2023版高中生物選擇性必修3人教版 第3章 基因工程 綜合拔高練

第3章基因工程綜合拔高練五年高考練考點1DNA的粗提取與鑒定1.(2022山東,13)關于“DNA的粗提取與鑒定”實驗,下列說法錯誤的是 ()A.過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進行是為了防止DNA降解B.離心研磨液是為了加速DNA的沉淀C.在一定溫度下,DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍色D.粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)2.(2021山東,13)粗提取DNA時,向雞血細胞液中加入一定量的蒸餾水并攪拌,過濾后所得濾液進行下列處理后再進行過濾,在得到的濾液中加入特定試劑后容易提取出DNA相對含量較高的白色絲狀物的處理方式是 ()A.加入適量的木瓜蛋白酶B.37~40℃的水浴箱中保溫10~15分鐘C.加入與濾液體積相等的、體積分數(shù)為95%的冷卻的酒精D.加入NaCl調(diào)節(jié)濃度至2mol/L→過濾→調(diào)節(jié)濾液中NaCl濃度至0.14mol/L3.(2019江蘇單科,10)下列關于DNA粗提取與鑒定的敘述,錯誤的是 ()A.用同樣方法從等體積兔血和雞血中提取的DNA量相近B.DNA析出過程中,攪拌操作要輕柔以防DNA斷裂C.預冷的乙醇可用來進一步純化粗提的DNAD.用二苯胺試劑鑒定DNA需要進行水浴加熱考點2基因工程的基本工具4.(2021湖北,7)限制性內(nèi)切酶EcoRⅠ識別并切割雙鏈DNA,用EcoRⅠ完全酶切果蠅基因組DNA,理論上得到DNA片段的平均長度(堿基對)約為 ()A.6 B.250C.4000 D.240005.(2021全國乙,38)用DNA重組技術可以賦予生物以新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人類需要的生物產(chǎn)品。在此過程中需要使用多種工具酶,其中4種限制性核酸內(nèi)切酶的切割位點如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)常用的DNA連接酶有E.coliDNA連接酶和T4DNA連接酶。圖中酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA連接酶連接。圖中酶切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接。

(2)DNA連接酶催化目的基因片段與質(zhì)粒載體片段之間形成的化學鍵是。

(3)DNA重組技術中所用的質(zhì)粒載體具有一些特征。如質(zhì)粒DNA分子上有復制原點,可以保證質(zhì)粒在受體細胞中能;質(zhì)粒DNA分子上有,便于外源DNA插入;質(zhì)粒DNA分子上有標記基因(如某種抗生素抗性基因),利用抗生素可篩選出含質(zhì)粒載體的宿主細胞,方法是。

(4)表達載體含有啟動子,啟動子是指。

考點3基因工程的基本操作程序及應用6.(2021湖北,16)某實驗利用PCR技術獲取目的基因,實驗結果顯示除目的基因條帶(引物與模板完全配對)外,還有2條非特異條帶(引物和模板不完全配對)。為了減少反應中非特異條帶的產(chǎn)生,以下措施中有效的是 ()A.增加模板DNA的量B.延長熱變性的時間C.延長延伸的時間D.提高復性的溫度7.(2021全國甲,38)PCR技術可用于臨床的病原菌檢測。為檢測病人是否感染了某種病原菌,醫(yī)生進行了相關操作:①分析PCR擴增結果;②從病人組織樣本中提取DNA;③利用PCR擴增DNA片段;④采集病人組織樣本?；卮鹣铝袉栴}:(1)若要得到正確的檢測結果,正確的操作順序應該是(用數(shù)字序號表示)。

(2)操作③中使用的酶是。PCR反應中的每次循環(huán)可分為變性、復性、三步,其中復性的結果是

。

(3)為了做出正確的診斷,PCR反應所用的引物應該能與特異性結合。

(4)PCR(多聚酶鏈式反應)技術是指。該技術目前被廣泛地應用于疾病診斷等方面。

8.(2021天津,16)乳酸菌是乳酸的傳統(tǒng)生產(chǎn)菌,但耐酸能力較差,影響產(chǎn)量。釀酒酵母耐酸能力較強,但不產(chǎn)生乳酸。研究者將乳酸菌的乳酸脫氫酶基因(LDH)導入釀酒酵母,獲得能產(chǎn)生乳酸的工程菌株。圖1為乳酸和乙醇發(fā)酵途徑示意圖,圖2為構建表達載體時所需的關鍵條件。圖1圖2(1)乳酸脫氫酶在轉(zhuǎn)基因釀酒酵母中參與厭氧發(fā)酵的場所應為。

(2)獲得轉(zhuǎn)基因釀酒酵母菌株的過程如下:①設計引物擴增乳酸脫氫酶編碼序列。為使擴增出的序列中編碼起始密碼子的序列由原核生物偏好的GTG轉(zhuǎn)變?yōu)檎婧松锲玫腁TG,且能通過雙酶切以正確方向插入質(zhì)粒,需設計引物1和2。其中引物1的5'端序列應考慮和。

②將上述PCR產(chǎn)物和質(zhì)粒重組后,導入大腸桿菌,篩選、鑒定,擴增重組質(zhì)粒。重組質(zhì)粒上有,所以能在大腸桿菌中擴增。啟動子存在物種特異性,易被本物種的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)識別并啟動轉(zhuǎn)錄,因此重組質(zhì)粒上的乳酸脫氫酶編碼序列(能/不能)在大腸桿菌中高效表達。

