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1、基因工程原理及技术011.转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有Pst、Sma、EcoR、Apa等四种限制酶切割位点。请回答： （1）构建含抗病基因的表达载体A时，应选用限制酶 ，对 进行切割。（2）培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体A中含有 ，作为标记基因。（3）香蕉组织细胞具有 ，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中、依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的 。【答案】(10分)（1）Pst I、EcoR I 含抗病基因的DNA、质粒 （ ）（2）抗卡那霉素基因 （3）全能性 脱分化、
2、再分化2.水稻种子中70的磷以植酸形式存在。植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子；同时，排出的大量磷进入水体易引起水华。（1）磷元素除了形成植酸外，还可以出现在下列_分子或结构中（多选）。A. 核糖B. ATPC. 核糖体D. 核膜 （2）种植芦苇能有效抑制水华的发生，表明芦苇与引起水华的藻类关系是_。（3）植酸酶可降解植酸，在谷物类饲料中添加植酸酶可提高饲料的_ 利用率。（4）酵母菌中植酸的活性较高。下图是从不同类型酵母菌的发酵液中提取植酸酶的工艺流程。据图回答： 植酸酶_（/）属于分泌蛋白。 若植酸酶和的肽链组成不同，其差异体现在_。 提纯的植酸酶需做活性条
3、件测定。右图为测定结果。图中的自变量可为_(答一种)；因变量可以通过测定_来表示。 （ ）（5）为从根本上解决水稻中的高植酸问题，可将植酸酶基因导入水稻，培育低植酸转基因水稻品种。下图是获取植酸酶基因的流程。据图回答： 图中基因组文库_（小于等于大于）cDNA文库。 B过程需要的酶是_；A、C过程中_（可以不可以）使用同一种探针筛选含目的基因的菌株。 （ ） 目的基因和除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中_。和_为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是_。（6）已获得的转植酸酶基因水稻品系植酸含量低，但易感病，下图为选育低植酸抗病水稻品种的过程。图中两对相对性形状分别由两对基
4、因控制，并独立遗传。采用上图育种过程，需从_代开始筛选，经筛选淘汰后，在选留的植株中低植酸抗病纯合体所占的比例是_。选留植株多代自交，经筛选可获得低植酸抗病性状稳定的品种。【答案】 (1) BCD(2) 竞争关系（3）营养成分（4） I； 氨基酸的种类、数量和排列顺序不同； 温度（或PH） 单位时间内植酸的降解量（或植酸降解产物的生成量）（5） 大于； 逆转录酶 可以； DNA cDNA 耐高温 （ ）（6）F2 1/9【解析】本题考查物质的元素组成、生物的种间关系、蛋白质、酶、基因工程、遗传定律的相关知识，涉及的知识点较多，综合性很强。只有核糖中不含磷元素，ATP（磷酸基团）、核糖体（含RN
5、A）、核膜（含磷脂）中均含有磷元素。（2）芦苇能抑制水华的发生，表明芦苇与水华的藻类关系是竞争。（3）植酸易同铁、钙等金属离子或蛋白质结合排出体外，是多种动物的抗营养因子，而植酸酶可降解植酸，因此在谷物类饲料中添加植酸酶可提高饲料的营养成分的利用率。（4）分析图可知，植酸酶需要经过两次离心，因此植酸酶属于分泌蛋白。若植酸酶和的肽链组成不同，其差异体现在氨基酸的种类、数量和排列顺序的不同。从图的可看出，自变量可为温度或pH，因变量可以通过测定单位时间内植酸的降解量或植酸降解量产物的生成量来表示。（5）分析获取植酸酶基因的流程图可知，图中基因组文库大于cDNA文库。B过程需要的酶应该是逆转录酶，因
6、为A、C过程都能获得含目的基因的菌株，所以可以使用同一种探针进行筛选。目的基因和除从构建的文库中分离外，还可以分别利用图中DNA和cDNA为模板直接进行PCR扩增，该过程中所用酶的显著特点是耐高温。（6）根据上图育种过程，所需性状在F2代中才开始出现，所以应从F2代开始筛选。从图中可以看出，低植酸抗病是双显性（在F2中占9/16），经筛选淘汰后，在选留的植株中纯合体所占的比例是1/9。 3.单基因遗传病可以通过核酸杂交技术进行早期诊断。镰刀型细胞贫血症是一种在地中海地区发病率较高的单基因遗传病。已知红细胞正常个体的基因型为BB、Bb，镰刀型细胞贫血症患者的基因型为bb。有一对夫妇被检测出均为该
7、致病基因的携带者，为了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为其产前核酸分子杂交诊断和结果示意图。 （ ） (1)从图中可见，该基因突变是由于 引起的。巧合的是，这个位点的突变使得原来正常基因的限制酶切割位点丢失。正常基因该区域上有3个酶切位点，突变基因上只有2个酶切位点，经限制酶切割后，凝胶电泳分离酶切片段，与探针杂交后可显示出不同的带谱，正常基因显示 条，突变基因显示 条。 (2)DNA或RNA分子探针要用 等标记。利用核酸分子杂交原理，根据图中突变基因的核苷酸序列(ACGTGTT)，写出作为探针的核糖核苷酸序列 。 (3)根据凝胶电泳带谱分析可以确定胎儿是否会患有镰刀型细胞贫
