暑假作业(三) 基因工程-【高考解码·过好假期每一天】2025年高二生物学暑假作业

过好假期每一天暑假作业 启动子、终止子、标记基因(2)避免自身环化和反向连 暑假作业（三） 基因工程 接，保证目的基因正向插入质粒中，防止质粒BlI位点 被切断磷酸二酯键(3)花粉管通道法①②④ 【有问必答·固双基】 (4)抗原一抗体杂交法 性畜的胃液呈酸性，肠道细胞 1.提示：目的基因的筛选与获取；基因表达载体的构建；将 也没有特异性受体 目的基因导入受体细胞：目的基因的检测与鉴定。 2.提示：可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直 暑假作业（四）生物技术的安全性与伦理问题 接注入子房中：可以在植物受粉后的一定时间内，剪去 柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助 【有问必答·固双基】 花粉管通道进入胚囊 1.提示：对微生物的基因改造，微生物具有生理结构和遗 3.提示：与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。 传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行 凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的 遗传物质操作等优点 紫外灯下被检测出来 2.提示：①解决饥饿和贫困问题。②在一定程度上可以使 4.提示：在器官供体的基因组中导入调控基因表达的DNA序 农作物摆脱土壤和气候的限制，提高产量。③减少农药 列，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基 的使用，减轻环境污染」 因，再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基 3.提示：治疗性克隆是利用克隆技术产生特定的细胞、组 因克隆猪器官。 织和器官，这样就避免了免疫排斥反应。 5.提示：以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系 4.提示：核武器不是利用致病菌、病毒等生物制造的武器， 作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质或 因此不属于生物武器 制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 【厚积薄发·勤演练】 【厚积薄发·勤演练】 1.A2.C3.C4.D 1.B 2.B 3.B 4.C 5.BCD 6.BCD 5.解析：(1)一些持支持态度的科学家认为，由于不同物种 7.解析：(1)将原核生物的基因导入真核生物中并表达需 间存在生殖隔离，同时花粉的传播距离和存活时间有 要利用基因工程技术。根据题干信息“Cs9蛋白结合到 限，不会造成转基因农作物与其他植物的杂变，因而也 相应位置并剪切DNA”,可知Cs9蛋白与限制酶的功能 不太可能对生物多样性造成威胁。(2)在转基因生物或 相似。(2)由于是对水稻产量基因(Q基因)进行编辑， 产品研究过程中，为保证转基因生物的安全，要把重组 故首先需要依据Q基因的部分序列设计DNA片段A DNA的转移限制在遗传上具有特定缺陷的生物上：对外 (负责编码相应引导RNA),再将片段A与含有Cas9基 源DNA进行认真选择，避免能够表达出对人体有毒性 因的质粒B连接，以构建编辑水稻Q基因的CRISPR 或过敏的蛋白质等等。(3)支持克隆人的科学家认为， Cas9表达载体。