③提取重組質(zhì)粒并轉(zhuǎn)入不能合成尿嘧啶的釀酒酵母菌株,在的固體培養(yǎng)基上篩選出轉(zhuǎn)基因釀酒酵母,并進行鑒定。

(3)以葡萄糖為碳源,利用該轉(zhuǎn)基因釀酒酵母進行厭氧發(fā)酵,結果既產(chǎn)生乳酸,也產(chǎn)生乙醇。若想進一步提高其乳酸產(chǎn)量,下列措施中不合理的是(單選)。

A.進一步優(yōu)化發(fā)酵條件B.使用乳酸菌LDH基因自身的啟動子C.敲除釀酒酵母的丙酮酸脫羧酶基因D.對轉(zhuǎn)基因釀酒酵母進行誘變育種9.(2021遼寧,24)PHB2蛋白具有抑制細胞增殖的作用。為初步探究某動物PHB2蛋白抑制人宮頸癌細胞增殖的原因,研究者從基因數(shù)據(jù)庫中獲取了該蛋白的基因編碼序列(簡稱phb2基因),大小為0.9kb(1kb=1000堿基對),利用大腸桿菌表達該蛋白。回答下列問題:(1)為獲取phb2基因,提取該動物肝臟組織的總RNA,再經(jīng)過程得到cDNA,將其作為PCR反應的模板,并設計一對特異性引物來擴增目的基因。

(2)圖1為所用載體圖譜示意圖,圖中限制酶的識別序列及切割位點見表。為使phb2基因(該基因序列不含圖1中限制酶的識別序列)與載體正確連接,在擴增的phb2基因兩端分別引入和兩種不同限制酶的識別序列。經(jīng)過這兩種酶酶切的phb2基因和載體進行連接時,可選用(填“E.coliDNA連接酶”或“T4DNA連接酶”)。

相關限制酶的識別序列及切割位點注:箭頭表示切割位點(3)轉(zhuǎn)化前需用CaCl2處理大腸桿菌細胞,使其處于的生理狀態(tài),以提高轉(zhuǎn)化效率。

(4)將轉(zhuǎn)化后的大腸桿菌接種在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng),隨機挑取單菌落(分別編號為1、2、3、4)培養(yǎng)并提取質(zhì)粒,用(2)中選用的兩種限制酶進行酶切,酶切產(chǎn)物經(jīng)電泳分離,結果如圖2,號菌落的質(zhì)粒很可能是含目的基因的重組質(zhì)粒。

圖2注:M為指示分子大小的標準參照物;小于0.2kb的DNA分子條帶未出現(xiàn)在圖中圖3注:間期包括G1期、S期和G2期(5)將純化得到的PHB2蛋白以一定濃度添加到人宮頸癌細胞培養(yǎng)液中,培養(yǎng)24小時后,檢測處于細胞周期(示意圖見圖3)不同時期的細胞數(shù)量,統(tǒng)計結果如圖4。分析該蛋白抑制人宮頸癌細胞增殖可能的原因是將細胞阻滯在細胞周期的(填“G1”或“S”或“G2/M”)期。

圖4注:G2/M表示G2和M10.(2021河北,24節(jié)選)采礦污染和不當使用化肥導致重金屬鎘(Cd)在土壤中過量積累。利用植物修復技術將土壤中的Cd富集到植物體內(nèi),進行后續(xù)處理(例如,收集植物組織器官異地妥善儲存),可降低土壤中Cd的含量。為提高植物對Cd污染土壤的修復能力,研究者將酵母液泡Cd轉(zhuǎn)運蛋白(YCF1)基因?qū)胧茉囍参?并檢測了相關指標。回答下列問題:(2)將DNA序列插入Ti質(zhì)粒構建重組載體時,所需要的兩種酶是。構建的重組基因表達載體中必須含有標記基因,其作用是。

(3)進行前期研究時,將含有YCF1基因的重組載體導入受試雙子葉植物印度芥菜,采用最多的方法是。研究者進一步獲得了轉(zhuǎn)YCF1基因的不育楊樹株系,采用不育株系作為實驗材料的目的是。

(4)將長勢一致的野生型和轉(zhuǎn)基因楊樹苗移栽到Cd污染的土壤中,半年后測定植株干重(圖1)及不同器官中Cd含量(圖2)。據(jù)圖1可知,與野生型比,轉(zhuǎn)基因植株對Cd具有更強的(填“耐性”或“富集能力”);據(jù)圖2可知,對轉(zhuǎn)基因植株的進行后續(xù)處理對于緩解土壤Cd污染最為方便有效。

(5)已知YCF1特異定位于轉(zhuǎn)基因植物細胞的液泡膜上。據(jù)此分析,轉(zhuǎn)基因楊樹比野生型能更好地適應高Cd環(huán)境的原因是。相較于草本植物,采用楊樹這種喬木作為Cd污染土壤修復植物的優(yōu)勢在于(寫出兩點即可)。

