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文檔簡介
1、基因工程的原理及技術12012山東35、(8分)【生物現(xiàn)代生物科技專題】毛角蛋白II型中間絲(KIFII)基因與絨山羊的羊絨質量密切相關。獲得轉KIFII基因的高絨質絨山羊的簡單流程如圖。(1)過程中最常用的運載工具是_,所需要的酶是限制酶和_。(2)在過程中,用_處理將皮膚組織塊分散成單個成纖維細胞。在培養(yǎng)過程中,將成纖維細胞置于5%CO2的氣體環(huán)境中,CO2的作用是_。(3)在過程中,用_處理以獲得更多的卵(母)細胞。成熟卵(母)細胞在核移植前需要進行_處理。(4)從重組細胞到早期胚胎過程中所用的胚胎工程技術是_。在胚胎移植前,通過_技術可獲得較多胚胎?!敬鸢浮浚?)質粒; DNA連接酶
2、(2)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶); 維持培養(yǎng)基(液)的PH穩(wěn)定 (3)促性腺激素(或促濾泡素,孕馬血清); 去核 (4)(早期)胚胎培養(yǎng) 胚胎分割【解析】熟練掌握基因工程和胚胎工程的基本知識就能解答本題.(1)運載工具(體)包括質粒、噬菌體衍生物及動植物病毒,其中質粒是主要運載體;所需工具酶是限制酶和DNA連接酶。(2)分散皮膚組織塊成單個細胞使用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)。在動物細胞培養(yǎng)過程中, CO2的作用是維持培養(yǎng)液pH的相對穩(wěn)定。(3)要得到更多的卵(母)細胞需用促性腺激素進行超數(shù)排卵處理;成熟卵(母)細胞在核移植前需要進行去核處理,以保證克隆后代的遺傳性狀主要了來自供體核。(4)把重組細
3、胞培養(yǎng)到早期胚胎叫早期胚胎培養(yǎng)技術;在胚胎移植前,通過胚胎分割技術可獲得較多胚胎。【試題評價】本題考查了基因工程的操作工具、動物細胞培養(yǎng)的過程和條件、超數(shù)排卵的方法、核移植技術、胚胎工程中早期胚胎培養(yǎng)和胚胎移植等知識,基礎性強,難度不大。22012天津7.(13分)生物分子間特異性結合的性質廣泛用于生命科學研究。以下實例為體外處理“蛋白質-DNA復合體”獲得DNA片段信息的過程圖。據(jù)圖回答:(1)過程酶作用的部位是 鍵,此過程只發(fā)生在非結合區(qū)DNA,過程酶作用的部位是 鍵。(2)、兩過程利用了酶的 特性。(3)若將得到的DNA片段用于構建重組質粒,需要過程的測序結果與 酶的識別序列進行對比,以
4、確定選用何種酶。(4)如果復合體中的蛋白質為RNA酶聚合,則其識別、結合DNA序列區(qū)為基因的 。(5)以下研究利用了生物分子間的特異性結合的有 (多選)A.分離得到核糖體,用蛋白酶酶解后提取rRNA B.用無水乙醇處理菠菜葉片,提取葉綠體基粒膜上的光合色素C通過分子雜交手段,用熒光物質標記的目的基因進行染色體定位D將抑制成熟基因導入番茄,其mRNA與催化成熟酶基因的mRNA互補結合,終止后者翻譯,延遲果實成熟?!敬鸢浮浚?)磷酸二酯,肽(2)專一性(3)限制性核酸內切酶 (4)啟動子(或轉錄起始區(qū))(5)A、C、D【解析】(1)DNA酶作用的部位是DNA的磷酸二酯鍵,蛋白酶作用的部位是肽鍵。(
5、2)過程利用了各種酶催化一種或一類化學反應的特性,即專一性。(3)DNA要構建重組質粒,需要用限制性核酸內切酶切割,再與質粒重組。(4)RNA聚合酶識別和結合在基因的啟動子上,驅動基因轉錄。(5)蛋白酶能特異性的酶解蛋白質,分子雜交手段也是利用各物質分子結合的特異性,抑制成熟基因轉錄出的mRNA與催化成熟酶基因的mRNA堿基互補結合,也具有特異性,光和色素易溶于有機溶劑,與酒精并不是特異性的溶解,所以選ACD。【試題點評】本題考查了基因工程的想過知識,主要考查學生對知識的理解和應用能力,難度較小。32012天津8.(20分)黃曲霉毒素B1 (AFB1)存在于被黃曲霉菌污染的飼料中,它可以通過食
6、物鏈進入動物體內并蓄積,引起瘤變。某些微生物能表達AFB1解毒酶將該酶添加在飼料中可以降解AFB1,清除其毒性?;卮鹣铝袉栴}:( 1 ) AFB1屬于 類致癌因子。( 2 ) AFB1能結合在DNA 的G 上,使該位點受損傷變?yōu)镚 ' ,在DNA復制中,G '會與A配對?,F(xiàn)有受損傷部位的序列為,經兩次復制后,該序列突變?yōu)?。(3)下圖為采用基因工程技術生產AFB1解毒酶的流程圖據(jù)圖回答問題: 在甲、乙條件下培養(yǎng)含AFB1解毒酶基因的菌株,經測定,甲菌液細胞密度小、細胞含解毒酶:乙菌液細胞密度大、細胞不含解毒酶過程l 應選擇 菌液的細胞提取總RNA ,理由是 過程中,與引物結合的
