1、命题点 6 现代生物科技专题真题重温练(A 卷)1(2018江苏，32)为生产具有特定性能的 淀粉酶，研究人员从某种海洋细菌中克隆了 淀粉酶基因(1 656 个碱基对)，利用基因工程大量制备 淀粉酶，实验流程见下图。请回答下列问题：(1)利用 PCR 技术扩增 淀粉酶基因前，需先获得细菌的_。(2)为了便于扩增的 DNA 片段与表达载体连接，需在引物的_端加上限制性酶切位点，且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，主要目的是_。(3)进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中_的设定与引物有关，_的设定与扩增片段的长度有关。(填序号)变性温度 退火温度 延伸温度 变性
2、时间 退火时间 延伸时间(4)下图表示筛选获得的工程菌中编码 淀粉酶的 mRNA 的部分碱基序列：图中虚线框内 mRNA 片段包含_个密码子，如虚线框后的序列未知，预测虚线框后的第一个密码子最多有_种。(5)获得工程菌表达的 淀粉酶后，为探究影响酶活性的因素，以浓度为 1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性，结果如下：缓冲液 50 mmol/L Na2HPO4KH2PO4 50 mmol/L TrisHCl 50 mmol/L GlyNaOHpH 6.0 6.5 7.0 7.5 7.5 8.0 8.5 9.0 9.0 9.5 10.0 10.5酶相对活性 %25.4 40.2 49.8 63.2 7
3、0.1 95.5 99.5 85.3 68.1 63.7 41.5 20.8根据上述实验结果，初步判断该 淀粉酶活性最高的条件为_。答案 (1)基因组 DNA (2)5 使 DNA 片段能定向插入表达载体，减少自连 (3) (4)8 13 (5)pH 为 8.5，缓冲液为 50 mmol/L TrisHCl解析 (1)利用 PCR 技术扩增 淀粉酶基因前，需先获得细菌的基因组 DNA 作为模板，并依据 淀粉酶基因两端的部分核苷酸序列合成两条引物。(2)利用 PCR 技术扩增 DNA 时，只能从 3端延伸 DNA 子链，为了便于扩增的 DNA 片段与表达载体连接，需在引物的 5端加上限制性酶切位
4、点，并且要注意在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点，这样既能防止目的基因、载体的自身连接，又能确保目的基因与表达载体的定向连接。(3)PCR 技术包括变性、退火(复性)和延伸三步，变性温度决定 PCR 反应中双链 DNA 的解链，且时间很短；退火时引物结合到互补的 DNA 单链上，退火温度由引物复性温度决定，其温度设定与引物的长度、碱基组成及浓度等有关；延伸时间与产物片段的长度有关。(4)图中虚线框内共含有 24 个碱基，mRNA 上 3 个相邻的碱基编码 1 个氨基酸，故共包含 8 个密码子。虚线框后的第 1 个密码子的第 1 个碱基是 U，第 2 和第 3 个碱基各有 4 种可能性，因
5、此共有16 种可能性。题干表明控制 淀粉酶的基因有 1 656 个碱基对，说明图中虚线框后的第一个密码子肯定不是终止密码子(3 种终止密码子为 UAA、UAG 、UGA)，故虚线框后第一个密码子实际最多有 16313 种可能性。(5)分析表格中的数据，酶相对活性最高为 99.5%，对应的条件是 pH 为 8.5，缓冲液为 50 mmol/L TrisHCl。2(2017江苏，33)金属硫蛋白 (MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR 扩增过程示意图如下，请回答下列问题：(1)从高表达 M
6、T 蛋白的生物组织中提取 mRNA，通过_ 获得_用于 PCR 扩增。(2)设计一对与 MT 基因两端序列互补配对的引物( 引物 1 和引物 2)，为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的_位点。设计引物时需要避免引物之间形成_，而造成引物自连。(3)图中步骤 1 代表_，步骤 2 代表退火，步骤 3 代表延伸，这三个步骤组成一轮循环。(4)PCR 扩增时，退火温度的设定是成败的关键。退火温度过高会破坏_的碱基配对。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关，长度相同但_的引物需要设定更高的退火温度。(5)如果 PCR 反应得不到任何扩增产物，则可以采取的改进措施有_(填序号：升高退火温度 降低
