1、课时跟踪练341(2020绍兴诸暨市适应性考试)真核生物基因中编码蛋白质的序列(外显子)被一些不编码蛋白质的序列(内含子)隔开。基因的模板链在转录过程中会将外显子与内含子都转录在一条前体mRNA中，前体mRNA中由内含子转录的片段被剪切后，再重新将其余片段拼接起来成为成熟的mRNA。下列叙述正确的是()A前体mRNA合成时，RNA聚合酶与基因中起始密码相结合B基因的内含子中含有转录成终止密码子的片段C内含子发生碱基对的缺失一定会导致性状改变D将模板链与成熟mRNA杂交可检测内含子的位置解析：1.真核基因包括非编码区(启动子、终止子)和编码区，且编码区不连续，分为内含子和外显子。2.解答本题需要
2、紧扣题干信息“前体mRNA中由内含子转录的片段被剪切后，再重新将其余片段拼接起来成为成熟的mRNA”答题。前体mRNA通过转录合成，而转录需要RNA聚合酶与基因中启动子相结合，A错误；前体mRNA中由内含子转录的片段会被剪切掉，因此基因的内含子中不含有转录成终止密码子的片段，B错误；前体mRNA中由内含子转录的片段会被剪切掉，因此内含子发生碱基对的缺失可能不会导致性状改变，C错误；前体mRNA中由内含子转录的片段会被剪切掉，因此将模板链与成熟mRNA结合可检测内含子的位置，D正确。答案：D2(2020泰安三模)基因工程的相关技术可用于病毒检测，也可用于制备疫苗。利用荧光PCR技术检测是否感染某
3、种RNA病毒时，基本操作流程为：提取病毒的RNA荧光PCR扩增反转录DNA荧光检测。请回答下列问题：(1)分离病毒的RNA通常在冰浴条件下进行，目的是抑制_的活性，防止病毒的RNA降解。荧光PCR反应体系中需要加入的酶和原料是_。为保证反应体系只扩增病毒特异性核酸序列，应先根据病毒的特异性核酸序列设计_。(2)荧光染料能掺入DNA双链中发出荧光，在游离状态下不发出荧光。若检测到荧光量达到某个临界值，则代表阳性，说明_。若检测出现“假阴性”现象，原因可能是_。(3)某病毒的E蛋白和P蛋白会引起机体产生特异性免疫反应。构建重组活病毒载体疫苗时，获取某病毒的_插入腺病毒的基因组中。通过重组腺病毒感染
4、动物可使其获得免疫力，原因是_。解析：(1)RNA酶可以降解RNA，冰浴条件可以抑制RNA酶的活性防止RNA降解。荧光PCR可以利用RNA扩增反转录DNA，需要的酶有反转录酶、Taq酶，原料是dNTP(dATP、dGTP dCTP、dTTP)，样液中可能含病毒的RNA，细胞自身的各种RNA等，为了保证反应体系只扩增病毒特异性核酸序列，应先根据病毒的特异性核酸序列设计2种引物，确保只有病毒的特异性RNA可以扩增，其他RNA不能扩增。(2)荧光染料能掺入DNA双链中发出荧光，在游离状态下不发出荧光。若检测到荧光量达到某个临界值，说明病毒的RNA在荧光PCR仪中扩增，待测样本中含有病毒的RNA，“假
5、阴性”说明样本中含有病毒的RNA，但是未扩增到能检测出的临界值，可能原因是病毒的RNA在提取过程中发生降解，待测样本中的病毒(核酸)量少。(3)某病毒的E蛋白和P蛋白可引发机体特异性免疫反应，可以将获取的病毒的E基因和P基因插入腺病毒的基因组中，重组腺病毒在动物体内表达E蛋白和P蛋白，刺激动物产生特异性抗体和记忆细胞，使动物获得免疫力。答案：(1)RNA酶反转录酶、Taq酶和4种脱氧核苷酸2种引物(2)样本中含有病毒的RNA病毒的RNA在提取过程中发生降解(3)E基因和P基因重组腺病毒在动物体内表达E蛋白和P蛋白，刺激动物产生特异性抗体和记忆细胞3(2020绍兴诸暨适应性考试)如图所示为质粒B
6、和一个含目的基因的DNA片段示意图。图中Ap为氨苄青霉素抗性基因，lacZ为蓝色显色基因(能使含该基因的大肠杆菌菌落呈蓝色)。图中EcoR、Pvu为两种限制酶，括号内的数字表示限制酶切割位点与复制原点的距离。请据图分析并回答问题：(1)外源基因在受体细胞中能启动表达的关键是载体上具有_识别和结合的部位。 (2)将用限制酶_切开的质粒B溶液与目的基因溶液混合，加入DNA连接酶连接后，导入大肠杆菌。为了便于筛选，作为受体细胞的大肠杆菌自身_(填“含”或“不含”)lacZ基因和 _(填“有”或“没有”)氨苄青霉素抗性。导入后应从_两个角度对受体细胞进行筛选。(3)将获得的重组质粒用EcoR完全酶切并