7、模版是 檢測酵母菌工程菌是否合成了AFB1解毒酶,應采用 方法。( 4 )選取不含AFB1的飼料和某種實驗動物為材料,探究該AFB1解毒酶在飼料中的解毒效果。實驗設計及測定結果見下表:據(jù)表回答問題: 本實驗的兩個自變量,分別為 。 本實驗中,反映AFB1解毒酶的解毒效果的對照組是 。 經測定,某污染飼料中AFB1含量為100g/kg ,則每千克飼料應添加 克AFB1解毒酶解毒效果最好同時節(jié)的了成本。(5)采用蛋白質工程進一步改造該酶的基本途徑是:從提高每的活性出發(fā),設計預期的蛋白質結構,推測應有的氨基酸序列,找到相對應的 序列。【答案】( 1 )化學( 2 ) (3)甲 甲菌液細胞的AFB1解
8、毒酶基因已轉錄生成了mRNA,而在乙菌液細胞中該基因未轉錄AFB1解毒酶基因的 cDNA. 抗原-抗體雜交 (4) AFB1的有無和AFB1解毒酶的含量。 B組(或B組+A組) 5 (5)脫氧核苷酸序列?!窘馕觥奎S曲霉毒素B1 (AFB1)存在于被黃曲霉菌污染的飼料中,它可以通過食物鏈進入動物體內并蓄積,引起瘤變。某些微生物能表達AFB1解毒酶將該酶添加在飼料中可以降解AFB1,清除其毒性。( 1 ) 黃曲霉毒素B1(AFB1)是化學物質,AFB1屬于化學類致癌因子。( 2 ) AFB1能結合在DNA 的G 上使該位點受損傷變?yōu)镚 ' ,在DNA復制中,G '會與A配對?,F(xiàn)有受
9、損傷部位的序列為,經兩次復制后,該序列突變?yōu)?。?) 在甲、乙條件下培養(yǎng)含AFB1解毒酶基因的菌株經測定甲菌液細胞密度小、細胞含解毒酶:乙菌液細胞密度大、細胞不含解毒酶過程l 應選擇甲菌液的細胞提取總RNA ,理由是因為甲菌液細胞含解毒酶,意味著完成了基因的表達,所以應選擇甲菌液的細胞提取總RNA 過程中,根據(jù)圖示,可以看出與引物結合的模版是cDNA. 檢測酵母菌工程菌是否合成了AFB1解毒酶,檢測對象為蛋白質,應采用抗原-抗體雜交方法。(4) 本實驗的兩個自變量,分別為AFB1的有無和AFB1解毒酶的含量。 本實驗中反映AFB1解毒酶的解毒效果的對照組是B組。 經測定,某污染飼料中AFB1含
10、量為100g/kg ,則每千克飼料應添加5克AFB1解毒酶AFB1的殘留量最少,解毒效果最好繼續(xù)添加AFB1解毒酶解解毒效果不變,因此節(jié)約了成本。(5)采用蛋白質工程進一步改造該酶的基本途徑是:從提高酶的活性出發(fā),設計預期的蛋白質結構,推測應有的氨基酸序列,找到相對應的脫氧核苷酸序列?!驹囶}點評】本題以“黃曲霉毒素B1”為材料背景,考查了致癌因子,DNA復制,基因工程,蛋白質工程和實驗設計,是一道很好的綜合題,考查學生的知識的理解和運用能力,以及對實驗分析能力和分析探究能力。難度適中。42012浙江6.天然的玫瑰沒有藍色花,這是由于缺少控制藍色色素合成的基因B,而開藍色花的矮牽牛中存在序列已知
11、的基因B?,F(xiàn)用基因工程技術培育藍玫瑰,下列操作正確的是( )A.提取矮牽牛藍色花的mRNA,經逆轉錄獲得互補的DNA,再擴增基因BD.將基因B直接導入大腸桿菌,然后感染并轉入玫瑰細胞【解析】提取矮牽牛藍色花的mRNA,逆轉錄得到DNA,然后擴增,可獲得大量的基因B,A正確;從基因文庫中獲取目的基因,只要根據(jù)目的基因的相關信息和基因文庫中的信息進行篩選對比即可,不需要用限制酶進行切割,B錯誤;目的基因與質粒的連接需要用DNA連接酶,而不是DNA聚合酶,C錯誤;目的基因需要和運載體連接后形成重組質粒再導入,而且應該用農桿菌進行感染,而不是大腸桿菌,D錯誤?!敬鸢浮緼【試題點評】本題主要考查基因工程
12、,在這部分,工具酶的選擇和操作過程是??純热荩y度適中。52012新課標40、根據(jù)基因工程的有關知識,回答下列問題:(1)限制性內切酶切割分子后產生的片段,其末端類型有和。(2)質粒運載體用EcoR切割后產生的片段如下:為使運載體與目的基因相連,含有目的基因的DNA除可用EcoR切割外,還可用另一種限制性內切酶切割,該酶必須具有的特點是。(3)按其來源不同,基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類,即DNA連接酶和DNA連接酶。(4)反轉錄作用的模板是,產物是。若要在體外獲得大量反轉錄產物,常采用技術。(5)基因工程中除質粒外,和也可作為運載體。(6)若用重組質粒轉化大腸桿菌,一般情況下,不能直接
13、用未處理的大腸桿菌作為受體細胞,原因是。【答案】(1)黏性末端 平末端(2) 切割產生的DNA片段末端與EcoR切割產生的相同(3) E·coli T4(4) mRNA(或RNA) cDNA (或DNA) PCR(5) 噬菌體 動植物病毒(6)未處理的大腸桿菌吸收質粒(外源DNA)的能力極弱【解析】(1)當限制酶在它識別序列的中心軸線兩側將DNA的兩條鏈分別切開時,產生的是黏性末端,而當限制酶在它識別序列的中心軸線處切開時,產生的則是平末端。(2) 為使運載體與目的基因相連,不同的限制酶應切割出相同的黏性末端,它們必須要能識別相同的核苷酸序列,并且使每條鏈中相同的兩個核苷酸之間的磷酸
