2024高中生物專題1基因工程專題評估檢測一含解析新人教版選修3

PAGE6-專題評估檢測(一)(時間：60分鐘滿分：100分)1．(14分)通過DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動物稱為轉(zhuǎn)基因動物。運用這一技術(shù)使羊奶中含有人體蛋白質(zhì)。下圖表示了這一技術(shù)的基本過程，在該工程中所用的基因“手術(shù)刀”能識別的序列和切點是—G↓GATCC—，請回答下列問題。(1)從羊染色體中“切下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是________，人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細(xì)胞染色體中時須要的酶是__________________。(2)請寫出質(zhì)粒被切割形成黏性末端的過程。______________________________________________________。(3)人體蛋白質(zhì)基因之所以能“插入”到羊的染色體內(nèi)，緣由是__________________________________，“插入”時用的工具是________，其種類有_____________________________________________________________________________________________。解析：本題主要考查各種工具在基因工程中的作用，首先明確限制酶的作用是切取目的基因，DNA連接酶起縫合作用，載體會把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，然后結(jié)合問題組織答案。(1)“手術(shù)刀”為限制酶，“切下”羊的蛋白質(zhì)基因，運用DNA連接酶將其與載體縫合。(2)由圖示可知限制酶識別的序列為—GGATCC—，并且在G與G之間切開，而且形成的黏性末端為反向重復(fù)的，所以兩個末端分別為。(3)插入時是目的基因與原有羊的DNA分子結(jié)合，都為反向平行的雙螺旋結(jié)構(gòu)，插入時須要載體。答案：(1)限制酶DNA連接酶(2)(3)基因的結(jié)構(gòu)是相同的載體質(zhì)粒、動植物病毒、λ噬菌體的衍生物2．(14分)大豆花葉病毒(RNA病毒)是世界性大豆病害，是造成大豆減產(chǎn)的重要緣由。某科研小組制備了大豆花葉病毒的空衣殼蛋白(CP蛋白)，生產(chǎn)過程大致如下，請回答問題：(1)圖中的①是指______________________________________。(2)過程Ⅱ中應(yīng)用的酶是________。此過程中，先要在大豆花葉病毒的基因文庫中查找______________________的核苷酸序列，以便合成特異性引物。(3)在上述生產(chǎn)流程中，________(填序號)是基因工程生產(chǎn)CP蛋白的核心步驟。為檢測樣液中是否含有有效成分，在Ⅶ可運用________進(jìn)行檢測。解析：(1)因為通過Ⅰ過程獲得的是cDNA，所以①是RNA，過程Ⅰ為逆轉(zhuǎn)錄。(2)過程Ⅱ是PCR擴增，在該技術(shù)中須要用到耐高溫的DNA聚合酶。在該過程中，須要先知道目的基因，即CP蛋白基因的核苷酸序列，才能合成特異性引物。(3)在基因工程中基因表達(dá)載體的構(gòu)建，即步驟Ⅲ是核心步驟。為了檢測樣液中是否含有有效成分，在Ⅶ過程中可以用抗原—抗體雜交，即運用CP蛋白的抗體進(jìn)行檢測，假如出現(xiàn)了雜交帶說明含有有效成分。答案：(1)RNA(2)熱穩(wěn)定性DNA聚合酶(Taq酶)CP蛋白基因(限制CP蛋白合成的RNA片段)(3)ⅢCP蛋白的抗體3．(14分)下圖是將某細(xì)菌的基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。據(jù)圖回答：(1)獲得基因A有兩條途徑：首先以A的mRNA為模板，在__________酶的催化下，合成互補的單鏈DNA，然后在__________的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因；其次依據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的________序列，推想出相應(yīng)的mRNA序列，然后依據(jù)堿基互補配對原則，推想其DNA的________序列；再通過化學(xué)方法合成所需基因。(2)利用PCR技術(shù)擴增DNA時，須要在反應(yīng)體系中添加的有機物質(zhì)有________、________、4種脫氧核糖核苷三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴增過程可以在PCR擴增儀中完成。(3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為_________________。(4)在基因工程中，常用Ca2＋處理D，其目的是____________________________________________________________________。