高考生物基于《基因工程》的高考热点题型Word文件下载.docx

高考生物基于《基因工程》的高考热点题型Word文件下载.docx

《高考生物基于《基因工程》的高考热点题型Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物基于《基因工程》的高考热点题型Word文件下载.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

图2所示为甲、乙、丙3条引物在正确重组质粒中的相应位置，PCR鉴定时应选择的一对引物是__________。

某学生尝试用图中另外一对引物从某一菌落的质粒中扩增出了400bp片段，原因是_______________。

（答案：

乙丙 

目的基因反向连接）

【例题3】下图为某种转基因抗病棉花培育过程图，请据图回答下列问题:

（1）PCR技术利用的基本原理是 

。

利用该技术扩增目标DNA片段（子链的延伸方向从5＇→3＇），应选择图中的引物 

（填字母）与模板DNA结合。

（2）PCR过程中，子链延伸需要引物的原因是 

。

PCR技术通常需要长度为20～30个核苷酸的DNA片段作为引物，如果引物过短，则对扩增结果的影响是 

【例题3】

（1）DNA复制 

B、C

（2）DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸连续结合到已有的核酸片段上 

会扩增出更多的非目标DNA分子）

【例题4】

（18江苏高考）金属硫蛋白（MT）是一类广泛存在的金属结合蛋白，某研究小组计划通过多聚酶链式反应（PCR）扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。

PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题：

（1）从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA，通过______________获得______________用于PCR扩增。

（2）在PCR技术中所需要的引物实质上是一种________，在相应的横线上写出引物Ⅱ________。

设计引物时需要避免引物之间形成______________，而造成引物自连。

（3）进行扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中 

的设定与引物有关， 

的设定与扩增片段的长度有关。

（填序号）

①变性温度 

②退火温度 

③延伸温度 

④变性时间 

⑤退火时间 

⑥延伸时间

（4）运用PCR技术扩增DNA分子时，需经过变性→________→延伸→重复过程，经过4轮循环后，得到的子代DNA分子中，同时含有两种引物的DNA分子占________。

一个DNA扩增n次后，双链等长的DNA有个？

（1）逆转录cDNA 

（2）（一小段）单链DNA或RNA分子　 

5′—G—A—OH（或HO—A—G—5′） 

碱基互补配对

（3）② 

⑥（4）复性（或退火）7/8）2n-2n

3.PCR退火温度的设定，退火温度=Tm-5℃,其中Tm值是引物与DNA模板链形成的双链解链到一半时的温度。

不同DNA的Tm一般不同，G-C含量越高，Tm值越高，成正比关系。

在Tm值允许范围内，选择较高的退火温度可大大减少引物与模板间的非特异性结合（即引物与模板错配）。

见【例题4】

（3））进行PCR扩增时，反应的温度和时间需根据具体情况进行设定，下列选项中 

4、基因定点诱变技术的引物设计

【例题5】通过设计引物，运用PCR技术可以实现目的基因的定点诱变。

如图为基因工程中获取突变基因的过程，其中引物1序列中含有一个碱基T不能与目的基因片段配对，但不影响引物与模板链的整体配对，反应体系中引物1和引物2的5'

端分别设计增加限制酶a和限制酶b的识别位点。

有关叙述正确的是（ 

　　）

A．引物中设计两种限制酶识别位点有利于目的基因定向插入

B．在PCR反应体系中还需要加入4种游离核苷酸、解旋酶、Taq酶等

C．第3轮PCR，引物1能与图中②结合并且形成两条链等长的突变基因

D．第3轮PCR结束后，含突变碱基对且两条链等长的DNA占1/2

（【例题5】答案：

AC）

二、基因工程中目的基因正反连接的问题

【例题6】植物细胞壁中存在大量不能被猪消化的多聚糖类物质，如半纤维素多聚糖、果胶质（富含有半乳糖醛酸的多聚糖）等。

研究人员通过基因工程、胚胎工程等技术培育出转多聚糖酶基因（manA）猪，主要流程如下图（neo为新霉素抗性基因）。

回答下列问题：

（1）运用PCR技术扩增DNA分子时，需经过变性→________→延伸→重复过程，经过4轮循环后，得到的子代DNA分子中，同时含有两种引物的DNA分子占________。

