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2024届人教版高考生物一轮复习基因工程及生物技术的安全性与伦理问题(2)作业含答案
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这是一份2024届人教版高考生物一轮复习基因工程及生物技术的安全性与伦理问题(2)作业含答案,共10页。
课时分层作业(三十九) 基因工程及生物技术的安全性与伦理问题(2)
1.(2022·北京海淀区高三期中)RNase P是一种内切核酸酶,由RNA和蛋白质组成。无活性的RNase P通过与前体tRNA特异性结合被激活,激活的RNase P剪切前体tRNA,所得的成熟tRNA进入细胞质基质中发挥作用。以下关于RNase P分析不正确的是( )
A.通过破坏磷酸二酯键剪切前体tRNA
B.RNase P能够催化tRNA基因的转录
C.RNase P可能存在于细胞核或某些细胞器中
D.pH、温度都会影响RNase P的活性
2.(2022·山东济南高三测试)为减少引物与模板之间的非特异性配对,人们在常规PCR技术的基础上进行了改良,发明了巢式PCR技术。其原理是利用两套PCR引物进行两轮PCR扩增,首先利用第一对引物(外引物)对目的基因所在DNA进行15~30个循环的扩增;第二轮扩增以第一轮扩增产物为模板,利用第二对引物(内引物或巢式引物)进行15~30个循环扩增,具体过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.巢式PCR中加入的组分与常规PCR相同,但扩增产物比常规PCR特异性更强
B.两套引物需进行两次PCR,由于和两套引物都互补的靶序列较少,因此大大提高了扩增的特异性
C.内引物扩增的模板是外引物扩增后的产物,第二阶段反应能否进行,也是对第一阶段反应正确性的鉴定
D.如果第一次扩增产生了错误片段,则第二次能在错误片段上进行引物配对并扩增的概率将会增加
3.(2022·辽宁葫芦岛一模)如图是利用重组DNA技术生产能降解农药马拉硫磷的CarE制剂的流程。下列叙述正确的是( )
A.过程①是在小菜蛾细胞的细胞核中进行的
B.过程②获取的CarE基因中不含有启动子和终止子
C.重组DNA技术的核心是将CarE基因导入受体细胞
D.重组表达载体的制备过程中需要限制酶和DNA聚合酶
4.(2022·山东济宁二模)OsGLOl、EcCAT、EcGCL和TSR四个基因分别编码四种不同的酶,研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接,构建多基因表达载体(载体中部分序列如图所示),利用农杆菌转化法转化棉花,在棉花叶绿体内构建了一条新的代谢途径,提高了棉花的产量。下列叙述正确的是( )
A.四个基因都在棉花叶绿体内进行转录、翻译
B.OsGLOl、EcCAT基因转录时以DNA的同一条单链为模板
C.应选用含卡那霉素的培养基筛选被农杆菌转化的棉花细胞
D.可用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因棉花中的表达情况
5.(2022·湖北武汉二模)为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性,可采取如下措施:①基因策略:包括提高杀虫基因的表达量向棉花中转入多种杀虫基因等。例如,早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt毒蛋白基因,抗虫机制比较单一;现经常将两种或两种以上Bt毒蛋白基因同时转入棉花。②田间策略:主要是为棉铃虫提供庇护所。例如我国长江、黄河流域棉区多采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式,为棉铃虫提供天然的庇护所。关于上述策略,下列叙述错误的是( )
A.转入多种Bt毒蛋白基因能提高抗虫持久性,是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向
B.转基因棉田周围种植非抗虫棉,可降低棉铃虫抗性基因的突变率
C.为棉铃虫提供庇护所,可使敏感型棉铃虫在种群中维持一定比例
D.为棉铃虫提供庇护所,可使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓
