预测16 基因工程-【临门一脚】2022年高考生物三轮冲刺过关

预测16  基因工程概率预测☆☆☆☆☆题型预测简答题☆☆☆考向预测①考查基因工程的工具，操作程序与应用等②常借助简洁的文字材料或流程图、结构图等考查有关基因工程的原理、技术手段等，尤为注重对教材中一些关键词的填充及对结论性语句的准确表述等。  2022年备考时应注意：限制酶、DNA连接酶和载体的作用及PCR技术。 1．几种获取目的基因方法的比较2．比较DNA复制和PCR技术3．与DNA有关的酶的归纳与比较4．将目的基因导入受体细胞的方法比较5．DNA的粗提取与鉴定的方法步骤 1．（2020•新课标Ⅲ）W是一种具有特定功能的人体蛋白质。某研究小组拟仿照制备乳腺生物反应器的研究思路，制备一种膀胱生物反应器来获得W，基本过程如图所示。（1）步骤①中需要使用的工具酶有________________。步骤②和③所代表的操作分别是________________和________________。步骤④称为________________。（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W的优势在于不受转基因动物的______________（答出2点即可）的限制。（3）一般来说，在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞的细胞核中染色体DNA所含的遗传信息________________（填相同或不同），原因是_________。（4）从上述流程可知，制备生物反应器涉及胚胎工程，胚胎工程中所用到的主要技术有_____________（答出2点即可）。【答案】（1）限制性核酸内切酶、DNA连接酶    显微注射    体外培养    胚胎移植    （2）性别、年龄    （3）相同    两种上皮细胞都是体细胞，且来源于同一个受精卵    （4）体外受精、胚胎移植    【解析】【分析】1、膀胱反应器有着和乳腺反应器一样的优点：收集产物蛋白比较容易,不会对动物造成伤害。此外,该系统可从动物一出生就收集产物,不论动物的性别和是否正处于生殖期。膀胱生物反应器最显著的优势在于从尿中提取蛋白质比在乳汁中提取简便、高效。2、基因工程技术的基本步骤包括：目的基因的获取；基因表达载体的构建，是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。3、分析题图可知，步骤①为将W基因与运载体结合，构建基因表达载体；步骤②为将重组表达载体导入受精卵，常用显微注射法；步骤③为体外培养；步骤④为胚胎移植。【详解】（1）由分析可知，步骤①为构建基因表达载体，需使用同种限制酶切割目的基因和运载体，再由DNA连接酶连接粘性末端，形成重组表达载体；步骤②为显微注射；步骤③为体外培养；步骤④为胚胎移植。（2）与乳腺生物反应器相比，用膀胱生物反应器生产W，可从动物一出生就收集产物,不受动物的性别和年龄的限制。（3）在同一动物个体中，乳腺上皮细胞与膀胱上皮细胞是由同一个受精卵有丝分裂产生的体细胞，其细胞核中染色体DNA所含的遗传信息相同。（4）由分析可知，步骤③为体外培养，步骤④为胚胎移植，均属于胚胎工程。【点睛】本题考查基因工程和胚胎工程的相关知识，要求考生识记基因工程的基本工具和操作步骤，掌握胚胎工程各项技术的相关细节，能结合所学的知识准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查。…… 1．（2022•海南模拟）青蒿素是最有效的抗疟药之一，但野生黄花蒿青蒿素产量低。研究人员利用基因工程技术培育出高产的转基因黄花蒿。回答下列问题：（1）从1953年沃森和克里克揭示出　   　结构，到这种物质能在体外拼接，仅用了20年时间。（2）青蒿素合成途径存在两种关键酶﹣﹣紫穗槐二烯合酶和青蒿酸合成酶。研究人员从黄花蒿的cDNA文库中获取了这两种关键酶的基因，在对它们进行PCR扩增时，向反应体系中加入的物质中，除了模板不同，　   　也应不同。（3）要使从cDNA 文库中获取的目的基因在受体细胞中稳定的表达，需要构建　   　，而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是获取的目的基因没有其表达所需要的　   　和终止子。要通过蛋白质工程获得活性更高的酶，需根据设计蛋白质的结构推测　   　序列，确定相对应的脱氧核苷酸序列后再经基因合成或　   　获得所需的基因。（4）有科学家成功培育出能生产青蒿素的转基因酵母菌。利用转基因酵母菌生产青蒿素的优势主要有　   　 （写出三点）。【解答】解：（1）沃森和克里克揭示出DNA双螺旋结构。（2）PCR扩增技术中，需要向反应体系中加入引物、模板、热稳定聚合酶以及大量脱氧核糖核苷酸，引物需要与模板相结合，模板不同，所需要的引物也不同。（3）要使从cDNA 文库中获取的目的基因在受体细胞中稳定的表达，需要构建基因表达的载体，而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是获取的目的基因没有其表达所需要的启动子和终止子。