全國版2021高考生物一輪復(fù)習第十單元現(xiàn)代生物科技專題二十五基因工程精練含解析

PAGE13-專題二十五基因工程考點1基因工程的基本工具與操作程序1.[2020湖北八校第一次聯(lián)考,15分]利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法可將抗病基因(來自擬南芥)導(dǎo)入玉米細胞而獲得抗病植株。根據(jù)所學知識回答下列問題:(1)若對擬南芥的抗病基因進行大量擴增,應(yīng)用技術(shù)。

(2)獲得抗病玉米植株工程中的核心步驟是,其目的是使抗病基因在受體細胞中穩(wěn)定存在,并能遺傳給下一代,同時使。

(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法利用農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上的可以轉(zhuǎn)移到受體細胞,并整合到受體細胞的上的特點,使抗病基因在受體細胞中的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達。

(4)將含抗病基因的受體細胞培育為抗病植株的原理是。

(5)若要在個體水平上檢測轉(zhuǎn)基因玉米是否有抗病特性,需要做實驗。

(6)為避免抗病基因通過花粉傳播進入其他植物而導(dǎo)致“基因污染”,應(yīng)將抗病基因?qū)?填“細胞核”或“細胞質(zhì)”)。

2.[2020安徽示范高中聯(lián)考,15分]南極某種魚含有抗凍基因,如圖是獲取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過程示意圖。請回答下列相關(guān)問題:(1)利用①過程的方法獲取目的基因需要用到酶。②過程中常需要用到的工具酶是。

(2)通過①、②過程成功構(gòu)建的重組質(zhì)粒,除目的基因外,還應(yīng)該具備等。

(3)將目的基因?qū)敕洋w細胞的方法是利用農(nóng)桿菌的作用,其原理是

。

(4)要確認抗凍基因是否在轉(zhuǎn)基因番茄植株中表達出相應(yīng)的蛋白質(zhì),可以采用方法,除進行分子檢測外,有時還需要進行的鑒定。

考點2基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程3.[2020貴州貴陽模擬,10分]科學家將人的生長激素基因與pBR322質(zhì)粒進行重組。pBR322質(zhì)粒含有兩個抗生素抗性基因和五個限制酶切點(如圖1)。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌,并成功地在大腸桿菌中表達。據(jù)圖回答問題。圖1圖2(1)科學家從人體的(填“下丘腦”“垂體”或“甲狀腺”)細胞中獲取的mRNA,在酶的作用下可合成人的生長激素基因。

(2)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入大腸桿菌,用含抗生素的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)(如圖2),通過觀察大腸桿菌的生長、繁殖情況判斷,限制酶a的切點有以下幾種可能:①受體菌在培養(yǎng)基A和培養(yǎng)基B上都能生長、繁殖形成菌落,則限制酶a的切點是圖1中的切點2。②如果受體菌在培養(yǎng)基A上能生長、繁殖形成菌落,而不能在培養(yǎng)基B上生長、繁殖,則限制酶a的切點是圖1中的,即目的基因插入了中。

③如果受體菌在培養(yǎng)基A上不能生長、繁殖形成菌落,而在培養(yǎng)基B上能生長、繁殖,則限制酶a的切點是圖1中的,即目的基因插入了中。

4.[2020河北唐山模擬,15分]人胰島素基因中含有內(nèi)含子,而大腸桿菌基因中沒有,而且大腸桿菌沒有人體細胞所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機制?；卮鹣铝袉栴}:(1)選用大腸桿菌作為受體細胞是因為其具有(答出兩點即可)等優(yōu)點。

(2)某同學從人的基因組文庫中獲得了胰島素基因,以大腸桿菌作為受體細胞卻未得到胰島素,其原因是

,

解決該問題的方法是

。

(3)科學家們研制出了胰島素類似物,如甘精胰島素是將人胰島素A鏈第21位的氨基酸換成了甘氨酸,B鏈的鏈尾加了兩個精氨酸,從而使胰島素具有結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、作用持續(xù)時間長、模擬生理性人胰島素分泌模式等優(yōu)點。①從上述資料可知,若要改變蛋白質(zhì)的功能,可以考慮對蛋白質(zhì)的進行改造。

