2013高考生物 不失分攻略大全 第十五讲 现代生物科技

1 第十五讲第十五讲 现代生物科技专题 选修三 现代生物科技专题 选修三 1 2012 江苏 32 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 BamH Mbo Sma 4 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Sma 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 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 2 2012 湖南六校联考 40 建立人工湿地公园是解决城市水污染的新思路 根据下面的 2 示意图回答相关问题 1 人工湿地是一个生态系统 其中芦苇 绿藻 黑藻属于 芦苇 绿藻 黑 藻分布于不同水层 这一现象体现了群落在 结构上有明显的 现象 2 与其他自然生态系统相比 输入该生态系统的能量有 和 3 人工湿地可以净化城市污水 但对污水排放量还要加以控制 原因是 4 除净化水质外 人工湿地还具有旅游观光和蓄洪防旱等多方面的功能 这主要是体 现了生物多样性的 价值 5 实地调查中发现 该湿地物种丰富度逐渐增加 其群落演替类型是 6 若在此基础上 进一步建立一个集污水净化 休闲 养鱼为一体的新型人工生态系 统 其主要目的是 3 2012 天津理综 8 黄曲霉毒素 B1 AFB1 存在于被黄曲霉菌污染的饲料中 它可以通 过食物链进入动物体内并蓄积 引起癌变 某些微生物能表达 AFB1解毒酶 将该酶添加 在饲料中可以降解 AFB1 清除其毒性 1 AFB1属于 类致癌因子 2 AFB1能结合在 DNA 的 G 上 使该位点受损伤变为 G 在 DNA 复制中 G 会与 A 配 对 现有受损伤部位的序列为 经两次复制后 该序列突变为 AG T TCA 3 下图为采用基因工程技术生产 AFB1解毒酶的流程图 3 据图回答问题 在甲 乙条件下培养含 AFB1解毒酶基因的菌株 经测定甲菌液细胞密度小 细胞含解 毒酶 乙菌液细胞密度大 细胞不含解毒酶 过程 应选择 菌液的细胞提取总 RNA 理由是 过程 中 根据图示 可以看出与引物结合的模版是 检测酵母工程菌是否合成了 AFB1解毒酶 应采用 方法 4 选取不含 AFB1的饲料和某种实验动物为材料 探究该 AFB1解毒酶在饲料中的解毒 效果 实验设计及测定结果见下表 添加 组别 AFB1 g kg 1饲料 AFB1解毒酶 g kg 1饲料 肝脏 AFB1残 留量 mg g 1 A006 4 B100020 9 C100116 8 D100311 7 E10057 3 F10077 3 据表回答问题 本实验的两个自变量 分别为 本实验中 反映 AFB1解毒酶的解毒效果的对照组是 经测定 某污染饲料中 AFB1含量为 100 g kg 则每千克饲料应添加 g AFB1解毒酶 解毒效果最好 同时节约了成本 5 采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是 从提高酶的活性出发 设计预期的 蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的 序列 参考答案 4 1 解析 1 在一条脱氧核苷酸链上 相邻两个脱氧核苷酸之间通过 3 5 磷酸二酯键相连 所以相邻碱基之间通过脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖相连接 2 Sma 识别并切割的序列为 CCC GGG 所以产生的末端为平末端 经Sma 切割后 DNA 片段会形成三个小的 DNA 片段 按切割位点算分别是 534 bp 3 bp 537 bp 796 bp 3 bp 3bp 790 bp 658 bp 3 bp 661 bp 3 杂合子基因型为 Dd 用Sma 切割基因 D 会形成 53 bp 790 bp 661 bp 三 种类型 题图 1 中虚线方框内 C G 被 T A 替换 失去了一个酶切位点 则会被切割成 534 bp 796 bp 3 bp 1 327 bp 和 658 bp 3 bp 661 bp 所以一共会得到 4 种类型的片段 4 如果要获得完整的目的基因可用BamH 和Mbo 切割 但是Mbo 会破坏抗生素 A 抗性基因和抗生素 B 抗性基因 质粒会失去标记基因 无法筛选 所以只能用BamH 切割 用BamH 切割后破坏了抗生素 A 抗性基因 所以质粒上存在的标记基因是抗生素 B 抗性基因 因此 在加入抗生素 B 的培养基上进行培养 筛选 经过同种限制酶切割后 会产生相同的末端 部分目的基因与质粒反向连接导致基因无法正常表达 答案 1 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 2 平 537 bp 790 bp 661 bp 3 4 4 BamH 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 连接 2 解析 1 芦苇 绿藻 黑藻等都能进行光合作用 属于生产者 根据题干信息 分布 于不同水层 说明群落在垂直结构上有明显的分层现象 2 输入自然生态系统的能量 来自于生产者固定的太阳能 而该人工系统的能量来源还有污水中有机物中的化学能 3 人工湿地可以净化城市污水 说明生态系统具有自我调节能力 但对污水排放量还 要加以控制 因为生态系统的自我调节能力是有限的 4 旅游观光 属于生物多样性 的直接价值 而蓄洪防旱等属于生物多样性的间接价值 5 由于该群落演替时 群落 中已经存在土壤条件 因此属于次生演替 6 研究能量流动 可以帮助人们科学规划 设计人工生态系统 设法调整能量流动关系 使能量持续高效地流向对人类最有益的部 分 答案 1 生产者 垂直 分层 2 生产者固定的太阳能 污水中有机物中的化学能 3 生态系统的自我调节能力是有限的 4 直接价值和间接 5 5 次生演替 6 设法调整能量流动关系 使能量持续高效地流向对人类最有益的部分 3 解析 1 AFB1是黄曲霉菌产生的一种化学物质 属于化学致癌因子 2 根据现在的突变序列可推知当 G 不与 C 配对 只与 A 配对时 半保 留复制两次后会出现与原来序列不同的 3 因为甲菌液细胞中含解毒酶 说明解毒酶基因在甲菌液细胞中可以表达 细胞中 一定含有解毒酶基因转录出的 mRNA PCR 扩增过程中 需要的模板是含目的的基因的 一段 DNA 故该过程中模板应该是 AFB1解毒酶基因的 cDNA 基因工程的检测与鉴定阶 段 在分子水平上需要进行三步检测 其中检测目的基因是否成功表达出蛋白质 所用 方法是抗原 抗体杂交法 4 A 组作为对照组 与其他几组实验组的区别在于饲料中是否添加 AFB1 B 组作为 对照组与其他几组的区别在于 AFB1解毒酶是否添加及添加量的多少 故实验中有两个自 变量分别是 AFB1添加量和 AFB1解毒酶的添加量 B 组未添加解毒酶 且与其他几组实验组进行相同饲养 故 B 组为对照组 由表格中数据可知当污染饲料中 AFB1含量为 100 微克 千克时 每千克饲料中添加 5 克 AFB1解毒酶效果与添加 7 克等效且最好 因此添加 5 克效果最好 且成本最低 5 蛋白质工程的基本步骤是 从预期的蛋白质功能出发