专题复习现代生物科技专题

专题复习:现代生物科技专题
[例题1：17年全国课标I卷第38题]
真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。

已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）。

回答下列问题：
（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是_______________________________________________。

（2）若用家蚕作为表达基因A的载体，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_______________________。

[例题2：16年全国课标I卷第40题]
某一质粒载体如图所示，外源DNA分子插入到Amp r或Tet r中会导致相应的基因失活（Amp r表示氨苄青霉素抗性基因，Tet r表示四环素抗性基因）。

有人将此质粒载体用BamH I酶切后，与用BamHI酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物直接转化大肠杆菌。

结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。

被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。

回答下列问题：
（1）质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有______________________________（答出两点即可）。

而作为基因表达载体，除满足上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。

（2）如果用含有氨苄青霉素的培养基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞不能区分的，其原因是__________________________________________；并且__________________和_________________________的细胞也是不能区分的，其原因是___________________________________。

在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需使用含有
_____________的固体培养基。

（3）基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自于____________________。

[例题3：15年全国课标I卷第40题]
HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。

回答下列问题：
(1)用基因工程方法制备HIV的某蛋白(目的蛋白)时，可先提取HIV中的________________，以其作为模板，在________________的作用下合成________________，获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。

(2)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是________________，该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是________________________________。

(3)已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。

引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分________________细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。

(4)人的免疫系统有________________癌细胞的功能。

艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。

[例题4：17年全国课标II卷第38题]
几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。

通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。

回答下列问题：
（1）在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是__________________________。

提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是__________________________。

（2）以mRNA为材料可以获得cDNA，其原理是__________________________。

（3）若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是____________________________________________（答出两点即可）。

（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__________________________。

[例题5：16年全国课标II卷第40题]
下图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物（二倍体）的流程。

回答下列问题：
（1）图中A表示正常细胞核，染色体数为2n，则其性染色体的组成可为________________。

过程①表示去除细胞核，该过程一般要在卵母细胞培养至适当时期再进行，去核时常采用_______________的方法。

②代表的过程是__________________。

（2）经过多次传代后，供体细胞中______________的稳定性会降低。

因此，选材时必须关注传代次数。

（3）若获得的克隆动物与供体动物性状不完全相同，从遗传物质的角度分析其原因是_____________________。

（4）与克隆羊“多莉（利）”培养成功一样，其他克隆动物的成功获得也证明了__________________________。

[例题6：15年全国课标II卷第40题]
已知生物体内用一种蛋白质（P），该蛋白质是一种转运蛋白.由305个氨基酸组成。

如果将p分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氮酸.改变后的蛋白质（P1）不但保留P的功能，而且具有酶的催化活性。

回答下列问题：
（1）从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质_______________________进行改造。

（2）以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰__________基因或合成_________基因。

所获得的基因表达时时遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括______________________的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：________________________________。

（3）蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过___________________和_________________________，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物___________________进行鉴定。

[练习1]：番茄的成熟、腐烂与乙烯基因表达有关。

为了提高番茄的耐贮运性能，科研人员运用基因工程技
术减缓乙烯的生成。

（1）以番茄的数据库为基础，找到乙烯生成相关的基因yx-1。

采用技术可得到大量的yx-1基因，这个基因的表达需要等不可缺少的调控组件。

（2）如图所示，CRISPR-Cas9是一种新型的基因组定点编辑系统，根据yx-1的序列设计sgRNA(向导RNA),
该sgRNA的序列与yx-1基因部分互补配对诱导Cas9n蛋白结合于基因的特异性位点并切割，使yx-1基因发生碱基对的，导致基因突变。

