文档文本内容
专题二十七 基因工程和生物技术的安全性与伦理问题
基础篇
考点 一 基因工程(重组 DNA 技术) 用氯化钙处理棉花受体细胞 有利于含目
C. ꎬ
的基因的重组质粒导入
1 ( 届福建漳州一中月考ꎬ )一种双链
. 2023 28
若将目的基因导入四倍体棉花的花粉 通
分子被三种不同的限制酶切割 切割产 D. ꎬ
DNA ꎬ
过花粉离体培养获得的转基因抗虫棉一
物通过电泳分离 用大小已知的 片段的
ꎬ DNA
定能稳定遗传
电泳结果作为分子质量标记 关于该双链
ꎮ
2 答案 B
下列说法错误的是 .
DNAꎬ ( )
3 ( 辽宁丹东二模ꎬ )下列有关酶的叙述
. 2022 8 ꎬ
不正确的是
( )
限制酶能够识别双链 分子的特定核
A. DNA
苷酸序列 并切开特定部位两个核苷酸之
ꎬ
间的磷酸二酯键
连接酶 聚合酶和逆转录酶均催
B.DNA 、RNA
化形成磷酸二酯键
聚合酶发挥作用时从子链的 端向
呈环状结构
C.DNA 3′
A.
端移动
分子质量大小为
5′
B. 10 kb
进行动物细胞的传代培养时 贴壁细胞需
有一个 Not 和两个 Eco 切点
D. ꎬ
C. Ⅰ RⅠ
其Not 切点与Eco 切点的最短距离为 要重新用胰蛋白酶等处理
D. Ⅰ RⅠ
3 答案 C
2 kb .
1 答案 D 4 ( 届山东莒南一中期初ꎬ ) 琼脂
. . 2023 14 DNA
2 ( 届辽宁六校期初ꎬ )如图表示科学家 糖凝胶电泳的分子筛效应是指作为支持介
. 2023 14
通过基因工程培育抗虫棉时 从苏云金芽孢 质的琼脂糖 具有网络结构 使大分子物质
ꎬ ꎬ ꎬ
杆菌中提取抗虫基因 放入 棉花细胞中 与 在通过时受到较大阻力 借此分离不同大小
“ ” ꎬ ꎬ
棉花的 分子结合起来发挥作用的过程 的 片段 下列说法错误的是
DNA DNA ꎮ ( )
示意图 以下说法正确的是 凝胶中的 分子通过染色 可在波长为
ꎮ ( ) A. DNA ꎬ
的紫外灯下被检测出来
5 300 nm
年 分子片段长度越大 的移动速率
高 B.DNA ꎬDNA
考 越大
3
年
凝胶制备中加入的核酸染料能与 分
模
C. DNA
拟
图中 是质粒 步骤 常需用到限制酶和 子结合 用于分离后 的检测
A A. Ⅰ ꎬ ① ꎬ DNA
版 聚合酶 琼脂糖凝胶电泳可用于分离 鉴定 分
DNA D. 、 DNA
高
图中 是含目的基因的重组 质粒 步骤 子的混合物
考
B. Ⅱ Ti ꎬ
生
物 是将重组质粒导入农杆菌细胞 4 答案 B
② .
256
考点 二 基因工程的应用与蛋白质工程
除此
ꎻ
5 ( 届重庆八中入学考ꎬ ) 溶菌酶在温 之外 构建的表达载体还需要具有的结构有
. 2023 11 T4 ꎬ
度较高时易失去活性 研究人员通过蛋白质 答出两点即可
ꎮ ( )ꎮ
工程将 溶菌酶第 位上的异亮氨酸改成 与利用乳腺生物反应器生产人血清白蛋
T4 3 (4)
半胱氨酸 该处半胱氨酸可与第 位半胱氨 白相比 利用转基因植物生产药用蛋白的优
ꎬ 97 ꎬ
酸之间形成一个二硫键 获得了热稳定性高 势在于
ꎬ
的 溶菌酶 下列说法正确的是 答出三点即可
T4 ꎮ ( ) ( )ꎮ
蛋白质工程与中心法则的流程方向一致 6 答案 逆转录酶 形成相同的
A. ꎬ . (1) 14 (2)
即 蛋白质 黏性末端 或平末端 以便进行连接 将目
DNA→mRNA→ ( )ꎬ
不能利用抗原 抗体杂交的方法对该酶 的基因整合到受体细胞染色体 上
B. — DNA
进行检测 血清白蛋白基因是通过逆转录得到的
(3) ꎬ
蛋白质工程和基因工程的根本区别是操 无启动子等调控序列 故插入位点在启动子
C. ꎬ
作对象的差异 下游 标记基因 终止子 不受性别限
、 (4)
上述改造过程会使基因发生定向改变 产 制 生产周期更短 更容易大规模培养等
D. ꎬ ꎬ ꎬ
生一种全新的基因 考点 三 DNA 的粗提取与鉴定
5 答案 D
. 7 ( 湖北黄冈中学二模ꎬ )大肠杆菌经溶
. 2022 19
6 ( 届湖北名校一联ꎬ )临床上人血清白
. 2023 24 菌酶和洗涤剂处理后 拟核 就会缠绕在
ꎬ DNA
蛋白主要作为血浆容量扩充剂广泛应用于
细胞壁碎片上 静置一段时间 质粒分布在
ꎬ ꎬ
出血性休克 烧伤等的治疗 研究人员利用
、 ꎮ 上清液中 利用上述原理可初步获得质粒
ꎮ
农杆菌转化法将人血清白蛋白基因导入水
下列关于质粒的粗提取和鉴定的分
DNAꎮ
稻胚乳细胞中 成功培育出能产生人血清白
ꎬ 析正确的是
( )
蛋白的转基因水稻 回答下列问题
ꎮ : 提取 时可加
A. DNA
利用血清白蛋白 在
(1) mRNAꎬ 入酒精 使不溶于
ꎬ
的催化下获得双链 片段 血清白蛋白
DNA ( 酒精的蛋白质等
基因 再利用 技术扩增得到血清白蛋
)ꎬ PCR 物质析出
白基因 扩增时 要设计一对引物 引
ꎮ PCR ꎬ ( 将提取的 溶 专
物 和引物 过程完成三次循环所需 B. DNA 题
1 2)ꎬPCR 于 溶液后 可用二苯胺试 二
0.14 mol/L NaCl ꎬ 十
引物的总数为
ꎮ 剂在沸水浴条件下进行鉴定 七
在构建基因表达载体时 常用同种限制 基
(2) ꎬ 用限制酶 和 分别处理提取的产物 电 因
C. Ⅰ Ⅱ ꎬ
酶对含人血清白蛋白基因的 片段和 工
DNA Ti 泳出现如图结果 说明未提取到质粒 程
质粒进行酶切 目的是 ꎬ 和
ꎬ 溶菌酶能溶解大肠杆菌细胞壁 洗涤剂能 生
D. ꎬ 物
在基因工程中 农
技
ꎮ ꎬ 瓦解其细胞膜 但对 没有影响
ꎬ DNA 术
杆菌 质粒上的 片段的功能是 的
Ti T-DNA 7 答案 D 安
.
