2019屆高考生物二輪復習 專題27 基因工程與DNA的粗提取習題.doc
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專題27基因工程與DNA的粗提取挖命題【考情探究】考點考向要求5年考情預測熱度考題示例素養(yǎng)要素難度1基因工程的原理與技術基因工程的原理及技術2018課標全國 ,38,15分科學思維、生命觀念易2基因工程的應用與發(fā)展基因工程的應用2018課標全國 ,38,15分科學思維、社會責任中蛋白質工程3DNA的粗提取與鑒定DNA的粗提取與鑒定實驗與探究分析解讀“基因工程”在現(xiàn)代生物科技專題模塊中占有舉足輕重的地位,是教材知識的重點,也屬于高考命題的熱點之一。 考查內容集中在基因工程特殊工具的作用和特點、基因工程操作步驟以及基因工程在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和實踐方面的應用,其中限制酶的種類和作用是該考點的難點;考查方式上,多以最新科技信息材料的形式,且常常結合細胞工程和胚胎工程進行考查,預計2020年高考中這種命題趨勢還將繼續(xù)存在,復習時應注意加強與細胞工程、胚胎工程的橫向聯(lián)系?!菊骖}典例】破考點考點一基因工程的原理與技術【考點集訓】考向基因工程的原理及技術 1.(2019屆黑龍江哈爾濱六中第二次月考,54,15分)綠色熒光是由綠色熒光蛋白發(fā)出的,為培育能發(fā)出綠色熒光的小鼠,人們設計了如下的流程:(1)獲取綠色熒光蛋白基因的常用方法有從基因文庫中獲取和等。(2)綠色熒光基因通常可以從基因文庫中獲取,含有一種生物一部分基因的文庫稱為。(3)A過程是基因工程的核心,常用到的工具酶有限制性核酸內切酶和,它們作用的化學鍵是。一個基因表達載體的組成,除目的基因和復制原點外,還必須有、以及標記基因。(4)B過程常用的是技術。(5)通常采用技術檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。答案(1)人工合成(2分)(2)cDNA文庫(部分基因文庫)(2分)(3)DNA連接酶磷酸二酯鍵啟動子(2分)終止子(2分)(4)顯微注射(2分)(5)DNA分子雜交(3分)2.(2019屆江蘇徐州一中升級考試,41,8分)PCR技術(多聚酶鏈式反應)成為分子生物學實驗室的一種常規(guī)手段,其與DNA體內復制的比較如表所示,PCR反應過程如圖所示,請回答下列問題: 原料ATPDNA體內復制四種脫氧核苷酸需要PCR反應脫氧胞苷三磷酸、脫氧腺苷三磷酸脫氧胸苷三磷酸、脫氧鳥苷三磷酸不需要(1)加熱使DNA雙鏈打開,這一步是打開鍵,稱為,在細胞中是在酶的作用下進行的。(2)當溫度降低時,引物與模板末端結合,在酶的作用下,引物沿模板延伸,最終合成2條DNA分子,此過程中原料是。PCR反應合成DNA子鏈時能量來源于。(3)通過PCR技術使DNA分子大量復制,若將一個用15N標記的DNA分子放入試管中,以14N標記的脫氧核苷酸為原料,連續(xù)復制4次以后,則15N標記的DNA分子占全部DNA總數(shù)的比例為。(4)現(xiàn)有一段DNA序列:5CAAGGATCC33GTTCCTAGG5,如果它的引物1為5GGAOH,則引物2為。答案(8分)(1)氫解旋解旋(2)熱穩(wěn)定DNA聚合(Taq)脫氧核苷三磷酸原料水解產(chǎn)生的能量(3)1/8(4)5CAAOH考點二基因工程的應用與發(fā)展【考點集訓】考向1基因工程的應用 1.(2019屆云南曲靖一中第一次月考,38,15分)干擾素是由人的白細胞產(chǎn)生的一種蛋白質,是抗病毒的一類特效藥,人類利用基因工程技術已經(jīng)大批量生產(chǎn)干擾素。請分析回答下列問題:(1)利用逆轉錄的方法合成干擾素基因,不能從上皮細胞中提取mRNA,原因是;這種方法合成的基因與細胞內的基因相比,一般沒有、啟動子、終止子等結構。(2)根據(jù)干擾素基因的脫氧核苷酸序列設計并合成引物,利用技術可得到大量的干擾素基因。(3)基因工程中利用的工具酶有,最常用的載體是。(4)將重組DNA導入大腸桿菌細胞時,需用處理細胞使其成為細胞。答案(除特殊標注外,每空2分,共15分)(1)上皮細胞中干擾素基因不轉錄內含子(2)PCR(3)限制酶、DNA連接酶(3分)質粒(4)Ca2+感受態(tài)2.(2019屆福建三明一中高三開學考,52,14分)如圖是利用基因工程技術生產(chǎn)人胰島素的操作過程示意圖,請據(jù)圖作答:(1)能否利用人的皮膚細胞來完成過程?