（新課標Ⅲ）2019版高考生物一輪復習 專題26 基因工程課件.ppt

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1、高考生物 (課標專用),專題26基因工程,考點1基因工程的工具與操作程序 1.(2018北京理綜,5,6分)用Xho 和Sal 兩種限制性核酸內切酶分別處理同一DNA片段,酶切位點及酶切產物分離結果如圖。以下敘述不正確的是() A.圖1中兩種酶識別的核苷酸序列不同 B.圖2中酶切產物可用于構建重組DNA C.泳道中是用Sal處理得到的酶切產物 D.圖中被酶切的DNA片段是單鏈DNA,五年高考,答案D圖1中,兩種限制性核酸內切酶的酶切位點不同,說明兩種限制性核酸內切酶識別的核苷酸序列不同,A正確。圖2中,兩種酶的酶切產物都為DNA片段,都可用于構建重組DNA,B正確。結合圖1的酶切位點圖,判斷

2、兩種酶切DNA后得到的DNA片段數;再結合泳道電泳結果知,泳道是用Sal處理得到的酶切產物,C正確。能被限制性核酸內切酶酶切的DNA片段仍為雙鏈DNA,D錯誤。,知識拓展為什么現代基因工程不使用同一種限制酶? 為防止載體或目的基因發(fā)生自身環(huán)化,我們常用不同的限制酶分別處理目的基因和載體,使目的基因兩側及載體各自具有兩個不同的末端。,2.(2018課標 ,38,15分)回答下列問題: (1)博耶(H. Boyer)和科恩(S. Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質粒重組后導入大腸桿菌細胞中進行了表達。該研究除證明了質粒可以作為載體外,還證明了 (答出兩點即可)。 (2)體外重

3、組的質?？赏ㄟ^Ca2+參與的方法導入大腸桿菌細胞;而體外重組的噬菌體DNA通常需與組裝成完整噬菌體后,才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導入宿主細胞。在細菌、心肌細胞、葉肉細胞中,可作為重組噬菌體宿主細胞的是。 (3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內表達時,表達出的蛋白質可能會被降解。為防止蛋白質被降解,在實驗中應選用的大腸桿菌作為受體細胞,在蛋白質純化的過程中應添加的抑制劑。,答案(1)體外重組的質粒可以進入受體細胞;真核生物基因可在原核細胞中表達(2)轉化外殼蛋白(或答噬菌體蛋白)細菌(3)蛋白酶缺陷型蛋白酶,解析本題主要考查基因工程的相關知識。(1)體外重組的質粒可以進入受體

4、細胞,且重組質粒在不同細胞中能正常表達,說明目的基因在不同細胞中的表達機制相同,生物界共用一套遺傳密碼。(2)基因工程中,受體細胞為大腸桿菌細胞時,常用Ca2+處理大腸桿菌,使之處于感受態(tài),即Ca2+參與的轉化法。噬菌體DNA與外殼蛋白組裝成完整噬菌體。因噬菌體的宿主是細菌,故只有細菌可作為重組噬菌體的宿主細胞。(3)為防止目的基因表達的蛋白質被破壞,可選用不能合成蛋白酶的大腸桿菌作為受體細胞,在蛋白質純化過程中加入蛋白酶的抑制劑可以保護蛋白質不被水解。,知識歸納目的基因導入受體細胞的方法 (1)若受體細胞為植物細胞:基因槍法、花粉管通道法、農桿菌轉化法。 (2)若受體細胞為動物細胞:顯微注射

5、法。 (3)若受體細胞為大腸桿菌:感受態(tài)細胞法。,3.(2018課標,38,15分)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光,這一特性可用于檢測細胞中目的基因的表達。某科研團隊將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5末端,獲得了L1-GFP融合基因(簡稱為甲),并將其插入質粒P0,構建了真核表達載體P1,其部分結構和酶切位點的示意圖如下,圖中E1E4四種限制酶產生的黏性末端各不相同。,回答下列問題: (1)據圖推斷,該團隊在將甲插入質粒P0時,使用了兩種限制酶,這兩種酶是。使用這兩種酶進行酶切是為了保證,也是為了保證。 (2)將P1轉入體外培養(yǎng)的牛皮膚細胞后,若在該

6、細胞中觀察到了綠色熒光,則說明L1基因在牛的皮膚細胞中完成了和過程。 (3)為了獲得含有甲的牛,該團隊需要做的工作包括:將能夠產生綠色熒光細胞的移入牛的中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。 (4)為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中,某同學用PCR方法進行鑒定,在鑒定時應分 別以該牛不同組織細胞中的(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。,答案(1)E1和E4甲的完整甲與載體正確連接(2)轉錄翻譯(3)細胞核去核卵母細胞(4)核DNA,解析(1)構建基因表達載體時,使用的限制酶不能破壞融合基因。選用產生不同黏性末端的兩種限制酶,可以防止自身環(huán)化,并且保證融合基因和質粒正確連接。

7、(2)在牛的皮膚細胞中觀察到綠色熒光,說明L1基因已經表達,即在該皮膚細胞中完成了轉錄和翻譯過程。(3)培育轉基因的克隆牛需將含目的基因的細胞的細胞核移入牛的去核卵母細胞中。(4)為檢測克隆牛的不同組織細胞中是否含有融合基因,需提取不同組織細胞的核DNA作為PCR模板,用PCR方法進行鑒定。,4.(2018天津理綜,10,14分)甲型流感病毒為RNA病毒,易引起流感大規(guī)模流行。我國科學家在2017年發(fā)明了一種制備該病毒活疫苗的新方法,主要環(huán)節(jié)如下。 (1)改造病毒的部分基因,使其失去在正常宿主細胞內的增殖能力。以病毒RNA為模板,逆轉錄成對應DNA后,利用技術擴增,并將其中某些基因(不包括表面

8、抗原基因)內個別編碼氨基酸的序列替換成編碼終止密碼子的序列。與改造前的基因相比,改造后的基因表達時不能合成完整長度的,因此不能產生子代病毒。將該改造基因、表面抗原等其他基因分別構建重組質粒,并保存。 (2)構建適合改造病毒增殖的轉基因宿主細胞。設計合成一種特殊tRNA的基因,其產物的反密碼子能與(1)中的終止密碼子配對結合,并可攜帶一個非天然氨基酸(Uaa)。將該基因與連接后導入宿主細胞。提取宿主細胞的進行分子雜交鑒定,篩選獲得成功表達上述tRNA的轉基因宿主細胞。 (3)利用轉基因宿主細胞制備疫苗。將(1)中的重組質粒導入(2)中的轉基因宿主細胞,并在補加的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng),則該宿主細胞能利

