届高考备考二轮复习重难点专项突破训练基因工程 解析版Word文档下载推荐.docx
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(4)用上述最佳方案构建基因表达载体,所得重组质粒____________(选填“能”“不能”或“不一定能”)被BamHI切割。
(5)图3中,质粒上的抗生素抗性基因的作用是_________________________________。
(6)为了检测技术成果,科研工作者将转基因棉花种植在盐碱地,观察其生长状况,这属于___________________________水平的检测。
3.白僵菌和绿僵菌是两种寄生在昆虫体内的真菌,现广泛应用于农林害虫的防治。
科研人员利用基因工程术将绿僵菌的毒力蛋白相关基因M导入白僵菌细胞内,发现白僵菌杀虫能力大幅提高。
请回答下列问题:
(1)利用PCR技术扩增M基因前,首先需获得绿僵菌的___________再根据___________序列设计2种特异性引物。
科研人员还在2种引物上加入了不同的限制酶切位点,主要目的是便于目的基因与运载体连接及___________。
在PCR反应体系中除了加入模板DNA,还需要添加__________(答出2点)。
(2)若要使M基因在受体细胞中稳定表达,需要___________,而不能将目的基因直接导入受体细胞。
(3)为检验M基因是否在白僵菌细胞内稳定存在,可提取连续培养3代的白僵菌基因组DNA,与__________进行分子杂交。
若要检测M基因是否成功表达,需要提取白僵菌中的__________进行抗原抗体杂交。
4.超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内重要的抗氧化酶,具有延缓衰老的功效。
科研人员采用农杆菌介导转化法将携带SOD基因的Ti质粒导入胡萝卜细胞,成功培育出转SOD基因胡萝卜的新品种。
回答下列问题:
(1)Ti质粒作为基因工程中常用的载体,应具备的基本条件有____________(答出2点即可)。
为了促进农杆菌吸收Ti质粒,一般先用药物处理大肠杆菌使之成为___________细胞。
(2)为了获得SOD基因,可通过提取分析超氧化物歧化酶中的___________序列,推知SOD基因可能的核苷酸序列,再用DNA合成仪直接大量合成。
基因工程中需要DNA连接酶,该酶催化形成的化学键是___________。
(3)将携带SOD基因的Ti质粒的农杆菌导入到胡萝卜的体细胞中,然后利用___________技术获得胡萝卜的再生植株。
若要测定SOD基因最终是否整合到胡萝卜的某一染色体上,可用___________技术,或直接测定该染色体上的DNA序列。
(4)将SOD基因与受体植物细胞(包括原生质体受体)遗传物质重新组合,除了转基因技术外,还有细胞融合等方法,这些方法解决了传统育种方法存在的___________的缺陷。
(5)在生产蛋白质方面,与基因工程相比,蛋白质工程的优点是________________________。
5.请回答下列有关基因工程和蛋白质工程的问题:
(1)基因工程中常用的工具有_______。
T4DNA连接酶在基因工程中的作用特点是_________________________________________。
(2)基因工程中的目的基因主要指_____,也可以是一些具有____________作用的因子。
(3)如果将水稻细胞不同基因的DNA片段导入受体菌的群体中储存,这个受体菌群就叫作水稻的_______________________。
(4)20世纪60年代,我国科学家经过不懈努力,完成了人工合成胰岛素这项创举。
人工合成蛋白质的基本途径是从预期的蛋白质的功能出发→_____________→推测应有的氨基酸序列→__________________________。
通过基因修饰或基因合成对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质的技术属于_________工程。
6.科学家将人的生长素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组,并成功地在大肠杆菌中得以表达。
过程如图据图回答:
(1)过程①表示的是采取_____________的方法来获取目的基因。
其过程可表示为:
(2)人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组,原因是_________________。
(3)图中(3)过程用人工方法,使体外重组的DNA分子转移到受体细胞内,主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。
一般将受体大肠杆菌用_________处理,使细胞处于能吸收周围环境中的DNA分子的生理状态,这种细胞称为_______________细胞,再将表达载体溶于缓冲液中与这种细胞混合,在一定的温度下完成转化。
(4)检测大肠杆菌B是否导入了质粒或重组质粒,可采用的方法是________。
(5)蛋白质工程中,直接需要进行操作的对象是(____)
