高頻考點13基因工程2021年2022年2023年考情分析1月6月1月6月1月6月基因工程的原理1分本考點命題以非選擇題為主，屬于高考必考內(nèi)容，題目信息量大，情境新穎，大多來自大學(xué)教材和最新科研論文，核心素養(yǎng)側(cè)重對科學(xué)思維和科學(xué)探究的考查，試題難度較大。基因工程的基本步驟1分3分3分2分6分PCR4分1分分值合計2分3分3分2分4分7分基因工程是高考考査的熱點、重點和難點。近幾年考查的內(nèi)容比例和難度均有所增加，各種題型均有，對能力要求較高，與最新理論和技術(shù)聯(lián)系密切。預(yù)測2024年基因工程的命題點如下：以PCR技術(shù)為核心拓展考査基因工程的操作過程、基因表達載體的構(gòu)建過程與發(fā)酵工程和細(xì)胞工程相聯(lián)系考査基因工程的應(yīng)用以基因工程為核心考査蛋白質(zhì)工程基因工程的基本工具（1）限制性核酸內(nèi)切酶——基因的剪刀

在生物體內(nèi)有一類酶，它們能將外來的DNA切斷，但對自己的DNA沒有損害作用。由于這種切割作用是在DNA分子內(nèi)部進行的，故名限制性核酸內(nèi)切酶，簡稱限制酶。來源：主要來自于原核生物——細(xì)菌特點：專一性（限制酶的專一性是指其可識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并在特定部位對DNA分子進行切割，使限制酶可準(zhǔn)確切割的所需的目的基因）。作用部位：限制酶的作用部位為脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，即下圖①位置所示的化學(xué)鍵。②位置所示的化學(xué)鍵也是磷酸二酯鍵，但位于一個脫氧核苷酸內(nèi)部，不是限制酶的作用部位。（2）基因工程中的運載體運載體的化學(xué)本質(zhì)為DNA，可以與目的基因（DNA片段）連接，最常用的運載體為質(zhì)粒。質(zhì)粒主要存在于細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)，酵母菌中也有，它是一種相對分子質(zhì)量較小、獨立于擬核或染色體DNA之外的環(huán)狀DNA。質(zhì)粒能通過細(xì)菌間的接合由一個細(xì)菌向另一個細(xì)菌轉(zhuǎn)移，可以獨立復(fù)制，也可整合到染色體DNA中，隨著染色體DNA的復(fù)制而復(fù)制。（3）DNA連接酶（類型：T4DNA連接酶、E.coliDNA連接酶）噬菌體T4DNA連接酶可連接黏性末端或平末端，而大腸桿菌DNA連接酶只能連接黏性末端。2.基因工程的步驟提取目的基因→目的基因與運載體結(jié)合→將目的基因?qū)耸荏w細(xì)胞→目的基因的檢測與表達3.基因工程的應(yīng)用及基因工程的安全性（1）基因工程與生產(chǎn)①醫(yī)藥生產(chǎn)：利用基因工程菌等生產(chǎn)的藥物有：人生長激素，干擾素等60余種。

②基因工程育種：將蘇云金桿菌的毒蛋白基因轉(zhuǎn)移到棉花體內(nèi)育出抗蟲棉，培育高蛋白含量的馬鈴薯和玉米、能產(chǎn)生大豆蛋白的水稻、耐儲藏的西紅柿、發(fā)光的煙草等。（2）基因工程與健康

①基因診斷：目前能夠進行基因診斷的遺傳病有數(shù)十種，苯丙酮尿癥是其中之一。②基因治療基因工程與環(huán)境①轉(zhuǎn)入抗蟲基因的作物，可以減少使用農(nóng)藥。

②科學(xué)家創(chuàng)造出多種“超級菌”，有的能分解污染陸地和海洋的石油，有的能“吞噬”汞，有的能降解農(nóng)藥DDT。

③研究和培育能分解纖維素和木質(zhì)素的細(xì)菌，以便利用稻草、木屑、植物秸稈、食物下腳料等生產(chǎn)酒精，改變能源結(jié)構(gòu)；

④培育能夠處理工業(yè)廢水、廢氣和廢渣的細(xì)菌，以便從三廢中回收貴重金屬和有毒物質(zhì)，變廢為寶。（4）轉(zhuǎn)基因食品安全問題

①可能含有已知或未知的毒素，對人體產(chǎn)生毒害作用。

②可能含有已知或未知的過敏源，引起人體的過敏反應(yīng)。

③食品某些營養(yǎng)成分或營養(yǎng)質(zhì)量可能產(chǎn)生變化，使人體出現(xiàn)某種病癥。（5）環(huán)境安全―――影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

