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    高考生物第一轮复习知识点挖空专项练习 专题11现代生物科技专题(原卷版+答案解析)

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    高考生物第一轮复习知识点挖空专项练习 专题11现代生物科技专题(原卷版+答案解析)

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    这是一份高考生物第一轮复习知识点挖空专项练习 专题11现代生物科技专题(原卷版+答案解析),共32页。试卷主要包含了在一些肿瘤细胞中,EGFR等内容,欢迎下载使用。

    A.①过程可用灭活病毒诱导融合,该方法也适用于植物体细胞杂交
    B.②过程应利用CD47进行多次筛选以得到目标杂交瘤细胞
    C.对照组应设置为:巨噬细胞+正常细胞共培养体系+抗CD47单克隆抗体
    D.预期结果为实验组中巨噬细胞的吞噬能力显著低于对照组
    2.紫花苜蓿是常用的豆科牧草,但易使家畜患鼓胀病;百脉根富含物质X,X可与紫花苜蓿中特定蛋白结合,抑制鼓胀病的发生。为培育抗鼓胀病的新品种,科学家以紫花苜蓿和百脉根为材料进行了实验,主要流程如下图所示。下列叙述正确的是( )
    A.①过程用到纤维素酶和果胶酶,该过程利用的生物技术原理是植物细胞的全能性
    B.为确保最终得到的F植株为杂种植株,可对②过程形成的C进行筛选和鉴定
    C.③过程中C的高尔基体活动性增强,D的形成是植物体细胞杂交完成的标志
    D.④过程需进行光照处理,将细胞培养至E阶段即可研究物质X的作用
    3.科学家通过两个关键因子诱导DNA去甲基化,将人类多能性干细胞转化为8细胞阶段全能性胚胎样细胞(8CL细胞),相比于诱导多能干细胞(iPS细胞),它不仅能分化成胎盘组织,还有潜力发育成更成熟的器官。下列说法错误的是( )
    A.DNA去甲基化未改变靶基因的碱基排序,利于基因的表达
    B.体外培养时,细胞密度、有害代谢物等可影响8CL细胞的增殖
    C.利用iPS细胞诱导产生的器官进行移植,可避免免疫排斥反应
    D.制备8CL细胞的过程,细胞的形态、结构和功能不发生改变
    4.在一些肿瘤细胞中,EGFR(表皮生长因子受体)的过度表达,导致细胞异常增殖。利用动物细胞融合技术制备的单克隆抗体,与药物偶联后可用于治疗EGFR过量表达的肿瘤。下列说法错误的是( )
    A.可以利用EGFR作为抗原制备单克隆抗体
    B.初步筛选后放入多孔板的细胞为杂交瘤细胞,能大量增殖并产生所需抗体
    C.杂交瘤细胞在培养过程中一般无接触抑制现象,不需要用胰蛋白酶处理
    D.单克隆抗体药物可特异性降低EGFR过量表达的肿瘤细胞的增殖能力
    5.SDS常用于提取生物组织中的DNA,作为一种阴离子去污剂,它可以溶解细胞膜和核膜蛋白,使染色体离析、蛋白质变性,释放出核酸,获取的核酸可溶于由Tris和EDTA配制的缓冲溶液中保存备用。下列说法正确的是( )
    A.配制研磨液时,需要加入2ml/L的HCl溶液调节pH至8.0
    B.提取DNA时加入酒精,目的是使不溶于酒精的蛋白质等物质析出
    C.SDS可加速解聚核膜蛋白,有利于提取叶绿体DNA和质粒DNA
    D.将提取到的DNA与二苯胺溶液充分混匀后,溶液即变为蓝色
    6.科研人员将印度野牛的成纤维细胞的细胞核注入去核的家牛卵母细胞中,构建了重组细胞,并最终获得了健康的克隆后代。下列相关叙述错误的是( )
    A.重组细胞需在体外培养到桑葚胚或囊胚期才能进行胚胎移植
    B.对受体雌性家牛进行免疫抑制处理可以提高移植胚胎的成活率
    C.卵母细胞去核可采用的方法有显微操作法、梯度离心等
    D.克隆后代的遗传物质主要来自印度野牛成纤维细胞的细胞核
    7.为了制备鹅细小病毒VP2蛋白的特异性单克隆抗体,科研人员构建了含有融合基因(VP2基因与一段引导序列NES)的大肠杆菌表达载体,受体细胞经过诱导后能表达VP2蛋白并将其分泌到细胞外。利用纯化的VP2蛋白免疫小鼠,采用杂交瘤技术制备了3株可稳定分泌VP2蛋白的单克隆抗体(VP2单抗)的杂交瘤细胞株。下列叙述错误的是( )
    A.引导序列NES的作用可能是介导VP2蛋白分泌到细胞外
    B.VP2单抗的制备利用了重组DNA技术、细胞融合等技术
    C.体外培养该免疫小鼠的单个B淋巴细胞也能得到VP2单抗
    D.VP2单抗可用于鹅细小病毒病的诊断和治疗
    8.为研究新冠病毒致病机理,科研人员利用包膜含刺突蛋白(S蛋白)但内部不含RNA的假病毒侵染体外培养的动物细胞,结果表明S蛋白与细胞表面ACE2受体的结合会破坏ACE2与线粒体间的信号转导,使得原本存在于线粒体内膜上的细胞色素c释放到细胞质基质,细胞色素c在细胞质基质中的积累会启动细胞内相关基因表达,引发细胞死亡。已知位于线粒体内膜上的细胞色素c主要用于维持线粒体内膜两侧的质子浓度梯度,进而催动ATP合酶合成ATP。下列说法错误的是( )
    A.ACE2受体的化学本质可能为糖蛋白
    B.新冠病毒引发的细胞死亡属于细胞坏死
    C.与呼吸道上皮细胞相比新冠病毒的感染更容易引发心肌细胞死亡
    D.新冠病毒感染后可能会导致骨骼肌细胞无氧呼吸加剧而引发肌肉酸痛
    9.下图是对某生物B基因进行基因编辑的过程,该过程中用sgRNA指引内切核酸酶Cas9结合到特定的靶位点。下列说法错误的是( )
    A.sgRNA能与靶基因上特定碱基序列互补
    B.Cas9可特异性识别并断裂核苷酸之间的磷酸二酯键
    C.基因突变是不定向的而基因编辑能定向改变基因
    D.使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时需经严格审查
    10.草莓是无性繁殖的作物,它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。下图是育种工作者选育高品质草莓的流程图。下列说法正确的是( )
    A.通常采用70%的酒精和5%次氯酸钠溶液对甲进行灭菌处理
    B.B过程常采用显微注射法将SMYELV-CP导入草莓细胞
    C.A、B、C过程都属于细胞工程的操作,体现了植物细胞的全能性
    D.判断两种选育方法的效果时,只有方法二需要通过病毒接种实验
    11.研究者利用基因组编辑技术,将Bcl-2(抗凋亡)基因定点敲入FUT8(岩藻糖转移酶)基因,从而改造中国仓鼠卵巢(CHO)细胞。
    (1)Cas9蛋白和sgRNA是基因组编辑工具(图1),为筛选进行高效编辑的sgRNA,需根据______基因相应序列,设计并合成多个sgRNA链。分别构建sgRNA/Cas9表达质粒,并通过_______法导入CHO细胞。
    (2)Cas9蛋白与靶序列结合并将DNA双链切断,随后细胞会通过DNA损伤修复机制,将断裂处两端的序列连接起来,但在缺口处会发生碱基错配。T酶能特异性识别并切割错配的双链DNA,通过T酶的酶切实验检测sgRNA在CHO细胞内编辑效率。对图2电泳结果分析,______组实现sgRNA的高效编辑。
    (3)将含目的基因表达框和sgRNA/Cas9表达质粒(1:1)共转染CHO细胞,实现同步敲入敲除基因,具体过程如图3.
