3.3基因工程的应用(同步检测)2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3(含答案解析)

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3.3基因工程的应用(同步检测)2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3(含答案解析)

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3.3 基因工程的应用(同步检测)
一、单选题
1.大豆为严格的自花传粉、闭花授粉植物。我国是世界主要的大豆进口国家之一,大豆的产量低是一个重要的瓶颈。下列说法错误的是( )
A.我国丰富的大豆种质资源为大豆杂交育种提供了丰富的基因库
B.通过培育大豆多倍体来育种是提高其产量的最合适途径
C.大豆杂交育种与基因工程育种的原理都属于基因重组
D.自然界中的大豆往往都是纯种,大豆间难以自然实现杂交
2.我国的科研团队首次发现了高粱细胞中AT1基因编码的AT1蛋白可以调节作物的耐碱性表型,对于提高作物在盐碱地的存活率具有重要意义。在盐碱地种植的作物会受胁迫产生过量的有害物质H2O2.图中的PIP2s为某种水通道蛋白,其磷酸化水平影响H2O2的跨膜运输,其机理如图所示。下列叙述错误的是(  )

A.盐碱环境可引起大多数作物胞内液渗透压上升,吸水能力增强
B.PIP2s失活的植物细胞在高渗溶液中仍可以发生质壁分离
C.敲除AT1基因将导致PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促进H2O2外排
D.可以将耐碱基因的成果应用到大豆、油菜等更多的作物提高其抗逆性
3.作物育种可以说是农业的“芯片工程”,下列关于育种的叙述,错误的是( )
A.单倍体育种和多倍体育种分别是为了获得单倍体和多倍体新物种
B.用化学阻断剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体(n),然后培育形成的最可能是三倍体
C.转基因育种和杂交育种的主要原理都是基因重组
D.植物体细胞杂交和秋水仙素处理都能实现植物不育向可育的转变
4.科学家将蜘蛛的蛛丝蛋白基因导入山羊体内,得到转基因山羊,使羊奶中含有一种独特的蛛丝蛋白,生产原理见下图。下列叙述错误的是( )
A.图中的核供体细胞来自雌羊
B.导入了蛛丝蛋白基因的核供体细胞不需要进行传代培养
C.形成重组细胞时来自核供体细胞的调节蛋白全部被卵细胞质中的蛋白因子替换
D.为获得更多转基因山羊,可对早期胚胎进行胚胎分割
5.科学家运用基因工程技术,将人凝血因子基因导入山羊的DNA中,培育出羊乳腺生物反应器,使羊乳汁中含有人凝血因子。以下有关叙述,正确的是(  )
A.可用农杆菌转化法将含有人凝血因子基因的重组DNA分子导入羊的受精卵
B.在该转基因羊中,人凝血因子基因存在于乳腺细胞,而不存在于其他细胞
C.人凝血因子基因开始转录后,DNA聚合酶以DNA分子的一条链为模板合成mRNA
D.科学家将人凝血因子基因与乳腺蛋白基因的启动子重组在一起,从而使人凝血因子基因只在乳腺细胞中特异表达
6.2020年诺贝尔生理学或医学奖颁给了发现丙肝病毒(HCV)的三位科学家。他们的研究成果指导发明了新的诊断技术:抗-HCV检查(阳性表示体内含有HCV抗体,阴性则无)和HCV-RNA检查(阳性表示体内含有HCV,阴性则无)。下列检查结果可以判定HCV感染者已经痊愈的是( )
A.抗-HCV及HCV-RNA均为阳性
B.抗-HCV及HCV-RNA均为阴性
C.抗-HCV 阴性而 HCV-RNA 阳性
D.抗-HCV 阳性而 HCV-RNA 阴性
7.盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,如图所示。下列叙述错误的是( )

A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促进H2O2外排,从而减轻其对细胞的毒害
C.敲除AT1基因从而去除禾本科农作物的AT1蛋白可提高其耐盐碱能力
D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径
8.下列将目的基因导入受体细胞的方法中,不合理的是( )
A.利用显微注射法将目的基因导入受精卵,培育了超级小鼠
B.我国利用花粉管通道法培育了转基因抗虫棉
C.可利用含目的基因的噬菌体侵染玉米细胞来培育转基因玉米
D.用Ca2+处理大肠杆菌,有利于细胞吸收环境中的DNA
9.下列有关基因工程应用的叙述,错误的是(  )
A.植物基因工程技术主要用于提高植物的生长速度
B.利用转基因技术生产的药物已经有很多种,如抗体、疫苗、激素等
C.基因治疗是治疗遗传病最有效的手段,治疗后产生的变异一般是不可遗传的
D.利用植物基因工程提高农作物抗虫能力时所用的杀虫基因可以是Bt毒蛋白基因
10.T2噬菌体展示技术是将编码外源蛋白的DNA序列插入到T2噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置,使外源基因随外壳蛋白的表达而表达,同时,外源蛋白随T2噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。下列相关叙述正确的是( )
A.让T2噬菌体表达出外源蛋白属于蛋白质工程的范畴
B.成功改造的T2噬菌体的子代病毒也能展示外源蛋白
C.要用显微注射法将重组DNA分子导入T2噬菌体
D.该技术可展示对噬菌体或宿主细胞有毒的蛋白质
11.下列哪种生物技术能有效地打破物种的界限,定向改造生物,培育新的农作物优良品种 ( )
A.基因工程育种 B.诱变育种 C.杂交育种 D.单倍体育种
