知识点挑题 - 高中生物 - 优优班--学霸训练营

1． EPSPS是叶绿体中的一种酶，它能催化芳香族氨基酸的合成；草甘膦是一种除草剂，它能抑制EPSPS的作用而使植物死亡．因此草甘膦的使用也会影响到农作物的正常生长．目前，已发现可以从一种抗草甘膦的大肠杆菌突变株中分离出EPSPS基因，若将该基因转入农作物植物细胞内，从而获得的转基因植物就能耐受高浓度的草甘膦．
（1）普通大豆施用草甘膦之后，电镜下可以看到叶绿体很快变形，其原因是氨基酸合成受阻直接影响了    的合成，使叶绿体内的其结构和功能严重受损从而使植物死亡．
（2）研究人员以大豆“黑农37”胚尖为外植体，利用农杆菌介导法将EPSPS基因成功转入大豆，大豆产生了更多的EPSPS来抵抗草甘膦，成为抗除草剂（草甘膦）大豆．
①下表分别表示4种限制性核酸内切酶的酶切位点．假设位于EPSPS基因两侧的DNA序列分别为和，则应选择表中酶      进行酶切．若EPSPS基因的右侧序列如后者表所示，请在下面方框内画出经酶切后产生的两个末端的碱基序列．

酶的种类 1 2 4 4
酶切位点
②若多个如图1所示的片段甲和片段乙混合在一起，用DNA连接酶拼接得到环状DNA，其中只由两个DNA片段连接成的环状DNA分子有    种．

（3）要测定EPSPS基因最终是否整合到大豆的某一染色体上，可用    方法，要测定EPSPS基因是否转录，可采用    方法．
（4）图2是目的基因EPSPS（4.0kb，1kb=1000对碱基）与pUC18质粒（2.7kb）重组的示意图．图中Ap′是抗氨苄青霉素基因，lacZ是显色基因，其上的EcoRI识别位点位于目的基因插入位点的右侧．现用EcoRI酶切质粒，酶切后进行电泳观察，若出现长度为    kb和    kb的片段，则可以判断该质粒已与目的基因重组成功．（重组质粒上目的基因的插入位点与EcoRI的识别位点之间的碱基对忽略不计）．

难度：中等

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2．在图所示的质粒PZHZ11（总长为3.6kb，1kb=1000对碱基因）中，lacZ基因编码β-半乳糖苷酶，后者催化生成的化合物能将变色的大肠杆菌染成蓝色．

（1）若先用限制酶BamHⅠ切开pZHZ11，然后灭活BamHI酶，再加DNA连接酶进行连接，最后将连接物导入足够数量的大肠杆菌细胞中，则含3.1kb质粒的细胞颜色为    ；含3.6kb质粒的细胞颜色为    ．
（2）若将两段分别用限制酶BamHI和BglHI切开的单个目的基因片段置换pZHZ11中0.5kb的BamHI酶切片段，形成4.9kb的重组质粒，则目的基因长度为    kb．
（3）上述4.9kb的重组质粒有两种形式，若用BamHI和EcoRI联合酶切其中一种，只能获得1.7kb和3.2kb两种DNA片段；那么联合酶切同等长度的另一种重组质粒，则可获得    kb和    kb两种DNA片段．
（4）若将人的染色体DNA片段先导入大肠杆菌细胞中克隆并坚定目的基因，然后再将获得的目的基因转入植物细胞中表达，最后将产物的药物单独注入小鼠体内观察其生物功能是否发挥，那么上述过程属于    ．
A．人类基因工程   B．动物基因工程     C．植物基因工程   D．微生物基因工程．

难度：中等

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3．油菜由白菜（2n=AA=20）和甘蓝（2n=CC=18）天然杂交进化而来，如何在短时间内提高油菜籽的产油率、改善油菜籽的品质是科学家研究的热门话题．请分析回答下列问题：
（1）在利用植物体细胞杂交技术将白菜和甘蓝体细胞融合前，需用    除去各自的细胞壁，常用化学促溶剂    促进二者融合成杂种植物细胞．在由杂种植物细胞生成再生植株的过程中，细胞内最多含有    个染色体组．
（2）研究发现，油脂的生成量与蛋白质的合成量呈反相关，主要控制基因（独立遗传）及代谢路径如图1．
①叶肉细胞中的丙酮酸主要来自    ．
②高油油菜的基因型为    ．基因型为MmNn的油菜自交，后代中宜于留种的纯合高油油菜占    ．
（3）油酸为不饱和脂肪酸，能降低人体血液中胆固醇、减少患心血管病风险．F基因控制合成的油酸酯氢酶催化油酸形成饱和脂肪酸，转反义F基因油菜能提高菜籽油中油酸含量．
①利用油菜细胞的染色体DNA直接获取大量F基因的方法为    ．
②构建反义F基因表达载体时，需要    酶；将反义F基因表达载体导入油菜根细胞的方法除基因枪法外，还可利用    ．从图2看出，构建反义F基因表达载体时没有设计标志基因，目的是    ．
③Le启动子为种子特异性启动子，将F基因反向连接在Le启动子之后构建了反义F基因．检测转反义F基因油菜细胞内F基因转录的mRNA含量，结果表明，因杂交形成双链RNA，细胞内F基因的mRNA水平下降．由此推测，反义F基因的转录抑制了F基因的    （填复制、转录或翻译）过程．若F基因转录时，两条单链（a₁、a₂）中a₁为转录的模板链，推测反义F基因转录时的模板链为    ．

