高一生物基因工程的原理及技术

高一生物基因工程的原理及技术内容摘要：

过程①表示基因表达载体的构建，在该过程中需要用限制酶对载体进行切割以便于目的基因的插入（限制性核酸内切酶，简称限制酶，写其他的不得分）；启动子是一段特殊的 DNA序列，是 RNA聚合酶结合和识别的位点， RNA聚合酶结合到该位点，可驱动转录过程。 （ 2）过程②表示动物细胞培养，培养过程中出现接触抑制后可以用胰蛋白酶处理，使之分散成单个的细胞，之后分装到其他培养瓶里面进行传代培养。 （ 3）判断目的基因是否在受体细胞中转录，可用分子杂交技术来进行，从细胞中提取 mRNA和用放射性同位素或者荧光标记的目的基因单链 DNA片段进行杂交。 根据题中信息 ‚ 肺组织细胞中的 let7基因表达减弱，癌基因 RAS表达就增强，引发肺癌 ‛ 导入 let7基因后，肺癌细胞受到抑制，说明 RAS基因表达减弱，导致细胞中的 RAS蛋白质含量减少进而导致癌细胞受抑制。 （ 2020安徽） 31．（ 24分）甲型血友病是由 X染色体上的隐性基因导致的遗传病（ H对 h为显性）。 图 1中两个家系都有血友病发病史， Ⅲ2 和 Ⅲ3 婚后生下一个性染色体组成是 XXY的非血友病儿子（ IV2），家系中的其他成员性染色体组成均正常。 “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。 2020年 1月 15日，汉水丑生标记。 （ 1）根据图 1， （填 ‚ 能 ‛ 或 ‚ 不能 ‛ ）确定 IV2两条X染色体的来源； III4与正常女子结婚，推断其女儿患血友病的概率是。 0 不能“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。 2020年 1月15日，汉水丑生标记。 （ 2）两个家系的甲型血友病均由凝血因子 Ⅷ （简称 F8，即抗血友病球蛋白）基因碱基对缺失所致。 为探明 IV2的病因，对家系的第 Ⅲ 、 IV代成员 F8基因的特异片段进行了 PCR扩增，其产物电泳结果如图 2所示，结合图 1，推断 Ⅲ3 的基因型是。 请用图解和必要的文字说明 IV2非血友病 XXY的形成原因。 XHXh “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。 2020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。 2020年 1月 15日，汉水丑生标记。 图解如下： 在 Ⅲ 3形成卵细胞过程中的减数第二次分裂后期，带有基因 H的姐妹染色单体移向细胞同一极，形成 XHXH的细胞， XHXH卵细胞与正常精子结合形成 XHXHY受精卵 （ 3）现 III3再次怀孕，产前诊断显示胎儿（ IV3）细胞的染色体为 46， XY； F8基因的 PCR检测结果如图 2所示。 由此建议III3。 “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。 2020年 1月 15日，汉水丑生标记。 （ 4）补给 F8可治疗甲型血友病。 采用凝胶色谱法从血液中分离纯化 F8时，在凝胶装填色谱柱后，需要用缓冲液处理较长时间，其目的是 ；若 F8比某些杂蛋白先收集到，说明 F8的相对分子质量较这些杂蛋白。 洗涤平衡凝胶，并使凝胶装填紧密 终止妊娠 大 “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。 2020年 1月15日，汉水丑生标记。 （ 6）为获得更多的转基因母猪，可以采用体细胞克隆技术，将纯合转基因母猪的体细胞核注入 ，构成重组胚胎进行繁殖。 （ 5）利用转基因猪乳腺生物反应器可生产 F8。 要使乳腺细胞合成 F8，构建表达载体时，必须将 F8基因 cDNA与猪乳腺蛋白基因的 等调控组件重组在一起。 F8基因 cDNA可通过克隆筛选获得，该 cDNA比染色体上的 F8基因短，原因是该cDNA没有。 内含子 启动子 去核的卵母细胞 “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。 