2019版高考生物一輪總復(fù)習(xí) 現(xiàn)代生物科技專題 專題1、4 基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題課時練 選修3.doc

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專題1、4　基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題 1．人類在預(yù)防與診療傳染性疾病的過程中，經(jīng)常使用疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒表面的A蛋白為主要抗原，疫苗生產(chǎn)和抗體制備的部分流程如下圖： (1)過程①代表的是____________。 (2)過程③構(gòu)建A基因重組載體時，必須使用限制性核酸內(nèi)切酶和________________兩種工具酶。由過程③構(gòu)建的A基因重組載體，其組成除了目的基因外，還必須有啟動子、______________________以及復(fù)制原點等。 (3)過程④要檢測A基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞，常用的方法是________________法；要檢測A基因在受體細(xì)胞內(nèi)是否翻譯出蛋白質(zhì)，需用____________法。 (4)過程⑦采用的實驗技術(shù)是________________________________________________。 2．(2017年河南平頂山二模)閱讀如下材料： 材料甲　科學(xué)家將牛生長激素基因?qū)胄∈笫芫褍?nèi)，得到了體型巨大的“超級小鼠”；科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出轉(zhuǎn)基因煙草。 材料乙　T4溶菌酶在溫度較高時易失去活性，科學(xué)家對編碼T4溶菌酶的基因進(jìn)行改造，使其表達(dá)的T4溶菌酶的第3位的異亮氨酸變?yōu)榘腚装彼?，在該半胱氨酸與第97位的半胱氨酸之間形成了一個二硫鍵，提高了T4溶菌酶的耐熱性。 材料丙　兔甲和兔乙是同一物種的兩個雌性個體，科學(xué)家將兔甲受精卵發(fā)育成的胚胎移植到兔乙的體內(nèi)，成功產(chǎn)出兔甲的后代，證實了同一物種的胚胎可在不同個體的體內(nèi)發(fā)育。 回答下列問題： (1)材料甲屬于基因工程的范疇。將基因表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠的受精卵中常用__________法。在培育轉(zhuǎn)基因植物時，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，農(nóng)桿菌的作用是感染植物，將__________轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中。 (2)材料乙屬于______________工程范疇。該工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對____________進(jìn)行改造，或制造一種__________的技術(shù)。在該實例中，引起T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)改變的原因是組成該酶肽鏈的__________序列發(fā)生了改變。 (3)材料丙屬于胚胎工程的范疇。胚胎移植是指將獲得的早期胚胎移植到__________種的、生理狀況相同的另一個雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育成新個體的技術(shù)。在材料丙的實例中，兔甲稱為__________體。 3．(2017年吉林八模)復(fù)合型免疫缺陷癥(SCID)患者缺失ada基因，利用現(xiàn)代生物工程技術(shù)將人正常ada基因轉(zhuǎn)入患者自身T細(xì)胞，可改善患者的免疫功能。如圖顯示該過程的主要步驟，回答下列問題： (1)圖中所示獲取正常ada基因的方法是從基因文庫中獲取目的基因，基因文庫包括基因組文庫和__________。若要大量獲取該目的基因，可通過PCR技術(shù)進(jìn)行擴增。PCR技術(shù)是利用__________的原理，將基因的核苷酸序列不斷加以復(fù)制。 (2)與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制過程相比，PCR技術(shù)的不同點有：需要__________DNA聚合酶，另一個不同之處表現(xiàn)在溫度控制方面，在PCR中先用90 ℃～95 ℃左右高溫處理的目的是__________，而這一過程在細(xì)胞內(nèi)是通過__________的催化作用實現(xiàn)的。 (3)將人正常ada基因轉(zhuǎn)入患者自身T細(xì)胞進(jìn)行治病的方法叫作__________。 (4)在該治療方案中，病毒DNA起__________作用，ada基因整合到病毒核酸上需使用的工具酶有______________________。 4．(2018年吉林長春質(zhì)檢)2,4D作為除草劑在農(nóng)田中大量使用，研究人員認(rèn)為它是某種淋巴癌的致病因子。為降低2,4D的危害，科研人員通過基因工程技術(shù)構(gòu)建了能高效降解2,4D的基因工程菌。請回答下列問題： (1)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常會使用________濃度2,4D對麥田進(jìn)行除草，在殺死雜草的同時卻不會對小麥生長造成損害，原因是__________________。 (2)從被2,4D污染的土壤中得到能降解2,4D的細(xì)菌，從該細(xì)菌中提取RNA，構(gòu)建________文庫，進(jìn)一步獲得目的基因。 (3)PCR技術(shù)擴增目的基因的過程：目的基因DNA受熱變性后解旋為單鏈，引物與單鏈相應(yīng)互補序列結(jié)合，然后在________________作用下進(jìn)行延伸，如此重復(fù)循環(huán)多次，使目的基因的數(shù)量呈________形式擴增。 (4)一個基因表達(dá)載體的組成中要有標(biāo)記基因，標(biāo)記基因的作用是為了鑒別受體細(xì)胞中__________。欲知基因工程成功與否，需要進(jìn)行________水平的檢測，有時還需進(jìn)行________________水平的鑒定。 5．胰島素A、B鏈分別表達(dá)法是生產(chǎn)胰島素的方法之一。下圖1是該方法所用的基因表達(dá)載體，圖2表示利用大腸桿菌作為工程菌生產(chǎn)人胰島素的基本流程(融合蛋白A、B分別表示β半乳糖苷酶與胰島素A、B鏈融合的蛋白)。請回答下列問題： 圖1 圖2 (1)圖1基因表達(dá)載體中沒有標(biāo)注出來的基本結(jié)構(gòu)是________。 (2)圖1中啟動子是________酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能啟動目的基因的表達(dá)；氨芐青霉素抗性基因的作用是________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時必需的工具酶有____________________。 (4)β半乳糖苷酶與胰島素A鏈或B鏈融合表達(dá)，可將胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點隱藏在內(nèi)部，其意義在于_______________________________________________________。 (5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵，用溴化氰處理相應(yīng)的融合蛋白能獲得完整的A鏈或B鏈，且β半乳糖苷酶被切成多個肽段，這是因為___________________________ _________________________________________________________________________________________________________________。 (6)根據(jù)圖2中胰島素的結(jié)構(gòu)，請推測每個胰島素分子中所含游離氨基的數(shù)量。你的推測結(jié)果是______，理由是____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 專題1、4　基因工程、生物技術(shù)的安全性和倫理問題 1.(1)逆轉(zhuǎn)錄　(2)DNA連接酶　終止子、標(biāo)記基因 (3)DNA分子雜交　抗原—抗體雜交 (4)細(xì)胞融合技術(shù) 解析：(1)分析流程圖可知①是逆轉(zhuǎn)錄過程。(2)構(gòu)建A基因重組載體時，首先需用限制性核酸內(nèi)切酶切割含有A基因的外源DNA分子和運載體，再用DNA連接酶連接A基因和運載體形成A基因重組載體。重組載體的結(jié)構(gòu)包括目的基因、啟動子、終止子、標(biāo)記基因、復(fù)制原點等。(3)要檢測目的基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞，常用的是DNA分子雜交法，檢測目的基因是否表達(dá)可用抗原—抗體雜交的方法。(4)⑦是動物細(xì)胞融合過程，需采用細(xì)胞融合技術(shù)。 2．