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题型:简答题
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简答题 · 26 分

一、下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。图中tetR表示四环素抗性基因,ampR表示氨苄青霉素抗性金银,BamHI、HindIII、SmaI直线所示为三种限制酶的酶切位点。

据图回答:

(1)图中将人乳蛋白基因插入载体,需用            限制酶同时酶切载体和人乳铁蛋白基因。筛选含有重组载体的大肠杆菌首先需要在含            的培养基上进行。

(2)能使人乳铁蛋白基因在乳腺细胞中特异性表达的调控序列是       (填字母代号)。

a.启动子    b .tetR    c.复制原点     d. ampR

(3)过程①可采用的操作方法是       (填字母代号)。

a.农杆菌转化   b.大肠杆菌转化    c.显微注射  d .细胞融合

(4)过程②可采用的生物技术是           。

(5)对早期胚胎进行切割,经过程②可获得多个新个体。这利用了细胞的       性。

(6)为检测人乳铁蛋白是否成功表达,可采用       (填字母代号)技术。

a.核酸分子杂交 b.基因序列分析    c.抗原—抗体杂交    d. PCR

二、某地区从1964年开始使用杀虫剂杀灭蚊子幼虫,至1967年中期停用。下图是五年间蚊子幼虫基因型频率变化曲线。R表示杀虫剂抗性基因,S表示野生敏感型基因。据图回答:

(1)R基因的出现是                 的结果。

(2)在RR基因型频率达到峰值时,RS、SS基因型频率分别为4%和1%,此时R基因的频率为          。

(3)1969年中期RR基因型几近消失,表明在        的环境条件下,RR基因型幼虫比SS基因型幼虫的生存适应能力          。

(4)该地区从此不再使用杀虫剂。预测未来种群中,最终频率最高的基因型是      ,原因是                                    。

正确答案

见解析

解析

一、

(1)       HindⅢ和BamHⅠ

氨苄青霉素

(2)       a

(3)       c

(4)       胚胎移植技术

(5)       全能

(6)       c

二、

(1)   基因突变

(2)       97%

(3)       不在使用杀虫剂          低

(4)   SS     在不适用杀虫剂环境下,持续的选择作用使R基因频率越来越低

知识点

现代生物进化理论的主要内容基因工程的原理及技术
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题型:简答题
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简答题 · 8 分

请回答基因工程方面的有关问题:

(1)利用PCR技术扩增目的基因,其原理与细胞内DNA复制类似(如下图所示)。  图中引物为单链DNA片段,它是子链合成延伸的基础。

①从理论上推测,第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为_______。

②在第_______轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。

(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。某同学设计的两组引物(只标注了部分碱基序列)都不合理(如下图),请分别说明理由。

①第1组:_______;  ②第2组:_______。

(3) PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶,下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的  功能,这是因为_______。

(4)用限制酶EcoRV、Mbol单独或联合切割同一种质粒,得到的DNA片段长度如下图(1 kb

即1000个碱基对),请在答题卡的指定位置画出质粒上EcoRV、Mbol的切割位点。

正确答案

见解析。

解析

(1)①下图为人教版教材中的插图,查图可知,第二轮中含引物II(或考题中的引物A)比例为3/4,第三轮中占7/8,即所有DNA片段中,只有一个片段不含引物II,故推测在第四轮中,含引物II(或引物A)的比例为15/16。

②由于题图中的引物A和引物B均不在该片段的端点,因此第一轮循环后,得到的两DNA片段中两条脱氧核苷酸链都不等长,通过自行绘图可推知,第二轮中亦不会出现等长的,需到第三轮(试试看吧,这就不画出了)。

(2)这一问,对考生而言,完全不知从何说起,因为没有哪个版本的高中生物教材有关于引物选择方面的介绍,唯高校网络资源中有不多的介绍:引物是PCR特异性反应的关键,PCR 产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。理论上,只要知道任何一段模板DNA序列, 就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物,利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。设计引物应遵循以下原则:

