专题10现代生物技术训练

1、（2012全国卷新课标版）40现代生物科技专题（15分）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：·（）限制性内切酶切割分子后产生的片段，其末端类型有 和 。（）质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下：为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是 。（）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，即（）基因工程中除质粒外，和也可作为运载体。（）若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是 。【解析】本题着重考查基因工程方面的知识。限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成

2、两种类型的末端，平末端和黏性末端。两种不同酶切割之后便于相连，所产生的黏性末端必须相同。coliDNA连接酶可以连接黏性末端，DNA连接酶可以连接两种末端，反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA，再合成双链DNA，利用技术进行大量扩增。基因工程中可以选用质粒，噬菌体、动植物病毒做载体。当受体细胞是细菌时，为了增大导入的成功率，常用Ca+处理，得到感受态细胞，此时细胞壁和细胞膜的通透性增大，容易吸收重组质粒。【答案】（）平末端和粘性末端 （）切割产生的DNA片段末端与EcoR切割产生的相同 （）coli （）mRNA 单链（聚合酶链式反应） （）动植物病毒噬菌体的衍生物 （）未处理的大肠

3、杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱（2012福建卷）32现代生物科技专题肺细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实验表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图。请回答：（）进行过程时，需用酶切开载体以插入let-7基因。载体应用RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7基因转录，该部位称为。（）进行过程时，需用酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。（）研究发现，let-7基因能影响RAS的表达，其影响机理如图。据图分析，可从细胞提取进行分子杂交，以直接检测let-7基因是否转录。肺癌

4、细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中（RASmRNA/RAS蛋白）含量减少引起的。【答案】（10分）（1）限制性核酸内切酶（或限制） 启动子（2）胰蛋白（3）RNA RAS蛋白【解析】（1）过程表示基因表达载体的构建，在该过程中需要用限制酶对载体进行切割以便于目的基因的插入（限制性核酸内切酶，简称限制酶，写其他的不得分）；启动子是一段特殊的DNA序列，是RNA聚合酶结合和识别的位点，RNA聚合酶结合到该位点，可驱动转录过程。（2）过程表示动物细胞培养，培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理，使之分散成单个的细胞，之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养。（3）判断目的基因是否在受体细胞中转录，可

5、用分子杂交技术来进行，从细胞中提取mRNA和用放射性同位素或者荧光标记的目的基因单链DNA片段进行杂交。根据题中信息“肺组织细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因RAS表达就增强，引发肺癌”导入let7基因后，肺癌细胞受到抑制，说明RAS基因表达减弱，导致细胞中的RAS蛋白质含量减少进而导致癌细胞受抑制。【试题点评】本题主要考查选修3中有关基因工程和细胞工程中的知识，涉及的知识点主要有表达载体的构建、目的基因的检测、动物细胞培养等。试题难度不大。（2012山东卷）35（8分）【生物现代生物科技专题】毛角蛋白型中间丝（KIF）基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIF基因的高绒质绒山羊的简单流

6、程如图。（）过程中最常用的运载工具是_，所需要的酶是限制酶和_。（）在过程中，用_处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中，将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中，CO2的作用是_。（）在过成中，用_处理以获取更多的卵（母）细胞。成熟卵（母）细胞在核移植前需要进行_处理。（）从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_。在胚胎移植前，通过_技术可获得较多胚胎。答案：（1）质粒   DNA 连接酶  （2）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶 ）   维持培养基（液）的pH（3）促性腺激素（或促滤泡素，孕马血清）&#

7、160;     去核  （4）（早期）胚胎培养     胚胎分割解析：本题综合考查基因工程的基本工具、动物细胞工程和胚胎工程的基础知识，考查识图、获取信息与处理信息的能力。基因工程所用的基本工具有限制性内切酶、DNA连接酶和运载体，其中，常用的运载体是质粒，也可用噬菌体衍生物和动植物病毒。在动物细胞工程中，若将动物组织分散成单个细胞，常用胰蛋白酶和胶原蛋白酶来处理；若进行核移植，需先对卵母细胞培养到M中期并做去核处理；动物细胞的培养需要无菌无毒条件，一定的营养条件，血浆血清和O2、CO2气体条件，其中的