11.(2021山東,25)人類γ基因啟動子上游的調(diào)控序列中含有BCL11A蛋白結合位點,該位點結合BCL11A蛋白后,γ基因的表達被抑制。通過改變該結合位點的序列,解除對γ基因表達的抑制,可對某種地中海貧血癥進行基因治療?？蒲腥藛T擴增了γ基因上游不同長度的片段,將這些片段分別插入表達載體中進行轉(zhuǎn)化和熒光檢測,以確定BCL11A蛋白結合位點的具體位置。相關信息如圖所示。(1)為將擴增后的產(chǎn)物定向插入載體指導熒光蛋白基因表達,需在引物末端添加限制酶識別序列。據(jù)圖可知,在F1~F7末端添加的序列所對應的限制酶是,在R末端添加的序列所對應的限制酶是。本實驗中,從產(chǎn)物擴增到載體構建完成的整個過程共需要種酶。

(2)將構建的載體導入除去BCL11A基因的受體細胞,成功轉(zhuǎn)化后,含F(xiàn)1~F6與R擴增產(chǎn)物的載體表達熒光蛋白,受體細胞有熒光,含F(xiàn)7與R擴增產(chǎn)物的受體細胞無熒光。含F(xiàn)7與R擴增產(chǎn)物的受體細胞無熒光的原因是。

(3)向培養(yǎng)液中添加適量的雌激素,含F(xiàn)1~F4與R擴增產(chǎn)物的受體細胞不再有熒光,而含F(xiàn)5~F6與R擴增產(chǎn)物的受體細胞仍有熒光。若γ基因上游調(diào)控序列上與引物序列所對應的位置不含有BCL11A蛋白的結合位點序列,據(jù)此結果可推測,BCL11A蛋白結合位點位于,理由是

。

考點4蛋白質(zhì)工程12.(2021遼寧,14)腈水合酶(N0)廣泛應用于環(huán)境保護和醫(yī)藥原料生產(chǎn)等領域,但不耐高溫,利用蛋白質(zhì)工程技術在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽,可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶(N1)。下列有關敘述錯誤的是 ()A.N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一B.加入連接肽需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)C.獲得N1的過程需要進行轉(zhuǎn)錄和翻譯D.檢測N1的活性時先將N1與底物充分混合,再置于高溫環(huán)境13.(2021廣東,22節(jié)選)非細胞合成技術是一種運用合成生物學方法,在細胞外構建多酶催化體系,獲得目標產(chǎn)物的新技術,其核心是各種酶基因的挖掘、表達等。中國科學家設計了4步酶促反應的非細胞合成路線(如圖),可直接用淀粉生產(chǎn)肌醇(重要的醫(yī)藥食品原料),以期解決高溫強酸水解方法造成的嚴重污染問題,并可以提高產(chǎn)率?；卮鹣铝袉栴}:(2)高質(zhì)量的DNA模板是成功擴增出目的基因的前提條件之一。在制備高質(zhì)量DNA模板時必須除去蛋白,方法有

。

(答出兩種即可)(3)研究人員使用大腸桿菌BL21作為受體細胞、pET20b為表達載體分別進行4種酶的表達。表達載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時,首先應制備細胞。為了檢測目的基因是否成功表達出酶蛋白,需要采用的方法有。

(4)依圖所示流程,在一定的溫度、pH等條件下,將4種酶與可溶性淀粉溶液混合組成一個反應體系。若這些酶最適反應條件不同,可能導致的結果是。在分子水平上,可以通過改變,從而改變蛋白質(zhì)的結構,實現(xiàn)對酶特性的改造和優(yōu)化。