7、退火温度 重新设计引物)。答案 (1)逆转录 cDNA (2)限制性核酸内切酶 碱基互补配对 (3)变性 (4)引物与模板之间 GC 碱基含量高 (5) 解析 (1)由 mRNA 获得目的基因片段需通过逆转录，获得的基因片段为 cDNA。(2) 为方便构建重组质粒，宜在引物中增加适当的限制性核酸内切酶位点，以便使复制出的目的基因两端含限制酶切位点；设计引物时，需避免引物之间碱基互补配对，而造成引物间自连。(3)图中步骤 1 为高温下实现 DNA 变性解链。(4)PCR 扩增时，若退火温度过高则会破坏引物与模板间的碱基互补配对。DNA 片段中 A 与 T 间形成两个氢键，而 G 与 C 间可形成
8、三个氢键，GC 碱基含量越高时 DNA 分子越稳定，其退火温度就越高。 (5)若 PCR 反应得不到任何扩增产物，则可通过降低退火温度及重新设计引物等措施，以便使引物与模板结合，从而进行后序扩增过程。3(2016江苏，33)下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图 1、图 2 中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：限制酶 BamH Bcl Sau3A Hind识别序列及切割位点 G GATC CC CTAG G T GATC AA CTAG T GATCCTAG A AGCT TT TCGA A(1)用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用_ 两种限制酶
9、切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过_酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于_态的大肠杆菌。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，应在筛选平板培养基中添加_，平板上长出的菌落，常用 PCR 鉴定，所用的引物组成为图 2 中_。(3)若 BamH酶切的 DNA 末端与 Bcl酶切的 DNA 末端连接，连接部位的 6 个碱基对序列为_，对于该部位，这两种酶_( 填“都能” “都不能”或“只有一种能”) 切开。(4)若用 Sau3A切图 1 质粒最多可能获得 _种大小不同的 DNA 片段。答案 (1)Bcl和 Hind DNA 连接 感受 (2)四环素 引物甲和引物丙(3)Er
10、ror! 都不能 (4)7(G GATC AC CTAG T)解析 (1)选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，且至少有一个标记基因，Bam H会破坏两个标记基因，因此只能选 Bcl和 Hind。酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA 连接酶作用后获得重组质粒。为了扩增重组质粒，需将其转入处于感受态的大肠杆菌。(2)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌，根据质粒上的抗性基因，应在筛选平板培养基中添加四环素。PCR 技术要求两种引物分别和目的基因的两条单链结合，沿相反的方向合成子链。(3)根据 BamH 和 Bcl 的酶切位点，Bam H 酶切的 DNA 末端与 Bcl 酶切的DNA 末端连接
11、，连接部位的 6 个碱基对序列为Error! ，与两种酶的酶切位点均(G GATC AC CTAG T)不同。(4)根据 BamH、Bcl和 Sau3A的酶切位点，Sau3A在质粒上有三个酶切位点，完全酶切可得到记为 A、B、C 三种片段，若部分位点被切开，可得到 AB、AC、BC 、ABC四种片段，所以用 Sau3A切图 1 质粒最多可能获得 7 种大小不同的 DNA 片段。4(2015江苏，33)荧光原位杂交可用荧光标记的特异 DNA 片段为探针，与染色体上对应的 DNA 片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题：(1)DNA 荧光探针的制备过程如图 1 所示，DNA 酶随
12、机切开了核苷酸之间的_键从而产生切口，随后在 DNA 聚合酶作用下，以荧光标记的_为原料，合成荧光标记的 DNA 探针。(2)图 2 表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使 DNA 双链中_键断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照_原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有_条荧光标记的 DNA 片段。(3)A、B、C 分别代表不同来源的一个染色体组，已知 AA 和 BB 中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其 F1 有丝分裂中期的细胞中可观察到_个荧光点；在减数第一次分