（2）图2中的步骤[②]所用的方法是 

（3）通过①过程获得的重组质粒含有4.9kb个碱基对，其中manA基因含有1.8kb个碱基对。

现将该重组质粒成功导入受体细胞后，经培养，发现约有50%的细胞能正常表达目的基因产物，原因是______________________。

若用BamHⅠ和EcoRⅠ联合酶切割其中一种重组质粒，只能获得1.7kb和3.2kb两种DNA片段，若用上述联合酶切割同等长度的另一种重组质粒，则可获得________kb长度两种的DNA片段。

【例题6】

（1）复性（退火） 

7/8 

（2）显微注射法 

（3） 

目的基因与质粒结合时，存在正接和反接两种重组质粒 

1.4和3.5 

三、插入灭活法（插入失活法）

1.从原理上讲，当外源基因（或DNA片段）插入到某一基因内的位点后,使这个基因丧失了原有的功能叫插入失活（insertionalinactivation）。

插入失活法是从不同的重组DNA分子获得的转化子中鉴定出含有目的基因的转化子（筛选）的主要方法。

①外源DNA未插入pBR322质粒tetr基因的编码序列内的载体导入受体细胞；

②外源DNA插入pBR322质粒tetr基因的编码序列内，使该基因失活成tets的载体导入受体细胞

③体外重组反应的混合物涂布在含有氨苄青霉素的琼脂平板上，凡获得了pBR322质粒和重组质粒的宿主细胞都可长成菌落；

④将含有氨苄青霉素的琼脂平板上的菌落原位影印在含有四环素的琼脂平板上，使其生长；

⑤对比这两个平板上菌落的生长情况，凡在含有氨苄青霉素的琼脂平板上能够生长而在含有四环素的琼脂平板上不能生长的菌落，就是带有重组体质粒的菌落。

2.【例题7】图甲为构建重组质粒过程中的三种备选质粒，其中Ap为氨苄青霉素抗性基因，Tc为四环素抗性基因。

图乙为培育转AFPs基因（抗冻基因）番茄的示意图，外源DNA和质粒上均标出了酶切位点及相关抗性基因，请回答下列问题。

甲　

乙　转基因过程示意图

（1）图甲中通常不选用质粒A构建重组质粒的原因是 

，而选用质粒C的原因是______________________。

（2）据图乙分析，若需使用插入灭活法筛选并鉴定重组质粒，应优先选用限制酶________切割目的基因和质粒。

（3）若要获得抗冻基因，可以通过分析抗冻蛋白的 

序列推测基因的结构，进而人工合成抗冻基因。

通过PCR技术获取目的基因时需设计________种引物。

【例题7】【答案】

（1）质粒A中没有标记基因 

质粒C有多个标记基因和酶切位点

（2）BarmHⅠ和HindⅢ（3）氨基酸 

2 

四、基因编辑

一、原理：

1.2018年11月26日，贺建奎宣布一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿在中国健康诞生。

深圳市卫生计生委医学伦理专家委员会表示该项试验进行前并未向该部门报备，正开会研究此事。

11月27日，122位国内科学家在微博发布“科学家联合声明”，表示坚决反对和强烈谴责。

国家卫健委回应“基因编辑婴儿”：

认真调查核实，依法依规处理。

11月28日中午，贺建奎在位于香港的第二届人类基因组编辑国际峰会会场上发表演讲，向公众致歉，并对自己的研究过程进行披露。

2.CRISPR/Cas系统由Cas9核内切酶与SgRNA袍成.转录的SgRNA折叠成特定的三维结构后与Cas9蛋白形成复合体,指导Cas9核酸内切酶识别特定标靶位定,在PAM序列上游处切割DNA造成双链DNA断裂,并启动DNA损伤修复机制。

