内容正文:
专题7 基因工程的基本工具和操作程序
考点概览
考点01重组DNA技术的基本工具
考点02 基因工程的基本操作程序
重组DNA技术的基本工具考点01
1.(24-25高二下·四川眉山·期中)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法错误的是( )
A.DNA的粗提取与鉴定实验不要求对实验结果精确定量
B.过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
C.离心研磨液是为了加速DNA的沉淀
D.动、植物细胞DNA的提取无需在无菌条件下进行
2.(24-25高二上·四川眉山·期中)下列说法正确的是( )
A.减少化石燃料的大量使用能消除温室效应的形成
B.硝化细菌是自养需氧型生物,其碳源是CO2,氮源是NH3,能源来自NH3的氧化
C.T4DNA连接酶可连接黏性末端和平末端,不具有专一性
D.短杆菌合成短杆菌肽时需要线粒体提供能量
3.(24-25高三上·四川眉山·期中)以下是几种不同限制性内切核酸酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列有关叙述,正确的是( )
A.以上DNA片段是由5种限制酶切割后产生的,切割产生①片段的限制酶识别序列由5个碱基对构成
B.限制酶只存在于原核生物,作用的化学键为磷酸二酯键和氢键
C.上述能进行连接的两个黏性片段,其连接后形成的DNA分子是
D.两个③片段只能被EcoliDNA连接酶催化连接形成重组DNA
4.(23-24高二下·四川内江·期中)“工欲善其事,必先利其器”。下列有关重组DNA技术的基本工具的相关表述正确的是( )
A.限制酶均能特异性地识别6个核苷酸序列
B.DNA连接酶可以将配对的碱基通过氢键连接起来
C.作为载体的质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因
D.—CATG↓—和—G↓GTACC—序列被限制酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接
5.(23-24高二下·四川资阳·期中)下列关于基因工程基本工具的叙述,正确的是( )
A.限制酶能特异性地识别6个核苷酸序列
B.限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键,产生2个游离的磷酸基团
C.有些DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端,又能连接双链DNA片段的平末端,从而恢复被限制酶切开的氢键
D.用做分子运输车的质粒常有特殊的抗性基因,便于基因表达载体的构建
6.(23-24高二下·四川内江·期中)“工欲善其事,必先利其器”。下列有关重组DNA技术的基本工具的相关表述正确的是( )
A.限制酶均能特异性地识别6个核苷酸序列
B.DNA连接酶可以将配对的碱基通过氢键连接起来
C.作为载体的质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因
D.—↓CATG—和一G↓GTACC—序列被限制酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接
7.(23-24高二下·四川成都·期中)基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的。下列关于基因工程技术的叙述,错误的是( )
A.基因工程的操作水平属于分子水平,其原理为基因重组
B.基因工程中的基因载体都是小型环状DNA---质粒
C.基因工程中对基因的剪切和拼接过程是在生物体外完成的
D.基因工程能定向改造生物遗传性状,实现了不同物种间的基因交流
8.(23-24高二下·四川绵阳·期中)N基因编码的M蛋白在动物X的肝细胞中特异性表达。研究人员将外源DNA片段F插入N基因的特定位置,再通过核移植等技术获得N基因失活的转基因克隆动物X。下列说法错误的是( )
A.DNA片段F插入N基因时,限制酶与DNA连接酶的作用位点相同
B.进行核移植操作时,需选用动物X的去核卵母细胞作为受体细胞
C.转基因克隆动物X的获得过程还用到动物细胞培养、胚胎移植等技术
D.转基因克隆动物X的N基因失活是因为基因N与F发生了定向基因重组
9.(23-24高二下·四川德阳·期中)有关DNA粗提取实验叙述错误的是( )
A.DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,它能溶于2mol/L的NaCl溶液
B.用同样的方法从等体积的兔血和鸡血中提取的DNA量不同
C.鉴定DNA时加入二苯胺试剂后沸水浴即可观察到较为明显的显色反应
D.DNA在95%的酒精中能沉淀析出
10.(21-22高二上·四川资阳·期中)如图表示一项重要生物技术的关键步骤,X是获得了外源基因并能够将其表达的细胞。下列有关叙述,错误的是( )
A.X是含有人胰岛素原基因并能合成人胰岛素原的细菌细胞
B.质粒是细胞核或拟核外能进行自主复制的小型环状DNA
C.目的基因与质粒的结合体现的变异类型是基因突变
D.该技术又叫基因拼接技术,能定向改变生物性状
11.(23-24高二下·四川成都·期中)EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列,并在G和A之间将这段序列切开,切割位点可表示为5′-G^AATTC-3′,下列相关说法错误的是( )
A.EcoRI限制酶切割DNA分子产生的是黏性末端
B.若在GAATTC的A和T之间切割会得到平末端
C.EcoRI限制酶识别一次序列切割出一个黏性末端
D.EcoRI限制酶能特异性识别特定的DNA序列
12.(23-24高二下·四川成都·期中)关于基因工程的基本工具,下列叙述正确的是( )
A.不同的限制酶切出的黏性末端一定不同
B.限制酶和DNA连接酶都作用在磷酸二酯键
C.用质粒上的抗生素合成基因来筛选重组DNA分子
D.E.coli DNA连接酶可以缝合DNA片段的平末端
13.(23-24高二下·四川绵阳·期中)限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶,以下说法正确的是( )
A.限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时产生的是黏性末端
B.限制酶只能切割双链DNA片段,不能切割烟草花叶病毒的核酸
C.DNA连接酶能将单个核苷酸连接到已有的核苷酸片段上
D.E·coliDNA连接酶既能连接黏性末端,也能连接平末端
14.(23-24高二下·四川成都·期中)下图是“DNA的粗提取和鉴定”实验中几个重要操作的示意图,下列叙述错误的是( )
A.实验的操作顺序是③②①④
B.图①的原理是DNA不溶于酒精,而某些蛋白质可溶于酒精
C.图①需要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌,便于DNA的析出
D.图④操作后加入二苯胺试剂充分振荡,可观察到颜色变蓝
15.(23-24高二下·四川成都·期中)EcoRⅤ和XhoⅠ是两种限制酶,其识别和切割的DNA序列如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.EcoRⅤ和XhoⅠ切割DNA片段分别产生黏性末端和平末端
B.两种限制酶能识别DNA的特定序列,并切割碱基间的氢键
C.EcoRⅤ切割DNA产生的末端不能用E.coli DNA连接酶连接
D.XhoⅠ切割DNA产生的末端用T4 DNA连接酶连接时,效率较低
16.(23-24高二下·四川成都·期中)基因工程操作离不开三种工具,下列有关说法正确的是( )
A.用限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒时,需保证获得相同的黏性末端
B.常用载体质粒的基本单位是核糖核苷酸,另外两种工具的基本单位是氨基酸
C.DNA聚合酶能够催化形成磷酸二酯键,是基因工程中的“分子缝合针”
D.携带目的基因的质粒只有整合到受体DNA上才会随后者的复制而复制
基因工程的基本操作程序考点02
1.(23-24高二下·四川眉山·期中)图为构建苘麻抗除草剂基因A重组质粒的技术流程,其中NptⅡ是卡那霉素抗性基因,GUS基因仅在真核细胞中表达,表达产物可催化底物呈蓝色。下列说法错误的是( )
A.PCR扩增A时可在引物中加入PstI和XhoI的酶切位点
B.在培养基中添加卡那霉素初步筛选导入重组质粒的农杆菌
C.用农杆菌转化植物愈伤组织时选择呈现蓝色的农杆菌与植物进行培养
D.启动子若为除草剂诱导启动子将减少细胞物质和能量浪费
2.(23-24高二下·四川绵阳·期中)食物中的生物胺会引起胃肠道不适和过敏等不良反应,微生物来源的多铜氧化酶(MCO)能高效分解生物胺。科研人员采用PCR技术获得发酵乳杆菌的MCO基因,然后转入大肠杆菌中实现了高效表达。若目的基因MCO经限制酶切开后的末端如图甲,要MCO片段能与载体质粒pCLY15(图乙)高效连接,需用于切割pCLY15的酶组合为( )
A.BsrGⅠ和NotⅠ B.BsrGⅠ和XmaⅠ C.KpnⅠ和XmaⅠ D.KpnⅠ和SmaⅠ
3.(23-24高二下·四川自贡·期中)下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,下列叙述错误的是( )
A.图中①一般经胰蛋白酶处理可以得到③
B.在②进入③之前要用限制酶、DNA连接酶和载体等工具来构建基因表达载体
C.一般情况下,用雌性激素处理良种母牛可以获得更多卵母细胞
D.⑧是⑦生出的后代,但⑧的遗传性状和荷斯坦奶牛最相似
4.(23-24高二下·四川自贡·期中)下列有关“DNA粗提取与鉴定”、“PCR扩增”、“琼脂糖凝胶电泳”实验的叙述中,正确的是( )
A.DNA的粗提取与鉴定实验中可利用DNA在酒精中溶解度较大的特点来提取DNA
B.将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后,溶液即可变为蓝色
C.PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶,该酶在延伸过程中起作用
D.DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度有关,与DNA分子的大小和构象无关
5.(23-24高二下·四川资阳·期中)研究人员用质粒pBR322和目的基因构建基因表达载体,质粒pBR322和目的基因的结构与相关限制酶的识别位点如图所示。下列叙述错误的是( )
A.应选用酶B和酶C切割pBR322和目的基因
B.氨苄青霉素抗性基因的作用是便于重组DNA的筛选
C.图中质粒用限制酶切割后,会产生4个游离的磷酸基团
D.导入重组质粒的受体菌应接种于含四环素的培养基中培养
6.(23-24高二下·四川内江·期中)为使玉米获得抗除草剂性状,科研人员进行了相关操作(如图所示)。含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达,其正确表达产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌,会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列叙述错误的是( )
A.T-DNA可将基因G转移并整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上
B.利用物质K和抗生素进行筛选1,可获得农杆菌的蓝色菌落
C.利用物质K和除草剂进行筛选2,更易于获得抗除草剂的转基因植株
D.愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中,需要添加植物激素
7.(23-24高二下·四川眉山·期中)THP9基因是野生玉米中控制高蛋白含量的优良基因,研究者利用基因工程技术将 THP9基因转到玉米细胞内,从而获得转基因高蛋白玉米新品种。已知图中 THP9 基因转录的方向为从左往右。下列相关叙述正确的是( )
A.若采用PCR 技术对一个 THP9 基因进行扩增,则第n代复制共需要引物2ⁿ-1个
B.构建基因表达载体时,用Mfe I 、HindⅢ切割质粒, 用 EcoR I 、HindⅢ切割目的基因
C.利用PCR 技术获取 THP9 基因时应选择引物1和引物4
D.PCR 过程中用到了缓冲液,缓冲液中一般要添加 Mg²⁺用于激活 RNA 聚合酶
8.(23-24高二下·四川成都·期中)PCR技术在生物工程中应用广泛,PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。下列有关叙述错误的是( )
A.PCR过程中用到了缓冲液,缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶
B.PCR反应体系中须加入耐高温的DNA聚合酶,该酶可在延伸过程起作用
C.若采用PCR技术对一个双链目的基因进行扩增,则第n代复制共需要引物2n个
D.限制酶切割质粒前后,质粒的长度不变,故无法通过电泳检测质粒是否被切开
9.(23-24高二下·四川绵阳·期中)研究人员利用农杆菌侵染水稻叶片,经植物组织培养、筛选最终获得了一株水稻突变体,现欲检测该突变体是否由T-DNA插入所致。如图是利用不同的限制酶处理突变体的总DNA,经电泳、核酸分子杂交的放射性自显影结果,并与野生型和Ti质粒做对比(注:T-DNA上没有所用限制酶的酶切位点),对该实验的分析错误的是( )
A.检测结果时使用了放射性标记的T-DNA片段做探针
B.不同酶切显示的杂交带位置不同,说明T-DNA有不同的插入位置
C.实验结果证明该突变体核DNA中插入了T-DNA
D.若野生型也出现杂交带,则实验样本可能被污染,检测结果不准确
10.(23-24高二下·四川绵阳·期中)抗原检测阴性但临床仍然高度怀疑新冠病毒感染的患者,医生会建议做核酸检测。该检测实际采用的技术是RT-PCR。下列叙述正确的是( )
A.获取新冠病毒的遗传物质后直接进行PCR扩增以节省出报告时间
B.子链延伸过程中,DNA聚合酶只能从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸
C.用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR后的产物,电泳结束后可在凝胶上直接观察到相应条带
D.将扩增的DNA片段进行琼脂糖凝胶电泳时,越靠近加样孔的DNA片段相对分子量越大
11.(23-24高二下·四川绵阳·期中)在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞和组织才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答,叙述正确的是( )
①A过程需要的酶主要有限制性内切核酸酶和DNA连接酶
②B过程需要加入卡那霉素进行选择培养
③C过程为脱分化过程,培养基中只需加入营养物质、琼脂
④D过程可以用放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因作为探针进行分子水平的检测
⑤D过程可以用虫感染植株进行个体水平的检测
A.①②③⑤ B.①②④⑤
C.①③④⑤ D.②③④⑤
12.(23-24高二下·四川内江·期中)研究人员将一种海鱼的抗冻蛋白基因afp整合到土壤农杆菌的Ti质粒上,然后用它侵染番茄细胞,获得了抗冻的番茄品种。判断下列相关表述正确的是( )
A.afp基因是培育抗冻番茄用到的目的基因
B.构建含有afp基因的Ti质粒需要限制酶、DNA连接酶和核酸酶
C.只要检测出番茄细胞中含有afp基因,就代表抗冻番茄培育成功
D.为培育抗冻番茄新品种,导入抗冻基因时只能以受精卵为受体细胞
13.(23-24高二下·四川眉山·期中)基因表达载体的构建(即目的基因与运载体结合)是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。其构建目的是使目的基因能在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用。如图为含有某目的基因的DNA片段、质粒上的酶切位点及限制酶识别切割位点,则据图分析,下列叙述正确的是( )
A.质粒作为基因工程运载体,只需具备启动子、终止子、标记基因、复制原点即可
B.不能用BclⅠ和BglⅡ切割质粒和含有目的基因的DNA片段,因为二者黏性末端相同
C.限制酶切割部位与DNA连接酶作用的部位不完全相同
D.构建基因表达载体时,目的基因必须接在启动子和终止子之间,以确保转录的正常进行
14.(23-24高二下·四川眉山·期中)下列关于基因工程技术的叙述,正确的是( )
A.目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物
B.限制性核酸内切酶、DNA连接酶及载体是基因工程中常用的工具酶
C.若检测培育的抗虫棉花是否成功,可用相应的病菌侵染棉花植株
D.载体上的抗生素基因有利于检测目的基因是否插入到受体细胞的染色体上
15.(23-24高二下·四川绵阳·期中)巢式PCR是指先后用外内引物扩增目的基因的方法。其原理为:先以比目的基因大的DNA片段为模板,用外引物(F1,R1)进行扩增,获得大量含目的基因的中间产物,再以扩增后的中间产物为模板,用内引物(F2,R2)扩增目的基因,如图所示。下列说法错误的是( )
A.两对引物的碱基序列不相同,但均应为单链DNA片段
B.第二轮PCR反应能否进行,是对第一轮PCR反应正确性的鉴定
C.由于和两套引物都互补的靶序列较少,该技术可大大提高扩增的特异性
D.如果两套引物一起加入反应体系中,外引物的复性温度应显著低于内引物
16.(23-24高二下·四川绵阳·期中)目的基因导入受体细胞后,需要检测目的基因是否可以维持稳定和表达其遗传特性。下列关于目的基因的检测和鉴定的叙述,正确的是( )
A.目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是能否转录出mRNA
B.为了增强DNA分子探针检测的准确度,一般要先对目的基因进行PCR扩增
C.可采用PCR检测目的基因是否转录和翻译
D.可从转基因生物中提取mRNA来检测目的基因是否表达相应蛋白质
17.(23-24高二下·四川成都·期中)镰状细胞贫血是一种单基因遗传病,由正常血红蛋白基因(HbA)突变为异常血红蛋白基因(Hbs)引起,它们的某片段如图甲。现对一胎儿进行基因检测,主要原理:限制酶MstⅡ处理扩增后的DNA,加热使酶切片段解旋后用荧光标记的CTGACTCCT序列与其杂交,最后电泳分离。图乙为电泳后荧光出现的三种可能性。下列叙述不正确的是( )
A.利用PCR扩增DNA时反应体系中应加入4种dNTP、TaqDNA聚合酶和含Mg2+的缓冲液