①轉(zhuǎn)基因植物演變成農(nóng)田雜草（超級優(yōu)勢物種）可能影響食物鏈和食物網(wǎng)的穩(wěn)定

②基因漂流到近緣野生種的可能性

③轉(zhuǎn)基因植物分泌物可能對環(huán)境造成影響4.蛋白質(zhì)工程（1）蛋白質(zhì)工程的崛起的緣由基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程是可生產(chǎn)符合人們生活需要且自然界尚不存在的蛋白質(zhì)。（2）蛋白質(zhì)工程的概念以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。（3）蛋白質(zhì)工程的基本原理蛋白質(zhì)工程的目標(biāo)——根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行分子設(shè)計?；就緩健獜念A(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）。題型01基因工程的工具與基本操作步驟1.某同學(xué)擬用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA連接酶為工具,將目的基因(兩端含相應(yīng)限制酶的識別序列和切割位點)和質(zhì)粒進行切割、連接,以構(gòu)建重組表達載體。限制酶的切割位點如圖所示。下列重組表達載體構(gòu)建方案合理且效率最高的是()A.質(zhì)粒和目的基因都用酶3切割,用E.coliDNA連接酶連接B.質(zhì)粒用酶3切割、目的基因用酶1切割,用T4DNA連接酶連接C.質(zhì)粒和目的基因都用酶1和酶2切割,用T4DNA連接酶連接D.質(zhì)粒和目的基因都用酶2和酶4切割,用E.coliDNA連接酶連接2.用氨芐青霉素抗性基因(AmpR)、四環(huán)素抗性基因(TetR)作為標(biāo)記基因構(gòu)建的質(zhì)粒如圖所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的質(zhì)粒,構(gòu)建基因表達載體(重組質(zhì)粒),并轉(zhuǎn)化到受體菌中。下列敘述錯誤的是 ()A.若用HindⅢ酶切,目的基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物可能不同B.若用PvuⅠ酶切,在含Tet(四環(huán)素)培養(yǎng)基中的菌落,不一定含有目的基因C.若用SphⅠ酶切,可通過DNA凝膠電泳技術(shù)鑒定重組質(zhì)粒構(gòu)建成功與否D.若用SphⅠ酶切,攜帶目的基因的受體菌在含Amp(氨芐青霉素)和Tet的培養(yǎng)基中能形成菌落3.限制性內(nèi)切酶EcoRⅠ識別并切割雙鏈DNA,用EcoRⅠ完全酶切果蠅基因組DNA,理論上得到DNA片段的平均長度(堿基對)約為()A.6B.250C.4000D.240004.科研人員構(gòu)建了可表達JV5融合蛋白的重組質(zhì)粒并進行了檢測,該質(zhì)粒的部分結(jié)構(gòu)如圖甲所示。其中V5編碼序列表達標(biāo)簽短肽V5。(1)與圖甲中啟動子結(jié)合的酶是。除圖甲中標(biāo)出的結(jié)構(gòu)外,作為載體,質(zhì)粒還需具備的結(jié)構(gòu)有(答出2個結(jié)構(gòu)即可)。

(2)構(gòu)建重組質(zhì)粒后,為了確定J基因連接到質(zhì)粒中且插入方向正確,需進行PCR檢測,若僅用一對引物,應(yīng)選擇圖甲中的引物。已知J基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈位于b鏈,由此可知引物F1與圖甲中J基因的(填“a鏈”或“b鏈”)相應(yīng)部分的序列相同。

(3)重組質(zhì)粒在受體細(xì)胞內(nèi)正確表達后,用抗J蛋白抗體和抗V5抗體分別檢測相應(yīng)蛋白是否表達以及表達水平,結(jié)果如圖乙所示。其中,出現(xiàn)條帶1證明細(xì)胞內(nèi)表達了,條帶2所檢出的蛋白(填“是”或“不是”)由重組質(zhì)粒上的J基因表達的。

5.某些植物根際促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列問題:(1)若從植物根際土壤中篩選分解淀粉的固氮細(xì)菌,培養(yǎng)基的主要營養(yǎng)物質(zhì)包括水和。

(2)現(xiàn)從植物根際土壤中篩選出一株解淀粉芽孢桿菌H,其產(chǎn)生的抗菌肽抑菌效果見表。據(jù)表推測該抗菌肽對的抑制效果較好,若要確定其有抑菌效果的最低濃度,需在μg·mL1濃度區(qū)間進一步實驗。

測試菌抗菌肽濃度(μg·mL1)55.2027.6013.806.903.451.730.86金黃色葡萄球菌++枯草芽孢桿菌++禾谷鐮孢菌++++++假絲酵母++++++注:“+”表示長菌,“”表示未長菌(3)研究人員利用解淀粉芽孢桿菌H的淀粉酶編碼基因M構(gòu)建高效表達質(zhì)粒載體,轉(zhuǎn)入大腸桿菌成功構(gòu)建基因工程菌A。在利用A菌株發(fā)酵生產(chǎn)淀粉酶M過程中,傳代多次后,生產(chǎn)條件未變,但某子代菌株不再產(chǎn)生淀粉酶M。分析可能的原因是(答出兩點即可)。

