陕西省渭南市2022-2023学年高二下学期期中生物试题
一、单选题
1.(2023高二下·渭南期中)下列有关基因工程的叙述,正确的是( )
A.基因工程所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C.选用原核生物作为重组质粒的受体细胞的原因之一是繁殖速度快
D.基因工程的核心是将目的基因导入受体细胞
2.(2021高二下·讷河开学考)下列四个DNA分子片段,可能是同一种限制性核酸内切酶切割产生的黏性末端的一组是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
3.(2023高二下·渭南期中)作为基因工程中的“分子运输车”——载体,应具备的条件是( )
①必须有一个或多个限制酶的切割位点 ②必须具备自我复制的能力,或整合到受体染色体DNA上随之同步复制 ③必须带有标记基因 ④必须是安全的 ⑤大小应合适
A.①②③④⑤ B.①②③⑤ C.①②④⑤ D.①②③④
4.(2015高二下·邹平期中)如图为DNA分子的某一片段,其中①②③分别表示某种酶的作用部位,则相应的酶依次是( )
A.DNA连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶
B.限制性核酸内切酶、解旋酶,DNA连接酶
C.解旋酶,限制性核酸内切酶,DNA连接酶
D.限制性核酸内切酶,DNA连接酶,解旋酶
5.从基因文库中获取目的基因的根据是( )
A.基因的核苷酸序列 B.基因的功能
C.基因的转录产物mRNA D.以上都是
6.(2021高二下·吉林期中)PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。下列有关该技术的叙述,不正确的是( )
A.PCR技术的原理是DNA复制
B.变性过程中利用高温使DNA双链解开
C.复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的
D.延伸过程需要Taq酶、ATP、四种核糖核苷酸
7.(2023高二下·渭南期中)如图表示一项重要的生物技术,对图中物质a、b、c、d的描述,正确的是( )
A.a与d可以用不同的限制性核酸内切酶进行切割
B.b能识别特定的核苷酸序列,并将A与T之间的氢键切开
C.c连接双链间的A和T,使黏性末端处碱基互补配对
D.b代表的是限制性核酸内切酶,c代表的是DNA聚合酶
8.(2023高二下·渭南期中)下列关于乳腺生物反应器的说法中,不正确的是( )
A.利用转基因哺乳动物乳腺的分泌功能产生产品
B.分泌的乳汁中不含有目的基因
C.在泌乳期可以产生乳汁
D.乳腺生物反应器是将目的基因转入哺乳动物卵细胞获得的
9.(2023高二下·渭南期中)美国科学家将人的生长激素基因转移到了小鼠体内,得到了超级小鼠,此转基因技术的受体细胞是( )
A.卵细胞 B.去核卵细胞
C.受精卵细胞 D.乳腺上皮细胞
10.(2023高二下·渭南期中)苏云金芽孢杆菌的抗虫基因之所以能在棉花的叶肉细胞中准确地表达出来,主要是因为( )
A.目的基因能在植物细胞核中进行复制
B.目的基因与棉花的基因结构相同
C.不同生物共用一套遗传密码
D.不同生物具有相同的一套遗传信息
11.(2023高二下·渭南期中)下列关于蛋白质工程应用的叙述,不正确的是( )
A.通过对基因结构的改造生产出自然界从未存在的蛋白质种类目前还很少
B.通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性
C.将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内,使大肠杆菌产生人的胰岛素的技术属于蛋白质工程
D.蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰,合成速效型胰岛素制剂
12.作物脱毒、改善畜产品的品质、抗除草剂作物、可保存的干扰素、检测有毒物质依次是下列哪项生物技术的应用( )
①基因工程 ②细胞工程 ③蛋白质工程
A.①②②③② B.②①①③② C.②①②③② D.②①③③②
13.(2023高二下·渭南期中)基因治疗是指 ( )
A.把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的
B.对有缺陷的细胞进行修复,从而使其恢复正常,达到治疗疾病的目的
C.运用人工诱变的方法,使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常
D.运用基因工程技术,把有缺陷的基因切除,达到治疗疾病的目的
14.(2023高二下·渭南期中)下列技术依据DNA分子杂交原理的是( )
①用DNA分子探针诊断疾病
②重组DNA导入受体细胞
③快速灵敏地检测水中病毒的含量
④杂交育种
A.①③ B.②③ C.③④ D.①④
15.(2023高二下·渭南期中)将离体的胡萝卜形成层脱分化形成愈伤组织的过程中,下列哪项条件是不需要的( )
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
16.(2019高二下·梅县月考)植物体细胞杂交技术中,形成杂种细胞的标志是( )
A.产生新的细胞壁 B.细胞膜发生融合
C.细胞质发生融合 D.细胞核发生融合
17.(2023高二下·渭南期中)关于番茄——马铃薯杂种植株,下列叙述不正确的是( )
A.若番茄细胞内有m条染色体,马铃薯细胞含n条染色体,则“番茄—马铃薯”细胞内含(m+n)/2条染色体
B.过程①表示用酶解法去除细胞壁
C.过程②结束后需要淘汰自身融合的细胞
D.e是一团没有特定结构和功能的薄壁细胞
18.(2023高二下·渭南期中)下列实例与所利用的技术或原理不相符合的是 ( )
A.转基因抗虫棉的培育需要利用植物组织培养技术
B.植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性
C.原生质体融合和动物细胞融合利用了细胞膜的选择透过性
D.愈伤组织的形成和杂交瘤细胞的培养都与细胞分裂有关
19.随着生物技术的迅速发展,已灭绝生物的“复活”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚刚死亡,下列“复活”野驴的方法中,最可行的是
A.将野驴的体细胞取出,利用组织培养技术,经脱分化、再分化,培育成新个体
B.取出野驴的体细胞两两融合,再经组织培养培育成新个体
C.取出野驴的体细胞核移植到家驴的去核卵母细胞中,经孕育培养成新个体
D.将野驴的基因导入家驴的受精卵中,培育成新个体
20.(2023高二下·渭南期中)用某人的胰岛素基因制成的DNA探针,检测下列物质,能形成杂交分子的是( )
①该人胰岛A细胞中的DNA ②该人胰岛B细胞的mRNA
③该人胰岛A细胞的mRNA ④该人肝细胞的DNA
A.①②④ B.①②③ C.①②③④ D.②
21.要合成自然界中不存在的蛋白质首先应设计( )
A.基因结构 B.mRNA结构 C.氨基酸序列 D.蛋白质结构
22.(2023高二下·渭南期中)某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗,开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下图。下列有关叙述错误的是( )
A.步骤①所代表的过程是反转录
B.步骤②需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶
C.步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌,使其从感受态恢复到常态
D.检验Q蛋白的免疫反应特性,可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原一抗体特异性反应实验
23.(2023高二下·渭南期中)β地中海贫血症患者的β-珠蛋白(血红蛋白的组成部分)合成受阻,原因是β-珠蛋白第39位氨基酸的编码序列发生了改变,由正常基因A突变成致病基因a(如下图所示,AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子)。下列相关叙述错误的是( )
A.①与②过程中碱基互补配对的方式不完全相同
B.异常mRNA翻译产生的异常β-珠蛋白由38个氨基酸组成
C.突变基因a中的氢键数量和脱氧核苷酸数量都发生了改变
D.该病可以通过基因治疗或移植造血干细胞进行治疗
24.(2023高二下·渭南期中)下列关于植物细胞工程的叙述,正确的是( )
A.用脱毒苗进行繁殖,种植的作物就不会或极少数感染病毒
B.切取胡萝卜块时,选择韧皮层容易诱导形成愈伤组织
C.生长素与细胞分裂素比例适中,且生长素含量高于细胞分裂素时,主要诱导芽原基形成
D.细胞产物的工厂化生产利用的原理是植物细胞的全能性
25.(2023高二下·渭南期中)下列有关限制性核酸内切酶的叙述中正确的是( )
A.用限制酶切割一个DNA分子中部,获得一个目的基因时,被水解的磷酸二酯键有2个
B.限制性核酸内切酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的几率就越大
C.-CATG↓-和-G↓GATCC-序列被限制性核酸内切酶切出的黏性末端碱基数不同
D.只有用相同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的片段和质粒,才能形成重组质粒
26.(2018·南京模拟)下图为烟草植物组织培养过程的流程图。下列有关叙述正确的是( )
A.对过程①获取的根组织块应做较彻底的灭菌处理
B.过程②应根据要求使用适宜的培养基,在避光的环境中进行
C.过程③发生脱分化,其实质是基因的选择性表达
D.用X细胞包裹人工种皮可获得烟草人工种子
27.(2023高二下·渭南期中)下图是“白菜-甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是( )
A.植物体细胞杂交技术已经能使杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状
B.愈伤组织是由排列紧密的薄壁细胞组成
C.上述过程中包含着有丝分裂,细胞分化和减数分裂等过程
D.“白菜-甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果
28.(2023高二下·渭南期中)下列关于限制性核酸内切酶的叙述错误的是( )
A.绝大多数的限制酶由原核细胞中获取
B.每一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列
C.限制酶的作用位点是相邻核苷酸之间的磷酸氢键
D.不同酶切割不同的DNA分子可产生相同的黏性末端
29.(2023高二下·渭南期中)下列关于基因的运载工具—载体的叙述不正确的是( )
A.能在宿主细胞中大量复制并稳定保存
B.具有多个限制酶切点,以便于目的基因表达
C.具有某些标记基因,以便于筛选
D.是安全的,且对受体细胞无毒害
30.(2023高二下·渭南期中)荧光定量PCR技术可定量检测样本中DNA含量,其原理是:在PCR反应体系中加入引物的同时,加入与某条模板链互补的荧光探针,当Taq酶催化子链延伸至探针处会水解探针,使荧光监测系统接受到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成(如下图)。下列说法正确的是( )
A.该技术的原理是DNA的体外复制,需要用到解旋酶和Taq酶
B.该技术需要用到一对引物,且引物之间的碱基序列能互补
C.该技术中DNA聚合酶只能从引物的5'端开始延伸DNA链
D.若利用上述技术检测某基因的转录水平,则需要用到逆转录酶
31.(2017高二下·吉林期中)应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是( )
A.用于检测疾病的医疗器械
B.用放射性同位素标记的目的基因
C.基因表达载体上的标记基因
D.用放射性同位素标记的相应抗体
32.(2023高二下·渭南期中)已知生物体内有一种蛋白质(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氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。下列相关叙述错误的是( )
A.上述对蛋白质P的改造属于蛋白质工程
B.可以通过修饰P基因或合成P1基因来获得P1基因
C.P1基因通过转录和翻译获得具有专一性的蛋白质P1
D.直接对蛋白质P的氨基酸序列进行改造来获得蛋白质P1
33.(2023高二下·渭南期中)中华鲟是地球上最古老的脊椎动物,被称为“活化石”。研究者试图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某些蛋白质,使其更加适应现在的水域环境,以下说法错误的是( )
A.该工程可以定向改变蛋白质分子的结构
B.改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质
C.改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
D.中华鲟的相关蛋白质改造同样遵循中心法则
34.(2023高二下·渭南期中)细胞工程中,选择合适的生物材料是成功的关键。下列材料选择不合理的是( )
A.以胚状体、不定芽等为材料经过人工薄膜包装得到人工种子
B.选择草莓的茎尖进行组织培养可获得抗病毒草莓
C.选择幼龄动物体细胞进行培养有利于获得大量细胞
D.对愈伤组织进行诱变处理易获得植物新品种
35.(2023高二下·渭南期中)下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径,下列叙述不正确的是( )
A.需在无菌和人工控制的条件下进行
B.经过程①细胞的形态和结构发生了变化
C.过程③需使用固体培养基以利于细胞增殖
D.外植体是离体的器官,组织或细胞
二、综合题
36.(2023高二下·渭南期中)科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组,并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC— ,限制酶II的识别序列和切点是—↓GATC—,据图回答:
(1)过程①表示的是采取 的方法来获取目的基因。
(2)根据图示分析,在构建基因表达载体过程中,应用限制酶 切割质粒,用限制酶 切割目的基因。用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过 原则进行连接。
(3)人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组,原因是 。
(4)人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为 。
写出目的基因导入细菌中表达的过程 。
(5)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上,能够生长的,说明已导入了 ,反之则没有导入。
37.(2023高二下·渭南期中)下图是植物体细胞杂交过程示意图,据图回答:
(1)植物体细胞杂交的第一步是用 酶除去细胞壁,分离出有活力的原生质体。
(2)②过程常用的化学方法是用 试剂作为诱导剂诱导融合。
(3)③过程中新细胞壁的产生与细胞内 (细胞器)有密切关系,该细胞器在动物细胞中的作用是 。
(4)②过程体现了细胞膜具有一定的 ;④⑤分别表示 和 。在植物组织培养过程中,细胞的分裂方式是 ,由杂种细胞培育杂种植株利用了植物细胞的 。
(5)植物体细胞杂交技术的意义在于克服了 的障碍。
38.(2023高二下·渭南期中)为了提高菊花抗冻能力,研究者从其他生物中克隆出抗冻基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。请分析回答下列问题:
(1)基因工程中,构建重组质粒时用的工具酶有 。
(2)科研工作者可以利用PCR技术获得更多的抗冻基因C,利用PCR技术获取目的基因的前提是 。
(3)借助农杆菌将重组质粒导入菊花细胞,在该过程中需添加酚类物质,目的是 。抗冻基因C的遗传特性能在菊花体内维持和表达的关键是抗冻基因C插入到了 上。
(4)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,请写出其中一条原因是 。
(5)若想了解抗冻基因C是否成功导入,检测方法是采用 技术。若对转基因菊花进行个体生物水平的鉴定需要 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、基因工程中常用的工具有限制酶、DNA连接酶和运载体,其中所用的工具酶是限制酶和连接酶,A错误;
B、一种限制酶都只能识别一种特定的核苷酸序列,即具有特异性,B错误;
C、基因工程中常用细菌等原核生物作受体细胞,因为原核生物的特点是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等,C正确;
D、基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤,D错误.