    ①目的基因表达框中含基因表达所需的元件,元件顺序依次为:同源序列I-_________同源序列Ⅱ,_______元件导致FUT8基因靶点后序列没有成功转录。(填选项)
    a、T2A(连接子)b、启动子 c、转录终止信号 d、Bcl-2基因 e、FUT8基因 f、绿色荧光蛋白基因
    ②选取具有_______特征的细胞,进一步提取基因组DNA,并对图3中片段______进行PCR,筛选出在FUT8靶基因处成功整合目的基因表达框的单克隆细胞。若PCR扩增产物的电泳结果出现______,表明筛选出的单克隆细胞为成功定点整合的纯合细胞。
    (4)CHO细胞是基因工程中生产抗体的常用受体细胞,FUT8负责将岩藻糖转移至表达抗体上,而岩藻糖的存在会极大地降低抗体的作用。请分析利用改造后的CHO细胞株进行抗体生产的优势_______。
    12.番茄是重要的农作物,因J基因功能缺失导致的无果茎接缝是一种优良性状,表现为茎干与果实的连接处光滑且牢固,不易落果,提高了番茄的产量。
    (1)利用诱变育种获得纯合突变体甲,表现出无果茎接缝,但由于花序产生大量分枝,导致产量不高。将甲与野生型番茄杂交,F1为野生型,F1自交获得的F2中,野生型:无果茎接缝且分枝不增加∶有果茎接缝且分枝增加∶突变体甲=9∶3∶3∶1,说明无果茎接缝为______性性状;甲中控制花序分枝数量的基因与控制有无果茎接缝的基因间的位置关系是______。
    (2)在甲的基础上获得了花序分枝未增加的纯合突变体乙。将甲与乙杂交获得F1,F1自交,F2表现为不同程度的分枝。对F2中分枝最多和最少的个体基因组进行测序和比对,发现抑制花序增加的基因可能位于番茄1和3号染色体上,将相关DNA序列分别命名为sb1和sb3。由F2自交获得F3,对F3部分个体进行测序并统计花序分枝数,结果如下图1。由结果可知,对花序增加的抑制作用取决于______,且______的影响更大;F2中与图1的B组表型一致的个体占F2的比例为______。
    (3)大规模测序发现,突变体甲中J基因功能缺失且sb3序列中有一个突变的E基因,正常及突变E基因序列如下图2(a),突变E基因转录出的两种mRNA序列如下图2(b)。
    欲利用PCR技术验证突变体甲转录出的EmRNA序列中包含图2(b)的两种序列,应从下图3中选择的两组引物是______。(内含子4’序列较长,难以完全扩增)
    (4)经检测发现,突变体甲的E基因转录出的mRNA中有30%为序列1,突变体乙的一个sb3序列中含有两个与甲相同的突变E基因。综合上述研究,从分子水平推测突变体甲花序分枝多而突变体乙分枝未增加的原因是______。
    13.花青苷可以决定苹果果皮、果肉等颜色的鲜艳程度,研究人员欲研究BR对花青苷合成的影响及机制。
    (1)BR(油菜素内酯)是一种天然植物激素,通过影响细胞基因的表达起到_____作用。
    (2)A2基因为花青苷合成相关基因,为探究BR与A2基因之间的关系,研究者使用BR处理了苹果幼苗,检测A2基因的表达水平结果如图1,该结果表明_____。
    (3)有人提出A2蛋白和R1蛋白会影响花青苷合成酶ANS基因启动子的活性。研究者通过检测荧光素酶的表达量来验证此推测,进行了相关研究。
    ①构建表达载体:请将选项的序号或字母填入图2相应的方框中。
    启动子:Ⅰ.A2基因启动子 Ⅱ.R1基因启动子 Ⅲ.ANS基因启动子 Ⅳ.荧光素酶基因启动子 Ⅴ.常规启动子
    基因:A.A2基因 B.R1基因 C.ANS基因 D.荧光素酶基因
    _____
    ②导入受体细胞:构建好的表达载体通过_____法导入苹果愈伤组织。
    ③实验结果检测:实验结果如图3,结果表明_____。
    (4)双分子荧光互补技术可研究细胞内蛋白质之间是否相互作用。将黄色荧光蛋白基因分为2段(片段1与片段2),分别与可特异性结合的两种蛋白的基因融合构建表达载体,将两种载体同时导入受体细胞,在515nm激发光下可发出黄色荧光。研究者推测A2蛋白和R1蛋白在细胞内形成复合物发挥作用,进行如图4操作,请写出可验证此推测的实验现象。
    (5)综合以上研究结果,阐述BR对花青苷合成影响的作用机制。_____
    14.亚麻是一种油料经济作物,其种子中含有人体必需的不饱和脂肪酸-亚油酸和亚麻酸。两种不饱和脂肪酸在种子中的代谢途径如下图所示。
    (1)脂肪酸是脂类物质,它们是构成细胞膜中______的重要组成物质。
    (2)科学家期望通过基因工程手段进一步提高种子中亚麻酸的含量。将基因FAD2、FAD3导入亚麻中获得转基因植株,收获转基因植株种子,测定其相应脂肪酸含最,结果如下图1,该结果显示______,净含量变化值是与______相比获得的数据。
    (3)研究发现出现上述结果的原因主要与外源FAD2基因的转入有关。为探究该影响机制,科研人员对FAD2基因的表达水平进行了研究,实验结果如下图2。进一步研究发现转基因植株中存在图3所示的调控FAD2基因表达的过程。催化①过程转录的酶是______;②过程由RDR6酶催化,①和②的不同是______。出现图1结果的原因是______。
    (4)为验证RDR6酶是否参与了图1现象的发生,请选用以下植株,及FAD2基因表达载体进行实验,并写出预期结果。
    植株:野生型拟南芥,RDR6突变体,FAD2突变体
    实验设计思路______。
    预期结果______。
    15.IKK激酶山IKKα、IKKβ和IKKγ三种亚基组成,该酶参与动物体内免疫细胞的分化。临床上发现某重症联合免疫缺陷(SCID)患儿的IKKβ基因编码区第1183位碱基T突变为C。为研究该患儿发病机制,研究人员应用大引物PCR定点诱变技术获得突变基因,并培育出SCID模型小鼠。图1为定点诱变获得突变基因的过程。
    (1)在定点诱变获取突变基因时,PCR1中使用的引物有_____________,PCR2中使用的引物有__________。PCR1和PCR2不能在同一个反应体系中进行,原因是_________________。
    (2)PCR在第一个循环之前通常将DNA样品加热至95℃数分钟进行预变性处理,其目的是__________。由于大引物较长,含C与G的碱基较多,为减少非目标基因的获得,在PCR2复性过程中应采取的措施是__________。
