（江蘇專用）2019高考生物二輪復習 非選擇題沖擊高分規(guī)范練 命題點6 現(xiàn)代生物科技專題.doc

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命題點6　現(xiàn)代生物科技專題 真題重溫練(A卷) 1．(2018江蘇，32)為生產(chǎn)具有特定性能的α淀粉酶，研究人員從某種海洋細菌中克隆了α淀粉酶基因(1 656個堿基對)，利用基因工程大量制備α淀粉酶，實驗流程見下圖。請回答下列問題： (1)利用PCR技術(shù)擴增α淀粉酶基因前，需先獲得細菌的________________。 (2)為了便于擴增的DNA片段與表達載體連接，需在引物的________端加上限制性酶切位點，且常在兩條引物上設(shè)計加入不同的限制性酶切位點，主要目的是_____________________ ________________________________________________________________________。 (3)進行擴增時，反應的溫度和時間需根據(jù)具體情況進行設(shè)定，下列選項中________的設(shè)定與引物有關(guān)，________的設(shè)定與擴增片段的長度有關(guān)。(填序號) ①變性溫度?、谕嘶饻囟取、垩由鞙囟取、茏冃詴r間　⑤退火時間?、扪由鞎r間 (4)下圖表示篩選獲得的工程菌中編碼α淀粉酶的mRNA的部分堿基序列： 圖中虛線框內(nèi)mRNA片段包含________個密碼子，如虛線框后的序列未知，預測虛線框后的第一個密碼子最多有________種。 (5)獲得工程菌表達的α淀粉酶后，為探究影響酶活性的因素，以濃度為1%的可溶性淀粉為底物測定酶活性，結(jié)果如下： 緩沖液 50 mmol/L Na2HPO4KH2PO4 50 mmol/L TrisHCl 50 mmol/L GlyNaOH pH 6.0 6.5 7.0 7.5 7.5 8.0 8.5 9.0 9.0 9.5 10.0 10.5 酶相對活性% 25.4 40.2 49.8 63.2 70.1 95.5 99.5 85.3 68.1 63.7 41.5 20.8 根據(jù)上述實驗結(jié)果，初步判斷該α淀粉酶活性最高的條件為_________________________。 答案　(1)基因組DNA　(2)5′　使DNA片段能定向插入表達載體，減少自連　(3)②　⑥　(4)8　13　(5)pH為8.5，緩沖液為50 mmol/L TrisHCl 解析　(1)利用PCR技術(shù)擴增α淀粉酶基因前，需先獲得細菌的基因組DNA作為模板，并依據(jù)α淀粉酶基因兩端的部分核苷酸序列合成兩條引物。(2)利用PCR技術(shù)擴增DNA時，只能從3′端延伸DNA子鏈，為了便于擴增的DNA片段與表達載體連接，需在引物的5′端加上限制性酶切位點，并且要注意在兩條引物上設(shè)計加入不同的限制性酶切位點，這樣既能防止目的基因、載體的自身連接，又能確保目的基因與表達載體的定向連接。(3)PCR技術(shù)包括變性、退火(復性)和延伸三步，變性溫度決定PCR反應中雙鏈DNA的解鏈，且時間很短；退火時引物結(jié)合到互補的DNA單鏈上，退火溫度由引物復性溫度決定，其溫度設(shè)定與引物的長度、堿基組成及濃度等有關(guān)；延伸時間與產(chǎn)物片段的長度有關(guān)。(4)圖中虛線框內(nèi)共含有24個堿基，mRNA上3個相鄰的堿基編碼1個氨基酸，故共包含8個密碼子。虛線框后的第1個密碼子的第1個堿基是U，第2和第3個堿基各有4種可能性，因此共有16種可能性。題干表明控制α淀粉酶的基因有1 656個堿基對，說明圖中虛線框后的第一個密碼子肯定不是終止密碼子(3種終止密碼子為UAA、UAG、UGA)，故虛線框后第一個密碼子實際最多有16－3＝13種可能性。(5)分析表格中的數(shù)據(jù)，酶相對活性最高為99.5%，對應的條件是pH為8.5，緩沖液為50 mmol/L TrisHCl。 2．(2017江蘇，33)金屬硫蛋白(MT)是一類廣泛存在的金屬結(jié)合蛋白，某研究小組計劃通過多聚酶鏈式反應(PCR)擴增獲得目的基因，構(gòu)建轉(zhuǎn)基因工程菌，用于重金屬廢水的凈化處理。PCR 擴增過程示意圖如下，請回答下列問題： (1)從高表達MT蛋白的生物組織中提取mRNA，通過__________獲得________用于PCR擴增。 (2)設(shè)計一對與MT基因兩端序列互補配對的引物(引物1和引物2)，為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒，在引物中需要增加適當?shù)腳___________________位點。設(shè)計引物時需要避免引物之間形成________________，而造成引物自連。 (3)圖中步驟1代表________，步驟2代表退火，步驟3代表延伸，這三個步驟組成一輪循環(huán)。 (4)PCR擴增時，退火溫度的設(shè)定是成敗的關(guān)鍵。退火溫度過高會破壞______________的堿基配對。退火溫度的設(shè)定與引物長度、堿基組成有關(guān)，長度相同但__________的引物需要設(shè)定更高的退火溫度。 (5)如果PCR反應得不到任何擴增產(chǎn)物，則可以采取的改進措施有________(填序號：①升高退火溫度?