2025版高考生物一輪復習真題精練第十一章生物技術與工程第41練基因工程及生物技術的安全性和倫理問題課件-課件下載-教習網

1[2021湖北·16,2分,難度★★☆☆☆]某實驗利用PCR技術獲取目的基因,實驗結果顯示除目的基因條帶(引物與模板完全配對)外,還有2條非特異條帶(引物和模板不完全配對)。為了減少反應中非特異條帶的產生,以下措施中有效的是(　　)A.增加模板DNA的量B.延長熱變性的時間C.延長延伸的時間D.提高復性的溫度
【解析】 PCR過程中,引物和模板不完全配對會形成非特異條帶,增加模板DNA的量不會減少反應中非特異條帶的產生,A項錯誤;延長熱變性的時間,有利于雙鏈DNA解聚為單鏈,不能減少反應中非特異條帶的產生,B項錯誤;延長延伸的時間,有利于合成新的DNA鏈,但不能減少反應中非特異條帶的產生,C項錯誤;在一定溫度范圍內,選擇較高的復性溫度可減少引物和模板間的非特異性結合,D項正確。
2[2023廣東·11,2分,難度★★☆☆☆]“DNA粗提取與鑒定”實驗的基本過程是:裂解→分離→沉淀→鑒定。下列敘述錯誤的是(　　)A.裂解:使細胞破裂釋放出DNA等物質B.分離:可去除混合物中的多糖、蛋白質等C.沉淀:可反復多次以提高DNA的純度D.鑒定:加入二苯胺試劑后即呈現(xiàn)藍色
【解析】 DNA粗提取與鑒定實驗的基本過程是:裂解→分離→沉淀→鑒定。裂解的目的是使細胞破裂,釋放出DNA等物質,A正確。DNA不溶于酒精,但某些蛋白質溶于酒精,利用這一原理,可以初步分離DNA與蛋白質等,DNA分離過程中混合物中的多糖、蛋白質等可被去除,B正確。DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同,通過控制NaCl溶液的濃度去除雜質,可反復多次以提高DNA的純度,C正確。進行DNA鑒定時可以使用二苯胺試劑,但要進行沸水浴加熱后才能觀察到顏色變化,D錯誤。
3[2021遼寧·14,2分,難度★★★☆☆]腈水合酶(N0)廣泛應用于環(huán)境保護和醫(yī)藥原料生產等領域,但不耐高溫。利用蛋白質工程技術在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽,可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶(N1)。下列有關敘述錯誤的是(　　)A.N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一B.加入連接肽需要通過改造基因實現(xiàn)C.獲得N1的過程需要進行轉錄和翻譯D.檢測N1的活性時先將N1與底物充分混合,再置于高溫環(huán)境
【解析】據題意可知,利用蛋白質工程技術在N0的α和β亞基之間加入一段連接肽,可獲得熱穩(wěn)定的融合型腈水合酶(N1),故N1與N0氨基酸序列的差異是影響其熱穩(wěn)定性的原因之一,A正確;改造蛋白質的結構需要通過改造基因來實現(xiàn),B正確;利用蛋白質工程技術獲得N1的過程涉及轉錄和翻譯,C正確;檢測N1的活性時,應先將N1置于高溫環(huán)境中,再將其與底物充分混合,D錯誤。
4[2022遼寧·12,2分,難度★★★☆☆]科技發(fā)展抗蟲和耐除草劑玉米雙抗12-5是我國自主研發(fā)的轉基因品種。為給監(jiān)管轉基因生物安全提供依據,采用PCR方法進行目的基因監(jiān)測,反應程序如圖所示。下列敘述正確的是(　　)A.預變性過程可促進模板DNA邊解旋邊復制B.后延伸過程可使目的基因的擴增更加充分C.延伸過程無需引物參與即可完成半保留復制D.轉基因品種經檢測含有目的基因后即可上市
