【全程復(fù)習(xí)方略】2013版高中生物 1、2工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生 基因工程的原理和技術(shù)課時提能演練 浙科版選修3

1、【全程復(fù)習(xí)方略】2013版高中生物 1、2工具酶的發(fā)現(xiàn)和基因工程的誕生 基因工程的原理和技術(shù)課時提能演練 浙科版選修3 (45分鐘 100分)一、選擇題(共10小題，每小題5分，共50分)1.在用基因工程技術(shù)構(gòu)建抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草過程中，下列操作錯誤的是( )A.用兩種不同的限制性核酸內(nèi)切酶分別切割供體DNA和載體B.用DNA連接酶連接經(jīng)切割的抗除草劑基因和載體C.將重組DNA分子導(dǎo)入煙草原生質(zhì)體D.用含除草劑的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞2.科學(xué)家利用生物技術(shù)將人的生長激素基因?qū)胄∈笫芫训募?xì)胞核中，經(jīng)培育獲得一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中，在醫(yī)學(xué)研究及相關(guān)

2、疾病治療方面都具有重要意義。下列有關(guān)敘述錯誤的是( )A.選擇受精卵作為外源基因的受體細(xì)胞是因為這種細(xì)胞具有全能性B.采用DNA分子雜交技術(shù)可檢測外源基因在小鼠細(xì)胞內(nèi)是否成功表達(dá)C.人的生長激素基因能在小鼠細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，說明遺傳密碼在不同種生物中可以通用D.轉(zhuǎn)基因小鼠的肝細(xì)胞含有人的生長激素基因3.據(jù)圖所示，有關(guān)工具酶功能的敘述不正確的是( )A.限制性核酸內(nèi)切酶可以切斷a處，DNA連接酶可以連接a處B.DNA聚合酶可以連接a處C.解旋酶可以使b處解開D.連接c處的酶可以為DNA連接酶4.(2012溫州模擬)采用基因工程技術(shù)將人凝血因子基因?qū)肷窖蚴芫?，培育出了轉(zhuǎn)基因羊。但是，人凝血因子只存在

3、于該轉(zhuǎn)基因羊的乳汁中。以下有關(guān)敘述，正確的是( )A.如果人凝血因子基因的核苷酸序列已知，可用人工合成的方法獲得該目的基因B.人體細(xì)胞中凝血因子基因進(jìn)入羊受精卵細(xì)胞后，其傳遞和表達(dá)不再遵循中心法則C.在該轉(zhuǎn)基因羊體內(nèi)，人凝血因子基因存在于乳腺細(xì)胞中，而不存在于其他體細(xì)胞中D.人凝血因子基因開始轉(zhuǎn)錄后，DNA聚合酶以DNA分子的一條鏈為模板合成mRNA5.(易錯題)在高光強(qiáng)、高溫和高氧分壓的條件下，高粱由于含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，其利用CO2的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水稻。從高粱的基因組中分離出磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(Ppc基因)，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)入水稻體內(nèi)，從而提高水稻的光合效率。下

4、列說法不正確的是( )A.在此過程中會用到限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶和載體等工具B.此技術(shù)與花藥培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合，可以快速獲得純合子，縮短育種周期C.Ppc基因?qū)胧芫咽谴思夹g(shù)的關(guān)鍵，否則不能達(dá)到該基因在各組織細(xì)胞都表達(dá)的目的D.此項技術(shù)是否成功必須測定轉(zhuǎn)基因植株與對照植株同化二氧化碳的速率6.(2012臺州模擬)某研究所的研究人員將生長激素基因通過質(zhì)粒介導(dǎo)進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，來表達(dá)產(chǎn)生生長激素。已知質(zhì)粒中存在兩個抗性基因：A是抗鏈霉素基因，B是抗氨芐青霉素基因，且目的基因要插入到基因B中，而大腸桿菌不帶有任何抗性基因。下列敘述正確的是( )A.導(dǎo)入大腸桿菌的質(zhì)粒一定為重組質(zhì)粒B.RNA聚

5、合酶是構(gòu)建該重組質(zhì)粒必需的工具酶C.可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基檢測大腸桿菌中是否導(dǎo)入了重組質(zhì)粒D.在含氨芐青霉素培養(yǎng)基中不能生長，但在含鏈霉素培養(yǎng)基中能生長的可能是符合生產(chǎn)要求的大腸桿菌7.如圖是用基因工程技術(shù)培育抗棉鈴蟲的轉(zhuǎn)基因棉花過程，有關(guān)該過程敘述錯誤的是( )A.抗蟲基因的表達(dá)產(chǎn)物為多肽B.抗蟲基因的插入不會改變受體細(xì)胞的結(jié)構(gòu)C.受體細(xì)胞除去細(xì)胞壁更利于基因的導(dǎo)入D.通過Ti質(zhì)粒上的抗性基因篩選試管苗8.(易錯題)科學(xué)家利用基因工程培育出了耐鹽的轉(zhuǎn)基因水稻新品系。下列有關(guān)敘述錯誤的是 ( )A.該品系水稻細(xì)胞的細(xì)胞液濃度較小B.可通過農(nóng)桿菌的感染以實現(xiàn)重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞 C.含耐鹽基因