故答案为:C。
【分析】1、基因工程的工具:
(1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)载体:常用的载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
2、基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2.【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】同一种限制酶切割后形成的黏性末端的碱基能够互补配对。DNA分子片段②的末端序列是GGTA,DNA分子片段④的末端序列是TACC。两者能够互补配对,因此DNA分子片段②与④是由同一种限制酶切割后形成的两个黏性末端。综上所述,D项正确。
故答案为:D。
【分析】 限制性核酸内切酶识别特定的核苷酸序列(回文序列),切割特定的切点,产生黏性末端(碱基互补配对)或平末端 。黏性末端可以按照碱基互补配对原则进行互补。
3.【答案】A
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】①载体必须有一个或多个限制酶的切割位点,以便目的基因插入,①正确;
②载体必须具备自我复制的能力,或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制,②正确;
③载体必须带有标记基因,以便进行重组后的筛选,③正确;
④载体必须是安全的,不会对受体细胞有害,或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去,④正确;
⑤载体大小应合适,太大则不易操作,⑤正确。因此,A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】载体:
(1)常用的载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。天然的质粒不能直接作为载体,基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
(2)作为载体必须具备的条件:①要具有限制酶的切割位点; ②要有标记基因(如抗性基因),以便于重组后重组子的筛选;③能在宿主细胞中稳定存在并复制;④是安全的,对受体细胞无害,而且要易从供体细胞分离出来。
4.【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】解:①处为氢键,是解旋酶的作用部位;
②处为磷酸二酯键,是限制酶的作用部位;
③处为两个DNA片段的缺口,是DNA连接酶的作用部位.
故选:C.
【分析】限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂.DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键.解旋酶:能使DNA分子两条链之间的氢键断裂,使DNA双链打开.
5.【答案】D
【知识点】基因工程的基本操作程序
【解析】【分析】从基因文库中获取目的基因,根据的是目的基因有关信息,如基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA以及基因翻译产物蛋白质等特征来获取目的基因;故选D。
【点评】考查了学生对基础知识掌握和应用能力。
6.【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】PCR技术包括变性、复性和延伸三个步骤。PCR技术的原理是DNA复制,A项正确;变性过程是利用高温(90-95℃)使DNA双链解开,B项正确;复性过程是将变性后形成的单链DNA分子模板冷却到55-60℃后,使引物与DNA模板链通过碱基互补配对的方式结合,C项正确;延伸过程是在70-75℃下,Taq酶从引物起始进行互补链的合成,该过程需要Taq酶、四种脱氧核苷酸,D项错误。
【分析】 PCR技术
1、概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理:DNA复制。
3、前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
4、条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
5、过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
7.【答案】A
【知识点】基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】分析题图可知,图示表示基因工程中基因表达载体的构建过程。
A、在基因工程,常使用不同的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒可以防止质粒和目的基因的自身环化以及反向连接,A正确;
B、b为限制性核酸内切酶,能识别特定的核苷酸序列,并将每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,B错误;
C、c为DNA连接酶,可以缝合目的基因和载体质粒之间的缝隙,使两者之间形成磷酸二酯键,故C错误;
D、 b代表的是限制性核酸内切酶,c代表的是DNA连接酶,D错误 。
故答案为:A。
【分析】基因工程的基本操作程序:
1、目的基因的获取:(1)目的基因是指: 编码蛋白质的结构基因。(2)获取方法:①从基因文库中获取;②人工合成(反转录法和化学合成法);③PCR技术扩增目的基因。
2、基因表达载体的构建:(1)目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。(2)组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。②终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。③标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素抗性基因。
3、将目的基因导入受体细胞:(1)转化的概念:是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。(2)常用的转化方法:常用方法有农杆菌转化法、显微注射技术、Ca2+处理法。(3)重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
4、目的基因的检测和表达:(1)首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交技术。(2)其次还要检测目的基因是否转录出mRNA,方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。(3)最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原--抗体杂交。(4)有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
8.【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、 乳腺生物反应器利用转基因哺乳动物乳腺的分泌功能产生产品,获得高产量的外源蛋白质,A正确;
B、分泌的乳汁中含有目的基因控制合成的蛋白质,但不会含有目的基因,B正确;
C、乳腺生物反应器在泌乳期可以产生乳汁,C正确;
D、乳腺生物反应器是通过基因工程技术,将目的基因转入哺乳动物受精卵获得的,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、转基因技术就是把一个生物体的基因转移到另一个生物体DNA中的生物技术,生物反应器的研究开发重点是动物乳腺生物反应器和动物血液反应器,目前乳腺生物反应器是迄今为止最理想的生物反应器。
2、乳腺生物反应器即人类通过对某种动物的遗传基因进行改造,使这些动物的乳腺可以产生和分泌出人们所需要的某些物质,可以节省建设厂房和购买仪器设备费用,可以减少生产程序和环境污染,因此这里所说的“某结构’是指该动物的遗传基因。
3、“乳腺生物反应器”的优点是:
(1)动物的基因组成和人类相似,从人类染色体上切下来的任何基因都可以直接转移到动物体内。
(2)动物乳腺细胞可以是任何基因正确表达,并正确进行后加工。
(3)用动物乳腺生产外源蛋白质产量很高.用动物乳腺生产药品不需要产品提纯,不需要复杂设备,动物吃的是草,生产的是奶,奶中含有珍贵的蛋白质,因此,“乳腺生物反应器”是人们公认的、最理想的生物反应器。
9.【答案】C
【知识点】基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】小鼠是动物,动物基因工程中受体细胞常用受精卵,因为受精卵受精卵是个体发育的起点,全能性最高,利于培养成完整转基因动物个体,而动物的其他细胞全能性受到限制,因此,C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
10.【答案】C
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、目的基因能在植物细胞核中进行复制,这不是抗虫基因在叶肉细胞中表达的原因,A错误;
B、 目的基因与棉花的基因结构相同,所以目的基因能与受体细胞的DNA可以形成重组DNA, 但这不是抗虫基因在叶肉细胞中表达的原因,B错误;
C、因为所有生物共用一套遗传密码,所以抗虫基因能在棉花的叶肉细胞中准确地表达出来,C正确;
D、 不同生物具有相同的一套遗传信息 ,D错误。
故答案为:C。
【分析】基因工程是指按照人们的意愿,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。一种生物的基因能与另一种生物的DNA形成重组DNA分子,是因为不同生物的DNA结构相同。一种生物的基因能在另一种生物细胞中表达,是因为所有生物共用一套遗传密码。
11.【答案】C
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、 目前通过对基因结构的改造生产出自然界从未存在的蛋白质种类还不多,A正确 ;
B、 通过蛋白质工程可以改变蛋白质的分子结构从而可以改变蛋白质的活性,B正确 ;
C、将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内,使大肠杆菌产生人的胰岛素的技术属于基因工程,C错误;
D、蛋白质工程可以通过改造胰岛素基因来对胰岛素进行改造和修饰,从而合成速效型胰岛素制剂,D正确;。
故答案为:C。
【分析】蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要。蛋白质工程的过程:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。
12.【答案】B
【知识点】基因工程的应用;蛋白质工程;动物细胞工程的常用技术与应用
【解析】【解答】作物脱毒,属于②细胞工程的应用;改善畜产品的品质,属于①基因工程的应用;抗除草剂作物,属于①基因工程的应用;可保存的干扰素,属于③蛋白质工程的应用;检测有毒物质,属于②细胞工程的应用。
故答案为:B
【分析】理清植物细胞工程的应用:
(1)微型繁殖:优点是能够保持亲本的优良性状。
(2)作物脱毒:利用茎尖、根尖等无毒组织进行微型繁殖。
(3)培育人工种子:可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。
(4)作物新品种的培育。
(5)细胞产物的工厂化生产:即利用植物组织培养技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。
13.【答案】A
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、基因治疗是指把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的,A正确;
B、基因治疗只是把正常基因导入病人体内,并没有对有基因缺陷的细胞进行修复,B错误;
C、基因治疗是指把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中达到治疗疾病的目的,并没有运用人工诱变的方法,使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常,C错误 ;
D、没有正常的基因,即使切除有缺陷的基因,也不能达到治疗疾病的目的,D错误。
故答案为:A。
【分析】基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,以达到治疗目的,也就是将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中,使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。
14.【答案】A
【知识点】杂交育种;基因工程的应用
【解析】【解答】①用DNA分子探针诊断疾病,即基因诊断,原理是DNA分子杂交,具有快速、灵敏、简便等优点,①正确;
②重组DNA导入受体细胞的方法有农杆菌转化法、显微注射法等,没有依据DNA分子杂交原理,②错误;
③DNA分子探针还可以与被检测的病毒杂交,从而把饮用水中的病毒检测出来,这种方法的特点是快速、灵敏,③正确;
亲子鉴定是依据DNA分子杂交原理,鉴定亲代与子代DNA分子中碱基排列顺序,③正确;
④杂交育种依据的原理是基因重组,不存在DNA分子杂交,④错误。
因此,A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】1、DNA探针的应用所依据的原理是DNA杂交,DNA杂交是指DNA片段在适合的条件下能和与之互补的另一个片段结合。如果对最初的DNA片段进行标记,即做成探针。
2、探针的应用:(1)应用于从基因文库中准确提取目的基因。
(2)应用于检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因和检测目的基因是否转录出了mRNA。
(3)应用于鉴定物种亲缘关系。
(4)应用于疾病的诊段和治疗。
(5)应用于环境监测。
15.【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】 在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要的条件:①消毒灭菌;②一定浓度的植物激素;③适宜的温度;④充足的养料。 因此,C符合题意,ACD不合题意
故答案为:C。
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织和细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
2、植物组织培养的原理:植物细胞具有全能性。
3、植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
16.【答案】A
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】 植物体细胞杂交技术中,形成杂种细胞的标志是杂种细胞 产生新的细胞壁,也标志着原生质体融合的成功。
故答案为:A。
【分析】植物体细胞杂交技术中,形成杂种细胞的标志是杂种细胞产生新的细胞壁,该技术成功的标志是形成杂种植株。
17.【答案】A
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、番茄细胞内有m条染色体,马铃薯细胞含n条染色体,“番茄-马铃薯”细胞内含有两个亲本的遗传物质,则含有(m+n)条染色体,A错误;
B、 过程①表示用酶解法去除细胞壁得到原生质体,B正确;
C、过程②形成三种杂种细胞,即“番茄-番茄”细胞、“马铃薯-马铃薯”细胞、“番茄-马铃薯”,需要淘汰自身融合的细胞,C正确;
D、e是愈伤组织,为一团没有特定结构和功能的薄壁细胞, D正确.