7、进行电泳观察，若出现长度为 3.1 kb 和 _kb的片段，则载体和目的基因反向连接。若出现长度为 _kb 和 _kb的片段，则载体和目的基因正向连接。(重组质粒上目的基因的插入位点与EcoR的识别位点之间的碱基对忽略不计)解析：(1)外源基因在受体细胞中能启动表达的关键是载体上具有启动子，即RNA聚合酶识别和结合的部位。 (2)据图可知，目的基因两端具有限制酶Pvu的切点，故用限制酶Pvu切开的质粒B溶液与目的基因溶液混合，加入DNA连接酶连接后可形成重组质粒，再导入受体细胞。为了便于筛选，作为受体细胞的大肠杆菌自身不含lacZ基因和没有氨苄青霉素抗性。导入后应从菌落的颜色和对氨苄青霉素的抗
8、性两个角度对受体细胞进行筛选。(3)析图可知，目的基因上存在着EcoR酶的切割位点，构建重组质粒时使用Pvu，重组质粒长度为2.746.7 kb，目的基因可正向或反向连接到质粒上。使用EcoR切割之后进行电泳检测。若载体和目的基因正向连接，则电泳图谱中出现长度为1.1 kb(0.80.71.0)和5.6 kb2.7(0.80.7)(4.01.0)，若载体和目的基因反向连接，则电泳图谱中出现长度为3.1 kb(0.80.7)3.0和3.6 kb2.7(0.80.7)1.0的片段。答案：(1) RNA聚合酶(2)Pvu不含没有菌落的颜色和对氨苄青霉素的抗性(3)3.61.15.64(2020安顺模
9、拟)角蛋白酶(KerA)是降解角蛋白的酶类，在饲料工业中具有较大的应用前景，但天然菌株产酶量低，限制了其推广应用。为了获得高效表达的KerA工程菌，研究者分别构建了大肠杆菌和毕赤酵母工程菌，并实现了异源表达。请回答下列相关问题：(1)为了获取KerA基因，从天然菌株中提取相应的mRNA，在_酶的作用下合成cDNA片段。从物种间的基因交流角度分析，与构建基因组文库相比，构建cDNA文库的优点在于_。(2)构建KerA基因表达载体需利用的工具酶有 _；将KerA基因表达载体导入工程菌，应用_处理工程菌从而制备成_细胞。(3)KerA基因在大肠杆菌和毕赤酵母工程菌内均能实现异源表达，从分子水平上分析
10、原因是_，并且它们体内转录和翻译的过程或机制相同。但经研究发现，只有毕赤酵母工程菌表达合成的KerA可直接投入使用，分析其原因是_。(4)KerA在60 以上时热稳定性差，限制了该酶的应用范围，研究人员在KerA的末端插入半胱氨酸，这不仅对酶活性影响小，且大大提高了其热稳定性。其运用到的这种现代生物技术为_，该技术操作时真正改造的对象是_。解析：(1)RNA逆转录成DNA，所以从天然菌株中提取相应的mRNA，在逆转录酶的作用下合成cDNA片段。从物种间的基因交流角度来看，基因组文库只能进行部分物种之间的基因交流，而cDNA文库可以进行全部物种之间的基因交流。(2)基因表达载体的构建需要限制酶切
11、割和DNA连接酶将片段连接起来。将KerA基因表达载体导入工程菌，常用Ca2处理工程菌从而制备成感受态细胞。(3)由于生物界共用一套遗传密码子，所以KerA基因在大肠杆菌和毕赤酵母工程菌内均能实现异源表达。酵母菌是真核生物，大肠杆菌是原核生物，只有毕赤酵母工程菌表达合成的KerA可直接投入使用，原因是毕赤酵母是具有内质网、高尔基体，能将翻译出来的KerA肽链进行加工成具有活性的蛋白质。(4)由题干信息“研究人员在KerA的末端插入半胱氨酸，这不仅对酶活性影响小，且大大提高了其热稳定性”可知，其运用了蛋白质工程技术，该技术操作时真正改造的对象是KerA基因。答案：(1)逆转录cDNA文库可以进行
