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专题14 现代生物科技专题

(30分钟 100分)

1.(15分)(2017·全国卷Ⅰ)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】本题主要考查基因工程的相关知识。

(1)人体基因A有内含子,将获得的基因A导入大肠杆菌中,经过转录得到含有内含子的mRNA,因为大肠杆菌没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。内含子部分对应的mRNA序列阻断了蛋白A的合成。

(2)若用家蚕作为表达基因A的受体,选用昆虫病毒作为载体,不选用噬菌体作为载体的原因是噬菌体的宿主细胞是细菌,噬菌体不能侵染家蚕。

(3)大肠杆菌是原核生物,原核生物作为受体细胞,有以下优点:结构简单、繁殖速度快、容易培养等。

(4)若要检测基因A是否翻译出蛋白A,最准确的方法是利用蛋白A的抗体,因抗体具有特异性,一种抗体只能与特定的蛋白质结合,可根据蛋白A抗体的杂交情况来判断是否合成了蛋白A。

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(5)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验中将一种生物个体的DNA转移到了另一种生物个体中,并表达合成了相应的蛋白质。

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 【加固训练】

甘蔗黄叶综合症是一种由甘蔗黄叶病毒所引起的禾本科植物病症,科学家通过甘蔗黄叶病毒外壳蛋白基因(简称CP蛋白基因)转化植物来获得抗病转基因新品种。

(1)首先从甘蔗黄叶综合症的病叶中提取RNA,此过程中为了防止RNA被分解,需加入________________抑制剂,以提取的RNA为模板通过__________获得cDNA。 (2)对获取的cDNA进行PCR扩增,在此反应体系中,除了模板DNA、dNTP外,还需加入______________,获得的大量cDNA需要在4 ℃的低温下保存备用,原因是_________________________________________________________。

(3)将cDNA和质粒用同一种限制酶切割,产生相同的平末端,再用____________ ___________将二者进行连接(填“E·coli DNA连接酶”或“T4DNA连接酶”)。在培养基上接种培养大肠杆菌作为受体细胞,同时加入一定量的CaCl2低温冷却液,目的是制备________________细胞,其具有的特殊功能是______________。

(4)为检测大肠杆菌是否产生CP蛋白,需要将病毒颗粒注射入兔子体内,并从血清中分离获得________________作为检测剂。

【解析】(1)RNA易被RNA酶水解,加入RNA酶抑制剂可防止RNA被分解;RNA逆转录可以得到cDNA。(2)PCR反应体系中应包含模板DNA、dNTP、引物、Taq酶;高温条件下,易使DNA分子中的氢键断裂,双螺旋结构打开而发生变性,需要在4 ℃的低温下保存。(3)T4DNA连接酶可连接平末端;常用一定浓度CaCl2溶液制备大肠杆菌感受态细胞,感受态细胞能吸收周围环境中的DNA分子。(4)将病毒颗粒注射入兔子体内,从血清中分离获得CP蛋白抗体,用抗原-抗体杂交技术来检测大肠杆菌是否产生CP蛋白。 答案:(1)RNA酶 逆转录

(2)引物、Taq酶(热稳定DNA聚合酶) 高温条件下,易使DNA分子中的氢键断裂,双螺旋结构打开而发生变性

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(3)T4DNA连接酶 感受态 能吸收周围环境中的DNA分子 (4)CP蛋白抗体(甘蔗黄叶病毒外壳蛋白抗体)

2.(15分)(2018·湖南六校联考)《战狼2》创造了中国电影史的多个最高,电影中的“拉曼拉病毒”学名埃博拉病毒,冷锋注射的疫苗是具有抗埃博拉病毒功能的血清。下图中,甲、乙是两种方法制备单克隆抗体的流程图。请回答下列问题:

(1)甲图中从产生免疫反应的小鼠体内得到了抗________________的抗体,说明小鼠体内已形成了相应的B淋巴细胞。设法将B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合,常用的诱导因素有聚乙二醇、________________、电激等。

(2)甲图中经选择性培养的①________________细胞,还需进行克隆化培养和________________检测,经多次筛选,就可获得足够数量的②细胞。

(3)乙图中将烟草细胞培养成转基因烟草植株涉及的最基本技术是_________ _____________,为了诱导烟草细胞生根,应设置培养基中生长素与细胞分裂素的比____________(填“大于”“等于”或“小于”)1。

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【解析】(1)据甲图中显示,对小鼠注射埃博拉病毒诱导小鼠产生抗埃博拉病毒的抗体;细胞融合的诱导因素有化学因素(如聚乙二醇),生物因素(如灭活病毒),物理因素(如电激)。

(2)甲图中经选择性培养获得的①杂交瘤细胞,还需进行克隆化培养和抗体检测,经多次筛选,就可获得足够数量的②细胞。

(3)将细胞培养成植株的技术是植物组织培养,该过程中诱导细胞生根时,培养基中的生长素与细胞分裂素的比应该大于1。 答案:(1)埃博拉病毒 灭活的病毒 (2)杂交瘤 抗体 (3)植物组织培养 大于

3.(15分)科学家将蜘蛛的蛛丝蛋白基因导入羊体内,得到转基因“蜘蛛羊”,该羊的乳汁中含有蛛丝蛋白,高强度的蛛丝蛋白可用于许多重要的特种工业领域,生产流程如图。请回答:

(1)将蛛丝蛋白基因和载体通过甲过程形成的X为________________,甲过程通常用相同的限制酶进行切割,原因是_____________________________________ ___________________________________________________。

(2)为了获得蛛丝蛋白,图中的受体细胞应该选择__________(填性别)羊的ES细胞,选择ES细胞进行核移植与体细胞相比________________。

(3)受体细胞在体外培养时,采用的培养基是______________(填“固体”或“液体”)培养基,并在培养环境中添加5%的CO2,目的是________________。

(4)转基因羊除能产生蛛丝蛋白外,其性状与提供ES细胞的个体不完全相同的原因有________________________________________________________________

_______________________________________________________________________。(答出两点即可)

【解析】(1)由题图可知,通过甲过程形成X,然后直接导入受体细胞,所以X应为基因表达载体;甲过程为构建基因表达载体过程,用相同的限制酶进行切割是为了使目的基因和载体有相同的黏

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