(4)研究人員通過肺上皮干細(xì)胞誘導(dǎo)生成肺類器官,可自組裝或與成熟細(xì)胞組裝成肺類裝配體,如圖所示。肺類裝配體培養(yǎng)需要滿足適宜的營養(yǎng)、溫度、滲透壓、pH以及(答出兩點)等基本條件。肺類裝配體形成過程中是否運用了動物細(xì)胞融合技術(shù)?(填“是”或“否”)。

(5)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)是一種耐藥菌,嚴(yán)重危害人類健康?？蒲腥藛T擬用MRSA感染肺類裝配體建立感染模型,來探究解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽是否對MRSA引起的肺炎有治療潛力。以下實驗材料中必備的是。

①金黃色葡萄球菌感染的肺類裝配體②MRSA感染的肺類裝配體③解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽④生理鹽水⑤青霉素(抗金黃色葡萄球菌的藥物)⑥萬古霉素(抗MRSA的藥物)6.接種疫苗是預(yù)防傳染病的一項重要措施,乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的傳播,降低乙型肝炎發(fā)病率。乙肝病毒是一種DNA病毒。重組乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技術(shù)獲得的乙肝病毒表面抗原(一種病毒蛋白)?；卮鹣铝袉栴}。(1)接種上述重組乙肝疫苗不會在人體中產(chǎn)生乙肝病毒,原因是

。

(2)制備重組乙肝疫苗時,需要利用重組表達載體將乙肝病毒表面抗原基因(目的基因)導(dǎo)入酵母細(xì)胞中表達。重組表達載體中通常含有抗生素抗性基因,抗生素抗性基因的作用是。能識別載體中的啟動子并驅(qū)動目的基因轉(zhuǎn)錄的酶是。

(3)目的基因?qū)虢湍讣?xì)胞后,若要檢測目的基因是否插入染色體中,需要從酵母細(xì)胞中提取進行DNA分子雜交,DNA分子雜交時應(yīng)使用的探針是

。

(4)若要通過實驗檢測目的基因在酵母細(xì)胞中是否表達出目的蛋白,請簡要寫出實驗思路。7.GFP是水母體內(nèi)存在的能發(fā)綠色熒光的一種蛋白?？蒲腥藛T以GFP基因為材料,利用基因工程技術(shù)獲得了能發(fā)其他顏色熒光的蛋白,豐富了熒光蛋白的顏色種類?；卮鹣铝袉栴}。(1)構(gòu)建突變基因文庫?？蒲腥藛T將GFP基因的不同突變基因分別插入載體,并轉(zhuǎn)入大腸桿菌制備出GFP基因的突變基因文庫。通常,基因文庫是指。

(2)構(gòu)建目的基因表達載體?？蒲腥藛T從構(gòu)建的GFP突變基因文庫中提取目的基因(均為突變基因)構(gòu)建表達載體,其模式圖如下所示(箭頭為GFP突變基因的轉(zhuǎn)錄方向)。圖中①為;②為,其作用是;圖中氨芐青霉素抗性基因是一種標(biāo)記基因,其作用是。

(3)目的基因的表達?？蒲腥藛T將構(gòu)建好的表達載體導(dǎo)入大腸桿菌中進行表達,發(fā)現(xiàn)大腸桿菌有的發(fā)綠色熒光,有的發(fā)黃色熒光,有的不發(fā)熒光。請從密碼子特點的角度分析,發(fā)綠色熒光的可能原因是(答出1點即可)。

(4)新蛋白與突變基因的關(guān)聯(lián)性分析。將上述發(fā)黃色熒光的大腸桿菌分離純化后,對其所含的GFP突變基因進行測序,發(fā)現(xiàn)其堿基序列與GFP基因的不同,將該GFP突變基因命名為YFP基因(黃色熒光蛋白基因)。若要通過基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細(xì)胞中表達,實驗思路是。

8.種子大小是作物重要的產(chǎn)量性狀。研究者對野生型擬南芥(2n=10)進行誘變,篩選到一株種子增大的突變體。通過遺傳分析和測序,發(fā)現(xiàn)野生型DA1基因發(fā)生一個堿基G到A的替換,突變后的基因為隱性基因,據(jù)此推測突變體的表型與其有關(guān),開展相關(guān)實驗。回答下列問題:(1)擬采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將野生型DA1基因轉(zhuǎn)入突變體植株,若突變體表型確由該突變造成,則轉(zhuǎn)基因植株的種子大小應(yīng)與植株的種子大小相近。

(2)用PCR反應(yīng)擴增DA1基因,用限制性核酸內(nèi)切酶對PCR產(chǎn)物和進行切割,用DNA連接酶將兩者連接。為確保插入的DA1基因可以正常表達,其上下游序列需具備。

(3)轉(zhuǎn)化后,TDNA(其內(nèi)部基因在減數(shù)分裂時不發(fā)生交換)可在基因組單一位點插入也可以同時插入多個位點。在插入片段均遵循基因分離及自由組合定律的前提下,選出單一位點插入的植株,并進一步獲得目的基因穩(wěn)定遺傳的植株(圖1),用于后續(xù)驗證突變基因與表型的關(guān)系。圖1①農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化T0代植株并自交,將T1代種子播種在選擇培養(yǎng)基上,能夠萌發(fā)并生長的陽性個體即表示其基因組中插入了。

