2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)課時(shí)規(guī)范練37基因工程含解析新人教版

PAGEPAGE11課時(shí)規(guī)范練37基因工程1.(2024山東德州一模)Bar基因存在于青麻、黑麥草等生物體內(nèi),其編碼的酶可使除草劑草丁膦失去毒害作用。培育轉(zhuǎn)Bar基因大豆,對(duì)于限制豆田雜草有重要意義。為了把Bar基因?qū)氪蠖辜?xì)胞,需將Bar基因插入pUc18質(zhì)粒中構(gòu)建中間表達(dá)載體,然后與Ti質(zhì)粒重組為重組表達(dá)載體系統(tǒng)。如圖為pUc18質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)示意圖,回答下列問(wèn)題。(1)不能利用黑麥草與大豆進(jìn)行有性雜交的方法讓大豆獲得Bar基因,緣由是

。

(2)構(gòu)建中間表達(dá)載體時(shí),為了便于篩選出含有Bar基因的重組質(zhì)粒,需將Bar基因插入到pUc18質(zhì)粒的中形成重組質(zhì)粒并導(dǎo)入大腸桿菌,然后在添加的培育基上培育大腸桿菌,菌落呈白色的即為含中間表達(dá)載體的大腸桿菌。

(3)中間表達(dá)載體需插入到Ti質(zhì)粒的中才能將Bar基因整合到植物細(xì)胞的染色體DNA上,緣由是

。

(4)可通過(guò)法干脆將重組表達(dá)載體導(dǎo)入大豆細(xì)胞的原生質(zhì)體。導(dǎo)入Bar基因的原生質(zhì)體需,經(jīng)脫分化形成,再進(jìn)一步分化才能獲得轉(zhuǎn)Bar基因大豆植株。

2.(2024湖南婁底二模)肺細(xì)胞中的let-7基因表達(dá)減弱,癌基因RAS表達(dá)增加,會(huì)引發(fā)肺癌。探討人員利用基因工程技術(shù)將let-7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實(shí)現(xiàn)了在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)。該基因工程技術(shù)基本流程如圖1。圖1圖2請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)獲得let-7基因后可采納技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增,進(jìn)行過(guò)程①時(shí),將let-7基因與載體重組,須要的兩類酶是和。載體上RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位稱為。

(2)進(jìn)行過(guò)程②時(shí),如出現(xiàn)貼壁生長(zhǎng)現(xiàn)象,可用酶處理,以利于傳代培育。

(3)從細(xì)胞水平上,探討人員知道let-7基因勝利表達(dá)的依據(jù)是。

(4)進(jìn)一步探討發(fā)覺(jué),let-7基因能影響癌基因RAS的表達(dá),其影響機(jī)理如圖2。據(jù)圖分析,可通過(guò)方法,以干脆檢測(cè)let-7基因是否轉(zhuǎn)錄。肺癌細(xì)胞增殖受到抑制,可能是由細(xì)胞中(填“RASmRNA”或“RAS蛋白”)含量削減引起的。

3.(2024湖南長(zhǎng)沙、湘潭二模)菌體展示技術(shù)是將外源蛋白基因插入噬菌體外殼蛋白結(jié)構(gòu)基因,使外源蛋白基因隨外殼蛋白結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)而表達(dá),同時(shí),外源蛋白隨菌體的重新組裝而展示到菌體表面的生物技術(shù),過(guò)程如下圖所示。請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題。(1)將外源蛋白基因進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí),第一次加熱的作用是,加熱的作用類似于細(xì)胞內(nèi)(填物質(zhì)名稱)的功能。

(2)過(guò)程①表示,其實(shí)質(zhì)為。

(3)若用32P標(biāo)記重組菌體的DNA,用上述過(guò)程證明DNA是遺傳物質(zhì),該設(shè)計(jì)是否嚴(yán)謹(jǐn)?。緣由是

。

(4)科學(xué)工作者將人體某種抗體基因插入菌體外殼蛋白結(jié)構(gòu)基因進(jìn)行上述展示,結(jié)果沒(méi)有得到抗體或得到的抗體不具有活性,緣由可能是