【解析】預變性的溫度為94 ℃,在這個溫度下,雙鏈DNA解旋為單鏈,但模板鏈不易和引物結合,不能進行復制,A錯誤。延伸的目的是合成新的子鏈,后延伸延長了延伸時間,使目的基因的擴增更加充分,B正確。延伸過程需要引物與模板鏈結合,在引物的3'端加上相應的核苷酸,C錯誤。轉基因品種經檢測含有目的基因且已經表達使生物體表現(xiàn)出相應性狀后,還需要經過一系列的安全性評價,符合相應標準后才能上市,D錯誤。
5[2023湖北·4,2分,難度★★★☆☆]用氨芐青霉素抗性基因(AmpR)、四環(huán)素抗性基因(TetR)作為標記基因構建的質粒如圖所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的質粒,構建基因表達載體(重組質粒),并轉化到受體菌中。下列敘述錯誤的是(　　)A.若用Hind Ⅲ酶切,目的基因轉錄的產物可能不同B.若用Pνu Ⅰ酶切,在含Tet(四環(huán)素)培養(yǎng)基中的菌落,不一定含有目的基因C.若用Sph Ⅰ酶切,可通過DNA凝膠電泳技術鑒定重組質粒構建成功與否D.若用Sph Ⅰ酶切,攜帶目的基因的受體菌在含Amp(氨芐青霉素)和Tet的培養(yǎng)基中能形成菌落
【解析】若用Hind Ⅲ酶切質粒和含有目的基因的DNA片段,用DNA連接酶將兩者連接成重組質粒,目的基因和質粒有正向連接和反向連接兩種連接形式,因此,目的基因轉錄的產物可能不同,A正確;若用PvuⅠ酶切,會破壞氨芐青霉素抗性基因,在含Tet(四環(huán)素)培養(yǎng)基中的菌落可能是含有目的基因的重組質粒,也可能是質粒自身連接的普通質粒,因此,在含Tet(四環(huán)素)培養(yǎng)基中的菌落,不一定含有目的基因,B正確;若用SphⅠ酶切,由于重組質粒和普通質粒的堿基對數不同,因此可通過DNA凝膠電泳技術鑒定重組質粒構建成功與否,C正確;若用SphⅠ酶切,會破壞四環(huán)素抗性基因,氨芐青霉素抗性基因不受影響,因此攜帶目的基因的受體菌在含Amp(氨芐青霉素)的培養(yǎng)基中能形成菌落,不能在含Tet(四環(huán)素)的培養(yǎng)基中形成菌落,D錯誤。
6[2022廣東·22,12分,難度★★★★☆]傳統(tǒng)文化“綠水逶迤去,青山相向開?！贝罅Πl(fā)展低碳經濟已成為全社會的共識?；谀承┧缶奶厥獯x能力,有研究者以某些工業(yè)廢氣(含CO2等一碳溫室氣體,多來自高污染排放企業(yè))為原料,通過厭氧發(fā)酵生產丙酮,構建一種生產高附加值化工產品的新技術?；卮鹣铝袉栴}:(1)研究者針對每個需要擴增的酶基因(如圖)設計一對　　　　　,利用PCR技術,在優(yōu)化反應條件后擴增得到目標酶基因。
(2)研究者構建了一種表達載體pMTL80k,用于在梭菌中建立多基因組合表達庫,經篩選后提高丙酮的合成量。該載體包括了啟動子、終止子及抗生素抗性基因等,其中抗生素抗性基因的作用是　　　　　　　　　　　　　　　,終止子的作用是　。 (3)培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)重組梭菌大量表達上述酶蛋白時,出現(xiàn)了生長遲緩的現(xiàn)象,推測其原因可能是　　　　　　　　　　　,此外丙酮的積累會傷害細胞,需要進一步優(yōu)化菌株和工藝才能擴大應用規(guī)模。 (4)這種生產高附加值化工產品的新技術,實現(xiàn)了　　　　　　　,體現(xiàn)了循環(huán)經濟的特點。從“碳中和”的角度看,該技術的優(yōu)勢在于　　　　　　　　?！? ,具有廣泛的應用前景和良好的社會效益。
