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課后定時檢測案42基因工程[基礎(chǔ)對點練]——考綱對點·夯基礎(chǔ)1.下列關(guān)于基因工程的敘述,錯誤的是()A.目的基因和受體細胞均可來自動、植物或微生物B.限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶C.人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性D.載體上的抗性基因有利于篩選含重組DNA的細胞和促進目的基因的表達2.在DNA的粗提取實驗中,對DNA提取量影響較小的是()A.使雞血細胞在蒸餾水中充分破裂并釋放出DNA等核物質(zhì)B.攪拌時要用玻璃棒沿一個方向輕緩攪動C.在析出DNA黏稠物時,要緩緩加入蒸餾水,直至黏稠物不再增多D.要用冷酒精沉淀DNA,甚至可將混合液再放入冰箱中冷卻[提能強化練]——考點強化·重能力3.[經(jīng)典高考]北極比目魚中有抗凍基因,其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復(fù)序列,該序列重復(fù)次數(shù)越多,抗凍能力越強,下圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過程示意圖,有關(guān)敘述正確的是()①獲取的目的基因,可用于基因工程和比目魚基因組測序B.將多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連形成能表達的新基因,不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白C.過程②構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標記基因,需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進行篩選D.應(yīng)用DNA探針技術(shù),可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達[大題沖關(guān)練]——綜合創(chuàng)新·求突破4.[2022·廣東汕頭市高三三模]葉綠體基因工程是指向葉綠體基因組中引入外源目的基因,并使之表達。Rubisco酶(簡稱R酶)是光合作用中CO2固定的關(guān)鍵酶,深紅紅螺菌的R酶活性是一般植物的4倍。科學家嘗試將該菌的Rubisco基因(簡稱R基因)導(dǎo)入玉米葉綠體,提高玉米R酶活性,進而提高玉米光合能力。RbcL基因位于葉綠體DNA上,其產(chǎn)物參與光合作用過程。(1)在構(gòu)建基因表達載體中,使用了玉米葉綠體特異性基因RbcL基因的啟動子和終止子,其目的是。在構(gòu)建該表達載體時,需要使用的工具酶有。(2)科學家試圖修改R基因中部分堿基,以改變R酶部分氨基酸序列,以進一步提高R酶的活性,該操作屬于工程。(3)獲得成功轉(zhuǎn)化R基因的玉米細胞,利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因植株其中使用到三種培養(yǎng)基主要激素配方如下(NAA是一種生長素類似物,6-BA是一種細胞分裂素)。其中培養(yǎng)基A主要作用是,誘導(dǎo)培養(yǎng)物生根的培養(yǎng)基編號為。培養(yǎng)基編號ABCNAA(mg/L)6-BA(mg/L)5.[2022·天津高三三模]針對新冠病毒(SARS-CoV-2)的重組蛋白疫苗、核酸疫苗(包括DNA疫苗和RNA疫苗)等疫苗都在研發(fā)當中。下圖為其中一種疫苗的研發(fā)思路,圖中①~⑦表示過程,箭頭表示NcoⅠ、SphⅠ、NheⅠ、BamHⅠ的酶切位點(四種酶的識別序列詳見表),標記基因SUC2控制合成蔗糖酶,使P型酵母菌能利用培養(yǎng)基中的蔗糖生存。(1)圖中①過程需要使用酶先得到cDNA,再使用技術(shù)擴增得到S基因。(2)為使③過程順利進行,需先使用限制酶和切割質(zhì)粒B,選用兩種限制酶對新冠病毒的S基因進行切割的目的是_________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出1點即可)。(3)圖中表示篩選的過程是(填編號),為達到利用標記基因篩選的目的,普通的P型酵母菌應(yīng)該滿足的條件是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)重組疫苗注入志愿者體內(nèi)后,S蛋白基因指導(dǎo)合成的S蛋白作為,刺激機體產(chǎn)生能與之相結(jié)合的抗體,抗體的分泌量可作為檢測疫苗對志愿者免疫效果的指標。