。

4.(2024安徽黃山其次次質(zhì)檢)反義基因是通過(guò)產(chǎn)生的mRNA分子,與相關(guān)基因產(chǎn)生的mRNA進(jìn)行互補(bǔ),來(lái)阻斷非正常蛋白質(zhì)合成。圖1為不同的限制酶及相應(yīng)的切割位點(diǎn)。圖2為科學(xué)試驗(yàn)中利用小分子量的A反義基因的實(shí)例。據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)基因工程中,A基因可以用(儀器)合成,利用該儀器還可以合成等。若想將圖2中的A基因反向連接到結(jié)構(gòu)甲中,應(yīng)當(dāng)用限制酶切割A(yù)基因和結(jié)構(gòu)甲。DNA連接酶是將兩個(gè)DNA片段連接起來(lái)的酶,可以“縫合”平末端和黏性末端。

(2)用含A反義基因的農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞的原生質(zhì)體后,可用含有的培育基進(jìn)行篩選。培育一段時(shí)間后,在高濃度的蔗糖溶液中,視察細(xì)胞來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生。

(3)導(dǎo)入的A反義基因能轉(zhuǎn)錄A反義RNA,且能與正常RNA互補(bǔ),抑制A基因表達(dá)過(guò)程中的。

5.(2024廣東汕頭質(zhì)監(jiān))某轉(zhuǎn)基因牛的生產(chǎn)技術(shù)流程如圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)利用過(guò)程①的方法構(gòu)建的基因文庫(kù)是(填“基因組文庫(kù)”或“部分基因文庫(kù)”);PCR技術(shù)大量擴(kuò)增此目的基因的前提是,以便合成引物;PCR擴(kuò)增過(guò)程經(jīng)過(guò)變性、復(fù)性和三個(gè)步驟。

(2)轉(zhuǎn)入生長(zhǎng)激素基因的?？赏ㄟ^(guò)乳腺細(xì)胞分泌乳汁來(lái)生產(chǎn)人生長(zhǎng)激素,過(guò)程②中,將目的基因與的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起構(gòu)建重組質(zhì)粒,通過(guò)法導(dǎo)入受精卵中,然后利用胚胎工程的(答出2項(xiàng))技術(shù)手段獲得轉(zhuǎn)基因牛。

(3)該轉(zhuǎn)基因牛進(jìn)入泌乳期后,其分泌的乳汁中并未含有人的生長(zhǎng)激素,可能的緣由是

。

6.(2024安徽宣城二調(diào))現(xiàn)有甲、乙兩種雙子葉植物,植物甲含有抗旱基因而具有極強(qiáng)的抗旱性,植物乙抗旱性低。若將該基因轉(zhuǎn)移至植物乙中,有可能提高后者的抗旱性?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)目前,基因工程中運(yùn)用的限制酶主要從原核生物中分別純化獲得。含有限制酶的細(xì)胞通常還具有相應(yīng)的甲基化酶,它可以對(duì)DNA序列進(jìn)行修飾。含有某種限制酶的細(xì)菌可利用限制酶切割外源DNA,但不破壞自身DNA,其緣由可能是①

;

②

。

(2)為獲得抗旱基因,可以先從植物甲中提取該基因的mRNA,然后經(jīng)過(guò)程獲得cDNA。以此獲得的cDNA來(lái)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),必需添加等調(diào)控元件。

(3)將抗旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌,利用農(nóng)桿菌可被雙子葉植物細(xì)胞分泌的化合物吸引,將其轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞,并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上,從而獲得含有抗旱基因的植物乙的體細(xì)胞,再經(jīng)技術(shù)得到再生植株。

(4)要確認(rèn)該抗旱基因是否在再生植株中獲得表達(dá),還須要在田間對(duì)再生植株進(jìn)行抗旱性試驗(yàn),以確定

。

7.(2024閩粵贛三省十校聯(lián)考)鋁在土壤中常以鋁酸鹽的形式存在,可造成土壤酸化而影響植物生長(zhǎng)。鋁能抑制植物根尖細(xì)胞的分裂,抑制根生長(zhǎng),破壞根組織。部分植物能通過(guò)根部細(xì)胞膜上的蘋果酸通道蛋白(ALMT)將蘋果酸轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外來(lái)緩解鋁毒?？蓪LMT基因?qū)胫参锛?xì)胞,來(lái)培育轉(zhuǎn)基因耐鋁植物,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)可以從基因文庫(kù)中獲得ALMT基因,在合成cDNA的過(guò)程中,反應(yīng)體系內(nèi)加入的物質(zhì)除mRNA和ATP外,還包括、。