全
ꎮ 8 ( 湖北十堰二模ꎬ 改编)如图是 性
血清白蛋白基因应插入 质粒中启动 . 2021 18 “DNA 与
伦
(3) Ti 的粗提取和鉴定 实验中几个重要操作的示
理
子的下游 其原因是 ” 问
ꎬ 意图 下列叙述错误的是 题
ꎬ ( )
257
伦理问题
10 答案 D
.
11 ( 辽宁六校期初ꎬ ) 不定项 下列关
. 2022 20 ( )
于生物技术与伦理问题的观点 不正确的是
图中实验的顺序为
ꎬ
A. ③①②④
图 的原理是 不溶于酒精 而某些蛋
( )
B. ① DNA ꎬ
利用体外受精等技术筛选早期胚胎性
白质可溶于酒精
A.
别 设计试管婴儿
图 中需要用玻璃棒沿一个方向轻缓搅
ꎬ
C. ①
基于科学和理性讨论转基因作物的安全
拌 便于 析出并保持结构完整
B.
ꎬ DNA
性问题
图 操作中需使用 的 溶液
D. ④ 2 mol/L NaCl
通过基因筛查禁止重大疾病基因携带者就业
8 答案 A
C.
.
大量引入国外转基因作物与本地近缘作
9 ( 山东肥城一模ꎬ )在利用鸡血进行
D.
. 2022 12
物品种杂交
的粗提取与鉴定 的实验中 相关叙述
“DNA ” ꎬ
11 答案 ACD
正确的是 .
( )
12 ( 届福建漳州一模ꎬ )
用蒸馏水将 溶液的物质的量浓度调
. 2023 21 CRISPR/Cas9
A. NaCl
基因编辑系统包含 Cas9 基因和 编
至 过滤去除析出物
SgRNA
0.14 mol/Lꎬ
码序列 该系统表达 和
调节 溶液浓度或加入木瓜蛋白酶 都
(gRNAs)ꎮ Cas9
B. NaCl ꎬ
单链 能与 结
可以去除部分杂质
SgRNA( RNA)ꎮ Cas9 SgRNA
合 并在 引导下 切割双链 以
将丝状物溶解在浓度为 的
ꎬ SgRNA ꎬ DNA
C. 2 mol/L NaCl
敲除目标基因或插入目的基因
溶液中 加入二苯胺试剂即呈紫色
ꎮ
ꎬ
与 结合形成复合体后
用植物替代鸡血作实验材料 其实验操作
(1) SgRNA Cas9 ꎬ
D. ꎬ
通过 原则与目标
步骤相同
SgRNA
9 答案 B 序列结合 引导 切断 双链
. DNA ꎬ Cas9 DNA
的
ꎮ
考点 四 生物技术的安全性与伦理问题
基因驱动是指特定基因有偏向性地遗
(2)
10 ( 届湖北名校一联ꎬ ) 年 月 传给下一代的自然现象 借助
. 2023 6 2022 1 10 ꎮ CRISPR/
日 美国马里兰大学医学院为一名 岁的 基因编辑 科学家构建拟南芥蓝光受
ꎬ 57 Cas9 ꎬ
男子进行了转基因猪 该转基因猪经过了基 体 CRY1 基因驱动元件 过程如图 所示
( ꎬ 1 ꎬ
因编辑 修饰或敲除部分基因 心脏移植手 以实现人工基因驱动
: ) ꎮ
术并获得成功 该患者在接受手术后的
ꎮ 2
个月去世 具体原因还未报道 但可能与免
5 ꎬ ꎬ
年 疫排斥反应有关 下列叙述错误的是
高 ꎬ ( )
考
免疫排斥反应主要依赖于 细胞的作用
3
A. T
年
患者在术后需使用免疫抑制剂以抑制免
模
B.
