資源簡(jiǎn)介

新人教生物學(xué)一輪復(fù)習(xí)大概念升華課
9　基因工程賦予生物新的遺傳特性
結(jié)合生活或生產(chǎn)實(shí)例，熟練說出基因工程的基本原理，并運(yùn)用其基本原理，參與有關(guān)推廣和應(yīng)用基因工程產(chǎn)品等社會(huì)行為的討論，理性做出個(gè)人決策。認(rèn)同基因工程給現(xiàn)代農(nóng)牧業(yè)、食品及醫(yī)藥等產(chǎn)生的巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
1．(2022·北京昌平區(qū)二模)乳酸菌是乳酸的傳統(tǒng)生產(chǎn)菌，但耐酸能力較差，影響產(chǎn)量。釀酒酵母耐酸能力較強(qiáng)，但不產(chǎn)生乳酸。研究者將乳酸菌內(nèi)催化乳酸生成的乳酸脫氫酶基因(LDH)導(dǎo)入釀酒酵母，獲得能產(chǎn)生乳酸的酵母工程菌株。如圖為通過雙酶切構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程。GTG為原核生物偏好的編碼起始密碼子的序列，ATG為真核生物偏好的編碼起始密碼子的序列。相關(guān)敘述不正確的是(　　)
A．引物1的5′端序列應(yīng)包含BamHⅠ的識(shí)別序列
B．引物1的5′端序列應(yīng)考慮將GTG改為ATG
C．重組質(zhì)粒以不能合成尿嘧啶的酵母菌株為受體
D．酵母工程菌培育成功的標(biāo)志是產(chǎn)生乳酸脫氫酶
D　[設(shè)計(jì)引物1的5′端序列，應(yīng)考慮將編碼起始密碼子的序列由原核生物偏好的GTG轉(zhuǎn)變?yōu)檎婧松锲玫腁TG，以便目的基因在酵母細(xì)胞中更好地表達(dá)；同時(shí)能通過雙酶切以正確方向插入質(zhì)粒，需要包含BamHⅠ的識(shí)別序列，A、B正確。重組質(zhì)粒應(yīng)以不能合成尿嘧啶的酵母菌株為受體，然后在缺乏尿嘧啶的選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，不能合成尿嘧啶的釀酒酵母菌株不能生存，導(dǎo)入重組質(zhì)粒的釀酒酵母菌株因?yàn)楂@得了尿嘧啶合成酶基因而可以正常生存，C正確。結(jié)合題意可知，酵母工程菌培育成功的標(biāo)志是產(chǎn)生乳酸，D錯(cuò)誤。]
2．乙型肝炎病毒和戊型肝炎病毒分別是乙型肝炎、戊型肝炎的病原體，病毒結(jié)構(gòu)見下圖。研究人員用基因工程技術(shù)獲得了兩種含肝炎病毒抗原基因(DNA序列)的細(xì)胞，用轉(zhuǎn)基因細(xì)胞來生產(chǎn)病毒表面蛋白抗原，然后制備成疫苗，用于肝炎的預(yù)防。下列說法正確的是(　　)
　
乙型肝炎病毒結(jié)構(gòu)模式圖　　戊型肝炎病毒結(jié)構(gòu)模式圖
A．獲得的兩種肝炎疫苗在人體內(nèi)都不能復(fù)制，需多次接種
B．獲取兩種肝炎病毒的抗原基因都必須要用到逆轉(zhuǎn)錄酶
C．獲取的兩種肝炎病毒抗原基因都可以直接轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中進(jìn)行表達(dá)
D．用抗原—抗體雜交法可確定肝炎病毒抗原基因是否插入受體細(xì)胞DNA上
A　[據(jù)題意可知，獲得的兩種肝炎疫苗的化學(xué)本質(zhì)均為病毒表面蛋白抗原，在人體內(nèi)都不能復(fù)制，需多次接種，A正確；圖中顯示乙型肝炎病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，而戊型肝炎病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，因此，只有后者的抗原基因的獲取需要用到逆轉(zhuǎn)錄酶，B錯(cuò)誤；獲取的兩種肝炎病毒抗原基因都需要與相應(yīng)的載體結(jié)合才可以轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞中進(jìn)行表達(dá)，而不能直接導(dǎo)入受體細(xì)胞，C錯(cuò)誤；用抗原—抗體雜交法可確定肝炎病毒抗原基因是否成功表達(dá)，D錯(cuò)誤。]
