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第43頁(yè)(共43頁(yè))2021-2025年高考生物真題知識(shí)點(diǎn)分類(lèi)匯編之基因工程(三)一.選擇題(共9小題)1.(2023?新課標(biāo))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(shí)別序列和切割位點(diǎn))和質(zhì)粒進(jìn)行切割、連接,以構(gòu)建重組表達(dá)載體。限制酶的切割位點(diǎn)如圖所示。下列重組表達(dá)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.(2023?浙江)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(shí)驗(yàn)得到能正常表達(dá)兩種蛋白質(zhì)的雜合子雌雄小鼠各1只,交配以期獲得Gata3﹣GFP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(jì)了引物1和引物2用于PCR擴(kuò)增,PCR產(chǎn)物電泳結(jié)果如圖乙所示。下列敘述正確的是()A.Gata3基因的啟動(dòng)子無(wú)法控制GFP基因的表達(dá) B.翻譯時(shí)先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白 C.2號(hào)條帶的小鼠是野生型,4號(hào)條帶的小鼠是Gata3﹣GFP基因純合子 D.若用引物1和引物3進(jìn)行PCR,能更好地區(qū)分雜合子和純合子3.(2023?湖北)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(dá)載體(重組質(zhì)粒),并轉(zhuǎn)化到受體菌中。下列敘述錯(cuò)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(guò)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4.(2023?福建)關(guān)于“DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定”(實(shí)驗(yàn)Ⅰ)和“DNA的粗提取與鑒定”(實(shí)驗(yàn)Ⅱ)的實(shí)驗(yàn)操作,下列相關(guān)敘述正確的是()A.實(shí)驗(yàn)Ⅰ中,PCR實(shí)驗(yàn)所需的移液器、槍頭、蒸餾水等必須進(jìn)行高壓滅菌處理 B.實(shí)驗(yàn)Ⅰ中,將擴(kuò)增得到的PCR產(chǎn)物進(jìn)行凝膠電泳,加樣前應(yīng)先接通電源 C.實(shí)驗(yàn)Ⅱ中,取洋蔥研磨液的上清液,加入等體積冷酒精后析出粗提取的DNA D.實(shí)驗(yàn)Ⅱ中,將白色絲狀物直接加入到二苯胺試劑中并進(jìn)行沸水浴,用于鑒定DNA5.(2023?北京)抗蟲(chóng)作物對(duì)害蟲(chóng)的生存產(chǎn)生壓力,會(huì)使害蟲(chóng)種群抗性基因頻率迅速提高,導(dǎo)致作物的抗蟲(chóng)效果逐漸減弱。為使轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉保持抗蟲(chóng)效果,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上會(huì)采取一系列措施。以下措施不能實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的是()A.在轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉種子中混入少量常規(guī)種子 B.大面積種植轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉,并施用殺蟲(chóng)劑 C.轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉與小面積的常規(guī)棉間隔種植 D.轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉大田周?chē)O(shè)置常規(guī)棉隔離帶6.(2023?江蘇)某生物社團(tuán)利用洋蔥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)敘述正確的是()A.洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮可代替半透膜探究質(zhì)膜的透性 B.洋蔥勻漿中加入新配制的斐林試劑,溶液即呈磚紅色 C.制作根尖有絲分裂裝片時(shí),解離、漂洗、按壓蓋玻片都能更好地將細(xì)胞分散開(kāi) D.粗提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液中,加入二苯胺試劑后顯藍(lán)色7.(2022?遼寧)抗蟲(chóng)和耐除草劑玉米雙抗12﹣5是我國(guó)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(jìn)行目的基因監(jiān)測(cè),反應(yīng)程序如圖所示。下列敘述正確的是()A.預(yù)變性過(guò)程可促進(jìn)模板DNA邊解旋邊復(fù)制 B.后延伸過(guò)程可使目的基因的擴(kuò)增更加充分 C.延伸過(guò)程無(wú)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(cè)含有目的基因后即可上市8.(2022?山東)關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.過(guò)濾液沉淀過(guò)程在4℃冰箱中進(jìn)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(lán)色 D.粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)9.(2022?福建)科研人員在2003年完成了大部分的人類(lèi)基因組測(cè)序工作,2022年宣布測(cè)完剩余的8%序列。這些序列富含高度重復(fù)序列,且多位于端粒區(qū)和著絲點(diǎn)區(qū)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.通過(guò)人類(lèi)基因組可以確定基因的位置和表達(dá)量 B.人類(lèi)基因組中一定含有可轉(zhuǎn)錄但不翻譯的基因 C.著絲點(diǎn)區(qū)的突變可能影響姐妹染色單體的正常分離 D.人類(lèi)基因組測(cè)序全部完成有助于細(xì)胞衰老分子機(jī)制的研究二.解答題(共11小題)10.(2023?廣東)種子大小是作物重要的產(chǎn)量性狀。研究者對(duì)野生型擬南芥(2n=10)進(jìn)行誘變,篩選到一株種子增大的突變體。通過(guò)遺傳分析和測(cè)序,發(fā)現(xiàn)野生型DAI基因發(fā)生一個(gè)堿基G到A的替換,突變后的基因?yàn)殡[性基因,據(jù)此推測(cè)突變體的表型與其有關(guān),開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)擬采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將野生型DAI基因轉(zhuǎn)入突變體植株,若突變體表型確由該突變?cè)斐?,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(kuò)增DAI基因,用限制性核酸內(nèi)切酶對(duì)PCR產(chǎn)物和進(jìn)行切割,用DNA連接酶將兩者連接。為確保插入的DAI基因可以正常表達(dá),其上下游序列需具備。(3)轉(zhuǎn)化后,T﹣DNA(其內(nèi)部基因在減數(shù)分裂時(shí)不發(fā)生交換)可在基因組單一位點(diǎn)插入也可以同時(shí)插入多個(gè)位點(diǎn)。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(diǎn)插入的植株,并進(jìn)一步獲得目的基因穩(wěn)定遺傳的植株(圖1)。用于后續(xù)驗(yàn)證突變基因與表型的關(guān)系。①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(zhǎng)的陽(yáng)性個(gè)體即表示其基因組中插入了。②T1代陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)性率達(dá)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(cè)該突變,研究者利用PCR擴(kuò)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(guò)核酸電泳即可進(jìn)行突變檢測(cè),相關(guān)信息見(jiàn)圖2,在圖2電泳圖中將酶切結(jié)果對(duì)應(yīng)位置的條帶涂黑。11.(2023?山東)科研人員構(gòu)建了可表達(dá)J﹣V5融合蛋白的重組質(zhì)粒并進(jìn)行了檢測(cè),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(dá)標(biāo)簽短肽V5。(1)與圖甲中啟動(dòng)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(gè)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(jìn)行PCR檢測(cè),若僅用一對(duì)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(dá)后,用抗J蛋白抗體和抗V5抗體分別檢測(cè)相應(yīng)蛋白是否表達(dá)以及表達(dá)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(dá)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(dá)的。12.(2023?遼寧)天然β淀粉酶大多耐熱性差,不利于工業(yè)化應(yīng)用。我國(guó)學(xué)者借助PCR改造β﹣淀粉酶基因,并將改造的基因與pLN23質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌,最終獲得耐高溫的β﹣淀粉酶。回答下列問(wèn)題:(1)上述過(guò)程屬于工程。(2)PCR中使用的聚合酶屬于(填寫(xiě)編號(hào))。①以DNA為模板的RNA聚合酶②以RNA為模板的RNA聚合酶③以DNA為模板的DNA聚合酶④以RNA為模板的DNA聚合酶(3)某天然β﹣淀粉酶由484個(gè)氨基酸構(gòu)成,研究發(fā)現(xiàn),將該酶第476位天冬氨酸替換為天冬酰胺,耐熱性明顯提升。在圖1所示的β﹣淀粉酶基因改造方案中,含已替換堿基的引物是(填寫(xiě)編號(hào))。(4)為了使上述改造后的基因能在大腸桿菌中高效表達(dá),由圖2所示的pLN23質(zhì)粒構(gòu)建得到基因表達(dá)載體。除圖示信息外,基因表達(dá)載體中還應(yīng)該有目的基因(即改造后的基因)和。(5)目的基因(不含EcoRⅠ酶切位點(diǎn))全長(zhǎng)為1.5kb,將其插入BamHⅠ位點(diǎn)。用EcoRⅠ酶切來(lái)自于不同大腸桿菌菌落的質(zhì)粒DNA,經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳確定DNA片段長(zhǎng)度,這一操作的目的是。正確連接的基因表達(dá)載體被EcoRⅠ酶切后長(zhǎng)度為kb。(6)采用PCR還能在分子水平上確定目的基因是否轉(zhuǎn)錄,根據(jù)中心法則,可通過(guò)反應(yīng)獲得PCR的模板。13.(2023?天津)構(gòu)建可利用纖維素產(chǎn)乙醇的轉(zhuǎn)基因釀酒酵母菌株是解決能源危機(jī)的手段之一,為此設(shè)計(jì)表達(dá)載體,思路如下。(1)外源基因的選擇纖維素常見(jiàn)生物降解途徑如圖。