12.关于基因工程的叙述,错误的是( )
A.利用体外DNA重组技术定向改造生物的遗传性状
B.在细胞水平上设计施工,需要限制酶、DNA连接酶和运载体
C.打破物种界限获得人们需要的生物类型或生物产品
D.抗虫烟草的培育种植降低了生产成本,减少了环境污染
二、多选题
13.下图为转基因抗冻番茄培育过程的示意图(其中ampr为氨苄青霉素抗性基因)。下列叙述错误的是()

A.质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞和促进目的基因的表达
B.过程②可用农杆菌转化法将含目的基因的表达载体导入受体细胞
C.选用限制酶PstI、AluI对含目的基因的DNA和质粒进行剪切
D.④过程中可利用含氨苄青霉素的培养基对植株进行筛选
14.上海医学研究所成功培育出第一头携带人白蛋白基因的转基因牛,他们还研究出一种可大大提高基因表达水平的新方法,使转基因动物乳汁中的药用蛋白含量多达30多倍,以下与此有关的叙述,错误的是( )
A.转基因动物是指体细胞中出现了新基因的动物
B.提高基因表达水平是指设法使牛的乳腺细胞中含有更多的人白蛋白基因
C.只在转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白,是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中是纯合的
D.转基因牛的肌肉细胞中没有人白蛋白基因,故不合成人白蛋白
15.水稻是重要的粮食作物,改善水稻的遗传性状是育种工作者不断努力的目标。下列关于水稻育种的叙述错误的是( )
A.转基因水稻的培育原理与中国荷斯坦牛的培育原理相同
B.用秋水仙素处理单倍体水稻种子可以得到纯合的二倍体水稻
C.自然状态下基因突变是不定向的,而诱变育种时基因突变是定向的
D.利用雄性不育水稻进行杂交育种的优势是可以避免人工去雄不及时、不彻底
16.下列关于目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定的叙述,错误的是( )
A.农杆菌转化法或用微量注射器将含目的基因的DNA溶液注入子房中可获得种子,再经过筛选和鉴定获得稳定遗传的转基因植物
B.用乳腺生物反应器生产药物,需将目的基因导入雌性动物的乳腺细胞
C.利用显微注射技术将基因表达载体注入动物的受精卵中,这个受精卵可能发育成具有新性状的动物
D.可通过PCR和琼脂糖凝胶电泳技术检测受体细胞的染色体DNA上是否插入了目的基因及目的基因是否表达
三、非选择题
17.基因驱动是指特定基因有偏向性地遗传给下一代的自然现象。科学家借助CRISPR/Cas9基因编辑技术,研发出人工基因驱动系统,并在拟南芥和蚊子等生物中实现了外部引入的基因多代遗传。在作物快速育种、根除疟疾等方面具有广阔的前景。请回答下列问题:
(1)为研发拟南芥蓝光受体CRY1基因驱动系统,科学家首先构建了基因驱动元件,将基因驱动元件精确插入到一条染色体上的CRY1基因中,过程如下图所示。
①将基因驱动元件导入拟南芥细胞,在细胞中表达Cas9/gRNA复合物,该复合物通过 识别和结合DNA特定序列,并引导Cas9酶切断DNA双链的 ,从而将基因驱动元件插入到CRY1基因中,该过程属于定点 (基因突变/染色体变异)。
②为确定基因驱动元件是否插入CRY1基因,选择引物P1和P4进行PCR-电泳,结果如图。条带1的大小约为7800bp,条带2的大小约为3200bp。其中M加样孔加入的是 ,基因驱动元件成功插入的是条带 ,基因驱动元件的大小约为 左右。
(2)当携带基因驱动元件的动物与野生型动物交配时,它们的后代从父母中各获得一份DNA 副本:自然版本和基因驱动版本。受精后,来自不同亲本的染色体排列在一起时,基因驱动DNA中的CRISPR被激活。它能识别对侧染色体上自然基因的拷贝,并在胚胎发育开始前引导Cas9酶切除自然拷贝。一旦自然基因受损,细胞的特殊修复机制就会启动,修复丢失的DNA,但它使用未断裂的染色体(携带基因驱动的染色体)作为模板。所以当修复完成后,两条染色体都携带一份基因驱动的拷贝。此过程被称为同源定向修复。
①用CRY1基因纯合突变体作为母本与野生型父本杂交,F1中有多达8%的植株为纯合突变体。纯合突变体产生的原因是F1中来自母本的基因驱动序列通过同源定向修复,使来自父本的 (部位)上也插入CRY1基因驱动元件。
②用基因驱动技术改造传播疟疾的按蚊X染色体上的A基因获得a基因,已知含a基因的精子不能成活。用改造后的纯合雌蚊突变体与野生型雄蚊交配获得子一代,子一代相互交配,子二代中的性别组成为 ,且子二代中含有a基因的比例 (填“大于”“等于”或“小于”)1/2。若将基因驱动雌蚊释放到疟疾疫区,可通过 降低按蚊的种群密度。
18.回答下列(一)、(二)小题:
(一)泡菜是我国的传统食品之一,但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。研究发现,有的乳酸菌含高效率的亚硝酸还原酶(NiRs),能催化亚硝酸盐降解为NO和NH3。
(1)泡菜制作过程产生的亚硝酸盐主要来自某些杂菌对植物细胞中 的还原所得。为了筛选NiRs 高产菌,科研人员在LB固体培养基中添加了 ,把相应菌液稀释后涂布接种在平板上,培养24小时后测量 的大小来确定,经扩增培养后还要进行 、耐适度高温等特性鉴定,才可用于生产应用。
(2)通过光电比色法测定并比较“优选”乳酸菌与普通菌株的优势时,若普通菌株泡菜样液OD值不在标准曲线范围时,应采取的解决措施是 。生产上影响泡菜中亚硝酸盐含量的因素除了菌种类型外还有 等(答出两点即可)。
(3)科研人员尝试提取亚硝酸还原酶,利用一定的方法将其固定在 的介质上,成为固定化酶后用于泡菜的“绿色减毒”处理,为确保亚硝酸还原酶的“减毒”效果,在固定化酶处理泡菜的生产过程中尤其要注意保持发酵环境的 条件。
