知识点挑题 - 高中生物 - 优优班--学霸训练营

1．中国科学院神经科学研究所的三个研究团队经过三年努力，利用基因编辑技术（ CRISPR/Cas9），敲除了体外受精猴胚胎中的生物节律核心基因BMAL1，产生了一批BMAL1基因缺失的猕猴。并利用克隆技术，首次成功构建了一批遗传背景一致的生物节律紊乱猕猴模型。目前这些猕猴具有昼夜活动紊乱、睡眠障碍、焦虑和精神分裂症等表型这为模拟人的节律紊乱相关疾病迈出了关键的一步。回答以下问题：
（1）新一代基因编辑工具由Cas9和向导RNA（一段能特异性引导Cas9到靶序列处的RNA）构成。该复合体能与DNA分子上的特定序列结合，并在合适位点切断DNA双链，由此可知Cas9属于基因工程中的______酶，切开的是______键。一般来说，在使用基因编辑工具对不同DNA进行编辑时，应使用Cas9和______（填“相同”或“不同”）的向导RNA进行基因的相关编辑。
（2）从分子水平上分析，科研人员可采用______技术检测是否成功的敲除了猕猴的BMAL1基因。
（3）体细胞克隆猴过程中涉及到的生物工程技术有______（至少答三点）。
（4）选猕猴做实验对象的优点很多，例如：猕猴除了具有昼行性这一特性外，在______上与人类高度相似，可以用来研究脑疾病和高级认知功能。
（5）上述成果表明我国正式开启了批量化、标准化创建疾病克隆猴模型的新时代，这有助于一些重大疾病早期诊断与干预，缩短药物______，提高药物研发成功率，加快我国新药创制与研发的进程。
（6）在试验中，基因编辑技术（ CRISPR/Cas9）有很高的概率会“脱靶”。谈谈你对中国首例“基因编辑婴儿”诞生的看法______。

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2．噬菌体展示技术是将外源蛋白或多肽的编码基因插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随噬菌体外壳蛋白基因的表达而表达，同时，外源蛋白或多肽随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面的生物技术。利用该技术可以获得单克隆抗体（最新技术）。请问答下列问题：
（1）传统单克隆抗体的获得需先对小鼠进行______处理，整个过程中涉及的现代科学技术有______（答出两项即可）。
（2）限制酶是基因工程常用的三大工具之一，此类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的，请推测它在原核生物中的作用是：______。
（3）为了得到大量的外源蛋白基因，可使用PCR技术进行体外扩增，合成引物______（填“需要”或“不需要”）知道整个外源DNA序列。
（4）为了扩增重组噬菌体的数量，你觉得应该如何操作？______。

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3．为了有效控制水稻害虫的危害，中国农业科学院和华中农业大学合作，成功地获得了转Bt基因（Bt基因来源于一种细菌，即苏云金芽孢杆菌，该基因的表达产物Bt毒蛋白具有良好的杀虫效果）的二倍体水稻。请回答下列问题：
（1）若知道Bt毒蛋白的氨基酸序列，则可以推测出Bt基因的核苷酸序列，但推测出的核苷酸序列并不是唯一的，其原因是______。在知道Bt基因的核苷酸序列之后，再通过______方法直接人工合成。
（2）获得Bt基因后，在体外可以通过______技术进行扩增，扩增时需以______为原料，反应体系中还应加入适量的______酶。
（3）在个体水平上检测Bt基因在受体植株内是否成功表达，可采用的方法是______。
（4）若将Bt基因成功地整合到二倍体水稻细胞的一条染色体上，则这种水稻能否稳定地遗传？______。