、诮档屯嘶饻囟取、壑匦略O(shè)計引物)。 答案　(1)逆轉(zhuǎn)錄　cDNA　(2)限制性核酸內(nèi)切酶　堿基互補配對　(3)變性　(4)引物與模板之間　GC堿基含量高　(5)②③ 解析　(1)由mRNA獲得目的基因片段需通過逆轉(zhuǎn)錄，獲得的基因片段為cDNA。(2)為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒，宜在引物中增加適當?shù)南拗菩院怂醿?nèi)切酶位點，以便使復制出的目的基因兩端含限制酶切位點；設(shè)計引物時，需避免引物之間堿基互補配對，而造成引物間自連。(3)圖中步驟1為高溫下實現(xiàn)DNA變性解鏈。(4)PCR擴增時，若退火溫度過高則會破壞引物與模板間的堿基互補配對。DNA片段中A與T間形成兩個氫鍵，而G與C間可形成三個氫鍵，GC堿基含量越高時DNA分子越穩(wěn)定，其退火溫度就越高。(5)若PCR反應得不到任何擴增產(chǎn)物，則可通過降低退火溫度及重新設(shè)計引物等措施，以便使引物與模板結(jié)合，從而進行后序擴增過程。 3．(2016江蘇，33)下表是幾種限制酶識別序列及其切割位點，圖1、圖2中標注了相關(guān)限制酶的酶切位點，其中切割位點相同的酶不重復標注。請回答下列問題： 限制酶 BamHⅠ BclⅠ Sau3AⅠ HindⅢ 識別序列 及切割位點 ↓　　　 G GATC C C CTAG G 　　　↑ ↓　　　 T GATC A A CTAG T 　　　↑ ↓　　　 GATC CTAG 　　　↑ ↓　　　 A AGCT T T TCGA A 　　　↑ (1)用圖中質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，應選用________兩種限制酶切割，酶切后的載體和目的基因片段，通過________酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴增重組質(zhì)粒，需將其轉(zhuǎn)入處于________態(tài)的大腸桿菌。 (2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應在篩選平板培養(yǎng)基中添加________，平板上長出的菌落，常用PCR鑒定，所用的引物組成為圖2中________。 (3)若BamHⅠ酶切的DNA末端與BclⅠ酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為________，對于該部位，這兩種酶________(填“都能”“都不能”或“只有一種能”)切開。 (4)若用Sau3AⅠ切圖1質(zhì)粒最多可能獲得________種大小不同的DNA片段。 答案　(1)BclⅠ和HindⅢ　DNA連接　感受 (2)四環(huán)素　引物甲和引物丙 (3)　都不能　(4)7 解析　(1)選擇的限制酶應在目的基因兩端存在識別位點，且至少有一個標記基因，BamHⅠ會破壞兩個標記基因，因此只能選BclⅠ和HindⅢ。酶切后的載體和目的基因片段，通過DNA連接酶作用后獲得重組質(zhì)粒。為了擴增重組質(zhì)粒，需將其轉(zhuǎn)入處于感受態(tài)的大腸桿菌。(2)為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，根據(jù)質(zhì)粒上的抗性基因，應在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素。PCR技術(shù)要求兩種引物分別和目的基因的兩條單鏈結(jié)合，沿相反的方向合成子鏈。(3)根據(jù)BamH Ⅰ和Bcl Ⅰ的酶切位點，BamH Ⅰ酶切的DNA末端與Bcl Ⅰ酶切的DNA末端連接，連接部位的6個堿基對序列為，與兩種酶的酶切位點均不同。(4)根據(jù)BamHⅠ、BclⅠ和Sau3AⅠ的酶切位點，Sau3AⅠ在質(zhì)粒上有三個酶切位點，完全酶切可得到記為A、B、C三種片段，若部分位點被切開，可得到AB、AC、BC、ABC四種片段，所以用Sau3AⅠ切圖1質(zhì)粒最多可能獲得7種大小不同的DNA片段。 4．(2015江蘇，33)熒光原位雜交可用熒光標記的特異DNA片段為探針，與染色體上對應的DNA片段結(jié)合，從而將特定的基因在染色體上定位。請回答下列問題： (1)DNA熒光探針的制備過程如圖1所示，DNA酶Ⅰ隨機切開了核苷酸之間的__________鍵從而產(chǎn)生切口，隨后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以熒光標記的____________為原料，合成熒光標記的DNA探針。 (2)圖2表示探針與待測基因結(jié)合的原理。先將探針與染色體共同煮沸，使DNA雙鏈中________鍵斷裂，形成單鏈。隨后在降溫復性過程中，探針的堿基按照________________________原則，與染色體上的特定基因序列形成較穩(wěn)定的雜交分子。圖中兩條姐妹染色單體中最多可有________條熒光標記的DNA片段。 (3)A、B、C分別代表不同來源的一個染色體組，已知AA和BB中各有一對同源染色體可被熒光探針標記。