為什么?。(2)過程必需的酶是酶,過程在體外需要的條件是,過程在體外必需的酶是酶,題圖用(方法)來獲得目的基因。(3)在利用A、B獲得C的過程中,必須用切割A和B,使它們產(chǎn)生,再加入,才可形成C。(4)C的組成除必須含有、復制原點外,還必須有和。(5)圖中的D是基因工程中的受體細胞,為了使過程更易進行,可處理D。答案(共14分,每空1分)(1)不能由于基因選擇性表達,人的皮膚細胞中胰島素基因不能表達,得不到胰島素(2)反轉錄加熱熱穩(wěn)定的DNA聚合(Taq)反轉錄法(3)同一種限制酶相同的黏性(或平)末端DNA連接酶(4)目的基因標記基因啟動子終止子(5)Ca2+考向2蛋白質工程3.(2015課標全國,40,15分,0.4173)已知生物體內有一種蛋白質(P),該蛋白質是一種轉運蛋白,由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸,240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸,改變后的蛋白質(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性?;卮鹣铝袉栴}:(1)從上述資料可知,若要改變蛋白質的功能,可以考慮對蛋白質的進行改造。(2)以P基因序列為基礎,獲得P1基因的途徑有修飾基因或合成基因。所獲得的基因表達時是遵循中心法則的,中心法則的全部內容包括的復制;以及遺傳信息在不同分子之間的流動,即:。(3)蛋白質工程也被稱為第二代基因工程,其基本途徑是從預期蛋白質功能出發(fā),通過和,進而確定相對應的脫氧核苷酸序列,據(jù)此獲得基因,再經(jīng)表達、純化獲得蛋白質,之后還需要對蛋白質的生物進行鑒定。答案(1)氨基酸序列(或結構)(1分,其他合理答案也給分)(2)PP1(每空2分,共4分)DNA和RNA(或遺傳物質)(2分)DNARNA、RNADNA、RNA蛋白質(或轉錄、逆轉錄、翻譯)(3分)(3)設計蛋白質的結構推測氨基酸序列(每空2分,共4分)功能(1分)考點三DNA的粗提取與鑒定【考點集訓】考向DNA的粗提取與鑒定(2019屆江西五市八校一模,30,15分)DNA提取過程中可以選用雞血或者菜花作為實驗材料。請回答下列關于DNA粗提取和鑒定的問題:(1)使用雞血提取DNA時,需在雞血中加入檸檬酸鈉,目的是;在雞血細胞液中加入蒸餾水,目的是。(2)使用菜花提取DNA時,需要研磨,研磨時可加入一定的洗滌劑和食鹽,其作用分別是和。(3)DNA在濃度為mol/L的氯化鈉溶液中溶解度最低。使用體積分數(shù)為95%的冷卻酒精可使DNA(填“析出”或“溶解”)。(4)使用二苯胺鑒定DNA時,需要在條件下進行,DNA與二苯胺反應呈現(xiàn)色。答案(除標注外,每空2分,共15分)(1)防止血液凝固使雞血細胞破裂(2)瓦解細胞膜溶解DNA(3)0.14析出(4)沸水浴藍(1分)過專題【五年高考】A組統(tǒng)一命題課標卷題組1.(2018課標全國,38,15分)回答下列問題:(1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質粒重組后導入大腸桿菌細胞中進行了表達。該研究除證明了質??梢宰鳛檩d體外,還證明了(答出兩點即可)。(2)體外重組的質粒可通過Ca2+參與的方法導入大腸桿菌細胞;而體外重組的噬菌體DNA通常需與組裝成完整噬菌體后,才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導入宿主細胞。在細菌、心肌細胞、葉肉細胞中,可作為重組噬菌體宿主細胞的是。(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內表達時,表達出的蛋白質可能會被降解。為防止蛋白質被降解,在實驗中應選用的大腸桿菌作為受體細胞,在蛋白質純化的過程中應添加的抑制劑。答案(1)體外重組的質??梢赃M入受體細胞;真核生物基因可在原核細胞中表達(2)轉化外殼蛋白(或答噬菌體蛋白)細菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶2.(2018課標全國,38,15分)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),并將其插入質粒P0,構建了真核表達載體P1,其部分結構和酶切位點的示意圖如下,圖中E1E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。