理综生物变式

36（15分分）选修）选修3干扰素是我国第一个批准生产的干扰素是我国第一个批准生产的基因工程药物，该药利用大肠杆菌作为受体获得，基因工程药物，该药利用大肠杆菌作为受体获得，具有抗病毒、抵制肿瘤增生调节人体免疫等作用，具有抗病毒、抵制肿瘤增生调节人体免疫等作用，广泛应用于病毒性、肿瘤等疾病的治疗。广泛应用于病毒性、肿瘤等疾病的治疗。（1）原核生物经常做为受体细胞是由于其具有其它）原核生物经常做为受体细胞是由于其具有其它生物没有的特点：生物没有的特点：_（2）是基因工程的核心，其目的是是基因工程的核心，其目的是使目的基因在使目的基因在 中稳定存在，并且可以遗传给中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够下一代，同时使目的基因能够 和发挥作用。和发挥作用。（3）为使干扰素基因在大肠杆菌中表达，需要把来）为使干扰素基因在大肠杆菌中表达，需要把来自自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入到基因表文库的干扰素基因片段正确插入到基因表达载体的达载体的 和和 之间。之间。（4）采用）采用 技术可检测干扰素基因成功技术可检测干扰素基因成功导入大肠杆菌的导入大肠杆菌的DNA分子中。分子中。繁殖快、多为单细胞、遗传物质少繁殖快、多为单细胞、遗传物质少基因表达载体的构建基因表达载体的构建受体细胞受体细胞表达表达启动子启动子终止子终止子DNA分子杂交分子杂交基因工程中科学家常采用细菌等原核生物作基因工程中科学家常采用细菌等原核生物作为受体细胞为受体细胞,其主要原因是什么其主要原因是什么?A结构简单，操作方便B繁殖速度快繁殖速度快C遗传物质含量少，简单D形状稳定，变异少 原核生物原核生物（如大肠杆菌）作为受体细胞的优势主（如大肠杆菌）作为受体细胞的优势主要有：要有：（1）易杀灭，不会对外界环境造成生物污染；（2）质粒结构带有自己的启动子和调控序列，便于外源重组DNA分子的导入和表达，对细胞本身基因组不会有影响；（3）代时短，生长条件易于满足，便于快速筛选克隆子以及扩大培养或发酵；（4）能使重组DNA分子在其细胞内保持稳定；（5）基因结构简单，调控机制简单，容易研究 1.多为原核生物或单细胞真核生物，细胞增殖速度快，可以在短时间内获得要表达的蛋白质或观察到其他性状表现。2.基因组结构简单，相比多细胞生物研究得更为深入。3.易于构建各种亚型，根据不同的实验要求选择具有最佳形状的类型最实验材料。4.易于培养，对环境、营养要求相对低，经济节约。目前应用最广泛的是原核生物基因表达系统，如大目前应用最广泛的是原核生物基因表达系统，如大肠杆菌表达系统、芽胞杆菌表达系统等。原核生物肠杆菌表达系统、芽胞杆菌表达系统等。原核生物作为基因表达系统的受体细胞具有如下的特点：作为基因表达系统的受体细胞具有如下的特点：原核生物大多数为单细胞异养，生长快，代谢易于控制，可通过发酵迅速获得大量基因表达产物。基因组结构简单，便于基因操作和分析。多数原核生物细胞内含有质粒或噬菌体，便于构建相应的表达载体。生理代谢途径及基因表达调控机制比较清楚。不具备真核生物的蛋白质加工系统，表达产物无特定的空间构象。内源蛋白酶会降解表达的外源蛋白，造成表达产物的不稳定性。（20112011山东）山东）3535【生物【生物现代生物科技专题】现代生物科技专题】人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药人类疾病的转基因动物模型常用于致病机理的探讨及治疗药物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠物的筛选。利用正常大鼠制备遗传性高血压转基因模型大鼠的流程如图所示。的流程如图所示。“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，未经允许不得擅自修改或用于任何形式的商业用途。2012年1月15日，汉水丑生标记。（1 1）卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可以从已处死）卵母细胞除从活体输卵管中采集外，还可以从已处死的雌鼠的雌鼠_中获取。中获取。（2 2）图中的高血压相关基因作为）图中的高血压相关基因作为 ，质粒作为，质粒作为_二者需用二者需用 切割后连接成重组载体，该过切割后连接成重组载体，该过程与质粒上含有程与质粒上含有 有关。有关。（3 3）子代大鼠如果）子代大鼠如果 和和_ ，即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成即可分别在分子水平和个体水平上说明高血压相关基因已成功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。功表达，然后可用其建立高血压转基因动物模型。目的基因目的基因载体载体同种限制酶同种限制酶限制酶切割位点限制酶切割位点检测到体内有相关蛋白检测到体内有相关蛋白出现高血压出现高血压卵巢卵巢 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。使卵母细胞成熟使卵母细胞成熟获能获能COCO2 2培养液的培养液的pHpH“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。胚胎移植胚胎移植 提高优良母畜的繁殖率提高优良母畜的繁殖率 显微注射法显微注射法 牛奶中含有人类白细胞介素牛奶中含有人类白细胞介素 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。