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类型2019版高考生物总复习第十单元现代生物科技专题第1讲基因工程课时跟踪练.doc

  • 上传人:天天快乐
  • 文档编号:1244206
  • 上传时间:2018-06-20
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    2019版高考生物总复习第十单元现代生物科技专题第1讲基因工程课时跟踪练.doc
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    1、1第 1讲 基因工程课时跟踪练1(2016全国卷)图(a)中的三个 DNA片段上依次表示出了 EcoR、 BamH和Sau3A三种限制内切酶的识别序列与切割位点,图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoR、 Sau3A的切点是唯一的)。图(a)图(b)根据基因工程的有关知识,回答下列问题:(1)经 BamH酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被_酶切后的产物连接,理由是_。(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子,如图(c)所示。这三种重组子中,不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有_,不能表达的原因是_。甲 乙 丙 图(c)(3)DNA连接酶是将两

    2、个 DNA片段连接起来的酶,常见的有_和_,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是_。解析:(1)由题图可知, BamH 和 Sau3A 两种限制性内切酶的共同识别序列是,二者切割可以形成相同的黏性末端,因此经 BamH 酶切后得到的目的基GATCCTAG因可以与图(b)所示表达载体被 Sau3A 酶切后的产物连接。(2)在基因表达载体中,启动子应位于目的基因的首端,终止子应位于目的基因的尾端,这样基因才能顺利地转录,再2完成翻译过程,即顺利表达。图中甲所示的目的基因插入在启动子的上游,丙所示目的基因插入在终止子的下游,二者的目的基因均不能被转录,因此目的基因不能表达。(3)常见的 DNA连接

    3、酶有 E.coliDNA连接酶和 T4DNA连接酶,其中 T4DNA连接酶既能连接黏性末端又能连接平末端。答案:(1) Sau3A 两种酶切割后产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启动子的上游,丙中目的基因插入在终止子的下游,二者的目的基因均不能被转录(其他合理答案均可) (3) E.coliDNA连接酶 T 4DNA连接酶 T 4DNA连接酶(其他合理答案均可)2(2015全国卷)HIV 属于逆转录病毒,是艾滋病的病原体。回答下列问题:(1)用基因工程方法制备 HIV的某蛋白(目的蛋白)时,可先提取 HIV中的_,以其作为模板,在_的作用下合成_,获取该目的蛋白的基

    4、因,构建重组表达载体,随后导入受体细胞。(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白,该蛋白作为抗原注入肌体后,刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是_,该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV,检测的原理是_。(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见,但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是 HIV主要感染和破坏了患者的部分_细胞,降低了患者免疫系统的防卫功能。(4)人体的免疫系统有_癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷,易发生恶性肿瘤。解析:(1)HIV 的遗传物质是 RNA,所以要想获得相应的目的基因,应以 HIV的 RNA为模板,在逆转录酶的作用下合成 cDNA(或 DN

    5、A)。(2)目的蛋白注入机体后相当于抗原。在抗原的刺激下,机体进行体液免疫,由浆细胞产生相应抗体(分泌蛋白),由于该抗体能与目的蛋白(抗原)发生特异性结合,所以可通过抗体检测出有无目的蛋白,从而确定体内有无 HIV。(3)HIV主要攻击人体的 T(或 T淋巴)细胞,从而降低机体免疫系统的防卫功能。(4)癌细胞在机体中属于抗原,人体的免疫系统能够监控和清除癌细胞。答案:(1)RNA 逆转录酶 cDNA(或 DNA) (2)抗体 抗原抗体特异性结合(3)T(或 T淋巴) (4)监控和清除3(2015海南卷)在体内,人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链,此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端

    6、一段短肽后成为胰岛素原,进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段 C后,产生 A、B 两条肽链,再经酶丙作用生成由 51个氨基酸残基组成的胰岛素。目前,利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答下列问题:(1)人体内合成前胰岛素原的细胞是_,合成胰高血糖素的细胞是_。3(2)可根据胰岛素原的氨基酸序列,设计并合成编码胰岛素原的_序列,用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体,再经过细菌转化、筛选及鉴定,即可建立能稳定合成_的基因工程菌。(3)用胰岛素原抗体检测该工程菌的培养物时,培养液无抗原抗体反应,菌体有抗原抗体反应,则用该工程菌进行工业发酵时,应从_中分离、纯化胰岛素原,胰岛素原