2020年 1月15日，汉水丑生标记。 【 解析 】 （ 1）因为 Ⅳ2 的染色体组成可能是 XHXH，也可能是XHXhY，所以不能确定， Ⅲ4 的基因型为 XHY，所以后代女性中没有患病个体。 （ 2）由图可知第一条带是显性，第二条带是隐性，所以 Ⅲ3 基因型为 XHXh，图解如下： 在 III3形成卵细胞过程中的减数第二次分裂后期，带有基因 H的姐妹染色单体移向细胞的同一极，形成 XHXH卵细胞， XHXH卵细胞与正常精子结合形成 XHXHY受精卵。 “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。 2020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。 2020年 1月15日，汉水丑生标记。 说明： Ⅲ 2产生正常的 Y精子和 Ⅲ 3产生异常的卵细胞 XHXh结合而成 XHXhY “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。 2020年 1月15日，汉水丑生标记。 说明： Ⅲ 2产生异常的 XhY精子和 Ⅲ 3产生正常的卵细胞 XH结合而成 XHXhY 或 或Ⅲ 产生异常的 精Ⅲ 产生正常的卵细胞结合而成或或Ⅲ 产生异常的 精Ⅲ 产生正常的卵细胞结合而成或或Ⅲ 产生异常的 精Ⅲ 产生正常的卵细胞结合而成或说明： Ⅲ 2产生正常的 Y精子和 Ⅲ 3产生异常的卵细胞 XHXh结合 而成 XHXhY 说明： Ⅲ 产生正常的 精子和Ⅲ 产生异常的卵细胞 结合而成“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。 2020年 1月15日，汉水丑生标记。 【 解析 】 （ 3） 由题可知 ， IV3是血友病患者 ， 所以建议 III3终止妊娠。 （ 4） 采用凝胶色谱法从血液中分离纯化 F8时 ， 在凝胶装填色谱柱后 ， 需要用缓冲液处理较长时间 ， 其目的是洗涤平衡凝胶 ， 并使凝胶装填紧密；若 F8比某些杂蛋白先收集到 ， 说明 F8的相对分子质量较这些杂蛋白较大。 （ 5） 要使乳腺细胞合成 F8， 构建表达载体时 ， 必须将 F8基因cDNA与猪乳腺蛋白基因的启动子和终止子等调控组件重组在一起。 F8基因 cDNA可通过克隆筛选获得 ， 该 cDNA比染色体上的 F8基因短 ， 原因是该 cDNA没有内含子。 （ 6） 为获得更多的转基因母猪 ， 可以采用体细胞克隆技术 ， 将纯合转基因母猪的体细胞核注入去核卵细胞 ， 构成重组胚胎进行繁殖。 “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。 2020年 1月 15日，汉水丑生标记。 （ 2020北京） 5．高中生物学实验中，在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是（ ） A．将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中 B．将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上 C．将转基因植物叶片接种到无菌培养基上 D．将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上 【 解析 】 植物组织培养中的外植体必须在严格的无菌环境中进行培养，而且操作的各环节都要注意严格灭菌，必须无菌操作， C对；葡萄酒的制作原理是利用酵母菌无氧发酵时产生酒精，在无氧条件下，大部分微生物都不能生存，随着发酵的进行，酒精度增大，也有杀菌的作用；而制作腐乳时，主要是将毛霉等微生物接种在豆腐上，此过程的加盐、加卤汤等操作均有一定的杀菌作用；选择培养基只能允许目的菌生长，会抑制其他杂菌生长，因此不是严格无菌操作时 A、 B、 D选项的情况下比 C选项的受影响要小。 C （ 2020海南） 31.