    (3)培育模型鼠的过程中,需用限制酶SacI、HindⅢ对突变基因和载体进行双酶切,双酶切的优点是____________。研究人员经鉴定、筛选获得一只转基因杂合鼠HE,让HE与野生鼠杂交得F1,F1雌雄鼠随机交配得F2。对F2中纯合野生鼠WT、纯合突变鼠HO、杂合鼠HE三种小鼠胸腺淋巴细胞中组成IKK激酶的三种亚基进行提纯和电泳,结果如图2。据此结果推测SCID患者免疫缺陷产生的机制是_____________。
    专题11 现代生物科技专题
    1.CD47是一种在多种细胞中广泛表达的跨膜糖蛋白,能够与巨噬细胞膜上的受体结合,并抑制其吞噬作用。结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6~5倍。科研人员尝试合成抗CD47的单克隆抗体,并进一步探究其对巨噬细胞吞噬作用的影响,其过程如下图所示。下列分析正确的是( )
    A.①过程可用灭活病毒诱导融合,该方法也适用于植物体细胞杂交
    B.②过程应利用CD47进行多次筛选以得到目标杂交瘤细胞
    C.对照组应设置为:巨噬细胞+正常细胞共培养体系+抗CD47单克隆抗体
    D.预期结果为实验组中巨噬细胞的吞噬能力显著低于对照组
    2.紫花苜蓿是常用的豆科牧草,但易使家畜患鼓胀病;百脉根富含物质X,X可与紫花苜蓿中特定蛋白结合,抑制鼓胀病的发生。为培育抗鼓胀病的新品种,科学家以紫花苜蓿和百脉根为材料进行了实验,主要流程如下图所示。下列叙述正确的是( )
    A.①过程用到纤维素酶和果胶酶,该过程利用的生物技术原理是植物细胞的全能性
    B.为确保最终得到的F植株为杂种植株,可对②过程形成的C进行筛选和鉴定
    C.③过程中C的高尔基体活动性增强,D的形成是植物体细胞杂交完成的标志
    D.④过程需进行光照处理,将细胞培养至E阶段即可研究物质X的作用
    3.科学家通过两个关键因子诱导DNA去甲基化,将人类多能性干细胞转化为8细胞阶段全能性胚胎样细胞(8CL细胞),相比于诱导多能干细胞(iPS细胞),它不仅能分化成胎盘组织,还有潜力发育成更成熟的器官。下列说法错误的是( )
    A.DNA去甲基化未改变靶基因的碱基排序,利于基因的表达
    B.体外培养时,细胞密度、有害代谢物等可影响8CL细胞的增殖
    C.利用iPS细胞诱导产生的器官进行移植,可避免免疫排斥反应
    D.制备8CL细胞的过程,细胞的形态、结构和功能不发生改变
    4.在一些肿瘤细胞中,EGFR(表皮生长因子受体)的过度表达,导致细胞异常增殖。利用动物细胞融合技术制备的单克隆抗体,与药物偶联后可用于治疗EGFR过量表达的肿瘤。下列说法错误的是( )
    A.可以利用EGFR作为抗原制备单克隆抗体
    B.初步筛选后放入多孔板的细胞为杂交瘤细胞,能大量增殖并产生所需抗体
    C.杂交瘤细胞在培养过程中一般无接触抑制现象,不需要用胰蛋白酶处理
    D.单克隆抗体药物可特异性降低EGFR过量表达的肿瘤细胞的增殖能力
    5.SDS常用于提取生物组织中的DNA,作为一种阴离子去污剂,它可以溶解细胞膜和核膜蛋白,使染色体离析、蛋白质变性,释放出核酸,获取的核酸可溶于由Tris和EDTA配制的缓冲溶液中保存备用。下列说法正确的是( )
    A.配制研磨液时,需要加入2ml/L的HCl溶液调节pH至8.0
    B.提取DNA时加入酒精,目的是使不溶于酒精的蛋白质等物质析出
    C.SDS可加速解聚核膜蛋白,有利于提取叶绿体DNA和质粒DNA
    D.将提取到的DNA与二苯胺溶液充分混匀后,溶液即变为蓝色
    6.科研人员将印度野牛的成纤维细胞的细胞核注入去核的家牛卵母细胞中,构建了重组细胞,并最终获得了健康的克隆后代。下列相关叙述错误的是( )
    A.重组细胞需在体外培养到桑葚胚或囊胚期才能进行胚胎移植
    B.对受体雌性家牛进行免疫抑制处理可以提高移植胚胎的成活率
    C.卵母细胞去核可采用的方法有显微操作法、梯度离心等
    D.克隆后代的遗传物质主要来自印度野牛成纤维细胞的细胞核
    7.为了制备鹅细小病毒VP2蛋白的特异性单克隆抗体,科研人员构建了含有融合基因(VP2基因与一段引导序列NES)的大肠杆菌表达载体,受体细胞经过诱导后能表达VP2蛋白并将其分泌到细胞外。利用纯化的VP2蛋白免疫小鼠,采用杂交瘤技术制备了3株可稳定分泌VP2蛋白的单克隆抗体(VP2单抗)的杂交瘤细胞株。下列叙述错误的是( )
    A.引导序列NES的作用可能是介导VP2蛋白分泌到细胞外
    B.VP2单抗的制备利用了重组DNA技术、细胞融合等技术
    C.体外培养该免疫小鼠的单个B淋巴细胞也能得到VP2单抗
    D.VP2单抗可用于鹅细小病毒病的诊断和治疗
    8.为研究新冠病毒致病机理,科研人员利用包膜含刺突蛋白(S蛋白)但内部不含RNA的假病毒侵染体外培养的动物细胞,结果表明S蛋白与细胞表面ACE2受体的结合会破坏ACE2与线粒体间的信号转导,使得原本存在于线粒体内膜上的细胞色素c释放到细胞质基质,细胞色素c在细胞质基质中的积累会启动细胞内相关基因表达,引发细胞死亡。已知位于线粒体内膜上的细胞色素c主要用于维持线粒体内膜两侧的质子浓度梯度,进而催动ATP合酶合成ATP。下列说法错误的是( )
    A.ACE2受体的化学本质可能为糖蛋白
    B.新冠病毒引发的细胞死亡属于细胞坏死
    C.与呼吸道上皮细胞相比新冠病毒的感染更容易引发心肌细胞死亡
    D.新冠病毒感染后可能会导致骨骼肌细胞无氧呼吸加剧而引发肌肉酸痛
    9.下图是对某生物B基因进行基因编辑的过程,该过程中用sgRNA指引内切核酸酶Cas9结合到特定的靶位点。下列说法错误的是( )
    A.sgRNA能与靶基因上特定碱基序列互补
    B.Cas9可特异性识别并断裂核苷酸之间的磷酸二酯键
    C.基因突变是不定向的而基因编辑能定向改变基因
    D.使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时需经严格审查
    10.草莓是无性繁殖的作物,它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。下图是育种工作者选育高品质草莓的流程图。下列说法正确的是( )
    A.通常采用70%的酒精和5%次氯酸钠溶液对甲进行灭菌处理
    B.B过程常采用显微注射法将SMYELV-CP导入草莓细胞
    C.A、B、C过程都属于细胞工程的操作,体现了植物细胞的全能性
    D.判断两种选育方法的效果时,只有方法二需要通过病毒接种实验