參加臨床試驗的志愿者需要滿足的條件之一是(選填“有”或“無”)SARS-CoV-2感染史,理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。6.[2022·遼寧沈陽市高三三模]絞股藍細胞中含有抗煙草花葉病毒(TMV)基因,能合成抗TMV蛋白,使絞股藍葉片能抗TMV感染??蒲腥藛T利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將絞股藍細胞中的抗TMV基因轉(zhuǎn)入煙草細胞,培育出了抗TMV的煙草,主要流程如圖所示。請分析下圖并回答問題:(1)從絞股藍細胞中提取抗TMV基因轉(zhuǎn)錄的RNA,合成目的基因。過程①需要的酶是。利用PCR技術(shù)擴增目的基因時,反應(yīng)體系中除有緩沖液、原料(dNTP)、目的基因外,還應(yīng)含有。(2)由①獲得的目的基因在構(gòu)建表達載體時,應(yīng)在目的基因的首端和尾端分別添加,同時為了與表達載體連接,通常在兩端插入不同的限制性酶切位點,主要原因是。由圖可知,在過程③中應(yīng)將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上,同時該片段中還應(yīng)有抗性基因。(3)將含抗TMV基因的煙草細胞經(jīng)⑤獲得再生植株的生物技術(shù)是。這項技術(shù)不僅能實現(xiàn)快速繁殖作物還能保持優(yōu)良品種的。(4)過程⑥在個體生物學水平鑒定,需要做實驗,可檢測植株是否具有抗性以及抗性的強度。7.超量表達P蛋白轉(zhuǎn)基因玉米的獲得與鑒定。在超量表達P基因載體的構(gòu)建中,所用DNA片段和Ti質(zhì)粒的酶切位點如圖1所示,P蛋白在玉米株系的表達量如圖2所示?;卮鹣铝袉栴}:(1)強啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,能被識別并結(jié)合,驅(qū)動基因的持續(xù)轉(zhuǎn)錄。為使P基因在玉米植株中超量表達,應(yīng)優(yōu)先選用酶組合,將片段和Ti質(zhì)粒切開后構(gòu)建重組表達載體。T-DNA在該實驗中的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)據(jù)圖2分析,選擇a1、a2、a3玉米株系,作為超量表達P蛋白轉(zhuǎn)基因玉米的生理特性研究的實驗材料,理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。課后定時檢測案421.解析:目的基因和受體細胞均可來自動、植物或微生物,A正確;限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶是兩類常用的工具酶,B正確;胰島素具有生物活性,胰島素原不具有生物活性,所以人胰島素原基因在大腸桿菌中表達的胰島素原無生物活性,C正確;載體上的抗性基因可用于篩選含重組DNA的細胞,但不能促進目的基因的表達,D錯誤。答案:D2.解析:A項的做法是為了充分釋放出核中的DNA分子,使進入濾液中的DNA盡量的多;C、D項是讓DNA充分沉淀,保證DNA的量;B項的操作并不能使DNA增多或減少。答案:B3.解析:過程①獲得的目的基因已不含非編碼區(qū)和內(nèi)含子,因此不能用于比目魚基因組測序,A錯誤;多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連形成的新基因表達的是多個抗凍蛋白的重復(fù)序列,而不是抗凍蛋白中11個氨基酸的重復(fù)序列,因此不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白,B正確;導(dǎo)入農(nóng)桿菌是為了擴增和更易導(dǎo)入番茄細胞,C錯誤;DNA探針技術(shù)不能檢測基因是否完全表達,目的基因的完全表達應(yīng)該檢測表達產(chǎn)物蛋白質(zhì),D錯誤。答案:B4.解析:(1)啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點,用于啟動基因的轉(zhuǎn)錄,而終止子是基因轉(zhuǎn)錄的結(jié)束信號,故在構(gòu)建基因表達載體中,使用了玉米葉綠體特異性基因RbcL基因的啟動子和終止子,其目的是保證R基因可以在葉綠體中正常表達;表達載體構(gòu)建需用到的工具酶有限制酶(切割目的基因和運載體)和DNA連接酶(連接切割過的目的基因和運載體)。(2)結(jié)合分析可知,“修改R基因中部分堿基,以改變R酶部分氨基酸序列,以進一步提高R酶的活性”的目的是改造蛋白質(zhì),故屬于蛋白質(zhì)工程,該工程是在基因水平進行的操作。