从不同菌种中分离的CRISPR/Cas系统,其CrRNA（或者是人工构建的SgRNA）靶向序列的长度不同,PAM序列也可能不同。

二、【例题8】：

CCR5是人体的正常基因，其编码的细胞膜CCR5蛋白是HIV－Ⅰ（人类免疫缺陷病毒Ⅰ型）感染的“入口”。

有学者用“CRISPR/Cas9”技术对该基因进行定点编辑后植入志愿者体内，诞生了两位婴儿。

这就是学术界和社会伦理界引起激烈争论的“基因编辑婴儿”事件。

下图1、图2分别为相关的技术原理和实施过程。

请分析回答：

图2

（1）据图推测，“CRISPR/Cas9”技术中，首先由________引导定位至目标DNA序列，然后由Cas9蛋白将DNA切断。

这两种物质的作用结果类似于基因工程中________的作用。

基因编辑过程中可能会产生“脱靶”（对CCR5基因以外的其他基因进行了编辑）现象，最可能的原因是_________________________。

（2）细胞对被切断的DNA进行重新连接前大都会随机切掉或增加几个碱基对，此过程导致的变异属于________。

变异的CCR5蛋白无法装配到细胞膜上，从而实现了__________________________________。

（3）CRISPR/Cas9基因编辑技术是一种精准改变目标DNA序列的技术。

下列现代生物科

技中与该技术最接近的是________。

A.转基因技术　　B.蛋白质工程　　 

　C.细胞核移植　　 

　D.胚胎工程

（4）基因编辑婴儿的诞生，用到的技术有 

现今基因编辑技术门槛低，很多人在实验室里都可以做，如果不及时制止，就有泛滥的可能性。

基因编辑婴儿事件，在社会上引起了激烈的争论，从科研工作者应具备的科学道德、科学精神来思考，你应持有的正确观点是__________________________________。

【例题8】答案：

（1）向导RNA 

　限制酶 

　其他基因中也可能具有向导RNA的识别序列

（2）基因突变　 

对HIV－1的抗性（其他合理答案也得分） 

（3）B

（4） 

早期胚胎培养、胚胎移植、转基因技术

五、基因敲除技术

1.理论：

基因敲除（knockout）是指一种遗传工程技术，针对某个序列已知但功能未知的序列，改变生物的遗传基因，令特定的基因功能丧失作用，从而使部分功能被屏障，并可进一步对生物体造成影响，进而推测出该基因的生物学功能。

基因同源重组是指当外源DNA片段大且与宿主基因片段同源性强者并互补结合时，结合区的任何部分都有与宿主的相应片段发生交换（即重组）的可能，这种重组称为同源重组。

基因敲除是基因打靶技术的一种，类似于基因的同源重组。

指外源DNA与受体细胞基因组中序列相同或相近的基因发生同源重组，从而代替受体细胞基因组中的相同/相似的基因序列，整合入受体细胞的基因组中。

此法可产生精确的基因突变，也可正确纠正机体的基因突变。

基因敲除就是通过同源重组将外源基因定点整合入靶细胞基因组上某一确定的位点，以达到定点修饰改造染色体上某一基因的目的的一种技术。

2.【例题9】基因敲除是应用DNA重组原理发展起来的一门新兴技术。

“基因敲除细胞”的构建过程如下：

第一步：

从小鼠囊胚中分离出胚胎干细胞（ES），在培养基中扩增。

这些细胞中需要改造的基因称为“靶基因”。

第二步：

构建基因表达载体。

取与靶基因序列同源的目的基因（同源臂），在同源臂上接入新霉素抵抗基因等。

由于同源臂与靶基因的DNA正好配对，所以能像“准星”一样，将表达载体准确地带到靶基因的位置。

第三步：

将表达载体导入胚胎干细胞，并与其内靶基因同源重组，完成胚胎干细胞的基因改造。

第四步：

基因改造后的胚胎干细胞增殖、筛选。

基本原理如图所示。

请根据上述资料，回答下列问题：

（1）在把与靶基因序列同源的目的基因导入受体细胞前，应首先完成________，在这过程中所需要的工具酶是________________________。

（2）启动子的化学成分是________，它位于基因的首端，是________识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA。