6.(2022·山东菏泽高三一模)水稻胚乳含直链淀粉和支链淀粉,直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻,实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑,从而获得了三个突变品系。各品系WxmRNA量的检测结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.该基因编辑系统的DNA序列转入水稻,引起的变异是基因突变造成的
B.Wx基因启动子序列的改变可能影响RNA聚合酶与启动子的识别和结合
C.根据各品系WxmRNA量的检测结果,可推测品系3的糯性最强
D.与野生型相比,3个突变品系中直链淀粉合成酶的氨基酸序列发生改变
7.(2022·广东华南师大附中三模)疫苗接种是预防新型冠状病毒入侵人体的一种措施,我国科学家研发了多种新型冠状病毒(一种RNA 病毒)疫苗,其中重组腺病毒疫苗研发策略是:将新冠病毒的 S 蛋白基因整合到腺病毒 DNA 中,形成表达S 蛋白的重组腺病毒,注射到健康人体内,腺病毒可侵染人体细胞,达到预防新冠病毒感染的效果。回答下列问题:
(1)从新冠病毒的基因组中获取的基因应该通过________过程形成 cDNA 后重组到腺病毒 DNA 中。利用 PCR 技术扩增 S 蛋白基因,扩增前要根据一段目的基因的核苷酸序列合成引物,PCR 中需要引物的原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)由于腺病毒DNA 分子较大,需采取图中所示方法获得重组腺病毒 DNA。即:将质粒 1 和质粒 2 共同导入受体细胞中,最终重组在线性 DNA 分子上,据图推测,X 所示的元件应该为____________。
(3)生产疫苗的过程是将上述重组线性 DNA 分子(不编码病毒复制必需的E1 蛋白)导入293细胞系,最终包装成完整的腺病毒。重组线性 DNA 分子中缺失E1基因的意义是________________________________________________________。重组线性 DNA 分子需要转入特定细胞才能产生重组腺病毒,原因是__________________________________。
(4)与直接将S 蛋白注射到体内作为疫苗相比,重组腺病毒疫苗的优点是可以引起人体产生________免疫,更有效清除病毒。
8.(2022·广东深圳模拟预测)2019年年底,华中农业大学水产学院高泽霞教授团队从斑马鱼身上发现了对调控鱼刺生长起主要作用的主效基因。目前,高泽霞团队和中科院水生所桂建芳院士团队已经通过实验获得了第一代杂合体(F0)的少刺鱼,它们生长良好,形态正常,习性和普通有刺鱼没有差异。培育“无刺鱼”的过程中,筛选控制“鱼刺”生长的候选基因,其流程为:从成体鱼身上挑出每一根“鱼刺”→剔除结缔组织→提取mRNA→获得在鱼刺中表达的DNA片段→测出DNA片段的序列→数据库比对找到对应的基因。假设基因敲除的斑马鱼均能正常生长、发育、繁殖。下列有关叙述错误的是( )
A.筛选控制“鱼刺”生长的候选基因流程中要用到PCR技术
B.科研人员要想获得第一代杂合体(F0)的少刺鱼,需找到主效基因进行基因敲除
C.科研人员获得第一代杂合体(F0)的少刺鱼可以证明生物体的性状是由基因控制的
D.若研究中开始只得到了一条F0,要想通过杂交得到稳定遗传的“无刺鱼”,最快只需繁育一代
9.(不定项)(2022·辽宁本溪高中三模)ACC合成酶是乙烯合成的关键酶,乙烯的合成会影响番茄的储藏和运输。如图为科学家利用ACC合成酶基因的反向连接构建载体,通过基因工程设计的耐储转基因番茄流程图。下列说法正确的是( )
A.引物的特异性是能够从番茄DNA中获取ACC合成酶基因的关键
B.反向连接的ACC合成酶基因合成的mRNA通过与正常的ACC合成酶基因的mRNA互补,限制了细胞内乙烯的合成
C.可以在培养基中加入氨苄青霉素和四环素,存活下来的细胞内则含有携带目的基因的质粒
D.设计双酶切处理目的基因及载体是为了更好地保证目的基因的反向连接
10.(2022·山东潍坊三模)假结核耶尔森氏菌(细菌Y)在与其他细菌的竞争中常常占据优势,推测与其tcel基因和teil基因的表达有关。
(1)研究者用获取的基因分别构建重组质粒,将转化后的大肠杆菌进行培养和计数,绘制出大肠杆菌生长曲线,如图1。
