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1、高考專題訓練(十五) 基因工程和細胞工程
1.(2012·浙江六校聯(lián)考)下面是四種不同質粒的示意圖,其中ori為復制必需的序列,amp為氨芐青霉素抗性基因,tet為四環(huán)素抗性基因,箭頭表示一種限制性核酸內切酶和酶切位點。若要得到一個能在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長而不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長的含重組DNA的細胞,應選用的質粒是( )
解析 A項破壞了復制必需的序列,不能復制;B項氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因都完好,在四環(huán)素培養(yǎng)基上和氨芐青霉素培養(yǎng)基上都能生長;C項氨芐青霉素抗性基因被破壞,四環(huán)素抗性基因完好,能在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長而不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長;D項氨芐青霉素抗性基因完
2、好,四環(huán)素抗性基因被破壞。
答案 C
2.(2012·浙江寧波八校聯(lián)考)以下關于現(xiàn)代生物技術的說法,錯誤的是( )
A.在基因工程技術中,需要用CaCl2處理的環(huán)節(jié)是將目的基因導入細菌
B.我國政府對待克隆人技術的態(tài)度是禁止克隆人,因為克隆人嚴重違反生物倫理
C.原生質體制備過程中用0.5~0.6 mol·L-1的甘露醇溶液是為了保護果膠酶和纖維素酶
D.在基因工程中,解旋酶作用的是氫鍵,限制性核酸內切酶和DNA連接酶作用的都是磷酸二酯鍵
解析 原生質體制備過程中用0.5~0.6 mol·L-1的甘露醇溶液是為了維持細胞的滲透壓。
答案 C
3.(2012·天津寶坻模擬)下
3、列有關基因工程的敘述,錯誤的是( )
A.從基因組文庫中獲取的某種生物的部分基因,可以實現(xiàn)物種間的基因交流
B.從cDNA文庫中獲取的目的基因,既無啟動子,又無內含子
C.用人的胰高血糖素基因制成的DNA探針,檢測人胰島B細胞中的mRNA,可形成雜交分子
D.基因表達載體中的標記基因,不能含有限制酶的切割位點
解析 人的胰高血糖素基因在胰島A細胞中能轉錄出信使RNA,在胰島B細胞中不轉錄。
答案 C
4.(2012·北京東城示范校聯(lián)考)降鈣素是一種多肽類激素,臨床上用于治療骨質疏松癥等。人的降鈣素活性很低,半衰期較短。某科學機構為了研發(fā)一種活性高、半衰期長的新型降鈣素,從預期新
4、型降鈣素的功能出發(fā),推測相應的脫氧核苷酸序列,并人工合成了兩條72個堿基的DNA單鏈,兩條鏈通過18個堿基對形成部分雙鏈DNA,過程如下圖:
獲得的雙鏈DNA經EcoRⅠ(識別序列和切割位點—ATTC—)和BamHⅠ(識別序列和切割位點—ATCC—)雙酶切后插入大腸桿菌質粒中。下列有關分析錯誤的是( )
A.Klenow酶是一種DNA聚合酶
B.合成的雙鏈DNA有72個堿基對
C.EcoRⅠ和BamHⅠ雙酶切的目的是保證目的基因和運載體的定向連接
D.篩選重組質粒需要大腸桿菌質粒中含有標記基因
解析 合成的單鏈DNA有72個堿基,從題圖看出兩條單鏈并未左右兩端對齊配對,只通過
5、18個堿基對形成部分雙鏈DNA片段,因此獲得的雙鏈DNA有堿基對72+72-18=126個堿基對。
答案 B
5.(2012·江蘇百校聯(lián)考)(多選)右圖表示細胞膜上乙酰膽堿(一種神經遞質)受體基因的克隆技術操作過程,下列相關分析中錯誤的是( )
