高考生物一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)35 基因工程（Ⅱ）基因工程的原理與應(yīng)用（含解析）-人教版高三生物試題

課時作業(yè)(三十五)基因工程(Ⅱ)基因工程的原理與應(yīng)用[基礎(chǔ)練]1．(2019·江蘇揚州期末考試)下列有關(guān)限制酶和DNA連接酶的敘述正確的是()A．用限制酶剪切獲得一個目的基因時得到兩個切口，有2個磷酸二酯鍵被斷開B．限制酶識別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大C．序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端堿基數(shù)不同D．T4DNA連接酶和E·coliDNA連接酶都能催化平末端和黏性末端的連接B[用限制酶剪切獲得一個目的基因時得到兩個切口，有4個磷酸二酯鍵被斷開，A錯誤；限制酶識別序列越短則該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大，B正確；序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端堿基數(shù)相同，都是4個，C錯誤；T4DNA連接酶和E·coliDNA連接酶都能催化黏性末端的連接，其中只有T4DNA連接酶可以連接平末端，D錯誤。]2．(2019·江蘇南通模擬)科學(xué)家利用基因工程技術(shù)將魚的抗凍蛋白基因?qū)腚p子葉植物番茄中，使番茄的耐寒能力大大提高。在培育轉(zhuǎn)基因番茄的過程中，下列操作不合理的是()A．可用PCR技術(shù)或逆轉(zhuǎn)錄法獲得抗凍蛋白基因B．利用選擇培養(yǎng)基對構(gòu)建的基因表達載體直接進行篩選C．利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將基因表達載體導(dǎo)入番茄體細(xì)胞D．在低溫條件下篩選已導(dǎo)入抗凍蛋白基因的番茄植株B[基因工程中獲取目的基因的方法包括從基因文庫中獲取、PCR技術(shù)擴增或人工合成(如逆轉(zhuǎn)錄法獲得目的基因)，A正確；構(gòu)建的基因表達載體不可直接在選擇培養(yǎng)基上進行篩選，需要先導(dǎo)入受體細(xì)胞中再進行篩選，B錯誤；將目的基因?qū)腚p子葉植物細(xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，C正確；可利用低溫條件對已導(dǎo)入抗凍蛋白基因的番茄植株進行個體生物學(xué)水平的檢測，篩選出抗凍蛋白基因成功表達的番茄植株，D正確。]3．(2019·湖北孝感七校教學(xué)聯(lián)盟期中考試)基因工程中，受體細(xì)胞不同，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法也不相同，下列受體細(xì)胞與導(dǎo)入方法匹配錯誤的是()選項受體細(xì)胞導(dǎo)入方法A棉花細(xì)胞花粉管通道法B大腸桿菌農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法C羊受精卵顯微注射技術(shù)D玉米細(xì)胞基因槍法B[基因工程中，受體細(xì)胞不同，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法也不相同，可利用花粉管通道法將目的基因?qū)朊藁?xì)胞，A正確；將目的基因?qū)氪竽c桿菌細(xì)胞常用的導(dǎo)入方法是感受態(tài)細(xì)胞法，B錯誤；常用顯微注射技術(shù)將目的基因?qū)雱游锸芫阎校珻正確；玉米是單子葉植物，常用基因槍法將目的基因?qū)胗衩准?xì)胞內(nèi)，D正確。]4．(2019·吉林長春外國語學(xué)校月考)科學(xué)家在河南華溪蟹中找到了金屬硫蛋白基因，并以質(zhì)粒為載體，采用轉(zhuǎn)基因方法培育出了汞吸收能力極強的轉(zhuǎn)基因煙草。下列有關(guān)該煙草培育的說法正確的是()A．金屬硫蛋白基因需插入到質(zhì)粒上，才能轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中B．為培育出轉(zhuǎn)基因煙草植株，選擇的受體細(xì)胞一定是煙草的受精卵C．同種限制酶既可以切割含目的基因的DNA片段又可以切割質(zhì)粒，因此不具有專一性D．轉(zhuǎn)基因煙草與原煙草相比基因組成發(fā)生了變化，導(dǎo)致兩者出現(xiàn)生殖隔離A[金屬硫蛋白基因需插入到質(zhì)粒上，才能轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中，A正確；由于植物細(xì)胞的全能性可以實現(xiàn)，因此植物基因工程的受體細(xì)胞可以是受精卵或體細(xì)胞，B錯誤；限制酶具有專一性，能識別特定的脫氧核苷酸序列，C錯誤；轉(zhuǎn)基因煙草與原煙草之間一般不會出現(xiàn)生殖隔離，D錯誤。]