2020年高考浙江版高考生物-第34講-基因工程

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第34講基因工程1.如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關(guān)敘述,正確的是()A.的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與B.侵染植物細(xì)胞后,重組Ti質(zhì)粒整合到的染色體上C.的染色體上若含抗蟲基因,則就表現(xiàn)出抗蟲性狀D.只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異答案D的構(gòu)建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶參與,A錯(cuò)誤;侵染植物細(xì)胞后,通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用,使目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞并整合到的染色體上,B錯(cuò)誤;的染色體上含有目的基因(抗蟲基因)但不一定表達(dá),C

2、錯(cuò)誤;基因工程依據(jù)的原理是基因重組,基因重組屬于可遺傳變異,D正確。2.(2016課標(biāo)全國(guó),40,15分)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn),圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoR、Sau3A的切點(diǎn)是唯一的)。圖(a)圖(b)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí),回答下列問題:(1)經(jīng)BamH酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)載體被酶切后的產(chǎn)物連接,理由是。(2)若某人利用圖(b)所示的表達(dá)載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子,如圖(c)所示。這三種重組子中,不能在宿主細(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有,不能表達(dá)的原因是 。圖

3、(c)(3)DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來的酶,常見的有和,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是。答案(1)Sau3A兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在啟動(dòng)子的上游,丙中目的基因插入在終止子的下游,二者的目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄(其他合理答案可酌情給分)(3)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶(其他合理答案可酌情給分)解析(1)分析圖(a)可知,限制酶Sau3A與BamH切割DNA后形成的粘性末端相同,故經(jīng)這兩種酶切割得到的產(chǎn)物可以用DNA連接酶進(jìn)行連接。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),為保證目的基因能在宿主細(xì)胞中成功表達(dá),目的基因應(yīng)插入

4、在啟動(dòng)子和終止子之間,據(jù)此可判斷甲、丙均不符合要求,目的基因均不能被轉(zhuǎn)錄。(3)常見的DNA連接酶有EcoliDNA連接酶和T4DNA連接酶,其中T4DNA連接酶既能連接粘性末端又能連接平末端。3.(2016天津理綜,7,12分)人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價(jià)值,只能從人血漿中制備。如圖是以基因工程技術(shù)獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。(1)為獲取HSA基因,首先需采集人的血液,提取合成總cDNA,然后以cDNA為模板,使用PCR技術(shù)擴(kuò)增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結(jié)合模板的位置及擴(kuò)增方向,請(qǐng)用箭頭在方框內(nèi)標(biāo)出另一條引物的位置及擴(kuò)增方向。(2)啟動(dòng)子通常具有物種及組織特異性,

5、構(gòu)建在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異表達(dá)rHSA的載體,需要選擇的啟動(dòng)子是(填寫字母,單選)。A.人血細(xì)胞啟動(dòng)子B.水稻胚乳細(xì)胞啟動(dòng)子C.大腸桿菌啟動(dòng)子D.農(nóng)桿菌啟動(dòng)子(3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化水稻受體細(xì)胞的過程中,需添加酚類物質(zhì),其目的是。(4)人體合成的初始HSA多肽,需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確空間結(jié)構(gòu)才有活性。與途徑相比,選擇途徑獲取rHSA的優(yōu)勢(shì)是。(5)為證明rHSA具有醫(yī)用價(jià)值,須確認(rèn)rHSA與的生物學(xué)功能一致。答案(1)總RNA(或mRNA)(2)B(3)吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞,有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化(4)水稻是真核生物,具有膜系統(tǒng),能對(duì)初始rHSA多肽進(jìn)行高效加工(5)HSA解析本題主要考查

6、基因工程的相關(guān)知識(shí)。(1)總cDNA是以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成的,所以需要提取人的總RNA或mRNA;PCR擴(kuò)增的原理是DNA復(fù)制,DNA復(fù)制時(shí),兩條子鏈的延伸方向相反,所以引物的位置及方向如答案所示。(2)要使rHSA基因在水稻胚乳細(xì)胞內(nèi)特異性表達(dá),需要選擇水稻胚乳細(xì)胞的啟動(dòng)子。(3)酚類物質(zhì)可吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細(xì)胞,使農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上,有利于目的基因成功轉(zhuǎn)化。(4)大腸桿菌為原核生物,無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,不能對(duì)多肽進(jìn)行高效加工,而水稻是真核生物,具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,可對(duì)多肽鏈進(jìn)行高效加工。(5)要證明rHSA具有醫(yī)用價(jià)值,須