釀酒酵母通常無(wú)法吸收纖維素、寡糖和纖維二糖,應(yīng)向釀酒酵母轉(zhuǎn)入圖中三種酶的基因,并使其表達(dá)產(chǎn)物在細(xì)胞(內(nèi)/外)發(fā)揮作用。(2)外源基因的插入方法同源重組是堿基序列基本相同的DNA區(qū)段通過(guò)配對(duì)、鏈斷裂和再連接而產(chǎn)生片段交換的過(guò)程。通過(guò)同源重組將外源基因插入染色體的特定位點(diǎn)可獲得遺傳穩(wěn)定的工程菌株,如甲圖所示。釀酒酵母基因組有多個(gè)AB短序列。為通過(guò)同源重組將外源基因插入AB之間,在設(shè)計(jì)表達(dá)載體時(shí),可采用PCR技術(shù)在外源基因兩端分別引入A和B,獲得乙圖所示長(zhǎng)片段。PCR時(shí)應(yīng)選用的一對(duì)引物為(從P1~P6中選)。(3)標(biāo)記基因的選擇URA3是尿嘧啶合成關(guān)鍵酶基因,常被用作標(biāo)記基因。另外,URA3編碼的蛋白可將外源5﹣氟乳清酸轉(zhuǎn)化為有毒物質(zhì),導(dǎo)致細(xì)胞死亡。①為得到成功插入酶Ⅰ基因的菌株1,需將酶Ⅰ基因同URA3一起插入U(xiǎn)RA3缺陷型釀酒酵母基因組AB之間,并利用的培養(yǎng)基篩選存活菌株。②在后續(xù)插入酶Ⅱ基因時(shí),為繼續(xù)利用URA3作為篩選標(biāo)記,需切除菌株1的URA3。為此設(shè)計(jì)表達(dá)載體時(shí),還應(yīng)向URA3兩端引入釀酒酵母基因組中不存在的同源區(qū)段C和C′,并以方式排列才能通過(guò)同源重組達(dá)到上述目的。此后,需要將菌株1在的培養(yǎng)基上培養(yǎng),存活菌株即為URA3被成功切除的菌株1′。(4)表達(dá)載體的構(gòu)建綜上,為將三種酶基因依次插入釀酒酵母基因組中,在構(gòu)建表達(dá)載體時(shí),A、B、C、C′、URA3和酶基因應(yīng)采用圖的排布方式。14.(2023?浙江)賴(lài)氨酸是人體不能合成的必需氨基酸,而人類(lèi)主要食物中的賴(lài)氨酸含量很低,利用生物技術(shù)可提高食物中賴(lài)氨酸含量?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)植物細(xì)胞合成的賴(lài)氨酸達(dá)到一定濃度時(shí),能抑制合成過(guò)程中兩種關(guān)鍵酶的活性,導(dǎo)致賴(lài)氨酸含量維持在一定濃度水平,這種調(diào)節(jié)方式屬于。根據(jù)這種調(diào)節(jié)方式,在培養(yǎng)基中添加,用于篩選經(jīng)人工誘變的植物懸浮細(xì)胞,可得到抗賴(lài)氨酸類(lèi)似物的細(xì)胞突變體,通過(guò)培養(yǎng)獲得再生植株。(2)隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)與動(dòng)物細(xì)胞工程結(jié)合和發(fā)展,2011年我國(guó)首次利用轉(zhuǎn)基因和體細(xì)胞核移植技術(shù)成功培育了高產(chǎn)賴(lài)氨酸轉(zhuǎn)基因克隆奶牛。其基本流程為:①構(gòu)建乳腺專(zhuān)一表達(dá)載體。隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,為獲取富含賴(lài)氨酸的酪蛋白基因(目的基因),可通過(guò)檢索獲取其編碼序列,用化學(xué)合成法制備得到。再將獲得的目的基因與含有乳腺特異性啟動(dòng)子的相應(yīng)載體連接,構(gòu)建出乳腺專(zhuān)一表達(dá)載體。②表達(dá)載體轉(zhuǎn)入牛胚胎成纖維細(xì)胞(BEF)。將表達(dá)載體包裹到磷脂等構(gòu)成的脂質(zhì)體內(nèi),與BEF膜發(fā)生,表達(dá)載體最終進(jìn)入細(xì)胞核,發(fā)生轉(zhuǎn)化。③核移植。將轉(zhuǎn)基因的BEF作為核供體細(xì)胞,從牛卵巢獲取卵母細(xì)胞,經(jīng)體外培養(yǎng)及去核后作為。將兩種細(xì)胞進(jìn)行電融合,電融合的作用除了促進(jìn)細(xì)胞融合,同時(shí)起到了重組細(xì)胞發(fā)育的作用。④重組細(xì)胞的體外培養(yǎng)及胚胎移植。重組細(xì)胞體外培養(yǎng)至,植入代孕母牛子宮內(nèi),直至小牛出生。⑤檢測(cè)。DNA水平檢測(cè):利用PCR技術(shù),以非轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞作為陰性對(duì)照,以為陽(yáng)性對(duì)照,檢測(cè)到轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞中存在目的基因。RNA水平檢測(cè):從非轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞,提取總RNA,對(duì)總RNA進(jìn)行處理,以去除DNA污染,再經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA,并以此為,利用特定引物擴(kuò)增目的基因片段。結(jié)果顯示目的基因在轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞內(nèi)表達(dá),而不在牛耳組織細(xì)胞內(nèi)表達(dá),原因是什么?。15.(2023?河北)單細(xì)胞硅藻具有生產(chǎn)生物柴油的潛在價(jià)值。研究者將硅藻脂質(zhì)合成相關(guān)的蘋(píng)果酸酶(ME)基因構(gòu)建到超表達(dá)載體,轉(zhuǎn)入硅藻細(xì)胞,以期獲得高產(chǎn)生物柴油的硅藻品系?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)根據(jù)DNA和蛋白質(zhì)在特定濃度乙醇溶液中的差異獲得硅藻粗提DNA,PCR擴(kuò)增得到目的基因。(2)超表達(dá)載體的基本組件包括復(fù)制原點(diǎn)、目的基因、標(biāo)記基因、和等。本研究中目的基因?yàn)椤#?)PCR擴(kuò)增時(shí)引物通過(guò)原則與模板特異性結(jié)合。根據(jù)表達(dá)載體序列設(shè)計(jì)了圖1所示的兩條引物,對(duì)非轉(zhuǎn)基因硅藻品系A(chǔ)和轉(zhuǎn)ME基因硅藻候選品系B進(jìn)行PCR檢測(cè),擴(kuò)增產(chǎn)物電泳結(jié)果見(jiàn)圖2。其中,樣品1為本實(shí)驗(yàn)的組,樣品2有特異性擴(kuò)增產(chǎn)物,結(jié)果表明。(4)利用單細(xì)胞硅藻生產(chǎn)生物柴油的影響因素包括胞內(nèi)脂質(zhì)含量和繁殖速率等。圖3為硅藻胞內(nèi)脂質(zhì)含量檢測(cè)結(jié)果。據(jù)圖分析,相對(duì)于品系A(chǔ),品系B的胞內(nèi)脂質(zhì)含量平均水平明顯。同時(shí),還需測(cè)定以比較在相同發(fā)酵條件下品系A(chǔ)與B的繁殖速率。(5)胞內(nèi)脂質(zhì)合成需要大量ATP。ME催化蘋(píng)果酸氧化脫羧反應(yīng)產(chǎn)生NADH。研究表明,品系B線粒體中ME含量顯著高于品系A(chǔ)。據(jù)此分析,ME基因超表達(dá)使線粒體中NADH水平升高,,最終促進(jìn)胞內(nèi)脂質(zhì)合成。(6)相對(duì)于大豆和油菜等油料作物,利用海生硅藻進(jìn)行生物柴油生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)之處為。(答出兩點(diǎn)即可)16.(2023?甲卷)接種疫苗是預(yù)防傳染病的一項(xiàng)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?wèn)題。(1)接種上述重組乙肝疫苗不會(huì)在人體中產(chǎn)生乙肝病毒,原因是。(2)制備重組乙肝疫苗時(shí),需要利用重組表達(dá)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(dá)。重組表達(dá)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(shí)別載體中的啟動(dòng)子并驅(qū)動(dòng)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(cè)目的基因是否插入染色體中,需要從酵母細(xì)胞中提取進(jìn)行DNA分子雜交,DNA分子雜交時(shí)應(yīng)使用的探針是。(4)若要通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)目的基因在酵母細(xì)胞中是否表達(dá)出目的蛋白,請(qǐng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路。。17.(2023?乙卷)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?yàn)椴牧?,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(lèi)?;卮鹣铝袉?wèn)題。(1)構(gòu)建突變基因文庫(kù)??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(kù)。通常,基因文庫(kù)是指。(2)構(gòu)建目的基因表達(dá)載體。科研人員從構(gòu)建的GFP突變基因文庫(kù)中提取目的基因(均為突變基因)構(gòu)建表達(dá)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(dá)??蒲腥藛T將構(gòu)建好的表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá),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(qǐng)從密碼子特點(diǎn)的角度分析,發(fā)綠色熒光的可能原因是(答出1點(diǎn)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(duì)其所含的GFP突變基因進(jìn)行測(cè)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(guò)基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細(xì)胞中表達(dá),實(shí)驗(yàn)思路是。18.(2023?海南)基因遞送是植物遺傳改良的重要技術(shù)之一,我國(guó)多個(gè)實(shí)驗(yàn)室合作開(kāi)發(fā)了一種新型基因遞送系統(tǒng)(切—浸—生芽Cut﹣Dip﹣Budding,簡(jiǎn)稱(chēng)CDB法)。圖1與圖2分別是利用常規(guī)轉(zhuǎn)化法和CDB法在某植物中遞送基因的示意圖?;卮鹣铝袉?wèn)題。(1)圖1中,從外植體轉(zhuǎn)變成愈傷組織的過(guò)程屬于;從愈傷組織到幼苗的培養(yǎng)過(guò)程需要的激素有生長(zhǎng)素和,該過(guò)程還需要光照,其作用是。(2)圖1中的愈傷組織,若不經(jīng)過(guò)共培養(yǎng)環(huán)節(jié),直接誘導(dǎo)培養(yǎng)得到的植株可以保持植株A的。圖1中,含有外源基因的轉(zhuǎn)化植株A若用于生產(chǎn)種子,其包裝需標(biāo)注。(3)圖1與圖2中,農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞時(shí),可將外源基因遞送到植物細(xì)胞中的原因是。(4)已知某酶(PDS)缺失會(huì)導(dǎo)致植株白化。某團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了用于敲除PDS基因的CRISPR/Cas9基因編輯載體(含有綠色熒光蛋白標(biāo)記基因),利用圖2中的CDB法將該重組載體導(dǎo)入植株B,長(zhǎng)出毛狀根,成功獲得轉(zhuǎn)化植株B。據(jù)此分析,從毛狀根中獲得陽(yáng)性毛狀根段的方法是,圖2中,鑒定導(dǎo)入幼苗中的基因編輯載體是否成功發(fā)揮作用的方法是,依據(jù)是。(5)與常規(guī)轉(zhuǎn)化法相比,采用CDB法進(jìn)行基因遞送的優(yōu)點(diǎn)是(答出2點(diǎn)即可)。