A.氨基酸结构B.蛋白质的空间结构
C.肽链结构D.基因结构
为扩大可耕地面积,增加粮食产量,黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。
我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。
(6)获得耐盐基因后,构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中的___________________处(填“a”或“b”)。
(7)将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和_______法。
(8)为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功,既要用放射性同位素标记的______作探针进行分子杂交检测,又要用_________方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
(9)下列属于PCR技术的条件的是(______)
①单链的脱氧核苷酸序列引物②目的基因所在的DNA片段③脱氧核苷酸④核糖核苷酸⑤DNA连接酶⑥DNA聚合酶⑦DNA限制性内切酶
A.①②③⑤B.①②③⑤⑦
C.①②③⑥D.①②④⑤⑦
7.科学家运用基因工程技术将结核杆菌MPT64基因(能控制合成MPT64蛋白)成功导入胡萝卜细胞,最终表达出肺结核疫苗。
(1)基因工程的核心步骤是______________,所用到的工具酶有_____________________。
(2)通常采用PCR技术扩增MPT64基因,前提是要____________________________,以便根据这一序列合成引物。
在操作步骤中冷却至55~60℃的目的是_____________________。
(3)根据农杆菌的特点,如果将MPT64基因插入到______________上,通过农杆菌的转化作用,可以使目的基因进入胡萝卜细胞,并将其插入到植物细胞中的______________上。
要确认MPT64基因是否插入胡萝卜植株中,可用______________技术。
8.[生物——选修3:
现代生物科技专题]
MAP30蛋白是一种能使Ⅰ型核酸核糖体失活的蛋白质,存在于苦瓜果实和种子中。
MAP30蛋白具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗艾滋病的功能,近年来引起人们的广泛关注。
(1)人们已经清楚MAP30蛋白的氨基酸序列,可以用_______________方法获得MAP30蛋白的基因。
再利用PCR技术扩增该基因,PCR反应体系的主要成分应该包含:
__________、________、____________、________________、扩增缓冲液(含Mg2+)和水等。
(2)科学家将MAP30蛋白的基因与某种病毒的DNA构建基因表达载体,导入南瓜细胞中,在这个过程中,需要使用到的酶是_______________。
为了避免出现“目的基因自我环化”、“目的基因在运载体上反向连接”的问题,请提出一种解决该问题的思路:
_____________________________。
(3)可用______________技术得到愈伤组织大规模生产MAP30蛋白,用__________技术检测MAP30的基因是否在南瓜果实中成功表达。
(4)弧菌是克氏原鳌虾养殖中重要的致病菌,大规模爆发会给水产养殖带来巨大的经济损失。
科研人员为了研究MAP30蛋白抗弧菌的效果,用含不同浓度MAP30蛋白培养液培养弧菌,绘制弧菌生长曲线如下图:
由图可以得出的结论是___________________________________。
9.苏云金杆菌(Bt)能产生具有杀虫能力的毒素蛋白。
图1是转Bt毒素蛋白基因植物的重组DNA形成过程示意图;
图2是毒素蛋白基因进入植物细胞后发生的两种生物大分子合成的过程,据图回答下列问题。
(1)将图1的DNA用HindⅢ、BamHⅠ完全酶切后,反应管中有_____________种DNA片段。
(2)图1中形成重组质粒时可用HindⅢ和BamHⅠ进行切割后连接,与用一种酶(BamHⅠ)酶切后连接相比,这样做的好处是__________________________。
(列出2点)
(3)图2中α链是_______________。
不同组织细胞的相同DNA进行过程③时启用的起始点_______________(“都相同”、“都不同”、“不完全相同”),其原因是_______________。
(4)要想检测Bt毒蛋白基因是否翻译成蛋白质,在分子水平上可用_______________法进行检测。
10.图1是利用两种不同生物技术将小鼠培育成大鼠的过程。
图2中质粒是基因工程中常用的质粒pIJ702,其中tsr为硫链丝菌素抗性基因,mel是黑色素合成基因,其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色菌落;
而限制酶ClaⅠ、BglⅡ、PstⅠ、SacⅠ、SphⅠ在pIJ702上分别只有一处识别序列。