三年模擬練應用實踐1.(2022天津新華中學模擬預測)PCR引物的3'端為結合模板DNA的關鍵堿基,5'端無嚴格限制,可用于添加限制酶識別序列。下列敘述正確的是 ()A.PCR第4個循環(huán),消耗了15對引物B.脫氧核苷酸作為擴增的原料會依次連接到5'端C.耐高溫的DNA聚合酶能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結合到雙鏈DNA片段的引物鏈上D.用圖中引物擴增至少四個循環(huán)后才能獲得兩端均添加限制酶識別序列的目的產(chǎn)物2.(2022山東淄博一模)為確定W基因在染色體上的位置,研究人員進行了如下操作:①破裂細胞后將染色體固定在玻片上,去除mRNA及染色體上的蛋白質(zhì),拍攝染色體得到顯微照片1。②制備32P標記的W基因探針(單鏈DNA)。③將玻片上的染色體DNA變性為單鏈后,置于含W基因放射性探針的雜交溶液中溫育一段時間。④洗脫玻片上未雜交的放射性探針,對玻片進行放射性自顯影處理得到照片2。⑤將照片1和照片2疊加,確定W基因的所在染色體及其位置。下列分析錯誤的是 ()A.可用A—32P~P~P制備W基因的放射性探針B.W基因探針的堿基序列與W基因中某條單鏈的部分堿基序列相同或互補C.去除染色體上的蛋白質(zhì)并將DNA變性為單鏈,有利于DNA與探針完成雜交D.去除mRNA可以防止W基因的mRNA與探針雜交,對實驗結果產(chǎn)生干擾3.(2022天津重點中學聯(lián)考)受傷的雙子葉植物產(chǎn)生的酚類化合物可誘導毒力效應蛋白(Vir)基因表達產(chǎn)生Vir蛋白,其中VirD1/D2蛋白復合體可將Ti質(zhì)粒上的一段T-DNA單鏈(T鏈)切下并形成VirD2-T鏈復合物,轉(zhuǎn)移至植物細胞中的VirD2-T鏈復合物結合VirE2等蛋白形成T復合體進入細胞核,將T鏈隨機整合到植物染色體上。相關敘述錯誤的是 ()A.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胨炯毎?可用酚類化合物處理提高轉(zhuǎn)化效率B.VirD2-T鏈復合物結合VirE2等蛋白形成T復合體可避免T-DNA的胞內(nèi)降解C.T-DNA的整合具有隨機性,需經(jīng)過篩選(抗性、熒光等)獲得符合要求的轉(zhuǎn)化苗D.T-DNA整合至植物細胞染色體上的過程不需要DNA聚合酶和DNA連接酶4.(不定項)(2022湖北武漢二模改編)人的血清白蛋白在臨床上需求量很大?？茖W家培育出一種轉(zhuǎn)基因山羊,其膀胱上皮細胞可以合成人的血清白蛋白并分泌到尿液中。下列敘述錯誤的是 ()A.可從人體成熟的紅細胞中獲取血清白蛋白基因B.應選用膀胱上皮細胞作為目的基因的受體細胞C.人的血清白蛋白基因只存在于轉(zhuǎn)基因山羊的膀胱上皮細胞中D.轉(zhuǎn)基因山羊?qū)⑷说难灏椎鞍追置诘侥蛞褐杏欣谠摰鞍椎氖占?.(不定項)(2022遼寧省實驗中學期中)已知B基因存在于水稻基因組中,其僅在體細胞和精子中正常表達,在卵細胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究B基因表達對卵細胞的影響,研究人員將B基因編碼區(qū)與Luc基因(表達的熒光素酶能催化熒光素產(chǎn)生熒光)連接成融合基因,實驗過程如下。下列說法正確的是 ()A.若想通過反轉(zhuǎn)錄的方法獲得B基因,則只能從水稻體細胞中提取全部RNA進行操作B.B-Luc融合基因的形成需要DNA連接酶的催化C.轉(zhuǎn)基因植株中含有卡那霉素抗性基因D.通過PCR技術檢測發(fā)現(xiàn)水稻細胞的染色體DNA上插入了B-Luc融合基因,則說明已成功獲得轉(zhuǎn)基因植株6.(2022山東濟寧期中)為了研究低溫誘導對某基因的啟動子P活性的影響,科研人員進行了啟動子P的PCR提取、特定表達載體的構建和轉(zhuǎn)基因煙草的功能鑒定。該基因及其啟動子P的結構及相應限制酶的切割位點如圖1所示,圖中灰色區(qū)域堿基序列是已知的,啟動子P(圖中黑色區(qū)域)及上游堿基序列未知,片段Ⅰ和片段Ⅱ中的字母A~F均表示引物。請回答下列問題:(1)啟動子是的部位。不能直接根據(jù)片段Ⅰ擴增啟動子P的原因是。

(2)為了能擴增正常啟動子P,科研人員先用酶處理圖1中的片段Ⅰ,使片段Ⅰ成為環(huán)狀DNA;再將環(huán)狀DNA用(填“酶1”或“酶2”)處理得到片段Ⅱ,如圖2所示。根據(jù)片段Ⅱ擴增出啟動子P,請寫出可選用的引物組合:(用C、D、E、F表示)。

(3)已知卡那霉素可抑制煙草細胞的生長,基因M可在煙草的根部正常表達,其表達產(chǎn)物可將X-Gluc水解生成藍色物質(zhì)。將啟動子P和基因M結合并與含有卡那霉素抗性基因的Ti質(zhì)粒重組構建基因表達載體。將表達載體導入農(nóng)桿菌并與酚類物質(zhì)混合后加入含有煙草細胞的培養(yǎng)基中,再用含有的培養(yǎng)基篩選出所需的煙草細胞,然后經(jīng)過獲得轉(zhuǎn)基因煙草植株。

(4)將上述轉(zhuǎn)基因煙草植株分為A、B兩組,A組在常溫(25℃,對照組)下培養(yǎng),B組在低溫(4℃,實驗組)下培養(yǎng),一段時間后取A、B的幼根,浸入適量溶液中,觀察煙草細胞中基因M的表達情況(表達強度越大,細胞表現(xiàn)的藍色越深)。若A、B組的結果分別為,則說明低溫抑制啟動子P的功能。

7.(2021廣東廣州期末改編)苦蕎中含有的黃酮類化合物具有降血糖、降血脂等功效。CHS是合成黃酮類化合物的關鍵酶。把經(jīng)修飾過的CHS基因?qū)肟嗍w細胞中,培育高產(chǎn)黃酮苦蕎品系。據(jù)圖回答下列問題:(1)重組Ti質(zhì)粒中啟動子的作用是。

(2)圖中的①過程常用Ca2+處理農(nóng)桿菌,使其成為感受態(tài)細胞,即細胞處于一種的生理狀態(tài)。

(3)若要檢測修飾后的CHS基因是否插入苦蕎細胞的DNA上,可以采用技術。要判斷高產(chǎn)黃酮苦蕎是否培育成功,還需要在個體生物學水平上進行鑒定,其操作方向是。

為了防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界的其他植物中,可設法將目的基因整合到受體細胞的結構中。