该过程中，sgRNA和Cas9n共同剪切DNA的作用类似于的
作用。

（3）为了验证靶向能力和编辑效率，可以选取番茄细胞用去除其细胞壁，得
到，利用技术培育成改良的番茄植株。

[练习2]：内皮素(ET)是一种含21个氨基酸的多肽。

内皮素主要通过与靶细胞膜上的内皮素受体结合而发挥生物学效应。

ET A是内皮素的主要受体，科研人员试图通过构建表达载体，实现ET A基因在细胞中高效表达，为后期ET A的体外研究奠定基础。

其过程如下(图中SNAP基因是一种荧光蛋白基因，限制酶ApaⅠ的识别序列为C↓CCGGG，限制酶XhoⅠ的识别序列为C↓TCGAG)。

请分析回答：
（1）完成过程①需要的酶是；
（2）过程③中，限制酶XhoⅠ切割DNA，使键断开，形成的黏性末端是。

用两种限制酶切割，获得不同的黏性末端，其主要目的是。

（3）过程④中需要酶。

过程⑥中，要用预先处理大肠杆菌，使其处于容易吸收外界的DNA。

（4）利用SNAP基因与ET A基因结合构成融合基因，目的是检测能否表达及其表达量。

（5）人皮肤黑色素细胞上有内皮素的特异受体，内皮素与黑色素细胞膜上的受体结合后，会刺激黑色素细胞的分化、增殖并激活酪氨酸酶的活性，从而使黑色素急剧增加。

美容时可以利用注射ET A达到美白祛斑效果，试解释原因：，抑制了内皮素对黑色素细胞的增殖和黑色素的形成。

[练习3]：基因工程在农业中的应用发展迅速，基因可导入农作物中，用于改良该农作物的性状。

通过多重PCR技术可扩增并检测转基因农作物的外源基因成分。

多重PCR是在一个PCR 反应体系中加入多对引物，针对多个DNA模板或同一模板的不同区域，扩增多个目的基因的PCR技术。

请回答：
（1）我国科学家将Bt毒蛋白基因、鱼的抗冻蛋白基因、控制果实成熟的基因导入农作物，可获得、、延熟的转基因作物。

（2）引物是根据的一段核苷酸序列合成的，每种基因扩增需要一对引物的原因是。

下表是A、B、C三种基因的引物，据表分析，引物特异性主要体现在。

引物之间不能。

（3）PCR 过程中温度从90℃降到55-60℃的目的是 。

（4）检测人员通过多重PCR 技术确定农作物中
是否含有A 、B 、C 三种转基因。

将A 、B 、
C 三种基因和待测的农作物基因样品进行
PCR ，扩增后的产物再进行电泳，结果如图。

据图分析：含有三种转基因的农作物是
，判断依据是。

（5）与PCR 技术相比，多重PCR 技术的优势是。

[练习4]：
[练习5]：随着妊娠年龄的增加，21-三体综合征的发病风险在不断增加，需要进行产前诊断来预防患病孩子
的产生。

常用的方法有：
（1）唐氏筛查：抽取孕妇血液化验，检测血清中的甲型胎儿蛋白、绒毛膜促性腺激素等指标。

检测这些
查出的高危孕妇还需要进一步检查鉴定。

1为已知A 、B 、C 三种基因对照， 2、3、4为待测农作物样品
（2）羊水检查：胎儿的某些细胞会脱落在羊水中，通过羊水穿刺，可以得到胎儿的细胞。

将这些细胞通
的细胞进行染色体核型分析，了解胎儿（3）无创基因检测：在孕妇的血液中存在胎儿游离DNA 片段，可以对21号染色体上的特有基因DSCR 3和
非．21号染色体上的基因GAPDH （做参照）进行实时荧光定量PCR 扩增，以测定DSCR 3基因和GAPDH
基因的含
量，计算2种基因剂量的比值。

如：
[练习6]
：为了解决临床上供体器官不足等问题，科学家在人体皮肤细胞中移植了胚胎干细胞中能高度表达并决定其“发育全能性”的多个基因，使其成为“万能细胞”。

现将上述细胞植入小鼠身体内，植入的细胞
能分裂和分化。

请回答下列问题。

（1）胚胎干细胞又称
ES ES
细
（2
些天然成分。

当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，
细胞就停止分裂增殖。

通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入培养瓶中，
也有利于空气交换。

（3）小鼠体内出现了人类的组织，类似于在小鼠体内移植了人的“器官”。

为使这些“器官”存活，
[练习7]：下列是制备抗体的两个途径模式简图。

(1)在获取抗体之前，需要向健康人体注射特定抗原(如乙肝疫苗)，并且每隔一周重复注射一次。

免疫
细胞A
(2)过程①和②得到的Y
DNA
连接酶。

(4)抗体1与抗体2
21三体胎儿
5 1.867±0.054 21三体患者 7 1.810±0.169
(5)
[练习8]：下图是胚胎工程技术研究及应用的相关情况，其中供体1是良种荷斯坦高产奶牛，供体2是黄牛。