1.引物长度: 15-30bp,常用为20bp左右。

2.引物扩增跨度: 以200-500bp为宜,特定条件下可扩增长至10kb的片段。

3.引物碱基:G+C含量以40-60%为宜,G+C太少扩增效果不佳,G+C过多易出现非特异条带。ATGC最好随机分布,避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。

4.避免引物内部出现二级结构,避免两条引物间互补,特别是3'端的互补,否则会形成引物二聚体,产生非特异的扩增条带。

5.引物3'端的碱基,特别是最末及倒数第二个碱基,应严格要求配对,以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。

6.引物中有或能加上合适的酶切位点, 被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点, 这对酶切分析或分子克隆很有好处。

如果能了解上述信息,或许可以分析题图中的碱基组成,查出如下不合理之处:

①引物I和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效

②引物I’自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效

(3) 据人教版教材相关介绍,DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,而只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上。

(4)据两种酶单独和联合切割的结果分析,EcoRV在质粒上有一个切点,Mbol在该质粒上有两个切点,以上三个切点不存在重叠现象,故可标注如下图:

知识点

PCR技术的基本操作和应用基因工程的原理及技术
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

下列有关酶的叙述正确的是

A酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸

B酶通过为反应物功能和降低活化能来提高化学反应速率

C在动物细胞培养中,胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞

DDNA连接酶可连接DNA双链的氢键,是双链延伸

正确答案

C

解析

看到题知道考查是酶的知识。酶的化学本质大多数为蛋白质,少量为RNA。那么A选项组成单位其实就是考两点:1.酶的化学本质,误区:落下有少量的RNA;2.蛋白质和RNA的组成单位是氨基酸和核糖核酸。酶的作用相当于催化剂。改变反应的速率。自身没有任何改变。B错。在动物细胞培养中学到胰蛋白酶的作用就是分解细胞间的粘连。DNA连接酶连接的是磷酸二酯键。

知识点

酶在代谢中的作用基因工程的原理及技术
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题型:简答题
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简答题 · 20 分

黄曲霉毒素B1 (AFB1)存在于被黄曲霉菌污染的饲料中,它可以通过食物链进入动物体内并蓄积,引起瘤变。某些微生物能表达AFB1解毒酶,将该酶添加在饲料中可以降解AFB1,清除其毒性。

( 1 ) AFB1属于                        类致癌因子。

( 2 ) AFB1能结合在DNA 的G 上,使该位点受损伤变为G ' ,在DNA复制中,G '会与A配对。现有受损伤部位的序列为,经两次复制后,该序列突变为               。

( 3 )下图为采用基因工程技术生产AFB1解毒酶的流程图

据图回答问题:

① 在甲、乙条件下培养含AFB1解毒酶基因的菌株,经测定,甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶:乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶,过程l 应选择        菌液的细胞提取总RNA ,理由是

② 过程Ⅱ中,根据图示,可以看出与引物结合的模版是

③ 检测酵母菌工程菌是否合成了AFB1解毒酶,应采用                     方法。

( 4 )选取不含AFB1的饲料和某种实验动物为材料,探究该AFB1解毒酶在饲料中的解毒效果。实验设计及测定结果间下表:

据表回答问题:

① 本实验的两个自变量,分别为                     。

② 本实验中,反映AFB1解毒酶的解毒效果的对照组是                     。

③ 经测定,某污染饲料中AFB1含量为100μg/kg ,则每千克饲料应添加     克AFB1解毒酶,解毒效果最好,同时节的了成本。

(5)采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是:从提高每的活性出发,设计语气的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相对应的                     。

正确答案

(1)化学

( 2 )

(3)①甲    因为甲菌液细胞含解毒酶,意味着完成了基因的表达,所以应选择甲菌液的细胞提取总RNA

②  cDNA.     ③  抗原-抗体杂交

(4)①  AFB1的有无和AFB1解毒酶的含量。

② B组    ③  5

(5)脱氧核苷酸序列。

解析

黄曲霉毒素B1 (AFB1)存在于被黄曲霉菌污染的饲料中,它可以通过食物链进入动物体内并蓄积,引起瘤变。某些微生物能表达AFB1解毒酶,将该酶添加在饲料中可以降解AFB1,清除其毒性。

