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专题 27 基因工程和生物技术的安全性与伦理问题
1 高频 1高频 2易混 3题型 4情境 5审题
考点 易错 模板 应用 解题
考点
考点1 基因工程的工具与操作
学生用书P289 综合
该考点的基础层级训练内容为基因工程的工具与操作程序,重
5(2022全国乙,38,15分) 新冠疫情出现后 病毒核酸检测和
. ,
难、综合层级试题常考查 技术的操作及应用。
疫苗接种在疫情防控中发挥了重要作用 回答下列问题
PCR
。 。
限时 分钟,正答率: 。 新冠病毒是一种 病毒 检测新冠病毒 核酸检
30 /8
(1) RNA , RNA(
基础 测 可以采取 法 这种方法的基本原理是先以病毒
) RT-PCR 。
1(2021 湖北,7,2 分)限制性内切酶 Eco 识别并切割 为模板合成 这一过程需要的酶是
. RⅠ RNA cDNA, ,
再通过 技术扩增相应的 片段 根据检测结果判断
PCR DNA 。
双链 用 Eco 完全酶切果蝇基因组
DNA, RⅠ 被检测者是否感染新冠病毒
。
为了确保新冠病毒核酸检测的准确性 在设计 引物时
理论上得到 片段的平均长度 碱基对 约为
(2) , PCR
DNA, DNA ( ) ( )
必须依据新冠病毒 中的 来进
RNA
A.6 B.250 C.4000 D.24000
答案 C 行 过程每次循环分为 步 其中温度最低的一步是
。 PCR 3 ,
2(2018北京理综,5,6 分)用Xho 和Sal 两种限制性核酸
。
. Ⅰ Ⅰ
某人同时进行了新冠病毒核酸检测和抗体检测 检测体内
内切酶 限制性内切核酸酶 分别处理同一 片段 酶切位
(3) (
( ) DNA ,
点及酶切产物分离结果如图 以下叙述不正确的是 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
。 ( ) ),
∙∙∙ 果为阳性 说明 答出 种情况即可
, ( 1 );
若核酸检测和抗体检测结果均为阳性 说明
图 酶切位点图 ,
1
。
常见的病毒疫苗有灭活疫苗 蛋白疫苗和重组疫苗等 已
(4) 、 。
知某种病毒的特异性蛋白 具有抗原性 的编码序列 目的基
S( ) (
因 为了制备蛋白疫苗 可以通过基因工程技术获得大量蛋
)。 ,
白 基因工程的基本操作流程是
S。
。
答案 ( )逆转录酶 ( )特定核苷酸序列 复性 ( )曾
1 2 3
图 电泳结果示意图 经感染过新冠病毒但已康复 已感染新冠病毒,还未康复(或
2
图 中两种酶识别的核苷酸序列不同 为患者) ( )蛋白 基因的获取 构建蛋白 基因表达载体
A. 1 4 S → S
图 中酶切产物可用于构建重组 导入受体细胞(微生物) 蛋白 基因的检测与鉴定(检测
B. 2 DNA → → S
泳道 中是用Sal 处理得到的酶切产物 受体能否产生蛋白 )
C. ① Ⅰ S
图中被酶切的 片段是单链 6(2022广东,22,12 分) 绿水逶迤去 青山相向开 大力发
D. DNA DNA . “ , ”,
答案 D 展低碳经济已成为全社会的共识 基于某些梭菌的特殊代谢
。
重难 能力 有研究者以某些工业废气 含 等一碳温室气体 多
, ( CO2 ,
来自高污染排放企业 为原料 通过厌氧发酵生产丙酮 构建
3(2021湖北,16,2分)某实验利用 技术获取目的基因 ) , ,
. PCR ,
一种生产高附加值化工产品的新技术
实验结果显示除目的基因条带 引物与模板完全配对 外 还
。
( ) ,
有 条非特异条带 引物和模板不完全配对 为了减少反应 专
2 ( )。 题
中非特异条带的产生 以下措施中有效的是
27
, ( )
增加模板 的量 延长热变性的时间
A. DNA B. 基
延长延伸的时间 提高复性的温度
因
C. D.
答案 D 工
程
4(2020山东,15,2分)新型冠状病毒的检测方法目前主要有 回答下列问题 : 和
.
研究者针对每个需要扩增的酶基因 如图 设计一对 生
核酸检测法和抗体检测法 。 下列说法错误的是 ( ) (1) ( ) 物
利用 技术 在优化反应条件后扩增得到目标酶
抗体检测法利用了抗原与抗体特异性结合的原理 , PCR , 技
A. 基因 术
B. 感染早期 , 会出现能检测出核酸而检测不出抗体的情况 研 。 究者构建了一种表达载体 用于在梭菌中建立 的
患者康复后 会出现能检测出抗体而检测不出核酸的情况 (2) pMTL80k, 安
C. , 多基因组合表达库 经筛选后提高丙酮的合成量 该载体包括 全
感染该病毒但无症状者 因其体内不能产生抗体不适用抗体 , 。 性
D. , 了启动子 终止子及抗生素抗性基因等 其中抗生素抗性基因
检测法检测 、 , 与
的作用是 终止子的作用是 伦
答案 D , 理
。 问
培养过程中发现重组梭菌大量表达上述酶蛋白时 出现了 题
(3) ,
1 99
生长迟缓的现象 推测其原因可能是 请据图回答问题
, :
此外丙酮的积累会伤害细胞 需要进一步优 步骤 用的Eco 是一种 酶 它通过识别特定的
, , (1) Ⅰ RⅠ ,
化菌株和工艺才能扩大应用规模 切割特定位点
。 。
这种生产高附加值化工产品的新技术 实现了 步骤 用的 连接酶催化相邻核苷酸之间的 羟基
(4) , (2) Ⅱ DNA 3′-
体现了循环经济特点 从 碳中和 的角度看 该技术 与 磷酸间形成 循环中 升温到 是为了
, 。 “ ” , 5′- ;PCR , 95 ℃
的优势在于 具有广泛的应用前景和良好的社 获得 Taq 聚合酶的作用是催化
, ; DNA
会效益
。 。
答案 ( )引物 ( )便于筛选含有目的基因的受体细胞 若下表所列为已知的 序列和设计的一些 引物
1 2 (3) DNA PCR ,
使转录在所需要的地方停下来 ( )酶蛋白的大量合成消 步骤 选用的 引物必须是 从引物 中选
3 Ⅲ PCR ( ①②③④
耗了大量物质和能量 ( )废弃物的资源化 减少了碳排放 择 填编号
4 , )。
7
.
