2019年高考生物二轮复习检测十九《基因工程与克隆技术》课后强训卷(含答案)
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1、检测(十九) “基因工程与克隆技术”课后强训卷1(2018南充模拟)镰刀型细胞贫血症是一种单基因遗传病,患者的血红蛋白分子肽链第 6 位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替,导致功能异常。回答下列问题:(1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的_序列发生改变。(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中,可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作_(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程,理由是该操作_。(3)用基因工程方法制备血红蛋白时,可先提取早期红细胞中的_,以其作为模板,在_酶的作用下逆转录合成 cDNA。cDNA 与载体需在限制酶和_酶的作用下,拼接构建基因表达载体,
2、导入受体菌后进行表达。(4)检测受体菌是否已合成血红蛋白,可从受体菌中提取_,用相应的抗体进行_杂交,若出现杂交带,则表明该受体菌已合成血红蛋白。解析:(1)患者的血红蛋白分子 肽链第 6 位的谷氨酸变成了缬氨酸,此氨基酸的变化是由于控制合成血红蛋白分子的 DNA 的碱基序列发生了改变,从而导致了 mRNA 上密码子的改变。(2)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中,可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作没有对现有的蛋白质进行改造,不属于蛋白质工程。(3)用基因工程方法制备血红蛋白时,可先提取早期红细胞中的 RNA,以其作为模板,在逆转录酶的作用下合成 cDNA。cDNA 与载
3、体需在限制酶和 DNA 连接酶的作用下,拼接构建基因表达载体,导入受体菌后进行表达。(4)从受体细胞中分离纯化出目的蛋白,用相应的抗体进行抗原抗体特异性杂交,若出现杂交带,则表明该受体菌已合成血红蛋白。答案:(1)碱基(脱氧核苷酸) (2)不属于 没有对现有的蛋白质进行改造(或没有对基因进行修饰) (3)mRNA 逆转录 DNA 连接 (4)蛋白质 抗原抗体2(2018内江一模)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。将人的干扰素的 cDNA 在大肠杆菌中进行表达,产生的干扰素的抗病毒活性只有天然产品的十分之一,且体外保存相当困难。研究发现若将第 17 位的半胱氨酸改变为
4、丝氨酸,生产出的干扰素的抗病毒活性是原来的 100 倍,并且在70 的条件下,可以保存半年,给广大患者带来福音。(1)从上述资料可知,若要改变干扰素的功能,可以考虑对于扰素_进行改造。(2)对干扰素进行改造,应该直接对_(填“干扰素分子”或“干扰素的 cDNA”)进行操作来实现,原因是_。(3)与蛋白质工程相比较,基因工程在原则上只能生产_的蛋白质,不一定符合生产和生活的需要,而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础,通过_或_,得到符合要求的_,再通过_(填生理过程)实现相应蛋白质的合成,满足生产和生活需要。解析:(1)从上述资料可知,若将第 17 位的半胱氨酸改变为丝
5、氨酸,生产出的干扰素的抗病毒活性是原来的 100 倍,故若要改变干扰素的功能,可以考虑对干扰素氨基酸序列进行改造。(2)对干扰素进行改造,应该直接对干扰素的 cDNA 进行操作来实现,原因是蛋白质的结构由基因决定,蛋白质不能直接遗传,基因可以遗传;对基因的改造比对蛋白质的改造要容易。(3)与蛋白质工程相比较,基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质,不一定符合生产和生活的需要,而蛋白质工程是以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础,通过基因修饰或基因合成,得到符合要求的基因,再通过转录和翻译实现相应蛋白质的合成,满足生产和生活需要。答案:(1)氨基酸序列 (2)干扰素的 cDNA