9、用上述特殊tRNA,翻譯出改造病毒基因的完整蛋白,產生大量子代病毒,用于制備疫苗。,特殊tRNA基因轉錄時,識別其啟動子的酶是(單選)。 A.病毒的DNA聚合酶B.宿主的DNA聚合酶 C.病毒的RNA聚合酶D.宿主的RNA聚合酶 (4)上述子代病毒不能在正常宿主細胞中增殖,沒有致病性,因此不經滅活或減毒即可制成疫苗。與不具侵染性的流感病毒滅活疫苗相比,該病毒活疫苗的優(yōu)勢之一是可引起免疫,增強免疫保護效果。,答案(共14分) (1)PCR多肽(或蛋白質) (2)載體總RNA (3)非天然氨基酸(Uaa)D (4)細胞,解析本題主要考查基因工程的相關知識。(1)利用PCR技術體外擴增DNA。若將基

10、因中個別編碼氨基酸的序列替換為編碼終止密碼子的序列,則改造后的基因轉錄合成的mRNA中,終止密碼子提前出現,將不能控制合成完整長度的多肽(或蛋白質)。(2)目的基因只有與載體連接后才能導入宿主細胞?？商崛∷拗骷毎目俁NA進行分子雜交鑒定,以篩選獲得成功表達題述tRNA的轉基因宿主細胞。(3)由(2)知,轉基因宿主細胞含有的特殊tRNA基因轉錄的tR-NA,該tRNA的反密碼子可與終止密碼子配對,并可攜帶非天然氨基酸(Uaa),所以培養(yǎng)基中需補加非天然氨基酸(Uaa)。病毒中的基因進行轉錄時,識別其啟動子的酶是宿主的RNA聚合酶。(4)因該病毒疫苗具有侵染性,故可引起細胞免疫。,疑難突破1.由

11、(1)中“個別編碼氨基酸的序列替換成編碼終止密碼子的序列”可知,改造后的基因表達時不能合成完整長度的多肽。,2.由(2)中特殊tRNA能與終止密碼子配對結合,并可攜帶一個非天然氨基酸(Uaa)可知,轉基因宿主細胞可利用非天然氨基酸Uaa,所以培養(yǎng)基中需加入非天然氨基酸Uaa。,3.滅活了的病毒已不具有侵染性,因此,只能引起體液免疫;而具侵染性的病毒可引起細胞免疫。,5.(2018江蘇單科,32,8分)為生產具有特定性能的-淀粉酶,研究人員從某種海洋細菌中克隆了-淀粉酶基因(1 656個堿基對),利用基因工程大量制備-淀粉酶,實驗流程見圖。請回答下列問題: (1)利用PCR技術擴增-淀粉酶基因前

12、,需先獲得細菌的。 (2)為了便于擴增的DNA片段與表達載體連接,需在引物的端加上限制性酶切位點,且常在兩條引物上設計加入不同的限制性酶切位點,主要目的是。,(3)進行擴增時,反應的溫度和時間需根據具體情況進行設定,下列選項中的設定與引物 有關,的設定與擴增片段的長度有關。(填序號) 變性溫度退火溫度延伸溫度變性時間 退火時間延伸時間 (4)下圖表示篩選獲得的工程菌中編碼-淀粉酶的mRNA 的部分堿基序列: 5-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU-3 圖中虛線框內mRNA片段包含個密碼子,如虛線框后的序列未知,預測虛線框后的第一個密碼子最多有種。 (5)獲得工程菌表達的-淀粉酶

13、后,為探究影響酶活性的因素,以濃度為1%的可溶性淀粉為底物測定酶活性,結果如下:,根據上述實驗結果,初步判斷該-淀粉酶活性最高的條件為。,答案(8分) (1)基因組DNA (2)5使DNA片段能定向插入表達載體,減少自連 (3) (4)813 (5)pH為8.5,緩沖液為50 mmol/L Tirs-HCl,解析(1)由題干信息可知某種海洋細菌含有-淀粉酶基因,因此在擴增-淀粉酶基因前需先從細菌中提取細菌的基因組DNA。(2)由于引物的作用是引導子鏈的延伸,將脫氧核苷酸連接到引物上時,是與引物的3端相連的,由此確定需在引物的5端加上限制性酶切位點。常在兩條引物上加入不同的限制酶切位點的主要目的

14、是使DNA片段能定向插入表達載體,防止自身相連。(3)進行PCR擴增時,退火的溫度與引物長短和堿基種類有關。延伸時間長短的設定與擴增片段的長度有關。(4)密碼子是指mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基,該mRNA上5端為AUG(起始密碼子),因此依據三個堿基是一個密碼子來分析圖中虛線框中的堿基,可得出共有8個密碼子。由于虛線框后的第一個密碼子已經固定為U,因此還有2個堿基未知,共可能有的種數為44=16,又因為UAG、UGA、UAA為終止密碼子,因此決定氨基酸的密碼子最多有13種。(5)據表格數據可知:-淀粉酶在pH為8.5、緩沖液為50 mmol/L Tris-HCl的條件下相對活性為9

15、9.5%,初步判斷此條件下酶活性最高。,6.(2017課標,38,15分)編碼蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五個片段組成,編碼蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段組成,如圖1所示。 回答下列問題: (1)現要通過基因工程的方法獲得蛋白乙,若在啟動子的下游直接接上編碼蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA),則所構建的表達載體轉入宿主細胞后不能翻譯出蛋白乙,原因是。 (2)某同學在用PCR技術獲取DNA片段B或D的過程中,在PCR反應體系中加入了DNA聚合酶、 引物等,還加入了序列甲作為,加入了作為合成DNA的原料。,(3)現通過基因工程方法獲得了甲、乙、丙三種

16、蛋白,要鑒定這三種蛋白是否具有刺激T淋巴細胞增殖的作用,某同學做了如下實驗:將一定量的含T淋巴細胞的培養(yǎng)液平均分成四組,其中三組分別加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一組作為對照,培養(yǎng)并定期檢測T淋巴細胞濃度,結果如圖2。 由圖2可知:當細胞濃度達到a時,添加蛋白乙的培養(yǎng)液中T淋巴細胞濃度不再增加,此時若要使T淋巴細胞繼續(xù)增殖,可采用的方法是。細胞培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)箱中通常要維持一定的CO2濃度,CO2的作用是。 僅根據圖1、圖2可知,上述甲、乙、丙三種蛋白中,若缺少(填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所編碼的肽段,則會降低其刺激T淋巴細胞增殖的效果。,答案(1)編碼乙的DNA序列起始端無ATG

17、,轉錄出的mRNA無起始密碼子(2)模板dNTP(3)進行細胞傳代培養(yǎng)維持培養(yǎng)液的pHC,解析本題主要考查基因工程技術和動物細胞培養(yǎng)技術的相關知識。(1)由題干中編碼蛋白乙的DNA序列可知,編碼乙的DNA序列起始端無ATG,轉錄出的mRNA上沒有起始密碼子AUG。(2)PCR需要的條件包括引物、耐高溫的DNA聚合酶、DNA模板、四種游離的脫氧核苷酸等。(3)動物細胞培養(yǎng)中,細胞具有貼壁生長以及接觸抑制的特點,當細胞濃度達到a時,若要使T淋巴細胞繼續(xù)增殖,需要在培養(yǎng)基中加入胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)處理貼壁生長的細胞并分瓶進行傳代培養(yǎng);動物細胞培養(yǎng)過程中,需要在培養(yǎng)箱中通入一定濃度的CO2,CO2