据图回答下列问题：
（1）应用1为获得克隆牛的过程，
（2）应用2
行获能处理。

胚胎移植是胚胎工程的最后一道“工序”，胚胎能够在受体内存活的生理基础是
（3）应用3中的细胞C4在获得二分胚①和②的同时，需要取样囊
DNA分析性别鉴定。

[练习9]：油菜中油酸为不饱和脂肪酸，能降低人体血液的胆固醇含量，减少人体患心血管病的风险。

F基因控制合成的油酸酯氢酶催化油酸形成饱和脂肪酸，转反义F基因油菜能提高菜籽油的油酸含量。

请分析回答下列问题：
（1）从油菜细胞的染色体DNA获取F
因的前提是
（2）构建反义F基因表达载体时,需要用到的工具酶农杆菌具有
反义F基因导入油菜细胞并使该基因插入植物细胞中的染色体DNA上。

（3）Le启动子为种子特异性启动子，将F基因反向连接在Le启动子之后构建了反义F基因。

检测转反义F 基因油菜细胞内F基因转录的mRNA含量，结果表明，因杂交形成双链RNA，细胞内F基因的mRNA水平下降。

由此推测，反义F基因的转录抑制了F基因的________________（填“复制”或“转录”或“翻译”）过程。

若F基因转录时，两条单链（a1、a2）中a1为转录的模板链，则反义F基因转录时的模板链为____________。

[练习10]：请回答下列与基因工程、胚胎工程、生态工程有关的生物学问题：
（1）基因工程技术中获得目的基因后，利用PCR技术将该基因扩增，前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成。

培育抗病转基因植物时，使用最多的抗病基因是基因和病毒复制酶基因。

（2）在胚胎工程中，早期胚胎发育到阶段即可移植到代孕母体子宫中，移植后的胚胎能在受体子宫内存活的生理基础是。

（3）与传统方法生产的抗体相比，单克隆抗体具有很多优点。

在癌症治疗时，把抗癌细胞的单克隆抗体与放射性同位素、化学药物或相结合，制成“生物导弹”，借助单克隆抗体的作用，将药物带到癌细胞位置，将其在原位杀死．单克隆抗体的制备过程应用了技术。

（4）我国西北一些地区年降雨量较少，适宜种植灌木和草，若在该地区种植属于乔木的杨树，则违背了原理。

[练习11]：研究人员利用植物组织培养技术，通过图一所示的流程进行育种实验，培育出具有耐盐性的植株。

回答下列问题：
（1）图一所示的实验流程中，再分化发生在 (填序号)过程；用γ射线照射愈伤组织的目的是。

实验过程应注意无菌操作，对所用的培养基要进行处理，对外植体进行处理。

（2）将经γ射线照射和不经照射处理的愈伤组织，分别转移到含不同浓度NaCl的分化培养基中培养，愈伤组织再分化出幼苗的比例如图二所示，据图分析：
①本实验的两个自变量分别是。

用剂量为l0Gy的γ射线照射愈伤组织后，
获得耐盐性幼苗的比例（填“升高”、“不变”或“降低”）。

②通过本实验（填“能”或“不能”）确定在分化培养基中NaCl浓度大于1.0%时，不经γ
射线照射愈伤组织能否分化出幼苗。

判断的理由是。

[练习12]：继乳腺生物反应器之后，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，请回答下列问题：
（1）人的生长激素基因能整合到小鼠染色体的DNA上，原因是。

（2）将人的生长激素基因导入小鼠的受体细胞时，常选用作为受体细胞，使用技术。

（3）若从早期胚胎中分离出胚胎干细胞，通过体外诱导分化，培育出，解决临床上存在的和器官移植后免疫排斥反应问题，还可以在添加的培养液中维持不分化状态。

专题复习:现代生物科技专题（参考答案）
[例题1]：（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
[例题2]：（1）能自我复制、具有标记基因
（2）二者均不含氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均不能生长
含有质粒载体含有插入了目的基因的重组质粒（或答含有重组质粒）二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培养基上均能生长四环素（3）受体细胞
[例题3] ：(1)RNA 逆转录酶cDNA(或DNA) (2)抗体抗原抗体特异性结合
(3)T(或T淋巴) (4)监控和清除
[例题4]（1）嫩叶组织细胞中几丁质酶基因转录产生的mRNA较多防止RNA被RNA酶降解
（2）在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA
（3）质粒中有启动子、终止子便于目的基因的表达。