拟
疫细胞的活性 图
A 1
版 转基因猪的心脏引起的免疫排斥作用相 为确定基因驱动元件是否插入 CRY1 基因
C. ꎬ
高
对较弱 应选择引物 进行 电泳
考
PCR-
生
物 对动物基因进行编辑不存在安全问题和 鉴定 反应体系中除了引物 模板
D. ꎮ PCR 、
258
缓冲液 无菌水 切割同源染色体上的 基因 基因
DNA、 、 Cas9 A ꎮ A
外 还应加入 受损后 携带 基因的染色体将作为模板
ꎬ ꎬ a
修复受损的 当修复完成后 这一对同
DNAꎬ ꎬ
源染色体都携带 基因 因此 子二代中
a ꎮ ꎬ
写出两种 电泳结 含有 基因的个体比例 填 大
( )ꎮ a ( “
果如图 据图分析 于 等于 或 小于
2ꎬ ꎬ ”“ ” “ ”)1/2ꎮ
基因驱动元件的大小 若将改造后的纯合雌蚊突变体释放到
(4)
约为 疟疾疫区 可通过
bpꎮ ꎬ
用基因驱动技术 从而降低按蚊的
(3) 图 ꎬ
2
改造传播疟疾的按蚊 种群密度
ꎮ
染色体上的 基因 获得 基因 含 基 12 答案 碱基互补配对 磷酸二酯键
X A ꎬ a ꎬ a . (1)
因的精子不能成活 用改造后的纯合雌蚊 和 Taq 聚合酶 种脱氧核
ꎮ (2)P1 P4 DNA 、4
突变体与野生型雄蚊交配获得子一代 子 苷酸 均为雄性 大于
ꎬ 4 600 (3)
一代相互交配 子二代性别情况是 破坏按蚊种群的性别比例 降低出生率
ꎬ (4) ꎬ
部分子一代按蚊在胚胎发育前
ꎮ ꎬ
专
题
二
十
七
基
因
工
程
和
生
物
技
术
的
安
全
性
与
伦
理
问
题
259
综合篇
提升 限制酶的选择和标记基因筛选原理 图中 形成含 基因的重组 质粒
B. (1)(2) G Ti
的过程 需要限制酶Eco 和 连接酶
1 ( 届福建福安一中一检ꎬ )某同学欲利 ꎬ RⅠ DNA
. 2023 16
图中的转基因过程 利用了农杆菌的感染
用转基因技术将绿色荧光蛋白基因 整合 C. ꎬ
(G) 能力
到某行道树中 让行道树含有 基因而在夜
ꎬ G 图中利用了植物细胞全能性的原理
晚发出绿色荧光 这样既可照明 又可美化环 D.
ꎬ ꎬ 1 答案 B
境 图中 和 分别为实验所用的农杆菌 .
ꎮ (1) (2) 2 ( 届福建泉州一模ꎬ )像 Bcl
质粒和含绿色荧光蛋白基因 的外源 . 2023 16 Ⅰ(—T↓
(G) DNA
Bgl Mbo
片段 下列相关叙述不正确的是 GATCA—)、 Ⅱ(—A↓GATCT—)、 Ⅰ
ꎮ ( )
这样 识别序列不同 但能产
(—↓GATC—) ꎬ ꎬ
生相同的黏性末端的一类限制酶被称为同
尾酶 如图表示目的基因及质粒上的酶切
ꎮ
位点 选用不同的限制酶对质粒和目的基
ꎮ
因进行切割 并用 连接酶进行连接 下
ꎬ DNA ꎮ
列分析错误的是
( )
图中选择 质粒作为载体的原因是 质
A. Ti Ti
粒上的 可转移至受体细胞 并整
T-DNA ꎬ
合到受体细胞染色体 上
DNA
在构建基因表达载体时 填
选项 切割质粒 切割目的基因 结果分析
(1) ꎬ (
能 不能 选用 Pst 切割质粒和含肿瘤
形成的重组质粒 “ ”“ ”) Ⅰ
Bcl 和 Bcl 和 坏死因子基因的 片段 其原因是
Ⅰ Ⅰ 的碱基排列顺序
DNA ꎬ
A Bgl Bgl
Ⅱ Ⅱ 不一定相同 若用
ꎻ
Hin 和 Bgl 切割含肿瘤坏死因子基因的
切割后的质粒不
dⅢ Ⅱ
Bcl 和 可自我环化ꎬ切割 片段 除选用 Hin 和 Bgl 组合外
Ⅰ Mbo DNA ꎬ dⅢ Ⅱ ꎬ
B Bgl Ⅰ 后的目的基因可 还可以选用 组合切割质粒
Ⅱ ꎮ
以自我环化
利用 技术扩增 TNF 基因时 扩增过
(2) PCR ꎬ
形成的重组质粒 程可以在 中自动完成 已知
ꎮ DNA
可被Mbo 再次切
Bcl 和 Ⅰ 复制时 只能从子链的 端向 端开始延
Mbo Ⅰ 开ꎬ但可能无法被 ꎬ 5′ 3′
C Ⅰ Bgl 伸 据此可知应选择图甲 乙 丙 丁四种引
Ⅱ Bcl 和Bgl 再次 ꎬ 、 、 、
Ⅰ Ⅱ
物中的 作为引物 若扩增 次 共
切开
ꎬ 4 ꎬ
需要引物 个
切割后的质粒可 ꎮ
以自我环化ꎬ切割
Mbo Mbo
D Ⅰ Ⅰ 后的目的基因也
可以自我环化
科学家需将 TNF 基因与
2 答案 B (3)
.