B.若该胎儿检测结果为图乙—b,则其为镰状细胞贫血患者
C.荧光标记序列越长,图乙—c中两个DNA条带间的距离越大
D.用限制酶MstⅡ处理DNA不充分,可能把正常人误判为携带者
18.(23-24高二下·四川·期中)下列有关利用转基因山羊乳腺生物反应器生产抗凝血酶药剂的叙述错误的是( )
A.基因表达载体应包含山羊乳腺特异表达的基因的启动子
B.通过显微注射法将基因表达载体导入山羊的乳腺细胞
C.山羊乳腺细胞将肽链加工成一定空间结构的抗凝血酶
D.通过体细胞克隆技术可将抗凝血酶基因传递给克隆后代
19.(23-24高二下·四川眉山·期中)下列关于生物工程和技术的表述错误的是( )
A.杂交瘤细胞制备过程中,可用灭活的病毒诱导细胞融合
B.胚胎移植中,供体和受体相当于双亲中的父本和母本
C.PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,需要在紫外灯下观察
D.用PCR技术扩增目的基因时,不需要提前知道基因的全部序列
20.(23-24高二下·四川成都·期中)PCR技术是基因工程扩增目的基因的常用方法,下列说法错误的是( )
A.该技术可以不用解旋酶,但需要耐高温的DNA聚合酶
B.DNA聚合酶将4种游离的脱氧核苷酸加到引物的3′端
C.第三次循环产物中出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段
D.PCR技术使用的一对特异性引物的碱基序列是互补的
21.(23-24高二下·四川成都·期中)将大豆GsSAMS基因利用农杆菌转化法导入水稻,获得转基因株系,明显提高了该株系水稻的盐碱胁迫耐受性。下列有关说法错误的是( )
A.盐碱胁迫耐受性的提高可能与渗透调节相关基因的表达有关
B.该株系的成功培育说明了农杆菌对水稻细胞有侵染能力
C.Ti质粒的T-DNA可以携带目的基因整合到细胞染色体DNA上
D.步骤④是脱分化和再分化的过程,其原理是细胞的全能性
22.(23-24高二下·四川绵阳·期中)改良二倍体水稻的株高和产量是实现袁隆平先生“禾下乘凉梦”的一种可能途径。研究人员克隆了可显著增高和增产的 eui基因,并开展了相关探索,过程如图所示。下列相关分析正确的是( )
A.步骤 Ⅰ 花药离体培养得到愈伤组织的过程中细胞失去其特有的结构和功能
B.步骤 Ⅰ 在培养得到愈伤组织、丛芽和组培苗的过程中,不需要更换培养基
C.步骤 Ⅱ 在构建重组 Ti 质粒时使用的工具酶有 DNA 解旋酶和DNA 连接酶
D.为筛选含重组 Ti 质粒的农杆菌菌株,需在培养基中添加抗生素的抗性基因
23.(23-24高二下·四川成都·期中)大肠杆菌pUC118质粒是基因工程中常用的一种运载体,具有氨苄青霉素抗性基因,该质粒中某限制酶的唯一切点位于lacZ基因中。在特定的选择培养基中,若lacZ基因没有被破坏,则大肠杆菌菌落呈蓝色;若lacZ基因被破坏,则菌落呈白色。关于图中操作的说法正确的是( )
A.试管1中应加入限制酶和DNA连接酶处理
B.作为受体的大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因
C.若大肠杆菌的菌落为蓝色,则质粒未导入大肠杆菌
D.选择培养基中除必需的营养物质外,还应加入适量卡那霉素
24.(23-24高二下·四川成都·期中)下图是基因表达载体的模式图,下列说法错误的是( )
A.基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建
B.启动子和终止子是转录和翻译的起点和终点
C.构建基因表达载体要用限制酶和DNA连接酶
D.复制原点是DNA复制起始的位点
25.(24-25高二上·四川广安·期中)2019年12月,全球爆发的新型冠状肺炎的罪魁祸首是新型冠状病毒,它的遗传物质为单链RNA.在疫情的控制中,科学家们不辞辛劳研制出的疫苗大显身手。2023年诺贝尔生理学或医学奖授予在“核苷碱基修饰方面的发现及在mRNA疫苗开发”上的应用。请根据所学知识,回答下列问题:
(1)新型冠状病毒侵入人体后,树突状细胞对病毒 ,并将抗原呈递给 细胞,刺激其产生细胞因子,细胞因子作用于B细胞,促进B细胞增殖分化为 、浆细胞,后者产生抗体,抗体和病毒结合阻止病毒的进一步扩散。
(2)检测是否感染新型冠状病毒的方法主要有核酸检测、抗体检测、抗原检测三大类。间接免疫荧光法检测是否感染新型冠状病毒的过程如图所示:
据图分析,若 ,则说明待测者为新型冠状病毒感染者,此种方法属于上述三大类方法中的 。
(3)与DNA疫苗相比,mRNA疫苗的安全性更有优势,这是因为mRNA疫苗不会进入 内,降低了整合到宿主细胞基因组中的风险。与灭活病毒疫苗相比,mRNA疫苗的优点有 (答两点)。
26.(23-24高二下·四川资阳·期中)下图是转乳糖酶基因试管牛和克隆牛的培育过程,回答下列问题:
(1)细胞1为 ,是动物基因工程中常用的受体细胞,可通过 法导入目的基因。
(2)胚胎移植前需要将细胞1在发育培养液中培养成胚胎,培养时的气体环境条件为 。胚胎移植前可对早期胚胎进行胚胎分割和性别鉴定,性别鉴定一般用发育到囊胚期的细胞,对囊胚期胚胎进行分割时,要注意将 均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(3)克隆牛的培育是通过 技术实现的,属于 (填“有性”或“无性”)生殖。从进化角度分析,试管牛相比于克隆牛的优势是 。
27.(23-24高二下·四川成都·期中)甲型流感病毒是一种RNA病毒,包膜表面存在能与细胞膜表面受体结合的血凝素HA(蛋白质)。疫苗接种和病毒检测是流感防控工作的重要举措。请回答下列问题:
(1)可利用基因工程制备重组亚单位疫苗,其技术线路是:提取流感病毒RNA→通过RT-PCR(逆转录PCR)技术扩增筛选HA蛋白基因→构建基因表达载体→导入细胞并培养→提取并纯化HA蛋白→制成疫苗。
①利用RT-PCR技术,获取HA蛋白基因时,需加入 酶;据图甲分析,扩增HA蛋白基因时,应选择的引物为 。基因表达载体构建中为提高目的基因和运载体的正确连接效率,研究人员应在图甲中选择的限制酶是 。
②PCR的产物可通过电泳鉴定,设置如下:1号泳道为标准(Marker),2号泳道是以HA蛋白基因片段为材料做的阳性对照组,3号泳道为实验组。图丙中3号泳道出现杂带,原因一般有 (答出2点即可)。
(2)流感病毒核酸检测可用荧光定量RT-PCR技术,检测原理如图丁。当探针完整时,荧光基团(R)发出的荧光信号被淬灭基团(Q)吸收而不发荧光;当TaqDNA聚合酶遇到探针时会使探针水解而释放出游离的R和Q,使R发出的荧光信号并被相应仪器检测到,荧光信号的累积与PCR产物数量完全同步。若每断裂一个TagMan探针,设置R发出的荧光信号的值为1.如果经n次的PCR扩增,实时荧光信号强度 (填“增强”“减弱”或“不变”),说明样液中病毒的核酸数量为0.
28.(23-24高二下·四川成都·期中)基因编码具有高度特异性杀虫活性的C蛋白,V基因编码的V蛋白是结构和作用机理不同于C蛋白的杀虫蛋白。利用C-V融合基因和载体(如图),获得具有高抗虫性的转基因玉米。回答下列问题:
(1)作为基因工程的载体需要具备的条件有 (答两点)。将C-V融合基因插入T-DNA中,插入不会破坏T-DNA的作用,T-DNA的作用是 。
(2)一般用相同的限制酶分别切割含C-V融合基因的DNA片段和载体,目的是 ,然后将切割后的片段拼接起来,需使用 酶处理。最好选择载体中的 抗性基因作为 ,筛选含目的基因的受体细胞。
(3)目的基因的检测与鉴定的目的是 ,从个体水平对转基因玉米进行检测与鉴定,具体方法是 。
29.(23-24高二下·四川成都·期中)宫颈癌是一种由HPV病毒(遗传物质是DNA)引发的癌症,至今已鉴定出200多种HPV类型。尤其是HPV16、HPV18,其检出率在宫颈癌中达到99.7%。2023年1月,国家卫生健康委等十个部门联合发布了《加速消除宫颈癌行动计划(2023—2030年)》,提出了“积极推动HPV疫苗接种”的要求。九价HPV疫苗在中国获批用于9-45岁女性,但却一针难求。将HPV16和HPV18两种病毒的衣壳蛋白基因(目的基因)与质粒连接,导入大肠杆菌表达后,就获得了疫苗的有效成分。
(1)在构建基因表达载体时要将HPV16和HPV18两种病毒的衣壳蛋白基因插入 和 之间。PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行,缓冲溶液一般要添加Mg2+,原因是 。引物的作用是 ,引物长度通常为20~30个核苷酸,过短会导致特异性差。
(2)构建基因表达载体的目的是 。
(3)进行基因表达载体构建有两个方案:方案一:只用EcoRⅠ酶同时切割质粒和含目的基因的DNA片段;方案二:使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时切割质粒和含目的基因的DNA片段。你认为哪个方案更好? 。原因是 。
(4)基因表达载体导入大肠杆菌前,需用 处理大肠杆菌,目的是 。
30.(23-24高二下·四川绵阳·期中)虾青素可由β-胡萝卜素在β-胡萝卜素酮化酶(BKT)和β-胡萝卜素羟化酶(CRTR-B)的作用下转化而来。杜氏盐藻是单细胞浮游植物,生长快,易培养,能大量合成β-胡萝卜素。科研人员利用“无缝克隆技术”(如图1)构建含BKT基因和CRTR-B基因的表达载体(如图2),导入杜氏盐藻,以实现虾青素的工厂化生产,回答下列问题。
(1)目的基因的筛选与获取:雨生红球藻是天然虾青素重要来源,提取雨生红球藻的总DNA作为 ,设计特异性引物扩增BKT基因和CRTR-B基因,此过程每次循环可以分为 三步。
(2)基因表达载体的构建:
①PCR获取抗除草剂基因过程中,为确保基因两端具有所需同源序列,需在引物的一端添加对应的同源序列。若将来需要将抗除草剂基因能够从重组质粒中切除,还需要在基因两侧加入限制酶识别序列,则扩增抗除草剂基因时,设计的引物序列(5'→3')为 。
A.同源序列+抗除草剂基因部分序列+限制酶识别序列
B.同源序列+限制酶识别序列+抗除草剂基因部分序列
C.抗除草剂基因部分序列+限制酶识别序列+同源序列
②最终形成的重组质粒如图3所示,其中atpA启动子和psbA启动子均为杜氏盐藻叶绿体启动子,选用内源性启动子的目的是 。
(3)准备受体细胞:选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行培养,一段时间后,挑取生长状态良好的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养。两次培养的目的分别为 、 :
(4)目的基因导入及相关检测:采用基因枪法将重组质粒导入杜氏盐藻叶绿体,一段时间后,先用含 的培养基初筛已转化的杜氏盐藻,然后采用相关技术检测是否成功表达 。
(5)叶绿体转化是植物基因工程的新热点,叶绿体的诸多特点为叶绿体转化提供优势,如叶绿体基因组小,功能清晰,使基因操作方便:叶绿体具有自我复制功能,一个植物细胞可含有多个叶绿体,每个叶绿体中含有多个基因组,可大大提高 :另外,叶绿体基因位于细胞质中,可有效避免基因污染。
31.(23-24高二下·四川内江·期中)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值,现可用基因工程技术获取重组HSA(rHSA)。下图甲为获取的含有目的基因(HSA基因)的DNA片段,Sau3AⅠ、EcoRⅠ、BamHⅠ为三种限制酶,图中箭头所指为三种限制酶的切点;图乙是三种限制酶的识别序列与酶切位点示意图;图丙是土壤农杆菌中用于携带目的基因的Ti质粒结构示意图。请据所学知识回答下列问题:
(1)三种限制酶中能产生相同黏性末端互补序列的是 。
(2)图丙土壤农杆菌中用于携带目的基因的Ti质粒中,抗生素抗性基因可作为标记基因,其作用是 。
(3)为获取大量的目的基因,可利用PCR技术扩增HSA基因,PCR技术的原理是 。在PCR反应体系中,除了加入HSA基因和引物外,还需要添加的 。
(4)仅用EcoRⅠ或BamHⅠ中的一种处理目的基因所在片段与Ti质粒,构建表达载体并导入受体细胞,经PCR检测与鉴定,发现部分受体细胞中具有完整重组Ti质粒,却无法产生对应的mRNA.试分析原因可能是 。因此, 实际操作中常采用两种酶同时处理材料。
32.(23-24高二下·四川成都·期中)人血清白蛋白(HSA)在临床上的需求量大,由于其来源有限和有生物污染的风险,重组人血清白蛋白(rHSA),成为其重要的替代品。回答下列(一)(二)小题:
(一)途径一:基因工程结合发酵工程构建人血清白蛋白工程菌。
科研人员将HSA基因转入酵母菌细胞,获得了重组人血清白蛋白。图为酵母菌基因改造以及工业化发酵生产rHSA的过程示意图。
(1)随着测序技术的发展,为获取人血清白蛋白基因,可通过检索 获取其编码序列,用化学合成法制备得到。重组基因表达载体中的启动子的作用是 。
(2)工业化发酵生产rHSA的过程一般包括菌种的选育,扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵、产品的 等方面,将rHSA工程菌接种至发酵罐内进行扩增,培养过程中可定期取样并使用细菌计数板对 (填“菌体”或“菌落”)进行直接计数,以评估增殖情况。在工程菌选择上,选用酵母菌而不选用大肠杆菌,原因是大肠杆菌 。
(二)途径二:基因工程结合细胞工程构建人血清白蛋白乳腺反应器。
Ⅰ.采集良种供体牛的卵母细胞和精液,通过体外受精,形成奶牛受精卵;
Ⅱ.构建基因的表达载体,并将其导入奶牛受精卵,形成转基因细胞;
Ⅲ.电脉冲刺激转基因细胞促使其形成早期胚胎;
Ⅳ.将胚胎移植到受体母牛的子宫中,最终发育成转基因小牛。
(3)实验步骤Ⅰ中,在体外受精前,需要对奶牛的精子进行 处理。
(4)实验步骤Ⅳ是进行胚胎移植。筛选出发育状态良好的雌性胚胎进行移植,为实现这一工序,需用相应激素对受体进行 处理。
(5)有人提议将乳腺反应器改成膀胱反应器,请分析利用膀胱反应器比乳腺反应器产量高的原因 。
33.(23-24高二下·四川德阳·期中)转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因,由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗,其培育过程如下图甲所示(①至④代表过程,A至C代表结构或细胞):
(1)图中A为 。获得A的途径有多种,其一就是根据目标蛋白质的氨基酸序列,推测出DNA的序列,再通过化学方法合成A。现已知目标蛋白中的一段氨基酸序列为-甘氨酸-丝氨酸-精氨酸-,请写出A中该段氨基酸序列对应的碱基对序列 (已知相应氨基酸的对应密码子如下:亮氨酸-UUG,精氨酸 -CGC,丝氨酸-AGC,甘氨酸-GGA)。
(2)借助农杆菌将B导入叶盘细胞后,通过③④过程培养成草莓幼苗的技术工程是 ,所依据的原理是 。
(3)过程①的具体过程如图乙所示,现有SalI、BamHI、HindIII三种限制酶均可切割质粒和A,应选用限制酶 进行切割,以保证它们定向连接。限制酶切断的是DNA分子中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的键,下图表示正确的是 (表示限制酶作用部位)。
(4)下列关于基因工程常用运载体——质粒的说法正确的是___。
A.质粒通常是来自细菌的环状DNA分子,使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解
B.质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞
C.质粒上具有多种限制酶切点,以便于切割后与目的基因连接,没有限制酶就无法使用质粒运载体
D.质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则
34.(23-24高二下·四川遂宁·期中)多不饱和脂肪酸(PUFAs)是人体必需脂肪酸,为解决猪肉中PUFAs含量不足的问题,研究者从线虫中获得控制PUFAs合成的必需酶基因fatl,培育转fatl基因猪,操作过程如图所示。图中GFP基因表达出绿色荧光蛋白。据图回答下列问题:
(1)用PCR技术在体外扩增目的基因时,PCR扩增仪中要加入缓冲液、目的基因、 (答出2点)等。
(2)由图可知,在构建基因表达载体时,为克服目的基因自身环化,即线性DNA的末端相互连接形成圆环,以及便于目的基因与载体的连接,切割含目的基因的DNA和载体的限制酶应选用 和 。
(3)构建的基因表达载体中,GFP基因的作用是 。除GFP基因外,未标注出的必需元件还有 。
(4)猪成纤维细胞在培养瓶中培养时,除必须保证环境是无菌、无毒外,还必须定期 ,以防止细胞代谢物积累对细胞自身造成的伤害。培养到一定程度后,需要分瓶再继续培养,分瓶后的培养过程称为 。此过程中,对于悬浮培养的细胞直接用 法收集细胞处理成细胞悬液。
35.(23-24高二下·四川·期中)下图是某实验室构建基因表达载体的过程示意图,质粒A0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr)。据图回答问题:
(1)EcoR V酶切位点为,EcoR V酶切出来的线性载体A1为 末端。
(2)用Taq DNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段,其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体A1用酶处理,在两端各添加了一个碱基为 的脱氧核苷酸,形成A2;A2和目的基因片段在 酶作用下,形成基因表达载体A3。
(3)为筛选出含有基因表达载体A3的菌落,采用含有不同抗生素的平板进行筛选,得到A、B、C三类菌落,其生长情况如表。根据表中结果判断,应选择的菌落是 (填表中字母)类,另外两类菌落质粒导入情况分别是 、 。
平板类型
菌落类型
无抗生素
四环素
氨苄青霉素
氨苄青霉素+四环素
A
+
+
+
+
B
+
-
+
-
C
+
-
-
-
注:“+”代表生长,“-”代表不生长
36.(23-24高二下·四川成都·期中)科研人员将R基因作为目的基因,构建基因表达载体,下图是目的基因的DNA的片段和所用到的质粒。回答下列问题:
(1)在扩增R基因时,需要加入引物,根据R基因 (填“内部”或“两端”)的核苷酸序列来设计特异性引物;利用PCR技术合成的DNA分子与模板DNA分子比较,长度一般 (选填“较长”或“较短”)。
(2)构建基因表达载体时,一般选择同种限制酶,据图分析,可以选择的酶是 ,但用一种限制酶切割,会出现R基因和质粒的自身环化,或者R基因与质粒的反向连接。为避免上述现象,并且要在基因表达载体中保留标记基因,在切割质粒和目的基因时都采用两种限制酶切割,据图分析,该过程最适合选用的两种酶是 。
(3)将上述过程构建的基因表达载体导入到细菌,这些细菌将会获得对 的抗性。导入前,一般先用钙离子处理细菌,使其处于能吸收环境中 的生理状态。
(4)如果要将表达载体导入动物受精卵,常用的方法是 。
