生物工程及技術(shù)的高三試題訓(xùn)練(2)
(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoR Ⅰ切割后產(chǎn)生的片段如下:
AATTC……G
G……CTTAA
為使運(yùn)載體與目的基因相連,含有目的基因的DNA除可用EcoR Ⅰ切割外,還可用另一種限制性?xún)?nèi)切酶切割,該酶必須具有的特點(diǎn)是________________________________________________________________________。
(3)按其來(lái)源不同,基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類(lèi),即________DNA連接酶和________DNA連接酶。
(4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是________,產(chǎn)物是________。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,常采用________技術(shù)。
(5)基因工程中除質(zhì)粒外,________和________也可作為運(yùn)載體。
(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,一般情況下,不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,原因是______________________________________________。
40.(1)黏性末端 平末端
(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoR Ⅰ切割產(chǎn)生的相同
(3)大腸桿菌 T4
(4)mRNA(或RNA) cDNA(或DNA) PCR
(5)噬菌體 動(dòng)植物病毒
(6)未處理的大腸桿菌吸收質(zhì)粒(外源DNA)的能力極弱
[解析] 本題考查基因工程技術(shù),考查學(xué)生的理解能力。(1)當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開(kāi)時(shí),產(chǎn)生的是黏性末端,而當(dāng)限制酶在它識(shí)別序列的中心軸線處切開(kāi)時(shí),產(chǎn)生的則是平末端。(2)為使運(yùn)載體與目的基因相連,不同的限制酶應(yīng)切割出相同的黏性末端,它們必須要能識(shí)別相同的核苷酸序列。(3)根據(jù)酶的來(lái)源不同,DNA連接酶可以分為兩類(lèi):一類(lèi)是從大腸桿菌中分離得到的,稱(chēng)為大腸桿菌E•coli DNA連接酶;另一類(lèi)是從T4噬菌體中分離出來(lái)的,稱(chēng)為T(mén)4 DNA連接酶。(4)反轉(zhuǎn)錄是以mRNA(或RNA)為模板合成cDNA(或DNA)的過(guò)程。可以在體外短時(shí)間內(nèi)大量擴(kuò)增DNA的技術(shù)叫PCR(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外,還有λ噬菌體的衍生物、動(dòng)植物病毒等可作為運(yùn)載體。(6)大腸桿菌細(xì)胞外有細(xì)胞壁,能阻止其他物質(zhì)的進(jìn)入,只能通過(guò)Ca2+處理細(xì)胞,使細(xì)胞處于能吸收周?chē)h(huán)境中DNA分子的感受態(tài)才能使重組質(zhì)粒進(jìn)入細(xì)胞,未處理的大腸桿菌吸收重組質(zhì)粒的能力極弱。
32.L6[2012•江蘇卷] 圖11表示含有目的基因D 的DNA 片段長(zhǎng)度(bp 即堿基對(duì))和部分堿基序列,圖12表示一種質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列。現(xiàn)有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4 種限制性核酸內(nèi)切酶,它們識(shí)別的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
圖11 圖12
(1)圖11的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個(gè)堿基之間依次由__________________連接。
(2)若用限制酶SmaⅠ完全切割圖11中DNA片段,產(chǎn)生的末端是________末端,其產(chǎn)物長(zhǎng)度為_(kāi)_______。
(3)若圖11中虛線方框內(nèi)的堿基對(duì)被T-A 堿基對(duì)替換,那么基因D 就突變?yōu)榛騞。從雜合子中分離出圖11及其對(duì)應(yīng)的DNA 片段,用限制酶Sma Ⅰ完全切割,產(chǎn)物中共有________種不同長(zhǎng)度的DNA 片段。
(4)若將圖12中質(zhì)粒和目的基因D 通過(guò)同種限制酶處理后進(jìn)行連接,形成重組質(zhì)粒,那么應(yīng)選用的限制酶是________。在導(dǎo)入重組質(zhì)粒后,為了篩選出含重組質(zhì)粒的大腸桿菌, 一般需要用添加________的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。經(jīng)檢測(cè),部分含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達(dá),其最可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
