周测小卷07
(考查范围:第3章 第1、2节)
一、单选题
1.关于物质提取、分离或鉴定的高中生物学相关实验,叙述错误的是( )
A.研磨肝脏以破碎细胞用于获取含过氧化氢酶的粗提液
B.利用不同物质在酒精溶液中溶解性的差异粗提DNA
C.依据吸收光谱的差异对光合色素进行纸层析分离
D.利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质
2.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
3.粗提取 DNA 时,向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌,过滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤,在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物的处理方式是( )
A.加入适量的木瓜蛋白酶
B.37~40℃的水浴箱中保温 10~15 分钟
C.加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精
D.加入 NaCl 调节浓度至 2mol/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0.14mol/L
4.在DNA的粗提与鉴定实验中,试剂的种类、浓度和使用方法均有严格的规定。下列相关操作正确的是( )
A.用蒸馏水裂解猪血细胞可导致猪血细胞吸水涨破可获得DNA
B.在裂解液中加入NaCl溶液并调至2mol/L,可以析出DNA
C.冷却过的酒精加入到DNA溶液中,可降低DNA在其中的溶解度
D.高温会使二苯胺分解,鉴定DNA时应严格控制在室温条件下进行
5.下列有关基因工程中限制性内切酶的描述,错误的是( )
A.一种限制性内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列
B.限制性内切酶的活性受温度影响
C.限制性内切酶能识别和切割RNA
D.限制性内切酶可从原核生物中提取
6.下列有关基因工程的叙述正确的是( )
A.限制酶只存在于原核生物中,只能识别DNA分子的特定核苷酸序列
B.只有同种限制酶切割的末端才能连接,不同限制酶切割的末端不能连接
C.基因工程中,只能利用天然质粒,质粒上的标记基因用于重组DNA的筛选
D.质粒是独立于细菌拟核DNA之外的环状双链DNA
7.我国考古学家利用现代人的 DNA 序列设计并合成了一种类似磁铁的“引子”,成功将极其微量的古人类 DNA 从提取自土壤沉积物中的多种生物的 DNA 中识别并分离出来,用于研究人类起源及进化。下列说法正确的是( )
A.“引子”的彻底水解产物有两种
B.设计“引子”的 DNA 序列信息只能来自核 DNA
C.设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列
D.土壤沉积物中的古人类双链 DNA 可直接与“引子”结合从而被识别
8.某实验利用PCR技术获取目的基因,实验结果显示除目的基因条带(引物与模板完全配对)外,还有2条非特异条带(引物和模板不完全配对)。为了减少反应非特异条带的产生,以下措施中有效的是( )
A.增加模板DNA的量 B.延长热变性的时间
C.延长延伸的时间 D.提高复性的温度
9.基因工程是在DNA分子水平上进行设计操作的,在基因工程操作的基本步骤中,一定不进行碱基互补配对的是( )
A.利用PCR技术扩增目的基因 B.目的基因与运载体的黏性末端结合
C.抗原-抗体杂交检测目的基因表达 D.DNA探针检测受体细胞的目的基因
10.下图为转基因抗冻番茄培育过程的示意图(其中ampr为抗氨苄青霉素基因)。下列叙述错误的是( )
A.④过程中可利用目的基因作为探针对植株进行筛选
B.可同时选用限制酶PstI、SmaI对含目的基因的DNA进行剪切
C.过程②可采用农杆菌转化法将含目的基因的表达载体导入受体细胞
D.质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞和促进目的基因的表达
