高中生物高考题分类题基因工程(可编辑修改word版)
高二生物基因工程练习题
高二生物基因工程练习题基因工程是一种通过改变生物体的遗传信息来获得特定目标的技术方法。
它可以被应用于医学、农业、工业等领域,为人类带来巨大的影响和改变。
本文将介绍一些高二生物基因工程练习题,以帮助学生更好地理解和掌握这一知识点。
第一题:请设计一个基因工程实验,将人类胰岛素基因导入大肠杆菌中,并使大肠杆菌能够大量产生胰岛素。
解答:要将人类胰岛素基因导入大肠杆菌中,首先需要获得人类胰岛素基因的DNA序列。
可以通过分离人类胰岛素基因的mRNA,逆转录为cDNA,并进行PCR扩增得到完整的胰岛素基因。
接下来,需要将胰岛素基因与适当的表达载体连接。
选择适宜的限制酶对载体进行线性化,再与胰岛素基因进行连接,利用DNA连接酶使两者连接成一个完整的质粒。
接下来,将质粒导入大肠杆菌中。
可以通过热冲击、电穿孔或者转化等方法将质粒导入大肠杆菌中,并利用选择性培养基筛选出带有胰岛素基因的转化子。
最后,通过培养大肠杆菌,提取并纯化胰岛素。
可以通过机械方法破碎细胞壁,离心去除细胞器和细胞碎片,再利用层析等技术手段纯化出胰岛素。
第二题:基因工程技术在农业领域也有广泛应用。
请设计一个基因工程实验,增加作物的抗虫能力。
解答:要增加作物的抗虫能力,可以选择合适的抗虫基因,并将其导入作物的染色体中。
首先,选择具有抗虫能力的基因,如Bt基因。
Bt基因可以通过特定的细菌株提供,或者利用PCR技术合成。
然后,将抗虫基因与选择性标记基因进行连接,并将其插入适当的表达载体中。
选择性基因可以使转基因植物在筛选培养基上产生抗性,方便筛选。
将载体导入植物体细胞中。
可以利用冷冻法、冲击法或者农杆菌介导转化法等技术将载体导入植物体细胞。
最后,通过筛选培养基培养转基因植株,并进行抗虫性测试。
可以通过饲养害虫或者喷洒虫食物进行实验观察,比较转基因植株与野生型植株之间的虫害程度。
以上是两道高二生物基因工程练习题的解答。
通过这些实验题,学生不仅可以巩固对基因工程技术原理的理解,还能够培养实验设计和实施的能力。
2023年高考生物真题分项汇编(全国通用):基因工程 (原卷版)
专题27基因工程1.(2022·辽宁高考)12.抗虫和耐除草剂玉米双抗12-5是我国自主研发的转基因品种。
为给监管转基因生物安全提供依据,采用PC方法进行目的基因监测,反应程序如图所示。
下列叙述正确的是()A.预变性过程可促进模板DNA边解旋边复制B.后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分C.延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制D.转基因品种经检测含有目的基因后即可上市2.(2022·江苏高考)6.采用基因工程技术调控植物激素代谢,可实现作物改良。
下列相关叙述不合理的是()A.用特异启动子诱导表达iaaM(生长素合成基因)可获得无子果实B.大量表达ip(细胞分裂素合成关键基因)可抑制芽的分化C.提高ga2ox(氧化赤霉素的酶基因)的表达水平可获得矮化品种D.在果实中表达acs(乙烯合成关键酶基因)的反义基因可延迟果实成熟3.(2022·山东高考)13.关于“DNA的粗提取与鉴定”实验,下列说法错误的是()A.过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解B.离心研磨液是为了加速DNA的沉淀C.在一定温度下,DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色D.粗提取的DNA中可能含有蛋白质4.(2021江苏)13.下图是剔除转基因植物中标记基因的一种策略,下列相关叙述错误的是()A.分别带有目的基因和标记基因的两个质粒,都带有T-DNA序列B.该方法建立在高转化频率基础上,标记基因和目的基因须转到不同染色体上C.若要获得除标记基因的植株,转化植株必须经过有性繁殖阶段遗传重组D.获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异5.(2022·1月浙江选考)29.回答下列(一)、(二)小题:(二)我国在新冠疫情按方面取得了显著的成统,但全球疫情形势仍然非常严峻、尤其是病毒出现了新变异株——德尔塔、奥密克戎,更是威胁着全人类的生命健康。
(4)新冠病毒核酸定性检测原理是:以新冠病毒的单链RNA为模板,利用__________酶合成DNA,经PCR扩增,然后在扩增产物中加入特异的__________,如果检测到特异的杂交分子则核酸检测为阳性。
高中生物专项训练试题汇编47:基因工程(含答案详解)
高中生物专项训练试题汇编47:基因工程1.获得抗除草剂转基因玉米自交系A,技术路线如图。
为防止酶切产物自身环化,构建表达载体需用2种限制酶,选择的原则是()①Ti质粒内,每种限制酶只有一个切割位点②G基因编码蛋白质的序列中,每种限制酶只有一个切割位点③酶切后,G基因形成的两个黏性末端序列不相同④酶切后,Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同A.①③B.①④C.②③D.②④答案:A解析:为了防止Ti质粒被切成多个片段而失去应有功能,每种限制酶只有一个酶切位点,①正确;若编码蛋白质的序列中,有限制酶酶切位点,会使序列不能合成蛋白质,②错误;酶切后形成的黏性末端不同,保证了G基因不发生自身环化,③正确;若形成的黏性末端序列相同,会使Ti质粒发生自身环化,④错误,因此选择的原则是①③,故A项正确。
2.用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段,酶切位点及酶切产物分离结果如图。