若植物甲(AABB)與植物乙(AACC)雜交，則其F1有絲分裂中期的細胞中可觀察到________個熒光點；在減數(shù)第一次分裂形成的兩個子細胞中分別可觀察到________個熒光點。 答案　(1)磷酸二酯　脫氧核苷酸　(2)氫　堿基互補配對　4　(3)6　2和4 解析　(1)由圖1所知，DNA酶Ⅰ使DNA鏈斷裂，即該酶作用于相鄰脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵；DNA探針的本質(zhì)是被熒光標記的DNA片段，合成原料為脫氧核苷酸。(2)通過熱變性，使DNA堿基對之間的氫鍵斷裂，復性時能重新形成氫鍵，并且遵循堿基互補配對原則，形成雜交DNA分子。兩條姐妹染色單體中含有四條模板鏈，最多可與四個被熒光標記的DNA探針結(jié)合形成4條熒光標記的DNA片段。(3)植物甲(AABB)形成的配子染色體組成為AB，植物乙AACC的配子染色體組成為AC，受精后的合子染色體組成為(AABC)，又由于 AA 和 BB 中各有一對同源染色體可被熒光探針標記，則AABC將會有3條染色體被標記，在有絲分裂中期即可觀察到6條染色單體上的6個熒光點。該植株(AABC)細胞減數(shù)分裂時，AA染色體組可以正常聯(lián)會，并且會發(fā)生同源染色體分離，減數(shù)第一次分裂形成的兩個子細胞分別獲得一個A染色體組，而B染色體組內(nèi)沒有同源染色體存在，B中的染色體隨機進入兩個子細胞中，因此其中一個子細胞含有A和B染色體組內(nèi)含有2條能被標記的染色體，即可標記4條染色單體，可以看到4個熒光點；另一子細胞只含有A中1條能被標記的染色體，即2條染色單體，可以觀察到2個熒光點。 5．(2015江蘇，32)胰島素A、B鏈分別表達法是生產(chǎn)胰島素的方法之一。圖1是該方法所用的基因表達載體，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： (1)圖1基因表達載體中沒有標注出來的基本結(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；氨芐青霉素抗性基因的作用是________________________________________________。 (3)構(gòu)建基因表達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，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_______________________________________________________。 答案　(1)終止子　(2)RNA聚合　作為標記基因，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)的蛋白酶降解 (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)基因表達載體包含啟動子、終止子、目的基因和標記基因等。(2)啟動子是RNA聚合酶的識別和結(jié)合位點。氨芐青霉素抗性基因可作為標記基因。(3)基因工程中使用的工具酶包括限制酶和DNA 連接酶。(4)胰島素肽鏈上蛋白酶的切割位點隱藏起來，將無法被蛋白酶所識別，防止被水解。(5)溴化氰能切斷肽鏈中甲硫氨酸羧基端的肽鍵，若經(jīng)溴化氰處理相應融合蛋白能獲得完整的A鏈和B鏈，表明胰島素A鏈、B鏈上并無溴化氰作用位點，溴化氰不能將胰島素A鏈、B鏈切斷；同理，β半乳糖苷酶能被切成“多個肽段”，表明其具有多個切點(即“甲硫氨酸”)。(6)胰島素分子含有兩條鏈，至少有2個游離氨基分別位于2條肽鏈的一端，并且R 基團中可能也含有游離的氨基。 6．(2014江蘇，29)為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)。請回答下列問題： (1)外植體經(jīng)誘導后形成愈傷組織的過程稱為______________________________。 (2)在愈傷組織懸浮培養(yǎng)時，細胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如下圖所示。細胞干重在12 d后下降的原因有________________________________；培養(yǎng)液中蔗糖的作用是________________、________________。 (3)多倍體愈傷組織細胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細胞經(jīng)______________處理，會產(chǎn)生染色體加倍的細胞。為檢測愈傷組織細胞染色體數(shù)目，壓片前常用纖維素酶和________酶解離愈傷組織。若愈傷組織細胞(2n)經(jīng)誘導處理后，觀察到染色體數(shù)為8n的細胞，合理的解釋是_____________________、__________________。 (4)為了更好地獲得次生代謝產(chǎn)物，生產(chǎn)中采用植物細胞的固定化技術(shù)，其原理與酵母細胞固定化類似。下列說法正確的有________(填序號)。 ①選取旺盛生長的愈傷組織細胞包埋?、诒仨氃诠庹諚l件下培養(yǎng)?、叟囵B(yǎng)過程中需通空氣?