高考生物復(fù)習(xí) 37 基因工程原理及技術(shù)

1、基因工程原理及技術(shù)011.轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過程如圖所示。質(zhì)粒上有 pst、sma、ecor、apa等四種限制 酶切割位點。請回答：（1）構(gòu)建含抗病基因的表達載體 a 時，應(yīng)選用限制酶 ，對進行切割。（2） 培養(yǎng)基中的卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細胞的生長，欲利用該培養(yǎng)篩選已導(dǎo)入抗 病基因的香蕉細胞，應(yīng)使基因表達載體 a 中含有 ，作為標(biāo)記基因。（3） 香蕉組織細胞具有 ，因此，可以利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入抗病基 因 的 香 蕉 組織 細 胞 培育成 植 株 。 圖中 、 依次 表 示 組 織培 養(yǎng) 過 程中香 蕉 組 織 細胞 的 ?！敬鸢浮?10 分)（1）pst i、ecor i （2）抗

2、卡那霉素基因含抗病基因的 dna、質(zhì)粒 （ ）（3）全能性脫分化、再分化2.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，是多種動物的抗?fàn)I養(yǎng)因子；同時，排出的大量磷進入水體易引起水華。（1） 磷元素除了形成植酸外，還可以出現(xiàn)在下列_分子或結(jié)構(gòu)中（多選）。 a. 核糖 b. atp c. 核糖體 d. 核膜（2） 種植蘆葦能有效抑制水華的發(fā)生，表明蘆葦與引起水華的藻類關(guān)系是_。 （3）植酸酶可降解植酸，在谷物類飼料中添加植酸酶可提高飼料的 _ 利用率。（4）酵母菌中植酸的活性較高。下圖是從不同類型酵母菌的發(fā)酵液中提取植酸酶的工藝 流程。據(jù)圖回答：123植酸酶

3、_（/）屬于分泌蛋白。若植酸酶和的肽鏈組成不同，其差異體現(xiàn)在_。 提純的植酸酶需做活性條件測定。右圖為測定結(jié)果。圖中的自變量可為_(答一種)；因變量可以通過測定_來表示。 （ ） （5）為從根本上解決水稻中的高植酸問題，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。據(jù)圖回答：圖中基因組文庫_（小于等于大于）cdna 文庫。 b 過程需要的酶是_；a、c 過程中_（可以不可以）使 用同一種探針篩選含目的基因的菌株。 （ ）目的基因和除從構(gòu)建的文庫中分離外，還可以分別利用圖中 _。和_為模板直接進行 pcr 擴增，該過程中所用酶的顯著特點是_。 （6）已獲得的轉(zhuǎn)植酸

4、酶基因水稻品系植酸含量低，但易感病，下圖為選育低植酸抗病水稻品種的過程。圖中兩對相對性形狀分別由兩對基因控制，并獨立遺傳。采用上圖育種過程， 需從_代開始篩選，經(jīng)篩選淘汰后，在選留的植株中低植酸抗病純合體所占的比例是_。 選留植株多代自交，經(jīng)篩選可獲得低植酸抗病性狀穩(wěn)定的品種。【答案】(1) bcd(2) 競爭關(guān)系（3） 營養(yǎng)成分（1） i； 氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序不同； 溫度（或 ph）單位時間內(nèi)植酸的降解量（或植酸降解產(chǎn)物的生成量）（5） 大于； 逆轉(zhuǎn)錄酶 （6）f1 /92可以； dna cdna耐高溫 （ ）【解析 】本題考查物質(zhì)的元素組成、生物的種間關(guān)系、蛋白質(zhì)、酶、基因工程、