    7、经酶处理便可转变为胰岛素。解析:(1)由题意可知,前胰岛素原在细胞内经加工后成为胰岛素,人体合成胰岛素的细胞是胰岛 B细胞,所以合成前胰岛素原的细胞也是胰岛 B细胞;合成胰高血糖素的细胞是胰岛 A细胞。(2)根据胰岛素原的氨基酸序列,可设计并合成编码胰岛素原的 DNA序列(即目的基因);用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体,再经过细菌转化、筛选及鉴定,即可建立能稳定合成人胰岛素原的基因工程菌。 (3)根据题意,培养液无抗原抗体反应,菌体有抗原抗体反应,所以用该工程菌进行工业发酵时,应从菌体中分离、纯化胰岛素原,经酶处理便可转变为胰岛素。 答案:(1)胰岛 B细胞 胰岛 A细胞 (

    8、2)DNA 胰岛素原 (3)菌体4(2014全国卷)植物甲具有极强的耐旱性,其耐旱性与某个基因有关。若从该植物中获得该耐旱基因,并将其转移到耐旱性低的植物乙中,有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题:(1)理论上,基因组文库含有生物的_基因;而 cDNA文库中含有生物的_基因。(2)若要从植物甲中获得耐旱基因,可首先建立该植物的基因组文库,再从中_出所需的耐旱基因。(3)将耐旱基因导入农杆菌,并通过农杆菌转化法将其导入植物_的体细胞中,经过一系列的过程得到再生植株。要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达,应检测此再生植株中该基因的_,如果检测结果呈阳性,再在田间试验中检测植株的_是否得到提高。

    9、(4)假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交,子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为31 时,则可推测该耐旱基因整合到了 _ (填“同源染色体的一条上”或“同源染色体的两条上”)。解析:(1)基因组文库包含某种生物的全部基因,cDNA 文库又称为部分基因文库,含有生物的部分基因。(2)植物甲基因组文库中有该种植物的全部基因,从中可筛选出耐旱基因。(3)植物乙的耐旱性低,所以植物乙体细胞作为受体细胞;要确定耐旱基因是否正确表达,应检测该基因的表达产物,对于个体水平的检测,应在干旱的田间进行试验,检测植物乙耐旱性是否得到了提高。(4)将耐旱基因看作 A,不耐旱基因看作 a,AaAa耐旱与不耐旱数量比为 3

    10、1,则耐旱基因整合到了同源染色体的一条上。4答案:(1)全部 部分 (2)筛选(其他合理答案也可) (3)乙 表达产物(其他合理答案也可) 耐旱性 (4)同源染色体的一条上5(2016海南卷)基因工程又称为 DNA重组技术,回答相关问题:(1)在基因工程中,获取目的基因主要有两大途径,即_和从_中分离。(2)利用某植物的成熟叶片为材料,同时构建 cDNA文库和基因组文库,两个文库相比,cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少,其原因是_。(3)在基因表达载体中,启动子是_聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞,最常用的原核生物是_。(4)将目的基因通过基因枪法导

    11、入植物细胞时,常用的携带目的基因的金属颗粒有_和_颗粒。解析:(1)获取目的基因主要有两大途径,即人工合成和从自然界已有的物种中分离。(2)植物的成熟叶片中基因选择性表达,因此由所有 RNA逆转录形成的 cDNA文库中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因,而基因组文库中含有该植物的全部基因。(3)在基因表达载体中,启动子是 RNA聚合酶识别并结合的部位。采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞,由于易于培养,最常选用大肠杆菌(或细菌)。(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时,常用的携带目的基因的金属颗粒有金粉和钨粉颗粒。答案:(1)人工合成 生物材料(2)cDNA文库中只含有叶细胞已转录(或

    12、已表达)的基因,而基因组文库中含有该植物的全部基因(3)RNA 大肠杆菌(或答细菌)(4)金粉 钨粉6(2014海南卷)下图是将某细菌的基因 A导入大肠杆菌内,制备“工程菌”的示意图。据图回答:(1)获得 A有两条途径:一是以 A的 mRNA为模板,在_酶的催化下,合成互补的单链 DNA,然后在_的作用下合成双链 DNA,从而获得所需基因,二是根据目标蛋白质的_序列,推测出相应的 mRNA序列,然后按照碱基互补配对原则,推测其DNA的_序列,再通过化学方法合成所需基因。(2)利用 PCR技术扩增 DNA时,需要在反应体系中添加的有机物质有_、_、4 种脱氧核糖核苷酸、三磷酸腺苷和耐热性的 DN