重组在一
3 ( 届河南开封开学考ꎬ )肿瘤坏死因子
. 2023 28 起 通过 等方法 导入哺乳动物
在体内 体外均能杀死某些肿瘤细胞 ꎬ ꎬ
(TNF) 、 的 中 由其发育成的转基因动物进
或抑制肿瘤细胞的增殖作用 科研人员利 ꎬ
ꎮ 入泌乳期后 可以在其分泌的乳汁中获取所
用乳腺生物反应器大量生产肿瘤坏死因子 ꎬ
ꎮ 需要的
已知限制酶 Bam Hin Pst Bgl 的 TNFꎮ
HⅠ、 dⅢ、 Ⅰ、 Ⅱ 3 答案 不能 用 Pst 切割质粒会破坏
识别 序 列 及 切 点 分 别 是 . (1) Ⅰ
G ↓ GATCC、 四环素抗性基因 Hin Bam
回答 d Ⅲ、 H Ⅰ
A↓AGCTT、CTGC↓AG、A↓GATCTꎮ 仪 乙 丙 乳腺细胞中特
下列问题 (2)PCR 、 30 (3)
: 异表达的基因的启动子等调控元件 显微注
射 受精卵
图 图
1 2
5
年
高
考
3
年
模
拟
A
版
高
考
生
物
260
创新篇
创新 PCR 定点突变技术 物和侧翼引物 第一轮产物作第二轮 扩
ꎬ PCR
增的大引物 过程如图所示 下列叙述正确
1 ( 湖北十堰外国语学校二模ꎬ )大引物 ꎬ ꎮ
. 2021 20 的是
定点突变常用来研究蛋白质结构改变 ( )
PCR
导致的功能变化 单核苷酸的定点诱变仅
ꎮ
需进行两轮 即可获得 第一轮加诱变引
PCR ꎬ
的第 位点引入特定突变后 原理见图
47 ( )ꎬ
合成了大量抗凝血活性增强的水蛭素 下
ꎮ
列相关叙述正确的是
( )
第一轮 过程中退火所用的温度与第
A. PCR
二轮 退火的温度是一样的
PCR
扩增的定点诱变产物通常需要连接
B.PCR
到载体分子上才能表达出相应的性状 该
ꎬ
定点诱变产物需具备起始密码 终止密码
、
等结构才能进行转录和翻译 若原基因拟突变位点的碱基对为 则
A. A—Tꎬ
第二轮 所用的引物是第一轮 的 让其突变为 后即能达到目的
C. PCR PCR T—A
产物 的两条链 除图示物质外 过程 和 还需提供
DNA B. ꎬ ②、③ ⑤
将某功能蛋白的第 位 改造 含 2+的缓冲液 耐高温的 聚合酶
D. 17 Cys(UGU) Mg 、 DNA
成 属于蛋白质工程 和 种脱氧核苷酸
Ser(UCU)ꎬ 4
1 答案 D 过程 和 可在同一反应容器内同时进
. C. ② ③
2 ( 届河北邢台开学考ꎬ ) 多选 水蛭 行 过程 的引物可使用引物 和引物
. 2023 18 ( ) ꎬ ⑤ 1 4
素是一种可用于预防和治疗血栓的蛋白质 突变后的水蛭素基因需要与载体结合 并
ꎮ D. ꎬ
若用赖氨酸 密码子为 替换水蛭 将其导入受体细胞内进行表达 才能获得
( AAA、AAG) ꎬ
素第 位的天冬酰胺 密码子为 相应的蛋白质产品
47 ( AAC、
可以提高它的抗凝血活性 某科研 2 答案 ABD
AAU)ꎬ ꎮ .
团队运用重叠延伸 技术在水蛭素基因
PCR
专
题
二
十
七
基
因
工
程
和
生
物
技
术
的
安
全
性
与
伦
理
问
题
261
高考真题篇
1 ( 江苏ꎬ ꎬ 分)采用基因工程技术调控 1 答案 B
. 2022 6 2 .
植物激素代谢 可实现作物改良 下列相关 2 ( 山东ꎬ ꎬ 分)关于 的粗提取与
ꎬ ꎮ . 2022 13 2 “DNA
叙述不合理的是 鉴定 实验 下列说法错误的是
( ) ” ꎬ ( )
用特∙异∙启∙动子诱导表达 iaaM 生长素合成 过滤液沉淀过程在 冰箱中进行是为
A. ( A. 4 ℃
基因 可获得无子果实 了防止 降解
) DNA
大量表达 ipt 细胞分裂素合成关键基因 离心研磨液是为了加速 的沉淀
B. ( ) B. DNA
可抑制芽的分化 在一定温度下 遇二苯胺试剂呈现蓝色
C. ꎬDNA
提高 ga2ox 氧化赤霉素的酶基因 的表达
粗提取的 中可能含有蛋白质
C. ( )
D. DNA
水平可获得矮化品种
2 答案 B
.
在果实中表达 acs 乙烯合成关键酶基因
D. ( ) 3 ( 辽宁ꎬ ꎬ 分)抗虫和耐除草剂玉米
. 2022 12 2
的反义基因可延迟果实成熟
双抗 是我国自主研发的转基因品种 完全酶切果蝇基因组 理论上得到
12-5 ꎮ DNAꎬ DNA
为给监管转基因生物安全提供依据 采用 片段的平均长度 碱基对 约为
ꎬ ( ) ( )
方法进行目的基因监测 反应程序如图
PCR ꎬ A.6 B.250
所示 下列叙述正确的是
ꎮ ( ) C.4 000 D.24 000
6 答案 C
.
7 ( 辽宁ꎬ ꎬ 分)腈水合酶 广泛应
. 2021 14 2 (N0)
用于环境保护和医药原料生产等领域 但不
ꎬ
耐高温 利用蛋白质工程技术在 的 和
预变性过程可促进模板 边解旋边复制
A. DNA
ꎬ N0 α β
后延伸过程可使目的基因的扩增更加充分 亚基之间加入一段连接肽 可获得热稳定的
B. ꎬ
延伸过程无需引物参与即可完成半保留复制 融合型腈水合酶 下列有关叙述错误
C. (N1)ꎮ
转基因品种经检测含有目的基因后即可上市 的是
D. ( )
3 答案 B 与 氨基酸序列的差异是影响其热稳
. A.N1 N0
4 ( 山东ꎬ ꎬ 分)粗提取 时 向鸡 定性的原因之一
. 2021 13 2 DNA ꎬ
血细胞液中加入一定量的蒸馏水并搅拌 过 加入连接肽需要通过改造基因实现
ꎬ B.
滤后所得滤液进行下列处理后再进行过滤 获得 的过程需要进行转录和翻译
ꎬ C. N1
在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取 检测 的活性时先将 与底物充分混
D. N1 N1
出 相对含量较高的白色丝状物的处理 合 再置于高温环境
DNA ꎬ
方式是 7 答案 D
( ) .