13、裂形成的两个子细胞中分别可观察到_个荧光点。答案 (1)磷酸二酯 脱氧核苷酸 (2)氢 碱基互补配对 4 (3)6 2 和 4解析 (1)由图 1 所知，DNA 酶使 DNA 链断裂，即该酶作用于相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键；DNA 探针的本质是被荧光标记的 DNA 片段，合成原料为脱氧核苷酸。(2)通过热变性，使 DNA 碱基对之间的氢键断裂，复性时能重新形成氢键，并且遵循碱基互补配对原则，形成杂交 DNA 分子。两条姐妹染色单体中含有四条模板链，最多可与四个被荧光标记的 DNA 探针结合形成 4 条荧光标记的 DNA 片段。(3)植物甲(AABB) 形成的配子染色体组成为 AB，植物乙
14、AACC 的配子染色体组成为 AC，受精后的合子染色体组成为(AABC)，又由于 AA 和 BB 中各有一对同源染色体可被荧光探针标记，则 AABC 将会有 3 条染色体被标记，在有丝分裂中期即可观察到 6 条染色单体上的 6 个荧光点。该植株(AABC) 细胞减数分裂时，AA 染色体组可以正常联会，并且会发生同源染色体分离，减数第一次分裂形成的两个子细胞分别获得一个 A 染色体组，而 B 染色体组内没有同源染色体存在，B 中的染色体随机进入两个子细胞中，因此其中一个子细胞含有 A 和 B 染色体组内含有 2 条能被标记的染色体，即可标记 4 条染色单体，可以看到 4 个荧光点；另一子细胞只含
15、有 A 中 1条能被标记的染色体，即 2 条染色单体，可以观察到 2 个荧光点。5(2015江苏，32)胰岛素 A、B 链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。图 1 是该方法所用的基因表达载体，图 2 表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B 分别表示 半乳糖苷酶与胰岛素 A、B 链融合的蛋白)。请回答下列问题：(1)图 1 基因表达载体中没有标注出来的基本结构是_ 。(2)图 1 中启动子是_酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是_。(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有_ 。(4)半乳糖苷酶与胰岛素 A 链或 B 链融合表达，可将
16、胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，其意义在于_。(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的 A 链或 B 链，且 半乳糖苷酶被切成多个肽段，这是因为_。(6)根据图 2 中胰岛素的结构，请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。你的推测结果是_，理由是_。答案 (1)终止子 (2)RNA 聚合 作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来 (3)限制酶和 DNA 连接酶 (4)防止胰岛素的 A、B 链被菌体内的蛋白酶降解 (5)半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素 A、B 链中不含甲硫氨酸 (6)至少 2 个 两条肽链的一端各有一个游离的氨基，
17、氨基酸 R 基团中可能还含有游离的氨基解析 (1)基因表达载体包含启动子、终止子、目的基因和标记基因等。(2) 启动子是 RNA 聚合酶的识别和结合位点。氨苄青霉素抗性基因可作为标记基因。(3)基因工程中使用的工具酶包括限制酶和 DNA 连接酶。(4)胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏起来，将无法被蛋白酶所识别，防止被水解。(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，若经溴化氰处理相应融合蛋白能获得完整的 A 链和 B 链，表明胰岛素 A 链、B 链上并无溴化氰作用位点，溴化氰不能将胰岛素 A 链、 B 链切断；同理，半乳糖苷酶能被切成“多个肽段” ，表明其具有多个切点(即“甲硫氨酸 ”)。(