5．(2019·云南師大附中期末考試)下面有關(guān)基因工程的敘述，正確的是()A．利用基因工程技術(shù)可分別從大腸桿菌和青霉菌體內(nèi)獲取基因工程藥品胰島素和青霉素B．用氯化鈉處理大腸桿菌可以使其處于感受態(tài)C．啟動子也稱為起始密碼子，終止子也稱為終止密碼子D．由大腸桿菌工程菌獲得的人的干擾素不能直接利用D[青霉菌產(chǎn)生青霉素是自身基因的正常表達，故從青霉菌體內(nèi)獲得的青霉素不屬于基因工程藥品，A錯誤；用氯化鈣處理大腸桿菌可以使其處于感受態(tài)，B錯誤；啟動子和終止子都是一段特殊的DNA序列，負(fù)責(zé)調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄，而起始密碼子和終止密碼子都存在于mRNA上，分別決定翻譯的起始和終止，C錯誤；大腸桿菌是原核生物，無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，由大腸桿菌工程菌生產(chǎn)的干擾素不具備天然活性，需經(jīng)過人工加工處理后才能利用，D正確。]6．(2019·內(nèi)蒙古包頭一中期中考試)科學(xué)家利用基因工程培育出了耐鹽的轉(zhuǎn)基因棉花新品系，下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．可通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞B．含耐鹽基因的棉花細(xì)胞可經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得完整植株C．可用較高濃度的鹽水澆灌來鑒定棉花植株的耐鹽性D如果目的基因的核苷酸序列是完全未知的，可用PCR技術(shù)得到大量目的基因D[棉花是雙子葉植物，通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法可將重組質(zhì)粒導(dǎo)入棉花受體細(xì)胞，A正確；植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以保持親本的優(yōu)良性狀，含耐鹽基因的棉花細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)可獲得完整的耐鹽植株，B正確；棉花植株是否耐鹽，主要看植株能否在高濃度的鹽溶液中生活，因此，可以用較高濃度的鹽水澆灌來鑒定棉花植株的耐鹽性，C正確；如果目的基因的核苷酸序列是完全未知的，可從基因文庫中獲取目的基因，而不能通過PCR擴增獲得，D錯誤。]7．(2019·黑龍江大慶一中期中考試)如圖表示利用基因工程生產(chǎn)胰島素的三種途徑，據(jù)圖判斷下列說法錯誤的是()A．過程①需要限制酶和DNA連接酶B．常利用顯微注射法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞A，受體細(xì)胞A一般為乳腺細(xì)胞C．受體細(xì)胞B通常為萵苣的體細(xì)胞，經(jīng)脫分化、再分化形成個體D．導(dǎo)入受體細(xì)胞C常用Ca2＋處理使大腸桿菌處于感受態(tài)B[過程①為構(gòu)建基因表達載體的過程，需要限制酶和DNA連接酶，A正確；將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞時一般受體細(xì)胞為動物的受精卵，B錯誤；受體細(xì)胞B通常是萵苣的體細(xì)胞，目的基因?qū)朐摷?xì)胞后，需對該細(xì)胞進行離體培養(yǎng)，經(jīng)脫分化和再分化過程形成轉(zhuǎn)基因植株，C正確；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞常用感受態(tài)細(xì)胞法，即用Ca2＋(或CaCl2)處理大腸桿菌，使之成為感受態(tài)細(xì)胞，以利于完成轉(zhuǎn)化過程，D正確。]8．(2019·福建莆田六中月考)某種微生物合成的蛋白酶與人體消化液中的蛋白酶的結(jié)構(gòu)和功能很相似，只是其熱穩(wěn)定性較差，進入人體后容易失效。現(xiàn)要將此酶開發(fā)成一種片劑，用于臨床治療消化不良，最佳方案是()A．替換此酶中的少數(shù)氨基酸，以改善其熱穩(wěn)定性B．將此酶與人蛋白酶進行拼接，形成新的蛋白酶C．重新設(shè)計與創(chuàng)造一種蛋白酶D．減少此酶在片劑中的含量A[要想使蛋白酶熱穩(wěn)定性有所提高，就要改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，解決此類問題的方法一般是將蛋白質(zhì)中的個別氨基酸進行替換。]