②T1代陽性植株自交所得的T2代種子按單株收種并播種于選擇培養(yǎng)基,選擇陽性率約%的培養(yǎng)基中幼苗繼續(xù)培養(yǎng)。

③將②中選出的T2代陽性植株(填“自交”“與野生型雜交”或“與突變體雜交”)所得的T3代種子按單株收種并播種于選擇培養(yǎng)基,陽性率達到%的培養(yǎng)基中的幼苗即為目標(biāo)轉(zhuǎn)基因植株。

為便于在后續(xù)研究中檢測該突變,研究者利用PCR擴增野生型和突變型基因片段,再使用限制性核酸內(nèi)切酶X切割產(chǎn)物,通過核酸電泳即可進行突變檢測,相關(guān)信息見圖2,在電泳圖3中將酶切結(jié)果對應(yīng)位置的條帶涂黑。圖29.研究者擬構(gòu)建高效篩選系統(tǒng),將改進的苯丙氨酸合成關(guān)鍵酶基因P1導(dǎo)入谷氨酸棒桿菌,以提高苯丙氨酸產(chǎn)量。(1)如圖是該高效篩選系統(tǒng)載體的構(gòu)建過程。載體1中含有KanR(卡那霉素抗性基因)和SacB兩個標(biāo)記基因,為去除篩選效率較低的SacB,應(yīng)選擇引物和,并在引物的(5'/3')端引入XhoⅠ酶識別序列,進行PCR擴增,產(chǎn)物經(jīng)酶切、連接后環(huán)化成載體2。

(2)PCR擴增載體3中篩選效率較高的標(biāo)記基因RpsL(鏈霉素敏感基因)時,引物應(yīng)包含(EcoRⅠ/HindⅢ/XhoⅠ)酶識別序列,產(chǎn)物經(jīng)單酶切后連接到載體2構(gòu)建高效篩選載體4。

(3)將改進的P1基因整合到載體4構(gòu)建載體5。將載體5導(dǎo)入鏈霉素不敏感(由RpsL突變造成)、卡那霉素敏感的受體菌。為獲得成功導(dǎo)入載體5的菌株,應(yīng)采用含有的平板進行初步篩選。

(4)用一定的方法篩選出如下菌株:P1基因脫離載體5并整合到受體菌擬核DNA,且載體5上其他DNA片段全部丟失。該菌的表型為。

A.卡那霉素不敏感、鏈霉素敏感B.卡那霉素敏感、鏈霉素不敏感C.卡那霉素和鏈霉素都敏感D.卡那霉素和鏈霉素都不敏感(5)可采用技術(shù)鑒定成功整合P1基因的菌株。之后以發(fā)酵法檢測苯丙氨酸產(chǎn)量。

10.改良水稻的株高和產(chǎn)量性狀是實現(xiàn)袁隆平先生“禾下乘涼夢”的一種可能途徑。研究人員克隆了可顯著增高和增產(chǎn)的eui基因,并開展了相關(guān)探索。步驟Ⅰ:步驟Ⅱ:(1)花藥培養(yǎng)能縮短育種年限,原因是。在步驟Ⅰ的花藥培養(yǎng)過程中,可產(chǎn)生單倍體愈傷組織,將其培養(yǎng)于含的培養(yǎng)基上,可促進產(chǎn)生二倍體愈傷組織。Ⅰ中能用于制造人工種子的材料是。

(2)步驟Ⅱ中,eui基因克隆于cDNA文庫而不是基因組文庫,原因是;在構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒時使用的工具酶有。為篩選含重組Ti質(zhì)粒的菌株,需在培養(yǎng)基中添加。獲得的農(nóng)桿菌菌株經(jīng)鑒定后,應(yīng)侵染Ⅰ中的,以獲得轉(zhuǎn)基因再生植株。再生植株是否含有eui基因的鑒定方法是,移栽后若發(fā)育為更高且豐產(chǎn)的稻株,則可望“禾下乘涼”。

11.“綠水逶迤去,青山相向開”,大力發(fā)展低碳經(jīng)濟已成為全社會的共識?；谀承┧缶奶厥獯x能力,有研究者以某些工業(yè)廢氣(含CO2等一碳溫室氣體,多來自高污染排放企業(yè))為原料,通過厭氧發(fā)酵生產(chǎn)丙酮,構(gòu)建一種生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品的新技術(shù)?；卮鹣铝袉栴}:(1)研究者針對每個需要擴增的酶基因(如圖)設(shè)計一對,利用PCR技術(shù),在優(yōu)化反應(yīng)條件后擴增得到目標(biāo)酶基因。

(2)研究者構(gòu)建了一種表達載體pMTL80k,用于在梭菌中建立多基因組合表達庫,經(jīng)篩選后提高丙酮的合成量。該載體包括了啟動子、終止子及抗生素抗性基因等,其中抗生素抗性基因的作用是,終止子的作用是。

