2022高考生物(新課標)大一輪復習配套檢測-第十單元-現(xiàn)代生物科技專題40

課時作業(yè)(四十)1.(2022·福建)肺細胞中的let-7基因表達減弱，癌基因RAS表達增加，會引發(fā)肺癌。爭辯人員利用基因工程技術將let-7基因?qū)敕伟┘毎麑崿F(xiàn)表達，發(fā)覺肺癌細胞的增殖受到抑制。該基因工程技術基本流程如圖1。請回答：(1)進行過程①時，需用________酶切開載體以插入let-7基因。載體應有RNA聚合酶識別和結合的部位，以驅(qū)動let-7基因轉(zhuǎn)錄，該部位稱為________。(2)進行過程②時，需用________酶處理貼附在培育皿壁上的細胞，以利于傳代培育。(3)爭辯發(fā)覺，let-7基因能影響癌基因RAS的表達，其影響機理如圖2。據(jù)圖分析，可從細胞中提取________進行分子雜交，以直接檢測let-7基因是否轉(zhuǎn)錄。肺癌細胞增殖受到抑制，可能是由于細胞中________(RASmRNA/RAS蛋白)含量削減引起的。答案(1)限制性核酸內(nèi)切(或限制)啟動子(2)胰蛋白(3)RNARAS蛋白2.(2022·新課標全國Ⅱ)植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列問題：(1)理論上，基因組文庫含有生物的________基因；而cDNA文庫中含有生物的________基因。(2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中________出所需的耐旱基因。(3)將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導入植物________的體細胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測此再生植株中該基因的________，假如檢測結果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的________是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1時，則可推想該耐旱基因整合到了________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。解析(1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫，基因組文庫包含生物基因組的全部基因，cDNA文庫是以mRNA反轉(zhuǎn)錄后構建的，只含有已經(jīng)表達的基因(并不是全部基因都會表達)，即部分基因。(2)從基因文庫中獵取目的基因需要進行篩選。(3)要提高植物乙的耐旱性，需要利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將耐旱基因?qū)胫参镆业捏w細胞中。要檢測目的基因(耐旱基因)是否表達應當用抗原—抗體雜交檢測目的基因(耐旱基因)的表達產(chǎn)物(即耐旱的相關蛋白質(zhì))；個體水平檢測可以通過田間試驗，觀看檢測其耐旱性狀況。(4)假如耐旱基因整合到同源染色體的兩條上，則子代將全部表現(xiàn)耐旱，不會毀滅性狀分別。［或“假如耐旱基因整合到同源染色體的一條上，則轉(zhuǎn)基因植株的基因型可以用A_表示(A表示耐旱基因，_表示另一條染色體上沒有相應的基因)，A_自交后代基因型為AA∶A_∶__=1∶2∶1，所以耐旱∶不耐旱=3∶1，與題意相符。答案(1)全部部分(2)篩選(3)乙表達產(chǎn)物耐旱性(4)同源染色體的一條上3.(2022·海南)下面是將某細菌的基因A導入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。請據(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，合成互補的單鏈DNA，然后在________作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因；二是依據(jù)目標蛋白質(zhì)的________序列，推想出相應的mRNA序列，然后依據(jù)堿基互補配對原則，推想其DNA的________序列，再通過化學方法合成所需基因。(2)利用PCR技術擴增DNA時，需要在反應體系中添加的有機物質(zhì)有________、________、4種脫氧核苷酸、三磷酸腺苷和耐熱性的DNA聚合酶，擴增過程可以在PCR擴增儀中完成。(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__________________________________________________________。解析(1)利用逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因的過程是：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；蛋白質(zhì)工程合成目的基因的過程是：依據(jù)目標蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推想相應的mRNA序列，然后依據(jù)堿基互補配對原則，推想DNA中脫氧核苷酸的排列挨次，通過化學方法合成。