以下叙述不正确的是()A.图1中两种酶识别的核苷酸序列不同B.图2中酶切产物可用于构建重组DNAC.泳道①是用SalⅠ处理得到的酶切产物D.图中被酶切的DNA片段是单链DNA答案:D解析:分析图1可知,XhoⅠ有2个酶切位点,SalⅠ有3个酶切位点,这些酶切位点不重合,所以图1中两种限制酶识别的核苷酸序列不同,故A项正确,不符合题意。
图2中的酶切产物可与用同种限制酶处理的载体构建重组DNA,故B项正确,不符合题意。
由图2可知,泳道①得到了四种酶切产物,说明泳道①是由具有3个酶切位点的酶处理后得到的,即用SalⅠ处理得到的酶切产物,故C项正确,不符合题意。
限制酶识别的是双链DNA分子中某种特定的核苷酸序列,并在特定位点上切割DNA,不是识别单链DNA,故D项错误,符合题意。
3.(经典题,6分)如图为利用基因工程培育抗虫植物的示意图。
以下相关叙述,正确的是()A.②的构建需要限制性核酸内切酶和DNA聚合酶参与B.③侵染植物细胞后,重组Ti质粒整合到④的染色体上C.④的染色体上若含抗虫基因,则⑤就表现出抗虫性状D.⑤只要表现出抗虫性状就表明植株发生了可遗传变异答案:D解析:构建表达载体需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶,故A项错误。
基因工程高考题附标准答案
(2)下表是4种玉米自交系幼胚组织培养不同阶段的结果。据表可知,细胞脱分化时使用的激素是_____________________,自交系_____________________的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。
(3)农杆菌转化愈伤组织时,T-DNA携带插入其内的片段转移到受体细胞。筛选转化的愈伤组织,需使用含___________________________的选择培养基。
_____________________________________________________________。
(2)某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中,在PCR反应体系中加入了DNA聚合酶、引物等,还加入了序列甲作为________________,加入了________________作为合成DNA的原料。
(4)当几丁质酶基因和质粒载体连接时,DNA连接酶催化形成的化学键是__________________________。
(5)若获得的转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高,根据中心法则分析,其可能的原因是____________________________________________。
(2)研究者对X和M植株的相关基因进行了分析,结果见图2.由图可知,M植株的P基因发生了类似于染色体结构变异中的_______________变异,部分P基因片段与L基因发生融合,形成P L基因(P L)。以P-L为模板可转录出_______________,在_______________上翻译出蛋白质,M植株鼠耳叶形的出现可能与此有关。
②检测P L DNA需要提取基因组DNA,然后用PCR技术对图2中_____________(选填序号)位点之间的片段扩增。
(完整版)高中生物基因工程试题
阶段质量检测(一)基因工程(时间:45分钟,满分:100分)一、选择题(每小题3分,共45分)1.下列有关基因工程技术的叙述,正确的是()A.重组DNA技术所用的工具酶是限制酶、连接酶和载体B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列C.只要是细菌中的质粒都可以直接作为基因工程中的载体D.载体必须具备的条件之一是有多个限制酶切割位点,以便与外源基因进行连接2.(浙江高考)天然的玫瑰没有蓝色花,这是由于缺少控制蓝色色素合成的基因B,而开蓝色花的矮牵牛中存在序列已知的基因B。
现用基因工程技术培育蓝玫瑰,下列操作正确的是()A.提取矮牵牛蓝色花的mRNA,经逆转录获得互补的DNA,再扩增基因BB.利用限制性核酸内切酶从开蓝色花矮牵牛的基因文库中获取基因BC.利用DNA聚合酶将基因B与质粒连接后导入玫瑰细胞D.将基因B直接导入大肠杆菌,然后感染并转入玫瑰细胞3.日本下村修、美国沙尔菲和钱永健因在发现绿色荧光蛋白(GFP)等研究方面做出突出贡献,获得2008年度诺贝尔化学奖。
GFP在紫外光的照射下会发出绿色荧光。
依据GFP 的特性,你认为该蛋白在生物工程中的应用价值是()A.作为标记基因,研究基因的表达B.作为标记蛋白,研究细胞的转移C.注入肌肉细胞,繁殖发光小白鼠D.标记噬菌体外壳,示踪DNA路径4•下列有关质粒的叙述,正确的是()A.质粒是广泛存在于细菌细胞中的一种颗粒状细胞器B.质粒是细菌细胞质中能自主复制的小型环状DNAC.质粒只有在侵入宿主细胞后,才能在宿主细胞内复制D.基因工程中常用的载体除了质粒外,还有核DNA、动植物病毒以及入噬菌体的衍生物5•下列有关基因工程的叙述正确的是()A.用同种限制性核酸内切酶切割载体与含目的基因的DNA片段可获得相同的黏性末端B.以蛋白质的氨基酸序列为依据合成的目的基因与原基因的碱基序列相同C.检测到受体细胞中含有目的基因就标志着基因工程育种已经成功D.质粒上抗生素的抗性基因有利于质粒与外源基因连接6•下列有关基因工程和蛋白质工程步骤的叙述不正确的是()A.将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法B.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列C.蛋白质工程是通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新蛋白质的技术D.蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质7.利用细菌大量生产人的胰岛素,下列叙述错误的是()A.用适当的酶对载体与人的胰岛素基因进行切割与黏合B.用适当的化学物质处理受体细菌表面,将重组DNA导入受体细菌C.通常通过检测目的基因产物来检测重组DNA是否已导入受体细菌D.重组DNA必须能在受体细菌内进行复制与转录,并合成人的胰岛素8.下列关于图中P、Q、R、S、G的描述,正确的是()A.P代表的是质粒RNA,S代表的是外源DNAB.Q表示限制酶的作用,R表示RNA聚合酶的作用C.G是RNA与DNA形成的重组质粒D.G是转基因形成的重组质粒DNA9.下列关于目的基因的检测与鉴定的叙述,错误的是()A.目的基因在真核细胞中能否稳定遗传的关键是目的基因是否插入质粒DNA中B.检测受体细胞是否含有目的基因及其是否成功转录的方法都是分子杂交法C.目的基因的鉴定通常是在个体水平上进行的D.如在受体细胞内检测到目的基因表达的蛋白质,可确定目的基因首端含有启动子10.科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中,经培育获得一种转基因小鼠,其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中,在医学研究及相关疾病治疗方面都具有重要意义。
高中生物高考题分类题基因工程
知识点一基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫做DNA重组技术。
注意:对本概念应从以下几个方面理解:知识点二基因工程的基本工具1•限制性核酸内切酶一一“分子手术刀”(1) 限制性内切酶的来源:主要是从原核生物中分离纯化来的。
(2) 限制性内切酶的作用:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并能将每一条链上特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键切开。
(3) 限制性内切酶的切割方式及结果:①在中心轴线两侧将DNA切开,切口是黏性末端。
②沿着中心轴线切开DNA,切口是平末端。
2. DNA连接酶一一’分子缝合针”(1) 来源:大肠杆菌、T4噬菌体(2) DNA连接酶的种类:E.coliDNA 连接酶和T4DNA连接酶。
(3) 作用及作用部位:E.coliDNA连接酶作用于黏性末端被切开的磷酸二酯键,T4DNA 连接酶作用于黏性末端和平末端被切开的磷酸二酯键。
注意:比较有关的DNA酶(1) DNA水解酶:能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸,彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基(2) DNA解旋酶:能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链,作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。
注意:使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外,在适当的高温(如94C卜重金属盐的作用下,也可使DNA解旋。
(3)DNA聚合酶:能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。
⑷DNA连接酶:是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。
注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。
3•基因进入受体细胞的载体一一’分子运输车”(1)分子运载车的种类:①质粒:常存在于原核细胞和酵母菌中,是一种分子质量较小的环状的裸露的DNA分子,独立于拟核之外。
②病毒:常用的病毒有噬菌体、动植物病毒等。
高中生物高考专题13 基因工程(解析版)
2020届高考生物难点及易错题精讲精练专题13 基因工程【难点精讲】一、限制酶的选择例题:(2016·全国卷Ⅲ,40)图(a)中的三个DNA片段上依次表示出了Eco RⅠ、Bam H Ⅰ和Sau3AⅠ三种限制性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Eco RⅠ、Sau3AⅠ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Bam HⅠ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DNA 分子,如图(c)所示,这三种重组DNA分子中,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______________________________________________________________。
图(c)(3)DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶,常见的有和,其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是_________。
【答案】(1)Sau3AⅠ两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端(2)甲、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(3)E·coli DNA连接酶T4DNA连接酶T4DNA连接酶【解析】三种限制酶切割结果分析表达载体与重组DNA分子分析【难点突破】(1)根据目的基因两端的限制酶切点确定限制酶的种类①应选择切点位于目的基因两端的限制酶,以便将目的基因“切出”,如图甲可选择PstⅠ。