(2021全国乙,38,15分)用
DNA
重组技术可以赋予生物以
DNA
序列(虚线处省略了
新的遗传特性 创造出更符合人类需要的生物产品 在此过程 部分核苷酸序列)
, 。
中需要使用多种工具酶 其中 种限制性核酸内切酶 限制性
, 4 ( 已知
内切核酸酶 的切割位点如图所示
) 。 序列
①5′-AACTATGCGCTCATGA-3′
PCR ②5′-GCAATGCGTAGCCTCT-3′
引物
③5′-AGAGGCTACGCATTGC-3′
回答下列问题 ④5′-TCATGAGCGCATAGTT-3′
:
常用的 连接酶有E.coli 连接酶和 连接 对 产物测序 经分析得到了片段 的完整序列 下列
(1) DNA DNA T4 DNA (4) PCR , F 。
酶 上图中 酶切割后的 片段可以用E.coli 单链序列中 虚线处省略了部分核苷酸序列 结果正确
。 DNA DNA ( ),
连接酶连接 上图中 酶切割后 的是
DNA 。 。
的 片段可以用 连接酶连接
DNA T4 DNA 。 A.5′-AACTATGCG…………AGCCCTT-3′
连接酶催化目的基因片段与质粒载体片段之间形成
(2)DNA B.5′-AATTCCATG…………CTGAATT-3′
的化学键是
。 C.5′-GCAATGCGT…………TCGGGAA-3′
重组技术中所用的质粒载体具有一些特征 如质粒
(3)DNA 。 D.5′-TTGATACGC…………CGAGTAC-3′
分子上有复制原点 可以保证质粒在受体细胞中能 答案 ( )限制性核酸内切(新教材为限制性内切核酸)
DNA , ; 1
质粒 分子上有 便于外源 插 (或限制) 核苷酸序列 ( )磷酸二酯键 单链 以
DNA , DNA 2 DNA
入 质粒 分子上有标记基因 如某种抗生素抗性基因 为模板的 链的延伸 ( ) ( )
; DNA ( ), DNA DNA 3 ②④ 4 B
利用抗生素可筛选出含质粒载体的宿主细胞 方法是
,
考点2 基因工程的应用与蛋白质工程
学生用书P291
。
表达载体含有启动子 启动子是指 该考点的基础层级训练内容为蛋白质工程与基因工程的应用,
(4) ,
重难、综合层级试题常结合生活实践、学习探索等情境考查基
。
答案 ( )Eco 、Pst Eco 、Sma 、Pst 、Eco 因工程的应用。
1 RⅠ Ⅰ RⅠ Ⅰ Ⅰ RⅤ
( 2 )磷酸二酯键 ( 3 )自我复制 限制酶切割位点 将待筛选 限时 分钟,正答率: 。
的宿主细胞接种到含该抗生素的培养基中,能够生长的是含有 25 /6
基础
质粒载体的宿主细胞 ( ) 聚合酶识别、结合并启动转录
的 片段
4 RNA 1(2021辽宁,14,2分)腈水合酶 广泛应用于环境保护和
DNA
. (N0)
8(2020江苏,33,8分)如果已知一小段 的序列 可采用 医药原料生产等领域 但不耐高温 利用蛋白质工程技术在
. DNA , , , N0
的方法 简捷地分析出已知序列两侧的序列 具体流程如 的 和 亚基之间加入一段连接肽 可获得热稳定的融合型
PCR , , α β ,
图 以Eco 酶切为例 腈水合酶 下列有关叙述错误的是
( RⅠ ): (N1)。 ( )
与 氨基酸序列的差异是影响其热稳定性的原因之一
A.N1 N0
加入连接肽需要通过改造基因实现
B.
获得 的过程需要进行转录和翻译
年
C. N1
检测 的活性时先将 与底物充分混合 再置于高温环境
高 D. N1 N1 ,
考 答案 D
2(2021江苏启东期中,15)纤维素酶广泛应用于医药 食品发
年 . 、
模 酵 造纸 废水处理等领域 研究人员利用蛋白质工程将细菌纤维
拟 、 、 。
素酶的第 位相应氨基酸替换为赖氨酸后 纤维素酶热
137、179、194 ,
稳定性得到了提高 下列有关该技术说法错误的是
。 ( )
经改造后的纤维素酶热稳定性提高这一性状可遗传
︵ A.
对纤维素酶的改造是通过直接改造 实现的
教 B. mRNA
师 改造纤维素酶也需要构建基因表达载体
用 C.
改造后的纤维素酶和原纤维素酶不是同一种酶
书 D.
