2020高考生物复习专题十二现代生物科技专题课件

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1、专题十二 现代生物科技专题 2 高考命题规律 1 以非选择题进行考查 15分 中低档难度 2 全国高考有4个命题角度 分布如下表 3 基因工程与蛋白质工程 高考真题体验 对方向 1 2019全国理综1卷 38 基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基 因 回答下列问题 1 基因工程中所用的目的基因可以人工合成 也可以从基因文库中 获得 基因文库包括 和 2 生物体细胞内的DNA复制开始时 解开DNA双链的酶是 在体外利用PCR技术扩增目的基因时 使反应体系中的模板DNA 解链为单链的条件是 上述两个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的 3 目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DN

2、A聚合酶的 主要原因是 4 答案 1 基因组文库 cDNA文库 2 解旋酶 加热至90 95 氢键 3 Taq酶热稳定性高 而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活 解析 本题考查基因文库的种类 通过PCR技术扩增目的基因与生 物体细胞内的DNA复制的比较等 1 基因文库包括基因组文库和cDNA文库 2 生物体细胞内的DNA复制开始时 由解旋酶解开DNA双链 在 体外利用PCR技术扩增目的基因时 使反应体系中的模板DNA解链 为单链的条件是加热至90 95 这两个解链过程都破坏了DNA 双链分子中的氢键 3 温度会影响酶的活性 PCR过程是在高温条件下进行的 Taq 酶耐高温 而大肠杆菌DNA聚合

3、酶在高温下会变性失活 5 2 2019天津理综 9 B基因存在于水稻基因组中 其仅在体细胞 2n 和精子中正常表达 但在卵细胞中不转录 为研究B基因表达对卵 细胞的影响 设计了如下实验 6 据图回答下列问题 1 B基因在水稻卵细胞中不转录 推测其可能的原因是卵细胞中 单选 A 含B基因的染色体缺失 B DNA聚合酶失活 C B基因发生基因突变 D B基因的启动子无法启动转录 2 从水稻体细胞或 中提取总RNA 构建 文库 进而 获得B基因编码蛋白的序列 将该序列与Luc基因 表达的荧光素 酶能催化荧光素产生荧光 连接成融合基因 表达的蛋白质能保留 两种蛋白质各自的功能 然后构建重组表达载体 3

4、 在过程 转化筛选时 过程 中T DNA整合到受体细 胞染色体DNA上 过程 在培养基中应加入卡那霉素 7 4 获得转基因植株过程中 以下鉴定筛选方式正确的是 多选 A 将随机断裂的B基因片段制备成探针进行DNA分子杂交 B 以Luc基因为模板设计探针进行DNA分子杂交 C 以B基因编码蛋白的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的 mRNA杂交 D 检测加入荧光素的卵细胞中是否发出荧光 5 从转基因植株未成熟种子中分离出胚 观察到细胞内仅含一个染 色体组 判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的 而一般情况下 水稻卵细胞在未受精时不进行发育 由此表明 答案 1 D 2 精子 cDNA 3 4 BCD

5、5 B基因表达 能使卵细胞不经受精直接发育成胚 8 解析 1 通过题干信息可知 B基因可以在体细胞和精子中正常表 达 说明含B基因的染色体未缺失 也没有发生基因突变 A C项错 误 基因表达过程中的转录需要RNA聚合酶 不是DNA聚合酶 B项 错误 B基因在卵细胞中不能转录 可能是B基因的启动子在卵细胞 中不能启动转录 D项正确 2 通过题干信息可知 水稻的体细胞和精子中B基因可表达 故可从 水稻的体细胞和精子中提取RNA 通过逆转录产生DNA 从而构 建cDNA文库 进而获得B基因编码蛋白的序列 3 图示中过程 表示筛选含有目的基因的重组质粒的农杆菌 图示 中质粒有抗卡那霉素标记基因和抗潮霉

