内容正文:
假期作业4 基因工程及生物技术的
安全性与伦理问题
1.艾弗里等人通过不同类型肺炎链球菌的转
化实 验 不 仅 证 明 了 生 物 的 遗 传 物 质 是
DNA,还证明了DNA可以从一种生物个体
转移到另一种生物个体.
2.限制酶具有特异性,即一种限制酶只能识别
某种特定的核苷酸序列,并在特定的位点上
切割DNA分子.
3.DNA连接酶的作用部位是磷酸二酯键.
4.质粒是常用的载体,它是一种小型的双链环
状DNA分子,具有一个至多个限制酶切割
位点及标记基因.
5.目的基因可以从基因文 库 中 获 取、利 用
PCR技术扩增或是人工合成.
6.基因表达载体包括目的基因、启动子、终止
子、标记基因和复制原点.
7.目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法;
导入动物细胞常用显微注射技术,导入微生
物细胞常用感受态细胞法.
8.设计试管婴儿技术比试管婴儿技术多了胚
胎移植前的遗传学诊断过程.
1.作为基因工程的运输工具———载体,必须具
备的条件及理由对应不正确的是 ( )
A.能够在宿主细胞中稳定保存并大量复
制,以便提供大量的目的基因
B.具有多个限制酶切割位点,以便于目的基
因的插入
C.具有某些标记基因,以便目的基因能够
准确定位与其结合
D.对宿主细胞无伤害,以不影响宿主细胞
的正常生命活动
2.下列关于“DNA的粗提取和鉴定”实验的原
理的叙述,错误的是 ( )
A.利用DNA不溶于酒精溶液,而蛋白质能
溶于酒精溶液,可将DNA与蛋白质分离
B.利用高温能使蛋白质变性,却对DNA没
有影响的特性,可将DNA与蛋白质分离
C.在用预冷的酒精沉淀DNA时,要用玻璃
棒沿一个方向搅拌,防止DNA断裂
D.利用 DNA能溶于2mol/L的 NaCl溶
液,可将提取的丝状物或沉淀物溶解于
NaCl溶液中
3.下列关于如图所示
黏性末端的说法错
误的是 ( )
A.DNA连接酶能催化磷酸基团和脱氧核
糖之间形成化学键
B.甲、乙黏性末端是由不同的限制酶切割
而成的
C.切割甲的限制酶也能识别由甲、乙片段
形成的重组DNA分子
D.甲、乙黏性末端可形成重组DNA分子
4.下列关于PCR技术的叙述正确的是( )
A.PCR技术所用TaqDNA聚合酶能耐高
温,其最适温度是95℃
B.一个DNA片段经PCR扩增n次后需2n
个引物
C.在第2轮循环产物中开始出现目标DNA
片段
D.一个DNA片段经PCR扩增n次后含目
标DNA片段2n-2n
5.下列过程中涉及酶的种类及其作用部位的
对应关系,错误的是 ( )
A.DNA复制—DNA聚合酶—形成磷酸二
酯键
B.PCR技术—解旋酶—破坏氢键
C.转录—RNA聚合酶—形成磷酸二酯键
D.蛋白质的水解—蛋白酶—破坏肽键
7
6.如图表示pBR322质粒和人生长激素基因
所在片段的结构信息,将二者构建的重组质
粒导入受体菌并进行筛选.下列叙述错误
的是 ( )
注:AmpR:氨苄青霉素抗性基因,TetR:四环
素抗性基因
A.应选择的限制酶组合是酶F和酶G
B.所选用的受体菌不能含有AmpR 和TetR
基因
C.用含氨苄青霉素的培养基筛选出含重组
质粒的受体菌
D.同时用三种限制酶处理图中质粒,电泳
后可得到4个条带
7.(不定项)研究者试图通过蛋白质工程改造
中华鲟体内的某些蛋白质,使其更加适应现
在的水域环境.以下说法正确的是 ( )
A.该工程可以定向改变蛋白质分子的结构
B.改造蛋白质是通过改造基因结构来实现的
C.改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
D.改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋
白质
8.(不定项)抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5
是我国自主研发的转基因品种.为给监管
转基因生物安全提供依据,采用PCR方法
进行目的基因监测,反应程序如图所示.下
列叙述正确的是 ( )
A.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制
B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分
C.延伸过程无需引物参与即可完成半保留
复制
D.转基因品种经检测含有目的基因后即可
上市
9.某同学采用基因工程技术在大肠杆菌中表
达蛋白E.回答下列问题.