︶ 答案 B
2 00
严重污染问题 并可以提高产率
重难
, 。
3(2022湖南,22,15分)水蛭是我国的传统中药材 主要药理
. ,
成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一 具有良好的抗凝血作
,
用 拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构 提高其抗凝血活性
。 , 。
回答下列问题
:
回答下列问题
蛋白质工程流程如图所示 物质 是 物质 :
(1) , a , b 研究人员采用 技术从土壤微生物基因组中扩增得到
是 在生产过程中 物质 可能不同 合成的蛋白 (1) PCR
。 , b , 目标酶基因 此外 获得酶基因的方法还有
质空间构象却相同 原因是 。 ,
, 答出两种即可
。 ( )
。 高质量的 模板是成功扩增出目的基因的前提条件之
(2) DNA
一 在制备高质量 模板时必须除去蛋白 方法有
。 DNA ,
答出两种即可
。 ( )
研究人员使用大肠杆菌 作为受体细胞 为表
蛋白质工程是基因工程的延伸 基因工程中获取目的基因 (3) BL21 、pET20b
(2) , 达载体分别进行 种酶的表达 表达载体转化大肠杆菌时 首
的常用方法有 和利用 4 。 ,
、 PCR 先应制备 细胞 为了检测目的基因是否成功表达出酶
。
技术扩增 技术遵循的基本原理是 蛋白 需要采用的方法有
。 PCR 。 , 。
将提取的水蛭蛋白经甲 乙两种蛋白酶水解后 分析水解 依图中所示流程 在一定的温度 等条件下 将 种酶
(3) 、 , (4) , 、pH , 4
产物中的肽含量及其抗凝血活性 结果如图所示 推测两种处 与可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系 若这些酶最适反
, 。 。
理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的 填 种 应条件不同 可能导致的结果是 在
( “ , 。
类 或 含量 有关 导致其活性不同的原因是 分子水平上 可以通过改变 从而改变蛋白质的结
” “ ”) , , ,
构 实现对酶特性的改造和优化
, 。
。 答案 ( )从基因文库中获取、用化学方法人工合成 ( )
1 2
蛋白酶水解法、盐析法、高温变性法 ( )感受态 抗原—抗
3
体杂交 ( )部分酶失活,无法获得肌醇 基因结构
4
5(2021河北,24,15分)采矿污染和不当使用化肥导致重金属
.
镉 在土壤中过量积累 利用植物修复技术将土壤中的
(Cd) 。
富集到植物体内 进行后续处理 例如 收集植物组织器官
Cd , ( ,
异地妥善储存 可降低土壤中 的含量 为提高植物对
), Cd 。 Cd
污染土壤的修复能力 研究者将酵母液泡 转运蛋白 YCF1
, Cd ( )
基因导入受试植物 并检测了相关指标
, 。
回答下列问题
:
为获取YCF1基因 将酵母细胞的全部 提取 切割后
(1) , DNA 、
与载体连接 导入受体菌的群体中储存 这个群体称为
, ,
。
将 序列插入 质粒构建重组载体时 所需要的两种
(2) DNA Ti ,
酶是 构建的重组基因表达载体中必须含
。
有标记基因 其作用是
, 。
进行前期研究时 将含有YCF1基因的重组载体导入受试
若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素 上述水蛭蛋白酶解 (3) ,
(4) 、 双子叶植物印度芥菜 采用最多的方法是 研究
产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异 简要写出实验设计思路 , 。
, 者进一步获得了转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
。 专
将长势一致的野生型和转基因杨树苗移栽到 污染的土 题
(4) Cd
壤中 半年后测定植株干重 图 及不同器官中 含量 图 27
, ( 1) Cd (
。 据图 可知 与野生型比 转基因植株对 具有更强的
答案 ( )多肽链 上决定氨基酸的密码 2)。 1 , , Cd 基
1 mRNA mRNA 填 耐性 或 富集能力 据图 可知 对转基因 因
子具有简并性 ( )从基因文库中获取 人工合成 半 ( “ ” “ ”); 2 , 工
2 DNA 植株的 进行后续处理对于缓解土壤 污染最为方
保留复制 ( )种类 酶处理后形成的肽中氨基酸的种类、数 Cd 程
3 便有效 和
目和排列顺序不同 ( )在相同条件下,将蛋白质工程改造后 。 生
4 物
的水蛭素、水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素分别进行抗凝血实
技
验,比较三组血液凝固所需时间长短,所需时间越长说明其抗 术
的
凝血活性越大
安
4(2021广东,22,12分)非细胞合成技术是一种运用合成生物 全
. 性
学方法 在细胞外构建多酶催化体系 获得目标产物的新技术
, , , 与
其核心是各种酶基因的挖掘 表达等 中国科学家设计了 步 伦
、 。 4 理
酶促反应的非细胞合成路线 如图 可直接用淀粉生产肌醇
( ), 图 问
重要的医药食品原料 以期解决高温强酸水解方法造成的 1 题
( ),
2 01
品系 品系 的Wx 最少,控制合成的直链淀粉合成酶
3 3 mRNA
最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强
考点3 生物技术的安全性与伦理问题
学生用书P294
该考点的基础层级训练内容为生物技术的安全性与伦理问题,
重难、综合层级试题常结合基因工程、克隆技术、胚胎工程进行
综合考查。
限时 分钟,正答率: 。
图 10 /3
2
基础
已知 特异定位于转基因植物细胞的液泡膜上 据此
(5) YCF1 。 1(2021湖北七市教研协作体一模,2)当面对日常生活中与转
分析 转基因杨树比野生型能更好地适应高 环境的原因是 .
, Cd 基因技术有关的话题时 我们需要理性地表明观点和参与讨
,
。 论 下列不属于理性看待转基因技术的是
相较于草本植物 采用杨树这种乔木作为 污染土壤修复植 。 ( )
, Cd 要靠确凿的证据和严谨的逻辑来思考转基因技术的影响
物的优势在于 写出两点即可 A.
( )。 只要有证据表明某转基因产品有害 就应该禁止转基因技术
答案 ( )基因文库 ( )限制酶和 连接酶 鉴别受 B. ,
1 2 DNA 的应用
体细胞中是否含有目的基因,从而将含有目的基因的细胞筛选
经济 文化和伦理道德观念等的差异 人们对转基因技术有
出来 ( )农杆菌转化法 防止YCF1基因随花粉扩散,给生 C. 、 ,
3 不同的看法
态系统带来风险 ( )耐性 叶 ( )转基因杨树液泡膜上的
4 5 要在清晰地了解转基因技术的原理和操作规程的基础上来讨论
转运蛋白可将细胞质基质中的 转运至液泡贮存,降低 D.