难度：中等

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4．科研人员通过基因工程实现了β-甘露聚糖酶基因在猪肠道野生酵母菌中的表达，使原来不能被猪利用的粗纤维在猪肠道内被分解成可直接吸收的单糖．如图为构建工程菌的部分过程，其中介导序列能引导载体整合到酵母菌的染色体DNA上．请回答：

（1）①过程中需要的工具酶是    ，②③过程中需要的工具酶是    ．
（2）同尾酶是指切割DNA分子后能产生相同黏性末端的限制酶，图中4种限制酶中属于同尾酶的是    ．
（3）重组表达载体中的介导序列引导目的基因整合到酵母菌的染色体DNA上，其意义在于    ．
（4）①过程从野生酵母菌染色体DNA中PCR扩增介导序列时，科研人员设计了如下一对引物：GAATTCGACCTCAAATCAGGTAGG和TTGCATTGACTTACACCTAGG，其中下划线部分序列的设计依据是    ，方框部分序列的设计目的是    ．
（5）对重组表达载体进行酶切鉴定，假设所用的酶均可将识别位点完全切开．若使用EcoRⅠ和SalⅠ酶切，得到    种DNA片断．若使用EcoRⅠ和BamHⅠ酶切，得到    种DNA片断．

难度：中等

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5．多聚半乳糖醛酸酶PG能降解果胶使细胞壁破损，成熟的番茄果实中，PG合成显著增加，能使果实变红变软，但不利于保鲜．利用基因工程减少PG基因的表达，可延长果实保质期．科学家将PG基因反向接到Ti质粒上，导入番茄细胞中，得到转基因番茄，具体操作流程如图．据图回答下列问题：

（1）若已获取PG的mRNA，可通过    获取PG基因．
（2）构建基因表达载体时，用限制酶切割DNA后可能产生黏性末端，也可能产生    ，后者需用    （E．coli DNA连接酶、T₄DNA连接酶）将双链DNA片段“缝合”起来．“缝合”的过程，就是恢复被限制酶切开的两个脱氧核苷酸之间的    的过程．
（3）用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含有    的培养基进行筛选．
（4）将转入反向链接PG基因的番茄细胞培育成完整的植株，需要用    技术；其中，愈伤组织经    形成完整植株．
（5）用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，培养24～48h后取样，在质量分数为25%的蔗糖溶液中，通过观察细胞是否发生    现象来鉴别细胞壁是否再生．

难度：中等

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6． Rag₂基因缺失小鼠不能产生成熟的淋巴细胞．科研人员利用胚胎干细胞（ES细胞）对Rag₂基因缺失小鼠进行基因治疗．其技术流程如图：

（1）步骤①中，在核移植前应去除卵母细胞的    （结构）．
（2）步骤③中，需要构建含有Rag₂基因的表达载体．可以根据Rag₂基因的    设计引物，利用PCR技术扩增Rag₂基因片段．用Hind III和Pst I限制酶分别在片段两侧进行酶切获得Rag₂基因片段．为将该片段直接连接到表达载体，所选择的表达载体上应具有    酶的酶切位点．
（3）为检测Rag₂基因的表达情况，可提取治疗后小鼠骨髓细胞的    ，用抗Rag₂蛋白的抗体进行杂交实验．

难度：中等

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7．我国科学家屠呦呦因青蒿素的研究荣获2015年诺贝尔生理学和医学奖．青蒿素是目前世界上最有效的治疗疟疾药物，为青蒿植株的代谢产物，其化学本质是一种萜类化合物，其生物合成途径如图1所示．正常青蒿植株的青蒿素产量很低，难以满足临床需求，科学家为了提高青蒿素产量，将棉花中的FPP合成酶基因导入了青蒿植株并让其成功表达，获得了高产青蒿植株，过程如图2所示．