(1)该同学利用PCR扩增目的基因.PCR
的每次循环包括变性、复性、延伸3个阶段,
其中DNA双链打开成为单链的阶段是
,引物与模板
DNA链碱基之间的化学键是
.
(2)质粒载体上有限制酶a、b、c的酶切位
点,限制酶的切割位点如图所示.构建重组
质粒时,与用酶a单酶切相比,用酶a和酶b
双酶切的优点体现在
(答出两点即可);使用酶c单酶切构
建重组质粒时宜选用的连接酶是
.
(3)将重组质粒转入大肠杆菌前,通常先将
受体细胞处理成感受态,感受态细胞的特点
是 ;若要验证转化的
大肠杆菌中含有重组质粒,简要的实验思路
和预期结果是
.
1.(2024黑吉辽卷,7)关于采用琼脂糖凝胶
电泳鉴定PCR产物的实验,下列叙述正确
的是 ( )
A.琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离
DNA片段的大小
B.凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示
DNA分子的具体位置
C.在同一电场作用下,DNA片段越长,向
负极迁移速率越快
D.琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯
下被检测出来
2.(2024山东卷,13)关于“DNA的粗提取与
鉴定”实验,下列说法正确的是 ( )
A.整个提取过程中可以不使用离心机
B.研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后,应充
分摇匀再倒入烧杯中
C.鉴定过程中 DNA 双螺旋结构不发生
改变
D.仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热
后可能变蓝的干扰
8
7.AB [单个B淋巴细胞不能增殖,所以不能产生大量的单一
抗体,A错误;丙细胞是产生不同抗体的多种 B细胞和骨髓
瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞,能够无限增殖,但不一定产
生所需抗体,B错误;给小鼠先注射特定的抗原后,刺激小鼠
产生免疫反应,从而获得产生所需抗体的淋巴细胞,C正确;
B细胞和骨髓瘤细胞融合后,形成的细胞包括B细胞和B细
胞的融合、骨髓瘤细胞和骨髓瘤细胞的融合,B细胞和骨髓
瘤细胞的融合,故图中的乙包括未融合的亲本细胞,具有同
种核的融合细胞和杂种细胞,D正确.]
8.BCD [在胚胎发育过程中,受精卵通过有丝分裂不断增加
体细胞数目,A正确;进行胚胎分割时,应选择发育良好、形
态正常的囊胚,因囊胚期的内细胞团未分化,而原肠胚已经
分化,不能用于胚胎分割移植,B错误;在胚胎发育中,滋养
层细胞将来发育成胎膜和胎盘,C错误;体外受精属于胚胎
工程,生殖方式属于有性生殖,D错误.]
9.解析:(1)从黑鼠体内获得体细胞后,对其进行的初次培养称
为原代培养;培养的细胞在贴壁生长至铺满培养皿底时停止
分裂,这种现象称为接触抑制.
(2)图中2-细胞胚胎可用人工方法从灰鼠输卵管内获得,
该过程称为冲卵,也可从灰鼠体内取出卵子,培养到一定时
期再通过体外受精(或核移植)后进行早期胚胎培养获得.
(3)图中体外获得的重组囊胚通过胚胎移植技术移入白鼠子
宫内继续发育;胚胎分割技术可以得到多个相同的胚胎,提
高胚胎的利用率;囊胚的内细胞团保留分裂和分化能力,小
鼠胚胎干细胞(ES)可由囊胚的内细胞团分离培养获得.
