2023年高考生物全国乙卷真题变式·分层精准练：第12题

更新时间：2023-09-04 浏览次数：411 类型：二轮复习

一、原题

1. (2023高三上·广州月考) GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP基因为材料，利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白，丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题。
1. （1）构建突变基因文库，科研人员将GFP基因的不同突变基因分别插入载体，并转入大肠杆菌制备出GFP基因的突变基因文库。通常，基因文库是指。
2. （2）构建目的基因表达载体。科研人员从构建的GFP突变基因文库中提取目的基因（均为突变基因）构建表达载体，其模式图如下所示（箭头为GFP突变基因的转录方向）。图中①为；②为，其作用是；图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是。
3. （3）目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达，发现大肠杆菌有的发绿色荧光，有的发黄色荧光，有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析，发绿色荧光的可能原因是（答出1点即可）。
4. （4）新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后，对其所含的GFP突变基因进行测序，发现其碱基序列与GFP基因的不同，将该GFP突变基因命名为YFP基因（黄色荧光蛋白基因）。若要通过基因工程的方法探究YFP基因能否在真核细胞中表达，实验思路是。
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二、基础

2. 荧光蛋白(GFP)在紫外光下会发出绿色荧光，某科研团队将GFP基因插入质粒P中构建了重组质粒载体P₀ ，用于基因工程中基因表达载体(P₁)的筛选和鉴定。部分过程如下图所示，下表为部分限制酶的识别序列及切割位点。回答下列问题。
1. （1）过程①中用EcoRⅤ酶切获得的目的基因具有末端，过程②表示利用PCR技术扩增目的基因，前提是要根据，设计出引物，此外还需在引物的一端加上序列，以便于P₁的构建和筛选。
2. （2）过程③中，质粒P₀需用限制酶切割，才能与扩增出的目的基因在酶作用下形成P₁。
3. （3）为了筛选出含有质粒P₁的菌落，需采用添加的培养基平板进行培养，在紫外光激发下的菌落，即为含有P₁的菌落。
4. （4）提取经上述筛选所得菌落的RNA，通过获得DNA，再进行PCR扩增，若最终未能检测出目的基因，可能的原因是。
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3. (2017高二下·无锡期中) 如图为绿色荧光小鼠制备流程图，Gfp是绿色荧光蛋白基因，请分析回答：
1. （1）构建表达载体需要的酶是：，表达载体包含绿色荧光蛋白基因Gfp、、、终止子和复制原点等。
2. （2）图中载体上的Neo基因是一种抗生素抗性基因，图中步骤③所用的G418是一种抗生素(对细胞有毒害作用)，添加G418的目的是。
3. （3）图中所用的胚胎干细胞来自。
4. （4）图中步骤⑤要将细胞注射入图中囊胚的位置，图中步骤⑥胚胎移植前要对代孕母鼠用激素处理，目的是。
5. （5）可以使用方法在蛋白质水平上鉴定小鼠是否存在绿色荧光蛋白。
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4. (2022高三上·山东月考) 绿色荧光蛋白是科学家在水母细胞中发现的由238个氨基酸组成的蛋白质，被广泛应用于分子示踪和生物标记。科研人员利用基因工程获得转基因大肠杆菌，再通过发酵技术生产绿色荧光蛋白。请回答下列问题：
1. （1）利用PCR从水母基因组中扩增绿色荧光蛋白基因时，需要加入水母基因组DNA、引物、4种脱氧核苷酸、缓冲液等物质，其中引物的作用是。
2. （2）获得转基因大肠杆菌的核心步骤是，该过程所需要的酶有。
3. （3）为提高转化效率，转化前需用对大肠杆菌进行处理。
4. （4）利用转基因大肠杆菌生产绿色荧光蛋白时，培养基应选用（填“液体培养基”或“固体培养基”），pH应调至。
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5. (2023高二下·哈尔滨期末) “细菌画”是借助微生物培养技术，用表达不同荧光蛋白的转基因细菌在固体培养基上制作图案，从而绘制出精美画作的活动。请分析回答下列问题：
1. （1）这些细菌能够发光的原因是其细胞内导入了基因，获取该基因的方法有人工合成、等。
2. （2）研究人员获得了足够量的该基因后，下一步需要构建，这是培育出转基因细菌的核心工作，该过程用到的工具酶有。
3. （3）获得纯净的微生物培养物是绘制精美画作的前提。纯培养物是指由繁殖所获得的的微生物群体，培养过程中关键是，常采用法对培养基进行灭菌。
4. （4）最早发现的荧光蛋白是绿色荧光蛋白，科学家通过改造现有的绿色荧光蛋白获得黄色荧光蛋白。对荧光蛋白分子的设计和改造过程属于工程。
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三、提高