8、气体CO2主要用于维持培养液的pH。在动物胚胎工程中，常用促性腺激素处理雌性个体而使其超数排卵；常采用核移植和早期胚胎培养技术获得重组胚胎，并进一步培育出克隆动物，常采用胚胎分割并移植技术获得更多的优良个体。（2012浙江卷）6天然的玫瑰没有蓝色花，这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B，而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。现用基因工程技术培育蓝玫瑰，下列操作正确的是A提取矮牵牛蓝色花的mRNA，经逆转录获得互补的DNA，再扩增基因BB利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D将基因B直接导入大肠杆菌，然后感染并转入玫瑰细

9、胞【答案】A【命题透析】通过特定的实例考查基因工程的相关概念及操作要领。【思路点拨】控制蓝色色素合成的基因B即为我们所需要的目的基因，可通过逆转录法获得基因B，再进行扩增以增加其数量；基因文库中保存的是各基因片段，提取时无须使用限制性核酸内切酶；为使目的基因在受体细胞中稳定存在且能向下一代遗传，应先在体外使用DNA连接酶构建基因表达载体，然后再导入大肠杆菌。 (2012·天津卷) 7.（13分）生物分子间的特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质-DNA复合体”获得DNA片段信息的过程图。据图回答：（1）过程酶作用的部位是 键，此过程只发生在非结合区DNA，过

10、程酶作用的部位是 键。（2）、两过程利用了酶的 特性。（3）若将得到的DNA片段用于构建重组质粒，需要过程的测序结果与 酶的识别序列进行对比，已确定选用何种酶。（4）如果复合体中的蛋白质为RNA酶聚合，则其识别、结合DNA序列位基因的 。（5）以下研究利用了生物分子间的特异性结合的有 （多选）A.分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提rRNA B.用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素C通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色体定位D将抑制成熟基因导入番茄，其mRNA与催化成熟酶基因的mRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟。【答案】（1）磷酸二酯键，肽键（2）专一（3）

11、限制性DNA内切酶 （4）启动子（5）ACD【解析】（1）DNA酶作用的部位是DNA的磷酸二酯键，蛋白酶作用的部位是肽键。（2）过程利用了各种酶催化一种或一类化学反应的特性，即专一性。（3）DNA要构建重组质粒，需要用限制性DNA内切酶切割，再与质粒重组。（4）RNA聚合酶识别和结合在基因的启动子上，才能驱动基因转录。（5）蛋白酶能特异性的酶解蛋白质，分子杂交手段也是利用各物质分子结合的特异性，抑制成熟基因转录出的mRNA与催化成熟酶基因的mRNA碱基互补结合，也具有特异性，光和色素易溶于有机溶剂，与酒精并不是特异性的溶解，所以选ABC。（2012四川卷）2.将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的

12、基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，通过发酵就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是A.发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物B.大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传C.大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤与尿嘧啶含量相等D.生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶【答案】B 【解析】A初级代谢产物是微生物生长必需的，而人的生长激素不是大肠杆菌必需的，帮A错。B可遗传的变异有基因突变、基因重组和染色体变异，大肠杆菌是原核生物，但其变异来源是基因重组。C基因为有遗传效应的DNA片段，不含有U。D转录时不需要形成磷酸二酯键，不需要DNA连接酶。 （2012江苏卷）32图1表示含有目的基因D

13、的DNA片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有Msp 、BamH 、Mbo 、Sma 4种限制性核酸内切酶切割的碱基序列和酶切位点分别为CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题：（1）图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由连接。（2）若用限制酶Sma 完全切割图1中DNA片段，产生的末端是末端，其产物长度为。（3）若图1中虚线方框内的碱基对被TA碱基对替换，那么基因D就突变为基因d。从杂合子分离出图1及其对应的DNA片段，用限制酶Sma 完全切割，产物中共有种不同DNA片段。（4）若将图2中质粒和目的基因D通过同种限制酶