11.A基因中含两种限制酶BamHI和MspI(5'C↓CGG3’)的酶切位点,HpaⅡ和MspI酶切位点相同,酶切位点处的胞嘧啶可能被甲基化,HpaⅡ对胞嘧啶甲基化敏感(即不能切割甲基化的酶切位点),而MspI则对胞嘧啶甲基化不敏感。某种小鼠(Aa)有两种表型,用每种表型的小鼠A基因分别做了三组的酶切实验:第一组单独使用BamHI,第二组使用BamHI+MspI,第三组使用BamHI+HpⅡ;每组完全酶切产物(每一个酶切位点均被切割)通过电泳分离并使用探针得到杂交带,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.第一组处理后均可得到包含探针的8.9kb基因片段
B.若表型1中的A基因经过第二组和第三组处理后的酶切结果分别是3.5kb和8.9kb,说明表型1中的A基因中四个MspI酶切位点均被甲基化
C.若表型2中A基因第三组酶切结果介于3.5kb和8.9kb之间,说明A基因中至少有2个HpaⅡ酶切位点被甲基化
D.该种小鼠(Aa)有两种表型可能是因为A基因甲基化程度不同影响了基因的表达
12.自然界中很少出现蓝色的花,天然蓝色花产生的主要原因是花瓣细胞液泡中花青素在碱性条件下显蓝色。我国科学家利用链霉菌的靛蓝合成酶基因(idgS)及其激活基因(sfp)构建基因表达载体(如下图),通过农杆菌转化法导入白玫瑰中,在细胞质基质中形成稳定显色的靛蓝。
下列相关叙述错误的是( )
A.上述获得蓝色玫瑰的方案中无需转入能调控液泡pH的基因
B.将sfp基因插入Ti质粒时使用的限制酶是PmeI和BamHI
C.sfp和idgS基因具有各自的启动子,表达是相互独立进行的
D.农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上
13.为了获得抗蚜虫棉花新品种,研究人员将雪花莲凝集素基因(GNA)和尾穗苋凝集素基因(ACA)与载体(pBI121)结合,然后导入棉花细胞。下列操作与实验目的不符的是( )
A.用限制酶BsaB I和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因
B.与只用Kpn I相比,Kpn I和Xho I处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确
C.将棉花细胞接种在含氨苄青霉素的培养基上可筛选出转基因细胞
D.用PCR技术可检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中
14.探针是段带有放射性或荧光标记的DNA片段。囊性纤维病的诊断阵列是表面结合有单链DNA探针的特殊滤纸,其中“0”处放置正常基因的探针,“1~10”处放置该基因不同突变的探针,这些突变基因均为该病致病基因。检测#1~#3个体的相关基因,结果如下图所示。有关叙述正确的是( )
A.放置多种探针的理论依据是基因突变具有随机性
B.根据检测结果可判定#1和#2正常、#3患有该病
C.由该检测结果可推知,囊性纤维病是一种多基因遗传病
D.依据该原理也可以用来判断样本中病毒的类型
15.盐害是全球水稻减产的重要原因之一,中国水稻研究所等单位的专家通过农杆菌中的质粒将CMO基因、BADH基因、mtld基因、gutD基因和SAMDC基因5个耐盐基因导入水稻,获得了一批耐盐转基因植株。有关耐盐转基因水稻培育的分析正确的是( )
A.该转基因水稻与原野生型水稻存在生殖隔离
B.该基因工程所需的限制性核酸内切酶可能有多种
C.只要目的基因进入水稻细胞,水稻就会表现出抗盐性状
D.可通过将水稻种植到有农杆菌的土壤中观察目的基因是否表达
二、非选择题
16.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DNA连接酶有E. coli DNA连接酶和T4DNA连接酶。上图中__________酶切割后的DNA片段可以用E. coli DNA连接酶连接。上图中___________酶切割后的DNA片段可以用T4DNA连接酶连接。
(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____________。
(3)DNA重组技术中所用的质粒载体具有一些特征,如质粒DNA分子上有复制原点,可以保证质粒在受体细胞中能___________;质粒DNA分子上有______________,便于外源DNA插入;质粒DNA分子上有标记基因(如某种抗生素抗性基因),利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞,方法是_________________________________________。
