广东省天河区高考生物一轮复习 专项检测试题40 基因工程原理及技术.doc

基因工程原理及技术041已知在质粒pzhzl中，限制酶g切割位点距限制酶e切割位点08kb，限制酶h切割位点距限制酶f切割位点o5kb。若分别用限制酶g和h酶切两份重组质粒pzhz2样 品，据表4所列酶切结果判断目的基因的大小为 kb；并将目的基因内部的限制酶g和h切割位点标注在图19中。答案1.2 见右图【解析】根据题中信息，原来质粒长度为3.7kb切去ef之间的还有3.5kb，插入目的基因后构成重组质粒，重组质粒长度为1.6+3.1=1.2+3.5=4.7kb，可推导出目的基因长度为1.2kb。重组质粒中g的切割位点距e的切割位点0.8kb，单独用限制酶g切割后产生1.6kb和3.1kb的两种片段，说明在重组质粒中除了图中标示出来的g酶识别位点外，还有一个g酶识别位点；h的酶切位点距f0.5kb，用h单独酶切产生1.2kb和3.5kb两种片段，说明在重组质粒中含有另外一个h的酶切位点，根据题中信息提示“将目的基因内部的限制酶g和h的识别位点标注在图19中”，可确定在ef之间分别含有g和h的一个识别位点。可断定g的识别位点，在举例e点右侧0.8kb处，h的识别位点在距f左侧0.7kb处。2若想在山羊的乳汁中收获上述目的基因的表达产物，则需将重组质粒pzhz2导入至山羊的_细胞中。若pzhz2进入细胞后插入在一条染色体dna上，那么获得转基因纯合子山羊的方式是_。 答案 受精卵 转基因山羊间相互交配【解析】将目的基因导入动物细胞中，通常以受精卵作为受体细胞，当受精卵发育成山羊后，在雌性山羊的乳汁中可以提取到目的基因的表达产物。重组质粒插入在一条染色体dna上，可通过雌雄转基因山羊杂交的方法来获取转基因纯合子山羊。3.子叶黄色（y，野生型）和绿色（y，突变型）是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色。（1） 在黑暗条件下，野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见图10。其中，反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是_。 （2）y基因和y基因的翻译产物分别是sgry蛋白和sgry蛋白，其部分氨基酸序列见图11。据图11推测，y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的_和_。进一步研究发现，sgry蛋白和sgry蛋白都能进入叶绿体。可推测，位点_的突变导致了该蛋白的功能异常，从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱，最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”。（3）水稻y基因发生突变，也出现了类似的“常绿”突变植株y2，其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻y基因的功能，设计了以下实验，请完善。 （一）培育转基因植株：植株甲：用含有空载体的农杆菌感染_的细胞，培育并获得纯合植株。植株乙：_，培育并获得含有目的基因的纯合植株。（二）预测转基因植株的表现型：植株甲：_维持“常绿”；植株乙：_。 （三）推测结论：_。【答案】 （1）a （2）替换 增加 （3）（一）突变植株y2 用含有y基因的农杆菌感染纯合突变植株y2 （二）能 不能维持“常绿” （三）y基因能使子叶由绿色变为黄色 【解析】（1）根据题干所给信息“野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色”，可推测出野生型豌豆成熟后，子叶发育成的叶片中叶绿素含量降低。分析图10，b从第六天开始总叶绿素含量明显下降，因此b代表野生型豌豆，a为突变型豌豆。（2）根据图11可以看出，突变型的sgry蛋白和野生型的sgry有3处变异，处氨基酸由t变成s，处氨基酸由n变成k，可以确定是基因相应的碱基对发生了替换，处多了一个氨基酸，所以可以确定是发生了碱基对的增添；从图11中可以看出sgry蛋白的第12和38个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体，根据题意，sgry和sgry都能进入叶绿体，说明、处的变异没有改变其功能；所以突变型的sgry蛋白功能的改变就是由处变异引起的。 （3）本实验通过具体情境考查对照实验设计能力。欲通过转基因实验验证y基因“能使子叶由绿色变为黄色”的功能，首先应培育纯合的常绿突变植株y2，然后用含有y基因的农杆菌感染纯合的常绿突变植株y2，培育出含有目的基因的纯合植株观察其叶片颜色变化。