解析：(1)在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下，以基因A產(chǎn)生的mRNA為模板可以獲得與mRNA互補的單鏈DNA，以該單鏈DNA為模板，在DNA聚合酶的作用下可合成雙鏈DNA；依據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的氨基酸序列，依據(jù)密碼表可推想出相應(yīng)的mRNA序列，然后依據(jù)堿基互補配對原則可推想出其DNA中的脫氧核苷酸序列，再通過化學(xué)方法利用DNA合成儀合成所需基因。(2)利用PCR擴增目的基因時，須要供應(yīng)目的基因作為模板，添加引物來引導(dǎo)子鏈的形成，添加四種脫氧核糖核苷三磷酸(即dCTP、dATP、dGTP、dTTP)作為原料，耐高溫的DNA聚合酶來催化子鏈的形成，擴增過程可在PCR擴增儀中完成。(3)目的基因A和運載體B拼接形成的C通常稱為基因表達(dá)載體(重組質(zhì)粒)。(4)基因工程中，常用Ca2＋處理細(xì)菌細(xì)胞，使之成為感受態(tài)細(xì)胞，簡單汲取四周環(huán)境中的DNA分子，進(jìn)而使重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄DNA聚合酶氨基酸脫氧核苷酸(2)引物模板DNA(3)重組DNA(4)提高受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率4．(14分)CTB是霍亂弧菌產(chǎn)生的腸毒素(蛋白質(zhì))結(jié)構(gòu)的一部分，可用作針對霍亂弧菌的疫苗。探討人員提取了限制CTB合成的基因(ctb)，構(gòu)建基因表達(dá)載體(如圖所示)，將其導(dǎo)入番茄，然后用轉(zhuǎn)基因番茄飼喂試驗小鼠，檢測疫苗的有效性。請回答相關(guān)問題：(1)為了在短時間內(nèi)獲得大量基因，可以采納________技術(shù)，與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制時的解旋過程相比，該技術(shù)的DNA解鏈過程有何不同？________________(寫出一點即可)(2)運用兩種限制酶切割載體可防止切開的載體的兩個末端重新連接起來，緣由是_______________________________________________________________________________________________。(3)可采納________法將基因表達(dá)載體導(dǎo)入番茄細(xì)胞，然后在加入了________的培育基中進(jìn)行初步篩選，之后還需用________方法檢測ctb基因是否整合到番茄染色體的DNA上。(4)提取轉(zhuǎn)基因番茄不同部位的蛋白質(zhì)進(jìn)行檢測，發(fā)覺只有果實中含有CTB。ctb基因只能在果實細(xì)胞中表達(dá)，這與基因表達(dá)載體中的________________有關(guān)。(5)用轉(zhuǎn)基因番茄果實飼喂試驗小鼠，若能在小鼠的血清中檢測到________，則說明該轉(zhuǎn)基因疫苗是有效的。答案：(1)PCR不須要解旋酶(2)兩種限制酶切割載體可以產(chǎn)生不同的末端(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化卡那霉素DNA分子雜交(4)E8啟動子(5)CTB抗體5．(14分)真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機制。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(簡稱蛋白A)。回答下列問題。(1)某同學(xué)從人的基因組文庫中獲得了基因A，以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到蛋白A，其緣由是_______________________________________________________________________________。(2)若用家蠶作為表達(dá)基因A的受體，在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中，不選用______________作為載體，其緣由是___________________________________________________________________。(3)若要高效地獲得蛋白A，可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比，大腸桿菌具有____________________________________________________________________(答出兩點即可)等優(yōu)點。(4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A，可用的檢測物質(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)化試驗為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)，也可以說是基因工程的先導(dǎo)，假如說他們的工作為基因工程理論的建立供應(yīng)了啟示，那么，這一啟示是____________________________________________________________________。