高三生物第一轮复习第十单元生物技术实践 第38讲课时作业.docx

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高三生物第一轮复习第十单元生物技术实践第38讲课时作业

（限时：

40分钟）

1．为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。

我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。

（1）获得耐盐基因后，可通过________扩增目的基因。

构建重组DNA分子所用的限制性核酸内切酶作用于图中的________处，DNA连接酶作用于________处。

（2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞常用的方法有________法和________法。

（3）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的__________作探针进行分子杂交检测，又要用______________________的方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。

（4）若将该转基因植株的花药在高盐碱的培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中耐盐型植株大约占________%。

（5）利用基因工程技术培育耐盐水稻新品系，相比传统的杂交育种方法，其优点主要表现为______________________________________________________

____________________________________________________________________。

解析：

（1）扩增目的基因的方法是PCR技术。

限制酶和DNA连接酶都作用于磷酸二酯键，即a处。

（2）将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法和基因枪法。

（3）基因探针为标记的目的基因单链，从个体水平鉴定可用一定浓度盐水浇灌植株。

（4）若将该转基因植株的花药在高盐碱的培养基上作离体培养，则获得的再生植株群体中耐盐型植株大约占100%。

（5）基因工程的优点是能根据人类的需要，定向改造遗传物质，获得优良遗传性状。

答案：

（1）PCR技术　a　a　

（2）农杆菌转化　基因枪（或花粉管通道）　（3）耐盐基因（目的基因）　一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）　（4）100　（5）能根据人类的需要，定向改造遗传物质，获得优良遗传性状

2．（2017全国Ⅰ卷）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）基因A的编码区中有内含子和外显子，在真核生物细胞内把内含子转录来的RNA切除，而原核生物细胞内基因转录后不切除，转录后直接翻译，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）由于噬菌体是专性寄生在细菌体内的病毒，无法侵染到真核生物家蚕细胞内，所以不能用噬菌体作为运载体。

而家蚕属于昆虫，故可用昆虫病毒作为运载体。

（3）大肠杆菌作为受体菌具有繁殖周期短、易培养、遗传物质含量少、产物含量高易分离、不会造成基因污染等。

（4）检测目的基因是否表达的通常用抗原－抗体杂交技术，注入抗体看是否出现杂交带，若出现则表达。

（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，不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了DNA可以从一种生物转移到另一种生物个体。

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

3．（2018海南）甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。

为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。

回答下列问题：

（1）用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜__________（填“受伤的”或“完好的”）叶片与含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶片的理由是__________________________________________________________________。

（2）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中__________已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1∶1，则说明甜蛋白基因已经整合到________（填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”）中。

（3）假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用__________作为外植体进行组织培养。

（4）通常，基因工程操作主要有4个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。

因此，基因工程的含义可概括为_______________________________________________________。

答案：

（1）受伤的　叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞

（2）甜蛋白基因　核基因组

（3）茎尖

（4）按照人们的愿望进行设计，并通过体外重组和转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出符合人们需要的新生物类型

4．（2019宁德市期末）中国女科学家屠呦呦因青蒿素研发所做的重大贡献，荣获2015年诺贝尔生理医学奖。

下图是青蒿细胞产生青蒿素，以及酵母细胞产生固醇的合成途径。

请回答：

（1）基因工程的核心步骤是____________。

从酵母细胞中提取蛋白质，采用__________________方法检测，若有________________出现，表明目的基因已表达。

（2）转基因酵母细胞合成的青蒿素很少，可通过抑制________________的活性，以减少____________合成，提高青蒿素产量。

解析：

本题考查基因工程、细胞工程，考查对基因工程操作步骤、细胞培养条件的理解，解答此题，可根据图中酵母细胞和青蒿细胞代谢途径的异同判断培育能生产青蒿素的酵母细胞的思路。

（1）基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。

分子水平检测转基因是否成功，可从酵母细胞中提取蛋白质，采用抗原－抗体杂交方法检测，若出现抗原－抗体杂交带，表明目的基因已成功表达。

（2）转基因酵母细胞可把FPP转化为固醇，导致转基因酵母细胞合成的青蒿素很少，可通过抑制合成固醇所学的FRG9酶的活性，以减少固醇合成，提高青蒿素产量。

答案：

（1）基因表达载体的构建　抗原—抗体杂交　杂交带　

（2）FRG9酶　固醇

5．（2016全国Ⅲ卷）图（a）中的三个DNA片段上依次表示出了EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三种限制性内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体的示意图（载体上的EcoRⅠ、Sau3AⅠ的切点是唯一的）。

图（a）

图（b）

根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

（1）经BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被________酶切后的产物连接，理由是_________________________________________________

____________________________________________________________________。

（2）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示。

这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有________，不能表达的原因是_______________________________________

____________________________________________________________________。

图（c）

（3）DNA连接酶是将两个DNA片段连接起来的酶，常见的有________和________，其中既能连接黏性末端又能连接平末端的是________。

解析：

本题主要考查基因工程的工具和基因表达载体的构建的知识，意在考查考生的理解应用能力和识图析图能力。

（1）由图（a）可知，尽管BamHⅠ和Sau3AⅠ两种限制酶的识别位点不相同，但两种酶切割后产生的DNA片段具有相同的黏性末端，故被BamHⅠ酶切后得到的目的基因可以与图（b）中表达载体被Sau3AⅠ酶切后的产物连接。

