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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(diǎn) 考向 要求 5年考情 預(yù)測(cè)熱度 考題示例 素養(yǎng)要素 難度 1 基因工程的原理與技術(shù) 基因工程的原理及技術(shù) Ⅱ 2018課標(biāo)全國(guó) Ⅰ,38,15分 科學(xué)思維、生命觀念 易 ★★★ 2 基因工程的應(yīng)用與發(fā)展 基因工程的應(yīng)用 Ⅱ 2018課標(biāo)全國(guó) Ⅱ,38,15分 科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任 中 ★★★ 蛋白質(zhì)工程 Ⅰ ★☆☆ 3 DNA的粗提取與鑒定 DNA的粗提取與鑒定 實(shí)驗(yàn)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(shí)的重點(diǎn),也屬于高考命題的熱點(diǎn)之一。 考查內(nèi)容集中在基因工程特殊工具的作用和特點(diǎn)、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(shí)踐方面的應(yīng)用,其中限制酶的種類和作用是該考點(diǎn)的難點(diǎn);考查方式上,多以最新科技信息材料的形式,且常常結(jié)合細(xì)胞工程和胚胎工程進(jìn)行考查,預(yù)計(jì)2020年高考中這種命題趨勢(shì)還將繼續(xù)存在,復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)與細(xì)胞工程、胚胎工程的橫向聯(lián)系。 【真題典例】 破考點(diǎn) 考點(diǎn)一　基因工程的原理與技術(shù) 【考點(diǎn)集訓(xùn)】 考向　基因工程的原理及技術(shù) 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 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?cè)O(shè)計(jì)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?？梢詮幕蛭膸熘蝎@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(nèi)切酶和　　　　　　　,它們作用的化學(xué)鍵是　　　　　　　　。一個(gè)基因表達(dá)載體的組成,除目的基因和復(fù)制原點(diǎn)外,還必須有　　　　、　　　　以及標(biāo)記基因。 (4)B過程常用的是　　　　　　　　　技術(shù)。 (5)通常采用　　　　　　　　　　技術(shù)檢測(cè)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(dòng)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(jí)考試,41,8分)PCR技術(shù)(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))成為分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的一種常規(guī)手段,其與DNA體內(nèi)復(fù)制的比較如表所示,PCR反應(yīng)過程如圖所示,請(qǐng)回答下列問題: 原料 ATP DNA體內(nèi)復(fù)制 四種脫氧核苷酸 需要 PCR反應(yīng) 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(xì)胞中是在　　　　　　酶的作用下進(jìn)行的。 (2)當(dāng)溫度降低時(shí),引物與模板末端結(jié)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(yīng)合成DNA子鏈時(shí)能量來源于　　　　　　　　　　　　　　。 (3)通過PCR技術(shù)使DNA分子大量復(fù)制,若將一個(gè)用15N標(biāo)記的DNA分子放入試管中,以14N標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料,連續(xù)復(fù)制4次以后,則15N標(biāo)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:5CAAGGATCC3 3GTTCCTAGG5,如果它的引物1為5GGA—OH,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)5CAA—OH 考點(diǎn)二　基因工程的應(yīng)用與發(fā)展 【考點(diǎn)集訓(xùn)】 考向1　基因工程的應(yīng)用 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 1.(2019屆云南曲靖一中第一次月考,38,15分)α干擾素是由人的白細(xì)胞產(chǎn)生的一種蛋白質(zhì),是抗病毒的一類特效藥,人類利用基因工程技術(shù)已經(jīng)大批量生產(chǎn)α干擾素。請(qǐng)分析回答下列問題: (1)利用逆轉(zhuǎn)錄的方法合成α干擾素基因,不能從上皮細(xì)胞中提取mRNA,原因是　　　　　　　　　　　　　　　;這種方法合成的基因與細(xì)胞內(nèi)的基因相比,一般沒有　　　　　、啟動(dòng)子、終止子等結(jié)構(gòu)。 (2)根據(jù)α干擾素基因的脫氧核苷酸序列設(shè)計(jì)并合成引物,利用　　　　技術(shù)可得到大量的α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(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞時(shí),需用　　　　處理細(xì)胞使其成為　　　　　　細(xì)胞。 答案　(除特殊標(biāo)注外,每空2分,共15分)(1)上皮細(xì)胞中α干擾素基因不轉(zhuǎn)錄　內(nèi)含子　(2)PCR　(3)限制酶、DNA連接酶(3分)　質(zhì)?！?4)Ca2+　感受態(tài) 2.(2019屆福建三明一中高三開學(xué)考,52,14分)如圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過程示意圖,請(qǐng)據(jù)圖作答: (1)能否利用人的皮膚細(xì)胞來完成①過程?　　　　為什么?　　　　　　　　　　　　。 (2)過程②必需的酶是　　　　　酶,過程③在體外需要的條件是　　　　,過程④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(yù)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(fù)制原點(diǎn)外,還必須有　　　　　和　　　　　。 (5)圖中的D是基因工程中的受體細(xì)胞,為了使過程⑧更易進(jìn)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(dá),人的皮膚細(xì)胞中胰島素基因不能表達(dá),得不到胰島素　(2)反轉(zhuǎn)錄　加熱　熱穩(wěn)定的DNA聚合(Taq)　反轉(zhuǎn)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(biāo)記基因　啟動(dòng)子　終止子　(5)Ca2+ 考向2　蛋白質(zhì)工程 3.(2015課標(biāo)全國(guó)Ⅱ,40,15分,0.4173)已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P),該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,由305個(gè)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(zhì)(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。回答下列問題: (1)從上述資料可知,若要改變蛋白質(zhì)的功能,可以考慮對(duì)蛋白質(zhì)的　　　　　　　進(jìn)行改造。 (2)以P基因序列為基礎(chǔ),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(dá)時(shí)是遵循中心法則的,中心法則的全部?jī)?nèi)容包括　 的復(fù)制;以及遺傳信息在不同分子之間的流動(dòng),即:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程,其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā),通過　　　　　　　　　　和　　　　　　　　　　,進(jìn)而確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列,據(jù)此獲得基因,再經(jīng)表達(dá)、純化獲得蛋白質(zhì),之后還需要對(duì)蛋白質(zhì)的生物　　　　進(jìn)行鑒定。 答案　(1)氨基酸序列(或結(jié)構(gòu))(1分,其他合理答案也給分) (2)P　P1(每空2分,共4分)　DNA和RNA(或遺傳物質(zhì))(2分)　DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白質(zhì)(或轉(zhuǎn)錄、逆轉(zhuǎn)錄、翻譯)(3分) (3)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)　推測(cè)氨基酸序列(每空2分,共4分)　功能(1分) 考點(diǎn)三　DNA的粗提取與鑒定 【考點(diǎn)集訓(xùn)】 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(shí)驗(yàn)材料。請(qǐng)回答下列關(guān)于DNA粗提取和鑒定的問題: (1)使用雞血提取DNA時(shí),需在雞血中加入檸檬酸鈉,目的是　　　　　　　　　;在雞血細(xì)胞液中加入蒸餾水,目的是　　　　　　　　　。 (2)使用菜花提取DNA時(shí),需要研磨,研磨時(shí)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?jǐn)?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(shí),需要在　　　　條件下進(jìn)行,DNA與二苯胺反應(yīng)呈現(xiàn)　　　　色。 答案　(除標(biāo)注外,每空2分,共15分)(1)防止血液凝固　使雞血細(xì)胞破裂　(2)瓦解細(xì)胞膜　溶解DNA　(3)0.14　析出　(4)沸水浴　藍(lán)(1分) 過專題 【五年高考】 A組　統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組 1.(2018課標(biāo)全國(guó)Ⅰ,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(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)。該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外,還證明了 　　　　　　　　　　　(答出兩點(diǎn)即可)。 (2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2+參與的　　　方法導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)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(dǎo)入宿主細(xì)胞。在細(xì)菌、心肌細(xì)胞、葉肉細(xì)胞中,可作為重組噬菌體宿主細(xì)胞的是　　　。 (3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)時(shí),表達(dá)出的蛋白質(zhì)可能會(huì)被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用　　　　　　　的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,在蛋白質(zhì)純化的過程中應(yīng)添加　　　　的抑制劑。 答案　(1)體外重組的質(zhì)?？梢赃M(jìn)入受體細(xì)胞;真核生物基因可在原核細(xì)胞中表達(dá)　(2)轉(zhuǎn)化　外殼蛋白(或答噬菌體蛋白)　細(xì)菌　(3)蛋白酶缺陷型　蛋白酶 2.(2018課標(biāo)全國(guó)Ⅱ,38,15分)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會(huì)發(fā)出綠色熒光,這一特性可用于檢測(cè)細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。某科研團(tuán)隊(duì)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(jiǎn)稱為甲),并將其插入質(zhì)粒P0,構(gòu)建了真核表達(dá)載體P1,其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)的示意圖如下,圖中E1~E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同。 