图1
转化前需先将大肠杆菌处理为感受态细胞,对照组大肠杆菌导入________。据图1结果推测,tcel蛋白对大肠杆菌具有毒性,teil蛋白的作用是________tcel蛋白的毒性。
(2)研究者利用野生型细菌Y及其不同突变体进行了如下实验:在固体培养基表面放置一张能隔离并吸附细菌的滤膜,将一种菌(下层菌)滴加在滤膜上后再放置第二张滤膜,滴加等量的另一种菌(上层菌),共同培养48 h后,将两张滤膜上菌体刮下计数,计算上层菌与下层菌数量的比值,得到图2结果。
图2
①实验中的______________等均需灭菌处理;对菌体进行计数的方法是:先将菌体进行梯度稀释,再________到固体培养基表面,待菌落数稳定时计数。
②图2结果________(填“支持”或“不支持”)(1)推测。请解释乙组结果出现的原因:_______________________________________________________________
____________________________________________________________________。
图3
(3)tcel蛋白能与细菌表面的B蛋白识别并结合。研究者设计基因表达载体转化获得工程菌,生产出能发出绿色荧光的tcel蛋白(GFP基因控制合成的蛋白可发出绿色荧光),将该蛋白与野生型细菌Y及其B蛋白突变体菌接触后,结果证实tcel蛋白可通过B蛋白进入靶细胞内发挥作用。请填写基因表达载体的基本结构,并预期实验结果。
①~④依次为______________________________________________________,
预期结果:_________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)进一步研究表明tcel蛋白具有DNA水解酶活性。综合上述研究,阐明细菌Y在与其他细菌的竞争中占据优势的原因是_________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
课时分层作业(三十九)
1.B [RNase P是一种内切核酸酶,因此通过破坏磷酸二酯键剪切前体tRNA,A正确;内切核酸酶RNase P能对tRNA前体进行剪切加工,不能催化转录过程,催化转录过程中的酶是RNA聚合酶,B错误;因为线粒体和叶绿体也可以进行基因表达,因此RNase P可能存在于细胞核或某些细胞器中,C正确;pH、温度都会影响酶活性,因此也会影响RNase P的活性,D正确。]
2.D
3.B [过程①表示通过逆转录合成相应的DNA,该过程是在生物体外进行的,不是在小菜蛾细胞的细胞核中进行的,A错误;过程②获取的CarE基因是以mRNA为模板通过逆转录合成的,因此CarE基因中不含有启动子和终止子,B正确;重组DNA技术的核心是构建含CarE基因的重组表达载体,C 错误;重组表达载体的制备过程中,需要限制酶切割含有CarE基因的DNA片段与载体,然后用DNA连接酶将CarE基因片段拼接到载体的切口处,D错误。]
4.D [由题意知,利用农杆菌转化法转化水稻,可使目的基因插入水稻细胞中染色体的DNA上,所以与叶绿体转运肽基因连接的四个基因,在水稻细胞核内进行转录,在核糖体中进行翻译,A错误;由题图可知,在同一个TDNA中OsGLOl基因和EcCAT基因的启动子启动转录的方向不同,因此OsGLOl、EcCAT基因转录时不是以DNA的同一条单链为模板,B错误;卡那霉素抗性基因不在TDNA中,而潮霉素抗性基因在TDNA中,应选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞,C错误;可用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量,杂交带相对量越多,表明目的基因翻译成的蛋白质含量越高,D正确。]
5.B [由于棉铃虫基因突变频率低且不定向,转入多种Bt毒蛋白基因可以降低棉铃虫抗Bt毒蛋白的能力,从而提高抗虫持久性,A正确;基因突变可以自发发生,且具有不定向性,突变频率与环境没有直接关系,所以在转基因棉田周围种植非抗虫棉,不能降低棉铃虫抗性基因的突变率,但可以降低抗性基因的基因频率升高的速度,B错误;在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花,为棉铃虫提供庇护所,使敏感型的个体可以生存,在种群中维持一定比例,C正确;为棉铃虫提供庇护所,使具有抗毒蛋白和敏感型个体都得以生存,由于二者之间存在种内竞争,因此使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓,D正确。]