    11.研究者利用基因组编辑技术,将Bcl-2(抗凋亡)基因定点敲入FUT8(岩藻糖转移酶)基因,从而改造中国仓鼠卵巢(CHO)细胞。
    (1)Cas9蛋白和sgRNA是基因组编辑工具(图1),为筛选进行高效编辑的sgRNA,需根据______基因相应序列,设计并合成多个sgRNA链。分别构建sgRNA/Cas9表达质粒,并通过_______法导入CHO细胞。
    (2)Cas9蛋白与靶序列结合并将DNA双链切断,随后细胞会通过DNA损伤修复机制,将断裂处两端的序列连接起来,但在缺口处会发生碱基错配。T酶能特异性识别并切割错配的双链DNA,通过T酶的酶切实验检测sgRNA在CHO细胞内编辑效率。对图2电泳结果分析,______组实现sgRNA的高效编辑。
    (3)将含目的基因表达框和sgRNA/Cas9表达质粒(1:1)共转染CHO细胞,实现同步敲入敲除基因,具体过程如图3.
    ①目的基因表达框中含基因表达所需的元件,元件顺序依次为:同源序列I-_________同源序列Ⅱ,_______元件导致FUT8基因靶点后序列没有成功转录。(填选项)
    a、T2A(连接子)b、启动子 c、转录终止信号 d、Bcl-2基因 e、FUT8基因 f、绿色荧光蛋白基因
    ②选取具有_______特征的细胞,进一步提取基因组DNA,并对图3中片段______进行PCR,筛选出在FUT8靶基因处成功整合目的基因表达框的单克隆细胞。若PCR扩增产物的电泳结果出现______,表明筛选出的单克隆细胞为成功定点整合的纯合细胞。
    (4)CHO细胞是基因工程中生产抗体的常用受体细胞,FUT8负责将岩藻糖转移至表达抗体上,而岩藻糖的存在会极大地降低抗体的作用。请分析利用改造后的CHO细胞株进行抗体生产的优势_______。
    12.番茄是重要的农作物,因J基因功能缺失导致的无果茎接缝是一种优良性状,表现为茎干与果实的连接处光滑且牢固,不易落果,提高了番茄的产量。
    (1)利用诱变育种获得纯合突变体甲,表现出无果茎接缝,但由于花序产生大量分枝,导致产量不高。将甲与野生型番茄杂交,F1为野生型,F1自交获得的F2中,野生型:无果茎接缝且分枝不增加∶有果茎接缝且分枝增加∶突变体甲=9∶3∶3∶1,说明无果茎接缝为______性性状;甲中控制花序分枝数量的基因与控制有无果茎接缝的基因间的位置关系是______。
    (2)在甲的基础上获得了花序分枝未增加的纯合突变体乙。将甲与乙杂交获得F1,F1自交,F2表现为不同程度的分枝。对F2中分枝最多和最少的个体基因组进行测序和比对,发现抑制花序增加的基因可能位于番茄1和3号染色体上,将相关DNA序列分别命名为sb1和sb3。由F2自交获得F3,对F3部分个体进行测序并统计花序分枝数,结果如下图1。由结果可知,对花序增加的抑制作用取决于______,且______的影响更大;F2中与图1的B组表型一致的个体占F2的比例为______。
    (3)大规模测序发现,突变体甲中J基因功能缺失且sb3序列中有一个突变的E基因,正常及突变E基因序列如下图2(a),突变E基因转录出的两种mRNA序列如下图2(b)。
    欲利用PCR技术验证突变体甲转录出的EmRNA序列中包含图2(b)的两种序列,应从下图3中选择的两组引物是______。(内含子4’序列较长,难以完全扩增)
    (4)经检测发现,突变体甲的E基因转录出的mRNA中有30%为序列1,突变体乙的一个sb3序列中含有两个与甲相同的突变E基因。综合上述研究,从分子水平推测突变体甲花序分枝多而突变体乙分枝未增加的原因是______。
    13.花青苷可以决定苹果果皮、果肉等颜色的鲜艳程度,研究人员欲研究BR对花青苷合成的影响及机制。
    (1)BR(油菜素内酯)是一种天然植物激素,通过影响细胞基因的表达起到_____作用。
    (2)A2基因为花青苷合成相关基因,为探究BR与A2基因之间的关系,研究者使用BR处理了苹果幼苗,检测A2基因的表达水平结果如图1,该结果表明_____。
    (3)有人提出A2蛋白和R1蛋白会影响花青苷合成酶ANS基因启动子的活性。研究者通过检测荧光素酶的表达量来验证此推测,进行了相关研究。
    ①构建表达载体:请将选项的序号或字母填入图2相应的方框中。
    启动子:Ⅰ.A2基因启动子 Ⅱ.R1基因启动子 Ⅲ.ANS基因启动子 Ⅳ.荧光素酶基因启动子 Ⅴ.常规启动子
    基因:A.A2基因 B.R1基因 C.ANS基因 D.荧光素酶基因
    _____
    ②导入受体细胞:构建好的表达载体通过_____法导入苹果愈伤组织。
    ③实验结果检测:实验结果如图3,结果表明_____。
    (4)双分子荧光互补技术可研究细胞内蛋白质之间是否相互作用。将黄色荧光蛋白基因分为2段(片段1与片段2),分别与可特异性结合的两种蛋白的基因融合构建表达载体,将两种载体同时导入受体细胞,在515nm激发光下可发出黄色荧光。研究者推测A2蛋白和R1蛋白在细胞内形成复合物发挥作用,进行如图4操作,请写出可验证此推测的实验现象。
    (5)综合以上研究结果,阐述BR对花青苷合成影响的作用机制。_____
    14.亚麻是一种油料经济作物,其种子中含有人体必需的不饱和脂肪酸-亚油酸和亚麻酸。两种不饱和脂肪酸在种子中的代谢途径如下图所示。
    (1)脂肪酸是脂类物质,它们是构成细胞膜中______的重要组成物质。
    (2)科学家期望通过基因工程手段进一步提高种子中亚麻酸的含量。将基因FAD2、FAD3导入亚麻中获得转基因植株,收获转基因植株种子,测定其相应脂肪酸含最,结果如下图1,该结果显示______,净含量变化值是与______相比获得的数据。
    (3)研究发现出现上述结果的原因主要与外源FAD2基因的转入有关。为探究该影响机制,科研人员对FAD2基因的表达水平进行了研究,实验结果如下图2。进一步研究发现转基因植株中存在图3所示的调控FAD2基因表达的过程。催化①过程转录的酶是______;②过程由RDR6酶催化,①和②的不同是______。出现图1结果的原因是______。
    (4)为验证RDR6酶是否参与了图1现象的发生,请选用以下植株,及FAD2基因表达载体进行实验,并写出预期结果。
    植株:野生型拟南芥,RDR6突变体,FAD2突变体
    实验设计思路______。
    预期结果______。