啟動(dòng)子 L1基因 GFP基因 終止子 　 　　　　 ↑E1　　　↑E2 ↑E3 ↑E4 回答下列問題: (1)據(jù)圖推斷,該團(tuán)隊(duì)在將甲插入質(zhì)粒P0時(shí),使用了兩種限制酶,這兩種酶是　　　　。使用這兩種酶進(jìn)行酶切是為了保證　　　　　　,也是為了保證　　　　　　　　　。 (2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后,若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光,則說明L1基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了　　　　和　　　　過程。 (3)為了獲得含有甲的牛,該團(tuán)隊(duì)需要做的工作包括:將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞的　　　　　　移入牛的　　 　　　　　　中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。 (4)為了檢測(cè)甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中,某同學(xué)用PCR方法進(jìn)行鑒定,在鑒定時(shí)應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)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(zhuǎn)錄　翻譯　(3)細(xì)胞核　去核卵母細(xì)胞　(4)核DNA 3.(2017課標(biāo)全國(guó)Ⅰ,38,15分)真核生物基因中通常有內(nèi)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(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列的機(jī)制。已知在人體中基因A(有內(nèi)含子)可以表達(dá)出某種特定蛋白(簡(jiǎn)稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}: (1)某同學(xué)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(xì)胞卻未得到蛋白A,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)若用家蠶作為表達(dá)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?yàn)榕c家蠶相比,大腸桿菌具有　　　　　　　　　　　(答出兩點(diǎn)即可)等優(yōu)點(diǎn)。 (4)若要檢測(cè)基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測(cè)物質(zhì)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(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為證明DNA是遺傳物質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn),也可以說是基因工程的先導(dǎo),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(nèi)含子,在大腸桿菌中,其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列不能被切除,無法表達(dá)出蛋白A (2)噬菌體　噬菌體的宿主是細(xì)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(gè)體轉(zhuǎn)移到另一種生物個(gè)體 4.(2017課標(biāo)全國(guó)Ⅱ,38,15分)幾丁質(zhì)是許多真菌細(xì)胞壁的重要成分,幾丁質(zhì)酶可催化幾丁質(zhì)水解。通過基因工程將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi),可增強(qiáng)其抗真菌病的能力。回答下列問題: (1)在進(jìn)行基因工程操作時(shí),若要從植物體中提取幾丁質(zhì)酶的mRNA,常選用嫩葉而不選用老葉作為實(shí)驗(yàn)材料,原因是　　　　　　　　　　　。提取RNA時(shí),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(xì)胞中表達(dá),需要通過質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出兩點(diǎn)即可)。 (4)當(dāng)幾丁質(zhì)酶基因和質(zhì)粒載體連接時(shí),DNA連接酶催化形成的化學(xué)鍵是　　　　　　　。 (5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(幾丁質(zhì)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(xì)胞易破碎　防止RNA降解　(2)在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下,以mRNA為模板按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則可以合成cDNA　(3)目的基因無復(fù)制原點(diǎn);目的基因無表達(dá)所需啟動(dòng)子　(4)磷酸二酯鍵　(5)目的基因的轉(zhuǎn)錄或翻譯異常 5.(2017課標(biāo)全國(guó)Ⅲ,38,15分)編碼蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五個(gè)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(dòng)子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),則所構(gòu)建的表達(dá)載體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞后不能翻譯出蛋白乙,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)某同學(xué)在用PCR技術(shù)獲取DNA片段B或D的過程中,在PCR反應(yīng)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(xì)胞增殖的作用,某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn):將一定量的含T淋巴細(xì)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(duì)照,培養(yǎng)并定期檢測(cè)T淋巴細(xì)胞濃度,結(jié)果如圖2。 ①由圖2可知:當(dāng)細(xì)胞濃度達(dá)到a時(shí),添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細(xì)胞濃度不再增加,此時(shí)若要使T淋巴細(xì)胞繼續(xù)增殖,可采用的方法是　　　　　　　　　　。細(xì)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　　　　　　　　　　。 ②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(huì)降低其刺激T淋巴細(xì)胞增殖的效果。 答案　(1)編碼乙的DNA序列起始端無ATG,轉(zhuǎn)錄出的mRNA無起始密碼子　(2)模板　dNTP　(3)①進(jìn)行細(xì)胞傳代培養(yǎng)　維持培養(yǎng)液的pH?、贑 6.(2016課標(biāo)全國(guó)Ⅰ,40,15分,0.587)某一質(zhì)粒載體如圖所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)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(zhì)粒載體用BamHⅠ酶切后,與用BamHⅠ酶切獲得的目的基因混合,加入DNA連接酶進(jìn)行連接反應(yīng),用得到的混合物直接轉(zhuǎn)化大腸桿菌。結(jié)果大腸桿菌有的未被轉(zhuǎn)化,有的被轉(zhuǎn)化。被轉(zhuǎn)化的大腸桿菌有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質(zhì)粒載體、含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒的大腸桿菌。回答下列問題: (1)質(zhì)粒載體作為基因工程的工具,應(yīng)具備的基本條件有　　　　　　　　(答出兩點(diǎn)即可),而作為基因表達(dá)載體,除滿足上述基本條件外,還需具有啟動(dòng)子和終止子。 (2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,在上述四種大腸桿菌細(xì)胞中,未被轉(zhuǎn)化的和僅含環(huán)狀目的基因的細(xì)胞是不能區(qū)分的,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;并且　　　　和　　　　　 　　　　　　　　　　　的細(xì)胞也是不能區(qū)分的,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在上述篩選的基礎(chǔ)上,若要篩選含有插入了目的基因的重組質(zhì)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(fù)制所需的原料來自　　　　。 答案　(1)能自我復(fù)制、具有標(biāo)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(zhǎng)　含有質(zhì)粒載體　含有插入了目的基因的重組質(zhì)粒(或答含有重組質(zhì)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(zhǎng)　四環(huán)素 (3)受體細(xì)胞 7.(2016課標(biāo)全國(guó)Ⅲ,40,15分,0.442)圖(a)中的三個(gè)DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制性內(nèi)切酶的識(shí)別序列與切割位點(diǎn),圖(b)為某種表達(dá)載體的示意圖(載體上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切點(diǎn)是唯一的)。 圖(a) 圖(b) 根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí),回答下列問題: (1)經(jīng)BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以與上述表達(dá)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(dá)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(xì)胞中表達(dá)目的基因產(chǎn)物的有　　　　,不能表達(dá)的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 圖(c) (3)DNA連接酶是將兩個(gè)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)Sau3AⅠ　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(dòng)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(zhuǎn)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(biāo)全國(guó)Ⅱ,40,15分,0.5599)植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性,其耐旱性與某個(gè)基因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因,并將其轉(zhuǎn)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?qū)朕r(nóng)桿菌,并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物　　　　的體細(xì)胞中,經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá),應(yīng)檢測(cè)此再生植株中該基因的　　　　,如果檢測(cè)結(jié)果呈陽性,再在田間試驗(yàn)中檢測(cè)植株的　　　　是否得到提高。 (4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)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3∶1時(shí),則可推測(cè)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(dá)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(9—10) 9.