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文档简介
专题18基因工程
12.(2023届陕西省西安市莲湖区高三上学期第一次调研模拟生物试题)丙型肝炎病毒
(HCV)是一种RNA病毒,可使人患肝炎。实验小组为了研究基因工程菌的口服接种免疫
预防效果,初步观察了经口服途径接种以pMAL为质粒构建的含HCV基因重组质粒的大肠
杆菌后小鼠体内的免疫反应,回答下列问题:
(1)实验室获得HCV基因时要先获得HCV的遗传物质,然后在酶的作用下合成DNA
分子,构建重组质粒时需要用同种限制酶切割质粒分子和含目的基因的DNA片段,其目的
是。
(2)导入小鼠体细胞内的HCV基因需要依次经过两个过程合成抗原蛋白,检测小鼠
体内是否产生相应抗体的方法是。
(3)将重组质粒导入大肠杆菌时,要用Ca2+处理大肠杆菌制备细胞,以使细胞处于
一种的生理状态。
(4)为检测基因工程菌的口服接种的免疫预防效果,该小组设计的实验组为口服适量的
,该实验还需要另外设计两组对照组,分别为:对照组①为;对照组②为口服等
量的蒸储水。
【答案】(1)①.逆转录②.使质粒和含目的基因的DNA片段产生相同的黏性末
端
(2)①.转录和翻译②.抗原一抗体杂交法
(3)①.感受态②.能吸收周围环境中DNA分子
(4)①.以pMAL为质粒构建的含HCV基因重组质粒的大肠杆菌②.口服等量的
含pMAL质粒的大肠杆菌
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动了、
终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导
入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最
有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否
插入目的基因-DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA-分子杂交技术;
③检测目的基因是否翻译成蛋白质-抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗
病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
丙型肝炎病毒(HCV)是一种RNA病毒,其遗传物质是RNA,实验过程中选用的是与其
RNA对应的相关DNA片段,因此,实验室获得HCV基因时要先获得HCV的遗传物质,
然后在逆转录酶的作用下合成DNA分子,构建重组质粒时需要用同种限制酶切割质粒分
子和含目的基因的DNA片段,这样可以使质粒和含目的基因的DNA片段产生相同的黏性
末端,进而能够实现连接。
【小问2详解】
基因能控制蛋白质的生物合成,需要经过转录和翻译两个过程,因此,导入小鼠体细胞内的
HCV基因需要依次经过转录和翻译两个过程合成抗原蛋白,检测小鼠体内是否产生相应抗
体,即是否有相应的抗体蛋白可用的检测方法是抗原一抗体杂交法,若出现杂交带,则说明
实验成功。
【小问3详解】
将重组质粒导入大肠杆菌时,为了提高转化率,要用Ca2+处理大肠杆菌使其成为感受态细
胞,感受态细胞容易吸收周围环境中的DNA分子,即感受态细胞处于一种能吸收周围环境
中DNA分子的生理状态,保证目的基因的成功导入。
【小问4详解】
为检测基因工程菌的口服接种的免疫预防效果,该小组设计的实验组为口服适量的含有以
pMAL为质粒构建的含HCV基因重组质粒的大肠杆菌,该实验还需要另外设计两组对照组,
分别为:对照组①为口服等量的含pMAL质粒的大肠杆菌;对照组②为口服等量的蒸储水,
前者是为了排除含有正常质粒的大肠杆菌的作用,后者是为了排除实验本身的作用,若实验
组小鼠相应的抗体含量高,则说明该工程菌有较好的免疫效果。
【点睛】熟知基因工程的原理和操作流程是解答本题的关键,明确实验的目的是解答本题
的前提,掌握基因工程在实践中的应用是解答本题的另一关键。
3.(2023届陕西省西安市临潼区高三上学期第一次调研模拟生物试题)下列有关质粒的叙
述,不正确的是()
A.质粒分子中含有A、U、G、C四种碱基
B.质粒是基因工程中常用的运载体
C.某些真核细胞中也有质粒
D.质粒中的每个五碳糖都与两个磷酸基团相连接
【答案】A
【解析】
【分析】质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的
双链环状DNA分子。常用作基因工程的运载体。
【详解】A、质粒的本质是DNA,不含U,A错误;