18、的作用是維持培養(yǎng)液的pH。由圖2可知,加入蛋白丙刺激T淋巴細胞增殖的效果明顯比加入蛋白甲、乙時低;結合圖1中蛋白丙與蛋白甲、乙的DNA序列可知,缺少C片段所編碼的肽段,會明顯降低蛋白刺激T淋巴細胞增殖的效果。,知識拓展認識dNTP dNTP是脫氧核糖核苷三磷酸的縮寫,是dCTP、dATP、dGTP、dTTP的統(tǒng)稱?！癲”代表脫氧,“N”代表變量A、T、C、G中的一種。dNTP可作為生物DNA合成以及PCR過程的原料。,7.(2017課標,38,15分)真核生物基因中通常有內含子,而原核生物基因中沒有,原核生物沒有真核生物所具有的切除內含子對應的RNA序列的機制。已知在人體中基因A(有內含子)可

19、以表達出某種特定蛋白(簡稱蛋白A)?；卮鹣铝袉栴}: (1)某同學從人的基因組文庫中獲得了基因A,以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到蛋白A,其原因是。 (2)若用家蠶作為表達基因A的受體,在噬菌體和昆蟲病毒兩種載體中,不選用作為載體,其原因是。 (3)若要高效地獲得蛋白A,可選用大腸桿菌作為受體。因為與家蠶相比,大腸桿菌具有(答出兩點即可)等優(yōu)點。 (4)若要檢測基因A是否翻譯出蛋白A,可用的檢測物質是(填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗體”)。 (5)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗為證明DNA是遺傳物質做出了重要貢獻,也可以說是基因工程的先導,如果說他們的工作為基因工程理論的建立提供了啟示,那么,這

20、一啟示是 。,答案(1)基因A有內含子,在大腸桿菌中,其初始轉錄產物中與內含子對應的RNA序列不能被切除,無法表達出蛋白A (2)噬菌體噬菌體的宿主是細菌,而不是家蠶 (3)繁殖快、容易培養(yǎng) (4)蛋白A的抗體 (5)DNA可以從一種生物個體轉移到另一種生物個體,解析本題主要涉及基因文庫與cDNA文庫的差異、基因工程的步驟、基因工程產物的檢測方法等知識,意在考查考生提取知識、分析和歸納知識的能力。 (1)真核生物和原核生物的基因結構不同,真核生物的基因中存在內含子等不能編碼蛋白質的序列,原核生物的基因中不存在內含子。真核生物在基因表達時,轉錄出的RNA需要將內含子對應的RNA序列切除后才可進行

21、翻譯。從人的基因組文庫中獲得的基因 A 中含有內含子,而作為原核生物的大腸桿菌不能切除內含子對應的RNA序列,故基因 A 在大腸桿菌中無法表達出蛋白A。 (2)病毒對宿主細胞的侵染具有特異性,噬菌體是專門侵染細菌的病毒,不能侵染家蠶細胞,故可選用可感染家蠶的昆蟲病毒作為載體。 (3)與真核生物相比,大腸桿菌等原核生物具有繁殖快、容易培養(yǎng)、遺傳物質相對較少等優(yōu)點,因此在基因工程中常用原核生物作為受體細胞。(4)檢測基因A 是否翻譯出蛋白A,一般用抗原抗體雜交的方法,即用蛋白 A 的抗體與從細胞中提取的蛋白質進行雜交,觀察是否出現雜交帶。(5)肺炎雙球菌轉化實驗的實質是 S型菌的 DNA 進入 R

22、 型菌體內,并可在 R 型菌體內完成表達,這證明了 DNA 可以從一種生物個體轉移到另一種生物個體,為基因工程奠定了理論基礎。,知識拓展真核生物基因中通常有內含子,原核生物的基因中不含有內含子,原核生物不能切除內含子轉錄的RNA序列,故基因工程中不能將真核生物的基因直接導入原核生物,而常使用反轉錄的方法先獲得真核生物的cDNA(不含內含子),再進行下一步操作。,8.(2017課標,38,15分)幾丁質是許多真菌細胞壁的重要成分,幾丁質酶可催化幾丁質水解。通過基因工程將幾丁質酶基因轉入植物體內,可增強其抗真菌病的能力。回答下列問題: (1)在進行基因工程操作時,若要從植物體中提取幾丁質酶的mRN

23、A,常選用嫩葉而不選用老葉作為實驗材料,原因是。提取RNA時,提取液中需添加RNA酶抑制劑,其目的是。 (2)以mRNA為材料可以獲得cDNA,其原理是。 (3)若要使目的基因在受體細胞中表達,需要通過質粒載體而不能直接將目的基因導入受體細胞,原因是(答出兩點即可)。 (4)當幾丁質酶基因和質粒載體連接時,DNA連接酶催化形成的化學鍵是。 (5)若獲得的轉基因植株(幾丁質酶基因已經整合到植物的基因組中)抗真菌病的能力沒有提高,根據中心法則分析,其可能的原因是。,答案(1)嫩葉組織細胞易破碎防止RNA降解(2)在逆轉錄酶的作用下,以mRNA為模板按照堿基互補配對的原則可以合成cDNA(3)目的基

24、因無復制原點;目的基因無表達所需啟動子(4)磷酸二酯鍵(5)目的基因的轉錄或翻譯異常,解析本題主要考查基因工程的相關知識,考查學生獲取知識,分析與歸納知識等能力。(1)從植物體中提取mRNA需要破碎組織細胞,嫩葉比老葉的組織細胞易破碎,mRNA提取效率高。由于植物組織中存在的RNA酶能將RNA分解,所以實驗過程中要添加RNA酶抑制劑以降低RNA酶的活性,保護提取的RNA不被分解。(2)cDNA是在逆轉錄酶的作用下,以mRNA為模板,按照堿基互補配對的原則合成的。(3)由于目的基因無復制原點,也無基因表達所需的啟動子和終止子,所以需與質粒構建重組質粒后再導入受體細胞。(4)DNA連接酶可以催化兩