18、6)胰岛素分子含有两条链，至少有 2 个游离氨基分别位于2 条肽链的一端，并且 R 基团中可能也含有游离的氨基。6(2014江苏，29)为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题：(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为_ 。(2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和 pH 的变化如下图所示。细胞干重在 12 d 后下降的原因有_；培养液中蔗糖的作用是_、_。(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经_处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和_酶解离愈伤组织
19、。若愈伤组织细胞(2n) 经诱导处理后，观察到染色体数为 8n 的细胞，合理的解释是_、_。(4)为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。下列说法正确的有_( 填序号) 。选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋 必须在光照条件下培养 培养过程中需通空气 固定化后植物细胞生长会变慢答案 (1)脱分化 (2) 蔗糖浓度下降，pH 降低 提供能量 调节渗透压 (3)秋水仙素( 低温) 果胶 经加倍到 4n 的细胞处于有丝分裂后期 经加倍到 8n 的细胞处于有丝分裂中期 (4)解析 (1)外植体经诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。(2) 观察图示可知，12 d
20、后蔗糖浓度和 pH 都下降到较低水平，影响能量的供应和酶的活性，导致细胞干重下降。另外，培养液中的蔗糖还具有调节渗透压的作用。(3)在细胞分裂过程中，用低温或秋水仙素处理，都可抑制纺锤体的形成，使细胞中染色体数目加倍。愈伤组织的细胞之间含有纤维素和果胶，欲将其分散成单个细胞，压片前需用纤维素酶和果胶酶处理。愈伤组织细胞经诱导处理后，有的细胞染色体数目加倍(4n )，有的细胞染色体数目未加倍 (2n)，也可能有的细胞在连续分裂中每次都因低温或秋水仙素的作用抑制了纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目连续加倍，出现染色体数目为 8n 的细胞。所以染色体数目加倍到 4n 的细胞处于有丝分裂后期时染色体数
21、目为 8n，染色体数目加倍到 8n 的细胞处于有丝分裂中期时染色体数目也为 8n。(4)为了更好地获得次生代谢产物，应选用生长旺盛的愈伤组织。愈伤组织细胞内无叶绿体，无法进行光合作用，因此不需要光照；培养过程要通入无菌空气，确保细胞正常生命活动的进行。细胞的固定化通常使用包埋法，由于包埋材料的影响，营养物质和氧气的扩散都受到一定的影响，所以固定化后植物细胞生长速度变慢。7(2018全国，38)回答下列问题：(1)博耶( H. Boyer)和科恩(S. Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还证明了_(答出两点即可) 。(
22、2)体外重组的质粒可通过 Ca2 参与的_方法导入大肠杆菌细胞；而体外重组的噬菌体 DNA 通常需与_组装成完整噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体 DNA 导入宿主细胞。在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是_。(3)真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用_的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加_的抑制剂。答案 (1)体外重组的质粒可以进入受体细胞；真核生物的基因可在原核细胞中表达 (2) 转化 外壳蛋白(或噬菌体蛋白 ) 细菌 (3)蛋白酶缺陷型 蛋白酶解析 (1)将非洲爪蟾核糖体
23、蛋白基因与质粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达，该过程证明了体外重组的质粒可以进入受体细胞，真核生物的基因可在原核细胞中表达等。(2)体外重组的质粒可通过 Ca2 处理，目的是增大细胞的通透性，使重组的质粒能够导入到受体细胞内，因此体外重组的质粒可通过 Ca2 参与的转化方法导入大肠杆菌细胞。体外重组的噬菌体 DNA 通常需与蛋白质外壳组装成完整的噬菌体后，才能通过侵染的方法将重组噬菌体 DNA 导入受体细胞，噬菌体侵染并寄生在细菌中，而不能寄生在其他细胞中，因此可作为重组噬菌体宿主细胞的是细菌。(3)真核生物基因( 目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出的蛋白质可能会被酶降解，为防止蛋白