14、处理后进行，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因D不能正确表达，其最可能的原因是。答案：（1）脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖（2）平537bp、790bp、661bp（3）4（4）BamH I 抗生素B同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因D与质粒反向连接解析：（1）DNA单链中相邻两个碱基之间通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接。（2）Sma I识别的序列为GGGCCC，切割后会产生平末端；图1所示的DNA分子中含有两个Sma I的识别位点，第一个识别位点在左端534b

15、p序列向右三个碱基对的位置；第二个识别位点在右端658bp序列向左三个碱基对的位置，从这两个位点切割后产生的DNA片段长度分别为534+3，796-3-3，658+3，即得到的DNA片段长度分别为537bp、790bp和661bp。（3）在杂合子体内含有基因D和基因d，基因D的序列中含有两个识别位点，经过SmaI完全切割会产生537bp、790bp和661bp三种不同长度的片段，基因d的序列中含有一个识别位点，经过切割后会产生1327bp和661bp两种长度的片段，综上，杂合子中分离到该基因的DNA片段经过切割后会产生4种不同长度的片段。（4）能够获取目的基因并切开质粒的限制酶有识别序列为GG

16、ATCC的BamH I和识别序列为GATC的Mbo I，若使用Mbo I会同时破坏质粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因，所以要用BamH I来切割目的基因和质粒，切割后保留了完整的抗生素B抗性基因，便于筛选出含有重组质粒的大肠杆菌。因为目的基因和运载体是用同种限制酶切割的，目的基因两端的末端和质粒切割后的两个末端都能进行互补，可能出现目的基因反向连接在运载体上的情况，导致基因D不能正确表达。（2012海南卷）31.【生物选修3：现代生物科技专题】（15分） 。已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体

17、内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。回答下列问题：（1）为了获得丙中蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙中蛋白质的 序列，据此可利用 方法合成目的基因。获得丙中蛋白质的基因还可用 、 方法。（2）在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用 酶和 。（3）将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗 的危害。（4）若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子 （填“含有”或“不含”）丙种蛋白质基因。【答案】(15分)（1）基因化学基因文库PCR（每

18、空2分，共8分，其他合理答案也给分）（2）限制 DNA连接（每空1分，共2分）中.教.网z.z.s.tep（3）乙种昆虫 （2分）（4）不含（3分）。【解析】（1）在已知蛋白质的氨基酸序列的情况下，可根据氨基酸和碱基的对应关系，推出合成该蛋白质的基因序列，然后用DNA合成仪通过化学方法来合成目的基因。此外也可以从基因文库中获取目的基因，也可通过PCR方法获取目的基因。（2）构建重组质粒时，需要用限制酶将运载体切开，并用DNA连接酶将目的基因连接到运载体上，从而构建基因表达载体。（3）愈伤组织中含有丙蛋白，说明丙蛋白的基因得到了表达，在培养成的植株体内也含有丙蛋白，乙昆虫食用丙蛋白后会死亡，则该

19、植株可抵抗乙昆虫的危害。（4）直接用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，仅仅在该叶片内部分细胞中能合成丙蛋白，该植株的种子和其他的营养器官均不含有重组质粒，也就不含有丙中蛋白质的基因。【试题点评】本题以农作物虫害防治为背景考查基因工程的操作流程、基因工程所用的工具、获取目的基因的方法、基因表达载体的构建、目的基因的筛选等内容，难度不大。（2012上海卷）(六)回答下列有关遗传信息传递和表达的问题。(10分)55如图18所示，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶E和F从基因组DNA上切下目的基因，并将之取代质粒pZHZ1(3.7kb，1kb=1000对碱基)上相应的EF区域 (0

