2019秋 金版学案 生物·选修3(人教版)练习:专题1 评估检测

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2019秋 金版学案 生物·选修3(人教版)练习:专题1 评估检测

专题评估检测(一) (时间:60 分钟 满分:100 分) 1.(14 分)通过 DNA 重组技术使原有基因得以改造的动物称为转 基因动物。运用这一技术使羊奶中含有人体蛋白质。下图表示了这一 技术的基本过程,在该工程中所用的基因“手术刀”能识别的序列和 切点是—G↓GATCC—,请回答下列问题。 (1)从羊染色体中“切下”羊蛋白质基因的酶是________,人体蛋 白 质 基 因 “ 插 入 ” 后 连 接 在 羊 体 细 胞 染 色 体 中 时 需 要 的 酶 是 __________________。 (2)请写出质粒被切割形成黏性末端的过程。 ______________________________________________________。 (3)人体蛋白质基因之所以能“插入”到羊的染色体内,原因是 __________________________________ ,“ 插 入 ” 时 用 的 工 具 是 ________,其种类有________________________________________ _____________________________________________________。 解析:本题主要考查各种工具在基因工程中的作用,首先明确限 制酶的作用是切取目的基因,DNA 连接酶起缝合作用,载体会把目的 基因导入受体细胞,然后结合问题组织答案。(1)“手术刀”为限制酶, “切下”羊的蛋白质基因,使用 DNA 连接酶将其与载体缝合。(2)由 图示可知限制酶识别的序列为—GGATCC—,并且在 G 与 G 之间切 开,而且形成的黏性末端为反向重复的,所以两个末端分别为 。(3)插入时是目的基因与原有羊的 DNA 分子 结合,都为反向平行的双螺旋结构,插入时需要载体。 答案:(1)限制酶 DNA 连接酶 (2) (3)基因的结构是相同的 载体 质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍 生物 2.(14 分)大豆花叶病毒(RNA 病毒)是世界性大豆病害,是造成大 豆减产的重要原因。某科研小组制备了大豆花叶病毒的空衣壳蛋白(CP 蛋白),生产过程大致如下,请回答问题: (1)图中的①是指______________________________________。 (2)过程Ⅱ中应用的酶是________。此过程中,先要在大豆花叶病 毒的基因文库中查找______________________的核苷酸序列,以便合 成特异性引物。 (3)在上述生产流程中,________(填序号)是基因工程生产 CP 蛋白 的核心步骤。为检测样液中是否含有有效成分,在Ⅶ可使用________ 进行检测。 解析:(1)因为通过Ⅰ过程获得的是 cDNA,所以①是 RNA,过程 Ⅰ为逆转录。(2)过程Ⅱ是 PCR 扩增,在该技术中需要用到耐高温的 DNA 聚合酶。在该过程中,需要先知道目的基因,即 CP 蛋白基因的 核苷酸序列,才能合成特异性引物。(3)在基因工程中基因表达载体的 构建,即步骤Ⅲ是核心步骤。为了检测样液中是否含有有效成分,在 Ⅶ过程中可以用抗原—抗体杂交,即使用 CP 蛋白的抗体进行检测, 如果出现了杂交带说明含有有效成分。 答案:(1)RNA (2)热稳定性 DNA 聚合酶(Taq 酶) CP 蛋白基因 (控制 CP 蛋白合成的 RNA 片段) (3)Ⅲ CP 蛋白的抗体 3.(14 分)下图是将某细菌的基因 A 导入大肠杆菌内,制备“工程 菌”的示意图。据图回答: (1)获得基因 A 有两条途径:首先以 A 的 mRNA 为模板,在 __________酶的催化下,合成互补的单链 DNA,然后在__________的 作用下合成双链 DNA,从而获得所需基因;其次根据目标蛋白质的 ________序列,推测出相应的 mRNA 序列,然后按照碱基互补配对原 则,推测其 DNA 的________序列;再通过化学方法合成所需基因。 (2)利用 PCR 技术扩增 DNA 时,需要在反应体系中添加的有机物 质有________、________、4 种脱氧核糖核苷三磷酸和耐热性的 DNA 聚合酶,扩增过程可以在 PCR 扩增仪中完成。 (3)由 A 和载体 B 拼接形成的 C 通常称为_________________。 (4)在基因工程中,常用 Ca2+处理 D,其目的是_______________ _____________________________________________________。 