②以人胰島素基因序列為基礎(chǔ),獲得甘精胰島素基因的途徑有修飾基因或合成基因。

③通過這種技術(shù)獲得甘精胰島素后還需要對其生物進行鑒定。

1.[2020湖北武漢部分學校質(zhì)檢,15分]含有限制酶的細胞中通常還具有相應(yīng)的甲基化酶,這兩種酶(作用于DNA分子)有相同的作用序列,但具有不同的催化功能。甲基化酶可以對DNA序列進行修飾,使限制酶不能對這一序列進行識別和切割?；卮鹣铝袉栴}:(1)目前,基因工程中使用的限制酶主要是從生物中分離純化獲得的。構(gòu)建基因組文庫和cDNA文庫的過程中需要使用DNA連接酶的是(填“基因組文庫”“cDNA文庫”或“基因組文庫和cDNA文庫”)。

(2)為在短時間內(nèi)大量獲得目的基因,可用的技術(shù)是。目的基因獲取之后,需要,此步驟是基因工程的核心。

(3)用酵母菌合成的人胰島素和利用細菌合成的人胰島素在空間結(jié)構(gòu)上存在一定差異,其原因是

。

(4)含有某種限制酶的細胞,可以利用限制酶切割外源DNA,但不破壞細胞自身的DNA,其原因可能有①;②。

2.[2020廣東七校第一次聯(lián)考,15分]請回答下列問題:(1)DNA序列分析的方法為基因序列圖的繪制提供了可能。DNA合成儀的問世為、、的獲得提供了方便。

(2)研究人員用大腸桿菌作生產(chǎn)菌,利用基因工程技術(shù)分別生產(chǎn)胰島素兩條鏈。由A、B兩條肽鏈可推導(dǎo)出A、B對應(yīng)基因的堿基序列,依據(jù)是。因為A、B對應(yīng)基因中的脫氧核苷酸數(shù)量較少,常用的方法獲取目的基因。

(3)檢測A、B對應(yīng)基因是否導(dǎo)入受體細胞時,常用作探針。檢測A、B對應(yīng)基因是否表達常用雜交方法。

(4)引導(dǎo)肽是由引導(dǎo)肽基因控制合成的一段多肽序列,若在胰島素的A、B肽鏈的前端加上引導(dǎo)肽序列,可將A、B肽鏈引導(dǎo)到大腸桿菌的細胞膜外,便于A、B肽鏈的提取。為實現(xiàn)上述目的,操作是。在以后的體外加工過程中,需要用切除引導(dǎo)肽。

3.[2020四省八校聯(lián)考,15分]鈣依賴蛋白激酶(CDPK)在植物的信號傳導(dǎo)和提高植物抗性方面發(fā)揮著重要作用,科學家通過將CDPK基因?qū)霐M南芥中,來獲得具有抗性的新品種。如圖為某種質(zhì)粒和含CDPK基因的DNA片段示意圖,圖中標記了限制酶的切割位點?；卮鹣铝袉栴}。(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以從基因文庫中獲得。基因文庫包括。為了使CDPK基因插入質(zhì)粒中,應(yīng)選取兩種限制性核酸內(nèi)切酶分別切割質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段。

(2)將獲取的CDPK基因進行PCR擴增,目前在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶的主要原因是

。

(3)圖中所示的質(zhì)粒為Ti質(zhì)粒,操作過程中需要把CDPK基因插入質(zhì)粒的T-DNA片段中,T-DNA片段在轉(zhuǎn)化中的作用是?？梢杂米魈结槞z測CDPK基因是否導(dǎo)入擬南芥細胞,導(dǎo)入成功的標志是。

(4)為研究CDPK基因表達載體對擬南芥的遺傳轉(zhuǎn)化的影響,待轉(zhuǎn)化后的擬南芥植株生長成熟后,采集其種子,播種于含的MS培養(yǎng)基中進行抗性篩選。

4.[2020遼寧五校聯(lián)考,15分]肺細胞中的let-7基因表達減弱,癌基因RAS表達增強,會引發(fā)肺癌。研究人員利用基因工程技術(shù)將let-7基因?qū)敕伟┘毎麑崿F(xiàn)了其在細胞內(nèi)的表達。該基因工程技術(shù)基本流程如圖1。(1)獲取let-7基因后可采用技術(shù)進行擴增,進行過程①時,將let-7基因與載體重組,需要的兩類酶是和。載體上RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位稱為。

