檢測專題26基因工程與生物技術的安全性和倫理問題專題檢測含解析

專題26基因工程與生物技術的平安性和倫理問題專題檢測A組一、單項選擇題1.(2021屆浙江七彩陽光高三聯(lián)考,9)假設要使目的基因在受體細胞中表達,需要通過質(zhì)粒等載體導入受體細胞而不能直接將目的基因導入受體細胞,其原因不包括()A.目的基因無法插入受體細胞DNAB.目的基因無法復制C.目的基因無轉錄所需的啟動部位D.目的基因與受體細胞遺傳信息傳遞方式不同答案D目的基因無法插入受體細胞DNA,也無法完成復制,且缺少轉錄所需的啟動部位,因此需要借助質(zhì)粒等載體導入受體細胞,而目的基因與受體細胞遺傳信息傳遞方式相同,這不是需要借助質(zhì)粒等載體的原因,D符合題意。2.(2021屆5·3改編)下面是4種限制酶所識別的DNA分子序列和剪切位點(↓表示剪切點、切出的斷面為黏性末端):限制酶1:—↓GATC—。限制酶2:—CATG↓—。限制酶3:—G↓GATCC—。限制酶4:—CCGC↓GG—。請指出以下哪項表達正確()A.在使用限制酶的同時還需要解旋酶B.限制酶1和3剪出的黏性末端相同C.限制酶1、2、4識別的序列都由4個脫氧核苷酸組成D.限制酶1和2切出的DNA片段可通過T4DNA連接酶拼接答案B使用限制性核酸內(nèi)切酶是為了切割目的基因和載體,不需要解旋酶解開DNA雙螺旋,A錯誤;限制性核酸內(nèi)切酶1和3切出的黏性末端相同,都是GATC—,B正確;限制性核酸內(nèi)切酶1、2識別的序列都由4個脫氧核苷酸組成,限制酶3、4識別的序列都由6個脫氧核苷酸組成,C錯誤;限制性核酸內(nèi)切酶1和2切割形成的DNA片段的黏性末端不同,前者是GATC—,后者是—CATG,不能通過T4DNA連接酶拼接,D錯誤。3.(2021浙江寧波一模,25)為獲得抗病毒的馬鈴薯植株,采用轉基因技術將病毒復制酶基因轉移到馬鈴薯體內(nèi)。以下相關表達正確的選項是()A.該轉基因馬鈴薯植株產(chǎn)生的配子中,一定含有目的基因B.將目的基因導入植物細胞可用農(nóng)桿菌轉化法或顯微注射法C.由愈傷組織產(chǎn)生胚狀體后再萌發(fā)形成完整植株的過程需要生根培養(yǎng)基D.轉化了的馬鈴薯細胞在適宜條件下經(jīng)脫分化即可形成抗病毒馬鈴薯植株答案B假設只將目的基因整合到馬鈴薯細胞的一條染色體上,那么通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子中不一定含有目的基因,A錯誤;將目的基因導入植物細胞可用農(nóng)桿菌轉化法或顯微注射法,B正確;由愈傷組織產(chǎn)生胚狀體后再萌發(fā)形成完整植株的過程不需要生根培養(yǎng)基,C錯誤;轉化了的馬鈴薯細胞在適宜條件下經(jīng)脫分化和再分化形成抗病毒馬鈴薯植株,D錯誤。4.(2021江蘇揚、通、泰、徐、淮、宿二模,20)農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒是植物基因工程中常用的載體,相關表達正確的選項是()質(zhì)粒是能夠自主復制的單鏈DNA分子質(zhì)粒中磷酸基團都與兩個脫氧核糖相連接C.重組Ti質(zhì)粒的受體細胞只能是植物愈傷組織細胞質(zhì)粒上的基因可全部整合到受體細胞染色體上答案BTi質(zhì)粒是能夠自主復制的環(huán)狀雙鏈DNA分子,其分子內(nèi)部的磷酸基團都與兩個脫氧核糖相連接,A錯誤,B正確;重組Ti質(zhì)粒的受體細胞可以是植物愈傷組織細胞,也可以是植物的其他細胞,C錯誤;農(nóng)桿菌有Ti質(zhì)粒,Ti質(zhì)粒上有一段T-DNA,目的基因可插入Ti質(zhì)粒上的T-DNA中,從而導入農(nóng)桿菌,讓農(nóng)桿菌侵染植物,農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T-DNA片段(內(nèi)有目的基因)整合到受體細胞的染色體上,即只有Ti質(zhì)粒上的T-DNA片段(內(nèi)有目的基因)而不是Ti質(zhì)粒上的全部基因可整合到受體細胞染色體上,D錯誤。誤區(qū)警示環(huán)狀的雙鏈DNA分子中沒有游離的磷酸基團,而鏈狀的雙鏈DNA分子中有2個游離的磷酸基團,分別分布在單鏈的一端。5.(2021海南調(diào)研,20)某實驗小組將人生長激素基因導入大腸桿菌以制備工程菌,以下相關表達正確的選項是()A.人生長激素基因可以通過以下丘腦細胞的mRNA為模板的反轉錄獲得B.將人的生長激素基因導入大腸桿菌常采用Ca2+處理細胞C.利用工程菌制備的生長激素和人體細胞合成的具有相同的空間結構D.在生長激素基因的首端插入終止子的目的是保證目的基因成功轉錄答案B人的生長激素mRNA只能從人的垂體細胞中提取,下丘腦細胞生長激素基因不表達,A錯誤;用Ca2+處理大腸桿菌可使大腸桿菌成為易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的狀態(tài),B正確;生長激素屬于分泌蛋白,人體細胞合成的生長激素需要經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工,工程菌內(nèi)沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,故人體細胞和工程菌內(nèi)合成的生長激素的空間結構不同,C錯誤;為保證生長激素基因的正常轉錄,表達載體中目的基因的首端應有啟動子,尾端應有終止子,D錯誤。