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1、 現(xiàn)代生物科技專題選修三
專題一 基因工程
1.(2010·蘇州模擬)下圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化,圖中依次表示限制性內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是( )
A.①②③④ B.①②④③
C.①④②③ D.①④③②
解析:①是將一個DNA切成互補的兩個黏性末端,由限制性內(nèi)切酶發(fā)揮作用;DNA聚合酶是在DNA復(fù)制時發(fā)揮作用的(④是DNA復(fù)制); DNA連接酶是將兩個DNA片段連接在一起(②);解旋酶是將DNA分子雙鏈解成兩條互補的單鏈(③)。
答案:C
2.(2010·福州模擬)下圖是獲得抗蟲
2、棉的技術(shù)流程示意圖??敲顾乜剐曰?(kanr)常作為標(biāo)記基因,只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。下列敘述正確的是( )
A.構(gòu)建重組質(zhì)粒過程中需要限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶
B.愈傷組織的分化產(chǎn)生了不同基因型的植株
C.卡那霉素抗性基因(kanr)中有該過程所利用的限制性內(nèi)切酶的識別位點
D.抗蟲棉有性生殖后代能保持抗蟲性狀的穩(wěn)定遺傳
解析:質(zhì)粒與目的基因結(jié)合時需要用同一種限制性內(nèi)切酶切割,用DNA連接酶連接;愈傷組織由相同細(xì)胞分裂形成,分化后產(chǎn)生相同基因型的植株;卡那霉素抗性基因作為標(biāo)記基因不能有限制性內(nèi)切酶的切割位點;抗蟲棉有性生殖后代可能會發(fā)生性
3、狀分離,抗蟲性狀不一定能穩(wěn)定遺傳。
答案:A
3.(2010·汕頭模擬)蛋白質(zhì)工程與基因工程相比,其突出特點是 ( )
A.基因工程原則上能生產(chǎn)任何蛋白質(zhì)
B.蛋白質(zhì)工程能對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì)
C.蛋白質(zhì)工程可以不通過轉(zhuǎn)錄和翻譯來實現(xiàn)
D.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上,延伸出來的第三代基因工程
解析:蛋白質(zhì)工程通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求,是延伸出來的第二代基因工程。
答案:B
4.(2010·上海高考)人體細(xì)胞內(nèi)含有抑制癌癥發(fā)生的p53基因,生物技術(shù)可對此類基因的變化進(jìn)行檢測。
4、
(1)目的基因的獲取方法通常包括________和________。
(2)上圖表示從正常人和患者體內(nèi)獲取的p53基因的部分區(qū)域。與正常人相比,患者在該區(qū)域的堿基會發(fā)生改變,在上圖中用方框圈出發(fā)生改變的堿基對;這種變異被稱為________。
(3)已知限制酶E識別序列為CCGG,若用限制酶E分別完全切割正常人和患者的p53基因部分區(qū)域(見上圖),那么正常人的會被切成________個片段;而患者的則被切割成長度為________對堿基和________對堿基的兩種片段。
(4)如果某人的p53基因部分區(qū)域經(jīng)限制酶E完全切割后,共出現(xiàn)170、220、290和460堿基對的四種片段,那
5、么該人的基因型是________(以P+表示正?;?,P-表示異?;颉?
