高中生物人教版現(xiàn)代生物科技專題專題1基因工程 市賽獲獎

專題1一、選擇題1．下列關(guān)于目的基因?qū)胧荏w細胞的描述不正確的是()A．基因槍法導入植物體細胞的方法比較經(jīng)濟有效B．顯微注射技術(shù)是轉(zhuǎn)基因動物中采用最多的方法C．大腸桿菌最常用的轉(zhuǎn)化方法是：使細胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變D．農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法是將目的基因?qū)胫参锛毎畛Ｓ玫姆椒ń馕觯罕绢}綜合考查了將目的基因?qū)爰毎姆椒?。不同生物目的基因?qū)氲姆椒ú煌?，每種方法都有利有弊。目的基因?qū)胫参锛毎Ｓ玫姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，該方法比較經(jīng)濟有效，還有基因槍法和花粉管通道法；目的基因?qū)雱游锛毎Ｓ玫姆椒ㄊ秋@微注射法；大腸桿菌細胞最常用的轉(zhuǎn)化方法就是用鈣離子處理細胞，使細胞的生理狀態(tài)發(fā)生改變，完成轉(zhuǎn)化過程。答案：A2．右邊是基因工程中基因表達載體的模式圖，若結(jié)構(gòu)X是表達載體所必需的，則X最可能是()A．熒光蛋白基因B．啟動子C．限制酶D．DNA連接酶解析：一個完整的基因表達載體應包括啟動子、終止子、目的基因和標記基因。答案：B3．下圖表示細胞膜上乙酰膽堿(一種神經(jīng)遞質(zhì))受體基因的克隆技術(shù)操作過程，下列相關(guān)分析中正確的是()A．獲得該mRNA的最佳材料是受精卵B．構(gòu)建基因表達載體最可能使用的載體是大腸桿菌C．完成過程①②必不可少的酶分別是逆轉(zhuǎn)錄酶、DNA聚合酶D．探針篩選的目的是淘汰被感染的細菌，獲得未被感染的細菌解析：該受體基因在神經(jīng)細胞中表達，獲得該mRNA的最佳材料是神經(jīng)細胞。構(gòu)建基因表達載體最可能使用的載體是質(zhì)粒。探針篩選的目的是檢測是否存在cDNA。答案：C4．聚合酶鏈式反應(PCR)是一種體外迅速擴增DNA片段的技術(shù)。PCR過程一般經(jīng)歷下述30多次循環(huán)：95℃下使模板DNA變性、解鏈→55℃下復性(引物與DNA模板鏈結(jié)合)→72℃A．變性過程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對之間的氫鍵，也可利用解旋酶實現(xiàn)B．復性過程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補配對原則完成C．延伸過程中需要DNA聚合酶、ATP、四種核糖核苷酸D．PCR與細胞內(nèi)DNA復制相比所需酶的最適溫度較高解析：本題考查PCR擴增過程。解題的關(guān)鍵是要全面理解PCR擴增過程。DNA分子被破壞是指DNA分子被解旋成兩條長鏈，破壞的部位是連接兩條長鏈之間的氫鍵，方法有多種，用解旋酶、高溫等都可使DNA解旋。B項中引物有兩種，分別與模板DNA鏈3′端的互補序列互補配對。C項中的原料不正確，合成DNA的原料是四種脫氧核苷酸。PCR技術(shù)中DNA合成過程中的溫度在70～75℃。答案：C5．在已知某小片段基因堿基序列的情況下，獲得該基因的最佳方法是()A．用mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄合成DNAB．以4種脫氧核苷酸為原料人工合成C．將供體DNA片段轉(zhuǎn)入受體細胞中，再進一步篩選D．先建立基因文庫，再從中篩選解析：對于比較小，核苷酸序列已知的目的基因，其最佳方法是直接通過DNA合成儀用化學方法人工合成。答案：B6．下列關(guān)于基因表達載體的構(gòu)建描述錯誤的是()A．基因表達載體的構(gòu)建是基因工程的核心B．基因表達載體的構(gòu)建包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因等部分C．目的基因就是指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因D．構(gòu)建的基因表達載體都是相同的解析：本題綜合考查了基因表達載體構(gòu)建的基礎知識包括基因表達載體構(gòu)建在基因工程中的地位、結(jié)構(gòu)組成，不同生物的基因表達載體的不同等?；虮磉_載體的構(gòu)建是基因工程的第二步，也是基因工程的核心；一個基因表達載體的組成除目的基因外還有啟動子、終止子、標記基因等部分；由于受體細胞不同，基因表達載體的構(gòu)建也會有差別。答案：D7．下列關(guān)于圖中P、Q、R、S、G的描述，正確的是()A．P代表的是質(zhì)粒RNA，S代表的是外源DNAB．Q表示限制酶的作用，R表示RNA聚合酶的作用C．G是RNA與DNA形成的重組質(zhì)粒D．G是重組質(zhì)粒DNA解析：質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，因此P是質(zhì)粒DNA，S是外源DNA，G是質(zhì)粒和外源DNA通過DNA連接酶連接而成的重組質(zhì)粒；質(zhì)粒和外源DNA需經(jīng)過同一種限制酶切割出相同的黏性末端。答案：D二、非選擇題8．農(nóng)桿菌是一種在土壤中生活的微生物，能在自然條件下感染植物，因而在植物基因工程中得到了廣泛的運用。如下圖為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的示意圖，試回答下列問題：(1)一般情況下農(nóng)桿菌不能感染的植物是________，利用農(nóng)桿菌自然條件下感染植物的特點，能實現(xiàn)________________________________。