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2019屆高考生物總復習 專題 基因工程練習 1.(xx?成都模擬)請回答有關(guān)如圖的問題： (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________________，該過程遵循的堿基互補配對原則不同于翻譯過程的是________________(請將模板堿基寫在前). (3)從雌性動物卵巢內(nèi)獲取的卵母細胞需要培養(yǎng)到________________期才能完成受精作用，此時細胞中的染色體組數(shù)是________________(圖甲中雌性、雄性動物均為二倍體).為了獲得更多的卵母細胞，往往需要向雌性動物體內(nèi)注入________________激素. (4)若預期蛋白質(zhì)欲通過乳腺生物反應器生產(chǎn)，則構(gòu)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________________(填“X”或“Y”)的精子. 2.(xx?奉賢區(qū)二模)回答基因工程的相關(guān)問題： 如表是幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中標注了相關(guān)限制酶的酶切位點，請回答下列問題： 限制酶 BamHⅠ BclⅠ Sau3AⅠ HindⅢ 識別序列及切割位點 (1)用圖1、2中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，應選用BclI酶和________________酶切割，酶切后的質(zhì)粒和目的基因片段，通過________________酶作用后獲得重組質(zhì)粒. (2)若用上述限制酶獲得的目的基因長度為1.0kb(1kb=1000對堿基)，質(zhì)粒長度為3.2kb，則獲得重組質(zhì)粒的長度為________________. A.＜4.2kbB.＞4.2kbC.=4.2kb (3)重組質(zhì)粒成功導入受體細胞的概率一般僅在10-7，為了篩選出導入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，在導入完成后，將所有大腸桿菌分別在含有四環(huán)素和氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，大腸桿菌在兩種培養(yǎng)基的生長狀況不可能的是________________，可能性最大的是_______. A.在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上能正常生長，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上不能正常生長 B.在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上能正常生長，在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上不能正常生長 C.在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基和含四環(huán)素的培養(yǎng)基上都能正常生長 D.在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基和含四環(huán)素的培養(yǎng)基上都不能正常生長 (4)用Sau3AI限制酶________________(填能或不能)識別并切割BamHI酶的識別序列，若用Sau3AI限制酶完全切割圖1質(zhì)粒時，可獲得________________種大小不同的DNA片段. (5)若想在山羊的乳汁中收獲上述目的基因的表達產(chǎn)物，則需將重組質(zhì)粒導入至山羊的________________細胞中，那么上述過程屬于________________. A.人類基因工程B.動物基因工程C.植物基因工程D.微生物基因工程. 3.(xx春?和平區(qū)校級月考)在熒光素酶中加入相應的熒光素底物就可以發(fā)熒光。熒光素酶及其基因在生物研究中有著廣泛的應用。請回答下列問題： (1)熒光素酶基因的獲取方法有多種：可以通過DNA合成儀用化學方法直接人工合成；也可以從________________中獲??；還可利用PCR技術(shù)擴增。PCR技術(shù)利用了________________的原理，其中用到的兩種引物是根據(jù)________________合成的。 (2)限制酶是切割DNA的工具酶，主要從________________中分離純化出來。下表為4種限制酶的識別序列和酶切位點，如圖為含有熒光素酶基因的DNA片段及其中的限制酶切點。切取熒光素酶基因時，若選用表中的某一種限制酶，應選用________________；若選用兩種限制酶，應選用________________，該方法的優(yōu)點是________________。 限制酶 MspⅠ BamHⅠ MboⅠ SmaⅠ 酶切位點 (3)熒光素酶基因也可以作為目的基因?qū)肽承﹦又参锛毎斜磉_，產(chǎn)生熒光素酶。將目的基因?qū)氩溉閯游锸芫阎谐Ｓ玫募夹g(shù)是________________，之后再經(jīng)過________________等技術(shù)流程，可以得到轉(zhuǎn)基因動物。 (4)將熒光素酶基因?qū)腚p子葉植物細胞中，常用的技術(shù)是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。該技術(shù)中操作人員需要將目的基因需插入到________________中，進而借助農(nóng)桿菌的作用能夠獲得導入熒光素酶基因的植物細胞，之后再經(jīng)過________________技術(shù)可獲得轉(zhuǎn)基因植株。在轉(zhuǎn)基因植株中，熒光素酶基因可指導相應蛋白質(zhì)的合成，參與該過程的RNA有________________。 4.(xx?天津)甲型流感病毒為RNA病毒，易引起流感大規(guī)模流行。我國科學家在xx發(fā)明了一種制備該病毒活疫苗的新方法，主要環(huán)節(jié)如下。 (1)改造病毒的部分基因，使其失去在正常宿主細胞內(nèi)的增殖能力。以病毒RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄成對應DNA后，利用________________技術(shù)擴增，并將其中某些基因(不包括表面抗原基因)內(nèi)個別編碼氨基酸的序列替換成編碼終止密碼子的序列。與改造前的基因相比，改造后的基因表達時不能合成完整長度的________________，因此不能產(chǎn)生子代病毒。將該改造基因、表面抗原等其他基因分別構(gòu)建重組質(zhì)粒，并保存。 (2)構(gòu)建適合改造病毒增殖的轉(zhuǎn)基因宿主細胞。設計合成一種特殊tRNA的基因，其產(chǎn)物的反密碼子能與(1)中的終止密碼子配對結(jié)合，并可攜帶一個非天然氨基酸(Uaa)。將該基因與________________連接后導入宿主細胞。提取宿主細胞的________________進行分子雜交鑒定，篩選獲得成功表達上述tRNA的轉(zhuǎn)基因宿主細胞。 (3)利用轉(zhuǎn)基因宿主細胞制備疫苗。將(1)中的重組質(zhì)粒導入(2)中的轉(zhuǎn)基因宿主細胞，并在補加________________的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，則該宿主細胞能利用上述特殊tRNA，翻譯出改造病毒基因的完整蛋白，產(chǎn)生大量子代病毒，用于制備疫苗。 特殊tRNA基因轉(zhuǎn)錄時，識別其啟動子的酶是________________(單選)。 A.病毒的DNA聚合酶B.宿主的DNA聚合酶 C.病毒的RNA聚合酶D.宿主的RNA聚合酶 (4)上述子代病毒不能在正常宿主細胞中增殖，沒有致病性，因此不經(jīng)滅活或減毒即可制成疫苗。與不具侵染性的流感病毒滅活疫苗相比，該病毒活疫苗的優(yōu)勢之一是可引起________________免疫，增強免疫保護效果。 5.(xx?天津模擬)為增加油菜種子的含油量，研究人員嘗試將酶D基因與位于葉綠體膜上的轉(zhuǎn)運肽基因相連，導入油菜細胞并獲得了轉(zhuǎn)基因油菜品種。請回答問題： (1)研究人員依據(jù)基因的已知序列設計引物，采用PCR技術(shù)從陸地棉基因文庫中獲取酶D基因，從擬南芥基因中獲取轉(zhuǎn)運肽基因，所含限制酶(ClaⅠ、SacⅠ、XbaⅠ)的酶切位點如圖甲所示。 若用________________和________________酶處理酶D基因和轉(zhuǎn)運肽基因后，可得到________________端與________________端(填圖中字母)相連的重組基因。 (2)將上述重組基因進一步處理，插入圖乙所示Ti質(zhì)粒的T-DNA中，構(gòu)建________________并導入農(nóng)桿菌中。將獲得的農(nóng)桿菌接種在含________________的固體平板上培養(yǎng)得到含重組基因的單菌落，再利用液體培養(yǎng)基震蕩培養(yǎng)，可以得到用于轉(zhuǎn)化的侵染液。 (3)剪取油菜的葉片放入侵染液中一段時間，此過程的目的是________________，進一步篩選后獲得轉(zhuǎn)基因油菜細胞，該細胞通過________________技術(shù)，可培育成轉(zhuǎn)基因油菜植株。 6.(xx?廈門二模)羊乳中的p-乳球蛋白(BLC)是引起人體過敏反應的主要過敏原之一。人乳鐵蛋白具有促進鐵吸收、抗氧化等多種功能，是一種理想的食品添加劑。我國科學家利用基因編輯技術(shù)將人乳鐵蛋白基因(hLF)插入山羊BLC基因的外顯子中，結(jié)合核移植技術(shù)獲得了乳汁中含有人乳鐵蛋白的轉(zhuǎn)基因山羊，部分研究如圖所示。 請回答： (1)與基因組文庫相比，cDNA文庫中獲取的人乳鐵蛋白基因(hLF)不含________________(填結(jié)構(gòu))?？梢岳锰囟ǖ囊飳LF進行擴增，設計引物時應注意________________(寫出一點即可)。 (2)實驗中所使用的成纖維細胞應取自________________(公羊/母羊/公羊、母羊皆可)，原因是________________________________________________。 (3)細胞B應在體外培養(yǎng)至________________期再進行去除細胞核的操作。細胞C在體外培養(yǎng)發(fā)育至________________時期可移入受體母羊子宮。 (4)可以采用________________的方法檢測轉(zhuǎn)基因山羊乳汁中是否含有人乳鐵蛋白和BLG.結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因山羊乳汁中不含BLG，原因是________________。 7.(xx?黃石模擬)科學家將魚抗凍蛋白基因轉(zhuǎn)入番茄，使番茄的耐寒能力大大提高，可以在相對寒冷的環(huán)境中生長.質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ等四種限制酶切割位點，下圖是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過程的示意圖(ampr為抗氨芐青霉素基因)，其中①～④是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過程中的相關(guān)步驟，Ⅰ、Ⅱ表示相關(guān)結(jié)構(gòu)或細胞.請據(jù)圖作答： (1)在構(gòu)建基因表達載體時，可用一種或者多種限制酶進行切割.為了避免目的基因和載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接，在此實例中，應該選用限制酶________________分別對________________，________________進行切割，切割后產(chǎn)生的DNA片段分別為________________種. (2)培養(yǎng)基中的氨芐青霉素會抑制番茄愈傷組織細胞的生長，要利用該培養(yǎng)基篩選已導入含魚的抗凍蛋白基因的番茄細胞，應使基因表達載體Ⅰ中含有________________作為標記基因. (3)研究人員通常采用________________法將魚抗凍蛋白基因?qū)敕鸭毎麅?nèi).通常采用________________技術(shù)，在分子水平檢測目的基因是否翻譯形成了相應的蛋白質(zhì). (4)利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導入含魚的抗凍蛋白基因的番茄組織細胞培育成植株.圖中③、④依次表示組織培養(yǎng)過程中番茄組織細胞的________________，________________過程. 8.(xx?南充模擬)普通牛奶賴氨酸含量低，為了提高牛奶中賴氨酸的含量，吉林大學農(nóng)學部利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)培育出世界首例賴氨酸轉(zhuǎn)基因克隆奶?！翱椗?，預計將來其分泌的乳汁中含有更多的賴氨酸.如圖為培育轉(zhuǎn)基因克隆動物的技術(shù)流程圖，請回答： (1)獲得黑白花奶牛成纖維細胞后，利用技術(shù)擴增細胞.“織女”牛⑦進入泌乳期后，可通過分泌乳汁來生產(chǎn)人類所需的賴氨酸，因而稱為________________. (2)實施基因工程的核心操作步驟是________________，實現(xiàn)②過程的常用方法是________________. (3)在目的基因的檢測與鑒定過程中，檢測目的基因是否發(fā)揮功能作用的第一步是___________. (4)獲得重組細胞④時，以去核卵細胞為受體細胞的原因是________________. 