【教育专用】2019届高考生物一轮复习课时分层作业四十现代生物科技专题第1课基因工程新人教版选修3
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课时分层作业四十一植物细胞工程(30分钟100分)1.(12分)(2019·正定模拟)叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中,该技术能有效改良植物的品质。
请回答:(1)转基因技术的核心步骤是______________________,完成该步骤所需要的酶有______________________。
(2)将植物体细胞处理得到原生质体,再通过________法或________法,将目的基因导入原生质体,使原生质体再生细胞壁之后,通过______技术培养可得到相应的转基因幼苗。
(3)原核生物中有重要价值的外源基因不需要改造和修饰就可在叶绿体中高效表达,据此分析,原因是_________________________________________。
(4)对大多数高等植物而言,与传统的细胞核转基因相比,叶绿体转基因更稳定,其遗传方式________(填“遵循”或“不遵循”)分离定律,不会随________(填“花粉”或“卵细胞”)传给后代,从而保持了________(填“父本”或“母本”)的遗传特性。
【解析】(1)转基因技术的操作分四步:获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定,其中构建基因表达载体是核心,需要用到限制酶和DNA连接酶。
(2)将目的基因导入原生质体,可以用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。
原生质体再生细胞壁之后,通过植物组织培养技术可得到相应的转基因幼苗。
(3)外源基因不需要改造和修饰就可在叶绿体中高效表达,原因是叶绿体DNA与原核生物DNA结构类似。
(4)叶绿体转基因属于细胞质基因,不遵循分离定律,受精卵的细胞质几乎全部来自卵细胞,所以叶绿体转基因不会随花粉传给后代,从而保持了母本的遗传特性。
答案:(1)构建基因表达载体限制酶和DNA连接酶(2)农杆菌转化基因枪植物组织培养(3)叶绿体DNA与原核生物DNA结构类似(4)不遵循花粉母本【延伸探究】(1)本题中的外源基因在叶绿体中表达时,与核基因的表达相比较,其特点是什么?提示:转录还未结束,翻译已经开始,即转录和翻译同时进行。
5.装置图解类题型解读解题模板典例在探究土壤小动物类群丰富度的实验中,某小组设计的采集小动物的装置如图所示,下列说法正确的是( )A.采集的原理是利用土壤动物的趋光性B.灯罩的功能是防止昆虫逃跑C.金属筛网阻止小动物向下移动D.广口瓶中需要加入体积分数为70%的酒精溶液解题思路解析采集土壤小动物的原理是利用土壤动物的避光性;灯罩的功能是聚光;金属筛网可阻止泥土滑落,但小动物可向下移动,便于收集;广口瓶中加入体积分数为70%的酒精溶液,便于保存小动物。
答案 D32专练1.某同学设计的渗透装置实验如图所示(开始时状态),烧杯中盛放有蒸馏水。
图中猪膀胱膜允许单糖透过。
倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液一段时间后再加入蔗糖酶(微量)。
有关该实验描述正确的是( )A.漏斗中液面开始时先上升,加酶后即下降B.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后下降,最后保持内外液面基本相平C.漏斗中液面先上升,加酶后继续上升,然后保持一定的液面差不变D.加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖2.为探究环境因素对光合作用强度的影响,设计进行下列实验。
实验材料和用具:100 mL量筒、50 W、100 W、200 W和400 W的台灯、冷开水、NaHCO3、黑藻等。
实验步骤:①准备4套如图所示装置,编号为1~4。
在瓶中各加入约500 mL 0.01 g/mL NaHCO3溶液后用冷开水充满。
②取4等份长势相同的黑藻分别放入1~4号装置中。
③将4套装置放入暗室中,然后分别用50 W、100 W、200 W和400 W的台灯等距离地照射1~4号装置,观察气泡的产生情况。
④30 min后停止光照,读量筒中收集到的水的体积(mL)。
以上实验重复三次,实验结果见下表:分析并回答有关问题:(1)该实验中的因变量是,自变量是,列出实验中的无关变量: (至少写出两个)。
(2)根据装置图,上表中水的体积等于的体积。
(3)对表中数据进行分析可知,光照强度从50 W至400 W,光合作用(填“能”或“不能”)一直增强。