(4)表达载体含有启动子,启动子是指__________________。
17.斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码。具有纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼17号染色体上,带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光。未整合G基因的染色体的对应位点表示为g。用个体M和N进行如下杂交实验
(1)在上述转基因实验中,将G基因与质粒重组,需要的两类酶是_________和_________。将重组质粒显微注射到斑马鱼__________中,整合到染色体上的G基因________后,使胚胎发出绿色荧光。
(2)根据上述杂交实验推测
①亲代M的基因型是___________(选填选项前的符号)。
a. DDgg b. Ddgg
②子代中只发绿色荧光的胚胎基因型包括___________(选填选项前的符号)。
a. DDGG b. DDGg c. DdGG d. DdGg
(3)杂交后,出现绿荧光(既有红色又有绿色荧光)胚胎的原因是亲代_______(填“M”或“N”)的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中,同源染色体的__________发生。
了交换,导致染色体上的基因重组。通过记录子代中红绿荧光胚胎数量与胚胎总数,可计算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例,算式为____________________________________。
18.基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。回答下列问题。
(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成,也可以从基因文库中获得。基因文库包括________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________。
(3)目前在PCR反应中使用Taq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶的主要原因是________。
19.图1是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图,载体质粒P0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr)。请回答下列问题:
(1)EcoRV酶切位点为,EcoR V酶切出来的线性载体P1为___________末端。
(2)用TaqDNA聚合酶进行PCR扩增获得的目的基因片段,其两端各自带有一个腺嘌呤脱氧核苷酸。载体P1用酶处理,在两端各添加了一个碱基为__________的脱氧核苷酸,形成P2;P2和目的基因片段在__________酶作用下,形成重组质粒P3。
(3)为筛选出含有重组质粒P3的菌落,采用含有不同抗生素的平板进行筛选,得到A、B、C三类菌落,其生长情况如下表(“+”代表生长,“﹣”代表不生长)。根据表中结果判断,应选择的菌落是__________(填表中字母)类,另外两类菌落质粒导入情况分别是_________________、___________________。
(4)为鉴定筛选出的菌落中是否含有正确插入目的基因的重组质粒,拟设计引物进行PCR鉴定。图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置,PCR鉴定时应选择的一对引物是_________。某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400bp片段,原因是_______________________。
20.新冠疫情出现后,病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用。回答下列问题。