6、的水稻細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)可獲得植株 D.可用較高濃度的鹽水澆灌以鑒定水稻植株的耐鹽性9.基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計施工的，在基因操作的基本步驟中，不進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的步驟是( )A.人工合成基因 B.制備重組DNA分子C.把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞D.目的基因的檢測和表達(dá)10.如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確順序是( )A. B. C. D. 二、非選擇題(共2小題，共50分)11.(24分)如圖為大腸桿菌及質(zhì)粒載體的結(jié)構(gòu)模式圖，據(jù)圖回答下列問題。(1)a代表的物質(zhì)和質(zhì)粒的化學(xué)本質(zhì)相同，都是_，二者還

7、具有其他共同點，如_,_(寫出兩條即可)。(2)若質(zhì)粒DNA分子的切割末端為，則與之連接的目的基因的切割末端應(yīng)為_；可使用_把質(zhì)粒和目的基因連接在一起。(3)氨芐青霉素抗性基因在質(zhì)粒DNA上被稱為_，其作用是_。(4)下列常在基因工程中用做載體的是( )A.蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因B.土壤農(nóng)桿菌環(huán)狀RNA分子C.大腸桿菌的質(zhì)粒D.動物細(xì)胞的染色體12.(26分)(預(yù)測題)在基因工程中篩選含有目的基因的重組體常用標(biāo)志補(bǔ)救法。該方法是用pUC18質(zhì)粒作為載體(含編碼半乳糖苷酶片段的序列)，突變型的大腸桿菌(E.coli)(含編碼半乳糖苷酶片段的序列)作為受體，它們的表達(dá)產(chǎn)物營養(yǎng)缺陷互補(bǔ)，有半乳糖苷酶

8、的活性，能與特異性物質(zhì)結(jié)合生成藍(lán)色化合物(見第一組)，這樣就可以利用營養(yǎng)突變菌株進(jìn)行篩選重組體。單獨存在的和片段均無半乳糖苷酶的活性，不能與特異性物質(zhì)結(jié)合生成藍(lán)色化合物。根據(jù)圖示請分析回答有關(guān)問題：(1)質(zhì)粒中的標(biāo)記基因是_，圖中表示目的基因的是_(填字母)。(2)質(zhì)粒的作用是_。(3)用_處理大腸桿菌，可以_，使重組體pUC18導(dǎo)入突變型的大腸桿菌；早期的基因工程都用原核細(xì)胞作為受體細(xì)胞的原因是_。(4)白色菌落出現(xiàn)的原因有_。答案解析1.【解析】選A。應(yīng)用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割供體DNA和載體以獲得相同的粘性末端；DNA連接酶可以將獲得的目的基因和載體結(jié)合，構(gòu)建重組DNA分子；由于植物細(xì)

9、胞的全能性較易表達(dá)，可以將獲得的重組DNA分子導(dǎo)入到煙草受體細(xì)胞中，使煙草具備抗除草劑的特性；欲篩選出抗除草劑的轉(zhuǎn)基因煙草，可以將煙草放在含除草劑的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，觀察其是否能夠正常生長。2.【解析】選B。采用DNA分子雜交技術(shù)可以檢測外源基因是否進(jìn)入受體細(xì)胞以及外源基因在小鼠細(xì)胞內(nèi)是否轉(zhuǎn)錄，但表達(dá)必須合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。轉(zhuǎn)基因小鼠的所有細(xì)胞均由受精卵經(jīng)有絲分裂而來，但生長激素基因僅在其膀胱上皮細(xì)胞選擇性表達(dá)。【誤區(qū)警示】不能正確理解目的基因表達(dá)的含義和分子水平的檢測方法。目的基因的表達(dá)需經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程，DNA分子雜交只能檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄，而檢測外源基因在受體細(xì)胞是否成功表達(dá)，可以采用

10、抗原-抗體雜交技術(shù)。3.【解析】選D。限制性核酸內(nèi)切酶能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的化學(xué)鍵斷開。DNA連接酶能夠?qū)㈦p鏈DNA片段縫合起來，恢復(fù)被限制性核酸內(nèi)切酶切開的兩個核苷酸之間的化學(xué)鍵。因此，限制性核酸內(nèi)切酶可以切斷a處，DNA連接酶可以連接a處；DNA聚合酶是在DNA復(fù)制時，連接DNA分子的單鏈，可以連接a處；解旋酶可以破壞堿基對之間的氫鍵，即使b處解開；c處是同一個核苷酸內(nèi)部脫氧核糖和磷酸之間形成的鍵，不能用DNA連接酶連接。4.【解析】選A。人體細(xì)胞中凝血因子基因進(jìn)入羊受精卵細(xì)胞后，其傳遞和表達(dá)仍遵循中心法則；在該轉(zhuǎn)基因羊體內(nèi)，