啟動子L1基因GFP基因終止子 E1E2 E3 E4回答下列問題:(1)據(jù)圖推斷,該團隊在將甲插入質粒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。答案(1)E1和E4甲的完整甲與載體正確連接(2)轉錄翻譯(3)細胞核去核卵母細胞(4)核DNA3.(2017課標全國,38,15分)真核生物基因中通常有內含子,而原核生物基因中沒有,原核生物沒有真核生物所具有的切除內含子對應的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內含子)可以表達出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?;卮鹣铝袉栴}:(1)某同學從人的基因組文庫中獲得了基因A,以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白A,其原因是。(2)若用家蠶作為表達基因A的受體,在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中,不選用作為載體,其原因是。(3)若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比,大腸桿菌具有(答出兩點即可)等優(yōu)點。(4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測物質是(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。(5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗為證明DNA是遺傳物質做出了重要貢獻,也可以說是基因工程的先導,如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示,那么,這一啟示是。答案(1)基因A有內含子,在大腸桿菌中,其初始轉錄產(chǎn)物中與內含子對應的RNA序列不能被切除,無法表達出蛋白A(2)噬菌體噬菌體的宿主是細菌,而不是家蠶(3)繁殖快、容易培養(yǎng)(4)蛋白A的抗體(5)DNA可以從一種生物個體轉移到另一種生物個體4.(2017課標全國,38,15分)幾丁質是許多真菌細胞壁的重要成分,幾丁質酶可催化幾丁質水解。通過基因工程將幾丁質酶基因轉入植物體內,可增強其抗真菌病的能力?;卮鹣铝袉栴}:(1)在進行基因工程操作時,若要從植物體中提取幾丁質酶的mRNA,常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料,原因是。提取RNA時,提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的是。(2)以mRNA為材料可以獲得cDNA,其原理是。(3)若要使目的基因在受體細胞中表達,需要通過質粒載體而不能直接將目的基因導入受體細胞,原因是(答出兩點即可)。(4)當幾丁質酶基因和質粒載體連接時,DNA連接酶催化形成的化學鍵是。(5)若獲得的轉基因植株(幾丁質酶基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高,根據(jù)中心法則分析,其可能的原因是。答案(1)嫩葉組織細胞易破碎防止RNA降解(2)在逆轉錄酶的作用下,以mRNA為模板按照堿基互補配對的原則可以合成cDNA(3)目的基因無復制原點;目的基因無表達所需啟動子(4)磷酸二酯鍵(5)目的基因的轉錄或翻譯異常5.(2017課標全國,38,15分)編碼蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五個片段組成,編碼蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段組成,如圖1所示。回答下列問題:(1)現(xiàn)要通過基因工程的方法獲得蛋白乙,若在啟動子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA),則所構建的表達載體轉入宿主細胞后不能翻譯出蛋白乙,原因是。(2)某同學在用PCR技術獲取DNA片段B或D的過程中,在PCR反應體系中加入了DNA聚合酶、引物等,還加入了序列甲作為,加入了作為合成DNA的原料。