故答案为:A。
【分析】1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、据图分析,①表示去除细胞壁,②表示诱导原生质体融合,③表示再生细胞壁,④表示脱分化,⑤表示再分化。
18.【答案】C
【知识点】基因工程的应用;植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、转基因抗虫棉的培育过程:①在棉花的植株上提取叶肉细胞;②在苏云金杆菌上提取相应基因;③将提取基因导入植物叶肉细胞的DNA(利用基因重组技术),④通过培养既培养出愈伤组织,进行再分化;⑤最后通过组织培养技术,得到含抗虫基因的棉花植株,A正确;
B、植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性,B正确;
C、原生质体融合和动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性,属于细胞膜的结构特点,C错误;
D、植物愈伤组织的形成是经过脱分化产生,与细胞有丝分裂有关,杂交瘤细胞的培养是细胞本身增多的过程,也与细胞有丝分裂有关,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2、植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织和细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。植物组织培养的原理:植物细胞具有全能性。
19.【答案】C
【知识点】克隆的利与弊
【解析】【分析】此时应该选择克隆的方法,利用细胞核移植技术,使野驴“复活”,因为动物细胞的全能性受到限制,而细胞核具有全能性,故本题答案选C。
20.【答案】A
【知识点】基因工程的应用;基因工程的原理
【解析】【解答】①该个体所有细胞都是由同一个受精卵有丝分裂而来的,所有细胞都含有该个体所有的基因,所以该人胰岛A细胞中的DNA含有胰岛素基因,能与胰岛素基因制成的DNA探针形成杂交带,①正确;
②该人胰岛B细胞的胰岛素基因能转录形成相应的mRNA,能与胰岛素基因制成的DNA探针形成杂交带,②正确;
③该人胰岛A细胞中的胰岛素基因不表达,细胞中的mRNA不能与胰岛素基因制成的DNA探针形成杂交带,③错误;
④该人肝细胞中含有胰岛素基因,细胞中的DNA与胰岛素基因制成的DNA探针形成杂交带,④正确。
因此,A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】1、DNA探针的应用所依据的原理是DNA杂交,DNA杂交是指DNA片段在适合的条件下能和与之互补的另一个片段结合。如果对最初的DNA片段进行标记,即做成探针。
2、探针的应用:(1)应用于从基因文库中准确提取目的基因。
(2)应用于检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因和检测目的基因是否转录出了mRNA。
(3)应用于鉴定物种亲缘关系。
(4)应用于疾病的诊段和治疗。
(5)应用于环境监测。
3、人体所有细胞都是由同一个受精卵有丝分裂而来的,因此所有细胞都含有该个体所有的基因,即所有细胞都含有胰岛素基因。细胞分化后,由于基因的选择性表达,胰岛素基因只在胰岛B细胞中表示,所以只有胰岛B细胞中含有胰岛素基因的mRNA。
21.【答案】D
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】合成自然界不存在的蛋白质属于蛋白质工程,应根据蛋白质功能,从设计蛋白质结构入手,然后通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造出一种新的蛋白质.
故选:D.
【分析】蛋白质工程的过程:(1)根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因).(2)最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成.
22.【答案】C
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、步骤①是人工以RNA为模板生成DNA的过程叫逆转录,A正确;
B、步骤②是基因表达载体的构建,需使用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒,同时需要DNA连接酶连接它们形成重组质粒,B正确;
C、步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌,使其处于感受态,C错误;
D、患禽流感康复的鸡的血清中含有相应的抗体,可以与Q蛋白发生抗原-抗体特异性结合反应,以此可以检测Q蛋白的免疫反应特性,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2、据图分析可知,①是逆转录过程,②是基因表达载体构建过程,③是转化过程,④目的基因在受体细胞中表达过程。
23.【答案】C
【知识点】基因突变的类型;基因工程的应用;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、题图中,过程 ① 表示转录,过程 ② 表示翻译,转录过程中碱基配对方式是A-U,T-A,C-G,G-C,翻译过程中是A-U,U-A,C-G,G-C,二者不完全相同,A正确;
B、异常mRNA的第39个密码子UAG是终止密码子,终止密码子不编码氨基酸且翻译停止,所以异常 β- 珠蛋白由38个氨基酸组成,B正确:
C、据图可知, 正常基因A突变成致病基因a是由于氨基酸编码序列中的C/G这一个碱基对替换成了T/A碱甚对,由于C/G与T/A的氢键数不同,所以突变基因a中的氢键数量减少,而脱氧核昔酸数量不变,C错误;
D、基因治疗是指把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的, β 一地中海贫血症患者可以通过基因治疗或者植造血干细胞进行治疗,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA。
2、基因突变是指DNA分子中发生的碱基对的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变。
24.【答案】A
【知识点】植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、培育脱毒苗过程中,一般选择茎尖(或分生区)部位进行植物组织培养获得,因为该部位病毒极少甚至无病毒,植物组织培养获得的脱毒苗进行繁殖,种植的作物就不会或极少数感染病毒,A正确;
B、形成层细胞具有分裂能力,分化程度低,易形成愈伤组织,因此切取胡萝卜块时,选择形成层容易诱导形成愈伤组织,B错误;
C、生长素与细胞分裂素比例适中,且生长素含量高于细胞分裂素时,主要诱导根原基形成,C错误;
D、细胞产物的工厂化生产,并没有形成完整个体,因此不能体现植物细胞的全能性,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、植物组织培养指植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境条件下培养发育再生成完整植株的技术。
2、植物细胞工程技术的应用:(1)植物繁殖的新途径:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子;(2)作物新品种的培育:培育单倍体、突变体的利用;(3)细胞产物的工厂化生产。
25.【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部,获得一个目的基因时,需要切割目的基因的两侧,因此要断裂4个磷酸二酯键,A错误;
B、限制性核酸内切酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的几率就越大,B正确;
C、-CATG↓-和-G↓GATCC-序列被限制酶切出的黏性末端的碱基数均为四个,C错误;
D、不同的限制性核酸内切酶切割也可能形成相同的末端序列,因此不同限制酶处理含目的基因的片段和质粒,也能形成重组质粒,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、限制性核酸内切酶:
(1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来。
(2)特异性:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
(3)结果:形成黏性末端或平末端。
注意:用限制酶切割DNA时,每切开一个切口需要水解两个磷酸二酯键。
2、在基因工程,为了防止质粒和目的基因的自身环化,常使用不同的限制酶切割目的基因和质粒;并且不同的限制酶切割形成的黏性末端的碱基序列可能是相同的,因此它们也能发生重组。
26.【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程;人工种子的制备
【解析】【解答】解:对过程①获取的根组织块应进行消毒处理,如果采用灭菌技术,会使根组织块失去活力,无法进行组织培养,A不符合题意;过程②是脱分化形成愈伤组织的过程,需要在避光的环境中进行,B符合题意;过程③发生再分化,其实质是基因的选择性表达,C不符合题意;用胚状体等包裹人工种皮可获得烟草人工种子,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】用脱分化获得的胚状体、顶芽或腋芽包裹上人工种皮可获得人工种子。
27.【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】 A、目前为止植物体细胞杂交技术还未能使杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状,A错误;
B、愈伤组织的特点:高度液泡化,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织(色浅),B错误;
C、上述过程形成的是“白菜—甘蓝”幼苗,该过程涉及到有丝分裂和细胞分化过程,但是没有涉及减数分裂,C错误;
D、“白菜-甘蓝”杂种植株并不能表达白菜和甘蓝的所有性状,因此,“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、植物体细胞杂交克服远缘杂交不亲和的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
28.【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的,A正确;
B、限制酶具有专一性,能识别特定的脱氧核苷酸序列并在特定的位点切割,因此,每一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列,B正确;
C、限制酶的作用位点是相邻核苷酸之间的磷酸二酯键,C错误;
D、不同限制酶识别的是不同的碱基序列,但切割后所产生的粘性末端可能是一样的,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、限制性核酸内切酶:
(1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来。
(2)特异性:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
(3)结果:形成黏性末端或平末端。
注意:用限制酶切割DNA时,每切开一个切口需要水解两个磷酸二酯键。
2、DNA连接酶:
(1)根据酶的来源不同分为两类:E.coliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端,此外T4DNA连接酶还可以连接平末端,但连接平末端时的效率比较低。
(2)DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
29.【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、作为载体必须具备的条件之一是能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制,以便提供大量的目的基因,A正确;
B、作为载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶切点,以便于目的基因的插入,B错误;
C、作为载体必须具备的条件之一是具有某些标记基因,以便于重组后进行重组DNA的筛选,C正确;
D、作为载体必须具备的条件之一是安全的,且对受体细胞无毒害 ,D正确。
故答案为:B。
【分析】作为基因工程的运载体必须具备的条件有:①要具有限制酶的切割位点; ②要有标记基因(如抗性基因),以便于重组后重组子的筛选;③能在宿主细胞中稳定存在并复制;④是安全的,对受体细胞无害,而且要易从供体细胞分离出来。
30.【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开,A正确;
B、 该技术需要用到一对引物,引物之间不能够碱基互补,要不就会形成引物二聚体不能有效扩增目的基因,引物,为上游引物与下游引物,分别与模板的5‘端与3’端互补,B错误;
C、根据图示中引物延伸的方向可以确定,Taq酶只能从引物的3’端延伸子链,催化子链沿着5’→3’方向延伸,需dNTP作为原料,C错误;
D、由于cDNA是以某基因转录形成的mRNA为模板逆转录形成的,所以若利用上述技术检测某基因的转录水平,则需要先形成cDNA再进行PCR扩增,需要用到逆转录酶,D正确。
故答案为:D。
【分析】PCR技术:
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
31.【答案】B
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】基因探针不是检测疾病的医疗器械,A不符合题意;在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记可以作为探针,B符合题意;基因表达载体上的标记基因不是基因探针,C不符合题意;基因探针是单链DNA,不是用放射性同位素标记的相应抗体,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】探针是指能与特定靶DNA分子发生特异性作用、并能被特定方法探知的分子。基因探针是指用放射性同位素或荧光分子标记的DNA单链,利用碱基互补配对原则,检测目的基因是否导入受体细胞的染色体DNA中。
