高考生物現(xiàn)代生物科技專題課時跟蹤檢測三十九基因工程.docx

課時跟蹤檢測（三十九） 基因工程一、基礎題點練1(2018青島質(zhì)檢)下列有關(guān)限制酶的敘述正確的是()A用限制酶切割一個DNA分子中部，獲得一個目的基因時，被水解的磷酸二酯鍵有2個B限制酶識別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大CCATG和GGATCC序列被限制酶切出的黏性末端堿基數(shù)不同D只有用相同的限制酶處理含目的基因的片段和質(zhì)粒，才能形成重組質(zhì)粒解析：選B用限制酶切割DNA分子中部獲得一個目的基因時，需剪切2次，水解磷酸二酯鍵4個；限制酶識別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大；CATG和GGATCC序列被限制酶切出的黏性末端均有4個堿基；切割目的基因和載體并非只能用同一種限制酶，如果不同的限制酶切割DNA分子所產(chǎn)生的末端也存在互補關(guān)系，則兩末端也可連接。2科學家采用基因工程技術(shù)將矮牽牛中控制藍色色素合成的基因a轉(zhuǎn)移到玫瑰中，以培育藍玫瑰，下列操作正確的是()A利用DNA分子雜交技術(shù)從矮牽牛的基因文庫中獲取基因aB用氯化鈣溶液處理玫瑰葉肉細胞，使其處于感受態(tài)C用含四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因玫瑰細胞D將基因a導入玫瑰細胞的液泡中，防止其經(jīng)花粉進入野生玫瑰解析：選A將目的基因?qū)胛⑸锛毎麜r，用氯化鈣溶液處理受體細胞，可使其處于感受態(tài)，利于目的基因的導入。由于不知道標記基因，用含四環(huán)素的培養(yǎng)基不一定能篩選出轉(zhuǎn)基因玫瑰細胞。將目的基因?qū)朊倒迦~肉細胞的葉綠體基因組中，可防止其經(jīng)花粉進入野生玫瑰，液泡中無DNA。3如圖1表示DNA的基本結(jié)構(gòu)，圖2表示染色體DNA的片段，箭頭是某種限制酶的識別序列和作用位點，下列相關(guān)說法正確的是()A圖1中a所示部位即圖2中箭頭所示部位B圖2所示的DNA片段被限制酶切割后獲得的末端形式與圖1下端相同CEcoliDNA連接酶可以將兩個圖1所示結(jié)構(gòu)連接成為一個DNA片段D基因工程的載體必須具有圖2所示的堿基序列解析：選A圖2箭頭所示的部位表示兩個脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，圖1中a部位是磷酸二酯鍵；圖2所示的DNA片段被限制酶切割后，將獲得黏性末端，而圖1所示的DNA具有的末端是平末端；EcoliDNA連接酶只可以“縫合”雙鏈DNA片段的黏性末端，圖1所示為平末端；限制酶有多種，基因工程中的載體具有其中一個或幾個限制酶識別的序列即可，不必一定含有圖2所示的堿基序列。4(2017北京高考)為了增加菊花花色類型，研究者從其他植物中克隆出花色基因C(圖1)，擬將其與質(zhì)粒(圖2)重組，再借助農(nóng)桿菌導入菊花中。下列操作與實驗目的不符的是()A用限制性核酸內(nèi)切酶EcoR和連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒B用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因?qū)爰毎鸆在培養(yǎng)基中添加卡那霉素，篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細胞D用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上解析：選C目的基因C和質(zhì)粒都有可被EcoR切割的酶切位點，另外需要DNA連接酶將切好的目的基因和質(zhì)粒連接起來；愈傷組織全能性較高，是理想的植物受體細胞，將目的基因?qū)胫参锸荏w細胞的方法通常為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；質(zhì)粒中含有潮霉素抗性基因，因此選擇培養(yǎng)基中應該加入潮霉素；使用分子雜交方法可檢測目的基因是否整合到受體染色體上。5如圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)可使用疫苗的部分過程，其中Pst、Sma、EcoR、Apa為四種限制性核酸內(nèi)切酶。下列有關(guān)說法正確的是()A圖示過程是基因工程的核心步驟，所需的限制性核酸內(nèi)切酶均來自原核生物B圖示中構(gòu)建基因表達載體時，需用到一種限制性核酸內(nèi)切酶C一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的核糖核苷酸序列D抗卡那霉素基因的存在有利于將含有抗原基因的細胞篩選出來解析：選D圖示表示基因表達載體的構(gòu)建過程，這是基因工程的核心步驟，所需的限制性核酸內(nèi)切酶主要來自原核生物；此表達載體構(gòu)建時需要用到EcoR、Pst限制性核酸內(nèi)切酶；限制性核酸內(nèi)切酶具有特異性，即一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列并在特定的位點切割；抗卡那霉素基因作為標記基因，主要作用是篩選含有目的基因的受體細胞。