chǔ)達標1.(2024浙江嘉興一模)酶具有高效性和專一性,在生物工程中被廣泛運用。下列技術(shù)中沒有酶的應(yīng)用的是()A.制備植物細胞原生質(zhì)體B.PCR擴增DNAC.早期囊胚的胚胎分割D.貼壁生長的動物細胞的解離2.下列有關(guān)如圖所示的黏性末端的說法,錯誤的是()A.甲、乙、丙黏性末端分別是由不同的限制酶切割產(chǎn)生的B.甲、乙具有相同的黏性末端,可形成重組DNA分子,但甲、丙不能C.DNA連接酶的作用位點是b處D.切割產(chǎn)生甲的限制酶不能識別由甲、乙黏性末端形成的重組DNA分子片段3.(2024浙江湖州調(diào)研)用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育轉(zhuǎn)基因植物,下列敘述錯誤的是()A.目的基因插入Ti質(zhì)粒的位點是某種限制性內(nèi)切核酸酶的識別位點B.若目的基因的序列未知,可以通過構(gòu)建基因組文庫的方法從中獲得C.接受抗原-抗體雜交技術(shù)可檢測目的基因在受體細胞中是否表達D.植物受體細胞必需是受精卵細胞,因其全能性最高4.(2024浙江寧波模擬)科學(xué)家培育了一種可以生產(chǎn)人血紅蛋白的轉(zhuǎn)基因煙草。下列敘述正確的是()A.要獲得該轉(zhuǎn)基因煙草,首先要從人的成熟紅細胞內(nèi)獲得目的基因B.人血紅蛋白基因?qū)霟煵菁毎山邮苻r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法C.PCR不能用于鑒定受體細胞中是否轉(zhuǎn)入了目的基因D.該基因轉(zhuǎn)到煙草染色體上使煙草發(fā)生染色體畸變5.下列有關(guān)“DNA粗提取與鑒定”試驗的敘述,正確的是()A.向菜花組織中加入蒸餾水并攪拌可釋放核DNAB.鑒定DNA時,可以運用龍膽紫染液對DNA進行染色C.向DNA濾液中加入冷酒精緩慢攪拌,可見玻璃棒上有白色絮狀物D.試驗結(jié)束后應(yīng)保存好剩余的二苯胺試劑,以備下次試驗時運用6.(2024浙江金華一模)探討發(fā)覺OsCBL8基因在提高水稻耐受非生物逆境脅迫方面具有重要作用,為探討OsCBL8基因的作用機理,我們須要通過PCR試驗對該基因進行擴增,用于后續(xù)探討。關(guān)于PCR反應(yīng),下列敘述正確的是()A.通過PCR獲得目的基因的過程中,第三輪循環(huán)至少須要消耗4對引物B.PCR過程中TaqDNA聚合酶催化相鄰的游離dNTP之間形成磷酸二酯鍵C.PCR產(chǎn)物的大小可以干脆通過亞甲基藍染色進行鑒定D.PCR過程中要加入緩沖液,一般添加Cu2+來激活DNA聚合酶7.(2024浙江杭州二模)PCR技術(shù)是在DNA聚合酶作用下,在體外進行DNA大量擴增的一種分子生物技術(shù)。下列敘述正確的是()A.雙鏈DNA在高溫下氫鍵和磷酸二酯鍵斷裂形成2條DNA單鏈B.溫度降低后,單鏈DNA和引物結(jié)合的部分堿基序列相同C.以2條DNA單鏈為模板,以4種NTP為原料,經(jīng)耐高溫酶在高溫下合成2個新的DNAD.設(shè)置PCR儀的溫度進行反應(yīng)可重復(fù)循環(huán)多次,DNA呈指數(shù)式擴增B組素能培優(yōu)8.(2024浙江杭州其次次聯(lián)考)探討人員用EcoRⅠ和SmaⅠ兩種限制酶處理某DNA分子,圖1為EcoRⅠ切割該DNA分子后的結(jié)果;圖2是酶切后的凝膠電泳圖譜,其中1號泳道是DNAMarker,2號、3號、4號分別是EcoRⅠ單獨處理、SmaⅠ單獨處理、兩種酶共同處理后的電泳結(jié)果。下列相關(guān)敘述錯誤的是()圖1圖2A.據(jù)圖1可知EcoRⅠ的識別序列為-GAATTC-,切割位點在G和A之間B.據(jù)圖2可知瓊脂糖凝膠的加樣孔在B端,且連著電泳槽的負極C.據(jù)圖2可知該DNA分子最可能是含1000個堿基對的環(huán)狀DNAD.據(jù)圖2可知該DNA分子中兩種限制酶的酶切位點各有一個9.(2024浙江北斗新盟聯(lián)考)Bt基因為蘇云金芽孢桿菌基因,因其表達產(chǎn)物Bt毒蛋白具有殺蟲效果好、平安、高效等優(yōu)點而成為應(yīng)用最為廣泛的殺蟲基因。以下為培育轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉幼苗的基本操作過程,請分析回答下列問題。(1)目的基因的獲得。從基因組文庫中獲得目的基因,建立基因組文庫需用到酶;也可以從cDNA文庫中獲得,從其中獲得的Bt基因因為缺少而不利于其在受體細胞中表達;還可以提取作為模板,通過PCR技術(shù)獲得。

