三年模拟精选2022届高考生物第十一单元专题二十五基因工程含转基因生物的安全性与生物武器全国通用

【大高考】（三年模拟精选）2022届高考生物第十一单元专题二十五基因工程（含转基因生物的安全性与生物武器）（全国通用）A组　基础巩固1.(2022·天津六校第一次联考)在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kan)常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。下图为获得抗虫棉的技术流程。请据图回答：(1)A过程需要的酶有________________。(2)要把重组质粒导入土壤农杆菌，首先必须用________处理土壤农杆菌，使土壤农杆菌转变为________态；将________在缓冲液中混合培养完成转化过程。(3)含有重组质粒的土壤农杆菌侵染离体棉花叶片组织后，将离体棉花叶片组织培养成再生植株要经过[D]________和[E]________。如要确保再生植株中含有抗虫基因，可在C过程的培养基中加入________。(4)如想利用分子杂交技术检测再生植株中的抗虫基因是否转录，应该用放射性同位素标记的目的基因作为探针与________杂交。解析　(1)图中A为基因表达载体的构建过程，该过程需要限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，还需DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组质粒。(2)将重组质粒导入微生物细胞时，常采用感受态细胞法，即首先用Ca2＋处理微生物细胞，使之成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞；然后将重组质粒和感受态细胞在缓冲液中混合培养完成转化过程。(3)将离体棉花叶片组织培养成再生植株还需要采用植物组织培养技术，该技术包括脱分化和再分化两个过程。由图可知，标记基因是卡那霉素抗性基因，因此可用含有卡那霉素的培养基筛选含有抗虫基因的再生植株。(4)检测目的基因是否转录出mRNA常采用分子杂交技术，即以标记的目的基因为探针与mRNA分子杂交。答案　(1)(同一种)限制酶、DNA连接酶(缺一不可)5\n(2)Ca2＋　感受　重组质粒和感受态(农杆菌)细胞(答一个不给分)(3)脱分化　再分化　卡那霉素(4)mRNA2.(2022·北京海淀期中考试)为增加油菜种子的含油量，研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连，导入油菜细胞并获得了转基因油菜品种。(1)研究人员依据基因的已知序列设计引物，采用________法从陆地棉基因文库中获取酶D基因，从拟南芥基因文库中获取转运肽基因。在上述引物设计时，分别在引物中加入如图甲所示酶的识别序列，这样可以用________酶处理两个基因后，得到________端(填图中字母)相连的融合基因。(2)将上述融合基因插入图乙所示Ti质粒的T－DNA中，构建________并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含____________的固体平板上培养得到单菌落，再利用______________培养基震荡培养，可以得到用于转化的浸染液。(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是_______________，进一步筛选后获得转基因油菜。(4)提取上述转基因油菜的mRNA，在________酶的作用下获得cDNA，再依据________的DNA片段设计引物进行扩增，对扩增结果进行检测，可判断融合基因是否完成________。解析　(1)研究人员依据基因的已知序列设计引物，采用PCR法从陆地棉基因文库中获取酶D基因，从拟南芥基因文库中获取转运肽基因。在上述引物设计时，分别在引物中加入如图甲所示酶的识别序列，这样可以用ClaⅠ限制酶和DNA连接酶处理两个基因后，得到A、D端相连的融合基因。(2)将上述融合基因插入图乙所示Ti质粒的T－DNA中，构建表达载体即重组质粒并导入农杆菌中。将获得的农杆菌接种在含四环素的固体平板上培养得到单菌落，再利用液体培养基震荡培养，可以得到用于转化的浸染液。5\n(3)剪取油菜的叶片放入侵染液中一段时间，此过程的目的是利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞，进一步筛选后获得转基因油菜。(4)提取上述转基因油菜的mRNA，在逆转录酶的作用下获得cDNA，再依据融合基因的DNA片段设计引物进行扩增，对扩增结果进行检测，可判断融合基因是否完成转录。答案　(1)PCR　ClaⅠ(限制酶)和DNA连接　A、D(2)表达载体(或“重组质粒”)　四环素　液体(3)利用农杆菌将融合基因导入油菜细胞(4)逆转录　融合基因　转录B组　能力提升1.(2022·江苏如皋期中考试)下图是培育表达人乳铁蛋白的乳腺生物反应器的技术路线。请回答：(1)天然质粒往往需经过改造才能作为基因工程中的运载体，经改造后的质粒同时具备的条件有____________(填序号)。