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2025浙科版高中生物学选择性必修3
综合拔高练
五年高考练
考点　基因工程
1.(2020浙江7月选考,24)下列关于基因工程的叙述,正确的是(　　)
A.若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶,则一定有利于该重组质粒进入受体并保持结构稳定
B.抗除草剂基因转入某抗盐植物获得2个稳定遗传转基因品系,抗性鉴定为抗除草剂抗盐和抗除草剂不抗盐。表明一定是抗盐性的改变与抗除草剂基因的转入无关
C.抗除草剂基因转入某植物获得转基因植株,其DNA检测均含目的基因,抗性鉴定为抗除草剂和不抗除草剂。表明一定是前者表达了抗性蛋白而后者只表达抗性基因RNA
D.已知不同分子量DNA可分开成不同条带,相同分子量的为一条带。用某种限制性核酸内切酶完全酶切环状质粒后,出现3条带。表明该质粒上一定至少有3个被该酶切开的位置
2.(2023浙江6月选考,19)某研究小组利用转基因技术,将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端,如图甲所示。实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只,交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型,设计了引物1和引物2用于PCR扩增,PCR产物电泳结果如图乙所示。
甲
乙
下列叙述正确的是(　　)
A.Gata3基因的启动子无法控制GFP基因的表达
B.翻译时先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白
C.2号条带的小鼠是野生型,4号条带的小鼠是Gata3-GFP基因纯合子
D.若用引物1和引物3进行PCR,能更好地区分杂合子和纯合子
3.(2023浙江1月选考,24改编)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,采用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a,乙植物细胞质具有特异性DNA序列b;M1、M2为序列a的特异性引物,N1、N2为序列b的特异性引物。完善实验思路:
Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA,作为PCR扩增的　　　　。
Ⅱ.将DNA提取物加入PCR反应体系,　　　　　为特异性引物,扩增序列a;用同样的方法扩增序列b。
Ⅲ.得到的2个PCR扩增产物经　　　　后,若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的　　个条带,则可初步确定再生植株来自杂种细胞。
4.(2023浙江6月选考,23)赖氨酸是人体不能合成的必需氨基酸,而人类主要食物中的赖氨酸含量很低,利用生物技术可提高食物中赖氨酸含量。
回答下列问题:
(1)植物细胞合成的赖氨酸达到一定浓度时,能抑制合成过程中两种关键酶的活性,导致赖氨酸含量维持在一定浓度水平,这种调节方式属于　　　　　　。根据这种调节方式,在培养基中添加　　 　　　　　　　　　　　　,用于筛选经人工诱变的植物悬浮细胞,可得到抗赖氨酸类似物的细胞突变体,通过培养获得再生植株。
(2)随着转基因技术与动物细胞工程结合和发展,2011年我国首次利用转基因和体细胞核移植技术成功培育了高产赖氨酸转基因克隆奶牛。其基本流程为:
①构建乳腺专一表达载体。 随着测序技术的发展,为获取富含赖氨酸的酪蛋白基因(目的基因),可通过检索　　　　　获取其编码序列,用化学合成法制备得到。再将获得的目的基因与含有乳腺特异性启动子的相应载体连接,构建出乳腺专一表达载体。
②表达载体转入牛胚胎成纤维细胞(BEF)。将表达载体包裹到磷脂等构成的脂质体内,与BEF膜发生　　　　,表达载体最终进入细胞核,发生转化。
③核移植。将转基因的BEF作为核供体细胞,从牛卵巢获取卵母细胞,经体外培养及去核后作为　　　　　。将两种细胞进行电融合,电融合的作用除了促进细胞融合,同时起到了　　　重组细胞发育的作用。
④重组细胞的体外培养及胚胎移植。重组细胞体外培养至　　　 　　　　　,植入代孕母牛子宫角,直至小牛出生。
⑤检测。DNA水平检测:利用PCR技术,以非转基因牛耳组织细胞作为阴性对照,以　　　　　　为阳性对照,检测到转基因牛耳组织细胞中存在目的基因。RNA水平检测:从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞,提取总RNA,对总RNA进行　　　　处理,以去除DNA污染,再经逆转录形成cDNA,并以此为　　　　　　,利用特定引物扩增目的基因片段。结果显示目的基因在转基因牛乳汁中的脱落细胞内表达,而不在牛耳组织细胞内表达,原因是什么 　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
5.(2024浙江1月选考,22)锌转运蛋白在某种植物根部细胞特异性表达并定位于细胞质膜,具有吸收和转运环境中Zn2+的功能。为研究该植物2种锌转运蛋白M和N与吸收Zn2+相关的生物学功能,在克隆M、N基因基础上,转化锌吸收缺陷型酵母,进行细胞学鉴定。
回答下列问题:
(1)锌转运蛋白基因M、N克隆。以该植物　　　　为材料提取并纯化mRNA,反转录合成cDNA。根据序列信息设计引物进行PCR扩增,PCR每个循环第一步是进行热变性处理,该处理的效果类似于生物体内　　　　的作用效果。PCR产物琼脂糖凝胶电泳时,DNA分子因为含　　　　　而带负电荷,凝胶点样孔端应靠近电泳槽负极接口;当2个PCR产物分子量接近时,若延长电泳时间,凝胶中这2个条带之间的距离会　　　　。回收DNA片段,连接至克隆载体,转化大肠杆菌,测序验证。
(2)重组表达载体构建。分别将含M、N基因的重组质粒和酵母表达载体同时进行双酶切处理,然后利用　　　　　　连接,将得到的重组表达载体转化大肠杆菌。用PCR快速验证重组转化是否成功。此反应可以用大肠杆菌悬液当模板的原因是　　　　　　　 　　　　　　　　　。
(3)酵母菌转化。取冻存的锌吸收缺陷型酵母菌株,直接在固体培养基进行　　　　　　培养,活化后接种至液体培养基,采用　　　　　以扩大菌体数量,用重组表达载体转化酵母菌。检测M、N基因在受体细胞中的表达水平,无显著差异。
(4)转基因酵母功能鉴定。分别将转化了M、N基因的酵母菌株于液体培养基中培养至OD600为0.6,将菌液用　　　　　　法逐级稀释至OD600为0.06、0.006和0.000 6,然后各取10 μL菌液用涂布器均匀涂布在固体培养基上,培养2天,菌落生长如图。该实验中阴性对照为　　　　　　　　　　　　　。由实验结果可初步推测:转运蛋白M和N中,转运Zn2+能力更强的是　　　　,依据是　　 　　　　　　 　　。
注: OD600为波长600 nm下的吸光值,该值越大,菌液浓度越高;空载体为未插入M或N基因的表达载体。
三年模拟练
应用实践
1.(2023浙江大学附属中学期中)2020年诺贝尔化学奖授予了两位女科学家以表彰她们在基因编辑研究领域做出的卓越贡献。这两位科学家巧用CRISPR/Cas9基因剪刀,以极高的精度编辑了动物、植物和微生物的DNA。CRISPR/Cas9基因组编辑系统工作原理如图所示,关于此技术的解释错误的是(　　)
A.Cas9为一种能使磷酸二酯键断裂的酶