解析:(1)在逆转录酶的催化下,以基因 A 产生的 mRNA 为模板 可以获得与 mRNA 互补的单链 DNA,以该单链 DNA 为模板,在 DNA 聚合酶的作用下可合成双链 DNA;根据目标蛋白质的氨基酸序列,根 据密码表可推测出相应的 mRNA 序列,然后根据碱基互补配对原则可 推测出其 DNA 中的脱氧核苷酸序列,再通过化学方法利用 DNA 合成 仪合成所需基因。 (2)利用 PCR 扩增目的基因时,需要提供目的基因作为模板,添 加引物来引导子链的形成,添加四种脱氧核糖核苷三磷酸(即 dCTP、 dATP、dGTP、dTTP)作为原料,耐高温的 DNA 聚合酶来催化子链的 形成,扩增过程可在 PCR 扩增仪中完成。 (3)目的基因 A 和运载体 B 拼接形成的 C 通常称为基因表达载体 (重组质粒)。 (4)基因工程中,常用 Ca2+处理细菌细胞,使之成为感受态细胞, 容易吸收周围环境中的 DNA 分子,进而使重组质粒导入细菌细胞内。 答案:(1)逆转录 DNA 聚合酶 氨基酸 脱氧核苷酸 (2)引物 模板 DNA (3)重组 DNA (4)提高受体细胞的转化率 4.(14 分)CTB 是霍乱弧菌产生的肠毒素(蛋白质)结构的一部分, 可用作针对霍乱弧菌的疫苗。研究人员提取了控制 CTB 合成的基因 (ctb),构建基因表达载体(如图所示),将其导入番茄,然后用转基因番 茄饲喂试验小鼠,检测疫苗的有效性。请回答相关问题: (1)为了在短时间内获得大量基因,可以采用________技术,与细 胞内 DNA 复制时的解旋过程相比,该技术的 DNA 解链过程有何不 同?________________(写出一点即可) (2)使用两种限制酶切割载体可防止切开的载体的两个末端重新连 接起来,原因是_________________________________________ ______________________________________________________。 (3)可采用________法将基因表达载体导入番茄细胞,然后在加入 了________的培养基中进行初步筛选,之后还需用________方法检测 ctb 基因是否整合到番茄染色体的 DNA 上。 (4)提取转基因番茄不同部位的蛋白质进行检测,发现只有果实中 含有 CTB。ctb 基因只能在果实细胞中表达,这与基因表达载体中的 ________________有关。 (5)用转基因番茄果实饲喂试验小鼠,若能在小鼠的血清中检测到 ________,则说明该转基因疫苗是有效的。 答案:(1)PCR 不需要解旋酶 (2)两种限制酶切割载体可以产生不同的末端 (3)农杆菌转化 卡那霉素 DNA 分子杂交 (4)E8 启动子 (5)CTB 抗体 5.(14 分)真核生物基因中通常有内含子,而原核生物基因中没有, 原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的 RNA 序列的机制。 已知在人体中基因 A(有内含子)可以表达出某种特定蛋白(简称蛋白 A)。回答下列问题。 (1)某同学从人的基因组文库中获得了基因 A,以大肠杆菌作为受 体细胞却未得到蛋白 A,其原因是__________________________ _____________________________________________________。 (2)若用家蚕作为表达基因 A 的受体,在噬菌体和昆虫病毒两种载 体中,不选用______________作为载体,其原因是______________ _____________________________________________________。 (3)若要高效地获得蛋白 A,可选用大肠杆菌作为受体。因为与家 蚕相比,大肠杆菌具有___________________________________ _________________________________(答出两点即可)等优点。 (4)若要检测基因 A 是否翻译出蛋白 A,可用的检测物质是 ________________________(填“蛋白 A 的基因”或“蛋白 A 的抗体”)。 (5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验为证明 DNA 是遗传物质做 出了重要贡献,也可以说是基因工程的先导,如果说他们的工作为基 因工程理论的建立提供了启示,那么,这一启示是______________ ______________________________________________________。 解析:(1)人的基因 A 含有内含子,其转录出的 RNA 需切除内含 子对应的 RNA 序列后才能翻译出蛋白 A,大肠杆菌是原核生物,其没 有切除内含子对应的 RNA 序列的机制,故将人的基因 A 导入大肠杆 菌无法表达出蛋白 A。