25、個DNA片段的黏性末端或平末端連接形成磷酸二酯鍵。(5)幾丁質酶基因已經整合到植物的基因組中,但是轉基因植株抗真菌病的能力沒有提高,說明轉基因植株體內不存在抗菌活性蛋白,即幾丁質酶基因的轉錄或翻譯過程出現異常,從而導致幾丁質酶基因沒有正常表達合成抗菌活性蛋白。,9.(2017天津理綜,9,12分)玉米自交系(遺傳穩(wěn)定的育種材料)B具有高產、抗病等優(yōu)良性狀,但難以直接培育成轉基因植株,為使其獲得抗除草劑性狀,需依次進行步驟、試驗。 .獲得抗除草劑轉基因玉米自交系A,技術路線如下圖。 (1)為防止酶切產物自身環(huán)化,構建表達載體需用2種限制酶,選擇的原則是(單選)。 Ti質粒內,每種限制酶只有一個切

26、割位點 G基因編碼蛋白質的序列中,每種限制酶只有一個切割位點 酶切后,G基因形成的兩個黏性末端序列不相同 酶切后,Ti質粒形成的兩個黏性末端序列相同 A.B.C.D.,(2)下表是4種玉米自交系幼胚組織培養(yǎng)不同階段的結果。據表可知,細胞脫分化時使用的激素是,自交系的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉化受體。,(3)農桿菌轉化愈傷組織時,T-DNA攜帶插入其內的片段轉移到受體細胞。篩選轉化的愈傷組織,需使用含的選擇培養(yǎng)基。,(4)轉化過程中,愈傷組織表面常殘留農桿菌,導致未轉化愈傷組織也可能在選擇培養(yǎng)基上生長。含有內含子的報告基因只能在真核生物中正確表達,其產物能催化無色物質K呈現藍色。用K分別處理

27、以下愈傷組織,出現藍色的是(多選)。 A.無農桿菌附著的未轉化愈傷組織 B.無農桿菌附著的轉化愈傷組織 C.農桿菌附著的未轉化愈傷組織 D.農桿菌附著的轉化愈傷組織 (5)組織培養(yǎng)獲得的轉基因植株(核DNA中僅插入一個G基因)進行自交,在子代含G基因的植株中,純合子占。繼續(xù)篩選,最終選育出抗除草劑純合自交系A。,答案(共12分)(1)A(2)2,4-D乙 (3)除草劑(4)BD (5),解析.(1)利用雙酶切可有效防止出現限制酶切割后的產物(目的基因、載體)發(fā)生自身環(huán)化及目的基因與載體的任意連接現象。這要求每種限制酶在Ti質粒內只有一個切割位點,含目的基因的DNA片段被兩種限制酶切割形成的黏性

28、末端堿基序列不同。(2)細胞脫分化形成愈傷組織。表格信息顯示,使用了2,4-D促使細胞脫分化。作為轉化受體的幼胚,不僅要易脫分化,而且還要易再分化生芽、生根,故乙的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉化受體。(3)構建的基因表達載體中有抗生素抗性基因和除草劑抗性基因(除草劑抗性基因位于T-DNA片段上), 因利用農桿菌轉化法轉基因時,只有T-DNA整合到植物細胞染色體DNA上,故需使用含除草劑 的培養(yǎng)基篩選轉化的愈傷組織。(4)因“含有內含子的報告基因只能在真核生物中正確表達”, 只有細胞內含有報告基因(成功轉化)的愈傷組織,用K處理后出現藍色,故選BD。(5)轉基因植 株相當于攜帶G基因的雜合子,

29、轉基因植株自交,后代有3/4植株攜帶G 基因,其中純合子占1/3。,易錯警示轉基因植物培育過程中,篩選成功轉化的植物受體細胞的標準 利用農桿菌轉化法完成植物細胞轉基因時,因只有Ti質粒的T-DNA整合到受體細胞染色體DNA 上,故篩選轉化的植物受體細胞只能借助T-DNA片段上的特殊基因作為篩選標準,而Ti質粒上 的非T-DNA片段未導入植物受體細胞,在對轉化后的受體細胞篩選時不以此作為選擇標準。,10.(2017江蘇單科,33,8分)金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結合蛋白,某研究小組計劃通過多聚酶鏈式反應(PCR)擴增獲得目的基因,構建轉基因工程菌,用于重金屬廢水的凈化處理。PCR擴增

30、過程示意圖如下,請回答下列問題: (1)從高表達MT蛋白的生物組織中提取mRNA,通過獲得用于PCR擴增。,(2)設計一對與MT基因兩端序列互補配對的引物(引物1和引物2),為方便構建重組質粒,在引物 中需要增加適當的位點。設計引物時需要避免引物之間形成,而造成引物自連。 (3)圖中步驟1代表,步驟2代表退火,步驟3代表延伸,這三個步驟組成一輪循環(huán)。 (4)PCR擴增時,退火溫度的設定是成敗的關鍵。退火溫度過高會破壞的堿基配對。退火溫度的設定與引物長度、堿基組成有關,長度相同但的引物需要設定更高的退火溫度。 (5)如果PCR反應得不到任何擴增產物,則可以采取的改進措施有(填序號:升高退火溫度降

31、低退火溫度重新設計引物)。,答案(8分)(1)逆轉錄cDNA (2)限制性核酸內切酶堿基互補配對 (3)變性 (4)引物與模板GC含量高 (5),解析本題主要考查目的基因的獲取及PCR技術的有關知識。(1)依據題中表述現象分析,mRNA合成目的基因的過程應為逆轉錄過程,由mRNA直接逆轉錄形成的DNA為cDNA。(2)構建重組質粒時需要限制酶和DNA連接酶,因此推測在引物中需要增加適當的限制酶識別的位點。設計引物時需要注意避免引物1和引物2之間形成堿基互補配對。(3)圖中步驟1代表變性。(4)退火溫度過高會破壞引物與模板鏈之間的堿基互補配對。由于含G/C堿基對多的DNA穩(wěn)定性強,因此在PCR過

32、程中設置的溫度應視G/C的含量而定。(5)溫度過高不利于引物與模板結合;引物設計不合理也會影響PCR擴增反應。,知識歸納關于引物的幾個問題:引物是一小段DNA或RNA,它能與DNA母鏈的一段堿基序列互補配對,其長度通常為2030個核苷酸。由于PCR利用了DNA的熱變性原理,因此溫度的高低直接影響DNA變性、復性和延伸的過程,特別是復性的過程也即題中的退火過程,它關乎引物是否能與模板鏈結合,只有結合后才有可能進行“延伸”。結合DNA結構特點,A與T之間有2個氫鍵、C與G之間有3個氫鍵的知識分析,引物中含堿基不同耐溫程度不同,其中含C/G較多的引物,PCR擴增時溫度可適當提高。,11.(2016課

33、標,40,15分,0.442)圖(a)中的三個DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三種限制性內切酶的識別序列與切割位點,圖(b)為某種表達載體的示意圖(載體上的EcoR、Sau3A的切點是唯一的)。,根據基因工程的有關知識,回答下列問題: (1)經BamH酶切后得到的目的基因可以與上述表達載體被酶切后的產物連接,理由是。,(2)若某人利用圖(b)所示的表達載體獲得了甲、乙、丙三種含有目的基因的重組子,如圖(c)所示。這三種重組子中,不能在宿主細胞中表達目的基因產物的有,不能表達的原因是 。,(3)DNA連接酶是將兩個DNA片段連接起來的酶,常見的有和,其中既能連接黏性末