6.(2021江蘇南京、鹽城二模,17)以下關于生物學中常見的幾種酶的表達,正確的選項是()連接酶將目的基因的黏性末端與載體的黏性末端之間的堿基黏合B.用限制性核酸內(nèi)切酶從質(zhì)粒上切下一個目的基因需消耗4個水分子C.Taq酶是PCR儀擴增DNA分子時常用的一種耐高溫的DNA連接酶D.在解離根尖分生區(qū)細胞時參加纖維素酶有利于提高解離的效果答案B黏性末端與黏性末端之間的互補配對的堿基自動形成氫鍵,DNA連接酶催化形成磷酸二酯鍵,A錯誤;切下一個目的基因需要翻開2個切口,水解4個磷酸二酯鍵,故需消耗4個水分子,B正確;Taq酶是耐高溫的DNA聚合酶,C錯誤;對根尖分生區(qū)細胞進行解離時用解離液處理,不需要纖維素酶,D錯誤。7.(2021浙江稽陽聯(lián)考,11)如圖是基因文庫的構建和獲取目的基因的示意圖。以下表達正確的選項是()A.通過該途徑獲得的目的基因,通常是序列的B.①過程通常只用一種DNA酶切割全部DNAC.③過程需用CaCl2處理,使大腸桿菌細胞壁的通透性增加D.④過程可用相應抗體,利用核酸分子雜交技術釣取目的基因答案C通過該途徑獲得的目的基因,通常是序列未知的,A錯誤;①過程要用限制性核酸內(nèi)切酶切割全部DNA,B錯誤;③過程需用CaCl2處理,使大腸桿菌細胞壁的通透性增加而成為感受態(tài)細胞,C正確;④過程可利用核酸分子雜交技術釣取目的基因,但不能用抗體,D錯誤。8.(2021江蘇蘇、錫、常、鎮(zhèn)三模,15)科研人員利用CRISPR/Cas9技術敲除了生物節(jié)律核心基因BMAL1,獲得了具有睡眠紊亂病癥的獼猴,取其中一只獼猴的體細胞又克隆了5只BMAL1基因敲除的克隆猴,用作睡眠障礙等疾病的藥物研發(fā)模型。以下表達錯誤的選項是()A.該研究涉及的現(xiàn)代生物技術有基因工程、核移植、胚胎工程B.不用鼠作藥物研發(fā)模型的原因是鼠晝伏夜出的生活習性與人相反C.BMAL1基因只存在于下丘腦細胞并可在下丘腦細胞中表達D.用這5只克隆猴作模型是因為它們基因型等遺傳背景一致答案C此題主要考查生命觀念中的結構與功能觀。分析題干信息可知,上述研究涉及了利用基因工程的工具酶敲除生物節(jié)律核心基因BMAL1,克隆獼猴時需利用核移植技術,另外還需要將早期胚胎移植到子宮,這又涉及了胚胎工程,A正確;由于鼠的習性與人不同,特別是它的晝伏夜出的生活習性與人相反,因此鼠不適合用作睡眠障礙等疾病的藥物研發(fā)模型,而用克隆猴作模型是因為它們基因型等遺傳背景一致,B、D正確;下丘腦與生物節(jié)律有關,可推測BMAL1基因在下丘腦中表達,但并非該基因只存在于下丘腦,C錯誤。二、非選擇題9.(2021屆浙江嘉興高三9月測試,30)(8分)人的S細胞可以產(chǎn)生某種具有臨床價值的蛋白質(zhì),該蛋白質(zhì)由基因yie編碼。目前可利用現(xiàn)代生物技術生產(chǎn)該蛋白質(zhì)。答復以下問題:(1)要獲得yie基因,可從人的S細胞中提取作為模板,在逆轉錄酶的催化下合成互補DNA,再利用技術在體外擴增獲得大量yie基因。(2)通過農(nóng)桿菌轉化可將yie基因導入某種植物的葉肉細胞中。假設該葉肉細胞經(jīng)培養(yǎng)、篩選等得到了yie基因能穩(wěn)定表達的愈傷組織,那么說明yie基因已經(jīng)。把愈傷組織放在搖床上,通過培養(yǎng)可以獲得單細胞,這種單細胞具有細胞的特征,最終可以形成植株。(3)也可將yie基因通過法注入植物的原生質(zhì)體。為獲取原生質(zhì)體,需要制備含酶以及滲透壓穩(wěn)定劑、細胞膜保護劑等的反響液。將外植體放入反響液后要嚴格控制好溫度、pH和,防止脆弱的原生質(zhì)體受到持續(xù)的傷害。答案(8分,每空1分)(1)mRNAPCR(2)整合到葉肉細胞的染色體DNA上液體懸浮胚性(3)顯微注射纖維素酶和果膠反響時間解析(1)要獲得yie基因,可從人的S細胞提取mRNA作為模板,在逆轉錄酶的催化下合成互補DNA,再利用PCR技術在體外擴增獲得大量yie基因。(2)愈傷組織能穩(wěn)定表達yie基因,說明yie基因已經(jīng)整合到葉肉細胞的染色體DNA上。愈傷組織在搖床上通過液體懸浮培養(yǎng)可以獲得單細胞,這種單細胞具有胚性細胞的特征,最終可以形成植株。(3)yie基因通過顯微注射法注入植物的原生質(zhì)體。原生質(zhì)體的獲得要制備含纖維素酶和果膠酶以及滲透壓穩(wěn)定劑、細胞膜保護劑等的反響液。外植體放入反響液后要嚴格控制好溫度、pH和反響時間。10.(2021浙江紹興一模,29)(8分)如圖是基因文庫的構建示意圖。請答復以下問題。(1)獲取目的基因時,如果目的基因的是未知的,可以建立一個包括目的基因在內(nèi)的基因文庫,再從基因文庫中獲得目的基因。對于高等動植物復雜的染色體DNA來說,單個基因所占比例極小,將其別離出來并非易事,一般需要先對DNA進行,以產(chǎn)生足夠多的數(shù)量。