高中生物 专题1 基因工程专题评估检测 新人教版选修3.doc

专题1 基因工程专题评估检测(一)(时间：60分钟满分：100分)1(14分)通过dna重组技术使原有基因得以改造的动物称为转基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质。下图表示了这一技术的基本过程，在该工程中所用的基因“手术刀”能识别的序列和切点是ggatcc，请回答下列问题。(1)从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因的酶是_，人体蛋白质基因“插入”后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是_。(2)请写出质粒被切割形成黏性末端的过程。_。(3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内，原因是_，“插入”时用的工具是_，其种类有_。解析：本题主要考查各种工具在基因工程中的作用，首先明确限制酶的作用是切取目的基因，dna连接酶起缝合作用，载体会把目的基因导入受体细胞，然后结合问题组织答案。(1)“手术刀”为限制酶，“切下”羊的蛋白质基因，使用dna连接酶将其与载体缝合。(2)由图示可知限制酶识别的序列为ggatcc，并且在g与g之间切开，而且形成的黏性末端为反向重复的，所以两个末端分别为。(3)插入时是目的基因与原有羊的dna分子结合，都为反向平行的双螺旋结构，插入时需要载体。答案：(1)限制酶dna连接酶(2) (3)基因的结构是相同的载体质粒、动植物病毒、噬菌体的衍生物2(14分)在进行dna亲子鉴定时，需大量的dna。pcr技术(多聚酶链式反应)可以使样品dna扩增，获得大量dna克隆分子。该技术的原理是利用dna的半保留复制，在体外进行dna的人工复制(如下图，图中黑色长方形是引物)，在很短的时间内将dna扩增几百万倍甚至几十亿倍，使实验室所需的遗传物质不再受限于活的生物体。(1)图中的变性、延伸分别是指_、_。(2)假设pcr反应中的dna模板为p，第一轮循环的产物2个子代dna为n1，第二轮循环的产物4个子代dna为n2，n1、n2中含有模板dna单链的dna分别有_个、_个。若继续循环，该dna片段共经过30次循环后能形成_个dna片段。(3)若下图为第一轮循环的产物。请绘出以a链和b链为模板经pcr扩增的产物。解析：(1)变性的实质是dna双链解聚为单链：延伸的实质是以dna单链为模板，按照碱基互补配对原则合成子链的过程。(2)由于pcr原理为dna双链复制，其特点是半保留复制，所以无论复制几次，模板链一直存在于2个dna分子中。dna复制的数量变化是呈指数增长。(3)画图的关键是注意引物a、b的位置和所对应的模板链。答案：(1)模板dna双链解旋为单链在dna聚合酶的作用下，原料脱氧核苷酸聚合合成新的dna链(2)22230(3)如下图：3(14分)下图是将某细菌的基因a导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。据图回答：(1)获得基因a有两条途径：首先以a的mrna为模板，在_酶的催化下，合成互补的单链dna，然后在_的作用下合成双链dna，从而获得所需基因；其次根据目标蛋白质的_序列，推测出相应的mrna序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其dna的_序列；再通过化学方法合成所需基因。(2)利用pcr技术扩增dna时，需要在反应体系中添加的有机物质有_、_、4种脱氧核糖核苷三磷酸和耐热性的dna聚合酶，扩增过程可以在pcr扩增仪中完成。(3)由a和载体b拼接形成的c通常称为_。(4)在基因工程中，常用ca2处理d，其目的是_。解析：(1)在逆转录酶的催化下，以基因a产生的mrna为模板可以获得与mrna互补的单链dna，以该单链dna为模板，在dna聚合酶的作用下可合成双链dna；根据目标蛋白质的氨基酸序列，根据密码表可推测出相应的mrna序列，然后根据碱基互补配对原则可推测出其dna中的脱氧核苷酸序列，再通过化学方法利用dna合成仪合成所需基因。(2)利用pcr扩增目的基因时，需要提供目的基因作为模板，添加引物来引导子链的形成，添加四种脱氧核糖核苷三磷酸(即dctp、datp、dgtp、dttp)作为原料，耐高温的dna聚合酶来催化子链的形成，扩增过程可在pcr扩增仪中完成。(3)目的基因a和运载体b拼接形成的c通常称为基因表达载体(重组质粒)。(4)基因工程中，常用ca2处理细菌细胞，使之成为感受态细胞，容易吸收周围环境中的dna分子，进而使重组质粒导入细菌细胞内。答案：(1)逆转录dna聚合酶氨基酸脱氧核苷酸(2)引物模板dna(3)重组dna(4)提高受体细胞的转化率4(14分)ctb是霍乱弧菌产生的肠毒素(蛋白质)结构的一部分，可用作针对霍乱弧菌的疫苗。研究人员提取了控制ctb合成的基因(ctb)，构建基因表达载体(如图所示)，将其导入番茄，然后用转基因番茄饲喂试验小鼠，检测疫苗的有效性。请回答相关问题：(1)为了在短时间内获得大量基因，可以采用_技术，与细胞内dna复制时的解旋过程相比，该技术的dna解链过程有何不同？_(写出一点即可)(2)使用两种限制酶切割载体可防止切开的载体的两个末端重新连接起来，原因是_。(3)可采用_法将基因表达载体导入番茄细胞，然后在加入了_的培养基中进行初步筛选，之后还需用_方法检测ctb基因是否整合到番茄染色体的dna上。(4)提取转基因番茄不同部位的蛋白质进行检测，发现只有果实中含有ctb。ctb基因只能在果实细胞中表达，这与基因表达载体中的_有关。(5)用转基因番茄果实饲喂试验小鼠，若能在小鼠的血清中检测到_，则说明该转基因疫苗是有效的。