14、二酯鍵斷開。(3) DNA連接酶,根據(jù)酶的來源不同,可以將這些酶分為兩類:一類是從大腸桿菌中分離得到的,稱為E·coli DNA連接酶;另一類是從T4噬菌體中分離出來的,稱為T4DNA連接酶。(4) 反轉錄是以RNA為模版來合成DNA的過程??梢栽隗w外短時間內大量擴增DNA的技術叫PCR(多聚酶鏈式反應)(5) 基因工程中除質粒外,還有噬菌體的衍生物、動植物病毒等。(6) 大腸桿菌細胞外有細胞壁和細胞膜,能阻止其他物質的進入,只能通過Ca2+處理細胞,使細胞處于能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài),這種細胞稱為感受態(tài)細胞?!驹囶}評價】通過基因工程的操作過程及基因工程的工具及工具酶的作
15、用,考查學生識記能力與理解分析能力。難度較小。62012上海55如圖18所示,若用兩種識別切割序列完全不同的限制酶E和F從基因組DNA上切下目的基因,并將之取代質粒pZHZ1(3.7kb,1kb=1000對堿基)上相應的EF區(qū)域 (0.2kb),那么所形成的重組質粒pZHZ2_。A既能被E也能被F切開 B能被E但不能被F切開C既不能被E也不能被F切開 D能被F但不能被E切開【答案】55.A【解析】.用限制酶從基因組DNA上切下目的基因,并取代質粒pZHZ1(3.7kb,1kb=1000對堿基)上相應的EF區(qū)域 (0.2kb),用DNA連接酶連接后形成重組質粒,則在重組質粒中仍然含有限制酶E和限
16、制酶F的切割位點,形成的重組質粒pZHZ2既能被E也能被F切開,故本題選A。72012上海56已知在質粒pZHZl中,限制酶G切割位點距限制酶E切割位點08kb,限制酶H切割位點距限制酶F切割位點O5kb。若分別用限制酶G和H酶切兩份重組質粒pZHZ2樣 品,據(jù)表4所列酶切結果判斷目的基因的大小為 kb;并將目的基因內部的限制酶G和H切割位點標注在圖19中。56.1.2 見右圖【解析】56. 根據(jù)題中信息,原來質粒長度為3.7kb切去EF之間的還有3.5kb,插入目的基因后構成重組質粒,重組質粒長度為1.6+3.1=1.2+3.5=4.7kb,可推導出目的基因長度為1.2kb。重組質粒中G的切
17、割位點距E的切割位點0.8kb,單獨用限制酶G切割后產生1.6kb和3.1kb的兩種片段,說明在重組質粒中除了圖中標示出來的G酶識別位點外,還有一個G酶識別位點;H的酶切位點距F0.5kb,用H單獨酶切產生1.2kb和3.5kb兩種片段,說明在重組質粒中含有另外一個H的酶切位點,根據(jù)題中信息提示“將目的基因內部的限制酶G和H的識別位點標注在圖19中”,可確定在EF之間分別含有G和H的一個識別位點??蓴喽℅的識別位點,在舉例E點右側0.8kb處,H的識別位點在距F左側0.7kb處。2012上海57若想在山羊的乳汁中收獲上述目的基因的表達產物,則需將重組質粒pZHZ2導入至山羊的_細胞中。若pZH
18、Z2進入細胞后插入在一條染色體DNA上,那么獲得轉基因純合子山羊的方式是_。57.受精卵 轉基因山羊間相互交配【解析】57.將目的基因導入動物細胞中,通常以受精卵作為受體細胞,當受精卵發(fā)育成山羊后,在雌性山羊的乳汁中可以提取到目的基因的表達產物。重組質粒插入在一條染色體DNA上,可通過雌雄轉基因山羊雜交的方法來獲取轉基因純合子山羊。82012廣東28(16分)子葉黃色(Y,野生型)和綠色(y,突變型)是孟德爾研究的豌豆相對性狀之一。野生型豌豆成熟后,子葉由綠色變?yōu)辄S色。11. 在黑暗條件下,野生型和突變型豌豆的葉片總葉綠素含量的變化見圖10。其中,反映突變型豌豆葉片總葉綠素含量變化的曲線是_。
19、(2)Y基因和y基因的翻譯產物分別是SGRY蛋白和SGRy蛋白,其部分氨基酸序列見圖11。據(jù)圖11推測,Y基因突變?yōu)閥基因的原因是發(fā)生了堿基對的_和_。進一步研究發(fā)現(xiàn),SGRY蛋白和SGRy蛋白都能進入葉綠體??赏茰y,位點_的突變導致了該蛋白的功能異常,從而使該蛋白調控葉綠素降解的能力減弱,最終使突變型豌豆子葉和葉片維持“常綠”。(3)水稻Y基因發(fā)生突變,也出現(xiàn)了類似的“常綠”突變植株y2,其葉片衰老后仍為綠色。為驗證水稻Y基因的功能,設計了以下實驗,請完善。(一)培育轉基因植株:植株甲:用含有空載體的農桿菌感染_的細胞,培育并獲得純合植株。植株乙:_,培育并獲得含有目的基因的純合植株。(二)
20、預測轉基因植株的表現(xiàn)型:植株甲:_維持“常綠”;植株乙:_。(三)推測結論:_。【答案】 (1)A (2)替換 增加 (3)(一)突變植株y2 用含有Y基因的農桿菌感染純合突變植株y2 (二)能 不能維持“常綠” (三)Y基因能使子葉由綠色變?yōu)辄S色【解析】(1)根據(jù)題干所給信息“野生型豌豆成熟后,子葉由綠色變?yōu)辄S色”,可推測出野生型豌豆成熟后,子葉發(fā)育成的葉片中葉綠素含量降低。分析圖10,B從第六天開始總葉綠素含量明顯下降,因此B代表野生型豌豆,A為突變型豌豆。(2)根據(jù)圖11可以看出,突變型的SGRy蛋白和野生型的SGRY有3處變異,處氨基酸由T變成S,處氨基酸由N變成K,可以確定是基因相應