②不能选择切点位于目的基因内部的限制酶,以防破坏目的基因,如图甲不能选择SmaⅠ。
③为避免目的基因和质粒的自身环化和随意连接,也可使用不同的限制酶切割目的基因和质粒,如图甲也可选择用PstⅠ和Eco R Ⅰ两种限制酶(但要确保质粒上也有这两种酶的切点),而且这种切点不致于破坏所有的“标记基因”以及启动子和终止子。
高考生物真题分类汇编:第38讲 基因工程
高考生物真题分类汇编
真题回访
1.(2021·全国乙卷)用DNA重组技术可以赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人类需要的生物产品。在此过程中需要使用多种工具酶,其中4 种限制性核酸内切酶的切割位点如图所示。回答下列问题:
(1) 常用的DN_______酶切割后的DNA 片段可以用 连接酶连接。上图中_____________________________________酶切割后的DNA片段可以用 连接酶连接。
自我复制
一个至多个限制酶切割位点
用含有该种抗生素的培养基培养导入了质粒载体的宿主细胞,能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞
[解析] 复制原点是指质粒在受体细胞中复制时的起点,使质粒能在受体细胞中自我复制。质粒DNA分子上有一个至多个限制酶切割位点,便于外源DNA插入。用含有某种抗生素的培养基培养导入了质粒载体的宿主细胞,有该种抗生素抗性基因的能够存活,没有该种抗生素抗性基因的宿主细胞不能存活,可筛选出含质粒载体的宿主细胞。
酶(或热稳定DNA聚合酶)
延伸
两种引物分别与两条单链 DNA模板结合
[解析] PCR反应中的每次循环可分为变性、复性、延伸三步,其中复性的结果是两种引物分别与两条单链DNA模板结合,延伸过程需要酶,由于该过程需要在 的温度下完成,因此需要耐高温的DNA聚合酶,即 酶(或热稳定DNA聚合酶)。
[解析] 连接酶只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间连接起来,图中 和 酶切割后的DNA片段是黏性末端。 连接酶既可以连接双链DNA片段互补的黏性末端,又可以连接双链DNA片段的平末端,图中的4种酶切割后的 DNA片段都可以用 连接酶连接。
和
、 、 和
(2) DNA 连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成的化学键是_____________。
高考生物真题按知识点分类汇编 基因工程的应用
基因工程的应用2012广东6.科学家用人工合成的染色体片段,成功替代了酵母菌的第6号和第9号染色体的部分片段,得到的重组酵母菌能存活,未见明显异常,关于该重组酵母菌的叙述,错误的是A.还可能发生变异 B.表现型仍受环境的影响C.增加了酵母菌的遗传多样性 D.改变了酵母菌的进化方向【答案】D【解析】用人工合成的染色体片段替代酵母菌的染色体部分片段,属于染色体结构变异,重组酵母菌仍可能发生基因突变等变异,A正确;重组酵母菌的性状受其遗传物质的控制和外界环境条件的影响,B 正确;重组酵母菌的遗传信息和自然状态下的酵母菌有所不同,增加了酵母菌的遗传多样性,C正确;重组酵母菌只是为进化提供了原材料,不能改变酵母菌的进化方向,生物的进化方向由自然选择(环境条件)决定。
【试题点评】本题情景比较新颖,以人工拼接的方法产生酵母菌染色体结构变异为背景,考查生物的变异、生物表现型的决定因素和影响因素、生物进化的实质等内容及学生对所学知识的迁移能力,难度中等。
2012广东28.(16分)子叶黄色(Y,野生型)和绿色(y,突变型)是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。
野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色。
(1)在黑暗条件下,野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见图10。
其中,反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是____________。
(2)Y基因和y基因的翻译产物分别是SGR Y蛋白和SGR y蛋白,其部分氨基酸序列见图11。
据图11推测,Y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的_______和_______。
进一步研究发现,SGR Y蛋白和SGR y 蛋白都能进入叶绿体。
可推测,位点_______的突变导致了该蛋白的功能异常,从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱,最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”。
(3)水稻Y基因发生突变,也出现了类似的“常绿”突变植株y2,其叶片衰老后仍为绿色。
为验证水稻Y基因的功能,设计了以下实验,请完善。
(完整)高中生物选修3第一章基因工程习题及答案
高中生物选修3第一章基因工程习题1. SARS 病毒能引起非典型肺炎,医生在治疗实践中发现,非典病人治愈后,其血清可用于治疗其他非典病人。
有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究,其研究的方向如下图所示。