二、高考題型練6(2018郴州質(zhì)檢)利用基因工程技術(shù)培育馬鈴薯新品種，目前已經(jīng)取得豐碩成果。請根據(jù)教材所學知識回答下列問題：(1)馬鈴薯易患多種疾病，導致其產(chǎn)量不高。通過導入抗病基因并使其表達可以提高馬鈴薯產(chǎn)量，基因工程中使用最多的抗病基因是_和病毒的復制酶基因。(2)馬鈴薯是雙子葉植物，常用_(方法)將目的基因?qū)腭R鈴薯受體細胞中。構(gòu)建好的基因表達載體基本結(jié)構(gòu)包括目的基因、標記基因、_、_、_等五部分。(3)科學家還培育出抗除草劑的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，其設計方法：修飾除草劑作用的靶蛋白，使其對除草劑_(填“敏感”或“不敏感”)，或使靶蛋白過量表達，植物吸收除草劑后仍能_。(4)將目的基因?qū)胧荏w細胞后，還需對轉(zhuǎn)基因植物進行_。解析：(1)在基因工程中，使用最多的抗病基因是病毒外殼蛋白基因和病毒的復制酶基因。(2)常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)腭R鈴薯等雙子葉植物的受體細胞中。構(gòu)建好的基因表達載體的基本結(jié)構(gòu)包括目的基因、標記基因、終止子、啟動子和復制原點等五部分。(3)培育抗除草劑的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，需通過修飾，使除草劑作用的靶蛋白對除草劑不敏感，或使靶蛋白過量表達，使植物吸收除草劑后仍能正常代謝。(4)將目的基因?qū)胧荏w細胞后，還需對轉(zhuǎn)基因植物進行目的基因的檢測與鑒定。答案：(1)病毒外殼蛋白基因(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法啟動子終止子復制原點(3)不敏感正常代謝(4)目的基因的檢測與鑒定7科學家通過利用PCR定點突變技術(shù)改造Rubisco基因，提高了光合作用過程中Rubisco酶對CO2的親和力，從而顯著提高了植物的光合速率。請回答下列問題：(1)PCR過程所依據(jù)的原理是_，利用PCR技術(shù)擴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，以便根據(jù)這一序列合成_；擴增過程需要加入_酶。(2)啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，其作用是_。目的基因能在不同生物體內(nèi)正常表達原來的蛋白質(zhì)，說明整個生物界_。PCR定點突變技術(shù)屬于_的范疇。(3)可利用定點突變的DNA構(gòu)建基因表達載體。常用_將基因表達載體導入植物細胞，還需用到植物細胞工程中的_技術(shù)，來最終獲得轉(zhuǎn)基因植物。解析：(1)PCR依據(jù)的原理是DNA雙鏈復制，在用PCR技術(shù)擴增目的基因前要依據(jù)一段已知目的基因的脫氧核苷酸序列合成引物；擴增過程需要加入耐高溫的DNA聚合(或TaqDNA聚合)酶。(2)啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合部位，可驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA；因生物界共用一套遺傳密碼，所以目的基因可以在不同細胞內(nèi)表達合成相同蛋白質(zhì)。(3)常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將基因表達載體導入植物細胞，借助于植物組織培養(yǎng)技術(shù)，獲得轉(zhuǎn)基因植物。答案：(1)DNA雙鏈復制引物耐高溫的DNA聚合(或TaqDNA聚合)(2)RNA聚合酶識別和結(jié)合部位，可驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA共用一套密碼子蛋白質(zhì)工程(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法植物組織培養(yǎng)8“今又生”是我國為數(shù)不多的首創(chuàng)基因治療藥物之一，其本質(zhì)是利用腺病毒和人P53基因(抑癌基因)拼裝得到的重組病毒。人的P53蛋白可對癌變前的DNA損傷進行修復，使其恢復正常，或誘導其進入休眠狀態(tài)或細胞凋亡，阻止細胞癌變?！敖裼稚钡妮d體采用第一代人5型腺病毒，其致病力很弱，其基因不整合到宿主細胞的基因組中，無遺傳毒性；載體經(jīng)基因工程改造后，只對細胞實施一次感染，不能復制，不會污染。請回答下列問題：(1)在“今又生”的生產(chǎn)中，為了獲得更高的安全性能，在載體一般應具備的條件中，科學家選擇性地放棄了一般載體都應具有的_特點。檢測P53基因的表達產(chǎn)物，可以采用_技術(shù)。