6.D [该基因编辑系统的DNA序列转入水稻,实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑,使直链淀粉合成酶基因的碱基序列发生了改变,该变异属于基因突变,A正确;启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,如果启动子序列改变将会影响RNA聚合酶与之识别和结合,进而影响基因的转录水平,B正确;图中品系3的WxmRNA的含量最少,那么合成的直链淀粉酶最少,直链淀粉合成量最少,因此该水稻胚乳中含的直链淀粉比例最小,糯性最强,C正确;水稻细胞中控制直链淀粉合成酶基因中的碱基序列不含有启动子,因此3个突变品系中Wx基因中控制合成直链淀粉酶的氨基酸序列不发生改变,D错误。]
7.(1)逆转录 DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从3′端延伸 DNA链 (2)Kan抗性基因 (3)使重组腺病毒无法在宿主细胞内复制,从而提高了疫苗基因表达的安全性 需要细胞提供场所、原料和酶等条件
(4)细胞
8.D
9.ABD [引物能与ACC合成酶基因通过碱基互补配对结合定位ACC合成酶基因的位置,因此引物的特异性是能够从番茄DNA中获取ACC合成酶基因的关键,A正确;反向连接的ACC合成酶基因合成的mRNA通过与正常的ACC合成酶基因的mRNA互补,使ACC合成酶基因不能正常表达,限制了细胞内乙烯的合成,B正确;从题图中可知,基因表达载体中ACC合成酶基因破坏了四环素抗性基因,因此含有携带目的基因的质粒的细胞能在氨苄青霉素培养基中存活,但不能在四环素培养基中存活,C错误;设计双酶切处理目的基因及载体是为了更好地保证目的基因的反向连接,D正确。]
10.(1)空质粒 中和或消除 (2)滤膜、固体培养基 涂布 支持 野生型可产生tcel蛋白作用于tcelteil双突变体,后者无法产生teil蛋白中和tcel蛋白的毒性,生长受抑制,使野生菌在竞争中占据优势 (3)启动子、GFPtcel融合基因、终止子、标记基因 细菌Y检测到绿色荧光,B蛋白突变体未检测到绿色荧光 (4)细菌Y可产生tcel蛋白,tcel蛋白通过B蛋白进入其他细菌的细胞内水解其DNA,导致其他细菌的死亡;同时细菌Y产生的teil蛋白可中和tcel的毒性,从而使细菌Y自身得到保护
课时分层作业(三十九) 基因工程及生物技术的安全性与伦理问题(2)
1.(2022·北京海淀区高三期中)RNase P是一种内切核酸酶,由RNA和蛋白质组成。无活性的RNase P通过与前体tRNA特异性结合被激活,激活的RNase P剪切前体tRNA,所得的成熟tRNA进入细胞质基质中发挥作用。以下关于RNase P分析不正确的是( )
A.通过破坏磷酸二酯键剪切前体tRNA
B.RNase P能够催化tRNA基因的转录
C.RNase P可能存在于细胞核或某些细胞器中
D.pH、温度都会影响RNase P的活性
2.(2022·山东济南高三测试)为减少引物与模板之间的非特异性配对,人们在常规PCR技术的基础上进行了改良,发明了巢式PCR技术。其原理是利用两套PCR引物进行两轮PCR扩增,首先利用第一对引物(外引物)对目的基因所在DNA进行15~30个循环的扩增;第二轮扩增以第一轮扩增产物为模板,利用第二对引物(内引物或巢式引物)进行15~30个循环扩增,具体过程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.巢式PCR中加入的组分与常规PCR相同,但扩增产物比常规PCR特异性更强
B.两套引物需进行两次PCR,由于和两套引物都互补的靶序列较少,因此大大提高了扩增的特异性
C.内引物扩增的模板是外引物扩增后的产物,第二阶段反应能否进行,也是对第一阶段反应正确性的鉴定
D.如果第一次扩增产生了错误片段,则第二次能在错误片段上进行引物配对并扩增的概率将会增加
3.(2022·辽宁葫芦岛一模)如图是利用重组DNA技术生产能降解农药马拉硫磷的CarE制剂的流程。下列叙述正确的是( )