B.DNA-RNA杂交区域不存在T-A碱基对
C.在单链引导RNA中也存在碱基互补配对
D.人为改变引导RNA的序列可实现对特定基因的切割
2.(2023浙江温州统考模拟预测)水蛭素是水蛭唾液腺分泌的一种蛋白质,是一种优良的凝血酶抑制剂,在血栓治疗上有着重要的医学价值。已知天然水蛭素的抗凝血活性较低,产量和来源有限,某科研团队拟通过一定的技术手段改造水蛭素基因,通过制备山羊乳腺生物反应器获得活性高、产量大的重组水蛭素。
回答下列问题:
(1)水蛭素基因的改造:研究发现,水蛭素的第47位天冬酰胺替换为赖氨酸,可以提高其活性。通过建立功能与结构的联系,运用　　　　工程对水蛭素分子进行改造:从预期的水蛭素功能出发,设计水蛭素的　　　　,推测出其氨基酸序列,再依据　　　　推测出水蛭素基因的核苷酸序列,进而运用基因定点突变技术改造水蛭素基因。
(2)水蛭素基因表达载体的构建:应用PCR技术对改造后的水蛭素基因进行扩增,在设计引物时,应在引物5'端添加特定限制酶的识别序列,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。将水蛭素基因和表达载体用　　　　　　　　酶处理获得重组DNA分子。
(3)山羊成纤维细胞的培养、转化:将无菌条件下采集制备的　 　　　(填“雌性”或“雄性”)山羊成纤维细胞悬液作为初始材料进行　　　　培养。将带有重组DNA分子的脂质体与成纤维细胞共培养,获得含有目的基因的受体细胞。应用PCR技术可精准鉴定受体细胞中是否导入了水蛭素基因,若PCR反应出现无扩增条带的假阴性结果,可能的原因有哪几项 　　　　。
A.反应温度不适宜　　B.引物量不够
C.模板量不够　　D.重组DNA未导入
(4)转基因奶山羊的克隆:将成功转化的成纤维细胞的核取出,移入去核的　　　　细胞中,用电脉冲融合后进行胚胎体外培养,将早期胚胎移植到经　　　　处理的代孕母羊子宫内,经妊娠、分娩获得转基因克隆奶山羊。
(5)重组水蛭素的获取和检测:收集转基因奶山羊乳汁,从中提取得到　　　　,分子水平上采用　　　技术鉴定是否含有重组水蛭素。
3.(2023浙江杭州联考)草甘膦是一种非选择性除草剂,杀死杂草的同时也杀死农作物。它与植物体内的PEP(磷酸烯醇式丙酮酸)结构相似,可与PEP竞争结合EPSP合酶,阻止PEP转化,影响植物细胞正常代谢。我国科学家从草甘膦施用土壤中的某微生物体内获取GR79基因(草甘膦抗性基因),并将其导入植物体细胞中获得抗草甘膦的转基因植物。据图回答下列问题:
(1)GR79基因发挥抗草甘膦作用的机理可能是　　　　　 　　　　　　　　　　　　。从分离得到的某土壤微生物体内获取含有GR79基因的质粒,并将其保存在某细菌群体(受体菌)中,各个受体菌分别含有该微生物的不同的基因,这些受体菌群中该微生物的所有DNA序列克隆的汇总,称为　　　　　　。
(2)据图推测,利用PCR技术扩增GR79基因时,需设计能与该基因两条模板链3'端　　　　　　　的引物;同时为构建该基因表达载体,需在引物1和引物2的　　　端加上限制酶　　　　　　　　的识别序列。
(3)实验中常采用　　　　　　法将GR79基因表达载体导入植物受体细胞;为避免该基因在近缘农作物中传播,可将其导入植物受体细胞的　　　　　　　　;除温度、酸碱度等环境因素外,影响该基因导入植物受体细胞成功率的因素还有　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)为检测GR79基因是否导入植物体细胞,可在培养基中添加　　 　　筛选含该基因的受体细胞;也可利用　　　　　　　　技术更加精准地进行检测,若待检DNA中含有该基因,则会发现硝酸纤维素膜上会出现　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)经检测,科研人员发现部分获得GR79基因的植物幼苗不具有抗草甘膦的能力,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
