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階段評估檢測(八) (選修3) (30分鐘　100分) 1.(14分)(2016全國卷Ⅲ)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性核酸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EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點是唯一的)。 根據基因工程的有關知識，回答下列問題： (1)經BamHⅠ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物的有_______________，不能表達的原因是________。 (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_________________。 【解題指南】(1)圖示信息：圖(a)中三種酶的識別序列，圖(b)中終止子、啟動子、圖(c)中目的基因的插入位置。 (2)關鍵知識：只有兩種限制性核酸內切酶剪切時識別的序列相同時，才能被DNA連接酶連接；啟動子是啟動目的基因轉錄的，終止子終止轉錄過程，插入二者之間的目的基因才能正常表達。 【解析】本題主要考查限制性核酸內切酶和DNA連接酶的作用及基因表達載體的構建。 (1)BamHⅠ和Sau3AⅠ的共同識別序列是—GATC—，二者切割形成的黏性末端相同，可以被DNA連接酶連接。 (2)在基因表達載體中，啟動子應位于目的基因的前端，終止子應位于目的基因的后端，這樣目的基因才能順利地轉錄并完成翻譯過程，即順利表達，圖中所示甲、丙均不符。 (3)常見的DNA連接酶有T4 DNA連接酶和Ecoli DNA連接酶，T4 DNA連接酶既能連接黏性末端，又能連接平末端。 答案：(1)Sau3AⅠ　兩種酶切割后產生的片段具有相同的黏性末端 (2)甲和丙　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(其他合理答案亦可) (3)Ecoli DNA連接酶　T4 DNA連接酶 T4 DNA連接酶 【加固訓練】 　　(2016海南高考)基因工程又稱為DNA重組技術，回答相關問題： (1)在基因工程中，獲取目的基因主要有兩大途徑，即_______和從_______中分離。 (2)利用某植物的成熟葉片為材料，同時構建cDNA文庫和基因組文庫，兩個文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數目比基因組文庫中的少，其原因是__________________________________。 (3)在基因表達載體中，啟動子是___________聚合酶識別并結合的部位。若采用原核生物作為基因表達載體的受體細胞，最常用的原核生物是_________。 (4)將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有________和_______顆粒。 【解析】本題主要考查目的基因的獲取方法、基因表達載體的構建方法、目的基因導入植物細胞的方法。 (1)在基因工程中，獲取目的基因主要有兩大途徑，既可在核苷酸序列已知的情況下人工合成，也可用限制酶對生物材料的DNA切割，再選取。 (2)cDNA文庫是由mRNA反轉錄獲得的，其中只含有葉細胞已轉錄(或已表達)的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因。 (3)在基因表達載體中，啟動子是RNA聚合酶識別并結合的部位。若采用原核生物作為基因表達載體的受體細胞，最常用的原核生物是大腸桿菌。 (4)將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有金粉和鎢粉顆粒。 答案：(1)人工合成　生物材料(其他合理答案亦可) (2)cDNA文庫中只含有葉細胞已轉錄(或已表達)的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因(其他合理答案亦可) (3)RNA　大腸桿菌(或細菌) (4)金粉　鎢粉 2.(12分)(2019撫州模擬)現代生物工程技術推動了醫(yī)藥學、免疫學等領域的發(fā)展，依據現代生物工程技術的相關知識和原理回答下列問題： (1)利用基因工程技術實現胰島素的批量生產是目前糖尿病治療的新思路，該過程中的關鍵操作環(huán)節(jié)是________，該環(huán)節(jié)目的是使胰島素基因_______________，同時，使其能夠表達和發(fā)揮作用。 (2)單克隆抗體的制備中，將經抗原免疫的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行融合，再用特定的選擇性培養(yǎng)基進行篩選，獲得雜交瘤細胞后，還需進行________培養(yǎng)和抗體陽性檢測，經過多次篩選，就能獲得能分泌單一抗體的雜交瘤細胞。最后獲得的雜交瘤細胞只能產生一種單一抗體的原因是____________。 (3)在胚胎工程中，胚胎移植前，通過_____________技術可獲得較多胚胎；移植后的胚胎能在受體子宮中存活的生理基礎是____________________。 【解析】(1)基因工程的核心步驟是構建基因表達載體，其目的是使得目的基因(胰島素基因)在受體細胞中穩(wěn)定存在并且可以遺傳給下一代，且在下一代能夠表達和發(fā)揮作用。 (2)單克隆抗體的制備過程中，獲得的雜交瘤細胞還需要進行克隆化培養(yǎng)和抗體陽性檢測，經過多次篩選后獲得能分泌單一抗體的雜交瘤細胞；最后獲得的雜交瘤細胞只能產生一種抗體的原因是其由一種B淋巴細胞和骨髓瘤細胞融合形成，而一種B淋巴細胞只能分泌一種特異性抗體。 (3)利用胚胎分割技術可以獲得多個相同的胚胎；由于受體子宮對外來胚胎基本不發(fā)生排斥反應，因此移植后的胚胎能在受體子宮中存活。 答案：(1)基因表達載體的構建　在受體細胞中穩(wěn)定存在并且可以遺傳給下一代 (2)克隆化　每一種B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體 (3)胚胎分割　受體子宮對外來胚胎基本不發(fā)生排斥反應 3.(12分)干擾素是治療癌癥的重要藥物，它必須從血液中提取，由于每升人血液中只能提取0.5 μg，所以價格昂貴。美國加利福尼亞的某生物制品公司用下圖的方式生產干擾素。試回答相關問題： (1)若要使獲得的轉基因牛乳汁中含有人干擾素，構建的基因表達載體必須包括：乳腺蛋白基因的啟動子、人干擾素基因、終止子________和復制原點等。將基因表達載體導入受精卵最有效的方法是_________________。 (2)通常情況下，對供體和受體母牛選擇后，要用激素進行_____________，并用激素對供體母牛做_____________處理。 (3)為了實現干擾素的批量生產，早期胚胎進行移植之前要進行質量檢測，并要求早期胚胎細胞中的性染色體組成為_______。選擇發(fā)育良好的囊胚或_______胚進行移植。為了提高胚胎利用效率，可在這兩個階段進行胚胎分割，胚胎分割可以看作動物_______(填“有性”或“無性”)繁殖的方法之一。 (4)近年來，關于胚胎干細胞的研究越來越多。胚胎干細胞具有發(fā)育的全能性，如圖所示的細胞A和細胞B分別是_______細胞、_______細胞，可以從這些細胞中獲得胚胎干細胞。 【解析】(1)基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因和復制原點。將目的基因導入動物細胞的最有效的方法是顯微注射技術。 (2)胚胎移植過程中要注意對供、受體母牛進行同期發(fā)情處理，同時要用促性腺激素對供體母牛進行超數排卵處理，以獲得更多的后代。 (3)因為需要從乳汁中提取藥物，所以應選擇性染色體組成為XX的雌性個體；胚胎分割是無性繁殖的方法之一。 (4)通常從早期胚胎的內細胞團或胎兒的原始性腺中獲得胚胎干細胞。 答案：(1)標記基因　顯微注射技術 (2)同期發(fā)情處理　超數排卵 (3)XX　桑椹　無性 (4)內細胞團　原始性腺 4.(12分)(2018海南高考)甜蛋白是一種高甜度的特殊蛋白質。為了改善黃瓜的品質，科學家采用農桿菌轉化法將一種甜蛋白基因成功導入黃瓜細胞，得到了轉基因植株。回答下列問題： (1)用農桿菌感染時，應優(yōu)先選用黃瓜_____________(填“受傷的”或“完好的”)葉片與含重組質粒的農桿菌共同培養(yǎng)，選用這種葉片的理由是_______。 (2)若在轉基因黃瓜中檢測到這種甜蛋白，則表明該重組質粒中_____________已轉移到植物細胞中且能夠表達；用該轉基因黃瓜的某一植株與一株非轉基因植株雜交，發(fā)現子代中含甜蛋白個體數與不含甜蛋白個體數之比為1∶1，則說明甜蛋白基因已經整合到_____________(填“核基因組”“線粒體基因組”或“葉綠體基因組”)中。 (3)假設某種轉基因作物因為受到病毒感染而減產，若要以該轉基因作物為材料獲得脫毒苗，應選用_______作為外植體進行組織培養(yǎng)。 (4)通常，基因工程操作主要有4個步驟，即目的基因獲取、重組表達載體的構建、將目的基因導入受體細胞、目的基因的檢測與鑒定。因此，基因工程的含義可概括為__________________________________________________。 【解析】(1)受傷的雙子葉植物如黃瓜葉片能分泌大量的酚類物質，吸引農桿菌向傷口處轉移。 (2)普通黃瓜原來沒有甜蛋白，如果在轉基因黃瓜中檢測到甜蛋白，說明甜蛋白基因已經轉移到黃瓜細胞內，并且得到表達。