（2）运载体上的启动和终止具有调控目的基因表达的作用，由于甲和丙的目的基因分别插入在启动子的上游和终止子的下游，故这两个运载体上的目的基因都不能被转录和翻译。

（3）常见的DNA连接酶是E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶，但作用有所差别，T4DNA连接酶既能连接黏性末端，又能连接平末端，而E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端。

答案：

（1）Sau3AⅠ　两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端

（2）甲和丙　甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录

（3）E·coliDNA连接酶　T4DNA连接酶　T4DNA连接酶

【回归教材】　基因表达载体上启动子和终止子的作用（选修三11页）

（1）启动子：

是一段特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。

（2）终止子：

相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停止下来，终止子位于基因的尾端，也是一段有特殊结构的DNA短片段。

6．干扰素是动物体内合成的一种蛋白质，可以用于治疗病毒感染和癌症，但体外保存相当困难，如果将其分子上的一个半胱氨酸转变成丝氨酸，就可在－70℃条件下保存半年，这给广大患者带来了福音。

（1）蛋白质的合成是受基因控制的，因此获得能够控制合成“可以保存的干扰素”的基因是生产的关键，依据蛋白质工程原理，设计实验流程，让动物生产“可以保存的干扰素”：

A．________________；B.________________；

C．________________；D.________________。

（2）基因工程和蛋白质工程相比较，基因工程原则上只能生产________________的蛋白质，不一定符合________________需要。

而蛋白质工程则是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过______________或________________，对现有蛋白质进行________________，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活需要。

（3）蛋白质工程实施的难度很大，原因是蛋白质具有十分复杂的________________结构。

（4）对天然蛋白质进行改造时，应该直接对蛋白质分子进行操作，还是应该通过对基因的操作来实现？

___________________________________________

___________________________________________________________________，

原因是___________________________________________________________

___________________________________________________________________。

解析：

蛋白质工程是研究蛋白质的结构和功能、蛋白质折叠、蛋白质分子设计等一系列分子生物学问题的一种新型的、强有力的手段。

通过对蛋白质工程的研究，可以深入地揭示生命现象的本质和生命活动的规律。

基因工程遵循中心法则，从DNA→mRNA→蛋白质，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。

蛋白质工程则是按照相反的思路进行的，其基本流程是预期蛋白质的功能→设计蛋白质的三维结构→推测应有的氨基酸序列→合成相应的脱氧核苷酸序列→创造出需要的蛋白质。

答案：

（1）预期蛋白质的功能　蛋白质的三维结构　应有的氨基酸序列　相应的脱氧核苷酸序列（基因）　

（2）自然界已存在　人类生产和生活的　基因修饰　基因合成　改造　（3）空间（或高级）　（4）应该通过对基因的操作来实现对天然蛋白质的改造　首先，任何一种天然蛋白质都是由基因编码的，改造了基因也就是对蛋白质进行了改造，而且改造过的蛋白质可以通过改造过的基因遗传下去；如果对蛋白质直接改造，即使改造成功，被改造过的蛋白质分子也无法遗传。

其次，对基因进行改造比直接对蛋白质进行改造要容易操作，难度要小得多

7．（2018枣庄市期末）图示为抗虫棉的培育过程，请据图回答：

（1）若利用相关的mRNA合成目的基因，需要利用的酶是________。

通过①过程构建的结构B，除了含有目的基因之外，还必须有_____________________。

（2）A结构一般来源于____________中，其作为基因工程的工具，应具备的条件有____________（至少写两条）。

（3）在抗虫棉培育过程中，发现目的基因已经插入到染色体DNA，但棉花却没有表现出抗虫性状，这时我们一般要采用____________技术和____________技术来检测目的基因是否进行了转录和翻译。

（4）当抗虫棉培育成功后，其后代可能会发生性状分离，若要尽快获得纯种抗虫棉，请设计一个最佳方案。

解析：

本题以转基因抗虫棉的培育过程为载体，考查了基因工程和单倍体育种的相关知识。

题目比较简单，考生只要根据题意梳理回忆所学基础知识，即可顺利作答。

（1）若利用相关的mRNA合成目的基因，则需要逆转录过程，所以需要利用的酶是逆转录酶（和DNA聚合酶）。

通过①过程构建的结构B是基因表达载体，除了含有目的基因之外，还必须有启动子、终止子和标记基因。

（2）A结构是质粒，一般来源于细菌中，其作为基因工程的工具，应具备的条件有：

有多个限制酶切位点；有标记基因；有复制原点（能稳定复制和表达）。

（3）在抗虫棉培育过程中，发现目的基因已经插入到染色体DNA，但棉花却没有表现出抗虫性状，这时我们一般要采用分子杂交技术检测目的基因是否转录出了mRNA，用抗原－抗体杂交技术来检测目的基因是否翻译成蛋白质。

（4）转基因抗虫棉一般相当于显性杂合子，单倍体育种可缩短育种时间。

所以要尽快获得纯种抗虫棉，最佳方案就是：

首先对培育成功的抗虫棉进行花药离体培养，然后对单倍体幼苗进行秋水仙素处理，从中选择可育的具有抗虫性状的个体，即为我们所需要的纯合子。

答案：

（1）逆转录酶（和DNA聚合酶）　启动子、终止子和标记基因

（2）细菌　有多个限制酶切位点；有标记基因；有复制原点（能稳定复制和表达）

（3）分子杂交　抗原—抗体杂交　（4）首先对培育成功的抗虫棉进行花药离体培养，然后对单倍体幼苗进行秋水仙素处理，从中选择可育的具有抗虫性状的个体，即为我们所需要的纯合子