一、选择题1.(2011·长春模拟)下列关于PCR的描述中,正确的是( )①PCR是一种酶促反应②引物决定了扩增的特异性③扩增DNA利用了热变性的原理④扩增的对象是氨基酸序列A.①②④B.②③④C.①③④ D.①②③【解析】PCR是一种体外迅速扩增DNA片段的技术,在高温条件下,把DNA的双链打开,缓慢冷却后,又重新结合,需要耐高温DNA聚合酶,同时,还需要引物,从引物的3′端连接脱氧核苷酸。
【答案】 D2.(2011·广州模拟)蛋白质的分离与纯化技术是蛋白质研究的重要技术。
下列有关叙述不正确的是( )A.根据蛋白质分子不能透过半透膜的特性,可将样品中各种不同的蛋白质分离B.根据蛋白质所带电荷性质的差异及分子大小等,可通过电泳分离蛋白质C.根据蛋白质相对分子质量的大小,可通过凝胶色谱法分离蛋白质D.根据蛋白质的分子大小、密度不同,可通过离心沉降法分离蛋白质【解析】蛋白质分子不能透过半透膜,而溶液中的小分子物质则可以透过半透膜,因此可以将蛋白质和溶液中的小分子物质分离。
【答案】 A3.(2011·山东高考押题卷三)下列关于“DNA的粗提取和鉴定”实验的叙述中,正确的是( )A.用鸡血作为材料,原因是鸡血红细胞有细胞核,其他动物红细胞没有细胞核B.用不同浓度的NaCl溶液进行DNA粗提取,原因是DNA在其中溶解度不同C.用酒精进行提纯,原因是DNA溶于酒精,蛋白质不溶于酒精D.用二苯胺试剂进行鉴定,原因是DNA溶液中加入二苯胺试剂即呈蓝色【解析】只有哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核,A选项错误;DNA不溶于酒精,蛋白质溶于酒精,所以可用冷却的酒精来对DNA进行提纯,C选项错误;DNA溶液中加入二苯胺试剂后要在水浴加热的情况下才能出现蓝色,D选项错误。
【答案】 B4.(2011·江苏苏州第二次模拟)下列关于DNA和血红蛋白的提取与分离实验的叙述中,正确的有(多选)( )A.提取动物细胞中的DNA和蛋白质可以采用蒸馏水涨破细胞的方法B.采用不同浓度的NaCl溶液反复溶解与析出DNA的方法可去除蛋白质等杂质C.蛋白质纯化过程中采用透析法可去除溶液中的小分子杂质D.血红蛋白只能采用凝胶色谱法纯化,DNA则可采用电泳、盐析等方法纯化【解析】本题难度较大,考查DNA和血红蛋白的提取和分离的有关知识。
课时分层作业一走近细胞(30分钟100分)一、选择题(共8小题,每小题5分,共40分)1.从细胞到生物圈,生命系统的每一个层次都层层相依。
下列有关生命系统的叙述正确的是( )A.病毒虽具有生命特征,但不是生命系统的结构层次B.单个细胞不能构成生命系统C.所有生物个体都具备由功能相关的器官组成的系统层次D.蛋白质和核酸等大分子可算作系统,也属于生命系统的层次【解析】选A。
病毒虽然不是生命系统的结构层次,但是它具有生命特征,如能增殖;细胞是能完整表现生命活动的最基本的生命系统;单细胞生物、多细胞植物都没有“系统”层次;蛋白质和核酸等大分子不属于生命系统的层次。
2.(2018·郑州模拟)关于病毒的叙述,正确的是( )A.病毒是一种生物,在分类上属于原核生物B.病毒的遗传物质是DNA或RNA,细菌的遗传物质只有DNAC.病毒体内只有核糖体一种细胞器D.获取大量病毒的方法是将其接种在营养齐全的培养基上培养【解析】选B。
病毒没有细胞结构,在分类中属于不具有细胞结构的一类生物;病毒的遗传物质是DNA或RNA,细菌的遗传物质是DNA;病毒只由蛋白质外壳和遗传物质构成,没有任何的细胞器;病毒只能寄生在活细胞中,因此培养病毒不能用普通培养基培养。
3.(2018·桂林模拟)下面关于绿藻和蓝藻的叙述,不正确的是( )A.绿藻和蓝藻都含有叶绿体,都属于自养型生物B.绿藻和蓝藻合成蛋白质的场所都是核糖体C.绿藻有核膜、核仁,而蓝藻没有D.绿藻和蓝藻的大爆发与水体富营养化有关【解题指南】(1)题干关键词及隐含信息:绿藻——真核生物,蓝藻——原核生物。
(2)关键知识:真核细胞和原核细胞的区别是有无核膜及核糖体之外的细胞器。
【解析】选A。
绿藻是真核生物,蓝藻是原核生物,绿藻和蓝藻都能进行光合作用,绿藻含有叶绿体,而蓝藻没有叶绿体,依靠含有的叶绿素和藻蓝素进行光合作用;核糖体是合成蛋白质的场所,绿藻和蓝藻都含有核糖体;真核细胞有细胞核,即有核膜、核仁和染色体,原核细胞没有;富营养化是指生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶氧量下降,鱼类及其他水生生物大量死亡的现象。