B、基因工程常用的运载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒,B正确;
C、某些真核生物也有质粒,如酵母菌,C正确;
D、质粒是环状DNA构成的,DNA中每个五碳糖都与两个磷酸基团相连接,D正确。
故选Ao
12.(2023届陕西省西安市临潼区高三上学期第一次调研模拟生物试题)丙型肝炎病毒
(HCV)是一种RNA病毒,可使人患肝炎。实验小组为了研究基因工程菌的口服接种免疫
预防效果,初步观察了经口服途径接种以pMAL为质粒构建的含HCV基因重组质粒的大肠
杆菌后小鼠体内的免疫反应,回答下列问题:
(1)实验室获得HCV基因时要先获得HCV的遗传物质,然后在酶的作用下合成DNA
分子,构建重组质粒时需要用同种限制酶切割质粒分子和含目的基因的DNA片段,其目的
是。
(2)导入小鼠体细胞内的HCV基因需要依次经过两个过程合成抗原蛋白,检测小鼠
体内是否产生相应抗体的方法是。
(3)将重组质粒导入大肠杆菌时,要用Ca2+处理大肠杆菌制备细胞,以使细胞处于
一种的生理状态。
(4)为检测基因工程菌的口服接种的免疫预防效果,该小组设计的实验组为口服适量的
,该实验还需要另外设计两组对照组,分别为:对照组①为;对照组②为口服等
量的蒸储水。
【答案】(1)①.逆转录②.使质粒和含目的基因的DNA片段产生相同的黏性末
端
(2)①.转录和翻译②.抗原一抗体杂交法
(3)①.感受态②.能吸收周围环境中DNA分子
(4)①.以pMAL为质粒构建的含HCV基因重组质粒的大肠杆菌②.口服等量的
含pMAL质粒的大肠杆菌
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、
终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导
入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最
有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否
插入目的基因-DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA-分子杂交技术;
③检测目的基因是否翻译成蛋白质-抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗
病鉴定、活性鉴定等。
【小问1详解】
丙型肝炎病毒(HCV)是一种RNA病毒,其遗传物质是RNA,实验过程中选用的是与其
RNA对应的相关DNA片段,因此,实验室获得HCV基因时要先获得HCV的遗传物质,
然后在逆转录酶的作用下合成DNA分子,构建重组质粒时需要用同种限制酶切割质粒分
子和含目的基因的DNA片段,这样可以使质粒和含目的基因的DNA片段产生相同的黏性
末端,进而能够实现连接。
【小问2详解】
基因能控制蛋白质的生物合成,需要经过转录和翻译两个过程,因此,导入小鼠体细胞内的
HCV基因需要依次经过转录和翻译两个过程合成抗原蛋白,检测小鼠体内是否产生相应抗
体,即是否有相应的抗体蛋白可用的检测方法是抗原一抗体杂交法,若出现杂交带,则说明
实验成功。
【小问3详解】
将重组质粒导入大肠杆菌时,为了提高转化率,要用Ca2+处理大肠杆菌使其成为感受态细
胞,感受态细胞容易吸收周围环境中的DNA分子,即感受态细胞处于一种能吸收周围环境
中DNA分子的生理状态,保证目的基因的成功导入。
【小问4详解】
为检测基因工程菌的口服接种的免疫预防效果,该小组设计的实验组为口服适量的含有以
pMAL为质粒构建的含HCV基因重组质粒的大肠杆菌,该实验还需要另外设计两组对照组,
分别为:对照组①为口服等量的含pMAL质粒的大肠杆菌:对照组②为口服等量的蒸储水,
前者是为了排除含有正常质粒的大肠杆菌的作用,后者是为了排除实验本身的作用,若实验
组小鼠相应的抗体含量高,则说明该工程菌有较好的免疫效果。
【点睛】熟知基因工程的原理和操作流程是解答本题的关键,明确实验的目的是解答本题
的前提,掌握基因工程在实践中的应用是解答本题的另一关键。
12.(023届陕西省西安市未央区2高三上学期第一次调研模拟生物试题)疫苗接种是当前
新冠肺炎疫情防控工作的一项重要举措。重组腺病毒疫苗研发策略是:将新冠病毒的S蛋白
基因整合到腺病毒DNA中,形成表达S蛋白的重组腺病毒,注射到健康人体内,腺病毒可
侵染人体细胞,达到预防新冠病毒感染的效果。回答下列问题。
左臂
熬鹦
••无:质粒1和质粒2的左臂
和右臂之间的片段互换
(1)由于腺病毒DNA分子较大,需采取图所示方法获得重组腺病毒DNA。即:将质粒1