(2)進行過程②時,如出現(xiàn)貼壁生長現(xiàn)象,可用酶處理,以利于傳代培養(yǎng)。

(3)從細胞水平上分析,研究人員知道let-7基因成功表達的依據(jù)是。

(4)進一步研究發(fā)現(xiàn),let-7基因能影響癌基因RAS的表達,其影響機理如圖2。據(jù)圖分析,可通過的方法,直接檢測let-7基因是否轉(zhuǎn)錄。肺癌細胞增殖受到抑制,可能是由細胞中(填“RASmRNA”或“RAS蛋白”)含量減少引起的。

5.[2019河南鄭州三測,15分]科研人員利用基因工程技術(shù)將乙烯合成酶的反義基因?qū)敕阎蝎@得了耐儲存的轉(zhuǎn)基因番茄,其原理如圖所示:(1)番茄果實內(nèi)發(fā)育中的種子會產(chǎn)生較多,該激素達到一定的濃度后,會促進乙烯的合成,從而加快果實成熟。

(2)培育該轉(zhuǎn)基因番茄過程中,目的基因是,核心步驟是。若要迅速獲得大量目的基因,常用的技術(shù)是(寫中文全稱)。

(3)重組質(zhì)粒導(dǎo)入番茄細胞時,可以先讓番茄細胞經(jīng)過得到愈傷組織,再把愈傷組織浸入含有重組質(zhì)粒的菌液中,通過該菌的作用使目的基因進入番茄細胞。這種方法往往需要將目的基因結(jié)合到上,并最終將目的基因插入番茄細胞的上。

(4)據(jù)圖分析,乙烯合成酶的反義基因與乙烯合成酶基因的異同是。

轉(zhuǎn)基因番茄中乙烯含量低的原因是乙烯合成酶的反義基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA與乙烯合成酶基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA進行,形成了雙鏈RNA,從而阻斷了乙烯合成酶基因表達的過程。

(5)采摘后的這種轉(zhuǎn)基因番茄耐儲存,但不能正常成熟,為了在食用前讓其成熟,可采用的措施是。

6.[2019廣東惠州一調(diào),15分]科學家通過利用PCR定點突變技術(shù)對Rubisco基因進行了改造,提高了光合作用過程中Rubisco對CO2的親和力,從而顯著提高了植物的光合作用速率。請回答下列問題:(1)Rubisco的作用是催化CO2的固定過程,從而直接加快光合作用的反應(yīng)速率。

(2)利用PCR技術(shù)擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根據(jù)這一序列合成;擴增過程需要加入酶。

(3)啟動子的作用是。目的基因能在不同生物體內(nèi)正常表達,說明。PCR定點突變技術(shù)屬于工程的范疇。

(4)可利用定點突變的DNA構(gòu)建基因表達載體,常用法將基因表達載體導(dǎo)入植物細胞;導(dǎo)入目的基因的植物受體細胞還需用到植物細胞工程中的技術(shù),才能最終獲得轉(zhuǎn)基因植物。

7.[2019福建六校第三次聯(lián)考,15分]蜘蛛絲是自然界中機械性能最好的天然蛋白纖維,其強度高于制作防彈衣的凱夫拉纖維,有廣泛的應(yīng)用前景。但如何大量獲取蜘蛛絲纖維的問題一直難以解決。2018年8月,中科院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心利用基因工程技術(shù)成功在家蠶絲腺和蠶繭中大量表達蜘蛛絲蛋白?；卮鹣铝袉栴}:(1)構(gòu)建基因表達載體時(如圖所示),需要在目的基因前后兩端分別引入的酶切位點,該方法比用同一種酶進行酶切的優(yōu)勢是(答出一點即可)

(2)利用PCR技術(shù)擴增蜘蛛絲基因前,需根據(jù)目的基因的核苷酸序列設(shè)計種引物,進行PCR時需加熱至90~95℃然后冷卻至55~60℃,此操作的目的是。

(3)為能從蠶絲中提取蛛絲蛋白,基因表達載體中目的基因的首段必須含有使其僅能在蠶的絲腺細胞中特異性表達的。當其與識別和結(jié)合,才能驅(qū)動轉(zhuǎn)錄過程,最終翻譯成功。