、芄潭ɑ笾参锛毎L會變慢 答案　(1)脫分化　(2)蔗糖濃度下降，pH降低　提供能量　調(diào)節(jié)滲透壓　(3)秋水仙素(低溫)　果膠　經(jīng)加倍到4n的細胞處于有絲分裂后期　經(jīng)加倍到8n的細胞處于有絲分裂中期　(4)①③④ 解析　(1)外植體經(jīng)誘導形成愈傷組織的過程稱為脫分化。(2)觀察圖示可知，12 d后蔗糖濃度和pH都下降到較低水平，影響能量的供應和酶的活性，導致細胞干重下降。另外，培養(yǎng)液中的蔗糖還具有調(diào)節(jié)滲透壓的作用。(3)在細胞分裂過程中，用低溫或秋水仙素處理，都可抑制紡錘體的形成，使細胞中染色體數(shù)目加倍。愈傷組織的細胞之間含有纖維素和果膠，欲將其分散成單個細胞，壓片前需用纖維素酶和果膠酶處理。愈傷組織細胞經(jīng)誘導處理后，有的細胞染色體數(shù)目加倍(4n)，有的細胞染色體數(shù)目未加倍(2n)，也可能有的細胞在連續(xù)分裂中每次都因低溫或秋水仙素的作用抑制了紡錘體的形成，導致細胞中染色體數(shù)目連續(xù)加倍，出現(xiàn)染色體數(shù)目為8n的細胞。所以染色體數(shù)目加倍到4n的細胞處于有絲分裂后期時染色體數(shù)目為8n，染色體數(shù)目加倍到8n的細胞處于有絲分裂中期時染色體數(shù)目也為8n。(4)為了更好地獲得次生代謝產(chǎn)物，應選用生長旺盛的愈傷組織。愈傷組織細胞內(nèi)無葉綠體，無法進行光合作用，因此不需要光照；培養(yǎng)過程要通入無菌空氣，確保細胞正常生命活動的進行。細胞的固定化通常使用包埋法，由于包埋材料的影響，營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的擴散都受到一定的影響，所以固定化后植物細胞生長速度變慢。 7．(2018全國Ⅰ，38)回答下列問題： (1)博耶( H. Boyer)和科恩(S. Cohen)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導入大腸桿菌細胞中進行了表達。該研究除證明了質(zhì)?？梢宰鳛檩d體外，還證明了_______________ ________________________________________________________________________ _____________________________________________________(答出兩點即可)。 (2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2＋參與的______________方法導入大腸桿菌細胞；而體外重組的噬菌體DNA通常需與______________組裝成完整噬菌體后，才能通過侵染的方法將重組的噬菌體DNA導入宿主細胞。在細菌、心肌細胞、葉肉細胞中，可作為重組噬菌體宿主細胞的是________。 (3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內(nèi)表達時，表達出的蛋白質(zhì)可能會被降解。為防止蛋白質(zhì)被降解，在實驗中應選用________________的大腸桿菌作為受體細胞，在蛋白質(zhì)純化的過程中應添加________的抑制劑。 答案　(1)體外重組的質(zhì)粒可以進入受體細胞；真核生物的基因可在原核細胞中表達　(2)轉(zhuǎn)化　外殼蛋白(或噬菌體蛋白)　細菌　(3)蛋白酶缺陷型　蛋白酶 解析　(1)將非洲爪蟾核糖體蛋白基因與質(zhì)粒重組后導入大腸桿菌細胞中進行了表達，該過程證明了體外重組的質(zhì)?？梢赃M入受體細胞，真核生物的基因可在原核細胞中表達等。(2)體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2＋處理，目的是增大細胞的通透性，使重組的質(zhì)粒能夠?qū)氲绞荏w細胞內(nèi)，因此體外重組的質(zhì)?？赏ㄟ^Ca2＋參與的轉(zhuǎn)化方法導入大腸桿菌細胞。體外重組的噬菌體DNA通常需與蛋白質(zhì)外殼組裝成完整的噬菌體后，才能通過侵染的方法將重組噬菌體DNA導入受體細胞，噬菌體侵染并寄生在細菌中，而不能寄生在其他細胞中，因此可作為重組噬菌體宿主細胞的是細菌。(3)真核生物基因(目的基因)在大腸桿菌細胞內(nèi)表達時，表達出的蛋白質(zhì)可能會被酶降解，為防止蛋白質(zhì)被降解，可以選用不能產(chǎn)生該蛋白酶的缺陷細菌以及使用能夠抑制蛋白酶活性的藥物，因此為防止蛋白質(zhì)被降解，在實驗中應選用蛋白酶缺陷型的大腸桿菌作為受體細胞，在蛋白質(zhì)純化的過程中應添加蛋白酶的抑制劑。 8．(2018全國Ⅲ，38)2018年《細胞》期刊報道，中國科學家率先成功地應用體細胞對非人靈長類動物進行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”。回答下列問題： (1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程，核移植是指_________________。通過核移植方法獲得的克隆猴，與核供體相比，克隆猴體細胞的染色體數(shù)目______(填“減半”“加倍”或“不變”)。 (2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細胞核移植和體細胞核移植，胚胎細胞核移植獲得克隆動物的難度________(填“大于”或“小于”)體細胞核移植，其原因是________________。 (3)在哺乳動物核移植的過程中，若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體，通常，所得到的兩個克隆動物體細胞的常染色體數(shù)目________(填“相同”或“不同”)，性染色體組合________(填“相同”或“不同”)。 答案　(1)將動物的一個細胞核，移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中　不變　(2)小于　胚胎細胞分化程度低，恢復全能性相對容易　(3)相同　不同 解析　(1)核移植是指將動物的一個細胞核，移入一個已去掉細胞核的卵母細胞中，形成重組細胞。重組細胞形成的早期胚胎可移植到受體子宮內(nèi)進一步發(fā)育，最終分娩得到克隆動物。因為染色體在細胞核中，所以克隆動物體細胞的染色體數(shù)目與提供細胞核的個體的體細胞相同。 (2)由于動物的胚胎細胞分化程度低，恢復全能性相對容易，而動物的體細胞分化程度高，恢復全能性十分困難，因此，動物體細胞核移植的難度明顯高于胚胎細胞核移植。 (3)哺乳動物雌雄個體的體細胞中，細胞核內(nèi)常染色體的數(shù)目是相同的，性染色體組合是不同的。若分別以雌性個體和雄性個體的體細胞作為核供體，則得到的克隆動物的體細胞中常染色體的數(shù)目相同，性染色體組合不同。 模擬對位練(B卷) 1．(2018江蘇揚、通、泰、徐、淮、宿、連七市高三調(diào)研)研究人員為探究紫檀芪對胃癌細胞增殖和凋亡的影響及其機理，進行了如下實驗，以期為臨床應用提供依據(jù)。 實驗一：紫檀芪對胃癌細胞的增殖影響研究 取等量旺盛增殖的胃癌細胞，分別接種到含不同濃度紫檀芪的培養(yǎng)液中，分別培養(yǎng)24 h、48 h、72 h后收集細胞。運用臺盼藍拒染法統(tǒng)計活細胞數(shù)量，并計算癌細胞增殖抑制率，結(jié)果如圖1(癌細胞增殖抑制率＝100%)。 實驗二：紫檀芪對胃癌細胞凋亡蛋白表達的影響研究　用含不同濃度紫檀芪的培養(yǎng)液培養(yǎng)旺盛增殖的胃癌細胞。48 h后電泳比較幾種細胞凋亡指示蛋白的含量(Caspase9是一種凋亡啟動因子；Bax能引起線粒體穿孔導致線粒體內(nèi)物質(zhì)外流；Bcl2蛋白是細胞存活促進因子，能抑制細胞凋亡)，結(jié)果如圖2。 請回答下列問題： (1)培養(yǎng)胃癌細胞時，培養(yǎng)液中加入胎牛血清的作用是________________________，培養(yǎng)箱中充入5% CO2的作用是__________________。在進行傳代培養(yǎng)時不能使用胃蛋白酶的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)實驗一中用臺盼藍拒染法檢測細胞存活率時，活細胞未被染成藍色是因為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 根據(jù)圖1結(jié)果，研究人員建議臨床上選擇濃度為40 μmol/L的紫檀芪進行化療，其依據(jù)是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 為了達到更理想的治療效果還需要注意___________________________________。 (3)根據(jù)實驗二結(jié)果分析，紫檀芪能誘導胃癌細胞凋亡的機理有________________________ _________________________________________________________(至少答兩點)。 答案　(1)補充細胞生長所需的未知營養(yǎng)物質(zhì)　維持培養(yǎng)液的pH基本穩(wěn)定　動物細胞培養(yǎng)液pH在7.2～7.4之間，在此pH條件下胃蛋白酶已經(jīng)變性失活　(2)活細胞的細胞膜具有選擇透過性，臺盼藍分子不能被細胞吸收　紫檀芪使用濃度較低，相對副作用較小，同時該濃度處理對胃癌細胞的抑制率也比較高　持續(xù)給藥　(3)促進Caspase9前體轉(zhuǎn)化為Caspase9，啟動細胞凋亡；加速Bax合成，引起線粒體破壞；抑制Bcl2基因表達，促進細胞凋亡等 解析　(1)在動物細胞培養(yǎng)中，培養(yǎng)液中加入動物血清的主要作用是補充細胞生長所需要的未知營養(yǎng)物質(zhì)。通入CO2的作用是維持培養(yǎng)液pH的基本穩(wěn)定。在動物細胞培養(yǎng)液的pH條件下，胃蛋白酶已經(jīng)變性失活。(2)臺盼藍拒染法檢測活細胞的原理是：活細胞的細胞膜具有選擇透過性，臺盼藍分子不能進入活細胞。在臨床上，治療藥物劑量的選擇以用藥安全、有效且副作用小為前提，因此，臨床治療時紫檀芪濃度選擇40 μmol/L。但由于該濃度時，紫檀芪對癌細胞的抑制率有限，因此需要注意持續(xù)給藥一段時間。(3)分析圖2，當細胞凋亡時，細胞中Bax蛋白增多、Bcl－2蛋白減少、 Caspase9前體轉(zhuǎn)化為Caspase9。 2．豆科植物細胞壁中含有大量不能被豬消化的甘露聚糖。