2023届高考生物核“芯”12基因工程和蛋白质工程.docx

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1、核“芯”12基因工程和蛋白质工程(时间：20分钟)1.(2021华师一附中调研)针对新冠病毒(SARSCoV2)的重组蛋白疫苗、核酸疫苗(包括DNA疫苗和RNA疫苗)等疫苗都在研发当中。下图为其中一种疫苗的研发思路，图中表示过程，箭头表示Nco、Sph、Nhe、BamH 的酶切位点(四种酶的识别序列详见表)，标记基因SUC2控制合成蔗糖酶，使P型酵母菌能利用培养基中的蔗糖生存。限制酶NcoSphNheBamH识别序列和切割位点CCATGGGCATGCGGATCCGCTAGC(1)图中过程需要使用_酶先得到cDNA，再使用_技术扩增得到S基因。(2)为使过程顺利进行，需先使用限制酶_和_切割质粒

2、B，选用两种限制酶对新冠病毒的S基因进行切割的目的是_(答出1点即可)。(3)图中表示筛选的过程是_(填编号)，筛选时应使用以_为唯一碳源的培养基。(4)重组疫苗注入志愿者体内后，S蛋白基因指导合成的S蛋白作为_，刺激机体产生能与之相结合的抗体，抗体的分泌量可作为检测疫苗对志愿者免疫效果的指示。参加临床试验的志愿者需要满足的条件之一是_(填“有”或“无”)SARSCoV2感染史，理由是_。答案(1)逆转录PCR(聚合酶链式反应)(2)NcoNhe防止S基因自身环化、防止S基因与载体反向连接(合理即可)(3)蔗糖(4)抗原无有SARSCoV2感染史的志愿者血清中会存在一定量的相应抗体，对试验结果

3、产生干扰解析(1)利用RNA得到相应DNA的方法为逆转录，起作用的酶为逆转录酶，在体外将DNA扩增的技术是PCR(聚合酶链式反应)。(2)Nco的识别切割位点为GCATGG，Nhe的识别切割位点为GGATCC，C分子的两端为GATC和GTAC，根据碱基互补配对原则，可知需要用限制酶Nco、Nhe切割质粒B。由于同种限制酶切割得到的两端黏性末端相同，用DNA连接酶连接时可出现S基因自身环化以及S基因与载体反向连接的现象，所以常选用两种限制酶对新冠病毒的S基因进行切割，目的是防止S基因自身环化、防止S基因与载体反向连接。(3)图中表示筛选的过程是(筛选含重组质粒的P型酵母菌)。标记基因SUC2控制

4、合成蔗糖酶，使P型酵母菌能利用培养基中的蔗糖生存，筛选时应使用以蔗糖为唯一碳源的培养基。(4)重组疫苗注入志愿者体内后，S蛋白基因指导合成的S蛋白作为抗原，刺激机体产生特异性免疫过程，机体免疫系统产生能与之相结合的抗体，抗体的分泌量可作为检测疫苗对志愿者免疫效果的指标。参加临床试验的志愿者需要满足无SARSCoV2感染史，即未感染过新冠病毒的志愿者，因为感染过新冠病毒的人体内含有对新冠病毒的记忆细胞，若注射疫苗会出现二次免疫的特征，即体内的记忆细胞会迅速增殖分化产生大量的浆细胞，浆细胞合成并分泌大量的抗体，从而导致无法检测出该疫苗的真正效果。2.(2021安徽黄山质检)利用反义基因特异性地阻断

5、病毒在宿主细胞中的增殖，可以增强植物的抗病能力。以编码病毒外壳蛋白(CP)的基因作为目的基因，利用基因工程技术将反义CP基因导入烟草细胞，获得具有反义CP基因的转基因植株，高效表达的转基因烟草抗病能力明显高于普通植株。请结合图片回答：(1)据图分析，当整合到烟草细胞染色体上的病毒CP基因转录时，利用反义CP基因产生的mRNA来特异性阻断CP基因表达的_过程，从而产生抗病性。反义基因是否在烟草植株体内维持和表达，常采用_分子杂交方法(答出两点即可)进行检测。(2)在噬菌体、植物病毒和质粒三种载体中，选用植物病毒作为载体潜在的风险是_，不能选用噬菌体作为载体的原因是_。(3)研究发现，在转基因烟草

6、植株细胞中能检测到反义CP基因，但该植株并没有表现出抗病能力，若从构建基因表达载体的角度分析，最可能的原因是_；根据中心法则分析，可能的原因是_。(4)当前，反义基因抗病植株已成功应用于农业生产，相对于传统化学防病而言，该技术产生的积极影响有_(答出两点即可)。答案(1)翻译DNADNA、DNARNA及抗原抗体(或核酸分子杂交和蛋白质)(2)使受体生物致病(合理即可)噬菌体不能侵染植物细胞(3)无启动子反义CP基因没有转录(4)增强植物的抗病性；减少化学污染或减缓抗药基因频率上升趋势等(合理即可)解析(1)CP基因和反义CP基因同时转录产生的mRNA的碱基序列互补配对，二者会结合形成双链RNA

