2019全品高考复习方案高中生物第12单元 现代生物科技专题作业答案

课时作业(三十六)1.(1)稳定存在(2)磷酸二酯(3)脱氧核苷酸RNA聚合酶转录(4)甲[解析] (1)构建基因表达载体的目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以通过复制遗传给下一代,同时,使目的基因表达和发挥作用。

(2)DNA连接酶的作用是在DNA片段之间形成磷酸二酯键。

(3)基因表达载体的本质是DNA,其基本组成单位是脱氧核苷酸。

基因表达载体中的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位,这种结合完成后才能驱动目的基因通过转录合成mRNA。

(4)图甲中,该Ti质粒中含有限制酶XbaⅠ和SacⅠ的切割位点,且用这两种酶切割可将目的基因插入T-DNA中,正确;图乙中,该Ti质粒中不含限制酶SacⅠ的切割位点,错误;图丙中,该Ti质粒中含有限制酶XbaⅠ和SacⅠ的切割位点,但用这两种酶切割不会将目的基因插入T-DNA中,错误;图丁中,该Ti质粒中不含限制酶XbaⅠ的切割位点,错误。

2.(1)BclⅠ和HindⅢDNA连接(2)黏性末端相同都不能核苷酸序列不能再被BclⅠ和HindⅢ识别切割(3)7 (4)四环素引物A和引物C[解析] 本题主要是对基因工程的考查,解答本题的关键在于理解重组质粒中标记基因的作用。

选择限制酶需注意插入目的基因时不能破坏标记基因。

PCR扩增基因时,两种引物结合的部位相反,延伸的方向相反。

限制酶具有特异性,不同的限制酶识别不同的序列,判断某种限制酶能否切割该片段,应该看该片段中是否含有限制酶的识别序列。

(1)若选Bam HⅠ和HindⅢ切割,则会破坏质粒中的两个抗性基因,不利于后期的筛选。

选择的限制酶应在目的基因两侧切割,切割后的DNA片段用DNA连接酶连接。

(2)Bam HⅠ酶切的DNA末端与BclⅠ酶切的DNA末端可直接被DNA连接酶连接,原因是黏性末端相同,但是被DNA连接酶连接后便不能再被这两种限制酶切割了,因为不满足两种限制酶对其所识别序列的特异性要求。

(3)Sau3AⅠ在图甲质粒中一共有3个切点,考虑完全酶切和不完全酶切,最多可能得到7种不同大小的DNA片段。

(4)为了筛选出转入了重组质粒的大肠杆菌,应在筛选平板培养基中添加四环素(根据标记基因的种类),平板上长出的菌落,常用PCR鉴定,所用的引物应具有成对反向的特点。

3.(1)蛋白质蚕丝蛋白基因可以生产自然界不存在的蛋白质显微注射法受精卵(2)构建基因表达载体稳定存在(3)标记基因[解析] (1)蛋白质工程的概念:“……通过基因修饰或基因合成,对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质,以满足人类的生产和生活的需求”。

将目的基因导入动物细胞常用的方法——显微注射法,受体细胞为受精卵。

(2)基因工程的核心步骤即构建基因表达载体,其目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时,使目的基因能够表达和发挥作用。

(3)绿色荧光蛋白基因可以作为标记基因,用于鉴别和筛选蚕卵中是否含有人工丝蛋白基因。

4.(1)从基因文库中获取目的基因不需要解旋酶、需要热稳定DNA聚合酶(2)构建基因表达载体运载体限制酶和DNA连接酶(3)基因的检测与鉴定[解析] (1)图中所示获取目的基因的方法是从基因文库中获取目的基因;与细胞内DNA复制过程相比,PCR技术的不同点有:不需要解旋酶、需要热稳定DNA聚合酶。

(2)步骤②是构建基因表达载体。

在该步骤中,病毒作为运载体起作用;构建基因表达载体时,首先需要限制酶切割运载体和含有目的基因的外源DNA分子,其次需要DNA连接酶将目的基因与运载体连接形成重组DNA分子。

(3)基因工程的基本操作步骤主要包括四步:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。

因此完成步骤②后,在体外将人正常ada基因导入患者自身的T细胞。

此后,在将该T细胞重新输入患者体内之前,还必须完成的操作为基因的检测与鉴定。

5.(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响(2)DNA断裂(3)①等质量的不同实验材料,在相同的保存温度下,从蒜黄提取的DNA量最多②低温抑制了相关酶的活性,DNA降解速度慢(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合,静置一段时间,吸取上清液[解析] 本题考查DNA粗提取技术的原理、操作过程及分析、判断能力,从题目实验步骤看出,该实验的课题是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。

在第二步中,为了减少DNA断裂,要缓缓地搅拌。

从表中结果看出,由于低温抑制了相关酶的活性,DNA降解慢,使得相同材料在低温保存下的DNA提取量大。

在相同条件下,蒜黄蓝色最深,说明相同条件下从蒜黄中提取的DNA量最多。

由于氯仿密度比水大,可使蛋白质变性沉淀,而与水、DNA不相溶,这样可将第三步获得的溶液与等量的氯仿混合,静置一段时间,吸取上清液。

6.(1)构建基因表达载体启动子限制性核酸内切酶和DNA连接酶(2)受精卵动物受精卵具有全能性,且能培养成完整的个体(动物不能像植物那样,利用一个除受精卵以外的独立的体细胞直接培养成完整的个体)(3)作为标记基因,便于筛选抗原(4)基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等[解析] (1)基因工程的操作步骤:①目的基因的获取;②基因表达载体的构建;③将目的基因导入受体细胞;④目的基因的检测与表达。