32.【答案】D
【知识点】基因工程的应用;蛋白质工程
【解析】【解答】A、根据上述分析可知题干中对蛋白质P的改造属于蛋白质工程,A正确;
B、以P基因序列为基础,获得P1基因途进有两个:修饰P基因,合成P1基因,B正确
C、根据P1基因特定的碱基对的排列顺序,经过转录和翻译会获得具有专一性的蛋白质P1,C正确;
D、不能直接对蛋白质P的氨基酸序列进行改造来获得蛋白质P1,蛋白质工程属于第二代基因工程,通过基因改造或基因修饰来完成,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要。
2、蛋白质工程的过程为:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
33.【答案】B
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、蛋白质工程通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求,可以定向改造蛋白质分子的结构,A正确;
B、蛋白质工程改造的是基因,可以遗传给子代,因此改造后的中华鲜的后代也具有改造的蛋白质,B错误;
C、改造后的中华鲜具有新的性状,但其和现有中华鲜仍是同一物种,C正确:
D、改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的,基因控制蛋白质的合成,遵循中心法则,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。
2、蛋白质工程的过程:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。
34.【答案】B
【知识点】人工种子的制备;动物细胞培养技术;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、以胚状体、不定芽等为材料经过人工薄膜包装再加上相应的激素和营养物质可得到人工种子,该技术不受季节、时间和地的限制,A正确;
B、选择草莓的茎尖进行组织培养可获得无病毒的草莓幼苗,因为茎尖部位带毒很少或不带毒,B错误;
C、胚胎或幼龄动物体细胞分裂旺盛,故动物细胞培养的材料通常选择胚胎或幼龄动物体细胞进行培养,这样有利于获得大量细胞,C正确;
D、愈伤组织的细胞分裂旺盛,对其进行诱变处理可提高突变的频率,因而易获得植物新品种,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物组织培养技术:
1、过程:离体的植物组织,器官或细胞 (外植体)经脱分化形成愈伤组织,再分化形成胚状体,发育成植株 (新植体)。
2、原理:植物细胞的全能性。
3、条件:细胞离体和适宜的外界条件 (如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);一定的营养(无机、有机成分) 和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
4、植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(包括微型繁殖,作物脱毒、人工种子等)、作物新品种的培育 (单倍体育种、突变细胞产物的工厂化生产。
35.【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、图示为植物组织培养工程,需在无菌和人工控制的条件下进行,A正确;
B、图中过程 ① 为脱分化过程,该过程细胞的形态和结构发生了变化,B正确;
C、过程 ③ 需使用液体培养基,有利于工厂化生产紫杉醇,C错误;
D、外植体通常是指离体的器官,组织或细胞,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织和细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)经脱分化形成愈伤组织,再分化形成胚状体→植株(新植体);
2、植物组织培养的原理:植物细胞具有全能性。
3、植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
4、分析题图:图中 ① 是脱分化过程,②是处理愈伤组织得到单个细胞, ③ 是细胞增殖过程。
36.【答案】(1)逆转录法(人工合成法)
(2)Ⅰ;Ⅱ;碱基互补配对
(3)人的基因与大肠杆菌DNA的(双螺旋)结构相同
(4)共用一套(遗传)密码子;
(5)普通质粒或重组质粒
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)过程① 以mRNA为模板合成DNA的过程,是逆转录过程,该过程需要逆转录酶的催化。
(2)由图可知,质粒上的两个标记基因中均有限制酶 Ⅱ (一'GATC-)的识别序列,该酶切割会将两个标记基因均破坏,因此只能用限制酶 Ⅰ 切割质粒,但切割含有目的基因的外源 DNA 分子时可以只用限制酶 Ⅱ ,也可以同时用限制酶Ⅰ和限制酶 Ⅱ 。 用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过碱基互补配对原则进行连接。
(3)人的基因之所以f的 DNA 分子进行重组,原因是人的基因与大肠杆菌 DNA 分子的螺旋结构相同。
(1)自自然界中所有生物共用一套遗传密码子,因此人体的生长激素基因能在细菌体内表达。基因的表达包括转录与翻译过程。
(5)将得到的大肠杆菌 B 涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上,能够生长的,说明大肠杆菌中已导人了普通质粒或重组质粒,因为普通质粒或重组质粒中都含抗氨芊青霉素基因。
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
37.【答案】(1)纤维素酶和果胶酶
(2)聚乙二醇/PEG
(3)高尔基体;对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装
(4)流动性;脱分化;再分化;有丝分裂;全能性
(5)远缘杂交不亲和
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】(1)细胞壁植物细胞的最外面,植物体细胞杂交的第一步是用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,分离出有活力的原生质体。
(2) 题图中,②过程是诱导原生质体融合过程,常用的化学方法是用聚乙二醇试剂作为诱导剂诱导融合。
(3) 高尔基体在植物细胞中与细胞壁的形成有关,在动物细胞中与蛋白质(分泌蛋白)的加工、分类运输有关。 ③过程中新细胞壁的产生与细胞内高尔基体有密切关系。
(4)原生质体的融合过程体现了细胞膜具有一定的流动性, ④ 过程表示杂种细胞形成愈伤组织,表示脱分化过程, ⑤ 过程为愈伤组织形成植物体表示再分化过程。在植物组织培养过程中,细胞的分裂方式是有丝分裂,由杂种细胞培育杂种植株为植物组织培养过程,利用了植物细胞的全能性。
(5) 植物体细胞杂交技术克服了远缘杂交不亲和的障碍,大大拓展了可用于杂交的亲本组合的范围。
【分析】1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。植物体细胞杂交包括植物体细胞(原生质体)融合和杂种细胞培育成一个新植株的过程。融合的细胞有多种类型,必须经过筛选,然后才能培育出我们所需要的杂种植株。
2、植物体细胞杂交的意义:克服远缘杂交不亲和的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
38.【答案】(1)限制酶和DNA连接酶
(2)要有一段已知目的基因的核苷酸序列
(3)吸引农杆菌感染菊花细胞;菊花细胞的染色体DNA
(4)目的基因无复制原点;目的基因无表达所需启动子(写一条,合理即可)
(5)DNA分子杂交;对转基因菊花进行抗冻处理
【知识点】基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】 (1)、基因工程中,构建重组质粒时,通常要用(同种)限制酶分别切割含目的基因的DNA分子和质粒,再用DNA连接酶进行连接。
(2) 利用PCR技术获取目的基因的前提是要有段已知目的基因的核昔酸序列,这样才能设计出相应的引物。
(3)将基因表达载体导入植物 (菊花) 细胞常用的方法是农杆菌转化法,在该过程中需添加酚类物质,目的是吸引农杆菌感染菊花细胞;抗冻基因C的遗传特性能在菊花体内维持和表达的关键是目的基因插入到了菊花细胞的染色体DNA上,可随染色体DNA的复制而复制。
(4)由于单独将目的基因导入受体细胞,目的基因在受体细胞中无法稳定存在和自我复制,或者不能正常表达,故需要构建质粒载体才能导入受体细胞。
(5)想了解抗冻基因C是否成功导入,检测方法是采用DNA分子杂交技术。若对转基因菊花进行个体生物水平的鉴定需要对转基因菊花进行抗冻处理。
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
1 / 1陕西省渭南市2022-2023学年高二下学期期中生物试题
一、单选题
1.(2023高二下·渭南期中)下列有关基因工程的叙述,正确的是( )
A.基因工程所用的工具酶是限制酶、连接酶和运载体
B.所有的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列
C.选用原核生物作为重组质粒的受体细胞的原因之一是繁殖速度快
D.基因工程的核心是将目的基因导入受体细胞
【答案】C
【知识点】基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】A、基因工程中常用的工具有限制酶、DNA连接酶和运载体,其中所用的工具酶是限制酶和连接酶,A错误;
B、一种限制酶都只能识别一种特定的核苷酸序列,即具有特异性,B错误;
C、基因工程中常用细菌等原核生物作受体细胞,因为原核生物的特点是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等,C正确;
D、基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤,D错误.
故答案为:C。
【分析】1、基因工程的工具:
(1)限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
(2)DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
(3)载体:常用的载体有质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
2、基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样.将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2.(2021高二下·讷河开学考)下列四个DNA分子片段,可能是同一种限制性核酸内切酶切割产生的黏性末端的一组是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
【答案】D
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】同一种限制酶切割后形成的黏性末端的碱基能够互补配对。DNA分子片段②的末端序列是GGTA,DNA分子片段④的末端序列是TACC。两者能够互补配对,因此DNA分子片段②与④是由同一种限制酶切割后形成的两个黏性末端。综上所述,D项正确。
故答案为:D。
【分析】 限制性核酸内切酶识别特定的核苷酸序列(回文序列),切割特定的切点,产生黏性末端(碱基互补配对)或平末端 。黏性末端可以按照碱基互补配对原则进行互补。
3.(2023高二下·渭南期中)作为基因工程中的“分子运输车”——载体,应具备的条件是( )
①必须有一个或多个限制酶的切割位点 ②必须具备自我复制的能力,或整合到受体染色体DNA上随之同步复制 ③必须带有标记基因 ④必须是安全的 ⑤大小应合适
A.①②③④⑤ B.①②③⑤ C.①②④⑤ D.①②③④
【答案】A
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】①载体必须有一个或多个限制酶的切割位点,以便目的基因插入,①正确;
②载体必须具备自我复制的能力,或整合到受体染色体DNA上随染色体DNA的复制而同步复制,②正确;
③载体必须带有标记基因,以便进行重组后的筛选,③正确;
④载体必须是安全的,不会对受体细胞有害,或不能进入到除受体细胞外的其他生物细胞中去,④正确;
⑤载体大小应合适,太大则不易操作,⑤正确。因此,A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】载体:
(1)常用的载体:质粒、噬菌体的衍生物、动植物病毒。质粒是一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。天然的质粒不能直接作为载体,基因工程中用到的质粒都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。
(2)作为载体必须具备的条件:①要具有限制酶的切割位点; ②要有标记基因(如抗性基因),以便于重组后重组子的筛选;③能在宿主细胞中稳定存在并复制;④是安全的,对受体细胞无害,而且要易从供体细胞分离出来。
4.(2015高二下·邹平期中)如图为DNA分子的某一片段,其中①②③分别表示某种酶的作用部位,则相应的酶依次是( )
A.DNA连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶
B.限制性核酸内切酶、解旋酶,DNA连接酶
C.解旋酶,限制性核酸内切酶,DNA连接酶
D.限制性核酸内切酶,DNA连接酶,解旋酶
【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】解:①处为氢键,是解旋酶的作用部位;
②处为磷酸二酯键,是限制酶的作用部位;
③处为两个DNA片段的缺口,是DNA连接酶的作用部位.