和质粒2共同导入受体细胞中,最终重组在线性DNA分子上,据图推测,X所示的原件应
该为。
(2)将上述重组线性DNA分子(不编码病毒复制必需EI蛋白)导入到能表达人体细胞没
有的E1蛋白的细胞系,最终包装成完整的腺病毒。这种方式生产的疫苗由于重组腺病毒
,从而提高了疫苗的安全性。
(3)重组腺病毒疫苗(填"含有”或"不含有”)有活性的病毒。注射进入人体后可经过
(填“转录”“翻译”或“转录及翻译”)产生相应蛋白发挥抗原作用。人体接种该疫苗
后,免疫系统会产生相应的抗体及记忆细胞,后者在新型冠状病毒进入人体时,可迅速
,引发强烈特异性免疫反应。
(4)为了检测疫苗的效果,科学家用不同方式给雪貂接种重组腺病毒疫苗后,感染新冠病
毒。一段时间后检测新冠病毒含量,结果如下,说明重组腺病毒疫苗,且效果
最好的免疫方式是______________________
・滴鼻和口服
新■肌肉注射
冠▲▲对照
病
毒
相
对2"m
含
量nfll门赠gon
4610
新冠病毒免疫后时间庆)
【答案】(1)Kan抗性基因
(2)(不编码E1蛋白从而)不能在人体细胞中复制
(3)①.含有②.转录及翻译③.增殖与分化
(4)①.能有效抑制新冠病毒的复制②.滴鼻和口服
【解析】
【分析】1、根据重组腺病毒疫苗研发图可知,获得重组线性DNA分子是通过质粒1与质
粒2的左臂和右臂之间的片段互换实现的,故可知质粒2的左臂与右臂之间含S基因的片段
代替了质粒1左臂与右臂之间的Amp抗性基因,故对应重组线性DNA分子中的X为Kan
抗性基因。
2、分析柱状图可知,通过给雪貂滴鼻和口服、肌肉注射两种方式接种重组腺病毒疫苗的结
果,与对照组比较,均能够使雪貂产生对新冠病毒的免疫能力;题图中显示,滴鼻和口服组
的新冠病毒相对含量始终最低,说明该免疫方式效果最好。
【小问1详解】
根据以上分析可知,图示方法获得重组腺病毒DNA将质粒1和质粒2共同导入受体细胞中,
通过质粒1与质粒2的左臂和右臂之间的片段互换实现的,故可知质粒2的左臂与右臂之间
含S基因的片段代替了质粒1左臂与右臂之间的Amp抗性基因,故对•应重组线性DNA分子
中的X为Kan抗性基因。
【小问2详解】
根据题意可知,重组线性DNA分子中不含病毒复制必需的E1蛋白基因,人体细胞中也不
含有E1蛋白,而作为载体的293细胞系中能够表达E1蛋白,故将这样获得的重组腺病毒
疫苗,能够在载体中进行复制,诱导刺激人体产生免疫反应,但无法在人体的宿主细胞内复
制,提高了疫苗的安全性。
【小问3详解】
根据“腺病毒可侵染人体细胞”可知,该疫苗含有活性病毒。重组腺病毒疫苗含有病毒的S蛋
白基因,因此注射进入人体后可经过转录及翻译过程产生S蛋白发挥抗原作用。记忆细胞再
次遇到相同抗原时,会迅速增殖与分化,引发强烈特异性免疫反应。
【小问4详解】
分析题图可知,通过滴鼻和口服、肌肉注射两种方式接种重组腺病毒疫苗的雪貂对比对照组,
均能够使雪貂产生对新冠病毒的免疫能力;且题图中显示滴鼻和口服组的新冠病毒相对含量
始终最低,说明该免疫方式效果最好。
【点睛】本题以新冠病毒疫苗的制备为背景考查基因工程和免疫的知识点,要求学生识记基
因表达载体的构建和组成,能够正确识图判断获得重组腺病毒的图示中的信息,结合所学的
知识点解决问题;把握病毒的结构组成和特点以及疫苗的作用,能够分析柱状图获取有效信
息,进而用准确的语言表述实验结果,考查了学生分析和语言的表述能力。
12.(2023届陕西省西安市雁塔区高三上学期第一次调研模拟生物试题)反义RNA可以抑
制特定基因的表达,反义RNA技术可用于分析或鉴定植物基因的功能。实验小组将番茄的
pTOM5基因通过特殊的农杆菌反向导入番茄细胞中,结果发现番茄果实呈黄色,原因是类
胡萝卜素的合成受阻。反义RNA技术的原理如图所示,回答下列问题:
烟草病毒基因
---
厂》重组病毒载
转录一
体TRV2
剪切-JQ]
导人]小分子RNAmRNA切割酶
忑茄细胞mRNA降解与靶基因mRN蟀5
特殊农杆菌
(1)基因工程中通常采用技术体外扩增pTOM5基因。将pTOM5基因和烟草病
毒载体构建重组载体时需要的酶是,将重组病毒载体TRV2导入农杆菌前要用
Ca2+处理农杆菌,其目的是。
(2)在基因工程中,转化是指。普通农杆菌能将自身Ti质粒的T-DNA片段插入
宿主细胞的染色体的DNA上。据图可知,特殊农杆菌与普通农杆菌的区别在于。
(3)据图可知,反义RNA技术可抑制pTOM5基因表达的过程,根据实验结果
可知,pT0M5基因控制合成的产物可能是。
【答案】(1)①.PCR②.限制酶和DNA连接酶③.使农杆菌处于易于接受外
源DNA分子的感受态
(2)①.目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程②.