2019届高考生物一轮复习:课时作业汇编目录2019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业12019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业22019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业32019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业42019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业52019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业62019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业72019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业82019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业92019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业102019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业112019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业122019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业132019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业142019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业152019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业162019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业172019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业182019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业192019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业202019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业212019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业222019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业232019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业242019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业252019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业262019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业272019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业282019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业292019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业302019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业312019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业322019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业332019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业342019届高考生物一轮复习(含答案):课时作业35课时作业(一)走近细胞1.[2018·湖北重点高中联考协作体期中]下列有关几类生物的叙述,正确的是()A.某池塘的全部蓝藻,既不是生命系统结构层次中的种群,也不是群落B.颤藻与水绵的共同点是都能进行光合作用,都含有叶绿体C.T2噬菌体通过细胞分裂的方式进行增殖D.硝化细菌与草履虫结构上的根本区别是前者有细胞壁答案:A解析:颤藻是原核生物,无叶绿体;T2噬菌体无细胞结构,不能进行细胞分裂;硝化细菌与草履虫结构上的根本区别是没有以核膜为界限的细胞核。
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课时跟踪检测(四十)细胞工程一、基础题点练1.在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,下列生命活动不会同时发生的是()A.细胞的增殖与分化B.光能的吸收与转化C.ATP的合成与分解D.基因的突变与重组解析:选 D 离体菊花茎段形成幼苗的过程中,涉及了脱分化和再分化过程,且整个过程都伴随着细胞的分裂.形成的幼苗可同时进行吸收和转化光能的过程。