(4)一次给受体母牛移入多个胚胎,由于这些胚胎可能由不
同的受精卵发育而来的,它们的基因型可能相同,也可能不
同,因此产生的多个后代基因型不一定相同;囊胚的滋养层
细胞是在胚胎发育成桑葚胚后,桑葚胚进一步发育,开始出
现分化沿透明带内壁扩展和排列的一种个体较小的细胞,通
常取少量滋养层细胞诊断是否患有遗传病或做性别鉴定,这
样不会影响胚胎发育.
(5)受精时,首先发生顶体反应释放顶体酶,有利于精子穿过
放射冠、透明带,故顶体反应不会阻止精子入卵受精,A 错
误;哺乳动物受精过程阻止多精子入卵受精机制:精子通过
顶体酶溶解出的两条通道与卵黄膜接触,立即发生透明带反
应以阻止其他精子通过透明带,这是防止多个精子进入卵细
胞的第一道屏障,B正确;精子进入卵黄膜的时候,卵黄膜表
面有大量的微绒毛,抱合精子,精子外膜与卵黄膜融合,精子
入卵,故精子触发卵黄膜表面微绒毛的抱合反应不会阻止精
子入卵受精,C错误;精子入卵后,卵细胞随即发生卵黄膜封
闭作用,是阻止多精入卵受精的第二道屏障,D正确.
答案:(1)原代培养 接触抑制
(2)体外受精(或核移植)
(3)胚胎移植 胚胎分割 内细胞团
(4)不一定相同 囊胚的滋养层细胞
(5)BD
走近高考
1.D [选择遗传性状优良的健康波尔母山羊作为供体,进行
超数排卵处理,A正确;胚胎移植前,采集部分滋养层细胞进
行遗传学检测,B正确;作为受体的杜泊母绵羊只需具备健
康的体质和正常繁殖能力即可,但山羊和绵羊是不同的物
种,具有生殖隔离,不能将山羊的胚胎移植到绵羊子宫发育,
即普通品质的健康杜泊母绵羊不适合作为受体,C正确;生
产中需选择品质良好的波尔公山羊提供精子,D错误.]
2.C [体外受精主要包括:卵母细胞的采集和培养、精子的采
集和获能、受精.(1)卵母细胞的采集和培养①主要方法是:
用促性腺激素处理,使其超数排卵,然后,从输卵管中冲取卵
子.②第二种方法:从已屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞或
直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞.(2)精子的采集和
获能①收集精子的方法:假阴道法、手握法和电刺激法;②对
精子进行获能处理:包括培养法和化学诱导法.(3)受精:在
获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程.由题干信息
可知,该过程通过体外受精获得胚胎,再通过胚胎移植,使长
角羚羊成功妊娠并产仔,因此需要进行超数排卵、精子获能
处理,并对获得的受精卵进行胚胎培养;由于该过程为有性
生殖,因此不需要涉及细胞核移植,所以 C正确、ABD错误.
故选 C.]
假期作业4
1.C [作为运载体必须具备的条件之一是能够在宿主细胞中
稳定地保存 下 来 并 大 量 复 制,以 便 提 供 大 量 的 目 的 基 因,
A正确;作为运载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶
切点,以便于目的基因的插入,B正确;作为运载体必须具备
的条件之一是具有某些标记基因,以便于重组后进行重组
DNA分子的筛选,C错误;携带外源 DNA 片段的质粒进入
受体细胞后,停留在细胞中进行自我复制,或整合到染色体
DNA上,随着染色体 DNA进行同步复制,同时运载体对宿
主细胞无伤害,以使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保
存,D正确.]
2.B [DNA不溶于酒精溶液,但细胞中的某些蛋白质溶于酒
精,可利用这个特性将 DNA与蛋白质分离,A 正确;高温能
使蛋白质、DNA 变性,蛋白质在60~80 ℃发生变性,DNA
在80℃以上变性,B错误;在用预冷的酒精沉淀DNA时,要
用玻璃棒沿一个方向搅拌,为了防止丝状的 DNA 搅碎,有
利于DNA絮状物的挑出,C正确;DNA在不同浓度 NaCl溶
液中溶解度不同,DNA在2mol/L的 NaCl溶液中的溶解度
最大,可利用此特性将提取的丝状物或沉淀物溶解于 NaCl
溶液中,D正确.]