(二)目前国内对水稻不同品种开展了基因工程、组织培养、体细胞杂交等系列育种和栽培研究,请回答下列问题:
(1)科学家把抗盐碱基因 TPSP导入水稻,培育高产的“海水稻”,为使TPSP 基因高效表达,需要对重组载体上目的基因相关的 序列进行修饰;重组载体上缺少标记基因时,可利用 技术对目的基因是否成功导入受体细胞进行高精度的检测。
(2)当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时,出现具有分生能力的绿色芽点,但继续出芽,通常在培养基中添加 ,以促进幼苗形成,这是形成植株幼苗的 途径。
(3)系列研究过程中用显微镜可以观察到的现象是 (填序号)。
①绿色芽点细胞排列松散
②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离
③绿色芽点细胞中有叶绿体
④愈伤组织细胞的细胞核大、液泡小
(4)除体细胞杂交之外,让籼稻和稗草在试管内受精,出现胚发育障碍时可进行 ,以解决远缘杂交的不亲和性。
(5)胚乳(3n)由一个精子与两个极核(与卵细胞同源)受精发育而成,若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织,培育三倍体,需适时除胚,以免因胚对营养的吸收影响愈伤组织细胞的 ,还可避免再生苗中混有 。
19.Ⅰ.请回答关于分离以尿素为氮源的微生物实验中的相关问题:
(1)实验中尿素溶液需用G6玻璃砂漏斗过滤再加入已灭菌完的培养基中,该漏斗用完后需用 浸泡, 去酸,再用蒸馏水洗至洗出液呈中性,干燥后保存。
(2)本实验需通过比较尿素固体培养基和 培养基上的菌落数来了解土壤稀释液中能以尿素为氮源的微生物比例,因此最好用 (填方法)进行接种。某同学用该方法完成实验后:在某个平板上没有得到菌落,最可能的原因是 。
(3)为了定量测定所分离的微生物对尿素的降解能力,可选用液体培养基培养,并利用光电比色法(氨与纳氏试剂反应生成淡红色络合物)测定培养液NH3的含量。
步骤如下:
第一步,预实验。将培养液过滤和脱色处理后,用纳氏试剂显色处理。用光程为1厘米的比色杯在570mm处测定光密度值。若光密度值偏高,应选择 (A.增大光程,光波长不变 B.增大光程,光波长增加 C.减小光程,光波长不变 D.减小光程,光波长增加)再次测定光密度值,直到数据适宜为止。
第二步,制作以 为横坐标, 为纵坐标的标准曲线。
第三步,样品处理。
第四步,样品测定与计算。
Ⅱ.请回答与基因工程及植物育种有关的问题:
某研究小组为研究水稻B基因表达对其卵细胞的影响,设计了如下过程:(Luc基因表达的荧光素酶能够催化荧光素产生荧光:启动子和终止子分别是重组质粒中启动和终止基因转录的序列)
(1)若水稻B基因的核苷酸序列已知,可采用化学合成或 (中文名称)的方法。为了提高目的基因和Ti质粒重组的成功率,选择使用 对含目的基因的DNA片段和质粒进行处理形成不同的黏性末端,然后用 连接构建重组载体。酶切位点能否选在潮霉素抗性基因中 ?理由是 。
(2)过程①中,应在培养基中加入 以筛选含有目的基因的农杆菌。过程②中应向培养愈伤组织的培养基中加入 ,以初筛染色体上含有目的基因的愈伤组织。
(3)从转基因植株未成熟种子中分离出胚,观察到细胞内仅含有一个染色体组,判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的,而普通水稻的卵细胞是不进行发育的,这表明 。
20.三氯生是一种抑菌物质,具有优异的贮存稳定性,可以替代抗生素用于基因工程中筛选含目的基因的受体细胞。已知fabV(从霍乱弧菌中发现的烯脂酰ACP还原酶)基因可以使大肠杆菌抵抗三氯生。
(1)通过PCR方法扩增fabV基因时,先要根据 设计两种特异性引物序列,以确保Taq酶从引物的3′端延伸DNA链,至少需要经过 次扩增才能获得8个双链等长的目的基因。
(2)基因工程的核心步骤是 ;某科研团队将可以受温度调控的基因插入上述选出的重组质粒中,构建了温度调控表达质粒(如图2)。其中C基因在低温下会抑制P2,R基因在高温下会抑制P1,如果将lacZ基因和GFP(绿色荧蛋白)基因插入图2质粒中,使得最后表现为低温下只表达GFP蛋白,而高温下只表达lacZ蛋白。则lacZ基因插在 之间,GFP基因的插入位置及注意点是 。
(3)若以大肠杆菌为受体细胞,筛选上述插入了GFP基因的受体细胞的依据是:大肠杆菌能在含 的培养基上生长,且 。
21.(一)酱油的酿造主要是利用微生物的酶系的作用,对原料中的蛋白质等物质进行降解,生成特有色、香、味的过程。米曲霉是用于酱油酿造的主要菌种之一,请回答下列选育高产蛋白酶的米曲霉菌株的相关问题。
(1)制作米曲霉孢子悬浮液:选取生长良好的斜面菌种,用 洗下斜面上的孢子,倒入含有玻璃珠的无菌三角瓶中,经 处理分散孢子,制成孢子悬浮液。
(2)筛选目标菌种:用 取适量孢子悬浮液,用玻璃刮刀涂布在含有 的平板上,倒置培养一段时间。观察菌落形态特征,测量 和透明圈直径大小,并进行计算。
(3)为选育更优良的米曲霉菌,进行诱变育种:取米曲霉菌液置于培养皿中,用紫外灯照射并搅拌,其目的是
(4)筛选出的优良菌株的遗传稳定性非常重要,可通过观察菌株在 过程中酶活性是否迅速降低,判断其是否容易退化。
(二)EP是促红细胞生成素的英文简称,是一种激素样物质,可促进体内新红细胞生成。人类已可通过基因工程合成EPO基因,并采用中国仓鼠卵巢(CHO)细胞表达系统来获取产物,其过程如下。请回答下列问题:
(5)从人体组织中提取EPO的 ,通过逆转录得到DNA,再通过PCR技术获得大量EPO基因。
(6)①过程中,EP0基因两端与载体上具有相同的 ,以便被同种限制酶切割后构建基因表达载体,该载体内部需包含 ,以驱动基因的转录。
(7)采用 技术,将重组表达载体导入小鼠受精卵中,将受精卵移入发育培养液中继续培养。