(4)在研究過程中,發(fā)現(xiàn)目的基因已經(jīng)插入到蠶絲腺細胞染色體的DNA上,蠶絲中卻未能提取到蜘蛛絲,請分析原因及檢測方法。

(5)研究人員發(fā)現(xiàn)若將蛛絲蛋白31號位的色氨酸替換為酪氨酸,蛛絲韌性可提高50%,此成果所用到的工程技術(shù)為。

1.[社會責任][15分]某乙型肝炎疫苗是把編碼乙型肝炎病毒表面抗原的基因定向插入酵母菌細胞中,使之充分表達,經(jīng)純化后而制得的疫苗?；卮鹣铝袉栴}:(1)人體接種乙型肝炎疫苗后,該疫苗可作為刺激機體發(fā)生特異性免疫反應(yīng)。乙型肝炎疫苗先后接種多次,其目的是。

(2)如果已知乙型肝炎病毒表面抗原的氨基酸序列,可以推測出相應(yīng)目的基因的核苷酸序列,但推測出的目的基因核苷酸序列并不是唯一的,其原因是。獲得編碼乙型肝炎病毒表面抗原的基因后,常采用技術(shù)在體外將其擴增。

(3)將編碼乙型肝炎病毒表面抗原的基因?qū)虢湍妇毎靶枰獦?gòu)建基因表達載體,這一過程中需要的工具酶主要有。構(gòu)建的基因表達載體中,編碼乙型肝炎病毒表面抗原的基因應(yīng)該位于之間。

(4)將編碼乙型肝炎病毒表面抗原的基因?qū)虢湍妇毎麜r,使該基因在酵母菌細胞中得以穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是。為了檢測導(dǎo)入酵母菌體內(nèi)的編碼乙型肝炎病毒表面抗原的基因是否成功表達,請寫出實驗思路:

。

2.[社會責任][14分]中國科研人員首次將與Fib-H基因類似的人工絲蛋白基因?qū)氡磺贸鼺ib-H基因的蠶受精卵內(nèi),對蠶受精卵的基因進行改造,這種基因編輯成功的蠶受精卵長大后,吐出的絲中就含有人工絲蛋白。含有人工絲蛋白的蠶繭可發(fā)出綠色熒光,比正常的蠶繭更加輕薄。通過這種技術(shù),可以讓家蠶不再只吐蠶絲,而是按照實際需要吐出其他蛋白。請回答下列問題:(1)獲得人工絲蛋白是通過,對蠶絲蛋白進行改造,以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。