(2)可將ALMT基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的片段中,以便目的基因進(jìn)入植物細(xì)胞。利用該方法導(dǎo)入的目的基因的遺傳一般遵循孟德?tīng)栠z傳定律,緣由是

。

(3)啟動(dòng)子是特異性識(shí)別并結(jié)合的位點(diǎn),能調(diào)控目的基因的表達(dá)。ALMT基因的啟動(dòng)子有兩種類型,其中α啟動(dòng)子能使ALMT基因在酸性土壤的誘導(dǎo)下表達(dá),β啟動(dòng)子能使ALMT基因高效表達(dá)而無(wú)須酸性誘導(dǎo)。則在獲得轉(zhuǎn)ALMT基因耐鋁植物時(shí)應(yīng)運(yùn)用啟動(dòng)子,不運(yùn)用另外一種啟動(dòng)子的緣由是

。

8.(2024山東棗莊期末)埃博拉出血熱是由埃博拉病毒引起的一種烈性傳染病,死亡率在50%至90%之間。致死緣由主要為中風(fēng)、心肌梗死、低血容量休克或多發(fā)性器官衰竭。下圖是制備埃博拉病毒(EBOV)VP40蛋白的過(guò)程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)埃博拉病毒是單鏈RNA病毒,可利用法得到含(EBOV)VP40基因的DNA。過(guò)程①利用PCR技術(shù)擴(kuò)增該DNA片段的前提是,要有一段以便合成引物,該技術(shù)用到的酶是。