(2)如下圖基因文庫用克隆載體構建,載體中目的基因可通過細菌的完成片段的克隆。從基因文庫中別離目的基因時主要利用核酸探針,核酸探針在基因工程的操作過程中還有很多方面的應用,如檢測目的基因是否導入受體細胞,以及。(3)培育轉基因羊時,可利用顯微注射法將從基因文庫中獲得的目的基因導入(受體)細胞,再經(jīng)過,移植到的發(fā)情母羊的輸卵管或子宮角。目的基因在受體細胞中的整合率不太穩(wěn)定,這除與注射的位置和時間有關外,還要考慮目的基因的構型和。答案(1)核苷酸序列擴增(2)繁殖①檢測目的基因是否插入受體細胞的染色體DNA中;②檢測目的基因是否轉錄出mRNA(答對1點即可)(3)受精卵胚胎體外培養(yǎng)未經(jīng)配種濃度解析(1)獲取目的基因時,如果目的基因的核苷酸序列是未知的,可以通過建立基因文庫并從中獲取。由于單個基因占比很小,需要對DNA進行擴增,以便產(chǎn)生足夠多的數(shù)量用于實驗。(2)基因文庫的基因可通過細菌的繁殖完成克隆。核酸探針除了可以從基因文庫中調(diào)取目的基因,還可以檢測目的基因是否導入受體細胞,檢測目的基因是否插入受體細胞的染色體DNA中,檢測目的基因是否轉錄出mRNA。(3)培育轉基因羊時,利用顯微注射法可將目的基因導入受精卵細胞,再通過胚胎體外培養(yǎng),移植到未經(jīng)配種的發(fā)情母羊的輸卵管或子宮角。目的基因在受體細胞中的整合率不太穩(wěn)定的原因與注射時間和位置、目的基因的構型和濃度等有關。11.(2021遼寧大連一模,38)(10分)微衛(wèi)星DNA是廣泛分布于真核生物基因組中的簡單重復序列。由于重復單位的重復次數(shù)在個體間呈高度特異性并且數(shù)量豐富,因此,微衛(wèi)星DNA可以作為分子標記,并有著廣泛應用。(1)為了別離捕獲到某種生物的微衛(wèi)星DNA分子標記,可以用生物素標記的特定簡單重復序列作為探針,與該生物的文庫進行雜交,然后再經(jīng)多個步驟篩選獲取微衛(wèi)星DNA。(2)擴增別離到的微衛(wèi)星DNA序列的PCR反響體系中含緩沖液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物及熱穩(wěn)定DNA聚合酶等。其中dNTP的作用是;該技術的前提是,以便根據(jù)這一序列合成引物,所以引物應選用圖中(填圖中標號)。(3)PCR的根本反響步驟為,其產(chǎn)物量以形式擴增。(4)根據(jù)“微衛(wèi)星DNA〞的特點判斷,這種分子標記可應用于(填字母)。A.人類親子鑒定B.種群遺傳多樣性研究C.誘導基因突變D.冠狀病毒遺傳物質(zhì)測序答案(1)基因組(2)合成DNA的原料、提供能量有一段目的基因的核苷酸序列Ⅰ和Ⅳ(3)DNA解鏈—引物結合到互補鏈—互補鏈的合成(或變性、復性/退火、延伸或高溫解鏈—冷卻引物結合—加熱互補鏈合成)指數(shù)(約為2n)(4)AB解析(1)由于微衛(wèi)星DNA是簡單重復序列,可以用生物素標記的特定簡單重復序列作為探針,與該生物的基因組文庫進行雜交,然后再經(jīng)多個步驟篩選獲取微衛(wèi)星DNA。(2)dNTP在PCR過程中作為合成DNA分子的原料和提供能量。PCR技術的前提是有一段目的基因的核苷酸序列,以便根據(jù)這一序列合成引物,這兩個DNA引物分別與目的基因雙鏈各一端序列相互補,所以引物應選用圖中Ⅰ和Ⅳ。(3)PCR的反響步驟為目的基因DNA受熱變性后解鏈為單鏈,引物與單鏈相應互補序列結合,然后在DNA聚合酶作用下進行延伸,如此重復循環(huán),因而每一次循環(huán)后目的基因的量可以增加一倍,即成指數(shù)形式擴增(約為2n,其中n為擴增循環(huán)的次數(shù))。PCR技術的步驟可簡單概括為變性、復性/退火、延伸。(4)微衛(wèi)星DNA是真核生物基因組中的簡單重復序列,且重復單位的重復次數(shù)在個體間呈高度特異性,因此可用于人類親子鑒定、物種間親緣關系鑒定、遺傳多樣性的研究等,A、B正確;誘導基因突變的因素有物理因素、化學因素和生物因素,與微衛(wèi)星DNA的特性無關,C錯誤;冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,其測序不能用微衛(wèi)星DNA進行標記,D錯誤。12.(2021浙江臺州一模,30)現(xiàn)代生物技術在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等領域都有廣泛應用。答復以下問題:(1)將人體中B蛋白基因導入大腸桿菌,以生產(chǎn)藥物B蛋白。①由于人體基因的轉錄初始產(chǎn)物需切除局部序列,才能加工成為成熟的mRNA,因此直接將從人類基因文庫中獲取的B蛋白基因導入大腸桿菌,B蛋白基因無法正常表達?？刹捎玫姆椒ê铣葿蛋白基因,以解決這一問題。②導入過程所用載體pUC19質(zhì)粒如下圖,LacZ基因表達產(chǎn)物能水解X-gal,使菌落呈藍色,不能水解X-gal的菌落呈白色。三種限制性核酸內(nèi)切酶X、Y、Z所識別的序列分別是C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC(↓表示剪切點)。