(1)新冠病毒是一种RNA病毒,检测新冠病毒RNA(核酸检测)可以采取RT-PCR法。这种方法的基本原理是先以病毒RNA为模板合成cDNA,这一过程需要的酶是_________,再通过PCR技术扩增相应的DNA片段。根据检测结果判断被检测者是否感染新冠病毒。
(2)为了确保新冠病毒核酸检测的准确性,在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的_________来进行。PCR过程每次循环分为3步,其中温度最低的一步是____________________。
(3)某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测(检测体内是否有新冠病毒抗体),若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性,说明______________(答出1种情况即可);若核酸检测和抗体检测结果均为阳性,说明_______________。
(4)常见的病毒疫苗有灭活疫苗、蛋白疫苗和重组疫苗等。已知某种病毒的特异性蛋白S(具有抗原性)的编码序列(目的基因)。为了制备蛋白疫苗,可以通过基因工程技术获得大量蛋白S。基因工程的基本操作流程是______________________________________________________。
参考答案
1.C
【详解】A、肝脏细胞中存在过氧化氢酶,故需要破碎细胞制成肝脏研磨液来获得过氧化氢酶的粗提液,A正确;
B、不同物质在酒精溶液中的溶解度不同,故可粗提取DNA,B正确;
C、依据光合色素在层析液中的溶解度不同,对光合色素进行纸层析分离,C错误;
D、蛋白质与双缩脲试剂会发生紫色反应,可以利用与双缩脲试剂发生颜色变化的反应来鉴定蛋白质,D正确。
故选C。
2.B
【详解】A、低温时DNA酶的活性较低,过滤液沉淀过程在4℃冰箱中进行是为了防止DNA降解,A正确;
B、离心研磨液是为了使细胞碎片沉淀,B错误;
C、在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺试剂呈现蓝色,C正确;
D、细胞中的某些蛋白质可以溶解于酒精,可能有蛋白质不溶于酒精,在95%的冷酒精中与DNA一块儿析出,故粗提取的DNA中可能含有蛋白质,D正确。
故选B。
3.A
【详解】A、木瓜蛋白酶可以水解DNA中的蛋白质类杂质,由于酶具有专一性,不能水解DNA,过滤后在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 DNA相对含量较高的白色丝状物,A正确;
B、37~40℃的水浴箱中保温 10~15 分钟不能去除滤液中的杂质,应该放在60~75℃的水浴箱中保温 10~15 分钟,使蛋白质变性析出,B错误;
C、向鸡血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌,过滤后在得到的滤液中加入与滤液体积相等的、体积分数为 95%的冷却的酒精,此时DNA析出,不会进入滤液中,C错误;
D、加入 NaCl 调节浓度至 2mol/L→过滤→调节滤液中 NaCl 浓度至 0.14mol/L,DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度小,DNA析出,不会进入滤液中,D错误。
故选A。
4.C
【详解】A、猪是哺乳动物,其血细胞中主要是红细胞,成熟红细胞无细胞核,不能提取DNA,一般用鸡血提取,A错误;
B、DNA在0.14mol/L的氯化钠溶液中溶解度最低,在裂解液中加入NaCl溶液并调至0.14mol/L,可以析出DNA,B错误;
C、利用DNA不溶于酒精,但细胞中的其他物质可溶于酒精的特点,可将冷却过的酒精加入到DNA溶液中以降低DNA在其中的溶解度,C正确;
D、DNA遇二苯胺成蓝色,需进行沸水浴,D错误。
故选C。
5.C
【详解】生物体内有能识别并切割特异性双链DNA序列的一种核酸内切酶,它是一种可以将外来的DNA切断的酶,即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力,但对自己的DNA却无损害作用,这样可以保护细胞原有的遗传信息。由于这种切割作用是在DNA分子内部进行的,故叫限制性内切酶(简称限制酶)。限制性内切酶只能识别和切割DNA,不能识别和切割RNA。