研究人員通過基因工程等技術(shù)培育出轉(zhuǎn)甘露聚糖酶基因(manA)豬，主要流程如圖，圖中PSP為豬唾液腺分泌蛋白基因啟動子，neo為新霉素抗性基因。請回答下列問題： (1)步驟①PCR過程中加入引物的原因是Taq酶___________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)步驟②中選擇將manA基因插入PSP后面的目的是__________________________。 步驟③常用的方法是______________。步驟④中使用的豬卵母細胞應處于____________________期。 (3)步驟⑤前需要對受體豬群進行同期發(fā)情處理，其目的是______________________。 步驟⑥中，科研人員發(fā)現(xiàn)選擇4～6細胞期的胚胎進行移植成功率最高，最可能的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)與飼養(yǎng)普通豬相比，飼養(yǎng)轉(zhuǎn)基因豬的優(yōu)勢是________________________。 (5)有人提出本研究中使用新霉素抗性基因作為標記基因可能會引起安全性問題，因此最好在圖示步驟______操作前利用相關(guān)技術(shù)敲除neo基因。 答案　(1)只能催化單個脫氧核苷酸連接到已有的脫氧核苷酸鏈上　(2)使manA基因能在唾液腺細胞中旺盛表達并分泌　顯微注射法　減數(shù)第二次分裂中　(3)使受體豬群在預定時間內(nèi)集中發(fā)情　正常情況下豬的受精卵在發(fā)育至4～6細胞階段時進入子宮　(4)提高飼料的利用率，降低飼養(yǎng)成本　(5)④ 解析　(1)Taq酶是耐高溫的DNA聚合酶，DNA聚合酶只能催化單個脫氧核苷酸連接到已有的脫氧核苷酸鏈上，因此通過PCR技術(shù)擴增目的基因時需加入一小段DNA片段作為引物。(2)根據(jù)題意，PSP為豬唾液腺分泌蛋白基因啟動子，步驟②中選擇將manA基因插入PSP后面的目的是使manA基因能在唾液腺細胞中旺盛表達并分泌?；蚬こ讨袑⒒虮磉_載體導入動物細胞(步驟③)常用的方法是顯微注射法。進行核移植時常用處于減數(shù)第二次分裂中期的次級卵母細胞作為受體細胞。(3)步驟⑤進行早期胚胎培養(yǎng)前需要對受體豬群進行同期發(fā)情處理，目的是使受體豬群在預定時間內(nèi)集中發(fā)情，有利于為植入胚胎的發(fā)育提供適宜的生理基礎(chǔ)。步驟⑥胚胎移植過程中，選擇4～6細胞期的胚胎進行移植成功率最高，最可能的原因是正常情況下豬的受精卵在發(fā)育至4～6細胞階段時進入子宮(著床)。(4)根據(jù)題意，轉(zhuǎn)甘露聚糖酶基因(manA)豬可以分解利用豆科植物細胞壁中的甘露聚糖，與飼養(yǎng)普通豬相比，飼養(yǎng)轉(zhuǎn)基因豬的優(yōu)勢是提高了飼料的利用率，降低飼養(yǎng)成本。(5)利用相關(guān)技術(shù)敲除neo基因最好在步驟④核移植之前完成，這樣做的好處是既利用了neo基因作為標記基因，又可以最大限度地減少需進行基因敲除的細胞數(shù)量，還可以防止基因敲除操作損傷重組細胞或早期胚胎。 3．(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)紫杉醇是從紅豆杉中提取的一種高效抗癌的藥物，雖然能造福人類，但卻為瀕危的紅豆杉帶來一場滅頂之災。為了緩解紅豆杉資源匱乏的現(xiàn)狀，科研人員開展了系列研究，下表為利用赤霉素(GA3)誘導紅豆杉枝條生根的實驗數(shù)據(jù)。試分析并回答問題： 組別 GA3濃度(mg/L) 培養(yǎng)枝條(株) 生根所需的時間(d) 平均根數(shù)(條) 1 0 10 45 3.52 2 200 10 36 10.24 3 400 10 24 29.76 4 600 10 27 21.86 5 800 10 36 14.12 6 1 000 10 42 7.62 (1)為了使實驗數(shù)據(jù)更精確，該實驗中的紅豆杉根系培養(yǎng)宜采用________(填“水培”或“土培”)法培養(yǎng)。 (2)表中__________________指標可說明一定濃度的GA3可以________(填“促進”或“抑制”)紅豆杉生根，并可推測GA3與生長素在調(diào)節(jié)植物生根方面具有________作用。從表中________(填“能”或“不能”)得出“GA3對紅豆杉生根的作用具有兩重性”這一結(jié)論。 (3)除了直接從紅豆杉樹皮中提取紫杉醇外，還可以利用________________技術(shù)從________組織中提取紫杉醇，從而拯救紅豆杉。 答案　(1)水培　(2)生根所需的時間(或平均根數(shù))　促進　協(xié)同　不能　(3)植物組織培養(yǎng)　愈傷 解析　(1)由題意可知，該實驗以紅豆杉枝條平均生根數(shù)量為因變量并作為觀察指標，因此采用水培法培養(yǎng)紅豆杉枝條更利于實驗結(jié)果統(tǒng)計。(2)分析表中生根所需的時間或平均根數(shù)兩項指標可知，與空白對照相比，一定濃度的GA3可以促進紅豆杉枝條生根。根據(jù)生長素和GA3都可以促進扦插枝條生根可推測，GA3與生長素在調(diào)節(jié)植物生根方面，具有協(xié)同作用。