Cd Cd 转基因技术的相关问题
对细胞代谢的影响 乔木比草本生物量大,与外界物质交
Cd 答案 B
换能力强
6(2020山东,25,11分)水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉 2 (2022江苏连云港二模,6)近日 我国研究团队利用一种新
. , . ,
直链淀粉所占比例越小糯性越强 科研人员将能表达出基因 方法将人的多能干细胞在体外诱导转化为全能性的 细胞期
。 8
编辑系统的 序列转入水稻 实现了对直链淀粉合成酶基 胚胎样细胞 类似于受精卵发育 天时的状态 下列说法正确
DNA , , 3 。
因 Wx基因 启动子序列的定点编辑 从而获得了 个突变 的是
( ) , 3 ( )
品系 该胚胎样细胞处于囊胚期阶段 理论上可以进行胚胎分割并
。 A. ,
将能表达出基因编辑系统的 序列插入 质粒构建重 移植
(1) DNA Ti
组载体时 所需的酶是 重组载体进入水稻细 该成果将助力实现人体器官的体外再生 解决器官短缺 移
, , B. , 、
胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为
植排斥反应等问题
。
根据启动子的作用推测 Wx基因启动子序列的改变影响
(2) , 该研究涉及生殖性克隆 需通过伦理审查 严格遵循我国法
了 从而改变了 Wx 基因的转录水 C. , ,
, 规和伦理准则
平 与野生型水稻相比 个突变品系中Wx基因控制合成的
。 ,3 该过程中发生了细胞分化 体现了动物细胞核具有全能性
直链淀粉合成酶的氨基酸序列 填 发生 或 不发 D. ,
( :“ ” “ 答案 B
生 改变 原因是
”) , 。 3(2022山东聊城一模,15)克隆技术可用于生殖性克隆和治
为检测启动子变化对Wx基因表达的影响 科研人员需要 .
(3) , 疗性克隆 治疗性克隆有希望最终解决供体器官短缺和器官移
检测Wx基因转录产生的 Wx 的量 检测时分 ,
mRNA( mRNA) 。 植出现的排异反应 如图表示治疗性克隆的过程 下列叙述正
别提取各品系胚乳中的总 经 过程获得总 , 。
RNA,
确的是
通过 技术可在总 中专一性地扩增出Wx基
( )
cDNA。 PCR cDNA
因的 原因是
cDNA, 。
各品系Wx 量的检测结果如图所示 据图推测糯性
(4) mRNA ,
最强的品系为 原因是
, 。
年
高
考
年 上述过程利用了核移植和胚胎移植技术
A.
模 过程不进行 复制和蛋白质的合成
拟 B.①、② DNA
答案 ( )限制性核酸内切酶(限制性内切核酸酶)和 胚胎干细胞和诱导出的各种细胞都需在 培养箱中进行
1 DNA C. CO2
连接酶 转化 ( ) 聚合酶与启动子的识别和结合 不 培养
2 RNA
发生 编码直链淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子 ( ) 治疗性克隆解决了器官移植的排异反应 已成为目前器官移
︵ 3 D. ,
逆转录(或:反转录) 引物是根据Wx基因的一段已知序列设 植的常用手段
教
师 计合成的(或:引物能与Wx基因的 特异性结合) ( ) 答案 C
cDNA 4
用
书
︶
2 02
2 易混 1高频 2易混 3题型 4情境 5审题
考点 易错 模板 应用 解题
易错
学生用书P295
通过与靶向 碱基互补配对将 蛋白引导至
易错 的粗提取与鉴定 A.gRNA RNA Cas13d
DNA 特定位点
1(2020海南,10,2分)下列关于 的粗提取与鉴定 实验
. “DNA ” 蛋白能定向切开相邻两个脱氧核苷酸之间的磷酸二
的叙述 错误的是 B.Cas13d
, ( ) 酯键
羊的成熟红细胞可作为提取 的材料
A. DNA 与限制性内切核酸酶相比 蛋白不具有特异性识别
提取植物细胞的 时 需要加入一定量的洗涤剂和食盐 C. ,Cas13d
B. DNA , 能力
预冷的酒精溶液能抑制核酸水解酶活性 防止 水解
C. , DNA 该技术有望成为一种能定向 灵活治疗 病毒感染的新
在沸水浴条件下 与二苯胺反应呈现蓝色 D. 、 RNA
D. ,DNA 方法
答案 A
答案 B
2(2021山东,13,2分)粗提取 时 向鸡血细胞液中加入
. DNA , 4(2022山东临沂开学考,23) 不定项 基因编
一定量的蒸馏水并搅拌 过滤后所得滤液进行下列处理后再进 . ( )CRISPR/Cas9
, 辑技术可简单 准确地进行基因定点编辑 其原理是由一条单
行过滤 在得到的滤液中加入特定试剂后容易提取出 相对 、 ,
, DNA 链向导 引导 蛋白到一个特定的基因位点对特定的
含量较高的白色丝状物的处理方式是 RNA Cas9
( ) 序列进行切割 通过设计向导 中 个碱基的识别
加入适量的木瓜蛋白酶 DNA 。 RNA 20
A. 序列 蛋白可人为选择 上的目标位点进行切割 下
的水浴箱中保温 分钟 ,Cas9 DNA 。
B.37~40 ℃ 10~15 列相关叙述错误的是
加入与滤液体积相等的 体积分数为 的冷却的酒精 ( )
C. 、 95% 蛋白具有限制酶的作用和特性
加入 调节浓度至 过滤 调节滤液中 浓 A.Cas9
D. NaCl 2 mol/L→ → NaCl 蛋白借助向导 对目标分子进行定位依赖于碱基互
度至 B.Cas9 RNA
0.14 mol/L 补配对
答案 A
对不同目标基因进行编辑时可能使用相同的 蛋白和不
C. Cas9
疑难 基因编辑技术 同的向导
RNA
3(2022江苏苏州期中,13) 技术是一项以向 蛋白切割的位点是氢键
. CRISPR/Cas13d D.Cas9
导 引导 蛋白定向作用于靶向 的新 答案 AD
RNA(gRNA) Cas13d RNA
兴技术 研究人员设计了若干个 分别靶向新冠病毒
。 gRNA,
基因组的不同肽编码区 但不影响人体细胞的 作用
RNA , RNA,
机理如图所示 下列相关叙述错误的是
。 ( )
专
题
27
基
因
工
程
和
生
物
技
术
