2023年高考生物大沖刺備考“最后30天”專題七基因工程（含PCR技術(shù)）試題

2023年高考生物大沖刺備考“最后30天”專題七基因工程（含PCR技術(shù)）試題PAGE4PAGE3專題七基因工程〔含PCR技術(shù)〕試題1試題1基因工程例題基因工程又稱為DNA重組技術(shù)，答復(fù)相關(guān)問題：〔15分/10min〕例題〔1〕在基因工程中，獲取目的基因主要有兩大途徑，即__________和從___________中別離。〔2〕利用某植物的成熟葉片為材料，同時(shí)構(gòu)建cDNA文庫和基因組文庫，兩個(gè)文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少，其原因是___________?！?〕在基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子是______聚合酶識(shí)別并結(jié)合的部位。假設(shè)采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，最常用的原核生物是__________?！?〕將目的基因通過基因槍法導(dǎo)入植物細(xì)胞時(shí)，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有______和______顆粒。【解析】〔1〕獲取目的基因主要有兩大途徑，即人工合成和從自然界已有的物種中別離?！?〕植物的成熟葉片中基因選擇性表達(dá)，因此由所有RNA逆轉(zhuǎn)錄形成的cDNA文庫中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄〔或已表達(dá)〕的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因?！?〕在基因表達(dá)載體中，啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合的部位。采用原核生物作為基因表達(dá)載體的受體細(xì)胞，由于易于培養(yǎng)，最常選用大腸桿菌〔或細(xì)菌〕?！?〕將目的基因通過基因槍法導(dǎo)入植物細(xì)胞時(shí)，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有金粉和鎢粉顆粒。【答案】〔1〕人工合成生物材料〔每空2分，共4分，其他合理答案可酌情給分〕〔2〕cDNA文庫中只含有葉細(xì)胞已轉(zhuǎn)錄〔或已表達(dá)〕的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因〔5分，其他合理答案可酌情給分〕〔3〕RNA〔2分〕大腸桿菌〔或答細(xì)菌〕〔2分〕〔4〕金粉鎢粉〔每空1分，共2分〕試題2試題2PCR技術(shù)例題PCR是一種DNA體外擴(kuò)增技術(shù)。1988年，PCR儀問世，并被廣泛應(yīng)用于基因擴(kuò)增和DNA序列測定。如圖是PCR技術(shù)示意圖，請(qǐng)答復(fù)以下問題：〔11分/6min〕例題①標(biāo)準(zhǔn)的PCR過程一般分為、、三大步驟。②引物是此過程中必須參加的物質(zhì)，從化學(xué)本質(zhì)上說，引物是一小段。③將雙鏈DNA______________，使之變性，從而導(dǎo)致。④引物延伸需提供作為原料。【解析】①標(biāo)準(zhǔn)的PCR過程一般分為高溫變性、低溫復(fù)性、中溫延伸三大步驟．②引物是一小段單鏈DNA或RNA。③高溫變性時(shí)，需要將雙鏈DNA加熱到95℃，使之變性，從而導(dǎo)致雙鏈DNA別離成兩條單鏈④中溫延伸是需要以四種脫氧核苷酸為原料?！敬鸢浮竣僮冃詮?fù)性延伸②單鏈DNA或RNA③加熱到95℃雙鏈DNA別離成兩條單鏈④四種脫氧核苷酸1．基因工程的主干知識(shí)〔1〕目的基因的獲取eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①從基因文庫中獲取,②利用PCR技術(shù)擴(kuò)增,③用化學(xué)方法直接人工合成))〔2〕基因表達(dá)載體的構(gòu)建(目的基因＋啟動(dòng)子＋終止子＋標(biāo)記基因)?！?〕將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞導(dǎo)入植物：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法；導(dǎo)入動(dòng)物：顯微注射技術(shù)；導(dǎo)入微生物細(xì)胞：感受態(tài)細(xì)胞法(用Ca2＋處理)?！?〕目的基因的檢測與鑒定插入檢測：DNA分子雜交；轉(zhuǎn)錄檢測：DNA—RNA分子雜交；翻譯檢測：抗原—抗體雜交；個(gè)體水平檢測：抗性接種實(shí)驗(yàn)。2．基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程3．PCR反響的過程非選擇題〔45分/45min〕1．α1﹣抗胰蛋白酶是肝臟產(chǎn)生的一種糖蛋白，缺乏會(huì)引起肺氣腫。某公司成功研制出轉(zhuǎn)基因羊，進(jìn)入泌乳期后，其乳汁中含有人類的α1﹣抗胰蛋白酶，用于治療肺氣腫。