34、端又能連接平末端的是。,答案(1)Sau3A兩種酶切割后產生的片段具有相同的黏性末端(每空2分,共4分) (2)甲和丙(2分)甲中目的基因插入在啟動子的上游,丙中目的基因插入在終止子的下游,二者的目的基因均不能被轉錄(3分,其他合理答案可酌情給分) (3)Ecoli DNA連接酶T4 DNA連接酶T4 DNA連接酶(每空2分,共6分,其他合理答案可酌情給分),解析(1)分析圖(a)可知,限制酶Sau3A與BamH切割DNA后形成的黏性末端相同,故經這兩種酶切割得到的產物可以用DNA連接酶進行連接。(2)構建基因表達載體時,為保證目的基因能在宿主細胞中成功表達,目的基因應插入在啟動子和終止子之間

35、,據此可判斷甲、丙均不符合要求,目的基因均不能被轉錄。(3)常見的DNA連接酶有Ecoli DNA連接酶和T4 DNA連接酶,其中T4 DNA連接酶既能連接黏性末端又能連接平末端。,試題點評本題與2012年高考理綜新課標卷第40題相類似,從而提醒考生:可以從歷年高考真題中窺探國家考試中心出題者的命題方向與角度。,12.(2016課標,40,15分,0.581)某一質粒載體如圖所示,外源DNA插入到Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因,Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質粒載體用BamH酶切后,與用BamH酶切獲得的目的基因混合,加入DNA連接酶進行連接反

36、應,用得到的混合物直接轉化大腸桿菌。結果大腸桿菌有的未被轉化,有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種,分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}: (1)質粒載體作為基因工程的工具,應具備的基本條件有(答出兩點即可),而作為基因表達載體,除滿足上述基本條件外,還需具有啟動子和終止子。,(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選,在上述四種大腸桿菌細胞中,未被轉化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的,其原因是;并且和的細胞也是不能區(qū)分的,其原因是。在上述篩選的基礎上,若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落,還需使用含有的固體培養(yǎng)基。

37、(3)基因工程中,某些噬菌體經改造后可以作為載體,其DNA復制所需的原料來自。,答案(1)能自我復制、具有標記基因 (2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均不生長含有質粒載體含有插入了目的基因的重組質粒(或答含有重組質粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因,在該培養(yǎng)基上均能生長四環(huán)素 (3)受體細胞,解析(1)質粒作為載體應具備的基本條件有:能自我復制、具有標記基因、含有一至多個限制酶切割位點等。(2)由題意可知,未被轉化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞中均不含有氨芐青霉素抗性基因,所以在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上均不能生長。質粒載體上含有氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因,插入了目的基因的重組

38、質粒中僅含有氨芐青霉素抗性基因,所以含有質粒載體和含有插入了目的基因的重組質粒的細胞均能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長,但前者可以在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長而后者不能,所以可用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基,篩選出含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落。(3)噬菌體屬于病毒,病毒增殖過程中所需的原料、酶等均來自受體細胞。,方法技巧“圖解法”解題: 含有環(huán)狀目的基因的大腸桿菌,不能抵抗氨芐青霉素和四環(huán)素。,含有質粒載體的大腸桿菌,能抵抗氨芐青霉素和四環(huán)素。,含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌,能抵抗氨芐青霉素,但不能抵抗四環(huán)素。,13.(2016天津理綜,7,12分)人血清白蛋白(HSA)具有重要

39、的醫(yī)用價值,只能從人血漿中制備。如圖是以基因工程技術獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。 (1)為獲取HSA基因,首先需采集人的血液,提取合成總cDNA,然后以cDNA為模板,使用PCR技術擴增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結合模板的位置及擴增方向,請用箭頭在方框內標出另一條引物的位置及擴增方向。 (2)啟動子通常具有物種及組織特異性,構建在水稻胚乳細胞內特異表達rHSA的載體,需要選擇的啟動子是(填寫字母,單選)。 A.人血細胞啟動子B.水稻胚乳細胞啟動子 C.大腸桿菌啟動子D.農桿菌啟動子,(3)利用農桿菌轉化水稻受體細胞的過程中,需添加酚類物質,其目的是。 (4)人體合成的初始HS

40、A多肽,需要經過膜系統(tǒng)加工形成正確空間結構才有活性。與途徑相比,選擇途徑獲取rHSA的優(yōu)勢是。 (5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值,須確認rHSA與的生物學功能一致。,答案(12分)(1)總RNA(或mRNA) (2)B (3)吸引農桿菌移向水稻受體細胞,有利于目的基因成功轉化 (4)水稻是真核生物,具有膜系統(tǒng),能對初始rHSA多肽進行高效加工 (5)HSA,解析本題主要考查基因工程的相關知識。(1)總cDNA是以mRNA為模板逆轉錄合成的,所以需要提取人的總RNA或mRNA;PCR擴增的原理是DNA復制,DNA復制時,兩條子鏈的延伸方向相反,所以引物的位置及方向如答案所示。(2)要使rHSA基

41、因在水稻胚乳細胞內特異性表達,需要選擇水稻胚乳細胞的啟動子。(3)酚類物質可吸引農桿菌移向水稻受體細胞,使農桿菌Ti質粒上的T-DNA轉移到受體細胞并整合到受體細胞染色體的DNA上,有利于目的基因成功轉化。(4)大腸桿菌為原核生物,無內質網和高爾基體,不能對多肽進行高效加工,而水稻是真核生物,具有內質網和高爾基體,可對多肽鏈進行高效加工。(5)要證明rHSA具有醫(yī)用價值,須確認rHSA與HSA的生物學功能一致。,試題點評本題考查基因工程的相關知識點,難度不大,只需要在復習的過程中牢牢把握基因工程的相關知識點即可。,14.(2015課標,40,15分,0.4173)HIV屬于逆轉錄病毒,是艾滋病

42、的病原體?；卮鹣铝袉栴}: (1)用基因工程方法制備HIV的某蛋白(目的蛋白)時,可先提取HIV中的,以其作為模板,在的作用下合成,獲取該目的蛋白的基因,構建重組表達載體,隨后導入受體細胞。 (2)從受體細胞中分離純化出目的蛋白,該蛋白作為抗原注入機體后,刺激機體產生的可與此蛋白結合的相應分泌蛋白是,該分泌蛋白可用于檢測受試者血清中的HIV,檢測的原理是。 (3)已知某種菌導致的肺炎在健康人群中罕見,但是在艾滋病患者中卻多發(fā)。引起這種現象的根本原因是HIV主要感染和破壞了患者的部分細胞,降低了患者免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能。 (4)人的免疫系統(tǒng)有癌細胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷,易發(fā)生惡性腫瘤。