(3)現(xiàn)通過基因工程方法獲得了甲、乙、丙三種蛋白,要鑒定這三種蛋白是否具有刺激T淋巴細胞增殖的作用,某同學做了如下實驗:將一定量的含T淋巴細胞的培養(yǎng)液平均分成四組,其中三組分別加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一組作為對照,培養(yǎng)并定期檢測T淋巴細胞濃度,結果如圖2。由圖2可知:當細胞濃度達到a時,添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細胞濃度不再增加,此時若要使T淋巴細胞繼續(xù)增殖,可采用的方法是。細胞培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度,CO2的作用是。僅根據(jù)圖1、圖2可知,上述甲、乙、丙三種蛋白中,若缺少(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所編碼的肽段,則會降低其刺激T淋巴細胞增殖的效果。答案(1)編碼乙的DNA序列起始端無ATG,轉錄出的mRNA無起始密碼子(2)模板dNTP(3)進行細胞傳代培養(yǎng)維持培養(yǎng)液的pHC6.(2016課標全國,40,15分,0.587)某一質粒載體如圖所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因,Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質粒載體用BamH酶切后,與用BamH酶切獲得的目的基因混合,加入DNA連接酶進行連接反應,用得到的混合物直接轉化大腸桿菌。結果大腸桿菌有的未被轉化,有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌?;卮鹣铝袉栴}:(1)質粒載體作為基因工程的工具,應具備的基本條件有(答出兩點即可),而作為基因表達載體,除滿足上述基本條件外,還需具有啟動子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選,在上述四種大腸桿菌細胞中,未被轉化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的,其原因是;并且和的細胞也是不能區(qū)分的,其原因是。在上述篩選的基礎上,若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落,還需使用含有的固體培養(yǎng)基。(3)基因工程中,某些噬菌體經(jīng)改造后可以作為載體,其DNA復制所需的原料來自。答案(1)能自我復制、具有標記基因(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均不生長含有質粒載體含有插入了目的基因的重組質粒(或答含有重組質粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均能生長四環(huán)素(3)受體細胞7.(2016課標全國,40,15分,0.442)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性內切酶的識別序列與切割位點,圖(b)為某種表達載體的示意圖(載體上的EcoR、Sau3A的切點是唯一的)。圖(a)圖(b)根據(jù)基因工程的有關知識,回答下列問題:(1)經(jīng)BamH酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被酶切后的產(chǎn)物連接,理由是。(2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子,如圖(c)所示。這三種重組子中,不能在宿主細胞中表達目的基因產(chǎn)物的有,不能表達的原因是。圖(c)(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶,常見的有和,其中既能連接黏性末端又能連接平末端的是。答案(1)Sau3A兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端(每空2分,共4分)(2)甲和丙(2分)甲中目的基因插入在啟動子的上游,丙中目的基因插入在終止子的下游,二者的目的基因均不能被轉錄(3分,其他合理答案可酌情給分)(3)EcoliDNA連接酶T4DNA連接酶T4DNA連接酶(每空2分,共6分,其他合理答案可酌情給分)8.