1、选修3 现代生物科技专题（1）一、选择题(每小题5分，共35分)1(2011苏州模拟)下图为DNA分子在不同酶的作用下所发生的变化，图中依次表示限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、解旋酶作用的正确顺序是()。A B C D解析是将一个DNA切成互补的两个黏性末端，由限制性核酸内切酶发挥作用；DNA聚合酶是在DNA复制时发挥作用的(是DNA复制)；DNA连接酶是将两个DNA片段连接在一起()；解旋酶是将DNA分子双链解成两条互补的单链()。答案C2(2011福州模拟)下图是获得抗虫棉的技术流程示意图。卡那霉素抗性基因(kanr)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素
2、培养基上生长。下列叙述正确的是()。A构建重组质粒过程中需要限制性核酸内切酶和DNA连接酶B愈伤组织的分化产生了不同基因型的植株C卡那霉素抗性基因(kanr)中有该过程所利用的限制性核酸内切酶的识别位点D抗虫棉有性生殖后代能保持抗虫性状的稳定遗传解析质粒与目的基因结合时需要用同一种限制性核酸内切酶切割，用DNA连接酶连接；愈伤组织由相同细胞分裂形成，分化后产生相同基因型的植株；卡那霉素抗性基因作为标记基因不能有限制性核酸内切酶的切割位点；抗虫棉有性生殖后代可能会发生性状分离，抗虫性状不一定能稳定遗传。答案A3(2012广雅中学模拟)以下为形成cDNA过程和PCR扩增过程示意图。据图分析，下列说
3、法正确的是()。A催化过程的酶是RNA聚合酶B过程发生的变化是引物与单链DNA结合C催化过程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高温D如果RNA单链中A与U之和占该链碱基含量的40%，则一个双链DNA中，A与U之和也占该DNA碱基含量的40%命题立意本题考查逆转录和PCR技术及识图、析图、综合运用知识的能力，难度中等。解析由题意可知，分别表示逆转录、DNA的复制、DNA、引物结合到单链DNA及互补链的合成。过程由逆转录酶催化完成，A错；由以上分析知B正确；催化过程的酶都是DNA聚合酶，过程是在7075 的高温条件下进行的，只有该过程中的酶需耐高温，C错；在DNA分子中有T无U，D错。答案B4(2012
4、广东梅州质检二)应用生物工程技术培育人们需要的生物新品种或新产品，提高了经济效率。下图表示培育生物新品种的过程，请据图判断下列叙述中不正确的是()。A图中过程需要的工具酶是限制性内切酶和DNA聚合酶B图中过程需要的培养基中一定含有植物激素和无机养料C将PrG导入到细胞，则最可能是效应B细胞D图中过程中不是都发生了碱基互补配对现象解析本题考查基因工程及细胞工程。基因工程中需要的工具酶是限制酶和DNA连接酶，故A不对；植物组织培养的培养基需加入无机矿质养料、有机物和植物激素，故B对；抗体是由浆细胞分泌的，故C对；过程重组载体的构建发生了碱基互补配对原则，过程均不发生，故D对。本题难度中等。答案A5
5、(2011江苏南通二模)我国自主研制的复制型艾滋病疫苗，是把艾滋病病毒RNA的几个重要片段经某种处理后插入天花病毒DNA中，形成重组病毒疫苗。该疫苗在人体内具有复制能力，产生的抗原蛋白可以持续刺激免疫系统，使人产生较强的免疫能力。在该疫苗研制过程中()。使用了逆转录酶运用基因工程手段，用质粒作载体可利用培养的动物细胞培养天花病毒体现了天花病毒的间接使用价值A B C D解析艾滋病病毒的遗传物质是RNA，科学家利用相应的RNA为模板逆转录合成DNA，再将其插入天花病毒DNA中制成重组病毒疫苗，即为相应的DNA疫苗；该技术属于基因工程技术，载体是天花病毒，而不是质粒；病毒营寄生生活，不能独立代谢，
6、所以要用相应的宿主活细胞来培养病毒；复制型艾滋病疫苗的研制体现了天花病毒的直接使用价值。答案C6下图为DNA分子的某一片段，其中分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是()。ADNA连接酶、限制酶、解旋酶B限制酶、解旋酶、DNA连接酶C解旋酶、限制酶、DNA连接酶D限制酶、DNA连接酶、解旋酶解析使碱基对内氢键断裂的是解旋酶；限制酶将特定部位的相邻两脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开；连接DNA片段间磷酸二酯键的是DNA连接酶。答案C7(2012茂名模拟)进行生物工程设计时，下表各组的实验目的与所选择实验材料或方法配置错误的是(双选)()。选项实验目的实验材料或方法A构建基因表达载体用同一种限制