根据片段A两端的限制酶种类以及片 一些技术问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检 段A连接在位点I、位点Ⅱ之间，可知位点I、位点Ⅱ分 查等方法得到解决。(4)中国政府对于克隆技术的态度 别表示KpnI和BamH I的酶切位点。(3)质粒B大小 是禁止生殖性克隆，但不反对治疗性克隆。 为2.5kb(位，点I与位点Ⅱ相隔60bp),经酶切后的片 答案：(1)生殖隔离存活时间(2)特定缺陷蛋白质 段A大小为0.5kb,连接形成的表达载体大小为2.5十 (3)基因诊断 染色体检查(4)禁止生殖性克隆 0.5一0.06=2.94(kb)。(4)根据题千信息可推知，编辑 治疗性克隆 后的Q基因能稳定遗传，则引导RNA应与水稻细胞的 6.(1)促性腺激素(2)桑葚胚期·囊胚期(3)性别鉴定 染色体DNA上的Q基因结合。(5)除牝基因外的其他 滋养层女性目的基因的检测和鉴定 DNA片段中可能也含有与引导RNA互补配对的序列，可 7.解析：(1)在对SCD患者进行治疗时，省先从病人体内 能会与引导RNA结合，从而导致编辑对象出错而脱靶。 获得治疗SCD的正常基因，进行培养，在体外借助一种 答案：(1)转基因(DNA重组或基因工程)限制(2)Q 经过修饰的腺病毒作为战体进行基因转移，将转入治疗 基因KpnI、BamH I(3)2.94(4)水稻细胞的染 SCD的正常基因的胚胎千细胞定向诱导分化，继而形 色体DNA(5)其他DNA片段中也含有与引导RNA 成骨随细胞，然后移植给人体，这种治疗方法称为体外 互补配对的序列，造成引导RNA错误结合而脱靶（或引 基因治疗。(2)设计试管婴儿所需受精卵是通过体外受 导RNA序列的特异性不够强) 精形成的。受精卵形成后需移入发育培养液进行培养 【个性飞扬·培素养】 获得早期胚胎。在进行胚胎移植前要对形成的早期胚 8.解析：(1)如果直接将目的基因转入受体细胞不会表达，所 胎进行遗传学诊断。 以为了保证目的基因在受体细胞中稳定存在并且遗传给下 答案：(1)载体细胞分化（定向诱导分化）体外基因 一代并表达和发挥作用，需要构建基因表达载体；一个完整 治疗(2)体外受精发育培养液遗传学诊断 的基因表达载体包括目的基因、复制原点、启动子、终止子、 【个性飞扬·培素养】 标记基因。(2)在构建基因表达载体时，目的基因需要插入 8.解析：(1)番茄蛋白酶抑制剂的化学本质为蛋白质，其合 到启动子和终止子之间，所以需要用HimdⅢ和BamHI两种 成部位为核糖体，但还需要在内质网、高尔基体中加工 限制酶可以避免自身环化和反向连接，保证目的基因正向 才具有生物活性。(2)由材料可获得信息，抗玉米媒玉 插入质粒中，同时防止质粒BcI位点被切断，限制酶可以破 米品种的培有运用的是转基因技术，这种技术的原理是 坏相邻脱氧核昔酸之间的磷酸二酯键。(3)直接将基因表 基因重组。(3)(5)属于开放性试题，答案不唯一，合理 达载体导入棉花细胞常用花粉管通道法；由于将上述切开 即可。(4)抗玉米螟玉米能抵抗玉米螟，但不一定能抵 的质粒与日的基因混合，加入DNA连接酶连接后，可能产 抗其他害虫，故种植抗玉米螟玉米的农田，仍需要进行 生三种结采：普通质粒、重组质粒、目的基因自身环化结构， 防虫管理。 因此导入受体细胞的，导入普通质粒的将表现为①XY: 答案：(1)核糖体内质网和高尔基体(2)转基因基 导入重组质粒的将表现为②XY°，导入目的基因环化结构 因重组(3)（答案不唯一）不会；不同物种之间存在生 的将表现为①XY。故选①②④。(4)检测目的基因是否 殖隔离，玉米的花粉不能传递给杂草（或会：蛋白酶抑制 表达出蛋白质可以用抗原一抗体杂交法：Bt抗虫蛋白被分 剂基因通过玉米的花粉传递给杂草，使杂草获得抗虫基 解为多肽后与棉铃虫肠上皮翎胞的特异性受体结合导致细 因，从而表现出抗虫性状)(4)需要；转基因玉米能够 胞膜穿孔，破坏棉铃虫的消化系统来杀死棉铃虫，牲高不是 抵抗玉米螟，但不一定能抵抗其他玉米害虫(5)（答案 昆虫，其胃液呈酸性，肠道细胞也没有特异性受体，所以即 不唯一)有道理：这种玉米的子粒可能含有蛋白晦抑制 使误食后，也不会明显受损。 