(4)某種苦蕎因為受到病毒感染而減產(chǎn),現(xiàn)需要以該苦蕎為材料獲得脫毒苗,宜選用其莖尖作為外植體,理由是。

遷移創(chuàng)新8.(2022湖北十一校聯(lián)考)CRISPR-Cas9基因組編輯系統(tǒng)由向?qū)NA(也叫sgRNA)和Cas9蛋白組成,向?qū)NA識別并結合靶基因DNA,Cas9蛋白切斷雙鏈DNA形成兩個末端。這兩個末端通過“斷裂修復”重新連接時通常會有個別堿基對的插入或缺失,從而實現(xiàn)基因敲除,如圖所示。(1)向?qū)NA識別靶基因DNA時遵循原則,Cas9蛋白相當于酶,Cas9蛋白切斷靶基因DNA形成的兩個末端重新連接時所必需的一種酶是。

(2)CCR5是人體的正?；?其編碼的細胞膜CCR5蛋白是HIV入侵T淋巴細胞的主要通道“入口”?？蒲腥藛T依據(jù)的部分序列設計sgRNA,導入骨髓細胞中,構建sgRNA-Cas9復合體,以實現(xiàn)對CCR5基因的定向切割,變異的CCR5蛋白無法裝配到細胞膜上,即可有效阻止HIV侵染新分化生產(chǎn)的T淋巴細胞。

(3)CRISPR-Cas9基因組編輯技術有時存在編輯出錯而造成脫靶,試分析脫靶最可能的原因是,造成向?qū)NA(sgRNA)錯誤結合而脫靶,而且sgRNA的序列越短,脫靶率會越(填“高”或“低”)。