19.(2023?江蘇)為了將某納米抗體和綠色熒光蛋白基因融合表達(dá),運(yùn)用重組酶技術(shù)構(gòu)建質(zhì)粒,如圖1所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)分別進(jìn)行PCR擴(kuò)增片段F1與片段F2時(shí),配制的兩個(gè)反應(yīng)體系中不同的有,擴(kuò)增程序中最主要的不同是。(2)有關(guān)基因序列如圖2。引物F2﹣F、F1﹣R應(yīng)在下列選項(xiàng)中選用。A.ATGGTG﹣﹣﹣﹣﹣CAACCAB.TGGTTG﹣﹣﹣﹣CACCATC.GACGAG﹣﹣﹣CTGCAGD.CTGCAG﹣﹣﹣﹣﹣CTCGTC(3)將PCR產(chǎn)物片段與線性質(zhì)粒載體混合后,在重組酶作用下可形成環(huán)化質(zhì)粒,直接用于轉(zhuǎn)化細(xì)菌。這一過(guò)程與傳統(tǒng)重組質(zhì)粒構(gòu)建過(guò)程相比,無(wú)需使用的酶主要有。(4)轉(zhuǎn)化后的大腸桿菌需采用含有抗生素的培養(yǎng)基篩選,下列敘述錯(cuò)誤的有。A.稀釋涂布平板需控制每個(gè)平板30~300個(gè)菌落B.抗性平板上未長(zhǎng)出菌落的原因一般是培養(yǎng)基溫度太高C.抗性平板上常常會(huì)出現(xiàn)大量雜菌形成的菌落D.抗性平板上長(zhǎng)出的單菌落無(wú)需進(jìn)一步劃線純化(5)為了驗(yàn)證平板上菌落中的質(zhì)粒是否符合設(shè)計(jì),用不同菌落的質(zhì)粒為模板,用引物F1﹣F和F2﹣R進(jìn)行了PCR擴(kuò)增,質(zhì)粒P1~P4的擴(kuò)增產(chǎn)物電泳結(jié)果如圖3。根據(jù)圖中結(jié)果判斷,可以舍棄的質(zhì)粒有。(6)對(duì)于PCR產(chǎn)物電泳結(jié)果符合預(yù)期的質(zhì)粒,通常需進(jìn)一步通過(guò)基因測(cè)序確認(rèn),原因是。20.(2022?海南)以我國(guó)科學(xué)家為主的科研團(tuán)隊(duì)將OSNL(即4個(gè)基因Oct4/Sox2/Nanog/Lin28A的縮寫(xiě))導(dǎo)入黑羽雞胚成纖維細(xì)胞(CEFs),誘導(dǎo)其重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS),再誘導(dǎo)iPS分化為誘導(dǎo)原始生殖細(xì)胞(iPGCs),然后將iPGCs注射到孵化2.5天的白羽雞胚血管中,最終獲得具有黑羽雞遺傳特性的后代,實(shí)驗(yàn)流程如圖?;卮鹣铝袉?wèn)題。(1)CEFs是從孵化9天的黑羽雞胚中分離獲得的,為了獲得單細(xì)胞懸液,雞胚組織剪碎后需用處理。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)通常需要在合成培養(yǎng)基中添加等天然成分,以滿足細(xì)胞對(duì)某些細(xì)胞因子的需求。(2)體外獲取OSNL的方法有(答出1種即可)。若要在CEFs中表達(dá)外源基因的蛋白,需構(gòu)建基因表達(dá)載體,載體中除含有目的基因和標(biāo)記基因外,還須有啟動(dòng)子和等。啟動(dòng)子是識(shí)別和結(jié)合的部位,有了它才能驅(qū)動(dòng)。(3)iPS細(xì)胞和iPGCs細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同的根本原因是。(4)誘導(dǎo)iPS細(xì)胞的技術(shù)與體細(xì)胞核移植技術(shù)的主要區(qū)別是。(5)該實(shí)驗(yàn)流程中用到的生物技術(shù)有(答出2點(diǎn)即可)。
2021-2025年高考生物真題知識(shí)點(diǎn)分類(lèi)匯編之基因工程(三)參考答案與試題解析一.選擇題(共9小題)題號(hào)123456789答案CBDCBABBA一.選擇題(共9小題)1.(2023?新課標(biāo))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(shí)別序列和切割位點(diǎn))和質(zhì)粒進(jìn)行切割、連接,以構(gòu)建重組表達(dá)載體。限制酶的切割位點(diǎn)如圖所示。下列重組表達(dá)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【分析】限制酶選擇原則:(1)根據(jù)目的基因兩端的限制酶識(shí)別和切割位點(diǎn)確定限制酶種類(lèi)具體原則:應(yīng)選擇切點(diǎn)位于目的基因兩端的,不能位于目的基因內(nèi)部,防止破壞目的基因,同時(shí)為避免目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化或反向連接,可使用不同的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒。(2)根據(jù)質(zhì)粒特點(diǎn)確定限制酶種類(lèi)具體原則:①保證切割的黏性末端與目的基因的相同,以便兩者能夠連接。②保證切割后的質(zhì)粒至少保留一個(gè)標(biāo)記基因,以便進(jìn)行篩選;保留復(fù)制原點(diǎn),以便在受體細(xì)胞中維持穩(wěn)定和表達(dá)?!窘獯稹拷猓篈、限制酶3切割后的末端是平末端,E.coliDNA連接酶連接的是黏性末端,應(yīng)用T4DNA連接酶連接,A錯(cuò)誤;B、據(jù)圖可知,限制酶3切割后的末端是平末端,而限制酶1切割后的末端是黏性末端,若用兩種酶分別切割質(zhì)粒和目的基因,會(huì)導(dǎo)致DNA連接酶無(wú)法連接,B錯(cuò)誤;C、質(zhì)粒和目的基因都用酶1和酶2切割,可避免目的基因和質(zhì)粒的自身環(huán)化和反向連接,且兩者均形成黏性末端,此后再用T4DNA連接酶連接,可構(gòu)建重組表達(dá)載體,效率較高,C正確;D、限制酶4會(huì)破壞質(zhì)粒上的標(biāo)記基因(抗生素抗性基因),故不能選擇該酶進(jìn)行切割,D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查限制酶及基因表達(dá)載體構(gòu)建的相關(guān)知識(shí),意在考查學(xué)生的理解能力和判斷能力,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問(wèn)題的能力是解答本題的關(guān)鍵。2.(2023?浙江)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(shí)驗(yàn)得到能正常表達(dá)兩種蛋白質(zhì)的雜合子雌雄小鼠各1只,交配以期獲得Gata3﹣GFP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(jì)了引物1和引物2用于PCR擴(kuò)增,PCR產(chǎn)物電泳結(jié)果如圖乙所示。下列敘述正確的是()A.Gata3基因的啟動(dòng)子無(wú)法控制GFP基因的表達(dá) B.翻譯時(shí)先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白 C.2號(hào)條帶的小鼠是野生型,4號(hào)條帶的小鼠是Gata3﹣GFP基因純合子 D.若用引物1和引物3進(jìn)行PCR,能更好地區(qū)分雜合子和純合子【分析】1、PCR技術(shù)是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫(xiě),是一項(xiàng)根據(jù)DNA半保留復(fù)制的原理,在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分與反應(yīng)條件,對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。2、PCR技術(shù)需要的條件:目的基因、引物、四種脫氧核苷酸、耐高溫DNA聚合酶?!窘獯稹拷猓篈、分析圖中可知,啟動(dòng)子在編碼區(qū)的左側(cè),GFP基因整合Gata3基因的右側(cè),啟動(dòng)子啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄后,可以在Gata3基因轉(zhuǎn)錄后,使GFP基因轉(zhuǎn)錄,Gata3基因的啟動(dòng)子也能控制GFP基因的表達(dá),A錯(cuò)誤;B、基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯均是從5′→3′,因啟動(dòng)子在左側(cè),轉(zhuǎn)錄和翻譯方向均為從左向右,Gata3蛋白在GFP蛋白的左側(cè),所以翻譯時(shí)先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白,B正確;C、整合GFP基因后,核酸片段變長(zhǎng),2號(hào)個(gè)體只有大片段,所以是Gata3﹣GFP基因純合子,4號(hào)個(gè)體只有小片段,是野生型,C錯(cuò)誤;D、若用引物1和引物3進(jìn)行PCR,雜合子和Gata3﹣GFP基因純合子都能擴(kuò)增出相應(yīng)的片段則不能區(qū)分雜合子和純合子,D錯(cuò)誤;故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查PCR和基因表達(dá)的相關(guān)內(nèi)容,需要學(xué)生理解掌握PCR和基因表達(dá)的過(guò)程,并具有一定的識(shí)圖能力,屬于理解應(yīng)用層次的考查。3.(2023?湖北)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(dá)載體(重組質(zhì)粒),并轉(zhuǎn)化到受體菌中。下列敘述錯(cuò)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(guò)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【分析】據(jù)圖分析可知,氨芐青霉素抗性基因(AmpR)內(nèi)含有ScaⅠ和PvuⅠ的酶切位點(diǎn),四環(huán)素抗性基因(TetR)內(nèi)含有HindⅢ、SphⅠ和SalⅠ的酶切位點(diǎn)?!窘獯稹拷猓篈、若只用HindⅢ一種酶切質(zhì)粒和目的基因,則產(chǎn)生相同的黏性末端,可能導(dǎo)致目的基因正向連接或反向連接,故目的基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物可能不同,A正確;B、若用PvuⅠ酶切,則會(huì)破壞氨芐青霉素抗性基因(AmpR),而重組質(zhì)粒和空質(zhì)粒中都有四環(huán)素抗性基因(TetR),因此在含Tet(四環(huán)素)培養(yǎng)基中的菌落,不一定含有目的基因,B正確;C、若用SphⅠ酶切,則目的基因插入到四環(huán)素抗性基因(TetR)中,重組質(zhì)粒的大小與空質(zhì)粒不同,故可通過(guò)DNA凝膠電泳技術(shù)鑒定重組質(zhì)粒構(gòu)建成功與否,C正確;D、若用SphⅠ酶切,則會(huì)破壞四環(huán)素抗性基因(TetR),氨芐青霉素抗性基因(AmpR)不受影響,則重組質(zhì)粒中含氨芐青霉素抗性基因(AmpR),因此攜帶目的基因的受體菌在含Amp(氨芐青霉素)的培養(yǎng)基中能形成菌落,在含Tet的培養(yǎng)基中不能形成菌落,D錯(cuò)誤。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程中限制酶的選擇原則等知識(shí),意在考查考生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。4.(2023?福建)關(guān)于“DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定”(實(shí)驗(yàn)Ⅰ)和“DNA的粗提取與鑒定”(實(shí)驗(yàn)Ⅱ)的實(shí)驗(yàn)操作,下列相關(guān)敘述正確的是()A.實(shí)驗(yàn)Ⅰ中,PCR實(shí)驗(yàn)所需的移液器、槍頭、蒸餾水等必須進(jìn)行高壓滅菌處理 B.