(2)將人工絲蛋白基因?qū)胄Q受精卵內(nèi)之前,需要操作的核心步驟是,其目的是使該基因在蠶受精卵中,并且可以遺傳給下一代,同時,使其能夠表達和。

(3)將人工絲蛋白基因?qū)胄Q受精卵內(nèi)常用的方法是。

(4)綠色熒光蛋白基因可以作為,用于鑒別蠶受精卵中是否含有人工絲蛋白基因。

1.(除標明外,每空2分)(1)PCR(1分)(2)構(gòu)建基因表達載體抗病基因能夠表達和發(fā)揮作用(3)T-DNA染色體DNA(4)(植物)細胞具有全能性(5)病原體的接種(6)細胞質(zhì)【解析】(1)可采用PCR技術(shù)對目的基因進行大量擴增。(2)獲得轉(zhuǎn)基因植株的核心步驟是構(gòu)建基因表達載體,其目的是使抗病基因(目的基因)在受體細胞中穩(wěn)定存在,并能遺傳給下一代,同時使抗病基因(目的基因)能夠表達和發(fā)揮作用。(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法利用農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上的T-DNA可以轉(zhuǎn)移到受體細胞,并整合到受體細胞染色體DNA上的特點,使抗病基因在受體細胞得以穩(wěn)定維持和表達。(4)將含抗病基因的受體細胞培養(yǎng)為抗病植株是通過植物組織培養(yǎng)實現(xiàn)的,所以其原理是(植物)細胞具有全能性。(5)若要從個體水平檢測轉(zhuǎn)基因玉米是否具有抗病特性,應(yīng)做病原體的接種實驗。(6)為了避免抗病基因通過花粉傳播而導(dǎo)致基因污染,應(yīng)將抗病基因?qū)胧荏w細胞的細胞質(zhì)中,因為花粉中含有核基因,幾乎不含質(zhì)基因。2.(除標明外,每空2分)(1)逆轉(zhuǎn)錄限制酶和DNA連接酶(2)啟動子、終止子、標記基因(3)轉(zhuǎn)化目的基因隨農(nóng)桿菌中Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移至受體細胞,整合到受體細胞中的染色體DNA上并且能夠穩(wěn)定存在并表達(3分)(4)抗原—抗體雜交個體生物學水平【解析】(1)由圖可知,①過程是獲取目的基因,利用①過程的方法獲取目的基因需要以mRNA為模板合成DNA(目的基因),該過程需要用到逆轉(zhuǎn)錄酶。②過程是構(gòu)建重組質(zhì)粒,即構(gòu)建基因表達載體,需要用到的工具酶是限制酶和DNA連接酶。(2)通過①、②過程成功構(gòu)建的重組質(zhì)粒,除目的基因外,還必須有啟動子、終止子、標記基因等。(3)將目的基因?qū)胫参锛毎捎米疃嗟姆椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。農(nóng)桿菌可將其中的Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移至受體細胞,并整合到受體細胞染色體的DNA上。根據(jù)農(nóng)桿菌的這一特點,若將目的基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA上,通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用,就可使目的基因進入植物細胞,并將其插入植物細胞染色體的DNA上,使目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達。(4)要確認抗凍基因是否在轉(zhuǎn)基因番茄植株中表達出相應(yīng)的蛋白質(zhì),可以采用抗原—抗體雜交法,除進行分子檢測外,有時還需要進行個體生物學水平的鑒定。3.(除標明外,每空2分)(1)垂體(1分)逆轉(zhuǎn)錄(1分)(2)②切點3或切點4或切點5(少一個或錯一個扣1分)四環(huán)素抗性基因③切點1氨芐青霉素抗性基因【解析】(1)人的生長激素是由垂體細胞分泌的,因此從人體的垂體細胞中獲取的mRNA,在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下可合成人的生長激素基因。(2)若限制酶a的切點為切點1,則質(zhì)粒上的氨芐青霉素抗性基因受到破壞,受體菌在培養(yǎng)基A中不能生長;若限制酶a的切點為切點3或切點4或切點5,則四環(huán)素抗性基因受到破壞,受體菌在培養(yǎng)基B上不能生長;若限制酶a的切點為切點2,則氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因都未受到破壞,受體菌在培養(yǎng)基A和培養(yǎng)基B上都能生長。4.(1)繁殖快、容易培養(yǎng)、代謝旺盛(答出兩點即可,3分)(2)胰島素基因有內(nèi)含子,在大腸桿菌中,其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除,無法表達出胰島素(2分)從cDNA文庫中獲得胰島素基因(合理即可,2分)(3)①氨基酸序列(2分)②人胰島素(2分)甘精胰島素(2分)③功能(2分)【解析】(1)選用大腸桿菌作為基因工程的受體細胞,原因是大腸桿菌具有繁殖快、易培養(yǎng)、代謝旺盛、遺傳物質(zhì)相對較少等優(yōu)點。