20、.2kb)，那么所形成的重组质粒pZHZ2_。A既能被E也能被F切开 B能被E但不能被F切开C既不能被E也不能被F切开 D能被F但不能被E切开56已知在质粒pZHZl中，限制酶G切割位点距限制酶E切割位点08kb，限制酶H切割位点距限制酶F切割位点O5kb。若分别用限制酶G和H酶切两份重组质粒pZHZ2样 品，据表4所列酶切结果判断目的基因的大小为 kb；并将目的基因内部的限制酶G和H切割位点标注在图19中。 57若想在山羊的乳汁中收获上述目的基因的表达产物，则需将重组质粒pZHZ2导入至山羊的_细胞中。若pZHZ2进入细胞后插入在一条染色体DNA上，那么获得转基因纯合子山羊的方式是_。58上

21、述目的基因模板链中的。TGA序列对应一个密码子，翻译时识别该密码子的tRNA上相应的碱基序列是_。一般而言，一个核糖体可同时容纳_分子的tRNA。59下列四幅图中能正确反映目的基因转录产物内部结构的是_。TSS：转录起始位点，TTS：转录终止位点，STC：起始密码子，SPC：终止密码子【答案】55.A56.1.2 见右图57.受精卵 转基因山羊间相互交配58.UGA 2（或3）59.B【解析】55.用限制酶从基因组DNA上切下目的基因，并取代质粒pZHZ1(3.7kb，1kb=1000对碱基)上相应的EF区域 (0.2kb)，用DNA连接酶连接后形成重组质粒，则在重组质粒中仍然含有限制酶E和限

22、制酶F的切割位点，形成的重组质粒pZHZ2既能被E也能被F切开，故本题选A。56. 根据题中信息，原来质粒长度为3.7kb切去EF之间的还有3.5kb，插入目的基因后构成重组质粒，重组质粒长度为1.6+3.1=1.2+3.5=4.7kb，可推导出目的基因长度为1.2kb。重组质粒中G的切割位点距E的切割位点0.8kb，单独用限制酶G切割后产生1.6kb和3.1kb的两种片段，说明在重组质粒中除了图中标示出来的G酶识别位点外，还有一个G酶识别位点；H的酶切位点距F0.5kb，用H单独酶切产生1.2kb和3.5kb两种片段，说明在重组质粒中含有另外一个H的酶切位点，根据题中信息提示“将目的基因内部

23、的限制酶G和H的识别位点标注在图19中”，可确定在EF之间分别含有G和H的一个识别位点。可断定G的识别位点，在举例E点右侧0.8kb处，H的识别位点在距F左侧0.7kb处。57.将目的基因导入动物细胞中，通常以受精卵作为受体细胞，当受精卵发育成山羊后，在雌性山羊的乳汁中可以提取到目的基因的表达产物。重组质粒插入在一条染色体DNA上，可通过雌雄转基因山羊杂交的方法来获取转基因纯合子山羊。58.目的基因的模板连中碱基为TGA，则mRNA中对应的密码子为ACU，tRNA中的反密码子为UGA，在翻译的过程中，一个核糖体一般可以容纳两个tRNA携带氨基酸进入核糖体与mRNA进行互补配对，使得两个氨基酸之

24、间脱水缩合形成肽键，最多不会超过3个。59.基因转录产物为mRNA，作为基因开始转录形成的在mRNA上的转录起始位点和终止位点应在mRNA两端；作为起始密码子应在转录起始位点之后，终止密码子应在转录终止位点之前，这样才能保证翻译的正常开始和终止。【试题点评】本题综合考查基因工程的相关内容，涉及到基因工程常用工具酶的切割位点的确定、根据限制酶切割结果推断目的基因的长度、基因工程中常用的受体细胞、密码子反密码子的推导、起始密码子和终止密码子及转录起始位点和终止位点的位置等问题，综合性强，有一定难度。（但是本题有一个值得商榷探讨的地方，59题中转录起始位点和转录终止位点是位于DNA上的特殊序列，而题