的
安
全
性
与
伦
理
问
题
2 03
3 题型 1高频 2易混 3题型 4情境 5审题
考点 易错 模板 应用 解题
模板
模型一 限制酶的选择 学生用书P296 图 为所用载体图谱示意图 图中限制酶的识别序列及切 1 ,
割位点见表 为使phb2基因 该基因序列不含图 中限制酶
典型模型 。 ( 1
的识别序列 与载体正确连接 在扩增的phb2基因两端分别引
限制酶选择的基本原则 ) ,
入 和 两种不同限制酶的识别序列 经过这
模型特征:基因工程的试题往往会考查限制酶的选择,做题时 。
两种酶酶切的phb2基因和载体进行连接时 可选用
要结合目的基因和质粒综合考虑选择哪些限制酶。 ,
填 Ecoli 连接酶 或 连接酶
1(2021辽宁,24节选,3 分) 蛋白具有抑制细胞增殖的 ( “ . DNA ” “T4 DNA ”)。
. PHB2
作用 为初步探究某动物 蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖
。 PHB2
的原因 研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序列
,
简称phb2基因 大小为 碱基对 利用
( ), 0.9 kb (1 kb=1 000 ),
大肠杆菌表达该蛋白 回答下列问题
。 :
3(2021山东,25,12分)人类γ基因启动子上游的调控序列中
.
含有 蛋白结合位点 该位点结合 蛋白后 γ基
BCL11A , BCL11A ,
因的表达被抑制 通过改变该结合位点的序列 解除对γ基因
。 ,
表达的抑制 可对某种地中海贫血症进行基因治疗 科研人员
, 。
扩增了γ基因上游不同长度的片段 将这些片段分别插入表达
,
载体中进行转化和荧光检测 以确定 蛋白结合位点的
, BCL11A
具体位置 相关信息如图所示
。 。
图
1
相关限制酶的识别序列及切割位点
注 箭头表示切割位点
:
答案 Pvu Eco 连接酶
Ⅱ RⅠ T4 DNA
2(2022 浙江百校联盟联考,37 节选)钙依赖蛋白激酶
.
在植物的信号传导和提高植物抗性方面发挥着重要 为将扩增后的产物定向插入载体指导荧光蛋白基因表达
(CDPK) (1) ,
作用 科学家通过将 CDPK 基因导入拟南芥 双子叶植物 需在引物末端添加限制酶识别序列 据图可知 在 末
。 ( ) 。 , F1~F7
中 来获得具有抗性的新品种 如图为某种质粒表达载体和含 端添加的序列所对应的限制酶是 在 末端添加的
, 。 , R
CDPK基因的 片段示意图 图中标记了限制酶的切割位 序列所对应的限制酶是 本实验中 从产物扩增到载
DNA , 。 ,
点 据此回答下列问题 体构建完成的整个过程共需要 种酶
。 : 。
将构建的载体导入除去BCL11A基因的受体细胞 成功转
(2) ,
化后 含 与 扩增产物的载体表达荧光蛋白 受体细胞
, F1~F6 R ,
有荧光 含 与 扩增产物的受体细胞无荧光 含 与
, F7 R 。 F7 R
扩增产物的受体细胞无荧光的原因是
。
向培养液中添加适量的雌激素 含 与 扩增产物
(3) , F1~F4 R
的受体细胞不再有荧光 而含 与 扩增产物的受体细
, F5~F6 R
胞仍有荧光 若γ基因上游调控序列上与引物序列所对应的
。
位置不含有 蛋白的结合位点序列 据此结果可推测
BCL11A , ,
蛋白结合位点位于
BCL11A
理由是
,
。
通过基因工程 将CDPK基因导入拟南芥中 获得具有抗 答案 ( )Sal Eco ( ) 与 扩增产物不含
, , 1 Ⅰ RⅠ 6 2 F7 R
性的新品种的育种原理是 为了使CDPK基因插 完整的启动子,荧光蛋白基因不表达 ( )引物 与 在调
。 3 F4 F5
入质粒中 应选取 两种限制酶 分别切割质粒 控序列上所对应序列之间的区段上 根据有无荧光情况判断,
, ( )
年 和含目的基因的 片段 不选取另两种限制酶的理由是 与 扩增产物上均有结合位点,因此结合位点位于
DNA , F1~F4 R F4
高
所对应调控序列的下游(右侧); 与 扩增产物上均无
考 。 F5~F6 R
答案 基因重组 Sma 和Xba Hin 可切断目的基 结合位点,可知结合位点位于 所对应调控序列的上游(左
Ⅰ Ⅰ d Ⅲ F5
年 因(CDPK基因),Eco 可切断标记基因(卡那霉素抗性基 侧),所以结合位点位于引物 与 在调控序列上所对应序
模 RⅠ F4 F5
因) 列之间的区段上
拟
变式模型
模型二 技术及应用
学生用书P297
变式 特殊情况下的限制酶选择 PCR
模型特征:在某些特殊情况下,如载体和目的基因上的限制酶 典型模型
︵
教 不同时,可以考虑选择同尾酶(识别序列不同但切出的 PCR技术
DNA
师 片段具有相同的黏性末端);质粒和目的基因都能进行转录, 模型特征:基因工程中, 技术是获取和扩增目的基因的
用 PCR
书
且转录方向是确定的,在将目的基因插入质粒时,要考虑选择 重要手段, 技术的条件、步骤及结果是最常见的命题落
PCR
︶ 哪种限制酶才能使二者的转录方向一致。 脚点。
2 04
1(2022江苏南通如皋中学阶段考,19) 多选 农杆菌 质粒
. ( ) Ti
上的 可以转移并随机插入被侵染植物的染色体
T-DNA DNA
上 研究者将如图中被侵染植物的 片段连接成环 并以
。 DNA ,
此环为模板 利用 技术扩增出 插入位置两侧的未
, PCR T-DNA
知序列 以此可确定 插入的具体位置 下列说法正确
, T-DNA 。
的是
( )
进行 扩增的依据是 分子双链复制的原理
A. PCR DNA
进行 扩增需要的酶有解旋酶和热稳定的 聚合酶
B. PCR DNA
利用图中的引物 组合可扩增出两侧的未知序列
C. ②、③
通过与受体细胞的基因组序列比对 可确定 的插入
D. , T-DNA
位置
答案 AD 引物中 的含量越高 引物与模板 结合的稳定性
A. G+C , DNA
2(2022山东济南十一校联考,15)为减少引物与模板之间的 越高
.