故选:C.
【分析】限制酶:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂.DNA连接酶:连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键.解旋酶:能使DNA分子两条链之间的氢键断裂,使DNA双链打开.
5.从基因文库中获取目的基因的根据是( )
A.基因的核苷酸序列 B.基因的功能
C.基因的转录产物mRNA D.以上都是
【答案】D
【知识点】基因工程的基本操作程序
【解析】【分析】从基因文库中获取目的基因,根据的是目的基因有关信息,如基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物mRNA以及基因翻译产物蛋白质等特征来获取目的基因;故选D。
【点评】考查了学生对基础知识掌握和应用能力。
6.(2021高二下·吉林期中)PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术。下列有关该技术的叙述,不正确的是( )
A.PCR技术的原理是DNA复制
B.变性过程中利用高温使DNA双链解开
C.复性过程中引物与DNA模板链的结合是依靠碱基互补配对原则完成的
D.延伸过程需要Taq酶、ATP、四种核糖核苷酸
【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】PCR技术包括变性、复性和延伸三个步骤。PCR技术的原理是DNA复制,A项正确;变性过程是利用高温(90-95℃)使DNA双链解开,B项正确;复性过程是将变性后形成的单链DNA分子模板冷却到55-60℃后,使引物与DNA模板链通过碱基互补配对的方式结合,C项正确;延伸过程是在70-75℃下,Taq酶从引物起始进行互补链的合成,该过程需要Taq酶、四种脱氧核苷酸,D项错误。
【分析】 PCR技术
1、概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
2、原理:DNA复制。
3、前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
4、条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚台酶(Taq酶)。
5、过程:①高温变性:DNA解旋过程;②低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。PCR扩増中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
7.(2023高二下·渭南期中)如图表示一项重要的生物技术,对图中物质a、b、c、d的描述,正确的是( )
A.a与d可以用不同的限制性核酸内切酶进行切割
B.b能识别特定的核苷酸序列,并将A与T之间的氢键切开
C.c连接双链间的A和T,使黏性末端处碱基互补配对
D.b代表的是限制性核酸内切酶,c代表的是DNA聚合酶
【答案】A
【知识点】基因工程的基本工具(详细);基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】分析题图可知,图示表示基因工程中基因表达载体的构建过程。
A、在基因工程,常使用不同的限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒可以防止质粒和目的基因的自身环化以及反向连接,A正确;
B、b为限制性核酸内切酶,能识别特定的核苷酸序列,并将每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂,B错误;
C、c为DNA连接酶,可以缝合目的基因和载体质粒之间的缝隙,使两者之间形成磷酸二酯键,故C错误;
D、 b代表的是限制性核酸内切酶,c代表的是DNA连接酶,D错误 。
故答案为:A。
【分析】基因工程的基本操作程序:
1、目的基因的获取:(1)目的基因是指: 编码蛋白质的结构基因。(2)获取方法:①从基因文库中获取;②人工合成(反转录法和化学合成法);③PCR技术扩增目的基因。
2、基因表达载体的构建:(1)目的:使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传至下一代,使目的基因能够表达和发挥作用。(2)组成:目的基因+启动子+终止子+标记基因。①启动子:是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,是RNA聚合酶识别和结合的部位,能驱动基因转录出mRNA,最终获得所需的蛋白质。②终止子:也是一段有特殊结构的DNA片段,位于基因的尾端。③标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素抗性基因。
3、将目的基因导入受体细胞:(1)转化的概念:是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。(2)常用的转化方法:常用方法有农杆菌转化法、显微注射技术、Ca2+处理法。(3)重组细胞导入受体细胞后,筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。
4、目的基因的检测和表达:(1)首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子杂交技术。(2)其次还要检测目的基因是否转录出mRNA,方法是用标记的目的基因作探针与mRNA杂交。(3)最后检测目的基因是否翻译成蛋白质,方法是从转基因生物中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原--抗体杂交。(4)有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。
8.(2023高二下·渭南期中)下列关于乳腺生物反应器的说法中,不正确的是( )
A.利用转基因哺乳动物乳腺的分泌功能产生产品
B.分泌的乳汁中不含有目的基因
C.在泌乳期可以产生乳汁
D.乳腺生物反应器是将目的基因转入哺乳动物卵细胞获得的
【答案】D
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、 乳腺生物反应器利用转基因哺乳动物乳腺的分泌功能产生产品,获得高产量的外源蛋白质,A正确;
B、分泌的乳汁中含有目的基因控制合成的蛋白质,但不会含有目的基因,B正确;
C、乳腺生物反应器在泌乳期可以产生乳汁,C正确;
D、乳腺生物反应器是通过基因工程技术,将目的基因转入哺乳动物受精卵获得的,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、转基因技术就是把一个生物体的基因转移到另一个生物体DNA中的生物技术,生物反应器的研究开发重点是动物乳腺生物反应器和动物血液反应器,目前乳腺生物反应器是迄今为止最理想的生物反应器。
2、乳腺生物反应器即人类通过对某种动物的遗传基因进行改造,使这些动物的乳腺可以产生和分泌出人们所需要的某些物质,可以节省建设厂房和购买仪器设备费用,可以减少生产程序和环境污染,因此这里所说的“某结构’是指该动物的遗传基因。
3、“乳腺生物反应器”的优点是:
(1)动物的基因组成和人类相似,从人类染色体上切下来的任何基因都可以直接转移到动物体内。
(2)动物乳腺细胞可以是任何基因正确表达,并正确进行后加工。
(3)用动物乳腺生产外源蛋白质产量很高.用动物乳腺生产药品不需要产品提纯,不需要复杂设备,动物吃的是草,生产的是奶,奶中含有珍贵的蛋白质,因此,“乳腺生物反应器”是人们公认的、最理想的生物反应器。
9.(2023高二下·渭南期中)美国科学家将人的生长激素基因转移到了小鼠体内,得到了超级小鼠,此转基因技术的受体细胞是( )
A.卵细胞 B.去核卵细胞
C.受精卵细胞 D.乳腺上皮细胞
【答案】C
【知识点】基因工程的基本操作程序
【解析】【解答】小鼠是动物,动物基因工程中受体细胞常用受精卵,因为受精卵受精卵是个体发育的起点,全能性最高,利于培养成完整转基因动物个体,而动物的其他细胞全能性受到限制,因此,C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
10.(2023高二下·渭南期中)苏云金芽孢杆菌的抗虫基因之所以能在棉花的叶肉细胞中准确地表达出来,主要是因为( )
A.目的基因能在植物细胞核中进行复制
B.目的基因与棉花的基因结构相同
C.不同生物共用一套遗传密码
D.不同生物具有相同的一套遗传信息
【答案】C
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、目的基因能在植物细胞核中进行复制,这不是抗虫基因在叶肉细胞中表达的原因,A错误;
B、 目的基因与棉花的基因结构相同,所以目的基因能与受体细胞的DNA可以形成重组DNA, 但这不是抗虫基因在叶肉细胞中表达的原因,B错误;
C、因为所有生物共用一套遗传密码,所以抗虫基因能在棉花的叶肉细胞中准确地表达出来,C正确;
D、 不同生物具有相同的一套遗传信息 ,D错误。
故答案为:C。
【分析】基因工程是指按照人们的意愿,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。一种生物的基因能与另一种生物的DNA形成重组DNA分子,是因为不同生物的DNA结构相同。一种生物的基因能在另一种生物细胞中表达,是因为所有生物共用一套遗传密码。
11.(2023高二下·渭南期中)下列关于蛋白质工程应用的叙述,不正确的是( )
A.通过对基因结构的改造生产出自然界从未存在的蛋白质种类目前还很少
B.通过蛋白质工程可以改变蛋白质的活性
C.将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内,使大肠杆菌产生人的胰岛素的技术属于蛋白质工程
D.蛋白质工程可以对胰岛素进行改造和修饰,合成速效型胰岛素制剂
【答案】C
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、 目前通过对基因结构的改造生产出自然界从未存在的蛋白质种类还不多,A正确 ;
B、 通过蛋白质工程可以改变蛋白质的分子结构从而可以改变蛋白质的活性,B正确 ;
C、将人的胰岛素基因导入大肠杆菌细胞内,使大肠杆菌产生人的胰岛素的技术属于基因工程,C错误;
D、蛋白质工程可以通过改造胰岛素基因来对胰岛素进行改造和修饰,从而合成速效型胰岛素制剂,D正确;。
故答案为:C。
【分析】蛋白质工程指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要。蛋白质工程的过程:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。
12.作物脱毒、改善畜产品的品质、抗除草剂作物、可保存的干扰素、检测有毒物质依次是下列哪项生物技术的应用( )
①基因工程 ②细胞工程 ③蛋白质工程
A.①②②③② B.②①①③② C.②①②③② D.②①③③②
【答案】B
【知识点】基因工程的应用;蛋白质工程;动物细胞工程的常用技术与应用
【解析】【解答】作物脱毒,属于②细胞工程的应用;改善畜产品的品质,属于①基因工程的应用;抗除草剂作物,属于①基因工程的应用;可保存的干扰素,属于③蛋白质工程的应用;检测有毒物质,属于②细胞工程的应用。