3.C [DNA连接酶催化磷酸基团和脱氧核糖之间形成磷酸二酯
键,A正确;切割甲的限制酶的识别序列是—GAATTC—,切割
乙的限制酶的识别序列是—CAATTG—,所以甲、乙黏性末
端是由不同的限制酶切割而成,B正确;甲、乙片段形成的重
组 DNA分子的序列是—CAATTC—,而甲酶的识别序列是
—GAATTC—,且在 G 和 A 之间切割,所以切割甲的限制
酶不能识别由甲、乙片段形成的重组 DNA 分子,C错误;甲
和乙的黏性末端相同,都是—AATT—,可 以 被 DNA 连 接
酶连接形成重组 DNA分子,D正确.]
4.D [PCR技术所用TaqDNA聚合酶能耐高温,但其最适温
度不是95℃,A错误;每合成一条子链需要一个引物,PCR
扩增n次后有2n+1条 DNA 单链,其中有两条是母链,所以
经PCR扩增n次后需2n+1-2个引物,B错误;第1次扩增
的产物 DNA为长-中链,第二次扩增出现中-短链,在第3
轮循环产物中开始出现目标DNA片段(短-短链),C错误;
一个DNA片段n次扩增有2个长-中链和2n-2个中-短
链,一个 DNA 片段经 PCR 扩增 n次后含 目 标 DNA 片 段
2n-2-(2n-2)=2n-2n,D正确.]
5.B [DNA 半保留复制需要解旋酶破坏氢键,再利用 DNA
聚合酶将单个脱氧核糖核苷酸连接形成磷酸二酯键,A 正
确;PCR扩增 DNA 时用高温代替解 旋 酶,B 错 误;转 录 时
RNA聚合酶可连接单个核糖核苷酸形成磷酸二酯键,C正
确;蛋白质水解破坏的是肽键,D正确.]
6.C [酶 E会破坏两种标记基因,为避免切割后 DNA 片段的
自身环化,又保留质粒上的标记基因,切割时应选择的限制
酶组合是酶 F 和酶 G,A 正确;所选用的受体菌 不 能 含 有
AmpR 和TetR 基因,以便于对含有目的基因的受体菌的选
择,B正确;用含氨苄青霉素的培养基筛选出的有导入重组
质粒的受体菌和导入原质粒的受体菌,C错误;据图可知,同
时用三种限制酶处理图中质粒,因酶 E有两个作用位点,故
将质粒切割成了4个 DNA 片段,电泳后可得到4个条带,
D正确.]
84
7.ABC [蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物
功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋
白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产
和生活的需求,故蛋白质工程可以定向改造蛋白质分子的结
构,A正确;蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成进行的,
故改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的,B正确;改造
后的中华鲟具有新的性状,但不存在生殖隔离,其和现有中
华鲟仍是同一物种,C正确;蛋白质工程改造的是基因,可以
遗传给子代,因此改造后的中华鲟的后代也具有改造的蛋白
质,D错误.]
8.B [预 变 性 是 使 DNA 的 两 条 链 完 全 变 性 解 开,A 错 误;
后 延 伸 过 程 中 后 延 伸 是 为 了 让 引 物 延 伸 完 全 并 让 单 链
产物 完 全 退 火 形 成 双 链 结 构,可 使 目 的 基 因 的 扩 增 更 加
充 分,B正 确;延 伸 过 程 需 引 物 参 与,C 错 误;转 基 因 品
种 不 只 需 要 检 测 是 否 含 有 目 的 基 因,还 要 检 测 是 否 表
达,还 有 安 全 性 问 题,D错 误.]
9.解析:(1)PCR的每次循环包括变性、复性、延伸3个阶段,
其中 DNA双链 打 开 成 为 单 链 的 阶 段 是 变 性,引 物 与 模 板
DNA链碱基之间的化学键是氢键.