6.D
【详解】A、限制酶大多来自原核生物,只能识别DNA分子的特定核苷酸序列,A错误;
B、不同限制酶切割后,若黏性末端相同也能连接,B错误;
C、基因工程中用到的质粒多是在天然质粒的基础上进行过人工改造的,C错误;
D、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环状双链DNA分子,D正确。
故选D。
7.C
【详解】A、根据分析“引子”是一段DNA序列,彻底水解产物有磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基,共6种产物,A错误;
B、由于线粒体中也含有DNA,因此设计“引子”的 DNA 序列信息还可以来自线粒体DNA,B错误;
C、根据题干信息“利用现代人的 DNA 序列设计并合成了引子”,说明设计“引子”前不需要知道古人类的 DNA 序列,C正确;
D、土壤沉积物中的古人类双链 DNA 需要经过提取,且在体外经过加热解旋后,才能与“引子”结合,而不能直接与引子结合,D错误。
故选C。
8.D
【详解】A、增加模板DNA的量可以提高反应速度,但不能有效减少非特异性条带,A错误;
BC、延长热变性的时间和延长延伸的时间会影响变性延伸过程,但对于延伸中的配对影响不大,故不能有效减少反应非特异性条带,BC错误;
D、非特异性产物增加的原因可能是复性温度过低会造成引物与模板的结合位点增加,故可通过提高复性的温度来减少反应非特异性条带的产生,D正确。
故选D。
9.C
【详解】A、利用PCR技术扩增目的基因的原理是DNA的双链复制,DNA复制过程中遵循碱基互补配对,A不符合题意;
B、目的基因与运载体的黏性末端之间的碱基通过碱基互补配对连接在一起,形成基因表达载体,B不符合题意;
C、抗原与抗体都不含碱基,所以抗原抗体杂交不存在碱基互补配对,C符合题意;
D、用DNA探针检测目的基因时需要进行碱基互补配对,D不符合题意。
故选C。
10.D
【详解】A、④过程中可利用目的基因作为探针对植株进行筛选,以获得含有目的基因的植株,A正确;
B、Alu酶切位点位于目的基因内部,若选择该酶切割会破坏目的基因,若选择同一种限制酶切割目的基因,则容易导致构建基因表达载体时形成自体连接,而目的基因两侧含有限制酶PstⅠ和SmaⅠ的识别序列,且质粒上也含有这两种限制酶的切割位点,所以可同时选用限制酶PstⅠ、SmaⅠ对含目的基因的DNA进行切割,B正确;
C、农杆菌转化法适用于双子叶植物或裸子植物,因此过程②可采用农杆菌转化法将含目的基因的表达载体导入受体细胞,C正确;
D、质粒上的抗性基因有利于筛选含目的基因的细胞,但不能促进目的基因的表达,D错误。
故选D。
11.C
【详解】A、根据图示可知,若用BamHI酶切A基因,则可得到8.9kb基因片段,此片段包含了探针结合位点,A正确;
B、第三组使用BamHI+HpⅡ酶切,只得到8.9kb片段,说明MspI酶切位点相同都被甲基化,不能被HpⅡ酶切,B正确;
C、若表型2中A基因第三组酶切结果介于3.5kb和8.9kb之间,说明A基因有2个或3个HpaⅡ酶切位点被甲基化,不能全部甲基化,C错误;
D、基因中碱基的甲基化会影响基因的表达,所以小鼠(Aa)有两种表型可能是因为A基因甲基化程度不同影响了基因的表达,D正确。
故选C。
12.B
【详解】A、靛蓝能够稳定显色,不受pH的影响,故本题方案中无需转入能调控液泡pH的基因,A正确;
B、将sfp基因插入Ti质粒时若使用的限制酶是PmeI和BamHI,则会将终止子一同切除,故只能用BamHI,B错误;
C、sfp和idgS基因具有各自的启动子,表达是相互独立进行的,C正确;
D、将目的基因导入植物细胞可采用农杆菌转化法,故农杆菌可将Ti质粒上的T-DNA整合到白玫瑰染色体DNA上,D正确。
故选B。
13.C
【详解】A、雪花莲凝集素基因(GNA)和尾穗苋凝集素基因(ACA)均有BsaB I酶切位点,所以用限制酶BsaB I和DNA连接酶处理两种基因可获得GNA-ACA融合基因,A不符合题意;
B、图中质粒与ACA-GNA上都含有KpnⅠ和XhoⅠ的酶切位点,与只用KpnI相比,KpnI和XhoⅠ处理融合基因和载体可保证基因转录方向正确,B不符合题意;