故答案为:B
【分析】理清植物细胞工程的应用:
(1)微型繁殖:优点是能够保持亲本的优良性状。
(2)作物脱毒:利用茎尖、根尖等无毒组织进行微型繁殖。
(3)培育人工种子:可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。
(4)作物新品种的培育。
(5)细胞产物的工厂化生产:即利用植物组织培养技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。
13.(2023高二下·渭南期中)基因治疗是指 ( )
A.把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的
B.对有缺陷的细胞进行修复,从而使其恢复正常,达到治疗疾病的目的
C.运用人工诱变的方法,使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常
D.运用基因工程技术,把有缺陷的基因切除,达到治疗疾病的目的
【答案】A
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、基因治疗是指把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的,A正确;
B、基因治疗只是把正常基因导入病人体内,并没有对有基因缺陷的细胞进行修复,B错误;
C、基因治疗是指把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中达到治疗疾病的目的,并没有运用人工诱变的方法,使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常,C错误 ;
D、没有正常的基因,即使切除有缺陷的基因,也不能达到治疗疾病的目的,D错误。
故答案为:A。
【分析】基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,以达到治疗目的,也就是将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中,使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。
14.(2023高二下·渭南期中)下列技术依据DNA分子杂交原理的是( )
①用DNA分子探针诊断疾病
②重组DNA导入受体细胞
③快速灵敏地检测水中病毒的含量
④杂交育种
A.①③ B.②③ C.③④ D.①④
【答案】A
【知识点】杂交育种;基因工程的应用
【解析】【解答】①用DNA分子探针诊断疾病,即基因诊断,原理是DNA分子杂交,具有快速、灵敏、简便等优点,①正确;
②重组DNA导入受体细胞的方法有农杆菌转化法、显微注射法等,没有依据DNA分子杂交原理,②错误;
③DNA分子探针还可以与被检测的病毒杂交,从而把饮用水中的病毒检测出来,这种方法的特点是快速、灵敏,③正确;
亲子鉴定是依据DNA分子杂交原理,鉴定亲代与子代DNA分子中碱基排列顺序,③正确;
④杂交育种依据的原理是基因重组,不存在DNA分子杂交,④错误。
因此,A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】1、DNA探针的应用所依据的原理是DNA杂交,DNA杂交是指DNA片段在适合的条件下能和与之互补的另一个片段结合。如果对最初的DNA片段进行标记,即做成探针。
2、探针的应用:(1)应用于从基因文库中准确提取目的基因。
(2)应用于检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因和检测目的基因是否转录出了mRNA。
(3)应用于鉴定物种亲缘关系。
(4)应用于疾病的诊段和治疗。
(5)应用于环境监测。
15.(2023高二下·渭南期中)将离体的胡萝卜形成层脱分化形成愈伤组织的过程中,下列哪项条件是不需要的( )
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程
【解析】【解答】 在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要的条件:①消毒灭菌;②一定浓度的植物激素;③适宜的温度;④充足的养料。 因此,C符合题意,ACD不合题意
故答案为:C。
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织和细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
2、植物组织培养的原理:植物细胞具有全能性。
3、植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
16.(2019高二下·梅县月考)植物体细胞杂交技术中,形成杂种细胞的标志是( )
A.产生新的细胞壁 B.细胞膜发生融合
C.细胞质发生融合 D.细胞核发生融合
【答案】A
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】 植物体细胞杂交技术中,形成杂种细胞的标志是杂种细胞 产生新的细胞壁,也标志着原生质体融合的成功。
故答案为:A。
【分析】植物体细胞杂交技术中,形成杂种细胞的标志是杂种细胞产生新的细胞壁,该技术成功的标志是形成杂种植株。
17.(2023高二下·渭南期中)关于番茄——马铃薯杂种植株,下列叙述不正确的是( )
A.若番茄细胞内有m条染色体,马铃薯细胞含n条染色体,则“番茄—马铃薯”细胞内含(m+n)/2条染色体
B.过程①表示用酶解法去除细胞壁
C.过程②结束后需要淘汰自身融合的细胞
D.e是一团没有特定结构和功能的薄壁细胞
【答案】A
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】A、番茄细胞内有m条染色体,马铃薯细胞含n条染色体,“番茄-马铃薯”细胞内含有两个亲本的遗传物质,则含有(m+n)条染色体,A错误;
B、 过程①表示用酶解法去除细胞壁得到原生质体,B正确;
C、过程②形成三种杂种细胞,即“番茄-番茄”细胞、“马铃薯-马铃薯”细胞、“番茄-马铃薯”,需要淘汰自身融合的细胞,C正确;
D、e是愈伤组织,为一团没有特定结构和功能的薄壁细胞, D正确.
故答案为:A。
【分析】1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、据图分析,①表示去除细胞壁,②表示诱导原生质体融合,③表示再生细胞壁,④表示脱分化,⑤表示再分化。
18.(2023高二下·渭南期中)下列实例与所利用的技术或原理不相符合的是 ( )
A.转基因抗虫棉的培育需要利用植物组织培养技术
B.植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性
C.原生质体融合和动物细胞融合利用了细胞膜的选择透过性
D.愈伤组织的形成和杂交瘤细胞的培养都与细胞分裂有关
【答案】C
【知识点】基因工程的应用;植物组织培养的过程
【解析】【解答】A、转基因抗虫棉的培育过程:①在棉花的植株上提取叶肉细胞;②在苏云金杆菌上提取相应基因;③将提取基因导入植物叶肉细胞的DNA(利用基因重组技术),④通过培养既培养出愈伤组织,进行再分化;⑤最后通过组织培养技术,得到含抗虫基因的棉花植株,A正确;
B、植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性,B正确;
C、原生质体融合和动物细胞融合的原理是细胞膜的流动性,属于细胞膜的结构特点,C错误;
D、植物愈伤组织的形成是经过脱分化产生,与细胞有丝分裂有关,杂交瘤细胞的培养是细胞本身增多的过程,也与细胞有丝分裂有关,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2、植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织和细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。植物组织培养的原理:植物细胞具有全能性。
19.随着生物技术的迅速发展,已灭绝生物的“复活”将不再是神话。如果世界上最后一只野驴刚刚死亡,下列“复活”野驴的方法中,最可行的是
A.将野驴的体细胞取出,利用组织培养技术,经脱分化、再分化,培育成新个体
B.取出野驴的体细胞两两融合,再经组织培养培育成新个体
C.取出野驴的体细胞核移植到家驴的去核卵母细胞中,经孕育培养成新个体
D.将野驴的基因导入家驴的受精卵中,培育成新个体
【答案】C
【知识点】克隆的利与弊
【解析】【分析】此时应该选择克隆的方法,利用细胞核移植技术,使野驴“复活”,因为动物细胞的全能性受到限制,而细胞核具有全能性,故本题答案选C。
20.(2023高二下·渭南期中)用某人的胰岛素基因制成的DNA探针,检测下列物质,能形成杂交分子的是( )
①该人胰岛A细胞中的DNA ②该人胰岛B细胞的mRNA
③该人胰岛A细胞的mRNA ④该人肝细胞的DNA
A.①②④ B.①②③ C.①②③④ D.②
【答案】A
【知识点】基因工程的应用;基因工程的原理
【解析】【解答】①该个体所有细胞都是由同一个受精卵有丝分裂而来的,所有细胞都含有该个体所有的基因,所以该人胰岛A细胞中的DNA含有胰岛素基因,能与胰岛素基因制成的DNA探针形成杂交带,①正确;
②该人胰岛B细胞的胰岛素基因能转录形成相应的mRNA,能与胰岛素基因制成的DNA探针形成杂交带,②正确;
③该人胰岛A细胞中的胰岛素基因不表达,细胞中的mRNA不能与胰岛素基因制成的DNA探针形成杂交带,③错误;
④该人肝细胞中含有胰岛素基因,细胞中的DNA与胰岛素基因制成的DNA探针形成杂交带,④正确。
因此,A正确,BCD错误。
故答案为:A。
【分析】1、DNA探针的应用所依据的原理是DNA杂交,DNA杂交是指DNA片段在适合的条件下能和与之互补的另一个片段结合。如果对最初的DNA片段进行标记,即做成探针。
2、探针的应用:(1)应用于从基因文库中准确提取目的基因。
(2)应用于检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因和检测目的基因是否转录出了mRNA。
(3)应用于鉴定物种亲缘关系。
(4)应用于疾病的诊段和治疗。
(5)应用于环境监测。
3、人体所有细胞都是由同一个受精卵有丝分裂而来的,因此所有细胞都含有该个体所有的基因,即所有细胞都含有胰岛素基因。细胞分化后,由于基因的选择性表达,胰岛素基因只在胰岛B细胞中表示,所以只有胰岛B细胞中含有胰岛素基因的mRNA。
21.要合成自然界中不存在的蛋白质首先应设计( )
A.基因结构 B.mRNA结构 C.氨基酸序列 D.蛋白质结构
【答案】D
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】合成自然界不存在的蛋白质属于蛋白质工程,应根据蛋白质功能,从设计蛋白质结构入手,然后通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造出一种新的蛋白质.
故选:D.
【分析】蛋白质工程的过程:(1)根据中心法则逆推以确定目的基因的碱基序列:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因).(2)最终还是回到基因工程上来解决蛋白质的合成.