32.(1)脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖
(2)平 537 bp、790 bp、661 bp
(3)4
(4)BamHⅠ 抗生素B 同種限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因D與質(zhì)粒反向連接
[解析] 本題考查基因工程,考查學(xué)生分析及理解能力。(1)據(jù)DNA分子的結(jié)構(gòu)可知,在一條鏈中相鄰兩個(gè)堿基之間的連接為:堿基-脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖-堿基。(2)圖11 DNA分子中,限制酶SmaⅠ的切割位點(diǎn)有2個(gè),可將該DNA切割為3個(gè)片段,據(jù)圖中切割位置可數(shù)出,3個(gè)片段的長(zhǎng)度依次為537 bp、790 bp、661 bp。(3)基因D突變?yōu)榛騞后,只有1個(gè)限制酶SmaⅠ的切割位點(diǎn),基因d被切割為1 327 bp和661 bp 2種片段;雜合子中還有基因D,可被切割為3種片段,因此產(chǎn)物中共4種片段。(4)目的基因的插入位點(diǎn)應(yīng)在一個(gè)標(biāo)記基因內(nèi),若選用限制酶MboⅠ,則兩個(gè)標(biāo)記基因都會(huì)被切開(kāi),因此只能選擇限制酶BamHⅠ,因此應(yīng)加入抗生素B進(jìn)行篩選。含目的基因的DNA片段和運(yùn)載體用同種限制酶切割,可能會(huì)發(fā)生反向連接,使部分菌株中基因D不能表達(dá)。
32.L6、L8[2012•福建卷] [生物—現(xiàn)代生物科技專(zhuān)題]
肺細(xì)胞中的let7基因表達(dá)減弱,癌基因RAS表達(dá)增強(qiáng),會(huì)引發(fā)肺癌。研究人員利用基因工程技術(shù)將let7基因?qū)敕伟┘?xì)胞實(shí)現(xiàn)表達(dá),發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制。該基因工程技術(shù)基本流程如圖1。
圖1
圖2
請(qǐng)回答:
(1)進(jìn)行過(guò)程①時(shí),需用____________酶切開(kāi)載體以插入let7基因。載體應(yīng)有RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位,以驅(qū)動(dòng)let7基因轉(zhuǎn)錄,該部位稱(chēng)為_(kāi)_______。
(2)進(jìn)行過(guò)程②時(shí),需用______酶處理貼附在培養(yǎng)皿壁上的細(xì)胞,以利于傳代培養(yǎng)。
(3)研究發(fā)現(xiàn),let7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,可從細(xì)胞中提取______進(jìn)行分子雜交,以直接檢測(cè)let7基因是否轉(zhuǎn)錄。肺癌細(xì)胞增殖受到抑制,可能是由于細(xì)胞中______(RAS mRNA/RAS蛋白)含量減少引起的。
32.(1)限制性核酸內(nèi)切(或限制) 啟動(dòng)子
(2)胰蛋白 (3)RNA RAS蛋白
[解析] 本題主要考查有關(guān)基因工程和細(xì)胞工程中的知識(shí)。(1)過(guò)程①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建,在該過(guò)程中需要用限制酶對(duì)載體進(jìn)行切割以便于目的基因的插入;啟動(dòng)子是一段特殊的DNA序列,是RNA聚合酶結(jié)合和識(shí)別的位點(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)過(guò)程②表示動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),培養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)接觸性抑制后可以用胰蛋白酶處理,使之分散成單個(gè)的細(xì)胞,之后分裝到其他培養(yǎng)瓶里面進(jìn)行傳代培養(yǎng)。(3)判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)進(jìn)行檢測(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。根據(jù)題中信息“肺組織細(xì)胞中的let7基因表達(dá)減弱,癌基因RAS表達(dá)就增強(qiáng),引發(fā)肺癌”,導(dǎo)入let7基因后,肺癌細(xì)胞受到抑制,說(shuō)明RAS基因表達(dá)減弱,導(dǎo)致細(xì)胞中的RAS蛋白含量減少,進(jìn)而導(dǎo)致癌細(xì)胞受抑制。
31.G3、L6 [2012•安徽卷] 甲型血友病是由X染色體上的隱性基因?qū)е碌倪z傳病(H對(duì)h為顯性)。圖4中兩個(gè)家系都有血友病發(fā)病史,Ⅲ2和Ⅲ3婚后生下一個(gè)性染色體組成是XXY的非血友病兒子(Ⅳ2),家系中的其他成員性染色體組成均正常。
圖4
(1)根據(jù)圖4,________(填“能”或“不能”)確定Ⅳ2兩條X染色體的來(lái)源;Ⅲ4與正常女子結(jié)婚,推斷其女兒患血友病的概率是________。