(2014課標全國,40,15分,0.5599)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)將耐旱基因導入農(nóng)桿菌,并通過農(nóng)桿菌轉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,如果檢測結果呈陽性,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31時,則可推測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”)。答案(15分)(1)全部(2分)部分(2分,其他合理答案也給分)(2)篩選(2分,其他合理答案也給分)(3)乙(2分)表達產(chǎn)物(2分,其他合理答案也給分)耐旱性(2分)(4)同源染色體的一條上(3分)教師用書專用(910)9.(2013課標,40,15分,0.653)閱讀如下資料:資料甲:科學家將牛生長激素基因導入小鼠受精卵中,得到了體型巨大的“超級小鼠”;科學家采用農(nóng)桿菌轉化法培育出轉基因煙草。資料乙:T4溶菌酶在溫度較高時易失去活性??茖W家對編碼T4溶菌酶的基因進行了改造,使其表達的T4溶菌酶第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。資料丙: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體內,成功產(chǎn)出兔甲的后代,證實了同一物種的胚胎可在不同個體的體內發(fā)育。回答下列問題:(1)資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是和。在培育有些轉基因植物時,常用農(nóng)桿菌轉化法,農(nóng)桿菌的作用是。(2)資料乙中的技術屬于工程的范疇。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溶菌酶空間結構改變的原因是組成該酶肽鏈的序列發(fā)生了改變。(3)資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、生理狀態(tài)相同的另一個雌性動物體內,使之繼續(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。答案(1)顯微注射限制性內切酶DNA連接酶農(nóng)桿菌可感染植物,將目的基因轉移到受體細胞中(2)蛋白質現(xiàn)有的蛋白質新蛋白質氨基酸(3)同供受10.(2012課標,40,15分)根據(jù)基因工程的有關知識,回答下列問題:(1)限制性內切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段,其末端類型有和。(2)質粒運載體用EcoR切割后產(chǎn)生的片段如下:AATTCGGCTTAA為使運載體與目的基因相連,含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外,還可用另一種限制性內切酶切割,該酶必須具有的特點是。(3)按其來源不同,基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類,即DNA連接酶和DNA連接酶。(4)反轉錄作用的模板是,產(chǎn)物是。若要在體外獲得大量反轉錄產(chǎn)物,常采用技術。(5)基因工程中除質粒外,和也可作為運載體。(6)若用重組質粒轉化大腸桿菌,一般情況下,不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細胞,原因是。答案(1)黏性末端平末端(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoR切割產(chǎn)生的相同(其他合理答案也可)(3)大腸桿菌T4(4)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)噬菌體動植物病毒(其他合理答案也可)(6)未處理的大腸桿菌吸收質粒(外源DNA)的能力極弱(其他合理答案也可)B組自主命題省(區(qū)、市)卷題組1.(2018江蘇單科,32,8分)為生產(chǎn)具有特定性能的-淀粉酶,研究人員從某種海洋細菌中克隆了-淀粉酶基因(1 656個堿基對),利用基因工程大量制備-淀粉酶,實驗流程見圖。請回答下列問題:(1)利用PCR技術擴增-淀粉酶基因前,需先獲得細菌的。