7、確認(rèn)rHSA與HSA的生物學(xué)功能一致。4.嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生的-葡萄糖苷酶(BglB)是一種耐熱纖維素酶,為使其在工業(yè)生產(chǎn)中更好地應(yīng)用,開展了以下試驗(yàn):.利用大腸桿菌表達(dá)BglB酶(1)PCR擴(kuò)增bglB基因時(shí),選用基因組DNA作模板。(2)上圖為質(zhì)粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識(shí)別序列。為使PCR擴(kuò)增的bglB基因重組進(jìn)該質(zhì)粒,擴(kuò)增的bglB基因兩端需分別引入和不同限制酶的識(shí)別序列。(3)大腸桿菌不能降解纖維素,但轉(zhuǎn)入上述構(gòu)建好的表達(dá)載體后則獲得了降解纖維素的能力,這是因?yàn)椤?溫度對(duì)BglB酶活性的影響(4)據(jù)圖1、2可知,80 保溫30分鐘后,BglB酶會(huì);為高效利用Bgl

8、B酶降解纖維素,反應(yīng)溫度最好控制在(單選)。 A.50 B.60 C.70 D.80 注:酶的熱穩(wěn)定性是酶在一定溫度下,保溫一段時(shí)間后通過其活性的保持程度來反映的.利用分子育種技術(shù)提高BglB酶的熱穩(wěn)定性在PCR擴(kuò)增bglB基因的過程中,加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經(jīng)過篩選,可獲得能表達(dá)出熱穩(wěn)定性高的BglB酶的基因。(5)與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比,上述育種技術(shù)獲取熱穩(wěn)定性高的BglB酶基因的效率更高,其原因是在PCR過程中(多選)。A.僅針對(duì)bglB基因進(jìn)行誘變B.bglB基因產(chǎn)生了定向突變C.bglB基因可快速累積突變D.bglB基因突變不會(huì)導(dǎo)致酶的氨基酸數(shù)目改變答

9、案(1)嗜熱土壤芽胞桿菌(2)NdeBamH(3)轉(zhuǎn)基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶(4)失活B(5)A、C解析(1)BglB由嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生,故PCR擴(kuò)增bglB基因時(shí),應(yīng)選用嗜熱土壤芽胞桿菌基因組DNA作模板。(2)目的基因在與質(zhì)粒連接時(shí),需連接在啟動(dòng)子和終止子之間,且所用限制酶不能破壞啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因,所以切割質(zhì)粒應(yīng)選用Nde和BamH兩種酶,則擴(kuò)增的bglB基因兩端需分別引入Nde和BamH兩種酶的識(shí)別序列。(3)轉(zhuǎn)基因大腸桿菌含有的bglB基因表達(dá),合成了耐熱的纖維素酶,所以其獲得了降解纖維素的能力。(4)由圖2可知,80 保溫30分鐘后,BglB酶的相對(duì)活性為0

10、,所以此時(shí)該酶失活;由圖1可知:60 70 時(shí)BglB酶的相對(duì)活性最高。70 時(shí),該酶活性易降低,所以為高效利用BglB酶降解纖維素應(yīng)最好將溫度控制在60 。(5)在PCR擴(kuò)增bglB基因時(shí)加入誘變劑僅對(duì)該基因進(jìn)行誘變,可快速累積突變,但誘發(fā)基因突變時(shí),突變?nèi)允遣欢ㄏ虻?且突變的結(jié)果可以改變酶中氨基酸的數(shù)目。故A、C正確,B、D錯(cuò)誤。5.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A有兩條途徑:一是以A的mRNA為模板,在酶的催化下,合成互補(bǔ)的單鏈DNA,然后在的作用下合成雙鏈DNA,從而獲得所需基因;二是根據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的序列,推測(cè)出相應(yīng)的mRNA序列,然

11、后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,推測(cè)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(kuò)增DNA時(shí),需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)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(kuò)增過程可以在PCR擴(kuò)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。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)化率解析(1)利用逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因的過程以mRNA為模板,在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合成單鏈DNA,然后在DNA聚合酶作用下,合成雙鏈DNA分子;根據(jù)蛋白質(zhì)工程合成目的基因的過程根據(jù)目標(biāo)蛋

12、白質(zhì)的氨基酸序列,推測(cè)相應(yīng)的mRNA序列,然后按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,推測(cè)DNA中脫氧核苷酸的排列順序,通過化學(xué)方法合成。(2)PCR過程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。(3)目的基因和運(yùn)載體結(jié)合,形成重組DNA(基因表達(dá)載體)。(4)在利用大腸桿菌做受體細(xì)胞時(shí),需要先用Ca2+處理,使之成為感受態(tài)細(xì)胞,有利于其吸收重組DNA分子。6.人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白,可在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下:(1)htPA基因與載體用切割后,通過DNA連接酶連接,以構(gòu)建重組表達(dá)載體。檢測(cè)目的基因是否已插入受體細(xì)胞DNA,可采用技術(shù)。(2)為獲取更多的卵(母)細(xì)胞