(2)构建重组质粒时,与单一酶酶切相比,采用的双酶切方
法,可以形成不同的黏性末端,双酶切可以避免目的基因和
质粒的反向连接、防止目的基因和质粒的自身环化.酶c单
酶切后形成平末端,需用 T4DNA连接酶连接.
(3)大肠杆菌细胞最常用的转化方法是:首先用 Ca2+ 处理细
胞,使细胞处于一种能吸收周围环境中 DNA 分子的生理状
态,这种细胞称为感受态细胞.若要验证转化的大肠杆菌中
含有重组质粒,可利用 DNA 分子杂交技术,将大肠杆菌的
基因组 DNA 提取出来,在含有目的基因的 DNA 片段上用
放射性同位 素 等 作 标 记,以 此 作 为 探 针,使 探 针 与 基 因 组
DNA杂交,如果显示出杂交带,表明大肠杆菌中含有重组
质粒.
答案:(1)变性 氢键
(2)避免目的基因和质粒的任意连接、防止目的基因和质粒
的自身环化 T4DNA连接酶
(3)细胞处于一种能吸收周围环境中 DNA分子的生理状态
利用 DNA 分子杂交技术,将大肠杆菌的基因组 DNA 提取
出来,在含有目的基因的 DNA片段上用放射性同位素等作
标记,以此作为探针,使探针与基因组 DNA 杂交,如果显示
出杂交带,表明大肠杆菌中含有重组质粒
走近高考
1.A [琼脂糖凝胶的浓度会影响 DNA 分子在凝胶中的迁移
率和分辨 率,琼 脂 糖 凝 胶 的 浓 度 通 常 是 根 据 所 需 分 离 的
DNA片段大小来选择的.对于较大的 DNA 片段,比如基
因组 DNA或质粒 DNA,通常选择较低浓度的琼脂糖凝胶,
因为它们需要更大的孔径来有效迁移.而对于较小的 DNA
片段,比如PCR产物或酶切片段,则需要选择较高浓度的琼
脂糖凝胶,以提供更好的分辨率和分离效果,A正确;凝胶载
样缓冲液指示剂通常是一种颜色较深的染料,可以作为电泳
进度的指示 分 子,当 溴 酚 蓝 到 凝 胶 2/3处 时(可 看 蓝 色 条
带),则停止电泳,B错误;在琼脂糖凝胶电泳中,当电场作用
时,DNA片段实际上是向正极迁移的,而不是向负极迁移,
同时,DNA片段的迁移速率与其大小成反比,即 DNA 片段
越长,迁移速率越慢,C错误;琼脂糖凝胶中的 DNA 分子需
染色后,才 可 在 波 长 为 300nm 的 紫 外 灯 下 被 检 测 出 来,
D错误.]
2.A [在 DNA的粗提取与鉴定实验中,可将获得的研磨液用
纱布过滤后,在4℃的冰箱中放置几分钟,再取上清液,也可
以直接将研磨液用离心机进行离心后取上清液,A 正确;研
磨液在4℃冰箱中放置几分钟后,DNA在上清液中,应取上
清液倒入烧杯中,B错误;鉴定过程中用沸水浴加热,DNA
双螺旋结构会发生改变,C错误;加入二苯胺试剂后沸水浴
处理的时间要在5分钟以上,且要等到冷却后再观察结果,
这样才可以观察到较为明显的显色反应,仅设置一个对照组
可以排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰,D错误.]
假期作业5
1.B [细胞学说认为一切动植物都是由细胞发育而来,揭示
了动植物的统一性,A正确;施莱登和施旺创立了细胞学说,
B错误;细胞是一个相对独立的单位,既有它“自己的”生命,
又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用,C正确;细胞
学说认为新细胞是由老细胞分裂产生的,D正确.]
