1、模块检测卷( 四)(时间：60 分钟 满分：100 分)1.(2019中原名校第一次质量考评)科学家将人的生长激素基因与 pBR322 质粒进行重组，得到的重组质粒导入牛的受精卵，使其发育为转基因牛，再通过细胞工程培育为转基因克隆牛。pBR322 质粒含有两个抗生素抗性基因和 5 个限制酶切点(如图 2)。将重组质粒导入大肠杆菌，并成功地在大肠杆菌中得以表达。请据图回答问题。(1)图 1 中显示的人的生长激素基因是通过人工合成的，图中过程需要的酶是 ；与过程比较，过程所特有的碱基配对方式是 (用字母和箭头表示)。(2)图 1 中的 mRNA 是从人体的 细胞中获取。(3)重组质粒形成与否需要鉴
2、定和筛选，方法是将重组质粒的 DNA 分子导入大肠杆菌，通过含抗生素的培养基进行培养，观察大肠杆菌的生长、繁殖情况进行判断，如图 3 所示：如果受体菌在培养基 A 上能生长、繁殖形成菌落，而不能在培养基 B 上生长、繁殖，则使用限制酶 a 的切点是图 2 中的 ，即目的基因插入了 中。如果受体菌在培养基 A 上不能生长、繁殖形成菌落，而在培养基 B 上能生长、繁殖，则使用限制酶 a 的切点是图 2 中的 ，即目的基因插入了 中。如果受体菌在培养基 A 和培养基 B 上都能生长、繁殖形成菌落，则使用限制酶 a 的切点是图 2 中的 。解析 (1)根据图 1 分析，目的基因是通过 mRNA 逆转录
3、形成的，需要逆转录酶的催化。RNA 中的碱基是 A、U、C、G，DNA 中的碱基是 A、T、C、G，所以过程中碱基配对方式是 AT、UA、GC 、C G 。与过程比较，过程所特有的碱基配对方式是 UA。(2)根据题意，生长激素基因是目的基因，该基因表达产物由垂体细胞分泌，所以需要从垂体细胞中提取相应的mRNA。(3)根据题意，受体菌能在含氨苄青霉素的培养基上生存，不能在含四环素的培养基上生存，所以限制酶切点位于抗四环素基因内部，由图可知，是切点 3、4、5。根据题意，受体菌不能在含氨苄青霉素的培养基上生存，能在含四环素的培养基上生存，所以限制酶切点位于抗氨苄青霉素基因内部，由图可知，是切点 1
4、。根据题意，受体菌能在含氨苄青霉素的培养基上生存，也能在含四环素的培养基上生存，所以这两个基因都没有被破坏，由图可知，是切点 2。答案 (1)逆转录酶 U A (2) 垂体(3)切点 3 或切点 4 或切点 5 抗四环素基因 切点 1 抗氨苄青霉素基因 切点 22.(2019江西金太阳全国大联考)干扰素是动物或人体细胞产生的一种糖蛋白，具有抗病毒的作用。我国科学家成功地把人的干扰素基因“嫁接”到了烟草的DNA 分子上，使烟草获得了抗病毒能力。回答下列问题：(1)科学家欲从人淋巴细胞的 DNA 中获取干扰素基因，利用 PCR 技术扩增干扰素基因时，前提是要有一段已知干扰素基因的核苷酸序列，原因是
5、 ，在操作步骤中需要加热至 9095 的目的是_。(2)获得干扰素基因后，要构建基因表达载体，此时需要 酶把干扰素基因与质粒连接起来。一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须要有 以及标记基因等，其中标记基因的作用是_。(3)将含有干扰素基因的基因表达载体导入烟草细胞中，常用的方法是 。将干扰素基因导入烟草细胞后，要检测 ，这是干扰素基因能否在烟草细胞中稳定遗传的关键。(4)如何检测培育的转干扰素基因烟草是否具有抗病毒能力_。答案 (1)根据这一序列合成引物 目的基因受热变性解旋为单链(2)DNA 连接 启动子、终止子 鉴别受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出来(3
6、)农杆菌转化法 烟草细胞的染色体 DNA 上是否插入了干扰素基因(4)用病毒感染转基因烟草，若烟草不得病，说明烟草具有抗病毒能力；若烟草得病，说明烟草不具有抗病毒能力3.(2019中原名校质量考评)菊花是重要观赏花卉，为增加菊花花色类型，某科研小组从植物 A 的基因文库中选出花色基因 C(图 1)，并将其与质粒(图 2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。请回答下列问题：(1)利用 PCR 技术可扩增花色基因 C，扩增前需根据花色基因 C 的一段核苷酸序列合成 ，便于扩增时热稳定 DNA 聚合酶延伸 DNA 子链。(2)构建基因表达载体时，需用 EcoR 分别处理 C 基因和质粒而不用 BamH 的