请根据下图回答:SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X[乙的研究] 注射 注射灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D减毒处理动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D(1)从免疫学的角度看,SARS 病毒对于人来讲属于 ,治愈的病人A 的血清中因为含有 ,所以可用来治疗“非典”病人B 。
(2)甲的研究中,所合成或生产的蛋白质X 是 ,它可以通过化学的方法合成,也可以通过生物学方法—— 技术生产。
(3)乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。
图中使健康人C 获得抵抗“非典”病毒能力的过程,属于免疫学应用中的 免疫。
(4)图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同,再按照免疫学原理,为研究一种或多种 提供科学依据。
2. 聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术,反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。
反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板,故DNA 数以指数方式扩增,其简要过程如右图所示。
(1)某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸,已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4,则经过PCR 仪五次循环后,将产生 个DNA 分子,其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是 个。
(2)分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异,这些差异是。
(3)请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处:① 。
② 。
③ 。
3. 逆转录病毒的遗传物质RNA 能逆转录生成DNA ,并进一步整合到宿主细胞的某条染色体中。
用逆转录病毒作为运载体可用于基因治疗和培育转基因动物等。
【高考生物】2023高考生物真题汇编——基因工程
2023高考生物真题汇编——基因工程一、单选题1.(2023·湖南·统考高考真题)盐碱胁迫下植物应激反应产生的H2O2对细胞有毒害作用。
禾本科农作物AT1蛋白通过调节细胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影响H2O2的跨膜转运,如图所示。
下列叙述错误的是()A.细胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促进H2O2外排,从而减轻其对细胞的毒害C.敲除AT1基因或降低其表达可提高禾本科农作物的耐盐碱能力D.从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因是改良农作物抗逆性的有效途径1.B【分析】分析题图:AT1蛋白通过抑制PIP2s蛋白的磷酸化而抑制细胞内的H2O2排到细胞外,从而导致植物抗氧化胁迫能力减弱,进而引起细胞死亡。
AT1蛋白缺陷,可以提高PIP2s蛋白的磷酸化水平,促进细胞内的H2O2排到细胞外,从而提高植物抗氧化的胁迫能力,进而提高细胞的成活率。
【详解】A、由题图右侧的信息可知,AT1蛋白缺陷,可以促进PIP2s蛋白的磷酸化,进而促进H2O2排出膜外,A正确;B、据题图左侧的信息可知,AT1蛋白能够抑制PIP2s蛋白的磷酸化,减少了H2O2从细胞内输出到细胞外的量,导致抗氧化胁迫能力弱,不能减轻其对细胞的毒害,B错误;C、结合对A选项的分析可推测,敲除AT1基因或降低其表达,可提高禾本科农作物抗氧化胁迫的能力,进而提高其成活率,C正确;D、从特殊物种中发掘逆境胁迫相关基因,可通过基因工程技术改良农作物抗逆性,D正确。
故选B。
2.(2023·浙江·统考高考真题)某研究小组利用转基因技术,将绿色荧光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端,如图甲所示。
实验得到能正常表达两种蛋白质的杂合子雌雄小鼠各1只,交配以期获得Gata3-GFP基因纯合子小鼠。
为了鉴定交配获得的4只新生小鼠的基因型,设计了引物1和引物2用于PCR扩增,PCR产物电泳结果如图乙所示。
2020年广西高考生物基因工程题及答案
2020年广西高考生物基因工程题及答案在2020年广西高考生物科学试卷中,涉及了一道与基因工程相关的题目。
本文将针对这道题目进行解析,并提供详细的答案及解释。
题目如下:【题文】基因工程技术是现代生物技术的重要组成部分,有着广泛的应用。
某生物科技公司打算开展基因工程项目,拟找到适合的宿主来表达和生产重组人胰岛素。
请回答以下问题:1. 为什么要选择适合的宿主表达和生产重组人胰岛素?2. 描述基因工程制备重组人胰岛素的过程。
3. 请简述利用基因工程制备重组人胰岛素相比传统提取方法的优势。
答案解析如下:1. 选择适合的宿主表达和生产重组人胰岛素的原因是因为不同宿主具有不同的表达特点和机制。
找到适合的宿主能够大量表达人胰岛素,提高生产效率,并确保重组人胰岛素的纯度和活性。
2. 基因工程制备重组人胰岛素的过程大致可分为以下几个步骤:a) 基因克隆:首先,从人源DNA中提取胰岛素基因的DNA序列。
然后,通过酶切和连接等技术将胰岛素基因导入到载体DNA上,形成重组DNA。
b) 转化:将重组DNA导入到宿主细胞中,使其成为宿主细胞的一部分。