(2)PCR過程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。(3)目的基因和運載體結合，形成基因表達載體。(4)在利用大腸桿菌做受體細胞時，需要先用Ca2+處理，使之成為感受態(tài)細胞，有利于吸取重組DNA分子。答案(1)逆轉(zhuǎn)錄DNA聚合酶氨基酸脫氧核苷酸(2)引物(目的基因或A基因)模板(3)基因表達載體(4)使其成為感受態(tài)細胞，使大腸桿菌更簡潔吸取重組DNA分子4.(2021·新課標全國Ⅰ)閱讀如下材料：材料甲科學家將牛生長激素基因?qū)胄∈笫芫?，得到了體型巨大的“超級小鼠”；科學家接受農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出轉(zhuǎn)基因煙草。材料乙T4溶菌酶在溫度較高時易失去活性，科學家對編碼T4溶菌酶的基因進行改造，使其表達的T4溶菌酶的第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?，在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了一個二硫鍵，提高了T4溶菌酶的耐熱性。材料丙兔甲和兔乙是同一物種的兩個雌性個體，科學家將兔甲受精卵發(fā)育成的胚胎移植到兔乙的體內(nèi)，成功產(chǎn)出兔甲的后代，證明白同一物種的胚胎可在不同個體的體內(nèi)發(fā)育?；卮鹣铝袉栴}：(1)材料甲屬于基因工程的范疇。將基因表達載體導入小鼠的受精卵中常用________法。構建基因表達載體常用的工具酶有________和________。在培育轉(zhuǎn)基因植物時，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌的作用是___________________________________________________________________________________。(2)材料乙屬于________工程范疇。該工程是指以分子生物學相關理論為基礎，通過基因修飾或基因合成，對________進行改造，或制造一種________的技術。在該實例中，引起T4溶菌酶空間結構轉(zhuǎn)變的緣由是組成該酶肽鏈的________序列發(fā)生了轉(zhuǎn)變。(4)材料丙屬于胚胎工程的范疇。胚胎移植是指將獲得的早期胚胎移植到________種的、生理狀況相同的另一個雌性動物體內(nèi)，使之連續(xù)發(fā)育成新個體的技術。在資料丙的實例中，兔甲稱為________體，兔乙稱為________體。解析(1)將基因表達載體導入小鼠的受精卵中常用顯微注射法，構建基因表達載體常用的工具酶是限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶。農(nóng)桿菌的作用是將目的基因?qū)氲街参?受體)細胞內(nèi)。(2)資料乙中的技術屬于蛋白質(zhì)工程的范疇，該工程是指以分子生物學相關理論為基礎，通過對基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)的技術。在該實例中，引起T4溶菌酶空間結構轉(zhuǎn)變的緣由是組成該酶肽鏈的氨基酸序列發(fā)生了轉(zhuǎn)變。(3)胚胎移植是指將獲得的早期胚胎移植到同種的、生理狀態(tài)相同的另一個雌性動物體內(nèi)，使之連續(xù)發(fā)育為新個體的技術。在資料丙實例中，兔甲稱為供體，兔乙稱為受體。答案(1)顯微注射限制性內(nèi)切酶DNA連接酶農(nóng)桿菌可感染植物，將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細胞中(2)蛋白質(zhì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)新蛋白質(zhì)氨基酸(3)同供受5.我國科學家張道遠先生通過從耐旱灌木白花檉柳中克隆得到TSOD基因，利用轉(zhuǎn)基因技術轉(zhuǎn)化到棉花中，獲得了具備更強抗旱性的T4代轉(zhuǎn)基因棉花株系。下圖為轉(zhuǎn)基因抗旱棉花的培育過程示意圖，請據(jù)圖回答：(1)①過程表示用________擴增目的基因的方法。②過程用到的工具酶有_____________________________。步驟③一般用________處理農(nóng)桿菌，使其易吸取四周環(huán)境中的DNA分子。(2)將重組質(zhì)粒導入棉花細胞除步驟④所示的方法外，還可接受________。假如受體細胞是動物的受精卵，則一般接受的方法是________。(3)外植體培育成為試管苗的過程接受了________技術，利用了________的原理，步驟⑤⑥表示________。(4)為了確定抗旱轉(zhuǎn)基因棉花是否培育成功，可先用放射性同位素標記的________作探針進行分子水平鑒定，再________進行個體水平鑒定棉花植株的抗旱性。解析(1)①過程表示用PCR技術擴增目的基因。②過程用到的工具酶有限制酶(限制性核酸內(nèi)切酶)、DNA連接酶。步驟③一般用Ca2+(或CaCl2)處理農(nóng)桿菌，使其易吸取四周環(huán)境中的DNA分子。