6、素标记基因 如果选择培养 基中加入的是卡那霉素 起作用的是抗卡那霉素标记基因 过程 表示将筛选出含有重组质粒的农杆菌 将其T DNA整合到水稻细胞 染色体DNA上 9 4 真核细胞的基因结构是由编码区和非编码区两部分组成的 编码 区是由外显子和内含子 内含子将外显子分隔开间隔的 编码区的 外显子是能够编码蛋白质的序列 内含子是一般不能够编码蛋白的 序列 随机断裂的B基因片段可能是非编码区和编码区的内含子 都不能够编码蛋白质的序列 A项错误 转基因植株 鉴定筛选方式 有 DNA分子杂交技术 即以Luc基因为模板设计探针进行DNA分 子杂交 用标记目的基因作探针与mRNA杂交 即以B基因编码蛋 白

7、的序列为模板设计探针与从卵细胞提取的mRNA杂交 检测目 的基因是否翻译成蛋白质 由题干信息可知B基因与Luc基因连接形 成B Luc融合基因 即可通过Luc基因表达 检测加入荧光素的卵细 胞中是否发出荧光 故B C D三项正确 10 5 当从转基因植株未成熟种子中分离出胚 观察到细胞内仅含有一 个染色体组 推断该胚是由未受精的卵细胞发育形成的 而一般情 况下水稻卵细胞在未受精时不进行发育 由此表明B基因表达能使 卵细胞不经受精作用直接发育成胚 11 3 2019江苏 33 图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图 载 体质粒P0具有四环素抗性基因 tetr 和氨苄青霉素抗性基因 ampr

8、请回答下列问题 12 2 用Taq DNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段 其两端各 自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸 载体P1用酶处理 在两端各添加了 一个碱基为 的脱氧核苷酸 形成P2 P2和目的基因片段在 酶作用下 形成重组质粒P3 13 3 为筛选出含有重组质粒P3的菌落 采用含有不同抗生素的平板 进行筛选 得到A B C三类菌落 其生长情况如下表 代表生 长 代表不生长 根据表中结果判断 应选择的菌落是 填表中字母 类 另外两类菌落质粒导入情况分别是 14 4 为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒 拟设计引物进行PCR鉴定 图2所示的甲 乙 丙3条引物在正确 重组质

9、粒中的相应位置 PCR鉴定时应选择的一对引物是 某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了 400 bp片段 原因是 15 答案 1 平 2 胸腺嘧啶 T DNA连接 3 B A类菌落含有P0 C类菌落未转入质粒 4 乙丙 目的基因反向连接 2 由题可知 目的基因片段两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸 根据碱基互补配对原则 需要在载体P1的两端需要个加一个胸腺嘧 啶 T 脱氧核苷酸 形成载体P2 再用DNA连接酶将P2与目的基因连 接起来形成重组质粒P3 16 3 由图可知 重组质粒中四环素抗性基因被破坏 而氨苄青霉素抗 性基因完整 因此含有重组质粒P3的菌落在含四环素的培养基中不

10、能存活 而在氨苄青霉素的培养基中能正常存活 结合表格分析可 得 应该选择B类菌落 根据表格分析 A类菌落在氨苄青霉素和四 环素的培养基中都能够生长 说明其导入的是P0 C类菌落在任何抗 生素的培养基中都不能生长 说明其没有导入任何质粒 4 据图分析 根据目的基因插入的位置和PCR技术的原理分析 PCR鉴定时应该选择的一对引物是乙和丙 根据题意和图形分析 某 同学用图中的另外一对引物 甲 乙 从某一菌落的质粒中扩增出 了400 bp的片段 说明其目的基因发生了反向连接 17 4 2018全国理综1卷 38 回答下列问题 1 博耶 H Boyer 和科恩 S Cohen 将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与