37.(23-24高二下·四川绵阳·期中)某真菌的W基因可编码一种可高效降解纤维素的酶,已知图乙中W基因转录方向是从左往右。为使放线菌产生该酶,以图甲中质粒为载体,进行重组DNA技术的相关操作。回答下列问题:
限制酶
识别序列及切割位点(5′-3′)
BamHⅠ
G↓GATTC
EcoRⅠ
G↓AATTC
MfeⅠ
C↓AATTG
KpnⅠ
GGTAC↓C
HindⅢ
A↓AGCTT
(1)若要从土壤中筛选出纤维素分解菌,需要配制以 为唯一碳源的固体培养基并进行灭菌处理。为便于筛选可在培养基中加入 染料。
(2)限制酶主要是从 (填“真核生物”或“原核生物”)中分离纯化出来的。结合上述图表分析应使用限制酶 切割图甲中质粒,使用限制酶 切割图乙中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒。
(3)与质粒中启动子结合的酶是 。利用PCR技术对W基因进行扩增时子链延伸的方向是 。
38.(23-24高二下·四川成都·期中)某工厂的污水池中含一种有害的有机化合物X,工厂研究人员用镁盐、磷酸盐、化合物X、某类含氮有机物以及微量元素等配制的培养基,筛选得到能高效降解化合物X的细菌(目的菌)。回答下列问题:
(1)要从污水池中的污泥样品里分离出目的菌,从营养物质的角度分析,图中培养皿里培养基的特点是 。
(2)如果从污水池中获得的目的菌数量不多,可用 (填物理状态)培养基对目的菌进行扩大培养,该过程中振荡的目的是 。实验操作过程中获得纯净目的菌的关键是 。
(3)有研究人员提出通过基因工程改造细菌的基因也可获得高效降解化合物X的目的菌。基因工程是在 水平上进行设计和施工的,因此又叫做 。获取目的基因的方法有多种,现在常用PCR特异性地快速扩增目的基因。PCR是 的缩写,利用了 的原理。
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专题7 基因工程的基本工具和操作程序
考点概览
考点01重组DNA技术的基本工具
考点02 基因工程的基本操作程序
重组DNA技术的基本工具考点01
1.(24-25高二下·四川眉山东坡区四川眉山中学校·期中)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法错误的是( )
A.DNA的粗提取与鉴定实验不要求对实验结果精确定量
B.过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解
C.离心研磨液是为了加速DNA的沉淀
D.动、植物细胞DNA的提取无需在无菌条件下进行
【答案】C
【来源】四川省眉山市东坡区四川省眉山中学校2024-2025学年高二上学期12月期中生物试题
【分析】DNA的粗提取与鉴定的实验原理是:
1、DNA的溶解性,DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中的溶解度不同,利用这一特点可以选择适当浓度的盐溶液可以将DNA溶解或析出,从而达到分离的目的;
2、DNA不溶于酒精溶液,细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,利用这一原理可以将蛋白质和DNA进一步分离;
3、在沸水浴的条件下DNA遇二苯胺会呈现蓝色。
【详解】A、DNA的粗提取与鉴定实验对实验结果不需要精确定量,只是定性,A正确;
B、低温时DNA酶的活性较低,过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解,B正确;
C、离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀,而不是加速DNA沉淀,C错误;
D、动、植物细胞DNA的提取不需要在无菌条件下进行,D正确。
故选C。
2.(24-25高二上·四川眉山东坡区四川眉山中学校·期中)下列说法正确的是( )
A.减少化石燃料的大量使用能消除温室效应的形成
B.硝化细菌是自养需氧型生物,其碳源是CO2,氮源是NH3,能源来自NH3的氧化
C.T4DNA连接酶可连接黏性末端和平末端,不具有专一性
D.短杆菌合成短杆菌肽时需要线粒体提供能量
【答案】B
【来源】四川省眉山市东坡区四川省眉山中学校2024-2025学年高二上学期12月期中生物试题
【分析】硝化细菌是化能自养型微生物,其代谢类型为自养需氧型;乳酸菌为异养厌氧型生物;根瘤菌能固定N2,其代谢类型为异养需氧型;衣藻是光能自养型生物,其代谢类型为自养需氧型。
【详解】A、减少化石燃料的大量使用能减少二氧化碳的排放,因而能减缓温室效应的形成,A错误;
B、硝化细菌是自养需氧型生物,其碳源是CO2,氮源是NH3,能源来自NH3的氧化,为化能自养型生物,B正确;
C、T4DNA连接酶可连接黏性末端和平末端,依然具有专一性,C错误;
D、短杆菌为原核生物,其细胞中没有线粒体,D错误。
故选B。
3.(24-25高三上·四川眉山仁寿县四川仁寿第一中学校南校区·期中)以下是几种不同限制性内切核酸酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列有关叙述,正确的是( )
A.以上DNA片段是由5种限制酶切割后产生的,切割产生①片段的限制酶识别序列由5个碱基对构成
B.限制酶只存在于原核生物,作用的化学键为磷酸二酯键和氢键
C.上述能进行连接的两个黏性片段,其连接后形成的DNA分子是
D.两个③片段只能被EcoliDNA连接酶催化连接形成重组DNA
【答案】C
【来源】四川省眉山市仁寿县四川省仁寿第一中学校南校区2024-2025学年高三上学期11月期中生物试题
【分析】限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
【详解】A、图中①④是同一种限制酶切割形成的,因此以上DNA片段是由4种限制酶切割后产生的,切割产生①片段的限制酶,识别的碱基序列为-CTGCAG-,由6个碱基对构成,A错误;
B、限制酶主要是从原核细胞中分离纯化出来的,作用的化学键为磷酸二酯键,B错误;
C、图中①④具有相同的黏性末端,可被DNA连接酶连接形成DNA分子是 ,C正确;
D、两个③片段属于平末端,只能被T4 DNA连接酶催化连接形成重组 DNA,D错误。
故选C。
4.(23-24高二·四川内江第六中学·期中)“工欲善其事,必先利其器”。下列有关重组DNA技术的基本工具的相关表述正确的是( )
A.限制酶均能特异性地识别6个核苷酸序列
B.DNA连接酶可以将配对的碱基通过氢键连接起来
C.作为载体的质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因
D.—CATG↓—和—G↓GTACC—序列被限制酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接
【答案】C
【来源】四川省内江市第六中学2023-2024学年高二下期期中生物试题
【分析】1、限制酶:(1)特点:能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。(2)识别序列:大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成。
2、DNA连接酶(将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键):(1)种类: E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。(2)作用:E.coli DNA连接酶只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来,不能连接具有平末端的DNA片段;而T4 DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端,但连接平末端的效率相对较低。
3、载体(通常是利用质粒作为载体,将基因送入细胞):(1)质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外,并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。(2)质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点供外源DNA片段(基因)插入其中。携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后,能在细胞中进行自我复制,或整合到受体DNA上,随受体DNA同步复制。这些质粒上常有特殊的标记基因,如四环素抗性基因、氨某青霉素抗性基因等,便于重组DNA分子的筛选。
【详解】A、切割质粒的限制酶具有特异性,不是都能特异性地识别6个核苷酸序列,A错误;
B、DNA连接酶可以将配对的两个DNA片段之前通过磷酸二酯键连接起来,B错误;
C、载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因,C正确;
D、—CATG↓—和—G↓GTACC—序列被限制酶切出的黏性末端不同,不能用DNA连接酶连接,D错误。
故选C。
5.(23-24高二下·四川资阳天立学校·期中)下列关于基因工程基本工具的叙述,正确的是( )
A.限制酶能特异性地识别6个核苷酸序列
B.限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键,产生2个游离的磷酸基团
C.有些DNA连接酶既能连接双链DNA片段互补的黏性末端,又能连接双链DNA片段的平末端,从而恢复被限制酶切开的氢键
D.用做分子运输车的质粒常有特殊的抗性基因,便于基因表达载体的构建
【答案】B
【来源】四川省资阳市天立学校2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】基因工程常用的运载体常用的有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒,其中质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
【详解】A、大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成,少数限制酶的识别序列由4个、8个或其他数量的核苷酸组成,A错误;
B、限制酶能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开,即一条链断1个磷酸二酯键,产生1个游离的磷酸基团,所以限制酶切割DNA分子一次可断开2个磷酸二酯键,产生2个游离的磷酸基团,B正确;
C、T4DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键,而不是氢键,C错误;
D、作为载体的质粒通常采用抗性基因(四环素抗性基因、氨苄青霉素抗性基因)作为标记基因,便于成功导入重组DNA分子的受体细胞的筛选,D错误。
故选B。
6.(23-24高二下·四川内江第六中学·)“工欲善其事,必先利其器”。下列有关重组DNA技术的基本工具的相关表述正确的是( )
A.限制酶均能特异性地识别6个核苷酸序列
B.DNA连接酶可以将配对的碱基通过氢键连接起来
C.作为载体的质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因
D.—↓CATG—和一G↓GTACC—序列被限制酶切出的黏性末端可用DNA连接酶连接
【答案】C
【来源】四川省内江市第六中学2023-2024学年高二下学期半期考试生物试卷
【分析】1、限制酶:
(1)特点:能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开。
(2)识别序列:大多数限制酶的识别序列由6个核苷酸组成。
2、DNA连接酶(将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键):
(1)种类: E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶。
(2)作用:E.coli DNA连接酶只能将具有互补黏性末端的DNA片段连接起来,不能连接具有平末端的DNA片段;而T4 DNA连接酶既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端,但连接平末端的效率相对较低。
3、载体(通常是利用质粒作为载体,将基因送入细胞):
(1)质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外,并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。
(2)质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点供外源DNA片段(基因)插入其中。携带外源DNA片段的质粒进入受体细胞后,能在细胞中进行自我复制,或整合到受体DNA上,随受体DNA同步复制。这些质粒上常有特殊的标记基因,如四环素抗性基因、氨某青霉素抗性基因等,便于重组DNA分子的筛选。
【详解】A、切割质粒的限制性核酸内切酶具有特异性,不是都能特异性地识别6个核苷酸序列,A错误;
B、DNA连接酶能将两碱基通过磷酸二酯键连接起来,B错误;
C、载体质粒通常采用抗生素抗性基因作为筛选标记基因,C正确;
D、—↓CATG—和—G↓GTACC—序列被限制酶切出的黏性末端不同,不能用DNA连接酶连接,D错误。
故选C。
7.(23-24高二下·四川成都金牛区成都七中万达学校·期中)基因工程是在生物化学、分子生物学和微生物学等学科的基础上发展起来的。下列关于基因工程技术的叙述,错误的是( )
A.基因工程的操作水平属于分子水平,其原理为基因重组
B.基因工程中的基因载体都是小型环状DNA---质粒
C.基因工程中对基因的剪切和拼接过程是在生物体外完成的
D.基因工程能定向改造生物遗传性状,实现了不同物种间的基因交流
【答案】B
【来源】四川省成都市金牛区成都七中万达学校2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】基因工程又叫DNA重组技术,是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。(1)原理:基因重组;(2)工具:限制酶、DNA连接酶和运载体;(3)操作步骤:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。
【详解】A、基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术,操作水平属于分子水平,其生物学原理是基因重组,A正确;
B、在基因工程中使用的载体除质粒外,还有入噬菌体的衍生物、动植物病毒等,B错误;
C、基因工程中获取目的基因、构建基因表达载体和将目的基因导入受体细胞是在细胞外进行,即基因工程中对基因的剪切和拼接过程是在生物体外完成的,C正确;
D、目的是定向改造生物的遗传性状基因工程的原理是基因重组,能定向改造生物遗传性状,实现了不同物种间的基因交流,D正确。
故选B。
8.(23-24高二下·四川绵阳中学·期中)N基因编码的M蛋白在动物X的肝细胞中特异性表达。研究人员将外源DNA片段F插入N基因的特定位置,再通过核移植等技术获得N基因失活的转基因克隆动物X。下列说法错误的是( )
A.DNA片段F插入N基因时,限制酶与DNA连接酶的作用位点相同
B.进行核移植操作时,需选用动物X的去核卵母细胞作为受体细胞
C.转基因克隆动物X的获得过程还用到动物细胞培养、胚胎移植等技术
D.转基因克隆动物X的N基因失活是因为基因N与F发生了定向基因重组
【答案】D
【来源】四川省绵阳中学2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】1、核移植是指将动物的一个细胞的细胞核移入一个去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎。这个新的胚胎最终发育为动物个体。核移植得到的动物称克隆动物,克隆动物的核基因完全来自供体动物,而细胞质基因来自受体细胞。核移植包括体细胞核移植和胚胎细胞核移植,其中体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植,因为体细胞的全能性低于胚胎细胞。
2、基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶、载体。限制酶能识别特定的核苷酸序列,DNA连接酶不能。
【详解】A、一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列,并且能在特定的切点上切割DNA分子,是特异性地切断DNA链中磷酸二酯键的酶;而DNA连接酶连接的是磷酸二酯键。因此,DNA片段F插入N基因时,限制酶与DNA连接酶的作用位点相同,A正确;
B、卵母细胞比较大,容易操作。卵母细胞细胞质多,营养丰富,含有促进核全能性表达的物质。因此,进行核移植操作时,需选用动物X的去核卵母细胞作为受体细胞,B正确;
C、转基因克隆动物X的获得过程还需用到动物细胞培养(把转基因受精卵培养)、胚胎移植(将早期胚胎移入受体内发育形成个体)等技术,C正确;
D、依题意,转基因克隆动物X的N基因失活的是外源DNA片段F插入N基因的特定位置,使其不能表达所致,该过程属于基因突变,不属于基因重组,D错误。
故选D。
9.(23-24高二下·四川德阳什邡什邡中学·期中)有关DNA粗提取实验叙述错误的是( )
A.DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,它能溶于2mol/L的NaCl溶液
B.用同样的方法从等体积的兔血和鸡血中提取的DNA量不同
C.鉴定DNA时加入二苯胺试剂后沸水浴即可观察到较为明显的显色反应
D.DNA在95%的酒精中能沉淀析出
【答案】C
【来源】四川省德阳市什邡市什邡中学2023-2024学年高二下学期5月期中考试生物试题
【分析】DNA的粗提取和鉴定的原理是:
(1)DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同;
(2)DNA不溶于酒精溶液,但是细胞中的某些蛋白质可以溶液酒精;
(3)DNA和蛋白质对酶、高温和洗涤剂的耐受性不同;
(4)DNA的鉴定:在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺反应生产蓝色。
【详解】A、DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低,在2mol/L的NaCl溶液中溶解度最高,A正确;