12、全部物种之间的基因交流(而基因组文库只能进行部分物种之间的基因交流)(2) 限制酶、DNA连接酶Ca2(CaCl2)感受态(3)共用一套遗传密码子毕赤酵母是具有内质网、高尔基体的真核生物，而大肠杆菌则没有，前者能将翻译出来的KerA肽链进行加工成具有活性(或空间结构)的蛋白质(4)蛋白质工程KerA基因5(2020菏泽模拟)乙肝病毒是一种DNA病毒。中国的乙肝病毒携带者约占总人口的10%。我国科学家通过基因工程生产出乙型肝炎病毒疫苗，为预防乙肝提供了有力的保障。回答下列问题：(1)乙肝病毒专一侵染肝细胞的原因是_。(2)乙肝病毒的基因组可编码的蛋白质及功能如下：Core蛋白是外壳蛋白；Prec
13、ore与抑制宿主的免疫反应有关；X蛋白与病毒复制有关；S蛋白是病毒的包膜蛋白，与病毒进入细胞有关。通过基因工程生产的乙肝疫苗的有效成分是上述病毒蛋白中的 _。(3)通过基因工程生产乙肝疫苗的过程如图所示：乙肝病毒有关基因细菌大量生产疫苗a若要获得大量的目的基因，可采用PCR技术进行体外扩增，该技术中使用的引物有_种，其作用是_。b在过程中需使用的工具酶是_。过程中常用的载体是_。c为提高过程的转化效率，常采用的方法是_。(4)使用酵母菌作为受体菌生产乙肝疫苗的效果更好，从细胞结构的角度分析，原因是_。解析：(1)由于肝细胞表面有乙肝病毒的受体，所以乙肝病毒专一侵染肝细胞。(2)根据题意分析，乙
14、肝病毒作为抗原的部分应该是其外壳蛋白和包膜蛋白，即通过基因工程生产的乙肝疫苗的有效成分是上述病毒蛋白中的Core蛋白和S蛋白。(3)a.PCR技术中，需要2种不同的引物，使DNA聚合酶能够从引物的结合端开始连接脱氧核苷酸。b.在构建基因表达载体的过程中，需要使用的工具酶是限制酶和DNA连接酶，常用的载体是质粒。c.为了提高将重组质粒导入细菌的转化效率，常用Ca2(CaCl2)溶液处理细菌，使之成为感受态细胞。(4)酵母菌具有内质网、高尔基体，可以对核糖体合成的肽链进行剪切、折叠、加工、修饰等处理，因此使用酵母菌作为受体菌生产乙肝疫苗的效果更好。答案：(1)肝细胞表面有乙肝病毒的受体(2)Cor
15、e蛋白和S蛋白(3)a.2使热稳定的DNA聚合酶能够从引物的结合端开始连接脱氧核苷酸b限制酶和DNA连接酶质粒c用Ca2(CaCl2)溶液处理细菌(4)酵母菌具有内质网、高尔基体，可以对核糖体合成的肽链进行剪切、折叠、加工、修饰等处理6(2020咸阳二模)科学家从某细菌中提取抗盐基因，转入烟草并培育成转基因抗盐烟草。下图是转基因抗盐烟草的培育过程，含目的基因的DNA和质粒上的实线箭头表示相关限制酶的酶切位点，虚线箭头表示转录的方向。请分析回答下列问题：(1)在该过程中，研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因)，并采用_技术对目的基因进行扩增，该技术需要的条件是_、酶、原料、模板，该技术必须用的酶
16、是_；然后构建基因表达载体，基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外，还需具有_。(2)用图中的质粒和目的基因构建重组质粒，不能使用Sma酶切割，原因是_。图中过程为防止质粒和含目的基因的外源DNA片段自身环化，应选用_酶对外源DNA、质粒进行切割。(3)为确定转基因烟草是否培育成功，可用放射性同位素标记的_作为探针进行分子杂交检测，还需要在个体水平上鉴定，后者具体过程是_。解析：(1)在该过程中，研究人员首先获取了抗盐基因(目的基因)，并采用PCR(多聚酶链式反应)技术对目的基因进行扩增，该技术需要的条件是引物、酶、原料、模板，该技术必须用耐热的DNA聚合酶或热稳定性强的DNA聚合