无须将目的基因整合到T-DNA上,而直接将外源基因的重组病毒载体导入植物细胞,同时
不会转入Ti质粒
(3)①.翻译②.控制类胡萝卜素合成的酶
【解析】
【分析】分析图示可知,重组病毒载体TRV2在番茄细胞内转录形成的小分子RNA可与靶
基因mRNA结合,而后被mRNA切割酶识别并被切割后降解,使靶基因mRNA不能翻译
形成蛋白质。
【小问1详解】
体外扩增目的基因常用PCR技术,因此基因工程中通常采用PCR技术体外扩增pTOM5基
因。构建重组载体时需要用限制酶和DNA连接酶。将重组病毒载体TRV2导入农杆菌前要
用Ca2+处理农杆菌,其目的是使农杆菌处于易于接受外源DNA分子的感受态。
【小问2详解】
在基因工程中,转化是指目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过
程。据图可知,特殊农杆菌无须将目的基因整合到T-DNA上,而直接将外源基因的重组病
毒载体导入植物细胞,同时不会转入Ti质粒。而普通农杆菌需要将目的基因与质粒连接,
并通过农杆菌转化使质粒进入植物细胞。
【小问3详解】
根据分析可知,反义RNA技术使靶基因mRNA被降解,因此该技术抑制了pT0M5基因表
达的翻译过程。根据题意“将番茄的pTOM5基因通过特殊的农杆菌反向导入番茄细胞中,
结果发现番茄果实呈黄色,原因是类胡萝卜素的合成受阻“,可知PT0M5基因控制合成的
产物可能是控制类胡萝卜素合成的酶,该酶能催化类胡萝卜素的合成。
【点睛】本题考查基因工程的相关知识,意在考查考生从图中获取反义RNA作用原理的信
息。
30.(2023届陕西省咸阳市武功县高三第一次质量检测生物试题)下图为“乙肝基因工程疫
苗''生产过程图解,质粒上箭头所指部位为相应的限制酶的切割位点。质粒中lacZ基因编码
产生的酶可以分解培养基中的X-gal,产生蓝色物质,使菌落呈现蓝色,否则菌落为白色。
请回答下列问题:
③
导入大肠杆菌—乙肝病毒外壳
回答下列问题。
(1)过程①选用限制酶的最佳方案是。
A.EcoRV和EcoRI
B.BamHI和EcoRI
C.EcoRV和BamHI
D.只有BamHI
(2)构建基因表达载体时,一般将目的基因插在启动子和终止子之间。启动子的作用是
(3)过程②需要先将大肠杆菌用处理,目的是使大肠杆菌处于一种能吸收周围环境中
的DNA分子的生理状态,这种细胞称为。
(4)为了筛选含目的基因表达载体的大肠杆菌,可在培养大肠杆菌的通用培养基中额外加
入和,培养一段时间后挑选出(填“蓝色”或“白色”)的菌落进一步培养,
从而获得大量目的菌。
(5)目的基因导入受体细胞后,常用技术检测目的基因是否翻译出乙肝病毒外壳。
【答案】(1)B(2)RNA聚合醐识别和结合的部位,驱动目的基因转录出mRNA
(3)©.Ca2+②.感受态细胞
(4)①.青霉素X-gal③.白色
(5)抗原一抗体杂交
【解析】
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用
PCR技术扩增和人工合成。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达
载体包括目的基因、启动了、终止了•和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受
体细胞不同,导入的方法也不一样。(4)目的基因的检测与鉴定。
【小问1详解】
据图可知,酶切目的基因,可以选择BamHI和EcoRI、BamHI和EcoRV、EcoR1和氏oR
V这些两种能组合,酶切质粒载体,可以选择BamH[和EcoRI,不能含有EcoRV,否则
会破坏青霉素抗性基因,影响筛选,因此该过程中获取目的基因最好使用的限制性内切核酸
酶是BamHI和EcoRI»故选B。
【小问2详解】
构建基因表达载体时,一般将目的基因插在启动子和终止子之间,其中启动子的作用是RNA
聚合酶识别和结合的部位,驱动目的基因转录出mRNAo
【小问3详解】
将目的基因导入大肠杆菌(微生物细胞)需要钙离子进行处理,目的是使其处于感受态,能
吸收周围环境中的DNA分子。
【小问4详解】
转基因成功的大肠杆菌内含有青霉素抗性基因且lacZ基因被破坏,因此需要在培养基中加
入青霉素和X-gal;无lacZ基因,则菌落呈白色,有青霉素抗性基因,则在含青霉素的培养
基中能存活,因此若出现白色菌落,则说明基因表达载体成功转入大肠杆菌。
【小问5详解】
抗原与抗体的结合具有特异性,且基因表达的产物通常是蛋白质,故目的基因导入受体细胞
后,常用抗原一抗体杂交技术检测目的基因是否翻译出乙肝病毒外壳。
35.(陕西师范大学附中、渭北中学等2022-2023学年高三上学期期初检测生物联考试题)
草莓芳香浓郁,营养丰富。请回答下列与草莓栽培有关的问题。
(1)野生草寿是二倍体,通过特殊技术培育成的多倍体草慈更受大众欢迎,这利用了多倍
体植株的(答出两点)等特点。多倍体草莓的大量快速繁殖需要采集外植体细胞经过
—与一过程,获得试管苗。该技术证明了已分化的植物细胞仍具有«
(2)草莓植株感染病毒后会出现结实率下降,品质变差等问题。若要恢复其品质,可选取
植物的—进行植物组织培养,获得脱毒苗。此外,也可将抗病毒基因导入细胞中培育出转
基因抗病毒草再植株。为了检测抗病毒基因是否导入转基因植物的组织细胞,需提取该细胞
中的(填“蛋白质”“总RNA”或,总DNA”)与基因探针进行分子杂交:欲从个体生物
学水平来鉴定抗病毒基因是否赋予该植物抗病特性的操作是一。
(3)在植物组织培养过程中,由于细胞处于分裂状态,可以对其进行射线诱变处理,促使
其细胞内发生_________再进一步培养筛选获得草莓新品种。
(4)若想利用植物体细胞杂交技术培养出马铃薯-草莓杂种植物以提高土地的利用率,
(填“能”或“不能”)把两个物种细胞直接融合,理由是。
【答案】(1)①.果实比较大、营养物质含量增加②.脱分化③.再分化④.