加入适量的木瓜蛋白酶 8 ( 江苏ꎬ ꎬ 分)如图是剔除转基因植
A. . 2021 13 2
的水浴箱中保温 分钟 物中标记基因的一种策略 下列相关叙述错
B.37~40 ℃ 10~15 ꎬ
加入与滤液体积相等的 体积分数为 误的是
C. 、 95% ( )
的冷却的酒精
加入 调节浓度至 过滤 调
D. NaCl 2 mol/L→ →
节滤液中 浓度至
NaCl 0.14 mol/L
4 答案 A
.
5 ( 湖北ꎬ ꎬ 分)某实验利用 技术
. 2021 16 2 PCR
获取目的基因 实验结果显示除目的基因条
ꎬ
带 引物与模板完全配对 外 还有 条非特
( ) ꎬ 2
分别带有目的基因和标记基因的两个质
异条带 引物和模板不完全配对 为了减 A.
( )ꎮ
粒 都带有 序列
5 少反应中非特异条带的产生 以下措施中有 ꎬ T-DNA
ꎬ
年 该方法建立在高转化频率基础上 标记基
高 效的是 B. ꎬ
( )
考 因和目的基因须转到不同染色体上
3 增加模板 的量 延长热变性的时间
年 A. DNA B.
若要获得剔除标记基因的植株 转化植株
模 延长延伸的时间 提高复性的温度 C. ꎬ
拟 C. D.
必须经过有性繁殖阶段遗传重组
5 答案 D
A
.
版 获得的无筛选标记转基因植株发生了染
6 ( 湖北ꎬ ꎬ 分)限制性内切酶Eco 识 D.
高 . 2021 7 2 RⅠ
色体结构变异
考
生 别并切割 双链 用 Eco
物 DNAꎬ RⅠ 8 答案 D
.
262
9 ( 湖南ꎬ ꎬ 分)水蛭是我国的传统中 凝血活性差异 简要写出实验设计思路
. 2022 22 15 ꎬ
药材 主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重
ꎬ
要成分之一 具有良好的抗凝血作用 拟通
ꎬ ꎮ
过蛋白质工程改造水蛭素结构 提高其抗凝
ꎬ ꎮ
血活性 回答下列问题 9 答案 多肽链 上决定
ꎮ : . (1) mRNA mRNA
蛋白质工程流程如图所示 物质 是 氨基酸的密码子具有简并性 从基因文
(1) ꎬ a (2)
物质 是 在生产 库中获取 人工合成 半保留复制
ꎬ b ꎮ DNA
过程中 物质 可能不同 合成的蛋白质空 种类 酶处理后形成的肽中氨基酸的种
ꎬ b ꎬ (3)
间构象却相同 原因是 类 数目和排列顺序不同 在相同条件
ꎬ 、 (4)
下 将蛋白质工程改造后的水蛭素 水蛭蛋白
ꎮ ꎬ 、
酶解产物和天然水蛭素分别进行抗凝血实
验 比较三组血液凝固所需时间长短 所需时
ꎬ ꎬ
蛋白质工程是基因工程的延伸 基因工 间越长说明其抗凝血活性越大
(2) ꎬ
程中获取目的基因的常用方法有 10 ( 山东ꎬ ꎬ 分)某种类型的白血病
. 2022 25 12
和利用 技术扩 由蛋白 引发 蛋白 可使 被蛋白酶
、 PCR P ꎬ UBC P
增 技术遵循的基本原理是 识别并降解 药物 可通过影响这一过程
ꎮ PCR ꎬ A
对该病起到治疗作用 为探索药物 治疗
ꎮ ꎮ A
将提取的水蛭蛋白经甲 乙两种蛋白酶 该病的机理 需构建重组载体以获得融合
(3) 、 ꎬ
水解后 分析水解产物中的肽含量及其抗凝 蛋白 和 是缺失
ꎬ FLAG-P FLAG-P△ꎮ P△
血活性 结果如图所示 推测两种处理后酶 特定氨基酸序列的 是一种短肽
ꎬ ꎮ PꎬFLAG ꎬ
解产物的抗凝血活性差异主要与肽的 连接在 或 的氨基端 使融合蛋白能
P P△ ꎬ
填 种类 或 含量 有关 导致其活 与含有 抗体的介质结合 但不影响
( “ ” “ ”) ꎬ FLAG ꎬ P
性不同的原因是 或 的功能
P△ ꎮ
为构建重组载体 需先设计引物 通过
ꎮ (1) ꎬ ꎬ
特异性扩增 基因 用于扩增 基因
PCR P ꎮ P
的引物需满足的条件是
为使 产物
专
ꎮ PCR
题
能被限制酶切割 需在引物上添加相应的 二
ꎬ 十
限制酶识别序列 该限制酶识别序列应添 七
ꎬ
基
加在引物的 填 端 或 端
因
( “3′ ” “5′ ”)ꎮ
工
扩增得到的 基因经酶切连接插 程
(2)PCR P 和
入载体后 与编码 的序列形成一个融 生
ꎬ FLAG 物
技
合基因 如图甲所示 其中 为
术
ꎬ ꎬ “ATGTGCA” P
的
基因编码链起始序列 将该重组载体导入 安
ꎮ 全
细胞后 融合基因转录出的 序列正 性
ꎬ mRNA 与
伦
若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素 确 翻译出的融合蛋白中 的氨基酸序
理
(4) 、 ꎬ FLAG
问
上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗 列正确 但 基因对应的氨基酸序列与 题
ꎬ P P
263
不同 据图甲分析 出现该问题的原因是 的最后两个碱基编码一个氨基酸 导致
ꎮ ꎬ ꎬ
的密码子被错位读取 在引物中的