(2)構(gòu)建基因表達載體?；虮磉_載體應(yīng)具有,有利于整合Bt基因。為了便利篩選含有Bt基因的細胞以及使Bt基因能獨立復(fù)制并穩(wěn)定存在細胞中,作為表達載體應(yīng)含有及。

(3)將目的基因?qū)胧荏w細胞。通常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將外源基因?qū)氲街参锛毎?將的農(nóng)桿菌與棉花的愈傷組織細胞混合進行轉(zhuǎn)化,影響轉(zhuǎn)化效率的因素有(A.重組Ti質(zhì)粒大小B.愈傷組織的生理狀態(tài)C.培育基的物理性質(zhì)D.農(nóng)桿菌的活性)。然后用處理以去除農(nóng)桿菌及篩選含有目的基因的愈傷組織細胞。也可將愈傷組織細胞放在較高滲透壓甘露醇溶液內(nèi),通過機械法或酶解法獲得,接受技術(shù)將外源基因?qū)爰毎?/p>

(4)檢測目的基因及其表達產(chǎn)物?？芍苽渥鳛榛蛱结?利用技術(shù)檢測棉花細胞中是否存在Bt基因。利用作為抗原,制備單抗來檢測Bt基因是否表達。

10.(2024浙江杭州其次次聯(lián)考)草甘膦是一種非選擇性除草劑,殺死雜草的同時也殺死農(nóng)作物。它與植物體內(nèi)的PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)結(jié)構(gòu)相像,可與PEP競爭結(jié)合EPSP合酶,阻擋PEP轉(zhuǎn)化,影響植物細胞正常代謝。我國科學(xué)家從草甘膦施用土壤中的某微生物體內(nèi)獲得GR79基因(草甘膦抗性基因),并將其導(dǎo)入植物體細胞中獲得抗草甘膦的轉(zhuǎn)基因植物。據(jù)圖回答下列問題。注:BamHⅠ、PstⅠ、XhoⅠ為識別不同序列的限制酶。(1)GR79基因發(fā)揮抗草甘膦作用的機理可能是

。

從分別得到的某土壤微生物體內(nèi)獲得含有GR79基因的質(zhì)粒,并將其保存在某細菌群體(受體菌)中,各個受體菌分別含有該微生物的不同的基因,這些受體菌群中該微生物的全部DNA序列克隆的匯總,稱為。

(2)據(jù)圖推想,利用PCR技術(shù)擴增GR79基因時,需設(shè)計能與該基因兩條模板鏈3'端的引物;同時為構(gòu)建該基因表達載體,需在引物1和引物2的端加上限制酶的識別序列。