第3、4章達標檢測見增分測評卷P9

答案與分層梯度式解析第3章基因工程綜合拔高練五年高考練1.B離心研磨液是為了使蛋白質(zhì)等沉淀,得到含DNA的上清液,B錯誤;本實驗只是對DNA進行了粗提取,提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)等其他物質(zhì),D正確。2.A加入適量的木瓜蛋白酶能分解濾液中的主要雜質(zhì)——蛋白質(zhì),有助于提高白色絲狀物的DNA相對含量,A符合題意;37~40℃達不到破壞蛋白質(zhì)所需的溫度,所選溫度應該是60~75℃,此溫度能夠破壞濾液中主要雜質(zhì)蛋白質(zhì)的結構,進而去除這些雜質(zhì),有助于提高白色絲狀物的DNA相對含量,B不符合題意;與濾液體積相等的、體積分數(shù)為95%的冷卻的酒精是題干中的“特定試劑”,C不符合題意;加入NaCl調(diào)節(jié)濃度至2mol/L→過濾→調(diào)節(jié)濾液中NaCl濃度至0.14mol/L,經(jīng)過以上處理后DNA析出,過濾后DNA主要存在于紗布上的過濾物中,在濾液中含量極少,經(jīng)過D項處理后應過濾去除溶液中的雜質(zhì),再用物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液溶解DNA,有助于提高白色絲狀物的DNA相對含量,D不符合題意。3.A兔屬于哺乳動物,其成熟紅細胞沒有細胞核及眾多細胞器,提取不到DNA,而雞屬于鳥類,其紅細胞內(nèi)含有細胞核與眾多細胞器,DNA含量較多,A錯誤;DNA分子是非常容易斷裂的,輕柔攪拌的目的是獲得較完整的DNA分子,B正確;DNA不溶于酒精,但某些蛋白質(zhì)溶于酒精,所以冷卻的體積分數(shù)為95%的酒精溶液可以進一步純化粗提的DNA,C正確;將析出的DNA溶解在2mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺試劑后需要水浴加熱才會呈現(xiàn)藍色,D正確。4.C若用EcoRⅠ完全酶切果蠅基因組DNA,則理論上得到DNA片段的平均長度(堿基對)為46個堿基對,即約為4000個堿基對。5.答案(1)EcoRⅠ、PstⅠEcoRⅠ、SmaⅠ、PstⅠ、EcoRⅤ(2)磷酸二酯鍵(3)自我復制限制酶切割位點將待篩選的宿主細胞接種到含該抗生素的培養(yǎng)基中,能夠生長的是含有質(zhì)粒載體的宿主細胞(4)RNA聚合酶識別、結合并啟動轉(zhuǎn)錄的DNA片段解析(1)E.coliDNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端連接起來。T4DNA連接酶(T4DNA連接酶)既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補的黏性末端,又可以“縫合”雙鏈DNA片段的平末端。(2)DNA連接酶是通過催化兩個核苷酸之間形成磷酸二酯鍵,將雙鏈DNA片段“縫合”起來的。(3)作為載體,質(zhì)粒DNA分子上必須有復制原點,才能使質(zhì)粒在受體細胞中能進行自我復制;且質(zhì)粒DNA分子上應具有一個至多個限制酶切割位點,便于外源DNA插入;質(zhì)粒DNA分子上有標記基因,可以用添加特定抗生素的選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)經(jīng)轉(zhuǎn)化處理的宿主細胞,以達到篩選目的。6.D增加模板DNA的量可以提高反應速度,但不能有效減少反應中非特異條帶的產(chǎn)生,A不符合題意;延長熱變性的時間和延長延伸的時間會影響變性和延伸過程,但對于延伸中的配對影響不大,故不能有效減少反應中非特異條帶的產(chǎn)生,B、C不符合題意;復性溫度偏低易出現(xiàn)非特異條帶,故可通過提高復性的溫度來減少反應中非特異條帶的產(chǎn)生,D符合題意。7.答案(1)④②③①(2)DNA聚合酶延伸引物通過堿基互補配對與單鏈DNA結合(3)病原菌DNA(4)在生物體外大量快速擴增特定DNA片段的技術解析(1)根據(jù)題干中給出的信息分析,若要檢測病人是否感染了某種病原菌,需要從病人體內(nèi)獲取組織樣本,提取樣本中的DNA,進行PCR擴增,再分析PCR擴增的結果。由此可知若要得到正確的檢測結果,正確的操作順序應該是④②③①。(2)操作③利用PCR擴增DNA片段時需要使用的酶是(耐高溫的)DNA聚合酶。PCR反應中的每次循環(huán)一般可分為變性、復性、延伸三步,其中復性是指溫度下降到50℃左右,兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結合。(3)為了做出正確的診斷,應檢測病原菌的遺傳物質(zhì),所以PCR反應所用的引物應該能與病原菌DNA特異性結合。8.答案(1)細胞質(zhì)基質(zhì)(2)①包含BamHⅠ的識別序列將GTG改為ATG②原核生物復制原點不能③缺失尿嘧啶(3)B解析(1)酵母細胞無氧呼吸的場所為細胞質(zhì)基質(zhì)。(2)①因為擴增的目的基因的引物1與5'端含有編碼起始密碼子的序列GTG的編碼(非模板)鏈對應,所以該引物5'端對應的序列含編碼鏈的起始端,故該引物5'端序列需要滿足兩個條件:一是將編碼起始密碼子的序列由原核生物偏好的GTG改為真核生物偏好的ATG;二是引物5'端序列應加入BamHⅠ的識別序列(酶切位點),以便將擴增的目的基因通過雙酶切后以正確方向插入質(zhì)粒。②大腸桿菌為原核生物,若要在大腸桿菌內(nèi)擴增,重組質(zhì)粒上應有原核生物復制原點,以便被大腸桿菌的DNA聚合酶識別。因為插入的含乳酸脫氫酶基因的重組質(zhì)粒沒有大腸桿菌基因啟動子,所以不易被大腸桿菌的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)識別并啟動轉(zhuǎn)錄,無法在大腸桿菌中高效表達。③實驗所選的釀酒酵母菌株為尿嘧啶合成缺陷型,不能在缺失尿嘧啶的固體培養(yǎng)基上生長,若該菌株細胞中導入重組質(zhì)粒,由于重組質(zhì)粒中含有尿嘧啶合成酶基因,可使導入重組質(zhì)粒的釀酒酵母恢復合成尿嘧啶的能力,因此可以用缺失尿嘧啶的固體培養(yǎng)基篩選出轉(zhuǎn)基因釀酒酵母,并進行鑒定。