(2)從人的基因組文庫中獲得的胰島素基因含有內(nèi)含子,在大腸桿菌中,其初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除,因此,以大腸桿菌作為受體細胞不能得到胰島素。從cDNA文庫中獲得的胰島素基因不含有內(nèi)含子,將其轉(zhuǎn)移到大腸桿菌細胞中能表達出胰島素。(3)根據(jù)題中信息,將人胰島素A鏈第21位的氨基酸換成甘氨酸,B鏈的鏈尾加兩個精氨酸,可使胰島素具有結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、作用持續(xù)時間長等優(yōu)點。若要改變蛋白質(zhì)的功能,可以考慮對蛋白質(zhì)的氨基酸序列進行改造。獲得甘精胰島素基因的途徑為修飾人胰島素基因或合成甘精胰島素基因。通過蛋白質(zhì)工程獲得甘精胰島素后還需要對其生物功能進行鑒定。1.(1)原核(2分)基因組文庫和cDNA文庫(2分)(2)PCR(2分)構(gòu)建基因表達載體(2分)(3)酵母菌是真核生物,其細胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體能對人胰島素進行加工,而細菌則不能(3分)(4)細胞自身的DNA分子中沒有該限制酶的識別序列(2分)甲基化酶對細胞自身的DNA分子進行了修飾(2分)【解析】(1)基因工程中使用的限制酶主要來源于原核生物。構(gòu)建基因組文庫和cDNA文庫的過程中都需要將DNA片段與載體連接起來,即兩個過程都需要使用DNA連接酶。(2)利用PCR技術(shù)可以在短時間內(nèi)大量擴增目的基因。構(gòu)建基因表達載體是基因工程中的核心操作。(3)酵母菌和細菌分別是真核生物、原核生物,真核生物的細胞中分泌蛋白在核糖體中合成后還需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工,而原核細胞中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體,因此,用酵母菌合成的人胰島素和利用細菌合成的人胰島素在空間結(jié)構(gòu)上有差異。(4)含有某種限制酶的細胞,可以利用限制酶切割外源DNA,但不破壞自身細胞的DNA,原因可能是細胞自身的DNA分子中沒有該限制酶的識別序列,也可能是細胞自身的DNA被甲基化酶進行了修飾。2.(除標明外,每空2分)(1)引物(1分)探針(1分)小分子量DNA基因(1分)(2)氨基酸和密碼子的配對關(guān)系和堿基互補配對原則人工合成(3)放射性同位素標記的A、B對應(yīng)基因抗原—抗體(4)將A、B對應(yīng)基因連接在引導(dǎo)肽基因后肽酶【解析】(1)DNA合成儀的問世為引物、探針、小分子量DNA基因的獲得提供了方便。(2)根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列可以推測出mRNA的堿基序列,然后根據(jù)堿基互補配對原則可以推測出基因的堿基序列。(3)檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細胞,可以采用放射性同位素標記的目的基因作為探針。檢測目的基因是否表達,可采用抗原—抗體雜交的方法。(4)在胰島素的A、B肽鏈的前端加上引導(dǎo)肽序列,可將A、B肽鏈引導(dǎo)到大腸桿菌的細胞膜外,據(jù)此可知將A、B對應(yīng)基因連接在引導(dǎo)肽基因的后面,即可以達到上述目的。在以后的體外加工過程中,需要用肽酶切除引導(dǎo)肽。3.(除標明外,每空2分)(1)基因組文庫和cDNA文庫XbaⅠ和SmaⅠ(2)Taq酶熱穩(wěn)定性高,而大腸桿菌DNA聚合酶在高溫下會失活(3分)(3)T-DNA片段能攜帶CDPK基因融合到受體細胞的染色體DNA上放射性同位素標記的含有CDPK基因的DNA片段顯示出雜交帶(4)卡那霉素【解析】(1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫。分析題圖,要將CDPK基因從DNA片段上切割下來,可以選擇EcoRⅠ限制酶和XbaⅠ限制酶或SmaⅠ限制酶和XbaⅠ限制酶,若用EcoRⅠ限制酶切割質(zhì)粒,會使卡那霉素抗性基因受到破壞,因此為了將CDPK基因插入質(zhì)粒中,需使用SmaⅠ限制酶和XbaⅠ限制酶分別切割質(zhì)粒和含目的基因的DNA片段。(2)用PCR技術(shù)擴增目的基因需要在高溫下進行,Taq酶熱穩(wěn)定性高,而大腸桿菌的DNA聚合酶在高溫下會失活。因此,在PCR反應(yīng)中使用Taq酶而不使用大腸桿菌DNA聚合酶。(3)因為T-DNA能攜帶CDPK基因轉(zhuǎn)移到受體細胞,并且整合到受體細胞的染色體DNA上。所以在操作過程中需要把CDPK基因插入Ti質(zhì)粒的T-DNA片段中?？捎梅派湫酝凰貥擞浀暮蠧DPK基因的DNA片段作探針來檢測CDPK基因是否導(dǎo)入擬南芥細胞,若出現(xiàn)雜交帶,則說明導(dǎo)入成功。(4)由于構(gòu)建的基因表達載體中含有卡那霉素抗性基因,故需將轉(zhuǎn)化后的擬南芥植株的種子播種于含卡那霉素的MS培養(yǎng)基中進行抗性篩選。4.(除標明外,每空2分)(1)PCR(1分)限制性核酸內(nèi)切酶(或限制酶)DNA連接酶啟動子(2)胰蛋白(3)發(fā)現(xiàn)肺癌細胞的增殖受到抑制(4)從細胞中提取RNA進行分子雜交RAS蛋白【解析】(1)獲取目的基因(let-7基因)后,可采用PCR技術(shù)進行擴增。