表1
pIJ702
pZHZ8
BglⅡ
5.7kb
6.7kb
ClaⅠ
2.2kb,4.5kb
PstⅠ
1.6kb,5.1kb
(1)图1中应用到的生物工程技术有(_________)(写3个)。
c分子称为(____),其上的生长激素基因表达产物几乎可以作用于丁鼠的所有细胞,主要原因是这些细胞膜上具有(____________)。
(2)若大鼠甲和大鼠乙体内X染色体上均带有某种致病基因,则培育出的大鼠丙和大鼠丁携带致病基因的情况是(_____________)(不考虑基因突变)。
(3)用SacⅠ和SphⅠ同时切割大鼠生长激素基因和质粒pIJ702,获取的目的基因去置换pIJ702上0.4kb的片段,构成重组质粒pZHZ8.上述两种质粒的限制酶酶切片段长度列在表1中。
由此判断目的基因的片段长度为(____)kb。
参照表1数据,如果用PstⅠ和ClaⅠ同时酶切重组质粒pZHZ8,则两种酶可将pZHZ8切成(____________)个片段。
(4)重组质粒pZHZ8上的标记基因是(____________),在含硫链丝菌素固体培养基上培养后,筛选过程中要淘汰(___________)菌落。
11.下图是科学家利用大肠杆菌生产人胰岛素的部分过程。
请结合相关知识回答问题:
(1)除图示方法获得目的基因(人胰岛素基因)外,还可通过__________的方法获得目的基因。
(2)图示所获得的人胰岛素基因在大肠杆菌中不能表达,需要质粒为其提供________________等调控因子;
质粒含有一个或多个__________切割位点,供目的基因插入其中;
质粒上还含有______,供重组DNA的鉴定和选择。
(3)图中切割人胰岛素基因和质粒的酶(酶A)相同,其目的是________________。
将重组DNA分子导入大肠杆菌前,常需用________处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞。
(4)由于大肠杆菌中没有________________________等结构,其内合成的人胰岛素没有活性,需要经过再加工。
12.科学家从某细菌中提取抗盐基因,转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。
下图是转基因抗盐烟草的培育过程,含目的基因的DNA和质粒上的箭头表示相关限制酶的酶切位点。
请分析回答下列问题:
(1)在该过程中,研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因),并采用____________技术对目的基因进行扩增,该技术扩增目的基因的前提是_________________________,以便根据这一序列合成引物,同时该技术必须用_____________酶;
然后构建基因表达载体,其目的是_________________________。
(2)用图中的质粒和目的基因构建重组质粒,不能使用SmaI酶切割,原因是________________________。
(3)图中⑤、⑥依次表示植物组织培养过程中抗盐烟草细胞的____________、____________过程。
(4)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功,既要进行分子杂交检测,又要在个体水平上鉴定,后者具体过程是_____________________________________________________________。
13.根据以下资料回答问题:
资料甲:
番茄含有丰富的维生素,但不耐储存。
我国科学家将乙烯形成酶基因导入番茄,获得了转基因延熟番茄,储存时间可延长1〜2个月,有的可达80多天。
资料乙:
镰刀型细胞贫血症是一种单基因遗传病,患者的血红蛋白分子β-肽链第6位氨基酸(谷氨酸)被缬氨酸代替,导致功能异常。
将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髄造血干细胞中,可以合成正常的血红蛋白从而达到治疗的目的。
资料丙:
科学家通过基因工程将人的胰岛素基因转入羊体内,成功培育出了转基因羊。
其进入泌乳期后,可以通过分泌乳汁分泌人的胰岛素。
(1)资料甲中的目的基因如果是从cDNA文库中获取,则该基因_________(填“含有”或“不含有”)启动子和终止子,原因是_________。
构建基因表达载体时,常将目的基因与土壤农杆菌中的Ti质粒上的_____连接,原因是________________。
(2)资料乙中的操作__________(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程,理由是_________。
(3)资料丙中的目的基因如果想通过反转录法获得,则应首先从________细胞中获取mRNA,然后在逆转录酶的作用下合成DNA;
为了使目的基因能够在转基因羊的乳腺细胞中完成表达,构建基因表达载体时应将目的基因与_____________连接在一起。
14.糖尿病已经成为危害人类健康的严重疾病之一,注射胰岛素是目前治疗糖尿病最为有效的途径和手段,如何生产优质而不昂贵的人胰岛素,是当下医疗界和制药界急需攻克的科学难题。