若甜蛋白基因整合到核基因組中，由于黃瓜為二倍體植物，其基因型可看作Aa(不含甜蛋白基因看作a)，與普通黃瓜(aa)雜交，后代性狀分離比為1∶1；若甜蛋白基因整合到線粒體或葉綠體基因組中，其遺傳具有母系遺傳的特點，要么后代全有此性狀(轉基因黃瓜作母本)要么后代都沒有此性狀(轉基因黃瓜作父本)。 (3)植物的根尖或莖尖沒有或很少有病毒，取這些部位的材料進行植物組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗。 (4)基因工程的含義是利用體外重組技術或轉基因技術，將一生物的特定基因轉移到另一種生物的基因組中，使后者體現出新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出新的生物類型和生物產品。 答案：(1)受傷的　葉片傷口處的細胞釋放出大量酚類物質，可吸引農桿菌移向這些細胞 (2)甜蛋白基因　核基因組　(3)莖尖 (4)按照人們的愿望進行設計，并通過體外重組和轉基因等技術，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出符合人們需要的新生物類型 5.(14分)(2018全國卷Ⅱ)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E1～E4四種限制酶產生的黏性末端各不相同。 回答下列問題： (1)據圖推斷，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。 【解析】(1)將甲插入質粒P0時，為了保證甲(L1-GFP融合基因)的完整性，應該選擇E1和E4兩種酶切割，并且把目的基因插入啟動子和終止子之間，從而使其能在受體細胞中表達。 (2)在牛皮膚細胞中觀察到了綠色熒光表明基因已表達，而基因的表達包括轉錄和翻譯兩個過程。 (3)由(4)題意可知，獲得含有L1-GFP融合基因(甲)的牛為克隆牛，需要用核移植技術，即將能夠產生綠色熒光細胞的細胞核移入去核卵母細胞中。 (4)檢測甲是否存在于牛的不同組織細胞中，可以采用PCR技術擴增，再用DNA分子雜交技術來檢測，PCR技術中模板是DNA，并不是RNA。 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DNA 6.(10分)(2019延邊模擬)Ⅱ型糖尿病病因復雜，多數是胰島素拮抗引起機體對胰島素的敏感性降低，而胰島素單克隆抗體可用于快速檢測血清胰島素的含量。請回答下列有關胰島素單克隆抗體制備的問題： (1)首先需要將人胰島素注射到健康成熟小鼠體內，其目的是獲取_________________細胞；再將該細胞與_________相融合，以制取雜交瘤細胞；其中誘導融合的常用生物誘導因素是___________。 (2)細胞融合實驗完成后，融合體系中除含有未融合的細胞和雜交瘤細胞外，可能還有____________________________等兩兩融合的細胞。細胞融合過程體現了細胞膜具有___________的特性。 (3)為檢驗得到的雜交瘤細胞能否分泌胰島素抗體，可用___________與從雜交瘤細胞培養(yǎng)液中提取的抗體雜交。在體外條件下，當培養(yǎng)的小鼠雜交瘤細胞達到一定密度時，需進行___________培養(yǎng)以得到更多數量的細胞。 (4)細胞融合技術的優(yōu)點是__________________________________。 【解析】(1)為了獲得能分泌抗人胰島素抗體的B細胞，應該先將人的胰島素作為抗原注射到小鼠體內；雜交瘤細胞是由能分泌抗人胰島素抗體的B細胞與骨髓瘤細胞誘導融合形成的，常用的生物誘導劑是滅活的病毒，此外也可以用物理或化學方法進行誘導。(2)若只考慮兩兩融合的情況，融合體系中存在三種融合細胞，即雜交瘤細胞、B細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞；兩種細胞能夠相互融合利用了細胞膜的流動性。(3)檢測雜交瘤細胞產生的胰島素抗體可以用抗原抗體雜交法，即用人的胰島素與從雜交瘤細胞培養(yǎng)液中提取的抗體雜交。小鼠雜交瘤細胞的培養(yǎng)屬于動物細胞培養(yǎng)技術，當細胞數量太多時，需要進行分瓶傳代培養(yǎng)，才能獲得更多的雜交瘤細胞，進而獲得更多的單克隆抗體。(4)動物細胞融合技術可以讓不同的細胞相互融合，突破了有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能。 答案：(1) 能分泌抗人胰島素抗體的B 小鼠骨髓瘤細胞　滅活的病毒 (2)B細胞相互融合形成的細胞、骨髓瘤細胞相互融合形成的細胞　流動性 (3)人胰島素　傳代 (4)突破了有性雜交的局限，使遠緣雜交成為可能 7.(12分)生態(tài)農業(yè)是指運用生態(tài)學原理，在環(huán)境與經濟協調發(fā)展的思想指導下，應用現代科學技術建立起來的多層次、多功能的綜合農業(yè)生產體系。