21、的堿基對發(fā)生了替換,處多了一個氨基酸,所以可以確定是發(fā)生了堿基對的增添;從圖11中可以看出SGRY蛋白的第12和38個氨基酸所在的區(qū)域的功能是引導該蛋白進入葉綠體,根據(jù)題意,SGRy和SGRY都能進入葉綠體,說明、處的變異沒有改變其功能;所以突變型的SGRy蛋白功能的改變就是由處變異引起的。 (3)本實驗通過具體情境考查對照實驗設計能力。欲通過轉基因實驗驗證Y基因“能使子葉由綠色變?yōu)辄S色”的功能,首先應培育純合的常綠突變植株y2,然后用含有Y基因的農桿菌感染純合的常綠突變植株y2,培育出含有目的基因的純合植株觀察其葉片顏色變化。為了排除農桿菌感染對植株的影響,應用含有空載體的農桿菌感染常綠突變
22、植株y2作為對照?!驹囶}點評】本題考查生物體的變異、遺傳定律的綜合應用、遺傳學的探究實驗等內容和學生提取信息的能力,難度中等。92012江蘇32.(9分)圖1表示含有目的基因D的DNA片段長度(bp即堿基對)和部分堿基序列,圖2表示一種質粒的結構和部分堿基序列。現(xiàn)有Msp I、BamH I、Mbo I、Sma I4種限制性核酸內切酶,它們識別的堿基序列和酶切位點分別為CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。請回答下列問題 (1)圖1的一條脫氧核苷酸鏈中相鄰兩個堿基之間依次由 連接。(2)若用限制酶SmaI完全切割圖1中DNA片段,產生的末端是 末端,其產物長度為 。(3)若圖1中虛線方
23、框內的堿基對被T-A堿基對替換,那么基因D就突變?yōu)榛騞。從雜合子中分離出圖1及其對應的DNA片段,用限制酶Sma I完全切割,產物中共有 種不同長度的DNA片段。(4)若將圖2中質粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進行連接,形成重組質粒,那么應選用的限制酶是 。在導入重組質粒后,為了篩選出含重組質粒的大腸桿菌,一般需要用添加 的培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。經檢測,部分含有重組質粒的大腸桿菌菌株中目的基因D不能正確表達,其最可能的原因是 ?!敬鸢浮浚?)脫氧核糖、磷酸、脫氧核糖(2)平 537bp、790bp、661bp (3)4(4)BamH I 抗生素B 同種限制酶切割形成的末端相同,部分目的基因D與
24、質粒反向鏈接【解析】(1)DNA單鏈中相鄰兩個堿基之間通過“脫氧核糖磷酸脫氧核糖”連接。(2)Sma I識別的序列為GGGCCC,切割后會產生平末端;圖1所示的DNA分子中含有兩個Sma I的識別位點,第一個識別位點在左端534bp序列向右三個堿基對的位置;第二個識別位點在右端658bp序列向左三個堿基對的位置,從這兩個位點切割后產生的DNA片段長度分別為534+3,796-3-3,658+3,即得到的DNA片段長度分別為537bp、790bp和661bp。(3)在雜合子體內含有基因D和基因d,基因D的序列中含有兩個識別位點,經過SmaI完全切割會產生537bp、790bp和661bp三種不同
25、長度的片段,基因d的序列中含有一個識別位點,經過切割后會產生1327bp和 661bp兩種長度的片段,綜上,雜合子中分離到該基因的DNA片段經過切割后會產生4種不同長度的片段。(4)能夠獲取目的基因并切開質粒的限制酶有識別序列為GGATCC的BamH I和識別序列為GATC的Mbo I,若使用Mbo I會同時破壞質粒中的抗生素A抗性基因和抗生素B抗性基因,所以要用BamH I來切割目的基因和質粒,切割后保留了完整的抗生素B抗性基因,便于篩選出含有重組質粒的大腸桿菌。因為目的基因和運載體是用同種限制酶切割的,目的基因兩端的末端和質粒切割后的兩個末端都能進行互補,可能出現(xiàn)目的基因反向連接在運載體上
26、的情況,導致基因D不能正確表達?!驹囶}點評】本題主要考查基因工程的相關知識,主要基因工程的基本操作過程限制酶的作用、目的基因的檢測和篩選等。尤其本題中所涉及的限制酶的內容,難度大,要求能準確分析其產物的長度。學生必須具備很好的識圖、分析推理能力才能成功作答。102012福建32【生物現(xiàn)代生物科技專題】必答題(10分)肺細胞中的let-7基因表達減弱,癌基因RAS表達增強,會引發(fā)肺癌。研究人員利用基因工程技術將let-7基因導入肺癌細胞實現(xiàn)表達,發(fā)現(xiàn)肺癌細胞的增殖受到抑制。該基因工程技術基本流程如圖。請回答:()進行過程時,需用 酶切開載體以插入let-7基因。載體應用RNA聚合酶識別和結合的部