(2013課標(biāo)Ⅰ,40,15分,0.653)閱讀如下資料: 資料甲:科學(xué)家將牛生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈笫芫阎?得到了體型巨大的“超級(jí)小鼠”;科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出轉(zhuǎn)基因煙草。 資料乙:T4溶菌酶在溫度較高時(shí)易失去活性。科學(xué)家對(duì)編碼T4溶菌酶的基因進(jìn)行了改造,使其表達(dá)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(gè)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(gè)雌性個(gè)體,科學(xué)家將兔甲受精卵發(fā)育成的胚胎移植到兔乙體內(nèi),成功產(chǎn)出兔甲的后代,證實(shí)了同一物種的胚胎可在不同個(gè)體的體內(nèi)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(dá)載體導(dǎo)入小鼠的受精卵中常用　　　　　法。構(gòu)建基因表達(dá)載體常用的工具酶是　　　　　　　和　　　　　　　。在培育有些轉(zhuǎn)基因植物時(shí),常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,農(nóng)桿菌的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)資料乙中的技術(shù)屬于　　　　工程的范疇。該工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成,對(duì)　　　　　　　進(jìn)行改造,或制造一種　　　　的技術(shù)。在該實(shí)例中,引起T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)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(gè)雌性動(dòng)物體內(nèi),使之繼續(xù)發(fā)育成新個(gè)體的技術(shù)。在資料丙的實(shí)例中,兔甲稱為　　　　體,兔乙稱為　　　　體。 答案　(1)顯微注射　限制性內(nèi)切酶　DNA連接酶　農(nóng)桿菌可感染植物,將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中 (2)蛋白質(zhì)　現(xiàn)有的蛋白質(zhì)　新蛋白質(zhì)　氨基酸 (3)同　供　受 10.(2012課標(biāo),40,15分)根據(jù)基因工程的有關(guān)知識(shí),回答下列問題: (1)限制性內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段,其末端類型有　　　　和　　　　。 (2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如下: AATTC……G G……CTTAA 為使運(yùn)載體與目的基因相連,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,還可用另一種限制性內(nèi)切酶切割,該酶必須具有的特點(diǎn)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(zhuǎn)錄作用的模板是　　　　,產(chǎn)物是　　　　。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,常采用　　　　技術(shù)。 (5)基因工程中除質(zhì)粒外,　　　　和　　　　也可作為運(yùn)載體。 (6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)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(xì)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EcoRⅠ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(dòng)植物病毒(其他合理答案也可) (6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)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α-淀粉酶,研究人員從某種海洋細(xì)菌中克隆了α-淀粉酶基因(1 656個(gè)堿基對(duì)),利用基因工程大量制備α-淀粉酶,實(shí)驗(yàn)流程見圖。請(qǐng)回答下列問題: (1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增α-淀粉酶基因前,需先獲得細(xì)菌的　　　　　　　。 (2)為了便于擴(kuò)增的DNA片段與表達(dá)載體連接,需在引物的　　　　端加上限制性酶切位點(diǎn),且常在兩條引物上設(shè)計(jì)加入不同的限制性酶切位點(diǎn),主要目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)進(jìn)行擴(kuò)增時(shí),反應(yīng)的溫度和時(shí)間需根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)定,下列選項(xiàng)中　　　的設(shè)定與引物有關(guān),　　　　的設(shè)定與擴(kuò)增片段的長(zhǎng)度有關(guān)。(填序號(hào)) ①變性溫度?、谕嘶饻囟取、垩由鞙囟取、茏冃詴r(shí)間 ⑤退火時(shí)間?、扪由鞎r(shí)間 (4)下圖表示篩選獲得的工程菌中編碼α-淀粉酶的mRNA 的部分堿基序列: 5-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU……-3 圖中虛線框內(nèi)mRNA片段包含　　　　　個(gè)密碼子,如虛線框后的序列未知,預(yù)測(cè)虛線框后的第一個(gè)密碼子最多有　　　　種。 (5)獲得工程菌表達(dá)的α-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(cè)定酶活性,結(jié)果如下: 緩沖液 50 mmol/L Na2HPO4 -KH2PO4 50 mmol/L Tris-HCl 50 mmol/L Gly-NaOH pH 6.0 6.5 7.0 7.5 7.5 8.0 8.5 9.0 9.0 9.5 10.0 10. 