核心素养测评 三十七 基 因 工 程 (30分钟 100分) 1.(16分)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_____,利用PCR技术对DNA分子进行扩增时,需要的条件有_____(至少写出三点)。? (2)一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体(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的原因之一是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,构建的表达载体除应含有复制原点、目的基因以及标记基因之外,必须含有_____和启动子,其中启动子的作用是__。? 【解析】(1)图中对DNA片段加热处理是为了破坏氢键,获得DNA单链,利用PCR技术对DNA分子进行扩增时,需要模板DNA,四种游离的脱氧核苷酸作原料,两种引物,耐高温的DNA聚合酶等。 (2)一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,每个核糖体可以单独合成一条肽链,这样少量的mRNA就可以迅速合成大量的蛋白质。 (3)从多聚核糖体上获得的mRNA与单链DNA分子之间根据碱基互补配对实现杂交;由于DNA中含有内含子序列,mRNA上无内含子对应的序列,故分子杂交会形成游离的凸环3、5、7。与DNA复制(A-T、T-A、C-G、G-C)相比,DNA与mRNA分子杂交(A-U、T-A、C-G、G-C)特有的碱基配对类型是A-U。 (4)基因表达载体中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录。 答案:(1)DNA单链 热稳定DNA聚合酶(或Taq酶)、引物、原料、加热 (2)少量的mRNA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 A—U (4)终止子 RNA聚合酶识别和结合的部位,驱动基因转录 2.(18分)(2019·大同模拟)根据基因工程的有关知识,回答下列问题: (1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段,其末端类型有_____和_____。 ? (2)质粒载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下: 为使载体与目的基因相连,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,还可用另一种限制性核酸内切酶切割,该酶必须具有的特点是__。 ? (3)按其来源不同,基因工程中所使用的DNA连接酶有两类,即_____DNA连接酶和_____DNA连接酶。 ? (4)反转录作用的模板是_____,产物是_____。若要在体外获得大量反转录产物,常采用_____技术。 ? (5)基因工程中除质粒外,_____和_____也可作为载体。 ? (6)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_____。 ? 【解析】(1)限制性核酸内切酶可以将DNA分子切成两种类型的末端,平末端和黏性末端。 (2)为使两种不同酶切割之后能够相连接,所产生的黏性末端必须相同。 (3)E·coli DNA连接酶可以连接黏性末端,T4DNA连接酶可以连接两种末端。 (4)反转录是以mRNA为模板逆转录先合成单链DNA,再合成双链DNA,常利用PCR技术进行大量扩增。 (5)基因工程中可以选用质粒、λ噬菌体的衍生物及动植物病毒做载体。 (6)当受体细胞是细菌时,为了增大导入的成功率,常用Ca2+处理,得到感受态细胞,此时细胞壁和细胞膜的通透性增大,容易吸收重组质粒。 答案:(1)平末端 黏性末端 (2)切割产生的DNA片段末端与EcoR Ⅰ切割产生的相同 (3)T4 E·coli (4)mRNA 单链DNA PCR(多聚酶链式反应) (5)动植物病毒 λ噬菌体的衍生物 (6)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱 3.(16分)(2020·唐山模拟)某植物细胞中含有抗烟草花叶病毒(TMV)基因,可以合成一种抗TMV蛋白,使叶片对TMV具有抗感染性。烟草是重要的经济作物,由于TMV的感染会导致大幅度减产。研究人员利用转基因技术培育出了抗TMV的烟草,主要流程如图所示: (1)对受体细胞来说,目的基因也可以叫_____。? (2)①过程涉及_____酶。? (3)②过程的操作环 ... ...
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