mRNA
Eco 识别序列 端添加 个碱基
ꎮ RⅠ 3′ 1
修改扩增 基因时使用的带有 Eco 识 增强 与 的结合 参与
P RⅠ (3) FLAG-P UBC P
别序列的引物来解决该问题 具体修改方 与 的结合 药物 通过增强 与
ꎬ UBC (4) A P
案是 结合促进 降解
UBC P
11 ( 河北ꎬ 节选ꎬ 分)蛋白酶抑制剂
ꎮ
. 2022 24 13
基因转化是作物抗虫育种的新途径 某研
ꎮ
究团队将胰蛋白酶抑制剂 和胰凝乳
(NaPI)
蛋白酶抑制剂 的基因单独或共
(StPin1A)
同转化棉花 获得了转基因植株
ꎬ ꎮ
回答下列问题
:
图甲 蛋白酶抑制剂的抗虫机制是
(1)
融合蛋白表达成功后 将
(3) ꎬ FLAG-P、 ꎮ
药物 和 按照图乙中的 是实施基因工程
FLAG-P△、 A UBC (2)
组合方式分成 组 各组样品混匀后分别 的核心
5 ꎮ ꎮ
流经含 抗体的介质 分离出与介质结 利用农杆菌转化法时 必须将目的基因
FLAG ꎬ (3) ꎬ
合的物质并用 抗体检测 检测结果如 插入质粒的 上
UBC ꎬ ꎮ
图丙所示 已知 和 不
为检测目的基因在受体细胞基因组中
ꎮ FLAG-P FLAG-P△
(4)
能降解 由 组结果的差异推测
的整合及其转录和翻译 可采用的检测技
UBCꎬ ①②③ ꎬ
ꎬ
药物 的作用是
术有
A
由
写出两点即可
ꎻ ②
( )ꎮ
组或 组的差异推测 中缺失的特
确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达
④ ③⑤ ꎬP△
(5)
定序列的作用是
后 还需进一步做抗虫的 以鉴
ꎮ
ꎬ
定其抗性程度 图为三种不同遗传操作产
ꎮ
生的转基因棉花抗虫实验结果 据结果分
ꎬ
析 填 或 或
( “NaPI” “StPin1A”
图乙 转基因棉花的抗虫效果
“NaPI+StPin1A”)
最佳 其原因是
ꎬ
5
年 图丙 ꎮ
高
考 根据以上结果推测 药物 治疗该病的
3 (4) ꎬ A
年
机理是
模
拟
A ꎮ
版 10 答案 能与 基因母链的一段碱基序
. (1) P
高
列互补配对 短单链核酸 端 基
考
、 5′ (2)P
生
物 因编码链的第一个碱基与 Eco 识别序列
RⅠ
264
中的 来进
RNA
行 过程每次循环分为 步 其中温
ꎮ PCR 3 ꎬ
度最低的一步是
ꎮ
某人同时进行了新冠病毒核酸检测和
(3)
抗体检测 检测体内是否有新冠病毒抗
(
体 若核酸检测结果为阴性而抗体检测结
基因突变可产生新的等位基因 在自然
)ꎬ
(6) ꎬ
果为阳性 说明
选择的作用下 昆虫种群的基因频率会发
ꎬ
ꎬ
答出 种情况即可 若核
生 导致昆虫朝着一定的方向
( 1 )ꎻ
ꎬ
酸检测和抗体检测结果均为阳性 说明
不断进化 据此推测 被蛋白酶抑制剂转
ꎬ
ꎮ ꎬ
基因作物长期选择后 某些昆虫具有了抗
ꎮ
ꎬ
常见的病毒疫苗有灭活疫苗 蛋白疫苗
蛋白酶抑制剂的能力 其分子机制可能是
(4) 、
ꎬ
和重组疫苗等 已知某种病毒的特异性蛋
ꎮ
白 具有抗原性 的编码序列 目的基
S( ) (
因 为了制备蛋白疫苗 可以通过基因工
写出两点即可
)ꎮ ꎬ
( )ꎮ
程技术获得大量蛋白 基因工程的基本
11 答案 抑制害虫胰蛋白酶活性 使害虫
Sꎮ
. (1) ꎬ
操作流程是
不能正常消化食物而达到抗虫的目的
基因表达载体的构建
ꎮ
(2) (3)T-DNA
12 答案 逆转录酶 特定核苷酸序列
技术 抗原 抗体杂交技术 接
. (1) (2)
(4)PCR 、 — (5)
复性 被检测者曾经感染过病毒 体
种试验 的
(3) ꎬ
NaPI+StPin1A NaPI+StPin1A
内出现抗体但目前没有病毒 被检测者感
转基因棉花的虫体质量最低且每株棉铃数
染了病毒并产生了抗体 获得目的基
最多 定向改变 昆虫在胰蛋白酶抑 (4)
(6)
因 构建表达载体 导入受体细胞 目的
制剂的选择下 抗性基因频率逐渐提高 从
→ → →
ꎬ ꎬ
基因的检测与鉴定
而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力 昆虫
ꎻ
13 ( 广东ꎬ ꎬ 分) 绿水逶迤去 青山
的胰蛋白酶基因发生突变 原有的胰蛋白酶
. 2022 22 12 “ ꎬ
ꎬ
相向开 大力发展低碳经济已成为全社会
抑制剂不能发挥作用
”ꎬ
的共识 基于某些梭菌的特殊代谢能力
12 ( 全国乙ꎬ ꎬ 分) 新冠疫情出现 ꎮ ꎬ
. 2022 38 15
有研究者以某些工业废气 含 等一碳
后 病毒核酸检测和疫苗接种在疫情防控 ( CO2 专
ꎬ
温室气体 多来自高污染排放企业 为原 题
中发挥了重要作用 回答下列问题 ꎬ ) 二
ꎮ ꎮ 十
料 通过厌氧发酵生产丙酮 构建一种生产
新冠病毒是一种 病毒 检测新冠 ꎬ ꎬ 七
(1) RNA ꎬ
高附加值化工产品的新技术 基