5 酶相對(duì) 活性% 25.4 40.2 49.8 63.2 70.1 95.5 99.5 85.3 68.1 63.7 41.5 20.8 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,初步判斷該α-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(dá)載體,減少自連 (3)②　⑥　(4)8　13 (5)pH為8.5,緩沖液為50 mmol/L Tirs-HCl 2.(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(guó)科學(xué)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(xì)胞內(nèi)的增殖能力。以病毒RNA為模板,逆轉(zhuǎn)錄成對(duì)應(yīng)DNA后,利用　　　　技術(shù)擴(kuò)增,并將其中某些基因(不包括表面抗原基因)內(nèi)個(gè)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(dá)時(shí)不能合成完整長(zhǎng)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(xì)胞。設(shè)計(jì)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(duì)結(jié)合,并可攜帶一個(gè)非天然氨基酸(Uaa)。將該基因與　　　　連接后導(dǎo)入宿主細(xì)胞。提取宿主細(xì)胞的　　　　進(jìn)行分子雜交鑒定,篩選獲得成功表達(dá)上述tRNA的轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞。 (3)利用轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞制備疫苗。將(1)中的重組質(zhì)粒導(dǎo)入(2)中的轉(zhuǎn)基因宿主細(xì)胞,并在補(bǔ)加　　　　　　　　的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng),則該宿主細(xì)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(shí),識(shí)別其啟動(dòng)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(xì)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(shì)之一是可引起　　　　免疫,增強(qiáng)免疫保護(hù)效果。 答案　(共14分) (1)PCR　多肽(或蛋白質(zhì)) (2)載體　總RNA (3)非天然氨基酸(Uaa)　D (4)細(xì)胞 教師用書專用(3—4) 3.(2017天津理綜,9Ⅰ,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(zhuǎn)基因植株,為使其獲得抗除草劑性狀,需依次進(jìn)行步驟Ⅰ、Ⅱ試驗(yàn)。 Ⅰ.獲得抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米自交系A(chǔ),技術(shù)路線如下圖。 (1)為防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化,構(gòu)建表達(dá)載體需用2種限制酶,選擇的原則是　　　　(單選)。 ①Ti質(zhì)粒內(nèi),每種限制酶只有一個(gè)切割位點(diǎn) ②G基因編碼蛋白質(zhì)的序列中,每種限制酶只有一個(gè)切割位點(diǎn) ③酶切后,G基因形成的兩個(gè)黏性末端序列不相同 ④酶切后,Ti質(zhì)粒形成的兩個(gè)黏性末端序列相同 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ (2)下表是4種玉米自交系幼胚組織培養(yǎng)不同階段的結(jié)果。據(jù)表可知,細(xì)胞脫分化時(shí)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(zhuǎn)化受體。 激素結(jié)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(dǎo)率(%) 甲 99 13 90 乙 85 80 87 丙 88 83 12 丁 16 85 83 (3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化愈傷組織時(shí),T-DNA攜帶插入其內(nèi)的片段轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞。篩選轉(zhuǎn)化的愈傷組織,需使用含　　　　的選擇培養(yǎng)基。 (4)轉(zhuǎn)化過程中,愈傷組織表面常殘留農(nóng)桿菌,導(dǎo)致未轉(zhuǎn)化愈傷組織也可能在選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。含有內(nèi)含子的報(bào)告基因只能在真核生物中正確表達(dá),其產(chǎn)物能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍(lán)色。用K分別處理以下愈傷組織,出現(xiàn)藍(lán)色的是　　　　(多選)。 A.無農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織 B.無農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織 C.農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織 D.農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織 (5)組織培養(yǎng)獲得的轉(zhuǎn)基因植株(核DNA中僅插入一個(gè)G基因)進(jìn)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(chǔ)。 答案　(共12分)(1)A　(2)2,4-D　乙　(3)除草劑　(4)BD　(5)13 4.(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(jié)合蛋白,某研究小組計(jì)劃通過多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴(kuò)增獲得目的基因,構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌,用于重金屬廢水的凈化處理。