22.(2023高二下·渭南期中)某研究小组为了研制预防禽流感病毒的疫苗,开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下图。下列有关叙述错误的是( )
A.步骤①所代表的过程是反转录
B.步骤②需使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶
C.步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌,使其从感受态恢复到常态
D.检验Q蛋白的免疫反应特性,可用Q蛋白与患禽流感康复的鸡的血清进行抗原一抗体特异性反应实验
【答案】C
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】A、步骤①是人工以RNA为模板生成DNA的过程叫逆转录,A正确;
B、步骤②是基因表达载体的构建,需使用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和质粒,同时需要DNA连接酶连接它们形成重组质粒,B正确;
C、步骤③可用CaCl2处理大肠杆菌,使其处于感受态,C错误;
D、患禽流感康复的鸡的血清中含有相应的抗体,可以与Q蛋白发生抗原-抗体特异性结合反应,以此可以检测Q蛋白的免疫反应特性,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2、据图分析可知,①是逆转录过程,②是基因表达载体构建过程,③是转化过程,④目的基因在受体细胞中表达过程。
23.(2023高二下·渭南期中)β地中海贫血症患者的β-珠蛋白(血红蛋白的组成部分)合成受阻,原因是β-珠蛋白第39位氨基酸的编码序列发生了改变,由正常基因A突变成致病基因a(如下图所示,AUG、UAG分别为起始密码子和终止密码子)。下列相关叙述错误的是( )
A.①与②过程中碱基互补配对的方式不完全相同
B.异常mRNA翻译产生的异常β-珠蛋白由38个氨基酸组成
C.突变基因a中的氢键数量和脱氧核苷酸数量都发生了改变
D.该病可以通过基因治疗或移植造血干细胞进行治疗
【答案】C
【知识点】基因突变的类型;基因工程的应用;遗传信息的转录;遗传信息的翻译
【解析】【解答】A、题图中,过程 ① 表示转录,过程 ② 表示翻译,转录过程中碱基配对方式是A-U,T-A,C-G,G-C,翻译过程中是A-U,U-A,C-G,G-C,二者不完全相同,A正确;
B、异常mRNA的第39个密码子UAG是终止密码子,终止密码子不编码氨基酸且翻译停止,所以异常 β- 珠蛋白由38个氨基酸组成,B正确:
C、据图可知, 正常基因A突变成致病基因a是由于氨基酸编码序列中的C/G这一个碱基对替换成了T/A碱甚对,由于C/G与T/A的氢键数不同,所以突变基因a中的氢键数量减少,而脱氧核昔酸数量不变,C错误;
D、基因治疗是指把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中,使该基因的表达产物发挥功能,从而达到治疗疾病的目的, β 一地中海贫血症患者可以通过基因治疗或者植造血干细胞进行治疗,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA。
2、基因突变是指DNA分子中发生的碱基对的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变。
24.(2023高二下·渭南期中)下列关于植物细胞工程的叙述,正确的是( )
A.用脱毒苗进行繁殖,种植的作物就不会或极少数感染病毒
B.切取胡萝卜块时,选择韧皮层容易诱导形成愈伤组织
C.生长素与细胞分裂素比例适中,且生长素含量高于细胞分裂素时,主要诱导芽原基形成
D.细胞产物的工厂化生产利用的原理是植物细胞的全能性
【答案】A
【知识点】植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、培育脱毒苗过程中,一般选择茎尖(或分生区)部位进行植物组织培养获得,因为该部位病毒极少甚至无病毒,植物组织培养获得的脱毒苗进行繁殖,种植的作物就不会或极少数感染病毒,A正确;
B、形成层细胞具有分裂能力,分化程度低,易形成愈伤组织,因此切取胡萝卜块时,选择形成层容易诱导形成愈伤组织,B错误;
C、生长素与细胞分裂素比例适中,且生长素含量高于细胞分裂素时,主要诱导根原基形成,C错误;
D、细胞产物的工厂化生产,并没有形成完整个体,因此不能体现植物细胞的全能性,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、植物组织培养指植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境条件下培养发育再生成完整植株的技术。
2、植物细胞工程技术的应用:(1)植物繁殖的新途径:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子;(2)作物新品种的培育:培育单倍体、突变体的利用;(3)细胞产物的工厂化生产。
25.(2023高二下·渭南期中)下列有关限制性核酸内切酶的叙述中正确的是( )
A.用限制酶切割一个DNA分子中部,获得一个目的基因时,被水解的磷酸二酯键有2个
B.限制性核酸内切酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的几率就越大
C.-CATG↓-和-G↓GATCC-序列被限制性核酸内切酶切出的黏性末端碱基数不同
D.只有用相同的限制性核酸内切酶处理含目的基因的片段和质粒,才能形成重组质粒
【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、用限制性核酸内切酶切割一个DNA分子中部,获得一个目的基因时,需要切割目的基因的两侧,因此要断裂4个磷酸二酯键,A错误;
B、限制性核酸内切酶识别序列越短,则该序列在DNA中出现的几率就越大,B正确;
C、-CATG↓-和-G↓GATCC-序列被限制酶切出的黏性末端的碱基数均为四个,C错误;
D、不同的限制性核酸内切酶切割也可能形成相同的末端序列,因此不同限制酶处理含目的基因的片段和质粒,也能形成重组质粒,D错误。
故答案为:B。
【分析】1、限制性核酸内切酶:
(1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来。
(2)特异性:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
(3)结果:形成黏性末端或平末端。
注意:用限制酶切割DNA时,每切开一个切口需要水解两个磷酸二酯键。
2、在基因工程,为了防止质粒和目的基因的自身环化,常使用不同的限制酶切割目的基因和质粒;并且不同的限制酶切割形成的黏性末端的碱基序列可能是相同的,因此它们也能发生重组。
26.(2018·南京模拟)下图为烟草植物组织培养过程的流程图。下列有关叙述正确的是( )
A.对过程①获取的根组织块应做较彻底的灭菌处理
B.过程②应根据要求使用适宜的培养基,在避光的环境中进行
C.过程③发生脱分化,其实质是基因的选择性表达
D.用X细胞包裹人工种皮可获得烟草人工种子
【答案】B
【知识点】植物组织培养的过程;人工种子的制备
【解析】【解答】解:对过程①获取的根组织块应进行消毒处理,如果采用灭菌技术,会使根组织块失去活力,无法进行组织培养,A不符合题意;过程②是脱分化形成愈伤组织的过程,需要在避光的环境中进行,B符合题意;过程③发生再分化,其实质是基因的选择性表达,C不符合题意;用胚状体等包裹人工种皮可获得烟草人工种子,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】用脱分化获得的胚状体、顶芽或腋芽包裹上人工种皮可获得人工种子。
27.(2023高二下·渭南期中)下图是“白菜-甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是( )
A.植物体细胞杂交技术已经能使杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状
B.愈伤组织是由排列紧密的薄壁细胞组成
C.上述过程中包含着有丝分裂,细胞分化和减数分裂等过程
D.“白菜-甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果
【答案】D
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】 A、目前为止植物体细胞杂交技术还未能使杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状,A错误;
B、愈伤组织的特点:高度液泡化,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织(色浅),B错误;
C、上述过程形成的是“白菜—甘蓝”幼苗,该过程涉及到有丝分裂和细胞分化过程,但是没有涉及减数分裂,C错误;
D、“白菜-甘蓝”杂种植株并不能表达白菜和甘蓝的所有性状,因此,“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果,D正确。
故答案为:D。
【分析】1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、植物体细胞杂交克服远缘杂交不亲和的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
28.(2023高二下·渭南期中)下列关于限制性核酸内切酶的叙述错误的是( )
A.绝大多数的限制酶由原核细胞中获取
B.每一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列
C.限制酶的作用位点是相邻核苷酸之间的磷酸氢键
D.不同酶切割不同的DNA分子可产生相同的黏性末端
【答案】C
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、限制酶主要是从原核生物中分离纯化出来的,A正确;
B、限制酶具有专一性,能识别特定的脱氧核苷酸序列并在特定的位点切割,因此,每一种限制性核酸内切酶只能识别特定的核苷酸序列,B正确;
C、限制酶的作用位点是相邻核苷酸之间的磷酸二酯键,C错误;
D、不同限制酶识别的是不同的碱基序列,但切割后所产生的粘性末端可能是一样的,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、限制性核酸内切酶:
(1)来源:主要从原核生物中分离纯化出来。
(2)特异性:能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。
(3)结果:形成黏性末端或平末端。
注意:用限制酶切割DNA时,每切开一个切口需要水解两个磷酸二酯键。
2、DNA连接酶:
(1)根据酶的来源不同分为两类:E.coliDNA连接酶、T4DNA连接酶。这二者都能连接黏性末端,此外T4DNA连接酶还可以连接平末端,但连接平末端时的效率比较低。
(2)DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。
29.(2023高二下·渭南期中)下列关于基因的运载工具—载体的叙述不正确的是( )
A.能在宿主细胞中大量复制并稳定保存
B.具有多个限制酶切点,以便于目的基因表达
C.具有某些标记基因,以便于筛选
D.是安全的,且对受体细胞无毒害
【答案】B
【知识点】基因工程的基本工具(详细)
【解析】【解答】A、作为载体必须具备的条件之一是能够在宿主细胞中稳定地保存下来并大量复制,以便提供大量的目的基因,A正确;
B、作为载体必须具备的条件之一是具有多个限制酶切点,以便于目的基因的插入,B错误;
C、作为载体必须具备的条件之一是具有某些标记基因,以便于重组后进行重组DNA的筛选,C正确;
D、作为载体必须具备的条件之一是安全的,且对受体细胞无毒害 ,D正确。
故答案为:B。
【分析】作为基因工程的运载体必须具备的条件有:①要具有限制酶的切割位点; ②要有标记基因(如抗性基因),以便于重组后重组子的筛选;③能在宿主细胞中稳定存在并复制;④是安全的,对受体细胞无害,而且要易从供体细胞分离出来。
30.(2023高二下·渭南期中)荧光定量PCR技术可定量检测样本中DNA含量,其原理是:在PCR反应体系中加入引物的同时,加入与某条模板链互补的荧光探针,当Taq酶催化子链延伸至探针处会水解探针,使荧光监测系统接受到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分子生成(如下图)。下列说法正确的是( )
A.该技术的原理是DNA的体外复制,需要用到解旋酶和Taq酶
B.该技术需要用到一对引物,且引物之间的碱基序列能互补
C.该技术中DNA聚合酶只能从引物的5'端开始延伸DNA链
D.若利用上述技术检测某基因的转录水平,则需要用到逆转录酶
【答案】D
【知识点】PCR技术的基本操作和应用
【解析】【解答】A、PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开,A正确;
B、 该技术需要用到一对引物,引物之间不能够碱基互补,要不就会形成引物二聚体不能有效扩增目的基因,引物,为上游引物与下游引物,分别与模板的5‘端与3’端互补,B错误;
C、根据图示中引物延伸的方向可以确定,Taq酶只能从引物的3’端延伸子链,催化子链沿着5’→3’方向延伸,需dNTP作为原料,C错误;
D、由于cDNA是以某基因转录形成的mRNA为模板逆转录形成的,所以若利用上述技术检测某基因的转录水平,则需要先形成cDNA再进行PCR扩增,需要用到逆转录酶,D正确。
故答案为:D。
【分析】PCR技术:
(1)概念:PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制。
(3)前提条件:要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。
(4)条件:模板DNA、四种脱氧核苷酸、一对引物、热稳定DNA聚合酶(Taq酶)。
(5)过程:①高温变性:DNA解旋过程(PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开);低温复性:引物结合到互补链DNA上;③中温延伸:合成子链。
31.(2017高二下·吉林期中)应用基因工程技术诊断疾病的过程中必须使用基因探针才能达到检测疾病的目的。这里的基因探针是( )
A.用于检测疾病的医疗器械
B.用放射性同位素标记的目的基因
C.基因表达载体上的标记基因
D.用放射性同位素标记的相应抗体
【答案】B
【知识点】基因工程的应用