11、人凝血因子基因存在于所有體細(xì)胞中；合成mRNA需要RNA聚合酶，而不是DNA聚合酶。5.【解析】選C。培育轉(zhuǎn)基因植物時，可以將目的基因?qū)胫参矬w細(xì)胞，因為植物細(xì)胞的全能性容易表達(dá)。6.【解析】選D。本題考查基因工程的操作工具和有關(guān)過程，屬于對理解、應(yīng)用層次的考查。熟記并理解基因操作的各個過程、抓住“目的基因要插入到基因B中”這一關(guān)鍵信息是正確解答該題的前提。基因操作過程中，用同一種限制性核酸內(nèi)切酶分別切割生長激素基因所在的DNA分子和質(zhì)粒后，會產(chǎn)生相同的粘性末端，粘性末端連接時，目的基因和目的基因、目的基因和質(zhì)粒、質(zhì)粒和質(zhì)粒都可能連接，導(dǎo)入大腸桿菌的質(zhì)粒不一定為重組質(zhì)粒。構(gòu)建該重組質(zhì)粒必需的工

12、具酶是限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。目的基因插入到基因B中后形成的重組質(zhì)粒，抗氨芐青霉素基因被破壞，導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌對氨芐青霉素不具有抗性，對鏈霉素仍具有抗性。7.【解析】選D?；蚍g的產(chǎn)物是多肽，目的基因插入染色體后，不會改變細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不會影響細(xì)胞正常的生理活動，故A、B對；篩選抗蟲棉時一般是通過是否抗蟲來篩選，故D錯。8.【解析】選A。該品系水稻能耐鹽，說明能從高濃度的土壤溶液中吸收水分，其細(xì)胞液濃度應(yīng)該較大。9.【解析】選C。制備重組DNA分子時目的基因與載體的粘性末端通過堿基互補(bǔ)配對進(jìn)行連接；目的基因的檢測可以通過分子雜交的方法，目的基因的表達(dá)需要通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。10.

13、【解析】選C。限制性核酸內(nèi)切酶是把DNA鏈切開，可用表示；DNA聚合酶用于DNA分子的復(fù)制，用表示；DNA連接酶把限制性核酸內(nèi)切酶切開的切口連接起來，用表示；解旋酶是把DNA雙鏈解開，用表示。11.【解析】(1)a為擬核，與質(zhì)粒的化學(xué)成分均為DNA，均為大腸桿菌的遺傳物質(zhì)，可以自主復(fù)制，并具有遺傳效應(yīng)。(2)相同的限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒，產(chǎn)生粘性末端的堿基序列互補(bǔ)，可以通過DNA連接酶連接。(3)質(zhì)粒上的抗性基因作為標(biāo)記基因，可以用于檢測重組DNA是否進(jìn)入受體細(xì)胞。(4)作為基因工程中的載體，應(yīng)能夠自主復(fù)制，并具有標(biāo)記基因和多個限制性核酸內(nèi)切酶切點。答案：(1)DNA能夠自主復(fù)制具

14、有遺傳效應(yīng)(2) DNA連接酶(3)標(biāo)記基因供重組DNA的鑒定和選擇(4)C【方法技巧】解答有關(guān)基因工程基本操作程序題目的一般步驟：一要分辨限制性核酸內(nèi)切酶的種類及識別切割位點：在切割目的基因和載體時，一般用同一種限制性核酸內(nèi)切酶切割，也可用不同的限制性核酸內(nèi)切酶切割，但兩種限制性核酸內(nèi)切酶切割后產(chǎn)生的粘性末端中堿基要互補(bǔ)配對；二要找出標(biāo)記基因、目的基因及其插入位點：一般來說，質(zhì)粒中至少有一個標(biāo)記基因，如抗生素抗性基因；三要分析目的基因插入質(zhì)粒后是否破壞了標(biāo)記基因：如果質(zhì)粒中有一個標(biāo)記基因，插入后一般不破壞標(biāo)記基因；如果質(zhì)粒中有兩個標(biāo)記基因，則需看標(biāo)記基因中是否有插入位點，如果某一標(biāo)記基因中有插入位點，則目的基因插入質(zhì)粒后標(biāo)記基因被破壞；四要理清判斷目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法：一般用含有某種抗生素的培養(yǎng)基培養(yǎng)受體菌。如果有兩種抗生素基因，還需判斷用哪一種抗生素來選擇。12.【解析】(1)編碼半乳糖苷酶片段的序列用于篩選含有目的基因的重組體，是質(zhì)粒中的標(biāo)記基因；根據(jù)示意圖，C是質(zhì)粒經(jīng)限制性核酸內(nèi)切酶切割后插入的目的基因。(2)質(zhì)粒不僅能使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在并遺傳給下一代，同時能使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。(3)氯化鈣可以增大大腸桿菌細(xì)胞壁的通透性，使重組體pUC18導(dǎo)入突變型的大腸桿菌；原核細(xì)胞繁殖快，代謝旺盛，基因表達(dá)產(chǎn)物易分離。(4)大腸桿菌不含