25、目中是指mRNA。明显有问题。（2012广东卷）2.培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是A.组织培养 B.细胞杂交 C.显微注射 D.核移植【答案】 【解析】草莓植株分生区的细胞含病毒的量比较少，可以利用植物组织培养技术培养出脱毒幼苗。（2012浙江卷）31（12分）请根据以下提供的实验材料，完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路，并预测实验结果。实验材料：培养液、正常体细胞、癌细胞、W、胰蛋白酶。（要求与说明：答题时不考虑加入W后的体积变化等误差。提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且培养条件适宜）（1）实验思路： 取培养瓶若干个，分组如下：。每组设置若干个重复样品。 各组

26、样品在培养箱中培养一段合适的时间后，各取其中的几个样品，加入，摇匀，在显微镜下用血细胞计数板分别计数并记录细胞数。 重复若干次。 。（2）预测实验结果（用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示）：【答案】（1）A组：培养液中加入体细胞。B组：培养液中加入体细胞，加入W。C组：培养液中加入癌细胞。D组：培养液中加入癌细胞，加入W。胰蛋白酶统计并分析所得数据。（2）【命题透析】本题以实验设计的形式，综合考查了必修和选修的相关内容。【思路点拨】（1）本实验的目的是：完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路，有两个自变量：是否加入生物制剂W、动物细胞的种类。（2）设计时应遵循单一变量及对照实

27、验原则，进行重复实验可减少误差并使实验结果更为准确可靠，故分组时应分4组分别进行实验。（3）胰蛋白酶用来分解组织细胞间的蛋白质，使组织细胞相互分散开来，有利于细胞的分裂。（4）绘制曲线时，应注意横纵坐标及各组合的最终高度。（2012江苏卷）22下列事实能体现细胞全能性的是A棉花根尖细胞经诱导形成幼苗B单细胞的DNA在体外大量扩增C动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体D小鼠体细胞经诱导培育成小鼠答案： AD解析：证明细胞全能性的实例必须满足的三个条件：起点：高度分化的细胞；终点：形成完整的个体；外部条件：离体、营养物质等。B为分子克隆，C为细胞克隆。（2012江苏卷）31（1）2,4D常用于籼稻愈伤组织

28、的诱导， 对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需（填“升高”、“保持”或“降低”）2,4D的浓度。（2）当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但继续出芽，通常在培养基中添加，以促进幼苗形成。（3）研究中用显微镜可以观察到的现象是（填下列序号）。绿色芽点细胞排列松散刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离胚状体细胞中有叶绿体分化的愈伤组织的各细胞的形态大小一致（4）经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，叶绿素总量不变。某同学用（填序号：绿色红色蓝紫色黄色）光照射突变体和对照叶片，检测到

29、两者光合放氧差异不大。若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第条色素带（自上而下）窄于对照组。（5）胚乳（3n）由一个精子与两个极核受精发育而成。若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时晚年除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的，还可避免再生苗中混有。答案：31（1）降低（2）适量的生长素（3）（4）4（5）增殖与分化二倍体幼苗解析：2，4-D常用于植物愈伤组织的诱导和生长，但它趋向于抑制植物形态的发生，当愈伤组织再分化形成新的植株个体时，要减小2，4-D抑制植物形太发生的作用。所以在配制分化培养基时需降低2，4-D的浓度。根据题意，此时已经出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽。由于生长素有促进再分化过程中芽的生长，所以在培养基中添加适量的生长素，以促进幼苗形成。绿色芽点细胞为分生区细胞，排列紧密；刚融合的杂种细胞没有细胞壁，不可能发生质壁分离；愈伤组织细胞排列疏松无规则；再分化产生胚状体，需要光照刺激，会促进叶绿体的形成，可在光学显微镜下观察到叶绿体。色素具有不同的吸收光谱，叶绿素a、b主要吸收的是红光和蓝紫光。而对绿光和黄光吸收很少。在本题