27、位,以驅動let-7基因轉錄,該部位稱為 。()進行過程時,需用 酶處理貼附在培養(yǎng)皿壁上的細胞,以利于傳代培養(yǎng)。()研究發(fā)現(xiàn),let-7基因能影響癌基因RAS的表達,其影響機理如圖。據(jù)圖分析,可從細胞提取 進行分子雜交,以直接檢測let-7基因是否轉錄。肺癌細胞增殖受到抑制,可能是由于細胞中 (RASmRNA/RAS蛋白)含量減少引起的。【答案】(10分)(1)限制性核酸內切酶(或限制) 啟動子(2)胰蛋白(3)RNA RAS蛋白【解析】(1)過程表示基因表達載體的構建,在該過程中需要用限制酶對載體進行切割以便于目的基因的插入(限制性核酸內切酶,簡稱限制酶,寫其他的不得分);啟動子是一段特殊的
28、DNA序列,是RNA聚合酶結合和識別的位點,RNA聚合酶結合到該位點,可驅動轉錄過程。(2)過程表示動物細胞培養(yǎng),培養(yǎng)過程中出現(xiàn)接觸抑制后可以用胰蛋白酶處理,使之分散成單個的細胞,之后分裝到其他培養(yǎng)瓶里面進行傳代培養(yǎng)。(3)判斷目的基因是否在受體細胞中轉錄,可用分子雜交技術來進行,從細胞中提取mRNA和用放射性同位素或者熒光標記的目的基因單鏈DNA片段進行雜交。根據(jù)題中信息“肺組織細胞中的let-7基因表達減弱,癌基因RAS表達就增強,引發(fā)肺癌”導入let7基因后,肺癌細胞受到抑制,說明RAS基因表達減弱,導致細胞中的RAS蛋白質含量減少進而導致癌細胞受抑制。【試題點評】本題主要考查選修3中有
29、關基因工程和細胞工程中的知識,涉及的知識點主要有表達載體的構建.目的基因的檢測.動物細胞培養(yǎng)等。試題難度不大。112012安徽31(24分)甲型血友病是由X染色體上的隱性基因導致的遺傳?。℉對h為顯性)。圖1中兩個家系都有血友病發(fā)病史,III2和III3婚后生下一個性染色體組成是XXY的非血友病兒子(IV2),家系中的其他成員性染色體組成均正常。 圖1(1)根據(jù)圖1, (填“能”或“不能”)確定IV2兩條X染色體的來源;III4與正常女子結婚,推斷其女兒患血友病的概率是 。(2)兩個家系的甲型血友病均由凝血因子VIII(簡稱F8,即抗血友病球蛋白)基因堿基對缺失所致。為探明IV2的病因,對家系
30、的第III、IV代成員F8基因的特異片段進行了PCR擴增,其產物電泳結果如圖2所示,結合圖I,推斷III3的基因型是 。請用圖解和必要的文字說明IV2非血友病XXY的形成原因。(7) 現(xiàn)III3再次懷孕,產前診斷顯示胎兒(IV3)細胞的染色體為46,XY;F8基因的PCR檢測結果如圖2所示。由此建議III3 。圖2(4)補給F8可治療甲型血友病。采用凝膠色譜法從血液中分離純化F8時,在凝膠裝填色譜柱后,需要用緩沖液處理較長時間,其目的是 ;若F8比某些雜蛋白先收集到,說明F8的相對分子質量較這些雜蛋白 。(5)利用轉基因豬乳腺生物反應器可生產F8。要使乳腺細胞合成F8,構建表達載體時,必須將F
31、8基因cDNA與豬乳腺蛋白基因的 等調控組件重組在一起。F8基因cDNA可通過克隆篩選獲得,該cDNA比染色體上的F8基因短,原因是該cDNA沒有 。(6)為獲得更多的轉基因母豬,可以采用體細胞克隆技術,將純合轉基因母豬的體細胞核注入 ,構成重組胚胎進行繁殖?!敬鸢浮浚?)不能 0(2)XHXh,遺傳圖解如下:說明: 2產生異常的XhY精子和3產生正常的卵細胞XH結合而成XHXhY在III3形成卵細胞過程中的減數(shù)第二次分裂后期,帶有基因H的姐妹染色單體移向細胞的同一極,形成XHXH卵細胞,XHXH卵細胞與正常精子結合形成XHXHY受精卵。(3)終止妊娠。(4)洗滌平衡凝膠,并使凝膠裝填緊密 大
32、(5)啟動子 內含子(6)去核的卵母細胞【解析】(1)因為2的染色體組成可能是XHXH,也可能是XHXhY,所以不能確定,4的基因型為XHY,所以后代女性中沒有患病個體。(2)由圖可知第一條帶是顯性,第二條帶是隱性,所以3基因型為XHXh,圖解如下:在III3形成卵細胞過程中的減數(shù)第二次分裂后期,帶有基因H的姐妹染色單體移向細胞的同一極,形成XHXH卵細胞,XHXH卵細胞與正常精子結合形成XHXHY受精卵。(3)由題可知,IV3是血友病患者,所以建議III3終止妊娠。(4)采用凝膠色譜法從血液中分離純化F8時,在凝膠裝填色譜柱后,需要用緩沖液處理較長時間,其目的是洗滌平衡凝膠,并使凝膠裝填緊密
33、;若F8比某些雜蛋白先收集到,說明F8的相對分子質量較這些雜蛋白較大。(5)要使乳腺細胞合成F8,構建表達載體時,必須將F8基因cDNA與豬乳腺蛋白基因的啟動子和終止子等調控組件重組在一起。F8基因cDNA可通過克隆篩選獲得,該cDNA比染色體上的F8基因短,原因是該cDNA沒有內含子。(6)為獲得更多的轉基因母豬,可以采用體細胞克隆技術,將純合轉基因母豬的體細胞核注入去核卵細胞,構成重組胚胎進行繁殖?!驹囶}點評】本題考查了遺傳規(guī)律,減數(shù)分裂,血紅蛋白的提取,基因工程,胚胎工程;遺傳規(guī)律是近幾年的考查熱點,但每年考查的都有區(qū)別,在解遺傳題時,要記住一些常用解題方法,減數(shù)分裂的圖示是高中生物的基