(一定的)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)
(2)①.分生区(如茎尖)②.总DNA③.进行抗病毒草莓的接种试验(用
病毒来感染该草莓,观察其抗病性)(3)突变
(4)①.不能②.植物细胞外面有一层细胞壁,阻碍细胞间的杂交(融合)
【解析】
【分析】植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再
分化生成根、芽,最终形成植物体。
【小问1详解】
野生草莓往往是二倍体,而人工栽培的草莓往往是通过特殊技术育成的多倍体,这利用了多
倍体植株的果实比较大、营养物质含量增加特点;多倍体草莓的繁殖往往是无性繁殖,即通
过使外植体细胞经历脱分化与再分化过程成为试管苗;该技术证明了已分化的植物细胞仍具
有(一定的)全能性。
【小问2详解】
草莓植株感染病毒后会出现结果减少,品质变劣,若要恢复其品质,可选取植物的分生区(如
茎尖)进行植物组织培养(分生区的细胞不含病毒或病毒极少),获得脱毒苗;为了检测抗
病毒基因是否存在于该转基因植物的所有不同组织细胞中,则需分别提取该转基因植物的所
有不同组织细胞中的总DNA与基因探针杂交:若出现杂交带,则证明导入成功;欲从个体
生物学水平来鉴定抗病毒基因是否赋予该植物抗病特性的操作是:进行抗病毒草莓的接种试
验。
【小问3详解】
在植物组织培养过程中,由于愈伤组织细胞一直处于分生(分裂)状态,可以对植物的愈伤
组织进行诱变处理,促使其发生突变,再进一步培养筛选获得草莓新品种。
【小问4详解】
若想利用植物体细胞杂交技术培养出马铃薯一草莓杂种植物以提高土地的利用率,不能把两
物种细胞直接融合,原因是植物细胞外面有一层细胞壁,阻碍细胞间的杂交(融合)。
26.(陕西渭南市华州区咸林中学2022-2023学年高三上学期开学摸底考试生物试题)玉米
是一种重要的食品、饲料以及工业原料,在我国粮食生产安全中占有重要地位。高温胁迫会
造成玉米果穗畸形生长,甚至出现空秆无穗,导致产量降低。研究人员获得了一个耐热相关
基因ZmCIPKHT并转入玉米,培育出ZmCIPKHT过量表达的耐热玉米。回答下列问题:
(1)扩增获得ZmCIPKHT含有酶切位点的编码区,将质粒与ZmCIPKHT基因用BamHI和
Bell进行双酶切:
①采用PCR技术体外扩增ZmCIPKHT基因时,需先根据已知一段ZmCIPKHT基因的碱基
序列设计。该技术中需要的酶是。
②采用双酶切的优点是。
③ZmCIPKHT基因过量表达的调控与其上游的序列有关。
(2)重组质粒经鉴定后,转入农杆菌之前,需先用处理农杆菌,使其处
于感受态;农杆菌可将ZmCIPKHT基因转入到玉米细胞中的原因是o
(3)研究人员检测了野生型玉米(WT)和转ZmCIPKHT基因的玉米株系(OE-4,OE-6)
中ZmCIPKHT的相对表达量,并对OE-4进行42℃高温胁迫处理,在0,0.5、3和6h分别
取样检测ZmCIPKHT基因的表达量,结果如图所示。从分子水平上检测OE-6中是否合成
ZmCIPKHT蛋白,常用的方法是。实验结果表明ZmCIPKHT对高温胁迫
具有响应,理由是。
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【答案】(1)①.两种引物②.热稳定性DNA聚合酶(或Taq酶)③.防止质
粒、目的基因自连现象,防止目的基因和质粒的反向连接④.启动子
(2)①.Ca2+②.ZmCIPKHT基因插入到农杆菌的Ti质粒的T-DNA序列中,随
T-DNA转移到玉米细胞,并且整合到玉米细胞的染色体DNA上,
(3)①.抗原-抗体杂交②.转ZmCIPKHT基因的植株0E-4经高温处理3h内,
ZmCIPKHT基因的相对表达水平明显升高。
【解析】
【分析】PCR技术的条件:模板DNA、四种脱氧核甘酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶
(Taq酶);PCR的操作过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不
需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中
温延伸:合成子链。
【小问1详解】
①采用PCR技术体外扩增ZmCIPKHT基因时,需先根据已知一段ZmCIPKHT基因的碱基
序列设计引物,由于DNA复制过程中两个单链均作为模板进行DNA复制过程,因此需要
设计两种引物,从而可以完成体外DNA复制的过程。PCR过程中通过调节温度的变化实现
氢键的断裂、形成和子链的延伸过程,因此该过程需要的酶是耐高温的DNA聚合酶,即Taq
聚。
②将质粒与ZmCIPKHT基因进行双酶切的优点表现在能保证目的基因合质粒的正向连接,
避免质粒和目的基因自连现象的发生。
③基因表达的过程需要首先通过转录过程,转录过程的启动需要RNA聚合酶与相关基因的
启动子进行结合,据此可推测,ZmCIPKHT基因过量表达的调控与其上游的启动子的脱氧
核甘酸序列的改变有关。
【小问2详解】
质粒经鉴定后,转入农杆菌之前,需先用Ca2+处理农杆菌,使其处于感受态,即此时易吸
收外源DNA的状态:农杆菌的Ti质粒中有T-DNA,插入其中ZmCIPKHT基因可随着T-DNA
转移到受体细胞的染色体DNA上,随着染色体DNA的复制而复制。
【小问3详解】
若要从分子水平上检测0E-6中是否合成ZmCIPKHT蛋白,需要采用抗原-抗体杂交技术检