問答以下問題：〔1〕為獲取目的基因，需要在肝細(xì)胞中提取，通過反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生cDNA，再通過技術(shù)進(jìn)行快速擴(kuò)增。〔2〕將α1﹣抗胰蛋白酶基因與乳腺蛋白基因的等調(diào)控組件重組在一起，構(gòu)建基因表達(dá)載體，然后通過技術(shù)，導(dǎo)入羊的受精卵中?！?〕受精卵通過早期胚胎培養(yǎng)，一般發(fā)育到階段，通過胚胎移植到受體子宮孕育。為選育出能泌乳的雌羊，移植前須從胚胎的部位取樣，做DNA分析鑒定性別?！?〕α1﹣抗胰蛋白酶是一種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的糖蛋白，因此用上述方法生產(chǎn)，相對(duì)傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因大腸桿菌生產(chǎn)，優(yōu)勢在于?！窘馕觥俊?〕α1﹣抗胰蛋白酶基因在肝細(xì)胞中表達(dá)，所以可以在肝細(xì)胞中提取mRNA，反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生相應(yīng)cDNA，再通過PCR擴(kuò)增?！?〕為了使α1﹣抗胰蛋白酶基因在乳腺細(xì)胞中表達(dá)，需要將其與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組，構(gòu)建基因表達(dá)載體，然后通過顯微注射技術(shù)，導(dǎo)入受精卵中?！?〕牛和羊的胚胎一般發(fā)育到桑椹胚或囊胚，再進(jìn)行胚胎移植；DNA分析鑒定性別須從胚胎的滋養(yǎng)層部位取樣，這樣既保證了遺傳信息一致，又不影響內(nèi)細(xì)胞團(tuán)進(jìn)一步發(fā)育。〔4〕糖蛋白的形成需要進(jìn)行蛋白質(zhì)的加工，相對(duì)原核細(xì)胞而言，羊細(xì)胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，具備蛋白質(zhì)加工的能力?！敬鸢浮俊?〕mRNAPCR〔2〕啟動(dòng)子〔或啟動(dòng)子、終止子〕顯微注射〔3〕桑椹胚或囊胚滋養(yǎng)層〔4〕羊細(xì)胞有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，具備蛋白質(zhì)加工的能力1.時(shí)間：你是否在限定時(shí)間內(nèi)完成？□是□否2.語言：答題學(xué)科用語是否精準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)？1.時(shí)間：你是否在限定時(shí)間內(nèi)完成？□是□否2.語言：答題學(xué)科用語是否精準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)？□是□否3.書寫：字跡是否工整？卷面是否整潔？□是□否4.得分點(diǎn)：答題得分點(diǎn)是否全面無誤？□是□否5.教材：教材知識(shí)是否全面掌握？□是□否〔1〕假設(shè)用圖1所示的限制酶EcoRⅠ切割外源DNA，就其特異性而言，切開的是之間相連的化學(xué)鍵?！?〕圖3為目的基因中的某一片段，以下有關(guān)表達(dá)正確的選項(xiàng)是。A．假設(shè)圖中的ACT能決定一個(gè)氨基酸，那么ACT可稱為一個(gè)密碼子B．DNA聚合酶和DNA連接酶都可作用于②處，解旋酶作用于①處C．假設(shè)只用這個(gè)片段中的3個(gè)堿基對(duì)，排列出的DNA片段有64種D．就游離的磷酸基而言，該片段與重組質(zhì)粒相比多了2個(gè)游離的磷酸基〔3〕假設(shè)利用PCR技術(shù)增加目的基因的數(shù)量，由圖2可知，A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應(yīng)選取作為引物〔DNA復(fù)制子鏈的延伸方向5′→3′〕。該DNA分子在PCR儀中經(jīng)過4次循環(huán)后會(huì)產(chǎn)生等長的目的基因片段個(gè)?！?〕為了使目的基因和質(zhì)粒定向連接并且有利于受體細(xì)胞的篩選，提高重組效率，應(yīng)該選擇的限制酶是。如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同時(shí)對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割，假設(shè)同時(shí)只有任意兩個(gè)位點(diǎn)被切斷且每次時(shí)機(jī)相等，那么形成含有完整抗四環(huán)素基因的DNA片段有種?！?〕如果大腸桿菌是受體細(xì)胞，那么其體內(nèi)應(yīng)不含基因，以利于篩選出含重組質(zhì)粒的受體菌。目的基因能在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)，其遺傳學(xué)根底是。【解析】〔1〕DNA分子的一條多核苷酸鏈中，兩個(gè)脫氧核苷酸之間以磷酸基團(tuán)和五碳糖相連．由題目可知，EcoRⅠ識(shí)別的DNA序列只有G和A，故切開的是鳥嘌呤脫氧核苷酸和腺嘌呤脫氧核苷酸之間相連的化學(xué)鍵?！?〕A．