c) 表达:在宿主细胞中,重组DNA会被转录成RNA,然后通过翻译作用转化为胰岛素蛋白。
这样,宿主细胞就可以表达和生产重组人胰岛素。
d) 提取和纯化:将宿主细胞中表达的重组人胰岛素提取出来,并进行纯化,去除其他杂质,以得到高纯度和高活性的重组人胰岛素。
3. 利用基因工程制备重组人胰岛素相比传统提取方法具有以下优势:a) 高产量:通过基因工程技术,可以使宿主细胞表达大量的重组人胰岛素,大幅提高产量。
b) 纯度和活性高:基因工程制备的重组人胰岛素具有较高的纯度和活性,因为其来源于单一基因,不受其他杂质和突变的影响。
c) 可大规模生产:基因工程技术能够实现大规模和连续生产,满足市场需求,并缓解人工提取胰岛素的问题。
d) 可定制化:基因工程技术可以在DNA水平上进行修改和调整,使得重组人胰岛素更加适应不同的临床需求,如调整其活性和半衰期等。
高中生物选修三专题1基因工程(含解析)
5.我国自主研制的复制型艾滋病疫苗, 是把艾滋病病毒 RNA 的几个重要片段经某种处理后插
入天花病毒 DNA 中,形成重组病毒疫苗。该疫苗在人体内具有复制能力,产生的抗原蛋白
可以持续刺激免疫系统,使人产生较强的免疫能力。在该疫苗研制过程中
① 使用了逆转录
酶② 运用基因工程手段, 用质粒作载体 ③ 可利用培养的动物细胞培养天花病毒 花病毒的间接使用价值
) ③烟
A. ①③
B. ②③
C. ①④
D. ①②③④
3.中国二胎政策的放开,使得当前出现生育小高峰。二胎孩子与头胎孩子往往在性状表现上
既有相同又有差异,造成这种现象的主要原因是
A. 基因突变 4.细菌抗药性基因存(
A. 核 DNA
B. 自然选择 )
B. 质粒
C. 基因重组 C. RNA
D. 染色体变异 D. 小的直线型 DNA
________ 酶处理它的 DNA 分
子,这种酶的作用部位是 ________ . ( 5)将上述抗病基因转移到农作物体内的核心步骤
是________ , 抗病基因导入受体细胞最常用的方法是 ________ .
15.如图 1 是三种因相应结构发生替换而产生变异的过程示意图,请据图回 答.
4 / 15
________ 的形成,导致 ________ 成倍的增加. ( 3)某种植物有甲、乙两株突变植株,对它
们同一基因形成的信使 RNA 进行检测,发现甲的第二个密码子中第二个碱基
C 变为 U,乙
的第二个密码子中第二个碱基前多了一个 U,则与正常植株相比 ________ 的性状变化大.( 4)
某植株产生了一种新的抗病基因,要将该基因提取出来,应用
(1) D 是________. A 在基因工程中称为 ________.获得 B 与 C 需要 ________酶,过程 ④ 需要 ________酶. (2) C 在基因工程中称为 ________. (3)过程 ⑦ 通过细菌的分裂增殖获得大量的工程菌, 产物的表达是通过 ________过程完成.
高考生物课标3版专题26 基因工程
因工程的先导,如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是
。
答案 (1)基因A有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被 切除,无法表达出蛋白A (2)噬菌体 噬菌体的宿主是细菌,而不是家蚕 (3)繁殖快、容易培养 (4)蛋白A的抗体 (5)DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体
解析 (1)构建基因表达载体时,使用的限制酶不能破坏融合基因。选用产生不同黏性末端的 两种限制酶,可以防止自身环化,并且保证融合基因和质粒正确连接。(2)在牛的皮肤细胞中观 察到绿色荧光,说明L1基因已经表达,即在该皮肤细胞中完成了转录和翻译过程。(3)培育转基 因的克隆牛需将含目的基因的细胞的细胞核移入牛的去核卵母细胞中。(4)为检测克隆牛的 不同组织细胞中是否含有融合基因,需提取不同组织细胞的核DNA作为PCR模板,用PCR方法 进行鉴定。 素养解读 本题通过基因工程考查科学探究中的方案探讨和结果分析。
因是
。
(2)若用家蚕作为表达基因A的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载体中,不选用
作为载体,
其原因是
。
(3)若要高效地获得蛋白A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比,大肠杆菌具有
(答出两点即可)等优点。
(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,可用的检测物质是
(填“蛋白A的基
因”或“蛋白A的抗体”)。
(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献,也可以说是基
和
。
(2)生物体细胞内的DNA复制开始时,解开DNA双链的酶是
。在体外利用PCR技术扩
增目的基因时,使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是
。上述两
个解链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的
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知识点一基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA 重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
由于基因工程是在DNA 分子水平上进行设计和施工的,因此又叫做DNA 重组技术。
注意:对本概念应从以下几个方面理解:知识点二基因工程的基本工具1.限制性核酸内切酶——“分子手术刀”(1)限制性内切酶的来源:主要是从原核生物中分离纯化来的。