從表中數(shù)據(jù)只能看出一定濃度的GA3對紅豆杉生根有促進作用，不能看出高濃度GA3對紅豆杉生根有抑制作用，因此不能得出“GA3對紅豆杉生根的作用具有兩重性”這一結(jié)論。(3)除了直接從紅豆杉樹皮中提取紫杉醇外，還可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)愈傷組織的細胞，從愈傷組織細胞中提取紫杉醇。 4．(2017東臺一中期末)鐮刀型細胞貧血癥是一種單基因遺傳病，患者的血紅蛋白分子β－肽鏈第6位氨基酸谷氨酸被纈氨酸代替，導致功能異常?；卮鹣铝袉栴}： (1)異常血紅蛋白的氨基酸序列改變的根本原因是編碼血紅蛋白基因的________________序列發(fā)生改變。 (2)將正常的血紅蛋白基因?qū)牖颊叩墓撬柙煅杉毎?，可以合成正常的血紅蛋白達到治療的目的。此操作________________(填“屬于”或“不屬于”)蛋白質(zhì)工程，理由是該操作________________________________________________________________________。 (3)用基因工程方法制備血紅蛋白時，可先提取早期紅細胞中的____________，以其作為模板，在____________酶的作用下反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。cDNA與載體需在限制酶和________________酶的作用下，構(gòu)建基因表達載體，導入受體菌后進行表達。 (4)檢測受體菌是否已合成血紅蛋白，可從受體菌中提取____________，用相應的抗體進行______________雜交，若出現(xiàn)雜交帶，則表明該受體菌已合成血紅蛋白。 答案　(1)堿基對(或脫氧核苷酸)　(2)不屬于　沒有對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進行改造(或沒有對基因進行修飾) (3)mRNA(或RNA)　逆轉(zhuǎn)錄　DNA連接　(4)蛋白質(zhì)　抗原—抗體 解析　(1)編碼血紅蛋白的基因中因堿基對的替換導致編碼的氨基酸種類改變。(2)蛋白質(zhì)工程是通過基因修飾或基因合成，實現(xiàn)對現(xiàn)有蛋白質(zhì)的改造或制造出新的蛋白質(zhì)。此操作不屬于蛋白質(zhì)工程。(3)因血紅蛋白基因只在早期紅細胞中表達，所以可從其中提取mRNA，以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。構(gòu)建基因表達載體需要限制酶和DNA連接酶。(4)目的基因是否表達可以通過從受體菌中提取蛋白質(zhì)，進行抗原—抗體雜交實驗加以判斷。 5．(2018鹽城高三第三次調(diào)研)薄荷可產(chǎn)生蚜蟲報警信息素EβF，用于驅(qū)散蚜蟲并吸引蚜蟲的天敵。通過基因工程可制備含EβF合成酶基因的轉(zhuǎn)基因抗蚜麥。請回答問題： (1)薄荷利用EβF驅(qū)散蚜蟲并吸引蚜蟲的天敵，體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞具有__________________________、維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的功能。 (2)若利用PCR技術(shù)獲得EβF合成酶基因，在PCR反應體系中需加入____________________、模板序列、原料及兩種____________。如果提取到薄荷細胞中EβF合成酶的mRNA，則可用____________方法獲取目的基因。 (3)研究者利用4種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，各限制酶的識別序列和切割位點如圖所示。酶切后的產(chǎn)物連接時，目的基因上SalⅠ切割產(chǎn)生的末端應與質(zhì)粒上______切割產(chǎn)生的末端相連接。連接完成后，該連接點______(填“能”或“不能”)被這兩種限制酶中的某一種切割。 (4)欲從個體水平上檢測轉(zhuǎn)基因抗蚜麥是否培育成功，在小麥葉片上接種蚜蟲后，通過觀察葉片上蚜蟲的____________或____________作為判定的依據(jù)。 (5)下列屬于轉(zhuǎn)基因抗蚜麥推廣種植后引發(fā)的安全性問題的是________(多選)。 A．小麥不再感染蚜蟲 B．目的基因向其他生物擴散 C．減少殺蟲劑對環(huán)境的破壞 D．改變現(xiàn)有生態(tài)結(jié)構(gòu) 答案　(1)調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系　(2)耐高溫的DNA聚合酶(或Taq酶)　引物　逆轉(zhuǎn)錄　(3)XhoⅠ　不能　(4)停留時間　天敵數(shù)量　(5)BD 解析　(1)薄荷利用EβF驅(qū)散蚜蟲并吸引蚜蟲的天敵，體現(xiàn)了信息傳遞具有調(diào)節(jié)種間關(guān)系，維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的功能。(2)通過PCR技術(shù)擴增目的基因，在PCR體系中需加入模板序列、原料、引物及耐高溫的DNA聚合酶(Taq酶)。