A.獲得該mRNA的最佳材料是受精卵
B.構建基因表達載體最可能使用的載體是大腸桿菌
C.完成過程①②必不可少的酶分別是逆轉錄酶、DNA聚合酶
D.探針篩選的目的是淘汰被感染的細菌,獲得未被感染的細菌
解析 該受體基因在神經細胞中表達,獲得該mRNA的最佳材料是神經細胞;構建基因表達載體最可能使用的載體是質粒;探針篩選的目的是檢測是
6、否存在cDNA。
答案 ABD
6.(2012·杭州一模)下圖示植物組織培養(yǎng)過程。據圖分析下列敘述正確的是( )
A.⑤植株根尖細胞的全能性比①植株根尖細胞的強
B.②試管的培養(yǎng)基中含有植物生長調節(jié)劑,不含有有機物
C.③試管中的細胞能進行減數分裂
D.調節(jié)④培養(yǎng)中植物生長調節(jié)劑的比例可誘導產生不同的植物器官
解析?、葜仓旮饧毎娜苄耘c①植株根尖細胞相同;②試管的培養(yǎng)基中含有植物生長調節(jié)劑和有機物等;③試管中的細胞進行的分裂方式為有絲分裂;調節(jié)④培養(yǎng)中植物生長調節(jié)劑的比例,可誘導產生根和芽。
答案 D
7.(2012·北京海淀期末)下列實例與所利用的技術或原理不相符
7、合的是( )
A.轉基因抗蟲棉的培育需要利用植物組織培養(yǎng)技術
B.植物組織培養(yǎng)過程依據的原理是植物細胞具有全能性
C.原生質體融合和動物細胞融合都利用了細胞膜的選擇透過性
D.植物愈傷組織的形成和雜交瘤細胞的培養(yǎng)都與細胞分裂有關
解析 原生質體融合和動物細胞融合都利用了細胞膜的流動性。
答案 C
8.(2012·江蘇)下列關于人類基因組計劃的敘述,合理的是( )
A.該計劃的實施將有助于人類對自身疾病的診治和預防
B.該計劃是人類從細胞水平研究自身遺傳物質的系統(tǒng)工程
C.該計劃的目的是測定人類一個染色體組中全部DNA序列
D.該計劃的實施不可能產生種族歧視、侵犯個人隱
8、私等負面影響
解析 人類基因組計劃的主要目的是對人類的24條染色體上的DNA進行測序,該計劃的實施將有助于人類對自身疾病的診治和預防;該計劃屬于分子水平的研究;該計劃測定的染色體為24條,而一個染色體組中的染色體為23條;由于該計劃最終將會測定出不同種族、不同個體的DNA上的堿基序列,所以會導致種族歧視、侵犯個人隱私等問題的發(fā)生。
答案 A
9.(2011·天津)絮凝性細菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物,能與石油污水中的懸浮顆粒和有機物等形成絮狀沉淀,起到凈化污水的作用。為進一步提高對石油污水的凈化效果,將絮凝性細菌和石油降解菌融合,構建目的菌株。其流程圖如下:
據圖回答:
(
9、1)溶菌酶的作用是________。
(2)PEG的作用是______________________________。
(3)經處理后,在再生培養(yǎng)基上,未融合的A、B難以生長。圖中AB融合菌能生長和繁殖的原因是_________________。
(4)目的菌株的篩選:篩選既能分泌具有絮凝活性的化合物,又能在含有________的培養(yǎng)基上生長的AB融合菌,選擇效果最好的作為目的菌株。
(5)為探究目的菌株不同發(fā)酵時間發(fā)酵液的絮凝效果,將目的菌株進行發(fā)酵培養(yǎng),定時取發(fā)酵液,加入石油污水中;同時設置______________為對照組。經攪拌、靜置各3 min后,分別測定上層水樣的石油濃
10、度和COD值(COD值越高表示有機物污染程度越高),計算石油去除率和COD去除率,結果如下圖。
(6)目的菌的種群生長曲線呈________型,在40~44 h,發(fā)酵液對石油污水的凈化效果最好,其原因是________________。