9．(2019·山東威海模擬)利用基因工程技術(shù)培育馬鈴薯新品種，目前已經(jīng)取得豐碩成果。請根據(jù)教材所學(xué)知識回答下列問題：(1)馬鈴薯易患多種疾病，導(dǎo)致其產(chǎn)量不高。通過導(dǎo)入抗病基因并使其表達可以提高馬鈴薯產(chǎn)量，基因工程中使用最多的抗病基因是________________和病毒的復(fù)制酶基因。(2)馬鈴薯是雙子葉植物，常用__________(方法)將目的基因?qū)腭R鈴薯受體細(xì)胞中。構(gòu)建好的基因表達載體基本結(jié)構(gòu)包括目的基因、標(biāo)記基因、__________、__________、__________等五部分。(3)科學(xué)家還培育出抗除草劑的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，其設(shè)計方法：修飾除草劑作用的靶蛋白，使其對除草劑________(填“敏感”或“不敏感”)，或使靶蛋白過量表達，植物吸收除草劑后仍能__________。(4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，還需對轉(zhuǎn)基因植物進行________________。解析(1)在基因工程中，使用最多的抗病基因是病毒外殼蛋白基因和病毒的復(fù)制酶基因。(2)常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)腭R鈴薯等雙子葉植物的受體細(xì)胞中。構(gòu)建好的基因表達載體的基本結(jié)構(gòu)包括目的基因、標(biāo)記基因、終止子、啟動子和復(fù)制原點等五部分。(3)培育抗除草劑的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，需通過修飾，使除草劑作用的靶蛋白對除草劑不敏感，或使靶蛋白過量表達，使植物吸收除草劑后仍能正常代謝。(4)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，還需對轉(zhuǎn)基因植物進行目的基因的檢測與鑒定。答案(1)病毒外殼蛋白基因(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法啟動子終止子復(fù)制原點(3)不敏感正常代謝(4)目的基因的檢測與鑒定10．(2019·山師附中模擬)下圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的操作過程示意圖，請據(jù)圖完成下列問題。(1)能否利用人的皮膚細(xì)胞來完成①過程？_____________，為什么？__________________________。(2)過程②必需的酶是____________酶，過程③必需的酶是____________酶。(3)在利用A、B獲得C的過程中，必須用_______________切割A(yù)和B，使它們產(chǎn)生__________，再加入____________，才可形成C。(4)為使過程⑧更易進行，可用____________(藥劑)處理D。解析(1)細(xì)胞中的基因是選擇性表達的，人體的皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達，不會產(chǎn)生胰島素mRNA，所以不能利用人的皮膚細(xì)胞來完成①過程。(2)根據(jù)以上分析可知，過程②為逆轉(zhuǎn)錄過程，該過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化；過程③為DNA的解旋過程，需要解旋酶的催化。(3)根據(jù)以上分析可知，圖中A為胰島素基因，B為質(zhì)粒，C為重組質(zhì)粒；必須用同一種限制酶切割胰島素基因(目的基因)和質(zhì)粒，使得它們產(chǎn)生相同的黏性末端，再用DNA連接酶連接才可以形成重組質(zhì)粒。(4)過程⑧表示將目的基因?qū)氪竽c桿菌的過程中，可以用鈣離子處理大腸桿菌，使之成為感受態(tài)細(xì)胞，便于重組質(zhì)粒的進入。答案(1)不能皮膚細(xì)胞中的胰島素基因未表達(或未轉(zhuǎn)錄)，不能形成胰島素mRNA(2)逆轉(zhuǎn)錄觖旋(3)同一種限制性內(nèi)切酶相同的黏性末端DNA連接酶(4)Ca2＋[能力練]11．(2019·湖北武漢外國語學(xué)校月考)限制酶可識別并切割DNA分子上特定的核苷酸序列，如圖為四種限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ和BglⅡ的識別序列和切割位點，切割出來的DNA黏性末端可以互補配對的是()BamHⅠEcoRⅠHindⅢBglⅡ↓↓↓↓GGATCCGAATTCAAGCTTAGATCTCCTAGGCTTAAGTTCGAATCTAGA↑↑↑↑A．