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专题十七现代生物科技专题考点1基因工程（2015重庆卷，6，6分）6.下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是A.表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得B.表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原（起）点C.借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D.启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用【答案】C【解析】由于胰岛素基因只在胰岛B细胞中表达，因此在肝细胞中无胰岛素基因的转录产物mRNA，A项错误；胰岛素基因的转录启动于启动子，而不是复制原点，B项错误；抗生素抗性基因可作为标记基因在含有抗生素的培养基中将受体细胞筛选出来，C项正确；终止密码子位于信使RNA，不位于DNA上，启动子和终止子均在胰岛素基因转录中起作用；（2015新课标卷Ⅱ，40，15分）40.【生物——选修3：现代生物科技专题】(15分)已知生物体内有一种蛋白质(P)，该蛋白质是一种转运蛋白，由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸，240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(P1)不但保留P的功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：⑴从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白质的进行改造。⑵以P基因序列为基础，获得P1基因的途径有修饰基因或合成基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，中心法则的全部内容包括的复制；以及遗传信息在不同分子之间的流动，即：。⑶蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过和，进而确定相对应的脱氧核苷酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物进行鉴定。【答案】（1）氨基酸序列（或结构）（1分，其他答案合理也给分）（2）PP1（每空2分，共4分）DNA和RNA（或遗传物质）（2分）DNA→RNA、RNA→DNARNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译）（3分）（3）设计蛋白质的结构推测氨基酸序列（每空2分，共4分）功能（1分）【解析】本题考查蛋白质工程相关知识，难度较小。（1）对蛋白质的氨基酸序列（或结构）进行改造，可达到改变蛋白质的功能的目的。（2）以P基因序列为基础，获得P1基因，可以对P基因进行修饰改造，也可以用人工方法合成P1基因；中心法则的全部内容包括DNA的复制、DNA→RNA、RNA→DNA、RNA→蛋白质（或转录、逆转录、翻译）。（3）蛋白质工程的基本途径是从预期蛋白质功能出发，通过设计蛋白质结构和推测氨基酸序列，推测相应的核苷酸序列，并获取基因。经表达的蛋白质，要对其进行生物功能鉴定。（2015新课标卷Ⅰ，40，15分）40.[生物——选修3：现代生物科技专题]HIV属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：（1）用基因工程方法制备HIV的某蛋白（目的蛋白）时，可先提取HIV中的，以其作为模板，在的作用下合成。获取该目的蛋白的基因，构建重组表达载体，随后导入受体细胞。（2）从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入机体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是。该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV，检测的原理是。（3）已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是HIV主要感染和破坏了患者的部分细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。（4）人的免疫系统有癌细胞的功能，艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。【答案】（1）RNA逆转录酶cDNA（或DNA）（2）抗体抗原抗体特异性结合（3）T（或T淋巴）（4）监控和清除【解析】（1）HIV属于逆转录病毒，它的遗传物质是RNA，在逆转录酶的作用下可以逆转录为cDNA，用于构建基因表达载体，从而制备HIV的某蛋白。（2）HIV的某蛋白作为抗原进入机体后，能刺激人体产生针对该抗原的一种特殊的分泌蛋白——抗体；可用该抗体进行抗原—抗体进行杂交来检测血清中是否含有HIV。（3）HIV病毒营寄生生活，寄生在T淋巴细胞内，T细胞参与体液免疫和细胞免疫，因此少了T细胞，特异性免疫几乎全部丧失，降低了机体的免疫功能。（4）人体的免疫系统具有防卫、监控和清除的功能，可及时清除体内产生的癌细胞，艾滋病患者的整个免疫功能缺陷，机体会发生一系列顽固性机会感染和肿瘤的发生。（2015安徽卷，31Ⅱ，9分）Ⅱ（9分）科研人员采用转基因体细胞克隆技术获得转基因绵羊，以便通过乳腺生物反应器生产人凝血因子IX医用蛋白，其技术路线如图。（1）由过程①获得的A为_____________________。（2）在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核，目的是_______________________。