【參考答案】　(每空2分)(1)引物(2)作為標記基因,篩選含有目的基因的受體細胞　終止轉錄,使轉錄在所需要的地方停下來(3)二氧化碳等氣體用于大量合成丙酮,而不是用于重組梭菌的生長(4)廢物的資源化　不僅不排放二氧化碳,而且還可以消耗工業(yè)廢氣中的二氧化碳【解題思路】　(1)利用PCR技術擴增目標酶基因的前提是根據目標酶基因兩端的堿基序列設計一對引物。(2)基因表達載體中,抗生素抗性基因作為標記基因,可用于鑒別受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來。終止子相當于一盞紅色信號燈,可使轉錄在所需要的地方停下來。(3)重組梭菌可大量表達題述酶蛋白,在這些酶蛋白的作用下,二氧化碳等氣體用于大量合成丙酮,而不是用于重組梭菌的生長,所以重組梭菌大量表達題述酶蛋白會導致其生長遲緩。(4)根據題意可知,這種生產高附加值化工產品的新技術,以高污染排放企業(yè)排出的二氧化碳等一碳溫室氣體為原料生產丙酮,實現(xiàn)了廢物的資源化,體現(xiàn)了循環(huán)經濟的特點。從“碳中和”的角度看,利用該技術生產丙酮的過程中不僅不排放二氧化碳,還可以消耗工業(yè)廢氣中的二氧化碳,有利于減緩溫室效應,并實現(xiàn)較高的經濟效益,具有廣泛的應用前景和良好的社會效益。
7[2021河北·24,15分,難度★★★★★]責任與擔當采礦污染和不當使用化肥導致重金屬鎘(Cd)在土壤中過量積累。利用植物修復技術將土壤中的Cd富集到植物體內,進行后續(xù)處理(例如,收集植物組織器官異地妥善儲存),可降低土壤中Cd的含量。為提高植物對Cd污染土壤的修復能力,研究者將酵母液泡Cd轉運蛋白(YCF1)基因導入受試植物,并檢測了相關指標。回答下列問題:(1)為獲取YCF1基因,將酵母細胞的全部DNA提取、切割后與載體連接,導入受體菌的群體中儲存,這個群體稱為　　　　。 (2)將DNA序列插入Ti質粒構建重組載體時,所需要的兩種酶是　 ?！　　　　　　嫿ǖ闹亟M基因表達載體中必須含有標記基因,其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)進行前期研究時,將含有YCF1基因的重組載體導入受試雙子葉植物印度芥菜,采用最多的方法是　。研究者進一步獲得了轉YCF1基因的不育楊樹株系,采用不育株系作為實驗材料的目的是　　　　　　　　　。
(4)將長勢一致的野生型和轉基因楊樹苗移栽到Cd污染的土壤中,半年后測定植株干重(圖1)及不同器官中Cd含量(圖2)。據圖1可知,與野生型比,轉基因植株對 Cd具有更強的　　　　(填“耐性”或“富集能力”)；據圖2可知,對轉基因植株的　　　　進行后續(xù)處理對于緩解土壤Cd污染最為方便有效。 (5)已知YCF1特異定位于轉基因植物細胞的液泡膜上。據此分析,轉基因楊樹比野生型能更好地適應高Cd環(huán)境的原因是　　　　　　　　　　　　　。相較于草本植物,采用楊樹這種喬木作為Cd污染土壤修復植物的優(yōu)勢在于 ?！　　　　　　　?寫出兩點即可)。
【參考答案】　(除標明外,每空2分)(1)基因組文庫(1分)(2)限制性核酸內切酶和DNA連接酶　鑒別受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來(3)農桿菌轉化法(1分)　防止目的基因侵入非轉基因植株中造成基因污染(4)耐性(1分)　葉(5)YCF1是Cd轉運蛋白,轉基因植株可將大量的Cd轉入液泡內,增加細胞液濃度,吸水能力提高　根系發(fā)達、生命力強