病毒 核酸检测 可以采取 ꎮ 因
RNA( ) RT-PCR
工
法 这种方法的基本原理是先以病毒 程
ꎮ RNA 和
为模板合成 这一过程需要的酶是 生
cDNAꎬ 物
技
再通过 技术扩增相应
术
ꎬ PCR
的
的 片段 根据检测结果判断被检测 回答下列问题 安
DNA ꎮ : 全
者是否感染新冠病毒 研究者针对每个需要扩增的酶基因 如 性
ꎮ (1) ( 与
伦
为了确保新冠病毒核酸检测的准确性 图 设计一对 利用 技术 在
理
(2) ꎬ ) ꎬ PCR ꎬ
问
在设计 引物时必须依据新冠病毒 优化反应条件后扩增得到目标酶基因 题
PCR ꎮ
265
研究者构建了一种表达载体 分析纤毛相关基因 X 是否发生了变异 对
(2) pMTL80kꎬ ꎬ
用于在梭菌中建立多基因组合表达库 经 基因 X 进行了 扩增与产物测序 从
ꎬ PCR ꎮ
筛选后提高丙酮的合成量 该载体包括了 细胞样品中分离 时 可通过交替调节
ꎮ DNA ꎬ
启动子 终止子及抗生素抗性基因等 其中 盐浓度将与核蛋白结合的 分离出来
、 ꎬ DNA ꎬ
抗生素抗性基因的作用是 溶液中添加 至 的目的是
NaCl 2.0 mol/L
终止子的作用是 扩增时 需在
ꎬ ꎮ PCR ꎬ
催化下 在引物的 端进
ꎮ ꎬ
培养过程中发现重组梭菌大量表达上 行 链的延伸 获得扩增产物用于测序
(3) DNA ꎬ ꎮ
述酶蛋白时 出现了生长迟缓的现象 推测 为研究蛋白质 在细胞中的定位 构建
ꎬ ꎬ (3) X ꎬ
其原因可能是 绿色荧光蛋白 与 的融合蛋白 融合
GFP X ꎬ
此外丙酮的积累会伤害细 蛋白具有绿色荧光 可指示其在细胞内位
ꎬ ꎬ
胞 需要进一步优化菌株和工艺才能扩大 置 将X GFP基因融合片段 导入如图
ꎬ ꎮ - M Ⅱ
应用规模 所示载体质粒 构建 重组质粒 在
ꎮ Yꎬ Y-M (
这种生产高附加值化工产品的新技术 Eco 位点插入片段 请完成下表
(4) ꎬ RⅤ )ꎮ ꎮ
实现了 体现了循环经
ꎬ
济特点 从 碳中和 的角度看 该技术的
ꎮ “ ” ꎬ
优势在于 具有广泛的应
ꎬ
用前景和良好的社会效益
ꎮ
13 答案 引物 便于筛选含有目的
. (1) (2)
基因的受体细胞 使转录在所需要的地方
停下来 酶蛋白的大量合成消耗了大
(3)
量物质和能量 废弃物的资源化 减
(4)
少了碳排放 图
Ⅱ
14 ( 江苏ꎬ ꎬ 分)纤毛是广泛存在的
. 2022 24 12
细胞表面结构 功能异常可引发多种疾病
ꎬ ꎮ
因此 研究纤毛形成的作用机制具有重要
ꎬ
意义 请回答下列问题
ꎮ ꎮ
纤毛结
(1)
构如图 所
Ⅰ
示 由细胞膜
ꎬ
5 延伸形成的
年
高
纤毛膜主要
考
图
3 Ⅲ
由
年 图
模 Ⅰ 分步实验目标 简易操作、结果、分析
拟 组 成
ꎮ
鉴定正向重 选择图 引物 ꎻ
A 基体由中心体转变而来 中心体在有丝分 PCR ① Ⅱ
版 ꎬ 组质粒 目的产物约为
Y-M ②PCR bp
裂中的功能是
高
ꎮ 确保 及连接处 质粒测序ꎬ图 中正确的是
考 M ③ Ⅲ
生
物 (2)
某病人肾小管上皮细胞纤毛异常
ꎬ
为了 序列正确 (选填序列编号)
266
续表 构建的重组基因表达载体中必须
ꎮ
分步实验目标 简易操作、结果、分析 含有标记基因 其作用是
ꎬ
对照质粒 (仅表达
④ Y-GFP
ꎮ
)与实验质粒 分别导
GFP Y-M 进行前期研究时 将含有 YCF1 基因的
检测 融 合 蛋 白 入细胞ꎬ发现对照组整个细胞 (3) ꎬ
重组载体导入受试双子叶植物印度芥菜
定位 均有绿色荧光而实验组荧光集 ꎬ
采用最多的方法是 研究者
中在纤毛基部ꎬ说明
ꎮ
进一步获得了转 YCF1 基因的不育杨树株
系 采用不育株系作为实验材料的目的是
为研究另一纤毛病相关基因 Z 表达的
ꎬ
(4)
变化 采用荧光定量 法检测健康人与
ꎮ
ꎬ PCR
将长势一致的野生型和转基因杨树苗
病人基因 Z 的转录水平 采集样本 提取
(4)
ꎮ 、
移栽到 污染的土壤中 半年后测定植株
总 经 形成 作为模板
Cd ꎬ
RNAꎬ cDNA ꎬ
干重 图 及不同器官中 含量 图
扩增结果显示 在总 模板量相
( 1) Cd ( 2)ꎮ
PCR ꎬ cDNA
据图 可知 与野生型比 转基因植株对
等的条件下 健康人 Ct 值为 而病人 Ct
1 ꎬ ꎬ Cd
ꎬ 15ꎬ
具有更强的 填 耐性 或 富集
值为 Ct 值是产物荧光强度达到设定阈
( “ ” “
20(
能力 据图 可知 对转基因植株的
值时的 循环数 从理论上估算 在
”)ꎻ 2 ꎬ
PCR )ꎮ ꎬ
进行后续处理对于缓解土壤 污染
扩增 个循环的产物中 健康人样品
Cd
PCR 20 ꎬ
最为方便有效
的目的产物大约是病人的 倍
ꎮ
ꎮ
14 答案 脂质和蛋白质 发出星射线 形
. (1) ꎬ
成纺锤体 溶解 Taq 聚合酶
(2) DNA DNA
或耐高温的 聚合酶
( DNA ) 3′ (3)①a、b