受体应选用___________期卵母细胞。（3）进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生______________，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。（4）采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为__________________________________________________。31Ⅱ、[答案]（1）含目的基因的表达载体。（2）保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞MⅡ（3）免疫排斥反应（4）整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养[解析]（1）根据题意可知，要将人凝血因子IX基因导入绵羊胎儿成纤维细胞，必须构建基因表达载体，所以由过程①获得的A为基因表达载体。（2）为保证核遗传物质来自含目的基因的成纤维细胞，在核移植之前，必须先去掉受体卵母细胞的核。受体应选用减数第二次分裂中（MⅡ中）期卵母细胞。（3）进行胚胎移植时，代孕母羊对移入子宫的重组胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为重组胚胎在代孕母羊体内的存活提供了可能。（4）采用胎儿成纤维细胞进行转基因体细胞克隆，理论上可获得无限个转基因绵羊，这是因为整合有目的基因的成纤维细胞可进行传代培养。考点2细胞工程(2015福建卷，33，10分)33.【生物-现代生物科技专题】（10分）GDNF是一种神经营养因子。对损伤的神经细胞具有营养和保护作用。研究人员构建了含GDNF基因的表达载体（如图1所示），并导入到大鼠神经干细胞中，用于干细胞基因治疗的研究。请回答：（1）在分离和培养大鼠神经干细胞的过程中，使用胰蛋白酶的目的是。（2）构建含GDNF基因的表达载体时，需选择图1中的限制酶进行酶切。（3）经酶切后的载体和GDNF基因进行连接，连接产物经筛选得到的载体主要有三种：单个载体自连、GDNF基因与载体正向连接、GDNF基因与载体反向连接（如图1所示）。为鉴定这3种连接方式，选择HpaI酶和BamHI酶对筛选的载体进行双酶切，并对酶切后的DNA片段进行电泳分析，结果如图2所示。图中第泳道显示所鉴定的载体是正向连接的。（4）将正向连接的表达载体导入神经干细胞后，为了检测GDNF基因是否成功表达，可用相应的与提取的蛋白质杂交。当培养的神经干细胞达到一定的密度时，需进行培养以得到更多数量的细胞，用于神经干细胞移植治疗实验。[答案]（1）使细胞分散开（2）XhoⅠ（3）②（4）抗体传代[命题立意]本题考查动物细胞培养和基因工程的相关知识，考查学生推理能力，运用所学知识分析问题和解决问题的能力。难度适中。[解析]（1）动物细胞培养时，可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶作用，使细胞分散开。（2）质粒上有XhoⅠ识别位点，而且在启动子之后，所以选用XhoⅠ限制酶进行酶切。（3）泳道①仅有一种条带，属于载体自连；泳道②有两种条带，且长度分别与质粒和GDNF基因长度相同，为正向连接；泳道③有两种条带，长度与BamHⅠ酶切后结果相同，为反向连接。（4）检测基因是否表达采用抗原抗体杂交法。培养动物细胞采用动物细胞培养法，当细胞密度达到一定程度，需要进行分瓶，进行传代培养。考点3胚胎工程和生态工程（2015重庆卷，8，20分）8.（20分）某课题组为解决本地奶牛产奶量低的问题，引进了具高产奶基因但对本地适应性差的纯种公牛。（1）拟进行如下杂交：♂A（具高产奶基因的纯种）×♀B（具适宜本地生长基因的纯种）→C选择B作为母本，原因之一是胚胎能在母体内正常。若C中的母牛表现为适宜本地生长，但产奶量并不提高，说明高产奶是性状。为获得产奶量高且适宜本地生长的母牛，根据现有类型，最佳杂交组合是，后代中出现这种母牛的概率是（假设两对基因分别位于不同对常染色体上）。（2）用以上最佳组合，按以下流程可加速获得优良个体。精子要具有受精能力，需对其进行处理；卵子的成熟在过程中完成。在过程4的培养基中含有葡萄糖，其作用是。为筛选出具有优良性状的母牛，过程5前应鉴定胚胎的。子代母牛的优良性状与过程的基因重组有关。（3）为了提高已有胚胎的利用率，可采取技术。【答案】（1）生长发育或胚胎发育隐性♂A×♀C1/8（2）获能或增强活力③供能性别、高产奶和适宜生长的基因②（3）胚胎分割【解析】（1）由于胚胎能在母体内进行正常的胚胎发育，所以可选择适宜当地生长的纯种牛做母本。用纯种高产奶牛与适宜当地生长的纯种牛杂交，获得了C牛，表现为适宜当地生长，但产奶量并没提高，这说明不适宜当地生长是隐性性状，适宜当地生长是显性性状，高产奶是隐性性状，低产奶是显性性状。由于控制奶牛的产奶量的基因和对本地的适应性的基因分别位于不同的染色体上，说明他们在遗传时遵循基因的自由组合定律，若控制奶牛的产奶量的等位基因为A和a，对本地的适应性的的等位基因为B和b，可推知雄牛A的基因型为aabb，雌牛B为AABB，C为AaBb，可见要获得产奶量高且适宜当地生长的母牛（aaB），最佳的实验组合为♂A×♀C，此时后代出现所需牛（aaBb）的概率为1/4×1/2=1/8。（2）精子需获能后才具备受精的能力；由于排卵时排出的卵子只发育到减数MⅡ，而减数第二次分裂形成卵细胞是在受精过程中完成的，即卵子的成熟是在体外受精过程中完成；在胚胎培养过程中，培养基中的葡萄糖能为胚胎发育过程提供能量；为了筛选出具有优良性状的母牛，在胚胎移植之前需对胚胎的性别、高产奶和适宜生长的基因进行鉴定；母牛在减数分裂过程中发生基因重组，产生具有优良性状基因的卵细胞，子代母牛的优良性状与此有关。（3）通过胚胎分割技术可产生遗传性状相同的多个胚胎，从而提高胚胎的利用率。