    15.IKK激酶山IKKα、IKKβ和IKKγ三种亚基组成,该酶参与动物体内免疫细胞的分化。临床上发现某重症联合免疫缺陷(SCID)患儿的IKKβ基因编码区第1183位碱基T突变为C。为研究该患儿发病机制,研究人员应用大引物PCR定点诱变技术获得突变基因,并培育出SCID模型小鼠。图1为定点诱变获得突变基因的过程。
    (1)在定点诱变获取突变基因时,PCR1中使用的引物有_____________,PCR2中使用的引物有__________。PCR1和PCR2不能在同一个反应体系中进行,原因是_________________。
    (2)PCR在第一个循环之前通常将DNA样品加热至95℃数分钟进行预变性处理,其目的是__________。由于大引物较长,含C与G的碱基较多,为减少非目标基因的获得,在PCR2复性过程中应采取的措施是__________。
    (3)培育模型鼠的过程中,需用限制酶SacI、HindⅢ对突变基因和载体进行双酶切,双酶切的优点是____________。研究人员经鉴定、筛选获得一只转基因杂合鼠HE,让HE与野生鼠杂交得F1,F1雌雄鼠随机交配得F2。对F2中纯合野生鼠WT、纯合突变鼠HO、杂合鼠HE三种小鼠胸腺淋巴细胞中组成IKK激酶的三种亚基进行提纯和电泳,结果如图2。据此结果推测SCID患者免疫缺陷产生的机制是_____________。
    实验过程
    实验现象
    载体组成
    _____
    _____
    实验过程
    实验现象
    载体组成
    _____
    _____
    参考答案:
    1.B
    【分析】单克隆抗体:由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体。具有特异性强、灵敏度高,并可能大量制备的特点。单克隆抗体的制备过程:首先用特定抗原注射小鼠体内,使其发生免疫,小鼠体内产生具有免疫能力的B淋巴细胞。利用动物细胞融合技术将B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,单克隆抗体制备过程中的两次筛选:第一次筛选:利用特定选择培养基筛选,获得杂交瘤细胞,即AB型细胞(A为B淋巴细胞,B为骨髓瘤细胞),不需要A、B、AA、BB型细胞。第二次筛选:利用多孔板法和抗原-抗体杂交法筛选,获得产生特定抗体的杂交瘤细胞。
    【详解】A、①过程是诱导动物细胞融合可用灭活病毒诱导融合,该方法不适用于植物体细胞杂交 ,A错误;
    B、CD47是抗原,②过程应利用CD47进行多次筛选进行抗体阳性检测以得到目标杂交瘤细胞 ,B正确;
    C、对照组应设置为:巨噬细胞+肿瘤细胞共培养体系+等量生理盐水 ,C错误;
    D、由于结肠癌等多种肿瘤细胞表面的CD47含量比正常细胞高1.6~5倍,实验组中抗CD47的单克隆抗体主要和肿瘤细胞结合,和巨噬细胞结合的较少,抑制其吞噬作用程度较小,预期结果为实验组中巨噬细胞的吞噬能力低于对照组 ,但差距不大,D错误。
    故选B。
    2.B
    【分析】据图分析,图中①是去除细胞壁,②是原生质体的融合过程,③是筛选出杂种细胞的过程,④是脱分化过程,⑤是再分化过程,据此分析作答。
    【详解】A、①是制备原生质体的过程,由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,故过程①需要用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞,其原理是酶的专一性,A错误;
    B、②形成的细胞类型可能有紫花苜蓿-紫花苜蓿型、百脉根-百脉根型、紫花苜蓿-百脉根型等,为确保最终得到的F植株为新品种,可对②过程形成的C进行初步的筛选和鉴定,B正确;
    C、③是筛选出杂种细胞的过程,该过程中由于要形成新的细胞壁,故高尔基体的活动增强,植物体细胞杂交完成的标志是形成新植株,而非图中的D形成,C错误;
    D、④过程是脱分化过程,该过程需要避光处理,D错误。
    故选B。
    3.D
    【分析】胚胎干细胞的特点是:在形态上,表现为体积较小,细胞核大,核仁明显;在功能上,具有发育的全能性,可分化为成年动物任何一种组织细胞;另一方面,在体外培养条件下, 可不断增殖而不发生分化,可进行冷冻保存,也可以进行某些遗传改造。
    【详解】A、DNA去甲基化其碱基排序未改变,利于基因的表达,A正确;
    B、体外培养时,8CL细胞的增殖受细胞密度、有害代谢物等的影响,B正确;
    C、iPS细胞来自自身,利用iPS细胞诱导产生的器官进行移植,可避免免疫排斥反应,C正确;
    D、制备8CL细胞的过程,细胞的形态、结构和功能均发生改变,D错误。
    故选D。
    4.B
    【分析】单克隆抗体的制备:(1)制备产生特异性抗体的B淋巴细胞:向免疫小鼠体内注射特定的抗原,然后从小鼠脾内获得相应的B淋巴细胞。(2)获得杂交瘤细胞:①将鼠的骨髓瘤细胞与脾细胞中形成的B淋巴细胞融合;②用特定的选择培养基筛选出杂交瘤细胞,该杂种细胞既能够增殖又能产生抗体。(3)克隆化培养和抗体检测。(4)将杂交瘤细胞在体外培养或注射到小鼠腹腔内增殖。(5)提取单克隆抗体:从细胞培养液或小鼠的腹水中提取。
    【详解】A、制备该单克隆抗体时,可用EGFR作为抗原来刺激动物, 制备产生特异性抗体的B淋巴细胞,A正确;
    B、初步筛选后放入多孔板的细胞为杂交瘤细胞为多种类型的杂交瘤细胞,其中只有一部分能产生所需抗体,B错误;
    C、杂交瘤细胞具有骨髓瘤细胞的特征,细胞表面缺少粘连蛋白,培养过程中一般无接触抑制现象,不需要用胰蛋白酶处理,C正确;
    D、由题意“利用动物细胞融合技术制备的单克隆抗体,与药物偶联后可用于治疗EGFR过量表达的肿瘤”可知,单克隆抗体药物可特异性降低EGFR过量表达的肿瘤细胞的增殖能力,D正确。
    故选B。
    5.A
    【分析】粗提取DNA的原理:DNA不溶于酒精,但有些蛋白质溶于酒精,可以初步分离DNA和蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,能溶于2ml/L的NaCl溶液。
    【详解】A、配制研磨液时,需要加入2ml/L的HCl溶液调节pH至8.0,使DNA的结构不被破坏,A正确;
    B、提取DNA时加入酒精,目的是使不溶于酒精的DNA析出,B错误;
    C、SDS可使核膜蛋白质变性,有利于提取核DNA,C错误;
    D、将提取到的DNA与二苯胺溶液充分混匀后,沸水浴条件下变为蓝色,D错误。