4.(2023浙江宁波模拟)PCR技术不仅可以扩增目的基因,还可用于定点诱变目的基因等。大引物PCR就是一种定点突变技术。大引物PCR 需要用到引物进行两次 PCR,其操作步骤为:
①根据目的基因序列设计引物,得到两个常规引物,分别为常规上游引物和常规下游引物;②根据突变碱基所处序列位置设计突变上游引物,突变位点位于突变引物序列的中间位置;③由突变上游引物与常规下游引物进行PCR1得到下游大引物;④用得到的下游大引物和另一个常规上游引物进行PCR2扩增,得到突变目的基因序列。回答下列问题:
(1)PCR扩增的第一步是使双链模板 DNA变性。变性要求的温度与DNA 中G+C的含量有关,DNA中G+C的含量越多,要求的变性温度越高。其原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。该PCR扩增技术所需的基本条件是　　　种引物、原料、模板、　　　　 　　　　　　　。
(2)在PCR1反应中,形成图示双链 DNA 至少要经过　　　次复制。PCR1的产物 DNA的　　　条链作为PCR2所用的引物。与X射线诱变相比,该突变技术的优点是　　　　　　　　　　　　。
(3)如果要利用微生物进一步克隆 PCR定点诱变产物,其步骤包括:　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　、微生物的筛选和培养、从菌群中获取更多目的基因。将获取的目的基因和质粒进行连接后,需先用　　　　处理农杆菌以便将基因表达载体导入马铃薯细胞,将马铃薯细胞培养成幼苗时经过的两个过程是　　　 　　　　　。检测目的基因是否在马铃薯细胞中转录出了mRNA,所采用的方法是　　　　　　　　。
迁移创新
5.(2024浙江宁波镇海中学训练)研究显示,结肠癌等多种恶性肿瘤细胞会表达hCGβ蛋白,这与肿瘤的发生及转移可能有一定关系。通过各种生物反应器研发抗hCGβ疫苗已成为近年来肿瘤治疗领域热点问题,图1、2、3为各团队制备过程的部分流程图和实验结果图,其中启动子有物种特异性,请根据实验过程和实验结果回答以下问题:
注:甲序列(320 bp)指导合成的信号肽,能指引翻译后的多肽进入内质网腔;AOX1为甲醇诱导型的真核启动子,有甲醇存在的环境下才会启动表达。
(1)构建重组载体。图中获取hCGβ基因的方法属于　　　　　　,将hCGβ基因与甲序列一起构建形成融合基因,其目的是　　　 　　　　　　　　　　　　　。
(2)大肠杆菌转化。阶段Ⅱ将环化质粒导入受体细胞,然后涂布于含氨苄青霉素的平板,在恒温培养箱中　　　　培养,以利于获得单菌落,筛选分离出含hCGβ基因表达载体的大肠杆菌。
(3)鉴定融合基因。为鉴定hCGβ基因与甲序列是否融合成功:提取大肠杆菌的　　　　作为模板,设计相应引物对融合基因进行PCR并电泳。在PCR过程中,每一个循环均包括　　　　　　　　3个阶段。为使扩增产物能被限制酶用于后续实验,应在引物5'端添加　　　 　　　　　　　　　,电泳时将样品与　　　　　　混合后加入加样孔。凝胶中加样孔的一侧放于电泳槽的　　　　(填“正极”或“负极”)。电泳后得到图2所示结果,据图可判断　　　　号泳道的样品符合要求。
(4)导入酵母菌。阶段Ⅳ~Ⅴ过程,将处理后的酵母菌接种于　　 　　(填“固体”或“液体”)培养基,培养基不需要添加的成分有　　　　(A组氨酸、B甲醇、C无机盐、D琼脂),此培养基上形成的酵母菌菌落即为目的菌株,此步骤不能通过培养基中添加氨苄青霉素作为筛选条件获得目标菌株的原因是　　　 (答出两点)。