非特异性配对 人们在常规 技术的基础上进行了改良 发 在第一阶段由于引物 和引物 发生碱基互补配对 因此两
, PCR , B. 2 3 ,
明了巢式 技术 其原理是利用两套 引物进行两轮 者置于不同反应系统中
PCR 。 PCR
扩增 首先利用第一对引物 外引物 对目的基因所在 引物 组成的反应系统和引物 组成的反应系统中均
PCR , ( ) C. 1、2 3、4
进行 个循环的扩增 第二轮扩增以第一轮扩增产 进行一次复制后 共产生 种双链 分子
DNA 15~30 ; , 4 DNA
物为模板 利用第二对引物 内引物或巢式引物 进行 在引物 组成的反应系统中 经第一阶段要形成图示双链
, ( ) 15~30 D. 1、2 ,
个循环的扩增 具体过程如图所示 下列叙述错误的是 至少要经过 次复制
, 。 DNA, 3
答案 AB
( )
4(2021湖北十堰外国语学校二模,20)大引物 定点突变
. PCR
常用来研究蛋白质结构改变导致的功能变化 单核苷酸的定
。
点诱变仅需进行两轮 即可获得 第一轮加诱变引物和侧
PCR ,
翼引物 第一轮产物作第二轮 扩增的大引物 过程如图所
, PCR ,
示 下列叙述正确的是
。 ( )
巢式 中加入的组分与常规 相同 但扩增产物比常
A. PCR PCR ,
规 特异性更强
PCR
两套引物需进行两次 由于和两套引物都互补的靶序列
B. PCR,
较少 因此大大提高了扩增的特异性
,
内引物扩增的模板是外引物扩增后的产物 第二阶段反应能 第一轮 过程中退火所用的温度与第二轮 退火的
C. , A. PCR PCR
否进行 , 也是对第一阶段反应正确性的鉴定 温度是一样的 专
如果第一次扩增产生了错误片断 则第二次能在错误片段上 扩增的定点诱变产物通常需要连接到载体分子上才能 题
D. , B.PCR 27
进行引物配对并扩增的概率将会增加 表达出相应的性状 该定点诱变产物需具备起始密码 终止
, 、
答案 D 密码等结构才能进行转录和翻译 基
因
变式模型 第二轮 所用的引物是第一轮 的产物 的两
C. PCR PCR DNA 工
变式1 定点突变技术 条链 程
和
将某功能蛋白的第 位 改造成 属于
模型特征:定点突变是指通过 等方法向目的 片段 D. 17 Cys(UGU) Ser(UCU), 生
PCR DNA 蛋白质工程 物
中引入所需变化,包括碱基的添加、删除、点突变等。 常用的技
技
答案 D
术手段有重叠延伸 技术、大引物 技术等。 术
PCR PCR 的
3(2022江苏百校联考,18) 多选 重叠延伸 技术是一种 变式2 荧光定量PCR技术
. ( ) PCR 安
通过寡聚核苷酸链之间重叠的部分互相搭桥 互为模板 经过 模型特征:荧光定量 技术是指在 体系中每加入一 全
、 , PCR PCR 性
多次 扩增 获得目的基因的方法 该技术在扩增较长片 对引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针,当耐高
PCR , 。 与
段的 不同来源的 片段拼接 基因的定点诱变等方 温的 聚合酶催化子链延伸至探针处时,会水解探针,使荧 伦
DNA、 DNA 、 DNA 理
面具有广泛的应用前景 如图表示利用重叠延伸 技术扩 光监测系统接收到荧光信号,即每扩增一次,就有一个荧光分
, PCR 问
增某目的基因的过程 下列叙述正确的是 子生成。 题
。 ( )
2 05
5(2022湖北应城一高一模,15)荧光定量 技术可定量检 引物与探针均具特异性 与模板结合时遵循碱基互补配对
. PCR A. ,
测样本中某种 含量 其原理是在 体系中每加入一对 原则
DNA , PCR
引物的同时加入一个与某条模板链互补的荧光探针 当耐高温 反应最终的荧光强度与起始状态模板 含量呈正相关
, B. DNA
的 聚合酶催化子链延伸至探针处时 会水解探针 使荧光 若用 作模板 上述技术也可检测某基因的转录水平
DNA , , C. cDNA ,
监测系统接收到荧光信号 即每扩增一次 就有一个荧光分子 耐高温的 聚合酶催化 的合成总是从子链的 端
, , D. DNA DNA 3′
生成 过程如图所示 下列相关叙述错误的是 向 端延伸的
, 。 ( ) 5′
答案 D
年
高
考
年
模
拟
︵
教
师
用
书
︶
2 06
4 情境 1高频 2易混 3题型 4情境 5审题
考点 易错 模板 应用 解题
应用
学生用书P299
简单情境 片段 这些片段随后可被电泳分开并显示出来 下列说
DNA 。 。
1引物的应用 (2022北京朝阳一模,13) 引物的 端为结 法中正确的是
( )
. PCR 3′
合模板 的关键碱基 端无严格限制 可用于添加限制酶
DNA ,5′ ,
切点等序列 下列叙述正确的是
。 ( )
该图表示 循环中的变性环节
A. PCR
作为扩增的原料会依次连接到 端
B.dNTP 5′
Taq酶催化相邻的 间形成磷酸二酯键
C. dNTP
用图中引物扩增两个循环后可获得目的产物
D.