如图为利用基因工程技术生产人胰岛素的操作过程示意图,请回答:
(1)基因工程操作的核心是____________(用图示数字表示)。
(2)图中过程①和过程②是获得目的基因的手段,为什么不直接从供体细胞中获取呢?
___________。
(3)为便于重组DNA的鉴定和选择,图中C的组成必须有_________;
将体外重组DNA导入大肠杆菌体内,并使其在细胞内维持稳定和表达的过程称为_______。
为使过程⑧更易进行,可用_______处理大肠杆菌,目的是使大肠杆菌细胞处于能够吸收周围环境中DNA分子的生理状态。
基因工程(解析版)
【答案】耐高温(或具有热稳定性)
限制(或限制性核酸内切)目的基因无复制原点、目的基因无表达所需启动子目的基因无表达所需的终止子
未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力弱已导入目的基因并且目的基因能稳定遗传和表达的细胞
蛋白酶缺陷型蛋白酶
【解析】
【分析】
基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:
方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:
是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:
根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。
将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;
将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;
将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:
分子水平上的检测:
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因−−DNA分子杂交技术;
②检测目的基因是否转录出了mRNA−−分子杂交技术;
③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。
个体水平上的鉴定:
抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】
(1)利用PCR技术扩增目的基因时,需要特殊的耐高温的DNA聚合酶。
(2)在构建基因表达载体时,需用限制酶将载体切开,以便目的基因的插入;
若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过表达载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是目的基因无复制原点、目的基因无表达所需启动子和终止子。
(3)若受体细胞是大肠杆菌(微生物),由于未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力弱,则需要用钙离子处理大肠杆菌,使之成为感受态细胞;
已转化的宿主细胞(大肠杆菌)指的是已导入目的基因并且目的基因能稳定遗传和表达的细胞。
(4)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时,表达出的蛋白质可能会被降解,为防止蛋白质被降解,可以选用不能产生该蛋白酶的缺陷细菌以及使用能够抑制蛋白酶活性的药物,因此为防止蛋白质被降解,在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞,在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。
【点睛】
本题主要考查基因工程的相关知识,主要考查学生从图中获取相关的生物学信息,运用所学知识,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题作出解释的能力。
【答案】基因文库中
基因的选择性表达(径柳匙叶草根尖分生区细胞中TaNHX2基因不能表达)
Sau3AI出现目的基因和质粒的自我环化、目的基因在质粒上的连接方向不确定EcoRI和BamHI不一定能
以便筛选出含有目的基因的受体细胞
个体
1.目的基因的获取:
2.基因表达载体的构建:
3.将目的基因导入受体细胞:
根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;
4.目的基因的检测与鉴定:
(1)分子水平上的检测:
①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;
②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;
(2)个体水平上的鉴定:
抗虫鉴定、抗病
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