43、,答案(15分)(1)RNA逆轉錄酶cDNA(或DNA)(每空2分,共6分) (2)抗體(2分)抗原抗體特異性結合(3分) (3)T(或T淋巴)(2分) (4)監(jiān)控和清除(2分),解析本題以HIV為題干背景,主要考查了逆轉錄病毒的遺傳信息流動、人體的免疫調節(jié)等。(1)HIV屬于逆轉錄病毒,要獲取目的蛋白的基因,可先從HIV中提取其RNA,再以其作為模板,在逆轉錄酶的作用下合成cDNA,此cDNA即含有該目的蛋白的基因。(2)目的蛋白作為抗原注入機體后,可啟動機體的體液免疫,通過漿細胞產生抗體,而此抗體可與目的蛋白抗原結合。利用上述原理可檢測受試者血清中是否含有HIV。(3)HIV致病的機理是H

44、IV主要感染和破壞了患者的部分T細胞,降低了患者的體液免疫和細胞免疫。(4)人體的免疫系統(tǒng)有監(jiān)控和清除癌細胞的功能。,試題點評選做題不單單是考選修本的內容,還會涉及必修本的知識,考生要注意知識間的聯(lián)系。,15.(2015四川理綜,9,11分)將蘇云金桿菌Bt蛋白的基因導入棉花細胞中,可獲得抗棉鈴蟲的轉基因棉,其過程如下圖所示(注:農桿菌中Ti質粒上只有T-DNA片段能轉移到植物細胞中)。 質粒中“Bt”代表“Bt基因”,“KmR”代表“卡那霉素抗性基因” (1)過程需用同種酶對含Bt基因的DNA和Ti質粒進行酶切。為將過程獲得的含重組質粒的農桿菌篩選出來,應使用培養(yǎng)基。 (2)過程中將棉花細胞

45、與農桿菌混合后共同培養(yǎng),旨在讓進入棉花細胞;除盡農桿菌后,還須轉接到含卡那霉素的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng),目的是。 (3)若過程僅獲得大量的根,則應在培養(yǎng)基中增加以獲得芽;部分接種在無激素培養(yǎng)基上的芽也能長根,原因是。,(4)檢驗轉基因棉的抗蟲性狀,常用方法是。種植轉基因抗蟲棉能減少的使用,以減輕環(huán)境污染。,答案(11分)(1)限制性核酸內切(1分)選擇(1分) (2)T-DNA(1分)篩選獲得T-DNA片段的植物細胞(2分) (3)細胞分裂素濃度(1分)芽頂端合成的生長素向基部運輸,促進根的分化(2分) (4)投放棉鈴蟲(2分)農藥(1分),解析本題考查基因工程與植物細胞工程的相關知識。(1)同種限

46、制酶切割質粒和含目的基因的DNA,可獲得相同的黏性末端,以構建基因表達載體。重組質粒含完整的卡那霉素抗性基因,故應使用含卡那霉素的選擇培養(yǎng)基篩選含重組質粒的農桿菌。(2)實驗過程中將棉花細胞與農桿菌混合后共同培養(yǎng),其目的是利用含重組質粒的農桿菌將T-DNA導入棉花細胞中。除去農桿菌后在含卡那霉素的培養(yǎng)基上培養(yǎng),其目的是篩選出含有目的基因的棉花細胞。(3)培養(yǎng)基中生長素用量與細胞分裂素用量比值高時,利于根的分化,抑制芽的形成,反之,有利于芽的分化,抑制根的形成。因芽頂端可合成生長素,故接種在無激素的培養(yǎng)基上的芽也能長根。(4)可用投放棉鈴蟲的方法檢測抗蟲棉的抗蟲效果。轉基因抗蟲棉的種植可減少農藥

47、使用量,從而減輕環(huán)境污染。,名師點睛基因工程操作要點提示:(1)基因表達載體的構建是實施基因工程的第二步,也是基因工程的核心步驟。(2)對于植物來說,受體細胞可以是受精卵或體細胞,但常用體細胞。(3)對于動物來說,動物體細胞的全能性受限制,受體細胞一般是受精卵。受精卵作為受體細胞具有體積大、易操作、經培養(yǎng)可直接表達性狀的優(yōu)點。(4)選擇培養(yǎng)基的運用主要依據的是質粒上的標記基因。,以下為教師用書專用,16.(2017北京理綜,5,6分)為了增加菊花花色類型,研究者從其他植物中克隆出花色基因C(圖1),擬將其與質粒(圖2)重組,再借助農桿菌導入菊花中。 下列操作與實驗目的不符的是() A.用限制

48、性核酸內切酶EcoR和連接酶構建重組質粒 B.用含C基因的農桿菌侵染菊花愈傷組織,將C基因導入細胞 C.在培養(yǎng)基中添加卡那霉素,篩選被轉化的菊花細胞 D.用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上,答案C本題主要考查基因工程的相關知識。由于C基因兩端及質粒上均存在限制酶EcoR 的酶切位點,因此,可采用限制酶EcoR 和DNA連接酶構建重組質粒;用含C基因的農桿菌侵染菊花愈傷組織(即農桿菌轉化法),可以將C基因導入細胞;由于質粒上存在潮霉素抗性基因(標記基因),因此,可以在培養(yǎng)基中添加潮霉素,篩選被轉化的菊花細胞,C符合題意;可用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上。,17.(20

49、15重慶理綜,6,6分)下列有關人胰島素基因表達載體的敘述,正確的是() A.表達載體中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA反轉錄獲得 B.表達載體的復制和胰島素基因的表達均啟動于復制原(起)點 C.借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細胞篩選出來 D.啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉錄中起作用,答案C由于人肝細胞中胰島素基因不能表達,所以無法利用肝細胞mRNA反轉錄獲得胰島素基因,A項錯誤;表達載體的復制啟動于復制原點,胰島素基因的轉錄啟動于啟動子,B項錯誤;抗生素抗性基因是標記基因,作用是檢測受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有胰島素基因的受體細胞篩選出來,C項正確;啟動子是RNA

50、聚合酶識別和結合的部位,是轉錄的起點,而終止密碼子位于mRNA上 ,在翻譯中起作用,D項錯誤。,18.(2014天津理綜,4,6分)為達到相應目的,必須通過分子檢測的是() A.攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選 B.產生抗人白細胞介素-8抗體的雜交瘤細胞的篩選 C.轉基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定 D.21三體綜合征的診斷,答案B根據受體菌是否對鏈霉素產生抗性進行攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選,不需要分子檢測,A錯誤;用特定選擇培養(yǎng)基篩選出的雜交瘤細胞,還需要進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,才能獲得足夠多的能分泌抗人白細胞介素-8抗體的雜交瘤細胞,B正確;轉基因抗蟲棉是否具有抗蟲特性,需要做抗蟲的接種實