(2)兩個(gè)家系的甲型血友病均由凝血因子Ⅷ(簡(jiǎn)稱(chēng)F8,即抗血友病球蛋白)基因堿基對(duì)缺失所致。為探明Ⅳ2的病因,對(duì)家系的第Ⅲ、Ⅳ代成員F8基因的特異片段進(jìn)行了PCR擴(kuò)增,其產(chǎn)物電泳結(jié)果如圖5所示,結(jié)合圖4,推斷Ⅲ3的基因型是________。請(qǐng)用圖解和必要的文字說(shuō)明Ⅳ2非血友病XXY的形成原因。
圖5
(3)現(xiàn)Ⅲ3再次懷孕,產(chǎn)前診斷顯示胎兒(Ⅳ3)細(xì)胞的染色體為46,XY;F8基因的PCR檢測(cè)結(jié)果如圖5所示。由此建議Ⅲ3________。
(4)補(bǔ)給F8可治療甲型血友病。采用凝膠色譜法從血液中分離純化F8時(shí),在凝膠裝填色譜柱后,需要用緩沖液處理較長(zhǎng)時(shí)間,其目的是________;若F8比某些雜蛋白先收集到,說(shuō)明F8的相對(duì)分子質(zhì)量較這些雜蛋白________。
(5)利用轉(zhuǎn)基因豬乳腺生物反應(yīng)器可生產(chǎn)F8。要使乳腺細(xì)胞合成F8,構(gòu)建表達(dá)載體時(shí),必須將F8基因cDNA與豬乳腺蛋白基因的________等調(diào)控組件重組在一起。F8基因cDNA可通過(guò)克隆篩選獲得,該cDNA比染色體上的F8基因短,原因是該cDNA沒(méi)有________。
(6)為獲得更多的轉(zhuǎn)基因母豬,可以采用體細(xì)胞克隆技術(shù),將純合轉(zhuǎn)基因母豬的體細(xì)胞核注入____________,構(gòu)建重組胚胎進(jìn)行繁殖。
31.(1)不能 0
(2)XHXh 圖解如下
在Ⅲ3形成卵細(xì)胞過(guò)程中的減數(shù)第二次分裂后期,帶有基因H的姐妹染色單體移向細(xì)胞同一極,形成XHXH卵細(xì)胞。XHXH卵細(xì)胞與正常精子結(jié)合形成XHXHY受精卵。
(3)終止妊娠
(4)洗滌平衡凝膠,并使凝膠裝填緊密 大
(5)啟動(dòng)子 內(nèi)含子
(6)去核的卵母細(xì)胞
[解析] 本題考查人類(lèi)遺傳病、減數(shù)分裂、蛋白質(zhì)的提取等相關(guān)知識(shí),考查學(xué)生的分析與綜合能力。(1)Ⅳ2的性染色體組成是XXY,這兩條X染色體,有可能是精子形成過(guò)程中同源染色體沒(méi)有分開(kāi),形成了一個(gè)含有
XY染色體的配子,也可能是減數(shù)第一次分裂后期同源染色體未分離,也可能是減數(shù)第二次分裂后期染色單體分開(kāi)后未移向兩極,形成了含有兩條X染色體的配子,故無(wú)法判斷兩條X染色體的來(lái)源。Ⅲ4的基因型是XHY,肯定將XH傳給女兒,女兒不可能患血友病。(2)Ⅲ2是血友病患者,含有Xh,圖中位于下部的條帶均應(yīng)含有Xh基因,上面的條帶應(yīng)含XH基因,則Ⅲ3的基因型是XHXh,Ⅳ2是非血友病患者,且從條帶的位置可以看出其基因型是XHXHY,故不可能在減數(shù)第一次分裂時(shí)出現(xiàn)異常產(chǎn)生含有XHXh的配子,精子的形成過(guò)程正常,圖解如答案所示。(3)Ⅲ3再次懷孕的孩子是男孩,從條帶結(jié)果看含有基因Xh,為血友病患者,應(yīng)當(dāng)終止妊娠。(4)凝膠裝填色譜柱后用緩沖液處理較長(zhǎng)時(shí)間,目的是洗滌平衡凝膠,并使凝膠裝填緊密。(5)表達(dá)載體上的調(diào)控組件包括啟動(dòng)子和終止子,基因必須含有啟動(dòng)子才能開(kāi)始復(fù)制。真核細(xì)胞基因的編碼區(qū)含有外顯子和內(nèi)含子,轉(zhuǎn)錄出成熟的mRNA時(shí)經(jīng)過(guò)了剪切,mRNA上不含有內(nèi)含子,cDNA是mRNA通過(guò)反轉(zhuǎn)錄得到的,也就不含內(nèi)含子。(6)動(dòng)物細(xì)胞核移植的受體細(xì)胞是去核的卵母細(xì)胞。
L7 植物細(xì)胞工程與植物的組織培養(yǎng)技術(shù)
34.L5L7[2012•山東卷] [生物—生物技術(shù)實(shí)踐]
辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。辣椒素的獲得途徑如圖所示。
(1)圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細(xì)胞的________和________過(guò)程。
(2)圖中培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基中常用的凝固劑是__________。培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素用量的比值________(填“高”或“低”)時(shí),有利于芽的分化。對(duì)培養(yǎng)基徹底滅菌時(shí),應(yīng)采取的滅菌方法是________________________________________________________________________。
(3)圖中外植體的消毒所需酒精的體積分?jǐn)?shù)是__________。用酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞時(shí),常用的酶是________和纖維素酶。
(4)提取辣椒素過(guò)程中,萃取加熱時(shí)需安裝冷凝回流裝置,其目的是______________。
34.(1)脫分化(或去分化) 再分化
(2)瓊脂 低 高壓蒸汽滅菌法
(3)70% 果膠酶 防止有機(jī)溶劑揮發(fā)