解析 (1)細菌有細胞壁,這將妨礙細菌的融合,所以用溶菌酶將其細胞壁進行分解,以實現(xiàn)兩者的融合。
(2)PEG是促進細胞融合的促融劑,作用是促進細胞融合。
(3)由圖示顯示A菌細胞質失去活性,B菌DNA失去活性,所以融合后,在選擇培養(yǎng)基上單純的A、B菌都不能存活,而讓融合的AB菌進行生長并繁殖。
(4)目的菌的選擇是要選擇能分泌具有絮凝活性的活性
11、高分子化合物,又具有降解石油的能力的融合菌。
(5)為探究目的菌株在不同時間的絮凝效果,則設置的對照組實驗應是不加發(fā)酵液(沒有目的菌株)的石油污水。
(6)圖示結果顯示:目的菌的種群生長曲線呈現(xiàn)S型。在40~44 h,發(fā)酵液中目的菌數量達到最大,產生的有活性的高分子化合物的含量較高,所以凈化污水的效果最好。
答案 (1)分解細胞壁
(2)誘導原生質體融合
(3)兩親本失活部位不同,融合后活性部位互補
(4)石油
(5)不加發(fā)酵液的石油污水
(6)S 此期間,目的菌及其產生的絮凝活性高分子化合物的含量高
10.(2012·天津)生物分子間特異性結合的性質廣泛用于生命科學研究。以
12、下實例為體外處理“蛋白質-DNA復合體”獲得DNA片段信息的過程圖。
據圖回答:
(1)過程①酶作用的部位是________鍵,此過程只發(fā)生在非結合區(qū)DNA。過程②酶作用的部分是________鍵。
(2)①、②兩過程利用了酶的________特性。
(3)若將得到的DNA片段用于構建重組質粒,需要將過程③的測序結果與________酶的識別序列進行比對,以確定選用何種酶。
(4)如果復合體中的蛋白質為RNA聚合酶,則其識別、結合的DNA序列區(qū)為基因的________。
(5)以下研究利用了生物分子間特異性結合性質的有________(多選)。
A.分離得到核糖體,用蛋白酶酶
13、解后提取rRNA
B.用無水乙醇處理菠菜葉片,提取葉綠體基粒膜上的光合色素
C.通過分子雜交手段,用熒光物質標記的目的基因進行染色體基因定位
D.將抑制成熟基因導入番茄,其mRNA與催化成熟酶基因的mRNA互補結合,終止后者翻譯,延遲果實成熟
解析 (1)DNA酶的作用是催化DNA的水解,故DNA水解的實質是磷酸二酯鍵的斷裂,所以DNA酶作用部位是磷酸二酯鍵。蛋白酶具有催化蛋白質水解的作用,蛋白質水解的實質是破壞肽鍵,所以蛋白酶作用的部位是肽鍵。
(2)這兩個過程分別利用了不同酶催化,利用了酶的專一性。
(3)構建重組質粒時要使用限制性核酸內切酶和DNA連接酶,其中限制性核酸內切酶
14、需要根據要切割的序列進行選擇,因為一種限制性核酸內切酶只能識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列,并在特定部位進行切割。
(4)基因的上游非編碼區(qū)有一段特定的核苷酸序列,是RNA聚合酶識別和結合的位點,此段序列稱為基因的啟動子。
(5)A項利用了蛋白酶只能與蛋白質特異性結合,專一性的催化蛋白質的水解。B項利用的是相似相溶的原理,有機溶劑既可以是無水乙醇,也可以是丙酮等其他有機溶劑。C項利用了DNA探針與目的基因特異性結合的特點。D項利用了堿基互補配對原則。所以,利用分子間特異性結合性質的有A、C、D三項。
答案 (1)磷酸二酯 肽
(2)專一性
(3)限制性核酸內切
(4)啟動子(或轉
15、錄起始區(qū))
(5)A、C、D
11.(2011·江蘇)請回答基因工程方面的有關問題:
(1)利用PCR技術擴增目的基因,其原理與細胞內DNA復制類似(如下圖所示)。圖中引物為單鏈DNA片段,它是子鏈合成延伸的基礎。
①從理論上推測,第四輪循環(huán)產物中含有引物A的DNA片段所占的比例為________。
②在第________輪循環(huán)產物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段。