實(shí)驗(yàn)Ⅰ中,將擴(kuò)增得到的PCR產(chǎn)物進(jìn)行凝膠電泳,加樣前應(yīng)先接通電源 C.實(shí)驗(yàn)Ⅱ中,取洋蔥研磨液的上清液,加入等體積冷酒精后析出粗提取的DNA D.實(shí)驗(yàn)Ⅱ中,將白色絲狀物直接加入到二苯胺試劑中并進(jìn)行沸水浴,用于鑒定DNA【分析】DNA粗提取和鑒定的原理:(1)DNA的溶解性:DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精溶液,但細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精;DNA對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性。(2)DNA的鑒定:在沸水浴的條件下,DNA遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色?!窘獯稹拷猓篈、為避免外源DNA等因素的污染,PCR實(shí)驗(yàn)中使用的微量離心管、槍頭、蒸餾水等在使用前都必須進(jìn)行高壓滅菌處理,移液器不需要高壓蒸汽滅菌,A錯(cuò)誤;B、PCR產(chǎn)物進(jìn)行凝膠電泳,應(yīng)先加樣后接通電源,B錯(cuò)誤;C、DNA不溶于酒精,細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)可溶于酒精,因此離心后取上清液加入等體積的冷酒精進(jìn)行DNA的粗提取,C正確;D、鑒定DNA時(shí),應(yīng)將絲狀物溶解在2mol/L的NaCl溶液中,加入二苯胺試劑并進(jìn)行沸水浴,D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查的是DNA的粗提取與鑒定的相關(guān)知識(shí),意在考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握,難度適中。5.(2023?北京)抗蟲(chóng)作物對(duì)害蟲(chóng)的生存產(chǎn)生壓力,會(huì)使害蟲(chóng)種群抗性基因頻率迅速提高,導(dǎo)致作物的抗蟲(chóng)效果逐漸減弱。為使轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉保持抗蟲(chóng)效果,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上會(huì)采取一系列措施。以下措施不能實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的是()A.在轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉種子中混入少量常規(guī)種子 B.大面積種植轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉,并施用殺蟲(chóng)劑 C.轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉與小面積的常規(guī)棉間隔種植 D.轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉大田周?chē)O(shè)置常規(guī)棉隔離帶【分析】轉(zhuǎn)基因生物的安全性問(wèn)題:食物安全(滯后效應(yīng)、過(guò)敏源、營(yíng)養(yǎng)成分改變)、生物安全(對(duì)生物多樣性的影響)、環(huán)境安全(對(duì)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響),對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù)的利弊,正確的做法應(yīng)該是趨利避害,不能因噎廢食?!窘獯稹拷猓篈、在轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉種子中混入少量常規(guī)種子,則常規(guī)種子長(zhǎng)成的普通植株能為敏感性(不抗蟲(chóng))個(gè)體提供生存空間,增加與抗蟲(chóng)個(gè)體的競(jìng)爭(zhēng),避免抗性基因頻率升高過(guò)快,提高了抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)持久性,A正確;B、大面積種植轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉、施用殺蟲(chóng)劑,都會(huì)進(jìn)一步選擇并保存抗性強(qiáng)的個(gè)體,導(dǎo)致敏感性個(gè)體死亡,從而加快害蟲(chóng)種群抗性基因頻率提高,不利于抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)持久性,B錯(cuò)誤;CD、將轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉與小面積的常規(guī)棉間隔種植以及轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉大田周?chē)O(shè)置常規(guī)棉隔離帶,作用機(jī)理相似:可以使敏感型個(gè)體存活,敏感性個(gè)體能與抗性強(qiáng)的棉鈴蟲(chóng)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),不會(huì)導(dǎo)致抗性基因頻率升高過(guò)快,提高了抗蟲(chóng)棉的抗蟲(chóng)持久性,CD正確。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要以抗蟲(chóng)棉抗蟲(chóng)效果的保持為情境,考查轉(zhuǎn)基因作物的安全性問(wèn)題,要求考生明確相關(guān)內(nèi)容,能結(jié)合題意分析作答。6.(2023?江蘇)某生物社團(tuán)利用洋蔥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)敘述正確的是()A.洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮可代替半透膜探究質(zhì)膜的透性 B.洋蔥勻漿中加入新配制的斐林試劑,溶液即呈磚紅色 C.制作根尖有絲分裂裝片時(shí),解離、漂洗、按壓蓋玻片都能更好地將細(xì)胞分散開(kāi) D.粗提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液中,加入二苯胺試劑后顯藍(lán)色【分析】DNA粗提取和鑒定的原理:(1)DNA的溶解性:DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精溶液,但細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精;DNA對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性。(2)DNA對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性:蛋白酶能水解蛋白質(zhì),但是對(duì)DNA沒(méi)有影響。大多數(shù)蛋白質(zhì)不能忍受60﹣80℃的高溫,而DNA在80℃以上才會(huì)變性。洗滌劑能夠瓦解細(xì)胞膜,但對(duì)DNA沒(méi)有影響。(3)DNA的鑒定:在沸水浴的條件下,DNA遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色?!窘獯稹拷猓篈、用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮的原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性,可代替半透膜探究質(zhì)膜的透性,A正確;B、洋蔥勻漿中加入新配制的斐林試劑,需要水浴加熱條件下才會(huì)呈磚紅色,B錯(cuò)誤;C、制作根尖有絲分裂裝片時(shí),解離、按壓蓋玻片都能更好地將細(xì)胞分散開(kāi),漂洗是防止解離過(guò)度,C錯(cuò)誤;D、粗提取的DNA溶于2mol/LNaCl溶液中,加入二苯胺試劑后,在沸水浴加熱的條件下顯藍(lán)色,D錯(cuò)誤。故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查的是DNA的粗提取與鑒定的相關(guān)知識(shí),意在考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握,難度適中。7.(2022?遼寧)抗蟲(chóng)和耐除草劑玉米雙抗12﹣5是我國(guó)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(jìn)行目的基因監(jiān)測(cè),反應(yīng)程序如圖所示。下列敘述正確的是()A.預(yù)變性過(guò)程可促進(jìn)模板DNA邊解旋邊復(fù)制 B.后延伸過(guò)程可使目的基因的擴(kuò)增更加充分 C.延伸過(guò)程無(wú)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(cè)含有目的基因后即可上市【分析】PCR技術(shù):1、概念:PCR全稱(chēng)為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)。2、原理:DNA復(fù)制。3、前提條件:要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一對(duì)引物。4、條件:模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對(duì)引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)。5、過(guò)程:①高溫變性:DNA解旋過(guò)程(PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開(kāi)不需要解旋酶,高溫條件下氫鍵可自動(dòng)解開(kāi));②低溫復(fù)性:引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上;③中溫延伸:合成子鏈?!窘獯稹拷猓篈、預(yù)變性過(guò)程可促進(jìn)模板DNA解旋,沒(méi)有促進(jìn)復(fù)制,A錯(cuò)誤;B、后延伸過(guò)程可使目的基因的擴(kuò)增更加充分,B正確;C、延伸過(guò)程仍需引物參與才能完成半保留復(fù)制,C錯(cuò)誤;D、轉(zhuǎn)基因品種經(jīng)檢測(cè)含有目的基因并能穩(wěn)定表達(dá),且有生物活性后才能上市,D錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查PCR技術(shù)的相關(guān)知識(shí),要求考生識(shí)記PCR技術(shù)的概念、原理、條件、過(guò)程等基礎(chǔ)知識(shí),能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確判斷各選項(xiàng)。8.(2022?山東)關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.過(guò)濾液沉淀過(guò)程在4℃冰箱中進(jìn)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(lán)色 D.粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)【分析】DNA粗提取和鑒定的原理:1、DNA的溶解性:DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精溶液,但細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精。2、DNA對(duì)酶、高溫和洗滌劑的耐受性不同。3、DNA的鑒定:在沸水浴的條件下,DNA遇二苯胺會(huì)被染成藍(lán)色。