(8)当胚胎发育至囊胚时期,需进行胚胎移植,原因是 。为获得更多转基因胚胎,在胚胎分割时需将 均等切割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行 。
(9)若想检验转基因仓鼠是否成功表达EP0,可以采用 技术对血液来进行检测。
参考答案:
1.B
【分析】1、杂交:基因型不同的个体之间的交配方式。
2、常见的育种方法:(1)杂交育种:①方法:杂交→自交→选优,②原理:基因重组;(2)诱变育种:①方法:辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理,②原理:基因突变;(3)单倍体育种:①方法:花药离体培养、秋水仙素诱导加倍,②原理:染色体变异(染色体组先成倍减少,再加倍,得到纯种);(4)多倍体育种:①方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,②原理:染色体变异(染色体组成倍增加)。
【详解】A、基因库是指一个种群的全部个体所含的全部基因,因此我国丰富的大豆种质资源为大豆杂交育种提供了丰富的基因库,A正确;
B、杂交育种是提高大豆产量的最合适途径,B错误;
C、杂交育种与基因工程育种的原理都属于基因重组,且后者能使生物产生定向变异,C正确;
D、因为大豆为严格的自花传粉、闭花授粉植物,因此自然界中的大豆往往都是纯种,大豆间难以自然实现杂交,D正确。
故选B。
2.C
【分析】当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩,由于原生质层比细胞壁伸缩性大,表现出质壁分离;当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中水就透过原生质层进入细胞液中,整个原生质层就会慢慢恢复原来的状态,表现出质壁分离的复原。
【详解】A、盐碱环境可引起大多数作物细胞失水,细胞内渗透压上升,吸水能力增强,A正确;
B、PIP2s是水通道蛋白一种,PIP2s失活水分子依然可以通过其他水通道蛋白或者自由扩散进出细胞,因此在高渗溶液仍可以发生质壁分离,B正确;
C、AT1蛋白能够抑制PIP2s蛋白的磷酸化,敲除AT1基因将解除其对PIP2s蛋白磷酸化的抑制,促进H2O2外排,C错误;
D、可以通过基因工程将耐碱基因的成果应用到大豆、油菜等更多的作物提高其抗逆性,D正确。
故选C。
3.A
【分析】育种包括诱变育种、杂交育种、转基因技术育种、单倍体育种和多倍体育种等。常规选育出一个可以稳定遗传的作物优良品种,一般要经过5 6年的连续筛选。而单倍体育种可以先通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株,然后经过诱导染色体加倍,当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株,这极大地缩短了育种的年限,节约了大量的人力和物力。单倍体育种已成为作物育种的一条有效途径。在自然条件下,生物体细胞染色体数量加倍可产生多倍体新物种。在人工条件下,采用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,也能培育出多倍体植株。三倍体无子(籽)西瓜就是在人工诱导染色体数量加倍后通过杂交育种获得的产品。
【详解】A、单倍体育种可以先通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株,然后经过诱导染色体加倍,当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株,这极大地缩短了育种的年限,节约了大量的人力和物力,单倍体育种是作物育种的一条有效途径,可见单倍体育种是为了在短时间内获得能够稳定遗传的优良作物品种,而获得单倍体只是单倍体育种中的一个中间环节;多倍体育种是通过自然或人工条件使生物体细胞染色体数目发生变异获得多倍体新物种,A错误;
B、极体中含有一个染色体组,受精卵含有两个染色体组,含有极体的受精卵中含有三个染色体组,发育而成的个体为三倍体,故用化学阻断剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体(n),然后培育形成的最可能是三倍体,B正确;
C、在杂交育种中,人们有目的地将具有不同优良性状的两个亲本杂交,使两个亲本的优良性状组合在一起,再筛选出所需要的优良品种,其原理是基因重组;转基因育种是将目的基因导入到受体细胞,其原理是基因重组,C正确;
D、植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术;秋水仙素处理通过抑制有丝分裂时纺锤体的形成可以导致细胞染色体数目加倍,而获得多倍体作物;植物体细胞杂交和秋水仙素处理都能实现植物不育向可育的转变,D正确。
故选A。
4.C
【分析】转基因山羊的制备涉及基因工程、核移植技术、动物细胞培养技术和早期胚胎培养、胚胎移植等多项技术。产生的山羊要求做到从羊奶中可以产生蛛丝蛋白,因此必须选择雌性的山羊,当其进入泌乳期后可以在羊奶中提取蛛丝蛋白。
【详解】A、该工程的目的是培养转基因山羊,使得羊奶中含有蛛丝蛋白,因此需要将蛛丝蛋白基因转入雌性山羊的体细胞中,以便在羊奶中获得蛛丝蛋白,A正确;
B、传代培养时少数细胞的核型可能改变,不利于进行下一步操作,B正确;
C、在从重组细胞发育到早期胚胎时,供体核DNA上原有的调节蛋白会被卵细胞质中的蛋白因子替换,C错误;
D、为了获得更多的转基因山羊,可进行胚胎分割技术,D正确;
故选C。
5.D
【解析】转基因动物生产药物:
(1)基因来源:药用蛋白基因+乳腺组织特异性表达的启动子(原理:基因的选择性表达)。
(2)成果:乳腺生物反应器。