7、理由是 ；当 C 基因和质粒连接时，DNA 连接酶催化形成的化学键是 。(3)用含 C 基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织时，需在培养基中添加酚类物质，其目的是 ；C 基因的遗传特性能在菊花体内维持和表达的关键是 ；为筛选出成功转化的菊花细胞，应在筛选培养基中添加 。(4)经检测部分菊花植株的基因组中已有 C 基因，但没有表现 C 基因对应花色，为分析原因，可从分子水平上采用 技术检测 C 基因是否转录。解析 (1)利用 PCR 技术扩增 DNA 前需根据花色基因 C 的一段核苷酸序列合成引物，便于延伸 DNA 子链。(2)构建基因表达载体时，需用 EcoR 分别处理C 基因和质粒而不用 BamH
8、的理由是 EcoR 可切割 C 基因两端和质粒，产生相同黏性末端便于构建重组质粒，而 C 基因两端无 BamH 的识别序列。当C 基因和质粒连接时，DNA 连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。(3) 用含C 基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织时，需在培养基中添加酚类物质，其目的是吸引农杆菌移向菊花细胞，有利于 C 基因成功转化；C 基因的遗传特性能在菊花体内维持和表达的关键是目的基因插入到了菊花细胞的染色体 DNA 上，随染色体 DNA 的复制而复制；为筛选出成功转化的菊花细胞，应在筛选培养基中添加潮霉素以选择出含有重组质粒的受体细胞。(4)可利用 C 基因制作的探针用分子杂交技术检测 C 基因是否
9、转录。答案 (1)引物 (一对引物)(2)EcoR 可切割 C 基因两端和质粒，产生相同黏性末端便于构建重组质粒，而 C 基因两端无 BamH 的识别序列 磷酸二酯键(3)吸引农杆菌转向菊花细胞，有利于 C 基因成功转化 目的基因插入到了菊花细胞的染色体 DNA 上 潮霉素(4)分子杂交4.(2019东北三省四市教研联合体模拟)2018 年 1 月 25 日，细胞杂志报道了我国研究人员在世界上率先利用去甲基化酶(Kd4d)的 mRNA，经体细胞核移植技术培育出第一批灵长类动物食蟹猴，作为研究癌症等人类疾病的动物模型。如图为体细胞核移植技术培育食蟹猴的操作过程，请回答：(1)2001 年，美国科
10、学家已经培育出胚胎细胞核移植猴。获得食蟹猴的体细胞核移植技术难度明显高于胚胎细胞核移植，原因是_。(2)进行过程 时，为提供成纤维细胞培养所需的无毒环境，应进行的实验措施是 ，其目的是_。(3)据图分析，过程是利用 法将成纤维细胞注入猴去核的 M中期卵母细胞的 。(4)图中过程 的实质是早期胚胎在 条件下空间位置的转移。(5)上述实验的突破之处是使用了去甲基化酶(Kd4d)的 mRNA，在确定其作用时，研究人员用正常培养液培养融合细胞得到 A 组实验数据，用正常培养液培养注入去甲基化酶(Kd4d)mRNA 的融合细胞得到 B 组实验数据。图中 X 为融合细胞发育成的胚胎数、Y 为囊胚数、 Z
11、为内细胞团数。分析实验数据可知， Kd4d 的mRNA 的作用是既能提高 又能提高 。解析 (1)与胚胎细胞相比，动物体细胞的分化程度高，恢复其全能性更难，因此利用体细胞核移植难度更大。(2)动物细胞培养过程中，应定期更换培养液，其目的是防止代谢产物的积累对细胞自身造成危害。(3)过程是核移植过程，通过显微注射的方法将供体细胞注入 M中期卵母细胞的卵细胞膜与透明带之间。(4)胚胎移植时要求供体与受体具有相同生理状态。(5)从图中数据可知，与A 组相比，B 组的融合细胞(注入了 Kd4d 的 mRNA)发育成囊胚的成功率和囊胚中内细胞团的形成率都较高。答案 (1)体细胞分化程度高，恢复其全能性较
12、难 (2)定期更换培养液 防止成纤维细胞代谢产物的积累对细胞自身造成危害 (3)显微注射 卵细胞膜与透明带之间 (4)相同生理 (5)融合细胞发育成囊胚的成功率 囊胚中内细胞团的形成率5.(2018河南天一大联考 ) 如图是制备乙肝病毒表面抗体的流程图。请回答下列问题：(1)图中细胞 的名称为 ，其与骨髓瘤细胞融合所依据的基本原理是_。(2)在图示流程中至少需要进行两次筛选，其中第一次筛选的目的是_；第二次筛选的目的是_。(3)制备得到的单克隆抗体可用于乙肝的免疫治疗，其所利用的免疫学原理是_。(4)干扰素属于淋巴因子，由效应 T 细胞产生，并以 的方式释放到细胞外。某同学联想到单克隆抗体的制