    故选A。
    6.B
    【分析】细胞核移植概念:将动物的一个细胞的细胞核移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育成动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。
    【详解】A、重组细胞需要发育到一等的程度才能进行移植,一般需要在体外培养到桑葚胚或囊胚期才能进行胚胎移植,A正确;
    B、代孕母体不会对移植入的胚胎发生排斥反应,因此胚胎移植时,不需要对代孕母体注射免疫抑制剂,B错误;
    C、体细胞核移植过程中去核的方法有显微操作法、梯度离心法或紫外线短时间照射等,C正确;
    D、克隆后代的遗传物质主要来自提供细胞核的供体细胞,所以克隆后代的遗传物质主要来自印度野牛成纤维细胞的细胞核,D正确。
    故选B。
    7.C
    【分析】1、单克隆抗体:由单个B淋巴细胞进行无性繁殖形成的细胞系所产生出的化学性质单一、特异性强的抗体,具有特异性强、灵敏度高,并可大量制备的特点。
    2、单克隆抗体的作用:①作为诊断试剂:最广泛的用途,具有准确、高效、简易、快速的优点。②用于治疗疾病和运载药物:主要用于治疗癌症,可制成“生物导弹”。
    【详解】A、引导序列NES具有引导作用,其引导作用可能是介导VP2蛋白分泌到细胞外,A正确;
    B、VP2单抗的制备过程涉及构建基因表达载体以及B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的融合,因此VP2单抗的制备利用了重组DNA技术、细胞融合等技术,B正确;
    C、体外培养该免疫小鼠的单个B淋巴细胞会得到抗体,不能得到VP2单抗,C错误;
    D、VP2单抗具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等优点,可用于鹅细小病毒病的诊断和治疗,D正确。
    故选C。
    8.B
    【分析】糖被:在细胞膜的外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白。具有保护、润滑和识别的作用。
    细胞死亡:包括细胞凋亡和细胞坏死。细胞凋亡指的是由基因控制的细胞自主的有序的死亡;细胞坏死是在种种不利因素下,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
    【详解】A、由题可知,S蛋白能与细胞表面ACE2受体结合,从而破坏ACE2与线粒体间的信号转导,故ACE2受体的本质可能为糖蛋白,A正确;
    B、新冠病毒引发细胞死亡的原因是新冠病毒的S蛋白与细胞表面ACE2受体结合,破坏了ACE2与线粒体间的信号转导,导致细胞色素c在细胞质基质中大量积累,从而启动细胞内相关基因表达,致使细胞死亡,这属于基因控制的细胞凋亡,B错误;
    C、呼吸道上皮细胞和心肌细胞相比,心肌细胞内有更多的线粒体,会消耗更多的能量,由题可知,感染新冠病毒后,ATP的形成过程受阻,所以心肌细胞比呼吸道上皮细胞更容易死亡,C正确;
    D、感染新冠病毒后,线粒体合成ATP受到阻碍,有氧呼吸产能下降,这导致骨骼肌细胞无氧呼吸加剧,从而引起乳酸增多,造成肌肉酸痛,D正确。
    故选B。
    9.B
    【分析】用sgRNA可指引内切核酸酶Cas9结合到特定的切割位点并进行切割,进而在Ⅰ、Ⅱ之间和Ⅱ、Ⅲ之间切割,被剪下的Ⅱ被水解,Ⅰ和Ⅲ连接形成新的B基因。
    【详解】A、sgRNA指引内切核酸酶Cas9结合到特定的靶位点,所以sgRNA能与靶基因上特定碱基序列互补,A正确;
    B、Cas9可特断裂核苷酸之间的磷酸二酯键,sgRNA具有特异性识别的作用,B错误;
    C、由于sgRNA指引内切核酸酶Cas9结合到特定的靶位点,所以基因编辑能定向改变基因,而基因突变是不定向的,C正确;
    D、基因编辑技术存在一定的风险,一是基因组编辑技术本身存在着识别准确性等方面的问题;二是对人类基因进行“改造”时要严格遵守法律法规,不能违反人类的伦理道德,因此使用该项基因编辑技术来预防人的某些疾病时需要经过严格的审批,D正确。
    故选B。
    10.D
    【分析】植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。
    【详解】A、植物组织培养过程中,需要用体积分数70%酒精和质量分数5%次氯酸钠溶液对甲(外植体)进行消毒,不是灭菌,保证植物组织培养的成功,A错误;
    B、B过程表示将目的基因(SMYELV-CP)导入植物细胞(草莓细胞),常采用农杆菌转化法,显微注射法是将目的基因导入动物细胞常用的方法,B错误;
    C、B和C表示通过转基因技术获得抗病毒草莓,属于基因工程技术的操作,C错误;
    D、无病毒苗应根据植株性状检测,不需要接种病毒,抗病毒苗需要通过病毒接种的方式来判断选育方法的效果,因此只有方法二需要通过病毒接种实验,D正确。
    故选D。
    11.(1) FUT8 显微注射
    (2)2、3、4
    (3) b-d-a-f-c c 绿色荧光 1、2、3 长度约4768bp的(明亮)单一条带
    (4)改造后的CHO细胞株具有Bcl-2基因不易发生细胞凋亡,利于进行抗体的大规模生产;同时其生产的抗体无岩藻糖修饰,利于发挥抗体的作用
    【分析】基因工程一般包括四个步骤:一是取得符合人们要求的DNA片段,这种DNA片段被称为“目的基因”;二是将目的基因与质粒或病毒DNA连接成重组DNA;三是把重组DNA引入某种细胞;四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来。
    【详解】(1)据图可知,需要进行基因编辑,需构建含sgRNA基因和Cas基因的重组DNA分子(重组质粒,基因表达载体),并导入受体细胞。需根据FUT8基因相应序列,设计并合成多个sgRNA链,并通过显微注射法导入CHO细胞。
    (2)对图2电泳结果分析,2、3、4组电泳片段最多,由于T酶能特异性识别并切割错配的双链DNA,通过T酶的酶切实验检测sgRNA在CHO细胞内编辑效率,所以其实现sgRNA的高效编辑。
    (3)①目的基因表达框中含基因表达所需的元件,元件顺序依次为:同源序列I-b-d-a-f-c同源序列Ⅱ,c元件导致FUT8基因靶点后序列没有成功转录。