(3)培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)重組梭菌大量表達上述酶蛋白時,出現(xiàn)了生長遲緩的現(xiàn)象,推測其原因可能是,此外丙酮的積累會傷害細(xì)胞,需要進一步優(yōu)化菌株和工藝才能擴大應(yīng)用規(guī)模。

(4)這種生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品的新技術(shù),實現(xiàn)了,體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟特點。從“碳中和”的角度看,該技術(shù)的優(yōu)勢在于,具有廣泛的應(yīng)用前景和良好的社會效益。

12.新冠疫情出現(xiàn)后,病毒核酸檢測和疫苗接種在疫情防控中發(fā)揮了重要作用?；卮鹣铝袉栴}。(1)新冠病毒是一種RNA病毒,檢測新冠病毒RNA(核酸檢測)可以采取RTPCR法。這種方法的基本原理是先以病毒RNA為模板合成cDNA,這一過程需要的酶是,再通過PCR技術(shù)擴增相應(yīng)的DNA片段。根據(jù)檢測結(jié)果判斷被檢測者是否感染新冠病毒。

(2)為了確保新冠病毒核酸檢測的準(zhǔn)確性,在設(shè)計PCR引物時必須依據(jù)新冠病毒RNA中的來進行。PCR過程每次循環(huán)分為3步,其中溫度最低的一步是。

(3)某人同時進行了新冠病毒核酸檢測和抗體檢測(檢測體內(nèi)是否有新冠病毒抗體),若核酸檢測結(jié)果為陰性而抗體檢測結(jié)果為陽性,說明(答出1種情況即可);若核酸檢測和抗體檢測結(jié)果均為陽性,說明。

(4)常見的病毒疫苗有滅活疫苗、蛋白疫苗和重組疫苗等。已知某種病毒的特異性蛋白S(具有抗原性)的編碼序列(目的基因)。為了制備蛋白疫苗,可以通過基因工程技術(shù)獲得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是。

13.蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)化是作物抗蟲育種的新途徑。某研究團隊將胰蛋白酶抑制劑(NaPI)和胰凝乳蛋白酶抑制劑(StPin1A)的基因單獨或共同轉(zhuǎn)化棉花,獲得了轉(zhuǎn)基因植株?；卮鹣铝袉栴}:(1)蛋白酶抑制劑的抗蟲機制是

。

(2)是實施基因工程的核心。

(3)利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法時,必須將目的基因插入質(zhì)粒的上,此方法的不足之處是。

(4)為檢測目的基因在受體細(xì)胞基因組中的整合及其轉(zhuǎn)錄和翻譯,可采用的檢測技術(shù)有(寫出兩點即可)。

(5)確認(rèn)抗蟲基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定表達后,還需進一步做抗蟲的以鑒定其抗性程度。圖為三種不同遺傳操作產(chǎn)生的轉(zhuǎn)基因棉花抗蟲實驗結(jié)果,據(jù)結(jié)果分析(填“NaPI”或“StPin1A”或“NaPI+StPin1A”)轉(zhuǎn)基因棉花的抗蟲效果最佳,其原因是

。(6)基因突變可產(chǎn)生新的等位基因,在自然選擇的作用下,昆蟲種群的基因頻率會發(fā)生,導(dǎo)致昆蟲朝著一定的方向不斷進化。據(jù)此推測,被蛋白酶抑制劑轉(zhuǎn)基因作物長期選擇后,某些昆蟲具有了抗蛋白酶抑制劑的能力,其分子機制可能是(寫出兩點即可)。