[解析] 本題主要考查植物組織培養(yǎng)的過(guò)程和植物成分的提取中的注意事項(xiàng)。由外植體得到愈傷組織的過(guò)程是脫分化過(guò)程,由愈傷組織得到根、芽的過(guò)程是再分化過(guò)程;培養(yǎng)基中的植物激素能夠促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育,當(dāng)生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的比值低時(shí)有利于芽的分化,當(dāng)比值高時(shí)有利于根的分化;對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行徹底滅菌常用高壓蒸汽滅菌法;外植體的消毒所需酒精的體積分?jǐn)?shù)是70%; 細(xì)胞間的主要成分纖維素和果膠,分離細(xì)胞要用到纖維素酶和果膠酶;用冷凝回流裝置可以防止有機(jī)溶劑隨蒸汽揮發(fā)。
39.L7[2012•課標(biāo)全國(guó)卷] [生物—選修1生物技術(shù)實(shí)踐]
為了探究6—BA和IAA對(duì)某菊花品種莖尖外植體再生叢芽的影響,某研究小組在MS培養(yǎng)基中加入6—BA和IAA,配制成四種培養(yǎng)基(見(jiàn)下表),滅菌后分別接種數(shù)量相同、生長(zhǎng)狀態(tài)一致、消毒后的莖尖外植體,在適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后,統(tǒng)計(jì)再生叢芽外植體的比率(m),以及再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n),結(jié)果如下表。
培養(yǎng)基編號(hào)
1
2
3
4
濃度/mg•L-1
6—BA IAA
0.5
0
0.1
0.2
0.5
m/% n/個(gè)
76.7 3.1
77.4 6.1
66.7 5.3
60.0 5.0
回答下列問(wèn)題:
(1)按照植物的需求量,培養(yǎng)基中無(wú)機(jī)鹽的元素可分為_(kāi)_______和________兩類(lèi)。上述培養(yǎng)基中,6—BA屬于________類(lèi)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。
(2)在該實(shí)驗(yàn)中,自變量是________,因變量是______________________________________,自變量的取值范圍是________。
(3)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,誘導(dǎo)叢芽總數(shù)最少的培養(yǎng)基是________號(hào)培養(yǎng)基。
(4)為了誘導(dǎo)該菊花試管苗生根,培養(yǎng)基中一般不加入________(填“6—BA”或“IAA”)。
39.(1)大量元素 微量元素 細(xì)胞分裂素
(2) IAA的濃度 再生叢芽外植體的比率(m)和再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n) 0~0.5 mg•L-1 (3)1 (4)6-BA
[解析] 本題考查IAA和 6-BA對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響,考查學(xué)生的理解能力。(1)根據(jù)植物的需求量,元素可以分為大量元素和微量元素,6-BA屬于細(xì)胞分裂素類(lèi)的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)中的步驟中的數(shù)據(jù)可知,6-BA濃度不變,IAA濃度范圍是0~0.5 mg•L-1,由小到大變化是自變量。根據(jù)題干信息可知再生叢芽外植體的比率(m)和再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n)是因變量。(3)再生叢芽外植體的比率(m)乘以再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n)即為叢芽總數(shù),所以最少的是1號(hào)培養(yǎng)基。(4)誘導(dǎo)試管苗生根需要生長(zhǎng)素用量和細(xì)胞分裂素用量的比值比較高,所以培養(yǎng)基中不需要加6-BA。
2.L7 [2012•廣東卷] 培育草莓脫毒苗所采用的主要技術(shù)是( )
A.組織培養(yǎng) B.細(xì)胞雜交
C.顯微注射 D.核移植
2.A [解析] 草莓是無(wú)性繁殖的作物,它感染的病毒很容易傳播給后代,病毒在作物體內(nèi)逐年積累,就會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低,品質(zhì)變差。而植株分生區(qū)附近(如莖尖)的細(xì)胞含病毒極少,甚至無(wú)病毒,因此可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)出脫毒幼苗。植物體細(xì)胞雜交就是將不同的植物體細(xì)胞在一定條件下融合成雜種細(xì)胞,并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。動(dòng)物細(xì)胞融合也稱(chēng)細(xì)胞雜交。顯微注射是將含有目的基因的表達(dá)載體導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞的方法。核移植是培養(yǎng)克隆動(dòng)物的方法。故選A。