51、驗,C錯誤;21三體綜合征可通過用顯微鏡直接觀察體細胞中的21號染色體數目的方法進行檢測,D錯誤。,19.(2014重慶理綜,4,6分)如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關敘述,正確的是(),A.的構建需要限制性核酸內切酶和DNA聚合酶參與 B.侵染植物細胞后,重組Ti質粒整合到的染色體上 C.的染色體上若含抗蟲基因,則就表現出抗蟲性狀 D.只要表現出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異,答案D的構建需要限制性核酸內切酶和DNA連接酶參與,A錯誤;侵染植物細胞后,通過農桿菌的轉化作用,使目的基因進入植物細胞并整合到的染色體上,B錯誤;的染色體上含有目的基因(抗蟲基因)但不一定表達,C

52、錯誤;基因工程依據的原理是基因重組,基因重組屬于可遺傳變異,D正確。,試題點評本題考查了基因工程的相關知識,考查了學生的理解能力,難度中等。,20.(2016江蘇單科,33,9分)下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點,圖1、圖2中標注了相關限制酶的酶切位點,其中切割位點相同的酶不重復標注。請回答下列問題:,(1)用圖中質粒和目的基因構建重組質粒,應選用兩種限制酶切割,酶切后的載體和目的基因片段,通過酶作用后獲得重組質粒。為了擴增重組質粒,需將其轉入處于態(tài)的大腸桿菌。 (2)為了篩選出轉入了重組質粒的大腸桿菌,應在篩選平板培養(yǎng)基中添加,平板上長出的菌落,常用PCR鑒定,所用的引物組成為圖2中。

53、(3)若BamH酶切的DNA末端與Bcl酶切的DNA末端連接,連接部位的6個堿基對序列為 ,對于該部位,這兩種酶(填“都能”、“都不能”或“只有一種能”)切開。 (4)若用Sau3A切圖1質粒最多可能獲得種大小不同的DNA片段。,答案(9分) (1)Bcl和Hind連接感受 (2)四環(huán)素引物甲和引物丙 (3)T GATC C A CTAG G都不能 (4)7,解析本題主要考查基因工程的相關知識。(1)分析4種限制酶識別的序列可知:BamH和Bcl識別序列中含有Sau3A的識別序列,這三種酶切割DNA后可以產生相同的黏性末端。為保證質粒上含有標記基因,切割質粒時不能選用BamH和Sau3A,應選

54、用Bcl和Hind兩種限制酶切割;酶切后的載體和目的基因片段,需用DNA連接酶連接形成重組質粒,為了擴增重組質粒,需將其轉入處于感受態(tài)的大腸桿菌中。(2)重組質粒中四環(huán)素抗性基因結構完整,氨芐青霉素抗性基因結構被破壞,在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素可以篩選出轉入了重組質粒的大腸桿菌。PCR擴增目的基因時,需用引物甲和引物丙兩種引物。(3)BamH酶切產生的黏性末端為,Bcl酶切產生的黏性末端為,經DNA連接酶連接后,連接部位的6 個堿基對序列為,此序列不能被BamH和Bcl識別,因此不能被兩 種酶切開。(4)圖1質粒中含有Sau3A酶的3個識別序列,如圖:(A、B、C分別表示相鄰切點間的DNA片

55、段),用Sau3A酶切,若在一個切點處切割可得到:B+C+A、C+A+B、A+B+C三種DNA片段(但其大小相同),若在兩個切點處切割可得到:A、B+C、A+C、B、A+B、C六種DNA片段(其大小均不同);若在三個切點處均切割,可得到A、B、C三種大小不同的DNA片段,綜上所述,用Sau3A酶切質粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。,特別提醒此題是對基因工程相關知識的考查,解答本題的關鍵在于理解重組質粒中標記基因的作用,在插入目的基因時不能破壞標記基因,故選擇限制酶須注意;PCR擴增基因時,兩種引物結合的部位相反,延伸的方向相反;限制酶具有特異性,不同的限制酶識別不同的序列,判斷某種限制

56、酶能否切割某片段,應根據該片段中是否含有限制酶的識別序列。,21.2016浙江自選,18,(一)下面是關于獲得能產生人干擾素大腸桿菌的問題。請回答: (1)用限制性核酸內切酶識別人干擾素基因和質粒中一段特定的并切割,然后用連接形成重組DNA。該質粒是一種含抗生素抗性基因的核酸分子。 A.雙鏈環(huán)狀B.單鏈環(huán)狀 C.雙鏈線狀D.單鏈線狀 (2)將含人干擾素基因的重組質粒導入到大腸桿菌,經含有的培養(yǎng)基篩選等過程,最終獲得能產生人干擾素的大腸桿菌。,答案(1)核苷酸序列DNA連接酶A (2)抗生素,解析(1)限制性核酸內切酶可以識別特定的核苷酸序列并切割每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸間的磷酸二酯鍵,然

57、后用DNA連接酶連接形成重組DNA。該大腸桿菌質粒是一種很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。(2)由于該質粒含有抗生素抗性基因,所以可以在含有抗生素的培養(yǎng)基中進行篩選,最終獲得能產生人干擾素的大腸桿菌。,試題點評本題考查基因工程的原理及生態(tài)工程相關知識,難度較小。,22.(2015江蘇單科,33,8分)熒光原位雜交可用熒光標記的特異DNA片段為探針,與染色體上對應的DNA片段結合,從而將特定的基因在染色體上定位。請回答下列問題:,(1)DNA熒光探針的制備過程如圖1所示,DNA酶隨機切開了核苷酸之間的鍵從而產生切口,隨后在DNA聚合酶作用下,以熒光標記的為原料,合成熒光標記的DNA探針。 (2)圖2表示

58、探針與待測基因結合的原理。先將探針與染色體共同煮沸,使DNA雙鏈中 鍵斷裂,形成單鏈。隨后在降溫復性過程中,探針的堿基按照原則,與染色體上的特定基因序列形成較穩(wěn)定的雜交分子。圖中兩條姐妹染色單體中最多可有條熒光標記的DNA片段。,(3)A、B、C分別代表不同來源的一個染色體組,已知AA和BB中各有一對同源染色體可被熒光探針標記。若植物甲(AABB)與植物乙(AACC)雜交,則其F1有絲分裂中期的細胞中可觀察到個熒光點;在減數第一次分裂形成的兩個子細胞中分別可觀察到個熒光點。,答案(8分)(1)磷酸二酯脫氧核苷酸 (2)氫堿基互補配對4 (3)62和4,解析本題主要考查DNA的結構、復制、有絲