利用蛋白质工程获得活性更高的酶时，需根据所设计蛋白质的结构推测其氨基酸序列，最终确定相对应的脱氧核苷酸序列并经基因修饰获得所需的基因。（4）酵母菌繁殖快，容易培养，且成本较低，可工业化大量生产，且生产不受季节、气候、地域限制，所以常常被用作基因工程的受体细胞。故答案为：（1）DNA双螺旋 （2）引物（对）（3）基因表达的载体    启动子   氨基酸     基因修饰（4）繁殖快，易培养，成本低，可以工业化生产，生产不受季节、气候、地域限制2．（2022•成都模拟）应用生物工程技术可以获得人们需要的生物新品种或新产品，如图所示：Ⅰ．“滔滔”是我国第一例转入人体白蛋白基因的转基因试管牛，人们利用该转基因奶牛的乳汁能生产人类血清白蛋白． 请利用已有知识，回答下列与该试管牛有关的问题：（1）在培育转人白蛋白基因牛过程中，①过程常用的方法是　   　．（2）将人体白蛋白基因导入受精卵中，当受精卵分裂到　   　时，需要取滋养层细胞进行鉴定　   　，以确保发育成熟的牛能分泌乳汁．同时还要用基因探针与目的基因杂交，以检测　   　．（3）②过程中，可以采用　   　技术，培育出多头相同的转基因犊牛．（4）“滔滔”发育成熟后，分泌的乳汁中含有人体白蛋白．目的基因的表达过程可表示为：　   　．（5）试管牛的培育除可利用上述方法外，科学家利用　   　激素，使优质母牛能超数排卵，而后再从卵巢中采集卵子培养．采集优质公牛的成熟精子，需先培养在含肝素等物质的溶液中，目的是使精子　   　．处理后的精子和培养成熟的卵子在培养液中完成受精．Ⅱ．回答下列与抗虫棉有关的问题：（1）在抗虫棉培育过程中，③过程中的受体细胞如果采用愈伤组织细胞，与采用叶肉细胞相比较，其优点是　   　．（2）一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有　   　．【解答】解：Ⅰ、（1）将目的基因导入动物细胞常用显微注射法．（2）雌性动物才能产生乳汁，所以胚胎移植前需要进行性别鉴定，即取囊胚时期的滋养层细胞进行性别鉴定．用基因探针与目的基因杂交是为了检测受体细胞中是否含有目的基因，属于目的基因的检测．（3）来自同一个胚胎的后代具有相同的遗传物质，因此要培育出多头相同的转基因犊牛，需要采用胚胎分割移植技术．（4）基因表达包括转录和翻译两个过程，因此人体白蛋白基因的表达过程可表示为：．（5）利用促性腺激素能促进母畜超数排卵．采集的精子需要经过获能处理才能与成熟的卵细胞受精．Ⅱ、（1）愈伤组织的全能性比体细胞高，因此③过程中的受体细胞采用愈伤组织细胞比直接采用叶肉细胞更好．（2）一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子、终止子以及标记基因．故答案为：Ⅰ．（1）显微注射法（2）囊胚期   性别  目的基因是否导入受体细胞（3）胚胎分割移植（或胚胎分割和胚胎移植）（4）（5）促性腺       获能Ⅱ．（1）全能性大（2）启动子、终止子和标记基因3．（2022•四川模拟）凝乳酶是奶酪生产中的关键性酶，研究人员利用基因工程技术，将编码该酶的基因转移到了微生物细胞中并使之表达。如图表示EcoRⅠ、BamHⅠ、PstⅠ三种限制酶在质粒和含凝乳酶基因的外源DNA片段上的切割位点。回答下列问题：（1）根据图中EcoRⅠ、BamHⅠ、PstⅠ三种限制酶的切割位点分析，该工程中最不适宜用来切割外源DNA获取目的基因的限制酶是　   　，将切割后的质粒和目的基因连接起来需要　   　酶。构建好的重组质粒在目的基因前要加上特殊的启动子，它是　   　识别和结合的部位。（2）工业化生产过程中，若采用重组大肠杆菌生产凝乳酶，该过程中将目的基因导人大肠杆菌前，常常用　   　处理细胞，使之处于一种能吸收周围环境中的DNA分子的生理状态，这种细胞称为　   　细胞。（3）研究发现，如果将该凝乳酶第20位和第24位氨基酸改变为半胱氨酸，其催化能力将提高2倍。科学家可以生产上述高效凝乳酶的现代生物工程技术是　   　。该生物工程技术对蛋白质结构的设计和改造，必须通过基因来完成，原因是　   　。【解答】解：（1）含有目的基因的外源DNA分子上含有EcoRⅠ、BamHⅠ、PstⅠ三种限制酶的切割位点，其中EcoRⅠ的切割位点位于目的基因上，用该酶切割会破坏目的基因，因此不能用该酶切割；将切割后的质粒和目的基因连接起来需要DNA连接酶。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，能启动转录过程。（2）将目的基因导入微生物细胞常用感受态细胞法，即用Ca2+处理细胞，使之处于一种能吸收周围环境中的DNA分子的生理状态，这种细胞称为感受态细胞。（3）生产上述高效凝乳酶需要对蛋白质进行改造，因此需要采用蛋白质工程技术；由于基因决定蛋白质，因此该生物工程技术对蛋白质结构的设计和改造，必须通过基因来完成。故答案为：（1）EcoRⅠDNA连接酶       RNA聚合酶（2）Ca2+感受态（3）蛋白质工程      基因决定蛋白质   ……