11、质 粒重组后导入大肠杆菌细胞中进行了表达 该研究除证明了质粒 可以作为载体外 还证明了 答出两点即可 2 体外重组的质粒可通过Ca2 参与的 方法导入大肠杆 菌细胞 而体外重组的噬菌体DNA通常需与 组装成完整噬菌体后 才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导 入宿主细胞 在细菌 心肌细胞 叶肉细胞中 可作为重组噬菌体 宿主细胞的是 18 3 真核生物基因 目的基因 在大肠杆菌细胞内表达时 表达出的蛋 白质可能会被降解 为防止蛋白质被降解 在实验中应选用 的大肠杆菌作为受体细胞 在蛋白质纯化的 过程中应添加 的抑制剂 答案 1 体外重组的质粒可以进入受体细胞 真核生物基因可在原 核细胞中表达

12、2 转化 外壳蛋白 或答噬菌体蛋白 细菌 3 蛋白酶缺陷型 蛋白酶 19 解析 本题主要考查基因工程的操作步骤及应用 1 该实例可以 说明很多问题 比如体外重组的质粒可以进入受体细胞 真核细胞 的基因也可以在原核细胞中表达 真核生物和原核生物共用同一套 密码子 质粒的化学本质是DNA等 2 目的基因导入细菌可以用 Ca2 处理细菌 从而将目的基因导入受体细胞 噬菌体由DNA和蛋 白质外壳组成 噬菌体属于细菌病毒 即其宿主细胞为细菌 所以需 要将重组噬菌体导入细菌中 为了防止目的基因所表达的蛋白质 被细菌内的蛋白酶所降解 所以要选择蛋白酶缺陷型大肠杆菌 即 不能产生蛋白酶的大肠杆菌作为受体细胞

13、同时 在纯化蛋白质的 过程中可以加入蛋白酶抑制剂 以降低蛋白酶的活性 20 5 2018全国理综2卷 38 某种荧光蛋白 GFP 在紫外光或蓝光激发 下会发出绿色荧光 这一特性可用于检测细胞中目的基因的表达 某科研团队将某种病毒的外壳蛋白 L1 基因连接在GFP基因的5 末 端 获得了L1 GFP融合基因 简称为甲 并将其插入质粒P0 构建了 真核表达载体P1 其部分结构和酶切位点的示意图如下 图中E1 E4 四种限制酶产生的黏性末端各不相同 21 回答下列问题 1 据图推断 该团队在将甲插入质粒P0时 使用了两种限制酶 这两 种酶是 使用这两种酶进行酶切是为了保证 也是为了保证 2 将P1转

14、入体外培养的牛皮肤细胞后 若在该细胞中观察到了绿 色荧光 则说明L1基因在牛的皮肤细胞中完成了 和 过程 3 为了获得含有甲的牛 该团队需要做的工作包括 将能够产生绿 色荧光细胞的 移入牛的 中 体外培养 胚胎移植等 4 为了检测甲是否存在于克隆牛的不同组织细胞中 某同学用PCR 方法进行鉴定 在鉴定时应分别以该牛不同组织细胞中的 填 mRNA 总RNA 或 核DNA 作为PCR模板 22 答案 1 E1和E4 甲的完整 甲与载体正确连接 2 转录 翻译 3 细胞核 去核卵母细胞 4 核DNA 23 解析 本题考查基因工程 细胞工程和胚胎工程的相关内容 1 由题意可知 E1 E4四种限制酶产生

15、的黏性末端各不相同 将甲 L1 GFP 插入质粒时 使用E1和E4两种限制酶进行酶切 既保证了 甲的完整 又防止了甲的自身环化 保证了甲与载体的正确连接 2 将P1转入体外培养的牛皮肤细胞后 若在该细胞中观察到了绿 色荧光 则说明该细胞中合成了荧光蛋白 即L1基因在牛皮肤细胞 中完成了遗传信息的转录和翻译 3 为了获得含有甲的牛 可通过体细胞核移植技术 体外培养和胚 胎移植来实现 4 克隆牛的不同组织细胞中的基因选择性表达 转录出的mRNA不 同 总RNA也不同 但不同组织细胞中的核DNA相同 因此检测甲是 否存在于克隆牛的不同组织细胞中 用PCR方法进行鉴定时 应以核 DNA作为模板 24

16、6 2017全国理综1卷 38 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 25 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 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