(2)過(guò)程②須要用到的工具酶是,一個(gè)完整的基因表達(dá)載體必須要有標(biāo)記基因,標(biāo)記基因的作用是

。

(3)科學(xué)家制備(EBOV)VP40蛋白的目的是利用此蛋白進(jìn)一步獲得用于治療埃博拉出血熱。

(4)過(guò)程③中,選用大腸桿菌作為受體細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)有

(答出3點(diǎn)即可)。

課時(shí)規(guī)范練37基因工程1.答案:(1)黑麥草與大豆之間存在生殖隔離(2)lacZ氨芐青霉素和X-gal(3)T-DNAT-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上(4)顯微注射再生出細(xì)胞壁愈傷組織解析:(1)由于黑麥草與大豆之間存在生殖隔離,因此不能利用黑麥草與大豆進(jìn)行有性雜交的方法讓大豆獲得Bar基因。(2)依據(jù)圖中信息可知,lacZ基因編碼β-半乳糖苷酶,β-半乳糖苷酶可以將培育基中的X-gal水解,使菌落呈藍(lán)色,否則菌落呈白色。因此,構(gòu)建中間表達(dá)載體時(shí),為了便于篩選出含有Bar基因的重組質(zhì)粒,需將Bar基因插入到pUc18質(zhì)粒的lacZ中形成重組質(zhì)粒并導(dǎo)入大腸桿菌,然后在添加氨芐青霉素和X-gal的培育基上培育大腸桿菌,菌落呈白色的即為含中間表達(dá)載體的大腸桿菌。(3)Ti質(zhì)粒上的T-DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞,并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。依據(jù)這一特點(diǎn),假如將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA上,通過(guò)農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化作用,就可以把目的基因整合到植物細(xì)胞中染色體的DNA上。(4)可通過(guò)顯微注射法干脆將重組表達(dá)載體導(dǎo)入大豆細(xì)胞的原生質(zhì)體。導(dǎo)入Bar基因的原生質(zhì)體需再生出細(xì)胞壁,經(jīng)脫分化形成愈傷組織,再進(jìn)一步分化才能獲得轉(zhuǎn)Bar基因大豆植株。2.答案:(1)PCR限制性核酸內(nèi)切酶(或限制酶)DNA連接酶啟動(dòng)子(2)胰蛋白(3)發(fā)覺(jué)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制(4)從細(xì)胞中提取RNA進(jìn)行分子雜交RAS蛋白解析:(1)PCR技術(shù)可在體外大量擴(kuò)增目的基因;過(guò)程①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建,該過(guò)程中首先須要用限制性核酸內(nèi)切酶(簡(jiǎn)稱限制酶)對(duì)載體進(jìn)行切割,其次還須要用DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體連接形成重組DNA;啟動(dòng)子是一段特別的DNA序列,是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn),RNA聚合酶結(jié)合到該位點(diǎn),可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄過(guò)程。(2)動(dòng)物細(xì)胞培育過(guò)程中,用胰蛋白酶處理,使細(xì)胞分散開(kāi)來(lái)。(3)依據(jù)題中信息“肺細(xì)胞中的let-7基因表達(dá)減弱,癌基因RAS表達(dá)增加,會(huì)引發(fā)肺癌”知,導(dǎo)入let-7基因后,肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制,因此推斷l(xiāng)et-7基因勝利表達(dá)的依據(jù)是發(fā)覺(jué)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制。(4)推斷目的基因是否在受體細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄,可用分子雜交技術(shù)來(lái)檢測(cè),從細(xì)胞中提取mRNA和用放射性同位素或者熒光標(biāo)記的目的基因單鏈DNA片段進(jìn)行雜交。據(jù)圖2可知,let-7基因影響RAS基因表達(dá)的機(jī)理是:let-7基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物miRNA與RAS基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RASmRNA結(jié)合,使RAS基因翻譯受到抑制,引起細(xì)胞中的RAS蛋白含量削減,進(jìn)而導(dǎo)致癌細(xì)胞增殖受到抑制。3.答案:(1)使DNA解螺旋解旋酶(2)噬菌體侵染大腸桿菌的過(guò)程將DNA注入大腸桿菌細(xì)胞(3)不嚴(yán)謹(jǐn)沒(méi)有設(shè)置35S標(biāo)記噬菌體外殼組試驗(yàn)進(jìn)行比照(4)該抗體基因不能在大腸桿菌細(xì)胞中表達(dá)或抗體基因表達(dá)后不能在大腸桿菌細(xì)胞中進(jìn)行加工解析:(1)PCR擴(kuò)增時(shí)先用高溫處理使DNA解螺旋,與解旋酶的作用相同。(2)依據(jù)圖示,①是噬菌體侵染大腸桿菌的過(guò)程,其實(shí)質(zhì)是把DNA注入大腸桿菌,蛋白質(zhì)外殼留在外面。(3)要證明DNA是遺傳物質(zhì),須要設(shè)置兩組試驗(yàn),分別用32P和35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,只用其中一組不嚴(yán)謹(jǐn)。(4)將抗體基因插入噬菌體外殼蛋白結(jié)構(gòu)基因中進(jìn)行上述展示,由于該抗體基因不能在大腸桿菌中表達(dá)或抗體基因表達(dá)后不能在大腸桿菌中加工,導(dǎo)致得到的抗體沒(méi)有活性。4.