24、质被降解，可以选用不能产生该蛋白酶的缺陷细菌以及使用能够抑制蛋白酶活性的药物，因此为防止蛋白质被降解，在实验中应选用蛋白酶缺陷型的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加蛋白酶的抑制剂。8(2018全国，38)2018 年 细胞期刊报道，中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆，获得两只克隆猴“中中”和“华华” 。回答下列问题：(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程，核移植是指 _。通过核移植方法获得的克隆猴，与核供体相比，克隆猴体细胞的染色体数目_(填“减半” “加倍”或“不变”)。(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植，胚胎细胞核移植获得克隆
25、动物的难度_(填“大于 ”或“小于”) 体细胞核移植，其原因是 _。(3)在哺乳动物核移植的过程中，若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，通常，所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目_( 填“相同”或“不同”) ，性染色体组合_(填“相同”或 “不同”) 。答案 (1)将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中 不变 (2) 小于 胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易 (3)相同 不同解析 (1)核移植是指将动物的一个细胞核，移入一个已去掉细胞核的卵母细胞中，形成重组细胞。重组细胞形成的早期胚胎可移植到受体子宫内进一步发育，最终分娩得到克隆动物。因为染色体在细胞核中，所以
26、克隆动物体细胞的染色体数目与提供细胞核的个体的体细胞相同。(2)由于动物的胚胎细胞分化程度低，恢复全能性相对容易，而动物的体细胞分化程度高，恢复全能性十分困难，因此，动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。(3)哺乳动物雌雄个体的体细胞中，细胞核内常染色体的数目是相同的，性染色体组合是不同的。若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体，则得到的克隆动物的体细胞中常染色体的数目相同，性染色体组合不同。模拟对位练(B 卷)1(2018江苏扬、通、泰、徐、淮、宿、连七市高三调研) 研究人员为探究紫檀芪对胃癌细胞增殖和凋亡的影响及其机理，进行了如下实验，以期为临床应用提供依据。实验一：紫檀芪对
27、胃癌细胞的增殖影响研究取等量旺盛增殖的胃癌细胞，分别接种到含不同浓度紫檀芪的培养液中，分别培养 24 h、48 h、72 h 后收集细胞。运用台盼蓝拒染法统计活细胞数量，并计算癌细胞增殖抑制率，结果如图 1(癌细胞增殖抑制率 100%)。对 照 组 活 细 胞 数 实 验 组 活 细 胞 数对 照 组 活 细 胞 数实验二：紫檀芪对胃癌细胞凋亡蛋白表达的影响研究 用含不同浓度紫檀芪的培养液培养旺盛增殖的胃癌细胞。48 h 后电泳比较几种细胞凋亡指示蛋白的含量(Caspase9 是一种凋亡启动因子；Bax 能引起线粒体穿孔导致线粒体内物质外流；Bcl2 蛋白是细胞存活促进因子，能抑制细胞凋亡)，
28、结果如图 2。请回答下列问题：(1)培养胃癌细胞时，培养液中加入胎牛血清的作用是_ ，培养箱中充入 5% CO2 的作用是_。在进行传代培养时不能使用胃蛋白酶的原因是_。(2)实验一中用台盼蓝拒染法检测细胞存活率时，活细胞未被染成蓝色是因为_。根据图 1 结果，研究人员建议临床上选择浓度为 40 mol/L 的紫檀芪进行化疗，其依据是_，为了达到更理想的治疗效果还需要注意_。(3)根据实验二结果分析，紫檀芪能诱导胃癌细胞凋亡的机理有_(至少答两点) 。答案 (1)补充细胞生长所需的未知营养物质 维持培养液的 pH 基本稳定 动物细胞培养液pH 在 7.27.4 之间，在此 pH 条件下胃蛋白酶
29、已经变性失活 (2)活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝分子不能被细胞吸收 紫檀芪使用浓度较低，相对副作用较小，同时该浓度处理对胃癌细胞的抑制率也比较高 持续给药 (3)促进 Caspase9 前体转化为 Caspase9，启动细胞凋亡；加速 Bax 合成，引起线粒体破坏；抑制 Bcl2 基因表达，促进细胞凋亡等解析 (1)在动物细胞培养中，培养液中加入动物血清的主要作用是补充细胞生长所需要的未知营养物质。通入 CO2 的作用是维持培养液 pH 的基本稳定。在动物细胞培养液的 pH 条件下，胃蛋白酶已经变性失活。(2)台盼蓝拒染法检测活细胞的原理是：活细胞的细胞膜具有选择透过性，台盼蓝分子不能