C、由于重组质粒含有卡那霉素的抗性基因,故将棉花细胞接种在含卡那霉素的培养基上可筛选出转基因细胞,C符合题意;
D、根据GNA-ACA融合基因的两端序列设计合适的引物,可以利用PCR技术检测GNA和ACA基因是否导入棉花细胞中,D不符合题意。
故选C。
14.D
【详解】A、依题干信息可知:诊断阵列是DNA单链探针结合在一种特殊的滤纸上,用于检测相关基因单链,在图中0号位置放置正常基因探针,1-10号放置囊性纤维病不同基因突变位点的探针,#1-#3为个体,放置多种探针的依据是基因突变具有不定向性,A错误;
B、据图仅知#2个体含有一个正常基因和一个突变基因,但显隐性未知,故无法判断#2是正常还是患病,B错误;
C、由题干信息和图像综合分析可知,囊性纤维病的突变位点有很多,很可能是由复等位基因控制,C错误;
D、若将诊断阵列上放置不同病毒的基因探针,根据碱基互补配对原则,也可诊断样本中病毒的类型,D正确。
故选D。
15.B
【详解】该转基因水稻与原野生型水稻属于同一个物种,不存在生殖隔离,A错误;该基因工程涉及多个目的基因,所以该基因工程所需的限制性核酸内切酶可能有多种,B正确;基因是选择性表达的,目的基因进入水稻细胞,还要检测水稻是否表现出抗盐性状,C错误;可通过将水稻种植到盐碱含量高的土壤中观察目的基因是否表达,D错误。
16.EcoRI、PstI EcoRI、PstI、 SmaI和EcoRV 磷酸二酯键 自我复制 一至多个限制酶切位点 用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞,能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞 位于基因首端的一段特殊DNA序列,是RNA聚合酶识别及结合的部位,能驱动转录过程
【详解】(1)限制酶EcoRI和PstI切割形成的是黏性末端,限制酶SmaI和EcoRV切割形成的是平末端,E. coli DNA连接酶来源于大肠杆菌,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来,而T4DNA连接酶来源于T4噬菌体,可用于连接黏性末端和平末端,但连接效率较低。因此图中EcoRI和PstI切割后的DNA片段(黏性末端)可以用E. coli DNA连接酶连接,除了这两种限制酶切割的DNA片段,限制酶SmaI和EcoRV切割后的DNA片段(平末端)也可以用T4DNA连接酶连接。
(2)DNA连接酶将两个DNA片段连接形成磷酸二酯键。
(3)质粒是小型环状的DNA分子,常作为基因表达的载体,首先质粒上含有复制原点,能保证质粒在受体细胞中自我复制。质粒DNA分子上有一个至多个限制性核酸内切酶的酶切位点,便于目的基因的导入。质粒上的标记基因是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因,具体做法是用含有该抗生素的培养基培养宿主细胞,能够存活的即为含有质粒载体的宿主细胞。
(4)启动子是一段特殊结构的DNA片段,位于基因的首端,它是RNA聚合酶识别和结合的部位,有了它才能驱动基因转录出mRNA,最终获得需要的蛋白质。
17.限制性核酸内切酶 DNA连接酶 受精卵 表达 b b、d N 非姐妹染色单体 4×(红绿荧光胚胎数量)/胚胎总数
【详解】(1)基因工程中用到的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶;动物细胞的受精卵为全能细胞,能保证导入其中的外来基因表达,是动物基因工程常见的受体细胞。目的基因在受体中表达后,才能使受体表现相关性状。
(2)①由题目所提供的信息可推知,胚胎会发出红色荧光个体的基因组成为ddgg,胚胎无荧光个体的基因组成为D gg;M和N要产生ddgg后代,亲代M的基因型为Ddgg。②因为D(d)和G(g)连锁在一对同源染色体上,亲代M(基因型为Ddgg)产生的配子有Dg和dg两种,比例为1:1;亲代N(基因型为DdGg)产生的配子有DG和dg两种,比例也为1:1;后代的基因型(表现型)有DDGg(绿色荧光)、Ddgg(无荧光)、DdGg(绿色荧光)、ddgg(红色荧光)。