(2)為了便于擴增的DNA片段與表達載體連接,需在引物的端加上限制性酶切位點,且常在兩條引物上設計加入不同的限制性酶切位點,主要目的是。(3)進行擴增時,反應的溫度和時間需根據(jù)具體情況進行設定,下列選項中的設定與引物有關,的設定與擴增片段的長度有關。(填序號)變性溫度退火溫度延伸溫度變性時間退火時間延伸時間(4)下圖表示篩選獲得的工程菌中編碼-淀粉酶的mRNA 的部分堿基序列:5-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU-3圖中虛線框內mRNA片段包含個密碼子,如虛線框后的序列未知,預測虛線框后的第一個密碼子最多有種。(5)獲得工程菌表達的-淀粉酶后,為探究影響酶活性的因素,以濃度為1%的可溶性淀粉為底物測定酶活性,結果如下:緩沖液50 mmol/LNa2HPO4 -KH2PO450 mmol/LTris-HCl50 mmol/LGly-NaOHpH6.06.57.07.57.58.08.59.09.09.510.010. 5酶相對活性%25.440.249.863.270.195.599.585.368.163.741.520.8根據(jù)上述實驗結果,初步判斷該-淀粉酶活性最高的條件為。答案(8分)(1)基因組DNA(2)5使DNA片段能定向插入表達載體,減少自連(3)(4)813(5)pH為8.5,緩沖液為50 mmol/L Tirs-HCl2.(2018天津理綜,10,14分)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2017年發(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的增殖能力。以病毒RNA為模板,逆轉錄成對應DNA后,利用技術擴增,并將其中某些基因(不包括表面抗原基因)內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建重組質粒,并保存。(2)構建適合改造病毒增殖的轉基因宿主細胞。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的轉基因宿主細胞。(3)利用轉基因宿主細胞制備疫苗。將(1)中的重組質粒導入(2)中的轉基因宿主細胞,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。答案(共14分)(1)PCR多肽(或蛋白質)(2)載體總RNA(3)非天然氨基酸(Uaa)D(4)細胞教師用書專用(34)3.(2017天津理綜,9,12分)玉米自交系(遺傳穩(wěn)定的育種材料)B具有高產(chǎn)、抗病等優(yōu)良性狀,但難以直接培育成轉基因植株,為使其獲得抗除草劑性狀,需依次進行步驟、試驗。.獲得抗除草劑轉基因玉米自交系A,技術路線如下圖。(1)為防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化,構建表達載體需用2種限制酶,選擇的原則是(單選)。Ti質粒內,每種限制酶只有一個切割位點G基因編碼蛋白質的序列中,每種限制酶只有一個切割位點酶切后,G基因形成的兩個黏性末端序列不相同酶切后,Ti質粒形成的兩個黏性末端序列相同 A.B.C.D.(2)下表是4種玉米自交系幼胚組織培養(yǎng)不同階段的結果。據(jù)表可知,細胞脫分化時使用的激素是,自交系的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉化受體。激素結果自交系2,4-D(2.0 mg/L)6-BA(0.5 mg/L)IBA(2.0 mg/L)愈傷組織形成率(%)芽的分化率(%)根的誘導率(%)甲991390乙858087丙888312丁168583(3)農(nóng)桿菌轉化愈傷組織時,T-DNA攜帶插入其內的片段轉移到受體細胞。篩選轉化的愈傷組織,需使用含的選擇培養(yǎng)基。(4)轉化過程中,愈傷組織表面常殘留農(nóng)桿菌,導致未轉化愈傷組織也可能在選擇培養(yǎng)基上生長。含有內含子的報告基因只能在真核生物中正確表達,其產(chǎn)物能催化無色物質K呈現(xiàn)藍色。用K分別處理以下愈傷組織,出現(xiàn)藍色的是(多選)。A.無農(nóng)桿菌附著的未轉化愈傷組織B.無農(nóng)桿菌附著的轉化愈傷組織C.農(nóng)桿菌附著的未轉化愈傷組織D.農(nóng)桿菌附著的轉化愈傷組織(5)組織培養(yǎng)獲得的轉基因植株(核DNA中僅插入一個G基因)進行自交,在子代含G基因的植株中,純合子占。