剂，人食用后可能抑制人体蛋白酶的活性，影响人体健 答案：(1)保证目的基因在受体细胞中稳定存在并且遗 康（或没有道理：人体蛋白酶与玉米螟蛋白酶结构不同， 传给下一代并表达和发挥作用目的基因、复制原点、 玉米中的蛋白酶抑制剂对人体蛋白酶无影响) 401高二生物学} 相比传统畜牧业，生产人造肉能够节 A.His标签与LG融合，可以促进LG表达 省约75%的用水，减少约87%的温室气体 产生更多的豆血红蛋白 排放量，减少约95%的土地占用量。人造 B.Hs标签作为标记基因，便于筛选含有表 肉在满足日益增长的肉类需求的同时，也 达载体的阳性酵母菌 有望成为环境保护问题的一个解决方案。 C.His标签与LG融合，利于引导豆血红蛋 (1)生产细胞培养肉采用的细胞工程技术 白分泌到酵母菌细胞外 是 ,初始细胞选择干细 D.Hs标签表达产物易与镍离子结合，便 胞的原因是 于对豆血红蛋白分离纯化 (5)为确定添加了豆血红蛋白的植物蛋白 (2)为确保LG一His融合基因 过 肉是否能够产生丰富的血红素辅因子且具 程的启动，pPIC9K载体上还需插人启动 有与动物肉相似的口感，还需要进一步的 子，它是 的结合位点。 实验。请写出实验思路： (3)相比大肠杆菌，酵母菌细胞具有 ,能够对豆血红蛋白进行翻译 (6)与生产传统肉类相比，生产人造肉会消 后修饰。对筛选的阳性酵母菌进行扩大培 耗更少的土地等自然资源，生态学上将维 养，一段时间后进行离心，取 (填 持人类生存所需的生产资源和吸纳废物的 “上清液”或“菌体”)以获得豆血红蛋白。 土地及水域的面积称为 。 生产人 (4)在豆血红蛋白的制备过程中，His标签 造肉比生产传统肉类减少约87%的温室气 起到了重要作用，对Hs标签作用的理解， 体排放量，减少的温室气体来源包括 正确的叙述是 (请列举两点)。 暑假作业（三）》 基因工程 摘要 3.在凝胶中DNA分子的迁移速率与什么有 1.掌握基因工程的原理及技术。 关？怎样检测出来？ 2.举例说出基因工程的应用。 3.简述蛋白质工程的原理及基本程序。 》》 有问必答·固双基 (<( 1.基因工程的基本操作程序主要包括哪几个 4.科学家怎样对猪的器官进行改造，以解决 步骤？ 人类器官移植的来源问题？ 5.蛋白质工程的基础、手段及目的分别是什么？ 2.花粉管通道法的操作方式有哪几种？ 过好假期每一天暑假作业 C.复性温度的高低会影响PCR扩增产物 典例精析·拓思维 (< 的纯度 【例】关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下 D.58℃是本实验中扩增该基因的最佳复 列说法错误的是 ) 性温度 A.过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为 3.注射胰岛素是治疗Ⅱ型糖尿病的主要手 了防止DNA降解 段。下图是利用基因工程生产人胰岛素的 B.离心研磨液是为了加速DNA的沉淀 操作示意图，下列叙述错误的是 ( ) C.在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂呈现 重复进行③ 蓝色 M②N太Nm里M④N风M大量 胰岛素 A M八N的A D.粗提取的DNA中可能含有蛋白质 细胞1 mRNA 解析：低温时DNA酶的活性较低，过滤液 o.O%紫 沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止 大肠杆菌 D 可-装 DNA降解，A正确；离心研磨液是为了使 A.