6. 荧光蛋白(GFP)在紫外光下会发出绿色荧光，某科研团队将GFP基因插入质粒P中构建了重组质粒载体P₀ ，用于基因工程中基因表达载体(P₁)的筛选和鉴定。部分过程如下图所示，下表为部分限制酶的识别序列及切割位点。请回答下列问题。
1. （1）过程①中，用EcoRⅤ切割目的基因获得末端。
2. （2）过程②是利用技术，多次循环扩增DNA片段；根据P₀上的限制酶切割位点，需要在目的基因两端重设限制酶切割位点，则在扩增目的基因时，设计的引物5'端序列必须是，以获得相应的黏性末端，便于P₁的构建和筛选。
3. （3）过程③中，P₀需用限制酶切割，才能与目的基因在酶的作用下形成P₁。
4. （4）为了筛选出含有P₁的菌落，需采用添加的培养基进行培养，在紫外光激发下(选填“发出”或“不发出”)绿色荧光的菌落，即为含有P₁的菌落。
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7. (2021高三上·靖远开学考) RGA是一种具有抑制植物生长作用的蛋白质，生长素能通过赤霉素使RGA降解，无赤霉素时，生长素不能引起RGA降解。研究者向拟南芥赤霉素合成缺陷型突变体中转入绿色荧光蛋白（GFP）基因与RGA基因的融合基因，获得转基因拟南芥植株，借助荧光显微镜可以观察转基因拟南芥幼苗根尖细胞中GFP—RGA融合蛋白的表达情况。回答下列问题：

（1）融合基因是将两个或多个基因首尾相连，置于同一套调控序列控制之下而构建的。调控序列包括能驱动基因转录出mRNA的和能使转录在所需要的地方停下来的。在GFP—RGA融合基因中，GFP基因的作用是作为基因。
（2）构建融合基因需要等工具酶，将融合基因导入拟南芥细胞时常用法。
（3）转融合基因拟南芥细胞具有性，因而通过技术能使其发育成转基因植株。根据题意，写出从细胞或个体水平检测融合基因是否导入成功的方法。

（4）将成功导入融合基因的拟南芥赤霉素合成缺陷型幼苗均分成甲、乙、丙三组，对其进行下表所示处理，已知GFP—RGA融合蛋白中，GFP随RGA的分解而分解，预期能观察到绿色荧光的是组。

组别	甲组	乙组	丙组
处理	保持完整	去幼芽、幼叶	去幼芽、幼叶+生长素
处理	用适宜浓度的赤霉素溶液处理4 h后，用荧光显微镜观察幼苗根尖是否出现绿色荧光

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8. (2023·乌鲁木齐模拟) 表面展示技术是通过DNA重组技术，将某种蛋白与细胞表面的蛋白质组装成融合蛋白，从而将目的基因的表达产物展示在细胞表面。如下图是含有芽孢表面蛋白基因（cotB）与绿色荧光蛋白基因（gfp）的基因表达载体，Amp^r是氨苄青霉素抗性基因。回答下列问题。
1. （1）由图可知，基因表达载体中cotB基因与基因共用的结构是。
2. （2）将导入基因表达载体的芽孢杆菌培养在含的固体培养基上以获得含有的受体细胞。
3. （3）将cotB基因与gfp基因重组的目的是。
4. （4）表面展示技术还能应用在酿酒过程中，将酸性蛋白酶基因（pepA）整合到酿酒酵母的特定基因位点，以期在发酵的过程中将发酵液中的蛋白质水解成小分子肽和氨基酸，进而降低酒的浑浊度。
  ①可通过技术大量扩增pepA基因，该技术是利用的原理。
  