(3)过程:将药物蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,导入哺乳动物的受精卵中,最终培育的转基因动物进入泌乳期后,可以通过分泌的乳汁生产所需要的药物。[注]只有在产下雌性动物个体中,转入的基因才能表达。
【详解】A、将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法,而将目的基因导入动物细胞,常用显微注射技术,A错误;
B、由于目的基因导入到受精卵中,因此该转基因羊的体细胞中都含有目的基因,B错误;
C、DNA聚合酶催化DNA复制过程,而不作用于转录,C错误;
D、需将乳腺蛋白基因的启动子与人凝血因子基因重组在一起,导入受精卵中,D正确。
故选D。
【点睛】
6.D
【分析】抗原--抗体杂交技术利用了抗体能与相应的抗体发生特异性结合的特性进行检测的,而分子杂交技术利用了碱基互补配对原则来实现的。
【详解】A、抗-HCV及HCV-RNA均为阳性,说明病人已经感染并且体内有对抗丙肝病毒的抗体,但未必痊愈,A错误;
B、抗-HCV及HCV-RNA均为阴性,说明待测个体没有被病毒感染,与题意不符,B错误;
C、抗-HCV 阴性而 HCV-RNA 阳性,说明待测个体感染病毒,但体内没有产生抗体,C错误;
D、抗-HCV 阳性而 HCV-RNA 阴性,说明待测个体产生了抗体,且体内已经没有病原体,说明待测个体已经痊愈,与题意相符,D正确。
故选D。
【点睛】
7.B
【分析】分析题图:AT1蛋白通过抑制PIP2s蛋白的磷酸化而抑制细胞内的H2O2排到细胞外,从而导致植物抗氧化胁迫能力减弱,进而引起细胞死亡。AT1蛋白缺陷,可以提高PIP2s蛋白的磷酸化水平,促进细胞内的H2O2排到细胞外,从而提高植物抗氧化的胁迫能力,进而提高细胞的成活率。
【详解】A、由题图右侧的信息可知,AT1蛋白缺陷,可以促进PIP2s蛋白的磷酸化,进而促进H2O2排出膜外,A正确;
B、据题图左侧的信息可知,AT1蛋白能够抑制PIP2s蛋白的磷酸化,减少了H2O2从细胞内输出到细胞外的量,导致抗氧化胁迫能力弱,不能减轻其对细胞的毒害,B错误;
C、AT1蛋白缺陷,可以促进PIP2s蛋白的磷酸化,进而促进H2O2排出膜外,敲除AT1基因或降低其表达,可提高禾本科农作物抗氧化胁迫的能力,进而提高其成活率,C正确;
D、从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因,可通过基因工程技术改良农作物抗逆性,D正确。
故选B。
8.C
【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】A、因为受精卵的全能性最大,所以培育转基因动物时,常用显微注射法将目的基因导入动物的受精卵中,所以利用显微注射法将目的基因导入受精卵,培育了超级小鼠,A正确;
B、我国利用花粉管通道法将抗虫基因导入棉花细胞中,培育了转基因抗虫棉,B正确;
C、噬菌体是细菌病毒,不能侵染植物,所以不能利用含目的基因的噬菌体侵染玉米细胞来培育转基因玉米,C错误;
D、用Ca2+处理大肠杆菌,使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞,D正确。
故选C。
9.A
【分析】植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力,以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
动物基因工程主要用于提高动物品种改良、建立生物反应器、器官移植等。
【详解】A、植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫,抗病等),以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面,A错误;
B、利用转基因技术生产的药物已经有很多种,如抗体、疫苗、激素如生长激素等,B正确;
C、基因治疗是治疗遗传病最有效的手段,治疗后产生的变异一般是体细胞变异,不可遗传的,C正确;
D、利用植物基因工程提高农作物抗虫能力时所用杀虫基因可以是Bt毒蛋白基因,可以用于制备抗虫棉,D正确。
故选A。
10.B
【分析】题意分析,T2噬菌体展示技术离不开基因工程的支持。基因工程的操作步骤是:目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、让T2噬菌体表达出外源蛋白属于基因工程的范畴,基这里表达的蛋白质是一种天然的蛋白质,A错误;
B、T2噬菌体的改造过程是将编码外源蛋白的DNA序列插入到T2噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置,因而改造后的T2噬菌体,其子代病毒也有外源蛋白基因,能表达出外源蛋白,因此能展示外源蛋白,B正确;
C、利用DNA连接酶能将外源蛋白基因与噬菌体基因结合,显微注射法是将重组DNA导入到动物细胞中的技术,C错误;
D、该技术不能展示对噬菌体或宿主细胞有毒的蛋白质,因为毒蛋白会对噬菌体的增殖过程产生影响,从而导致蛋白质的展示过程失败,D错误。
故选B。
11.A
【分析】基因工程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.生物工程育种中,基因工程和植物体细胞杂交两种育种方式能有效地打破物种的界限,制造出新品种。
【详解】A、基因工程能定向地改造生物的遗传性状,并能打破物种之间的生殖隔离,培育新的农作物优良品种,A正确;
B、诱变育种的原理为基因突变,基因突变具有不定向性,B错误;
C、杂交育种的原理为基因重组,基因重组具有不定向性,并且不能改造生物的遗传性状,C错误;
D、单倍体育种能缩短育种年限,但不能打破物种的界限,D错误。
故选A。
【点睛】
12.B