為便于篩選導入重組質(zhì)粒的大腸桿菌,應選用的限制性核酸內(nèi)切酶是,并且在培養(yǎng)基中參加,接種培養(yǎng)后選擇色菌落。③篩選得到成功導入B蛋白基因的大腸桿菌菌株,為檢驗B蛋白基因是否表達,可以用含放射性標記的B蛋白基因單鏈作為探針,檢測受體菌是否。(2)現(xiàn)代生物技術應用于農(nóng)作物育種,也取得可喜成績。利用基因工程育種技術可培育轉基因農(nóng)作物。在此過程中,為成功獲得新植株,應選擇性狀優(yōu)良、作為受體材料。除此之外,影響受體材料能否成功再生出新植株的因素還有光溫條件、植物生長調(diào)節(jié)劑及的配比。利用多倍體育種技術或者技術那么可培育異源多倍體。答案(1)①提取mRNA進行逆轉錄(或人工合成、化學合成)②Y氨芐青霉素、X-gal(寫全給分)白③成功轉錄(合成相應RNA)(2)全能性表達充分的基因型營養(yǎng)物質(zhì)植物體細胞雜交(植物細胞工程)解析(1)①人體基因轉錄的mRNA需要加工為成熟的mRNA用于翻譯,所以人體基因直接導入大腸桿菌無法正常表達。采用提取成熟的mRNA進行逆轉錄的方法合成相應目的基因(或化學合成)可以解決這個問題。②LacZ基因表達產(chǎn)物能水解X-gal,使菌落呈藍色,不能水解X-gal的菌落呈白色,因此可通過LacZ基因是否完整來判斷目的基因是否插入質(zhì)粒,選擇的限制性核酸內(nèi)切酶應是Y,并且在培養(yǎng)基中參加氨芐青霉素、X-gal,接種培養(yǎng)后選擇白色菌落。③為檢驗B蛋白基因是否表達,可用含放射性標記的B蛋白基因單鏈作為探針,檢測受體菌有無合成相應的RNA。(2)轉基因植株培育中,要選擇性狀優(yōu)良、全能性表達充分的基因型作為受體材料,培育條件應為適宜的光照溫度、植物生長調(diào)節(jié)劑以及營養(yǎng)物質(zhì)的配比。利用多倍體育種技術或者植物體細胞雜交技術可培育異源多倍體。13.(2021江蘇南京、鹽城二模,33)(15分)圖甲為構建重組質(zhì)粒過程中的三種備選質(zhì)粒,其中Ap為氨芐青霉素抗性基因,Tc為四環(huán)素抗性基因。圖乙為培育轉AFPs基因(抗凍基因)番茄的示意圖,外源DNA和質(zhì)粒上均標出了酶切位點及相關抗性基因,請答復以下問題。甲乙(1)圖甲中通常選用質(zhì)粒C構建重組質(zhì)粒,而不選用質(zhì)粒A或質(zhì)粒B的原因分別是。(2)據(jù)圖乙分析,假設需使用插入失活法篩選并鑒定重組質(zhì)粒,應優(yōu)先選用限制酶切割目的基因和質(zhì)粒。(3)通過PCR技術獲取目的基因時需設計種引物;從cDNA文庫中獲得的目的基因(填“含有〞或“不含有〞)啟動子和終止子。(4)在構建基因表達載體過程中常把兩個啟動子串聯(lián)在一起形成雙啟動子,加在目的基因上游。雙啟動子的作用可能是。(5)圖乙農(nóng)桿菌中的質(zhì)粒應含有T-DNA,其作用是。假設要獲得抗凍能力更強的抗凍番茄,可以對AFPs基因進行改造,最終得到相應的蛋白質(zhì),該過程需用到工程。(6)為使改造后的AFPs基因能夠表達,人工設計質(zhì)粒D并對它的多個酶切位點進行研究。假設用HindⅢ酶或KpnⅠ酶單獨切割質(zhì)粒D,均獲得一條長鏈,假設用HindⅢ酶和EcoRⅠ酶同時切割,那么獲得2個500bp和1個2666bp片段,假設用KpnⅠ酶和EcoRⅠ酶同時切割,那么獲得2個250bp和1個3166bp片段。假設以HindⅢ酶切割位點為計算起點,那么KpnⅠ酶切割位點與HindⅢ酶切割位點最短長度為,EcoRⅠ酶的兩個切割位點與HindⅢ切割位點的最短距離為。答案(1)質(zhì)粒A中沒有標記基因,質(zhì)粒B的復制原點中含有HindⅢ酶切位點(2)BamHⅠ和HindⅢ(3)2不含有(4)保證目的基因的高效轉錄(高效表達)(5)攜帶目的基因進入番茄細胞并整合到番茄細胞的染色體DNA上蛋白質(zhì)(6)750bp500bp解析(1)(4)(5)見答案。(2)圖乙中,選用的質(zhì)粒C作為基因工程的載體,結合目的基因兩端的酶切位點,可以選擇BamHⅠ和HindⅢ同時切割目的基因和載體,或者EcoRⅠ和HindⅢ同時切割,假設需使用插入失活法篩選并鑒定重組質(zhì)粒,應優(yōu)先選用限制酶BamHⅠ(會破壞Tc)和HindⅢ切割,可以根據(jù)是否對四環(huán)素有抗性來篩選。(3)PCR擴增目的基因需設計2種引物來確保DNA兩條鏈同時擴增,cDNA由mRNA反轉錄而來,所以從cDNA文庫中獲得的目的基因不含有啟動子和終止子。(6)假設用HindⅢ酶或KpnⅠ酶單獨切割質(zhì)粒D,均獲得一條長鏈,說明該質(zhì)粒上只含有HindⅢ酶的1個切割位點和KpnⅠ酶的1個切割位點。假設用HindⅢ酶和EcoRⅠ酶同時切割,那么獲得2個500bp和1個2666bp片段,假設用KpnⅠ酶和EcoRⅠ酶同時切割,那么獲得2個250bp和1個3166bp片段,說明該質(zhì)粒上有2個EcoRⅠ酶切割位點,且兩個位點之間的最短距離是500bp,而KpnⅠ酶的切割位點在2個EcoRⅠ酶切割位點之間,且距離每個EcoRⅠ酶的切割位點250bp,HindⅢ酶切割位點距離EcoRⅠ酶切割位點的最短距離是500bp,KpnⅠ酶切割位點與HindⅢ酶切割位點最短長度為250+500=750bp,EcoRⅠ酶的兩個切割位點與HindⅢ切割位點的最短距離為500bp。