13、备过程，提出用效应 T 细胞代替细胞，从而获得单克隆干扰素的设想，你认为该方法是否可行？并说明理由。_。解析 (3)由于抗原和抗体具有特异性结合的特性，因此利用抗体可以治疗相应的疾病。(4)效应 T 细胞以胞吐的方式释放淋巴因子；骨髓瘤细胞会被动物体的免疫系统识别为抗原，效应 T 细胞会与骨髓瘤细胞结合而使骨髓瘤细胞裂解死亡，故不能利用此方法获得单克隆干扰素。答案 (1)B 淋巴细胞( 或浆细胞) 细胞膜( 具有一定)的流动性(2)获得杂交瘤细胞 获得能产生所需抗体的杂交瘤细胞(3)抗原和抗体的特异性结合(或单克隆抗体与抗原结合的特异性强)(4)胞吐 不可行，因为效应 T 细胞能与骨髓瘤细胞结
14、合，使骨髓瘤细胞裂解6.(2018宁夏银川一中二模)随着“绿水青山就是金山银山”的提出，生态经济的重要性日益突显。综合所学知识，回答下列有关问题：(1)“无废弃物农业 ”是我国古代传统农业的辉煌成就之一，这一成就遵循的基本原理是 原理。生态经济改变了人类能征服自然的错误观念，其所遵循的主要原则是 ，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的生产原料，从而实现废弃物的资源化。与传统的工程相比，生态工程的特点是_。(2)“三北防护林 ”被誉为“世界生态工程之最”，该工程依据的基本原理主要是 、 (答出 2 个)。(3)湿地生态恢复工程是采用工程和 相结合的方法，使受到干扰的湿地恢复，在
15、湿地的周围还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠 机制恢复其生态功能。解析 (1)“无废弃物农业”指的是生态农业中一些物质被循环利用，没有直接作为废弃物抛弃而污染环境，这一成就所遵循的基本原理是物质循环再生原理。(2)“三北防护林 ”被誉为“世界生态工程之最”，是指在我国三北地区(西北、华北和东北)建设的大型人工林业生态工程。它是我国政府为改善生态环境所建立的，其最重要的生态效益是防风固沙，防止沙漠化，该工程依据的基本原理主要是物种多样性原理和整体性原理。(3)湿地生态恢复工程是采用工程和生物措施相结合的方法，使受到干扰的湿地恢复，在湿地的周围还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使
16、被破坏的湿地依靠自然演替机制恢复其生态功能。答案 (1)物质循环再生 循环经济 少消耗、多效益、可持续 (2)物种多样性原理 整体性原理 (3)生物措施 自然演替7.(2019豫南九校期末 )某科学工作者首先从真核细胞细胞质的多聚核糖体中获得 mRNA，再将获得的 mRNA 与单链 DNA 分子杂交，从而分离获得目的基因。该方法的操作过程如图所示，请回答下列相关问题：(1)图中加热处理的目的是获得 DNA 单链，在加热过程中破坏了 DNA 分子结构中的 (填化学键名称)。利用 PCR 技术对 DNA 分子进行扩增时，需要的条件有_(至少答出三点)。(2)一个 mRNA 分子上可以相继结合多个核
17、糖体(即多聚核糖体的存在 )，其意义是_。(3)mRNA 与单链 DNA 分子杂交的原理是 ；分子杂交形成游离的凸环 3、5、7 的原因是 DNA 中含有 ，这些非编码 DNA 片段被转录后在 mRNA 加工过程中会被剪切掉。与 DNA 复制相比，DNA 与mRNA 分子杂交特有的碱基配对类型是_。(4)在基因工程中，构建的表达载体应含有目的基因及启动子，其中启动子的作用是_。解析 (1)加热使 DNA 分子中的氢键断裂，从而形成单链。利用 PCR 技术对DNA 分子扩增时，需要的条件有热稳定 DNA 聚合酶(或 Taq 酶)、引物、原料、加热等。(2)多聚核糖体的存在使少量的 mRNA 就可
18、以迅速合成大量的蛋白质。(3)由于 mRNA 分子是以 DNA 分子的一条链为模板转录形成的，因此 mRNA能与特定的单链 DNA 分子杂交，其杂交的原理是遵循碱基互补配对原则，形成游离的凸环的原因是 DNA 中含有包括非编码的 DNA 片段，即内含子，mRNA 分子中没有与其互补的碱基序列，DNA 与 mRNA 形成的双链分子中碱基配对类型有 3 种，分别是 AU、TA、GC ，与 DNA 复制相比，特有的是 AU。(4)启动子的作用是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录。答案 (1)氢键 热稳定 DNA 聚合酶( 或 Taq 酶)、引物、原料、加热(答出三点即可)(2)少量的 m
