1、1第 12 单元 现代生物科技专题时间 / 40 分钟1.2017盐城二模 基因表达载体的构建是基因工程的核心。图 Z6-1 中甲为限制酶EcoR的识别序列,图乙表示目的基因及限制酶切点,图丙表示目的基因上的 DNA 片段,图丁表示质粒。请回答下列问题:图 Z6-1(1)若用图甲所示的限制酶 EcoR切割外源 DNA,就其特异性而言,切开的是 之间相连的化学键。 (2)(多选)图丙为目的基因中的某一片段,下列有关叙述正确的是 。 A.若图中的 ACT 能决定一个氨基酸,则 ACT 可称为一个密码子B.DNA 聚合酶和 DNA 连接酶都可作用于处,解旋酶作用于处C.若只用这个片段中的 3 个碱基
2、对,排列出的 DNA 片段有 64 种D.就游离的磷酸基而言,该片段与重组质粒相比多了 2 个游离的磷酸基(3)若利用 PCR 技术增加目的基因的数量,由图乙可知,A、B、C、D 四种单链 DNA 片段中应选取 作为引物(DNA 复制子链的延伸方向 53)。该 DNA 分子在 PCR 仪中经过4 次循环后会产生等长的目的基因片段 个。 (4)为了使目的基因和质粒定向连接并且有利于受体细胞的筛选,提高重组效率,应该选择的限制酶是 。如果用限制酶 Pst、 EcoR和 Hind同时对质粒进行切割,假设同时只有任意两个位点被切断且每次机会相等,则形成含有完整抗四环素基因的 DNA 片段有 种。 (5
3、)如果大肠杆菌是受体细胞,则其体内应不含 基因,以利于筛选出含重组质粒的受体菌。目的基因能在大肠杆菌细胞内表达出相同的蛋白质,其遗传学基础是 。 2.2017贵阳一模 中国科学家成功将人肝再生增强因子(hALR)的基因导入羊的乳腺上皮细胞中,再利用核移植技术培育出了转基因克隆羊,其乳汁含有 hALR。请回答下列问题:2(1)从人的肝细胞中获取所有 mRNA,并以此为模板反转录产生多种 片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,该受体菌群体叫作人的 文库,从该文库中获得hALR 基因,这样获得的基因与人的肝细胞中的 hALR 基因相比 (填“有”或“没有”)区别。(2)得到 hALR 基因后,若要
4、较快地得到大量的 hALR 基因,一般采用 PCR 技术扩增。扩增过程包括目的基因解链为单链、 、在 酶作用下延伸,如此重复循环。如图 Z6-2 中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向,请用箭头在方框内标出另一条引物的位置及扩增方向。 图 Z6-2(3)目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是转基因生物的 DNA 上是否 。 (4)人的 hALR 基因能够在羊乳腺细胞表达出相同的 hALR,说明所有生物 。 3.2017山东济宁一模 干旱会影响农作物产量,科学家们对此进行了研究。如图 Z6-3 为用探针检验某一抗旱植物基因型的原理,相关基因用 R 和 r 表示。图 Z6-3(1)在利用 P
5、CR 技术扩增 R 或 r 基因的过程中,利用 可寻找抗旱基因的位置并进行扩增。 (2)若被检植株发生 A 现象,不发生 B、C 现象,则被检植物的基因型为 。 (3)用从基因文库中获取目的基因的方法获取抗旱基因时需要用到限制酶,限制酶能够识别双链 DNA 分子中的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的 断开。 (4)经检测,抗旱基因已经导入烟草细胞,但未检测出抗旱基因转录出的 mRNA,从构建基因表达载体的角度推测,最可能的原因是 。 (5)要快速繁殖转基因抗旱烟草植株,目前常用的技术是 ,该技术的基本过程是将离体的烟草细胞诱导脱分化形成 ,然后再分化出根和芽并发育成
6、小植株。该技术在作物新品种的培育方面最主要的两个应用是突变体的利用和 。 4.2017武昌元月调研 如图 Z6-4 是利用现代生物技术改良草莓品系的过程,请回答下列有关问题:3图 Z6-4(1)图中涉及的现代生物技术有 、 、 。 (2)请简述过程的基本方法。 。A 培育至具有凤梨风味的绿色草莓幼苗的过程, (填“能”或“不能”)体现植物细胞的全能性。 (3)研究人员根据已知的胰岛素基因序列,可采用 方法获得胰岛素基因。 (4)转基因技术和细胞工程在改良动植物类型过程中都有广泛应用,但是,胚胎工程只是指对动物的 所进行的多种显微操作和处理技术。 5.2017湖北部分重点中学二模 2016 年