密碼子是mRNA上決定一個(gè)氨基酸的3個(gè)相鄰的堿基，假設(shè)圖中的ACT能決定一個(gè)氨基酸，那么其對(duì)應(yīng)的密碼子是UGA，A錯(cuò)誤；B．DNA聚合酶和DNA連接酶都可作用于②磷酸二酯鍵處，解旋酶作用中①氫鍵處，B正確；C．A和T之間有2個(gè)氫鍵，C和G之間有3個(gè)氫鍵，因此假設(shè)只用這片段中的3個(gè)堿基對(duì)，可以排列出23種片段，C錯(cuò)誤；D．就游離的磷酸基而言，該片段有2個(gè)游離的磷酸基，而重組質(zhì)粒不含游離的磷酸基，因此該片段與重組質(zhì)粒相比多了2個(gè)游離的磷酸基，D正確。應(yīng)選：BD?！?〕假設(shè)利用PCR技術(shù)增加目的基因的數(shù)量，由圖2可知，DNA復(fù)制只能從5’到3’，因此構(gòu)建前利用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因時(shí)，A、B、C、D四種單鏈DNA片段中應(yīng)選取B和C作為引物，該DNA分子在PCR儀中經(jīng)過4次循環(huán)后會(huì)產(chǎn)生基因片段16個(gè)，其中等長的目的基因片段8個(gè)。〔4〕為了使目的基因和質(zhì)粒定向連接并且有利于受體細(xì)胞的篩選，提高重組效率，四環(huán)素抗性基因沒有被破壞，gu8應(yīng)該選擇的限制酶是PstⅠ、EcoRⅠ。如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同時(shí)對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行切割，假設(shè)同時(shí)只有任意兩個(gè)位點(diǎn)被切斷且每次時(shí)機(jī)相等，假設(shè)PstI酶的切割位點(diǎn)用1表示，EcoRI酶的切割位點(diǎn)用2表示，HindⅢ酶的切割位點(diǎn)用3表示，那么形成的DNA片段1→2，2→1，2→3，3→2，1→3，3→1六種片段，其中只有2→1片段含有完整四環(huán)素抗性基因，即含有完整四環(huán)素抗性基因的DNA片段只有1種?！?〕如果大腸桿菌是受體細(xì)胞，那么其體內(nèi)應(yīng)不含抗四環(huán)素基因，以利于篩選出含重組質(zhì)粒的受體菌。目的基因能在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)出相同的蛋白質(zhì)，其遺傳學(xué)根底是各種生物共用一套密碼子?！敬鸢浮俊?〕鳥嘌呤脫氧核苷酸和腺嘌呤脫氧核苷酸〔2〕BD〔3〕B和C8〔4〕PstⅠ、EcoRⅠ11.時(shí)間：你是否在限定時(shí)間內(nèi)完成？□是□否2.語言：答題學(xué)科用語是否精準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)？□是□否3.書寫：字跡是否工整？卷面是否整潔？□是□否4.得分點(diǎn)：答題得分點(diǎn)是否全面無誤？□是□否5.教材：教材知識(shí)是否全面掌握？□是□否3．某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒外表的A蛋白為主要抗原，制備抗A蛋白抗體的局部流程如以下圖：請(qǐng)答復(fù)：〔1〕①代表的是過程。為獲得A基因表達(dá)載體，需用酶對(duì)A基因和運(yùn)載體進(jìn)行切割。將A基因表達(dá)載體導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞常用的方法是?！?〕利用PCR技術(shù)擴(kuò)增A基因時(shí)，設(shè)計(jì)引物序列的主要依據(jù)是，參加引物的作用是?！?〕與體內(nèi)DNA復(fù)制相比擬，PCR反響要在一定的緩沖溶液中才能進(jìn)行，并且要嚴(yán)格控制等條件?！?〕過程③采用的技術(shù)是，獲得的X叫細(xì)胞。【解析】〔1〕由以上分可知①是逆轉(zhuǎn)錄過程．構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，首先需要用同種限制酶切割含有目的基因的外源DNA和運(yùn)載體，其次需要用DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體連接形成重組DNA．將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法?！?〕利用PCR技術(shù)擴(kuò)增A基因時(shí)，根據(jù)A基因兩端的局部核苷酸序列設(shè)計(jì)引物序列，參加引物的作用是與A基因單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列結(jié)合，然后再DNA聚合酶作用下進(jìn)行延伸?！?〕PCR擴(kuò)增目的基因的過程：①高溫變性：DNA解旋過程〔PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動(dòng)解開〕；低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈。因此，與體內(nèi)DNA復(fù)制相比擬，PCR反響要在一定的緩沖溶液中才能進(jìn)行，并且要嚴(yán)格控制溫度等條件?！?〕