【解答】解:A、過(guò)濾液沉淀過(guò)程在4℃冰箱中進(jìn)行可以使酶的活性降低,可以防止DNA降解,A正確;B、離心研磨液是為了加速細(xì)胞膜、細(xì)胞器、一些較大雜質(zhì)等的沉淀,B錯(cuò)誤;C、在一定溫度下,DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍(lán)色,C正確;D、粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì),D正確。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查DNA的粗提取和鑒定,對(duì)于此類(lèi)試題,需要考生注意的細(xì)節(jié)較多,如實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等,需要考生在平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中注意積累。9.(2022?福建)科研人員在2003年完成了大部分的人類(lèi)基因組測(cè)序工作,2022年宣布測(cè)完剩余的8%序列。這些序列富含高度重復(fù)序列,且多位于端粒區(qū)和著絲點(diǎn)區(qū)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.通過(guò)人類(lèi)基因組可以確定基因的位置和表達(dá)量 B.人類(lèi)基因組中一定含有可轉(zhuǎn)錄但不翻譯的基因 C.著絲點(diǎn)區(qū)的突變可能影響姐妹染色單體的正常分離 D.人類(lèi)基因組測(cè)序全部完成有助于細(xì)胞衰老分子機(jī)制的研究【分析】人類(lèi)基因組計(jì)劃:1、概念:人類(lèi)基因的測(cè)序并了解其組成、結(jié)構(gòu)、功能和相互關(guān)系.英文簡(jiǎn)稱(chēng)HGP。2、人類(lèi)基因組計(jì)劃的目的:測(cè)定人類(lèi)基因組的全部DNA序列,解讀其中包含的遺傳信息。3、參加人類(lèi)基因組計(jì)劃的國(guó)家:美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本、法國(guó)和中國(guó),中國(guó)承擔(dān)1%的測(cè)序任務(wù)。4、內(nèi)容:繪制人類(lèi)遺傳信息的地圖,主要包括遺傳圖、物理圖、序列圖、轉(zhuǎn)錄圖等。5、意義:對(duì)于人類(lèi)疾病的診斷和預(yù)防等具有重要意義,同時(shí)有可能導(dǎo)致?tīng)?zhēng)奪基因資源、基因歧視等負(fù)面效應(yīng)的出現(xiàn)?!窘獯稹拷猓篈、通過(guò)人類(lèi)基因組測(cè)序可確定基因的位置,但不能知道表達(dá)量,A錯(cuò)誤;B、有些基因可轉(zhuǎn)錄出某些RNA(tRNA),但不翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì),B正確;C、著絲點(diǎn)分裂姐妹染色單體可分離為子染色體,染色體數(shù)目加倍,著絲點(diǎn)區(qū)的突變可能影響姐妹染色單體的正常分離,C正確;D、細(xì)胞的衰老與基因有關(guān),人類(lèi)基因組測(cè)序全部完成有助于細(xì)胞衰老分子機(jī)制的研究,D正確。故選:A。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查轉(zhuǎn)錄翻譯、細(xì)胞的有絲分裂、細(xì)胞的衰老等知識(shí),要求考生能把握知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系,運(yùn)用相關(guān)知識(shí)進(jìn)行推理并作出合理判斷。二.解答題(共11小題)10.(2023?廣東)種子大小是作物重要的產(chǎn)量性狀。研究者對(duì)野生型擬南芥(2n=10)進(jìn)行誘變,篩選到一株種子增大的突變體。通過(guò)遺傳分析和測(cè)序,發(fā)現(xiàn)野生型DAI基因發(fā)生一個(gè)堿基G到A的替換,突變后的基因?yàn)殡[性基因,據(jù)此推測(cè)突變體的表型與其有關(guān),開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)擬采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將野生型DAI基因轉(zhuǎn)入突變體植株,若突變體表型確由該突變?cè)斐?,則轉(zhuǎn)基因植株的種子大小應(yīng)與野生型植株的種子大小相近。(2)用PCR反應(yīng)擴(kuò)增DAI基因,用限制性核酸內(nèi)切酶對(duì)PCR產(chǎn)物和運(yùn)載體進(jìn)行切割,用DNA連接酶將兩者連接。為確保插入的DAI基因可以正常表達(dá),其上下游序列需具備啟動(dòng)子和終止子。(3)轉(zhuǎn)化后,T﹣DNA(其內(nèi)部基因在減數(shù)分裂時(shí)不發(fā)生交換)可在基因組單一位點(diǎn)插入也可以同時(shí)插入多個(gè)位點(diǎn)。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(diǎn)插入的植株,并進(jìn)一步獲得目的基因穩(wěn)定遺傳的植株(圖1)。用于后續(xù)驗(yàn)證突變基因與表型的關(guān)系。①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(zhǎng)的陽(yáng)性個(gè)體即表示其基因組中插入了DAI基因和卡那霉素抗性基因。②T1代陽(yáng)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(yáng)性率約75%的培養(yǎng)基中幼苗繼續(xù)培養(yǎng)。③將②中選出的T2代陽(yáng)性植株自交(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(yáng)性率達(dá)到100%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(cè)該突變,研究者利用PCR擴(kuò)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(guò)核酸電泳即可進(jìn)行突變檢測(cè),相關(guān)信息見(jiàn)圖2,在圖2電泳圖中將酶切結(jié)果對(duì)應(yīng)位置的條帶涂黑?!痉治觥?、基因突變包括顯性突變和隱性突變。2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建是基因工程的核心步驟:目的:使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且可以遺傳至下一代,使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。組成:目的基因+啟動(dòng)子+終止子+標(biāo)記基因。(1)啟動(dòng)子:是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位,能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需的蛋白質(zhì)。(2)終止子:也是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的尾端,其作用使轉(zhuǎn)錄終止。(3)標(biāo)記基因的作用:是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)。常用的標(biāo)記基因是抗生素抗性基因。3、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法:【解答】解:(1)由題干信息可知,突變體是野生型DAI基因發(fā)生隱性突變產(chǎn)生的,因此采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將野生型DAI基因(顯性基因)轉(zhuǎn)入突變體植株,若突變體表型確由該突變?cè)斐桑瑒t轉(zhuǎn)基因植株的種子大小應(yīng)與野生型植株的種子大小相近,即表現(xiàn)顯性性狀。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),通過(guò)PCR擴(kuò)增的DAI基因和運(yùn)載體需要用限制酶進(jìn)行切割,然后用DNA連接酶將兩者連接起來(lái)。其中在DAI基因的上游序列添加啟動(dòng)子,在DAI基因的下游序列添加終止子,以利于DAI基因可以正常表達(dá)。(3)①由圖1可知,T0代植株用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(T﹣DNA攜帶DAI基因和卡那霉素抗性基因)進(jìn)行了處理,若自交產(chǎn)生的T1代種子播種在含有卡那霉素的選擇培養(yǎng)基上出現(xiàn)能夠正常生長(zhǎng)的個(gè)體,說(shuō)明其基因組中插入了DAI基因和卡那霉素抗性基因。②T1代陽(yáng)性植株細(xì)胞中染色體上含有DAI基因,由于題干“選出單一位點(diǎn)插入的植株,并進(jìn)一步獲得目的基因穩(wěn)定遺傳的植株”,因此T1代陽(yáng)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,陽(yáng)性:陰性=3:1,故選擇陽(yáng)性率約75%()的培養(yǎng)基中幼苗繼續(xù)培養(yǎng)。③將②中選出的T2代陽(yáng)性植株自交所得的T3代種子按單株收種并播種于選擇培養(yǎng)基,選擇單株種植在選擇性培養(yǎng)基上陽(yáng)性率達(dá)到100%的幼苗作為目標(biāo)轉(zhuǎn)基因植株,因?yàn)檫@時(shí)所有的幼苗都含有DAI基因。分析圖2可知,突變型基因是由野生基因中某一位置的堿基G替換為堿基A造成的,因此其基因長(zhǎng)度都是150bp,由于野生型基因中沒(méi)有限制酶X的切割位點(diǎn),而突變型基因中含有限制酶X的切割位點(diǎn),會(huì)將突變型基因切割成50bp和100bp兩個(gè)片段,即電泳圖中野生型基因只有150bp一個(gè)條帶,而突變型基因有50bp和100bp兩個(gè)條帶。圖示如下:故答案為:(1)野生型(2)運(yùn)載體啟動(dòng)子和終止子(3)①DAI基因和卡那霉素抗性基因②75③自交100【點(diǎn)評(píng)】本題結(jié)合圖形,考查基因工程的相關(guān)知識(shí),要求考生識(shí)記基因工程的原理、操作步驟,掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié),能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題。11.(2023?山東)科研人員構(gòu)建了可表達(dá)J﹣V5融合蛋白的重組質(zhì)粒并進(jìn)行了檢測(cè),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(dá)標(biāo)簽短肽V5。(1)與圖甲中啟動(dòng)子結(jié)合的酶是RNA聚合酶。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)有標(biāo)記基因、復(fù)制原點(diǎn)(答出2個(gè)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(jìn)行PCR檢測(cè),若僅用一對(duì)引物,應(yīng)選擇圖甲中的引物F1、R2或F2、R1。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a鏈(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(dá)后,用抗J蛋白抗體和抗V5抗體分別檢測(cè)相應(yīng)蛋白是否表達(dá)以及表達(dá)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(dá)了J﹣V5融合蛋白,條帶2所檢出的蛋白不是(填“是”或“不是”)由重組質(zhì)粒上的J基因表達(dá)的?!