PCR擴(kuò)增過程示意圖如下,請(qǐng)回答下列問題: (1)從高表達(dá)MT蛋白的生物組織中提取mRNA,通過　　　獲得　　　　用于PCR擴(kuò)增。 (2)設(shè)計(jì)一對(duì)與MT基因兩端序列互補(bǔ)配對(duì)的引物(引物1和引物2),為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒,在引物中需要增加適當(dāng)?shù)摹　　　　　　　　∥稽c(diǎn)。設(shè)計(jì)引物時(shí)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(gè)步驟組成一輪循環(huán)。 (4)PCR擴(kuò)增時(shí),退火溫度的設(shè)定是成敗的關(guān)鍵。退火溫度過高會(huì)破壞　　　　　　　的堿基配對(duì)。退火溫度的設(shè)定與引物長(zhǎng)度、堿基組成有關(guān),長(zhǎng)度相同但　　　　　　的引物需要設(shè)定更高的退火溫度。 (5)如果PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物,則可以采取的改進(jìn)措施有　　　　(填序號(hào):①升高退火溫度　②降低退火溫度?、壑匦略O(shè)計(jì)引物)。 答案　(8分)(1)逆轉(zhuǎn)錄　cDNA　(2)限制性核酸內(nèi)切酶　堿基互補(bǔ)配對(duì)　(3)變性　(4)引物與模板　GC含量高　(5)②③ 【三年模擬】 非選擇題(共65分) 1.(2019屆福建三明一中高三開學(xué)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(zhì)基因(簡(jiǎn)稱Bt基因)及形成轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的圖解。請(qǐng)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(jìn)行圖中b過程時(shí),由我國(guó)科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)的十分簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的方法是　　　　　　　　　,此外,也經(jīng)常采用　　　　　　　　法。若要培育轉(zhuǎn)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(biāo)記的　　　　　　　　　　　　　作探針進(jìn)行分子雜交測(cè)試,又要在個(gè)體水平上鑒定,后者具體過程是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)活化的毒性物質(zhì)應(yīng)是一種　　　　分子,可以全部或部分嵌合于昆蟲的細(xì)胞膜上,使細(xì)胞膜產(chǎn)生孔道,導(dǎo)致細(xì)胞由于滲透平衡的破壞而破裂。 答案　(8分,除標(biāo)注外每空1分)(1)限制性核酸內(nèi)切酶　(2)花粉管通道法　農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化　顯微注射　(3)殺蟲晶體蛋白質(zhì)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(guó)語大學(xué)附校第二次月考,38)“雜交水稻之父”袁隆平領(lǐng)導(dǎo)的海水稻團(tuán)隊(duì)于今年5月在迪拜熱帶沙漠種植的海水稻測(cè)產(chǎn)成功,最高畝產(chǎn)超過500公斤。引起全世界廣泛關(guān)注?；卮鹣铝袉栴}:(15分) (1)若培育轉(zhuǎn)基因海水稻,可將耐鹽基因?qū)敫弋a(chǎn)水稻細(xì)胞內(nèi)培育。要大量獲得耐鹽基因可采用　　　　技術(shù)。構(gòu)建的　　　　　　　　　　　中通常含有標(biāo)記基因,標(biāo)記基因的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)將耐鹽基因?qū)胨炯?xì)胞常用的方法是　　　　　　　　　;檢測(cè)耐鹽基因是否在水稻細(xì)胞內(nèi)中轉(zhuǎn)錄成功,通常采用　　　　　　技術(shù)檢測(cè)。 (3)目前,以袁隆平院士為首的科研團(tuán)隊(duì)利用雜種優(yōu)勢(shì)提高產(chǎn)量?；蚬こ碳夹g(shù)相對(duì)于雜交育種的突出優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù),耐鹽基因能在水稻細(xì)胞或其他細(xì)胞中成功表達(dá)的原因是　。 答案　(除標(biāo)注外,每空2分,15分)(1)PCR　基因表達(dá)載體　鑒定并篩選目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞　(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　分子雜交　(3)克服遠(yuǎn)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(xué)期中,38)油菜籽中蛋白質(zhì)和油脂的相對(duì)含量,與酶1和酶2對(duì)共同底物丙酮酸的競(jìng)爭(zhēng)有關(guān)。酶1促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成,酶2促進(jìn)油脂的合成。通過生物工程技術(shù)對(duì)油菜進(jìn)行改造,以得到含有基因A的油菜,流程圖如下。請(qǐng)據(jù)圖作答:(15分) (1)上述過程中運(yùn)用的生物工程技術(shù)有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)通過從基因文庫中獲取、　　　　　　　　　或人工化學(xué)合成等方法,都可獲取目的基因A。 (3)過程④中要防止雜菌污染的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。通過過程④得到的油菜植株中,所有細(xì)胞　　　　　(填“一定”“不一定”或“一定不”)含有基因A,原因是　 　。 (4)已知轉(zhuǎn)錄時(shí)基因A的模板鏈與酶1基因的模板鏈互補(bǔ)。相對(duì)普通油菜,含基因A的油菜籽粒油脂含量顯著提高,其機(jī)理可能是基因A轉(zhuǎn)錄的mRNA與酶1基因轉(zhuǎn)錄的mRNA互補(bǔ),阻礙了酶1基因的　　　　過程,降低了酶1含量,酶2對(duì)丙酮酸的競(jìng)爭(zhēng)增強(qiáng),促進(jìn)了油脂合成。 