34、本技能,會畫,能理解,能夠對遺傳規(guī)律有個很高的認識,遺傳實質都體現(xiàn)在其中。至于選修部分,基因工程、胚胎工程是近幾年的考查熱點,而血紅蛋白的提取,是今年生物考試說明中有,意味著我們要認真閱讀考試說明。總體來說,該題是本試卷中的難題,原因是,遺傳本身對于學生來說就難,加之選修部分題目較偏僻,從該題可以看出,安徽高考對于選修的考查,與必修部分建立了聯(lián)系,進行了學科內的綜合,希望學生在備考的過程中多加注意。122012北京5(6分)高中生物學實驗中,在接種時不進行嚴格無菌操作對實驗結果影響最大的一項是A將少許干酵母加入到新鮮的葡萄汁中B將毛霉菌液接種在切成小塊的鮮豆腐上C將轉基因植物葉片接種到無菌培養(yǎng)
35、基上D將土壤浸出液涂布在無菌的選擇培養(yǎng)基上【答案】C【解析】植物組織培養(yǎng)中的外植體必須在嚴格的無菌環(huán)境中進行培養(yǎng),而且操作的各環(huán)節(jié)都要注意嚴格滅菌,必須無菌操作,C對;葡萄酒的制作原理是利用酵母菌無氧發(fā)酵時產生酒精,在無氧條件下,大部分微生物都不能生存,隨著發(fā)酵的進行,酒精度增大,也有殺菌的作用;而制作腐乳時,主要是將毛霉等微生物接種在豆腐上,此過程的加鹽、加鹵湯等操作均有一定的殺菌作用;選擇培養(yǎng)基只能允許目的菌生長,會抑制其他雜菌生長,因此不是嚴格無菌操作時A、B、D選項的情況下比C選項的受影響要小。【試題點評】本題考查對傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用、微生物的培養(yǎng)和植物培養(yǎng)技術中無菌操作的掌握。重點要
36、求考生熟悉相應操作過程中的注意事項,這種類型的題目考查的內容相對固定,重點放在細節(jié),難度中等。132012海南31.【生物選修3:現(xiàn)代生物科技專題】(15分).已知甲種農作物因受到乙種昆蟲危害而減產,乙種昆蟲食用某種原核生物分泌的丙種蛋白質后死亡。因此,可將丙種蛋白質基因轉入到甲種農作物體內,使甲種農作物獲得抗乙種昆蟲危害的能力。回答下列問題:(1)為了獲得丙中蛋白質的基因,在已知丙種蛋白質氨基酸序列的基礎上,推測出丙中蛋白質的 序列,據(jù)此可利用 方法合成目的基因。獲得丙中蛋白質的基因還可用 、 方法。(2)在利用上述丙中蛋白質基因和質粒載體構建重組質粒的過程中,常需使用 酶和 。(3)將含有
37、重組質粒的農桿菌與甲種農作物的愈傷組織共培養(yǎng),篩選出含有丙種蛋白質的愈傷組織,由該愈傷組織培養(yǎng)成的再生植株可抵抗 的危害。(4)若用含有重組質粒的農桿菌直接感染甲種農作物植株葉片傷口,則該植株的種子 (填“含有”或“不含”)丙種蛋白質基因。【答案】(15分)(1)基因化學基因文庫PCR(每空2分,共8分,其他合理答案也給分)(2)限制 DNA連接(每空1分,共2分)(3)乙種昆蟲 (2分)(4)不含(3分)。【解析】(1)在已知蛋白質的氨基酸序列的情況下,可根據(jù)氨基酸和堿基的對應關系,推出合成該蛋白質的基因序列,然后用DNA合成儀通過化學方法來合成目的基因。此外也可以從基因文庫中獲取目的基因,
38、也可通過PCR方法獲取目的基因。(2)構建重組質粒時,需要用限制酶將運載體切開,并用DNA連接酶將目的基因連接到運載體上,從而構建基因表達載體。(3)愈傷組織中含有丙蛋白,說明丙蛋白的基因得到了表達,在培養(yǎng)成的植株體內也含有丙蛋白,乙昆蟲食用丙蛋白后會死亡,則該植株可抵抗乙昆蟲的危害。(4)直接用含有重組質粒的農桿菌直接感染甲種農作物植株葉片傷口,僅僅在該葉片內部分細胞中能合成丙蛋白,該植株的種子和其他的營養(yǎng)器官均不含有重組質粒,也就不含有丙中蛋白質的基因?!驹囶}點評】本題以農作物蟲害防治為背景考查基因工程的操作流程、基因工程所用的工具、獲取目的基因的方法、基因表達載體的構建、目的基因的篩選等
39、內容,難度不大。142011重慶31. (16分)擬南芥是遺傳學研究的模式植物,某突變體可用于驗證相關的基因的功能。野生型擬南芥的種皮為深褐色(TT),某突變體的種皮為黃色(tt),下圖是利用該突變體驗證油菜種皮顏色基因(Tn)功能的流程示意圖。(1)與擬南芥t基因的mRNA相比,若油菜Tn基因的mRNA中UGA變?yōu)椋淠┒诵蛄谐蔀椤啊?,則Tn比多編碼個氨基酸(起始密碼子位置相同,、為終止密碼子)。()圖中應為。若不能在含抗生素的培養(yǎng)基上生長,則原因是 .若的種皮顏色為 ,則說明油菜 基因與擬南芥T基因的功能相同。(3)假設該油菜Tn 基因連接到擬南芥染色體并替換其中一個t基因,則中進行減數(shù)分
40、裂的細胞在聯(lián)會時的基因型為 ;同時,的葉片卷曲(葉片正常對葉片卷曲為顯性,且與種皮性狀獨立遺傳),用它與種皮深褐色、葉片正常的雙雜合體擬南芥雜交,其后代中所占比例最小的個體表現(xiàn)型為 ;取的莖尖培養(yǎng)成16顆植株,其性狀通常 (填“不變”或“改變”)。(4)所得的轉基因擬南芥與野生型擬南芥 (填是或者不是)同一個物種?!敬鸢浮?16分)(1)2(2)重組質粒(重組DNA分子);重組質粒未導入;深褐色 (3)TnTntt;黃色正常;黃色卷曲;不變(4)是【解析】本題以一個陌生的基因工程材料考查相關知識,包括基因的功能、遺傳規(guī)律、基因工程操作步驟以及生物進化的物種鑒定。對題干信息的獲取、理解以及對陌生
