2021年新课标新高考生物复习练习讲义：专题25 基因工程与蛋白质工程

(1)对1号猪使用 处理,使其超数排卵,收集并选取处在 时期的卵母细胞用于核移植。

(2)采集2号猪的组织块,用 处理获得分散的成纤维细胞,放置于37 ℃的CO2培养箱中培养,其中CO2的作用是 。

(3)为获得更多基因编辑猪,可在胚胎移植前对胚胎进行 。产出的基因编辑猪的性染色体来自 号猪。

(4)为检测病毒外壳蛋白基因是否被导入4号猪并正常表达,可采用的方法有 (填序号)。 ①DNA测序

②染色体倍性分析

④抗原—抗体杂交

③体细胞结构分析

答案 (8分)(1)促性腺激素 减数第二次分裂中期

(2)胰蛋白酶(胶原蛋白酶) 维持培养液的pH (3)分割 2 (4)①④

8.(2018海南单科,31,15分)甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质,科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞,得到了转基因植株。回答下列问题:

(1)用农杆菌感染时,应优先选用黄瓜 (填“受伤的”或“完好的”)叶片与含重组质粒的农杆菌共培养,选用这种叶片的理由是 。

(2)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白,则表明该重组质粒中 已转移到植物细胞中且能够表达;用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交,发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1∶1,则说明甜蛋白基因已经整合到 (填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”)中。

(3)假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产,若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗,应选用 作为外植体进行组织培养。

(4)通常,基因工程操作主要有4个步骤,即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此,基因工程的含义可概括为 。 答案 (15分)(1)受伤的 叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质, 可吸引农杆菌移向这些细胞 (2)甜蛋白基因 核基因组 (3)茎尖 (4)按照人们的愿望进行设计,并通过体外重组和转基因等技术,赋予生物新的遗传特性,创造出符合人们需要的新生物类型

9.(2017课标全国Ⅲ,38,15分)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成,编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成,如图1所示。

回答下列问题:

(1)现要通过基因工程的方法获得蛋白乙,若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCT……CAGGAAGGA),则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙,原因是 。

(2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中,在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等,还加入了序列甲作为 ,加入了 作为合成DNA的原料。

(3)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白,要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用,某同学做了如下实验:将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组,其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙,另一组作为对照,培养并定期检测T淋巴细胞浓度,结果如图2。

①由图2可知:当细胞浓度达到a时,添加蛋白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加,此时若要使T淋巴细胞继续增殖,可采用的方法是 。细胞培养过程中,培养箱中通常要维持一定的CO2浓度,CO2的作用是 。

②仅根据图1、图2可知,上述甲、乙、丙三种蛋白中,若缺少 (填“A”“B”“C”“D”或“E”)片段所编码的肽段,则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。

答案 (1)编码乙的DNA序列起始端无ATG,转录出的mRNA无起始密码子 (2)模板 dNTP (3)①进行细胞传代培养 维持培养液的pH ②C

10.(2017课标全国Ⅱ,38,15分)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分,几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内,可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题:

(1)在进行基因工程操作时,若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料,原因是 。提取RNA时,提取液中需添加RNA酶抑制剂,其目的是 。 (2)以mRNA为材料可以获得cDNA,其原理是 。

(3)若要使目的基因在受体细胞中表达,需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞,原因是 (答出两点即可)。

(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是 。

(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是 。

答案 (1)嫩叶组织细胞易破碎 防止RNA降解 (2)在逆转录酶的作用下,以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA (3)目的基因无复制原点;目的基因无表达所需启动子 (4)磷酸二酯键 (5)目的基因的转录或翻译异常

11.(2018江苏单科,32,8分)为生产具有特定性能的α-淀粉酶,研究人员从某种海洋细菌中克隆了α-淀粉酶基因(1 656个碱基对),利用基因工程大量制备α-淀粉酶,实验流程见图。请回答下列问题:

(1)利用PCR技术扩增α-淀粉酶基因前,需先获得细菌的 。

(2)为了便于扩增的DNA片段与表达载体连接,需在引物的 端加上限制性酶切位点,且常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位点,主要目的

是 。

(3)进行扩增时,反应的温度和时间需根据具体情况进行设定,下列选项中 的设定与引物有关, 的设定与扩增片段的长度有关。(填序号) ①变性温度 ②退火温度 ③延伸温度 ④变性时间 ⑤退火时间 ⑥延伸时间