名師點睛標記基因的作用篩選和鑒定受體細胞中是否含有目的基因,故構建基因表達載體時需要保證至少一個標記基因的完整性。14.(2021屆浙江溫麗地區(qū)高三一模,30)(10分)研究發(fā)現(xiàn),PVY-CP基因位于某種環(huán)狀DNA分子中。將PVY-CP基因導入馬鈴薯,使之表達即可獲得抗PVY病毒的馬鈴薯。如圖表示PVY-CP重組質(zhì)粒的構建過程,相關酶切位點如表。BamHⅠHindⅢBglⅡSmaⅠSau3AⅠ↓GGATCCCCTAGG↑↓AAGCTTTTCGAA↑↓AGATCTTCTAGA↑↓CCCGGGGGGCCC↑↓GATCCTAG↑(1)步驟②選用的klenow酶與細胞內(nèi)的(填酶的名稱)的功能相似。步驟④應選用的限制性核酸內(nèi)切酶是。(2)假設BamHⅠ酶切的粘性末端與BglⅡ酶切的粘性末端連接,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。(3)假設用Sau3AⅠ切圖中所示的質(zhì)粒(多個),最多可能獲得種大小不同的DNA片段。(4)步驟⑤獲得的重組質(zhì)粒通過農(nóng)桿菌轉入馬鈴薯的原生質(zhì)體,并誘導形成細胞壁,再轉入(A.細胞分裂素多,生長素少B.細胞分裂素少,生長素多C.細胞分裂素和生長素比例適合D.細胞分裂素中等,生長素少)的培養(yǎng)基中培養(yǎng),形成,再進行生根培養(yǎng),獲得轉基因馬鈴薯。(5)可用的方法,從個體水平檢測馬鈴薯植株中PVY-CP基因是否成功表達。答案(1)DNA聚合酶BglⅡ和SmaⅠ(2)—GGATCT——CCTAGA—(或—AGATCC——TCTAGG—)都不能(3)7(4)A叢狀苗(5)PVY病毒感染解析(1)圖示過程②,klenow酶將DNA片段的粘性末端補平,因此相當于DNA聚合酶的作用。步驟④將目的基因和質(zhì)粒連接起來,目的基因一端是BamHⅠ剪切后的粘性末端,另一端是平末端,要將目的基因按照轉錄方向正確連接,需要用BglⅡ和SmaⅠ剪切。(2)BamHⅠ酶切后的粘性末端與BglⅡ酶切的粘性末端相連,連接部位為—GGATCT——CCTAGA—(或—AGATCC——TCTAGG—,對此片段這兩種酶都不能切開,表達了酶的專一性。(3)假設用Sau3AⅠ切割圖示的多個質(zhì)粒,由于存在3個酶切位點,最多能產(chǎn)生7種大小不同的DNA片段。(4)原生質(zhì)體誘導形成細胞壁,再轉入細胞分裂素多、生長素少的的培養(yǎng)基中,培養(yǎng)形成叢狀苗,再進行生根培養(yǎng)。(5)要檢測PVY-CP基因是否成功表達,可用PVY病毒感染轉基因馬鈴薯檢測其是否有抗性。專題檢測B組一、單項選擇題1.(2021山東師大附中4月模擬,14)基因工程培育的“工程菌〞通常經(jīng)發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品有()①石油②人生長激素③紫草素④聚乙二醇⑤胰島素⑥重組乙肝疫苗A.①③⑥B.②⑤⑥C.③⑤⑥D.②③⑤答案B石油是從地層中獲得的,①錯誤;人生長激素的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì),可以通過基因工程培育的“工程菌〞發(fā)酵獲得,②正確;紫草素是植物組織培養(yǎng)技術獲得的,③錯誤;聚乙二醇是由環(huán)氧乙烷聚合而成的,這是一個化學反響,不需要用基因工程培育的“工程菌〞,④錯誤;胰島素的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì),可以通過基因工程培育的“工程菌〞發(fā)酵獲得,⑤正確;重組乙肝疫苗的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì),可以通過基因工程培育的“工程菌〞發(fā)酵獲得,⑥正確。2.(2021北京海淀期中,29)科研人員通過PCR技術獲得肝細胞特異性啟動子——白蛋白啟動子,將該啟動子與Cre重組酶基因結合構建表達載體,培育出在肝細胞特異性表達Cre重組酶的轉基因小鼠。以下表達正確的選項是()A.將該表達載體導入肝細胞以獲得轉基因小鼠技術獲得白蛋白啟動子需設計特異性的引物C.構建該表達載體需要限制酶和DNA聚合酶D.通過核酸分子雜交技術檢測目的基因是否完成表達答案B將表達載體導入肝細胞無法獲得轉基因小鼠個體,應將表達載體導入受精卵,后者可以發(fā)育成新的個體,A選項錯誤。根據(jù)堿基互補配對原那么,需設計特異性引物才能通過PCR技術獲得白蛋白啟動子,B選項正確。構建該表達載體需要限制酶和DNA連接酶,不需要DNA聚合酶,C選項錯誤。通過核酸分子雜交技術只能檢測目的基因是否轉入(運用DNA-DNA分子雜交技術)以及目的基因是否轉錄(運用DNA-RNA分子雜交技術),檢測是否表達,需要檢測蛋白質(zhì),故用抗原—抗體雜交技術,D選項錯誤。3.(2021江蘇南通、連云港等七市三模,17)科學家構建了含有大洋鱈魚抗凍蛋白基因啟動子和大鱗鮭魚生長激素基因的表達載體,并將其導入了大西洋鮭的細胞中,獲得了生長速度加快的轉基因大西洋鮭。