（1）研究人员从棉花基因文库中获取FPP合成酶基因后，可以采用    技术对该目的基因进行大量扩增，该技术除了需要提供模板和游离的脱氧核苷酸外，还需要提供    、    等条件．在基因工程中通常选择细菌质粒作为运载体，原因之一是    ；如果某质粒由1000个核苷酸组成，核苷酸平均分子量为a，则该质粒的质量为    ．
（2）图2中的①为    ，形成过程中需要    等酶；棉花FPP合成酶基因能够和质粒连接成①的主要原因是    ．
（3）若②不能在含有抗生素Kan的培养基上生存，则原因是    ．
（4）由题意可知，除了通过提高FPP的含量来提高青蒿素的产量外，还可以通过哪些途径来提高青蒿素的产量？（试举一例）    ．

难度：中等

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8．（2016•天津模拟）科学家尝试使用Cre/loxP位点特异性重组系统，在检测目的基因导入成功后，删除转基因烟草细胞内的抗除草剂基因．其技术过程如图（图中的■代表基因前的启动子，启动子是基因（gene）的一个组成部分，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度．启动子就像“开关”，决定基因的活动．）据图1回答：
（1）loxP是一种只有34个碱基对构成的小型DNA片段，是有两个13个碱基对反向重复序列和中间间隔的8个碱基对序列共同组成，自身不会表达，插入质粒后也不影响原有基因的表达，其碱基序列如下：
Cre酶能特异性地识别此序列并在箭头处切开loxP，其功能类似于基因工程中的    酶．从遗传学角度分析，Cre酶改变质粒产生的结果相当于可遗传变异中的    ．
（2）将重组质粒导入到植物细胞后，通过    和    两个过程可以形成完整的植株．作为标记基因，抗除草剂基因用于检测目的基因是否导入成功的原理是    ．
（3）经检测成功后，抗除草剂基因已没有用途，继续留在植物体内可能会造成的安全问题是    ．经Cre酶处理后，质粒中的两个loxP序列分别被切开后，可得到如上图右侧的这两个DNA分子．由于    的原因，抗除草剂基因不再表达，之后会在培养过程中消失．
（4）loxP序列是有方向性的．如果经Cre酶处理后，发现抗除草剂基因反向连接在质粒-上，则原来质粒一中这两个loxP序列的方向是    ．
A．两个都是正向       B．两个都是反向      C．一个正向一个反向      D．与方向无关．

难度：中等

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9．回答下列有关基因工程和遗传表达的问题：
图1所示的酶M和酶N是两种限制酶，图中DNA片段只注明了黏性末端处的碱基种类，其它碱基的种类未作注明．

（1）限制酶是基因工程必需的工具酶，其特性是    ．
（2）酶M特异性剪切的DNA片段是，则酶N的识别序列是    ．
（3）图2的A和B分别表示两段DNA序列．表格分别表示4种限制性核酸内切酶的酶切位点．

据图2：假设位于某基因两侧的DNA序列均如图A所示，则应选择表格中酶    进行酶切；若位于某基因两侧的DNA序列分别如图A和B所示，则应选择表中酶    进行酶切．
（4）图3质粒中不能和图2中片段B发生重组的是    （多选）

（5）下列关于质粒运载体的说法正确的是    （多选）．
A．使用质粒运载体是为了避免目的基因被分解
B．质粒运载体只能在与目的基因重组后进入细胞
C．质粒运载体可能是从细菌或者病毒的DNA改造的
D．质粒运载体的复制和表达也遵循中心法则
E．质粒运载体只有把目的基因整合到受体细胞的DNA中才能表达
F．没有限制酶就无法使用质粒运载体
基因工程除改造微生物外，还可以改造动植物细胞，图4显示是一种外源基因导入受体细胞的方法．

（6）基因工程中图4所示的导入方法称为    ．
（7）若想在山羊的乳汁中收获人的生长激素，则需将人生长激素基因导入至山羊受精卵的    中．

难度：中等

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10．如图表示利用乳腺生物反应器生产某种动物蛋白的流程示意图，请分析回答：

（1）中A、B分别表示    、    ．由A得到的基因编码区的脱氧核苷酸序列有     （答“一种”或“多种”），这是因为    ．
（2）常用的方法是    ．通常将    时期的早期胚胎移植到受体内，为提高培育成功率，进行过程之前，对早期胚胎的处理是取其部分细胞用目的基因探针进行    检测．
（3）要一次获得大量基因型相同的子代，可对早期胚胎进行    ，操作时需注意    ．
（4）蛋白质工程中，需对蛋白质结构进行设计改造，必须通过基因修饰或基因合成来完成，而不直接改造蛋白质，原因是    ．
（5）请说明转基因技术的利：    ，弊：    ．（各答出一点即可）

难度：中等

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