答案 C
2细菌的防御机制 (2022辽宁鞍山二模,17) 多选
. ( )CRISPR-
是近年来生物学科研的热门技术 该技术源于细菌的一
Cas9 ,
种防御机制 如图所示 当细菌感知到噬菌体侵入时 会通过
。 , ,
识别噬菌体 并通过 切断目标 从而起到
gRNA DNA, Cas9 DNA,
防御作用 下列关于该机制的叙述错误的是
。 ( )
这种测序方法需要引物和耐高温的 连接酶
A. DNA
电泳图谱中的箭头所指的 片段以鸟嘌呤结尾
B. DNA
测得未知 的序列为
C. DNA 5′-GATTCGAGCTG-A-3′
与 竞争的延长位点是核苷酸链的 末端
D.ddNTP dNTP 5′
答案 B
复杂陌生情境
A. 噬菌体 DNA 的变化体现了基因突变的不定向性 4 靶向基因敲除技术 (2022 河南孟津一中月考一,
.TALEN 与目标 结合片段中最多含有 种核苷酸
B.gRNA DNA 5 23) 技术是一种靶向基因敲除技术 原理如图 可破坏 分子的磷酸二酯键 TALEN ( 1)。
C.Cas9 DNA 技术使用的基因敲除工具是由 识别域和核酸内
高倍光学显微镜可观察到该现象 TALEN DNA
D. 切酶两个部分组成的蛋白质 科学家发现了一种细菌蛋白质
答案 ABD 。
它的二连氨基酸 其中字母
(TALE), (NI、NG、HD、NN, N、I、G、
复杂情境 分别代表了一种氨基酸 与四种碱基 有恒定
H、D ) (A、G、C、T)
3双脱氧终止法核酸测序 (2022天津一模,12) 世纪 年 的对应关系 识别 识别 识别 识别
. 20 70 :NI A,NG T,HD C,NN G。
代 发明了双脱氧终止法对 进行测序 其原 是一种形成二聚体后具有核酸内切酶活性的蛋白单体
, Fred sanger DNA 。 FokⅠ 。
理如图 在 个试管中分别加入 种脱氧核苷三磷酸 因此 可以利用 作为 识别域 用 二聚体定点
, 4 4 (dNTP) , TALE DNA , FokⅠ
和 种双脱氧核苷三磷酸 可以与 竞争 切断
1 (ddNTP);ddNTP dNTP DNA。
核苷酸链延长位点 并终止 片段的延伸 在 个试管中
, DNA 。 4
链将会分别在 及 位置中止 并形成不同长度的
DNA A、G、C T ,
技术获得 植株
T0 。
图
1
科学家发现水稻植株无论是否具有光周期敏感蛋白基因 在
P,
短日照条件下均表现为雄性可育 在长日照条件下 具有光周
。 ,
期敏感蛋白的水稻才表现为雄性可育 基因 只在单倍体花 图
。 P 2
粉细胞中表达 使其能够合成淀粉 科研人员使用 技 由于基因靶向敲除成功的概率比较低 因此科研人员培育
, 。 TALEN (4) ,
术对水稻基因 进行靶向敲除 以得到光敏雄性不育水稻新 植株时应保证 日照条件 待其自花受粉得到 再
P , T0 , T1,
品种 将 植株 并在开花期随机选择一部分植株的花粉
。 T1 ,
在 技术的设计中 选择使用 单体而不直接使 进行鉴定 鉴定方法是 若观察到某植
(1) TALEN , FokⅠ , ,
用 二聚体 这样能减少对 的 切割 株的花粉全部未被染成蓝色 则该植株为所需的纯合光敏雄性
FokⅠ , DNA , ,
保证了基因敲除的靶向性 为了让 技术能用于各种不 不育新品种
。 TALEN 。
同生物 不同基因的敲除 没有与 蛋白结合的 二聚 与传统的雄性不育水稻品种相比 光敏雄性不育新品种的
、 , TALE FokⅠ (5) ,
体对 的切割应 选填 具有 或 不具有 优势在于它能实现自交繁殖并保留雄性不育特性 这是因为
DNA ( “ ” “ ”) ,
类似于限制酶的 限制性
“ ”。 。
若 蛋白左臂所识别的基因 的序列为 答案 ( )非靶向(或“随机”) 不具有
(2) TALE P “— 1
则 蛋白左臂对应的二连氨基酸序列应为
TGACC—”, TALE ( )—NNNHH— 单体 ( )筛选转化成功的受体细胞
用这种方法 可以确定 蛋白的氨基酸序列 进 2 GNIDD FokⅠ 3
。 , TALE , Bam 及 连接 植物组织培养 ( )短 在长日照
而人工合成TALE蛋白基因 然后将TALE蛋白基因与 HⅠ DNA 4
。 下种植 将花粉用碘液染色后,在显微镜下观察 ( )光敏雄
基因进行融合 得到融合基因 5
, 。 性不育新品种在短日照条件下雄性可育,可实现自交繁殖;自
科研人员用图 所示的质粒为载体 其中的潮霉素抗性作
(3) 2 , 交后代能保持基因 敲除的纯合性,使其在长日照条件下雄
为标记基因 作用是 P
, 。 性不育
应选用 酶将该质粒与融合基因构建为重组质
粒 并将融合基因设法导入水稻愈伤组织中 再利用
, ,
专
题
27
基
因
工 程
和
生
物
技
术
的
安
全
性
与
伦
理
问
题
2 07
5 审题 1高频 2易混 3题型 4情境 5审题
考点 易错 模板 应用 解题
解题
学生用书P301
1(2022山东淄博一模,5)为确定 基因在染色体上的位置
. W ,
研究人员进行了如下操作 破裂细胞后将染色体固定在玻片
:① 审题方法 设问 染色体上为什么会有 和蛋白质?