6、蛋白质的结构由基因决定,蛋白质不能直接遗传,基因可以遗传;对基因的改造比对蛋白质的改造要容易 (3)自然界已存在 基因修饰 基因合成 基因 转录和翻译3(2018华南师大附中三模)华蟾素是我国经典抗肿瘤药物。研究人员为探寻华蟾素注射液抗肝癌细胞的作用机理,进行了一系列实验。请回答下列问题:.肝癌细胞的培养:(1)培养肝癌细胞时,在培养基中加入适量的_以补充合成培养基中缺乏的物质,为防止培养过程发生污染要加入_。此外,每 48 h 更换 1 次培养液,目的是_;同时还要提供适宜的温度、_、氧气和二氧化碳等环境条件。.探究华蟾素药效作用机理的实验:(2)DNA 拓扑异构酶(简称 Topo)为真核生
7、物所必需,在 DNA 复制、转录等方面发挥重要作用,Topo在肿瘤细胞中含量明显高于正常细胞。华蟾素注射液处理细胞 48 h 后,采用逆转录聚合酶链式反应技术检测 Topo基因的表达情况,结果如表。华蟾素浓度(g/mL) 0 0.10 0.20 0.40Topo基因表达量 逆转录聚合酶链式反应的主要原理是:提取肝癌细胞中的总 RNA,在_酶的作用下合成 cDNA,再以 cDNA 为模板进行 PCR 扩增,为完成该反应还需要添加_。由上可知,华蟾素注射液在分子水平上影响肝癌细胞的机理是_。解析:(1)在动物细胞培养时,所需的营养物质有糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等,将这些物质按其类别
8、和所需的数量严格配制而成的培养基,称为合成培养基。由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全搞清楚,因此,在使用合成培养基时,通常需要加入血清、血浆等一些天然成分;为防止培养过程发生污染需要在培养基加入抗生素;为了防止代谢物积累对细胞自身造成危害,还要定时更换培养液;同时还要提供适宜的温度、pH、氧气和二氧化碳等环境条件。(2)逆转录需要以提取的 mRNA 为模板,以游离的脱氧核苷酸为原料,在逆转录酶的催化下合成 cDNA。进行 PCR 扩增时需要准备四类物质:模板(cDNA)、原料(四种脱氧核苷酸)、引物和 Taq 酶。由题干信息和表中实验结果可知,华蟾素注射液在分子水平上影响肝癌细胞的机理是抑
9、制 Topo基因的转录,最终导致Topo含量降低。答案:(1)血清(血浆) 抗生素 提供营养物质和防止代谢物积累对细胞自身造成危害 pH (2)逆转录 引物、耐高温的 DNA 聚合酶( Taq 酶)和四种脱氧核苷酸 抑制 Topo基因的转录,最终导致 Topo含量降低4(2018南京三模)图 1 是利用两种不同生物技术将小鼠培育成大鼠的过程。图 2 中质粒是基因工程中常用的质粒 pIJ702,其中 tsr 为硫链丝菌素抗性基因, mel 是黑色素合成基因,其表达能使白色的链霉菌菌落变成黑色菌落;而限制酶Cla、 Bgl、 Pst、 Sac、 Sph在 pIJ702 上分别只有一处识别序列。pI
10、J702 pZHZ8Bgl 5.7 kb 6.7 kbCla 5.7 kb 2.2 kb,4.5 kbPst 5.7 kb 1.6 kb,5.1 kb(1)图 1 中应用到的生物工程技术有_。c 分子称为_,其上的生长激素基因表达产物的受体分布在丁鼠的全身细胞的_。(2)若大鼠甲和大鼠乙体内 X 染色体上均带有某种致病基因,则培育出的大鼠丙和大鼠丁携带致病基因的是_(不考虑基因突变)。(3)用 Sac和 Sph同时切割大鼠生长激素基因和质粒 pIJ702,获取的目的基因去置换 pIJ702 上 0.4 kb 的片段,构成重组质粒 pZHZ8。上述两种质粒的限制酶酶切片段长度列在表中。由此判断目
11、的基因的片段长度为_kb。参照表中数据,如果用Pst和 Cla同时酶切重组质粒 pZHZ8,则两种酶可将 pZHZ8 切成_个片段。(4)重组质粒 pZHZ8 上的标记基因是_,在含硫链丝菌素固体培养基上培养后,筛选过程中要淘汰_色的菌落。解析:(1)图 1 中技术为核移植技术,技术为转基因技术,应用到的生物工程技术有核移植技术、转基因技术、胚胎移植技术、动物细胞培养技术。c 分子称为基因表达载体(重组 DNA 分子或重组质粒),生长激素通过和细胞膜表面的受体结合调节细胞代谢。(2)大鼠甲体内 X 染色体上带有的某种致病基因会随细胞核传给大鼠丙,大鼠乙只为大鼠丁提供生长激素基因,丁不携带大鼠乙
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