(2)噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒, 无法寄生在家蚕中。(3)大肠杆菌繁殖快、容易培养,常用作基因工程 的受体。(4)在分子水平检测目的基因是否表达应用抗原—抗体杂交法, 即用蛋白 A 与蛋白 A 的抗体进行杂交。(5)艾弗里的肺炎双球菌转化实 验的原理是基因重组,通过重组使得 S 型细菌的 DNA 在 R 型细菌中 表达,这种思路为基因工程理论的建立提供了启示。 答案:(1)基因 A 有内含子,在大肠杆菌中,其初始转录产物中与 内含子对应的 RNA 序列不能被切除,无法表达出蛋白 A (2)噬菌体 噬菌体的宿主是细菌,而不是家蚕 (3)繁殖快、容易培养 (4)蛋白 A 的抗体 (5)DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体 6.(15 分)应用基因工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新 产品。请根据下列材料回答问题: 材料一 蜘蛛丝(丝蛋白)被称为“生物钢”,有着超强的抗张度, 可制成防弹背心、降落伞绳等。蜘蛛丝还可被制成人造韧带和人造肌 腱。科学家研究出集中生产蜘蛛丝的方法——培育转基因蜘蛛羊。 材料二 注射疫苗往往会在儿童和部分成年人身上引起痛苦。将 疫苗藏身水果蔬菜中,人们在食用这些转基因植物的同时也获得免疫 力,因而无须免疫接种,这一新概念将引起疫苗研究的一场革命。 (1)图中,过程①⑤所需要的工具酶有______________________, 构建的蜘蛛丝蛋白基因表达载体一般由________、________、启动子、 终止子等部分组成。 (2)过程②将重组质粒导入山羊受体细胞时,采用最多也最有效的 方法是__________________________________________________。 通过①~④过程培育的蜘蛛羊可以作为乳腺生物反应器,从 ________________中提取所需要的蜘蛛丝蛋白。 (3)通过⑤⑥⑦培育转基因莴苣,相比诱变育种和杂交育种方法, 具有________等突出优点。 解析:基因工程常用限制酶、DNA 连接酶和载体作为工具。基因 表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点。将 目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法。基因工程育种的优 点是能克服远缘杂交不亲和的障碍,目的性较强。 答案:(1)限制酶、DNA 连接酶 目的基因 标记基因 (2)显微注射法 乳汁 (3)目的性强,能克服远缘杂交的不亲和的障碍(或能有效地打破物 种间的生殖隔离界限) 7.(15 分)我国曾经发生过因“非典型性肺炎”而死亡的病例,经 研究发现,该病是由 SARS 病毒(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图: (1)实验步骤①所代表的反应过程是________。 (2)步骤②构建重组表达载体 A 和重组表达载体 B 必须使用限制性 核酸内切酶和________酶,后者的作用是将用限制性核酸内切酶切割 的________和________连接起来。 (3)如果省略步骤②而将大量扩增的 S 蛋白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 蛋白基因在大 肠杆菌中不能_______,也不能______________________。 (4)为了检验步骤④所表达的 S 蛋白是否与病毒 S 蛋白有相同的免 疫反应特性,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④和⑥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:在解答本题的过程中,应注意分析图中标注过程的含义。 ①通过反转录法获得目的基因;②基因表达载体的构建;③将目的基 因导入大肠杆菌(受体细胞);④目的基因在大肠杆菌体内表达;⑤将目 的基因导入动物细胞(受体细胞);⑥目的基因在动物体内表达。在完成 此类习题时,应注意将图中所获得的信息与其他信息结合起来分析, 可以大大减少错误。 答案:(1)反转录 (2)DNA 连接 载体 S 蛋白基因 (3)复制 合 成 S 蛋白基因的 mRNA (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
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