通过过程⑤的重复进行，可以短时间内 细胞碎片沉淀，B错误；在沸水浴条件下， 获得大量的胰岛素基因 DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色，C正确；细胞 B.以细胞1中提取的mRNA为模板，也可 中的某些蛋白质可以溶解于酒精，可能有 扩增出胰高血糖素的基因 蛋白质不溶于酒精，在95%的冷酒精中与 C.过程⑦将目的基因与基因载体相连，这 DNA一块儿析出，故粗提取的DNA中可 是基因工程的核心步骤 能含有蛋白质，D正确。故选B。 D.C中往往含有标记基因，便于筛选含有 答案：B 胰岛素基因的受体细胞 >>》厚积薄发·勤演练 4.影印培养法是工程菌筛选的一种常用方 (((( 法，基本过程是：把长有许多菌落的培养皿 一、单项选择题 倒置于包有灭菌丝绒布的木圆柱（直径略 1.下列有关基因工程中限制酶的描述，正确 小于培养皿)上，然后把“印章”上的细菌接 的是 种到不同的选择性培养基平板上培养，对 A.一种限制酶只能识别一种特定的脱氧核 各皿相同位置上的菌落作对比，就可选出 苷酸 适当的工程菌。图1是将人生长激素基因 B.限制酶是某些原核生物的自我保护机制 导人细菌B制造工程菌示意图，影印培养 C.限制酶与DNA连接酶的作用部位不相同 法筛选结果如图2所示，其中数字表示不 D.限制酶只能从原核生物中提取 同的菌落。下列说法错误的是 2.为优化目的基因(700bp)的PCR条件，研 人生长激素基因 抗四环素基因 究者设计不同的复性温度进行实验，产物 可抗氨苄青莓素因 的琼脂糖凝胶电泳结果如下图。据图分 析，下列表述错误的是 年商日黎工程酒 阴性 分子量 图1 对照50℃52℃55℃58℃标准 影印培养 20006p 1000bp ● 非特异条带 特异条带 750bp 培养基甲 培养基乙 500bp 图2 250bp A.培养基甲中必须含有氨苄青霉素 100bp B.培养基乙中必须含有四环素 A.对照组可用无菌蒸馏水代替模板，其他 C.切割质粒A和人生长激素基因的限制酶 成分相同 必须是同种酶 B.电泳条带的宽度、亮度与扩增产物大小 D.继续培养筛选工程菌必须挑取培养基甲 呈正相关 中的菌落1和4 8 |高二生物学 二、不定项选择题 A与含有Cas9基因的质粒B连接，以构建编 5.对下图所示黏性末端的说法正确的是( 辑水稻Q基因的CRISPR/Cas9系统基因表 达载体（如图所示）。位点I、位点Ⅱ分别表示 AATTO A TTAAG 酶切位点。 G 甲 丙 位点I位点Ⅱ A.DNA连接酶作用位点在b处，催化磷酸 Kp BamH I 基团和脱氧核糖之间形成化学键 质粒B 片段A B.甲、乙具相同的黏性末端可形成重组 Cas9基因 DNA分子，但甲、丙之间不能 C.甲、乙、丙黏性末端是由各自不同的限制 位点I 位点Ⅱ 性内切核酸酶催化产生的 D.切割甲的限制性内切核酸酶不能识别由 CRISPR/Cas9 表达载体 甲、乙片段形成的重组DNA分子 6.下图是利用基因工程培育抗虫植物的示意 图。下列相关叙述，正确的是 (3)质粒B大小为2.5kb(位点I与位点Ⅱ 相隔60bp,即60个碱基对)，经酶切后的片 构建表 转入农 导人植 培养再生年 达载体 杆菌 物细胞 皮植珠 段A大小为0.5kb,连接形成的表达载体 Ti质粒 重组T质粒 含重组T质粒 kb。 含抗虫基 的农杆菌 植物细胞 植株 大小为 ①因的DNA ② 3③ ④ ⑤ (4)将表达载体导入水稻细胞后，引导RNA A.切割Ti质粒的限制酶均特异性地识别6 与 上的靶基因结合，并 个或4个核苷酸序列 对其进行编辑，编辑后的基因能够稳定地 B.③侵染植物细胞后，T-DNA整合到④的 遗传和表达。 染色体DNA上 (5)CRISPR/Cas9基因编辑技术有时存在 C.