测是否表达出相应的蛋白质,实验结果表明随着高温胁迫时间的延长,ZmCIPKHT基因的
表达水平上升,即转ZmCIPKHT基因的植株0E-4经高温处理3h内,ZmCIPKHT基因的相
对表达水平明显升高。
9.(黑龙江省大庆铁人中学2022-2023学年高三上学期开学考试生物试题)在DNA的粗提
与鉴定实验中,试剂的种类、浓度和使用方法均有严格的规定。下列相关操作正确的是()
A.用蒸储水裂解猪的成熟红细胞可获得大量DNA
B.在裂解液中加入NaCl溶液并调至2moi/L,可以析出DNA
C.冷酒精加入到DNA溶液中,可降低DNA在其中的溶解度
D.高温会使二苯胺分解,鉴定DNA时应严格控制在室温条件下进行
【答案】C
【解析】
【分析】DNA的粗提取的原理是DNA在0.14mol/L的氯化钠溶液中溶解度最低,而蛋白质
此时的溶解度高的特点,可以使DNA与蛋白质分离,形成沉淀析出,通过过滤,得到粗提
取的滤出物DNA。再利用DNA不溶于酒精,但细胞中的其他物质可溶于酒精的特点,进
一步提取出含杂质较少的DNA。鉴定的原理是DNA遇:苯胺(沸水浴)成蓝色的特性。
【详解】A、猪是哺乳动物,其血细胞中主要是红细胞,成熟红细胞无细胞核,不能提取
DNA,一般用鸡血提取,A错误;
B、DNA在0.14mol/L的氯化钠溶液中溶解度最低,在裂解液中加入NaCl溶液并调至
014moi/L,可以析出DNA,B错误;
C、利用DNA不溶于酒精,但细胞中的其他物质可溶于酒精的特点,可将冷却过的酒精加
入到DNA溶液中以降低DNA在其中的溶解度,C正确;
D、DNA遇二苯胺成蓝色,需进行沸水浴加热,D错误。
故选C。
10.(黑龙江省大庆铁人中学2022-2023学年高三上学期开学考试生物试题)我国科学家将
外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵,培育出转基因鲤鱼,与对照组相比,生长速度加快。科
学家介绍,外源基因导入受体细胞后,必须整合到受体细胞的DNA上才能发挥作用。下列
有关说法错误的是()
A.导入的是DNA分子的一段脱氧核昔酸序列
B.将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法
C.未整合到受体细胞DNA上的生长激素基因也不会被DNA酶水解
D.外源基因能整合到其它生物的DNA上是因为它们的结构与组成相类似
【答案】C
【解析】
【分析】目的基因主要是指编码蛋白质的基因,也可以是一些具有调控作用的因子。题中外
源生长激素基因就是目的基因。
【详解】A、基因是有遗传效应的DNA片段,DNA分子是由两条脱氧核甘酸链形成双螺旋
结构,A正确;
B、将目的基因导入动物细胞:最常用的方法是显微注射技术,B正确;
C、未整合到受体细胞DNA上的生长激素基因,会被DNA能催化水解,C错误:
D、外源基因和其它生物的DNA有共同的DNA结构:①DNA分子由两条反向平行的脱氧
核苜酸长链盘旋而成。②DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。③DNA
分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对,并以氢键互相连接,D正确。
故选Co
11.(黑龙江省大庆铁人中学2022-2023学年高三上学期开学考试生物试题)下图1表示某
DNA片段及限制酶酶切位点,用限制酶XhoI和SalI分别处理该DNA片段后,酶切产物
电泳分离的结果如图2所示。下列叙述错误的是()
①②
图1图2
A.不同的限制酶切割DNA后形成的黏性末端可能相同
B.限制酶XhoI与限制酶SalI识别的核昔酸序列不同
C.泳道①②分别是限制酶XhoI和限制酶Sal1处理得到的产物
D.用限制酶XhoI和限制酶SalI同时处理该DNA片段,可得到6种电泳产物
【答案】C
【解析】
【分析】根据图1可知,该DNA中含有2个XhoI酶切位点和3个SalI酶切位点。结合
图2中,①有4种片段,②有3种片段可知,前者是Sal1前切产物,后者是XhoI酶切产
物。
【详解】A、不同的限制酶识别的序列不同,但可能会产生相同的黏性末端,A正确;
B、结合图1和图2可知,限制醐XhoI与限制醐Sal[识别的核音酸序列不同,B正确;
C、由上分析可知,泳道①②分别是限制酶SalI和限制酶XhoI处理得到的产物,C错误;
D、用限制酶XhoI和限制酶SalI同时处理该DNA片段,该片段共有5个酶切位点,可得
到6种电泳产物,D正确。
故选C。
13.(黑龙江省大庆铁人中学2022-2023学年高三上学期开学考试生物试题)下列关于蛋白
质工程的叙述,正确的是()
A.蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系
B.蛋白质工程的操作对象是蛋白质或控制蛋白质合成的基因
C.蛋白质工程的实质是通过改变氨基酸的结构改变蛋白质的功能
D.限制蛋白质工程发展的关键因素是基因工程技术还不成熟
【答案】A
【解析】
【分析】蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修
饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和
生活的需要。
【详解】A、结构决定功能,故蛋白质工程的基础是蛋白质分子的结构规律及其与生物功能
的关系,A正确;
