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- 2021-09-18 发布
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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—G↓GATCC—,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、λ噬菌体的衍
生物
2.(14 分)大豆花叶病毒(RNA 病毒)是世界性大豆病害,是造成大
豆减产的重要原因。某科研小组制备了大豆花叶病毒的空衣壳蛋白(CP
蛋白),生产过程大致如下,请回答问题:
(1)图中的①是指______________________________________。
(2)过程Ⅱ中应用的酶是________。此过程中,先要在大豆花叶病
毒的基因文库中查找______________________的核苷酸序列,以便合
成特异性引物。
(3)在上述生产流程中,________(填序号)是基因工程生产 CP 蛋白
的核心步骤。为检测样液中是否含有有效成分,在Ⅶ可使用________
进行检测。
解析:(1)因为通过Ⅰ过程获得的是 cDNA,所以①是 RNA,过程
Ⅰ为逆转录。(2)过程Ⅱ是 PCR 扩增,在该技术中需要用到耐高温的
DNA 聚合酶。在该过程中,需要先知道目的基因,即 CP 蛋白基因的
核苷酸序列,才能合成特异性引物。(3)在基因工程中基因表达载体的
构建,即步骤Ⅲ是核心步骤。为了检测样液中是否含有有效成分,在
Ⅶ过程中可以用抗原—抗体杂交,即使用 CP 蛋白的抗体进行检测,
如果出现了杂交带说明含有有效成分。
答案:(1)RNA (2)热稳定性 DNA 聚合酶(Taq 酶) CP 蛋白基因
(控制 CP 蛋白合成的 RNA 片段) (3)Ⅲ CP 蛋白的抗体
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)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:(1)人的基因 A 含有内含子,其转录出的 RNA 需切除内含
子对应的 RNA 序列后才能翻译出蛋白 A,大肠杆菌是原核生物,其没
有切除内含子对应的 RNA 序列的机制,故将人的基因 A 导入大肠杆
菌无法表达出蛋白 A。(2)噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,
无法寄生在家蚕中。(3)大肠杆菌繁殖快、容易培养,常用作基因工程
的受体。(4)在分子水平检测目的基因是否表达应用抗原—抗体杂交法,
即用蛋白 A 与蛋白 A 的抗体进行杂交。(5)艾弗里的肺炎双球菌转化实
验的原理是基因重组,通过重组使得 S 型细菌的 DNA 在 R 型细菌中
表达,这种思路为基因工程理论的建立提供了启示。
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
6.(15 分)应用基因工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新
产品。请根据下列材料回答问题:
材料一 蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”,有着超强的抗张度,
可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌
腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法——培育转基因蜘蛛羊。
材料二 注射疫苗往往会在儿童和部分成年人身上引起痛苦。将
疫苗藏身水果蔬菜中,人们在食用这些转基因植物的同时也获得免疫
力,因而无须免疫接种,这一新概念将引起疫苗研究的一场革命。
(1)图中,过程①⑤所需要的工具酶有______________________,
构建的蜘蛛丝蛋白基因表达载体一般由________、________、启动子、
终止子等部分组成。
(2)过程②将重组质粒导入山羊受体细胞时,采用最多也最有效的
方法是__________________________________________________。
通过①~④过程培育的蜘蛛羊可以作为乳腺生物反应器,从
________________中提取所需要的蜘蛛丝蛋白。
(3)通过⑤⑥⑦培育转基因莴苣,相比诱变育种和杂交育种方法,
具有________等突出优点。
解析:基因工程常用限制酶、DNA 连接酶和载体作为工具。基因
表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点。将
目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法。基因工程育种的优
点是能克服远缘杂交不亲和的障碍,目的性较强。
答案:(1)限制酶、DNA 连接酶 目的基因 标记基因
(2)显微注射法 乳汁
(3)目的性强,能克服远缘杂交的不亲和的障碍(或能有效地打破物
种间的生殖隔离界限)
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①所代表的反应过程是________。
(2)步骤②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②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④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④和⑥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:在解答本题的过程中,应注意分析图中标注过程的含义。
①通过反转录法获得目的基因;②基因表达载体的构建;③将目的基
因导入大肠杆菌(受体细胞);④目的基因在大肠杆菌体内表达;⑤将目
的基因导入动物细胞(受体细胞);⑥目的基因在动物体内表达。在完成
此类习题时,应注意将图中所获得的信息与其他信息结合起来分析,
可以大大减少错误。
答案:(1)反转录 (2)DNA 连接 载体 S 蛋白基因 (3)复制 合
成 S 蛋白基因的 mRNA (4)大肠杆菌中表达的 S 蛋白 SARS 康复病
人血清 (5)相同 表达蛋白质所用的基因相同