2019-2020年高考生物一輪規(guī)范訓(xùn)練 10.37基因工程(含解析).doc
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2019-2020年高考生物一輪規(guī)范訓(xùn)練 10.37基因工程(含解析) 1.(xx屆中山質(zhì)檢)早在4年前,武漢大學(xué)就利用細(xì)菌將人的血清蛋白基因?qū)胨倔w內(nèi),借助水稻合成了人的血清白蛋白,這種蛋白和人體自然產(chǎn)生的這類物質(zhì)是完全一致的,這一成果轟動(dòng)了生物界,結(jié)合圖示回答轉(zhuǎn)基因水稻培育過(guò)程的相關(guān)問(wèn)題。 (1)限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的識(shí)別序列及切割位點(diǎn)分別是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。為保證重組質(zhì)粒表達(dá)載體的準(zhǔn)確構(gòu)建,應(yīng)該怎樣操作?________________,________________,________________。 (2)②過(guò)程常用的細(xì)菌是______________________________________________。 (3)③經(jīng)歷的生理過(guò)程主要有________________和________________兩個(gè)階段。培育出轉(zhuǎn)基因水稻完整個(gè)體所依據(jù)的生物學(xué)原理是___________________________。 (4)基因工程的最后步驟是目的基因的檢測(cè)與鑒定,在此步驟可對(duì)培育的植株進(jìn)行分子水平的檢測(cè),可檢測(cè)的物質(zhì)有________________、________________、________________。 【答案】(1)用限制酶MunⅠ切割質(zhì)?!∮孟拗泼窫coRⅠ切割含目的基因的DNA分子 用DNA連接酶連接目的基因和質(zhì)?!?2)農(nóng)桿菌 (3)脫分化 再分化 細(xì)胞的全能性 (4)人血清白蛋白基因 人血清白蛋白基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA 人血清白蛋白 【解析】(1)目的基因的兩側(cè)是限制酶EcoRⅠ的識(shí)別序列,因此需用限制酶EcoRⅠ切割含目的基因的DNA分子;但是若用限制酶EcoRⅠ切割質(zhì)粒,會(huì)破壞標(biāo)記基因,因此可用DNA連接酶連接目的基因和質(zhì)粒。(2)將表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞最常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,因此常用的細(xì)菌是農(nóng)桿菌。(3)過(guò)程③是組織培養(yǎng)獲得完整植株的過(guò)程,因此主要的過(guò)程是脫分化獲得愈傷組織,經(jīng)再分化獲得胚狀體。轉(zhuǎn)基因植物的培育體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。(4)目的基因的檢測(cè)與鑒定在分子水平上來(lái)看,應(yīng)進(jìn)行目的基因、轉(zhuǎn)錄出的mRNA和翻譯出的蛋白質(zhì)三種物質(zhì)的檢測(cè)。 2.(xx天津)嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生的β-葡萄糖苷酶(BglB)是一種耐熱纖維素酶,為使其在工業(yè)生產(chǎn)中更好地應(yīng)用,開(kāi)展了以下實(shí)驗(yàn): Ⅰ.利用大腸桿菌表達(dá)BglB酶 (1)PCR擴(kuò)增bglB基因時(shí),選用_________基因組DNA作模板。 (2)右圖為質(zhì)粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識(shí)別序列。為使PCR擴(kuò)增的bglB基因重組進(jìn)該質(zhì)粒,擴(kuò)增的BglB基因兩端需分別引入____________和___________不同限制酶的識(shí)別序列。 (3)大腸桿菌不能降解纖維素,但轉(zhuǎn)入上述建構(gòu)好的表達(dá)載體后則獲得了降解纖維素的能力,這是因?yàn)開(kāi)_______________________。 Ⅱ.溫度對(duì)BglB酶活性的影響 (4)據(jù)圖1、2可知,80℃保溫30分鐘后,BglB酶會(huì)______________;為高效利用BglB酶降解纖維素,反應(yīng)溫度最好控制在______________(單選)。 A.50℃ B.60℃ C.70℃ D.80℃ Ⅲ.利用分子育種技術(shù)提高BglB酶的熱穩(wěn)定性 在PCR擴(kuò)增BglB基因的過(guò)程中,加入誘變劑可提高BglB基因的突變率。經(jīng)過(guò)篩選,可獲得能表達(dá)出熱穩(wěn)定性高的BglB酶的基因。 (5)與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比,上述育種技術(shù)獲得熱穩(wěn)定性高的BglB酶基因的效率更高,其原因是在PCR過(guò)程中_____________(多選)。 A.僅針對(duì)bglB基因進(jìn)行誘變 B.bglB基因產(chǎn)生了定向突變 C.bglB基因可快速累積突變 D.bglB基因突變不會(huì)導(dǎo)致酶的氨基酸數(shù)目改變 【答案】(1)嗜熱土壤芽孢桿菌 (2)NdeⅠ BamHⅠ (3)轉(zhuǎn)基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶 (4)失活 B (5)A、C 【解析】(1)bglB基因存在于嗜熱土壤芽孢桿菌基因組中,故應(yīng)以該菌的基因組DNA為模板進(jìn)行基因擴(kuò)增。 (2)目的基因與質(zhì)粒進(jìn)行重組時(shí),需將目的基因插入到啟動(dòng)子和終止子之間,且應(yīng)靠近啟動(dòng)子和終止子,結(jié)合示意圖可知,應(yīng)在擴(kuò)增的bglB基因兩端分別引入NdeⅠ和BamHⅠ兩種限制酶的識(shí)別序列。 (3)該基因表達(dá)載體中含有bglB基因,其可表達(dá)產(chǎn)生β-葡萄糖苷酶,其可分解纖維素,這樣大腸桿菌就獲得了分解纖維素的能力。 (4)由圖2可知,BglB酶在80℃保溫30分鐘后,該酶就會(huì)失活;由圖1可知,當(dāng)溫度為60℃~70℃時(shí),酶活性較高,而由圖2可知70℃時(shí)保溫30分鐘,酶活性開(kāi)始減弱,而60℃保溫30分鐘后酶活性基本不發(fā)生變化,由此可知為高效利用BglB酶降解纖維素,反應(yīng)溫度最好應(yīng)控制在60℃,故選B。 (5)在bglB基因擴(kuò)增過(guò)程中加入誘變劑進(jìn)行誘變處理,相比于誘變劑直接處理嗜熱土壤芽孢桿菌,針對(duì)性更強(qiáng);基因突變是不定向的;由于PCR過(guò)程基因擴(kuò)增即DNA復(fù)制快速進(jìn)行,發(fā)生突變后可進(jìn)行快速積累,進(jìn)而便于篩選;基因突變可能導(dǎo)致氨基酸數(shù)目的改變,如突變后的密碼子變?yōu)榻K止密碼子,可導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成提前終止,進(jìn)而導(dǎo)致氨基酸數(shù)目變少。 3.(xx湛江二模)熒光素酶(Luciferase)是自然界中能夠產(chǎn)生生物熒光的酶的統(tǒng)稱。熒光素酶及其合成基因在生物研究中有著廣泛的利用。 (1)熒光素酶基因常被作為基因工程中的標(biāo)記基因,一個(gè)完整的基因表達(dá)載體除了目的基因、標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)外,還應(yīng)包括__________________________。 (2)下圖A為4種限制酶的識(shí)別序列和酶切位點(diǎn),圖B為含有熒光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切點(diǎn)。若需利用酶切法獲得熒光素酶基因,最應(yīng)選擇的限制酶是________________。 限制酶 MspⅠ BamHⅠ MboⅠ SmaⅠ 酶切 位點(diǎn) C↓CGG GGC↑C G↓GATCC CCTAG↑G ↓GATC CTAG↑ CCC↓GGG GGG↑CCC 圖A 圖B (3)熒光素酶在ATP的參與下,可使熒光素發(fā)出熒光。生物學(xué)研究中常利用“熒光素-熒光素酶發(fā)光法”來(lái)測(cè)定樣品中ATP的含量。某研究小組對(duì)“測(cè)定ATP時(shí)所需熒光素酶溶液的最佳濃度”進(jìn)行了探究。 【實(shí)驗(yàn)材料】110-8 mol/L ATP標(biāo)準(zhǔn)液、緩沖溶液、70 mg/L熒光素溶液(過(guò)量)、濃度分別為10、20、30、40、50、60、70 mg/L的熒光素酶溶液。 【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】見(jiàn)圖C。 圖C 【實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)論】 ①實(shí)驗(yàn)材料中緩沖溶液的作用是________________。為使結(jié)果更加科學(xué)準(zhǔn)確,應(yīng)增設(shè)一組濃度為_(kāi)_______________的熒光素酶溶液作為對(duì)照。除題目已涉及的之外,還需要嚴(yán)格控制的無(wú)關(guān)變量有________________(至少寫(xiě)出一個(gè))。 ②由圖C可知,________________點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的熒光素酶濃度為最佳濃度。e、f、g點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的熒光素酶濃度不同,但發(fā)光強(qiáng)度相同,其主要原因是________________。 (4)食品衛(wèi)生檢驗(yàn)中,可利用上述方法測(cè)定樣品中細(xì)菌的ATP總含量,進(jìn)而測(cè)算出細(xì)菌的數(shù)量,判斷食品污染程度。測(cè)算的前提是每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞中ATP的含量________________。 【答案】(1)啟動(dòng)子、終止子 (2)MspⅠ (3)①維持溶液pH值穩(wěn)定(或“保證熒光素酶的最適pH值”) 0 mg/L 溫度(或“反應(yīng)時(shí)間”等) ②e ATP全部水解(或“ATP的數(shù)量限制”) (4)大致相同(且相對(duì)穩(wěn)定) 4.回答有關(guān)基因工程的問(wèn)題: (1)構(gòu)建基因工程表達(dá)載體時(shí),用不同類型的限制酶切割DNA后,可能產(chǎn)生黏性末端,也可能產(chǎn)生________末端。若要在限制酶切割目的基因和質(zhì)粒后使其直接進(jìn)行連接,則應(yīng)選擇能使二者產(chǎn)生____________(填“相同”或“不同”)黏性末端的限制酶。 (2)利用大腸桿菌生產(chǎn)人胰島素時(shí),構(gòu)建的表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動(dòng)子等,其中啟動(dòng)子是______________________________________________________。 