2.C [蓝细菌含有叶绿素、藻蓝素,绿藻含有叶绿素,因此二
者都能进行光合作用,A 正确;蓝细菌和绿藻都能进行有氧
呼吸,都有呼吸酶,其中绿藻有氧呼吸的主要场所是线粒体,
而蓝细菌属于原核生物,其细胞中不含线粒体,因此蓝细菌
有氧呼吸的主要场所不是线粒体,B正确;原核细胞与真核
细胞都有核糖体,细胞的边界是细胞膜,C错误;原核细胞与
真核细 胞 都 含 有 DNA 和 RNA,都 以 DNA 为 遗 传 物 质,
D正确.]
3.C [还原性糖包括葡萄糖、麦芽糖、果糖等,用斐林试剂在
沸水浴情况下发生颜色反应,呈现砖红色沉淀,C正确.]
4.A [Ca属于大量元素,A 错误;淀粉、纤维素、糖原等多糖
属于生物大分子,B正确;生物(各种食物)中的各种元素在
自然界中都能找到,C正确;无机盐对维持生物体的生命活
动具有重要的作用,因此无机盐保证航天员生命活动的正常
进行,D正确.]
5.A [脂肪是最常见的脂质,是细胞内良好的储能物质,A 正
确;维生素 D可以促进人体肠道对钙和磷的吸收,钙是构成
人体骨骼的重要成分,B错误;胆固醇是构成动物细胞膜的
重要组成成分,C错误;由动物奶油制成的蛋糕中富含脂肪
和糖类,食用过多也会影响身体健康,D错误.]
6.B [氨基化学式为—NH2,羧基化学式为—COOH,结合题
图,该化合物含有1个氨基和1个羧基,A 错误;分析题图:
该图中一共有4个肽键,五个氨基酸,五个氨基酸通过脱水
缩合失去4个水分子,形成一条肽链,该化合物称为五肽,B
正确;氨基酸的种类由 R 基团决定,结合题图,该化合物水
解后能得到5个氨基酸,共4种,其中 R基团为—H 的有两
个,C错误;氨基酸脱水缩合的方式都是一样的,即:一个氨
基酸分子 的 羧 基(—COOH)和 另 一 个 氨 基 酸 分 子 的 氨 基
(—NH2)结合连接,同时脱去一分子水,D错误.]
7.ACD [巯 基 (—SH)中 含 有 S,由 氨 基 酸 的 结 构 通 式
C
H
NH2
R COOH 可知,巯基位于氨基酸的 R 基上,A 正确;
细胞受到冰冻时,蛋白质分子中相邻近的巯基(—SH)会被
氧化形成二硫键(—S—S—),“解冻时,蛋白质氢键断裂,二
硫键仍保留,显然,蛋白质结冰和解冻过程不涉及肽键的变
化,B错误;解冻后,蛋白质中的二硫键仍保留,但氢键断裂,
因此,解冻过程中蛋白质的空间结构发生改变,其功能也可
能改变,C正确;抗冻植物能够适应较冷的环境,根据形态结
构和功能相适应的观点,可推知抗冻植物有较强的抗巯基
氧化能力,D正确.]
8.AB [若①为某生物大分子的组成单位,则①最可能是氨基
酸,A错误;若②是细胞中的储能物质,组成元素是 C、H、O,
则②是糖类或脂肪,B错误;T2噬菌体是 DNA病毒,若③是
T2噬菌体的遗传物质,则③一定是 DNA,其基本单位是四
种脱氧核苷酸,C正确;若④是植物细胞壁的主要成分,只含
有 C、H、O元素,则④可能是纤维素,D正确.]
9.解析:(1)A的组成元素是 C、H、O,且是植物细胞壁的主要
组成成分之一,已知植物细胞壁的主要成分是纤维素,故物
质 A是纤维素,d的功能是促进小肠对钙、磷的吸收,因此是
维生素 D,属于脂质中的固醇类物质.
(2)B的元素组成为 C、H、O、N,是染色体的组成成分之一,
故B为蛋白质,则b是蛋白质的基本组成单位氨基酸.氨基
酸的区别在于 R基,图乙的多肽中含有4个肽键,由5个氨
基酸组成,称为五肽,5个氨基酸中有2个氨基酸的 R 基均
为-H,故该五肽由4种氨基酸组成.组成蛋白质氨基酸均
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