(4)下图表示筛选获得的工程菌中编码α-淀粉酶的mRNA 的部分碱基序列:

5'-AUGCCAUCAACAAAUACUAACACUU……-3'

图中虚线框内mRNA片段包含 个密码子,如虚线框后的序列未知,预测虚线框后的第一个密码子最多有 种。

(5)获得工程菌表达的α-淀粉酶后,为探究影响酶活性的因素,以浓度为1%的可溶性淀粉为底物测定酶活性,结果如下:

缓冲液

50 mmol/L Na2HPO4 -KH2PO4

50 mmol/L Tris-HCl

50 mmol/L Gly-NaOH

pH 酶相对 活性%

6.0 6.5 7.0 7.5 7.5 8.0 8.5 9.0 9.0 9.5 10.0 10. 5

25.4 40.2 49.8 63.2 70.1 95.5 99.5 85.3 68.1 63.7 41.5 20.8

根据上述实验结果,初步判断该α-淀粉酶活性最高的条件为 。

答案 (8分)(1)基因组DNA (2)5' 使DNA片段能定向插入表达载体,减少自连 (3)② ⑥ (4)8 13 (5)pH为8.5,缓冲液为50 mmol/L Tirs-HCl

12.(2018天津理综,10,14分)甲型流感病毒为RNA病毒,易引起流感大规模流行。我国科学家在2017年发明了一种制备该病毒活疫苗的新方法,主要环节如下。

(1)改造病毒的部分基因,使其失去在正常宿主细胞内的增殖能力。以病毒RNA为模板,逆转录成对应DNA后,利用 技术扩增,并将其中某些基因(不包括表面抗原基因)内个别编码氨基酸的序列替换成编码终止密码子的序列。与改造前的基因相比,改造后的基因表达时不能合成完整长度的 ,因此不能产生子代病毒。将该改造基因、表面抗原等其他基因分别构建重组质粒,并保存。

(2)构建适合改造病毒增殖的转基因宿主细胞。设计合成一种特殊tRNA的基因,其产物的反密码子能与(1)中的终止密码子配对结合,并可携带一个非天然氨基酸(Uaa)。将该基因与 连接后导入宿主细胞。提取宿主细胞的 进行分子杂交鉴定,筛选获得成功表达上述tRNA的转基因宿主细胞。

(3)利用转基因宿主细胞制备疫苗。将(1)中的重组质粒导入(2)中的转基因宿主细胞,并在补加 的培养基中进行培养,则该宿主细胞能利用上述特殊tRNA,翻译出改造病毒基因的完整蛋白,产生大量子代病毒,用于制备疫苗。

特殊tRNA基因转录时,识别其启动子的酶是 (单选)。 A.病毒的DNA聚合酶 B.宿主的DNA聚合酶 C.病毒的RNA聚合酶 D.宿主的RNA聚合酶

(4)上述子代病毒不能在正常宿主细胞中增殖,没有致病性,因此不经灭活或减毒即可制成疫苗。与不具侵染性的流感病毒灭活疫苗相比,该病毒活疫苗的优势之一是可引起 免疫,增强免疫保护效果。 答案 (共14分)(1)PCR 多肽(或蛋白质) (2)载体 总RNA (3)非天然氨基酸(Uaa) D (4)细胞

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1.(2017天津理综,9Ⅰ,12分)玉米自交系(遗传稳定的育种材料)B具有高产、抗病等优良性状,但难以直接培育成转基因植株,为使其获得抗除草剂性状,需依次进行步骤Ⅰ、Ⅱ试验。 Ⅰ.获得抗除草剂转基因玉米自交系A,技术路线如下图。

(1)为防止酶切产物自身环化,构建表达载体需用2种限制酶,选择的原则是 (单选)。 ①Ti质粒内,每种限制酶只有一个切割位点

②G基因编码蛋白质的序列中,每种限制酶只有一个切割位点 ③酶切后,G基因形成的两个黏性末端序列不相同 ④酶切后,Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同 A.①③

B.①④

C.②③

D.②④

(2)下表是4种玉米自交系幼胚组织培养不同阶段的结果。据表可知,细胞脱分化时使用的激素是 ,自交系 的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。

激素结果自交系 甲 乙 丙 丁

2,4-D(2.0 mg/L) 愈伤组织 形成率(%) 99 85 88 16

6-BA(0.5 mg/L)

芽的 分化率(%) 13 80 83 85

IBA(2.0 mg/L)

根的 诱导率(%) 90 87 12 83