繼續(xù)篩選,最終選育出抗除草劑純合自交系A。答案(共12分)(1)A(2)2,4-D乙(3)除草劑(4)BD(5)134.(2017江蘇單科,33,8分)金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結合蛋白,某研究小組計劃通過多聚酶鏈式反應(PCR)擴增獲得目的基因,構建轉基因工程菌,用于重金屬廢水的凈化處理。PCR擴增過程示意圖如下,請回答下列問題:(1)從高表達MT蛋白的生物組織中提取mRNA,通過獲得用于PCR擴增。(2)設計一對與MT基因兩端序列互補配對的引物(引物1和引物2),為方便構建重組質粒,在引物中需要增加適當?shù)奈稽c。設計引物時需要避免引物之間形成,而造成引物自連。(3)圖中步驟1代表,步驟2代表退火,步驟3代表延伸,這三個步驟組成一輪循環(huán)。(4)PCR擴增時,退火溫度的設定是成敗的關鍵。退火溫度過高會破壞的堿基配對。退火溫度的設定與引物長度、堿基組成有關,長度相同但的引物需要設定更高的退火溫度。(5)如果PCR反應得不到任何擴增產(chǎn)物,則可以采取的改進措施有(填序號:升高退火溫度降低退火溫度重新設計引物)。答案(8分)(1)逆轉錄cDNA(2)限制性核酸內切酶堿基互補配對(3)變性(4)引物與模板GC含量高(5)【三年模擬】非選擇題(共65分)1.(2019屆福建三明一中高三開學考,51)如圖表示從蘇云金芽孢桿菌分離出來的殺蟲晶體蛋白質基因(簡稱Bt基因)及形成轉基因抗蟲棉的圖解。請據(jù)圖回答下面的問題:(8分)(1)圖中a過程要用到的酶是。(2)在進行圖中b過程時,由我國科學家獨創(chuàng)的十分簡便經(jīng)濟的方法是,此外,也經(jīng)常采用法。若要培育轉基因綿羊,則此過程要用的方法。(3)為確定抗蟲棉是否培育成功,既要用放射性同位素標記的作探針進行分子雜交測試,又要在個體水平上鑒定,后者具體過程是。(4)活化的毒性物質應是一種分子,可以全部或部分嵌合于昆蟲的細胞膜上,使細胞膜產(chǎn)生孔道,導致細胞由于滲透平衡的破壞而破裂。答案(8分,除標注外每空1分)(1)限制性核酸內切酶(2)花粉管通道法農(nóng)桿菌轉化顯微注射(3)殺蟲晶體蛋白質基因(或Bt基因、目的基因)讓害蟲吞食抗蟲棉葉子,觀察害蟲的存活狀態(tài)(或其他合理答案) (2分)(4)多肽2.(2019屆四川外國語大學附校第二次月考,38)“雜交水稻之父”袁隆平領導的海水稻團隊于今年5月在迪拜熱帶沙漠種植的海水稻測產(chǎn)成功,最高畝產(chǎn)超過500公斤。引起全世界廣泛關注?;卮鹣铝袉栴}:(15分)(1)若培育轉基因海水稻,可將耐鹽基因導入高產(chǎn)水稻細胞內培育。要大量獲得耐鹽基因可采用技術。構建的中通常含有標記基因,標記基因的作用是。(2)將耐鹽基因導入水稻細胞常用的方法是;檢測耐鹽基因是否在水稻細胞內中轉錄成功,通常采用技術檢測。(3)目前,以袁隆平院士為首的科研團隊利用雜種優(yōu)勢提高產(chǎn)量?;蚬こ碳夹g相對于雜交育種的突出優(yōu)點是。通過轉基因技術,耐鹽基因能在水稻細胞或其他細胞中成功表達的原因是。答案(除標注外,每空2分,15分)(1)PCR基因表達載體鑒定并篩選目的基因是否導入受體細胞(2)農(nóng)桿菌轉化法分子雜交(3)克服遠緣雜交不親和障礙,定向改變生物性狀密碼子具有通用性(或不同生物共用一套密碼子)(3分)3.(2019屆湖北華中師大第一附中學期中,38)油菜籽中蛋白質和油脂的相對含量,與酶1和酶2對共同底物丙酮酸的競爭有關。酶1促進蛋白質的合成,酶2促進油脂的合成。通過生物工程技術對油菜進行改造,以得到含有基因A的油菜,流程圖如下。請據(jù)圖作答:(15分)(1)上述過程中運用的生物工程技術有。(2)通過從基因文庫中獲取、或人工化學合成等方法,都可獲取目的基因A。(3)過程中要防止雜菌污染的原因是。通過過程得到的油菜植株中,所有細胞(填“一定”“不一定”或“一定不”)含有基因A,原因是。(4)已知轉錄時基因A的模板鏈與酶1基因的模板鏈互補。相對普通油菜,含基因A的油菜籽粒油脂含量顯著提高,其機理可能是基因A轉錄的mRNA與酶1基因轉錄的mRNA互補,阻礙了酶1基因的過程,降低了酶1含量,酶2對丙酮酸的競爭增強,促進了油脂合成。答案(1)轉基因技術和植物組織培養(yǎng)技術(3分)(2)利用PCR技術擴增(3)雜菌會競爭培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質,還可能產(chǎn)生有毒有害物質(3分)不一定農(nóng)桿菌不一定感染外植體的每個細胞,從而使每個細胞的染色體不一定都整合了目的基因(3分)(4)翻譯4.