ATP是直接能源物质,整个过程中需要ATP提供能量,故伴随着ATP的合成与分解.该过程为无性繁殖,整个过程中只进行有丝分裂,不发生基因重组。
2.关于动物细胞培养和植物组织培养的叙述,错误的是()A.动物细胞培养和植物组织培养所用培养基不同B.动物细胞培养和植物组织培养过程中都要用到胰蛋白酶C.烟草叶片离体培养能产生新个体,小鼠杂交瘤细胞可离体培养增殖D.动物细胞培养可用于检测有毒物质,茎尖培养可用于植物脱除病毒解析:选 B 动物细胞培养用液体培养基,而植物组织培养用固体培养基,且二者培养基的成分也不相同;动物细胞培养过程中要加入胰蛋白酶,而植物组织培养过程中则不用;植物细胞具有全能性,所以烟草叶片离体培养能形成新个体,而动物细胞离体培养只能增殖;植物组织培养中常用根尖、茎尖等培养无病毒植物个体,而动物细胞培养的一个重要应用是检测有毒物质。
课时规范练40 生态工程1.(2019河南洛阳第二次统考)草莓营养价值高且有保健功效,但却容易受到病毒的感染。
科学家常采用两种方法培育新品种:其一,培育无病毒组培苗;其二,将草莓轻型黄边病毒的外壳蛋白基因(SMYELV-CP)导入草莓基因组中培育出转基因抗病毒草莓。
请分析回答下列问题。
(1)若培育无病毒组培苗,通常取植株的进行组织培养。
(2)利用PCR技术扩增目的基因SMYELV-CP,其前提是,以便根据这一序列合成引物。
为维护pH基本不变,需要在PCR反应体系中加入。
(3)重组载体上应含有特定的(填“复制原点”“启动子”或“标记基因”),它能被受体细胞的所识别,以便于催化转录过程。
为检测目的基因是否转录出mRNA,常采用分子杂交技术,该技术的具体做法是。
(4)草莓根系分布浅,蒸腾量大,对水分要求严格。
我国西北一些地区曾大量种植草莓,但由于降雨量少,致使许多地方的草莓长成半死不活状,其失败的原因主要是违背了原理。
2.(2019河南六市第二次联考)现代生物工程技术推动了免疫学、畜牧业和生态工程的发展,回答下列相关问题。
(1)某高校研发的幽门螺杆菌疫苗为基因工程疫苗,实验证明,一定时间内间隔口服该疫苗3次效果更好,其主要原因是体内产生的细胞数量增多,该类细胞在病原体再次进入人体后会迅速增殖分化产生更多的浆细胞,进而产生更多的导致获得的免疫预防作用更强,持续时间更久。
(2)对大面积烧伤病人,利用自身健康皮肤细胞借助技术可获取大量用于移植的皮肤,培养细胞时的条件为:的环境、合适的营养、适宜的温度、通入含有95%空气和5%CO2混合气体。
CO2的作用是。
(3)用细胞核移植技术繁育良种牛的过程需要进行胚胎移植,移植前需要对供体和受体牛进行处理,受体对外来胚胎基本不发生,为胚胎在受体内的存活提供了可能。
(4)依据生态工程的原理,黄河三角洲自然保护区的建立需考虑提高农民经济收入,使保护环境和经济发展相互协调。
3.(2019湖南衡阳二模)请回答下列相关问题。
【2019最新】精选高考生物一轮复习课时分层作业四十现代生物科技专题第1课基因工程新人教版选修3(30分钟100分)1.(10分)启动子探针型载体是一种有效、经济、快速分离基因启动子的工具型载体,其结构如图所示,据图回答下列问题:(1)限制性核酸内切酶的作用特点是____________________________。
(2)将切割产生的DNA片段群体与无启动子的探针载体重组,需要用________。
(3)若把重组混合物转化给大肠杆菌,为提高转化效率,常用的方法是_______。
(4)若插入片段中所含的编码区序列的碱基对数目不能被3整除,报告基因能否正常表达?为什么?___________________________________________。
(5)若克隆位点插入了启动子序列,且其中不含编码区序列,但报告基因仍不能正常表达,可能的原因是______________________________________。
【解析】本题主要考查基因工程的工具和操作方法。
(1)限制性核酸内切酶具有酶的专一性,能识别并切割特定的脱氧核苷酸序列。
(2)将切割产生的DNA片段群体与无启动子的探针载体重组,可以用DNA连接酶连接二者之间的黏性末端。
(3)Ca2+可以增大细胞壁的通透性,提高转化效率。
(4)mRNA中相邻的三个碱基决定一个氨基酸,若插入片段中所含的编码区序列的碱基对数目不能被3整除,则与之相连的报告基因不能编码出正确的氨基酸序列,即不能正常表达。
(5)启动子插入克隆位点时有两种插入方向,若插入方向错误,则报告基因不能正常表达。
答案:(1)识别并切割特定的脱氧核苷酸序列(2)DNA连接酶(3)用Ca2+处理(4)不能。
mRNA中相邻的三个碱基决定一个氨基酸,若插入片段中所含的编码区序列的碱基对数目不能被3整除,则报告基因不能编码出正确的氨基酸序列(5)启动子插入方向不正确2.(10分)苦荞是一种有名的经济植物,其含有的黄酮类化合物具有降血糖、血脂等功效。