获得基因表达载体的过程中，至少需要 “脱靶”现象，编辑了错误的基因，试从引导 限制酶断开6个、DNA连接酶连接4个 RNA的角度分析脱靶的原因： 磷酸二酯键 D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生 了定向的可遗传变异 三、非选择题 7.CRISPR/Cas9是近年来颇受关注的一种基 个性飞扬·培素养 ((( 因编辑系统。该系统主要包含引导RNA 8.我国是棉花的生产和消费大国，棉花在种 和Cas9蛋白两个部分，引导RNA能识别 植过程中，常常会受到一些虫害的侵袭，其 并与特定的DNA序列结合，从而引导Cas9 中以棉铃虫最为常见，它可以使棉花产量 蛋白结合到相应位置并剪切DNA,最终实 减少三分之一，甚至绝收。科研小组利用 现对靶基因序列的编辑。研究人员试图用 基因工程技术将“杀虫基因”转入棉花细胞 CRISPR/Cas9系统对水稻产量基因(Q基 成功培育出抗虫棉，该技术所用的质粒与 因)进行编辑。请回答下列问题： 含“杀虫基因”的DNA上相关限制酶的酶 (1)研究发现，CRISPR/Cas9系统在自然界 切位点分别如图1、图2所示（不同限制酶 中仅存在于原核生物中，故需借助 的识别序列和酶切位点： 技术才能在水稻细胞中发挥作用。Cas9蛋 BamH I5'—G↓GATCC-3', 白与 酶的功能相似。 BclI5'—TGATCA—3', (2)首先依据 的部分序列设计DNA Sa3AI5'—GATC—3', 片段A(负责编码相应引导RNA),再将片段 HindⅢ5'—A↓AGCTT—3')。 9 过好假期每一天暑假作业 请分析并回答下列问题： BamHI两种限制酶处理质粒，原因是 BamH I HindⅢ Sau3 AI HindⅢ 。限制酶切断的是DNA分子 “杀虫基因” 中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的 图1 (3)将上述切开的质粒与目的基因混合，加 X抗生素抗性基因BcI 入DNA连接酶连接后，利用 Bel I 启动子 方法导入受体细胞，得到的受体细胞的类 HindⅢ 型（对两种抗生素X和Y表现出抗性R或非 质粒 +Sau 3AI 抗性S)包含 (不考虑基因突变)。 BamH I Y抗生素 ①XRYR②XRYS③XSYR④XSYS 终止子 抗性基因 (4)目的基因进入受体细胞后是否稳定维 图2 持和表达其遗传特性，应用 (1)构建基因表达载体是培育转基因抗虫 的方法检测目的基因是否表达出 棉的核心工作，目的是 相应蛋白以及还需要进行个体生物学水平 。一个完整的基因表达载体包 的鉴定。“杀虫基因”表达产生的Bt抗虫蛋 括 白被分解为多肽后与棉铃虫肠上皮细胞的 (2)用图中“杀虫基因”为目的基因和质粒 特异性受体结合导致细胞膜穿孔，破坏棉 构建抗虫棉基因表达载体时，科研人员分 铃虫的消化系统来杀死棉铃虫。若牲畜误 别使用HindⅢ和Sau3AI两种限制酶处 食抗虫棉肠道无明显受损，可能原因是 理含目的基因的DNA片段，用HindⅢ和 暑假作业（四）生物技术的安全性与伦理问题 摘要 3.我国允许治疗性克隆，治疗性克隆有哪些 1.试管动物、克隆性治疗和转基因产品的安 优势？ 全性。 2.生物技术中的伦理问题和生物武器对人类 的威胁。 >>》》 有问必答·固双基 ((《( 4.核武器的杀伤力很强大，核武器是生物武 1.基因工程中研究最早、最广泛和取得实际 器吗？ 应用成果最多的领域及原因？ >》典例精析·拓思维 【例】“试管婴儿”是通俗名 2.理性看待转基因技术？ 词，在专业文献中称为体 外受精及胚胎移植。试管 婴儿是指精子和卵子的结 合是在试管内进行的，并 使受精卵在符合条件的环境内生长、分裂 和发育4~6天，形成胚胎（如图所示），然 10