(1)顯微注射　目的基因 (2)蛋白質(zhì)　現(xiàn)有蛋白質(zhì)　新蛋白質(zhì)　氨基酸 (3)同　供 解析：(1)將基因表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠的受精卵中常用顯微注射法；在培育轉(zhuǎn)基因植物時，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，使用農(nóng)桿菌的原因是農(nóng)桿菌可感染植物，農(nóng)桿菌的作用是將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中；(2)材料乙屬于蛋白質(zhì)工程范疇；該工程是指以分子生物學(xué)相關(guān)理論為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造一種新蛋白質(zhì)的技術(shù)；在該實例中，引起T4溶菌酶空間結(jié)構(gòu)改變的原因是組成該酶肽鏈的氨基酸序列發(fā)生了改變；(3)胚胎移植是指將獲得的早期胚胎移植到同種的、生理狀況相同的另一個雌性動物體內(nèi)，使之繼續(xù)發(fā)育成新個體的技術(shù)；在材料丙的實例中，兔甲稱為供體，兔乙稱為受體。 3．(1)部分基因文庫(cDNA文庫)　DNA復(fù)制 (2)熱穩(wěn)定　使DNA變性(解旋)　解旋酶 (3)基因治療 (4)運載體(載體)　限制酶和DNA連接酶 解析：(1)基因文庫包括基因組文庫和部分基因文庫(cDNA文庫)。PCR技術(shù)利用DNA復(fù)制的原理，將基因的核苷酸序列不斷加以復(fù)制。(2)PCR技術(shù)需要熱穩(wěn)定DNA聚合酶，擴增過程中先用90～95℃左右高溫處理使DNA變性(解旋)，這一過程在細(xì)胞內(nèi)是通過解旋酶的催化作用實現(xiàn)的。 (3)將人正常ada基因轉(zhuǎn)入患者自身T細(xì)胞進(jìn)行治病的方法叫作基因治療。(4)在該治療方案中，病毒DNA起運載體(載體)作用，ada基因整合到病毒核酸上需使用限制酶和DNA連接酶。 4．(1)高　不同植物對2,4D的敏感程度不同 (2)cDNA(部分基因) (3)熱穩(wěn)定DNA聚合酶(或Taq酶)　指數(shù) (4)是否含有目的基因　分子　個體生物學(xué)(或個體) 解析：(1)2,4D是生長素類似物，利用不同植物對其敏感程度不同，可用其除去麥田雜草。(2)從工程菌中提取RNA構(gòu)建的基因文庫是部分基因文庫(cDNA文庫)。(3)PCR技術(shù)用熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)延伸，多次循環(huán)呈指數(shù)(2n)增長。(4)標(biāo)記基因的作用是為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因。欲知基因工程成功與否，需要進(jìn)行分子水平的檢測，有時還需進(jìn)行個體生物學(xué)水平的鑒定。 5．(1)終止子 (2)RNA聚合　作為標(biāo)記基因，將含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌篩選出來 (3)限制酶和DNA連接酶 (4)防止胰島素的A、B鏈被菌體內(nèi)蛋白酶降解 (5)β半乳糖苷酶中含多個甲硫氨酸，而胰島素A、B鏈中不含甲硫氨酸 (6)至少2個　兩條肽鏈的一端各有一個游離的氨基，氨基酸R基團中可能還含有游離的氨基 解析：(1)基因表達(dá)載體中應(yīng)具有啟動子、目的基因、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點。(2)啟動子是轉(zhuǎn)錄過程中RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，有了它才能啟動目的基因的表達(dá)。圖中的氨芐青霉素抗性基因作為標(biāo)記基因，可用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基篩選含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌。(3)構(gòu)建基因表達(dá)載體時，需要用同種限制酶分別切割目的基因和載體，然后用DNA連接酶將目的基因和載體連接。(4)胰島素肽鏈上具有蛋白酶的切割位點，會導(dǎo)致胰島素被菌體內(nèi)的蛋白酶降解，而通過融合表達(dá)將切割位點隱藏在內(nèi)部可防止胰島素的A、B鏈被菌體內(nèi)的蛋白酶降解。(5)根據(jù)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵，并結(jié)合β半乳糖苷酶被切成多個肽段，獲得了完整的胰島素A鏈、B鏈這一信息，可以推測β半乳糖苷酶中含有多個甲硫氨酸，而胰島素A鏈、B鏈不含甲硫氨酸。(6)每一條肽鏈的兩個末端分別含有一個氨基和一個羧基，某些氨基酸的R基中也可能含有游離的氨基，因此含兩條肽鏈的胰島素中至少含有2個游離的氨基。