(5)基因表达检测。将酵母菌接种后于　　　　上振荡培养,将培养物离心后分成细胞和培养液两部分,将细胞用缓冲液重新悬浮,并　　　 　处理后,再次离心取上清液。用抗hCGβ蛋白抗体对上清液和之前获得的培养液通过　　　　　　　　技术进行检测,若两组均呈阳性,则说明hCGβ基因在酵母菌中成功表达并分泌。
(6)发酵罐生产。为了解发酵罐中酵母菌数量,取5 g皮渣加入45 mL无菌水,按照此法,梯度稀释至104倍。取0.1 mL稀释液涂布计数,三个平板中菌落数分别为56、62和56,则此时每克皮渣酵母菌数量是　　 　　　　个。
(7)为便于纯化hCGβ蛋白,现改进生产线路,另将小段His基因序列(标签)与hCGβ基因相连,构建出能表达hCGβ-His融合蛋白的重组DNA(图3)。为确定hCGβ-His融合基因是否连接到质粒中并且插入方向是否正确,进行PCR检测,应选择图3中的引物组合为　　 　　　　　　　　。除利用His蛋白的特异性吸附能力进行蛋白分离外,还可利用蛋白电泳,其原理是根据蛋白质分子的电荷、　　　 　　　　及形状不同,在电场中的移动速度不同而实现分离。
(8)研究者发现,用植物生产可能更加经济,拟用紫藤花生产。用农杆菌转化法时,携带目的基因的　　　　会转移到植物细胞中。
(9)植物源蛋白活性检测。已知DNS在90 ℃以上可与还原糖发生显色反应,将hCGβ蛋白与淀粉酶制成hCGβ-酶复合体,hCGβ-酶复合体蛋白与抗hCGβ蛋白抗体结合后会遮盖复合体空间构象,使酶无法正常执行功能。向离心管中加入抗hCGβ蛋白抗体、hCGβ-酶复合体反应10 min,再加入淀粉反应10 min,立刻沸水浴处理2 min,此时沸水浴的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。随后加入DNS并沸水浴处理10 min,通过测定反应液的颜色变化,推测抗hCGβ蛋白抗体的活性。颜色反应越深,可以反映抗hCGβ蛋白抗体的活性越　 　　　。
答案与分层梯度式解析
五年高考练
1.D　若受体大肠杆菌含有构建重组质粒时用到的限制性核酸内切酶(限制性内切核酸酶),则该酶会对进入受体大肠杆菌的重组质粒进行切割,不利于该重组质粒保持结构稳定,A错误;抗除草剂基因转入抗盐植物产生不抗盐品系,可能是转入的抗除草剂基因插入抗盐基因内,影响抗盐基因表达造成的,B错误;转基因植物中均含抗除草剂基因,但存在抗除草剂和不抗除草剂两种植株,前者表达了抗性蛋白,后者可能抗除草剂基因未转录出mRNA,或转录出的mRNA未能翻译成蛋白质,C错误;某种限制性内切核酸酶完全酶切环状质粒后,出现3条带,即3种不同分子量DNA,因此环状质粒上至少有3个该酶的识别位点,D正确。
2.B　从图甲可知GFP和Gata3基因使用同一个启动子,故Gata3基因的启动子同时控制GFP和Gata3基因的表达,A错误;由于启动子区在左侧,基因的编码区在右侧,因此转录的方向是从左到右,mRNA的5'端为Gata3基因转录形成的,3'端为GFP基因转录形成的,因此翻译时先合成Gata3蛋白,B正确;根据引物的选择可知,大片段含有GFP基因,小片段不含GFP基因,因此4号条带的小鼠是野生型,2号条带的小鼠是Gata3-GFP基因纯合子,C错误;若用引物1和引物3进行PCR,则只能扩增含有GFP基因的片段,产物长度相等,因纯合子和杂合子均含有GFP基因,则不利于区分纯合子和杂合子,D错误。
3.答案　Ⅰ.模板　Ⅱ.M1、M2　Ⅲ.凝胶电泳　1