①标记基因　②多个限制酶切割位点　③对受体细胞无害　④启动子　⑤起始密码子(2)若对图1中质粒进行改造，插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性将会________。(3)用图2中的人乳铁蛋白目的基因和图1所示的质粒构建重组质粒时，选用的限制酶是________(从“EcoRⅠ”、“BamHⅠ/HindⅢ”、“SmaⅠ/HindⅢ”中选择)。不能选择其他限制酶的理由分别是______________________________。(4)图3中，①常用的导入方法是________，为了获得雌性转基因牛，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行________，③过程选用的早期胚胎应发育到______阶段。解析　(1)天然质粒往往需经过改造才能作为基因工程中的运载体，经改造后的质粒同时具备的条件有①标记基因、②多个限制酶切割位点、③对受体细胞无害和④启动子，而⑤起始密码子位于mRNA上。(2)碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则，即C－G，A－T，且C和G之间有3个氢键，A和T之间有2个氢键，因此C和G的含量越高，DNA分子热稳定性也越高。SmaⅠ酶切位点中均为C－G碱基对，因此插入的SmaⅠ酶切位点越多，5\n质粒中的C和G的含量就越高，其热稳定性也越高。(3)若选EcoRⅠ会破坏质粒的复制原点；若选SmaⅠ/HindⅢ，则构建的重组质粒没有标记基因或复制原点，所以用图2中的人乳铁蛋白目的基因和图1所示的质粒构建重组质粒时，选用的限制酶是BamHⅠ/HindⅢ。(4)过程①是将目的基因导入动物受精卵，所用方法是显微注射法；为了获得雌性转基因牛，移植前需对已成功转入目的基因的胚胎进行性别鉴定；过程③将早期胚胎移入代孕母体中所用技术为胚胎移植，时期是发育到桑椹胚或囊胚的早期胚胎。答案　(1)①②③④(2)提高(3)BamHⅠ/HindⅢ　若选EcoRⅠ会破坏质粒的复制原点；若选SmaⅠ/HindⅢ，则构建的重组质粒没有标记基因或复制原点(4)显微注射法　性别鉴定　桑椹胚或囊胚2.(2022·河北省“五个一名校联盟”质量监测)下图为含铁量较高转基因水稻的培育过程示意图，请分析回答：注：MS培养基为植物组织培养所用培养基(1)铁结合蛋白基因来自菜豆，若利用菜豆细胞内形成的mRNA通过逆转录过程形成cDNA，将这些cDNA用限制酶处理后储存在受体菌群体内，这些受体菌群被称为菜豆的________。除了通过上述方法可以获取铁结合蛋白基因外，还可以通过化学合成的方法获取铁结合蛋白基因，其前提条件是________。(2)构建重组Ti质粒时，通常要用同种限制性核酸内切酶分别切割________，该酶作用的部位为________(填化学键名)。将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用________处理农杆菌，使重组Ti质粒易于导入。完整的重组Ti质粒除图示结构外，还应包括________等。(3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得________，该筛选过程是通过在培养基2中加入________实现的。培养基3与培养基2的区别是________。检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻________。解析　(1)基因文库是指将含有某种生物不同基因的许多DNA片段5\n，导入到受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同基因。基因文库包括基因组文库和部分基因文库。其中基因组文库包含某种生物所有的基因，而部分基因文库只包含某种生物的部分基因，如：cDNA文库。除了通过上述方法可以获取铁结合蛋白基因外，还可以通过化学合成的方法获取铁结合蛋白基因，其前提条件是该基因的脱氧核苷酸序列已知。(2)限制酶的作用部位为磷酸二酯键。构建重组质粒的过程中，通常要用同一种限制酶分别切割质粒和含目的基因的DNA片段，使它们产生相同的黏性末端，然后再用DNA连接酶连接成重组质粒。将重组Ti质粒转入农杆菌时，可以用CaCl2溶液处理农杆菌，使农杆菌属于感受态，便于重组Ti质粒导入。基因表达载体包括启动子、终止子、目的基因和标记基因。(3)质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织。愈伤组织再分化形成植株过程中需要加入生长素和细胞分裂素，生长素比例高时可促进根的分化，细胞分裂素比例高时可促进芽的分化，因此培养基3与培养基2的区别是生长素和细胞分裂素的浓度比例。该基因工程的目的基因为铁结合蛋白基因，因此检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻种子中铁含量。答案　(1)cDNA文库(或部分基因文库)　该基因的脱氧核苷酸序列已知　(2)含目的基因的DNA片段和质粒　磷酸二酯键　Ca2＋　启动子、终止子　(3)含有重组质粒(有潮霉素抗性)的愈伤组织　潮霉素　生长素和细胞分裂素的浓度比例　(成熟)种子中铁含量5