B、蛋白质工程能通过基因修饰或基因合成,定向对现有蛋白质分子的结构进行改造,使之
更加符合人类需要,故蛋白质工程的操作对象为控制蛋白质合成的基因,B错误;
C、蛋白质工程的实质是通过改变基因的结构达到改变蛋白质功能的目的,C错误;
D、当前限制蛋白质工程发展的关键因素是对蛋白质的高级结构了解不够,D错误。
故选A»
14.(黑龙江省大庆铁人中学2022-2023学年高三上学期开学考试生物试题)菊花是一种双
子叶植物,易感桃蛎。桃鲂不但直接影响植物生长,还是多种植物病毒的传播媒介。雪花莲
凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蛆生长,某科研团队运用农杆菌转化法获得了转
GNA基因菊花。下列有关叙述不正确的是()
A.受体细胞可以选择菊花叶片细胞或桃蜘细胞
B.需经过植物组织培养过程获得转基因菊花
C.将目的基因GNA插入至ljTi质粒的T-DNA上构建表达载体
D.应用抗虫接种实验,检测转基因菊花对桃蛇的抗性及抗性的程度
【答案】A
【解析】
【分析】菊花是一种双子叶植物,桃场是害虫。科学家用农杆菌转化法获得了转GNA基因
菊花,可知雪花莲凝集素基因GNA是目的基因,受体细胞为菊花细胞。
【详解】A、要获得转基因菊花,可以选择菊花叶片细胞作为受体细胞,但不能选择桃蝇细
胞作为受体细胞,A错误;
B、导入的目的基因的受体细胞为菊花细胞,要将其培养成个体,需要经过植物组织培养,
B正确;
C、Ti质粒的T-DNA可以转移到受体细胞中,并同整合到受体细胞染色体的DNA上,根据
这一特点,构建表达载体时,应该将目的基因GNA插入到Ti质粒的T-DNA上,C正确;
D、已知雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蛎生长,故应用抗虫接种实验,
检测转基因菊花对桃蛎的抗性及抗性的程度,D正确。
故选Ao
35.(黑龙江省大庆铁人中学2022-2023学年高三上学期开学考试生物试题)请根据有关生
物工程方面的知识回答下列问题:
(1)基因工程的核心是,从分子水平上看,基因工程得以实现的遗传学物质基础是:
,o(写出两点)。
(2)我国科学家独创的将目的基因导入植物细胞的方法是,农杆菌转化法的原理是利
用其菌体中质粒的T-DNA片段可的特点;将目的基因导入微生物细胞最有效的方法是
(3)动物细胞工程中技术是其他动物细胞工程技术的基础。动物细胞工程的一项重要
应用是制备单克隆抗体,该过程形成的杂交瘤细胞中发生的遗传信息流动有DNA-DNA、
(4)胚胎工程中,胚胎移植选择受体的条件是的个体,受体对移入子宫的外来胚胎基
本不发生,这为胚胎在受体内的存活提供了可能。为了获得产奶量高的奶牛,需取囊
胚期细胞做性别鉴定。若对囊胚进行胚胎分割,要注意,否则影响分割后胚胎的
恢复和进一步发育。
【答案】(1)①.基因表达载体的构建②.不同生物DNA分子的基本结构相似
③.所有生物共用一套密码子
(2)①.花粉管通道法②.转移并整合到染色体DNA上③.Ca?+处理法
(3)①.动物细胞培养②.DNATRNAT蛋白质
(4)①.同种的具有健康的体质和正常的繁殖能力②.免疫排斥③.滋养层
④.将内细胞团均等分割
【解析】
【分析】1、将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的
基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物
细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
2、对囊胚阶段的胚胎进行分割时要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢
复和进一步发育。
小问1详解】
基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。基因工程得以实现的遗传学物质基础是:不同
生物DNA分子的基本结构相似;所有生物共用一套密码子。
【小问2详解】
我国科学家独创的将目的基因导入植物细胞的方法是花粉管通道法,将目的基因导入植物细
胞最常见的方法是农杆菌转化法,原理是利用农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA片段可转移并
整合到宿主细胞染色体DNA上。将目的基因导入微生物细胞最有效的方法是Ca2+处理法。
【小问3详解】
动物细胞培养是动物细胞工程技术的基础。在制备单克隆抗体过程中,形成的杂交瘤细胞能
进行DNA复制和基因表达,故细胞中发生的遗传信息流动有DNA—DNA、DNA—RNA一
蛋白质。
【小问4详解】
胚胎工程中,胚胎移植选择的受体是同种(或生理状态相同)的具有健康体质和正常繁殖能
力的雌性个体。由于受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥,这为胚胎在受体内的
存活提供了可能。一般取囊胚期滋养层细胞做性别鉴定。若对囊胚进行胚胎分割,要注意将
内细胞团均等分割,否则影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
25.(黑龙江省哈尔滨市2022-2023学年高三上学期学业质量监测生物试题)PCR技术是一
项令人类值得自傲的技术,它在分子生物学,临床医学、考古学等众多领域取得了巨大成就,
在当今社会乃至未来社会都会有它的立足之地;充分运用它,人类会在文明发展的进程中发