(2)如果要大量擴增P53基因，一般采用PCR技術(shù)，該技術(shù)中需使用的一種特殊的酶是_。與體內(nèi)DNA復制相比較，PCR反應要在_中才能進行，并且要嚴格控制_條件。(3)如果要獲得胚胎干細胞進行研究，則胚胎干細胞可來源于囊胚的_，或胎兒的原始性腺；因培養(yǎng)時，細胞充滿培養(yǎng)皿底部后停止分裂，這種現(xiàn)象稱為_。如果想繼續(xù)培養(yǎng)則需要重新用_處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。解析：(1)根據(jù)題干信息“載體經(jīng)基因工程改造后，只對細胞實施一次感染，不能復制”可知，在“今又生”的生產(chǎn)中，為了獲得更高的安全性能，科學家選擇性地放棄了具有復制原點的載體。檢測目的基因是否表達產(chǎn)生蛋白質(zhì)可采用抗原抗體雜交技術(shù)。(2)PCR技術(shù)是在較高溫度下進行的，因此該技術(shù)中需使用熱穩(wěn)定DNA聚合酶；與體內(nèi)DNA復制相比較，PCR反應要在一定的緩沖溶液中才能進行，并且要嚴格控制溫度等條件。(3)胚胎干細胞來源于囊胚的內(nèi)細胞團或胎兒的原始性腺；在培養(yǎng)時，細胞充滿培養(yǎng)皿底部后停止分裂，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。如果想繼續(xù)培養(yǎng)則需要重新用胰蛋白酶處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。答案：(1)自我復制抗原抗體雜交(2)熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)一定的緩沖溶液溫度(3)內(nèi)細胞團接觸抑制胰蛋白酶9(2018昆明調(diào)研)科學家將擬南芥的抗寒基因(CBFl)，轉(zhuǎn)入香蕉以獲得抗寒的香蕉品種。如圖是某質(zhì)粒載體上的Sac、Xba、EcoR、Hind 四種限制酶的切割位點示意圖。據(jù)圖回答問題：(1)在該實驗中為構(gòu)建基因表達載體，用Sac、Xba切下CBFl基因后，對質(zhì)粒載體進行切割的限制酶是_，理由是_。(2)連接CBFl基因到該質(zhì)粒載體后，作為基因表達載體的組成還必須有_。將重組質(zhì)粒導入香蕉細胞最常用的方法是_。(3)為了鑒別受體細胞中是否含有CBFl基因，可用含_的培養(yǎng)基進行篩選。(4)科學家將生長健壯、苗齡一致的轉(zhuǎn)基因香蕉(實驗組)與非轉(zhuǎn)基因香蕉(對照組)進行_處理，鑒定兩組之間的抗寒性差異，如果_，則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質(zhì)品種。解析：(1)在基因工程中，用相同限制酶切割來源不同的DNA后，可產(chǎn)生相同的末端，所以和含目的基因的DNA一樣，質(zhì)粒也應使用Sac、Xba進行切割。(2)基因表達載體的組成包括啟動子、終止子、標記基因、目的基因等。香蕉細胞是植物細胞，將目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ棉r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(3)據(jù)圖分析，質(zhì)粒上的標記基因是氨芐青霉素抗性基因，所以為了鑒別受體細胞中是否含有CBFl基因，可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選。(4)根據(jù)題干信息已知目的基因是抗寒基因，所以科學家將生長健壯、苗齡一致的轉(zhuǎn)基因香蕉(實驗組)與非轉(zhuǎn)基因香蕉(對照組)進行低溫處理，鑒定兩組之間的抗寒性差異，如果實驗組的抗寒能力明顯高于對照組，則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質(zhì)品種。答案：(1)Sac、Xba用相同限制酶切割來源不同的DNA后，可產(chǎn)生相同的末端(2)啟動子和終止子農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(3)氨芐青霉素(4)低溫實驗組的抗寒能力明顯高于對照組10請根據(jù)現(xiàn)代生物工程技術(shù)回答下列問題：(1)基因工程技術(shù)中對已獲得的目的基因，常采用PCR技術(shù)大量擴增。該技術(shù)的基本過程是：目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈，_與單鏈相應互補序列結(jié)合，然后在DNA聚合酶的作用下進行_，如此重復循環(huán)多次。(2)限制酶Sma能識別下圖所示核苷酸序列，并在圖中箭頭位置切斷DNA。用限制酶Sma切割獲取的目的基因需用_酶構(gòu)建基因表達載體。(3)培育轉(zhuǎn)基因小鼠除利用基因工程技術(shù)之外還需用到_、_等技術(shù)。(4)制備單克隆抗體通常選用細胞融合技術(shù)，使_細胞與_細胞融合，融合成功的細胞經(jīng)過篩選就是所需要的_細胞。