8、血症。这对夫妇4次妊娠的胎儿-lII-4中基因型BB的个体是 ，Bb的个体是 ，bb的个体是 。 【答案】（8分）(1)碱基对改变(或A变成T)2 1(2)放射性同位素(或荧光分子等)UGCACAA (3)一l和一4一3一24.利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。下列各项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是 A棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因 B大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAC山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNA序列D酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白【答案】D【解析】检测到了基因及mRNA都还不能说明已经完成了表达，只有检测到基因控制合成的最终产物，或者控制
9、的性状得以表现出来才能说明目的基因在受体细胞中表达5.在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答：5（1）A过程需要的酶有_。（2）B过程及其结果体现了质粒作为运载体必须具备的两个条件是_。（3）C过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入_。（4）如果利用DNA分子杂交原理对再生植株进行检测，D过程应该用_作为探针。（5）科学家发现转基因植株的卡那霉素抗性基因的传递符合孟德尔遗传规律。将转基因植株与_杂交，其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为1：1。
10、若该转基因植株自交，则其后代中抗卡那霉素型与卡那霉素敏感型的数量比为_。若将该转基因植株的花药在卡那霉素培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中抗卡那霉素型植株占_%。 【答案】（14分）（1）限制性内切酶和DNA连接酶（2）具有标记基因；能在宿主细胞中复制并稳定保存 （3）卡那霉素（4）放射性同位素（或荧光分子）标记的抗虫基因（5）非转基因植株 3：1 1006.已知SARS是由一种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下： （
11、 ） （1）实验步骤所代表的反应过程是 。 （2）步骤构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用限制性内切酶和 酶，后者的作用是将用限制性内切酶切割的 和 连接起来。（3）如果省略步骤而将大量扩增的S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基因在大肠杆菌中不能 ，也不能 。 （4）为了检验步骤所表达的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）步骤和的结果相比，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 （相同，不同），根本原因是 。【答案】（18分）（1）逆转录（1分）（2）DNA连接 载体 S基
12、因（每空2分，共6分）（3）复制 合成S基因的mRNA（每空2分，共4分）（4）大肠杆菌中表达的S蛋白 SARS康复病人血清（每空2分，共4分）（5）相同（1分） 表达蛋白质所用的基因相同（2分） 7.下列有关基因工程中限制内切酶的描述，错误的是（ ）A、一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列B、限制性内切酶的活性受温度的影响C、限制性内切酶能识别和切割RNAD、限制性内切酶可从原核生物中提取 【答案】C【解析】限制性内切酶存在于许多细菌及酵母菌等生物中，细菌属于原核生物，当然可以从中提取，一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序，并能切割DNA分子，限制性内切酶的活性同样受温度的影响，故选C。 8.现有长度为1000碱基对（bp）的DNA分子，用限制性核酸内切酶EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用KpnI单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子，用EcoRI、KpnI同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是( ) 【答案】D【解析】用限制性核酸内切酶EcoRI酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，切开后不改变碱基数目，则DNA应该是环状，且该酶的切点只有一处。用KpnI单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子，KpnI作用于环状DNA应该有两处切点。- 7 -