    13、A聚合酶,扩增过5程可以在 PCR扩增仪中完成。(3)由 A和载体 B拼接形成的 C通常称为:_。(4)在基因工程中,常用 Ca2 处理 D,其目的是:_。解析:(1)利用逆转录法合成目的基因的过程是:以 mRNA为模板,在逆转录酶的催化作用下合成单链 DNA,然后在 DNA聚合酶作用下,合成双链 DNA分子;根据蛋白质工程合成目的基因的过程是:根据目标蛋白质的氨基酸序列,推测相应的 mRNA序列,然后按照碱基互补配时原则,推测 DNA中脱氧核苷酸的排列顺序,通过化学方法合成。(2)PCR 过程中需要酶、底物、模板、引物和能量等条件。(3)目的基因和运载体结合,形成重组 DNA(基因表达载体)

    14、。(4)在利用大肠杆菌作受体细胞时,需要先用 Ca2 处理,使之成为感受态细胞,有利于其吸收重组 DNA分子。答案:(1)逆转录 DNA 聚合酶 氨基酸 脱氧核苷酸 (2)引物 模板 DNA (3)重组DNA(重组载体或基因表达载体) (4)提高受体细胞的转化率7(2017衡水高三联考)埃博拉病毒(EBOV)是一种能引起人类和灵长类动物发生埃博拉出血热(EBHF)的烈性病毒,利用相应的生物学技术制备出抗 EBOV的单克隆抗体,可快速检测 EBOV。请回答下列问题:(1)方法一:给小鼠注射纯化的 EBOV蛋白,一段时间后,从小鼠的_中获取浆细胞,将获得的浆细胞与小鼠的_细胞融合,再经过至少_次筛

    15、选、检测,最终可获得所需的杂交瘤细胞。(2)方法二:科学家从细胞中分离出无限增殖基因(prG),可将 prG基因导入能产生抗EBOV抗体的小鼠浆细胞中,导入 prG基因的浆细胞具有_的特点。(3)以上两种方法获得的杂交瘤细胞或带有 prG基因的浆细胞,可在_的环境、营养、适宜的_和一定的气体环境等条件下进行体外培养,以便源源不断的产生抗 EBOV的单克隆抗体。(4)方法二中,若用 PCR扩增方法获取目的基因,则需要用到_酶,该方法能够成功获取目的基因的前提是_,以便合成引物。解析:(1)给小鼠注射抗原一段时间后,可从小鼠的脾脏中获得浆细胞,浆细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合,第一次筛选出杂交瘤细胞,第

    16、二次筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。(2)将能无限增殖的 prG基因导入浆细胞,由于 prG基因具有调控细胞无限增殖的功能,因此得到的浆细胞既能无限增殖,又能产生特异性抗体。(3)以上两种方法获得的杂交瘤细胞或带有 prG基因的浆细胞,可在无菌、无毒的环境、营养、适宜的温度和 pH、一定的气体环境等条件下进行体外培养,以便源源不断的产生抗6EBOV的单克隆抗体。(4)体外扩增 prG基因可采用 PCR技术,其中需要热稳定 DNA聚合酶( Taq酶)。该方法能够成功获取目的基因的前提是已知目的基因的一段序列,以便合成引物。答案:(1)脾脏 骨髓瘤 两 (2)既能无限增殖,又能产生抗 EBOV

    17、的(特异性或专一性或所需的)抗体 (3)无菌、无毒 温度和 pH (4)耐高温的 DNA聚合(或“ Taq”) 要有一段已知目的基因的核苷酸序列8植物的抗旱机制很大程度上依赖植物激素脱落酸。2016 年 2月,中、美两国科学家宣布发现了 PYL9蛋白(脱落酸的一种受体蛋白),利用转基因技术实现了启动子 pRD29A控制 PYL9过量表达,让水稻自身产生大量 PYL9蛋白,显著提高了其抗旱性。请回答:(1)已知 PYL9蛋白的氨基酸序列,培育转基因抗旱水稻可用_法来获得 PYL9基因。(2)一个 PYL9基因进行扩增最简便的方法是使用_技术,如果这个过程中消耗了引物 62个,则进行了_轮的 DN

    18、A复制。(3)科学家通过农杆菌转化法成功培育了该转基因水稻。构建的基因表达载体上除了如下图示标注外,还必须含有_,所填充的这些序列_(需要/不需要)全部转入到农杆菌 Ti质粒的 TDNA 区域。(4)导入目的基因的重组细胞可通过_技术培育成完整植株。(5)检测水稻细胞是否含有 PYL9基因的分子工具是_。从个体水平上检测转基因水稻是否有抗性及抗性程度的方法是_。解析:(1)已知 PYL9蛋白的氨基酸序列,可以推测基因的脱氧核苷酸序列,因此培育转基因抗旱水稻可用人工合成方法来获得目的基因。(2)一个 PYL9基因进行扩增最简便的方法是使用 PCR技术。第一轮:1 个 DNA含 2条脱氧核苷酸链复