(2)限制性内切酶的作用:能够识别双链DNA 分子的某种特定的核苷酸序列,并能将每一条链上特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键切开。
(3)限制性内切酶的切割方式及结果:①在中心轴线两侧将DNA 切开,切口是黏性末端。
②沿着中心轴线切开DNA,切口是平末端。
2.DNA 连接酶——“分子缝合针”(1)来源:大肠杆菌、T4噬菌体(2)DNA 连接酶的种类:E.coliDNA 连接酶和T4DNA 连接酶。
(3)作用及作用部位:E.coliDNA 连接酶作用于黏性末端被切开的磷酸二酯键,T4DNA 连接酶作用于黏性末端和平末端被切开的磷酸二酯键。
注意:比较有关的DNA 酶(1)DNA 水解酶:能够将DNA 水解成四种脱氧核苷酸,彻底水解成磷酸、脱氧核糖和含氮碱基(2)DNA 解旋酶:能够将DNA 或DNA 的某一段解成两条长链,作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。
注意:使DNA 解成两条长链的方法除用解旋酶以外,在适当的高温(如94℃)、重金属盐的作用下,也可使DNA 解旋。
(3)DNA 聚合酶:能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA 长链。
(4)DNA 连接酶:是通过磷酸二酯键连接双链DNA 的缺口。
注意比较DNA 聚合酶和DNA 连接酶的异同点。
3.基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”(1)分子运载车的种类:①质粒:常存在于原核细胞和酵母菌中,是一种分子质量较小的环状的裸露的DNA 分子,独立于拟核之外。
②病毒:常用的病毒有噬菌体、动植物病毒等。
(2)运载体作用:①是用它做运载工具,将目的基因转运到宿主细胞中去。
②是利用它在受体细胞内对目的基因进行大量复制。
(3)作为运载体必须具备的条件:①在宿主细胞中保存下来并大量复制②有多个限制性内切酶切点③有一定的标记基因,便于筛选。
教材拓展:拓展点一限制酶所识别序列的特点限制酶所识别的序列的特点是:呈现碱基互补对称,无论是奇数个碱基还是偶数个碱基,都可以找到一条中心轴线,如图,中轴线两侧的双链DNA 上的碱基是反向对称重复排列的。
如:以中心线为轴,两侧碱基互补对称; 为轴,两侧碱基互补对称。
拓展点二DNA 连接酶连接的是什么部位?DNA 连接酶是将一段DNA 片段3′端的羟基与另一DNA 片段5′端磷酸基团上的羟基连接起来形成酯键,而不是连接互补碱基之间的氢键。
【基因工程的基本操作程序】教材梳理:基因工程的基本操作步骤为四步曲:目的基因的获取;基因表达载体的构建;将目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与鉴定。
一.目的基因的获取1.目的基因:主要是指编码蛋白质的结构基因。
2.目的基因的获取方法:注:需要重点复习的内容有:a 基因组文库与部分基因文库的含义及区别;建立基因文库的目的;如何从基因文库中获取目的基因;b 逆转录法的过程,c PCR 技术(原理、场所、条件、过程、特点)DNA 复制与PCR 技术列表比较。
如下所示:(1)从基因文库中获取基因文库:将含有某种生物不同基因的许多DNA 片段,导入受体菌的群体储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因。
构建基因文库的目的:为了在不知目的基因序列的情况下,便于获得所需的目的基因。
基因组文库:含有一种生物的所有基因。
部分基因文库(如cDNA 文库):含部分基因,可由mRNA 反转录而来。
(2)利用PCR 技术扩增目的基因PCR:是一项在生物体外复制特定DNA 片段的核酸合成技术。
原理:DNA 双链复制原料:模板DNA;RNA 引物;四种脱氧核苷酸;热稳定DNA 聚合酶(Taq 酶);方法:DNA 受热变性解旋为单链、冷却后RNA 引物与单链相应互补序列结合、DNA 聚合酶作用下延伸合成互补链。
过程:热变性(90-95℃ )、退火(55-60℃)、延伸(70-75℃)。
特点:指数形式扩增二.基因表达载体的构建(基因工程的核心—体外进行)1.目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在;可以遗传给下一代;使目的基因能够表达和发挥作用。
3.方法:同种限制酶分别切割载体和目的基因,再用DNA 连接酶把两者连接。
目的基因与运载体结合(以质粒为运载体)4.条件:同种限制酶、DNA 连接酶、(目的基因、启动子、终止子、标记基因)三.将目的基因导入受体细胞转化:目的基因进入受体细胞内,并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
①导入植物细胞:常用农杆菌转化法(将构建的载体导入农杆菌,再让农杆菌感染植物细胞),基因枪法、花粉管通道法。
②导入动物细胞:显微注射法(将基因表达载体提纯,用显微仪注射到受精卵中)③导入微生物细胞:Ca2+处理受体细胞成为感受态细胞,再进行混合。
提示:农杆菌转化法的原理是利用农杆菌(胞内寄生菌)对植物的感染而把目的基因导入受体细胞。
四.目的基因的检测和鉴定分子检测:导入检测+表达检测①导入检测:利用DNA 分子杂交技术,目的基因DNA 一条链(作探针)与受体细胞中提取的DNA 杂交,看是否有杂交带。
②表达检测:目的为了检测是否转录出了mRNA,利用DNA-mRNA 分子杂交技术,目的基因DNA 一条链(作探针)与受体细胞中提取的mRNA 杂交,看是否有杂交带。
③表达检测:目的为了检测目的基因是否翻译成蛋白质。
抗体与蛋白质进行抗原-抗体杂交,看是否有杂交带。
