专题10 现代生物科技

（2011年江苏卷）33．（8分）请回答基因工程方面的有关问题：(1)利用PCR技术扩增目的基因，其原理与细胞内DNA复制类似（如下图所示）。

图中引物为单链DNA片段，它是子链合成延伸的基础。

①从理论上推测，第四轮循环产物中含有引物A的DNA片段所占的比例为▲。

②在第▲轮循环产物中开始出现两条脱氧核苷酸链等长的DNA片段。

(2)设计引物是PCR技术关键步骤之一。

某同学设计的两组引物（只标注了部分碱基序列）都不合理（如下图），请分别说明理由。

①第1组：▲；②第2组：▲。

(3) PCR反应体系中含有热稳定DNA聚合酶，下面的表达式不能正确反映DNA聚合酶的功能，这是因为▲。

(4)用限制酶EcoRV、Mbol单独或联合切割同一种质粒，得到的DNA片段长度如下图(1 kb 即1000个碱基对)，请在答题卡的指定位置画出质粒上EcoRV、Mbol的切割位点。

33．（8分）(1)①15/16 ②三(2)①引物I和引物Ⅱ局部发生碱基互补配对而失效②引物I’自身折叠后会出现局部碱基互补配对而失效(3) DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到双链DNA片段的引物链上(4)见右图（11年北京卷）31.（16分）T-DNA可能随机插入植物基因组内，导致被插入基因发生突变。

用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下：种植野生型拟南芥，待植物形成花蕾时，将地上部分浸入农杆菌（其中的T-DNA上带有抗除草剂基因）悬浮液中以实现转化。

在适宜条件下培养，收获种子（称为T1代）。

（1）为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾，需要去除，因为后者产生的会抑制侧芽的生长。

代播种在含的培养基上生长，成熟后自（2）为筛选出已转化的个体，需将T1代）。

交，收获种子（称为T2代播种在含的培养基上，获得（3）为筛选出具有抗盐性状的突变体，需将T2所需个体。

（4）经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体。

为确定抗盐性状是否由单基因突变引起，需将该突变体与植株进行杂交，再自交代后统计性状分离比。

（5）若上述T-DNA的插入造成了基因功能丧失，从该突变体的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性。

（6）根据T-DNA的已知序列，利用PCR技术可以扩增出被插入的基因片段。

其过程是：提取植株的DNA，用限制酶处理后，再用将获得的DNA片段连接成环（如右图）以此为模板，从图中A、B、C、D四种单链DNA片断中选取作为引物进行扩增，得到的片断将用于获取该基因的全序列信息。

答案：31（16分）（1）顶芽生长素（2）（一定浓度的）除草剂（3）（一定浓度的）盐（4）野生型 1（降低（6）突变体DNA连接酶B、C（2011年安徽卷）31.（21分）Ⅱ.（9分）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制药。

(1)进行转基因操作前，需用___________酶短时处理幼蚕组织，以便获得单个细胞。

(2)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_________和___________之间。

(3)采用PCR技术可验证干扰素基因是否已经导入家蚕细胞。

改PCR反应体系的主要成分应该包含：扩增缓冲液（含Mg2+）、水，4种脱氧核糖苷酸、模板DNA、_____________和_________________。

(4)利用生物反应器培养家蚕细胞时，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中，这样可以_________________增加培养的细胞数量，也有利于空气交换。

答案：（1）胰蛋白酶（或胶原蛋白酶）（2）启动子终止子（3）TaqDNA聚合酶对干扰素基因特异性的DNA引物对（4）增大细胞贴壁生长的附着面积解析：考查的知识点为动物细胞培养和基因工程.(1)为了使组织分散开为单个细胞通常用胰蛋白酶或胶原蛋白酶。

(2)启动子位于目的基因的首端，终止子位于目的基因的尾端。

(3)PCR反应体系的主要成分应扩增缓冲液（含Mg2+）、水，4种脱氧核糖苷酸、模板DNA 、TaqDNA聚合酶、两种引物。

(4)细胞离体培养时通常表现出：贴壁生长和接触抑制，多孔的中空薄壁小玻璃珠能增大贴壁生长的附着面积，增加培养的细胞数量.（11天津理综卷）6、某致病基因h位于X染色体上，该基因和正常基因H中的某一特定序列BclI酶切后，可产生大小不同的片段（如图1，bp表示碱基对），据此可进行基因诊断。