【解題思路】　(1)將酵母細胞的全部DNA提取出來,切割成一定大小范圍DNA,然后與載體連接,導入受體菌的群體中儲存,這個群體包含了酵母細胞的所有基因,叫基因組文庫。(2)將目的基因和運載體連接構建重組載體時,所需的兩種酶是限制性核酸內切酶和DNA連接酶。標記基因的作用是鑒別受體細胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細胞篩選出來。(3)將目的基因導入雙子葉植物最常用的方法是農桿菌轉化法。采用不育楊樹株系作為實驗材料的目的是防止目的基因侵入非轉基因植株中造成基因污染。(4)據圖1可知,與野生型比,轉基因植株在Cd污染的土壤中干重更高,說明轉基因植株對Cd具有更強的耐性。據圖2可知,轉基因植株的葉中Cd的含量較高,因此對轉基因植株的葉進行后續(xù)處理對于緩解土壤Cd污染最為方便有效。(5)據題意可知,YCF1是Cd轉運蛋白,轉基因植株可將大量的Cd轉入液泡內,增加細胞液濃度,吸水能力提高,能更好地適應高Cd環(huán)境的土壤。相較于草本植物,采用楊樹這種喬木作為Cd污染土壤修復植物的優(yōu)勢在于楊樹根系發(fā)達、生命力強等。
8[2022山東·25,12分,難度★★★★★]要求寫出修改方案、推測治病機理,開放性較強,引導靈活運用所學知識某種類型的白血病由蛋白P引發(fā),蛋白UBC可使P被蛋白酶識別并降解,藥物A可通過影響這一過程對該病起到治療作用。為探索藥物A治療該病的機理,需構建重組載體以獲得融合蛋白FLAG-P和FLAG-P△。P△是缺失特定氨基酸序列的P,FLAG是一種短肽,連接在P或P△的氨基端,使融合蛋白能與含有FLAG抗體的介質結合,但不影響P或P△的功能。(1)為構建重組載體,需先設計引物,通過PCR特異性擴增P基因。用于擴增P基因的引物需滿足的條件是　　　　　　　　　　　　　　　　。為使PCR產物能被限制酶切割,需在引物上添加相應的限制酶識別序列,該限制酶識別序列應添加在引物的　　　　(填“3'端”或“5'端”)。
(2)PCR擴增得到的P基因經酶切連接插入載體后,與編碼FLAG的序列形成一個融合基因,如圖甲所示,其中“ATGTGCA”為P基因編碼鏈起始序列。將該重組載體導入細胞后,融合基因轉錄出的mRNA序列正確,翻譯出的融合蛋白中FLAG的氨基酸序列正確,但P基因對應的氨基酸序列與P不同。據圖甲分析,出現(xiàn)該問題的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。修改擴增P基因時使用的帶有EcRⅠ識別序列的引物來解決該問題,具體修改方案是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)融合蛋白表達成功后,將FLAG-P、FLAG-P△、藥物A和UBC按照圖乙中的組合方式分成5組。各組樣品混勻后分別流經含F(xiàn)LAG抗體的介質,分離出與介質結合的物質并用UBC抗體檢測,檢測結果如圖丙所示。已知FLAG-P和FLAG-P△不能降解UBC,由①②③組結果的差異推測,藥物A的作用是　　　　　　　　　　　　 ;由②④組或③⑤組的差異推測,P△中缺失的特定序列的作用是　　　　　　　　　　　　。 (4)根據以上結果推測,藥物A治療該病的機理是　　　　　。
【參考答案】　(1)能與P基因母鏈的一段堿基序列互補配對、短單鏈核酸(2分)　5'端(2分) (2)P基因編碼鏈的第一個堿基A與EcR Ⅰ識別序列的最后兩個堿基TC編碼一個氨基酸,導致mRNA 的密碼子被錯位讀取(2分)　在引物中的 EcRⅠ識別序列3'端添加1個堿基(2分)(3)增強 FLAG-P與UBC的結合(1分)　參與P與UBC的結合(1分)(4)藥物A通過增強P與 UBC結合促進P降解(2分)

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