(3)試驗中常接受法將GR79基因表達載體導(dǎo)入植物受體細胞;為避開該基因在近緣農(nóng)作物中傳播,可將其導(dǎo)入植物受體細胞的;除溫度、酸堿度等環(huán)境因素外,影響該基因?qū)胫参锸荏w細胞勝利率的因素有。

(4)為檢測GR79基因是否導(dǎo)入植物體細胞,可在培育基中添加篩選含該基因的受體細胞;也可利用技術(shù)更加精準地進行檢測,若待檢DNA中含有該基因,則會發(fā)覺硝酸纖維素膜上會出現(xiàn)。

(5)經(jīng)檢測,科研人員發(fā)覺部分獲得GR79基因的植物幼苗不具有抗草甘膦的實力,緣由可能是

。

11.(2024浙江嘉興一模)水稻是我國主要糧食作物,水稻產(chǎn)量關(guān)乎我國糧食平安。育種學(xué)家接受針刺法對水稻種子胚生長點進行轉(zhuǎn)化處理,顯著縮短了育種時間。技術(shù)路途如下圖。回答下列問題。(1)野生農(nóng)桿菌具有利福平抗性,不具有卡那霉素抗性。絕大部分細菌無利福平抗性。在篩選含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌過程中,需在固體平面培育基中添加利福平和卡那霉素,添加利福平的目的是,添加卡那霉素的目的是。培育48h后,挑取單菌落,接種到培育基中進行擴大培育。

(2)胚生長點細胞是胚芽中的細胞。用穿刺針蘸取經(jīng)篩選獲得的重組農(nóng)桿菌菌液,對萌發(fā)初期的水稻種子胚生長點進行針刺轉(zhuǎn)化操作。相對于傳統(tǒng)的用水稻植株體細胞進行轉(zhuǎn)化的方法,針刺轉(zhuǎn)化法的優(yōu)勢是無需閱歷過程,胚可以干脆發(fā)育成幼苗,縮短了培育時間。

(3)已知目的基因長度為754bp,接受PCR結(jié)合電泳的方法檢測葉肉細胞中是否含有目的基因。在提取DNA過程中需加入EDTA,EDTA的作用是,防止核DNA被酶解。對PCR產(chǎn)物進行電泳,結(jié)果異樣,如圖所示,可能的緣由是PCR過程中的引物序列存在的問題。

12.(2024浙江湖州教學(xué)質(zhì)量檢測)野生型黑麥草細胞壁中較高的木質(zhì)素含量會降低其作為青儲飼料的品質(zhì)。D蛋白是催化木質(zhì)素合成的關(guān)鍵酶,某探討小組通過構(gòu)建含D基因部分序列正、反向片段的表達干擾載體(如下圖所示),在細胞內(nèi)產(chǎn)生雙鏈RNA分子,誘導(dǎo)D基因的mRNA持續(xù)降解,培育得到低木質(zhì)素含量的黑麥草。表達干擾載體局部示意圖(1)D基因的正、反向目的片段的克隆:提取野生型黑麥草葉片全部mRNA,成cDNA。依據(jù)cDNA序列選取合適的片段,分別設(shè)計正、反向目的片段的上下游引物,正向片段和反向片段引物的擴增序列(填“相同”或“不同”),酶切位點(填“相同”或“不同”),以使目的片段定向插入載體的特定位置。擴增產(chǎn)物經(jīng),切下目的條帶回收后與載體連接,形成克隆載體以用于正、反目的片段的擴增。

(2)構(gòu)建D基因的表達干擾載體:①對含有正向片段的克隆載體和反向片段的克隆載體分別進行雙酶切,將回收片段與經(jīng)相同酶切的中間載體用酶進行連接,獲得含有干擾片段的重組中間載體;為使干擾片段能在受體細胞中復(fù)制,中間載體需有

。②將干擾片段和超表達啟動子插入Ti質(zhì)粒的得到D基因的表達干擾載體,插入超表達啟動子的目的是。

(3)導(dǎo)入和培育:將D基因的表達干擾載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌。黑麥草愈傷組織在菌液中浸沒5min,先置于無菌濾紙上吸去多余的菌液,再轉(zhuǎn)入無菌水浸潤的濾紙上共培育3d,共培育的目的是。篩選得到的愈傷組織經(jīng)過程,培育得到再生植株。