A.过程①是在小菜蛾细胞的细胞核中进行的
B.过程②获取的CarE基因中不含有启动子和终止子
C.重组DNA技术的核心是将CarE基因导入受体细胞
D.重组表达载体的制备过程中需要限制酶和DNA聚合酶
4.(2022·山东济宁二模)OsGLOl、EcCAT、EcGCL和TSR四个基因分别编码四种不同的酶,研究人员将这些基因分别与叶绿体转运肽(引导合成的蛋白质进入叶绿体)基因连接,构建多基因表达载体(载体中部分序列如图所示),利用农杆菌转化法转化棉花,在棉花叶绿体内构建了一条新的代谢途径,提高了棉花的产量。下列叙述正确的是( )
A.四个基因都在棉花叶绿体内进行转录、翻译
B.OsGLOl、EcCAT基因转录时以DNA的同一条单链为模板
C.应选用含卡那霉素的培养基筛选被农杆菌转化的棉花细胞
D.可用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因棉花中的表达情况
5.(2022·湖北武汉二模)为提高转基因抗虫棉的抗虫持久性,可采取如下措施:①基因策略:包括提高杀虫基因的表达量向棉花中转入多种杀虫基因等。例如,早期种植的抗虫棉只转入了一种Bt毒蛋白基因,抗虫机制比较单一;现经常将两种或两种以上Bt毒蛋白基因同时转入棉花。②田间策略:主要是为棉铃虫提供庇护所。例如我国长江、黄河流域棉区多采用将转基因抗虫棉与高粱和玉米等其他棉铃虫寄主作物混作的方式,为棉铃虫提供天然的庇护所。关于上述策略,下列叙述错误的是( )
A.转入多种Bt毒蛋白基因能提高抗虫持久性,是因为棉铃虫基因突变频率低且不定向
B.转基因棉田周围种植非抗虫棉,可降低棉铃虫抗性基因的突变率
C.为棉铃虫提供庇护所,可使敏感型棉铃虫在种群中维持一定比例
D.为棉铃虫提供庇护所,可使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓
6.(2022·山东菏泽高三一模)水稻胚乳含直链淀粉和支链淀粉,直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系统的DNA序列转入水稻,实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑,从而获得了三个突变品系。各品系WxmRNA量的检测结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.该基因编辑系统的DNA序列转入水稻,引起的变异是基因突变造成的
B.Wx基因启动子序列的改变可能影响RNA聚合酶与启动子的识别和结合
C.根据各品系WxmRNA量的检测结果,可推测品系3的糯性最强
D.与野生型相比,3个突变品系中直链淀粉合成酶的氨基酸序列发生改变
7.(2022·广东华南师大附中三模)疫苗接种是预防新型冠状病毒入侵人体的一种措施,我国科学家研发了多种新型冠状病毒(一种RNA 病毒)疫苗,其中重组腺病毒疫苗研发策略是:将新冠病毒的 S 蛋白基因整合到腺病毒 DNA 中,形成表达S 蛋白的重组腺病毒,注射到健康人体内,腺病毒可侵染人体细胞,达到预防新冠病毒感染的效果。回答下列问题:
(1)从新冠病毒的基因组中获取的基因应该通过________过程形成 cDNA 后重组到腺病毒 DNA 中。利用 PCR 技术扩增 S 蛋白基因,扩增前要根据一段目的基因的核苷酸序列合成引物,PCR 中需要引物的原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)由于腺病毒DNA 分子较大,需采取图中所示方法获得重组腺病毒 DNA。即:将质粒 1 和质粒 2 共同导入受体细胞中,最终重组在线性 DNA 分子上,据图推测,X 所示的元件应该为____________。
(3)生产疫苗的过程是将上述重组线性 DNA 分子(不编码病毒复制必需的E1 蛋白)导入293细胞系,最终包装成完整的腺病毒。重组线性 DNA 分子中缺失E1基因的意义是________________________________________________________。重组线性 DNA 分子需要转入特定细胞才能产生重组腺病毒,原因是__________________________________。
(4)与直接将S 蛋白注射到体内作为疫苗相比,重组腺病毒疫苗的优点是可以引起人体产生________免疫,更有效清除病毒。