B、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,不含众多的细胞器,不能用于DNA的粗提取,故用同样的方法从等体积的兔血和鸡血中提取的DNA量不同,B正确;
C、将DNA溶解在2mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺试剂后沸水浴,待试管冷却后,即可观察到较为明显的显色反应,C错误;
D、DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精,因此提纯DNA时,加入预冷的、体积分数为95%的酒精溶液可以除去蛋白质,析出DNA,D正确。
故选C。
10.(21-22高二上·四川资阳中学校·期中)如图表示一项重要生物技术的关键步骤,X是获得了外源基因并能够将其表达的细胞。下列有关叙述,错误的是( )
A.X是含有人胰岛素原基因并能合成人胰岛素原的细菌细胞
B.质粒是细胞核或拟核外能进行自主复制的小型环状DNA
C.目的基因与质粒的结合体现的变异类型是基因突变
D.该技术又叫基因拼接技术,能定向改变生物性状
【答案】C
【来源】四川省资阳中学校2021-2022学年高二上学期期中生物试题
【分析】根据题意和图示分析可知:图示表示基因工程中的部分操作步骤,其中人胰岛素基因属于目的基因,质粒为运载体,两者结合为重组质粒的过程属于基因工程中基因表达载体的构建过程;再将目的基因导入受体细胞,使目的基因随着受体细胞的繁殖而扩增,进而获得目的基因产物。
【详解】A、X是含有胰岛素原基因的细菌细胞分裂形成的,含有胰岛素原基因,因此能合成胰岛素原,A正确;
B、质粒是细胞核或拟核外能进行自主复制的小型环状DNA,通常有多个标记基因和多个限制酶切点,这样便于目的基因的插入和筛选含有重组DNA的细胞,B正确;
C、目的基因与质粒的结合体现的变异类型是基因重组,C错误;
D、基因工程能定向改造生物的性状,该细菌是采用基因工程技术培育形成的,因此其性状已被定向改造,该技术为DNA重组技术,又称之为基因拼接技术,D正确。
故选C。
11.(23-24高二下·四川成都蓉城名校联盟·期中)EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列,并在G和A之间将这段序列切开,切割位点可表示为5′-G^AATTC-3′,下列相关说法错误的是( )
A.EcoRI限制酶切割DNA分子产生的是黏性末端
B.若在GAATTC的A和T之间切割会得到平末端
C.EcoRI限制酶识别一次序列切割出一个黏性末端
D.EcoRI限制酶能特异性识别特定的DNA序列
【答案】C
【来源】四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
【详解】A、结合图示可以看出,EcoRI限制酶切割DNA分子产生的是黏性末端,A正确;
B、若在GAATTC的A和T之间切割,则产生的DNA片段具有的是平末端,B正确;
C、EcoRI限制酶识别一次序列可切割出两个黏性末端,且黏性末端的序列相同,C错误;
D、题意显示,EcoRI限制酶能专一识别GAATTC序列,并在G和A之间将这段序列切开,D正确。
故选C。
12.(23-24高二下·四川成都蓉城名校联盟·期中)关于基因工程的基本工具,下列叙述正确的是( )
A.不同的限制酶切出的黏性末端一定不同
B.限制酶和DNA连接酶都作用在磷酸二酯键
C.用质粒上的抗生素合成基因来筛选重组DNA分子
D.E.coli DNA连接酶可以缝合DNA片段的平末端
【答案】B
【来源】四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】基因工程至少需要三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂.DNA连接酶分为E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶,这二者都能连接黏性末端,此外T4DNA连接酶还可以连接平末端.作为运载体必须具备的条件:①要具有限制酶的切割位点;②要有标记基因(如抗性基因),以便于重组后重组子的筛选③能在宿主细胞中稳定存在并复制;④是安全的,对受体细胞无害,而且要易从供体细胞分离出来。
【详解】A、不同限制酶可以切出相同的黏性末端,这样的酶称为同尾酶,A错误;
B、DNA连接酶都可以催化形成磷酸二酯键,而限制酶可以催化磷酸二酯键的断裂,B正确;
C、质粒上的标记基因不是抗生素合成基因,而是抗生素的抗性基因,表达产物一般是分解抗生素的酶,C错误;
D、E•coliDNA连接酶只能“缝合”黏性末端,D错误。
故选B。
13.(23-24高二下·四川绵阳南山中学·期中)限制酶和DNA连接酶是基因工程的工具酶,以下说法正确的是( )
A.限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时产生的是黏性末端
B.限制酶只能切割双链DNA片段,不能切割烟草花叶病毒的核酸
C.DNA连接酶能将单个核苷酸连接到已有的核苷酸片段上
D.E·coliDNA连接酶既能连接黏性末端,也能连接平末端
【答案】B
【来源】四川省绵阳南山中学2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】基因工程最基本的工具:①基因的“剪刀”---限制性核酸内切酶(简称限制酶);②基因的 “针线”---DNA连接酶;③基因的运载体---质粒、噬菌体、动植物病毒等。
【详解】A、限制酶在它识别序列的中心轴线处切开时产生的是平末端,A错误;
B、限制酶只能切割DNA分子,烟草花叶病毒的核酸是RNA,不能切割,B正确;
C、DNA连接酶连接的是两个DNA片段,DNA聚合酶能将单个核苷酸连接到已有的核苷酸片段上,C错误;
D、E·coli DNA连接酶只能连接黏性末端,不能连接平末端,D错误。
故选B。
14.下图是“DNA的粗提取和鉴定”实验中几个重要操作的示意图,下列叙述错误的是( )
A.实验的操作顺序是③②①④
B.图①的原理是DNA不溶于酒精,而某些蛋白质可溶于酒精
C.图①需要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅拌,便于DNA的析出
D.图④操作后加入二苯胺试剂充分振荡,可观察到颜色变蓝
【答案】D
【来源】四川省成都市第七中学2023—2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,利用这一特点,选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解,而使杂质沉淀,或者相反,以达到分离目的。
【详解】A、图中“DNA的粗提取和鉴定”的正确的实验操作顺序是③破碎细胞→②获取含DNA的滤液→①DNA析出→④DNA的鉴定,A正确;
B、图①的原理是DNA不溶于酒精,而某些蛋白质可溶于酒精,这样可以进一步纯化DNA,B正确;
C、图①玻璃棒按照同一个方向轻缓搅拌,防止DNA断裂,便于DNA析出,C正确;
D、图④操作后加入二苯胺试剂充分振荡,经过水浴加热可观察到颜色变蓝,D错误。
故选D。
15.EcoRⅤ和XhoⅠ是两种限制酶,其识别和切割的DNA序列如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.EcoRⅤ和XhoⅠ切割DNA片段分别产生黏性末端和平末端
B.两种限制酶能识别DNA的特定序列,并切割碱基间的氢键
C.EcoRⅤ切割DNA产生的末端不能用E.coli DNA连接酶连接
D.XhoⅠ切割DNA产生的末端用T4 DNA连接酶连接时,效率较低
【答案】C
【来源】四川省成都市第七中学2023—2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】①限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。限制酶切割产生平末端或黏性末端。②DNA连接酶包括E.coliDNA连接酶和T4DNA连接酶,前者只能连接黏性末端,后者既能连接黏性末端,又能连接平末端,但是连接平末端的效率较低。
【详解】A、由图可知,EcoRV和XhoI切割DNA片段分别产生平末端和黏性末端,A错误;
B、两种限制酶能识别DNA的特定序列,并切割磷酸二酯键,B错误;
C、EcoRⅤ切割DNA产生的是平末端,平末端不能用E.coli DNA连接酶连接,C正确;
D、XhoⅠ切割DNA产生的是黏性末端,用T4 DNA连接酶连接时,效率较高,D错误。
故选C。
16.基因工程操作离不开三种工具,下列有关说法正确的是( )
A.用限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒时,需保证获得相同的黏性末端
B.常用载体质粒的基本单位是核糖核苷酸,另外两种工具的基本单位是氨基酸
C.DNA聚合酶能够催化形成磷酸二酯键,是基因工程中的“分子缝合针”
D.携带目的基因的质粒只有整合到受体DNA上才会随后者的复制而复制
【答案】A
【来源】四川省成都市第七中学2023—2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】基因工程的工具:
(1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂;
(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键;
(3)载体:常用的载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。
【详解】A、构建基因表达载体时,常用相同的限制性核酸内切酶处理目的基因和质粒,以产生相同的黏性末端,以便于二者连接,A正确;
B、在三种工具中最常用载体--质粒的化学本质是DNA,其基本单位是脱氧核糖核苷酸;另外两种工具酶的化学本质是蛋白质,其基本单位是氨基酸,B错误;
C、DNA连接酶能够催化形成磷酸二酯键,是基因工程中的“分子缝合针”,C错误;
D、携带目的基因的质粒导入受体细胞后便可稳定存在,也可在受体细胞中复制和表达,D错误。
故选A。
基因工程的基本操作程序考点02
1.(23-24高二下·四川眉山中学·期中)图为构建苘麻抗除草剂基因A重组质粒的技术流程,其中NptⅡ是卡那霉素抗性基因,GUS基因仅在真核细胞中表达,表达产物可催化底物呈蓝色。下列说法错误的是( )
A.PCR扩增A时可在引物中加入PstI和XhoI的酶切位点
B.在培养基中添加卡那霉素初步筛选导入重组质粒的农杆菌
C.用农杆菌转化植物愈伤组织时选择呈现蓝色的农杆菌与植物进行培养
D.启动子若为除草剂诱导启动子将减少细胞物质和能量浪费
【答案】C
【来源】四川省眉山中学2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法;
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术;个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、PCR扩增A后,为使A能与质粒结合形成重组质粒,需要在A的两侧加入相应的限制酶的酶切位点,即在引物中加入PstI和XhoI的酶切位点,A正确;
B、由图可知,卡那霉素抗性基因是标记基因,因此在培养基中添加卡那霉素初步筛选导入重组质粒的农杆菌,B正确;
C、由题意可知,GUS基因仅在真核细胞中表达,表达产物可催化底物呈蓝色,不能在农杆菌中表达,C错误;
D、启动子若为除草剂诱导启动子,表达后具有了除草剂的功能,将减少细胞物质和能量浪费,D正确。
故选C。
2.食物中的生物胺会引起胃肠道不适和过敏等不良反应,微生物来源的多铜氧化酶(MCO)能高效分解生物胺。科研人员采用PCR技术获得发酵乳杆菌的MCO基因,然后转入大肠杆菌中实现了高效表达。若目的基因MCO经限制酶切开后的末端如图甲,要MCO片段能与载体质粒pCLY15(图乙)高效连接,需用于切割pCLY15的酶组合为( )
A.BsrGⅠ和NotⅠ B.BsrGⅠ和XmaⅠ C.KpnⅠ和XmaⅠ D.KpnⅠ和SmaⅠ
【答案】C
【来源】四川省江油市太白中学2023—2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】构建基因表达载体:用一定的限制酶切割载体,使它出现一个切口;然后用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割目的基因的DNA片段;再利用DNA连接酶将目的基因片段拼接到载体的切口处。
【详解】KpnⅠ酶切后产生 5′−GTAC−3′的末端,XmaⅠ酶切后产生 5′−CCGG−3′的末端,刚好与目的基因的游离末端配对,因此,切割pCLY15的酶组合为KpnⅠ和XmaⅠ,C正确。
故选C。
3.(23-24高二下·四川自贡第一中学校·期中)下图是利用奶牛乳汁生产人类血清白蛋白的图解,下列叙述错误的是( )
A.图中①一般经胰蛋白酶处理可以得到③
B.在②进入③之前要用限制酶、DNA连接酶和载体等工具来构建基因表达载体
C.一般情况下,用雌性激素处理良种母牛可以获得更多卵母细胞
D.⑧是⑦生出的后代,但⑧的遗传性状和荷斯坦奶牛最相似
【答案】C
【来源】 四川省自贡市第一中学校2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】分析题图:①~③是动物细胞培养过程,需要先用胰蛋白酶将细胞分散成单个细胞;a是早期胚胎培养形成囊胚;然后进行胚胎移植,⑤~⑥是代孕母牛产出转基因小牛的过程,并从成体转基因母牛乳汁提取人类血清白蛋白。
【详解】A、用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理动物组织,可以获取③单个细胞,A正确;
B、将目的基因导入受体细胞之前,要构建基因表达载体,需要使用限制酶、DNA 连接酶和运载体等工具,B正确;
C、一般情况下,用促性腺激素处理良种母牛可以获得更多卵母细胞,即进行超数排卵处理,C错误;
D、⑧是⑦生出的后代,但⑧的遗传性状和荷斯坦奶牛最相似,因为它的遗传物质主要来自荷斯坦奶牛,D正确。
故选C。
4.(23-24高二下·四川自贡第一中学校·期中)下列有关“DNA粗提取与鉴定”、“PCR扩增”、“琼脂糖凝胶电泳”实验的叙述中,正确的是( )
A.DNA的粗提取与鉴定实验中可利用DNA在酒精中溶解度较大的特点来提取DNA
B.将提取到的丝状物与二苯胺溶液充分混匀后,溶液即可变为蓝色
C.PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶,该酶在延伸过程中起作用
D.DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度有关,与DNA分子的大小和构象无关
【答案】C
【来源】 四川省自贡市第一中学校2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】DNA不溶于酒精,而某些蛋白质溶于酒精;鉴定DNA时,需要先将DNA溶解在NaCl溶液中,再与二苯胺溶液混合,并在水浴加热条件下呈现蓝色;耐高温的DNA聚合酶在延伸环节时进行子链的合成。
【详解】A、DNA的粗提取与鉴定实验中利用DNA不溶于酒精、但某些蛋白质溶于酒精的原理,可以初步分离DNA与蛋白质,A错误;
B、将丝状物溶于2mol/L的5mL的NaCl溶液中,然后向试管中加入4mL的二苯胺试剂,沸水浴加热5min,试管冷却后溶液呈现蓝色,B错误;
C、PCR反应体系中需加入耐高温的DNA聚合酶,该酶在延伸过程中根据碱基互补配对原则合成新的DNA链,C正确;
D、DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关,用电泳缓冲液配制的琼脂糖溶液中加入的核酸染料能与DNA分子结合,可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来,D错误。
故选C。
5.(23-24高二下·四川资阳天立学校·期中)研究人员用质粒pBR322和目的基因构建基因表达载体,质粒pBR322和目的基因的结构与相关限制酶的识别位点如图所示。下列叙述错误的是( )
A.应选用酶B和酶C切割pBR322和目的基因
B.氨苄青霉素抗性基因的作用是便于重组DNA的筛选
C.图中质粒用限制酶切割后,会产生4个游离的磷酸基团
D.导入重组质粒的受体菌应接种于含四环素的培养基中培养
【答案】D
【来源】四川省资阳市天立学校2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】基因工程基本操作程序:目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、据图可知,目的基因的两侧有酶A、酶B和酶C识别序列,质粒上也含有这三种酶识别序列,但酶A能把质粒上2个标记基因都破坏,因此不能用酶A,因此应选用酶B和酶C切割质粒pBR322和目的基因,A正确;
BD、用酶B和酶C切割pBR322和目的基因后,只有氨苄青霉素抗性基因保留下来,其作用是便于重组DNA的筛选,导入重组质粒的受体菌应接种于含氨苄青霉素的培养基中培养,B正确,D错误;
C、限制酶每一次切割后会得到2个单核苷酸的末端,会有2个游离的磷酸基团,而图中的质粒含有2个酶A切割的切割位点,则会产生4个游离的磷酸基团,C正确。
故选D。
6.(23-24高二·四川内江第六中学·期中)为使玉米获得抗除草剂性状,科研人员进行了相关操作(如图所示)。含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达,其正确表达产物能催化无色物质K呈现蓝色。转化过程中愈伤组织表面常残留农杆菌,会导致未转化的愈伤组织可能在含除草剂的培养基中生长。下列叙述错误的是( )
A.T-DNA可将基因G转移并整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上
B.利用物质K和抗生素进行筛选1,可获得农杆菌的蓝色菌落
C.利用物质K和除草剂进行筛选2,更易于获得抗除草剂的转基因植株
D.愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中,需要添加植物激素
【答案】B
【来源】四川省内江市第六中学2023-2024学年高二下期期中生物试题
【分析】农杆菌转化法的具体过程:(1)利用农杆菌的Ti质粒构建基因表达载体,即将目的基因整合到农杆菌的Ti质粒的T-DNA上;(2)将整合了目的基因的Ti质粒导入农杆菌细胞内;(3)利用农杆菌感染植物细胞,该过程实际上是将含有目的基因的农杆菌Ti质粒导入植物细胞内;(4)含有目的基因的农杆菌Ti质粒进入植物细胞后,可以把T-DNA转移到细胞核中的染色体上,这段基因中包含了目的基因。