  ②从酵母细胞中获得质粒以构建基因表达载体，质粒应具备的条件之一是，以便外源基因的插入。
  
  ③完成重组后，在对目的基因的检测与鉴定中，需在个体水平进行的鉴定是。
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9. (2023·高州模拟) 下图表示某种绿色荧光蛋白基因表达载体的构建过程，绿色荧光蛋白基因有720个碱基对（bp），质粒有5369个碱基对（bp）。请据图回答问题：
1. （1）质粒中“氨苄青霉素抗性基因”的作用是。研究发现复制原点处的A和T特别多，有利于DNA复制时过程的发生。
2. （2）限制酶BamHⅠ的识别序列和切割位点是G↓GATCC，该酶切形成的黏性末端是。过程③所需的工具酶是。
3. （3）已知图中质粒经BamHⅠ、HindⅢ双酶切后进行电泳，出现了一条长度为5300bp的DNA条带，则重组质粒的长度为的DNA片段条带。
4. （4）过程①用两种限制酶切割质粒，与单一酶切相比，其优势有。过程②通过PCR技术实现，进行PCR时，需要在两种引物的端分别添加BamHⅠ和HindⅢ的识别序列。
5. （5）将重组质粒导入大肠杆菌前，要用CaCl₂处理大肠杆菌，其目的是；进行筛选时，大肠杆菌培养基中除需要加入水、无机盐、C源、N源、琼脂等物质外，还要分别添加。
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10. (2021高二下·渭滨期末) 转基因技术的应用大大提高了动植物的品质，下图是绿色荧光蛋白转基因克隆猪培育示意图，据图和材料回答下列问题：
1. （1）过程①需要的工具酶有。绿色荧光蛋白基因需要导入到成纤维细胞的上才有可能培育出绿色荧光蛋白转基因克隆猪。
2. （2）猪胎儿成纤维细胞培养过程中，为了防止培养过程中的污染，通常还要在细胞培养液中添加一定量的。
3. （3）通过过程⑤将早期胚胎移植到受体母猪体内能存活的原因是。
4. （4）若是想在短期内获得更多的相同的绿色荧光蛋白转基因克隆猪该如何做？
5. （5）科学家将反义F3H序列导入到康乃馨中，降低了植株中F3H基因的表达量和酶活性，封锁了花青素合成途径，获得花香物质苯甲酸的释放量大大增加的转基因康乃馨。以上说明目的基因除了编码蛋白质的基因外，还可以是。将目的基因导入植物细胞常用的方法是。
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四、培优