5、遺傳定 律的相關(guān)知識，涉及的知識點較多，綜合性很強。只有核糖中不含磷元素，atp（磷酸基團）、 核糖體（含 rna）、核膜（含磷脂）中均含有磷元素。（2）蘆葦能抑制水華的發(fā)生，表明蘆葦 與水華的藻類關(guān)系是競爭。（3）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 動物的抗?fàn)I養(yǎng)因子，而植酸酶可降解植酸，因此在谷物類飼料中添加植酸酶可提高飼料的營 養(yǎng)成分的利用率。（4）分析圖可知，植酸酶需要經(jīng)過兩次離心，因此植酸酶屬于分泌蛋 白。若植酸酶和的肽鏈組成不同，其差異體現(xiàn)在氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序的不同。 從圖的可看出，自變量可為溫度或 ph，因變量可以通過測定單位時間內(nèi)植酸的降解量或植酸 降

6、解量產(chǎn)物的生成量來表示。（5）分析獲取植酸酶基因的流程圖可知，圖中基因組文庫大于 cdna 文庫。b 過程需要的酶應(yīng)該是逆轉(zhuǎn)錄酶，因為 a、c 過程都能獲得含目的基因的菌株，所 以可以使用同一種探針進行篩選。目的基因和除從構(gòu)建的文庫中分離外，還可以分別利 用圖中 dna 和 cdna 為模板直接進行 pcr 擴增，該過程中所用酶的顯著特點是耐高溫。（6）根 據(jù)上圖育種過程，所需性狀在 f 代中才開始出現(xiàn)，所以應(yīng)從 f 代開始篩選。從圖中可以看出，2 2低植酸抗病是雙顯性（在 f 中占 9/16），經(jīng)篩選淘汰后，在選留的植株中純合體所占的比例是21/9。3.單基因遺傳病可以通過核酸雜交技術(shù)進行早

7、期診斷。鐮刀型細胞貧血癥是一種在地中 海地區(qū)發(fā)病率較高的單基因遺傳病。已知紅細胞正常個體的基因型為 bb、bb，鐮刀型細胞貧 血癥患者的基因型為 bb。有一對夫婦被檢測出均為該致病基因的攜帶者，為了能生下健康的 孩子，每次妊娠早期都進行產(chǎn)前診斷。下圖為其產(chǎn)前核酸分子雜交診斷和結(jié)果示意圖。 （ ）(1)從圖中可見，該基因突變是由于引起的。巧合的是，這個位點的突變使得原來正?；虻南拗泼盖懈钗稽c丟失。正?；蛟搮^(qū)域上有3個酶切位點，突變基因上只 有2個酶切位點，經(jīng)限制酶切割后，凝膠電泳分離酶切片段，與探針雜交后可顯示出不同的帶譜，正?；蝻@示條，突變基因顯示條。(2)dna或rna分子探針要用等標(biāo)

8、記。利用核酸分子雜交原理，根據(jù)圖中突變基因的核苷酸序列(acgtgtt)，寫出作為探針的核糖核苷酸序列 。 (3)根據(jù)凝膠電泳帶譜分析可以確定胎兒是否會患有鐮刀型細胞貧血癥。這對夫婦4次妊娠的胎兒 -l ii-4 中基因型 bb 的個體是 ，bb 的個體是 ，bb 的個體 是 ?！敬鸢浮浚?分）(1) 堿基對改變(或a變成t)2 1(2) 放射性同位素(或熒光分子等)ugcacaa(3) 一l和一4一3一24.利用外源基因在受體細胞中表達，可生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。下列各項中能說明目的基因 完成了在受體細胞中表達的是a 棉花二倍體細胞中檢測到細菌的抗蟲基因b 大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其 m

9、rnac 山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素 dna 序列d 酵母菌細胞中提取到人干擾素蛋白【答案】d【解析】檢測到了基因及 mrna都還不能說明已經(jīng)完成了表達，只有檢測到基因控制合成 的最終產(chǎn)物，或者控制的性狀得以表現(xiàn)出來才能說明目的基因在受體細胞中表達5.在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作為標(biāo)記基因，只有含卡那 霉素抗性基因的細胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。下圖為獲得抗蟲棉的技術(shù)流程。請據(jù)圖回答：5（1） a 過程需要的酶有_。（2） b 過程及其結(jié)果體現(xiàn)了質(zhì)粒作為運載體必須具備的兩個條件是_。（3） c 過程的培養(yǎng)基除含有必要營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外，還必須加入_。 （