痉治觥勘磉_(dá)載體上各序列的作用:?jiǎn)?dòng)子是作用是與RNA聚合酶結(jié)合,啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄,終止子的作用是終止轉(zhuǎn)錄,標(biāo)記基因用來(lái)篩選重組DNA,復(fù)制原點(diǎn)是質(zhì)粒復(fù)制的起點(diǎn)?!窘獯稹拷猓海?)啟動(dòng)子是作用是與RNA聚合酶結(jié)合,啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄,所以與圖甲中啟動(dòng)子結(jié)合的酶是RNA聚合酶。除圖甲中標(biāo)出的啟動(dòng)子、終止子結(jié)構(gòu)外,作為載體,質(zhì)粒還需具備的結(jié)構(gòu)有標(biāo)記基因、復(fù)制原點(diǎn)、限制酶切割位點(diǎn),標(biāo)記基因用來(lái)篩選重組DNA,復(fù)制原點(diǎn)是質(zhì)粒復(fù)制的起點(diǎn),限制酶切割位點(diǎn)限制酶識(shí)別序列。(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,啟動(dòng)子和終止子之間的片段的序列排序,進(jìn)行PCR檢測(cè),若僅用一對(duì)引物,應(yīng)選擇圖甲中的引物F1、R2或F2、R1。已知J基因轉(zhuǎn)錄的模板鏈位于b鏈,由此可知引物F1與b鏈互補(bǔ),與圖甲中J基因的a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(dá)后,用抗J蛋白抗體和抗V5抗體分別檢測(cè)相應(yīng)蛋白是否表達(dá)以及表達(dá)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(dá)了J﹣V5融合蛋白,抗J蛋白抗體檢測(cè)出現(xiàn)條帶2,抗V5抗體檢測(cè)不出現(xiàn)條帶2,說(shuō)明條帶2所檢出的蛋白不是由重組質(zhì)粒上的J基因表達(dá)的。故答案為:(1)RNA聚合酶標(biāo)記基因、復(fù)制原點(diǎn)(2)F1、R2或F2、R1a鏈(3)J﹣V5融合蛋白不是【點(diǎn)評(píng)】本題考查了基因工程的相關(guān)知識(shí),準(zhǔn)確理解基因工程的四個(gè)步驟是解題的關(guān)鍵。12.(2023?遼寧)天然β淀粉酶大多耐熱性差,不利于工業(yè)化應(yīng)用。我國(guó)學(xué)者借助PCR改造β﹣淀粉酶基因,并將改造的基因與pLN23質(zhì)粒重組后導(dǎo)入大腸桿菌,最終獲得耐高溫的β﹣淀粉酶。回答下列問(wèn)題:(1)上述過(guò)程屬于蛋白質(zhì)工程。(2)PCR中使用的聚合酶屬于③(填寫(xiě)編號(hào))。①以DNA為模板的RNA聚合酶②以RNA為模板的RNA聚合酶③以DNA為模板的DNA聚合酶④以RNA為模板的DNA聚合酶(3)某天然β﹣淀粉酶由484個(gè)氨基酸構(gòu)成,研究發(fā)現(xiàn),將該酶第476位天冬氨酸替換為天冬酰胺,耐熱性明顯提升。在圖1所示的β﹣淀粉酶基因改造方案中,含已替換堿基的引物是②(填寫(xiě)編號(hào))。(4)為了使上述改造后的基因能在大腸桿菌中高效表達(dá),由圖2所示的pLN23質(zhì)粒構(gòu)建得到基因表達(dá)載體。除圖示信息外,基因表達(dá)載體中還應(yīng)該有目的基因(即改造后的基因)和標(biāo)記基因。(5)目的基因(不含EcoRⅠ酶切位點(diǎn))全長(zhǎng)為1.5kb,將其插入BamHⅠ位點(diǎn)。用EcoRⅠ酶切來(lái)自于不同大腸桿菌菌落的質(zhì)粒DNA,經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳確定DNA片段長(zhǎng)度,這一操作的目的是篩選導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌。正確連接的基因表達(dá)載體被EcoRⅠ酶切后長(zhǎng)度為5.7kb。(6)采用PCR還能在分子水平上確定目的基因是否轉(zhuǎn)錄,根據(jù)中心法則,可通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)獲得PCR的模板。【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟:1、目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸?kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。2、基因表達(dá)載體的構(gòu)建:是基因工程的核心步驟,基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。3、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:根據(jù)受體細(xì)胞不同,導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法;將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。4、目的基因的檢測(cè)與鑒定:(1)分子水平上的檢測(cè):①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因﹣﹣DNA分子雜交技術(shù);②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA﹣﹣分子雜交技術(shù);③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)﹣﹣抗原﹣抗體雜交技術(shù)。(2)個(gè)體水平上的鑒定:抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等?!窘獯稹拷猓海?)根據(jù)蛋白質(zhì)的功能改變基因的結(jié)構(gòu),最終獲得耐高溫的β﹣淀粉酶,這屬于蛋白質(zhì)工程。(2)PCR的原理是DNA雙鏈復(fù)制,利用的酶是耐熱的DNA聚合酶,合成子鏈時(shí)是以DNA為模板。(3)根據(jù)β﹣淀粉酶的編碼序列,替換的堿基在編碼序列中,則利用的引物應(yīng)該把編碼序列全部擴(kuò)增在內(nèi),則所用的引物是②③。再結(jié)合題意可知,β﹣淀粉酶由484個(gè)氨基酸構(gòu)成,而替換位點(diǎn)位于476位,則含已替換堿基的引物是②。(4)作為基因工程載體的質(zhì)粒應(yīng)該包含:復(fù)制原點(diǎn)、限制酶的切割位點(diǎn)、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子和終止子,根據(jù)圖示的表達(dá)載體可知應(yīng)還要包括目的基因和標(biāo)記基因。(5)目的基因通過(guò)表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌中,大腸桿菌菌落的質(zhì)粒DNA,經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳確定DNA片段長(zhǎng)度,這一操作的目的是篩選出導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌。正確連接的基因表達(dá)載體只有一個(gè)EcoRⅠ酶切位點(diǎn),則切割后的長(zhǎng)度為4.2+1.5=5.7kb。(6)轉(zhuǎn)錄是以DNA為模板合成RNA的過(guò)程,通過(guò)PCR在分子水平上確定目的基因是否轉(zhuǎn)錄,則需要以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄出DNA作為PCR反應(yīng)的模板。故答案為:(1)蛋白質(zhì)(2)③(3)②(4)標(biāo)記基因(5)篩選導(dǎo)入目的基因的大腸桿菌5.7(6)逆轉(zhuǎn)錄【點(diǎn)評(píng)】本題以β淀粉酶的相關(guān)研究為知識(shí)背景,考查基因工程和蛋白質(zhì)工程的相關(guān)操作,熟記和理解相關(guān)知識(shí)并能用于解決實(shí)際問(wèn)題是解答本題的關(guān)鍵。13.(2023?天津)構(gòu)建可利用纖維素產(chǎn)乙醇的轉(zhuǎn)基因釀酒酵母菌株是解決能源危機(jī)的手段之一,為此設(shè)計(jì)表達(dá)載體,思路如下。(1)外源基因的選擇纖維素常見(jiàn)生物降解途徑如圖。釀酒酵母通常無(wú)法吸收纖維素、寡糖和纖維二糖,應(yīng)向釀酒酵母轉(zhuǎn)入圖中三種酶的基因,并使其表達(dá)產(chǎn)物在細(xì)胞外(內(nèi)/外)發(fā)揮作用。(2)外源基因的插入方法同源重組是堿基序列基本相同的DNA區(qū)段通過(guò)配對(duì)、鏈斷裂和再連接而產(chǎn)生片段交換的過(guò)程。通過(guò)同源重組將外源基因插入染色體的特定位點(diǎn)可獲得遺傳穩(wěn)定的工程菌株,如甲圖所示。釀酒酵母基因組有多個(gè)AB短序列。為通過(guò)同源重組將外源基因插入AB之間,在設(shè)計(jì)表達(dá)載體時(shí),可采用PCR技術(shù)在外源基因兩端分別引入A和B,獲得乙圖所示長(zhǎng)片段。PCR時(shí)應(yīng)選用的一對(duì)引物為P1和P6(從P1~P6中選)。(3)標(biāo)記基因的選擇URA3是尿嘧啶合成關(guān)鍵酶基因,常被用作標(biāo)記基因。另外,URA3編碼的蛋白可將外源5﹣氟乳清酸轉(zhuǎn)化為有毒物質(zhì),導(dǎo)致細(xì)胞死亡。①為得到成功插入酶Ⅰ基因的菌株1,需將酶Ⅰ基因同URA3一起插入U(xiǎn)RA3缺陷型釀酒酵母基因組AB之間,并利用不含尿嘧啶的培養(yǎng)基篩選存活菌株。②在后續(xù)插入酶Ⅱ基因時(shí),為繼續(xù)利用URA3作為篩選標(biāo)記,需切除菌株1的URA3。為此設(shè)計(jì)表達(dá)載體時(shí),還應(yīng)向URA3兩端引入釀酒酵母基因組中不存在的同源區(qū)段C和C′,并以方式2排列才能通過(guò)同源重組達(dá)到上述目的。此后,需要將菌株1在含有5﹣氟乳清酸和尿嘧啶的培養(yǎng)基上培養(yǎng),存活菌株即為URA3被成功切除的菌株1′。(4)表達(dá)載體的構(gòu)建綜上,為將三種酶基因依次插入釀酒酵母基因組中,在構(gòu)建表達(dá)載體時(shí),A、B、C、C′、URA3和酶基因應(yīng)采用圖D的排布方式?!痉治觥炕蚬こ淌侵赴凑杖藗兊脑竿M(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì),通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因技術(shù),賦予生物以新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類(lèi)型和生物產(chǎn)品.基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的,又叫做DNA重組技術(shù)?!窘獯稹拷猓海?)由于酵母菌無(wú)法吸收纖維素、寡糖和纖維二糖,所以導(dǎo)入分解纖維素的酶發(fā)揮作用的場(chǎng)所在細(xì)胞外。(2)根據(jù)題干信息“當(dāng)目的基因兩側(cè)的小段序列與基因表達(dá)載體上某序列相同時(shí),就可以發(fā)生同源切割,將目的基因直接插入”,要保證目的基因兩側(cè)的小段序列與基因表達(dá)載體上某序列相同,需要選擇P1和P6這對(duì)引物進(jìn)行PCR。(3)①選擇了尿嘧啶合成基因(UGA)常用作標(biāo)記基因,則應(yīng)該將酵母菌放在缺乏尿嘧啶的培養(yǎng)基上培養(yǎng),如果導(dǎo)入成功,則形成菌落;如果沒(méi)有導(dǎo)入,則缺乏尿嘧啶,不能生存;方式一,C和C'方向相反,如果切割,則末端在一條鏈上,不能連接,所以選擇方式二,連接方向相同,切割后形成末端,便于連接。②由于尿嘧啶可以使5﹣氟乳清酸轉(zhuǎn)化為對(duì)酵母菌有毒物質(zhì),所以應(yīng)該在含有5﹣氟乳清酸的培養(yǎng)基上,如果切割成功,則不含尿嘧啶,形成菌落,如果切割不成功,則會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì),不能形成菌落。