11. (2020高三下·安徽月考) [生物——选修3：现代生物科技专题]
VNN1基因(1542bp)与炎症相关性疾病有关，GFP基因(4735bp)控制绿色荧光蛋白的合成，该蛋白可在相应波长的紫外光激发下发出绿色荧光。某研究小组进行鼠源GFP－VNN1重组质粒的构建及其功能研究，回答下列问题：
1. （1）为构建重组质粒，研究小组从数据库查找到VNN1的DNA序列，并设计引物。上游引物：5'－AAGCTTCCGCTGCACCATGACTACTC－3'(下划线为Hind III酶切位点)，下游引物：5'－GGATCCGCTCGAGCTACCAACTTAATGA－3'(下划线为BamH I酶切位点)，之后进行PCR扩增，PCR的原理是。扩增后的VNN1基因要与含GFP基因的载体连接，需用(填具体酶)切割VNN1基因和含GFP基因的载体，再用酶处理，构建重组质粒。
2. （2） GFP基因在重组质粒中可作为，其作用是。用之前相同的限制酶对GFP－VNN1重组质粒切割后，进行电泳鉴定时得到如图1所示的部分条带，结果表明。
3. （3） IL－6为体内重要的炎症因子，能与相应的受体结合，激活炎症反应。图2为GFP－VNN1重组质粒对细胞分泌IL－6的影响，由此说明；同时发现与正常组比较，空质粒转染组IL－6的表达有轻微升高，造成这种现象的可能原因是。
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12. (2020高三上·如皋开学考) 人乳铁蛋白（hLF）对细菌、真菌和病毒等都有抑制作用。研究人员开展人乳铁蛋白基因乳腺特异性表达载体构建及转染研究，主要流程如下图。RT-PCR过程需先进行逆转录合成DNA，然后再进行PCR。图中Ase I、Nhe I、Sal I、BamH I代表相关限制酶切点，neo^r为新霉素抗性基因，BLG基因为B乳球蛋白基因，GFP基因为绿色荧光蛋白基因。请回答：
1. （1）过程①中，不能从人肌肉细胞中提取RNA用于RT-PCR，是因为。在RT-PCR过程中，加入的引物需在端添加两种限制酶的识别序列，以便于hLF基因插入pEB中。
2. （2）过程②中，hLF基因插入到BLG基因之后的目的是。
3. （3）将转染后的山羊乳腺上皮细胞先置于含新霉素的培养液中培养，能够存活的细胞应该是导入的细胞，再利用荧光显微镜观察山羊乳腺上皮细胞中，以筛选出转染成功的细胞。
4. （4）科研过程中，也可以用PCR技术检测受体细胞是否成功转入了目的基因。提取转染后的细胞的全部DNA分子，用目的基因的引物扩增后进行DNA电泳，结果如图所示：1号泳道为标准（Marker），2号泳道为阳性对照（提纯的目的基因片段），3号泳道为实验组。请问，标准（Marker）的实质为，3号泳道的杂带出现的原因一般有（在下列选项中选择）。
  ①模板受到污染 ②引物的特异性不强 ③退火温度偏低温度偏高
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13. (2022高三上·张掖模拟) 大丽轮枝菌（一种丝状真菌）是引起棉花黄萎病的主要病原菌。为观察大丽轮枝菌对棉花根的侵染路径，研究人员利用绿色荧光蛋白基因（sGFP）转染大丽轮枝菌，培育出表达绿色荧光蛋白的转基因菌株，主要过程如下（图中a链和b链分别是相应基因转录模板链）。分析回答下列问题：
1. （1）过程①中，PCR扩增sGFP的原理是，该过程除需要根据设计特异性引物序列外，为保证sCFP正确插入质粒中，还需要在引物的5'端添加限制酶识别序列，图中b链的黏性末端碱基序列（5'→3'）为。
2. （2）过程②需要的工具酶是。研究中将sGFP插入构巢曲霉启动子和终止子之间的目的是。
3. （3）过程③中需要配制细菌培养基，配制时要在培养基灭菌并冷却到80℃左右后，再加入潮霉素溶液，潮霉素不能与培养基一同灭菌的原因是。
4. （4）选择过程③筛选培养得到的不同农杆菌菌落，分别提取细菌质粒DNA，并用BamHI和HindⅢ完全酶切，可以得到种长度不同的DNA片段。
5. （5）将导入重组质粒的农杆菌加入大丽轮枝菌的孢子细胞悬液中，在适宜条件下完成转染后利用滤膜过滤得到孢子细胞，再在真菌培养基上培养获得菌落，最终通过检测筛选出绿色荧光蛋白旺盛表达的大丽轮枝菌。
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14. (2022高二下·盐城期末) 为探究某病菌对棉花的侵染路径，研究人员利用绿色荧光蛋白基因（sGFP）转化该种病菌，培育出表达绿色荧光蛋白的转基因菌株，并让其感染棉花植株，主要过程如下图。其中a链和b链分别是相应基因转录的模板链。相关限制酶识别序列和切割位点为：Hid Ⅲ——5 'G↓GATCC3'；BamH Ⅰ——5'A↓AGCTT3'。请回答下列问题：
1. （1）过程②操作时，除图中标注物质外，还需要用向微量离心管中加入、、和水。至少需经过次扩增可获得8条长度为0.7Kb的脱氧核苷酸链。为保证sGFP正确插入到质粒中，还需要在引物1的5'端添加限制酶的识别序列，图中b链的黏性末端碱基序列（5'→3'）为。
2. （2）过程③需要的工具酶是。经过过程①③可获得长度为Kb和4.2Kb的两种重组环状DNA．过程⑤中通过淘汰只导入不符合要求的重组环状DNA的受体菌。
3. （3）过程④常采用的方法是。
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15. (2023·江苏) 为了将某纳米抗体和绿色荧光蛋白基因融合表达，运用重组酶技术构建质粒，如图1所示。请回答下列问题：
1. （1）分别进行PCR扩增片段F1与片段F2时，配制的两个反应体系中不同的有，扩增程序中最主要的不同是。
2. （2）有关基因序列如图2．引物F2-F、F1-R应在下列选项中选用____。
  