(4)鑒定和篩選:對轉(zhuǎn)基因植株與植株進行木質(zhì)素含量測定與分析,篩選保留木質(zhì)素含量顯著的植株。

答案：1.C制備植物細胞原生質(zhì)體可以運用纖維素酶和果膠酶分解細胞壁,A項不符合題意;PCR擴增DNA須要耐高溫的DNA聚合酶,B項不符合題意;用機械方法將早期囊胚進行胚胎分割,不能通過酶解法實現(xiàn),C項符合題意;貼壁生長細胞系的解離可以運用胰蛋白酶將細胞分散開,D項不符合題意。2.C據(jù)圖可知,切割產(chǎn)生甲、乙、丙黏性末端的限制酶的識別序列與切割位點分別是、、,即甲、乙、丙是由不同的限制酶切割產(chǎn)生的,A項正確。甲、乙黏性末端可相互配對,所以甲、乙可以形成重組DNA分子;甲、丙黏性末端不能相互配對,所以甲、丙無法形成重組DNA分子,B項正確。DNA連接酶可以復(fù)原被限制酶切開的磷酸二酯鍵,而b處是氫鍵,C項錯誤。甲、乙黏性末端形成的重組DNA分子片段為,其中沒有切割產(chǎn)生甲的限制酶的識別序列及切割位點,所以切割產(chǎn)生甲的限制酶不能識別由甲、乙黏性末端形成的重組DNA分子片段,D項正確。3.D植物受體細胞可以是植物的受精卵,也可以是體細胞,D項錯誤。4.B人的成熟紅細胞無細胞核,無法從中獲得目的基因,A項錯誤;為使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達,應(yīng)將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上,再接受農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法使目的基因插入煙草細胞中的染色體DNA上,B項正確;鑒定篩選時,通過PCR技術(shù)可以檢測目的基因是否插入了受體細胞染色體DNA上,也可以檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,C項錯誤;該基因轉(zhuǎn)到煙草染色體上,使限制不同性狀的基因重新組合,屬于基因重組,D項錯誤。5.C植物細胞具有細胞壁,向菜花組織中加入蒸餾水并不能使細胞吸水漲破,A項錯誤;在沸水浴的條件下,DNA遇二苯胺會被染成藍色,B項錯誤;DNA不溶于95%的冷酒精,向DNA濾液中加入冷酒精緩慢攪拌,可見玻璃棒上有白色絮狀物析出,C項正確;二苯胺試劑須要現(xiàn)配現(xiàn)用,D項錯誤。6.A在PCR反應(yīng)體系中,假如擴增1次,須要2個引物;擴增第2次,須要4個引物;擴增第3次,須要8個引物;因此通過PCR獲得目的基因的過程中,第三輪循環(huán)至少須要消耗8個(即4對)引物,A項正確。dNTP有三個磷酸基團,dNMP只有一個磷酸基團,為脫氧核苷酸,延長時,在TaqDNA聚合酶催化下,dNMP作為擴增的原料會依次連接到3'端,相鄰的dNMP間形成磷酸二酯鍵,B項錯誤。PCR產(chǎn)物鑒定常用的方法是瓊脂糖凝膠電泳鑒定,C項錯誤。PCR過程中要加入緩沖液,一般添加Mg2+來激活DNA聚合酶,D項錯誤。7.D雙鏈DNA在高溫下解旋即使得DNA雙鏈打開,破壞的是堿基對之間的氫鍵,磷酸二酯鍵沒有斷裂,A項錯誤;當溫度降低時,引物與模板末端結(jié)合,在DNA聚合酶的作用下,引物沿模板延長,最終合成2個DNA分子,此過程以4種脫氧核苷酸為原料,遵循堿基互補配對原則,單鏈DNA和引物結(jié)合的部分堿基序列互補,B項錯誤;以2條DNA單鏈為模板,以4種dNTP為原料,在耐高溫DNA聚合酶作用下合成2個新的DNA,C項錯誤;PCR的反應(yīng)步驟為目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈,引物與單鏈相應(yīng)互補序列結(jié)合,然后在熱穩(wěn)定DNA聚合酶作用下進行延長,如此重復(fù)循環(huán),因而每一次循環(huán)后目的基因的量可以增加一倍,即呈指數(shù)形式擴增,D項正確。