为了排除农杆菌感染对植株的影响，应用含有空载体的农杆菌感染常绿突变植株y2作为对照。 【试题点评】本题考查生物体的变异、遗传定律的综合应用、遗传学的探究实验等内容和学生提取信息的能力，难度中等。4.图1表示含有目的基因d的dna片段长度（bp即碱基对）和部分碱基序列，图2表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有msp i、bamh i、mbo i、sma i4种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为ccgg、ggatcc、gatc、cccggg。请回答下列问题 (1)图1的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由 连接。 (2)若用限制酶smai完全切割图1中dna片段，产生的末端是 末端，其产物长度为 。(3)若图1中虚线方框内的碱基对被t-a碱基对替换，那么基因d就突变为基因d。从杂合子中分离出图1及其对应的dna片段，用限制酶sma i完全切割，产物中共有 种不同长度的dna片段。(4)若将图2中质粒和目的基因d通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是 。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加 的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因d不能正确表达，其最可能的原因是 。【答案】（1）脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖 （2）平 537bp、790bp、661bp （3）4（4）bamh i 抗生素b 同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因d与质粒反向链接【解析】（1）dna单链中相邻两个碱基之间通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”连接。（2）sma i识别的序列为gggccc，切割后会产生平末端；图1所示的dna分子中含有两个sma i的识别位点，第一个识别位点在左端534bp序列向右三个碱基对的位置；第二个识别位点在右端658bp序列向左三个碱基对的位置，从这两个位点切割后产生的dna片段长度分别为534+3，796-3-3，658+3，即得到的dna片段长度分别为537bp、790bp和661bp。 （ ）（3）在杂合子体内含有基因d和基因d，基因d的序列中含有两个识别位点，经过smai完全切割会产生537bp、790bp和661bp三种不同长度的片段，基因d的序列中含有一个识别位点，经过切割后会产生1327bp和 661bp两种长度的片段，综上，杂合子中分离到该基因的dna片段经过切割后会产生4种不同长度的片段。（4）能够获取目的基因并切开质粒的限制酶有识别序列为ggatcc的bamh i和识别序列为gatc的mbo i，若使用mbo i会同时破坏质粒中的抗生素a抗性基因和抗生素b抗性基因，所以要用bamh i来切割目的基因和质粒，切割后保留了完整的抗生素b抗性基因，便于筛选出含有重组质粒的大肠杆菌。因为目的基因和运载体是用同种限制酶切割的，目的基因两端的末端和质粒切割后的两个末端都能进行互补，可能出现目的基因反向连接在运载体上的情况，导致基因d不能正确表达。【试题点评】本题主要考查基因工程的相关知识，主要基因工程的基本操作过程限制酶的作用、目的基因的检测和筛选等。尤其本题中所涉及的限制酶的内容，难度大，要求能准确分析其产物的长度。学生必须具备很好的识图、分析推理能力才能成功作答。5.肺细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因ras表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图。请回答：（）进行过程时，需用 酶切开载体以插入let-7基因。载体应用rna聚合酶识别和结合的部位，以驱动let-7基因转录，该部位称为 。（）进行过程时，需用 酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。（）研究发现，let-7基因能影响癌基因ras的表达，其影响机理如图。