7、，不能与核糖体结合，从而阻断CP基因的翻译。目的基因的遗传特性能在受体细胞内维持和表达，只有通过检测才能知道。目的基因在受体细胞是否稳定存在，可采用DNA分子杂交的方法；目的基因是否转录，可采用分子杂交的方法，目的基因在受体细胞内是否表达利用的是抗原抗体杂交的方法。但因为这里用的反义CP基因，主要目的是阻断CP基因的表达，反义CP基因没有其表达产物。因此只要检测细胞内是否有反义CP基因，采用DNA分子杂交的方法。反义CP基因是否转录采用的是DNARNA分子杂交方法。当然还要检测反义CP基因是否阻断了CP基因的表达，让转基因烟草感染相应的病毒，检测其细胞中是否有CP蛋白，如果没有说明反义基因发挥

8、了作用。反义基因的遗传特性是否在烟草植株体内维持和表达，常采用DNADNA、DNARNA及抗原抗体(或核酸分子杂交和蛋白质)分子杂交方法进行检测。(2)在噬菌体、植物病毒和质粒三种载体中，选用植物病毒作为载体可能存在的潜在风险是使植物致病，不能选用噬菌体作为载体，因为噬菌体专营寄生于细菌，不能侵染植物细胞。(3)在转基因烟草植株细胞中能检测到反义CP基因，但该植株并没有表现出抗病能力，若从构建基因表达载体的角度分析，最可能的原因是基因表达载体上缺少能使反义基因表达(转录)的启动子。根据中心法则分析，可能的原因是反义基因没有转录。(4)当前，反义基因抗病植株已成功应用于农业生产，相对于传统化学防

9、病而言，该技术能够增强植物的抗病性；减少化学污染或减缓抗药基因频率上升趋势等(答出两点即可)。3.(2021江西南昌期末)下图表示利用农杆菌转化法培育转基因植物的大致步骤：目的基因表达载体的构建载体的农杆菌转化农杆菌与植株共培养转化植株的筛选转化植株的鉴定。回答下列问题：(1)用农杆菌转化法培育转基因植物时，从狭义上讲将含目的基因的重组质粒转入农杆菌的过程_(填“属于”或“不属于”)转化，理由是_。(2)图中外植体是指_；外植体与土壤农杆菌共培养的目的是利用农杆菌中的Ti质粒上的TDNA可转移到受体细胞，并整合到_的特性；结合图示Ti质粒，筛选转化细胞的培养基中应加入_，能存活的受体细胞才有可

10、能是转化细胞。(3)进行分子特性鉴定的常用方法有DNA分子杂交实验和抗原抗体杂交实验，其原理依次是_、_。(4)利用农杆菌转化法突出的优点有_(至少答2点)。答案(1)不属于转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程，农杆菌不是受体细胞(2)离体的植物器官、组织或细胞受体细胞染色体的DNA上四环素(3)碱基互补配对原则抗体与相应的抗原发生特异性免疫反应(4)利用天然的转化载体系统，成功率高，效果好；目的基因整合到受体细胞染色体的DNA上，遗传稳定性好(合理即可)4.(2021广东东莞调研)病毒(V)可诱发恶性肿瘤，病毒外壳蛋白L1是其主要抗原。如图是该病毒疫苗生产的部

11、分流程示意图。请回答。(1)要在生物体外大量获得L1基因，常用_技术。构建含L1基因的重组质粒时，为避免质粒和目的基因自身环化等情况，应选择的限制酶是_。(2)过程需用_处理大肠杆菌，使其成为_细胞。(3)为了确认酵母菌转化是否成功，可在培养基中加入_进行筛选，转化后的酵母菌是否含有L1基因，可用_方法检测。(4)若要使转化后的酵母菌只具有单一抗生素抗性。应选用限制酶_切割重组质粒，并在切割后将所需部分质粒最新连接为环状。(5)酵母菌常用于基因工程，用来合成人体中的酶、激素等。与大肠杆菌相比，用酵母菌作为基因工程的受体细胞的优点是_。答案(1)PCRHind 和EcoR (2)Ca2感受态(3

12、)四环素和氨苄青霉素DNA分子杂交(4)Bgl (5)酵母菌是真核生物，可在细胞内完成对蛋白质的加工，无需再进行体外加工(合理即可)解析(1)在生物体外扩增目的基因的常用方法是PCR技术，用两种识别序列不同的限制酶切割目的基因和质粒，可以防止自身环化等情况。(2)将重组质粒导入大肠杆菌前需要用Ca2处理大肠杆菌，使其成为感受态细胞。(3)可在培养基中加入相应的抗生素，以筛选受体细胞中是否成功导入了重组质粒，可通过DNA分子杂交方法检测转化后的酵母菌是否含有L1基因。(4)要使重组质粒能够表达，载体必须含有启动子和终止子，且目的基因必须位于启动子和终止子之间，故应选用的限制酶是Bgl ，这样转化后的酵母菌具有单一的四环素抗性。(5)酵母菌是真核生物，有内质网、高尔基体等细胞器，在蛋白质合成后，细胞内的内质网、高尔基体可以对其进行加工，而大肠杆菌是原核生物，其合成的蛋白质可能需要进行体外加工。