(3)既有红色荧光又有绿色荧光的胚胎的基因组成为ddG,亲代M(基因型为Ddgg)不管是否发生交叉互换,产生的配子只有Dg和dg两种,既有红色荧光又有绿色荧光的胚胎的基因组成应该为ddGg;亲代N(基因型为DdGg)应该提供dG配子,由基因在染色体分布图可以直接看出,亲代N只有在减数分裂过程发生交叉互换的前提下,才能产生dG配子。一个卵原细胞经过减数分裂产生三个极体和一个卵细胞,在交叉互换的情况下,产生dG配子的概率是1/4,所以题目要求写的算式为4×(红绿荧光胚胎数量)/胚胎总数。
18.基因组文库 cDNA文库 解旋酶 加热至90-95℃ 氢键 Taq酶热稳定性高,而大肠杆菌DNA聚合酶在高温下会失活
【详解】(1)基因文库包括基因组文库和部分基因文库(CDNA文库),前者包括一种生物的全部基因,后者只包括一种生物的部分基因。
(2)体内进行DNA复制时,需要解旋酶和DNA聚合酶,解旋酶可以打开双链之间的氢键, DNA聚合酶可以催化磷酸二酯键的形成。在体外进行PCR扩增时,利用高温变性即加热至90-95℃,破坏双链之间的氢键,使DNA成为单链。解旋酶和高温处理都破坏了DNA双链中碱基对之间的氢键。
(3)由于在PCR过程中,需要不断的改变温度,该过程中涉及较高温度处理变性,大肠杆菌细胞内的DNA聚合酶在高温处理下会变性失活,因此PCR过程中需要用耐高温的Taq DNA聚合酶催化。
19.平 胸腺嘧啶(T) DNA连接 B A类菌落含有P0 C类菌落未转入质粒 乙丙 目的基因反向连接
【详解】(1)根据题意分析,EcoRV酶识别的序列是-GATATC-,并且两条链都在中间的T与A之间进行切割,因此其切出来的线性载体P1为平末端。
(2)依题意并据图分析,目的基因两侧为黏性末端,且露出的碱基为A,则在载体P1的两端需要各加一个含有碱基T的脱氧核苷酸,以便形成具有黏性末端的载体P2,再用DNA连接酶将P2与目的基因连接起来形成重组质粒P3。
(3)根据以上分析已知,限制酶(EcoRV酶)切割后破坏了四环素抗性基因,但是没有破坏氨苄青霉素抗性基因,因此含有重组质粒P3的菌落在含有四环素的培养基中应该不能生长,而在含有氨苄青霉素的培养基中能生长,结合表格分析可知,应该选择B类菌落。根据表格分析,A类菌落在氨苄青霉素和四环素的培养基中都能够生长,说明其导入的是P0;C类菌落在任何抗生素的培养基中都不能生长,说明其没有导入任何质粒。
(4)据图分析,根据目的基因插入的位置和PCR技术的原理分析,PCR鉴定时应该选择的一对引物是乙和丙;根据题意和图形分析,某同学用图中的另外一对引物(甲、乙)从某一菌落的质粒中扩增出了400bp的片段,说明其目的基因发生了反向连接。
20.(1)逆转录酶(反转录酶)
(2)特异性核苷酸序列 退火(复性)
(3)曾感染新冠病毒,已康复 已感染新冠病毒,是患者
(4)获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 (检测受体能否产生S蛋白)
【详解】(1)分析题意可知,新冠病毒的遗传物质是RNA,而RT-PCR法需要先得到cDNA,由RNA到DNA的过程属于逆转录过程,逆转录过程需要的酶是逆转录酶(反转录酶)。
(2)PCR过程需要加入引物,设计引物时应有一段已知目的基因的核苷酸序列,在该过程中为了确保新冠病毒核酸检测的准确性,在设计PCR引物时必须依据新冠病毒RNA中的特异性核苷酸序列来进行;PCR过程每次循环分为3步,分别为变性(90-95℃)、复性(55-60℃)、延伸(70-75℃),故其中温度最低的一步是复性(或退火)。
(3)某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测,若核酸检测结果为阴性而抗体检测结果为阳性,说明该个体曾经感染过新冠病毒,机体发生特异性免疫反应,产生抗体,将病毒消灭,则核酸检测为阴性,但由于抗体有一定的时效性,能在体内存在一段时间,故抗体检测为阳性;若核酸检测和抗体检测结果均为阳性,说明该个体体内仍含有病毒的核酸,机体仍进行特异性免疫过程,能产生抗体,则说明该人已经感染新冠病毒,为患者。
(4)基因工程的基本操作流程是:获取目的基因→基因表达载体的构建(基因工程的核心)→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定,结合题意,本基因工程的目的是获得大量的S蛋白,故具体流程为:获取S蛋白基因→构建S蛋白基因与运载体的表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 (检测受体能否产生S蛋白)。