2019版高考生物一轮总复习 现代生物科技专题 专题1、4 基因工程、生物技术的安全性和伦理问题课时练 选修3.doc

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专题1、4　基因工程、生物技术的安全性和伦理问题 1．人类在预防与诊疗传染性疾病的过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，疫苗生产和抗体制备的部分流程如下图： (1)过程①代表的是____________。 (2)过程③构建A基因重组载体时，必须使用限制性核酸内切酶和________________两种工具酶。由过程③构建的A基因重组载体，其组成除了目的基因外，还必须有启动子、______________________以及复制原点等。 (3)过程④要检测A基因是否进入受体细胞，常用的方法是________________法；要检测A基因在受体细胞内是否翻译出蛋白质，需用____________法。 (4)过程⑦采用的实验技术是________________________________________________。 2．(2017年河南平顶山二模)阅读如下材料： 材料甲　科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵内，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　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　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。在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是感染植物，将__________转移到受体细胞中。 (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。 (3)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。在材料丙的实例中，兔甲称为__________体。 3．(2017年吉林八模)复合型免疫缺陷症(SCID)患者缺失ada基因，利用现代生物工程技术将人正常ada基因转入患者自身T细胞，可改善患者的免疫功能。如图显示该过程的主要步骤，回答下列问题： (1)图中所示获取正常ada基因的方法是从基因文库中获取目的基因，基因文库包括基因组文库和__________。若要大量获取该目的基因，可通过PCR技术进行扩增。PCR技术是利用__________的原理，将基因的核苷酸序列不断加以复制。 (2)与细胞内DNA复制过程相比，PCR技术的不同点有：需要__________DNA聚合酶，另一个不同之处表现在温度控制方面，在PCR中先用90 ℃～95 ℃左右高温处理的目的是__________，而这一过程在细胞内是通过__________的催化作用实现的。 (3)将人正常ada基因转入患者自身T细胞进行治病的方法叫作__________。 (4)在该治疗方案中，病毒DNA起__________作用，ada基因整合到病毒核酸上需使用的工具酶有______________________。 4．(2018年吉林长春质检)2,4D作为除草剂在农田中大量使用，研究人员认为它是某种淋巴癌的致病因子。为降低2,4D的危害，科研人员通过基因工程技术构建了能高效降解2,4D的基因工程菌。请回答下列问题： (1)在农业生产上常会使用________浓度2,4D对麦田进行除草，在杀死杂草的同时却不会对小麦生长造成损害，原因是__________________。 (2)从被2,4D污染的土壤中得到能降解2,4D的细菌，从该细菌中提取RNA，构建________文库，进一步获得目的基因。 (3)PCR技术扩增目的基因的过程：目的基因DNA受热变性后解旋为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在________________作用下进行延伸，如此重复循环多次，使目的基因的数量呈________形式扩增。 (4)一个基因表达载体的组成中要有标记基因，标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中__________。欲知基因工程成功与否，需要进行________水平的检测，有时还需进行________________水平的鉴定。 5．胰岛素A、B链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。下图1是该方法所用的基因表达载体，图2表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B分别表示β半乳糖苷酶与胰岛素A、B链融合的蛋白)。请回答下列问题： 图1 图2 (1)图1基因表达载体中没有标注出来的基本结构是________。 (2)图1中启动子是________酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达；氨苄青霉素抗性基因的作用是________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)构建基因表达载体时必需的工具酶有____________________。 (4)β半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，其意义在于_______________________________________________________。 (5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链，且β半乳糖苷酶被切成多个肽段，这是因为___________________________ _________________________________________________________________________________________________________________。 (6)根据图2中胰岛素的结构，请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。你的推测结果是______，理由是____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 专题1、4　基因工程、生物技术的安全性和伦理问题 1.(1)逆转录　(2)DNA连接酶　终止子、标记基因 (3)DNA分子杂交　抗原—抗体杂交 (4)细胞融合技术 解析：(1)分析流程图可知①是逆转录过程。(2)构建A基因重组载体时，首先需用限制性核酸内切酶切割含有A基因的外源DNA分子和运载体，再用DNA连接酶连接A基因和运载体形成A基因重组载体。重组载体的结构包括目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点等。(3)要检测目的基因是否进入受体细胞，常用的是DNA分子杂交法，检测目的基因是否表达可用抗原—抗体杂交的方法。(4)⑦是动物细胞融合过程，需采用细胞融合技术。 2．(1)显微注射　目的基因 (2)蛋白质　现有蛋白质　新蛋白质　氨基酸 (3)同　供 解析：(1)将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用显微注射法；在培育转基因植物时，常用农杆菌转化法，使用农杆菌的原因是农杆菌可感染植物，农杆菌的作用是将目的基因转移到受体细胞中；(2)材料乙属于蛋白质工程范畴；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，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术；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氨基酸序列发生了改变；(3)胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到同种的、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；在材料丙的实例中，兔甲称为供体，兔乙称为受体。 3．(1)部分基因文库(cDNA文库)　DNA复制 (2)热稳定　使DNA变性(解旋)　解旋酶 (3)基因治疗 (4)运载体(载体)　限制酶和DNA连接酶 解析：(1)基因文库包括基因组文库和部分基因文库(cDNA文库)。PCR技术利用DNA复制的原理，将基因的核苷酸序列不断加以复制。(2)PCR技术需要热稳定DNA聚合酶，扩增过程中先用90～95℃左右高温处理使DNA变性(解旋)，这一过程在细胞内是通过解旋酶的催化作用实现的。 (3)将人正常ada基因转入患者自身T细胞进行治病的方法叫作基因治疗。(4)在该治疗方案中，病毒DNA起运载体(载体)作用，ada基因整合到病毒核酸上需使用限制酶和DNA连接酶。 4．(1)高　不同植物对2,4D的敏感程度不同 (2)cDNA(部分基因) (3)热稳定DNA聚合酶(或Taq酶)　指数 (4)是否含有目的基因　分子　个体生物学(或个体) 解析：(1)2,4D是生长素类似物，利用不同植物对其敏感程度不同，可用其除去麦田杂草。(2)从工程菌中提取RNA构建的基因文库是部分基因文库(cDNA文库)。(3)PCR技术用热稳定DNA聚合酶(Taq酶)延伸，多次循环呈指数(2n)增长。(4)标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因。欲知基因工程成功与否，需要进行分子水平的检测，有时还需进行个体生物学水平的鉴定。 5．(1)终止子 (2)RNA聚合　作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来 (3)限制酶和DNA连接酶 (4)防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解 (5)β半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸 (6)至少2个　两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸R基团中可能还含有游离的氨基 解析：(1)基因表达载体中应具有启动子、目的基因、终止子、标记基因和复制原点。(2)启动子是转录过程中RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达。图中的氨苄青霉素抗性基因作为标记基因，可用含有氨苄青霉素的培养基筛选含有重组质粒的大肠杆菌。(3)构建基因表达载体时，需要用同种限制酶分别切割目的基因和载体，然后用DNA连接酶将目的基因和载体连接。(4)胰岛素肽链上具有蛋白酶的切割位点，会导致胰岛素被菌体内的蛋白酶降解，而通过融合表达将切割位点隐藏在内部可防止胰岛素的A、B链被菌体内的蛋白酶降解。(5)根据溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，并结合β半乳糖苷酶被切成多个肽段，获得了完整的胰岛素A链、B链这一信息，可以推测β半乳糖苷酶中含有多个甲硫氨酸，而胰岛素A链、B链不含甲硫氨酸。(6)每一条肽链的两个末端分别含有一个氨基和一个羧基，某些氨基酸的R基中也可能含有游离的氨基，因此含两条肽链的胰岛素中至少含有2个游离的氨基。