13、,要對(duì)供體母羊注射促性腺激素,使其。采集的精子需要經(jīng)過,才具備受精能力。(3)將重組表達(dá)載體導(dǎo)入受精卵常用的方法是。為了獲得母羊,移植前需對(duì)已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行。利用胚胎分割和胚胎移植技術(shù)可獲得多個(gè)轉(zhuǎn)基因個(gè)體,這體現(xiàn)了早期胚胎細(xì)胞的。(4)若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測(cè)到,說明目的基因成功表達(dá)。答案(1)同種限制性核酸內(nèi)切酶(或同種限制酶)DNA分子雜交(或核酸探針)(2)超數(shù)排卵獲能(處理)(3)顯微注射法性別鑒定全能性(4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物)解析(1)目的基因和載體先用同種限制酶切割后,再用DNA連接酶連接,以構(gòu)建基因表達(dá)載體;判斷受體細(xì)胞的DNA是否插入目的基

14、因可采用DNA分子雜交技術(shù)。(2)利用促性腺激素處理供體母羊可使其產(chǎn)生更多的卵母細(xì)胞;精子必須獲能后才具備受精能力。(3)將重組表達(dá)載體導(dǎo)入動(dòng)物受精卵常用的方法是顯微注射法。為了獲得母羊,移植前需對(duì)已成功轉(zhuǎn)入目的基因的胚胎進(jìn)行性別鑒定。(4)若在轉(zhuǎn)htPA基因母羊的羊乳中檢測(cè)到人組織纖溶酶原激活物,說明目的基因成功表達(dá)。7.(2016江蘇單科,33,9分)下表是幾種限制酶識(shí)別序列及其切割位點(diǎn),圖1、圖2中標(biāo)注了相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn),其中切割位點(diǎn)相同的酶不重復(fù)標(biāo)注。請(qǐng)回答下列問題:限制酶BamHBclSau3AHind識(shí)別序列及切割位點(diǎn) QUOTE ATC CC CTA QUOTE QUOTE

15、ATC AA CTA QUOTE QUOTE GATCCTAG QUOTE QUOTE GCT TT TCG QUOTE 圖1圖2(1)用圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒,應(yīng)選用兩種限制酶切割,酶切后的載體和目的基因片段,通過酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴(kuò)增重組質(zhì)粒,需將其轉(zhuǎn)入處于態(tài)的大腸桿菌。(2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌,應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加,平板上長(zhǎng)出的菌落,常用PCR鑒定,所用的引物組成為圖2中。(3)若BamH酶切的DNA末端與Bcl酶切的DNA末端連接,連接部位的6個(gè)堿基對(duì)序列為,對(duì)于該部位,這兩種酶(填“都能”“都不能”或“只有一種能”)切開。(4)若用Sau3A切圖1

16、質(zhì)粒最多可能獲得種大小不同的DNA片段。答案(1)Bcl和Hind連接感受(2)四環(huán)素引物甲和引物丙(3)T GATC CA CTAG G QUOTE 都不能(4)7解析本題主要考查基因工程的相關(guān)知識(shí)。(1)分析4種限制酶識(shí)別的序列可知:BamH和Bcl識(shí)別序列中含有Sau3A的識(shí)別序列,這三種酶切割DNA后可以產(chǎn)生相同的粘性末端。為保證質(zhì)粒上含有標(biāo)記基因,切割質(zhì)粒時(shí)不能選用BamH和Sau3A,應(yīng)選用Bcl和Hind兩種限制酶切割;酶切后的載體和目的基因片段,需用DNA連接酶連接形成重組質(zhì)粒,為了擴(kuò)增重組質(zhì)粒,需將其轉(zhuǎn)入處于感受態(tài)的大腸桿菌中。(2)重組質(zhì)粒中四環(huán)素抗性基因結(jié)構(gòu)完整,氨芐青霉素抗性基因結(jié)構(gòu)被破壞,在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素可以篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌。PCR擴(kuò)增目的基因時(shí),需用引物甲和引物丙兩種引物。(3)BamH酶切產(chǎn)生的粘性末端為,Bcl酶切產(chǎn)生的粘性末端為,經(jīng)DNA連接酶連接后,