解析:(1)目的基因通常用從細(xì)胞中直接分離和通過化學(xué)方法人工合成的方法獲得。(2)對比正常人和患者p53基因部分區(qū)域的堿基對序列可知:正?;蛑械腃—G堿基對被T—A堿基對替換而成為異?;颉?3)由圖示知:正常人的p53基因部分區(qū)域有2個限制酶切割位點,用限制酶E對正常人的該基因區(qū)域進(jìn)行切割,將得到長度分別為290對堿基、170對堿基和220對堿基3個片段。異?;蛞驂A基替換而失去一個限制酶E的切割位點,故用限制酶E切割患者的p53基因部分區(qū)域,只能得到長度為460對堿基和220對堿基的2種片段。(4)若某人的該基
6、因區(qū)域用限制酶E完全切割后,共出現(xiàn)170、220、290和460堿基對4種片段。說明該人既有正?;?,又有異?;?,故該人基因型為P+P-。
答案:(1)從細(xì)胞中分離 通過化學(xué)方法人工合成
(2)見下圖
基因堿基對的替換(基因突變)
(3)3 460 220 (4)P+P-
5.下圖為某種質(zhì)粒表達(dá)載體簡圖,小箭頭所指分別為限制性內(nèi)切酶EcoRI、BamHI的酶切位點,ampR為青霉素抗性基因,tetR為四環(huán)素抗性基因,P為啟動子,T為終止子,ori為復(fù)制原點。已知目的基因的兩端分別包括有EcoRI、BamHI在內(nèi)的多種酶的酶切位點。
據(jù)圖回答:
(1)將含有目的基因的DN
7、A與質(zhì)粒表達(dá)載體分別用EcoRI酶切,酶切產(chǎn)物用DNA連接酶進(jìn)行連接后,其中由兩個DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有________、________、________三種。若要從這些連接產(chǎn)物中分離出重組質(zhì)粒,需要對這些連接產(chǎn)物進(jìn)行________。
(2)用上述3種連接產(chǎn)物與無任何抗藥性的原核宿主細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)化實驗。之后將這些宿主細(xì)胞接種到含四環(huán)素的培養(yǎng)基中,能生長的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是________;若接種到含青霉素的培養(yǎng)基中,能生長的原核宿主細(xì)胞所含有的連接產(chǎn)物是__________________。
(3)目的基因表達(dá)時,RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點是________,其合成
8、的產(chǎn)物是________。
(4)在上述實驗中,為了防止目的基因和質(zhì)粒表達(dá)載體在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意連接,酶切時應(yīng)選用的酶是__________________。
解析:在基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程中用同種限制酶來切割目的基因和質(zhì)粒,使之產(chǎn)生相同的黏性末端,以利于DNA片段的連接。將切割后的目的基因和質(zhì)粒,用DNA連接酶進(jìn)行連接,它們之間隨機連接,可有三種產(chǎn)物:目的基因—載體連接物、載體—載體連接物和目的基因—目的基因連接物。從圖中可以看出,目的基因的插入位點在抗四環(huán)素基因上,可推知:目的基因—載體連接物的抗四環(huán)素基因被破壞,喪失了抗四環(huán)素的能力,但保留了抗青霉素的能力;載體—載體連接物
9、既保留了抗四環(huán)素的能力也保留了抗青霉素的能力;目的基因—目的基因連接物既無抗青霉素基因也無抗四環(huán)素基因,不具備抗性。獲得DNA連接產(chǎn)物以后,必須通過篩選方能獲得所需的基因表達(dá)載體。導(dǎo)入宿主細(xì)胞后方能表達(dá)獲得基因產(chǎn)物。目的基因表達(dá)過程中,RNA聚合酶首先與啟動子結(jié)合,指導(dǎo)目的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA,mRNA再指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。從圖中可看出抗四環(huán)素基因上有兩個不同的切割位點,所以在實際操作過程中,為避免使切割后的末端任意連接,可用EcoRI和BamHI同時對目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行切割,使同一切割產(chǎn)物的黏性末端不同。
答案:(1)目的基因—載體連接物 載體—載體連接物 目的基因—目的基因連接物 分離純化
10、(其他合理答案也即可)
(2)載體—載體連接物 目的基因—載體連接物、載體—載體連接物
(3)啟動子 mRNA (4)EcoRI和BamHI
6.通過DNA重組技術(shù)使原有基因得以改造的動物稱為轉(zhuǎn)基因動物。運用這一技術(shù)使羊奶中含有人體蛋白質(zhì),下圖表示了這一技術(shù)的基本過程,在該工程中所用的基因“剪刀”能識別的序列和切點是—G↓GATCC—,請回答:
(1)從羊染色體中“剪下”羊蛋白質(zhì)基因的酶是________,人體蛋白質(zhì)基因“插入”后連接在羊體細(xì)胞染色體中需要的酶是________。
(2)請畫出質(zhì)粒被切割形成黏性末端的過程圖。
解析:(1)考查在基因工程中,科學(xué)家所用的“剪刀”、“針線”。(2)按堿基互補原則,寫出所給片段的互補部分,再按切割位點,將其分開,即。
答案:(1)限制性內(nèi)切酶 DNA連接酶
(2)