解析　提取纯化再生植株的总DNA,作为PCR扩增的模板。M1、M2为序列a的特异性引物,将DNA提取物加入PCR反应体系,以M1、M2为特异性引物,扩增序列a,N1、N2为序列b的特异性引物,将DNA提取物加入PCR反应体系,以N1、N2为特异性引物,扩增序列b。得到的2个PCR扩增产物经凝胶电泳后,根据每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的1个条带,可初步确定再生植株来自杂种细胞。
4.答案　(1)负反馈调节　一定浓度的赖氨酸类似物　(2)①基因数据库　②融合　③受体细胞　激活　④桑葚胚或囊胚　⑤人工合成的酪蛋白(目的)基因　DNA酶　PCR的模板　构建的表达载体只含有乳腺特异性启动子,只能在乳腺细胞中启动转录,而在牛耳组织细胞中不能表达
解析　(1)一个系统工作的效果反过来抑制该系统的工作称为负反馈调节,基于此原理,若在培养基中加入一定浓度的赖氨酸类似物作为选择培养基,就可筛选获得抗赖氨酸类似物的细胞突变体。(2)①用化学方法合成目的基因时,需要已知其全部序列,所以可以通过基因数据库检索查询该序列。②利用膜融合的方式可将脂质体包裹的表达载体转入特定受体细胞。③核移植时常用的受体细胞为去核卵母细胞,携带转基因的BEF(核供体细胞)与受体细胞(去核卵母细胞)通过电融合法诱导融合,使供体核进入去核卵母细胞,形成重组细胞,同时电刺激还可激活重组细胞,使其完成细胞分裂和发育进程。④当重组细胞发育至桑葚胚或囊胚时进行胚胎移植。⑤阳性对照是指能检测到目的基因的对照,题中应该利用人工合成的目的基因作为阳性对照。可从非转基因牛乳汁中的脱落细胞、转基因牛乳汁中的脱落细胞和转基因牛耳组织细胞中提取总RNA,对总RNA进行DNA酶处理,以除去细胞中的DNA,只剩下RNA,再通过逆转录形成cDNA,并以此为模板利用PCR技术扩增DNA检验基因是否表达。不同种类细胞中遗传信息的表达情况不同,含乳腺特异性启动子的表达载体只在乳腺细胞中表达。
5.答案　(1)根　解旋酶　磷酸基团　变长　(2)DNA连接酶　热变性使大肠杆菌细胞破裂,DNA流出　(3)划线分离　振荡培养　(4)梯度稀释　锌吸收缺陷型酵母+空载体　N　锌吸收缺陷型酵母+N基因表达载体组的酵母菌数量比锌吸收缺陷型酵母+M基因表达载体组的多
解析　(1)由题意可知,锌转运蛋白在某种植物根部细胞特异性表达并定位于细胞质膜,所以以该植物的根为材料提取并纯化mRNA,反转录合成cDNA。热变性处理的目的是使DNA解螺旋,相当于生物体内解旋酶的作用效果。DNA分子因为含有磷酸基团而带负电荷,所以其点样孔端应靠近电泳槽负极接口。随着时间的推移,不同分子量(相对分子质量)的DNA分子在电泳凝胶中的距离逐渐变长。(2)双酶切处理后的质粒和目的基因,用DNA连接酶进行连接。由于PCR过程中热变性可使大肠杆菌内的DNA外溢,所以可用大肠杆菌悬液当模板,利用PCR快速验证重组转化是否成功。(3)冻存的酵母菌可直接在固体培养基上平板划线接种后进行培养,活化后转至液体培养基增殖,培养过程中进行振荡,有利于增加培养液的溶氧量和使酵母菌与培养液充分接触,从而使酵母菌快速增殖。(4)由题意可知,菌液稀释后OD600为0.06、0.006和0.000 6,说明其进行了梯度稀释。阴性对照组指不具备转运能力的一组,由图可知,锌吸收缺陷型酵母+空载体组基本不吸收锌,为阴性对照。由图中吸光值可知,锌吸收缺陷型酵母+N基因表达载体组的酵母菌数量比锌吸收缺陷型酵母+M基因表达载体组的多,说明转运蛋白N转运Zn2+能力更强。
三年模拟练
1.B　Cas9蛋白能在特定位置切割DNA,是一种能使磷酸二酯键断裂的酶,A正确;DNA含有A、T、G、C四种碱基,RNA含有A、U、G、C四种碱基,DNA中的T可与RNA中的A互补配对,所以DNA-RNA杂交区域存在T-A碱基对,B错误;根据图示可知,引导RNA存在折叠成双链的片段,故在单链引导RNA中也存在碱基互补配对,C正确;根据图示可知,引导RNA能识别并结合特定的DNA序列,从而引导Cas9蛋白结合到相应位置并切割DNA,所以人为改变引导RNA的序列可实现对特定基因的切割,D正确。