7、酶切割B动物细胞核移植用去核卵(母)细胞作受体C植物体细胞杂交培育新品种花粉粒D将目的基因导入单子叶植物细胞农杆菌转化法解析用同种限制酶切割目的基因与运载体，然后用DNA连接酶将两个DNA片段连接成重组DNA；动物细胞核移植实验一般选用去核卵母细胞作为细胞核的受体；植物体细胞杂交常用不同植物的体细胞进行杂交；农杆菌转化法一般用于将目的基因导入双子叶植物受体细胞。答案CD知识拓展目的基因插入到经过改造的TDNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过植物组织培养技术，再生出转基因植株。二、非选择题(共65分)8(10分)下图为利用生物技术获得生物新品种的过程，据图回答问题
8、。(1)在基因工程中，A表示_，如果直接从苏云金芽孢杆菌中获得抗虫基因，过程使用的酶区别于其他酶的特点是_，B表示_。(2)BD的过程中，若使用的棉花受体细胞为体细胞，表示的生物技术是_。要确定目的基因(抗虫基因)导入受体细胞后，是否能稳定遗传并表达，需进行检测和鉴定工作，请写出在个体水平上的鉴定过程：_。解析(1)图中A、B分别表示目的基因、重组DNA；根据酶的专一性特点，过程使用的酶是限制性核酸内切酶，其能够识别特定的脱氧核苷酸序列。(2)BD的过程是转基因植物的培育过程，其需要的生物技术是植物组织培养；在检测转基因棉花中的抗虫基因(目的基因)是否表达时，可让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察
9、害虫的存活情况，以确定其是否具有抗虫性状。答案(1)目的基因能够识别特定的脱氧核苷酸序列重组DNA(2)植物组织培养让害虫吞食转基因棉花的叶子，观察害虫的存活情况，以确定转基因棉花是否具有抗虫性状9(12分)(2010山东省潍坊市光华中学高三月考)已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原，在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗，开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下：(1)实验步骤所代表的反应过程是_。(2)步骤构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用_。(3)如果省略步骤而将大量扩增的S
10、基因直接导入大肠杆菌，一般情况下，不能得到表达的S蛋白，其原因是S基因在大肠杆菌中不能_，也不能_。(4)为了检验步骤所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特征，可用_与_进行抗原抗体特异性反应实验，从而得出结论。(5)步骤和的结果相比，原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列_(填“相同”或“不同”)，根本原因是_。解析本题考查基因工程的工具及操作步骤和学生识图能力。(1)图中RNADNA表示通过逆转录方式获得目的基因。(2)基因表达载体构建时，需要利用限制酶对载体和目的基因进行剪切，形成黏性末端，然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接起来，形成重组载体。(3)目的基因