(4)在明確了表達(dá)載體整體構(gòu)建思路后,最終的表達(dá)載體需要同時(shí)滿足兩個(gè)條件:一是需要將UR43標(biāo)記基因與目的基因(酶基因)一起插入釀酒酵母基因組AB之間,所以A、B應(yīng)置于標(biāo)記基因與目的基因最外側(cè);二是需要利用C、C片段切除URA3標(biāo)記基因,同時(shí)不能影響酶基因,所以C、C應(yīng)緊鄰URA3兩側(cè)。同時(shí)滿足上述條件的只有圖D。故答案為:(1)外(2)P1和P6(3)不含尿嘧啶;2;含有5﹣氟乳清酸和尿嘧啶(4)D【點(diǎn)評(píng)】本題以獲得能產(chǎn)生乙醇的工程菌株為背景,考查基因工程的相關(guān)內(nèi)容,重點(diǎn)考查基因表達(dá)載體的構(gòu)建,掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題,識(shí)記PCR技術(shù)的原理和過(guò)程,能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題。14.(2023?浙江)賴(lài)氨酸是人體不能合成的必需氨基酸,而人類(lèi)主要食物中的賴(lài)氨酸含量很低,利用生物技術(shù)可提高食物中賴(lài)氨酸含量。回答下列問(wèn)題:(1)植物細(xì)胞合成的賴(lài)氨酸達(dá)到一定濃度時(shí),能抑制合成過(guò)程中兩種關(guān)鍵酶的活性,導(dǎo)致賴(lài)氨酸含量維持在一定濃度水平,這種調(diào)節(jié)方式屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)。根據(jù)這種調(diào)節(jié)方式,在培養(yǎng)基中添加過(guò)量的賴(lài)氨酸類(lèi)似物,用于篩選經(jīng)人工誘變的植物懸浮細(xì)胞,可得到抗賴(lài)氨酸類(lèi)似物的細(xì)胞突變體,通過(guò)培養(yǎng)獲得再生植株。(2)隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)與動(dòng)物細(xì)胞工程結(jié)合和發(fā)展,2011年我國(guó)首次利用轉(zhuǎn)基因和體細(xì)胞核移植技術(shù)成功培育了高產(chǎn)賴(lài)氨酸轉(zhuǎn)基因克隆奶牛。其基本流程為:①構(gòu)建乳腺專(zhuān)一表達(dá)載體。隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,為獲取富含賴(lài)氨酸的酪蛋白基因(目的基因),可通過(guò)檢索基因數(shù)據(jù)庫(kù)獲取其編碼序列,用化學(xué)合成法制備得到。再將獲得的目的基因與含有乳腺特異性啟動(dòng)子的相應(yīng)載體連接,構(gòu)建出乳腺專(zhuān)一表達(dá)載體。②表達(dá)載體轉(zhuǎn)入牛胚胎成纖維細(xì)胞(BEF)。將表達(dá)載體包裹到磷脂等構(gòu)成的脂質(zhì)體內(nèi),與BEF膜發(fā)生融合,表達(dá)載體最終進(jìn)入細(xì)胞核,發(fā)生轉(zhuǎn)化。③核移植。將轉(zhuǎn)基因的BEF作為核供體細(xì)胞,從牛卵巢獲取卵母細(xì)胞,經(jīng)體外培養(yǎng)及去核后作為受體細(xì)胞。將兩種細(xì)胞進(jìn)行電融合,電融合的作用除了促進(jìn)細(xì)胞融合,同時(shí)起到了激活重組細(xì)胞發(fā)育的作用。④重組細(xì)胞的體外培養(yǎng)及胚胎移植。重組細(xì)胞體外培養(yǎng)至桑葚胚或囊胚,植入代孕母牛子宮內(nèi),直至小牛出生。⑤檢測(cè)。DNA水平檢測(cè):利用PCR技術(shù),以非轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞作為陰性對(duì)照,以含有目的基因的BEF為陽(yáng)性對(duì)照,檢測(cè)到轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞中存在目的基因。RNA水平檢測(cè):從非轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞,提取總RNA,對(duì)總RNA進(jìn)行DNA酶處理,以去除DNA污染,再經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA,并以此為PCR的模板,利用特定引物擴(kuò)增目的基因片段。結(jié)果顯示目的基因在轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞內(nèi)表達(dá),而不在牛耳組織細(xì)胞內(nèi)表達(dá),原因是什么?構(gòu)建的表達(dá)載體只含有乳腺特異性啟動(dòng)子,泌乳期只能在乳腺細(xì)胞中啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄,而在牛耳細(xì)胞中不能表達(dá)?!痉治觥?、負(fù)反饋調(diào)節(jié)是指在一個(gè)系統(tǒng)中,系統(tǒng)工作的效果,反過(guò)來(lái)又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作,并且使系統(tǒng)工作的效果減弱或受到限制,從而保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。2、基因工程技術(shù)的基本步驟:(1)目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸?kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建:是基因工程的核心步驟,基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法;將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定:分子水平上的檢測(cè):①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因﹣DNA分子雜交技術(shù);②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA﹣分子雜交技術(shù);③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)抗原抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定:抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。3、細(xì)胞核移植:將動(dòng)物的一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞核移入一個(gè)已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中,使其重組并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎,這個(gè)新的胚胎最終發(fā)育成動(dòng)物個(gè)體。用核移植的方法得到的動(dòng)物稱(chēng)為克隆動(dòng)物?!窘獯稹拷猓海?)植物細(xì)胞合成的賴(lài)氨酸達(dá)到一定濃度時(shí),能抑制合成過(guò)程中兩種關(guān)鍵酶的活性,導(dǎo)致賴(lài)氨酸含量維持在一定濃度水平,這種調(diào)節(jié)方式體現(xiàn)了“在一個(gè)系統(tǒng)中,系統(tǒng)工作的效果,反過(guò)來(lái)又作為信息調(diào)節(jié)該系統(tǒng)的工作,并且使系統(tǒng)工作的效果減弱或受到限制”的特點(diǎn),因而屬于負(fù)反饋調(diào)節(jié)。如果想得到抗賴(lài)氨酸類(lèi)似物的細(xì)胞突變體可在培養(yǎng)基中添加過(guò)量的賴(lài)氨酸類(lèi)似物,觀察突變體細(xì)胞能否正常生存。(2)①獲取目的基因的方法有多種,從基因文庫(kù)中獲取、PCR擴(kuò)增、化學(xué)方法合成等。若要獲取富含賴(lài)氨酸的酪蛋白基因,可通過(guò)檢索序列數(shù)據(jù)庫(kù)獲取其編碼序列,最后再用化學(xué)合成法制備得到。②將構(gòu)建好的基因表達(dá)載體包裹到磷脂等構(gòu)成的脂質(zhì)體內(nèi),根據(jù)細(xì)胞膜的流動(dòng)性,使其與BEF膜發(fā)生融合,基因表達(dá)載體進(jìn)入細(xì)胞完成轉(zhuǎn)化。③細(xì)胞核移植過(guò)程中,因?yàn)槁涯讣?xì)胞中含有促使細(xì)胞核表達(dá)全能性的物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)條件,所以常用處于減數(shù)第二次分裂中期的去核卵母細(xì)胞作為受體細(xì)胞。誘導(dǎo)細(xì)胞核和卵母細(xì)胞融合的方法是電融合法,該方法除了能促進(jìn)細(xì)胞融合,同時(shí)具有激活重組細(xì)胞發(fā)育的作用。④重組細(xì)胞發(fā)育的早期胚胎要到適宜階段才能進(jìn)行移植。一般牛、羊要培養(yǎng)到桑葚胚或囊胚階段,將胚胎移入代孕母牛子宮內(nèi)發(fā)育,直至小牛出生。⑤陽(yáng)性對(duì)照:按照當(dāng)前實(shí)驗(yàn)方案一定能得到正面預(yù)期結(jié)果的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。陽(yáng)性對(duì)照是已知的對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響的因素,目的是確定實(shí)驗(yàn)程序無(wú)誤。陰性對(duì)照和陽(yáng)性對(duì)照正好相反。在DNA水平檢測(cè)過(guò)程中,以非轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞作為陰性對(duì)照,以含有目的基因的BEF為陽(yáng)性對(duì)照,檢測(cè)到轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞中存在目的基因。在RNA水平檢測(cè)過(guò)程中,從非轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因牛耳組織細(xì)胞,提取總RNA,為了除去其中的DNA污染,需要添加DNA酶使其水解,得到純凈的RNA后,再經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄形成cDNA,并以此為PCR的模板進(jìn)行擴(kuò)增目的基因。結(jié)果發(fā)現(xiàn):目的基因在轉(zhuǎn)基因牛乳汁中的脫落細(xì)胞內(nèi)表達(dá),而不在牛耳組織細(xì)胞內(nèi)表達(dá),分析其原因是:構(gòu)建的表達(dá)載體只含有乳腺特異性啟動(dòng)子,泌乳期只能在乳腺細(xì)胞中啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄,而在牛耳細(xì)胞中不能表達(dá)。故答案為:(1)負(fù)反饋調(diào)節(jié);過(guò)量的賴(lài)氨酸類(lèi)似物(2)序列數(shù)據(jù)庫(kù);融合;受體細(xì)胞;激活;桑葚胚或囊胚;含有目的基因的BEF;DNA酶;PCR的模板;構(gòu)建的表達(dá)載體只含有乳腺特異性啟動(dòng)子,泌乳期只能在乳腺細(xì)胞中啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄,而在牛耳細(xì)胞中不能表達(dá)【點(diǎn)評(píng)】本題考查基因工程和動(dòng)物細(xì)胞核移植技術(shù),意在考查學(xué)生識(shí)記所學(xué)知識(shí)要點(diǎn),把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的能力,同時(shí)獲取題干信息準(zhǔn)確答題。15.(2023?河北)單細(xì)胞硅藻具有生產(chǎn)生物柴油的潛在價(jià)值。研究者將硅藻脂質(zhì)合成相關(guān)的蘋(píng)果酸酶(ME)基因構(gòu)建到超表達(dá)載體,轉(zhuǎn)入硅藻細(xì)胞,以期獲得高產(chǎn)生物柴油的硅藻品系?