3．(2022·山東濟(jì)寧高三二模)亞洲棉的光籽(突變型無短絨)和毛籽(野生型有短絨)是一對(duì)相對(duì)性狀，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所對(duì)亞洲棉光籽性狀遺傳機(jī)制進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)突變體光籽表型的出現(xiàn)與8號(hào)染色體上DNA片段發(fā)生突變有關(guān)，研究者提取突變體和野生型的8號(hào)染色體的DNA進(jìn)行PCR，產(chǎn)物擴(kuò)增后電泳結(jié)果如圖：
(1)據(jù)圖分析，該P(yáng)CR過程是根據(jù)野生型毛籽棉的________DNA序列設(shè)計(jì)連續(xù)的重疊引物對(duì)。電泳結(jié)果表明分子量較大的擴(kuò)增產(chǎn)物與點(diǎn)樣處的距離較________(填“大”或“小”)，并推測(cè)8號(hào)染色體上第________對(duì)引物對(duì)應(yīng)的區(qū)間(簡(jiǎn)稱M)發(fā)生了堿基的________(填“增添”“缺失”或“替換”)是突變體光籽出現(xiàn)的根本原因。
(2)研究者從野生型和突變體中克隆出區(qū)間M后，運(yùn)用基因工程技術(shù)分別導(dǎo)入棉花原生質(zhì)體，檢測(cè)其下游報(bào)告基因的基因表達(dá)水平，進(jìn)而推測(cè)區(qū)間M的作用，結(jié)果如圖。
內(nèi)參基因REN是為了排除轉(zhuǎn)化效率不同對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，因此圖中LUC表達(dá)量/REN表達(dá)量可用來衡量報(bào)告基因的表達(dá)水平。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明___________
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(3)研究者發(fā)現(xiàn)基因GaFZ的表達(dá)會(huì)影響毛籽棉花短絨的發(fā)育，而且突變體GaFZ蛋白結(jié)構(gòu)與野生型一致。綜合上述研究推測(cè)突變體光籽表型出現(xiàn)的可能原因是
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[解析]　(1)據(jù)圖分析，該P(yáng)CR過程設(shè)計(jì)了8組連續(xù)的重疊引物對(duì)，這些引物擴(kuò)增的片段都是在野生型毛籽棉的880 kb至903 kb DNA序列范圍內(nèi)的。電泳結(jié)果表明分子量較大的擴(kuò)增產(chǎn)物會(huì)更靠近點(diǎn)樣處，所以距離點(diǎn)樣處距離更小。觀察電泳結(jié)果，8號(hào)染色體上的第6對(duì)引物擴(kuò)增出來的片段不同，突變體比野生型更靠近點(diǎn)樣處，說明突變體這個(gè)片段比野生型的相對(duì)分子質(zhì)量更大，應(yīng)該是發(fā)生了堿基對(duì)的增添。
(2)根據(jù)題圖可知，空載體、野生型和突變體的LUC表達(dá)量/REN表達(dá)量不同，說明LUC/REN可以用來衡量M的表達(dá)水平。區(qū)間M的長(zhǎng)度和方向不同，LUC/REN的比值不同，說明M可以促進(jìn)下游基因的表達(dá)，其作用的發(fā)揮與區(qū)間M的長(zhǎng)度和方向有關(guān)。
(3)“基因GaFZ的表達(dá)會(huì)影響毛籽棉花短絨的發(fā)育，而且突變體GaFZ蛋白結(jié)構(gòu)與野生型一致”， 說明GaFZ基因可能不在區(qū)段M，突變體區(qū)間M突變后，促進(jìn)了下游基因，如GaFZ基因的表達(dá)，進(jìn)而影響了棉花短絨的發(fā)育，導(dǎo)致出現(xiàn)了光籽性狀。
[答案]　(1)8號(hào)染色體的880 kb至903 kb區(qū)間　小　6　增添　(2)區(qū)間M促進(jìn)下游報(bào)告基因的表達(dá)，且其作用的發(fā)揮與區(qū)間M的長(zhǎng)度(或M的類型)和方向有關(guān)　(3)突變體區(qū)間M突變后，促進(jìn)了GaFZ基因的表達(dá)，進(jìn)而抑制了棉花短絨發(fā)育，導(dǎo)致出現(xiàn)了光籽性狀

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