41、材料的快速適應將是考生的最大障礙。(1)Ta基因的mRNA末端序列為“-AGCGCGACCAGACUCUAA”,它是t基因的mRNA的UGA變成了AGA,所以t基因的mRNA的末端序列應為“-AGCGCGACCUGA”。所以Ta基因比t基因編碼的蛋白質中就多AGA和CUC對應的2個氨基酸。(2)目的基因與運載體(質粒)結合形成重組質粒;質粒上有抗生素kan抗性基因,導入了質粒或重組質粒的農桿菌都能在含抗生素kan的培養(yǎng)基上生長;擬南芥T基因控制其種皮深褐色。(3)轉基因擬南芥體細胞基因型為Tat,減數(shù)分裂細胞聯(lián)會是已完成DNA復制,所以此時細胞中相應基因組成為TaTatt;假設控制擬南芥葉片形
42、狀的基因為B、b,則Tatbb×TtBb3/8深褐色正常、3/8深褐色卷曲、1/8黃色正常、1/8黃色卷曲;植物組織培養(yǎng)屬于無性繁殖技術,其特點是保持親本的一切性狀。(4)轉基因擬南芥與野生型擬南芥之間沒有生殖隔離,屬于同一物種。152011江蘇14(2分)關于現(xiàn)代生物技術應用的敘述,錯誤的是 ( )A蛋白質工程可合成自然界中不存在的蛋白質B體細胞雜交技術可用于克隆動物和制備單克隆抗體C植物組織培養(yǎng)技術可用于植物莖尖脫毒D動物細胞培養(yǎng)技術可用于轉基因動物的培育【答案】C162011江蘇33(8分)請回答基因工程方面的有關問題:(1)利用PCR技術擴增目的基因,其原理與細胞內DNA復制
43、類似(如下圖所示)。 圖中引物為單鏈DNA片段,它是子鏈合成延伸的基礎。從理論上推測,第四輪循環(huán)產物中含有引物A的DNA片段所占的比例為 。在第 輪循環(huán)產物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段。(2)設計引物是PCR技術關鍵步驟之一。某同學設計的兩組引物(只標注了部分堿基序列)都不合理(如下圖),請分別說明理由。 1組: ; 第2組: 。 (3) PCR反應體系中含有熱穩(wěn)定DNA聚合酶,下面的表達式不能正確反映DNA聚合酶的 功能,這是因為 。(4)用限制酶EcoRV、Mbol單獨或聯(lián)合切割同一種質粒,得到的DNA片段長度如下圖(1 kb即1000個堿基對),請在答題卡的指定位置畫出質粒
44、上EcoRV、Mbol的切割位點?!敬鸢浮?3(8分)(1)15/16 三(2)引物I和引物局部發(fā)生堿基互補配對而失效引物I自身折疊后會出現(xiàn)局部堿基互補配對而失效(3) DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結合到雙鏈DNA片段的引物鏈上(4)見右圖172011福建32. 生物-現(xiàn)代生物科技專題必答題(10分)一對表現(xiàn)型正常的夫婦,生了一個鐮刀型細胞貧血癥(常染色體隱性遺傳?。┗純骸T谒麄冇诙r,發(fā)現(xiàn)妻子的雙側輸卵管完全堵塞,不能完成體內受精。醫(yī)生為該夫婦實施了體外受精和產前基因診斷,過程如右圖。請回答:(1)過程是指在體外進行的 處理,從而使精子與卵子結合形成受精卵;過程稱為 。(2)
45、在對胎兒進行鐮刀型細胞貧血癥的產前基因診斷時,要先從羊水中的胎兒細胞提取物質 進行PCR擴增。然后用 Mst對擴增產物進行切割,產生多個片段的酶切產物。據(jù)此判斷,Mst是一種 酶。(3)不同長度的酶切產物在電泳時移動的速率不同,形成不同的電泳條帶。該家庭成員的鐮刀型細胞貧血癥基因分析的電泳帶譜如,據(jù)此判斷胎兒為 (正常/患者/攜帶者)。【答案】(10分)(1)精子獲能;胚胎移植(2)DNA;限制酶 (3)正常182011北京31.(16分)T-DNA可隨機插入植物基因組內,導致被插入基因發(fā)生突變。用此方法誘導擬南芥產生突變體的過程如下:種植野生型擬南芥,待植株形成花蕾時,將地上部分浸入農桿菌(
46、其中的T-DNA上帶有抗除草劑基因)懸浮液中以實現(xiàn)轉化。在適宜條件下培養(yǎng),收獲種子(稱為T1代)。(1)為促進植株側枝發(fā)育以形成更多的花蕾,需要去除 ,因為后者產生的 會抑制側芽的生長。(2) 為篩選出已轉化的個體,需將T1代播種在含 的培養(yǎng)基上生長,成熟后自交,收獲種子(稱為T2代)。(3) 為篩選出具有抗鹽性狀的突變體,需將T2代播種在含 的培養(yǎng)基上,獲得所需個體。(4)經過多代種植獲得能穩(wěn)定遺傳的抗鹽突變體。為確定抗鹽性狀是否由單基因突變引起,需將該突變體與 植株進行雜交,再自交 代后統(tǒng)計性狀分離比。(5)若上述T-DNA的插入造成了基因功能喪失,從該突變體的表現(xiàn)型可以推測野生型基因的存