（3）如果要获得一只含目的基因的小鼠，则选择的受体细胞通常是________，原因是__________________________________________。

一般可采用________技术将目的基因导入受体细胞。

若用大肠杆菌储存目的基因，则需先将其处理为________细胞。

（4）上述资料中新霉素抵抗基因的作用最可能是________________________。

（5）（3）中获得的小鼠，通过有性生殖产生的后代是否都含该目的基因？

为什么？

_____________________________________________。

（6）该项技术具有广阔的应用前景，请试举一例________________________。

【例题9】答案　

（1）表达载体的构建　限制酶和DNA连接酶

（2）一段有特殊碱基序列的DNA片段　RNA聚合酶

（3）受精卵　动物受精卵具有全能性　显微注射　感受态

（4）作为标记基因，便于筛选

（5）否，在形成生殖细胞时等位基因（目的基因和靶基因）会发生分离

（6）基因治疗、动植物品种改良、利用动植物生产药物等

六、荧光原位杂交

荧光原位杂交技术是一种重要的非放射性原位杂交技术，原理是利用报告分子（如生物素、地高辛等）标记核酸探针，然后将探针与染色体或DNA纤维切片上的靶DNA杂交，若两者同源互补，即可形成靶DNA与核酸探针的杂交体。

此时可利用该报告分子与荧光素标记的特异亲和素之间的免疫化学反应，经荧光检测体系在镜下对待DNA进行定性、定量或相对定位分析。

此方法不需要放射性同位素标记，更经济安全。

【例题10】：

荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针,与染色体上对应的DNA片段结合,从而将特定的基因在染色体上定位。

请回答下列问题:

（1）DNA荧光探针的制备过程如图1所示,DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的 

键从而产生切口,随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下,以荧光标记的 

为原料,合成荧光标记的DNA探针。

（2）图2表示探针与待测基因结合的原理。

先将探针与染色体共同煮沸,使DNA双链中 

键断裂,形成单链。

随后在降温复性过程中,探针的碱基按照 

原则,与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。

图中两条姐妹染色单体中最多可有 

条荧光标记的DNA片段。

（3）A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组,已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。

若植物甲（AABB）与植物乙（AACC）杂交,则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到 

个荧光点;

在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到 

个荧光点。

【例题10】答案为：

（1）磷酸二酯 

脱氧核苷酸

（2）氢 

碱基互补配对 

4（3）6 

2和4

解析：

基因探针是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子作为探针，原理是DNA分子杂交．

（1）从图中可以看出，DNA酶Ⅰ可将DNA切割成若干片段，故其作用类似于限制酶，即可以使脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。

DNA探针的本质是荧光标记的DNA片段，其基本单位是脱氧核苷酸。

（2）由图可知，高温可以使双链DNA分子中的氢键断裂形成DNA单链，DNA探针的单链与染色体中特定基因的DNA单链重新形成杂交的双链DNA分子，此时互补的双链的碱基间应遵循碱基互补配对原则，而一条染色体的两条染色单体上共有两个双链DNA分子，氢键断裂后可形成4条DNA单链，所以与探针杂交后最多有4个荧光点。

（3）甲、乙杂交所得的F1的染色体组为AABC，假设染色体组A、B中可被荧光标记的染色体均用a表示，则在有丝分裂中期细胞中有3个a，故可观察到6个荧光点；

在减数第一次分裂后期，AA中的染色体可平均分配，但是B、C中的染色体因不能联会而随机分配，在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到含A和含AB，形成的两个子细胞中分别含有1个a和2个a，所以可分别观察到2个和4个荧光点。