以EβF合成酶的mRNA為模板，通過逆轉(zhuǎn)錄法可以合成EβF合成酶基因。(3)分析題圖可知，限制酶XhoⅠ和SalⅠ切割DNA后產(chǎn)生的黏性末端相同，可以相互連接；由于連接后連接點的DNA序列中不含限制酶XhoⅠ和SalⅠ的識別序列，因此完成連接后，連接點不能被限制酶XhoⅠ和SalⅠ切割。(4)根據(jù)題意，EβF可以驅(qū)散蚜蟲并吸引蚜蟲的天敵。欲從個體水平上檢測轉(zhuǎn)基因抗蚜麥是否培育成功，可在小麥葉片上接種蚜蟲后，通過觀察葉片上蚜蟲停留時間或天敵數(shù)量作為判斷的依據(jù)。(5)小麥不感染蚜蟲不是安全性問題，A錯誤；轉(zhuǎn)基因抗蚜麥與近緣物種雜交可能造成目的基因向其他生物擴散，造成基因污染，B正確；推廣轉(zhuǎn)基因抗蚜麥可減少殺蟲劑對環(huán)境的破壞，有利于保護環(huán)境，不是安全性問題，C錯誤；EβF在生態(tài)系統(tǒng)中擴散，可能導致某些物種具有更強的競爭優(yōu)勢，破壞現(xiàn)有的生態(tài)結(jié)構(gòu)，D正確。 6．(2018南京、鹽城二模)人類是乙型肝炎病毒的唯一宿主，接種乙肝疫苗是預防乙肝病毒感染的最有效方法。如圖為“轉(zhuǎn)基因酵母乙肝疫苗”的生產(chǎn)過程示意圖，該過程所用酵母菌為畢赤酵母菌，其體內(nèi)無天然質(zhì)粒，科學家改造出了如圖所示的pPIC9K質(zhì)粒(松弛控制型，復制不受宿主細胞控制)用作載體，其與目的基因形成的重組質(zhì)粒經(jīng)酶切后可以與酵母菌染色體發(fā)生同源重組，將目的基因整合于染色體中以實現(xiàn)表達。請回答下列問題： (1)如果要將HBsAg基因和pPIC9K質(zhì)粒重組，應該在HBsAg基因兩側(cè)的A和B位置接上限制酶________________的識別序列，這樣設(shè)計的優(yōu)點是可避免質(zhì)粒和目的基因的自身環(huán)化。步驟1應選用________(填“Ecoli”或“T4”)DNA連接酶。 (2)步驟2的目的是____________________________。已知大腸桿菌每20分鐘分裂一次，若1個大腸桿菌中導入了10個重組質(zhì)粒，則1小時后可從1個大腸桿菌的后 代中得到重組質(zhì)粒的個數(shù)________(填“30個”“60個”或“不確定”)。 (3)步驟4中應選用限制酶________切割重組質(zhì)粒以獲得一段線性DNA，然后將其導入畢赤酵母菌細胞。為了確認畢赤酵母菌轉(zhuǎn)化是否成功，應在培養(yǎng)基中加入__________以便篩選。除此以外，還可以用分子雜交技術(shù)鑒定上圖中的畢赤酵母菌轉(zhuǎn)化是否成功，過程如圖所示： 根據(jù)圖中顯示結(jié)果推算，若要獲得16個成功導入該基因的酵母菌菌落，則上圖A中的酵母菌菌落數(shù)至少要為________個。 (4)已知質(zhì)粒在細胞傳代過程中有丟失現(xiàn)象，試分析畢赤酵母表達系統(tǒng)的遺傳穩(wěn)定性高于大腸桿菌表達系統(tǒng)的主要原因：______________________________________________。 答案　(1)SnaBⅠ和AvrⅡ　T4　(2)獲得大量重組質(zhì)粒(擴增)　不確定　(3)BglⅡ　卡那霉素　120　(4)目的基因整合到酵母染色體上，不易丟失 解析　(1)構(gòu)建重組質(zhì)粒時不能破壞啟動子等重要結(jié)構(gòu)，且應該將目的基因插入到質(zhì)粒的啟動子和終止子之間，因此，應該在HBsAg基因兩側(cè)的A和B位置接上限制酶SnaBⅠ和AvrⅡ的識別序列。由于SnaBⅠ和AvrⅡ識別序列和酶切位點不同，這樣設(shè)計可避免酶切后質(zhì)粒和目的基因的自身環(huán)化。由于SnaBⅠ和AvrⅡ?qū)NA酶切后分別形成平末端和黏性末端，而Ecoli DNA連接酶只能連接黏性末端，T4 DNA連接酶既可以連接黏性末端也可以連接平末端，因此，步驟1應選用T4 DNA連接酶。(2)步驟2的目的是將重組質(zhì)粒導入大腸桿菌，使重組質(zhì)粒大量擴增。根據(jù)題意可知，pPIC9K質(zhì)粒為松弛控制型，其在宿主細胞內(nèi)的復制不受宿主細胞控制，因此，不能根據(jù)子代細菌數(shù)量計算重組質(zhì)粒的數(shù)量。(3)觀察pPIC9K質(zhì)粒結(jié)構(gòu)可知，為保證酶切后得到的線性DNA可以正常表達，步驟4中應選用限制酶BglⅡ切割重組質(zhì)粒。由于用限制酶BglⅡ切割重組質(zhì)粒后，線性DNA中不含氨芐青霉素抗性基因，只含有卡那霉素抗性基因，因此，為了確認畢赤酵母菌轉(zhuǎn)化是否成功，應在培養(yǎng)基中加入卡那霉素以便篩選。圖中結(jié)果顯示，成功導入該基因的酵母菌菌落占全部菌落的比為，因此，若要獲得16個成功導入該基因的酵母菌菌落，圖A中的酵母菌菌落數(shù)至少為16＝120(個)。(4)大腸桿菌屬于原核生物，細胞內(nèi)無染色體，目的基因在大腸桿菌體內(nèi)易丟失；畢赤酵母菌是真核生物，細胞內(nèi)有染色體，導入其體內(nèi)的目的基因會整合到酵母染色體上，不易丟失，這是畢赤酵母表達系統(tǒng)的遺傳穩(wěn)定性高于大腸桿菌表達系統(tǒng)的主要原因。