在用表達(dá)載體轉(zhuǎn)化大腸桿菌時(shí),常用________處理大腸桿菌,以利于表達(dá)載體進(jìn)入;為了檢測(cè)胰島素基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,可用標(biāo)記的胰島素基因片段作探針與mRNA雜交,該雜交技術(shù)稱為_(kāi)_________________。為了檢測(cè)胰島素基因轉(zhuǎn)錄的mRNA是否翻譯成________,常用抗原—抗體雜交技術(shù)。 (3)如果要將某目的基因通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入植物細(xì)胞,先要將目的基因插入農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的________中,然后用該農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞,通過(guò)DNA重組將目的基因插入植物細(xì)胞的________上。 【答案】(1)平 相同 (2)RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn),有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA,最終獲得所需要的蛋白質(zhì)CaCl2溶液(或Ca2+) DNA分子雜交技術(shù) 人胰島素 (3)TDNA 染色體的DNA 【解析】(1)限制酶能識(shí)別特定的DNA序列,并在特定位點(diǎn)上切割DNA,形成黏性末端或平末端;要使目的基因和質(zhì)粒直接進(jìn)行連接,應(yīng)使用同一種限制酶進(jìn)行切割,使二者產(chǎn)生相同的黏性末端。(2)啟動(dòng)子為DNA序列,其具有RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn),能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄,合成RNA;將基因表達(dá)載體導(dǎo)入大腸桿菌時(shí),常用Ca2+處理;檢測(cè)目的基因時(shí),常用分子雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因或相應(yīng)的mRNA,或采用抗原—抗體雜交技術(shù)鑒定相應(yīng)的蛋白質(zhì)。(3)用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞時(shí),首先將目的基因?qū)朕r(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的TDNA中,再利用農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞,通過(guò)DNA重組將目的基因插入植物細(xì)胞的染色體的DNA上。 5.chlL基因是藍(lán)藻(藍(lán)細(xì)菌)DNA上控制葉綠素合成的基因,為研究該基因?qū)θ~綠素合成的控制,需要構(gòu)建該種生物缺失chlL基因的變異株細(xì)胞。技術(shù)路線如圖甲所示,請(qǐng)據(jù)圖分析回答: 甲 (1)與真菌相比較,藍(lán)藻在結(jié)構(gòu)上最主要的特點(diǎn)是________,在功能上最主要的特點(diǎn)是________________。 (2)①②過(guò)程中均使用的工具酶有________。 (3)構(gòu)建重組質(zhì)粒B在整個(gè)操作過(guò)程中的目的是__________________________和_______________________________。 (4)若含有chlL基因的DNA片段和選用的質(zhì)粒上的限制酶切割位點(diǎn)如圖乙所示。請(qǐng)回答: 乙 ①構(gòu)建含chlL基因的重組質(zhì)粒A時(shí),應(yīng)選用的限制酶是________________,對(duì)________________進(jìn)行切割。 ②同時(shí)用酶1和酶4切割圖乙中的質(zhì)粒,則產(chǎn)生含有1 800對(duì)堿基和8 200對(duì)堿基的兩種片段;用圖中四種酶同時(shí)切割此質(zhì)粒,則產(chǎn)生含有600對(duì)堿基和8 200對(duì)堿基的兩種片段;若換用酶l和酶3同時(shí)切割此質(zhì)粒,則產(chǎn)生的片段是____________________________。 【答案】(1)沒(méi)有核膜包被的細(xì)胞核 能夠進(jìn)行光合作用 (2)限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶 (3)破壞chlL基因 操作成功后篩選出該變異株 (4)①酶1和酶3 質(zhì)粒和含chlL基因的DNA ②含有1 200對(duì)堿基和8 800對(duì)堿基的兩種片段 【解析】(1)藍(lán)藻為原核生物,無(wú)核膜包被的細(xì)胞核,其體內(nèi)含有光合色素,能進(jìn)行光合作用。 (2)表達(dá)載體構(gòu)建時(shí)需限制酶和DNA連接酶等工具酶。 (3)由題干信息“構(gòu)建缺失chlL基因的變異植株”知重組質(zhì)粒B的目的在于破壞chlL基因并篩選出變異植株。 (4)①由圖乙知獲得chlL基因,需酶1和酶3對(duì)此基因所在的DNA進(jìn)行切割,同時(shí)對(duì)質(zhì)粒A也要用同種酶切割處理,以便構(gòu)建重組質(zhì)粒A。②由題意知四種酶同時(shí)切割時(shí)含600對(duì)的堿基片段共有3個(gè)。若用酶1和酶3切割時(shí),產(chǎn)生的片段有:8 200+600=8 800對(duì)堿基對(duì);另一為6002=1 200對(duì)堿基對(duì)。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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