8.(2022·广东深圳模拟预测)2019年年底,华中农业大学水产学院高泽霞教授团队从斑马鱼身上发现了对调控鱼刺生长起主要作用的主效基因。目前,高泽霞团队和中科院水生所桂建芳院士团队已经通过实验获得了第一代杂合体(F0)的少刺鱼,它们生长良好,形态正常,习性和普通有刺鱼没有差异。培育“无刺鱼”的过程中,筛选控制“鱼刺”生长的候选基因,其流程为:从成体鱼身上挑出每一根“鱼刺”→剔除结缔组织→提取mRNA→获得在鱼刺中表达的DNA片段→测出DNA片段的序列→数据库比对找到对应的基因。假设基因敲除的斑马鱼均能正常生长、发育、繁殖。下列有关叙述错误的是( )
A.筛选控制“鱼刺”生长的候选基因流程中要用到PCR技术
B.科研人员要想获得第一代杂合体(F0)的少刺鱼,需找到主效基因进行基因敲除
C.科研人员获得第一代杂合体(F0)的少刺鱼可以证明生物体的性状是由基因控制的
D.若研究中开始只得到了一条F0,要想通过杂交得到稳定遗传的“无刺鱼”,最快只需繁育一代
9.(不定项)(2022·辽宁本溪高中三模)ACC合成酶是乙烯合成的关键酶,乙烯的合成会影响番茄的储藏和运输。如图为科学家利用ACC合成酶基因的反向连接构建载体,通过基因工程设计的耐储转基因番茄流程图。下列说法正确的是( )
A.引物的特异性是能够从番茄DNA中获取ACC合成酶基因的关键
B.反向连接的ACC合成酶基因合成的mRNA通过与正常的ACC合成酶基因的mRNA互补,限制了细胞内乙烯的合成
C.可以在培养基中加入氨苄青霉素和四环素,存活下来的细胞内则含有携带目的基因的质粒
D.设计双酶切处理目的基因及载体是为了更好地保证目的基因的反向连接
10.(2022·山东潍坊三模)假结核耶尔森氏菌(细菌Y)在与其他细菌的竞争中常常占据优势,推测与其tcel基因和teil基因的表达有关。
(1)研究者用获取的基因分别构建重组质粒,将转化后的大肠杆菌进行培养和计数,绘制出大肠杆菌生长曲线,如图1。
图1
转化前需先将大肠杆菌处理为感受态细胞,对照组大肠杆菌导入________。据图1结果推测,tcel蛋白对大肠杆菌具有毒性,teil蛋白的作用是________tcel蛋白的毒性。
(2)研究者利用野生型细菌Y及其不同突变体进行了如下实验:在固体培养基表面放置一张能隔离并吸附细菌的滤膜,将一种菌(下层菌)滴加在滤膜上后再放置第二张滤膜,滴加等量的另一种菌(上层菌),共同培养48 h后,将两张滤膜上菌体刮下计数,计算上层菌与下层菌数量的比值,得到图2结果。
图2
①实验中的______________等均需灭菌处理;对菌体进行计数的方法是:先将菌体进行梯度稀释,再________到固体培养基表面,待菌落数稳定时计数。
②图2结果________(填“支持”或“不支持”)(1)推测。请解释乙组结果出现的原因:_______________________________________________________________
____________________________________________________________________。
图3
(3)tcel蛋白能与细菌表面的B蛋白识别并结合。研究者设计基因表达载体转化获得工程菌,生产出能发出绿色荧光的tcel蛋白(GFP基因控制合成的蛋白可发出绿色荧光),将该蛋白与野生型细菌Y及其B蛋白突变体菌接触后,结果证实tcel蛋白可通过B蛋白进入靶细胞内发挥作用。请填写基因表达载体的基本结构,并预期实验结果。
①~④依次为______________________________________________________,
预期结果:_________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)进一步研究表明tcel蛋白具有DNA水解酶活性。综合上述研究,阐明细菌Y在与其他细菌的竞争中占据优势的原因是_________________________________
_____________________________________________________________________
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课时分层作业(三十九)