    ②选取具有绿色荧光特征的细胞,进一步提取基因组DNA,对图3中片段目的基因1、2、3进行PCR,筛选出在FUT8靶基因处成功整合目的基因表达框的单克隆细胞。若PCR扩增产物的电泳结果出现长度约4768bp的(明亮)单一条带,表明筛选出的单克隆细胞为成功定点整合的纯合细胞。
    (4)利用改造后的CHO细胞株进行抗体生产的优势是:改造后的CHO细胞株具有Bcl-2基因不易发生细胞凋亡,利于进行抗体的大规模生产;同时其生产的抗体无岩藻糖修饰,利于发挥抗体的作用。
    12.(1) 隐 非同源染色体上的非等位基因
    (2) sb1和sb3的种类和数量 sb3 1/8
    (3)引物c+引物d、引物c+引物e(引物b+引物d)
    (4)突变E基因能转录出两种mRNA序列,能同时翻译出功能正常和异常的E蛋白;突变体甲转录出的序列1少,产生正常E蛋白的含量少,导致花序分枝多;突变体乙中突变E基因重复,能转录出更多的序列1,产生足够多的正常E蛋白,花序分枝未增加。
    【分析】基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
    【详解】(1)分析题意可知,甲无果茎接缝与野生型番茄杂交,F1为野生型,F1野生型自交后获得的F2中出现无果茎接缝,说明无果茎接缝为隐性性状;F2中野生型:无果茎接缝且分枝不增加∶有果茎接缝且分枝增加∶突变体甲=9∶3∶3∶1,其中有果茎∶无果茎=3∶1(设相关基因为A/a),分枝不增加∶分支增加=3∶1(设相关基因为B/b),说明两对性状是由两对独立遗传的基因决定的,即甲中控制花序分枝数量的基因与控制有无果茎接缝的基因间的位置关系是非同源染色体上的非等位基因。
    (2)分析图1可知,A组的sb1和sb3均与甲表现一致,其分枝数量最多,而G的sb1和sb3均与甲表现不一致,其分枝数量最少,其余B-F中sb1和sb3与甲的表现一致情况不同,分枝数量也不同,说明对花序增加的抑制作用取决于sb1和sb3的种类和数量;进一步分析B-F可知,与sb1相比,sb3与甲的DNA序列表现不一致越多,则分支数量越多,故sb3的影响更大;甲为隐性纯合子,设甲的基因型是aabb,则乙(花序分枝未增加)为AABB,F1AaBb自交,F2中与图1的B组(Aabb)表型一致的个体占F2的比例为1/2×1/4=1/8。
    (3)PCR技术扩增时需要一对引物,且引物需要与模板的3'端结合,要验证突变体甲转录出的EmRNA序列中包含图2(b)的两种序列,则应扩增出含有内含子4'的区段,且结合题意可知,内含子4’序列较长,难以完全扩增,据图可知,应选择的两组引物是引物c+引物d、引物c+引物e(引物b+引物d)。
    (4)基因决定性状,是通过转录和翻译实现的,分析题意,变体甲的E基因转录出的mRNA中有30%为序列1,突变体乙的一个sb3序列中含有两个与甲相同的突变E基因,从分子水平推测突变体甲花序分枝多而突变体乙分枝未增加的原因是:突变E基因能转录出两种mRNA序列,能同时翻译出功能正常和异常的E蛋白;突变体甲转录出的序列1少,产生正常E蛋白的含量少,导致花序分枝多;突变体乙中突变E基因重复,能转录出更多的序列1,产生足够多的正常E蛋白,花序分枝未增加。
    13.(1)调节
    (2)BR促进A2基因表达
    (3) V 、B 、III 农杆菌转化 / 基因枪法 单独的A2蛋白抑制ANS基因转录,A2和R1蛋白都存在时抑制ANS基因转录效果更强(单独R1无显著影响)
    (4) 出现黄色荧光 没有黄色荧光
    (5)BR促进A2基因表达,A2蛋白增多,与R1蛋白形成复合物,作用于ANS基因的启动子,抑制其转录,抑制花青苷的合成
    【分析】基因工程技术的基本步骤:(1)目的基因的获取。(2)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。(3)将目的基因导入受体细胞:根据受体细胞不同,导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法;将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法;将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。(4)目的基因的检测与鉴定。
    【详解】(1)植物激素对于植物的生长发育起调节作用,BR(油菜素内酯)是一种天然植物激素,通过影响细胞基因的表达起到调节作用。
    (2)据图可知,与对照组相比,BR处理后,A2基因相对表达量更高,说明BR促进A2基因表达。
    (3)①本实验要研究A2蛋白和R1蛋白是否会影响花青苷合成酶ANS基因启动子的活性,自变量为插入的基因种类,因变量为荧光素酶的表达量,根据图3可知,甲组是空载体做空白对照,乙组只有A2基因,那么丙组应该只有R1基因,因此载体2插入的目的基因应该为R1基因 ,即B;甲乙丙三组的变量为插入基因不同,其他应该相同,那么载体1和2的启动子应该是常规启动子,即V;本实验要研究的是是否会影响花青苷合成酶ANS基因启动子的活性,因此还需要有ANS基因启动子,因此载体3处启动子为ANS基因启动子,即 Ⅲ,因此图2相应的方框中序号或者字母为V 、B 、III。
    ②将目的基因导入受体细胞,根据受体细胞不同,导入的方法也不一样,将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法,要将目的基因导入愈伤组织不能用花粉管通道法,因此构建好的表达载体通过农杆菌转化或者基因枪法法导入苹果愈伤组织。
    ③与甲组相比,乙组荧光素酶相对含量较少,丙组荧光素酶相对含量较多,丁组荧光素酶相对含量比其他组都低,说明单独的A2蛋白抑制ANS基因转录,A2和R1蛋白都存在时抑制ANS基因转录效果更强(单独R1无显著影响)。
    (4)如果A2蛋白和R1蛋白有相互作用,因此将A2与片段1的载体与R1与片段2的载体导入受体细胞后,片段1和片段2能连接在一起,表达出黄色荧光蛋白,在515nm激发光下可发出黄色荧光,但只有片段1和片段2导入受体细胞不能连接在一起,不能表达黄色荧光蛋白,也就不能发出黄色荧光。
    (5)据第二问结果可知,BR促进A2基因表达,据第三问可知,A2蛋白和R1蛋白会影响花青苷合成酶ANS基因启动子的活性,据此推测BR对花青苷合成影响的作用机制为BR促进A2基因表达,A2蛋白增多,与R1蛋白形成复合物,作用于ANS基因的启动子,抑制其转录,抑制花青苷的合成。