蛋白质的预期功能蛋白质的预期功能 载体载体 大肠杆菌大肠杆菌等受体细胞等受体细胞 考点三考点三命题探究命题探究核心突破核心突破蛋白质工蛋白质工程程 基因工程基因工程 根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出控制其合成的基因中的根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出控制其合成的基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪合成出新的胰岛素基因合成仪合成出新的胰岛素基因 突破考点归纳提炼归纳提炼归纳提炼（2013江苏卷）22.小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因（目的基因）后再重组表达。下列相关叙述正确的是（多选）A.设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B.用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列C.PCR体系中一定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D.一定要根据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞【答案】BD（2013新课标新课标卷）卷）40【生物【生物-选修选修3 】（】（15分）分）阅读如下材料：材料甲：材料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的“超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。材料乙：材料乙：T4溶菌酶在温度较高时易失去活性，科学家对编码T4溶菌酶的基因进行改造，使其表达的T4溶菌酶的第3位的异亮氨酸变为半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。材料丙：材料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙的体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。回答下列问题：（1）材料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用 法。构建基因表达载体常用的工具酶有 和 。在培育转基因植物是，常用农杆菌转化发，农杆菌的作用是 。（2）材料乙属于 工程范畴。该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对 进行改造，或制造制造一种 的技术。在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的 序列发生了改变。（4）材料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到 种的，生理状况相同的另一个雌性动物体内，使之继续发育成新个体的技术。在资料丙的实例中，兔甲称为 体，兔乙称为 体。【答案】（【答案】（1 1）显微注射法）显微注射法 限制性内切酶限制性内切酶 DNADNA连接酶连接酶 农农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中 （2 2）蛋白质）蛋白质 现有蛋白质现有蛋白质 新蛋白质新蛋白质 氨基酸（氨基酸（3 3）同）同 供供 受受（2013北京卷）北京卷）30.（18分）分）斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码。具有纯合突变基因（dd）的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。利用转基因技术将绿色荧光蛋白（G）基因整合到斑马鱼17号染色体上，带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光。未整合G基因的染色体的对应位点表示为g。用个体M和N进行如下杂交实验。（1）在上述转基因实验中，将G基因与质粒重组，需要的两类酶是 和 。将重组质粒显微注射到斑马鱼 中，整合到染色体上的G基因 后，使胚胎发出绿色荧光。（2）根据上述杂交实验推测：亲代M的基因型是 （填选项）。a.DDgg b.Ddgg子代中只发出绿色荧光的胚胎基因型包括 （选填选项前的符号）。a.DDGG b.DDGg c.DdGG d.DdGg（1）限制性核酸内切酶）限制性核酸内切酶 DNA连接酶连接酶 受精卵受精卵 表达表达（2）b b、d（20122012天津）天津）7.7.（1313分）生物分子间的特异性结合的性质广泛分）生物分子间的特异性结合的性质广泛用于生命科学研究。以下实例为体外处理用于生命科学研究。以下实例为体外处理“蛋白质蛋白质-DNA-DNA复合体复合体”获得获得DNADNA片段信息的过程图。片段信息的过程图。据图回答：据图回答：（1 1）过程）过程酶作用的部位是酶作用的部位是_键，此过程只发键，此过程只发生在非结合区生在非结合区DNADNA，过程，过程酶作用的部位是酶作用的部位是_键。键。（2 2）、两过程利用了酶的两过程利用了酶的_特性。特性。【解析】（【解析】（1 1）DNADNA酶作用的部位是酶作用的部位是DNADNA的磷酸二酯键，蛋白酶的磷酸二酯键，蛋白酶作用的部位是肽键。作用的部位是肽键。（2 2）过程利用了各种酶催化一种或一类化学反应的特性过程利用了各种酶催化一种或一类化学反应的特性，即专一性。