【详解】A、基因工程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.可见,基因工程能打破物种界限,定向地改造生物性状,A正确;
B、基因工程是在分子水平上设计施工的,B错误;
C、基因工程可在不同生物间进行,故可打破物种界限获得人们需要的生物类型或生物产品,C正确;
D、抗虫烟草的培育种植减少了农药的使用,降低了生产成本,减少了环境污染,D正确。
故选B。
13.ACD
【分析】根据题意和图示分析可知:①表示基因表达载体的构建过程,需要限制酶和DNA连接酶;②表示将目的基因导入受体细胞的过程,常用农杆菌转化法;③④表示植物组织培养过程,其中③是脱分化和再分化过程、④是移栽过程。
【详解】A、质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞,但不能促进目的基因的表达,A错误;
B、将目的基因导入植物细胞时,常用农杆菌转化法,B正确;
C、目的基因两侧是限制酶PstⅠ和SmaⅠ的识别序列,且质粒上也含有这两种限制酶的切割位点,所以可同时选用限制酶PstⅠ、SmaⅠ对含目的基因的DNA进行切割,C错误;
D、图中过程④是进行移栽,不能再利用含氨苄青霉素的培养基来筛选含有目的基因的幼苗,应该在个体水平上进行抗冻性状检测,D错误。
故选ACD。
14.ABCD
【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、转基因动物是指体细胞中出现了外源基因的动物,A错误;
B、提高基因表达水平是指设法提高牛的乳腺细胞合成人白蛋白的能力,B错误;
C、只在转基因牛乳汁中才能获取人白蛋白,是因为人白蛋白基因只在牛乳腺细胞中选择性表达,C错误;
D、转基因牛的肌肉细胞中也有人白蛋白基因,但不发生转录、翻译,故不合成人白蛋白,D错误。
故选ABCD。
【点睛】本题考查基因工程的应用等相关知识,考查考生的理解能力和综合分析能力,难度适中。
15.BC
【分析】杂交育种:①方法:杂交→自交→选优,②原理:基因重组;诱变育种:①方法:辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理,②原理:基因突变;单倍体育种:①方法:花药离体培养、秋水仙素诱导加倍,②原理:染色体变异(染色体组先成倍减少,再加倍,得到纯种);多倍体育种:①方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,②原理:染色体变异(染色体组成倍增加)。
【详解】A、转基因水稻的培育原理与中国荷斯坦牛的培育原理相同,都是基因重组,A正确;
B、单倍体水稻没有种子,用秋水仙素处理单倍体水稻幼苗可以得到纯合的二倍体水稻,B错误;
C、自然状态下和诱变育种时基因突变都是不定向的, C错误;
D、雄性不育水稻不能产生具有正常功能的花粉,因此利用雄性不育水稻进行杂交育种时不需要进行去雄处理,可以避免人工去雄不及时、不彻底,D正确。
故选BC。
16.BD
【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。
【详解】A、用农杆菌转化法或花粉管通道法,即用微量注射器将含有目的基因的DNA溶液直接注入子房中可获得种子,再经过筛选和鉴定获得稳定遗传的转基因植物,A正确;
B、用乳腺生物反应器生产药物蛋白,需将目的基因与乳腺蛋白基因相关调控组件重组在一起,将目的基因导入到受精卵中,B错误;
C、利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵中,如果目的基因成功表达,这个受精卵可发育成为具有新性状的动物,C正确;
D、采用DNA分子杂交技术检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,检测目的基因是否表达可利用抗原—抗体杂交或个体水平的鉴定,D错误。
故选BD。
17.(1) gRNA 磷酸二酯键 基因突变 已知大小的不同长度的DNA混合物(标准样液) 1 4600bp
(2) 同源染色体上 全雄 大于 破坏按蚊种群的性别比例,降低出生率
【分析】1、基因工程的基本操作步骤主要包括四步: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。
2、基因工程的三种工具:限制性核酸内切酶(限制酶)、DNA连接酶、运载体。
【详解】(1)①CRISPR/Cas9基因编辑过程中,gRNA按照碱基互补配对原则来识别和结合DNA特定序列,并引导Cas9蛋白酶切断DNA双链中的磷酸二酯键,从而将基因驱动元件插入到CRY1基因中,该过程属于定点基因突变。
②为确定基因驱动元件是否插入CRY1基因,选择引物P1和P4进行PCR-电泳,其中M加样孔加入的是已知大小的不同长度的DNA混合物,即标准样液。基因驱动元件成功插入CRY1基因,使得PCR扩增出的条带变长,碱基对数量增多,对应条带1,则条带2是未插入基因驱动元件的CRY1基因,所以基因驱动元件的大小约为7800bp-3200bp=4600bp。
(2)①由于F1中来自母本的基因驱动序列通过同源定向修复,使来自父本的同源染色体上也插入CRYI 基因驱动元件,所以用CRYI 基因纯合突变体作为母本与野生型父本杂交,F1中有多达8%的植株为纯合突变体。
②雌蚊突变体基因型为XaXa,野生型雄蚊基因型为XAY,杂交后代雌性基因型为XAXa,根据题意,由于存在同源修复,部分雌性个体基因型变为XaXa,雄性基因型为XaY。子一代相互交配,由于含a基因的精子不能成活,只产生Y一种精子,因此子二代的性别是全雄,且子二代中含有a基因的比例大于1/2。若将基因驱动雌蚊释放到疟疾疫区,因为破坏了按蚊种群的性别比例,导致出生率下降,种群密度下降,所以疟疾发病率将会下降。