解析：(1)人的基因A含有內(nèi)含子，其轉(zhuǎn)錄出的RNA需切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列后才能翻譯出蛋白A，大腸桿菌是原核生物，其沒有切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機制，故將人的基因A導(dǎo)入大腸桿菌無法表達(dá)出蛋白A。(2)噬菌體是一種特地寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒，無法寄生在家蠶中。(3)大腸桿菌繁殖快、簡單培育，常用作基因工程的受體。(4)在分子水平檢測目的基因是否表達(dá)應(yīng)用抗原—抗體雜交法，即用蛋白A與蛋白A的抗體進(jìn)行雜交。(5)艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗的原理是基因重組，通過重組使得S型細(xì)菌的DNA在R型細(xì)菌中表達(dá)，這種思路為基因工程理論的建立供應(yīng)了啟示。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)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達(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、簡單培育(4)蛋白A的抗體(5)DNA可以從一種生物個體轉(zhuǎn)移到另一種生物個體6．(15分)應(yīng)用基因工程技術(shù)可以獲得人們須要的生物新品種或新產(chǎn)品。請依據(jù)下列材料回答問題：材料一蜘蛛絲(絲蛋白)被稱為“生物鋼”，有著超強的抗張度，可制成防彈背心、著陸傘繩等。蜘蛛絲還可被制成人造韌帶和人造肌腱?？茖W(xué)家探討出集中生產(chǎn)蜘蛛絲的方法——培育轉(zhuǎn)基因蜘蛛羊。材料二注射疫苗往往會在兒童和部分成年人身上引起苦痛。將疫苗藏身水果蔬菜中，人們在食用這些轉(zhuǎn)基因植物的同時也獲得免疫力，因而無須免疫接種，這一新概念將引起疫苗探討的一場革命。(1)圖中，過程①⑤所須要的工具酶有______________________，構(gòu)建的蜘蛛絲蛋白基因表達(dá)載體一般由________、________、啟動子、終止子等部分組成。(2)過程②將重組質(zhì)粒導(dǎo)入山羊受體細(xì)胞時，采納最多也最有效的方法是__________________________________________________。通過①～④過程培育的蜘蛛羊可以作為乳腺生物反應(yīng)器，從________________中提取所須要的蜘蛛絲蛋白。(3)通過⑤⑥⑦培育轉(zhuǎn)基因萵苣，相比誘變育種和雜交育種方法，具有________等突出優(yōu)點。解析：基因工程常用限制酶、DNA連接酶和載體作為工具?；虮磉_(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點。將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的常用方法是顯微注射法?；蚬こ逃N的優(yōu)點是能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，目的性較強。答案：(1)限制酶、DNA連接酶目的基因標(biāo)記基因(2)顯微注射法乳汁(3)目的性強，能克服遠(yuǎn)緣雜交的不親和的障礙(或能有效地打破物種間的生殖隔離界限)7．(15分)我國曾經(jīng)發(fā)生過因“非典型性肺炎”而死亡的病例，經(jīng)探討發(fā)覺，該病是由SARS病毒(一種RNA病毒)感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康復(fù)后的血清中有抗S蛋白的特異性抗體。某探討小組為了研制預(yù)防SARS病毒的疫苗，開展了前期探討工作，其簡要的操作流程如圖：(1)試驗步驟①所代表的反應(yīng)過程是________。(2)步驟②構(gòu)建重組表達(dá)載體A和重組表達(dá)載體B必需運用限制性核酸內(nèi)切酶和________酶，后者的作用是將用限制性核酸內(nèi)切酶切割的________和________連接起來。(3)假如省略步驟②而將大量擴增的S蛋白基因干脆導(dǎo)入大腸桿菌，一般狀況下，不能得到表達(dá)的S蛋白，其緣由是S蛋白基因在大腸桿菌中不能_______，也不能______________________。(4)為了檢驗步驟④所表達(dá)的S蛋白是否與病毒S蛋白有相同的免疫反應(yīng)特性，可用_________________________________________與___________________________________________________進(jìn)行抗原—抗體特異性反應(yīng)試驗，從而得出結(jié)論。(5)步驟④和⑥的結(jié)果相比，原核細(xì)胞表達(dá)的S蛋白與真核細(xì)胞表達(dá)的S蛋白的氨基酸序列________(填“相同”或“不同”)，根本緣由是_________________________________________________________________________________