因此,将目的基因导入受体细胞前应先完成基因表达载体的构建。

基因表达载体中的启动子是位于基因首端的有特殊结构的DNA片段,是RNA聚合酶识别和结合的位点,能启动转录过程。

在构建基因表达载体时,首先要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体,其次需要用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。

(2)受精卵的全能性最高,且能培养成完整个体,因此要获得一只含目的基因的小鼠,常选择受精卵作为受体细胞。

(3)题述资料中,neoR基因(新霉素抵抗基因)可作为标志基因,便于筛选。

为了鉴定目的基因是否成功表达,有时需进行抗原—抗体杂交,目的蛋白相当于抗原。

(4)该项技术具有广阔的应用前景,可用于基因治疗、动植物改良、利用动植物生产药物等。

课时作业(三十七)1.(1)不同种的植物存在生殖隔离(2)细胞的全能性原生质体融合产生新的细胞壁(3)六(4)e (5)④⑤(6)f[解析] (1)番茄和马铃薯属于两个物种,存在生殖隔离,不能通过有性杂交产生后代。

(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,依据的原理是细胞的全能性,其中过程②称为原生质体融合,植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。

(3)由于番茄、马铃薯分别为二倍体、四倍体,因此“番茄—马铃薯”属于异源六倍体。

(4)柴油是植物细胞的代谢产物,将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可提取,愈伤组织阶段为题图中的e阶段。

(5)若培育抗虫棉,将抗虫基因通过适当的途径导入棉花体细胞,然后进行组织培养,包括脱分化和再分化两个阶段,即题图中的④⑤过程。

(6)人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的。

2.(1)B ②接触抑制胰蛋白酶(胶原蛋白酶)(2)10 (3)抗原浆细胞③既能无限增殖,又能产生专一抗体选择性[解析] (1)B点之前是初次培养,称为原代培养;AB段增殖速度缓慢,是因为发生了图乙中②所示的接触抑制现象,若要继续进行传代培养,需要用胰蛋白酶(胶原蛋白酶)处理使组织细胞分散开来。

(2)传代培养10代以上,细胞的二倍体核型可能会发生改变,10代以内的细胞仍然保持二倍体核型。

(3)制备单克隆抗体时,需要将浆细胞和能无限增殖的细胞(如③中发生癌变的瘤细胞)融合,二者融合后形成的杂交瘤细胞,既能像瘤细胞那样无限增殖,又能像浆细胞那样产生专一抗体。

需要利用特定的选择性培养基将产生单一抗体的杂交瘤细胞筛选出来。

3.(1)s基因和载体DNA DNA连接(2)接触抑制胰蛋白(3)A (4)受精卵[解析] (1)在构建重组DNA分子时,要用限制性核酸内切酶处理s基因和载体DNA,并用DNA连接酶使两者结合。

(2)在动物细胞培养过程中存在接触抑制现象,需要定期使用胰蛋白酶进行处理,以便于分瓶培养。

(3)取单个细胞进行培养不会提高工程细胞培养的成功率,A错误;胰岛素能促进血糖进入组织细胞,因此能提高工程细胞培养的成功率,可以在培养基中添加胰岛素,B正确;动物细胞培养时需要一定的气体环境,因此需要放在二氧化碳培养箱中进行培养,C正确;动物细胞培养时,为了给细胞提供充足的营养,需要在培养基中加入动物血清,D正确。

(4)培育转基因动物时,应该以受精卵作为受体细胞,因为受精卵的全能性最高。

4.(1)启动子(2)10 10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型(3)MⅡ中期(减数第二次分裂中期) 体积大,易操作,含有促进细胞全能性表达的相关物质(4)个体⑦的遗传信息几乎全部来自供体的细胞核(5)动物细胞培养技术体细胞核移植技术[解析] (1)真核生物的基因中含有内含子,cDNA是以mRNA为模板反转录形成的,没有非编码区和内含子序列。

牛的乳腺蛋白基因只在泌乳期的乳腺细胞中表达,因此将目的基因与乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起,才使得htPA基因的表达产物在乳汁中获得。

(2)在现代生物工程技术中,利用的动物细胞通常是培养10代以内的细胞,其原因是10代以内的细胞能保持正常的二倍体核型。

(3)从③到④的过程中,应用了核移植技术,题图中“未受精的卵”是指核移植技术中的受体细胞,该受体细胞为MⅡ中期的卵母细胞,不用普通体细胞的原因是卵细胞体积大,容易操作,含有促进细胞全能性表达的相关物质。

(4)⑥为代孕母牛,⑦是转基因生物(乳腺生物反应器),⑦与⑥的遗传性状不一样的原因是个体⑦的遗传信息几乎全部来自供体的细胞核。

(5)本操作中涉及的科学技术有转基因技术、动物细胞培养技术、体细胞核移植技术和胚胎移植技术等。

5.(1)原生质体纤维素酶和果胶酶(2)胚胎移植同期发情(3)离心、振动和电激聚乙二醇(4)胰蛋白酶或胶原蛋白酶(5)生长素和细胞分裂素[解析] (1)植物细胞除去细胞壁得到原生质体。

依据植物细胞壁的成分,常用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁。

(2)步骤B为胚胎移植。

要确保受体动物生理状态适合接受胚胎,必须对其进行同期发情处理。

(3)诱导融合的物理方法有离心、振动和电激,也可用化学药品聚乙二醇进行诱导。

(4)动物细胞培养时需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散开。

(5)诱导植物材料形成愈伤组织的两类关键激素是生长素和细胞分裂素。

6.(1)Taq(热稳定的DNA聚合) 引物(2)防止酶切产物之间的随意连接,提高连接成功率(其他合理答案也可)(3)转化Ca2+(4)灭活的病毒 3 不是(5)腹水基因工程、动物细胞培养、动物细胞融合[解析] (1)PCR扩增目的基因需要热稳定的DNA聚合酶和引物。