蛋白 定位于纤毛
②1 100 ③Q4 ④ X
基部 逆转录
(4) 32
15 ( 河北ꎬ ꎬ 分)采矿污染和不当使 图 图
. 2021 24 15 1 2
用化肥导致重金属镉 在土壤中过量积 已知 特异定位于转基因植物细
(Cd) (5) YCF1
累 利用植物修复技术将土壤中的 富 胞的液泡膜上 据此分析 转基因杨树比
ꎮ Cd ꎮ ꎬ
集到植物体内 进行后续处理 例如 收集 野生型能更好地适应高 环境的原因是
ꎬ ( ꎬ Cd
植物组织器官异地妥善储存 可降低土壤 专
)ꎬ 题
中 的含量 为提高植物对 污染土壤 二
Cd ꎮ Cd ꎮ 十
的修复能力 研究者将酵母液泡 转运蛋 相较于草本植物 采用杨树这种乔木作为 七
ꎬ Cd ꎬ
基
白 YCF1 基因导入受试植物 并检测了相 污染土壤修复植物的优势在于 因
( ) ꎬ Cd
工
关指标 写出两点即可 程
ꎮ ( )ꎮ 和
回答下列问题 15 答案 基因文库 限制酶和 生
: . (1) (2) DNA 物
技
为获取 YCF1 基因 将酵母细胞的全部 连接酶 鉴别受体细胞中是否含有目的基
术
(1) ꎬ
的
提取 切割后与载体连接 导入受体菌 因 从而将含有目的基因的细胞筛选出来 安
DNA 、 ꎬ ꎬ 全
的群体中储存 这个群体称为 农杆菌转化法 防止 YCF1 基因随花粉 性
ꎬ ꎮ (3) 与
伦
将 序列插入 质粒构建重组载 扩散 给生态系统带来风险 耐性 叶
理
(2) DNA Ti ꎬ (4)
问
体时 所需要的两种酶是 转基因杨树液泡膜上的 转运蛋白 题
ꎬ (5) Cd
267
可将细胞质基质中的 转运至液泡贮存 转化前需用 处理大肠杆菌细胞
Cd ꎬ (3) CaCl2 ꎬ
降低 对细胞代谢的影响 乔木比草本生 使其处于
Cd
物量大 与外界物质交换能力强 的生理状态 以提高转化效率
ꎬ ꎬ ꎮ
16 ( 辽宁ꎬ ꎬ 分) 蛋白具有抑制 将转化后的大肠杆菌接种在含氨苄青
. 2021 24 10 PHB2 (4)
细胞增殖的作用 为初步探究某动物 霉素的培养基上进行培养 随机挑取单菌
ꎮ ꎬ
蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因 落 分别编号为 培养并提取质粒
PHB2 ꎬ ( 1、2、3、4) ꎬ
研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基 用 中选用的两种限制酶进行酶切 酶切
(2) ꎬ
因编码序列 简称 phb2 基因 大小为 产物经电泳分离 结果如图 号菌
( )ꎬ ꎬ 2ꎬ
碱基对 利用大肠杆 落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒
0.9 kb(1 kb=1 000 )ꎬ ꎮ
菌表达该蛋白 回答下列问题
ꎮ : 注 为指示分
: M
为获取 phb2 基因 提取该动物肝脏组
(1) ꎬ 子大小的标准参
织的总 再经 过程得到
照物 小于
RNAꎬ ꎻ 0.2 kb
将其作为 的模板 并设计一对 的 分子条带
cDNAꎬ PCR ꎬ DNA
特异性引物来扩增目的基因 未出现在图中
ꎮ 图
图 为所用载体 2
(2) 1 将纯化得到的 蛋白以一定浓度
图谱示意图 图中限 (5) PHB2
ꎬ 添加到人宫颈癌细胞培养液中 培养 小
制酶的识别序列及 ꎬ 24
时后 检测处于细胞周期 示意图见图
切割位点见表 为 ꎬ ( 3)
ꎮ 不同时期的细胞数量 统计结果如图 分
使 phb2 基因 该基 ꎬ 4ꎮ
( 析该蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖可能的原
因序列不含图 中
1 因是将细胞阻滞在细胞周期的
限制酶的识别序列 图
) 1 填 或 或 期
与载体正确连接 在扩增的 phb2 基因两端
( “G1” “S” “G2/M”) ꎮ
ꎬ
分别引入 和 两种不同限
制酶的识别序列 经过这两种酶酶切的
ꎮ
phb2 基因和载体进行连接时 可选用
ꎬ
填 E coli 连接酶 或
( “ . DNA ”
连接酶
“T4 DNA ”)ꎮ
相关限制酶的识别序列及切割位点
识别序列 识别序列 16 答案 逆转录 Pvu Eco
名称 名称 . (1) (2) Ⅱ RⅠ
及切割位点 及切割位点
连接酶 一种能吸收周围环境
T4 DNA (3)
5
↓ ↓
年 Hin AAGCTT Eco GAATTC 中 分子
高 dⅢ RⅠ DNA (4)3 (5)G2/M
考 TTCGAA CTTAAG
3 ↑ ↑
年 ↓ ↓
模 Pvu CAGCTG Pst CTGCAG
拟 Ⅱ Ⅰ
GTCGAC GACGTC
A ↑ ↑
版 ↓ ↓
Kpn GGTACC Bam GGATCC
高 Ⅰ HⅠ
CCATGG CCTAGG
考
↑ ↑
生
物 注:箭头表示切割位点
268