( 1 ) 黄曲霉毒素B1(AFB1)是化学物质,AFB1属于化学类致癌因子。
( 2 ) AFB1能结合在DNA 的G 上,使该位点受损伤变为G ' ,在DNA复制中,G '会与A配对。现有受损伤部位的序列为,经两次复制后,该序列突变为

(3)① 在甲、乙条件下培养含AFB1解毒酶基因的菌株,经测定,甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶:乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶,过程l 应选择甲菌液的细胞提取总RNA ,理由是因为甲菌液细胞含解毒酶,意味着完成了基因的表达,所以应选择甲菌液的细胞提取总RNA

② 过程Ⅱ中,根据图示,可以看出与引物结合的模版是cDNA.

③ 检测酵母菌工程菌是否合成了AFB1解毒酶,应采用抗原-抗体杂交方法。

(4)① 本实验的两个自变量,分别为AFB1的有无和AFB1解毒酶的含量。

② 本实验中,反映AFB1解毒酶的解毒效果的对照组是B组。

③ 经测定,某污染饲料中AFB1含量为100μg/kg ,则每千克饲料应添加5克AFB1解毒酶,解毒效果最好,同时节的了成本。

(5)采用蛋白质工程进一步改造该酶的基本途径是:从提高每的活性出发,设计预期的蛋白质结构,推测应有的氨基酸序列,找到相对应的脱氧核苷酸序列。

知识点

癌细胞的主要特征及防治DNA分子的复制遗传信息的转录和翻译基因工程的原理及技术蛋白质工程
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

根据基因工程的有关知识,回答下列问题:·

(1)限制性内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有     和     。

(2)质粒运载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下:

为使运载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性内切酶切割,该酶必须具有的特点是                               。

(3)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即     DNA连接酶和       DNA连接酶。

(4)反转录作用的模板是        ,产物是       。若要在体外获得大量反转录产物,常采用         技术。

(5)基因工程中除质粒外,     和      也可作为运载体。

(6)若用重组质粒转化大肠杆菌,一般情况下,不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞,原因是                                                     。

正确答案

(1)平末端和粘性末端   

(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的相同   

(3)T  Ecoli    

(4)mRNA  单链DNA   PCR(聚合酶链式反应)   

(5)动植物病毒  λ噬菌体的衍生物   

(6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱

解析

本题着重考查基因工程方面的知识。限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端,平末端和黏性末端。两种不同酶切割之后便于相连,所产生的黏性末端必须相同。EcoliDNA连接酶可以连接黏性末端,TDNA连接酶可以连接两种末端,反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA,再合成双链DNA,利用PCR技术进行大量扩增。基因工程中可以选用质粒,噬菌体、动植物病毒做载体。当受体细胞是细菌时,为了增大导入的成功率,常用Ca+处理,得到感受态细胞,此时细胞壁和细胞膜的通透性增大,容易吸收重组质粒。

知识点

基因工程的原理及技术
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

北极比目鱼中有抗冻基因,其编号的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列,该序列重复次数越多,抗冻能力越多,越强,下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图,有关叙述正确的是

A过程①获取的目的基因,可用于基因工程和比目录基因组测序

B多个抗冻基因编码去依次相连成能表达的新基因,不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白,

C过程②构成的重组质粒缺乏标记基因,需要转入农杆菌才能进行筛选

D应用DNA探针技术,可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达

正确答案

B

解析

过程1获得的目的基因已不含非编码区和内含子,因此不能用于比目鱼基因组测序,因此A错。导入农杆菌是为了扩增和更易导入蕃茄细胞,C错。DNA探针技术不能检测基因是否完全表达,目的基因的完全表达应该检测表达产物蛋白质,D错。

知识点

植物的组织培养基因工程的原理及技术
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题型:简答题
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简答题 · 10 分

