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1、(选修3)(30分钟100分)1.(14分)(2016全国卷)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了EcoR、BamH和Sau3A三种限制性核酸内切酶的识别序列与切割位点，图(b)为某种表达载体的示意图(载体上的EcoR、Sau3A的切点是唯一的)。根据基因工程的有关知识，回答下列问题：(1)经BamH酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被_酶切后的产物连接，理由是_。(2)若某人利用图(b)所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图(c)所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有_，不能表达的原因是_。(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常
2、见的有_和_，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是_。【解题指南】(1)图示信息：图(a)中三种酶的识别序列，图(b)中终止子、启动子、图(c)中目的基因的插入位置。(2)关键知识：只有两种限制性核酸内切酶剪切时识别的序列相同时，才能被DNA连接酶连接；启动子是启动目的基因转录的，终止子终止转录过程，插入二者之间的目的基因才能正常表达。【解析】本题主要考查限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用及基因表达载体的构建。(1)BamH和Sau3A的共同识别序列是GATC，二者切割形成的黏性末端相同，可以被DNA连接酶连接。(2)在基因表达载体中，启动子应位于目的基因的前端，终止子应位于目的基因的后端
3、，这样目的基因才能顺利地转录并完成翻译过程，即顺利表达，图中所示甲、丙均不符。(3)常见的DNA连接酶有T4 DNA连接酶和Ecoli DNA连接酶，T4 DNA连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端。答案：(1)Sau3A两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端(2)甲和丙甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录(其他合理答案亦可)(3)Ecoli DNA连接酶T4 DNA连接酶T4 DNA连接酶【加固训练】(2016海南高考)基因工程又称为DNA重组技术，回答相关问题：(1)在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，即_和从_中分离。(2)
4、利用某植物的成熟叶片为材料，同时构建cDNA文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是_。(3)在基因表达载体中，启动子是_聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是_。(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有_和_颗粒。【解析】本题主要考查目的基因的获取方法、基因表达载体的构建方法、目的基因导入植物细胞的方法。(1)在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，既可在核苷酸序列已知的情况下人工合成，也可用限制酶对生物材料的DNA切割，再选取。(2)cDNA文库是由mRNA反转
5、录获得的，其中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因。(3)在基因表达载体中，启动子是RNA聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是大肠杆菌。(4)将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有金粉和钨粉颗粒。答案：(1)人工合成生物材料(其他合理答案亦可)(2)cDNA文库中只含有叶细胞已转录(或已表达)的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因(其他合理答案亦可)(3)RNA大肠杆菌(或细菌)(4)金粉钨粉2.(12分)(2019抚州模拟)现代生物工程技术推动了医药学、免疫学等领域的发展，依
6、据现代生物工程技术的相关知识和原理回答下列问题：(1)利用基因工程技术实现胰岛素的批量生产是目前糖尿病治疗的新思路，该过程中的关键操作环节是_，该环节目的是使胰岛素基因_，同时，使其能够表达和发挥作用。(2)单克隆抗体的制备中，将经抗原免疫的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞进行融合，再用特定的选择性培养基进行筛选，获得杂交瘤细胞后，还需进行_培养和抗体阳性检测，经过多次筛选，就能获得能分泌单一抗体的杂交瘤细胞。最后获得的杂交瘤细胞只能产生一种单一抗体的原因是_。(3)在胚胎工程中，胚胎移植前，通过_技术可获得较多胚胎；移植后的胚胎能在受体子宫中存活的生理基础是_。【解析】(1)基因工程的核心步骤是构建基