【点睛】本题考查基因工程有关知识,意在考查考生识记能力和理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力;能运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理是解答本题的关键。
18. 硝酸盐 亚硝酸盐、酚红(或酸碱指示剂) 红色环带大小(或红色环带与菌落直径之比) 耐酸、耐盐 增加泡菜样液稀释倍数 发酵时间、发酵条件(温度、pH、密封程度等)、原料 不溶于水 无氧(缺氧) 启动部位(或启动子) DNA分子杂交(或PCR) 适量的生长素 器官发生 ③④ 组织培养(离体培养) 增殖与分化(或分化) 二倍体幼苗
【分析】泡菜中亚硝酸盐含量先升后降,可能是由于泡菜在开始腌时,坛内环境有利于细菌的繁殖(包括一些硝酸盐还原茵),这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐。但随着腌时间的延长,乳酸菌大量繁殖,对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用,使其生长繁殖受到影响,造成泡菜中亚硝酸盐的含量又有所下降。
基因工程的基本步骤:目的基因的获取,表达载体的构建,受体细胞的转化,目的基因的表达与检测。
细胞工程的原理:细胞膜的流动性和植物细胞的流动性。
【详解】(一)
(1)亚硝酸盐是能产生硝酸盐还原酶类的杂菌对硝酸盐进行还原得到的;NiRs能催化亚硝酸盐降解为NO和NH3,后者溶于水后具有碱性,故可在培养基中添加亚硝酸盐、酚红,把相应菌液稀释后涂布接种在平板上,培养24小时后测量红色环带大小菌落直径之比,比值越大则菌种越高效,经扩增培养后还要进行耐酸耐盐(因为泡菜液属于高盐偏酸环境)、耐适度高温等特性鉴定,才可用于生产应用。
(2)普通菌株泡菜样液OD值不在标准曲线范围,说明泡菜液浓度不合适,可以通过增加泡菜样液稀释倍数来校正;生产上影响泡菜中亚硝酸盐含量的因素除了菌种类型外还有发酵时间,发酵温度,盐浓度等。
(3)固定化亚硝酸还原酶需要利用不溶于水的介质,利于重复利用;生产泡菜的生产过程一定要保持发酵环境的无氧条件。
(二)
(1)要使基因高效表达,可对相关基因的启动子进行修饰;检测目的基因是否成功导入可通过DNA分子杂交技术对受体细胞基因组进行检测。
(2)一般在植物组织培养中需要添加细胞分裂素和生长素以促进植株幼苗根芽等器官的生成。
(3)有绿色芽点的细胞应该是脱分化后的细胞,已经高度分化,排列应该紧密;刚融合的杂交细胞,还没有产生细胞壁,不能进行质壁分离;绿色芽点细胞中有叶绿体,愈伤组织细胞比较幼嫩,细胞核大、液泡小。故选③④。
(4)胚发育障碍可进行组织离体培养,以解决远缘杂交的不亲和性。
(5)胚是由受精卵(合子)发育而成的新一代植物体的雏型(即原始体).是种子的最重要的组成部分.在种子中胚是唯一有生命的部分,已有初步的器官分化,包括胚芽、胚轴、胚根和子叶四部分,因此用胚乳来诱导愈伤组织,需要先剔除胚,以免胚的存在影响愈伤组织细胞的增殖和分化。籼稻是二倍体植物,由其胚所发育的植物体也是二倍体。
【点睛】检测目的基因可以从基因或mRNA层面,利用DNA分子杂交技术;蛋白质层面可进行抗原-抗体杂交;个体层面可进行抗病或抗毒检测。
19. HCl 抽滤 LB固体 分离法 涂布器灼烧后未冷却就用于涂布,杀死了菌种 C NH3浓度 光密度变化 PCR技术 不同的限制性核酸内切酶 DNA连接酶 不能 由于潮霉素抗性基因位于启动子前面,若将酶切位点选在此处,则插入的融合基因不会表达 卡那霉素或潮霉素 潮霉素 B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚
【分析】I、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数:
1、培养基选择分解尿素的微生物的原理:培养基的氮源为尿素,只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素,以尿素作为氮源。缺乏脲酶的微生物由于不能分解尿素,缺乏氮源而不能生长发育繁殖,而受到抑制,所以用此培养基就能够选择出分解尿素的微生物。
2、能合成脲酶的细菌才能分解尿素。配制以尿素为唯一氮源的培养基,能够生长的细菌就是能分解尿素的细菌。
3、实验流程:土壤取样→样品的稀释→将稀释液涂布到以尿素为唯一氮源的培养基上→挑选能生长的菌落→鉴定。
II、分析题图:图中①表示将目的基因导入农杆菌,②表示将目的基因导入植物细胞。
【详解】I、(1)G6玻璃砂漏斗过滤完尿素溶液后,需要使用HCl进行浸渍,即尿素在HCl的催化下生成NH3和CO2;浸泡之后,需要通过抽滤去除HCl,再用蒸馏水洗至洗出液呈中性,干燥后保存。
(2)要了解土壤替代液中能以尿素为氮源的微生物比例,需要设置对照实验,对照实验应该使用LB固体培养基,切片方法最好使用分离法,以方便计数;某同学在完成实验后,在某个平板上没有得到菌落,最可能的原因是涂布器灼烧后未冷却就用于涂布,杀死了菌种。
(3)若光密度值偏高,应该减小光密度值,可以在保持光波长不变的情况下,减小光程;在制作标准曲线图时,应该以NH3浓度为横坐标,光密度变化纵坐标,反映随氨浓度变化,光密度值的变化;从理论上讲在适当浓度范围内只需要测量一个浓度标准样液的OD值,但实际上会测更多个不同浓度来合成一条标准线。第三步,样品处理。第四步,样品测定与计算。
II、(1)在目的基因的核苷酸序列已知的情况,可采用PCR技术或化学合成法获取目的基因,其中PCR技术的中文名称是聚合酶链式反应。为了提高目的基因和Ti质粒重组的成功率,选择使用不同的限制性核酸内切酶对含目的基因的DNA片段和质粒进行处理形成不同的黏性末端,然后用DNA连接酶连接构建重组载体,这样可以防止自身环化或反向连接。由于潮霉素抗性基因位于启动子前面,若将酶切位点选在此处,则插入的融合基因不会表达,因此酶切位点不能选在潮霉素抗性基因中。