2.答案　(1)蛋白质　空间结构　中心法则(或mRNA序列或核糖核苷酸序列)　(2)便于将水蛭素基因与载体连接　限制酶、DNA连接　(3)雌性　原代　ABC　(4)卵母(或卵或受精卵)　同期发情　(5)蛋白质　抗原-抗体杂交
解析　(2)在设计引物时,应在引物5'端添加特定限制酶的识别序列,其目的是便于将水蛭素基因与载体连接,使水蛭素基因能正确扩增;将水蛭素基因和表达载体用限制酶(切割目的基因和表达载体)和DNA连接酶(连接切割后的目的基因和表达载体)处理获得重组DNA分子。(3)分析题意可知,本技术最终是通过制备山羊乳腺生物反应器获得活性高、产量大的重组水蛭素,需要从乳汁中获取产品,故应选择雌性山羊成纤维细胞悬液作为初始材料进行原代培养(分瓶前的培养);PCR是一项通过控制反应温度实现扩增DNA的技术,若反应温度不适宜,可能出现假阴性结果,A正确;PCR扩增过程中需要引物与模板,若引物量不够或模板量不够,可能出现假阴性结果,B、C正确;分析题意可知,在用PCR扩增前,已获得含有目的基因的受体细胞,不会出现重组DNA未导入的假阴性情况,D错误。(5)分析题意可知,水蛭素是一种蛋白质,故收集转基因奶山羊乳汁,从中提取得到蛋白质;抗原与抗体的结合具有特异性,故分子水平上采用抗原-抗体杂交技术鉴定是否含有重组水蛭素。
3.答案　(1)GR79基因表达的产物阻止(抑制)草甘膦与PEP竞争结合EPSP合酶　基因组文库　(2)碱基互补配对　5'　PstⅠ和XhoⅠ　(3)农杆菌转化　细胞质DNA上(或叶绿体DNA或线粒体DNA或叶绿体和线粒体DNA上)　农杆菌的种类和活性、受体细胞的活性等　(4)草甘膦　核酸分子杂交(或PCR和核酸分子杂交)　放射性或荧光条带　(5)草甘膦抗性基因转录或翻译异常(或草甘膦抗性基因表达异常)
解析　(1)分析题干信息,草甘膦与PEP竞争结合EPSP合酶→细胞代谢异常。由此推测,GR79基因表达的产物能阻止草甘膦与PEP竞争结合EPSP合酶,从而发挥抗草甘膦作用。(2)据图推测,利用PCR技术扩增GR79基因时,设计的引物与该基因两条模板链3'端碱基互补配对;由题图中质粒结构可知,限制酶BamHⅠ的识别序列位于标记基因中,不能选用,且为防止目的基因自身环化和反向插入,应选择两种不同的限制酶,即PstⅠ和XhoⅠ,扩增目的基因时,将它们的识别序列分别加在引物1和引物2的5'端。(3)实验中常采用农杆菌转化法将GR79基因表达载体导入植物受体细胞;为避免该基因通过花粉在近缘农作物中传播,可将其导入植物受体细胞的细胞质DNA上(或叶绿体DNA或线粒体DNA或叶绿体和线粒体DNA上)。(5)获得GR79基因的植物幼苗通过基因表达可以表现出抗草甘膦的性状,若不具有抗草甘膦的能力,可能是草甘膦抗性基因(或GR79基因)转录或翻译异常。
4.答案　(1) DNA中G和C之间有三个氢键,A和T之间只有两个氢键,G+C含量越多,其氢键越多,变性时所需温度越高　3　耐高温的Taq DNA聚合酶　(2) 2　一　目的性强、突变概率高　(3)目的基因与载体结合　将重组 DNA 导入受体细胞　CaCl2溶液
脱分化和再分化　核酸分子杂交技术
解析　(1)PCR扩增的第一步是使双链模板 DNA变性,DNA中G和C之间有三个氢键,A和T之间有两个氢键,G+C含量越多,其氢键越多,变性时所需温度越高。PCR扩增的基本条件包括DNA模板、4种脱氧核苷三磷酸、引物、耐高温的Taq DNA聚合酶、缓冲液等,在该PCR扩增中,需要常规上游引物、常规下游引物和突变上游引物3种引物。(2)如图,在PCR1反应中,形成题图所示双链DNA至少要经过2次复制。PCR1的产物DNA的一条链作为PCR2所用的引物,与X射线诱变相比,该突变技术目的性强、突变概率更高。