11、导入受体细胞后，需要借助于载体在受体细胞中进行复制而扩增目的基因，从而获得大量的表达产物，而直接导入则容易被受体细胞中的DNA水解酶所水解，导致得不到表达产物。(4)S蛋白为SARS病毒表面主要的病毒抗原，因此用抗原抗体特异性反应实验可检测其是否具有同样的抗原性。(5)步骤和相比，基因相同，只是导入的受体细胞的种类不同，因为真核生物和原核生物共用一套密码子，所以表达产物相同。答案(1)逆转录(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶(3)复制以其为模板合成S基因的mRNA(或转录)(4)大肠杆菌中表达的S蛋白SARS康复病人血清(5)相同表达蛋白质所用的基因相同10(13分)(2010泰安一模)科学
12、家设法将人的生长激素基因导入其他生物体(细胞)内，从而获取大量的人的生长激素，应用于侏儒症的早期治疗，如下图所示。请据图回答下列问题。(1)过程采用的方法是_，过程之前需用_处理目的基因和质粒。(2)过程需事先对大肠杆菌用_处理，使其处于感受态，接着_，从而完成转化过程。(3)过程动物细胞培养中使用的工具酶是_，与植物组织培养的培养基相比，动物细胞培养液中通常需加入_。(4)过程一般先将生长激素基因导入奶牛的_，然后进行_，再进行胚胎移植，生下转基因牛犊。解析过程是由mRNA到DNA的过程，为反转录法，过程是将质粒和目的基因拼接在一起，在拼接前要用同一种限制酶对目的基因和质粒进行切割，以形成相
13、同的黏性末端。过程是将重组质粒导入大肠杆菌细胞，需要事先用Ca2处理，使之成为感受态细胞，接着将重组质粒与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子。过程是将目的基因导入动物细胞，在对细胞进行培养中使用的工具酶是胰蛋白酶，在培养中要加入动物血清、血浆等物质，满足动物细胞的营养需求。过程将生长激素基因导入奶牛的受精卵中，然后进行早期胚胎培养，胚胎移植，就可以生下转基因牛犊了。答案(1)反(逆)转录同一种限制酶(2)Ca2将重组表达载体溶于缓冲液与感受态细胞混合，在一定温度下促进感受态细胞吸收DNA分子(3)胰蛋白酶动物血清、血浆(4)受精卵早期胚胎培养11(15分)(2012全国重
14、点中学领航冲刺卷)人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。请回答下列问题。(1)卵母细胞除从活体_中采集外，还可从已处死的雌鼠_中获取。(2)图中的高血压相关基因作为_，质粒作为_，二者需用同一种限制酶切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有_有关。(3)子代大鼠如果_和_，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。(4)在上述转基因大鼠的培育过程中，所用到的主要胚胎工程技术是_、_和_。解析(1)胚胎工程中卵母细胞的采集常从活体输卵管中获取，也可以从已处死的雌
15、性动物卵巢中获取。(2)图示为转基因技术在胚胎工程中的应用，图中的高血压相关基因为目的基因，质粒作为载体。构建重组质粒时，需用同种限制酶切割目的基因和质粒分子，由于二者有相同限制酶切割位点，二者可以连接形成基因表达载体。(3)目的基因的表达检测可以分别在分子水平和个体水平检测，即检测体内是否产生相关蛋白质和是否出现高血压症状。(4)题中转基因大鼠培育过程中，用到的生物技术有转基因技术、体外受精技术、早期胚胎培养和胚胎移植技术，其中后三者从属于胚胎工程技术。答案(1)输卵管卵巢(2)目的基因载体限制酶切割位点(3)检测到体内有相关蛋白出现高血压(4)体外受精12(15分)如图表示转基因马铃薯的培
16、育过程，请回答相关问题：(1)如果用马铃薯发育的某个时期的mRNA反转录产生的_片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做马铃薯的_。(2)重组质粒中，目的基因的两端还必须有_和终止子。用含重组质粒的土壤农杆菌感染植物细胞后，采用_技术检测转基因马铃薯的_上是否插入了目的基因，同时还要采用_技术检测目的基因是否在转基因马铃薯细胞中表达。(3)培育愈伤组织的固体培养基中，除了无机盐、有机营养物质、琼脂、卡那霉素外，还需添加的物质是_，添加卡那霉素的作用是_。答案(1)多种cDNAcDNA(部分基因)文库(2)启动子DNA分子杂交染色体的DNA抗原抗体杂交(3)植物激素筛选含卡那霉素抗性基因的细胞