【详解】A、农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上,根据农杆菌的这一特点,将目的基因(基因G)插入到T质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因(基因G)整合到愈伤组织细胞的染色体DNA上,A正确;
B、农杆菌属于原核生物,含有内含子的报告基因不能在原核生物中正确表达,故不会出现农杆菌的蓝色菌落,B错误;
C、根据题意可知,报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色,而愈伤组织表面残留的农杆菌会导致未转化的愈伤组织能在含除草剂的培养基中生长,因此利用物质K和除草剂进行筛选2,更易于获得抗除草剂的转基因植株,C正确;
D、愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程中,需要添加植物激素,如生长素和细胞分裂素,D正确。
故选B。
7.(23-24高二下·四川眉山仁寿县实验中学·期中)THP9基因是野生玉米中控制高蛋白含量的优良基因,研究者利用基因工程技术将 THP9基因转到玉米细胞内,从而获得转基因高蛋白玉米新品种。已知图中 THP9 基因转录的方向为从左往右。下列相关叙述正确的是( )
A.若采用PCR 技术对一个 THP9 基因进行扩增,则第n代复制共需要引物2ⁿ-1个
B.构建基因表达载体时,用Mfe I 、HindⅢ切割质粒, 用 EcoR I 、HindⅢ切割目的基因
C.利用PCR 技术获取 THP9 基因时应选择引物1和引物4
D.PCR 过程中用到了缓冲液,缓冲液中一般要添加 Mg²⁺用于激活 RNA 聚合酶
【答案】B
【来源】四川省眉山市仁寿县实验中学2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】由图分析可知,要保证将目的基因切割下来,但是又不破坏目的基因,不能选择MfeⅠ切割目的基因,要保证质粒结构的完整性,不能选择BamHⅠ切割质粒。
【详解】A、开始的THP9基因只有一个,第n-1次结束后的基因有2n-1个,每个基因复制1次需要1对引物,第n次循环需要2n-1对引物,即2n个,A错误;
B、构建基因表达载体时,用Mfe Ⅰ、Hind Ⅲ切割质粒时,形成的黏性末端分别是AATT-3'和AGCT-3',用EcoR Ⅰ、Hind Ⅲ切割目的基因时,形成的黏性末端分别是AATT-3'和AGCT-3',形成的黏性末端对应相同,可以成功将目的基因插入质粒,同时避免目的基因自身环化和反向连接,B正确;
C、利用PCR技术扩增基因时,引物从5'端朝着3'端延伸,故应与模板链3'端配对,故应选择引物2和引物3,C错误;
D、PCR的产物是DNA,所以在过程中用到了缓冲液,缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶,D错误。
故选B。
8.(23-24高二下·四川成华区某校·期中)PCR技术在生物工程中应用广泛,PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。下列有关叙述错误的是( )
A.PCR过程中用到了缓冲液,缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶
B.PCR反应体系中须加入耐高温的DNA聚合酶,该酶可在延伸过程起作用
C.若采用PCR技术对一个双链目的基因进行扩增,则第n代复制共需要引物2n个
D.限制酶切割质粒前后,质粒的长度不变,故无法通过电泳检测质粒是否被切开
【答案】D
【来源】四川成华区某校2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增。PCR利用了DNA的热变性原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。PCR仪实质上就是一台能够自动调控温度的仪器。一次PCR一般要经历30次循环。
【详解】A、PCR过程中用到了缓冲液,缓冲液中一般要添加Mg2+用于激活DNA聚合酶,A正确;
B、PCR反应体系中须加入耐高温的DNA聚合酶,该酶主要在延伸过程起作用,B正确;
C、PCR技术大量扩增目的基因时,第n次复制形成2n-1个DNA,合成一个DNA分子需要两个引物,因此需要的引物数目为2n-1×2=2n,C正确;
D、限制酶切割质粒前后,质粒的长度不变,但质粒可能被切成多个DNA片段,相对分子质量彼此不同,因而可通过电泳检测,D错误。
故选D。
9.(23-24高二下·四川绵阳中学·期中)研究人员利用农杆菌侵染水稻叶片,经植物组织培养、筛选最终获得了一株水稻突变体,现欲检测该突变体是否由T-DNA插入所致。如图是利用不同的限制酶处理突变体的总DNA,经电泳、核酸分子杂交的放射性自显影结果,并与野生型和Ti质粒做对比(注:T-DNA上没有所用限制酶的酶切位点),对该实验的分析错误的是( )
A.检测结果时使用了放射性标记的T-DNA片段做探针
B.不同酶切显示的杂交带位置不同,说明T-DNA有不同的插入位置
C.实验结果证明该突变体核DNA中插入了T-DNA
D.若野生型也出现杂交带,则实验样本可能被污染,检测结果不准确
【答案】B
【来源】四川省绵阳中学2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】将目的基因插入到农杆菌的Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以使目的基因进入植物细胞,并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上,使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。它是将目的基因导入植物细胞采用最多的方法。
放射性标记的T-DNA片段做探针的目的是检测受体细胞的DNA中有无目的基因。均显示一条杂交带,说明在这一突变体中,T-DNA插入位置是唯一的。
【详解】A、图示结果突变体中出现放射性,说明使用了放射性标记的T-DNA片段做探针对目的基因进行检测,A正确;
B、不同酶切杂交带位置不同,说明不同酶切后带有T-DNA的片段长度不同(即:不同的酶切位点距离T-DNA的远近不同),B错误;
C、该突变体产生的根本原因是T-DNA携带目的基因插入到水稻的DNA中,C正确;
D、由图所示放射性检测结果可知,野生型无放射性杂交条带,若野生型也出现杂交带,则实验样本可能被污染,检测结果不准确,D正确。
故选B。
10.(23-24高二下·四川绵阳中学·期中)抗原检测阴性但临床仍然高度怀疑新冠病毒感染的患者,医生会建议做核酸检测。该检测实际采用的技术是RT-PCR。下列叙述正确的是( )
A.获取新冠病毒的遗传物质后直接进行PCR扩增以节省出报告时间
B.子链延伸过程中,DNA聚合酶只能从引物的5′端开始连接脱氧核苷酸
C.用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR后的产物,电泳结束后可在凝胶上直接观察到相应条带
D.将扩增的DNA片段进行琼脂糖凝胶电泳时,越靠近加样孔的DNA片段相对分子量越大
【答案】D
【来源】四川省绵阳中学2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4种游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端自3'端延伸的。实际上就是在体外模拟细胞内DNA的复制过程。DNA的复制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能从3′端延伸DNA链。PCR反应过程是:变性→复性→延伸。
【详解】A、新冠病毒是 RNA 病毒,需要先逆转录为DNA 后再进行扩增,A错误;
B、子链延伸的方向是5'→3',因此DNA聚合酶只能从引物的3′端开始连接脱氧核苷酸,B错误;
C、PCR后需要将凝胶放在紫外灯下才可看到相应条带,C错误;
D、在凝胶中DNA分子的迁移速率主要和DNA分子的大小、构象等有关,一般DNA分子越大,迁移越慢,因此越靠近加样孔的DNA片段相对分子量越大,D正确。
故选D。
11.(23-24高二下·四川绵阳中学·期中)在培育转基因植物的研究中,卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因,只有含卡那霉素抗性基因的细胞和组织才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答,叙述正确的是( )
①A过程需要的酶主要有限制性内切核酸酶和DNA连接酶
②B过程需要加入卡那霉素进行选择培养
③C过程为脱分化过程,培养基中只需加入营养物质、琼脂
④D过程可以用放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因作为探针进行分子水平的检测
⑤D过程可以用虫感染植株进行个体水平的检测
A.①②③⑤ B.①②④⑤
C.①③④⑤ D.②③④⑤
【答案】B
【来源】四川省绵阳中学2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】题图分析:A表示基因表达载体的构建过程;B表示用选择培养基筛选含有重组质粒的土壤农杆菌的过程;C表示脱分化过程;D表示转基因抗虫植株的检测。
【详解】①A过程为基因表达载体的构建,需要的酶主要有限制性核酸内切酶和DNA连接酶,①正确;
②基因表达载体中含有卡那霉素抗性基因,该基因作为标记基因,因此,B过程需要加入卡那霉素进行选择培养,②正确;
③C过程为脱分化过程,培养基中需加入营养物质、琼脂、激素以及卡那霉素,③错误;
④D过程可以用放射性同位素(或荧光分子)标记的抗虫基因作为探针进行分子水平的检测,其目的是检测目的基因是否成功导入或表达,④正确;
⑤D过程的个体生物学鉴定的做法为可以用虫感染植株进行个体水平的检测,⑤正确;
故选B。
12.(23-24高二下·四川内江第六中学·)研究人员将一种海鱼的抗冻蛋白基因afp整合到土壤农杆菌的Ti质粒上,然后用它侵染番茄细胞,获得了抗冻的番茄品种。判断下列相关表述正确的是( )
A.afp基因是培育抗冻番茄用到的目的基因
B.构建含有afp基因的Ti质粒需要限制酶、DNA连接酶和核酸酶
C.只要检测出番茄细胞中含有afp基因,就代表抗冻番茄培育成功
D.为培育抗冻番茄新品种,导入抗冻基因时只能以受精卵为受体细胞
【答案】A
【来源】四川省内江市第六中学2023-2024学年高二下学期半期考试生物试卷
【分析】检测转基因抗冻番茄是否培育成功的最简便方法是在个体水平上进行抗性鉴定,即观察其是否能在相对寒冷的环境中生长。
【详解】A、实验目的是获得抗冻的番茄品种,因此抗冻蛋白基因afp属于目的基因,A正确;
B、构建含有afp基因的Ti质粒需要限制酶、DNA连接酶,不需要核酸酶,B错误;
C、只有番茄具有抗冻性才能代表抗冻番茄培育成功,含有的afp基因若不表达,也不会形成抗冻番茄,C错误;
D、为培育抗冻番茄新品种,受体细胞可以是受精卵也可以是植物体细胞,D错误。
故选A。
13.(23-24高二下·四川眉山东坡区·期中)基因表达载体的构建(即目的基因与运载体结合)是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。其构建目的是使目的基因能在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用。如图为含有某目的基因的DNA片段、质粒上的酶切位点及限制酶识别切割位点,则据图分析,下列叙述正确的是( )
A.质粒作为基因工程运载体,只需具备启动子、终止子、标记基因、复制原点即可
B.不能用BclⅠ和BglⅡ切割质粒和含有目的基因的DNA片段,因为二者黏性末端相同
C.限制酶切割部位与DNA连接酶作用的部位不完全相同
D.构建基因表达载体时,目的基因必须接在启动子和终止子之间,以确保转录的正常进行
【答案】D
【来源】四川省眉山市东坡区2023-2024学年高二下学期4月期中考试生物试题
【分析】基因工程的核心步骤是构建基因表达载体,其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以通过复制遗传给下一代,同时,使目的基因表达和发挥作用。DNA连接酶连接限制酶打开的磷酸二酯键,基因表达载体的组成部分包括启动子、终止子、目的基因、标记基因、复制原点等。
【详解】A、质粒作为基因工程的运载体需要有一个或多个限制酶的识别切割位点,A错误;
B、由题图可知,限制酶BclI和 BglⅡ切割不同的 DNA片段,但二者切割后产生的黏性末端相同,可以做到将目的基因和载体连接形成重组DNA分子,B错误;
C、限制酶切割部位与DNA连接酶作用的部位完全相同,都是磷酸二酯键,C错误;
D、构建基因表达载体时,目的基因必须接在启动子和终止子之间,以确保转录的正常进行,D正确。
故选D。
14.(23-24高二下·四川眉山东坡区·期中)下列关于基因工程技术的叙述,正确的是( )
A.目的基因和受体细胞均可来自动物、植物或微生物
B.限制性核酸内切酶、DNA连接酶及载体是基因工程中常用的工具酶
C.若检测培育的抗虫棉花是否成功,可用相应的病菌侵染棉花植株
D.载体上的抗生素基因有利于检测目的基因是否插入到受体细胞的染色体上
【答案】A
【来源】四川省眉山市东坡区2023-2024学年高二下学期4月期中考试生物试题
【分析】1、DNA重组技术至少需要三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。
2、目的基因的检测与鉴定:(1)分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。(2)个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、基因工程的目的基因可以来源于动物、植物和微生物,受体细胞也可以是动物、植物和微生物,A正确;
B、基因工程的工具有限制酶、DNA连接酶和运载体,其中限制酶和DNA连接酶是两类常用的工具酶,B错误;
C、若检测培育的抗虫棉花是否成功,可用棉铃虫取食棉花植株,C错误;
D、载体上的抗性基因有利于检测目的基因是否导入重组细胞,但不能检测目的基因是否插入到受体细胞的染色体上,D错误。
故选A。
15.(23-24高二下·四川绵阳中学·期中)巢式PCR是指先后用外内引物扩增目的基因的方法。其原理为:先以比目的基因大的DNA片段为模板,用外引物(F1,R1)进行扩增,获得大量含目的基因的中间产物,再以扩增后的中间产物为模板,用内引物(F2,R2)扩增目的基因,如图所示。下列说法错误的是( )
A.两对引物的碱基序列不相同,但均应为单链DNA片段
B.第二轮PCR反应能否进行,是对第一轮PCR反应正确性的鉴定
C.由于和两套引物都互补的靶序列较少,该技术可大大提高扩增的特异性
D.如果两套引物一起加入反应体系中,外引物的复性温度应显著低于内引物
【答案】D
【来源】四川省绵阳中学2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】PCR技术的原理是细胞内DNA复制,需要模板、原料、能量、酶、引物等条件。PCR一般要经历三十多次循环,每次循环可以分为变性、复性、延伸三步。从第二轮循环开始,上一次循环的产物也作为模板参与反应。引物是一小段DNA或RNA,它能与DNA母链的一段碱基序列互补配对。
【详解】A、两对引物的碱基序列不相同,但均应为单链DNA片段,以便与模板互补配对,A正确;
B、第二轮PCR使内侧引物以第一轮PCR产物为模板进行再次扩增,第二轮PCR反应能否进行,是对第一轮PCR反应正确性的鉴定,B正确;
C、由于和两套引物同时都互补的靶序列较少,该技术可大大提高扩增的特异性 ,将需要的目的基因扩增出来,C正确;
D、如果两套引物一起加入反应体系中,外引物复性温度要明显高于内引物,使外引物先进行反应,D错误。
故选D。
16.(23-24高二下·四川绵阳中学·期中)目的基因导入受体细胞后,需要检测目的基因是否可以维持稳定和表达其遗传特性。下列关于目的基因的检测和鉴定的叙述,正确的是( )
A.目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是能否转录出mRNA
B.为了增强DNA分子探针检测的准确度,一般要先对目的基因进行PCR扩增
C.可采用PCR检测目的基因是否转录和翻译
D.可从转基因生物中提取mRNA来检测目的基因是否表达相应蛋白质
【答案】B
【来源】四川省绵阳中学2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】目的基因的检测与鉴定:(1)分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。(2)个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键是目的基因能否在受体细胞中稳定保存,A错误;
B、为了增强DNA分子探针检测的准确度,一般要先对目的基因进行PCR扩增,以获得较多的目的基因,B正确;
C、可采用PCR检测目的基因是否转录,采用抗原-抗体杂交技术检检测目的基因是否翻译,C错误;
D、检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质,应该采用抗原-抗体杂交技术,D错误。
故选B。
17.(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)镰状细胞贫血是一种单基因遗传病,由正常血红蛋白基因(HbA)突变为异常血红蛋白基因(Hbs)引起,它们的某片段如图甲。现对一胎儿进行基因检测,主要原理:限制酶MstⅡ处理扩增后的DNA,加热使酶切片段解旋后用荧光标记的CTGACTCCT序列与其杂交,最后电泳分离。图乙为电泳后荧光出现的三种可能性。下列叙述不正确的是( )
A.利用PCR扩增DNA时反应体系中应加入4种dNTP、TaqDNA聚合酶和含Mg2+的缓冲液
B.若该胎儿检测结果为图乙—b,则其为镰状细胞贫血患者
C.荧光标记序列越长,图乙—c中两个DNA条带间的距离越大
D.用限制酶MstⅡ处理DNA不充分,可能把正常人误判为携带者
【答案】C
【来源】四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试 生物版含答案word
【分析】PCR原理:在解旋酶作用下,打开DNA双链,每条DNA单链作为母链,以4种游离脱氧核苷酸为原料,合成子链,在引物作用下,DNA聚合酶从引物3'端开始延伸DNA链,即DNA的合成方向是从子链的5'端向3'端延伸的。
【详解】A、PCR扩增的原理是DNA复制,需要原料和酶等,所以反应体系中应加入4种dNTP、TaqDNA聚合酶和含Mg2+的缓冲液,A正确;