，即专一性。肽键肽键磷酸二酯键磷酸二酯键专一专一“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。（3 3）若将得到的）若将得到的DNADNA片段用于构建重组质粒，需要过程片段用于构建重组质粒，需要过程的的测序结果与测序结果与_酶的识别序列进行对比，以确酶的识别序列进行对比，以确定选用何种酶。定选用何种酶。（4 4）如果复合体中的蛋白质为）如果复合体中的蛋白质为RNARNA酶聚合，则其识别、结合酶聚合，则其识别、结合DNADNA序列位基因的序列位基因的_。【解析】【解析】（3 3）DNADNA要构建重组质粒，需要用限制性核酸内切酶切割，要构建重组质粒，需要用限制性核酸内切酶切割，再与质粒重组。再与质粒重组。（4 4）RNARNA聚合酶识别和结合在基因的启动子上，驱动基因转聚合酶识别和结合在基因的启动子上，驱动基因转录。录。启动子（或转录起始区）启动子（或转录起始区）限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。【解析】【解析】（5 5）蛋白酶能特异性的酶解蛋白质，分子杂交手段也是利用）蛋白酶能特异性的酶解蛋白质，分子杂交手段也是利用各物质分子结合的特异性，抑制成熟基因转录出的各物质分子结合的特异性，抑制成熟基因转录出的mRNAmRNA与催化与催化成熟酶基因的成熟酶基因的mRNAmRNA碱基互补结合，也具有特异性，光和色素易碱基互补结合，也具有特异性，光和色素易溶于有机溶剂，与酒精并不是特异性的溶解，所以选溶于有机溶剂，与酒精并不是特异性的溶解，所以选ACDACD。（5 5）以下研究利用了生物分子间的特异性结合的有（多选）以下研究利用了生物分子间的特异性结合的有（多选）A.A.分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取分离得到核糖体，用蛋白酶酶解后提取rRNA rRNA B.B.用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素用无水乙醇处理菠菜叶片，提取叶绿体基粒膜上的光合色素C C通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色通过分子杂交手段，用荧光物质标记的目的基因进行染色体定位体定位D D将抑制成熟基因导入番茄，其将抑制成熟基因导入番茄，其mRNAmRNA与催化成熟酶基因的与催化成熟酶基因的mRNAmRNA互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟互补结合，终止后者翻译，延迟果实成熟。ACD(3(3）下图为采用基因工程技术生产）下图为采用基因工程技术生产AFB1AFB1解毒酶的流程图解毒酶的流程图据图回答问题：据图回答问题：在甲、乙条件下培养含在甲、乙条件下培养含AFB1AFB1解毒酶基因的菌株经测定甲解毒酶基因的菌株经测定甲菌液细胞密度小、细胞含解毒酶：乙菌液细胞密度大、细胞不含解菌液细胞密度小、细胞含解毒酶：乙菌液细胞密度大、细胞不含解毒酶过程毒酶过程l l 应选择应选择_菌液的细胞提取总菌液的细胞提取总RNA RNA，理由是，理由是_ _ 过程过程中，根据图示，可以看出与引物结合的模版是中，根据图示，可以看出与引物结合的模版是_ 检测酵母菌工程菌是否合成了检测酵母菌工程菌是否合成了AFB1AFB1解毒酶，应采用解毒酶，应采用_方法。方法。甲甲甲菌液细胞的甲菌液细胞的AFB1AFB1基因的表达已转录形成基因的表达已转录形成mRNAmRNA，而在已菌夜细胞中，而在已菌夜细胞中该基因未转录该基因未转录AFB1解毒酶基因的解毒酶基因的cDNAcDNA抗原抗原-抗体杂交抗体杂交“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。（2012新课标卷）新课标卷）40、生物生物选修选修3现代生物科技专题现代生物科技专题（15分）分）根据基因工程的有关知识，回答下列问题：根据基因工程的有关知识，回答下列问题：（1）限制性内切酶切割分子后产生的片段，其末端类型）限制性内切酶切割分子后产生的片段，其末端类型有有 和和 。黏性末端黏性末端 平末端平末端 （2）质粒运载体用）质粒运载体用EcoR切割后产生的片段如下：切割后产生的片段如下：为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用除可用EcoR切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点是须具有的特点是 。切割产生的切割产生的DNA片段末端与片段末端与EcoR切割切割产生的相同产生的相同（3）按其来源不同，基因工程中所使用的）按其来源不同，基因工程中所使用的DNA连接酶有两类，连接酶有两类，即即DNA连接酶和连接酶和DNA连接酶。连接酶。大肠杆菌大肠杆菌 T4T4（5）基因工程中除质粒外，）基因工程中除质粒外，和和 也可也可作为运载体。作为运载体。（4 4）反转录作用的模板是）反转录作用的模板是 ，产物是，产物是 。若要在体外获得大量反转录产物，常采用若要在体外获得大量反转录产物，常采用技术。技术。