題型02DNA的粗提取1.“DNA粗提取與鑒定”實驗的基本過程是:裂解→分離→沉淀→鑒定。下列敘述錯誤的是()A.裂解:使細(xì)胞破裂釋放出DNA等物質(zhì)B.分離:可去除混合物中的多糖、蛋白質(zhì)等C.沉淀:可反復(fù)多次以提高DNA的純度D.鑒定:加入二苯胺試劑后即呈現(xiàn)藍色2.關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實驗,下列說法錯誤的是()A.過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進行是為了防止DNA降解B.離心研磨液是為了加速DNA的沉淀C.在一定溫度下,DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍色D.粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)3.粗提取DNA時,向雞血細(xì)胞液中加入一定量的蒸餾水并攪拌,過濾后所得濾液進行下列處理后再進行過濾,在得到的濾液中加入特定試劑后容易提取出DNA相對含量較高的白色絲狀物的處理方式是()A.加入適量的木瓜蛋白酶B.37~40℃的水浴箱中保溫10~15分鐘C.加入與濾液體積相等的、體積分?jǐn)?shù)為95%的冷卻的酒精D.加入NaCl調(diào)節(jié)濃度至2mol/L→過濾→調(diào)節(jié)濾液中NaCl濃度至0.14mol/L4.下列關(guān)于“DNA粗提取與鑒定實驗”的敘述,正確的是()A.洗滌劑能瓦解細(xì)胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度B.將DNA絲狀物放入二苯胺試劑中沸水浴后冷卻變藍C.常溫下菜花勻漿中有些酶類會影響DNA的提取D.用玻棒緩慢攪拌濾液會導(dǎo)致DNA獲得量減少5.在利用雞血進行“DNA的粗提取與鑒定”的實驗中,相關(guān)敘述正確的是()A.用蒸餾水將NaCl溶液濃度調(diào)至0.14mol/L,濾去析出物B.調(diào)節(jié)NaCl溶液濃度或加入木瓜蛋白酶,都可以去除部分雜質(zhì)C.將絲狀物溶解在2mol/LNaCl溶液中,加入二苯胺試劑即呈藍色D.用菜花替代雞血作為實驗材料,其實驗操作步驟相同題型03PCR和凝膠電泳1.抗蟲和耐除草劑玉米雙抗125是我國自主研發(fā)的轉(zhuǎn)基因品種。為給監(jiān)管轉(zhuǎn)基因生物安全提供依據(jù),采用PCR方法進行目的基因監(jiān)測,反應(yīng)程序如圖所示。下列敘述正確的是()A.預(yù)變性過程可促進模板DNA邊解旋邊復(fù)制B.后延伸過程可使目的基因的擴增更加充分C.延伸過程無需引物參與即可完成半保留復(fù)制D.轉(zhuǎn)基因品種經(jīng)檢測含有目的基因后即可上市2.某實驗利用PCR技術(shù)獲取目的基因,實驗結(jié)果顯示除目的基因條帶(引物與模板完全配對)外,還有2條非特異條帶(引物和模板不完全配對)。為了減少反應(yīng)中非特異條帶的產(chǎn)生,以下措施中有效的是()A.增加模板DNA的量B.延長熱變性的時間C.延長延伸的時間D.提高復(fù)性的溫度3.纖毛是廣泛存在的細(xì)胞表面結(jié)構(gòu),功能異?？梢l(fā)多種疾病。因此,研究纖毛形成的作用機制具有重要意義。請回答下列問題。圖Ⅰ(1)纖毛結(jié)構(gòu)如圖Ⅰ所示,由細(xì)胞膜延伸形成的纖毛膜主要由組成?；w由中心體轉(zhuǎn)變而來,中心體在有絲分裂中的功能是。

(2)某病人腎小管上皮細(xì)胞纖毛異常,為了分析纖毛相關(guān)基因X是否發(fā)生了變異,對基因X進行了PCR擴增與產(chǎn)物測序。從細(xì)胞樣品中分離DNA時,可通過交替調(diào)節(jié)鹽濃度將與核蛋白結(jié)合的DNA分離出來,溶液中添加NaCl至2.0mol/L的目的是。PCR擴增時,需在催化下,在引物的端進行DNA鏈的延伸,獲得擴增產(chǎn)物用于測序。

(3)為研究蛋白質(zhì)X在細(xì)胞中的定位,構(gòu)建綠色熒光蛋白GFP與X的融合蛋白,融合蛋白具有綠色熒光,可指示其在細(xì)胞內(nèi)位置。將XGFP基因融合片段M導(dǎo)入如圖Ⅱ所示載體質(zhì)粒Y,構(gòu)建YM重組質(zhì)粒(在EcoRⅤ位點插入片段)。請完成下表。圖Ⅱ圖Ⅲ分步實驗?zāi)繕?biāo)簡易操作、結(jié)果、分析PCR鑒定正向重組質(zhì)粒YM①選擇圖Ⅱ引物;②PCR目的產(chǎn)物約為bp

確保M及連接處序列正確③質(zhì)粒測序,圖Ⅲ中正確的是(選填序列編號)

檢測融合蛋白定位④對照質(zhì)粒YGFP(僅表達GFP)與實驗質(zhì)粒YM分別導(dǎo)入細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)對照組整個細(xì)胞均有綠色熒光而實驗組熒光集中在纖毛基部,說明

(4)為研究另一纖毛病相關(guān)基因Z表達的變化,采用熒光定量PCR法檢測健康人與病人基因Z的轉(zhuǎn)錄水平。采集樣本、提取總RNA,經(jīng)形成cDNA作為模板,PCR擴增結(jié)果顯示,在總cDNA模板量相等的條件下,健康人Ct值為15,而病人Ct值為20(Ct值是產(chǎn)物熒光強度達到設(shè)定閾值時的PCR循環(huán)數(shù))。從理論上估算,在PCR擴增20個循環(huán)的產(chǎn)物中,健康人樣品的目的產(chǎn)物大約是病人的倍。

4.金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結(jié)合蛋白,某研究小組計劃通過多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)擴增獲得目的基因,構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌,用于重金屬廢水的凈化處理。PCR擴增過程示意圖如下,請回答下列問題:(1)從高表達MT蛋白的生物組織中提取mRNA,通過獲得用于PCR擴增。