47、在導致植物的抗鹽性 。 (6)根據(jù)T-DNA的已知序列,利用PCR技術可以擴增出被插入的基因片段。其過程是:提取 植株的DNA,用限制酶處理后,再用 將獲得的DNA片段連接成環(huán)(如右圖)以此為模板,從圖中A、B、C、D四種單鏈DNA片斷中選取 作為引物進行擴增,得到的片段將用于獲取該基因的全序列信息?!敬鸢浮?16分) (1)頂芽;生長素(2)(一定濃度的)除草劑(3)(一定濃度的)鹽(4)野生型(5)降低(6)突變體; DNA連接酶; B、C192011廣東27.(16分)登革熱病毒感染蚊子后,可在蚊子唾液腺中大量繁殖。蚊子在叮咬人時將病毒傳染給人,可引起病人發(fā)熱、出血甚至休克。科學家擬用以
48、下方法控制病毒的傳播。(1) 將S基因轉入蚊子體內,使蚊子的唾液腺細胞大量表達S蛋白,該蛋白可以抑制登革熱病毒的復制。為了獲得轉基因蚊子,需要將攜帶S基因的載體導入蚊子的_細胞。如果轉基因成功,在轉基因蚊子體內可檢測出_、_和_。(2) 科學家獲得一種顯性突變蚊子(AABB),A、B基因位于非同源染色體上,只有A基因或B基因的胚胎致死。若純合的雄蚊(AABB)與野生型雌蚊(aabb)交配,F(xiàn)1群體中A基因頻率是_,F(xiàn)2群體中A基因頻率是_。(3) 將S基因分別插入到A、B基因的緊鄰位置(如圖11),將該純合的轉基因雄蚊釋放到野生型群體中,群體中蚊子體內病毒的平均數(shù)目會逐代_,原因是_?!敬鸢浮?/p>
49、(16分)(1)受精卵; S基因、由S基因轉錄的mRNA; S蛋白 (2)50%; 60% (3)減少;S基因表達的S蛋白會抑制登革熱病毒復制202011四川5.(6分)北極比目魚中有抗凍基因,其編號的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復序列,該序列重復次數(shù)越多,抗凍能力越強,下圖是獲取轉基因抗凍番茄植株的過程示意圖,有關敘述正確的是A過程獲取的目的基因,可用于基因工程和比目魚基因組測序B多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達的新基因,不能得到抗凍性增強的抗凍蛋白,C過程構成的重組質粒缺乏標記基因,需要轉入農桿菌才能進行篩選D應用DNA探針技術,可以檢測轉基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其完全表達【答
50、案】(6分)B【解析】過程1獲得的目的基因已不含非編碼區(qū)和內含子,因此不能用于比目魚基因組測序,因此A錯。導入農桿菌是為了擴增和更易導入蕃茄細胞,C錯。DNA探針技術不能檢測基因是否完全表達,目的基因的完全表達應該檢測表達產物蛋白質,D錯。212011安徽31.(9分)家蠶細胞具有高效表達外源基因能力。將人干擾素基因導入家蠶細胞并大規(guī)模培養(yǎng),可以提取干擾素用于制藥。(1)進行轉基因操作前,需用_酶短時處理幼蠶組織,以便獲得單個細胞。(2)為使干擾素基因在家蠶細胞中高效表達,需要把來自cDNA文庫的干擾素基因片段正確插入表達載體的_和_之間。(3)采用PCR技術可驗證干擾素基因是否已經導入家蠶細
51、胞。該PCR反應體系的主要成分應該包含:擴增緩沖液(含Mg2+)、水,4種脫氧核糖苷酸、模板DNA、_和_。(4)利用生物反應器培養(yǎng)家蠶細胞時,貼壁生長的細胞會產生接觸抑制。通常將多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反應器中,這樣可以_增加培養(yǎng)的細胞數(shù)量,也有利于空氣交換。【答案】(9分)(1)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)(2)啟動子 終止子(3)TaqDNA聚合酶;對干擾素基因特異性的DNA引物對(4)增大細胞貼壁生長的附著面積【解析】考查的知識點為動物細胞培養(yǎng)和基因工程.(1)為了使組織分散開為單個細胞通常用胰蛋白酶或膠原蛋白酶。 (2)啟動子位于目的基因的首端,終止子位于目的基因的尾端。(3)PCR反應體系的主要成分應擴增緩沖液(含Mg2+)、水,4種脫氧核糖苷酸、模板DNA 、TaqDNA聚合酶、兩種引物。(4)細胞離體培養(yǎng)時通常表現(xiàn)出:貼壁生長和接觸抑制,多孔的中空薄壁小玻璃珠能增大貼壁生長的附著面積,增加培養(yǎng)的細胞數(shù)量.222011山東35.(8分)【生物現(xiàn)代生物科技專題】人類疾病的轉基因動物模型常用于致病機理的探討及治療藥物的篩選。利用正常大鼠制備遺傳性高血壓轉基因模型大鼠的流程如圖所示。(1)卵母細胞除從活體輸卵管中采集外,還可從已處死的雌鼠_中獲取。(2)圖中的高血壓相關基因作為_,質粒作為
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