个体水平的鉴定:进行抗虫、抗病的接种实验,根据其性状判断是否表达。
提示:①DNA 分子杂交技术首先提取受体细胞中的DNA,然后高温解成单链,再与同位素标记的DNA 探针杂交;②抗原-抗体杂交所用到的抗体是用表达出的蛋白质注射动物进行免疫,产生相应的抗体,并提取出而来的【基因工程的应用】教材梳理:知识点一植物基因工程的应用植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力(如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等)以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
1.提高抗逆性(1)常用抗虫基因:用于抗虫(杀虫)的基因主要是Bt 毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
(2)常用抗病基因:a.抗病毒基因有:病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因;b.抗真菌基因有:几丁质酶基因和抗毒素合成基因(3)其他抗逆基因:环境条件对农作物的生产会造成很大影响,并且这些影响是多方面的,因此,抗逆性基因也有多种多样,如:抗盐碱和干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。
2.改良植物品质由于人们的食品含有的营养不平衡,不能满足人们对食品的要求,这样,可以通过转基因技术,使植物能够合成某些本来不能合成的物质。
如科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中,或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性,以提高氨基酸的含量。
知识点二动物基因工程的应用1.用于提高动物生长速度:由于外援生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快,将这类基因导入动物体内,以提高动物的生长速率。
如:转基因绵羊和转基因鲤鱼。
2.用于改善畜产品的品质:基因工程可用于改善畜产品的品质。
如:有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状,科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组,这样所获得的牛奶其成分不受影响,但乳糖的含量大大减低。
3.生产药物基因工程不但促进了传统技术的变革,也为人类提供了传统产业难以得到的许多昂贵药品,并已形成基因工程制药业的雏形。
目前诸如人胰岛素、人生长激素、人脑激素、α-干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、组织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程药物已实现商品化。
此外,还有促红细胞生成素、白细胞介素-2、肾素、心钠素等一大批珍贵药品正处于试用或临床试验阶段。
(3)在没有迁入迁出、突变和选择等条件下,一个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配得到F1 ,F1 中灰体果蝇8400 只,黑檀体果蝇1600 只。
F1 中e 的基因频率为,E e的基因型频率为。
亲代群体中灰体果蝇的百分比为。
(4)灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交,在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇。
出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。
现有基因型为EE,Ee 和ee 的果蝇可供选择,请完成下列实验步骤及结果预测,以探究其原因。
(注:一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死;各型配子活力相同)实验步骤:①用该黑檀体果蝇与基因型为的果蝇杂交,获得F1 ;②F1 自由交配,观察、统计F2 表现型及比例。
结果预测:I.如果F2 表现型及比例为,则为基因突变;II.如果F2 表现型及比例为,则为染色体片段缺失。
【答案】(1)EeBb ;eeBb(注:两空可颠倒);eeBb (2)1/2(3)40%;48%;60% (4)答案一:①EE I.灰体∶黑檀体=3∶1 II.灰体∶黑檀体=4∶1 答案二:①Ee I.灰体∶黑檀体=7∶9 II.灰体∶黑檀体=7∶8【解析】根据实验一中灰体∶黑檀体=1∶1,短刚毛∶长刚毛=1∶1,得知甲乙的基因型可能为EeBb×eebb 或者eeBb×Eebb。
同理由实验二的杂交结果,推断乙和丙的基因型应为eeBb×EeBb,所以乙果蝇的基因型可能为EeBb 或eeBb。
若实验一的杂交结果能验证两对基因E,e 和B,b 的遗传遵循自由组合定律,则甲乙的基因型可能为EeBb×eebb,乙的基因型为EeBb,则丙果蝇的基因型应为eeBb。
(2)实验二亲本基因型为eeBb×EeBb,F1 中与亲本果蝇基因型相同的个体所占的比例为1/2 ×1/2+1/2×1/2=1/2,所以基因型不同的个体所占的比例为1/2。
(3)一个由纯合果蝇组成的大种群中,如果aa 基因型频率为n,则AA 的基因型频率为1—n,则其产生雌雄配子中A 和a 的比例为n:(1—n),自由交配得到F1 中黑檀体果蝇基因型比例=n2=1600/(1600+8400),故n=40%。
在没有迁入迁出、突变和选择等条件下,每一代中e 的基因频。