(2)由图可知标记基因是卡那霉素抗性基因或潮霉素抗性基因,因此过程①中,应在培养基中加入卡那霉素或潮霉素,以筛选含有目的基因的农杆菌。由图可知,潮霉素抗性基因位于T-DNA片段,其会随着T-DNA片段整合到水稻愈伤组织细胞中,且启动子可在水稻卵细胞中启动转录,因此过程②中应向培养愈伤组织的培养基中加入潮霉素,以初筛染色体上含有目的基因的愈伤组织。
(3)从转基因植株未成熟种子中分离出胚,观察到细胞内仅含有一个染色体组,判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的,而普通水稻的卵细胞是不进行发育的,这表明B基因表达能使卵细胞不经受精直接发育成胚。
【点睛】本题I考查微生物的分离和培养,要求考生识记无菌技术及实例;识记接种微生物的方法,掌握培养基选择分解尿素的微生物的原理,属于考纲识记和理解层次的考查。本题II结合图解,考查基因工程的相关知识,要求考生识记基因工程的概念、原理及操作步骤,掌握各操作步骤中需要注意的细节,能结合所学的知识准确答题。
20.(1) 目的基因(fabV基因)两端碱基序列 4
(2) 基因表达载体的构建 P2→T2 插在P1→T1之间,且不破坏C基因和R基因
(3) 三氯生 低温下有绿色荧光,高温下无绿色荧光
【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。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一抗体杂交技术。
④个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2、图1中①-④依次为目的基因的获取、表达载体的构建、目的基因导入受体细胞、目的基因的检测。
【详解】(1)PCR是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术,需要Taq酶,但Taq酶不能从头开始合成DNA,前提条件是要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一对引物,因此需要根据目的基因fabV基因的两端按碱基互补配对原则设计引物。至少需要经过4次扩增才能获的8个双链等长的目的基因。
(2)基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建,题干信息显示C基因在低温下会抑制P2,R基因在高温下会抑制P1,说明P2启动子在高温下可以启动转录;P1启动子在低温下可以启动转录。题目显示高温下只表达lacz蛋白,则lacZ基因要插在“高温下不被抑制”的启动子的后面,即P2→T2之间;GFP基因要低温下表达,则插入位置要在P1→T1之间,且不破坏C基因和R基因。
(3)因为fabV(从霍乱弧菌中发现的烯脂酰ACP还原酶)基因可以使大肠杆菌抵抗三氯生,大肠杆菌能在含三氯生的培养基上生长,说明大肠杆菌插入重组质粒,且依据是低温下有绿色荧光高温下无绿色荧光。
【点睛】本题考查基因工程相关知识点,要求学生熟练掌握基因工程的原理、步骤及相关的目的,形成知识网络,结合题目要求解决相关问题。
21.(1) 无菌水 搅拌
(2) 移液枪/移液器/取样器 蛋白质 菌落直径
(3)提高突变频率
(4)传代培养
(5)mRNA
(6) 限制性核酸内切酶识别序列 启动部位(启动子)
(7)显微注射
(8) 内细胞团细胞分化程度低 内细胞团 性别鉴定
(9)抗原-抗体杂交
【分析】一、微生物常见的接种的方法:
①平板划线法:将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板,接种,划线,在恒温箱里培养.在线的开始部分,微生物往往连在一起生长,随着线的延伸,菌数逐渐减少,最后可能形成单个菌落。
②稀释涂布平板法:将待分离的菌液经过大量稀释后,均匀涂布在培养皿表面,经培养后可形成单个菌落。
二、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:
(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】(1)制作米曲霉孢子悬浮液,用无菌水将斜面上的孢子洗下,倒入含有玻璃珠的无菌三角瓶中,搅拌分散孢子,获得孢子悬浮液。
(2)取用菌种用移液枪,用玻璃刮刀涂布在含有蛋白质的平板上,倒置培养一段时间,测量菌落直径和透明圈直径大小,并进行计算。
(3)紫外线可以提高突变频率,选育更优良的米曲霉菌,因此用紫外灯照射并搅拌,其目的是提高突变频率。
(4)通过观察菌株在传代培养过程中酶活性是否迅速降低,判断其是否容易退化,来筛选出具有遗传稳定性的优良菌株。
(5)要通过逆转录得到DNA,需要提取EPO的mRNA,得到的DNA再通过PCR技术获得大量EPO基因。
(6)①过程为基因表达载体的构建,EPO基因两端与载体上应具有相同的限制酶切位点,即限制性核酸内切酶识别序列,该载体内部需包含启动子以驱动基因的转录。
(7)将重组表达载体导入小鼠受精卵中,采用显微注射法。
(8)当胚胎发育至囊胚时期,需进行胚胎移植,此时移植的成功率高,细胞分化程度低。为获得更多转基因胚胎,在胚胎分割时需将内细胞团均等切割,否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此外,移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定。
(9)抗原-抗体杂交技术对血液来进行检测,可以检验检验转基因仓鼠是否成功表达EPO。
【点睛】本题考查酱油的制作工艺和基因工程的相关内容,要求学生在分析题目的过程中,注意前面的揭示,来准确作答。

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