(2)設(shè)計一對與MT基因兩端序列互補配對的引物(引物1和引物2),為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒,在引物中需要增加適當(dāng)?shù)奈稽c。設(shè)計引物時需要避免引物之間形成,而造成引物自連。

(3)圖中步驟1代表,步驟2代表退火,步驟3代表延伸,這三個步驟組成一輪循環(huán)。

(4)PCR擴增時,退火溫度的設(shè)定是成敗的關(guān)鍵。退火溫度過高會破壞的堿基配對。退火溫度的設(shè)定與引物長度、堿基組成有關(guān),長度相同但的引物需要設(shè)定更高的退火溫度。

(5)如果PCR反應(yīng)得不到任何擴增產(chǎn)物,則可以采取的改進措施有(填序號:①升高退火溫度②降低退火溫度③重新設(shè)計引物)。

題型04基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程1.腈水合酶(N0)廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護和醫(yī)藥原料生產(chǎn)等領(lǐng)域,但不耐高溫,利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽,可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶(N1)。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一B.加入連接肽需要通過改造基因?qū)崿F(xiàn)C.獲得N1的過程需要進行轉(zhuǎn)錄和翻譯D.檢測N1的活性時先將N1與底物充分混合,再置于高溫環(huán)境2.新型冠狀病毒的檢測方法目前主要有核酸檢測法和抗體檢測法。下列說法錯誤的是()A.抗體檢測法利用了抗原與抗體特異性結(jié)合的原理B.感染早期,會出現(xiàn)能檢測出核酸而檢測不出抗體的情況C.患者康復(fù)后,會出現(xiàn)能檢測出抗體而檢測不出核酸的情況D.感染該病毒但無癥狀者,因其體內(nèi)不能產(chǎn)生抗體不適用抗體檢測法檢測3.水蛭是我國的傳統(tǒng)中藥材,主要藥理成分水蛭素為水蛭蛋白中重要成分之一,具有良好的抗凝血作用。擬通過蛋白質(zhì)工程改造水蛭素結(jié)構(gòu),提高其抗凝血活性?；卮鹣铝袉栴}:(1)蛋白質(zhì)工程流程如圖所示,物質(zhì)a是,物質(zhì)b是。在生產(chǎn)過程中,物質(zhì)b可能不同,合成的蛋白質(zhì)空間構(gòu)象卻相同,原因是

。

(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸,基因工程中獲取目的基因的常用方法有、和利用PCR技術(shù)擴增。PCR技術(shù)遵循的基本原理是。

(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后,分析水解產(chǎn)物中的肽含量及其抗凝血活性,結(jié)果如圖所示。推測兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的(填“種類”或“含量”)有關(guān),導(dǎo)致其活性不同的原因是

。

(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異,簡要寫出實驗設(shè)計思路

。

4.已知生物體內(nèi)有一種蛋白質(zhì)(P),該蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)運蛋白,由305個氨基酸組成。如果將P分子中158位的絲氨酸變成亮氨酸,240位的谷氨酰胺變成苯丙氨酸,改變后的蛋白質(zhì)(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性?；卮鹣铝袉栴}:(1)從上述資料可知,若要改變蛋白質(zhì)的功能,可以考慮對蛋白質(zhì)的進行改造。

(2)以P基因序列為基礎(chǔ),獲得P1基因的途徑有修飾

基因或合成基因。所獲得的基因表達時是遵循中心法則的,中心法則的全部內(nèi)容包括

的復(fù)制;以及遺傳信息在不同分子之間的流動,即:。

(3)蛋白質(zhì)工程也被稱為第二代基因工程,其基本途徑是從預(yù)期蛋白質(zhì)功能出發(fā),通過和,進而確定相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列,據(jù)此獲得基因,再經(jīng)表達、純化獲得蛋白質(zhì),之后還需要對蛋白質(zhì)的生物進行鑒定。