B、据图可知,正常血红蛋白基因 (HbA) 中含有MstⅡ限制酶的酶切位点,而贫血症基因 (Hbs) 中没有,限制酶MstⅡ处理扩增后的DNA,会导致正常血红蛋白基因(HbA)变短,单个分子量变小,出现图乙-aDNA条带,DNA条带距离加样孔较远,说明DNA分子量小,则表示含有正常血红蛋白基因 (HbA) ;出现图乙-bDNA条带,DNA条带距离加样孔较近,说明DNA分子量大,没有被切割,表示含有贫血症基因 (Hbs) ;出现图乙-cDNA条带表示含有贫血症基因 (Hbs) 和正常血红蛋白基因 (HbA) ,因此若某胎儿检测结果为图乙-b, 则该胎儿为镰刀形细胞贫血症患者,B正确;
C、凝胶电泳中,DNA分子量越大电泳速度越慢,因此图乙-c 中两个DNA 条带间的距离与切割后DNA分子量的大小有关,与荧光标记序列长短无关,C错误;
D、据图可知,正常血红蛋白基因 (HbA) 中含有MstⅡ限制酶的酶切位点,而贫血症基因 (Hbs) 中没有,用 MstⅡ限制酶处理DNA 不充分,正常血红蛋白基因 (HbA) 中中间位置可能没有被切割,结果可能与贫血症基因 (Hbs) 结果一样,因此可能把正常人误判为携带者,D正确。
故选C。
18.(23-24高二下·安宁河联盟·期中)下列有关利用转基因山羊乳腺生物反应器生产抗凝血酶药剂的叙述错误的是( )
A.基因表达载体应包含山羊乳腺特异表达的基因的启动子
B.通过显微注射法将基因表达载体导入山羊的乳腺细胞
C.山羊乳腺细胞将肽链加工成一定空间结构的抗凝血酶
D.通过体细胞克隆技术可将抗凝血酶基因传递给克隆后代
【答案】B
【来源】安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考生物试题
【分析】将药用蛋白基因和乳腺蛋白基因的启动子等调控组件结合在一起,通过显微注射的方法注入受精卵,将受精卵送入母体,成为转基因动物,动物进入泌乳期后,可通过分泌乳汁来生产药物,称为乳腺生物反应器。
【详解】A、在构建基因表达载体时需要山羊乳腺特异表达的基因的启动子,使目的基因只在乳腺细胞中表达,A正确;
B、通过显微注射法将基因表达载体导入山羊的受精卵,因为受精卵具有全能性,B错误;
C、山羊乳腺细胞中的内质网和高尔基体可以将肽链加工成一定空间结构的抗凝血酶,C正确;
D、通过体细胞克隆技术可以使后代具备抗凝血酶基因,从而将抗凝血酶基因传递给克隆后代,D正确。
故选B。
19.(23-24高二下·四川眉山青神县青神中学校·期中)下列关于生物工程和技术的表述错误的是( )
A.杂交瘤细胞制备过程中,可用灭活的病毒诱导细胞融合
B.胚胎移植中,供体和受体相当于双亲中的父本和母本
C.PCR的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定,需要在紫外灯下观察
D.用PCR技术扩增目的基因时,不需要提前知道基因的全部序列
【答案】B
【来源】四川省眉山市青神县青神中学校2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】1、多聚酶链式反应(PCR)是一种体外迅速扩增DNA片段的技术,它能以极少量的DNA为模板,在几小时内复制出,上百万份的DNA拷贝。
2、利用PCR可以在体外进行DNA片段的扩增。PCR利用了DNA的热变性原理,通过调节温度来控制DNA双链的解聚与结合。PCR仪实质上就是一台能够自动调控温度的仪器,一次PCR一般要经历30次循环。
【详解】A、杂交瘤细胞制备过程中,可以用灭活的病毒诱导细胞融合,A正确;
B、胚胎移植中,供体雄性个体和供体雌性个体相当于双亲中的父本和母本,受体并没有为其提供遗传物质,B错误;
C、琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中含指示剂,这些指示剂因为含有颜色,并且在电泳时的迁移速度比DNA快,所以可以用于指示不同目的的条带DNA在电泳过程中的位置,防止DNA跑出胶外。凝胶中的DNA分子通过核酸染料染色,可以在波长为300 nm的紫外灯下被检测出来,C正确;
D、用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列,只需要知道一段已知目的基因的核苷酸序列,从而根据这段序列合成引物,D正确。
故选B。
20.(23-24高二下·四川成都蓉城名校联盟·期中)PCR技术是基因工程扩增目的基因的常用方法,下列说法错误的是( )
A.该技术可以不用解旋酶,但需要耐高温的DNA聚合酶
B.DNA聚合酶将4种游离的脱氧核苷酸加到引物的3′端
C.第三次循环产物中出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段
D.PCR技术使用的一对特异性引物的碱基序列是互补的
【答案】D
【来源】四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术,所利用的原理为DNA分子的复制,因此PCR技术一般用于基因扩增。
【详解】A、该技术可以不用解旋酶,利用高温变性即可解旋,但需要耐高温的DNA聚合酶(72℃条件下延伸),A正确;
B、DNA是由5'端→3'端延伸的,DNA聚合酶将4种游离的脱氧核苷酸加到引物的3′端,B正确;
C、引物A和引物B均不在该片段的端点,因此第一轮循环后,得到的两DNA片段中两条脱氧核苷酸链都不等长。通过绘图可推知,第二轮中也不会出现等长的引物,直到第三轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段,C正确;
D、如果两个引物序列是互补的,引物之间会形成双链,影响引物结合模板链,D错误。
故选D。
21.(23-24高二下·四川成都蓉城名校联盟·期中)将大豆GsSAMS基因利用农杆菌转化法导入水稻,获得转基因株系,明显提高了该株系水稻的盐碱胁迫耐受性。下列有关说法错误的是( )
A.盐碱胁迫耐受性的提高可能与渗透调节相关基因的表达有关
B.该株系的成功培育说明了农杆菌对水稻细胞有侵染能力
C.Ti质粒的T-DNA可以携带目的基因整合到细胞染色体DNA上
D.步骤④是脱分化和再分化的过程,其原理是细胞的全能性
【答案】D
【来源】四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法。
【详解】A、将大豆GsSAMS基因利用农杆菌转化法导入水稻,获得转基因株系,明显提高了该株系水稻的盐碱胁迫耐受性。推测盐碱胁迫耐受性的提高可能与渗透调节相关基因的表达有关,使细胞的保水能力增强,A正确;
B、将导入重组质粒的土壤农杆菌与含GsSAMS基因的水稻愈伤组织混合,最终培育出了GsSAMS转基因水稻,说明土壤农杆菌携带的GsSAMS基因进入了水稻细胞内,因此该株系的成功培育说明了农杆菌对水稻细胞有侵染能力,B正确;
C、土壤农杆菌Ti质粒的T-DNA可携带目的基因整合到受体细胞染色体DNA上,C正确;
D、步骤④是愈伤组织再分化的过程,其原理是基因的选择性表达,D错误。
故选D。
22.(23-24高二下·四川绵阳南山中学·期中)改良二倍体水稻的株高和产量是实现袁隆平先生“禾下乘凉梦”的一种可能途径。研究人员克隆了可显著增高和增产的 eui基因,并开展了相关探索,过程如图所示。下列相关分析正确的是( )
A.步骤 Ⅰ 花药离体培养得到愈伤组织的过程中细胞失去其特有的结构和功能
B.步骤 Ⅰ 在培养得到愈伤组织、丛芽和组培苗的过程中,不需要更换培养基
C.步骤 Ⅱ 在构建重组 Ti 质粒时使用的工具酶有 DNA 解旋酶和DNA 连接酶
D.为筛选含重组 Ti 质粒的农杆菌菌株,需在培养基中添加抗生素的抗性基因
【答案】A
【来源】四川省绵阳南山中学2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】1、单倍体育种的原理是染色体变异,方法是用花药离体培养获得单倍体植株,再人工诱导染色体数目加倍;优点是纯合体自交后代不发生性状分离,因而能明显缩短育种年限。
2、基因工程是指按照人们的愿望,通过转基因等技术,赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看,由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫作重组DNA技术。
3、PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理,在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件,对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。
4、植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。
【详解】A、已经分化的细胞 可以经过脱分化,即失去其特有的结构和功 能,转变成未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块,这称为愈伤组织;可见步骤 Ⅰ 花药离体培养得到愈伤组织的过程中细胞失去其特有的结构和功能,A正确;
B、步骤 Ⅰ 在培养得到愈伤组织、丛芽和组培苗的过程中,需要更换培养基,B错误;
C、步骤 Ⅱ 在构建重组 Ti 质粒时使用的工具酶有限制酶和DNA 连接酶,C错误;
D、为筛选含重组 Ti 质粒的农杆菌菌株,需在培养基中添加抗生素,D错误。
故选A。
23.大肠杆菌pUC118质粒是基因工程中常用的一种运载体,具有氨苄青霉素抗性基因,该质粒中某限制酶的唯一切点位于lacZ基因中。在特定的选择培养基中,若lacZ基因没有被破坏,则大肠杆菌菌落呈蓝色;若lacZ基因被破坏,则菌落呈白色。关于图中操作的说法正确的是( )
A.试管1中应加入限制酶和DNA连接酶处理
B.作为受体的大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因
C.若大肠杆菌的菌落为蓝色,则质粒未导入大肠杆菌
D.选择培养基中除必需的营养物质外,还应加入适量卡那霉素
【答案】B
【来源】四川省成都市第七中学2023—2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】A、由图可知,目的基因和质粒已经经限制酶切割,无需再加入限制酶,试管1中是为了获得目的基因表达载体,应加入DNA连接酶处理,这样可以使目的基因和质粒进行连接,A错误;
B、由题干信息可知标记基因是氨苄青霉素抗性基因,为了便于筛选,则作为受体的大肠杆菌应不含氨苄青霉素抗性基因,B正确;
C、若大肠杆菌的菌落为蓝色,则导入大肠杆菌是普通质粒,因为普通质粒中的lacZ基因是正常的,因而可使大肠杆菌的菌落表现为蓝色,若质粒未导入大肠杆菌,则大肠杆菌应该不会在含有氨苄青霉素的培养基中生长,C错误;
D、由题干信息可知标记基因是氨苄青霉素抗性基因,因此培养基中除必需的营养物质外,还应加入适量氨苄青霉素,D错误。
故选B。
24.(23-24高二下·四川成都蓉城名校联盟·期中)下图是基因表达载体的模式图,下列说法错误的是( )
A.基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建
B.启动子和终止子是转录和翻译的起点和终点
C.构建基因表达载体要用限制酶和DNA连接酶
D.复制原点是DNA复制起始的位点
【答案】B
【来源】四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因、标记基因等,其中启动子位于目的基因的首端,终止子位于目的基因的末端。
【详解】A、基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,构建基因表达载体的目的是保证目的基因在受体细胞中稳定存在并表达,A正确;
B、启动子和终止子是转录的起点和终点,起始密码子和终止密码子是翻译的起点和终点,B错误;
C、基因表达载体构建过程中需要限制酶和DNA连接酶两种工具酶的协助,前者会催化磷酸二酯键的断裂,后者会催化磷酸二酯键的形成,C正确;
D、基因表达载体中的复制原点是DNA复制起始的位点,保证目的基因能在受体细胞中复制,D正确。
故选B。
25.(24-25高二上·四川广安广安区友谊中学·期中)2019年12月,全球爆发的新型冠状肺炎的罪魁祸首是新型冠状病毒,它的遗传物质为单链RNA.在疫情的控制中,科学家们不辞辛劳研制出的疫苗大显身手。2023年诺贝尔生理学或医学奖授予在“核苷碱基修饰方面的发现及在mRNA疫苗开发”上的应用。请根据所学知识,回答下列问题:
(1)新型冠状病毒侵入人体后,树突状细胞对病毒 ,并将抗原呈递给 细胞,刺激其产生细胞因子,细胞因子作用于B细胞,促进B细胞增殖分化为 、浆细胞,后者产生抗体,抗体和病毒结合阻止病毒的进一步扩散。
(2)检测是否感染新型冠状病毒的方法主要有核酸检测、抗体检测、抗原检测三大类。间接免疫荧光法检测是否感染新型冠状病毒的过程如图所示:
据图分析,若 ,则说明待测者为新型冠状病毒感染者,此种方法属于上述三大类方法中的 。
(3)与DNA疫苗相比,mRNA疫苗的安全性更有优势,这是因为mRNA疫苗不会进入 内,降低了整合到宿主细胞基因组中的风险。与灭活病毒疫苗相比,mRNA疫苗的优点有 (答两点)。
【答案】(1) 摄取并加工处理 辅助性T 记忆(B)细胞
(2) 出现荧光标记 抗体检测
(3) 细胞核 能引起细胞免疫;能不断地表达出抗原;能产生更多的记忆细胞和抗体
【来源】四川省广安市广安区友谊中学2024-2025学年高二上学期11月期中生物试题
【分析】体液免疫:①一些病原体可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号。②一些病原体被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取。③抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞。④辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,这是激活B细胞的第二个信号;辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子。⑤B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂、分化、大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞。细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程。⑥浆细胞产生和分泌大量抗体,抗体可以随体液在全身循环并与这种病原体结合。抗体与病原体的结合可以抑制病原体的增殖或对人体细胞的黏附。
【详解】(1)树突状细胞能摄取抗原,并将抗原信息暴露出来,呈递给辅助性T细胞。B细胞活化后增殖分化为浆细胞和记忆B细胞,其中浆细胞能产生抗体。
(2)据图,加入荧光素标记的第二抗体和第一抗体特异性结合后,出现荧光,说明血清中有新冠病毒抗体,为病毒感染者,此为抗体检测。
(3) mRNA作为翻译的模板,在核糖体中被翻译成蛋白质,因此mRNA疫苗不会进入细胞核,不会影响细胞核中的基因,安全性更有优势;与灭活病毒疫苗相比,mRNA疫苗能引起细胞免疫;能不断地表达出抗原;能产生更多的记忆细胞和抗体。
26.(23-24高二下·四川资阳天立学校·期中)下图是转乳糖酶基因试管牛和克隆牛的培育过程,回答下列问题:
(1)细胞1为 ,是动物基因工程中常用的受体细胞,可通过 法导入目的基因。
(2)胚胎移植前需要将细胞1在发育培养液中培养成胚胎,培养时的气体环境条件为 。胚胎移植前可对早期胚胎进行胚胎分割和性别鉴定,性别鉴定一般用发育到囊胚期的细胞,对囊胚期胚胎进行分割时,要注意将 均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(3)克隆牛的培育是通过 技术实现的,属于 (填“有性”或“无性”)生殖。从进化角度分析,试管牛相比于克隆牛的优势是 。
【答案】(1) 受精卵 显微注射
(2) 95%的空气+5%的CO2 内细胞团
(3) 细胞核移植 无性 试管牛属于有性生殖的产物,可产生更多的变异性,能为生物进化提供更多的原材料
【来源】四川省资阳市天立学校2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】分析题图:图示试管牛的培育采用了体外受体、早期胚胎培养和胚胎移植等技术,属于有性生殖;克隆牛的培育采用了核移植、早期胚胎培养和胚胎移植等技术,属于无性生殖。
【详解】(1)精子和卵细胞结合形成的细胞1为受精卵,是动物基因工程中常用的受体细胞,将目的基因导入动物细胞常用显微注射法。
(2)将细胞1在发育培养液中培养成胚胎,培养时的气体环境条件为95%的空气+5%的CO2。对囊胚期胚胎进行分割时,要注意将内细胞团均等分割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
(3)据图可知,克隆牛是通过细胞核移植技术实现的,由于没有经过精卵细胞结合,因此属于无性繁殖。试管牛是有性生殖形成的,由于减数分裂时形成的配子具有多样性以及受精时雌雄配子随机结合,因此有性生殖可产生更多的变异性,能为生物进化提供更多的原材料,有利于生物进化,而克隆牛是无性繁殖的结果,只能保持亲本的特性,变异性差,不能为进化提供更多的原材料,不利于生物进化。
27.(23-24高二下·四川成都金牛区成都七中万达学校·期中)甲型流感病毒是一种RNA病毒,包膜表面存在能与细胞膜表面受体结合的血凝素HA(蛋白质)。疫苗接种和病毒检测是流感防控工作的重要举措。请回答下列问题:
(1)可利用基因工程制备重组亚单位疫苗,其技术线路是:提取流感病毒RNA→通过RT-PCR(逆转录PCR)技术扩增筛选HA蛋白基因→构建基因表达载体→导入细胞并培养→提取并纯化HA蛋白→制成疫苗。
①利用RT-PCR技术,获取HA蛋白基因时,需加入 酶;据图甲分析,扩增HA蛋白基因时,应选择的引物为 。基因表达载体构建中为提高目的基因和运载体的正确连接效率,研究人员应在图甲中选择的限制酶是 。
②PCR的产物可通过电泳鉴定,设置如下:1号泳道为标准(Marker),2号泳道是以HA蛋白基因片段为材料做的阳性对照组,3号泳道为实验组。图丙中3号泳道出现杂带,原因一般有 (答出2点即可)。
(2)流感病毒核酸检测可用荧光定量RT-PCR技术,检测原理如图丁。当探针完整时,荧光基团(R)发出的荧光信号被淬灭基团(Q)吸收而不发荧光;当TaqDNA聚合酶遇到探针时会使探针水解而释放出游离的R和Q,使R发出的荧光信号并被相应仪器检测到,荧光信号的累积与PCR产物数量完全同步。若每断裂一个TagMan探针,设置R发出的荧光信号的值为1.如果经n次的PCR扩增,实时荧光信号强度 (填“增强”“减弱”或“不变”),说明样液中病毒的核酸数量为0.