（6）若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用）若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是未处理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是 mRNA（或（或RNA）cDNA（或（或DNA）噬菌体噬菌体 未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源未处理的大肠杆菌吸收质粒（外源DNA）的能力极弱）的能力极弱 PCRPCR 动植物病毒等动植物病毒等（20122012福建）福建）3232现代生物科技专题现代生物科技专题肺细胞中的肺细胞中的let-7let-7基因表达减弱，癌基因基因表达减弱，癌基因RASRAS表达增强，会引表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将发肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7let-7基因导入肺癌细基因导入肺癌细胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技胞实现表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图。术基本流程如图。（）进行过程（）进行过程时，需用时，需用 _ _ 酶切开载体以插入酶切开载体以插入let-7let-7基因。载体应有基因。载体应有RNARNA聚合酶识别和结合聚合酶识别和结合的部位，以驱动的部位，以驱动let-7let-7基因转录，该部位称为基因转录，该部位称为 。限制性核酸内切酶（或限制）限制性核酸内切酶（或限制）_ _ 启动子启动子 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。（20122012福建）福建）3232现代生物科技专题现代生物科技专题 肺细胞中的肺细胞中的let-7let-7基因表达减弱，癌基因基因表达减弱，癌基因RASRAS表达增强，会引发表达增强，会引发肺癌。研究人员利用基因工程技术将肺癌。研究人员利用基因工程技术将let-7let-7基因导入肺癌细胞实验基因导入肺癌细胞实验表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如表达，发现肺癌细胞的增殖受到抑制。该基因工程技术基本流程如图。图。（）进行过程（）进行过程时，需用时，需用 酶处理贴附在培养酶处理贴附在培养皿壁上的细胞，以利于传代培养。皿壁上的细胞，以利于传代培养。胰蛋白胰蛋白 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。（）研究发现，（）研究发现，let-7let-7基因能影响癌基因基因能影响癌基因RASRAS的表达，其影响的表达，其影响机理如图。据图分析，可从细胞中提取机理如图。据图分析，可从细胞中提取 进行分子杂交，进行分子杂交，以直接检测以直接检测let-7let-7基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能基因是否转录。肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞是由于细胞 （RASmRNA/RASRASmRNA/RAS蛋白）含量减少引起的。蛋白）含量减少引起的。RNA RNA RASRAS蛋白蛋白 “汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，不得以任何形式用于商业目的。2012年1月15日，汉水丑生标记。（20112011安徽）安徽）31.31.家蚕细胞具有高效表达外源基因能力。将人家蚕细胞具有高效表达外源基因能力。将人干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于干扰素基因导入家蚕细胞并大规模培养，可以提取干扰素用于制药。制药。（1 1）进行转基因操作前，需用）进行转基因操作前，需用_酶短时处酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。理幼蚕组织，以便获得单个细胞。（2 2）为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自）为使干扰素基因在家蚕细胞中高效表达，需要把来自cDNA文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的文库的干扰素基因片段正确插入表达载体的_和和_之间。之间。（3 3）采用）采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。该该PCR反应体系的主要成分应该包含：扩增缓冲液（含反应体系的主要成分应该包含：扩增缓冲液（含Mg2+）、）、水、水、4 4种脱氧核糖苷酸、模板种脱氧核糖苷酸、模板DNADNA、_和和_。“汉水丑生的生物同行”超级群大型公益活动：历年高考题PPT版制作。本课件为公益作品，版权所有，未经允许不得擅自修改或用于任何形式的商业用途。2012年1月15日，汉水丑生标记。胰蛋白（或胶原蛋白）胰蛋白（或胶原蛋白）启动子启动子 终止子终止子 对干扰素基因特异的对干扰素基因特异的DNA引物对引物对 Taq DNA聚合酶聚合酶 扩大细胞贴壁生长的附着面积扩大细胞贴壁生长的附着面积（4 4）利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会）利用生物反应器培养家蚕细胞时，贴壁生长的细胞会产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器产生接触抑制。通常将多孔的中空薄壁小玻璃珠放入反应器中，这样可以中，这样可以_增加培养的细增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。胞数量，也有利于空气交换。