(2)設計引物是PCR技術關鍵步驟之一。某同學設計的兩組引物 (只標注了部分堿基序列)都不合理(如下圖),請分別說明理由。
①第1組:____________,②第2組:__________。
(
16、3)PCR反應體系中含有熱穩(wěn)定DNA聚合酶,下面的表達式不能正確反映DNA聚合酶的功能,這是因為_________。
(4)用限制酶EcoRV,MboⅠ單獨或聯(lián)合切割同一種質粒,得到的DNA片段長度如下圖(1 kb即1 000個堿基對),請在答題卡的指定位置畫出質粒上EcoRV、MboⅠ的切割位點。
解析 (1)①第四輪循環(huán),共得到16個DNA分子,其中只有1個DNA分子不含引物A,所以含引物A的DNA片段占。
②分析可看出從第三輪循環(huán)產物中開始出現(xiàn)兩條脫氧核苷酸鏈等長的DNA片段,長度可為DNA總長度減去引物A,或者為DNA總長度減去引物B。
(2)第1組引物Ⅰ和引物Ⅱ會發(fā)生
17、堿基互補配對,第2組中引物Ⅰ自身折疊會發(fā)生堿基互補配對。
(3)DNA聚合酶的作用是將單個的脫氧核苷酸連接到雙鏈DNA片段的引物鏈上。
(4)由題圖可看出質粒總長度為14 kb,切割質粒時EcoRV有1個切割位點,MboⅠ有2個切割位點,然后根據圖示數據畫出切割位點即可。
答案 (1)①15/16?、谌?
(2)①引物Ⅰ和引物Ⅱ局部發(fā)生堿基互補配對而失效?、谝铫瘛渥陨碚郫B后會出現(xiàn)局部堿基互補配對而失效
(3)DNA聚合酶只能將單個脫氧核苷酸連續(xù)結合到雙鏈DNA片段的引物鏈上
(4)見下圖
12.(2012·東北三省四市統(tǒng)考)科學家通過轉基因技術獲得了含有人生長激素基因的奶牛,
18、如果要加速轉基因奶牛的繁育,可以對此轉基因奶牛進行克隆(如下圖所示),請結合圖示回答下列問題。
(1)在進行細胞培養(yǎng)時,要對取自轉基因奶牛的組織細胞進行分離,形成單個細胞,這個過程中需要利用________酶處理。
(2)形成重組細胞時應選用________期的卵母細胞,并去掉其細胞核的原因是__________________________________。
(3)如果重組細胞為貼附性細胞,則在進行原代培養(yǎng)時,會表現(xiàn)出________和________等特點。
(4)圖中犢牛并非是對體細胞核供體母牛100%的復制,其原因主要有__________________________
19、__、________________________。
(5)上圖中所示的生物技術整體被稱為________。其包括的具體生物技術有________、________等。轉基因奶牛的克隆成功,說明了動物________具有全能性。
解析 在進行細胞培養(yǎng)時,要用胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)對組織細胞進行分離,形成單個細胞。形成重組細胞時要用MⅡ中期的卵母細胞,去掉其細胞核,使克隆出的動物個體的遺傳物質幾乎全部來自供體細胞,具有供體的遺傳性狀,少量的遺傳物質來自卵細胞的細胞質。原代培養(yǎng)時,會出現(xiàn)細胞貼壁和接觸抑制??寺游镉玫降募夹g有核移植(或體細胞核移植)、細胞培養(yǎng)、胚胎移植。
答案 (1)胰蛋白(或膠原蛋白)
(2)MⅡ中(或減Ⅱ中) 使克隆出的動物個體的遺傳物質幾乎全部來自供體細胞(或“避免卵細胞中的遺傳物質對后代造成干擾”)
(3)貼壁生長(或細胞貼壁) 接觸抑制(兩空順序可以顛倒)
(4)生物的性狀受細胞核基因和細胞質基因共同控制 生物的性狀還受環(huán)境因素的影響(兩空順序可以顛倒)
(5)核移植(或體細胞核移植) 細胞培養(yǎng) 胚胎移植 體細胞的細胞核