30、进入活细胞。在临床上，治疗药物剂量的选择以用药安全、有效且副作用小为前提，因此，临床治疗时紫檀芪浓度选择 40 mol/L。但由于该浓度时，紫檀芪对癌细胞的抑制率有限，因此需要注意持续给药一段时间。(3)分析图 2，当细胞凋亡时，细胞中 Bax 蛋白增多、Bcl2 蛋白减少、 Caspase9 前体转化为 Caspase9。2豆科植物细胞壁中含有大量不能被猪消化的甘露聚糖。研究人员通过基因工程等技术培育出转甘露聚糖酶基因(manA)猪，主要流程如图，图中 PSP 为猪唾液腺分泌蛋白基因启动子，neo 为新霉素抗性基因。请回答下列问题：(1)步骤PCR 过程中加入引物的原因是 Taq 酶_。(2
31、)步骤中选择将 manA 基因插入 PSP 后面的目的是_。步骤常用的方法是_。步骤中使用的猪卵母细胞应处于_期。(3)步骤前需要对受体猪群进行同期发情处理，其目的是_。步骤中，科研人员发现选择 46 细胞期的胚胎进行移植成功率最高，最可能的原因是_。(4)与饲养普通猪相比，饲养转基因猪的优势是_ 。(5)有人提出本研究中使用新霉素抗性基因作为标记基因可能会引起安全性问题，因此最好在图示步骤_操作前利用相关技术敲除 neo 基因。答案 (1)只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的脱氧核苷酸链上 (2) 使 manA 基因能在唾液腺细胞中旺盛表达并分泌 显微注射法 减数第二次分裂中 (3)使受体猪群
32、在预定时间内集中发情 正常情况下猪的受精卵在发育至 46 细胞阶段时进入子宫 (4)提高饲料的利用率，降低饲养成本 (5)解析 (1)Taq 酶是耐高温的 DNA 聚合酶，DNA 聚合酶只能催化单个脱氧核苷酸连接到已有的脱氧核苷酸链上，因此通过 PCR 技术扩增目的基因时需加入一小段 DNA 片段作为引物。(2)根据题意，PSP 为猪唾液腺分泌蛋白基因启动子，步骤 中选择将 manA 基因插入PSP 后面的目的是使 manA 基因能在唾液腺细胞中旺盛表达并分泌。基因工程中将基因表达载体导入动物细胞(步骤)常用的方法是显微注射法。进行核移植时常用处于减数第二次分裂中期的次级卵母细胞作为受体细胞。
33、(3)步骤进行早期胚胎培养前需要对受体猪群进行同期发情处理，目的是使受体猪群在预定时间内集中发情，有利于为植入胚胎的发育提供适宜的生理基础。步骤胚胎移植过程中，选择 46 细胞期的胚胎进行移植成功率最高，最可能的原因是正常情况下猪的受精卵在发育至 46 细胞阶段时进入子宫(着床) 。(4)根据题意，转甘露聚糖酶基因(manA)猪可以分解利用豆科植物细胞壁中的甘露聚糖，与饲养普通猪相比，饲养转基因猪的优势是提高了饲料的利用率，降低饲养成本。(5)利用相关技术敲除neo 基因最好在步骤核移植之前完成，这样做的好处是既利用了 neo 基因作为标记基因，又可以最大限度地减少需进行基因敲除的细胞数量，还
34、可以防止基因敲除操作损伤重组细胞或早期胚胎。3(2018苏锡常镇四市调研) 紫杉醇是从红豆杉中提取的一种高效抗癌的药物，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。为了缓解红豆杉资源匮乏的现状，科研人员开展了系列研究，下表为利用赤霉素(GA 3)诱导红豆杉枝条生根的实验数据。试分析并回答问题：组别 GA3 浓度(mg/L)培养枝条(株)生根所需的时间(d)平均根数(条)1 0 10 45 3.522 200 10 36 10.243 400 10 24 29.764 600 10 27 21.865 800 10 36 14.126 1 000 10 42 7.62(1)为了使实验数据
35、更精确，该实验中的红豆杉根系培养宜采用_( 填“水培”或“土培”)法培养。(2)表中_指标可说明一定浓度的 GA3 可以_(填“促进”或“抑制”)红豆杉生根，并可推测 GA3 与生长素在调节植物生根方面具有_作用。从表中_(填“能”或“不能 ”)得出“GA 3 对红豆杉生根的作用具有两重性”这一结论。(3)除了直接从红豆杉树皮中提取紫杉醇外，还可以利用_ 技术从_组织中提取紫杉醇，从而拯救红豆杉。答案 (1)水培 (2) 生根所需的时间( 或平均根数) 促进 协同 不能 (3) 植物组织培养 愈伤解析 (1)由题意可知，该实验以红豆杉枝条平均生根数量为因变量并作为观察指标，因此采用水培法培养红