答案：(1)pcr不需要解旋酶(2)两种限制酶切割载体可以产生不同的末端(3)农杆菌转化卡那霉素dna分子杂交(4)e8启动子(5)ctb抗体5(14分)白细胞介素2(il2)，在人体中是由免疫细胞合成并分泌的一种糖蛋白，对机体的免疫应答和抗病毒感染等有重要作用。传统生产方法成本高、产量低，获得的il2在体外不易保存。用生物技术手段可以解决这些问题。请回答下列相关问题：(1)利用基因工程生产il2的过程：从健康人体外周静脉血分离能合成il2的免疫细胞，从中提取_，经逆转录过程获取目的基因。此过程需要的原料是_。用限制酶处理载体和目的基因后，再用dna连接酶处理，形成重组载体，该载体的化学本质是_。该步骤是基因操作的核心，称为_。若选择大肠杆菌作为受体细胞，常用的转化方法是用ca2处理，使其成为_，再在一定温度下完成转化。在培养液中培养一段时间后，经进一步处理获得产物，进行产物鉴定时可采用_技术。(2)利用蛋白质工程对il2进行改造，基本途径是预期蛋白质功能_找到相对应的脱氧核苷酸序列。解析：(1)从健康人体外周静脉血分离能合成il2的免疫细胞，从中提取模板mrna，经逆转录过程获取目的基因，此过程需要的原料是4种游离的脱氧核苷酸。用限制酶处理载体和目的基因后，再用dna连接酶处理，形成重组载体，该载体的化学本质是环状dna；该步骤是基因操作的核心，称为构建基因表达载体。若选择大肠杆菌作为受体细胞，常用的转化方法是用ca2处理，使其成为感受态细胞。在培养液中培养一段时间后，经进一步处理获得产物，进行产物鉴定时可采用抗原抗体杂交技术。(2)利用蛋白质工程对il2进行改造，基本途径是预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推测氨基酸序列找到相对应的脱氧核苷酸序列。答案：(1)mrna4种游离的脱氧核苷酸环状dna构建基因表达载体感受态细胞抗原抗体杂交(2)设计预期的蛋白质结构推测氨基酸序列6(15分)(2017全国卷)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的rna序列的机制。已知在人体中基因a(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白a)。回答下列问题：(1)某同学从人的基因组文库中获得了基因a，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白a，其原因是_。(2)若用家蚕作为表达基因a的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用_作为载体，其原因是_。(3)若要高效地获得蛋白a，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有_(答出两点即可)等优点。(4)若要检测基因a是否翻译出蛋白a，可用的检测物质是_(填“蛋白a的基因”或“蛋白a的抗体”)。(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明dna是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是_。解析：本题主要考查基因工程的相关知识。(1)从人的基因组文库中获得的基因a中含有内含子，而大肠杆菌属于原核生物，故大肠杆菌不能切除基因a初始转录产物中与内含子对应的rna序列，故基因a在大肠杆菌中无法表达出蛋白a。(2)由于病毒对宿主细胞的感染具有特异性，噬菌体只能寄生在细菌细胞中，不能感染家蚕细胞，故应选用可感染家蚕的昆虫病毒作为载体。(3)与真核生物相比，大肠杆菌等原核生物具有繁殖快、容易培养、遗传物质相对较少等优点。(4)检测基因a是否翻译出蛋白a，一般用抗原抗体杂交的方法，即用蛋白a的抗体与从细胞中提取的蛋白质进行杂交，观察是否出现杂交带。(5)肺炎双球菌转化实验的实质是s型菌的dna进入r型菌体内，并可在r型菌体内完成表达，这证明了dna可以从一种生物个体转移到另一种生物个体，为基因工程奠定了基础。答案：(1)基因a有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的rna序列不能被切除，无法表达出蛋白a(2)噬菌体噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕(3)繁殖快、容易培养(4)蛋白a的抗体(5)dna可以从一种生物个体转移到另一种生物个体7(15分)我国曾经发生过因“非典型性肺炎”而死亡的病例，经研究发现，该病是由sars病毒(一种rna病毒)感染所引起的疾病。sars病毒表面的s蛋白是主要的病毒抗原，在sars病人康复后的血清中有抗s蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防sars病毒的疫苗，开展了前期研究工作，其简要的操作流程如图：(1)实验步骤所代表的反应过程是_。(2)步骤构建重组表达载体a和重组表达载体b必须使用限制性核酸内切酶和_酶，后者的作用是将用限制性核酸内切酶切割的_和_连接起来。(3)如果省略步骤而将大量扩增的s蛋白基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的s蛋白，其原因是s蛋白基因在大肠杆菌中不能_，也不能_。(4)为了检验步骤所表达的s蛋白是否与病毒s蛋白有相同的免疫反应特性，可用_与_进行抗原抗体特异性反应实验，从而得出结论。(5)步骤和的结果相比，原核细胞表达的s蛋白与真核细胞表达的s蛋白的氨基酸序列_(填“相同”或“不同”)，根本原因是_。解析：在解答本题的