  A . ATGGTG------CAACCA B . TGGTTG------CACCAT C . GACGAG------CTGCAG D . CTGCAG------CTCGTC’
3. （3）将PCR产物片段与线性质粒载体混合后，在重组酶作用下可形成环化质粒，直接用于转化细菌。这一过程与传统重组质粒构建过程相比，无需使用的酶主要有。
4. （4）转化后的大肠杆菌需采用含有抗生素的培养基筛选，下列叙述错误的有____。
  
  A . 稀释涂布平板需控制每个平板30~300个菌落 B . 抗性平板上未长出菌落的原因一般是培养基温度太高 C . 抗性平板上常常会出现大量杂菌形成的菌落 D . 抗性平板上长出的单菌落无需进一步划线纯化
5. （5）为了验证平板上菌落中的质粒是否符合设计，用不同菌落的质粒为模板，用引物F1-F和F2-R进行了PCR扩增，质粒P1~P4的扩增产物电泳结果如图3．根据图中结果判断，可以舍弃的质粒有。
6. （6）对于PCR产物电泳结果符合预期的质粒，通常需进一步通过基因测序确认，原因是。
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16. (2022高三上·广东月考) Cre - loxP系统能够实现特定基因的敲除，其技术过程如图1所示。科学家把几种荧光蛋白基因和Cre酶能识别并切割的序列（loxP1和loxP2）串在一起，构建如图2所示的表达载体T，在Cre酶的作用下，一部分荧光蛋白基因会被随机地“剪掉”，而剩下的部分得以表达，这样就可以随机呈现不同的颜色。这种利用荧光蛋白“点亮”神经元的大脑成像技术被称为“脑彩虹”，能帮助科学家了解大脑。
1. （1） loxP序列具有方向性，结构如图1所示，其中决定方向的序列是（填序号）。
2. （2）构建表达载体T需要用到酶，用法将表达载体T导入小鼠的细胞中，经筛选后获得细胞中含一个表达载体T的转基因小鼠a（不含Cre酶）。小鼠a的脑组织细胞和其他组织细胞的色彩分别是和。
3. （3）已知两个loxrP1之间或两个loxP2之间的基因，最多会被Cre酶敲除一次。研究者将Cre酶基因与病毒基因重组构建Cre病毒，然后将Cre病毒注入细胞中含一个表达载体T的转基因小鼠A体内，出现“脑彩虹”现象，小鼠A的一个脑细胞的色彩为。
4. （4）利用上述技术可以培育能够在一个细胞内随机出现两种颜色的“脑彩虹”小鼠，请依据题目信息，简要写出设计思路。
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17. (2022高三上·莆田月考) 非洲猪瘟是由非洲猪瘟病毒（ASFV）感染家猪和野猪引起的一种高致病性传染病。科研人员在病毒ASFV的K基因（大小为790bp）中间插入荧光素酶基因（Gluc基因）和增强型绿色荧光蛋白基因（EGFP基因），从而构建可以进行快速观察及定量检测酶活性的重组病毒（ASFV-Gluc-EGFP）体系，如图1所示。回答下列问题：
1. （1）构建重组病毒时用的 Hind Ⅲ 和BamH I都是酶。
2. （2）为了初步鉴定重组病毒是否构建成功，科研人员提取病毒DNA，选用引物组合进行PCR扩增，扩增结果有1、2两种类型，如图2所示。该实验结果表明Gluc基因和EGFP基因(填“有”或“没有”)插入病毒ASFV的K基因。
3. （3）为了进一步验证重组病毒是否成功表达，科研人员将猪肺泡巨噬细胞（PAMS）培养一段时间后，平均分成A、B两组，其中A组接种病毒ASFV，B组接种。支持“重组病毒成功表达”的实验结果为：。
4. （4）同时，科研人员又分别测定了A、B两组的病毒数量变化，发现两者无显著差异，该结果表明。因此，该重组病毒体系的构建可为后续研究ASFV的致病机制及药物治疗奠定基础。
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