題型05生物技術(shù)的安全與倫理1.社會上流傳著一些與生物有關(guān)的說法,有些有一定的科學(xué)依據(jù),有些違反生物學(xué)原理。以下說法中有科學(xué)依據(jù)的是()A.長時間燉煮會破壞食物中的一些維生素B.轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能殺死害蟲就一定對人有毒C.消毒液能殺菌,可用來清除人體內(nèi)新冠病毒D.如果孩子的血型和父母都不一樣,肯定不是親生的2.生物技術(shù)安全性和倫理問題是社會關(guān)注的熱點。下列敘述,錯誤的是()A.應(yīng)嚴(yán)格選擇轉(zhuǎn)基因植物的目的基因,避免產(chǎn)生對人類有害的物質(zhì)B.當(dāng)今社會的普遍觀點是禁止克隆人的實驗,但不反對治療性克隆C.反對設(shè)計試管嬰兒的原因之一是有人濫用此技術(shù)選擇性設(shè)計嬰兒D.生物武器是用微生物、毒素、干擾素及重組致病菌等來形成殺傷力3.下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的敘述中,錯誤的是()A.我國已經(jīng)對轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品強制實施了產(chǎn)品標(biāo)識制度B.國際上大多數(shù)國家都在轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)簽上警示性注明可能的危害C.開展風(fēng)險評估、預(yù)警跟蹤和風(fēng)險管理是保障轉(zhuǎn)基因生物安全的前提D.目前對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論主要集中在食用安全性和環(huán)境安全性上4.下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的敘述,錯誤的是()A.種植轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)隔離B.轉(zhuǎn)基因作物被動物食用后,目的基因會轉(zhuǎn)入動物體細(xì)胞中C.種植轉(zhuǎn)基因植物有可能因基因擴散而影響野生植物的遺傳多樣性D.轉(zhuǎn)基因植物的目的基因可能轉(zhuǎn)入根際微生物【歸納總結(jié)】1.基因工程操作工具基因工程基本操作程序蛋白質(zhì)工程(1)目標(biāo)：根據(jù)人們對蛋白質(zhì)功能的特定需求，對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計改造。(2)操作手段：改造或合成基因。(3)設(shè)計流程：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。1.(2022浙江1月選考,21,2分)羊瘙癢病是感染性蛋白粒子PrPSc引起的。某些羊體內(nèi)存在蛋白質(zhì)PrPc,但不發(fā)病。當(dāng)羊感染了PrPSc后,PrPSc將PrPc不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSc,導(dǎo)致PrPSc積累,從而發(fā)病。把患瘙癢病的羊組織勻漿接種到小鼠后,小鼠也會發(fā)病。下列分析合理的是()A.動物體內(nèi)的PrPSc可全部被蛋白酶水解B.患病羊體內(nèi)存在指導(dǎo)PrPSc合成的基因C.產(chǎn)物PrPSc對PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSc具有反饋抑制作用D.給PrPc基因敲除小鼠接種PrPSc,小鼠不會發(fā)病2.(2021浙江6月選考,20,2分)采用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可將增強型綠色熒光蛋白(EGFP)基因定點插入受精卵的Y染色體上,獲得轉(zhuǎn)基因雄性小鼠。該轉(zhuǎn)基因小鼠與野生型雌性小鼠交配,通過觀察熒光可確定早期胚胎的性別。下列操作錯誤的是()A.基因編輯處理的受精卵在體外培養(yǎng)時,不同發(fā)育階段的胚胎需用不同成分的培養(yǎng)液B.基因編輯處理的受精卵經(jīng)體外培養(yǎng)至2細(xì)胞期,須將其植入同期發(fā)情小鼠的子宮,才可獲得表達EGFP的小鼠C.分離能表達EGFP的胚胎干細(xì)胞,通過核移植等技術(shù)可獲得大量的轉(zhuǎn)基因小鼠D.通過觀察早期胚胎的熒光,能表達EGFP的即為雄性小鼠胚胎3.(2020浙江7月選考,24,2分)下列關(guān)于基因工程的敘述,正確的是()A.若受體大腸桿菌含有構(gòu)建重組質(zhì)粒時用到的限制性核酸內(nèi)切酶,則一定有利于該重組質(zhì)粒進入受體并保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定B.抗除草劑基因轉(zhuǎn)入某抗鹽植物獲得2個穩(wěn)定遺傳轉(zhuǎn)基因品系,抗性鑒定為抗除草劑抗鹽和抗除草劑不抗鹽。表明一定是抗鹽性的改變與抗除草劑基因的轉(zhuǎn)入無關(guān)C.抗除草劑基因轉(zhuǎn)入某植物獲得轉(zhuǎn)基因植株,其DNA檢測均含目的基因,抗性鑒定為抗除草劑和不抗除草劑。表明一定是前者表達了抗性蛋白而后者只表達抗性基因RNAD.已知不同分子量DNA可分開成不同條帶,相同分子量的為一條帶。用某種限制性核酸內(nèi)切酶完全酶切環(huán)狀質(zhì)粒后,出現(xiàn)3條帶。表明該質(zhì)粒上一定至少有3個被該酶切開的位置4.(2023浙江6月選考,19,2分)某研究小組利用轉(zhuǎn)基因技術(shù),將綠色熒光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端,如圖甲所示。實驗得到能正常表達兩種蛋白質(zhì)的雜合子雌雄小鼠各1只,交配以期獲得Gata3GFP基因純合子小鼠。為了鑒定交配獲得的4只新生小鼠的基因型,設(shè)計了引物1和引物2用于PCR擴增,PCR產(chǎn)物電泳結(jié)果如圖乙所示。甲乙下列敘述正確的是()A.Gata3基因的啟動子無法控制GFP基因的表達B.翻譯時先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白C.2號條帶的小鼠是野生型,4號條帶的小鼠是Gata3GFP基因純合子D.若用引物1和引物3進行PCR,能更好地區(qū)分雜合子和純合子5.(2023浙江1月選考,2,2分)以哺乳動物為研究對象的生物技術(shù)已獲得了長足的進步。對生物技術(shù)應(yīng)用于人類,