8.B圖1中DNA雙鏈片段被切割成兩段,該片段序列是-GAATTC-,斷開的部位是在G和A堿基之間,A項正確;相對分子質(zhì)量大小會影響物質(zhì)在電泳時的遷移速率,DNA片段分子量越大,遷移就越慢,分子量越小,遷移速度越快,據(jù)圖2可知瓊脂糖凝膠的加樣孔在A端,B項錯誤;2號、3號分別是EcoRⅠ單獨處理、SmaⅠ單獨處理后的電泳結(jié)果,兩個泳道均只出現(xiàn)一個DNA片段,且分子量是1000,說明該DNA分子最可能是含1000個堿基對的環(huán)狀DNA,C項正確;圖2中4號是EcoRⅠ和SmaⅠ兩種酶共同處理后的電泳結(jié)果,顯示800bp和200bp兩個條帶,說明在該DNA分子中,兩種限制酶的酶切位點各有一個,D項正確。9.答案(1)DNA連接酶、限制啟動子和終止子蘇云金芽孢桿菌的(總)DNA(2)特定的限制酶識別序列標記基因復(fù)制起點(3)含有重組質(zhì)粒/已轉(zhuǎn)化BCD抗生素原生質(zhì)體顯微注射(4)帶有放射性或熒光分子標記的抗蟲(Bt)基因中的一段特定序列DNA分子雜交Bt毒蛋白解析(1)構(gòu)建基因組文庫時,須要用到的酶主要有限制酶和DNA連接酶,用限制酶處理蘇云金芽孢桿菌的全部DNA,用DNA連接酶將處理后的基因與相關(guān)質(zhì)粒連接起來。cDNA文庫由mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄形成,沒有非編碼區(qū),不含位于非編碼區(qū)的啟動子和終止子,不利于表達。也可提取蘇云金芽孢桿菌基因的總DNA,用限制酶處理后,通過PCR技術(shù)獲得。(2)基因表達載體應(yīng)具有特定的限制酶識別序列,便于Bt基因與之整合到一起。表達載體應(yīng)含有標記基因和復(fù)制原點,前者的作用是用于篩選含有Bt基因的細胞,后者用于保證Bt基因能獨立復(fù)制并穩(wěn)定存在細胞中。(3)將含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌與棉花的愈傷組織細胞混合,使目的基因?qū)胧荏w細胞。用Ca2+處理受體細胞,使其成為感受態(tài)細胞,以提高轉(zhuǎn)化效率,重組質(zhì)粒的大小不影響轉(zhuǎn)化率,而愈傷組織的生理狀態(tài)、培育基的物理性質(zhì)、農(nóng)桿菌的活性均影響轉(zhuǎn)化率,一般狀況下,生長旺盛的愈傷組織、在液體培育基中、農(nóng)桿菌活性較強時轉(zhuǎn)化效率較高,故選B、C、D。抗生素可殺死農(nóng)桿菌(原核生物)而不損害真核生物,所以可以用抗生素處理去除農(nóng)桿菌及篩選含有目的基因的愈傷組織細胞。由于去除細胞壁后獲得的原生質(zhì)體無細胞壁疼惜,所以要放在較高滲透壓甘露醇溶液內(nèi)培育,然后再接受顯微注射法將外源基因?qū)爰毎小?4)可制備帶有放射性或熒光分子標記的抗蟲(Bt)基因中的一段特定序列作為基因探針,利用DNA分子雜交技術(shù)檢測棉花細胞中是否存在Bt基因,若能形成特定的雜交帶,說明轉(zhuǎn)基因勝利,否則,未勝利。也可再利用Bt毒蛋白作為抗原,制備單抗來檢測Bt基因是否表達,其原理是抗原-抗體檢測。10.