具體原理是在農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上存在T－DNA片段，它具有可轉(zhuǎn)移到受體細胞并整合到受體細胞的________________上的特點，因此只要將攜帶外源基因的DNA片段插入到________(部位)即可。(2)根據(jù)T－DNA這一轉(zhuǎn)移特點，猜測該DNA片段上可能含有控制____________________(酶)合成的基因。(3)植物基因工程中將目的基因?qū)胧荏w細胞的方法除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外，還可采取的方法是________________。(至少寫出兩種)解析：(1)一般農(nóng)桿菌不能感染的植物是單子葉植物，可感染雙子葉植物和裸子植物，利用其感染性，可實現(xiàn)將目的基因?qū)胫参锛毎＿@里需要特別明確的是真正可轉(zhuǎn)移到受體細胞并整合到受體細胞的染色體上的是農(nóng)桿菌質(zhì)粒上的T－DNA片段，因此目的基因必須插入到該部位才能導入成功。(2)根據(jù)T－DNA這一轉(zhuǎn)移特點，可以推測出DNA片段上能控制合成DNA連接酶、限制酶才能實現(xiàn)與雙子葉植物細胞染色體DNA的整合。(3)植物基因工程中將目的基因?qū)胧荏w細胞的方法除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法之外，還有基因槍法和花粉管通道法。答案：(1)單子葉植物將目的基因?qū)氲街参锛毎旧wDNAT－DNA片段(內(nèi)部)(2)DNA連接酶、限制酶(3)基因槍法、花粉管通道法9．下面是口蹄疫疫苗生產(chǎn)過程示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)首先從口蹄疫病毒中提取部分合成病毒蛋白的RNA，而不是用口蹄疫病毒的全部RNA，原因是合成病毒蛋白的RNA控制合成的病毒蛋白質(zhì)，具有________特性，又不會使動物致病。以合成病毒蛋白的RNA產(chǎn)生病毒蛋白的DNA，需用到的工具酶是________。(2)構(gòu)建基因表達載體所需要的工具酶是________________________________?；虮磉_載體除目的基因外，還應包括________________________。(3)導入大腸桿菌前需先將大腸桿菌處理為________細胞。(4)為檢測目的基因是否導入受體細胞，常常要借助載體上__________的表達，更準確的方法是利用放射性同位素標記的________________作探針與基因組DNA雜交。最后還要檢測目的基因是否翻譯成了病毒蛋白質(zhì)，利用的技術(shù)是________________。解析：(1)病毒由核酸和蛋白質(zhì)組成，其蛋白質(zhì)外殼具有免疫特性，故口蹄疫疫苗生產(chǎn)過程只需提取口蹄疫病毒中控制合成病毒蛋白的RNA部分。以RNA為模板合成DNA的過程屬于逆轉(zhuǎn)錄，需要逆轉(zhuǎn)錄酶。(2)基因表達載體的組成：目的基因、啟動子、終止子、標記基因。構(gòu)建基因表達載體一般用一定的限制酶切割質(zhì)粒，使其出現(xiàn)一個有黏性末端的切口，再用同種限制酶切割目的基因，產(chǎn)生相同的黏性末端。將切下的目的基因片段，插入質(zhì)粒的切口處，在DNA連接酶的作用下使質(zhì)粒與目的基因結(jié)合形成重組質(zhì)粒。(3)將目的基因?qū)胛⑸锛毎?，常用Ca2＋處理使其成為感受態(tài)細胞。(4)標記基因的表達可檢測目的基因是否導入受體細胞，除此之外還可以用DNA雜交法和抗原—抗體雜交技術(shù)進行檢測。答案：(1)抗原逆轉(zhuǎn)錄酶(2)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶啟動子、終止子、標記基因(3)感受態(tài)(4)標記基因病毒蛋白基因(目的基因)抗原—抗體雜交技術(shù)10．請據(jù)圖回答下列問題：(1)基因工程的核心步驟是________________________________________________________________________。(2)利用______________技術(shù)可以獲得大量的目的基因。該技術(shù)利用________的原理，將基因的核苷酸序列不斷加以復制，使其數(shù)量呈指數(shù)增長。(3)圖中________位于基因的首端，是________識別和結(jié)合的部位?？股乜剐曰虻淖饔檬亲鳛開_______，用于鑒別受體細胞中是否導入了目的基因。解析：本題考查基因表達載體的組成及其構(gòu)建?；蚬こ痰暮诵牟襟E是基因表達載體的構(gòu)建；目的基因的獲取方法很多，其中PCR技術(shù)能迅速獲得大量目的基因，其依據(jù)的原理是DNA復制原理；基因表達載體必須包含目的基因、啟動子、標記基因、終止子，其中啟動子位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄為mRNA，抗生素抗性基因作為標記基因用于鑒別受體細胞中是否含有目的基因。答案：(1)基因表達載體的構(gòu)建(2)PCRDNA復制(3)啟動子RNA聚合酶標記基因11．水稻種子中70%的磷以植酸形式存在。植酸易同鐵、鈣等金屬離子或蛋白質(zhì)結(jié)合排出體外，是多種動物的抗營養(yǎng)因子，同時，排出的大量磷進入水體易引起水華。為從根本上解決水稻中的高植酸問題，可將植酸酶基因?qū)胨?，培育低植酸轉(zhuǎn)基因水稻品種。下圖是獲取植酸酶基因的流程。請據(jù)圖回答：(1)圖中基因組文庫________(填“小于”“等于”“大于”)cDNA文庫。(2)B過程需要的酶是_____________________________________；A、C過程中___