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)根據(jù)DNA和蛋白質(zhì)在特定濃度乙醇溶液中的溶解度差異獲得硅藻粗提DNA,PCR擴(kuò)增得到目的基因。(2)超表達(dá)載體的基本組件包括復(fù)制原點(diǎn)、目的基因、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子和終止子等。本研究中目的基因?yàn)樘O(píng)果酸酶基因(或“ME基因”)。(3)PCR擴(kuò)增時(shí)引物通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則與模板特異性結(jié)合。根據(jù)表達(dá)載體序列設(shè)計(jì)了圖1所示的兩條引物,對(duì)非轉(zhuǎn)基因硅藻品系A(chǔ)和轉(zhuǎn)ME基因硅藻候選品系B進(jìn)行PCR檢測(cè),擴(kuò)增產(chǎn)物電泳結(jié)果見(jiàn)圖2。其中,樣品1為本實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組,樣品2有特異性擴(kuò)增產(chǎn)物,結(jié)果表明引物間的載體序列整合到硅藻細(xì)胞基因組中(或“ME基因序列整合到硅藻細(xì)胞基因組中”)。(4)利用單細(xì)胞硅藻生產(chǎn)生物柴油的影響因素包括胞內(nèi)脂質(zhì)含量和繁殖速率等。圖3為硅藻胞內(nèi)脂質(zhì)含量檢測(cè)結(jié)果。據(jù)圖分析,相對(duì)于品系A(chǔ),品系B的胞內(nèi)脂質(zhì)含量平均水平明顯增加。同時(shí),還需測(cè)定細(xì)胞數(shù)量以比較在相同發(fā)酵條件下品系A(chǔ)與B的繁殖速率。(5)胞內(nèi)脂質(zhì)合成需要大量ATP。ME催化蘋(píng)果酸氧化脫羧反應(yīng)產(chǎn)生NADH。研究表明,品系B線粒體中ME含量顯著高于品系A(chǔ)。據(jù)此分析,ME基因超表達(dá)使線粒體中NADH水平升高,有氧呼吸生成的ATP增多,最終促進(jìn)胞內(nèi)脂質(zhì)合成。(6)相對(duì)于大豆和油菜等油料作物,利用海生硅藻進(jìn)行生物柴油生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)之處為節(jié)約土地資源、不受季節(jié)和氣候限制(或“節(jié)約糧食資源”或“節(jié)約淡水”或“能夠通過(guò)發(fā)酵大量生產(chǎn)”)。(答出兩點(diǎn)即可)【分析】1、PCR的含義:PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫(xiě),它是一項(xiàng)根據(jù)DNA半保留復(fù)制的原理,在生物體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分與反應(yīng)條件,對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。2、PCR原理:DNA半保留復(fù)制。3、PCR基本條件:DNA模板、4種脫氧核苷三磷酸、2種引物、耐高溫的DNA聚合酶、緩沖液?!窘獯稹拷猓海?)DNA不溶于酒精,但某些蛋白質(zhì)溶于酒精,利用這一原理,可以初步分離DNA和蛋白質(zhì)。因此,根據(jù)DNA和蛋白質(zhì)在特定濃度乙醇溶液中的溶解度差異可以得到硅藻的粗提DNA。以此方法得到的粗提DNA可以作為PCR擴(kuò)增目的基因的模板。(2)基因表達(dá)載體除目的基因、標(biāo)記基因外,還必須有啟動(dòng)子、終止子等。啟動(dòng)子和終止子均為一段有特殊序列結(jié)構(gòu)的DNA片段。它們分別位于目的基因的上下游。本研究中的目的基因是來(lái)源于硅藻的蘋(píng)果酸酶(ME)基因。(3)PCR是一項(xiàng)根據(jù)DNA半保留復(fù)制原理,在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分與反應(yīng)條件,對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。引物是一小段能與DNA母鏈的一段堿基序列互補(bǔ)配對(duì)的短單鏈核酸。對(duì)照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。本實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組中以非轉(zhuǎn)基因的硅藻細(xì)胞基因組DNA作為PCR模板,而在實(shí)驗(yàn)組中以轉(zhuǎn)ME基因的硅藻細(xì)胞基因組DNA作為模板。如此比較兩個(gè)實(shí)驗(yàn)擴(kuò)增結(jié)果可以判定引物間的載體序列是否整合到硅藻細(xì)胞的基因組中,從而推測(cè)ME基因序列是否整合到硅藻細(xì)胞基因組中。(4)硅藻細(xì)胞內(nèi)的脂質(zhì)含量和繁殖速率是利用單細(xì)胞硅藻生產(chǎn)生物柴油的兩個(gè)重要影響因素。據(jù)圖3分析可知,相對(duì)于非轉(zhuǎn)基因硅藻細(xì)胞品系A(chǔ),轉(zhuǎn)基因硅藻細(xì)胞品系B的胞內(nèi)脂質(zhì)含量平均值顯著提高。在測(cè)定硅藻細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量的同時(shí),還需測(cè)定在相同發(fā)酵條件下品系A(chǔ)與B的硅藻細(xì)胞數(shù)量,從而可篩選獲得高產(chǎn)生物柴油的優(yōu)良硅藻細(xì)胞品系。(5)細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的合成需要大量ATP。蘋(píng)果酸酶(ME)可催化蘋(píng)果酸生成NADH。研究表明,品系B線粒體中ME含量顯著高于品系A(chǔ)。據(jù)此分析可知,ME基因的超表達(dá)導(dǎo)致線粒體中的NADH水平升高,NADH進(jìn)一步通過(guò)有氧呼吸產(chǎn)生大量ATP,最終促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的合成。(6)相對(duì)于大豆和油菜等油料作物,利用海生硅藻進(jìn)行生物柴油生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)為:能夠通過(guò)發(fā)酵大量生產(chǎn)、不受季節(jié)和氣候限制、節(jié)約土地資源、節(jié)約淡水以及節(jié)約糧食資源等。故答案為:(1)溶解度(2)啟動(dòng)子終止子蘋(píng)果酸酶基因(或“ME基因”)(3)堿基互補(bǔ)配對(duì)對(duì)照引物間的載體序列整合到硅藻細(xì)胞基因組中(或“ME基因序列整合到硅藻細(xì)胞基因組中”)(4)增加細(xì)胞數(shù)量(5)有氧呼吸生成的ATP增多(6)節(jié)約土地資源、不受季節(jié)和氣候限制(或“節(jié)約糧食資源”或“節(jié)約淡水”或“能夠通過(guò)發(fā)酵大量生產(chǎn)”)【點(diǎn)評(píng)】本題考查PCR技術(shù)的相關(guān)知識(shí),意在考查學(xué)生的識(shí)記能力和判斷能力,具備運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問(wèn)題的能力是解答本題的關(guān)鍵。16.(2023?甲卷)接種疫苗是預(yù)防傳染病的一項(xiàng)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?wèn)題。(1)接種上述重組乙肝疫苗不會(huì)在人體中產(chǎn)生乙肝病毒,原因是重組乙肝疫苗成分為蛋白質(zhì),無(wú)法獨(dú)立在宿主體內(nèi)增殖。(2)制備重組乙肝疫苗時(shí),需要利用重組表達(dá)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(dá)。重組表達(dá)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便于重組DNA分子的篩選。能識(shí)別載體中的啟動(dòng)子并驅(qū)動(dòng)目的基因轉(zhuǎn)錄的酶是RNA聚合酶。(3)目的基因?qū)虢湍讣?xì)胞后,若要檢測(cè)目的基因是否插入染色體中,需要從酵母細(xì)胞中提取核染色體DNA(核DNA)進(jìn)行DNA分子雜交,DNA分子雜交時(shí)應(yīng)使用的探針是被標(biāo)記的目的基因的單鏈DNA片段。(4)若要通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)目的基因在酵母細(xì)胞中是否表達(dá)出目的蛋白,請(qǐng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路。①檢測(cè)目的基因是否插入:通過(guò)基因探針,利用DNA分子雜交技術(shù),檢測(cè)目的基因是否插入到酵母細(xì)胞的染色體上;②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄:通過(guò)使用基因探針,利用分子雜交技術(shù),檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄形成mRNA;③檢測(cè)是否翻譯:通過(guò)使用相應(yīng)抗體,利用抗原﹣抗體雜交技術(shù),檢測(cè)mRNA是否翻譯形成蛋白質(zhì)?!痉治觥炕蚬こ碳夹g(shù)的基本步驟:(1)目的基因的獲?。悍椒ㄓ袕幕蛭膸?kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建:是基因工程的核心步驟,基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:根據(jù)受體細(xì)胞不同,導(dǎo)入的方法也不一樣。(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定。【解答】解:(1)分析題意可知,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),由于細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA,而蛋白質(zhì)注入人體后,不能進(jìn)行復(fù)制,也無(wú)法獨(dú)立增殖,故接種上述重組乙肝疫苗不會(huì)在人體中產(chǎn)生乙肝病毒。(2)重組表達(dá)載體中通常含有抗生素抗性基因,其中抗生素抗性基因作為標(biāo)記基因,便于重組DNA分子的篩選;啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn),可用于驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,并最終表達(dá)出蛋白質(zhì)。(3)目的基因的檢測(cè)與鑒定的第一步是檢測(cè)受體細(xì)胞的染色體DNA上是否插入了目的基因,故需要提取酵母細(xì)胞染色體DNA(核DNA)進(jìn)行目的基因鑒定;基因探針是一段帶有檢測(cè)標(biāo)記、與目的基因互補(bǔ)的單鏈DNA片段。(4)若要通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)目的基因在酵母細(xì)胞中是否表達(dá)出目的蛋白,即檢測(cè)其插入、轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程是否成功:①檢測(cè)目的基因是否插入:通過(guò)基因探針,利用DNA分子雜交技術(shù),檢測(cè)目的基因是否插入到酵母細(xì)胞的染色體上;②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄:通過(guò)使用基因探針,利用分子雜交技術(shù),檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄形成mRNA;③
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