课时规范练40生态工程1.(2018安徽合肥六校联考)下图是我国常见的一种生态农业示意图,请据图回答下列问题。
(1)生态工程所遵循的基本原理有整体性原理、协调与平衡原理、原理、原理、原理。
农作物、蝇蛆分别属于该生态系统成分中的、,沼气池中微生物的异化作用类型主要是。
(2)该生态系统建立的意义在于人为调整生态系统的能量流动关系,使能量,其最大生态效益是通过多层次分级利用有机废弃物中的物质,既充分利用了有机物中的,又。
(3)一般来说,生态工程的主要任务是对进行修复,对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善,并提高生态系统的生产力。
2.南京古泉生态农场是生态农业的典范。
该农场将养猪、养鱼、沼气工程、养鸭、种植农作物、养蘑菇、种桑养蚕、种植果树等多个生产过程合理地有机结合起来,成为一种高效良性的循环,生态效益达到了良性发展。
请就此生态农场的特点,完成下列问题。
(1)该生态农场充分体现了生态工程基本原理中的、和原理。
(2)该系统工程的核心之一是沼气池,沼气的制作如上图所示。
如果将“无机物→农田”这一环节去掉,对生态农业系统有何影响?。
(3)根据生态工程中的物种多样性这一原理,有人认为生态农业建设中,应使食物链和营养级越长越多越好。
请你结合所学有关生态工程原理,分析该结论是否正确,为什么?,。
3.绿色城市的重要标志之一是实现垃圾的“减量化、资源化和无害化”。
下图是垃圾资源化、无害化处理的一种方案。
请回答下列问题。
(1)写出该生态系统中的三种分解者的名称。
(2)从资源与环境的角度来看,④⑤途径优于③途径的主要原因是、。
(3)进行⑦过程的甲烷杆菌与酵母菌在细胞结构上的最主要区别是。
(4)每一位市民都应该积极参与①②过程,具体做法是。
(5)该生态工程突出体现了这个基本原理。
4.下图是某农村因地制宜建设的生态农业园示意图,请回答下列问题。
(1)该生态农业园建设主要依据的生态工程原理有物质循环再生原理、物种多样性原理和等。
课时分层集训(四十) 细胞工程(建议用时:45分钟)A 组 基础达标1.蓝莓中富含的花青素能有效地改善视力。
图为科学家利用植物组织培养的方法,大量培养蓝莓具体流程的文字图解。
请回答下列问题:蓝莓组织――→①愈伤组织――→②长出丛芽――→③生根――→④移栽成活(1)用于离体培养的蓝莓组织叫做________,该技术的原理是_____________。
(2)配制MS 培养基时,应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质,蔗糖除作为碳源外,还具有________________的功能。
常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基,这三种培养基的主要差异是__________________________________________________________。
(3)图中蓝莓组织要经过消毒处理后才能进行培养。
其①过程中,细胞的分化程度会________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)愈伤组织经过②③过程重新分化成根或丛芽的过程叫________。
(5)蓝莓花青素在60 ℃以下的热稳定性较好,将含花青素的粗品经真空干燥(可使水的沸点降低40 ℃)制成成品。
采用该方法的主要原因是_______________________________________________________________。
[解析] (1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,用于离体培养的组织叫做外植体。
(2)配制MS 培养基时,应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质,蔗糖除作为碳源外,还具有提供能量和维持渗透压的功能。
常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基,这三种培养基的主要差异是生长素和细胞分裂素的用量及比例不同。
(3)图中①过程是脱分化形成愈伤组织的过程,高度分化的细胞恢复分裂能力,则分化程度降低。
(4)图中②③过程是愈伤组织经过再分化形成丛芽或根的过程。
课时分层作业四十基因工程(30分钟100分)1.(10分)启动子探针型载体是一种有效、经济、快速分离基因启动子的工具型载体,其结构如图所示,据图回答下列问题:(1)限制性核酸内切酶的作用特点是____________________________。
(2)将切割产生的DNA片段群体与无启动子的探针载体重组,需要用________。
(3)若把重组混合物转化给大肠杆菌,为提高转化效率,常用的方法是_______。