構(gòu)建重組載體時常用的工具酶為限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。載體上RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位稱為啟動子。(2)細胞培養(yǎng)時如出現(xiàn)貼壁生長現(xiàn)象,可用胰蛋白酶處理,使細胞分散開來。(3)根據(jù)題中信息肺細胞中的“l(fā)et-7基因表達減弱,癌基因RAS表達增強,會引發(fā)肺癌”推測,從細胞水平上分析,研究人員知道let-7基因成功表達的依據(jù)是發(fā)現(xiàn)肺癌細胞的增殖受到抑制。(4)結(jié)合圖中信息可知,可從細胞中提取RNA進行分子雜交來直接檢測let-7基因是否轉(zhuǎn)錄。肺癌細胞增殖受到抑制,可能是由細胞中RAS蛋白含量減少引起的。5.(除標明外,每空1分)(1)生長素(2)乙烯合成酶的反義基因基因表達載體的構(gòu)建多聚酶鏈式反應(yīng)(3)脫分化農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化Ti質(zhì)粒的T-DNA染色體DNA(4)組成它們的堿基對的種類、數(shù)量和排列順序都相同,但轉(zhuǎn)錄出mRNA的模板鏈不同(2分)堿基互補配對翻譯(5)噴灑乙烯利(或與成熟的番茄或其他水果放在一起密封)(2分)【解析】(1)番茄果實內(nèi)發(fā)育中的種子會產(chǎn)生較多的生長素,該激素達到一定濃度后,會促進乙烯的合成。(2)由題意可知,培育該轉(zhuǎn)基因番茄的過程中,目的基因是乙烯合成酶的反義基因,核心步驟是基因表達載體的構(gòu)建。若要迅速獲得大量目的基因,常用的技術(shù)是多聚酶鏈式反應(yīng)(PCR)。(3)重組質(zhì)粒導(dǎo)入番茄細胞時,可先讓番茄細胞經(jīng)過脫分化得到愈傷組織,再把愈傷組織浸入含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌菌液中,通過該菌的轉(zhuǎn)化作用使目的基因進入番茄細胞。這種方法需要將目的基因結(jié)合到Ti質(zhì)粒的T-DNA上,并最終將目的基因插入番茄細胞的染色體DNA上。(4)據(jù)圖分析可知,組成乙烯合成酶的反義基因與乙烯合成酶基因的堿基對的種類、數(shù)量和排列順序都相同,但轉(zhuǎn)錄出mRNA的模板鏈不同。轉(zhuǎn)基因番茄中乙烯含量低的原因是乙烯合成酶的反義基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA與乙烯合成酶基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA進行堿基互補配對,形成了雙鏈RNA,從而阻斷了乙烯合成酶基因表達的翻譯過程。(5)可通過噴灑乙烯利(或與成熟的番茄或其他水果放在一起密封)催熟不能正常成熟的轉(zhuǎn)基因番茄。6.(除標明外,每空2分)(1)暗(1分)(2)引物耐高溫的DNA聚合(或TaqDNA聚合)(3)RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA整個生物界共用一套密碼子蛋白質(zhì)(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化植物組織培養(yǎng)【解析】(1)光合作用的暗反應(yīng)包括CO2的固定和C3的還原。Rubisco的作用是催化CO2的固定過程,從而直接加快光合作用的暗反應(yīng)速率。(2)利用PCR技術(shù)擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根據(jù)這一序列合成引物。擴增過程是在較高溫度下進行的,因此需要加入耐高溫的DNA聚合酶。(3)啟動子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位,有了它才能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。目的基因能在不同生物體內(nèi)正常表達,說明生物界共用一套密碼子。PCR定點突變技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。(4)將目的基因?qū)胫参锛毎某Ｓ梅椒ㄊ寝r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;將轉(zhuǎn)基因植物細胞培育成轉(zhuǎn)基因植株還需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。7.(1)XbaⅠ和SacⅠ(2分)防止目的基因自身環(huán)化、防止目的基因反向連接(2分)(2)2(1分)使DNA解鏈,然后使引物結(jié)合到互補DNA鏈上(2分)(3)啟動子(1分)RNA聚合酶(1分)(4)蛛絲蛋白基因未能正常進行轉(zhuǎn)錄可用分子雜交技術(shù)檢測(2分),蛛絲蛋白未能進行正常翻譯可用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測(2分)(5)蛋白質(zhì)工程(2分)【解析】(1)分析題圖可知,圖中XbaⅠ和SacⅠ所指位點是限制酶識別和切割的位置,切割圖中質(zhì)粒需使用這兩種限制