据图分析，可从细胞提取 进行分子杂交，以直接检测let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中 （rasmrna/ras蛋白）含量减少引起的。【答案】（10分） （1）限制性核酸内切酶（或限制） 启动子（2）胰蛋白（3）rna ras蛋白【解析】（1）过程表示基因表达载体的构建，在该过程中需要用限制酶对载体进行切割以便于目的基因的插入（限制性核酸内切酶，简称限制酶，写其他的不得分）；启动子是一段特殊的dna序列，是rna聚合酶结合和识别的位点，rna聚合酶结合到该位点，可驱动转录过程。（2）过程表示动物细胞培养，培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理，使之分散成单个的细胞，之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养。（3）判断目的基因是否在受体细胞中转录，可用分子杂交技术来进行，从细胞中提取mrna和用放射性同位素或者荧光标记的目的基因单链dna片段进行杂交。根据题中信息“肺组织细胞中的let-7基因表达减弱，癌基因ras表达就增强，引发肺癌”导入let7基因后，肺癌细胞受到抑制，说明ras基因表达减弱，导致细胞中的ras蛋白质含量减少进而导致癌细胞受抑制。【试题点评】本题主要考查选修3中有关基因工程和细胞工程中的知识，涉及的知识点主要有表达载体的构建.目的基因的检测.动物细胞培养等。试题难度不大。 （ ）6.甲型血友病是由x染色体上的隐性基因导致的遗传病（h对h为显性）。图1中两个家系都有血友病发病史，iii2和iii3婚后生下一个性染色体组成是xxy的非血友病儿子（iv2），家系中的其他成员性染色体组成均正常。 图1（1）根据图1， （填“能”或“不能”）确定iv2两条x染色体的来源；iii4与正常女子结婚，推断其女儿患血友病的概率是 。（2）两个家系的甲型血友病均由凝血因子viii（简称f8，即抗血友病球蛋白）基因碱基对缺失所致。为探明iv2的病因，对家系的第iii、iv代成员f8基因的特异片段进行了pcr扩增，其产物电泳结果如图2所示，结合图i，推断iii3的基因型是 。请用图解和必要的文字说明iv2非血友病xxy的形成原因。 （ ）（2） 现iii3再次怀孕，产前诊断显示胎儿（iv3）细胞的染色体为46，xy；f8基因的pcr检测结果如图2所示。由此建议iii3 。图2（4）补给f8可治疗甲型血友病。采用凝胶色谱法从血液中分离纯化f8时，在凝胶装填色谱柱后，需要用缓冲液处理较长时间，其目的是 ；若f8比某些杂蛋白先收集到，说明f8的相对分子质量较这些杂蛋白 。 （ ）（5）利用转基因猪乳腺生物反应器可生产f8。要使乳腺细胞合成f8，构建表达载体时，必须将f8基因cdna与猪乳腺蛋白基因的 等调控组件重组在一起。f8基因cdna可通过克隆筛选获得，该cdna比染色体上的f8基因短，原因是该cdna没有 。（6）为获得更多的转基因母猪，可以采用体细胞克隆技术，将纯合转基因母猪的体细胞核注入 ，构成重组胚胎进行繁殖。【答案】（1）不能 0（2）xhxh，遗传图解如下：说明： 2产生异常的xhy精子和3产生正常的卵细胞xh结合而成xhxhy在iii3形成卵细胞过程中的减数第二次分裂后期，带有基因h的姐妹染色单体移向细胞的同一极，形成xhxh卵细胞，xhxh卵细胞与正常精子结合形成xhxhy受精卵。（3）终止妊娠。（4）洗涤平衡凝胶，并使凝胶装填紧密 大（5）启动子 内含子（6）去核的卵母细胞 （ ）【解析】（1）因为2的染色体组成可能是xhxh，也可能是xhxhy，所以不能确定，4的基因型为xhy，所以后代女性中没有患病个体。 （ ）（2）由图可知第一条带是显性，第二条带是隐性，所以3基因型为xhxh，图解如下：在iii3形成卵细胞过程中的减数第二次分裂后期，带有基因h的姐妹染色单体移向细胞的同一极，形成xhxh卵细胞，xhxh卵细胞与正常精子结合形成xhxhy受精卵。（3）由题可知，iv3是血友病患者，所以建议iii3终止妊娠。（4）采用凝胶色谱法从血液中分离纯化f8时，在凝胶装填色谱柱后，需要用缓冲液处理较长时间，其目的是洗涤平衡凝胶，并使凝胶装填紧密；若f8比某些杂蛋白先收集到，说明f8的相对分子质量较这些杂蛋白较大。 （ ）（5）要使乳腺细胞合成f8，构建表达载体时，必须将f8基因cdna与猪乳腺蛋白基因的启动子和终止子等调控组件重组在一起。f8基因cdna可通过克隆筛选获得，该cdna比染色体上的f8基因短，原因是该cdna没有内含子。（6）为获得更多的转基因母猪，可以采用体细胞克隆技术，将纯合转基因母猪的体细胞核注入去核卵细胞，构成重组胚胎进行繁殖。 （ ）【试题点评】本题考查了遗传规律，减数分裂，血红蛋白的提