答案:(1)DNA合成儀引物(或探針)EcoRⅠ、BamHⅠT4DNA連接酶(2)抗生素是否發(fā)生質(zhì)壁分別(3)翻譯解析:(1)基因工程中,可以用DNA合成儀合成所需基因和引物等。A的兩端和甲中都有EcoRⅠ、BamHⅠ識(shí)別位點(diǎn),所以想將圖2中的A基因反向連接到結(jié)構(gòu)甲中,應(yīng)當(dāng)用EcoRⅠ、BamHⅠ限制酶切割A(yù)基因和結(jié)構(gòu)甲。T4DNA連接酶可以“縫合”平末端和黏性末端。(2)因?yàn)橘|(zhì)粒上有抗生素抗性基因,用含A反義基因的農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞的原生質(zhì)體后,可用含有抗生素的培育基進(jìn)行篩選。培育一段時(shí)間后,在高濃度的蔗糖溶液中,視察細(xì)胞是否發(fā)生質(zhì)壁分別來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生。(3)導(dǎo)入的A反義基因能轉(zhuǎn)錄A反義RNA,且能與正常RNA互補(bǔ),抑制A基因表達(dá)過(guò)程中的翻譯過(guò)程。5.答案:(1)部分基因文庫(kù)要有一段已知目的基因的核苷酸(堿基)序列延長(zhǎng)(2)乳腺蛋白基因顯微注射早期胚胎培育、胚胎移植(3)導(dǎo)入的目的基因未能表達(dá)或目的基因與運(yùn)載體反向連接解析:(1)圖示中生長(zhǎng)激素基因是通過(guò)以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄形成的,故為部分基因文庫(kù)。PCR是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù),利用PCR技術(shù)擴(kuò)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作為引物,以便合成引物;利用PCR擴(kuò)增目的基因的過(guò)程由高溫變性(90~95℃)、低溫復(fù)性(55~60℃)、適溫延長(zhǎng)(70~75℃)三個(gè)步驟構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。(2)過(guò)程②為基因表達(dá)載體的構(gòu)建,若要人的生長(zhǎng)激素基因在牛的乳腺細(xì)胞中表達(dá)并隨乳汁分泌出來(lái),須要將人的生長(zhǎng)激素基因與乳腺蛋白基因的啟動(dòng)子等調(diào)控組件重組在一起構(gòu)建重組質(zhì)粒。將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞常用顯微注射法。將導(dǎo)入目的基因的受精卵在體外利用早期胚胎培育技術(shù)培育形成早期胚胎,并利用胚胎移植技術(shù)將早期胚胎移植入母牛體內(nèi)孕育成轉(zhuǎn)基因個(gè)體。(3)由于構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)運(yùn)載體不肯定和目的基因進(jìn)行了結(jié)合,以及在結(jié)合目的基因時(shí)可能與運(yùn)載體進(jìn)行了反向結(jié)合,所以盡管在導(dǎo)入目的基因后檢測(cè)到了受體細(xì)胞中含有運(yùn)載體,但這樣的受體細(xì)胞中并不會(huì)形成目的基因的產(chǎn)物。綜上分析,若該轉(zhuǎn)基因牛進(jìn)入泌乳期后,其分泌的乳汁中并未含有人的生長(zhǎng)激素,可能的緣由是導(dǎo)入的目的基因未能表達(dá)或目的基因與運(yùn)載體反向連接。6.答案:(1)細(xì)胞自身的DNA分子沒(méi)有該限制酶的識(shí)別序列甲基化酶對(duì)細(xì)胞自身的DNA分子進(jìn)行了修飾,使限制酶無(wú)法識(shí)別(2)逆轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子和終止子(3)酚類Ti質(zhì)粒上的T-DNA植物組織培育(4)再生植株是否具有抗旱性以及抗旱性的程度解析:(1)含有某種限制酶的細(xì)菌可利用限制酶切割外源DNA,但不破壞自身DNA,其緣由可能是①細(xì)胞自身的DNA分子沒(méi)有該限制酶的識(shí)別序列;②甲基化酶對(duì)細(xì)胞自身的DNA分子進(jìn)行了修飾,使限制酶無(wú)法識(shí)別。(2)為獲得抗旱基因,可以先從植物甲中提取該基因的mRNA,然后經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程獲得cDNA。以此獲得的cDNA來(lái)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),必需添加啟動(dòng)子和終止子等調(diào)控元件。(3)將抗旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌,利用農(nóng)桿菌可被雙子葉植物細(xì)胞分泌的酚類化合物吸引,將其Ti質(zhì)粒上的T-DNA轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞,并整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上,從而獲得含有抗旱基因的植物乙的體細(xì)胞,再經(jīng)植物組織培育技術(shù)得到再生植株。(4)要確認(rèn)該抗旱基因是否在再生植株中獲得表達(dá),還須要在田間對(duì)再生植株進(jìn)行抗旱性試驗(yàn),以確定再生植株是否具有抗旱性以及抗旱性的程度。7.答案:(1)四種脫氧核苷酸逆轉(zhuǎn)錄酶和DNA聚合酶(2)T-DNAT-DNA可攜帶目的基因,整合并轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞染色體的DNA上(3)RNA聚合酶αβ啟動(dòng)子可使植物根細(xì)胞持續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)有機(jī)酸,導(dǎo)致正常土壤酸化,并影響植物自身的生長(zhǎng)解析:(1)合成cDNA時(shí)須要以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄形成單鏈DNA,再以單