例如：“?；~塘”和“豬沼果”(農戶養(yǎng)豬，豬糞發(fā)酵產沼氣，沼氣發(fā)電或做燃氣供家用，沼渣培育果林)生產模式。 請回答下列問題： (1)該農業(yè)生產體系實現了_______________和物質循環(huán)再生利用，充分利用了生態(tài)系統(tǒng)中的能量和物質。 (2)同碳元素一樣，氮元素在生物群落和無機環(huán)境之間也是不斷循環(huán)的，生產中還要往農田不斷施加氮肥，這與物質循環(huán)矛盾嗎？________，為什么？__________________________________。 (3)在生態(tài)農業(yè)體系中，農作物也會遭受有害動物的破壞，對有害動物進行防控的技術有多種。利用性引誘劑誘殺某種害蟲的雄性個體，破壞害蟲種群正常的_________，降低其種群密度，這種防治方法屬于_______，利用了生態(tài)系統(tǒng)的_______功能。 【解析】(1)“?；~塘”和“豬沼果”的生態(tài)模式下，豬的糞便、蠶沙、蠶蛹中的能量被充分利用，同時這些有機物被分解后產生的一些無機物又重新被植物利用，該農業(yè)生產體系實現了對能量的多級利用和物質循環(huán)再生利用，充分利用了生態(tài)系統(tǒng)中的能量和物質。 (2)同碳元素一樣，氮元素在生物群落和無機環(huán)境之間也是不斷循環(huán)的，生產中還要往農田不斷施加氮肥，這與物質循環(huán)不矛盾，因為農田土壤中的氮含量往往不足以使農作物高產，加之農產品源源不斷地自農田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都歸還土壤，所以需要施加氮肥(或農產品源源不斷地自農田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都歸還土壤，所以需要施加氮肥)。 (3)性外激素多是由雌蟲分泌并釋放，能引誘雄蟲前來交配。性引誘劑就是模仿雌蟲分泌的性外激素，用其來誘殺雄蟲，破壞害蟲種群正常的性別比例，降低其種群密度，這種防治方法屬于生物防治，利用了生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞功能。 答案：(1)對能量的多級利用　(2)不矛盾　農田土壤中的氮含量往往不足以使農作物高產，加之農產品源源不斷地自農田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都歸還土壤，所以需要施加氮肥(或農產品源源不斷地自農田生態(tài)系統(tǒng)輸出，其中的氮元素并不能都歸還土壤，所以需要施加氮肥)　(3)性別比例　生物防治　信息傳遞 8.(14分)(2019涼山州模擬)“今又生”是我國為數不多的首創(chuàng)基因治療藥物之一，其本質是利用腺病毒和人P53基因(抑癌基因)拼裝得到重組病毒。人的P53蛋白可對癌變前的DNA損傷進行修復，使其恢復正常，或誘導其進入休眠狀態(tài)或細胞凋亡，阻止細胞癌變?！敖裼稚钡妮d體采用第一代人5型腺病毒，其致病力很弱，其基因不整合到宿主細胞的基因組中，無遺傳毒性；載體經基因工程改造后，只對細胞實施一次感染，不能復制，不能污染。請回答下列問題： (1)在“今又生”的生產中，為了獲得更高的安全性能，在載體一般應具備的條件中，科學家選擇性地放棄了一般載體都應該具有的_____________。檢測P53基因的表達產物，還可以采用_______________技術。 (2)如果要獲取人類基因組中抑癌基因P53，可以采取的方法通常包括_________和通過化學方法人工合成。目的基因的大量擴增則可以采用_______________，該技術中需使用的一種特殊的酶是__________________。 (3)在研究中如果要獲得胚胎干細胞進行研究，則胚胎干細胞可來源于囊胚期的_______________或胎兒的原始性腺，也可以通過___________技術得到重組細胞后再進行相應處理獲得。在哺乳動物早期發(fā)育過程中，囊胚的后一個階段是__________________。 【解析】(1)為了防止載體的復制，需放棄載體中的復制原點；檢測外源基因的表達產物，可采取抗原-抗體雜交法。(2)獲取目的基因的方法有人工合成法和從基因文庫中獲取，目的基因擴增的方法是PCR技術，該技術中特殊的酶是耐高溫的Taq酶。(3)胚胎干細胞來源于囊胚期的內細胞團或胎兒的原始性腺，也可通過核移植技術得到重組細胞后經相應處理獲得，囊胚期的后一個階段是原腸胚期。 答案：(1)復制原點　抗原-抗體雜交 (2)從細胞中分離(或從基因文庫中提取) PCR技術　熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶) (3)內細胞團　核移植　原腸胚