專練103　現(xiàn)代生物科技專題綜合練

專練103現(xiàn)代生物科技專題綜合練1．某種熒光蛋白（GFP）在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，這一特性可用于檢測細胞中目的基因的表達。某科研團隊將某種病毒的外殼蛋白（L1）基因連接在GFP基因的5′末端，獲得了L1－GFP融合基因（簡稱為甲），并將其插入質(zhì)粒P0，構(gòu)建了真核表達載體P1，其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點的示意圖如下，圖中E1～E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同?；卮鹣铝袉栴}：（1）據(jù)圖推斷，該團隊在將甲插入質(zhì)粒P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是。使用這兩種酶進行酶切是為了保證，也是為了保證。（2）將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細胞后，若在該細胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在牛的皮膚細胞中完成了和過程。（3）為了獲得含有甲的牛，該團隊需要做的工作包括：將能夠產(chǎn)生綠色熒光細胞的移入牛的中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。（4）為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，某同學用PCR方法進行鑒定，在鑒定時應(yīng)分別以該牛不同組織細胞中的（填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”）作為PCR模板。2．植樹造林、“無廢棄物農(nóng)業(yè)”、污水凈化是建設(shè)美麗中國的重要措施。回答下列有關(guān)生態(tài)工程的問題：（1）在植樹造林時，一般認為，全部種植一種植物的做法是不可取的。因為與混合種植方式所構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)相比，按照種植一種植物方式所構(gòu)建的生態(tài)系統(tǒng)，其抵抗力穩(wěn)定性。抵抗力穩(wěn)定性的含義是。（2）“無廢棄物農(nóng)業(yè)”是我國利用生態(tài)工程的原理進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一種模式，其做法是收集有機物質(zhì)，包括人畜糞便、枯枝落葉等，采用堆肥和漚肥等多種方式，把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C肥料，再施用到農(nóng)田中。施用有機肥料的優(yōu)點是（答出3點即可）。在有機肥料的形成過程中，微生物起到了重要作用，這些微生物屬于生態(tài)系統(tǒng)組分中的。（3）在污水凈化過程中，除發(fā)揮污水處理廠的作用外，若要利用生物來回收污水中的銅、鎘等金屬元素，請?zhí)峁┮粋€方案：___________________________________________________________________________________________________。3．非細胞合成技術(shù)是一種運用合成生物學方法，在細胞外構(gòu)建多酶催化體系，獲得目標產(chǎn)物的新技術(shù)，其核心是各種酶基因的挖掘、表達等。中國科學家設(shè)計了4步酶促反應(yīng)的非細胞合成路線（如圖），可直接用淀粉生產(chǎn)肌醇（重要的醫(yī)藥食品原料），以期解決高溫強酸水解方法造成的嚴重污染問題，并可以提高產(chǎn)量。回答下列問題：（1）研究人員采用PCR技術(shù)從土壤微生物基因組中擴增得到目標酶基因。此外，獲得酶基因的方法還有。（答出兩種即可）（2）高質(zhì)量的DNA模板是成功擴增出目的基因的前提條件之一。在制備高質(zhì)量DNA模板時必須除去蛋白，方法有。（答出兩種即可）（3）研究人員使用大腸桿菌BL21作為受體細胞、pET20b為表達載體分別進行4種酶的表達。表達載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時，首先應(yīng)制備細胞。為了檢測目的基因是否成功表達出酶蛋白，需要采用的方法有。（4）依圖所示流程，在一定的溫度、pH等條件下，將4種酶與可溶性淀粉溶液混合組成一個反應(yīng)體系。若這些酶最適反應(yīng)條件不同，可能導致的結(jié)果是。在分子水平上，可以通過改變，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對酶特性的改造和優(yōu)化。4．W是一種具有特定功能的人體蛋白質(zhì)。某研究小組擬仿照制備乳腺生物反應(yīng)器的研究思路，制備一種膀胱生物反應(yīng)器來獲得W，基本過程如圖所示。回答下列問題：（1）步驟①中需要使用的工具酶有。步驟②和③所代表的操作分別是和。步驟④稱為________________________________________________________________________。（2）與乳腺生物反應(yīng)器相比，用膀胱生物反應(yīng)器生產(chǎn)W的優(yōu)勢在于不受轉(zhuǎn)基因動物的（答出2點即可）的限制。（3）一般來說，在同一動物個體中，乳腺上皮細胞與膀胱上皮細胞的細胞核中染色體DNA所含的遺傳信息（填“相同”或“不同”），原因是______________________________________________________________________________________________。（4）從上述流程可知，制備生物反應(yīng)器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技術(shù)有（答出2點即可）。5．徑柳匙葉草是一種泌鹽植物?？蒲泄ぷ髡邔搅兹~草液泡膜Na＋/K＋逆向轉(zhuǎn)運蛋白基因（TaNHX2基因）轉(zhuǎn)移到棉花細胞內(nèi)，獲得了轉(zhuǎn)基因耐鹽棉花新品種。圖1是獲取的含有目的基因的DNA片段，Sau3AⅠ、EcoRⅠ、BamHⅠ為三種限制酶，圖中箭頭所指為三種限制酶的切點；圖2是三種限制酶的識別序列與酶切位點示意圖；圖3是土壤農(nóng)桿菌中用于攜帶目的基因的Ti質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖。請分析回答問題：（1）若圖1所示DNA片段是利用徑柳匙葉草的DNA直接獲得的，則該獲取目的基因的方法為________________________________________________________________________。（2）不能在徑柳匙葉草根尖分生區(qū)細胞中獲得TaNHX2基因的mRNA，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）若用BamHⅠ切割圖1所示的DNA片段，獲得目的基因，則需選用切割圖3所示質(zhì)粒，以便構(gòu)建基因表達載體，該方案的缺陷是_______________________________________________________________________________________。（4）圖3中，質(zhì)粒上的抗生素抗性基因的作用是________________________________________________________________________。（5）為了檢測技術(shù)成果，科研工作者在個體水平所用的檢測方法是__________________。6．[2022·全國乙卷][選修3：現(xiàn)代生物科技專題]新冠疫情出現(xiàn)后，病毒核酸檢測和疫苗接種在疫情防控中發(fā)揮了重要作用?；卮鹣铝袉栴}。（1）新冠病毒是一種RNA病毒，檢測新冠病毒RNA（核酸檢測）可以采取RT-PCR法。這種方法的基本原理是先以病毒RNA為模板合成cDNA，這一過程需要的酶是，再通過PCR技術(shù)擴增相應(yīng)的DNA片段。根據(jù)檢測結(jié)果判斷被檢測者是否感染新冠病毒。（2）為了確保新冠病毒核酸檢測的準確性，在設(shè)計PCR引物時必須依據(jù)新冠病毒RNA中的來進行。PCR過程每次循環(huán)分為3步，其中溫度最低的一步是。（3）某人同時進行了新冠病毒核酸檢測和抗體檢測（檢測體內(nèi)是否有新冠病毒抗體），若核酸檢測結(jié)果為陰性而抗體檢測結(jié)果為陽性，說明（答出1種情況即可）；若核酸檢測和抗體檢測結(jié)果均為陽性，說明。（4）常見的病毒疫苗有滅活疫苗、蛋白