答案　(1)轉(zhuǎn)基因技術(shù)和植物組織培養(yǎng)技術(shù)(3分)　(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增　(3)雜菌會(huì)競(jìng)爭(zhēng)培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),還可能產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)(3分)　不一定　農(nóng)桿菌不一定感染外植體的每個(gè)細(xì)胞,從而使每個(gè)細(xì)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(xué)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(guān)問題:(10分) (1)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí),需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)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(shù)以題圖的DNA片段為模板擴(kuò)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(xì)胞為材料,同時(shí)構(gòu)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(nèi)含子,轉(zhuǎn)錄后內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的RNA序列會(huì)被切除,而大腸桿菌沒有相應(yīng)機(jī)制。故想讓大腸桿菌表達(dá)出人胰島素,應(yīng)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(dá)角度分析基因工程能夠成功的兩個(gè)原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)模板DNA　B、C　(2)cDNA文庫中只含有胰島B細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄(或已表達(dá))的基因,而基因組文庫中含有這個(gè)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(jié)構(gòu)相同　生物界共用一套遺傳密碼 5.(2019屆貴州遵義航天中學(xué)一模,39)抗生素能選擇性地作用于細(xì)菌體細(xì)胞DNA、 RNA和蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)的特定環(huán)節(jié),干擾細(xì)胞的代謝作用,妨礙生命活動(dòng)或使其停止生長(zhǎng),甚至死亡。通過基因工程將抗生素基因轉(zhuǎn)入植物體內(nèi),可增強(qiáng)其抗細(xì)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(chǎng)所是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)在提取RNA時(shí),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(gòu)建　　　　文庫的主要方法。 (3)若要使目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá),需要構(gòu)建基因表達(dá)載體,包含　　　　　　、　　　　　　、啟動(dòng)子、終止子、復(fù)制原點(diǎn)。 (4)導(dǎo)入植物體細(xì)胞通常用　　　　　　　,原理是利用其菌體中質(zhì)粒的T-DNA片段可　　　　　　　　　　　　　的特點(diǎn)。 (5)若獲得的轉(zhuǎn)基因植株(抗生素基因已經(jīng)整合到植物的基因組中)抗細(xì)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(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和核糖體(細(xì)胞質(zhì))　(2)防止RNA被RNA酶水解　cDNA　(3)目的基因　標(biāo)記基因　(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　轉(zhuǎn)移并整合到染色體DNA上　(5)抗生素基因沒有轉(zhuǎn)錄或翻譯 6.(2019屆廣東惠州第二次調(diào)研,38)回答下列與基因工程研究歷程有關(guān)的問題:(9分) (1)20世紀(jì)中葉,一系列基礎(chǔ)理論研究取得了重大突破,如艾弗里等人通過細(xì)菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)不僅證明了　　　　　　　　　　　　　　,還證明了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)接下來,技術(shù)發(fā)明使基因工程的實(shí)施成為可能。 ①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(kuò)增提供了可能。 ②細(xì)菌中的質(zhì)粒分松散型質(zhì)粒和嚴(yán)謹(jǐn)型質(zhì)粒。當(dāng)宿主菌蛋白質(zhì)合成停止時(shí),嚴(yán)謹(jǐn)型質(zhì)粒DNA復(fù)制隨之停止,松散型質(zhì)粒DNA復(fù)制仍可進(jìn)行。通常選用松散型質(zhì)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(dòng)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(qǐng)寫出一種常用的抗蟲基因名稱?！　　　　　　　　　? (5)培育轉(zhuǎn)基因抗逆新品種時(shí)最好要將目的基因插入植物細(xì)胞染色體的DNA上,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)生物的遺傳物質(zhì)是DNA　DNA可以從一種生物個(gè)體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)生物個(gè)體　(2)限制酶、DNA連接酶　PCR技術(shù)(耐高溫的Taq酶的發(fā)現(xiàn))　目的基因容易復(fù)制(目的基因的復(fù)制不容易受干擾)(2分,答“松散型質(zhì)粒DNA復(fù)制仍可進(jìn)行”給1分,因?yàn)檫@里強(qiáng)調(diào)質(zhì)粒內(nèi)的“目的基因容易復(fù)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(dá)(其他合理表述也可以)