(4)若插入片段中所含的编码区序列的碱基对数目不能被3整除,报告基因能否正常表达?为什么?___________________________________________。
(5)若克隆位点插入了启动子序列,且其中不含编码区序列,但报告基因仍不能正常表达,可能的原因是______________________________________。
【解析】本题主要考查基因工程的工具和操作方法。
(1)限制性核酸内切酶具有酶的专一性,能识别并切割特定的脱氧核苷酸序列。
(2)将切割产生的DNA片段群体与无启动子的探针载体重组,可以用DNA连接酶连接二者之间的黏性末端。
(3)Ca2+可以增大细胞壁的通透性,提高转化效率。
(4)mRNA中相邻的三个碱基决定一个氨基酸,若插入片段中所含的编码区序列的碱基对数目不能被3整除,则与之相连的报告基因不能编码出正确的氨基酸序列,即不能正常表达。
(5)启动子插入克隆位点时有两种插入方向,若插入方向错误,则报告基因不能正常表达。
答案:(1)识别并切割特定的脱氧核苷酸序列(2)DNA连接酶(3)用Ca2+处理(4)不能。
mRNA中相邻的三个碱基决定一个氨基酸,若插入片段中所含的编码区序列的碱基对数目不能被3整除,则报告基因不能编码出正确的氨基酸序列(5)启动子插入方向不正确2.(10分)苦荞是一种有名的经济植物,其含有的黄酮类化合物具有降血糖、血脂等功效。
CHS是合成黄酮类化合物的关键酶。
有人把经修饰的CHS基因导入苦荞细胞中,培育高产黄酮苦荞品系。
按图示回答:(1)过程①中将修饰后的CHS基因与Ti质粒连接成重组Ti质粒的酶称为____________________________。
这种酶主要有两类,一类是从T4噬菌体中分离得到的,另一类是从大肠杆菌中分离得到的,称为________________。
这两类酶都能恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的________键。
(2)图中过程②操作前,需先用Ca2+处理农杆菌,使其成为________细胞。
(3)检测转基因苦荞培育是否成功,不能用抗原—抗体杂交技术进行检测的原因是________________________________,可以比较转基因苦荞与普通苦荞的________含量或测定细胞中CHS 含量进行鉴定。
【解析】(1)连接重组质粒需要DNA连接酶,从大肠杆菌中分离出的DNA连接酶称为E·coli DNA连接酶,DNA连接酶作用的对象为磷酸二酯键。
(2)Ca2+处理农杆菌,增加膜的通透性,使其成为感受态细胞,利于外源DNA进入。
(3)判断转基因苦荞培育是否成功,可以比较转基因苦荞与普通苦荞的黄酮类化合物的含量或细胞中CHS的含量。
答案:(1)DNA连接酶E·coli DNA连接酶磷酸二酯(2)感受态(3)转基因苦荞植株与普通苦荞植株都含有黄酮类化合物黄酮类化合物3.(15分)黑麦草中含有拮抗除草剂草甘膦的基因,该基因编码抗草甘膦酶,从而使草甘膦失去对植物的毒害作用。
2015年8月,中国科学院和北京奥瑞金种业有限公司通过转基因技术获得了抗除草剂草甘膦的玉米新品种。
培育新品种过程中用到了PCR技术(如图所示),请回答下列问题:(1)应从______________(填“cDNA文库”或“基因组文库”)中选取拮抗除草剂草甘膦的基因,体外获得大量拮抗除草剂草甘膦基因要利用PCR技术,其中的物质A为__________。
(2)基因工程操作的核心是____________________________。
若需要对转入拮抗除草剂草甘膦基因的玉米进行个体生物学水平的鉴定,需要对玉米做________实验。
(3)若实验现象不理想,为提高抗草甘膦酶活性需利用________工程设计和改造抗除草剂草甘膦的________。
【解析】(1)拮抗除草剂草甘膦基因属于真核生物的基因,需从cDNA文库中获得。
体外获得大量拮抗除草剂草甘膦基因要利用PCR技术,该技术的原理为DNA双链复制,延伸过程中以DNA每条链为模板,需要引物的加入。
(2)基因工程操作的核心是基因表达载体的构建。
若需要对转入拮抗除草剂草甘膦基因的玉米进行个体生物学水平的鉴定,需要对玉米做喷洒草甘膦的实验。
(3)若想提高抗草甘膦酶活性需用蛋白质工程设计和改造抗除草剂草甘膦基因。
答案:(1)cDNA文库引物(2)基因表达载体的构建喷洒草甘膦(3)蛋白质基因【知识总结】细胞内DNA复制与PCR技术的比较4.(15分)(2018·石家庄模拟)苏云金芽孢杆菌产生的Bt毒蛋白在害虫的消化道内能被降解成有毒的多肽,最终造成害虫死亡,因此Bt基因广泛应用于培育转基因抗虫植物。
(1)培育转基因抗虫棉所需的目的基因来自________的基因组,再通过PCR技术扩增。
PCR反应中温度呈现周期性变化,其中加热到90~95 ℃的目的是__________________,然后冷却到55~60 ℃使引物与互补DNA链结合,继续加热到70~75 ℃,目的是____________________________________________。