(3)若使用乳酸菌LDH基因自身的啟動子,則不能被釀酒酵母的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)識別,所以不能提高其乳酸產(chǎn)量。9.答案(1)反轉(zhuǎn)錄(2)PvuⅡEcoRⅠT4DNA連接酶(3)一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子(4)3(5)G2/M解析(1)利用RNA獲得cDNA的過程稱為反轉(zhuǎn)錄。(2)目的基因應插入載體的啟動子和終止子之間,由圖1可知,啟動子和終止子之間存在3個限制酶切割位點,但是由于限制酶KpnⅠ在質(zhì)粒上不只有一個酶切位點,因此在擴增的phb2基因兩端應該分別引入EcoRⅠ和PvuⅡ兩種不同限制酶的識別序列。用PvuⅡ切割質(zhì)粒和目的基因后產(chǎn)生平末端,構建基因表達載體時,應該用T4DNA連接酶連接載體和目的基因。(3)轉(zhuǎn)化前用CaCl2處理大腸桿菌細胞,使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài),以提高轉(zhuǎn)化效率。(4)如果用EcoRⅠ和PvuⅡ兩種酶切割重組質(zhì)粒,酶切產(chǎn)物經(jīng)電泳后將獲得含有質(zhì)粒和目的基因兩條條帶,已知phb2基因大小為0.9kb,據(jù)此推測菌落3的質(zhì)粒很可能是含目的基因的重組質(zhì)粒。(5)圖4中,經(jīng)PHB2蛋白處理后,G1期和S期細胞減少,而G2/M期細胞數(shù)目明顯增多,說明G1期和S期細胞可以進入G2期,而這些細胞難以完成分裂進入G1期,因此推測PHB2蛋白應該作用于G2/M期。知識梳理E.coliDNA連接酶只能連接具有互補黏性末端的DNA片段,T4DNA連接酶可連接具有平末端和黏性末端的DNA片段。10.答案(2)限制酶和DNA連接酶鑒別受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法防止YCF1基因隨花粉擴散,給生態(tài)系統(tǒng)帶來風險(4)耐性葉(5)轉(zhuǎn)基因楊樹液泡膜上的Cd轉(zhuǎn)運蛋白可將細胞質(zhì)基質(zhì)中的Cd轉(zhuǎn)運至液泡儲存,降低Cd對細胞代謝的影響喬木比草本生物量大,與外界物質(zhì)交換能力強解析(2)構建基因表達載體時需要用限制酶切割DNA分子和質(zhì)粒,然后用DNA連接酶使獲取的目的基因與質(zhì)粒連接起來。標記基因的作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因,以便篩選出含有目的基因的細胞。(3)將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒ㄓ修r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和花粉管通道法等,其中農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)腚p子葉植物最常用的方法;不育株系可以防止基因在繁殖過程通過花粉在生態(tài)系統(tǒng)中擴散。(4)據(jù)圖1可知,轉(zhuǎn)基因植株的干重比野生型的大,表明轉(zhuǎn)基因植株對Cd具有更強的耐性;據(jù)圖2可知,葉片對Cd的富集作用最強,所以對葉進行后續(xù)處理對緩解土壤Cd污染最為有效。(5)轉(zhuǎn)基因楊樹液泡膜上有Cd轉(zhuǎn)運蛋白,可以將細胞質(zhì)基質(zhì)中的Cd運入液泡進行儲存,降低Cd對細胞代謝的影響,野生型不具有這個功能。與草本植物相比,喬木植株更高大,生物量更多,與外界物質(zhì)交換能力更強,可以富集更多的Cd。11.答案(1)SalⅠEcoRⅠ6(2)F7與R擴增產(chǎn)物不含完整的啟動子,熒光蛋白基因不表達(3)引物F4與F5在調(diào)控序列上所對應序列之間的區(qū)段上根據(jù)有無熒光情況判斷,F1~F4與R擴增產(chǎn)物上均有結合位點,因此結合位點位于F4所對應調(diào)控序列的下游(右側);F5~F6與R擴增產(chǎn)物上均無結合位點,可知結合位點位于F5所對應調(diào)控序列的上游(左側),所以結合位點位于引物F4與F5在調(diào)控序列上所對應序列之間的區(qū)段上解析(1)觀察圖示可知,熒光蛋白基因的左側為終止子,為了將擴增后的產(chǎn)物定向插入載體指導熒光蛋白基因表達,擴增后的產(chǎn)物的插入點應在熒光蛋白基因的右側,而熒光蛋白基因的右側有三個限制酶切割位點,分別是MunⅠ、EcoRⅠ和XhoⅠ的切割位點,但因為用EcoRⅠ會破壞熒光蛋白基因,所以只能用MunⅠ和XhoⅠ切割載體,切割后載體的部分序列如圖所示:擴增后的產(chǎn)物的兩端添加限制酶后得到的DNA片段能夠替換上圖載體中位于MunⅠ和XhoⅠ限制酶切割位點之間的片段,并能與左側的熒光蛋白基因片段及右側的片段連接起來。由題圖中終止子及基因的位置可知,F1~F7末端添加序列后應與XhoⅠ切割的末端相連,R末端添加序列后應與MunⅠ切割的末端相連。由于調(diào)控序列及啟動子中有XhoⅠ限制酶切割位點,所以需尋找切割后的末端能與XhoⅠ限制酶切割后的末端連接且調(diào)控序列及啟動子中無其切割位點的限制酶,限制酶SalⅠ符合這一要求,所以在F1~F7末端添加的序列所對應的限制酶是SalⅠ;由于調(diào)控序列及啟動子中含有MunⅠ的切割位點,所以需尋找切割后的末端能與MunⅠ限制酶切割后的末端連接且調(diào)控序列及啟動子中無其切割位點的限制酶,限制酶EcoRⅠ符合這一要求,所以在R末端添加的序列所對應的限制酶是EcoRⅠ。擴增后的產(chǎn)物的兩端添加的限制酶識別序列如圖所示:本實驗中,用EcoRⅠ和SalⅠ切割擴增產(chǎn)物,用MunⅠ和XhoⅠ切割載體,故從產(chǎn)物擴增到載體構建完成的整個過程需要TaqDNA聚合酶、SalⅠ、EcoRⅠ、XhoⅠ、MunⅠ、DNA連接酶共6種酶。(2)將構建的載體導入除去BCL11A基因的受體細胞,成功轉(zhuǎn)化后,含F(xiàn)1~F6與R擴增產(chǎn)物的載體表達熒光蛋白,受體細胞有熒光,說明F1~F6與R擴增產(chǎn)物含完整的啟動子,熒光蛋白基因表達;含F(xiàn)7與R擴增產(chǎn)物的受體細胞無熒光,說明F7與R擴增產(chǎn)物不含完整的啟動子,熒光蛋白基因不表達。