10、4 ） 如 果 利 用 dna 分 子 雜 交 原 理 對 再 生 植 株 進 行 檢 測 ， d 過 程 應(yīng) 該 用_作為探針。（5）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株的卡那霉素抗性基因的傳遞符合孟德爾遺傳規(guī)律。1 將轉(zhuǎn)基因植株與 _雜交，其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素 敏感型的數(shù)量比為 1：1。2 若該轉(zhuǎn)基因植株自交，則其后代中抗卡那霉素型與卡那霉素敏感型的數(shù)量比為 _。3 若將該轉(zhuǎn)基因植株的花藥在卡那霉素培養(yǎng)基上作離體培養(yǎng)，則獲得的再生植株群體中 抗卡那霉素型植株占_%。【答案】（14 分）（1） 限制性內(nèi)切酶和 dna 連接酶（2） 具有標(biāo)記基因；能在宿主細胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存（3） 卡那霉素（4）

11、放射性同位素（或熒光分子）標(biāo)記的抗蟲基因（5） 非轉(zhuǎn)基因植株 3：1 1006.已知 sars 是由一種 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。某研究小組為了研制預(yù)防 sars 病毒 的疫苗，開展了前期研究工作。其簡要的操作流程如下： （ ）（1） 實驗步驟所代表的反應(yīng)過程是 。（1） 步 驟 構(gòu) 建 重 組 表 達 載 體 a 和 重 組 表 達 載 體 b 必 須 使 用 限 制 性 內(nèi) 切 酶和酶，后者的作用是將用限制性內(nèi)切酶切割的和連接起來。（3） 如果省略步驟而將大量擴增的 s 基因

12、直接導(dǎo)入大腸桿菌，一般情況下，不能得到 表達的 s 蛋白，其原因是 s 基因在大腸桿菌中不能 ，也不能 。（4） 為了檢驗步驟所表達的 s 蛋白是否與病毒 s 蛋白有相同的免疫反應(yīng)特性，可用與進行抗原抗體特異性反應(yīng)實驗，從而得出結(jié)論。（5）步驟和的結(jié)果相比，原核細胞表達的 s 蛋白與真核細胞表達的 s 蛋白的氨基酸 序列 （相同，不同），根本原因是 。【答案】（18 分）（1）逆轉(zhuǎn)錄（1 分）（2） dna 連接（3） 復(fù)制載體 s 基因（每空 2 分，共 6 分） 合成 s 基因的 mrna（每空 2 分，共 4 分）（4）大腸桿菌中表達的 s 蛋白 sars 康復(fù)病人血清（每空 2 分，共

13、 4 分）（5）相同（1 分）表達蛋白質(zhì)所用的基因相同（2 分）7.下列有關(guān)基因工程中限制內(nèi)切酶的描述，錯誤的是（ ）a、 一種限制性內(nèi)切酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列b、 限制性內(nèi)切酶的活性受溫度的影響c、 限制性內(nèi)切酶能識別和切割 rnad、 限制性內(nèi)切酶可從原核生物中提取【答案】c【解析】限制性內(nèi)切酶存在于許多細菌及酵母菌等生物中，細菌屬于原核生物，當(dāng)然可 以從中提取，一種限制性內(nèi)切酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序，并能切割 dna 分子，限 制性內(nèi)切酶的活性同樣受溫度的影響，故選 c。8.現(xiàn)有長度為 1000 堿基對（bp）的 dna 分子，用限制性核酸內(nèi)切酶 ecori 酶切后得到 的 dna 分子仍是 1000bp，用 kpni 單獨酶切得到 400bp 和 600bp 兩種長度的 dna 分子，用 ecori、