【答案】(1) 逆转录酶、TaqDNA聚合 引物4、引物5 BamHI和HindI 模板受到污染;引物的特异性不强;复性温度偏低
(2)不变
【来源】四川省成都市金牛区成都七中万达学校2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】RT-PCR技术:将RNA的反转录(RT)和cDNA的聚合酶链式扩增(PCR)相结合的技术。首先经反转录酶的作用,从RNA合成cDNA,再以cDNA为模板,在DNA聚合酶作用下扩增合成目的片段。RT-PCR技术灵敏而且用途广泛,可用于检测细胞中基因表达水平、细胞中RNA病毒的含量和直接克隆特定基因的cDNA序列。
【详解】(1)①利用RT-PCR技术,获取HA蛋白基因时,需要先逆转录得到cDNA,再进行PCR,所以需要加入逆转录酶、TaqDNA聚合,在进行目的基因扩增时需要加入引物,引物需要与模板链的3'端配对,同时还需要在引物的两端加上限制酶识别序列,由图甲分析可知,因选择引物4、引物5,基因表达载体构建中为提高目的基因和运载体的正确连接效率,尽可能使目的基因两端的黏性末端不同,研究人员应在图甲中选择的限制酶是BamH I和Hind I。
②1号泳道为标准(Marker),2号泳道是以HA蛋白基因片段为材料做的阳性对照组,3号泳道为实验组。图丙中3号泳道出现杂带,说明扩增出了其他DNA片段,原因可能是模板受到污染;引物的特异性不强;复性温度偏低。
(2)由图可知,当存在病毒核酸时,探针配对,TaqDNA聚合酶发挥作用,探针断裂,放出荧光,当病毒数量为0时,无法扩增出目的基因,探针无法配对,TaqDNA聚合酶无法发挥作用,探针不会断裂,荧光强度将持续为0,即荧光强度将不变。
28.(23-24高二下·四川成都金牛区成都七中万达学校·期中)基因编码具有高度特异性杀虫活性的C蛋白,V基因编码的V蛋白是结构和作用机理不同于C蛋白的杀虫蛋白。利用C-V融合基因和载体(如图),获得具有高抗虫性的转基因玉米。回答下列问题:
(1)作为基因工程的载体需要具备的条件有 (答两点)。将C-V融合基因插入T-DNA中,插入不会破坏T-DNA的作用,T-DNA的作用是 。
(2)一般用相同的限制酶分别切割含C-V融合基因的DNA片段和载体,目的是 ,然后将切割后的片段拼接起来,需使用 酶处理。最好选择载体中的 抗性基因作为 ,筛选含目的基因的受体细胞。
(3)目的基因的检测与鉴定的目的是 ,从个体水平对转基因玉米进行检测与鉴定,具体方法是 。
【答案】(1) 能够自我复制、具有标记基因、具有一个或多个限制酶切割位点 将C-V融合基因转移至玉米细胞基因组中
(2) 获得相同的黏性末端 DNA连接 卡那霉素 标记基因
(3) 检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因,检测目的基因是否转录出了mRNA 给植株投放相应害虫,观察植株的生长状况
【来源】四川省成都市金牛区成都七中万达学校2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法,将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法,将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法;
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】(1)作为基因工程的载体,应能够自我复制,使目的基因在受体细胞内稳定保存;具有标记基因,以便于目的基因的检测与鉴定;具有一个或多个限制酶切割位点,以便插入目的基因。T-DNA是可转移的DNA,能将C-V融合基因转移至玉米细胞基因组中。
(2)一般用相同的限制酶分别切割含C-V融合基因的DNA片段和载体,以获得相同的黏性末端,然后使用DNA连接酶将切割后的片段拼接起来。载体中卡那霉素抗性基因作为标记基因,用于筛选含目的基因的受体细胞。
(3)目的基因的检测与鉴定的目的是检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因,检测目的基因是否转录出了mRNA。个体水平检测抗虫玉米培育是否成功的方法是给植株投放害虫,观察植株的生长状况:若植株正常生长,说明已经成功的导入目的基因并表达。该玉米具有C-V融合基因具有高抗虫性,与导入一种抗虫基因相比,此玉米可延缓害虫抗性基因频率增加。
29.(23-24高二下·四川成华区某校·期中)宫颈癌是一种由HPV病毒(遗传物质是DNA)引发的癌症,至今已鉴定出200多种HPV类型。尤其是HPV16、HPV18,其检出率在宫颈癌中达到99.7%。2023年1月,国家卫生健康委等十个部门联合发布了《加速消除宫颈癌行动计划(2023—2030年)》,提出了“积极推动HPV疫苗接种”的要求。九价HPV疫苗在中国获批用于9-45岁女性,但却一针难求。将HPV16和HPV18两种病毒的衣壳蛋白基因(目的基因)与质粒连接,导入大肠杆菌表达后,就获得了疫苗的有效成分。
(1)在构建基因表达载体时要将HPV16和HPV18两种病毒的衣壳蛋白基因插入 和 之间。PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行,缓冲溶液一般要添加Mg2+,原因是 。引物的作用是 ,引物长度通常为20~30个核苷酸,过短会导致特异性差。
(2)构建基因表达载体的目的是 。
(3)进行基因表达载体构建有两个方案:方案一:只用EcoRⅠ酶同时切割质粒和含目的基因的DNA片段;方案二:使用BamHⅠ和HindⅢ两种限制酶同时切割质粒和含目的基因的DNA片段。你认为哪个方案更好? 。原因是 。
(4)基因表达载体导入大肠杆菌前,需用 处理大肠杆菌,目的是 。
【答案】(1) 启动子 终止子 耐高温的DNA聚合酶需要Mg2+激活 使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸
(2)让目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代,使目的基因能够表达和发挥作用
(3) 方案二 防止目的基因和质粒的自身环化和反向连接等
(4) Ca2+ 使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态
【来源】四川成华区某校2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法;
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因——DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA——分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原—抗体杂交技术;个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】(1)在构建基因表达载体时要将HPV16和HPV18两种病毒的衣壳蛋白基因插入启动子和终止子之间;PCR反应需要在一定的缓冲溶液中才能进行,缓冲溶液一般要添加Mg2+,以激活耐高温的DNA聚合酶;在此过程中,引物的作用是使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸。
(2)构建基因表达载体的目的是让目的基因在受体细胞中稳定存在并遗传给下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。
(3)方案二更好,原因是:如果用EcoRI对外源DNA和质粒进行酶切,因为黏性末端相同,将多个含有目的基因的DNA片段与多个质粒的酶切产物用DNA连接酶进行连接后,两两连接所形成的产物有空质粒,反向连接的质粒,正向连接的质粒三种。为了防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化和反向连接,使用BamHI和HindⅢ两种限制酶同时切割质粒和含目的基因的DNA片段。
(4)基因表达载体导入大肠杆菌前,需用Ca2+处理大肠杆菌,目的是使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态,可以提高转化效率。
30.(23-24高二下·四川绵阳中学·期中)虾青素可由β-胡萝卜素在β-胡萝卜素酮化酶(BKT)和β-胡萝卜素羟化酶(CRTR-B)的作用下转化而来。杜氏盐藻是单细胞浮游植物,生长快,易培养,能大量合成β-胡萝卜素。科研人员利用“无缝克隆技术”(如图1)构建含BKT基因和CRTR-B基因的表达载体(如图2),导入杜氏盐藻,以实现虾青素的工厂化生产,回答下列问题。
(1)目的基因的筛选与获取:雨生红球藻是天然虾青素重要来源,提取雨生红球藻的总DNA作为 ,设计特异性引物扩增BKT基因和CRTR-B基因,此过程每次循环可以分为 三步。
(2)基因表达载体的构建:
①PCR获取抗除草剂基因过程中,为确保基因两端具有所需同源序列,需在引物的一端添加对应的同源序列。若将来需要将抗除草剂基因能够从重组质粒中切除,还需要在基因两侧加入限制酶识别序列,则扩增抗除草剂基因时,设计的引物序列(5'→3')为 。
A.同源序列+抗除草剂基因部分序列+限制酶识别序列
B.同源序列+限制酶识别序列+抗除草剂基因部分序列
C.抗除草剂基因部分序列+限制酶识别序列+同源序列
②最终形成的重组质粒如图3所示,其中atpA启动子和psbA启动子均为杜氏盐藻叶绿体启动子,选用内源性启动子的目的是 。
(3)准备受体细胞:选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行培养,一段时间后,挑取生长状态良好的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养。两次培养的目的分别为 、 :
(4)目的基因导入及相关检测:采用基因枪法将重组质粒导入杜氏盐藻叶绿体,一段时间后,先用含 的培养基初筛已转化的杜氏盐藻,然后采用相关技术检测是否成功表达 。
(5)叶绿体转化是植物基因工程的新热点,叶绿体的诸多特点为叶绿体转化提供优势,如叶绿体基因组小,功能清晰,使基因操作方便:叶绿体具有自我复制功能,一个植物细胞可含有多个叶绿体,每个叶绿体中含有多个基因组,可大大提高 :另外,叶绿体基因位于细胞质中,可有效避免基因污染。
【答案】(1) 模板 变性、复性和延伸
(2) B 确保目的基因正常表达
(3) 纯化杜氏盐藻 扩大培养杜氏盐藻
(4) 除草剂 β-胡萝卜素酮化酶和β-胡萝卜素羟化酶
(5)目的基因的表达量
【来源】四川省绵阳中学2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。(4)目的基因的检测与鉴定。
【详解】(1)因雨生红球藻是天然虾青素重要来源,是目的基因的来源,故可提取雨生红球藻的总 DNA为模板,设计特异性引物扩增其 DNA中的 BKT基因和CRTR-B 基因进行PCR扩增,PCR技术包括:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
(2)①根据 PCR扩增的原理,在 PCR过程中,为确保基因两端具有所需同源序列,需在5’ 端添加对应的同源序列;根据题意,若要确保抗除草剂基因能够从重组质粒中切除,则所需引物(5’一 3’)的序列应为“同源序列十限制酶识别序列十特异性扩增引物序列(抗除草剂基因部分序列)”,AC错误,B正确。
故选B。
③启动子是转录的起始信号,选用内源性启动子的目的是防止基因沉默,确保目的基因正常表达。
(3)选取初始杜氏盐藻涂布到杜氏盐藻固体培养基进行培养的目的是纯化杜氏盐藻,挑取生长状态良好的单藻落到杜氏盐藻液体培养基中继续培养的目的是扩大培养杜氏盐藻。
(4)筛选已转化的杜氏盐藻的培养基是选择培养基,其中含除草剂,再通过抗原—抗体杂交实验检测是否成功表达 β-胡萝卜素酮化酶和 β-胡萝卜素羟化酶。
(5)叶绿体具有自我复制功能,一个植物细胞可含有多个叶绿体,每个叶绿体中含有多个基因组,可大大提高目的基因的表达量。
31.(23-24高二下·四川内江第六中学·)人血清白蛋白(HSA)具有重要的医用价值,现可用基因工程技术获取重组HSA(rHSA)。下图甲为获取的含有目的基因(HSA基因)的DNA片段,Sau3AⅠ、EcoRⅠ、BamHⅠ为三种限制酶,图中箭头所指为三种限制酶的切点;图乙是三种限制酶的识别序列与酶切位点示意图;图丙是土壤农杆菌中用于携带目的基因的Ti质粒结构示意图。请据所学知识回答下列问题:
(1)三种限制酶中能产生相同黏性末端互补序列的是 。
(2)图丙土壤农杆菌中用于携带目的基因的Ti质粒中,抗生素抗性基因可作为标记基因,其作用是 。
(3)为获取大量的目的基因,可利用PCR技术扩增HSA基因,PCR技术的原理是 。在PCR反应体系中,除了加入HSA基因和引物外,还需要添加的 。
(4)仅用EcoRⅠ或BamHⅠ中的一种处理目的基因所在片段与Ti质粒,构建表达载体并导入受体细胞,经PCR检测与鉴定,发现部分受体细胞中具有完整重组Ti质粒,却无法产生对应的mRNA.试分析原因可能是 。因此, 实际操作中常采用两种酶同时处理材料。
【答案】(1)Sau3AⅠ、BamHⅠ
(2)用于重组DNA分子的筛选
(3) DNA分子的半保留复制 4种脱氧核替酸(或“dNTP”)、Taq 酶(或“Taq DNA聚合酶”、“耐高温的DNA聚合酶”)、缓冲液等
(4)目的基因所在DNA片段反向连接到载体上,导致转录错误,无法产生对应的mRNA。
【来源】四川省内江市第六中学2023-2024学年高二下学期半期考试生物试卷
【分析】基因工程技术的基本步骤:
1、目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
2、基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
3、将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
4、目的基因的检测与鉴定。
【详解】(1)根据图乙分析可知,Sau3AⅠ、EcoRⅠ、BamHⅠ三种限制酶,产生相同黏性末端的是BamHⅠ和Sau3AⅠ,其黏性末端为(-GATC-)。
(2)抗生素抗性基因可作为标记基因,可用于重组DNA分子的筛选,筛选含有目的基因的受体细胞。
(3)PCR技术的原理是DNA分子的半保留复制,在PCR反应体系中,除了加入HSA基因和引物外,还需要添加原料4种脱氧核苷酸(或“dNTP”)、Taq 酶(或“Taq DNA聚合酶”、“耐高温的DNA聚合酶”)、缓冲液等。
(4)由于目的以及因两侧都含有EcoRⅠ或BamHⅠ限制酶识别位点,因此仅用EcoRⅠ或BamHⅠ中的一种处理目的基因所在片段与Ti质粒,会导致目的基因所在DNA片段反向连接到载体上,导致转录错误,无法产生对应的mRNA。
32.(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)人血清白蛋白(HSA)在临床上的需求量大,由于其来源有限和有生物污染的风险,重组人血清白蛋白(rHSA),成为其重要的替代品。回答下列(一)(二)小题:
(一)途径一:基因工程结合发酵工程构建人血清白蛋白工程菌。
科研人员将HSA基因转入酵母菌细胞,获得了重组人血清白蛋白。图为酵母菌基因改造以及工业化发酵生产rHSA的过程示意图。
(1)随着测序技术的发展,为获取人血清白蛋白基因,可通过检索 获取其编码序列,用化学合成法制备得到。重组基因表达载体中的启动子的作用是 。
(2)工业化发酵生产rHSA的过程一般包括菌种的选育,扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵、产品的 等方面,将rHSA工程菌接种至发酵罐内进行扩增,培养过程中可定期取样并使用细菌计数板对 (填“菌体”或“菌落”)进行直接计数,以评估增殖情况。在工程菌选择上,选用酵母菌而不选用大肠杆菌,原因是大肠杆菌 。
(二)途径二:基因工程结合细胞工程构建人血清白蛋白乳腺反应器。
Ⅰ.采集良种供体牛的卵母细胞和精液,通过体外受精,形成奶牛受精卵;
Ⅱ.构建基因的表达载体,并将其导入奶牛受精卵,形成转基因细胞;
Ⅲ.电脉冲刺激转基因细胞促使其形成早期胚胎;
Ⅳ.将胚胎移植到受体母牛的子宫中,最终发育成转基因小牛。
(3)实验步骤Ⅰ中,在体外受精前,需要对奶牛的精子进行 处理。
(4)实验步骤Ⅳ是进行胚胎移植。筛选出发育状态良好的雌性胚胎进行移植,为实现这一工序,需用相应激素对受体进行 处理。
(5)有人提议将乳腺反应器改成膀胱反应器,请分析利用膀胱反应器比乳腺反应器产量高的原因 。
【答案】(1) 序列(基因)数据库 作为RNA聚合酶识别和结合的位点,驱动基因转录出mRNA
(2) 分离、提纯 菌体 是原核生物,真核生物的基因在其细胞内表达的蛋白活性往往较低甚至失去活性(或无生物膜系统对蛋白质进行加工,导致蛋白活性低)
(3)获能
(4)同期发情
(5)雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁,而尿液不会受到性别和发育期的影响,尿液的分泌总量要比乳汁的分泌量大
【来源】四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试 生物版含答案word
【分析】1、基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成;
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等;
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样;
(4)目的基因的检测与鉴定。
2、发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面。如果发酵产品是微生物细胞本身,可在发酵结束之后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,即可得到产品。如果产品是代谢物,可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。