19、RNA 就可以迅速合成大量的蛋白质(3)遵循碱基互补配对原则 内含子 AU(4)RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录8.(2018辽宁沈阳郊联体一模)“生物导弹”是免疫导向药物的形象称呼，由单克隆抗体与药物配合而成。单克隆抗体能自动导向，在生物体内与特定目标细胞或组织结合，并由其携带的药物产生治疗作用。单克隆抗体的制备过程如下图所示，分析回答下列问题：(1)制备特异性的单克隆抗体，首先要对小鼠注射特定 。(2)从单克隆抗体制备过程可以看出，它运用了 (至少两种)等细胞工程技术。(3)若只考虑细胞的两两融合，理论上融合的细胞有 种类型，符合要求的细胞的特点是_。(4)体外培养杂交瘤细胞的
20、培养基与用于植物组织培养的培养基在物理性质上的主要区别是前者要用 ，从培养基的成分来看，前者培养基中除了添加必要的营养物质外还需要加入含天然成分的 。(5)特异性抗体也可以通过常规方法来制备：向动物反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物的血清中分离所需抗体。与这种常规方法相比，单克隆抗体具有 等优点(答出三点即可)。解析 (1)在制备单克隆抗体时，首先要对小鼠注射特定的抗原，刺激小鼠产生相应的 B 淋巴细胞(浆细胞)。(2)单克隆抗体制备过程运用了动物细胞培养和动物细胞融合等动物细胞工程技术。(3)动物细胞两两融合，融合的细胞一共有 3种，其中只有杂交瘤细胞符合要求，其具有无限增殖和产生
21、特异性抗体的特点。(4)体外培养杂交瘤细胞使用的是液体培养基，该培养基中需要加入含天然成分的动物血清、血浆。(5)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、能大量制备等优点。答案 (1)抗原 (2) 动物细胞培养、动物细胞融合 (3)3 能产生特异性抗体和无限增殖 (4)液体培养基 动物血清、血浆 (5) 特异性强、灵敏度高、能大量制备9.(2018河北衡水金卷 )下图是一种 Ti 质粒，下表列举了 4 种限制酶及其识别序列和切割位点。请回答下列问题：限制酶 识别序列和切割位点 GAATTC GGATCC AGATCT GTCGAC(1)基因工程所用的工具中，上图和上表中缺少的是 ；基因工程的核心步骤
22、是 。(2)上表中 4 种限制酶切割 DNA 分子形成的末端为 (填“平末端”或“黏性末端”)；限制酶又称 EcoR 限制酶，这种限制酶是从 菌的R 型菌株分离出来的第 1 个限制酶。(3)若含有目的基因的 DNA 上有 4 个限制酶的酶切位点，分别位于目的基因的两侧，其中限制酶和位于一侧，限制酶和位于另一侧。为了提高该目的基因与上图所示的 Ti 质粒之间的拼接率，可使用的限制酶组合有 种。(4)基因工程不能使转基因生物获得自然界不存在的蛋白质，理由是 ；若要获得活性较高的 淀粉酶可采用蛋白质工程，该工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发设计 推测应有的氨基酸序列找到相应的脱氧核苷酸序列(基因
23、)。解析 (1)基因工程所用的工具有限制酶、DNA 连接酶和载体，图中的质粒为载体，表中有限制酶。基因工程的核心步骤是基因表达载体的构建。(2)表中 4 种限制酶切割识别序列均不是对称切割，所以形成的末端均为黏性末端。EcoR 限制酶，其中 EcoR 表示 R 型大肠杆菌，表示从 R 型大肠杆菌中获得的第一种限制酶。(3)由于目的基因两侧各有两种酶切位点，所以将目的基因切割下来的限制酶组合有 4 种，但限制酶和切割 DNA 所得末端相同，这样会导致目的基因和质粒的自身环化，不利于目的基因与质粒的拼接，由此可见限制酶组合只有 3 种。(4)基因工程所用的目的基因是自然界已经有的基因，所以该基因控制合成的蛋白质也是自然界已经存在的蛋白质。答案 (1)DNA 连接酶 基因表达载体的构建 (2)黏性末端 大肠杆 (3)3 (4)基因工程的原理是基因重组，即原有基因的重新组合，并没有产生新基因，进而也就没有新蛋白质产生(答案合理即可) 预期的蛋白质结构