上 去除 及染色体上的蛋白质 拍摄染色体得到显微照 ① RNA
, mRNA , 如何去除? 去除 有何意义?
片 制备32 标记的 基因探针 单链 将玻片 RNA
1。 ② P W ( DNA)。 ③ 解题思路 设问 —32 去掉两个磷酸基团后剩下
上的染色体 变性为单链后 置于含 基因放射性探针的 ② A P~P~P
DNA , W 的结构可以合成 吗? 为什么?
杂交溶液中温育一段时间 洗脱玻片上未杂交的放射性探 DNA
。 ④
针 对玻片进行放射性自显影处理得到照片 将照片 和
, 2。 ⑤ 1
照片 叠加 确定 基因的所在染色体及其位置 下列分析
2 , W 。
错误的是 ( )
可用 32 制备 基因的放射性探针 A. A— P~P~P W
基因探针的碱基序列与 基因中某条单链的部分碱基序 B.W W
列相同或互补
去除染色体上的蛋白质并将 变性为单链有利于 C. DNA DNA
与探针完成杂交
去除 可以防止 基因的 与探针杂交 对实验 D. mRNA W mRNA ,
结果产生干扰
答案A
补充设问答案 设问 染色体(质)上的 可能正结合
① DNA
聚合酶进行 的转录,染色体主要由 和蛋白质 RNA RNA DNA
构成;可用 酶和蛋白酶去除 和蛋白质;去除 RNA RNA mRNA
可以防止 基因的 与探针杂交,去除蛋白质后,有利于 W mRNA
与探针碱基互补配对。
DNA
设问 不可以。 —32 去掉两个磷酸基团后剩下的结 ② A P~P~P
构为 ,是构成 的基本单位之一。
AMP RNA
2(2022山东烟台一模,25) 年 月 日 由我国军事医 . 2020 8 16 ,
学研究院陈薇院士团队及康希诺生物联合申报的腺病毒载体
新冠疫苗被授予专利权 是我国首个新冠疫苗专利 全面接种
, 。
新冠疫苗 建立免疫屏障 可有效防止新冠病毒大规模传染
, , 。
新冠病毒是一种 病毒 通过其表面的 蛋白与宿主
(1) RNA , S
细胞膜表面 受体结合而完成感染 研制疫苗时 通过
ACE2 。 ,
逆转录 聚合酶链式反应 获取S蛋白基因所需要的
RT-PCR( - )
酶是 据图 分析 选择的引物是
。 1 , 审题方法 设问 如何判断 单链的 端和 端? 引
其作用是 ① DNA 5′ 3′
, 。 物只能结合在 单链的哪一端?
DNA
解题思路 设问 电泳鉴定 时,如果不止一条条带,
② DNA
分析原因时常从哪几个方面分析?
答题技巧 设问 腺病毒基因组中的 E1 基因去除后的病
图 ③
1 毒称为什么病毒? 该腺病毒还能复制吗? 用去除E1基因
的产物一般通过电泳来鉴定 结果
(2)PCR , 的腺病毒作为载体制备 疫苗在安全性方面有何优势?
如图 所示 号泳道为标准 DNA
2 。 1 (Marker),2
号泳道为阳性对照 提纯的 S 蛋白基因片
(
段 号泳道为实验组 标准 的
),3 。 (Marker)
实质为
号泳道的杂带出现的原因一般有
,3
至少答出两点 图
( )。 2 腺病毒是一种 病毒 基因组中的 区蛋白与腺病毒
(3) DNA , E1
的复制有关 对宿主细胞的毒性很强 科研中将去除E1基因
, 。
构建的复制缺陷型腺病毒作为运载S蛋白基因的载体 经过改
,
造后的腺病毒应该具备的特点有
至少答出两点 试说明科研中选用复制
( )。
缺陷型腺病毒作载体制备新冠疫苗的原因是
。
年
高
考
年
模
拟
︵
教
师
用
书
︶
2 08
答案( )逆转录酶、Taq酶、使Taq酶能够从引物
1 Ⅱ Ⅲ
的 端开始连接脱氧核苷酸 ( )不同已知长度的 片段
3′ 2 DNA
混合物 模板受到污染;引物的特异性不强;复性温度偏低
( )能够侵染宿主细胞;具有多个限制酶酶切位点;不能复制
3
避免人体因重组腺病毒增殖而感染,进而提高疫苗的安
全性。
补充设问答案 设问 “— ”端为 单链的 端,“—
① DNA 5′
”端为 单链的 端。 引物只能结合在 单链的
OH DNA 3′ DNA
端。
3′
设问 模板不唯一,可能掺入了其他 分子;引物设计不
② DNA
合理,它们与非目的序列有同源性或容易聚合形成二聚体;复
性温度过低,复性的温度取决于引物的长度、碱基组成等;
DNA
聚合酶的质量不好等。
设问 复制缺陷型腺病毒。 不能复制。 可以避免腺病毒增
③
殖,提高疫苗的安全性