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4． PD-1是由PD-1基因（凋亡基因）指导合成的位于淋巴T细胞表面的蛋白质；PD-L1是一些肿瘤细胞表面的蛋白质。PD-1和PD-L1之间相互作用，促进T细胞凋亡，则癌细胞可逃脱免疫系统的追杀。使用PD-1抗体治疗癌症取得很好的效果。就相关信息回答以下问题：
（1）利用基因工程技术生产PD-1，构建的基因表达载体必需具有PD-1基因以及______。对PD-1进行检测采用的是______法。
（2）如果用小白鼠来生产纯度高、特异性强的PD-1抗体，可以将______注射到小白鼠体内，然后从其脾脏中获得______细胞并与小白鼠的______细胞在______作用下形成杂交瘤细胞。最终选择______的杂交瘤细胞进行体内或体外培养。
（3）根据上面信息，写出PD-1抗体治疗癌症的机理：______。

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5．花椰菜易被黑腐病菌侵染而患黑腐病，而野生黑芥具有抗黑腐病的抗性基因。请回答下列有关问题：
（1）利用基因工程技术可获得抗黑腐病的转基因花椰菜植株。在此过程中，常借助______法将野生黑芥的抗黑腐病基因导入花椰菜细胞；还要利用______技术将含抗黑腐病基因的花椰菜细胞培育成转基因植株。要确定抗黑腐病基因导入花椰菜细胞后，是否赋予了花椰菜抗病特性，需要在个体生物学水平上做______实验。
（2）利用植物体细胞杂交技术可获得抗黑腐病的杂种植株。在此过程中，制备花椰菜和野生黑芥的原生质体时需要用到的酶是______；进行花椰菜和野生黑芥原生质体间的融合时，常使用的诱导剂是______。花椰菜和野生黑芥原生质体的融合过程利用了细胞膜的______。
（3）黑芥是云南脍炙人口、驰名中外的土特产品，某人为了取得较大的经济效益，在某地区大面积单一种植了黑芥，由于病虫害增加，环境恶化，最终导致该片黑芥全部死亡，这是因为该黑芥种植区违背了生态工程中的______原理，导致生态系统的______稳定性较低。

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6．研究发现色氨酸合成酶是大肠杆菌自身蛋白，如果该酶与胰岛素原“拼接”为融合蛋白，能有效抵抗菌体内蛋白酶对胰岛素原的水解。研究人员利用基因工程技术合成融合蛋白。请回答下列问题。
（1）为避免胰岛素原在菌体内不被降解，在基因层面的操作是将______连接成融合基因。
（2）利用基因工程生产融合蛋白时，常选用大肠杆菌作为受体菌，其优点是______。科研人员通过Ca²⁺参与的______方法将含有融合基因的重组DNA分子导人大肠杆菌细胞，最终在宿主细胞中表达出融合蛋白，从中可以得到的启示有______（答出两点即可）。
（3）将目的基因导入动物细胞核内，再进行核移植得到转基因动物。哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。动物体细胞核移植的难度______（填“高于”、“等于”或“低于”）胚胎细胞核移植，原因是______。

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7．通过基因工程利用小球藻生产人胰岛素能克服利用细菌生产时的诸多不利影响。小球藻可大规模种植，并且所生产的胰岛素可以直接用于医疗和保健，该技术能提高小球藻的药用价值，形成高附加值的生物技术产品，同时也能降低医用蛋白的价格，使人胰岛素的应用得到普及。回答下列问题：
（1）基因工程中的目的基因可以从自然界中原有的物种中获得，也可以利用______的方法获得目的基因。将目的基因导入植物细胞的最常用方法是______。
（2）在生物体外常用PCR技术来______。在PCR体系中需要加入dNTP（dATP、dTTP、dGTP、dCTP），dNTP脱去两个磷酸后形成的物质能作为DNA合成的原料，则dATP和ATP在组成成分上的差别是______。在PCR体系中______（填“需要”或“不需要”）加入ATP。
（3）某PCR体系中用到的引物序列是 GGCCATT 和 CCGGTAA，这两种引物设计是否合理？______（填“合理”或“不合理”），理由是______。
（4）利用小球藻合成的人胰岛素和利用细菌合成的人胰岛素在空间结构上存在较大差异，其原因是______。

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