质粒中有标记基因便于目的基因的筛选。

质粒中含有复制原点。

（4）磷酸二酯键
（5）几丁质酶基因没有转录或转录产生的mRNA没有翻译
[例题5]（1）XX或XY 显微操作胚胎移植（2）遗传物质
（3）卵母细胞的细胞质中的遗传物质会对克隆动物的形状产生影响
（4）动物已分化体细胞的细胞核具有全能性
[例题6]
（1）氨基酸序列（或结构）（1分，其他答案合理也给分）
（2）P P1 （每空2分，共4分） DNA和RNA（或遗传物质）（2分） DNA→RNA、 RNA→DNA RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译）（3分）
（3）设计蛋白质的结构推测氨基酸序列（每空2分，共4分）功能（1分）
[练习1]：（1）cDNA 文库(或者功能基因组文库）PCR（2分）启动子终止子（答对一个给一分，答错一个都不给分）（2分）
（2）缺失（2 分）限制酶（2分）
（3）纤维素酶和果胶酶（答对一个给一分，答错一个都不给分）（2分）原生质体（2分）
组织培养（1分）
[练习2]：(1)逆转录酶(2)磷酸二酯
可以使目的基因定向连接到载体上
(3)DNA连接酶 Ca2＋(或CaCl2) (4)ET A基因
(5)ET A能与内皮素结合，减少了内皮素与黑色素细胞膜上内皮素受体的结合
[练习3]：（1）抗虫抗逆
（2）（已知）目的基因
DNA在加热后得到的两条单链作为PCR扩增的模板，每一单链对应一条引物
核苷酸的数目不同，序列不同互补配对
（3）使引物与模板链（或“单链”）相应序列互补结合
（4）样品4 样品4PCR扩增后的结果与已知三种基因的电泳结果一致
（5）一次检测效率高（可同时检测多种基因）
[练习4]：（1）蛋白质工程 DNA聚合两条DNA单链中存在互补配对的碱基
（2）标记基因 Ca2+ 合成的DNA单链较长，碱基发生了缺失
[练习5]：（1）抗原-抗体杂交单克隆抗体
（2）动物细胞培养有丝分裂中期数目
（3）引物正常人的DSCR3基因数量比三体患者少；可靠，因为正常人和三体患者的数据范围没有重叠（或者不可靠，患者的样本数据太少，不足以说明）。

[练习6]：（1）内细胞团在饲养层细胞上培养，或：在培养液中添加抑制分化因子（2）动物血清（血浆） O2和CO2 扩大细胞（贴壁）生长的附着面积，防止细胞过早出现接触抑制现象，增加培养的细胞数量
（3）胸腺小鼠不能形成T细胞，（不发生细胞免疫，）不会对移植的“器官”发生免疫排斥
[练习7]：(1)体液 (2)杂交瘤细胞特异性强、灵敏度高、并可能大量制备
(3)逆转录
(4)不同抗体1形成过程经过内质网和高尔基体的加工，而合成抗体2的细胞没有内质网和高尔基体
(5)农杆菌植物组织培养
[练习8]：（1）减数第二次分裂中（或MⅡ中）显微操作供体1和供体2
（2）体外受精化学诱导或培养受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应（3）原始性腺滋养层
[练习9]：（1）PCR技术已知F基因的一段核苷酸序列
（2）限制酶、DNA连接酶
能感染双子叶植物和裸子植物，Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上
（3）翻译a2
[练习10]：（1）引物病毒外壳蛋白
（2）桑椹胚或囊胚受体对移入子宮的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应
（3）细胞毒素导向动物细胞融合和动物细胞培养
（4）协调与平衡
[练习11]：（1）④ 诱发其基因突变（提高突变率）灭菌消毒
（2）①NaCl浓度、是否照射γ射线升高
②不能未获取NaCl浓度为1.0%～1.5%的实验数据，因此不能确定
[练习12]：（1）人的生长激素基因和小鼠的DNA分子空间结构、化学组成相同
（2）受精卵显微注射
（3）人体组织器官供体器官不足抑制因子。