答案(1)GR79基因表達的產(chǎn)物阻擋(抑制)草甘膦與PEP競爭結(jié)合EPSP合酶基因組文庫(2)堿基互補配對5'PstⅠ和XhoⅠ(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化細胞質(zhì)DNA上(或葉綠體DNA或線粒體DNA或葉綠體和線粒體DNA上)農(nóng)桿菌的種類和活性、受體細胞的基因型和活性等(4)草甘膦核酸分子雜交(或PCR和核酸分子雜交)放射性或熒光條帶(5)草甘膦抗性基因轉(zhuǎn)錄或翻譯異樣(或草甘膦抗性基因表達異樣)解析(1)草甘膦與植物體內(nèi)的PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)結(jié)構(gòu)相像,會與PEP競爭結(jié)合EPSP合酶,影響細胞正常代謝,由此推想,GR79基因表達的產(chǎn)物能阻擋草甘膦與PEP競爭結(jié)合EPSP合酶,從而發(fā)揮抗草甘膦作用?；蚪M文庫能夠儲存一種生物的全部或者部分基因。(2)據(jù)圖推想,利用PCR技術(shù)擴增GR79基因時,需設(shè)計能與該基因兩條模板鏈3'端堿基互補配對的引物;由題圖可知,擴增目的基因時,應(yīng)在引物的5'端添加相應(yīng)的限制酶識別序列;由題圖中質(zhì)粒結(jié)構(gòu)可知,限制酶BamHⅠ的識別序列位于標記基因中,不能選用,且為防止目的基因自身環(huán)化和反向插入,應(yīng)選擇兩種不同的限制酶,即PstⅠ和XhoⅠ,將它們的識別序列分別加在引物1和引物2的5'端。(3)試驗中常接受農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將GR79基因表達載體導(dǎo)入植物受體細胞。為避開該基因在近緣農(nóng)作物中傳播,可將其導(dǎo)入植物受體細胞的細胞質(zhì)DNA上(或葉綠體DNA或線粒體DNA或葉綠體和線粒體DNA上)。除溫度、酸堿度等環(huán)境因素外,影響該基因?qū)胫参锸荏w細胞勝利率的因素有農(nóng)桿菌的種類和活性、受體細胞的基因型和活性等。(4)為檢測GR79基因是否導(dǎo)入植物體細胞,可在培育基中添加草甘膦篩選含該基因的受體細胞;也可利用核酸分子雜交技術(shù)(或PCR和核酸分子雜交技術(shù))更加精準地進行檢測,若待檢DNA中含有該基因,則會發(fā)覺硝酸纖維素膜上出現(xiàn)放射性或熒光條帶。(5)獲得GR79基因的植物幼苗通過基因表達可以表現(xiàn)出抗草甘膦的性狀,若不具有抗草甘膦的實力,則意味著草甘膦抗性基因(GR79基因)轉(zhuǎn)錄或翻譯異樣,即草甘膦抗性基因(GR79基因)表達異樣。11.答案(1)去除雜菌篩選含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌液體(2)脫分化和再分化(3)抑制DNA酶活性特異性不強解析(1)野生農(nóng)桿菌具有利福平抗性,不具有卡那霉素抗性。絕大部分細菌無利福平抗性,所以添加利福平的目的是去除雜菌。添加卡那霉素的目的是篩選含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌。液體培育基可以增加菌種密度,故挑取單菌落,接種到液體培育基中進行擴大培育。(2)相對于傳統(tǒng)的用水稻植株體細胞進行轉(zhuǎn)化的方法,針刺轉(zhuǎn)化法的優(yōu)勢是無需閱歷脫分化和再分化過程,胚可以干脆發(fā)育成幼苗,縮短了培育時間。(3)在提取DNA過程中需加入EDTA,可以防止核DNA被酶解,所以EDTA的作用是抑制DNA酶活性。對PCR產(chǎn)物進行電泳,結(jié)果異樣,可能的緣由是PCR過程中的