一对表现型正常的夫妇,生了一个镰刀型细胞贫血症(常染色体隐性遗传病)患儿。在他们欲生育第二胎时,发现妻子的双侧输卵管完全堵塞,不能完成体内受精。医生为该夫妇实施了体外受精和产前基因诊断,过程如图。

请回答:

(1)过程①是指在体外进行的_______处理,从而使精子与卵子结合形成受精卵;过程②称为_______。

(2)在对胎儿进行镰刀型细胞贫血症的产前基因诊断时,要先从羊水中的胎儿细胞提取物质③_______进行PCR扩增。然后用MstⅡ对扩增产物进行切割,产生多个片段的酶切产物。据此判断,MstⅡ是一种_______酶。

(3)不同长度的酶切产物在电泳时移动的速率不同,形成不同的电泳条带。该家庭成员的镰刀型细胞贫血症基因分析的电泳带谱如④,据此判断胎儿为_______(正常/患者/携带者)。

正确答案

(1)精子获能 胚胎移植

(2)DNA  限制性核酸内切

(3)正常

解析

(1)体外受精时,要对精子进行获能处理。将体外培养的早期胚胎植入受体子宫的技术操作称为胚胎移植。

(2)基因是具有遗传效应的DNA片段,进行PCR扩增进行基因诊断,扩增的对象只能是DNA,扩增的产物还是DNA,MstⅡ能对其进行切割,可见MstⅡ是一种限制性核酸内切酶。

(3)镰刀型细胞贫血症是常染色体隐性遗传病,因此,题中所述的这一家庭其成员的基因型分别是:Aa(表现型正常的夫妇)、aa(患儿),结合其相应电泳带谱,夫妇有2条带,应各为A、a的条带。患儿有一条带,只能是a的条带。而体外受精的这个胎儿仅有相应的一个条带,且位置与患儿不同,因此胎儿为正常。

知识点

基因工程的原理及技术动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础
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题型:填空题
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填空题 · 8 分

下表中列出了几种限制酶识别序列及其切割位点,圈l、圈2中箭头表示相关限制酶的酶切位点。请回答下列问题:

(1)一个图1所示的质粒分子经Sma Ⅰ切割前后,分别含有      个游离的磷酸基团。

(2)若对图中质粒进行改造,插入的SmaⅠ酶切位点越多,质粒的热稳定性越      。

(3)用图中的质粒和外源DNA构建重组质粒,不能使用Srna Ⅰ切割,原因是      。

(4)与只使用EcoR I相比较,使用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ两种限制酶同时处理质粒、外源DNA的优点在于可以防止      。

(5)为了获取重组质粒,将切割后的质粒与目的基因片段混合,并加入      酶。

(6)重组质粒中抗生素抗性基因的作用是为了      。

(7)为了从cDNA文库中分离获取蔗糖转运蛋白基因,将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体,然后在      的培养基中培养,以完成目的基因表达的初步检测。

正确答案

(1)0、2

(2)高

(3)SmaⅠ会破坏质粒的抗性基因、外源DNA中的目的基因

(4)质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化

(5)DNA连接

(6)鉴别和筛选含有目的基因的细胞

(7)蔗糖为唯一含碳营养物质

解析

本题考查基因工程的限制性内切酶的作用特点

(1)质粒切割前是双链环状DNA分子,所有磷酸基团参与形成磷酸二酯键,故不含游离的磷酸基团。从图1可以看出,质粒上只含有一个SmaⅠ的切点,因此被改酶切割后,质粒变为线性双链DNA分子,因每条链上含有一个游离的磷酸基团,因此切割后含有两个游离的磷酸基团。

(2)由题目可知,SmaⅠ识别的DNA序列只有G和C,而G和C之间可以形成三个氢键,A和T之间可以形成二个氢键,所以SmaⅠ酶切位点越多,热稳定性就越高

(3)质粒抗生素抗性基因为标记基因,由图2可知,标记基因和外源DNA目的基因中均含有SmaⅠ酶切位点,都可以被SmaⅠ破坏,故不能使用该酶剪切含有目的基因的DNA