(2)限制酶主要是从________中获得,其特点是能够识别DNA分子某种________,并在特定位点切割DNA。
(3)科研人员在培育某品种转基因抗虫棉的过程中,发现植株并未表现抗虫性状。
可能的原因是________________________________。
(4)在基因表达载体中,目的基因的首端和尾端必须含有________,这样目的基因才能准确表达。
【解析】(1)根据题意可知,培育转基因抗虫棉所需的目的基因来自苏云金芽孢杆菌的基因组,再通过PCR 技术扩增。
PCR反应中温度呈现周期性变化,其中加热到90~95 ℃的目的是使双链DNA解链为单链,然后冷却到55~60 ℃使引物与互补DNA链结合,继续加热到70~75 ℃,目的是在DNA聚合酶作用下进行延伸。
(2)限制酶主要是从原核生物(或微生物)中获得,其特点是能够识别DNA分子中某种特定的核苷酸序列,并在特定位点切割DNA。
(3)科研人员在培育某品种转基因抗虫棉的过程中,发现植株并未表现抗虫性状。
可能的原因是所转的基因未成功导入或导入的基因未能准确表达。
(4)在基因表达载体中,目的基因的首端和尾端必须含有启动子和终止子,这样目的基因才能准确表达,其中启动子是RNA聚合酶识别和结合位点,终止子终止基因的转录。
答案:(1)苏云金芽孢杆菌使DNA解链(变性、解旋、受热变性后解链为单链) 在DNA聚合酶作用下进行延伸(Taq酶从引物起始进行互补链的合成)(2)原核生物(或微生物) 特定的核苷酸序列(3)所转的基因未成功导入或导入的基因未能准确表达(4)启动子和终止子5.(10分)(2018·贵州模拟)科学家通过利用PCR定点突变技术改造Rubisco酶基因,提高了光合作用过程中Rubisco酶基因对CO2的亲和力,从而显著提高了植物的光合作用速率。
请回答下列问题:(1)PCR过程所依据的原理是________,该过程需要加入的酶是_________。
利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成________。
(2)该技术不直接改造Rubisco酶,而是通过Rubisco酶基因进行改造,从而实现对Rubisco酶的改造,其原因是______________________________。
和传统基因工程技术相比较,定点突变最突出的优点是获得的产物一般是自然界中________(填“存在的”或“不存在的”),PCR定点突变技术属于________工程的范畴。
(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体,常用____________________法将基因表达载体导入植物细胞,将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗,从细胞水平分析所依据的原理是__________________________________________。
【解析】(1)PCR过程所依据的原理是DNA双链复制,该过程需要加入的酶是耐高温的DNA聚合酶。
利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这一序列合成引物。
(2)该技术不直接改造Rubisco酶,而是通过对Rubisco酶基因进行改造,从而实现对Rubisco酶的改造,其原因是蛋白质空间结构较为复杂,改造困难。
和传统基因工程技术相比较,定点突变最突出的优点是获得的产物一般是自然界中不存在的,PCR定点突变技术属于蛋白质工程的范畴。
(3)可利用定点突变的DNA构建基因表达载体,常用农杆菌转化法将基因表达载体导入植物细胞,将该细胞经植物组织培养技术培育成幼苗,从细胞水平分析所依据的原理是植物细胞的全能性。
答案:(1)DNA双链复制耐高温的DNA聚合酶(或Taq酶) 引物(2)蛋白质空间结构较为复杂,改造困难不存在的蛋白质(3)农杆菌转化植物细胞的全能性6.(10分)(2018·济南模拟)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Ec oRⅠ切割后产生的片段如下:AATTC……GG……CTTAA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)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。
(4)基因工程中除质粒外,________和______也可作为载体。
(5)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)当限制性核酸内切酶在它识别序列的中心轴线两侧将DNA的两条链分别切开时,产生的是黏性末端,而当限制性核酸内切酶在它识别序列的中心轴线处切开时,产生的是平末端。
(2)为使载体与目的基因相连,不同的限制性核酸内切酶应该切出相同的黏性末端。