36、豆杉枝条更利于实验结果统计。(2)分析表中生根所需的时间或平均根数两项指标可知，与空白对照相比，一定浓度的 GA3 可以促进红豆杉枝条生根。根据生长素和 GA3 都可以促进扦插枝条生根可推测，GA 3 与生长素在调节植物生根方面，具有协同作用。从表中数据只能看出一定浓度的 GA3 对红豆杉生根有促进作用，不能看出高浓度 GA3对红豆杉生根有抑制作用，因此不能得出“GA 3 对红豆杉生根的作用具有两重性 ”这一结论。(3)除了直接从红豆杉树皮中提取紫杉醇外，还可以利用植物组织培养技术培养愈伤组织的细胞，从愈伤组织细胞中提取紫杉醇。4(2017东台一中期末)镰刀型细胞贫血症是一种单基因遗传病，患者
37、的血红蛋白分子 肽链第 6 位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常。回答下列问题：(1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的_序列发生改变。(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作_( 填“属于”或“不属于”) 蛋白质工程，理由是该操作_。(3)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的_，以其作为模板，在_酶的作用下反转录合成 cDNA。cDNA 与载体需在限制酶和_酶的作用下，构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(4)检测受体菌是否已合成血红蛋白，可从受体菌中提取_ ，用相应的抗体进行_杂交，若
38、出现杂交带，则表明该受体菌已合成血红蛋白。答案 (1)碱基对(或脱氧核苷酸 ) (2)不属于 没有对现有的蛋白质进行改造 (或没有对基因进行修饰) (3)mRNA(或 RNA) 逆转录 DNA 连接 (4)蛋白质 抗原抗体解析 (1)编码血红蛋白的基因中因碱基对的替换导致编码的氨基酸种类改变。(2) 蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成，实现对现有蛋白质的改造或制造出新的蛋白质。此操作不属于蛋白质工程。(3)因血红蛋白基因只在早期红细胞中表达，所以可从其中提取 mRNA，以mRNA 为模板，在逆转录酶的作用下，反转录合成 cDNA。构建基因表达载体需要限制酶和DNA 连接酶。(4)目的基因是否表
39、达可以通过从受体菌中提取蛋白质，进行抗原抗体杂交实验加以判断。5(2018盐城高三第三次调研) 薄荷可产生蚜虫报警信息素 EF，用于驱散蚜虫并吸引蚜虫的天敌。通过基因工程可制备含 EF合成酶基因的转基因抗蚜麦。请回答问题：(1)薄荷利用 EF驱散蚜虫并吸引蚜虫的天敌，体现了生态系统的信息传递具有_、维持生态系统稳定性的功能。(2)若利用 PCR 技术获得 EF合成酶基因，在 PCR 反应体系中需加入_、模板序列、原料及两种_。如果提取到薄荷细胞中 EF合成酶的 mRNA，则可用_方法获取目的基因。(3)研究者利用 4 种限制酶切割目的基因和质粒，各限制酶的识别序列和切割位点如图所示。酶切后的产
40、物连接时，目的基因上 Sal切割产生的末端应与质粒上_切割产生的末端相连接。连接完成后，该连接点_( 填“能”或“不能”) 被这两种限制酶中的某一种切割。(4)欲从个体水平上检测转基因抗蚜麦是否培育成功，在小麦叶片上接种蚜虫后，通过观察叶片上蚜虫的_或_作为判定的依据。(5)下列属于转基因抗蚜麦推广种植后引发的安全性问题的是_( 多选)。A小麦不再感染蚜虫 B目的基因向其他生物扩散C减少杀虫剂对环境的破坏 D改变现有生态结构答案 (1)调节生物的种间关系 (2)耐高温的 DNA 聚合酶( 或 Taq 酶) 引物 逆转录 (3)Xho 不能 (4)停留时间 天敌数量 (5)BD解析 (1)薄荷利
41、用 EF驱散蚜虫并吸引蚜虫的天敌，体现了信息传递具有调节种间关系，维持生态系统稳定性的功能。(2)通过 PCR 技术扩增目的基因，在 PCR 体系中需加入模板序列、原料、引物及耐高温的 DNA 聚合酶(Taq 酶)。以 EF合成酶的 mRNA 为模板，通过逆转录法可以合成 EF合成酶基因。 (3)分析题图可知，限制酶 Xho和 Sal切割 DNA 后产生的黏性末端相同，可以相互连接；由于连接后连接点的 DNA 序列中不含限制酶 Xho和Sal的识别序列，因此完成连接后，连接点不能被限制酶 Xho和 Sal切割。(4)根据题意，EF可以驱散蚜虫并吸引蚜虫的天敌。欲从个体水平上检测转基因抗蚜麦是否培育成功，可在小麦叶片上接种蚜虫后，通过观察叶片上蚜虫停留时间或天敌数量作为判断的依据。(5)小麦不感染蚜虫不是安全性问题，A 错误；转基因抗蚜麦与近缘物种杂交可能造成目的基因向其他生物扩散，造成基因污染，B 正确；推广转基因抗蚜麦可减少杀虫剂对环境的破坏，有利于保护环境，不是安全性问题，C