59、分裂和減數分裂的相關知識。(1)DNA酶可使DNA分子斷裂成為片段,為限制酶,其作用為切開兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。合成DNA分子的原料為4種脫氧核苷酸。(2)DNA分子受熱變性,氫鍵斷裂,解旋為單鏈。探針的堿基與染色體上的特定基因序列按照堿基互補配對的原則,形成雜交分子。由于每條染色單體含有一個DNA分子,一個DNA分子可以有2條熒光標記的片段,所以兩條姐妹染色單體中最多有4條熒光標記的片段,但只能觀察到兩個熒光點。(3)植物甲與植物乙雜交后代F1為AABC,在有絲分裂中期已完成了DNA復制,并且A和B都可以被熒光探針標記,所以可觀察到6個熒光點。F1AABC在減數第一次分裂形成的兩個子細

60、胞分別含有A、AB,因此分別可觀察到2和4個熒光點。,23.(2015江蘇單科,32,9分)胰島素A、B鏈分別表達法是生產胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達載體,圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示-半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請回答下列問題:,(1)圖1基因表達載體中沒有標注出來的基本結構是。 (2)圖1中啟動子是酶識別和結合的部位,有了它才能啟動目的基因的表達;氨芐青霉素抗性基因的作用是。 (3)構建基因表達載體時必需的工具酶有。 (4)-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達,可將胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點隱藏在內部,其意義在

61、于。 (5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵,用溴化氰處理相應的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈,且-半乳糖苷酶被切成多個肽段,這是因為。 (6)根據圖2中胰島素的結構,請推測每個胰島素分子中所含游離氨基的數量。你的推測結果是,理由是 。,答案(9分)(1)終止子 (2)RNA聚合作為標記基因,將含有重組質粒的大腸桿菌篩選出來 (3)限制酶和DNA連接酶 (4)防止胰島素的A、B鏈被菌體內蛋白酶降解 (5)-半乳糖苷酶中含多個甲硫氨酸,而胰島素A、B鏈中不含甲硫氨酸 (6)至少2個兩條肽鏈的一端各有一個游離的氨基,氨基酸R基團中可能還含有游離的氨基,解

62、析(1)完整的基因表達載體應包含目的基因、啟動子、終止子、標記基因等,圖1中沒有標注出終止子。(2)啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位,可驅動轉錄出mRNA;氨芐青霉素抗性基因屬于標記基因,可利用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基篩選出含有重組質粒的大腸桿菌。(3)構建基因表達載體需用限制酶分別切割目的基因和質粒,再用DNA連接酶將兩者連接形成重組質粒。(4)利用-半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達的意義是將胰島素肽鏈上的蛋白酶切割位點隱藏在-半乳糖苷酶內部,從而防止胰島素A鏈或B鏈被大腸桿菌體內的蛋白酶降解。(5)根據溴化氰的作用特點可知,溴化氰可將-半乳糖苷酶切成多個肽段,但不會切割胰島素A、B鏈,

63、這與肽鏈中含有的甲硫氨酸數量有關。(6)由于每條肽鏈的一端都含有一個游離的氨基,所以蛋白質分子中游離氨基的數量=肽鏈數+R基上游離氨基數,故可推測胰島素(由A、B鏈組成)至少含有2個游離的氨基。,24.(2015海南單科,31,15分)在體內,人胰島素基因表達可合成出一條稱為前胰島素原的肽鏈,此肽鏈在內質網中經酶甲切割掉氨基端一段短肽后成為胰島素原,進入高爾基體的胰島素原經酶乙切割去除中間片段C后,產生A、B兩條肽鏈,再經酶丙作用生成由51個氨基酸殘基組成的胰島素。目前,利用基因工程技術可大量生產胰島素?；卮鹣铝袉栴}: (1)人體內合成前胰島素原的細胞是,合成胰高血糖素的細胞是。 (2)可根據

64、胰島素原的氨基酸序列,設計并合成編碼胰島素原的序列,用該序列與質粒表達載體構建胰島素原基因重組表達載體,再經過細菌轉化、篩選及鑒定,即可建立能穩(wěn)定合成的基因工程菌。 (3)用胰島素原抗體檢測該工程菌的培養(yǎng)物時,培養(yǎng)液無抗原抗體反應,菌體有抗原抗體反應,則用該工程菌進行工業(yè)發(fā)酵時,應從中分離、純化胰島素原。胰島素原經酶處理便可轉變?yōu)橐葝u素。,答案(1)胰島B細胞胰島A細胞(每空3分,共6分) (2)DNA胰島素原(每空3分,共6分)(3)菌體(3分),解析(1)人體合成前胰島素原的細胞是胰島B細胞,合成胰高血糖素的細胞是胰島A細胞。(2)蛋白質工程生產胰島素時,需根據胰島素原的氨基酸序列,設計并

65、合成編碼胰島素原的脫氧核苷酸序列(目的基因),然后再構建胰島素原基因重組表達載體,導入細菌細胞內,再經過細菌轉化、篩選及鑒定,即可建立能穩(wěn)定合成胰島素原的工程菌。(3)運用抗原抗體檢測法檢測胰島素原時,培養(yǎng)液無抗原抗體反應,菌體有抗原抗體反應,故應從菌體中分離、純化胰島素原。,25.(2014山東理綜,36,12分)人組織纖溶酶原激活物(htPA)是一種重要的藥用蛋白,可在轉htPA基因母羊的羊乳中獲得。流程如下: (1)htPA基因與載體用切割后,通過DNA連接酶連接,以構建重組表達載體。檢測目的基因是否已插入受體細胞DNA,可采用 技術。 (2)為獲取更多的卵(母)細胞,要對供體母羊注射促

66、性腺激素,使其。采集的精子需要經過,才具備受精能力。,(3)將重組表達載體導入受精卵常用的方法是 。為了獲得母羊,移植前需對已成功轉入目的基因的胚胎進行。利用胚胎分割和胚胎移植技術可獲得多個轉基因個體,這體現了早期胚胎細胞的。 (4)若在轉htPA基因母羊的羊乳中檢測到,說明目的基因成功表達。,答案(1)同種限制性核酸內切酶(或同種限制酶)DNA分子雜交(或核酸探針) (2)超數排卵獲能(處理) (3)顯微注射法性別鑒定全能性 (4)htPA(或人組織纖溶酶原激活物),解析(1)目的基因和載體先用同種限制酶切割后,再用DNA連接酶連接,以構建基因表達載體;判斷受體細胞的DNA是否插入目的基因可采用DNA分子雜交技術。(2)利用促性腺激素處理供體母羊可使其產生更多的卵母細胞;精子必須獲能后才具備受精能力。(3)將重組表達載體導入動物受精卵常用的方法是顯微注射法。為了獲得母羊,移植前需對已成功轉入目的基因的胚胎進行性別鑒定。(4)若在轉htPA基因母羊的羊乳中檢測到人組織纖溶酶原激活物,說明目的基因成功表達。,26.(2014課標,40,15分,0.5599)植物甲具有極強的耐旱性