7、4 月 6 日,世界上首个拥有“三位亲生父母”的健康男婴在墨西哥诞生。其培育过程采用如图 Z6-5 所示技术路线。图 Z6-5据图回答下列问题:(1)由于女性的自然周期产生的卵子太少,捐献者在取卵前通常需要注射 激素,促使一次有更多的卵泡发育。 (2)重组细胞需培养到 M中期的原因是该时期的卵母细胞才具备 ,精子还要经过 处理。 (3)从受精卵到三亲婴儿的培育需要 和 等技术。 (4)三亲婴儿的培育技术 (填“能”或“不能”)避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,而 (填“能”或“不能”)避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。三亲婴儿的染色体 (填比例)来自母亲提供的细胞核。 6.2017重庆模拟
8、 类风湿性关节炎是一种自身免疫病,致残性强。研究表明,该病的病理改变与肿瘤坏死因子-(TNF-)密切相关,而一种人鼠嵌合的抗TNF- 单克隆抗体能有效治疗类风湿性关节炎。如图 Z6-6 为该单克隆抗体制备过程示意图。请回答:图 Z6-64(1)图中的抗原 A 是 ,促融剂常用 ,HAT 培养基的作用是 。 (2)医疗上,把单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成“ ”,借助抗体的定向作用将药物带到病变细胞并将其杀死。 (3)克隆动物是指用 方法得到的动物,为提高胚胎的利用率,可用 技术获得同卵双胎或多胎。 (4)在克隆技术伦理方面,我国政府的态度是禁止生殖性克隆人, 治疗性克隆。 7.2017
9、湖北武汉模拟 如图 Z6-7 为纯种荷斯坦奶牛的繁殖过程,据图回答下列问题:图 Z6-7(1)与图示繁殖过程相比,克隆动物培养过程特有的技术手段是 技术,这两种繁殖动物的方式相比,实质性的区别为前者是 ,后者是 (填“无性生殖”或“有性生殖”)。 (2)一般用 激素对供体母牛做超数排卵处理。 (3)纯种荷斯坦小奶牛繁殖成功的原因之一是纯种荷斯坦奶牛胚胎可与受体黄牛的子宫建立 ,但是移入受体的供体胚胎的 在孕育过程中不受任何影响。 (4)某研究所决定培养转基因荷斯坦奶牛,科研人员先构建含药用蛋白基因的表达载体,再将其导入受精卵中,然后还要采用 DNA 分子杂交技术检测 。 5重难点大题练(六)1
10、.(1)鸟嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸(2)BD (3)B 和 C 8 (4) Pst、 EcoR 1 (5)抗四环素 各种生物共用一套密码子解析 (1)DNA 分子的一条多核苷酸链中,两个脱氧核苷酸之间以磷酸基团和五碳糖相连。由题目可知, EcoR识别的 DNA 序列只有 G 和 A,故切开的是鸟嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸之间相连的化学键。(2)密码子是 mRNA 上决定一个氨基酸的 3 个相邻的碱基,若题图中的 ACT 能决定一个氨基酸,则其对应的密码子是 UGA,A 错误;DNA 聚合酶和 DNA 连接酶都可作用于磷酸二酯键处,解旋酶作用于氢键处,B 正确;A 和 T 之间有
11、2 个氢键,C 和 G之间有 3 个氢键,因此若只用这片段中的 3 个碱基对,可以排列出 23种片段,C 错误;就游离的磷酸基而言,该片段有 2 个游离的磷酸基,而重组质粒不含游离的磷酸基,因此该片段与重组质粒相比多了 2 个游离的磷酸基,D 正确。(3)若利用 PCR 技术增加目的基因的数量,由题图乙可知,DNA 复制只能从 5到 3,因此构建前利用 PCR 技术扩增目的基因时,A、B、C、D四种单链 DNA 片段中应选取 B 和 C 作为引物,该 DNA 分子在 PCR 仪中经过 4 次循环后会产生基因片段 16 个,其中等长的目的基因片段 8 个。(4)为了使目的基因和质粒定向连接并且有
12、利于受体细胞的筛选,提高重组效率,抗四环素基因不被破坏,应该选择的限制酶是Pst、 EcoR。如果用限制酶 Pst、 EcoR和 Hind同时对质粒进行切割,假设同时只有任意两个位点被切断且每次机会相等,若 Pst酶的切割位点用 1 表示, EcoR酶的切割位点用 2 表示, Hind酶的切割位点用 3 表示,则形成的 DNA 片段有12,21,23,32,13,31 六种片段,其中只有 21 片段含有完整抗四环素基因,即含有完整抗四环素基因的 DNA 片段只有 1 种。(5)如果大肠杆菌是受体细胞,则其体内应不含抗四环素基因,以利于筛选出含重组质粒的受体菌。目的基因能在大肠杆菌细胞内表达出相
13、同的蛋白质,其遗传学基础是各种生物共用一套密码子。2.(1)cDNA(或互补 DNA) cDNA(或部分 DNA) 有(2)引物与单链相应互补序列结合 Taq(或热稳定 DNA 聚合或 DNA 聚合)(3)插入了目的基因 (4)共用一套密码子解析 (1)以 mRNA 为模板,通过逆转录方法产生多种 cDNA 片段,与载体连接后储存在一个受体菌群中,该受体菌群体叫作 cDNA(或部分 DNA)文库;从部分基因文库中获取的 DNA 没有启动子、内含子和终止子等,因此这样获得的基因与人的肝细胞中的 hALR 基因相比有区别。(2)PCR 技术扩增过程包括目的基因解链为单链、引物与单链相应互补序列结合