(3)在植物組織培養(yǎng)過程中,生長素和細胞分裂素的比例影響細胞的分化:當生長素與細胞分裂素的比例適中時,可誘導(dǎo)形成愈傷組織,故培養(yǎng)基A的主要作用是誘導(dǎo)脫分化形成愈傷組織;當生長素的比例大于細胞分裂素比例時,可誘導(dǎo)生根,故誘導(dǎo)培養(yǎng)物生根的培養(yǎng)基編號為C。答案:(1)保證R基因可以在葉綠體中正常表達限制酶和DNA連接酶(2)蛋白質(zhì)(3)誘導(dǎo)脫分化形成愈傷組織C5.解析:(1)利用RNA得到相應(yīng)DNA的方法為逆轉(zhuǎn)錄,起作用的酶為逆轉(zhuǎn)錄酶,在體外將DNA擴增的技術(shù)是PCR(多聚酶鏈式反應(yīng))。(2)NcoⅠ的識別切割位點為C↓CATGG,NheⅠ的識別切割位點為G↓GATCC,C分子的兩端分別有-GATC和GTAC-序列,根據(jù)堿基互補配對原則,可知需要用限制酶NcoⅠ、NheⅠ切割質(zhì)粒B。由于同種限制酶切割得到的DNA片段兩端黏性末端相同,用DNA連接酶連接時可出現(xiàn)S基因自身環(huán)化以及S基因與運載體反向連接的現(xiàn)象,所以常選用兩種限制酶對新冠病毒的S基因進行切割,目的是防止S基因自身環(huán)化、防止S基因與運載體反向連接、防止運載體自身環(huán)化。(3)圖中表示篩選的過程是⑤(篩選含重組質(zhì)粒的P型酵母菌),其質(zhì)粒上的標記基因SUC2能控制合成蔗糖酶,使P型酵母菌能利用培養(yǎng)基中的蔗糖生存,篩選時應(yīng)使用以蔗糖為唯一碳源的培養(yǎng)基。為達到利用標記基因篩選的目的,普通的P型酵母菌應(yīng)該滿足的條件是自身不能合成蔗糖酶(普通的P型酵母菌不能利用培養(yǎng)基中的蔗糖生存)。(4)重組疫苗注入志愿者體內(nèi)后,S蛋白基因指導(dǎo)合成的S蛋白作為抗原,刺激機體產(chǎn)生特異性免疫過程,機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生能與之相結(jié)合的抗體,抗體的分泌量可作為檢測疫苗對志愿者免疫效果的指標。參加臨床試驗的志愿者需要滿足無SARS-CoV-2感染史,即未感染過新冠病毒,因為有SARS-CoV-2感染史的志愿者血清中會存在一定量的相應(yīng)抗體,對試驗結(jié)果產(chǎn)生干擾。答案:(1)逆轉(zhuǎn)錄PCR(2)NcoⅠNheⅠ防止S基因自身環(huán)化、防止S基因與運載體反向連接、防止運載體自身環(huán)化(3)⑤不能合成蔗糖酶(4)抗原無有SARS-CoV-2感染史的志愿者血清中會存在一定量的相應(yīng)抗體,對試驗結(jié)果產(chǎn)生干擾6.解析:(1)過程①為逆轉(zhuǎn)錄出單鏈的DNA,在合成雙鏈DNA時,需要的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶和DNA聚合酶。利用PCR技術(shù)可以擴增目的基因,PCR反應(yīng)體系中除含緩沖液、模板DNA、四種脫氧核苷酸外,還應(yīng)有引物和熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶(Taq酶)。(2)為了使目的基因能正常表達,構(gòu)建基因表達載體時需要在目的基因的兩端添加啟動子和終止子。為了使目的基因能定向插入表達載體,避免自身環(huán)化,常常在目的基因的兩端插入不同的限制性酶切位點。圖中⑤過程在含有卡那霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),說明構(gòu)建的重組質(zhì)粒上含有的標記基因是卡那霉素抗性基因。(3)將離體的細胞培育成一個完整的植株采用的技術(shù)是植物組織培養(yǎng)技術(shù)。這種技術(shù)的繁殖方式為無性繁殖,能夠保持優(yōu)良品種的遺傳特性。(4)若從個體水平鑒定,可通過接種煙草花葉病毒(TMV)的方法來確定植株是否具有抗性以及抗性的強度。答案:(1)逆轉(zhuǎn)錄酶和DNA聚合酶引物和Taq酶(2)啟動子和終止子使目的基因能定向插入表達載體,避免自身環(huán)化卡那霉素(3)植物組織培養(yǎng)(或答:“微型繁殖技術(shù)”)遺傳特性(4)TMV接種7.解析:(1)強啟動子能驅(qū)動基因的持續(xù)轉(zhuǎn)錄,說明強啟動子能被RNA聚合酶識別并結(jié)合。為使P基因在玉米植株中超量表達,同時確保強啟動子和P基因不
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