图2为某家庭病的遗传系谱。

下列叙述错误的是A h基因特定序列中Bcl 1酶切位点的消失是碱基序列改变的结果B II-1的基因诊断中只出现142bp片段，其致病基因来自母亲C II-2的基因诊断中出现142bp，99bp和43bp三个片段，其基因型为X H X hD II-3的丈夫表现型正常，其儿子的基因诊断中出现142bp片段的概率为1/2.答案：D（11年四川卷）5.北极比目鱼中有抗冻基因，其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列，该序列重复次数越多，抗冻能力越强，下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图，有关叙述正确的是A过程①获取的目的基因，可用于基因工程和比目鱼基因组测序B多个抗冻基因编码区依次相连成能表达的新基因，不能得到抗冻性增强的抗冻蛋白，C过程②构成的重组质粒缺乏标记基因，需要转入农杆菌才能进行筛选D应用DNA探针技术，可以检测转基因抗冻番茄植株中目的基因的存在及其完全表达答案：B解析：过程1获得的目的基因已不含非编码区和内含子，因此不能用于比目鱼基因组测序，因此A错。

导入农杆菌是为了扩增和更易导入蕃茄细胞，C错。

DNA探针技术不能检测基因是否完全表达，目的基因的完全表达应该检测表达产物蛋白质，D错。

（2011年浙江卷）6、ada（酸脱氨酶基因）通过质粒pET28b导入大肠杆菌并成功表达腺苷酸脱氨酶。

下列叙述错误．．的是A. 每个大肠杆菌细胞至少含一个重组质粒B. 每个重组质粒至少含一个限制性核酸内切酶识别位点C. 每个限制性核酸内切酶识别位点至少插入一个adaD. 每个人的ada至少表达一个腺苷酸脱氨酶分子答案：C（2011海南生物卷）31.[生物——选修3：现代生物科技专题]（15分）回答有关基因工程的问题：（1）构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生粘性末端，也可能产生_平__末端。

若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_____（相同，不同）粘性末端的限制酶。

（2）利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子的作用是提供RNA聚合酶特异性识别结合位点，驱动基因转录。

在用表达载体转化大肠杆菌时，常用Ca2+处理大肠杆菌，以利于表达载体进入：为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为DNA—RNA分子杂交。

为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成胰岛素原（蛋白质）_，常用抗原-抗体杂交技术。

（3）如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的T—DNA_中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的染色体_上。

（2011上海生命科学卷）（九）回答下列有关基因工程的问题。

（10分）57．基因工程中使用的限制酶，其特点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

答案：特异性地识别和切割DNA（1分）下图四种质粒含有E1和E2两种限制酶的识别，Ap r表示抗青霉素的抗性基因，Tc r表示抗四环素的抗性基因。

58．将两端用E1切开的Tc r基因与用E1切开的质粒X－1混合连接，连接后获得的质粒类型有＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（可多选）A．X－1B．X－2C．X－3D．X－4答案：ABC（2分）59．若将上图所示X－1、X－2、X－3、X－4四种质粒导入大肠杆菌，然后分别涂布在含有青霉素或四环素的两种培养基上。

在这两种培养上均不能生长的大肠杆菌细胞类型有＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

答案：无质粒细胞（1分）含X—3的细胞（1分）60．如果X－1用E1酶切，产生850对碱基和3550对碱基两种片段：那么质粒X－2（Tc r 基因的长度为1200对碱基）用E2酶切后的片段长度为＿＿＿＿＿＿＿＿＿对碱基。

答案：4750（2分）61．若将外源的Tc r基因两端用E2切开，再与用E2切开的X－1混合连接，并导入大肠杆菌细胞，结果显示，含X－4的细胞数与含X－1的细胞数之比为13，增大DNA连接酶用量能否提高上述比值？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

答案：不能（1分）DNA连接酶对DNA片段没有选择性/两段DNA末端相同（1分）（11年重庆卷）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(T n)功能的流程示意图。

（1）与拟南芥t基因的mRNA相比，若油菜T n基因的mRNA中UGA变为ＡＧＡ，其末端序列成为“－ＡＧＣＧＣＧＡＣＣＡＧＡＡＣＵＣＵＡＡ”，则T n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T基因与拟南芥T基因的功能相是 .若③的种皮颜色为，则说明油菜n同。

T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（3）假设该油菜n的细胞在联会时的基因为；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为；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。

答案：31.（16分）（1）2（2）重组质粒（重组DNA分子）重组质粒未导入深褐色（3）TnTntt；黄色正常、黄色卷曲；不变（4）是解析：通过对基因工程和遗传知识相结合来考查学生对该部分知识的掌握，属中档题，较难。

油菜T n基因的mRNA中UGA变为AGA，而末端序列为“——AGCGCGACCAGACUCUAA ——”，在拟南芥中的UGA本是终止密码子不编码氨基酸，而在油菜中变为AGA可编码一个氨基酸，而CUC还可编码一个氨基酸，直到UAA终止密码子不编码氨基酸。

假设油菜T n基因连接到拟南芥染色体并替换其是一个t基因，注意拟南芥是指实验有的突变体tt，所以③转基因拟南芥基因型为T n t，减数分裂联会时形成四分体是由于染色体进行了复制，基因也进行了复制，因而基因型为T n T n t t。