7、因表达载体，其目的是使得目的基因(胰岛素基因)在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代，且在下一代能够表达和发挥作用。(2)单克隆抗体的制备过程中，获得的杂交瘤细胞还需要进行克隆化培养和抗体阳性检测，经过多次筛选后获得能分泌单一抗体的杂交瘤细胞；最后获得的杂交瘤细胞只能产生一种抗体的原因是其由一种B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成，而一种B淋巴细胞只能分泌一种特异性抗体。(3)利用胚胎分割技术可以获得多个相同的胚胎；由于受体子宫对外来胚胎基本不发生排斥反应，因此移植后的胚胎能在受体子宫中存活。答案：(1)基因表达载体的构建在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代(2)克隆化每一种B淋巴细胞只分泌一
8、种特异性抗体(3)胚胎分割受体子宫对外来胚胎基本不发生排斥反应3.(12分)干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血液中提取，由于每升人血液中只能提取0.5g，所以价格昂贵。美国加利福尼亚的某生物制品公司用下图的方式生产干扰素。试回答相关问题：(1)若要使获得的转基因牛乳汁中含有人干扰素，构建的基因表达载体必须包括：乳腺蛋白基因的启动子、人干扰素基因、终止子_和复制原点等。将基因表达载体导入受精卵最有效的方法是_。(2)通常情况下，对供体和受体母牛选择后，要用激素进行_，并用激素对供体母牛做_处理。(3)为了实现干扰素的批量生产，早期胚胎进行移植之前要进行质量检测，并要求早期胚胎细胞中的性染色体
9、组成为_。选择发育良好的囊胚或_胚进行移植。为了提高胚胎利用效率，可在这两个阶段进行胚胎分割，胚胎分割可以看作动物_(填“有性”或“无性”)繁殖的方法之一。(4)近年来，关于胚胎干细胞的研究越来越多。胚胎干细胞具有发育的全能性，如图所示的细胞A和细胞B分别是_细胞、_细胞，可以从这些细胞中获得胚胎干细胞。【解析】(1)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最有效的方法是显微注射技术。(2)胚胎移植过程中要注意对供、受体母牛进行同期发情处理，同时要用促性腺激素对供体母牛进行超数排卵处理，以获得更多的后代。(3)因为需要从乳汁中提取药物，所以应选择性
10、染色体组成为XX的雌性个体；胚胎分割是无性繁殖的方法之一。(4)通常从早期胚胎的内细胞团或胎儿的原始性腺中获得胚胎干细胞。答案：(1)标记基因显微注射技术(2)同期发情处理超数排卵(3)XX桑椹无性(4)内细胞团原始性腺4.(12分)(2018海南高考)甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：(1)用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜_(填“受伤的”或“完好的”)叶片与含重组质粒的农杆菌共同培养，选用这种叶片的理由是_。(2)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中_已转移到植物细胞中且能
11、够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为11，则说明甜蛋白基因已经整合到_(填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”)中。(3)假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用_作为外植体进行组织培养。(4)通常，基因工程操作主要有4个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为_。【解析】(1)受伤的双子叶植物如黄瓜叶片能分泌大量的酚类物质，吸引农杆菌向伤口处转移。(2)普通黄瓜原来没有甜蛋白，如果在转基因黄瓜中检
12、测到甜蛋白，说明甜蛋白基因已经转移到黄瓜细胞内，并且得到表达。若甜蛋白基因整合到核基因组中，由于黄瓜为二倍体植物，其基因型可看作Aa(不含甜蛋白基因看作a)，与普通黄瓜(aa)杂交，后代性状分离比为11；若甜蛋白基因整合到线粒体或叶绿体基因组中，其遗传具有母系遗传的特点，要么后代全有此性状(转基因黄瓜作母本)要么后代都没有此性状(转基因黄瓜作父本)。(3)植物的根尖或茎尖没有或很少有病毒，取这些部位的材料进行植物组织培养可以获得脱毒苗。(4)基因工程的含义是利用体外重组技术或转基因技术，将一生物的特定基因转移到另一种生物的基因组中，使后者体现出新的遗传特性，从而创造出新的生物类型和生物产品。答
13、案：(1)受伤的叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞(2)甜蛋白基因核基因组(3)茎尖(4)按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出符合人们需要的新生物类型5.(14分)(2018全国卷)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E1E4四种限制酶产生的黏性末端各不相同。回答下列问题：(
14、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。【解析】(1)将甲插入质粒P0时，为了保证甲(L1-GFP融合基因)的完整性，应该选择E1和E4两种酶切割，并且把目的基因插入启动子和终止子之间，从而使其能在受体细胞中表达。(2)在牛