    19、制得 2个 DNA 4条脱氧核苷酸链消耗 2个引物;第二轮:2 个 DNA含 4条脱氧核苷酸链复制得 4个 DNA 8条脱氧核苷酸链消耗(2 22)226 个引物;第三轮:4个 DNA含 8条脱氧核苷酸链复制得 8个 DNA16条脱氧核苷酸链消耗(2 32)2214 个引物;第四轮:8 个 DNA含 16条脱氧核苷酸链复制得 16个 DNA32条脱氧核苷酸链消耗(242)2230 个引物;第五轮:16 个 DNA含 32条脱氧核苷酸链复制得 32个 DNA64条脱氧核苷酸链消耗(2 52)2262 个引物。(3)基因表达载体的组成包括目的基因(PYL9 基因)、标记基因、复制原点、启动子和7终

    20、止子等。使用农杆菌转化法培育该转基因水稻时,需要将目的基因转入到农杆菌 Ti质粒的 TDNA 区域,之后才可以转移到水稻细胞的染色体上。(4)导入目的基因的重组细胞培育成完整植株,所用的技术是植物组织培养技术,这一过程体现了植物细胞的全能性。(5)检测目的基因是否导入受体细胞常用 DNA分子杂交技术,该方法常用的分子工具是DNA分子探针;从个体水平上检测转基因水稻是否有抗性及抗性程度的方法是将转基因水稻植株分别种植在干旱程度(或含水量)不同的田地里(观察其生长状况以检测其是否有抗性及抗性程度)。答案:(1)人工合成 (2)PCR 5 (3)启动子 pRD29A、PYL9 基因、终止子 需要(4

    21、)植物组织培养 (5)DNA 分子探针/基因探针 将转基因水稻植株分别种植在干旱程度(或含水量)不同的田地里(观察其生长状况以检测其是否有抗性及抗性程度)9(2018泰安一模)种猪成功率较低,该现象与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bcl2 基因是细胞凋亡抑制基因,用 PCR技术可检测出该基因的转录水平,进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检测流程如图,图中a、b、c、d 分别代表流程中某过程。请回答:(1)图中重组细胞的细胞核来自_细胞。a 过程采用的技术手段称做_技术。(2)b过程所用的培养液与植物组织的培养基从成分上主要区别是前者必须含有_;c 过程表示_

    22、。(3)d过程需要_酶的催化。从基因组数据库中查询 Bcl2mRNA 的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成 2种_用于 PCR扩增,除此以外在 PCR反应体系中还应包含的主要成分有扩增缓冲液、水、4 种脱氧核苷酸、模板 DNA以及_,PCR 扩增过程第一轮循环的模板是_。(4)若 cDNA经 PCR技术 n次扩增后检测出中 Bcl2cDNA 的分子数为 m,则总 mRNA中Bcl2mRNA 的分子数为_,从而说明不同胚胎时期 Bcl2 基因的转录水平及其与细胞凋亡的关系。解析:(1)图中 a过程采用的技术手段是体细胞核移植技术,即把良种猪的体细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中,构建一个新的重组

    23、细胞。(2)动物细胞培养的培养液与植物组织培养的培养基的主要区别是动物细胞培养液中需要加入动物血清等天然成分。c 表示胚胎移植过程。(3)由以上分析可知 d表示逆转录过程。PCR 技术需要 2种引物,PCR 技术是在高温条件下进行的,因此还需要热稳定 DNA聚合酶( Taq酶)。扩增第一轮循环的模板是8Bcl2cDNA。(4)cDNA是由 mRNA逆转录形成的,cDNA 经 PCR技术 n次扩增后可形成 2n个子代 DNA分子,转录是以 DNA分子的一条链为模板合成 RNA的过程,因此总的 mRNA的数目也为2n,若检测出其中 Bcl2cDNA 的分子数为 m,则 Bcl2mRNA 的分子数也为 m,总 mRNA中Bcl2mRNA 的分子数为 ,从而说明不同胚胎时期 Bcl2 基因的转录水平及其与细胞凋m2n亡的关系。答案:(1)体 体细胞核移植 (2)动物(猪)血清 胚胎移植 (3)逆转录 引物 Taq酶(热稳定 DNA聚合酶) Bcl2cDNA (4)m2n

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