(2019屆福建三明一中第一次月考,51)科學家成功制備出“嫁接”了人胰島素基因的工程菌,它能大量合成人胰島素,用來治療糖尿病,使胰島素的生產(chǎn)成本大大降低?;卮鹣嚓P問題:(10分)(1)利用PCR技術擴增DNA時,需要在反應體系中添加的有機物質有、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、引物和4種脫氧核糖核苷三磷酸。已知DNA的合成方向總是從子鏈的5端向3端延伸,利用PCR技術以題圖的DNA片段為模板擴增目的基因,需使用引物(從A、B、C、D四種單鏈片段中選擇)。(2)利用某人的胰島B細胞為材料,同時構建cDNA文庫和基因組文庫,cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少,其原因是。(3)人的基因中有內含子,轉錄后內含子對應的RNA序列會被切除,而大腸桿菌沒有相應機制。故想讓大腸桿菌表達出人胰島素,應從(填“cDNA文庫”或“基因組文庫”)中獲得人胰島素基因。(4)分別從DNA重組和基因的表達角度分析基因工程能夠成功的兩個原因、。答案(1)模板DNAB、C(2)cDNA文庫中只含有胰島B細胞已轉錄(或已表達)的基因,而基因組文庫中含有這個人的全部基因(3分)(3)cDNA文庫(3分)(4)不同生物的DNA分子的雙螺旋結構相同生物界共用一套遺傳密碼5.(2019屆貴州遵義航天中學一模,39)抗生素能選擇性地作用于細菌體細胞DNA、 RNA和蛋白質合成系統(tǒng)的特定環(huán)節(jié),干擾細胞的代謝作用,妨礙生命活動或使其停止生長,甚至死亡。通過基因工程將抗生素基因轉入植物體內,可增強其抗細菌病的能力?;卮鹣铝袉栴}:(8分)(1)抗生素發(fā)揮作用的主要場所是。(2)在提取RNA時,提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的是,以mRNA為材料獲得DNA是構建文庫的主要方法。(3)若要使目的基因在受體細胞中表達,需要構建基因表達載體,包含、啟動子、終止子、復制原點。(4)導入植物體細胞通常用,原理是利用其菌體中質粒的T-DNA片段可的特點。(5)若獲得的轉基因植株(抗生素基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗細菌病的能力沒有提高,根據(jù)中心法則分析,其可能的原因是。答案(1)細胞質基質和核糖體(細胞質)(2)防止RNA被RNA酶水解cDNA(3)目的基因標記基因(4)農(nóng)桿菌轉化法轉移并整合到染色體DNA上(5)抗生素基因沒有轉錄或翻譯6.(2019屆廣東惠州第二次調研,38)回答下列與基因工程研究歷程有關的問題:(9分)(1)20世紀中葉,一系列基礎理論研究取得了重大突破,如艾弗里等人通過細菌的轉化實驗不僅證明了,還證明了。(2)接下來,技術發(fā)明使基因工程的實施成為可能。如的發(fā)現(xiàn)為DNA 的切割、連接創(chuàng)造了條件;為目的基因的體外大量擴增提供了可能。細菌中的質粒分松散型質粒和嚴謹型質粒。當宿主菌蛋白質合成停止時,嚴謹型質粒DNA復制隨之停止,松散型質粒DNA復制仍可進行。通常選用松散型質粒作為基因工程載體,原因是。(3)從哪種基因文庫中獲取的基因含有啟動子?(基因組文庫/cDNA文庫/基因組文庫和cDNA文庫)。(4)植物基因工程主要用于提高農(nóng)作物的抗逆能力,如抗蟲、抗病、抗干旱等;請寫出一種常用的抗蟲基因名稱。(5)培育轉基因抗逆新品種時最好要將目的基因插入植物細胞染色體的DNA上,理由是。答案(1)生物的遺傳物質是DNADNA可以從一種生物個體轉移到另一個生物個體(2)限制酶、DNA連接酶PCR技術(耐高溫的Taq酶的發(fā)現(xiàn))目的基因容易復制(目的基因的復制不容易受干擾)(2分,答“松散型質粒DNA復制仍可進行”給1分,因為這里強調質粒內的“目的基因容易復制”才是主要目的)(3)基因組文庫(4)Bt毒蛋白基因,蛋白酶抑制基因,淀粉酶抑制基因,植物凝集素基因(任答一種即可)(5)使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達(其他合理表述也可以)- 配套講稿:
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