相關表達正確的選項是()A.轉基因大西洋鮭體內(nèi)抗凍蛋白明顯增加B.構建基因表達載體需要限制酶和DNA聚合酶C.大鱗鮭魚生長激素基因不能通過PCR技術擴增獲得D.轉基因大西洋鮭生長激素含量增加導致生長速度加快答案D根據(jù)題干信息轉基因大西洋鮭體內(nèi)并不含有大洋鱈魚的抗凍蛋白基因,因此體內(nèi)抗凍蛋白不會明顯增多,A錯誤;構建基因表達載體需要限制酶和DNA連接酶,不需要DNA聚合酶,B錯誤;通過PCR方法擴增,可獲得大鱗鮭魚生長激素基因,C錯誤;轉基因大西洋鮭體內(nèi)的大鱗鮭魚生長激素基因表達,生長激素含量增加導致生長速度加快,D正確。易錯警示審題不嚴密,易犯粗心大意的錯誤,認為轉基因大西洋鮭轉入了大洋鱈魚抗凍蛋白基因,題干中給出的信息只是轉入了大洋鱈魚抗凍蛋白基因的啟動子,而不是抗凍蛋白基因。4.(2021江蘇無錫一模,17)以下關于基因工程的表達,正確的選項是()A.構建表達載體時需要在目的基因前加上起始密碼子B.農(nóng)桿菌轉化法可以將目的基因隨機插入受體細胞的染色體DNAC.標記基因中不能有限制酶的識別位點以防止其被破壞而失去作用D.導入人胰島素基因的大腸桿菌可直接生產(chǎn)出有活性的人胰島素答案B此題考查學生對基因工程的根本操作程序的相關知識的識記和理解能力。構建基因表達載體時需要在目的基因前加上啟動子,A錯誤;采用農(nóng)桿菌轉化法,可以將目的基因隨機插入受體細胞的染色體DNA上,B正確;標記基因中可以有限制酶的識別位點,為了防止標記基因被破壞而失去作用,在構建基因表達載體時,使用的限制酶應該不具有識別標記基因中的限制酶的識別位點的能力,C錯誤;導入人胰島素基因的大腸桿菌,因沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,不能對胰島素進行加工,所以不能直接生產(chǎn)出有活性的人胰島素,D錯誤。5.矮牽?；ò曜仙纳顪\由花青素的含量上下決定,花青素由查耳酮合酶(CHS)催化合成,為獲得紫色更深的矮牽牛,科研人員將CHS基因導入野生型紫花矮牽牛葉肉細胞中,得到的轉基因植株花色反而出現(xiàn)了淺紫色,檢測CHS基因的轉錄水平,得到如下圖電泳圖譜(2道和3道分別表示野生型和轉基因植株)。以下判斷正確的選項是()A.用不同的限制酶處理含CHS基因的DNA和運載體B.轉基因植株中內(nèi)源CHS基因的轉錄水平明顯低于野生型C.轉基因植株內(nèi)外源CHS基因的轉錄均被抑制D.沒有獲得紫色更深的植株是因為CHS基因沒有成功轉入答案B用相同的限制酶組合(都選用固定的兩種黏性末端不同的限制酶)處理含CHS基因的DNA和運載體,使兩者含有相同的粘性末端,以便兩者構建重組分子,A錯誤;由圖分析2道野生型內(nèi)源的條帶較粗,而3道轉基因內(nèi)源的條帶較細,說明轉基因植物的內(nèi)源基因的轉錄水平明顯低于野生型,B正確;轉基因植株內(nèi)源CHS基因的轉錄被抑制,外源CHS基因的轉錄正常,C錯誤;從圖中看到,外源基因轉入成功,沒有獲得紫色更深的植株可能是因為轉基因植株內(nèi)源CHS基因表達被抑制,轉基因植株外源CHS基因和內(nèi)源CHS基因的綜合表達量沒有野生型的內(nèi)源CHS基因表達量高,D錯誤。6.(2021浙江超級全能生聯(lián)考,27)某一品系的棉花野生型植株既不抗蟲也不抗除草劑,如圖為構建轉基因植株M(抗蟲、抗除草劑)的過程示意圖,有關表達錯誤的選項是()A.采用Ti質(zhì)粒作為載體的優(yōu)勢是其具備可轉移至受體細胞的T-DNAB.為防止自身環(huán)化及相互連接,準備工作①中應至少使用4種不同的限制酶C.過程⑤可能依次經(jīng)歷了細胞團、球形胚、心形胚、胚狀體、完整植株的過程D.基因A、B可能插入到細胞M的染色體上,但不可能同時存在于同一條染色體上答案D此題中轉基因植物的培育采用了典型的農(nóng)桿菌轉化法,Ti質(zhì)粒作為載體的優(yōu)勢是其T-DNA可轉移至受體細胞,A正確;為防止自身環(huán)化,切割目的基因兩端的限制酶應是不同的,又要防止基因A、B的相互連接,因此準備工作①中至少需要4種不同的限制酶,B正確;處于適當?shù)囊后w培養(yǎng)條件的單個植物細胞,經(jīng)過培養(yǎng)基中成分的誘導,可依次經(jīng)歷從單細胞到細胞團、球形胚、心形胚、胚狀體、完整植株的過程,C正確;植株M自交后,抗蟲∶不抗蟲=15∶1,抗除草劑∶不抗除草劑=15∶1,說明植株M的2對染色體上插入了2個A基因和2個B基因,各自符合自由組合定律,又因為后代未出現(xiàn)野生型植株,說明一對同源染色體的兩條染色體上,分別插入了A和B基因,而另一對同源染色體,有兩種情況:可能A、B兩個基因都插入到了一條染色體上,也可能分別插入到兩條染色體上,以上兩者情況均會導致14∶1∶1的結果,植株M的基因型示意圖如圖:綜上所述,D錯誤。二、非選擇題7.[2021浙江新高考研究聯(lián)盟聯(lián)考,32(二)](7分)答復與基因工程和動物克隆有關的問題。(1)以人基因組DNA為模板,采用擴增人胰島素原基因,然后將其與含有標記基因的載體用相同的切割之后,用DNA連接酶將目的基因和載體連接在一起形成重組DNA分子。