9.(xx?河南二模)普通棉花中含β-甘露糖苷酶基因(GhMnaA2)，能在纖維細胞中特異性表達，產(chǎn)生的β-甘露糖苷酶催化半纖維素降解，棉纖維長度變短.為了培育新的棉花品種，科研人員構(gòu)建了反義GhMnaA2基因表達載體，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導入棉花細胞，成功獲得轉(zhuǎn)基因棉花品種，具體過程如下.請分析回答： (1)①和②過程中所用的限制性內(nèi)切酶分別是________________、________________. (2)基因表達載體除了圖示組成外，至少還有________________等(至少答兩個). (3)③過程中用酶切法可鑒定正、反義表達載體.用SmaⅠ酶和NotⅠ酶切正義基因表達載體獲得0.05kb、3.25kb、5.95kb、9.45kb四種長度的DNA片段，則用NotⅠ酶切反義基因表達載體獲得DNA片段的長度應是________________和________________. (4)④過程中利用農(nóng)桿菌介導轉(zhuǎn)化棉花細胞的過程中，整合到棉花細胞染色體DNA的區(qū)段是________________，轉(zhuǎn)化后的細胞再通過________________形成植物體. (5)導入細胞內(nèi)的反義GhMnaA2轉(zhuǎn)錄的mRNA能與細胞內(nèi)的GhMnaA2轉(zhuǎn)錄的mRNA互補配對，從而抑制基因的表達，其意義是________________. 1.(xx?保定一模)α1-抗胰蛋白酶是肝臟產(chǎn)生的一種糖蛋白，缺乏會引起肺氣腫.某公司成功研制出轉(zhuǎn)基因羊，進入泌乳期后，其乳汁中含有人類的α1-抗胰蛋白酶，用于治療肺氣腫.問答下列問題： (1)為獲取目的基因，需要在肝細胞中提取____________________，通過反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生cDNA，再通過____________________技術(shù)進行快速擴增. (2)將α1-抗胰蛋白酶基因與乳腺蛋白基因的____________________等調(diào)控組件重組在一起，構(gòu)建基因表達載體，然后通過____________________技術(shù)，導入羊的受精卵中. (3)受精卵通過早期胚胎培養(yǎng)，一般發(fā)育到____________________階段，通過胚胎移植到受體子宮孕育.為選育出能泌乳的雌羊，移植前須從胚胎的____________________部位取樣，做DNA分析鑒定性別. (4)α1-抗胰蛋白酶是一種結(jié)構(gòu)較復雜的糖蛋白，因此用上述方法生產(chǎn)，相對傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因大腸桿菌生產(chǎn)，優(yōu)勢在于____________________. 2.(xx?瓊海模擬)青蒿素是最有效的抗瘧藥之一，但野生黃花蒿青蒿素產(chǎn)量低。研究人員利用基因工程技術(shù)培育出高產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因黃花蒿?；卮鹣铝袉栴}： (1)從1953年沃森和克里克揭示出____________________結(jié)構(gòu)，到這種物質(zhì)能在體外拼接，僅用了20年時間。 (2)青蒿素合成途徑存在兩種關(guān)鍵酶--紫穗槐二烯合酶和青蒿酸合成酶。研究人員從黃花蒿的cDNA文庫中獲取了這兩種關(guān)鍵酶的基因，在對它們進行PCR擴增時，向反應體系中加入的物質(zhì)中，除了模板不同，____________________也應不同。 (3)要使從cDNA文庫中獲取的目的基因在受體細胞中穩(wěn)定的表達，需要構(gòu)建______________，而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細胞，原因是獲取的目的基因沒有其表達所需要的____________________和終止子。要通過蛋白質(zhì)工程獲得活性更高的酶，需根據(jù)設計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測____________________序列，確定相對應的脫氧核苷酸序列后再經(jīng)基因合成或____________________獲得所需的基因。 (4)有科學家成功培育出能生產(chǎn)青蒿素的轉(zhuǎn)基因酵母菌。利用轉(zhuǎn)基因酵母菌生產(chǎn)青蒿素的優(yōu)勢主要有____________________________________________________________(寫出三點)。 3.(xx?瀘州模擬)轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過程如圖1所示，圖2表示PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ和ApaⅠ四種限制酶的識別序列及酶切位點。請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中限制酶切割DNA時破壞的是兩個____________________之間的化學鍵。 (2)在構(gòu)建圖1中的重組質(zhì)粒時要保證目的基因被連接在質(zhì)粒上特定的__________________和終止子之間才能保證目的基因在受體細胞中被成功____________________。 (3)將抗病基因從含抗病基因的DNA中切割下來，使用的限制酶是____________________，同時也應該用相同的酶對質(zhì)粒進行切割，這樣處理的原因是_______________________________。請寫出單獨用PstⅠ切割質(zhì)粒后的片段：____________________。 (4)轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育是否發(fā)生了可遺傳變異？____________________。藥物A會抑制香蕉愈傷組織細胞的生長，根據(jù)這一原理可以利用含藥物A的培養(yǎng)基篩選已導入重組質(zhì)粒的香蕉細胞。由此推斷，重組質(zhì)粒中應含有____________________基因作為標記基因。 4.(xx?寶安區(qū)模擬)如圖表示我國首例綠色熒光蛋白轉(zhuǎn)基因克隆豬的具體培育過程。請據(jù)圖回答下列問題： (1)該培養(yǎng)過程涉及多種現(xiàn)代生物工程技術(shù)，屬于分子水平的是____________________，其原理是____________________。 (2)若要獲得單個的成纖維細胞進行培養(yǎng)，需用____________________處理豬胚胎的部分組織。在B過程中，迄今為止，____________________是最有效將目的基因?qū)雽雱游锛毎姆椒ā? (3)E過程中若要獲得大量的卵母細胞需要對成年母豬采用____________________法以獲得大量的卵母細胞。 (4)G過程的名稱是___________________，H過程所選擇的胚胎一般處于____________________期較合適。 (5)Ⅰ過程需要在個體水平上檢測____________________，以驗證該培養(yǎng)過程是否成功。 5.(xx?三模擬)如圖為科學家培育乙肝疫苗轉(zhuǎn)基因土豆的過程圍?；卮鹣铝袉栴}： (1)圖中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ表示不同種類的限制酶，能切出不同末端，制備重組質(zhì)粒時應選用的限制酶為__________________，用上述限制酶的優(yōu)勢在于__________________。 (2)將重組質(zhì)粒導入農(nóng)桿菌前，需要用適當?shù)碾x子處理農(nóng)桿菌使其處于____________________。當土豆植物體受到損傷時，傷口細胞會分泌大量的____________________吸引農(nóng)桿菌進這些細胞。 (3)需要在含____________________的培養(yǎng)基中培養(yǎng)篩選成功導入目的基因的土豆細胞，再用____________________技術(shù)得到轉(zhuǎn)基因土豆植株。 6.(xx?全國二模)逆轉(zhuǎn)錄病毒載體是一種表達型質(zhì)粒，研究者利用其上的“逆轉(zhuǎn)錄病毒序列”，將4個關(guān)鍵基因整合到小逆轉(zhuǎn)錄病毒序列鼠的成纖維細胞的染色體上，獲得與胚胎干細胞(ES細胞)具有相似的發(fā)育能力的細胞誘導多能干細胞(iPS細胞)。 (1)逆轉(zhuǎn)錄病毒載體的化學本質(zhì)是____________________。 (2)目的基因能夠在受體細胞內(nèi)表達，并且可以遺傳給下一代，是因為基因表達載體上含有____________________。 (3)iPS細胞在____________________細胞上培養(yǎng)，可維持其自我更新能力并抑制其分化。 (4)iPS細胞和ES細胞分化能力相似，都具有____________________性。但與ES細胞不同，iPS細胞的獲得不需使用____________________，而使用人的體細胞即可，因此不會引發(fā)____________________問題。 (5)iPS細胞臨床應用價值巨大，但xx1月，日本科學家宣布因安全性問題，暫停提供臨床治療的iPS細胞。請從載體角度分析，產(chǎn)生安全性問題的原因是____________________。 7.(xx?三明模擬)用噬菌體抗體庫技術(shù)獲得人的單克隆抗體，方法是將人抗體基因插入噬菌體載體，然后讓該噬菌體感染大腸桿菌，抗體可能和病毒蛋白以融合蛋白的形式，附著在噬菌體表面，也可能通過大腸桿菌分泌出去。回答下列問題： (1)獲取人抗體基因時，可從人的____________________(填“B”或“T”或“體”)細胞中獲取總RNA，逆轉(zhuǎn)錄成cDNA，再通過PCR技術(shù)擴增出抗體基因。在PCR反應體系中，加入dNTP(dCTP、dATP、dGTP和dTTP)的作用是____________________。 (2)在噬菌體抗體庫的構(gòu)建過程中，理論上可以不利用Ca2+處理大腸桿菌，依據(jù)是____________________。 (3)從噬菌體抗體庫中篩選特異性抗體的方法是 ， 原理是____________________。 (4)在抗體基因與噬菌體基因之間設計了一個終止密碼子(UAG)的對應序列在終止密碼子突變型的菌株表達時，抗體基因的表達產(chǎn)物是____________________(填“融合蛋白”或“分泌型抗體”)。 (5)與利用雜交瘤技術(shù)生產(chǎn)的單克降抗體相比，用該技術(shù)省去了____________________(步驟)，使制備更簡單易行。 8.(xx?南通模擬)人類酸性成纖維細胞生長因子(aFGF)在轉(zhuǎn)基因植物中的表達量普遍較低，某科研小組通過添加增強子(增強它所調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄頻率)、polyA序列(提高mRNA的穩(wěn)定性)等表達控制元件提高了aFGF基因在紫花苜蓿細胞中的表達量。如圖表示操作的基本過程，質(zhì)粒外面標注了限制酶酶切位點，質(zhì)粒里面標注了相關(guān)的結(jié)構(gòu)和基因(其中Kanr代表卡那霉素抗性基因)。請回答問題。 (1)①②過程構(gòu)建重組質(zhì)粒都需要使用限制酶和____________________，限制酶酶XhoⅠ的識別序列是一C↓TCGAG-，aFGF基因被限制酶XhoⅠ切割后形成的黏性末端是____________________。 (2)圖中質(zhì)粒均未標出____________________(填結(jié)構(gòu)名稱)；X、Y、Z三個酶切位點中，_________的酶切位點與其他兩點不同。 (3)③過程用________________預先處理農(nóng)桿菌，可提高質(zhì)粒4的導入率；進行④過程前，需提取農(nóng)桿菌DNA，通過PCR進行基因擴增，鑒定其是否含目的基因，其設計引物的依據(jù)是________________。 (4)轉(zhuǎn)化后的紫花苜蓿外植體需經(jīng)過________________過程才能長成完整植株，若長大后的轉(zhuǎn)基因紫花苜蓿的aFGF表達量明顯提高，請分析原因：________________________________。 9.(xx?泰州二模)核基因p53是細胞的“基因組衛(wèi)士”。當人體細胞DNA受損時，p53基因被激活，通過如圖所示相關(guān)途徑最終修復或清除受損DNA，從而保持細胞基因組的完整性。請回答下列問題： (1)若DNA損傷為DNA雙鏈斷裂，則被破壞的化學鍵是________________，修復該斷裂DNA需要的酶是________________。 (2)圖中過程①發(fā)生的場所是________________，完成過程②需要的原料是________________。 (3)p53基因控制合成的p53蛋白通過過程②合成IncRNA，進而影響過程①，這一調(diào)節(jié)機制屬于________________，其意義是________________________________。 (4)當DNA分子受損時，p53蛋白既可啟動修復酶基因的表達，也能啟動P21基因的表達。啟動P21基因表達的意義是________________________________.