5.答案　(1)化学合成法　有利于hCGβ进入内质网加工　(2)倒置　(3)DNA　变性、退火、延伸　相应的限制酶识别序列　上样缓冲液　负极　3　(4)固体　A　氨苄青霉素抗性基因只在原核细胞中表达,其启动子在酵母菌中无效;氨苄青霉素抑制细菌细胞壁的合成,不能作用于酵母菌　(5)摇床　破碎　抗原-抗体杂交　(6)5.8×106　(7)F2与R1或F1与R2　相对分子质量　(8)T-DNA　(9)使淀粉酶变性失活,终止淀粉水解　低
解析　(1)图示获取hCGβ基因是通过查询基因数据库中hCGβ基因序列后通过化学合成法合成的。由“甲序列(320 bp)指导合成的信号肽,能指引翻译后的多肽进入内质网腔”可知,将hCGβ基因与甲序列一起构建形成融合基因的目的是有利于hCGβ进入内质网加工。(3)为鉴定hCGβ基因与甲序列是否融合成功,可以采用PCR技术进行检测:提取大肠杆菌的DNA作为模板,设计相应引物对融合基因进行PCR并电泳。为使扩增产物能被限制酶用于后续实验,应在引物5'端添加相应的限制酶识别序列。由于核酸带负电,凝胶中加样孔的一侧放于电泳槽的负极。hCGβ基因与甲序列构建形成的融合基因的长度为630+320=950(kb),因此图2中的3号泳道的样品符合要求。(4)微生物在固体培养基上生长时,可以形成肉眼可见的菌落。由题图1可知,酵母菌是组氨酸缺陷型,因此为筛选导入重组质粒的酵母菌,培养基中不需要加入组氨酸,但需要加入甲醇(AOX1为甲醇诱导型的真核启动子,有甲醇存在的环境下才会启动表达)、无机盐(培养基的营养物质之一)和琼脂(作为凝固剂)。由题干信息“启动子有物种特异性”可知,氨苄青霉素抗性基因只在原核细胞中表达,其启动子在酵母菌中无效,且氨苄青霉素抑制细菌细胞壁的合成,不能作用于酵母菌,故不能通过培养基中添加氨苄青霉素作为筛选条件获得目标菌株。(5)hCGβ蛋白是一种分泌蛋白,可被分泌到细胞外,故上清液和经离心处理获得的培养液中均含有hCGβ蛋白。抗原与抗体的结合具有特异性,故可用抗hCGβ蛋白抗体对上清液和经离心处理获得的培养液通过抗原-抗体杂交技术进行检测,若两组均呈阳性,则说明hCGβ基因在酵母菌中成功表达并分泌。(6)根据题意可知,每克皮渣酵母菌数量=(56+62+56)÷3÷0.1×104=5.8×106(个)。(7)用PCR扩增分析法确定重组质粒中目的基因插入方向是否正确时,常设计一对引物,一个引物与目的基因序列互补,另一个引物与质粒序列互补,两引物延伸方向相反,以扩增出两引物间的序列,若插入方向正确,则可扩增出相应序列,反之,则不能扩增出相应序列,故选用的引物应为F2、R1或F1、R2,若选用引物F1、R1,不论目的基因插入方向是否正确,都可扩增出目的基因序列。电泳技术是分离、鉴定、纯化核酸和蛋白质的常用方法,其原理是根据不同带电粒子的电荷、相对分子质量、形状等因素不同,在电场中的移动速度不同而实现分离。(9)向离心管中加入抗hCGβ蛋白抗体、hCGβ-酶复合体反应10 min,再加入淀粉(淀粉可以在淀粉酶的催化下水解)反应10 min,立刻沸水浴处理2 min(目的是使淀粉酶变性失活,终止淀粉水解),随后加入DNS并沸水浴处理10 min(使DNS与还原糖发生显色反应)。因为hCGβ-酶复合体蛋白与抗hCGβ蛋白抗体结合后会遮盖复合体空间构象,使酶无法正常执行功能,若抗hCGβ蛋白抗体的活性较弱,则酶能正常执行功能,淀粉水解产生的还原糖较多,DNS与还原糖发生的颜色反应较深。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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