(2)將重組質(zhì)粒導入棉花細胞除步驟④所示的方法外，還可接受花粉管通道法(基因槍法)。假如受體細胞是動物的受精卵，則一般接受的方法是顯微注射法。(3)外植體培育成為試管苗的過程接受了植物組織培育技術，利用了植物細胞的全能性的原理，步驟⑤⑥表示脫分化、再分化。(4)為了確定抗旱轉(zhuǎn)基因棉花是否培育成功，可先用放射性同位素標記的抗旱基因(TSOD基因、目的基因)作探針進行分子水平鑒定，再移栽到干旱土地中進行個體水平鑒定棉花植株的抗旱性。答案(1)PCR技術限制酶(限制性核酸內(nèi)切酶)、DNA連接酶Ca2+(或CaCl2)(2)花粉管通道法(基因槍法)顯微注射法(3)植物組織培育植物細胞的全能性脫分化、再分化(4)抗旱基因(TSOD基因、目的基因)移栽到干旱土地中6.請回答有關下圖的問題：(1)圖甲中①-⑤所示的生物工程為________。(2)圖甲中序號④所示過程叫做________。(3)如圖乙，一個基因表達載體的組成，除了目的基因外，在基因尾端還必需有［2］________；圖中［3］________的作用是為了鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。(4)若預期蛋白質(zhì)欲通過乳腺生物反應器生產(chǎn)，則構建基因表達載體時，圖乙中序號［1］代表的是________；且在圖甲中⑨過程之前，要對精子進行篩選，保留含性染色體________的精子。(5)為獲得較多的受精卵進行爭辯，圖甲中⑥過程一般用激素對供體做________處理；為提高培育成功率，進行⑩過程之前，要對________動物做________處理。若圖甲中的卵母細胞來自從屠宰場收集的卵巢，則其在⑧之前需進行體外培育到________期方能受精。(6)用________技術處理發(fā)育到________期或囊胚期的早期胚胎，可獲得同卵雙胎或多胎。若是對囊胚進行處理，要留意將________均等分割。解析(1)蛋白質(zhì)工程的一般過程為：①依據(jù)中心法則逆推以確定目的基因的堿基序列：預期蛋白質(zhì)功能→設計預期的蛋白質(zhì)結構→推想應有氨基酸序列→找到對應的脫氧核苷酸序列(基因)。②最終還是回到基因工程上來進行蛋白質(zhì)的合成。(2)據(jù)圖分析，圖甲中④表示的是從細胞質(zhì)中獵取相關蛋白質(zhì)的核酸片段，即模板信使RNA，反轉(zhuǎn)錄形成目的基因。(3)基因表達載體的組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因，其中在基因首端是［1］啟動子，在基因尾端是［2］終止子；［3］是標記基因，作用是為了鑒別受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來。(4)通過乳腺生物反應器生產(chǎn)預期蛋白質(zhì)，構建基因表達載體時，［1］代表的是乳腺蛋白基因的啟動子；將目的基因?qū)胧芫褧r，要篩選出含有X性染色體的精子進行體外受精，形成的轉(zhuǎn)基因動物在哺乳期才能表達出預期蛋白質(zhì)。(5)為獲得較多的受精卵，圖甲中⑥過程用促性腺激素對供體做超數(shù)排卵處理；⑩胚胎移植之前，要對供、受體動物做同期發(fā)情處理，使得供體與受體具有相同的生理變化，為供體的胚胎植入受體供應了相同的生理環(huán)境。從屠宰場收集的卵巢中采集卵母細胞，要在體外經(jīng)人工培育成熟，即培育到減數(shù)其次次分裂中(或MⅡ中)期，才能與獲能的精子受精。(6)進行胚胎分割時，應選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚；對囊胚階段的胚胎進行分割時要留意將內(nèi)細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發(fā)育。答案(1)蛋白質(zhì)工程(2)反轉(zhuǎn)錄(3)終止子標記基因(4)乳腺蛋白基因的啟動子X(5)超數(shù)排卵供、受體同期發(fā)情減數(shù)其次次分裂中(或MⅡ中)(6)胚胎分割桑椹胚內(nèi)細胞團7.毛角蛋白Ⅱ型中間絲(KIFⅡ)基因與絨山羊的羊絨質(zhì)量親熱相關。獲得轉(zhuǎn)KIFⅡ基因的高絨質(zhì)絨山羊的簡潔流程如圖。(1)過程①所需要的酶是________和________。(2)在過程②中，用________處理將皮膚組織塊分散成單個成纖維細胞。在培育過程中，將成纖維細胞置于95%的空氣和________的混合氣體環(huán)境中培育。(3)在過程③中，可用________(激素)處理以獵取更多的卵(母)細胞，還可從剛宰殺的山羊________中獵取。(4)從重組細胞到早期胚胎過程中所用的胚胎工程技術是________。在胚胎移植前，通過________技術可獲得較多胚胎。(5)下列關于轉(zhuǎn)基因生物平安性的敘述，錯誤的是 ()A.種植轉(zhuǎn)基因作物應與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離B.轉(zhuǎn)基因作物被動物食用后，目的基因會轉(zhuǎn)入動物體細胞中C.種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因集中而影響野生植物的遺傳多樣性D.轉(zhuǎn)基因植物的抗除草劑基因可能通過花粉傳