出更耀眼的光芒。据此回答下列问题。
(1)PCR的过程是目的基因DNA受热变性后解为单链,引物与单链相应____结合;然后
以单链DNA为模板,在作用下进行延伸,即将4种脱氧核甘酸加到,如此重复
循环多次。
(2)PCR技术的结果是呈指数形式扩增,其原因是o
(3)由于PCR技术具有高特异性、高灵敏度,在基因工程中PCR技术可用于等。
(4)又由于PCR技术具有操作快速、简便、对样本要求低等特点,加之它能与多种分子生
物学技术配合使用,临床医学上PCR技术已成为在、发病机理的研究等方面最有效、
最可靠的方法之一、
【答案】(1)①.互补序列②.Taq酶③.与模板互补的DNA新链上
(2)PCR技术的原理是DNA复制(3)病毒基因检测(4)遗传病诊断
【解析】
【分析】PCR技术的过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链
DNA上;③中温延伸:合成子链。
【小问1详解】
PCR的过程是目的基因DNA受热变性后解为单链,引物与单链相应互补序列结合;然后以
单链DNA为模板,在Taq醐作用下进行延伸,即将4种脱氧核甘酸加到与模板互补的DNA
新链上,如此重复循环多次。
【小问2详解】
由于PCR技术的原理是DNA复制,所以PCR技术的结果是呈指数形式扩增。
【小问3详解】
由于PCR技术具有高特异性、高灵敏度,在基因工程中PCR技术可用于病毒基因检测等。
【小问4详解】
又由于PCR技术具有操作快速、简便、对样本要求低等特点,加之它能与多种分子生物学
技术配合使用,可以检出大部分已知的基因突变、基因缺失、染色体错位等,临床医学上
PCR技术已成为在遗传病诊断、发病机理的研究等方面最有效、最可靠的方法之一。
40.(黑龙江省哈尔滨市六中2022-2023学年高三8月月考生物试题)科学家运用基因工程
技术,将人凝血因子基因导入山羊的DNA中,培育出羊乳腺生物反应器,使羊乳汁中含有
人凝血因子。以下有关叙述,正确的是
A.可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵
B.在该转基因羊中,人凝血因子存在于乳腺细胞,而不存在于其他细胞
C.人凝血因子基因开始转录后,DNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
D.科学家将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因重组在一起,从而使人凝血因子基因只在乳腺
细胞中特异表达
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A、将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法,因此可用显微注射技术
将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵,A正确;
B、在该转基因羊中,人凝血因子存在于所有细胞中,但只在乳腺细胞中表达,B错误;
C、人凝血因子基因开始转录后,RNA聚合酶以DNA分子一条链为模板合成mRNA,C错
误:
D、科学家将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,从而使人凝
血因子基因只在乳腺细胞中特异表达,D错误。
故选Ao
20.(黑龙江省绥化市望奎县一中2022-2023学年高三上学期第一次月考生物试题)作为基
因的运输工具——载体,必须具备的条件之一及理由是()。
A.能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制,以便提供大量的目的基因
B.具有多个限制酶切点,以便目的基因的表达
C.具有某些标记基因,以便目的基因能够与其结合
D.它的参与能够使标记基因在宿主细胞中复制并稳定保存
【答案】A
【解析】
【分析】标记基因是一种已知功能或已知序列的基因,能够起着特异性标记的作用。在基因
工程意义上来说,它是重组DNA载体的重要标记,通常用来检验转化成功与否;在基因定
位意义上来说,它是对目的基因进行标志的工具,通常用来检测目的基因在细胞中的定位。
【详解】A、作为运载体必须具备的条件是之一是在宿主细胞中进行自我复制,或整合到染
色体DNA匕随染色体DNA进行同步复制,即能在宿主细胞中稳定保存并大量复制,以
便提供大量的目的基因,A正确;
B、具有一个至多个限制酶切点,是为了使外源DNA片段(目的基因)插入其中,B错误;
C、标记基因是为了便于重组DNA的鉴定和选择,C错误;
D、它的参与能够使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存,D错误。
故选Ao
26.(黑龙江省绥化市望奎县一中2022-2023学年高三上学期第一次月考生物试题)下列有
关基因工程的叙述正确的是()。
A.限制酶只存在于原核生物中,只能识别DNA分子的特定核甘酸序列
B.只有同种限制酶切割的末端才能连接,不同限制酶切割的末端不能连接
C.基因工程中,只能利用天然质粒,质粒上的标记基因用于重组DNA的筛选
D.质粒是独立于细菌拟核DNA之外的环状双链DNA
【答案】D
【解析】
【分析】基因工程的工具:(1)限制酶:能够识别双链D
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