14、、在热稳定DNA 聚合酶作用下延伸,如此重复循环。由于 DNA 分子的两条链是反向平行的,且延伸总是从 5到 3,若图中箭头表示一条引物结合模板的位置及扩增方向,则另一条引物的位置及扩增方向,如答案图所示。(3)目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是转基因生物的DNA 上是否插入了目的基因。(4)由于生物共用一套遗传密码子,因此人的 hALR 基因能够在羊乳腺细胞表达出相同的 hALR。3.(1)引物 (2)RR (3)磷酸二酯键(4)基因表达载体上目的基因首端未加入启动子6(5)植物组织培养 愈伤组织 单倍体育种解析 (1)用 PCR 技术扩增 R 或 r 基因时,需要用引物寻找抗旱基因的
15、位置。(2)被检植物发生 A 现象,不发生 B、C 现象,即 r 探针没有形成杂交环,所以被检植物的基因型为 RR。(3)限制酶能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。(4)经检测,抗旱基因已经导入烟草细胞,但未检测出抗旱基因转录出的 mRNA,从构建基因表达载体的角度推测,最可能的原因是基因表达载体上目的基因首端未加入启动子。(5)植物组织培养技术可快速繁殖抗旱烟草植株,该技术包括脱分化和再分化两个基本过程,即将离体的烟草细胞诱导脱分化形成愈伤组织,然后再分化出根和芽并发育成小植株。该技术在作物新品种的培育方面最主要的两个应用
16、是突变体的利用和单倍体育种。4.(1)转基因技术 植物体细胞杂交技术 植物组织培养技术(2)先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体,然后借助一定的技术手段(物理或化学方法)诱导原生质体融合 能(3)化学 (4)自然受精(或配子)或早期胚胎解析 (1)题图中涉及的现代生物技术有转基因技术、植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术。(2)题图中 A 培育至具有凤梨风味的绿色草莓幼苗的过程,采用了植物组织培养技术,体现了植物细胞的全能性。过程的基本方法是先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体,然后借助一定的技术手段(物理或化学方法)诱导原生质体融合。(3)已知的胰岛素
17、基因序列,可采用化学方法获得胰岛素基因。(4)胚胎工程只是指对动物的配子或早期胚胎所进行的多种显微操作和处理技术,有胚胎移植和胚胎分割移植等。5.(1)促性腺 (2)(与精子)受精的能力 获能(3)早期胚胎培养 胚胎移植(4)能 不能 1/2 (或 50%)解析 (1)在取卵前,给捐献者注射促性腺激素,可促使其一次有更多的卵泡发育,使其超数排卵。(2)只有处于 M中期的卵母细胞才具有(与精子)受精的能力。精子需进行获能处理。(3)从受精卵到三亲婴儿的培育需要早期胚胎培养和胚胎移植等技术。(4)红绿色盲基因位于 X 染色体上。分析题图可知,三亲婴儿的线粒体来自捐献者卵母细胞,细胞核来自母亲的卵母
18、细胞,因此三亲婴儿的培育技术能避免母亲的线粒体遗传病基因传递给后代,但不能避免母亲的红绿色盲基因传递给后代。三亲婴儿的染色体有 1/2 来自母亲提供的细胞核。6.(1)肿瘤坏死因子-(或 TNF-) 聚乙二醇(PEG) 筛选出杂交瘤细胞(或杂种细胞) (2)生物导弹 (3)(动物体细胞)核移植 胚胎分割(4)不反对解析 (1)题图中的抗原 A 是肿瘤坏死因子-(或 TNF-),促融剂常用聚乙二醇(PEG),HAT 培养基的作用是筛选出杂交瘤细胞。(2)医疗上,把单克隆抗体与化学药物或细胞毒素相结合制成“生物导弹”。(3)克隆动物是指用动物体细胞核移植方法得到的动物,为提高胚胎的利用率,可用胚胎
19、分割技术获得同卵双胎或多胎。(4)在克隆技术伦理方面,我国政府的态度是禁止生殖性克隆人,不反对治疗性克隆。7.(1)核移植 有性生殖 无性生殖 7(2)促性腺 (3)正常的生理和组织联系 遗传特性 (4)转基因荷斯坦奶牛的 DNA 上是否插入了药用蛋白基因解析 (1)培育克隆动物采用的特有的技术手段是核移植技术,核移植技术为无性生殖。图示繁殖过程采用了体外受精和早期胚胎培养等技术,属于有性生殖。(2)一般使用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理。(3)纯种荷斯坦奶牛繁殖成功的原因之一是供体胚胎(纯种荷斯坦奶牛的胚胎)可与受体子宫建立正常的生理和组织联系,但移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受任何影响。(4)在基因工程中,常采用 DNA 分子杂交技术检测转基因荷斯坦奶牛的 DNA 上是否插入了药用蛋白基因。