(3)向培養(yǎng)液中添加適量的雌激素,雌激素能誘導P發(fā)揮作用,使BCL11A基因表達。構建的載體含有BCL11A基因,導入構建載體的受體細胞能合成BCL11A蛋白。含F(xiàn)1~F4與R擴增產(chǎn)物的受體細胞不再有熒光,說明F1~F4與R擴增產(chǎn)物上均有BCL11A蛋白的結合位點(調(diào)控啟動子,熒光蛋白基因不表達),因此結合位點位于F4所對應調(diào)控序列的下游(右側);而含F(xiàn)5~F6與R擴增產(chǎn)物的受體細胞仍有熒光,說明F5~F6與R擴增產(chǎn)物上均無BCL11A蛋白的結合位點(熒光蛋白基因能表達),由此可知結合位點位于F5所對應調(diào)控序列的上游(左側),所以結合位點位于引物F4與F5在調(diào)控序列上所對應序列之間的區(qū)段上。12.D檢測酶的耐高溫特性時,需先將酶與底物分別置于相同高溫下一段時間,再將二者充分混合,D錯誤。13.答案(2)蛋白酶水解法、鹽析法、60~75℃恒溫水浴法(3)感受態(tài)抗原—抗體雜交(4)部分酶失活,無法獲得肌醇基因結構解析(2)制備高質(zhì)量DNA模板時,可直接在濾液中加入蛋白酶分解蛋白質(zhì),而不破壞DNA。中性鹽對蛋白質(zhì)的溶解度有顯著影響,當鹽濃度較高時,蛋白質(zhì)的溶解度下降并析出,這種現(xiàn)象稱為鹽析。利用DNA對高溫的耐受性,嚴格控制溫度范圍,使蛋白質(zhì)變性沉淀而DNA分子不發(fā)生變性,可將DNA與蛋白質(zhì)分離。(3)將表達載體導入大腸桿菌細胞最常用的轉(zhuǎn)化方法是首先用Ca2+處理細胞,使細胞處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài),這種細胞稱為感受態(tài)細胞,然后將重組DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細胞混合,在一定的溫度下促進感受態(tài)細胞吸收重組DNA分子,完成轉(zhuǎn)化過程。為了檢測目的基因是否表達出相關的酶蛋白,可以從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì),用相應的抗體進行抗原—抗體雜交,若有雜交帶出現(xiàn),表明目的基因已表達出蛋白質(zhì)產(chǎn)品。(4)酶的作用條件較溫和,在溫度過高、過酸、過堿的環(huán)境中會失活,不同酶的最適溫度、最適pH一般不同,將4種酶放在同一體系中,控制溫度、pH等條件一致,則部分酶可能會因溫度或者pH不適宜而失活,不能達到實驗目的,即無法獲得肌醇?；蛑笇У鞍踪|(zhì)的合成,可以通過改造酶基因的結構,從而改變蛋白質(zhì)的結構,進而實現(xiàn)對酶特性的改造和優(yōu)化。三年模擬練1.C第四次循環(huán)需要8對引物,A錯誤;脫氧核苷酸作為擴增的原料會依次連接到引物的3'端,B錯誤;由于兩個引物均不在該片段的端點,因此第一、二輪循環(huán)產(chǎn)生的DNA分子的兩條鏈均不等長,第三輪循環(huán)產(chǎn)生的DNA分子存在等長的兩條核苷酸鏈,即用圖中引物擴增至少3個循環(huán)后才能獲得兩端均添加限制酶識別序列的目的產(chǎn)物,D錯誤。2.A基因探針的工作原理是堿基互補配對。W基因探針為單鏈DNA,其基本組成單位是脫氧核苷酸,可用dA—32P~P~P制備W基因的放射性探針,不能用A—32P~P~P,A錯誤;W基因所在的DNA是堿基互補的兩條鏈,W基因探針的堿基序列能與W基因中的一條單鏈的部分堿基序列進行互補配對,與W基因中的另一條單鏈的部分堿基序列相同,B正確;染色體主要由蛋白質(zhì)和DNA組成,同時DNA是雙鏈結構,因此去除染色體上的蛋白質(zhì)并將DNA變性為單鏈,有利于DNA與探針完成雜交,C正確。3.D將目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ玫姆椒ㄓ修r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,其依據(jù)主要是:當植物受到損傷時,傷口處的細胞會分泌大量的酚類化合物,吸引農(nóng)桿菌移向這些細胞,這時農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的DNA可轉(zhuǎn)移至受體細胞,并且整合到受體細胞染色體的DNA上。農(nóng)桿菌在自然條件下能侵染雙子葉植物和裸子植物,對單子葉植物沒有侵染能力,因為多數(shù)單子葉植物不能合成酚類化合物,可以通過在傷口施加相關酚類化合物而使單子葉植物成為農(nóng)桿菌易侵染的植物,從而提高轉(zhuǎn)化效率,A正確;VirD2-T鏈復合物結合VirE2等蛋白形成T復合體進入細胞核,將T鏈隨機整合到植物染色體上,可避免T-DNA在細胞內(nèi)被降解,B正確;T-DNA整合至植物細胞染色體上的過程需要DNA連接酶,D錯誤。4.ABC人體成熟的紅細胞中無血清白蛋白基因,A錯誤;膀胱上皮細胞的全能性表達受到限制,應選用受精卵作為目的基因的受體細胞,培育出轉(zhuǎn)基因山羊,B錯誤;體細胞都是由受精卵經(jīng)分裂、分化而來的,轉(zhuǎn)基因山羊所有體細胞(除成熟紅細胞外)均含有血清白蛋白基因,C錯誤;轉(zhuǎn)基因山羊?qū)⑷说难灏椎鞍追置诘侥蛞褐?從尿液中可收集該蛋白,D正確。5.B由題干可知,B基因僅在體細胞和精子中正常表達,在卵細胞中不轉(zhuǎn)錄,則體細胞和精子中存在B基因編碼蛋白的mRNA,通過反轉(zhuǎn)錄獲取B基因編碼蛋白的cDNA,可以從水稻體細胞或精子中提取全部RNA進行操作,A錯誤;要將水稻B基因編碼蛋白的序列和Luc基因連接形成融合基因,需要DNA連接酶催化不同DNA片段的連接,B正確;T-DNA能進入植物細胞中,卡那霉素抗性基因不位于T-DNA上,故轉(zhuǎn)基因植株中不含有卡那霉素抗性基因,C錯誤;通過PCR技術檢測發(fā)現(xiàn)水稻細胞的染色體DNA上插入了B-Luc融合基因,還需要進一步檢測其是否能夠表達以及在個體生物學水平上進行鑒定,D錯誤。6.答案(1)RNA