(2)假設要利用轉基因動物的乳腺來生產(chǎn)人胰島素,那么可將重組DNA分子用的方法導入動物的受精卵中,受精卵在體外培養(yǎng)到階段,再移植到代孕母體的,之后著床、并繼續(xù)生長發(fā)育。也可以將重組DNA分子先導入動物的體細胞中,再通過是否含有標記基因來篩選出含有人胰島素原基因的體細胞,然后在一定物質(zhì)的介導下使其與去核卵細胞進行形成一個重建的“合子〞,經(jīng)過胚激活、胚胎培養(yǎng)和胚胎移植后得到轉基因動物。(3)相比細菌基因工程,以轉基因動物的乳腺作為反響器來生產(chǎn)人胰島素的優(yōu)點是。答案(1)PCR技術限制性核酸內(nèi)切酶(2)顯微注射早期囊胚子宮角或輸卵管細胞融合(或融合)(3)乳腺細胞可以將無生物活性的胰島素原蛋白加工成有生物活性的胰島素解析(1)目的基因可采用PCR技術進行大量擴增;對目的基因和載體用相同的限制性核酸內(nèi)切酶進行切割,產(chǎn)生相同的末端,再用DNA連接酶進行連接形成重組DNA分子。(2)將目的基因導入動物細胞常采用顯微注射法,當受精卵在體外培養(yǎng)到早期囊胚時,再移植到代孕母體的子宮角或輸卵管,之后胚胎在子宮著床,并繼續(xù)生長發(fā)育。利用動物細胞來生產(chǎn)人的胰島素,也可將重組DNA先導入動物的體細胞,再篩選出含有人胰島素原基因的體細胞,然后在一定物質(zhì)的介導下使其與去核卵母細胞進行融合,經(jīng)胚激活、胚胎移植后得到轉基因動物。(3)細菌中無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細胞器,因此通過細菌基因工程生產(chǎn)的人的胰島素沒有生物學活性而轉基因動物的乳腺細胞可以將無生物活性的胰島素原蛋白加工成有生物活性的胰島素。8.(2021福建三明二模,38)(10分)糖尿病是一種常見病,其發(fā)病率呈逐年上升的趨勢,治療糖尿病少不了胰島素。如圖表示運用基因工程技術生產(chǎn)胰島素的幾條途徑,請據(jù)圖答復以下問題:(1)圖中過程①為,在此之前可以根據(jù)設計引物,利用PCR技術對目的基因進行擴增。將重組質(zhì)粒M轉移到受體細胞A中常用的方法是。(2)過程②可用的方法是。過程③用到的技術手段有。(3)假設該轉基因“胰島素羊〞乳汁中檢測到胰島素,該胰島素與轉基因“胰島素大腸桿菌〞產(chǎn)生的胰島素相比,不同之處是,其原因是。答案(1)構建基因表達載體人胰島素基因的核苷酸序列顯微注射法(2)農(nóng)桿菌轉化法(或基因槍法或花粉管通道法)早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植(3)“胰島素羊〞乳腺細胞分泌的胰島素具有生物活性,而轉基因“胰島素大腸桿菌〞產(chǎn)生的胰島素無生物活性乳腺細胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體,能加工相關的蛋白質(zhì),而大腸桿菌沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體解析(1)圖中①表示構建基因表達載體,構建之前可以根據(jù)人胰島素基因的核苷酸序列設計引物,利用PCR技術對目的基因進行擴增。將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法。(2)過程②表示目的基因導入植物細胞,可用農(nóng)桿菌轉化法(答基因槍法、花粉管通道法也可)。過程③表示動物的個體發(fā)育,此過程用到的技術手段有早期胚胎培養(yǎng)、胚胎移植。(3)由于乳腺細胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與高爾基體,能加工相關的蛋白質(zhì),而大腸桿菌沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,因此“胰島素羊〞乳腺細胞分泌的胰島素具有生物活性,而轉基因“胰島素大腸桿菌〞產(chǎn)生的胰島素無生物活性。知識歸納不同受體細胞的轉化根據(jù)受體細胞不同,導入重組DNA分子的方法也不一樣,將目的基因導入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法;將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法。9.(2021屆江蘇南京一模,32)(14分)乳腺炎和口蹄疫分別是由細菌和病毒引起的危害奶牛養(yǎng)殖業(yè)的兩種嚴重疾病。研究者利用生物技術培育出轉乳鐵蛋白肽(抗細菌)和人干擾素(抗病毒)基因的雙轉基因奶牛品種。如圖1為基因表達載體,圖2為培育流程。請據(jù)圖答復以下問題:圖1圖2圖3(1)構建基因表達載體時需要用到的工具酶是。(2)基因表達過程包括,圖1中一般能同時表達的基因是。新霉素抗性基因的作用是。(3)圖2中研究者可利用技術篩選出干擾素基因成功表達的胚胎進行移植。(4)假設利用PCR技術增加目的基因的數(shù)量,由圖3可知,A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應選取作為引物(DNA復制子鏈的延伸方向5'→3')。