解析：(1)利用PCR技術(shù)大量擴增目的基因的基本過程是：目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈，引物與單鏈相應互補序列結(jié)合，然后在DNA聚合酶的作用下進行延伸，如此重復循環(huán)多次。(2)題圖顯示：用限制酶Sma切割得到的是平末端，因此獲取的目的基因需用T4DNA連接酶構(gòu)建基因表達載體。(3)基因工程的操作是在生物體外進行的。培育轉(zhuǎn)基因小鼠時，利用基因工程技術(shù)得到的轉(zhuǎn)基因小鼠受精卵，還需用到早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等技術(shù)，才能將其培育成轉(zhuǎn)基因小鼠。(4)制備單克隆抗體通常選用細胞融合技術(shù)，使經(jīng)抗原刺激的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，融合成功的細胞經(jīng)過篩選就是所需要的雜交瘤細胞。答案：(1)引物互補鏈的合成(或延伸)(2)T4DNA連接(3)早期胚胎培養(yǎng)胚胎移植(4)(經(jīng)抗原刺激的)B淋巴骨髓瘤雜交瘤11大腸桿菌pUC18質(zhì)粒是基因工程中常用的運載體，某限制酶在此質(zhì)粒上的唯一酶切位點位于LacZ基因中，如果沒有插入外源基因，LacZ基因便可表達出半乳糖苷酶，當培養(yǎng)基中含有IPTG和Xgal時，Xgal便會被半乳糖苷酶水解成藍色，大腸桿菌將形成藍色菌落，反之，則形成白色菌落。如圖表示利用此質(zhì)粒實施基因工程的主要流程。(1)已獲得的目的基因可利用_技術(shù)進行擴增。(2)目的基因插入質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，需要DNA連接酶恢復_鍵。(3)將試管中的物質(zhì)和大腸桿菌共同置于試管的目的是_；大腸桿菌需事先用Ca2進行處理，目的是_。(4)將試管中的菌液接種于選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，培養(yǎng)基中應含有大腸桿菌必需的營養(yǎng)物質(zhì)，如_和生長因子，還應加入IPTG、Xgal以及氨芐青霉素，其中加入氨芐青霉素的作用是篩選出_。(5)若觀察到培養(yǎng)基上出現(xiàn)_色菌落，則說明大腸桿菌中已成功導入了重組質(zhì)粒。如果作為受體細胞的大腸桿菌也含有LacZ基因，則不利于重組質(zhì)粒的篩選，原因是_。解析：(1)PCR技術(shù)能在短時間內(nèi)大量擴增目的基因，所以已獲得的目的基因可利用PCR技術(shù)進行擴增。(2)DNA連接酶能將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復被限制酶切開的磷酸二酯鍵。(3)試管中含有重組質(zhì)粒，將試管中的物質(zhì)和大腸桿菌共同置于試管的目的是使目的基因進入受體細胞(大腸桿菌)內(nèi)，并在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達，即進行轉(zhuǎn)化；大腸桿菌需事先用Ca2進行處理，增大細胞壁的通透性，使之處于易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)。(4)培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基必需的營養(yǎng)物質(zhì)包括碳源、氮源、無機鹽、水和生長因子，由于是選擇培養(yǎng)基，還應加入IPTG、Xgal以及氨芐青霉素；由于質(zhì)粒上含有氨芐青霉素抗性基因，因此導入質(zhì)粒的大腸桿菌能在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長，所以培養(yǎng)基中加入氨芐青霉素的作用是篩選出導入pUC18質(zhì)粒的大腸桿菌。(5)分析題圖：大腸桿菌pUC18質(zhì)粒含有氨芐青霉素抗性基因和LacZ基因，由于限制酶在此質(zhì)粒上的唯一酶切位點位于LacZ基因中，所以構(gòu)建成功的重組質(zhì)粒上的LacZ基因被破壞，不能產(chǎn)生半乳糖苷酶，若大腸桿菌中已成功導入了重組質(zhì)粒，則其在含有IPTG和Xgal的培養(yǎng)基中形成白色菌落。如果作為受體細胞的大腸桿菌也含有LacZ基因，則無論大腸桿菌中是否導入重組質(zhì)粒，都會表達出半乳糖苷酶，故均會呈現(xiàn)藍色菌落。答案：(1)PCR(2)磷酸二酯(3)進行轉(zhuǎn)化使大腸桿菌細胞處于感受態(tài)(4)碳源、氮源、無機鹽、水導入pUC18質(zhì)粒的大腸桿菌(5)白無論大腸桿菌是否導入重組質(zhì)粒，均會呈現(xiàn)藍色菌落12(2018惠州模擬)青蒿素為名貴藥材，由青蒿生產(chǎn)。科研人員嘗試從以下方面獲得青蒿素：(1)利用_技術(shù)，由青蒿外植體通過_(生理過程)形成愈傷組織。經(jīng)檢測愈傷組織不含青蒿素，而叢芽含少量