    14.(1)磷脂
    (2) 转基因植株的亚麻酸含量降低,油酸含量升高 非转基因植株
    (3) RNA聚合酶 ①是以DNA链为模板合成RNA,②是以RNA单链为模板合成互补RNA单链 外源FAD2基因转录后的mRNA被错误加工,被错误加工的mRNA在RDR6酶的催化下,合成互补的RNA单链,形成RNA双链,然后被剪切为单链短RNA,单链短RNA和内源FAD2基因转录的正确加工的mRNA结合,导致正确加工的mRNA被降解,不能合成FAD2酶,不能催化油酸转化为亚油酸
    (4) 将相同生理状态的野生型拟南芥、RDR6突变体分别导入相同数量的FAD2基因表达载体,将转基因植株在相同适宜条件下种植,收获种子,测定油酸、亚油酸、亚麻酸含量,并进行比较。 可能结果1:转基因野生型拟南芥的种子中油酸含量比转基因RDR6突变体种子中油酸含量高,而亚油酸、亚麻酸含量低。
    可能结果2:转基因野生型拟南芥的种子中油酸、亚油酸、亚麻酸含量和转基因RDR6突变体种子中接近。
    【分析】基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型的生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,因此又叫做DNA重组技术。基因工程的基本工具包括限制性核酸内切酶、DNA连接酶以及运载体等;基因工程的步骤包括目的基因的获取(从基因文库中获取目的基因、利用PCR技术扩增目的基因以及化学方法人工合成)、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞和目的基因的检测与鉴定。
    【详解】(1)细胞膜的主要成分是磷脂,磷脂中含有脂肪酸。
    (2)据图结果,转基因植株的油酸含量增加了20%-30%左右,亚油酸含量降低了20%左右,亚麻酸含量降低了10%左右,这是和非转基因植株比较获得的数据,以检测转基因的效果。
    (3)图中①过程是以DNA为模板合成RNA,是转录过程,需要RNA聚合酶催化。②是以mRNA为模板,合成互补的双链DNA。据图,外源FAD2基因转录后的mRNA被错误加工,被错误加工的mRNA在RDR6酶的催化下,合成互补的RNA单链,形成RNA双链,然后被剪切为单链短RNA,单链短RNA和内源FAD2基因转录的正确加工的mRNA结合,导致正确加工的mRNA被降解,不能合成FAD2酶,不能催化油酸转化为亚油酸,进而亚麻酸含量也减少。
    (4)为验证RDR6酶是否参与了图1现象的发生,自变量是是否含RDR6酶,可用RDR6突变体、野生型拟南芥分别转入FAD2基因表达载体,RDR6突变体没有RDR6酶,培养转基因植株后,分别检测种子中油酸、亚油撒、亚麻酸的含量,并进行比较。若RDR6酶参与了图1现象的发生,则转基因RDR6突变体的油酸含量下降、亚油酸、亚麻酸含量上升。若RDR6酶不参与图1现象的发生,则转基因RDR6突变体的油酸、亚油酸、亚麻酸含量和转基因野生型植株接近。
    【点睛】通过转基因亚麻情境,考查基因工程的过程、基因工程产品的数据分析及实验设计。
    15.(1) 引物A、引物C 引物B、大引物b 引物之间能结合,会干扰引物和模板链的结合,影响PCR过程
    (2) 增加大分子模板DNA彻底变性的概率 适当提高退火温度
    (3) 防止质粒和目的基因的自身环化及反向连接 IKKβ基因突变导致IKKβ含量减少,IKK激酶活力降低,不利于免疫细胞的分化
    【分析】PCR全称为聚合酶链式反应,是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。其原理为DNA复制。该过程的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列以便合成一对引物。其过程为:a、高温变性:DNA解旋过程;b、低温复性:引物结合到互补链DNA上;c、中温延伸:合成子链,PCR扩增中双链DNA解开不需要解旋酶,高温条件下氢键可自动解开。
    【详解】(1)在PCR反应体系中,需要加入引物和IKKβ基因外,还需要加入Taq酶(耐高温DNA聚合酶)、4种脱氧核苷酸(原料)、缓冲液(维持pH)、Mg2+(激活DNA聚合酶)等;在图1获取突变基因过程中,分析题图可知,在PCR1中,需要两种引物,将来在切取IKKβ基因时,需要在基因的左侧用限制酶HindⅢ来切割,在基因的右侧用限制酶SacI来切割,因此在该基因的左端应有限制酶HindⅢ识别的序列,在基因的右端应有限制酶SacI识别的序列,因此在PCR1中结合到基因右端的引物序列从5′到3′端的开始部位应含有限制酶SacI识别的序列,所以要用到引物C,从题图中看,另一个引物从5′到3′端的序列中开始部位应含有突变碱基C,所以要用到引物A。
    从图中看,在PCR2中,有一个引物结合到了基因的左端,在它从5′到3′的序列的开始部位应含有限制酶HindⅢ识别的序列,所以要用到引物B,而另外的一个引物就是大引物中的一条链,它应该结合到基因的右端,且从5′到3′端的序列中开始部位应含有SacI识别的序列,从图中看,它是大引物的b链。
    由于PCR1和PCR2过程使用的引物之间能结合,因而会干扰引物和模板链的结合,影响PCR过程,因此PCR1和PCR2不能在同一个反应体系中进行,需要分开进行。
    (2)PCR在第一个循环之前通常将DNA样品加热至95℃数分钟进行预变性处理,这样可以增加大分子模板DNA彻底变性的概率,为后续的PCR过程创造条件。由于大引物较长,含C与G的碱基较多,为减少非目标基因的获得,在PCR2复性过程中应适当提高退火温度,便于引物与模板链的结合。
    (3)培育模型鼠的过程中,需用限制酶SacI、HindⅢ对突变基因和载体进行双酶切,双酶切能保证质粒和目的基因的正确连接,避免自身环化及反向连接。研究人员经鉴定、筛选获得一只转基因杂合鼠HE,让HE与野生鼠杂交得F1,F1雌雄鼠随机交配得F2。对F2中纯合野生鼠WT、纯合突变鼠HO、杂合鼠HE三种小鼠胸腺淋巴细胞中组成IKK激酶的三种亚基进行提纯和电泳,结果显示HO小鼠体内不含IKKβ或含量很少,因而可推测IKKβ基因突变导致IKKβ含量减少,IKK激酶活力降低,不利于免疫细胞的分化,进而导致SCID患者表现为免疫缺陷。

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