(4)只使用EcoR I,则质粒和目的基因两端的粘性末端相同,用连接酶连接时,会产生

质粒和目的基因自身连接物,而利用BamH Ⅰ和Hind Ⅲ剪切时,质粒和目的基因两端的粘性末端不同,用DNA连接酶连接时,不会产生自身连接产物。

(5)质粒和目的基因连接后获得重组质粒,该过程需要连接酶作用,故混合后加入DNA连接酶。

(6)质粒上的抗性基因为标记基因,用于鉴别和筛选含有重组质粒的受体细胞。

(7)将重组质粒导入丧失吸收蔗糖能力的大肠杆菌突变体后,含有重组质粒的个体才能吸收蔗糖,因此可利用蔗糖作为唯一碳源的培养基进行培养受体细胞,含有重组质粒的细胞才能存活,不含有重组质粒的因不能获得碳源而死亡,从而达到筛选目的。

知识点

基因工程的原理及技术
1
题型:简答题
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简答题 · 8 分

毛角蛋白Ⅱ型中间丝(KIFⅡ)基因与绒山羊的羊绒质量密切相关。获得转KIFⅡ基因的高绒质绒山羊的简单流程如图。

(1)过程①中最常用的运载工具是_______,所需要的酶是限制酶和____________。

(2)在过程②中,用________处理将皮肤组织块分散成单个成纤维细胞。在培养过程中,将成纤维细胞置于5%CO2的气体环境中,CO2的作用是_________。

(3)在过程③中,用_______处理以获取更多的卵(母)细胞。成熟卵(母)细胞在核移植前需要进行________处理。

(4)从重组细胞到早期胚胎过程中所用的胚胎工程技术是_________。在胚胎移植前,通过_______技术可获得较多胚胎。

正确答案

(1)质粒    DNA连接酶

(2)胰蛋白酶(或胶原蛋白酶) 维持培养基(液)的pH

(3)促性腺激素(或促滤泡素、孕马血清)    去核

(4)(早期)胚胎培养     胚胎分割

解析

本题以获得转KIF II基因的高绒质绒山羊的流程图为情景,考查生物工程的基本操作,注重生物技术应用于生产的理念。考查的面广,但以以识记的知识点应用分析为主。

知识点

基因工程的原理及技术动物胚胎发育的基本过程与胚胎工程的理论基础
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题型:填空题
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填空题 · 14 分

胰岛细胞的内分泌活动的协调有利于维持血糖平衡。

(1)支配胰岛细胞的交感神经兴奋时,其末梢释放的去甲肾上腺素促进胰岛A细胞的分泌,却抑制胰岛B细胞的分泌,原因是__________。

(2)胰岛素可通过作用于下丘脑神经元抑制胰高血糖素的分泌,验证此实验的实验思路是:将大鼠随机分成两组:一组在其下丘脑神经元周围施加适量的胰岛素溶液,另一组施加   ,测定并比较施加试剂前后血液中胰高血糖素的浓度。为使实验结果更明显,实验过程中应将血糖维持在比正常浓度 _____(填“稍高”或“稍低”)的水平。

(3)用高浓度的糖溶液饲喂一只动物后,每隔30min检测其血糖浓度,结果见下表。请在答题卡指定位置的坐标图上绘制血糖浓度的变化趋势的曲线图,并根据血糖浓度的变化在同一坐标图上画出胰岛素浓度变化趋势的曲线图。

(4)胰岛B细胞含有某病毒相似的_______,若人体感染该病毒,自身免疫系统在消灭病毒时破坏胰岛B细胞,引起Ⅰ型糖尿病,该病可通过注射胰岛素治疗。用基因工程技术生产胰岛素的主要步骤:获取胰岛素A、B链基因,构建_______,将其导入_______的大肠杆菌,筛选可稳定表达的菌株。

正确答案

(1)胰岛A、B细胞与去甲状腺素结合的受体不同 

(2)等体积生理盐水  稍低

(3)如图所示

(4)抗原  含目的基因的表达载体  感受态

解析


知识点

体温调节、水盐调节和血糖调节基因工程的原理及技术
下一知识点 : 基因工程的应用
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