1.B [RNase P是一种内切核酸酶,因此通过破坏磷酸二酯键剪切前体tRNA,A正确;内切核酸酶RNase P能对tRNA前体进行剪切加工,不能催化转录过程,催化转录过程中的酶是RNA聚合酶,B错误;因为线粒体和叶绿体也可以进行基因表达,因此RNase P可能存在于细胞核或某些细胞器中,C正确;pH、温度都会影响酶活性,因此也会影响RNase P的活性,D正确。]
2.D
3.B [过程①表示通过逆转录合成相应的DNA,该过程是在生物体外进行的,不是在小菜蛾细胞的细胞核中进行的,A错误;过程②获取的CarE基因是以mRNA为模板通过逆转录合成的,因此CarE基因中不含有启动子和终止子,B正确;重组DNA技术的核心是构建含CarE基因的重组表达载体,C 错误;重组表达载体的制备过程中,需要限制酶切割含有CarE基因的DNA片段与载体,然后用DNA连接酶将CarE基因片段拼接到载体的切口处,D错误。]
4.D [由题意知,利用农杆菌转化法转化水稻,可使目的基因插入水稻细胞中染色体的DNA上,所以与叶绿体转运肽基因连接的四个基因,在水稻细胞核内进行转录,在核糖体中进行翻译,A错误;由题图可知,在同一个TDNA中OsGLOl基因和EcCAT基因的启动子启动转录的方向不同,因此OsGLOl、EcCAT基因转录时不是以DNA的同一条单链为模板,B错误;卡那霉素抗性基因不在TDNA中,而潮霉素抗性基因在TDNA中,应选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞,C错误;可用抗原—抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量,杂交带相对量越多,表明目的基因翻译成的蛋白质含量越高,D正确。]
5.B [由于棉铃虫基因突变频率低且不定向,转入多种Bt毒蛋白基因可以降低棉铃虫抗Bt毒蛋白的能力,从而提高抗虫持久性,A正确;基因突变可以自发发生,且具有不定向性,突变频率与环境没有直接关系,所以在转基因棉田周围种植非抗虫棉,不能降低棉铃虫抗性基因的突变率,但可以降低抗性基因的基因频率升高的速度,B错误;在转基因棉田周围种植一定面积的非转基因棉花,为棉铃虫提供庇护所,使敏感型的个体可以生存,在种群中维持一定比例,C正确;为棉铃虫提供庇护所,使具有抗毒蛋白和敏感型个体都得以生存,由于二者之间存在种内竞争,因此使棉铃虫种群抗性基因频率增速放缓,D正确。]
6.D [该基因编辑系统的DNA序列转入水稻,实现了对直链淀粉合成酶基因(Wx基因)启动子序列的定点编辑,使直链淀粉合成酶基因的碱基序列发生了改变,该变异属于基因突变,A正确;启动子是RNA聚合酶识别并结合的位点,如果启动子序列改变将会影响RNA聚合酶与之识别和结合,进而影响基因的转录水平,B正确;图中品系3的WxmRNA的含量最少,那么合成的直链淀粉酶最少,直链淀粉合成量最少,因此该水稻胚乳中含的直链淀粉比例最小,糯性最强,C正确;水稻细胞中控制直链淀粉合成酶基因中的碱基序列不含有启动子,因此3个突变品系中Wx基因中控制合成直链淀粉酶的氨基酸序列不发生改变,D错误。]
7.(1)逆转录 DNA聚合酶不能从头开始合成DNA,只能从3′端延伸 DNA链 (2)Kan抗性基因 (3)使重组腺病毒无法在宿主细胞内复制,从而提高了疫苗基因表达的安全性 需要细胞提供场所、原料和酶等条件
(4)细胞
8.D
9.ABD [引物能与ACC合成酶基因通过碱基互补配对结合定位ACC合成酶基因的位置,因此引物的特异性是能够从番茄DNA中获取ACC合成酶基因的关键,A正确;反向连接的ACC合成酶基因合成的mRNA通过与正常的ACC合成酶基因的mRNA互补,使ACC合成酶基因不能正常表达,限制了细胞内乙烯的合成,B正确;从题图中可知,基因表达载体中ACC合成酶基因破坏了四环素抗性基因,因此含有携带目的基因的质粒的细胞能在氨苄青霉素培养基中存活,但不能在四环素培养基中存活,C错误;设计双酶切处理目的基因及载体是为了更好地保证目的基因的反向连接,D正确。]
10.(1)空质粒 中和或消除 (2)滤膜、固体培养基 涂布 支持 野生型可产生tcel蛋白作用于tcelteil双突变体,后者无法产生teil蛋白中和tcel蛋白的毒性,生长受抑制,使野生菌在竞争中占据优势 (3)启动子、GFPtcel融合基因、终止子、标记基因 细菌Y检测到绿色荧光,B蛋白突变体未检测到绿色荧光 (4)细菌Y可产生tcel蛋白,tcel蛋白通过B蛋白进入其他细菌的细胞内水解其DNA,导致其他细菌的死亡;同时细菌Y产生的teil蛋白可中和tcel的毒性,从而使细菌Y自身得到保护