【详解】(1)化学合成法可合成已知序列的基因,可以检索序列(基因)数据库获取目的基因的编码序列,用化学合成法制备。重组基因表达载体中的启动子的作用是作为RNA聚合酶识别和结合的位点,驱动基因转录出mRNA。
(2)发酵工程的内容包括菌种选育、扩大培养、培养基的配制、灭菌、接种、发酵过程和产品的分离、提纯等方面。将rHSA工程菌接种至发酵罐内进行扩增,培养过程中可定期取样并使用细菌计数板对菌体进行直接计数,以评估增殖情况。在工程菌选择上,选用酵母菌而不选用大肠杆菌,原因是大肠杆菌是原核生物,真核生物的基因在其细胞内表达的蛋白活性往往较低甚至失去活性(或无生物膜系统对蛋白质进行加工,导致蛋白活性低)。
(3)精子经过获能后才具有与卵细胞结合形成受精卵的能力。
(4)在胚胎移植操作中,应对供体和受体母牛进行同期发情处理,以使供体和受体处于相同的生理状态,使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致。
(5)有人提议将乳腺反应器改成膀胱反应器,请分析利用膀胱反应器比乳腺反应器产量高的原因雌性牛只有在哺乳期才能分泌乳汁,而尿液不会受到性别和发育期的影响,尿液的分泌总量要比乳汁的分泌量大。
33.(23-24高二下·四川德阳什邡什邡中学·期中)转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因,由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗,其培育过程如下图甲所示(①至④代表过程,A至C代表结构或细胞):
(1)图中A为 。获得A的途径有多种,其一就是根据目标蛋白质的氨基酸序列,推测出DNA的序列,再通过化学方法合成A。现已知目标蛋白中的一段氨基酸序列为-甘氨酸-丝氨酸-精氨酸-,请写出A中该段氨基酸序列对应的碱基对序列 (已知相应氨基酸的对应密码子如下:亮氨酸-UUG,精氨酸 -CGC,丝氨酸-AGC,甘氨酸-GGA)。
(2)借助农杆菌将B导入叶盘细胞后,通过③④过程培养成草莓幼苗的技术工程是 ,所依据的原理是 。
(3)过程①的具体过程如图乙所示,现有SalI、BamHI、HindIII三种限制酶均可切割质粒和A,应选用限制酶 进行切割,以保证它们定向连接。限制酶切断的是DNA分子中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的键,下图表示正确的是 (表示限制酶作用部位)。
(4)下列关于基因工程常用运载体——质粒的说法正确的是___。
A.质粒通常是来自细菌的环状DNA分子,使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解
B.质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞
C.质粒上具有多种限制酶切点,以便于切割后与目的基因连接,没有限制酶就无法使用质粒运载体
D.质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则
【答案】(1) 乙肝病毒表面抗原基因(目的基因)
(2) 植物组织培养技术 植物细胞的全能性
(3) Sal Ⅰ、Hind Ⅲ D
(4)ACD
【来源】四川省德阳市什邡市什邡中学2023-2024学年高二下学期5月期中考试生物试题
【分析】分析题图甲:①表示基因表达载体的构建过程;②将目的基因导入受体细胞(农杆菌转化法);③④表示植物组织培养过程,其中③是脱分化过程、④是再分化过程。图中A是目的基因、B是基因表达载体(由启动子、终止子、目的基因和标记基因等部分构成)、C是愈伤组织。分析题图乙:质粒和目的基因的DNA片段上均有Sal Ⅰ、Hind Ⅲ、BamH Ⅰ三种限制性核酸内切酶酶切位点;在质粒上,这三种限制酶的切割位点都位于抗四环素基因上,用其任何一种酶都会破坏四环素抗性基因;在含目的基因的DNA片段上,BamH Ⅰ位于目的基因上,用BamH Ⅰ切割会破坏目的基因。
【详解】(1)图中A是乙肝病毒表面抗原基因即目的基因,已知目标蛋白中的一段氨基酸序列为-甘氨酸-丝氨酸-精氨酸-,mRNA的序列为-GGAAGCCGC-,根据碱基互补配对原则,则目的基因中该段氨基酸序列对应的碱基对序列为: 。
(2)③④表示植物组织培养过程,所依据的原理是植物细胞的全能性。
(3)只用1种限制酶切割含有目的基因的DNA与质粒,形成相同的黏性末端,容易发生自身连接和反向接入,用BamH I会破坏目的基因,则在构建重组质粒时,应选用Sal I、Hind Ⅲ两种酶对质粒和目的基因的DNA进行切割,以保证重组DNA序列的唯一性。限制酶作用的是磷酸二酯键,D正确,ABC错误。
故选D。
(4)A、质粒通常是来自细菌的环状DNA分子,使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解,A正确;
B、质粒运载体自身也能进入细胞,B错误;
C、质粒上具有多种限制酶切点,以便于切割后与目的基因连接,没有限制酶就无法使用质粒运载体,C正确;
D、质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则,D正确。
故选ACD。
34.(23-24高二下·四川遂宁射洪四川射洪中学校·期中)多不饱和脂肪酸(PUFAs)是人体必需脂肪酸,为解决猪肉中PUFAs含量不足的问题,研究者从线虫中获得控制PUFAs合成的必需酶基因fatl,培育转fatl基因猪,操作过程如图所示。图中GFP基因表达出绿色荧光蛋白。据图回答下列问题:
(1)用PCR技术在体外扩增目的基因时,PCR扩增仪中要加入缓冲液、目的基因、 (答出2点)等。
(2)由图可知,在构建基因表达载体时,为克服目的基因自身环化,即线性DNA的末端相互连接形成圆环,以及便于目的基因与载体的连接,切割含目的基因的DNA和载体的限制酶应选用 和 。
(3)构建的基因表达载体中,GFP基因的作用是 。除GFP基因外,未标注出的必需元件还有 。
(4)猪成纤维细胞在培养瓶中培养时,除必须保证环境是无菌、无毒外,还必须定期 ,以防止细胞代谢物积累对细胞自身造成的伤害。培养到一定程度后,需要分瓶再继续培养,分瓶后的培养过程称为 。此过程中,对于悬浮培养的细胞直接用 法收集细胞处理成细胞悬液。
【答案】(1)引物、4种脱氧核苷酸(原料)、(耐高温的)DNA聚合酶
(2) EcoRⅠ BamHⅠ
(3) 作为标记基因使相关细胞发出绿色荧光方便进行筛选 复制原点
(4) 更换培养液 传代培养 离心法
【来源】四川省遂宁市射洪市四川省射洪中学校2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】1、基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取:利用PCR技术扩增。(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定。
2、基因表达载体必需具备的元件有目的基因、标记基因、启动子、终止子和复制原点。
3、目的基因的检测和鉴定:(1)分子水平上的检测 ;(2)个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
【详解】(1)用PCR技术在体外扩增目的基因时,PCR扩增仪中要加入缓冲液、目的基因、引物、4种脱氧核苷酸(原料)、(耐高温的)DNA聚合酶等。
(2)据题图可知,运载体有三种限制酶位点可供选择,目的基因fat1两侧有EcoRI和BamHI两种限制酶酶切位点,正好运载体上也有这两种限制酶位点,为防止目的基因自身环化使用双酶切,可选用EcoRI和BamHI切割含目的基因的DNA和载体。
(3)构建的基因表达载体中,GFP基因的作用是标记基因(使相关细胞发出绿色荧光方便进行筛选)。基因表达载体必需具备的元件有目的基因、标记基因、启动子、终止子和复制原点;所构建的重组基因表达载体中未标注出的必需元件除了标记基因还有复制原点。
(4)猪成纤维细胞在培养瓶中培养时,除必须保证环境是无菌、无毒外,还必须定期更换培养液,以防止细胞代谢物积累对细胞自身造成的伤害。培养到一定程度后,需要分瓶再继续培养,分瓶后的培养过程称为传代培养,此过程中,对于悬浮培养的细胞直接用离心法收集细胞处理成细胞悬液。
35.(23-24高二下·安宁河联盟·期中)下图是某实验室构建基因表达载体的过程示意图,质粒A0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr)。据图回答问题:
(1)EcoR V酶切位点为,EcoR V酶切出来的线性载体A1为 末端。
(2)用Taq DNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段,其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体A1用酶处理,在两端各添加了一个碱基为 的脱氧核苷酸,形成A2;A2和目的基因片段在 酶作用下,形成基因表达载体A3。
(3)为筛选出含有基因表达载体A3的菌落,采用含有不同抗生素的平板进行筛选,得到A、B、C三类菌落,其生长情况如表。根据表中结果判断,应选择的菌落是 (填表中字母)类,另外两类菌落质粒导入情况分别是 、 。
平板类型
菌落类型
无抗生素
四环素
氨苄青霉素
氨苄青霉素+四环素
A
+
+
+
+
B
+
-
+
-
C
+
-
-
-
注:“+”代表生长,“-”代表不生长
【答案】(1)平
(2) 胸腺嘧啶(T) DNA连接
(3) B A类菌落含有A0 C类菌落未导入质粒
【来源】安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考生物试题
【分析】据图分析:A0是载体质粒,其含有的氨苄青霉素抗性基因(ampr)和四环素抗性基因(tetr)都属于标记基因,可以用来检测目的基因是否导入受体细胞;EcoRV酶为限制酶,其切割质粒后会破坏了四环素抗性基因(tetr)。
【详解】(1)限制性核酸内切酶切割DNA可以形成黏性末端或平末端,据EcoR V酶切位点分析,EcoR V酶切出来的线性载体A1为平末端。
(2)分析图1可知,目的基因两侧为黏性末端,且游离出的碱基为A,则在载体A1的两端需要各加一个碱基T,形成具有黏性末端的载体A2,再用DNA连接酶将A2与目的基因连接起来形成重组质粒A3。
(3)限制酶切割后破坏了四环素抗性基因,但是没有破坏氨苄青霉素抗性基因,因此含有重组质粒A3的菌落在含有四环素的培养基中不能生长,而在含有氨苄青霉素的培养基中能生长,结合表格分析可知,应该选择C类菌落。根据表格分析,A类菌落在氨苄青霉素和四环素的培养基中都能够生长,说明其导入的是A0;B类菌落在任何抗生素的培养基中都不能生长,说明其没有转入任何质粒。
36.(23-24高二下·四川成都蓉城名校联盟·期中)科研人员将R基因作为目的基因,构建基因表达载体,下图是目的基因的DNA的片段和所用到的质粒。回答下列问题:
(1)在扩增R基因时,需要加入引物,根据R基因 (填“内部”或“两端”)的核苷酸序列来设计特异性引物;利用PCR技术合成的DNA分子与模板DNA分子比较,长度一般 (选填“较长”或“较短”)。
(2)构建基因表达载体时,一般选择同种限制酶,据图分析,可以选择的酶是 ,但用一种限制酶切割,会出现R基因和质粒的自身环化,或者R基因与质粒的反向连接。为避免上述现象,并且要在基因表达载体中保留标记基因,在切割质粒和目的基因时都采用两种限制酶切割,据图分析,该过程最适合选用的两种酶是 。
(3)将上述过程构建的基因表达载体导入到细菌,这些细菌将会获得对 的抗性。导入前,一般先用钙离子处理细菌,使其处于能吸收环境中 的生理状态。
(4)如果要将表达载体导入动物受精卵,常用的方法是 。
【答案】(1) 两端 较短
(2) EcoRI PstI、EcoRI
(3) 四环素 DNA分子
(4)显微注射法
【来源】四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
【详解】(1)PCR技术扩增的是引物之间的DNA,所以要包括完整的目的基因,因此是根据目的基因两端的序列来设计特异性引物,引物之间的DNA才能扩增,所以合成的DNA分子比模板分子短。
(2)选择一种酶,只能选择EcoRⅠ,只有该酶的识别序列在目的基因的两端都有,可以保证把目的基因切割下来,而且在质粒上的T-DNA上也有该酶的识别序列,保证了目的基因与载体的连接。选择PstⅠ和EcoRI切割理由有三点:①可以在T-DNA内形成两个不同的黏性末端,这两个酶在目的基因两端也有识别序列,可以在目的基因两侧也切出两个不同的黏性末端,保证了目的基因在质粒上不会反向连接;②使得目的基因位于T-DNA内,保证了目的基因可以整合到受体细胞的染色体DNA上;③这两种酶切割后,使得潮霉素抗性基因丢失,重组质粒导入后细菌具有了四环素的抗性。如果未连接目的基因的空质粒进入细菌,会使得细菌出现两种抗性。所以可以通过细菌具有一种还是两种抗性来区别导入重组质粒和导入空质粒的两种受体细胞。
(3)用了上述两种酶后,抗四环素基因是完整的,使得受体细菌获得了抗四环素的能力。导入前,一般先用钙离子处理细菌,使其处于能吸收环境中DNA分子的生理状态。
(4)常用显微注射的方法将目的基因导入动物受精卵。
37.(23-24高二下·四川绵阳南山中学·期中)某真菌的W基因可编码一种可高效降解纤维素的酶,已知图乙中W基因转录方向是从左往右。为使放线菌产生该酶,以图甲中质粒为载体,进行重组DNA技术的相关操作。回答下列问题:
限制酶
识别序列及切割位点(5′-3′)
BamHⅠ
G↓GATTC
EcoRⅠ
G↓AATTC
MfeⅠ
C↓AATTG
KpnⅠ
GGTAC↓C
HindⅢ
A↓AGCTT
(1)若要从土壤中筛选出纤维素分解菌,需要配制以 为唯一碳源的固体培养基并进行灭菌处理。为便于筛选可在培养基中加入 染料。
(2)限制酶主要是从 (填“真核生物”或“原核生物”)中分离纯化出来的。结合上述图表分析应使用限制酶 切割图甲中质粒,使用限制酶 切割图乙中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒。
(3)与质粒中启动子结合的酶是 。利用PCR技术对W基因进行扩增时子链延伸的方向是 。
【答案】(1) 纤维素 刚果红
(2) 原核生物 Mfe I、Hind Ⅲ EcoR I、Hind Ⅲ
(3) RNA聚合酶 5'→3'
【来源】四川省绵阳南山中学2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】一个基因表达载体的组成,除目的基因、标记基因外,还必须有启动子、终止子等。启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段,位于基因的上游紧挨转录的起始位点,它是RNA聚合酶识别和结合的部位。有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终表达出人类需要的蛋白质。
【详解】(1)纤维素分解菌能分解纤维素为葡萄糖作为碳源,其他微生物不能分解纤维素,可以用纤维素为唯一碳源的培养基筛选纤维素分解菌。筛选纤维素分解菌可用刚果红染料,刚果红可与纤维素反应形成红色复合物。
(2)限制酶主要是从原核生物分离纯化出来的。根据题图信息“图中W基因转录方向是从左往右”、“质粒启动子到终止子方向为顺时针”,故重组质粒的启动子应在W基因左侧,终止子应在W基因右侧,W基因右侧只能用Hind Ⅲ切割,W基因左侧有BamH I、Kpn I、EcoR I三种酶切位点,结合质粒情况及切割位点识别序列,应使用限制酶Mfe I、Hind Ⅲ切割图中质粒,使用限制酶EcoR I、Hind Ⅲ切割图中含W基因的DNA片段,以获得能正确表达W基因的重组质粒,因为限制酶Mfe I和限制酶EcoR I切割露出相同的黏性末端。
(3)启动子启动基因的转录,故与质粒中启动子结合的酶是RNA聚合酶;由于DNA聚合酶形成磷酸二酯键是有方向的,脱氧核糖核苷酸只能接在3'端,故形成子链的方向只能是5'→3',故利用PCR技术对W基因进行扩增时子链延伸的方向是5'→3'。
38.(23-24高二下·四川成都蓉城名校联盟·期中)某工厂的污水池中含一种有害的有机化合物X,工厂研究人员用镁盐、磷酸盐、化合物X、某类含氮有机物以及微量元素等配制的培养基,筛选得到能高效降解化合物X的细菌(目的菌)。回答下列问题:
(1)要从污水池中的污泥样品里分离出目的菌,从营养物质的角度分析,图中培养皿里培养基的特点是 。
(2)如果从污水池中获得的目的菌数量不多,可用 (填物理状态)培养基对目的菌进行扩大培养,该过程中振荡的目的是 。实验操作过程中获得纯净目的菌的关键是 。
(3)有研究人员提出通过基因工程改造细菌的基因也可获得高效降解化合物X的目的菌。基因工程是在 水平上进行设计和施工的,因此又叫做 。获取目的基因的方法有多种,现在常用PCR特异性地快速扩增目的基因。PCR是 的缩写,利用了 的原理。
【答案】(1)以化合物X为唯一碳源
(2) 液体 使目的菌与培养液充分接触,增加培养液中的溶氧量,有利于目的菌生长繁殖 防止杂菌污染
(3) (DNA)分子 重组DNA技术 聚合酶链式反应 DNA半保留复制
【来源】四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】基因工程是指按照人们的愿望,通过转基因等技术,赋予生物新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看,由于基因工程是在DNA分子水平上进 行设计和施工的,因此又叫作重组DNA技术。
【详解】(1)要分离出目的菌,应用选择培养基,其特点就是以化合物X为唯一碳源,从而允许能利用化合物X的微生物生长,阻止其他种类微生物生长。
(2)目的菌数量不多,可利用液体培养基对目的菌进行扩大培养,以增加目的菌数目。振荡的目的就是摇匀目的菌和培养液,使目的菌与培养液充分接触,同时增加培养液中的溶氧量,有利于目的菌生长繁殖。获得纯净微生物培养物的关键是防止杂菌污染。
(3)基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫做重组DNA技术。PCR是聚合酶链式反应的缩写,它是一项根据DNA半保留复制的原理,对目的基因进行大量复制的技术。
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