【生物 — 选修 3：现代生物科技专题】（ 15分） 已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。 因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。 回答下列问题： （ 1）为了获得丙 种蛋白质的基因，在已知丙种蛋白质氨基酸序列的基础上，推测出丙种蛋白质的 _______序列，据此可利用________方法合成目的基因。 获得丙 种蛋白质的基因还可用_______、 ____________方法。 （ 2）在利用上述丙中蛋白质基因和质粒载体构建重组质粒的过程中，常需使用 __________酶和 __________。 PCR 化学 基因 基因文库 DNA连接酶 限制 （ 2020海南） 31.【生物 — 选修 3：现代生物科技专题】（ 15分） 已知甲种农作物因受到乙种昆虫危害而减产，乙种昆虫食用某种原核生物分泌的丙种蛋白质后死亡。 因此，可将丙种蛋白质基因转入到甲种农作物体内，使甲种农作物获得抗乙种昆虫危害的能力。 回答下列问题： （ 3）将含有重组质粒的农杆菌与甲种农作物的愈伤组织共培养，筛选出含有丙种蛋白质的愈伤组织，由该愈伤组织培养成的再生植株可抵抗 _____________的危害。 （ 4）若用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，则该植株的种子 _________（填 ‚ 含有 ‛ 或 ‚ 不含 ‛ ）丙种蛋白质基因。 乙种昆虫 不含 【 解析 】 （ 1）在已知蛋白质的氨基酸序列的情况下，可根据氨基酸和碱基的对应关系，推出合成该蛋白质的基因序列，然后用 DNA合成仪通过化学方法来合成目的基因。 此外也可以从基因文库中获取目的基因，也可通过 PCR方法获取目的基因。 （ 2）构建重组质粒时，需要用限制酶将运载体切开，并用DNA连接酶将目的基因连接到运载体上，从而构建基因表达载体。 （ 3）愈伤组织中含有丙蛋白，说明丙蛋白的基因得到了表达，在培养成的植株体内也含有丙蛋白，乙昆虫食用丙蛋白后会死亡，则该植株可抵抗乙昆虫的危害。 （ 4）直接用含有重组质粒的农杆菌直接感染甲种农作物植株叶片伤口，仅仅在该叶片内部分细胞中能合成丙蛋白，该植株的种子和其他的营养器官均不含有重组质粒，也就不含有丙中蛋白质的基因。 （ 2020重庆） 31.（ 16分）拟南芥是遗传学研究的模式植物，某突变体可用于验证相关的基因的功能。 野生型拟南芥的种皮为深褐色（ TT），某突变体的种皮为黄色（ tt） ,下图是利用该突变体验证油菜种皮颜色基因 (Tn)功能的流程示意图。 “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。 2020年 1月 15日，汉水丑生标记。 （ 1）与拟南芥 t基因的 mRNA相比，若油菜 Tn基因的 mRNA中 UGA变为ＡＧＡ，其末端序列成为‚－ＡＧＣＧＣＧＡＣＣＡＧＡＣＵＣＵＡＡ‛，则 Tn比ｔ多编码 个氨基酸（起始密码子位置相同，ＵＧＡ、ＵＡＡ为终止密码子）。 （ 2）图中①应为。 若②不能在含抗生素 Kan的培养基上生长，则原因是。 若③的种皮颜色为 ，则说明油菜 Tn基因与拟南芥 T基因的功能相同。 2 重组质粒 重组质粒未导入 深褐色 （ 3）假设该油菜 Tn基因连接到拟南芥染色体并替换其中一个t基因，则③中进行减数分裂的细胞在联会时的基因型为 _____ ；同时，③的叶片卷曲（叶片正常对叶片卷曲为显性，且与种皮性状独立遗传），用它与种皮深褐色、叶片正常的双杂合体拟南芥杂交，其后代中所占比列最小的个体表现 ______________ 取③的茎尖培养成 16颗植珠，其性状通常 ________（填 ‚不变‛或‚改变‛）。 （ 4）所得的转基因拟南芥与野生型拟南芥 ______（填‚是‛或者‚不是‛）同一个物种。 TnTnt t 黄色正常、 黄色卷曲 不变 是 “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。