17、酶(Taq酶)；然后构建基因表达载体，基因表达载体中除了具有目的基因、启动子和终止子之外，还需具有标记基因。(2)从图中信息可知，Sma酶的切割位点位于目的基因和M抗生素抗性基因上。分析抗盐基因的DNA片段，可知该DNA含四种限制酶切点，其中Sma位于目的基因上，不宜采用。EcoR位于目的基因两侧，若用EcoR切割，则目的基因会自身环化。BamH与Hind位于目的基因两端，且质粒中也有相应的适合的切割位点，因此用BamH 和Hind才能完整地切下该抗盐基因，同时保证目的基因与质粒连接方式的唯一性，防止自身环化。(3)为确定转基因抗盐烟草是否培育成功，既要用放射性同位素标记的抗盐基因(或目的基因
18、)作为探针进行分子杂交检测，又要在个体水平上鉴定，后者具体过程是将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中，观察该烟草植株的生长状态。答案：(1)PCR(或多聚酶链式反应)引物耐热的DNA聚合酶(或热稳定性的DNA聚合酶或Taq酶)标记基因(2)Sma会破坏质粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因BamH和Hind(3)抗盐基因(或目的基因)将培育的烟草幼苗栽培于含有一定盐的土壤中，观察烟草植株的生长状态7(2020青岛二模)质粒P含有氨苄青霉素抗性基因(Ampr)和四环素抗性基因(Tetr)，外源DNA的插入会导致插入部位基因的失活。重组人干扰素a1b是我国第一个国内批准生产的基因工程药物。下图
19、所示为利用质粒P和人干扰素基因构建基因表达载体P1的示意图。回答下列问题：限制酶EcoR VSau3 ABamH 识别序列及切割位点(1)据图分析，为便于过程所获得的目的基因片段能够顺利与质粒P连接，需要在目的基因片段加上_序列。成功导入P1的受体菌落具有的抗药性特点为_。(2)过程用到的酶为_。为了保证目的基因能够正常表达，在构建P1时需要将目的基因插入_之间。(3)科学家最早就是利用基因工程方法在大肠杆菌和酵母菌细胞内获得了干扰素，利用大肠杆菌作为受体菌的优点是_。以大肠杆菌为受体细胞时通常用人特定细胞的mRNA为材料来获得cDNA，其原理是_。(4)若要检测是否表达出干扰素，可用_(物质
20、)对工程菌中提取的蛋白质进行检测。解析：分析题图：图中为获取目的基因的过程，表示利用PCR技术扩增目的基因，表示构建基因表达载体的过程。(1)由图可知，目的基因两侧都是黏性末端，根据表中三种限制酶的识别序列和切割位点(EcoR 酶切形成的是平末端，Sau3A 和BamH 酶切形成的末端都是黏性末端，且碱基序列均为GATC)可知，因此还需在引物的一端加上GATC序列，以便于P1的构建和筛选。若用Sau3A 切割会同时破坏氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因，若用限制酶ECoR V切割，产生的是平末端，且会破坏复制原点，因此不能用EcoR V和Sau3A 切割，应该用BamH 切割，其会破坏氨苄青霉
21、素抗性基因，不会破坏四环素抗性基因，因此成功导入P1的受体菌落具有四环素抗药性，没有氨苄青霉素抗药性。(2)据上分析可知，过程表示构建基因表达载体的过程，需要用到限制酶和DNA连接酶，其中限制酶为BamH。为了保证目的基因能够正常表达，在构建P1时需要将目的基因插入启动子和终止子之间。(3)大肠杆菌具有繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少等特点，常利用大肠杆菌作为受体菌。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，故常用人特定细胞的mRNA为材料来获得cDNA。(4)若要检测是否表达出干扰素，可用干扰素抗体对工程菌中提取的蛋白质进行检测。答案：(1) GATC具有四环素抗药性，没有氨苄青霉素抗药性(2)BamH和DNA连接酶启动子和终止子(3)繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少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(4)干扰素抗体