【解析】【解答】基因探针不是检测疾病的医疗器械,A不符合题意;在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素等作标记可以作为探针,B符合题意;基因表达载体上的标记基因不是基因探针,C不符合题意;基因探针是单链DNA,不是用放射性同位素标记的相应抗体,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】探针是指能与特定靶DNA分子发生特异性作用、并能被特定方法探知的分子。基因探针是指用放射性同位素或荧光分子标记的DNA单链,利用碱基互补配对原则,检测目的基因是否导入受体细胞的染色体DNA中。
32.(2023高二下·渭南期中)已知生物体内有一种蛋白质(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氨酸,改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能,而且具有了酶的催化活性。下列相关叙述错误的是( )
A.上述对蛋白质P的改造属于蛋白质工程
B.可以通过修饰P基因或合成P1基因来获得P1基因
C.P1基因通过转录和翻译获得具有专一性的蛋白质P1
D.直接对蛋白质P的氨基酸序列进行改造来获得蛋白质P1
【答案】D
【知识点】基因工程的应用;蛋白质工程
【解析】【解答】A、根据上述分析可知题干中对蛋白质P的改造属于蛋白质工程,A正确;
B、以P基因序列为基础,获得P1基因途进有两个:修饰P基因,合成P1基因,B正确
C、根据P1基因特定的碱基对的排列顺序,经过转录和翻译会获得具有专一性的蛋白质P1,C正确;
D、不能直接对蛋白质P的氨基酸序列进行改造来获得蛋白质P1,蛋白质工程属于第二代基因工程,通过基因改造或基因修饰来完成,D错误。
故答案为:D。
【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质的结构规律及其与生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行基因改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需要。
2、蛋白质工程的过程为:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。
33.(2023高二下·渭南期中)中华鲟是地球上最古老的脊椎动物,被称为“活化石”。研究者试图通过蛋白质工程改造中华鲟体内的某些蛋白质,使其更加适应现在的水域环境,以下说法错误的是( )
A.该工程可以定向改变蛋白质分子的结构
B.改造后的中华鲟的后代不具有改造的蛋白质
C.改造后的中华鲟和现有中华鲟仍是同一物种
D.中华鲟的相关蛋白质改造同样遵循中心法则
【答案】B
【知识点】蛋白质工程
【解析】【解答】A、蛋白质工程通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求,可以定向改造蛋白质分子的结构,A正确;
B、蛋白质工程改造的是基因,可以遗传给子代,因此改造后的中华鲜的后代也具有改造的蛋白质,B错误;
C、改造后的中华鲜具有新的性状,但其和现有中华鲜仍是同一物种,C正确:
D、改造蛋白质是通过改造基因结构而实现的,基因控制蛋白质的合成,遵循中心法则,D正确。
故答案为:B。
【分析】1、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础,通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求。
2、蛋白质工程的过程:预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。
34.(2023高二下·渭南期中)细胞工程中,选择合适的生物材料是成功的关键。下列材料选择不合理的是( )
A.以胚状体、不定芽等为材料经过人工薄膜包装得到人工种子
B.选择草莓的茎尖进行组织培养可获得抗病毒草莓
C.选择幼龄动物体细胞进行培养有利于获得大量细胞
D.对愈伤组织进行诱变处理易获得植物新品种
【答案】B
【知识点】人工种子的制备;动物细胞培养技术;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、以胚状体、不定芽等为材料经过人工薄膜包装再加上相应的激素和营养物质可得到人工种子,该技术不受季节、时间和地的限制,A正确;
B、选择草莓的茎尖进行组织培养可获得无病毒的草莓幼苗,因为茎尖部位带毒很少或不带毒,B错误;
C、胚胎或幼龄动物体细胞分裂旺盛,故动物细胞培养的材料通常选择胚胎或幼龄动物体细胞进行培养,这样有利于获得大量细胞,C正确;
D、愈伤组织的细胞分裂旺盛,对其进行诱变处理可提高突变的频率,因而易获得植物新品种,D正确。
故答案为:B。
【分析】植物组织培养技术:
1、过程:离体的植物组织,器官或细胞 (外植体)经脱分化形成愈伤组织,再分化形成胚状体,发育成植株 (新植体)。
2、原理:植物细胞的全能性。
3、条件:细胞离体和适宜的外界条件 (如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);一定的营养(无机、有机成分) 和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
4、植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(包括微型繁殖,作物脱毒、人工种子等)、作物新品种的培育 (单倍体育种、突变细胞产物的工厂化生产。
35.(2023高二下·渭南期中)下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径,下列叙述不正确的是( )
A.需在无菌和人工控制的条件下进行
B.经过程①细胞的形态和结构发生了变化
C.过程③需使用固体培养基以利于细胞增殖
D.外植体是离体的器官,组织或细胞
【答案】C
【知识点】植物组织培养的过程;植物细胞工程的应用
【解析】【解答】A、图示为植物组织培养工程,需在无菌和人工控制的条件下进行,A正确;
B、图中过程 ① 为脱分化过程,该过程细胞的形态和结构发生了变化,B正确;
C、过程 ③ 需使用液体培养基,有利于工厂化生产紫杉醇,C错误;
D、外植体通常是指离体的器官,组织或细胞,D正确。
故答案为:C。
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织和细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)经脱分化形成愈伤组织,再分化形成胚状体→植株(新植体);
2、植物组织培养的原理:植物细胞具有全能性。
3、植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
4、分析题图:图中 ① 是脱分化过程,②是处理愈伤组织得到单个细胞, ③ 是细胞增殖过程。
二、综合题
36.(2023高二下·渭南期中)科学家将人的生长激素基因与大肠杆菌的DNA分子进行重组,并成功地在大肠杆菌中得以表达。但在进行基因工程的操作过程中,需使用特定的限制酶切割目的基因和质粒,便于重组和筛选。已知限制酶I的识别序列和切点是—G↓GATCC— ,限制酶II的识别序列和切点是—↓GATC—,据图回答:
(1)过程①表示的是采取 的方法来获取目的基因。
(2)根据图示分析,在构建基因表达载体过程中,应用限制酶 切割质粒,用限制酶 切割目的基因。用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过 原则进行连接。
(3)人的基因之所以能与大肠杆菌的DNA分子进行重组,原因是 。
(4)人体的生长激素基因能在细菌体内成功表达是因为 。
写出目的基因导入细菌中表达的过程 。
(5)将得到的大肠杆菌B涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上,能够生长的,说明已导入了 ,反之则没有导入。
【答案】(1)逆转录法(人工合成法)
(2)Ⅰ;Ⅱ;碱基互补配对
(3)人的基因与大肠杆菌DNA的(双螺旋)结构相同
(4)共用一套(遗传)密码子;
(5)普通质粒或重组质粒
【知识点】遗传信息的转录;遗传信息的翻译;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】(1)过程① 以mRNA为模板合成DNA的过程,是逆转录过程,该过程需要逆转录酶的催化。
(2)由图可知,质粒上的两个标记基因中均有限制酶 Ⅱ (一'GATC-)的识别序列,该酶切割会将两个标记基因均破坏,因此只能用限制酶 Ⅰ 切割质粒,但切割含有目的基因的外源 DNA 分子时可以只用限制酶 Ⅱ ,也可以同时用限制酶Ⅰ和限制酶 Ⅱ 。 用限制酶切割目的基因和运载体后形成的黏性末端通过碱基互补配对原则进行连接。
(3)人的基因之所以f的 DNA 分子进行重组,原因是人的基因与大肠杆菌 DNA 分子的螺旋结构相同。
(1)自自然界中所有生物共用一套遗传密码子,因此人体的生长激素基因能在细菌体内表达。基因的表达包括转录与翻译过程。
(5)将得到的大肠杆菌 B 涂布在一个含有氨苄青霉素的培养基上,能够生长的,说明大肠杆菌中已导人了普通质粒或重组质粒,因为普通质粒或重组质粒中都含抗氨芊青霉素基因。
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术.个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
37.(2023高二下·渭南期中)下图是植物体细胞杂交过程示意图,据图回答:
(1)植物体细胞杂交的第一步是用 酶除去细胞壁,分离出有活力的原生质体。
(2)②过程常用的化学方法是用 试剂作为诱导剂诱导融合。
(3)③过程中新细胞壁的产生与细胞内 (细胞器)有密切关系,该细胞器在动物细胞中的作用是 。
(4)②过程体现了细胞膜具有一定的 ;④⑤分别表示 和 。在植物组织培养过程中,细胞的分裂方式是 ,由杂种细胞培育杂种植株利用了植物细胞的 。
(5)植物体细胞杂交技术的意义在于克服了 的障碍。
【答案】(1)纤维素酶和果胶酶
(2)聚乙二醇/PEG
(3)高尔基体;对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装
(4)流动性;脱分化;再分化;有丝分裂;全能性
(5)远缘杂交不亲和
【知识点】植物体细胞杂交的过程及应用
【解析】【解答】(1)细胞壁植物细胞的最外面,植物体细胞杂交的第一步是用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,分离出有活力的原生质体。
(2) 题图中,②过程是诱导原生质体融合过程,常用的化学方法是用聚乙二醇试剂作为诱导剂诱导融合。
(3) 高尔基体在植物细胞中与细胞壁的形成有关,在动物细胞中与蛋白质(分泌蛋白)的加工、分类运输有关。 ③过程中新细胞壁的产生与细胞内高尔基体有密切关系。
(4)原生质体的融合过程体现了细胞膜具有一定的流动性, ④ 过程表示杂种细胞形成愈伤组织,表示脱分化过程, ⑤ 过程为愈伤组织形成植物体表示再分化过程。在植物组织培养过程中,细胞的分裂方式是有丝分裂,由杂种细胞培育杂种植株为植物组织培养过程,利用了植物细胞的全能性。
(5) 植物体细胞杂交技术克服了远缘杂交不亲和的障碍,大大拓展了可用于杂交的亲本组合的范围。
【分析】1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。植物体细胞杂交包括植物体细胞(原生质体)融合和杂种细胞培育成一个新植株的过程。融合的细胞有多种类型,必须经过筛选,然后才能培育出我们所需要的杂种植株。
2、植物体细胞杂交的意义:克服远缘杂交不亲和的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
38.(2023高二下·渭南期中)为了提高菊花抗冻能力,研究者从其他生物中克隆出抗冻基因C(图1),拟将其与质粒(图2)重组,再借助农杆菌导入菊花中。请分析回答下列问题:
(1)基因工程中,构建重组质粒时用的工具酶有 。
(2)科研工作者可以利用PCR技术获得更多的抗冻基因C,利用PCR技术获取目的基因的前提是 。
(3)借助农杆菌将重组质粒导入菊花细胞,在该过程中需添加酚类物质,目的是 。抗冻基因C的遗传特性能在菊花体内维持和表达的关键是抗冻基因C插入到了 上。
(4)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,请写出其中一条原因是 。
(5)若想了解抗冻基因C是否成功导入,检测方法是采用 技术。若对转基因菊花进行个体生物水平的鉴定需要 。
【答案】(1)限制酶和DNA连接酶
(2)要有一段已知目的基因的核苷酸序列
(3)吸引农杆菌感染菊花细胞;菊花细胞的染色体DNA
(4)目的基因无复制原点;目的基因无表达所需启动子(写一条,合理即可)
(5)DNA分子杂交;对转基因菊花进行抗冻处理
【知识点】基因工程的应用;基因工程的操作程序(详细)
【解析】【解答】 (1)、基因工程中,构建重组质粒时,通常要用(同种)限制酶分别切割含目的基因的DNA分子和质粒,再用DNA连接酶进行连接。
(2) 利用PCR技术获取目的基因的前提是要有段已知目的基因的核昔酸序列,这样才能设计出相应的引物。
(3)将基因表达载体导入植物 (菊花) 细胞常用的方法是农杆菌转化法,在该过程中需添加酚类物质,目的是吸引农杆菌感染菊花细胞;抗冻基因C的遗传特性能在菊花体内维持和表达的关键是目的基因插入到了菊花细胞的染色体DNA上,可随染色体DNA的复制而复制。
(4)由于单独将目的基因导入受体细胞,目的基因在受体细胞中无法稳定存在和自我复制,或者不能正常表达,故需要构建质粒载体才能导入受体细胞。
(5)想了解抗冻基因C是否成功导入,检测方法是采用DNA分子杂交技术。若对转基因菊花进行个体生物水平的鉴定需要对转基因菊花进行抗冻处理。
【分析】基因工程技术的基本步骤:
(1)目的基因的获取:方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
(2)基因表达载体的构建:是基因工程的核心步骤,基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
(4)目的基因的检测与鉴定:分子水平上的检测:①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术;②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术;③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定:抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
1 / 1