假設上圖所示基因復制2次,那么共需要這兩種引物各個;PCR程序中“適溫延伸〞中的適溫是酶的最適溫度。答案(1)限制酶和DNA連接酶(2)轉錄和翻譯干擾素基因和新霉素抗性基因便于篩選出含有目的基因的細胞(3)抗原—抗體雜交(4)B和C3Taq(耐高溫的DNA聚合)解析(1)構建基因表達載體時需要用到的工具酶是限制酶和DNA連接酶。(2)基因表達過程包括轉錄和翻譯,據(jù)圖可知,干擾素基因與新霉素抗性基因均位于相同的啟動子和終止子之間,可同時轉錄。新霉素抗性基因的作用是便于篩選出含有目的基因的細胞。(3)牛乳鐵蛋白基因在成年牛的乳腺中才能表達,人干擾素基因可在牛全身細胞表達,因此篩選胚胎時可利用抗原—抗體雜交技術篩選干擾素基因成功表達的胚胎。(4)假設利用PCR技術增加目的基因的數(shù)量,由圖3可知,DNA復制只能從5'到3',因此構建前利用PCR技術擴增干擾素基因時,A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應選取B和C作為引物。假設上圖所示基因復制2次,那么共需要這兩種引物各3個;PCR程序中“適溫延伸〞中的適溫是Taq(耐高溫的DNA聚合)酶的最適溫度。解題關鍵明確牛乳鐵蛋白肽基因只在轉基因奶牛的乳腺細胞表達,人干擾素基因那么可在全身細胞表達,據(jù)此可判斷篩選胚胎時應選擇的方法。10.(2021福建漳州二模,38)(11分)新型肺炎的病原體——新冠病毒,結構如下圖(棘突、脂質(zhì)膜、包膜成分都是含有蛋白質(zhì),它們分別是由病毒RNA的基因S、M、E的指導合成的)。根據(jù)相關知識答復以下問題:(1)新冠病毒侵染過程中,棘突首先與細胞膜上受體結合,可能作為病毒的疫苗。如果利用基因工程研制新冠病毒疫苗,第一步是得到目的基因S,以用于后續(xù)操作,請簡述獲取目的基因S過程?；蚬こ痰暮诵牟襟E是,完成該步驟所需要的酶有。理論上,目的基因S應該導入細胞中讓其表達,以得到適宜的產(chǎn)物。(2)制備出來的“產(chǎn)品〞必須具備、才能作為疫苗來使用。(3)檢測新型肺炎的一般策略是檢測疑似病例是否攜帶新冠病毒。新冠病毒主要由核酸和蛋白質(zhì)構成,如果檢測核酸,一般的方法是;如果檢測其特異性蛋白,方法是。答案(1)提取病毒的RNA,反轉錄成對應DNA后,PCR技術擴增得到基因S(或對病毒基因S測序,然后人工合成基因S)基因表達載體的構建限制酶和DNA連接酶哺乳動物(或大腸桿菌、哺乳動物)(2)沒有傳染性和致病性(或:沒有“毒性〞)能引起對新冠病毒的特異性免疫(3)探針法(或:PCR技術或分子雜交技術)抗原—抗體雜交解析(1)如果利用基因工程研制新冠病毒疫苗,第一步是得到基因S,以用于后續(xù)操作,由于新冠病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,故應提取病毒的RNA,反轉錄成對應DNA后,PCR技術擴增得到基因S(或對病毒基因S測序,然后人工合成基因S)?；蚬こ痰暮诵牟襟E是基因表達載體的構建,完成該步驟所需要的酶有限制酶和DNA連接酶。理論上目的基因S應該導入受體細胞如哺乳動物(或大腸桿菌、哺乳動物)細胞中讓其表達,才能得到適宜的蛋白質(zhì)產(chǎn)物。(2)制備出來的“產(chǎn)品〞不能對接受疫苗的生物有害,還應使其產(chǎn)生抗體,即必須具備沒有傳染性和致病性(或:沒有“毒性〞)、能引起對新冠病毒的特異性免疫才能作為疫苗來使用。(3)檢測新型肺炎的一般策略是檢測疑似病例是否攜帶新冠病毒,新冠病毒主要由核酸和蛋白質(zhì)構成,如果檢測其核酸RNA,RNA可由DNA轉錄而來,一般用探針法(或分子雜交技術或PCR技術);如果檢測其表達的特異性蛋白,方法是抗原—抗體雜交。11.(2021浙江9+1高中聯(lián)盟期中,30)(8分)抗生素濫用導致的耐藥性細菌目前已成為一個嚴重的公共健康問題,近年來“超級細菌〞等事件的發(fā)生更顯示出這一問題的嚴重性。抗菌肽(AMPs)是一類具有廣譜抗菌性,且不易產(chǎn)生耐藥性的物質(zhì)。為了改善抗菌肽的抗菌功能,常利用基因工程技術使抗菌肽在不同來源的宿主細胞內(nèi)進行蛋白的重組表達。β-防御素是一種抗菌肽,構建β-防御素(β-defensin130)表達載體在大腸桿菌中表達。表達載體(pET-28a)和含有目的基因β-防御素的片段如圖,結合條件答復以下問題:(說明:Kanr和Ampr分別表示卡那霉素和氨芐青霉素抗性基因;promoter表示基因的啟動部位)(1)獲得含有目的基因的重組DNA分子,需用和兩種酶分別切割表達載體和含有目的基因的片段,并用酶將它們連接。(2)把構建好的重組DNA分子導入受體細胞,用適宜濃度的氯化鈣處理受體細胞,增加細胞壁的通透性的目的是。(3)篩選含有目的基因β-防御素(β-defensin130)的受體細胞時,先將菌液涂布在含有(抗生素)的培養(yǎng)基中培養(yǎng),然后將所有菌落轉移至含有(抗生素)的培養(yǎng)基中培養(yǎng),最后挑選出目的菌落。(4)在無菌操作下將目的單菌落用接種環(huán)取出,再用劃線法接種在斜面上,37℃培養(yǎng)24小時后,置于冰箱中保存。(5)假設受體細胞為雙子葉植物,常用