BamHⅠ和EcoRⅠ B．BamHⅠ和HindⅢC．BamHⅠ和BglⅡ D．EcoRⅠ和HindⅢC[BamHⅠ酶處理后形成的黏性末端為－GGATCC－－CCTAGG－，BglⅡ酶處理后形成的黏性末端為－AGATCT－－TCTAGA－，可以互補配對。]12．(2019·甘肅蘭州一中期末考試)如圖是利用基因工程技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因生物，生產(chǎn)可食用疫苗的部分過程示意圖，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ為四種限制酶。下列說法錯誤的是()A．圖示過程是基因工程的核心步驟B．構(gòu)建基因表達載體時需要用到限制酶SmaⅠC．抗卡那霉素基因的存在有利于將含有抗原基因的細(xì)胞篩選出來D．除圖示組成外，基因表達載體中還應(yīng)該含有啟動子和終止子等結(jié)構(gòu)B[圖示過程為基因表達載體的構(gòu)建過程，是基因工程的核心步驟，A正確。構(gòu)建過程中需要將目的基因完整地切割下來，此時要用到限制酶PstⅠ、EcoRⅠ，B錯誤?？箍敲顾鼗蚴菢?biāo)記基因，作用是便于鑒定和篩選含有目的基因的細(xì)胞，C正確。基因表達載體包括啟動子、目的基因、終止子和標(biāo)記基因等。]13．(2019·江西南昌三校月考)科學(xué)家創(chuàng)造了“基因敲除”技術(shù)：將外源基因整合到小鼠胚胎干細(xì)胞的DNA同源序列中，使某一個基因被取代或破壞而失活，然后將“修飾”后的胚胎干細(xì)胞植入小鼠的早期胚胎，形成嵌合體小鼠。科學(xué)家已經(jīng)利用上述技術(shù)成功地把人類囊腫性纖維化病的致病基因移植到小鼠身上，培育出了患囊腫性纖維化病的小鼠。下列有關(guān)敘述錯誤是()A．這種嵌合體小鼠長大后，體內(nèi)存在外源基因，但不會遺傳給后代B．在“基因敲除”中需要用到限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶等C．通過上述“基因敲除”技術(shù)可以定向改變生物體的某一基因D．“基因敲除”技術(shù)有利于人類對某些遺傳因素引發(fā)的疾病進行研究A[根據(jù)題意可知，這種嵌合體小鼠長大后，體內(nèi)存在人類囊腫性纖維化病的致病基因，可能會遺傳給后代，A錯誤；“將外源基因整合到小鼠胚胎干細(xì)胞的DNA同源序列中”，該過程需要用到限制酶和DNA連接酶，B正確；“基因敲除”實質(zhì)上是用外源基因取代或破壞DNA同源序列中的某一個基因，可以定向改變生物體的某一基因，C正確；“基因敲除”技術(shù)成功地培育出了患囊腫性纖維化病的小鼠，這種小鼠可作為實驗材料用于人類對遺傳病的研究，D正確。]14．(2019·河南八市測評)真核生物基因中通常有內(nèi)含子(位于編碼蛋白質(zhì)序列內(nèi)的非編碼DNA片段)，而原核生物基因中沒有，原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機制。有人利用RT-PCR技術(shù)(mRNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA再進行PCR擴增)，獲得了牛的G基因，導(dǎo)入到大腸桿菌中，成功表達出G蛋白(一種免疫蛋白)。請回答下列問題：(1)RT-PCR過程需要的酶有_____________；在進行PCR擴增時需要設(shè)計_________種引物。(2)RT-PCR的產(chǎn)物經(jīng)過BamHⅠ、EcoRⅠ雙酶切后，與經(jīng)過同樣雙酶切得到的PBV載體連接，該操作程序?qū)儆赺_______，也是基因工程的核心步驟。與單一酶切相比，雙酶切具有的優(yōu)點是________________________________________________________(答出兩點)。(3)若要檢測G基因是否翻譯出G蛋白，可采用的分子水平的檢測方法是____________________。(4)有人從牛的基因組文庫中獲得了G基因，同樣以大腸桿菌作為受體細(xì)胞卻未得到G蛋白，其原因是____________________________________。解析(1)RT-PCR過程，首先是以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄為cDNA，此時需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與催化；其次是將cDNA進行PCR擴增，在擴增過程中離不開Taq酶(熱穩(wěn)定的DNA聚合酶)的催化。在進行PCR擴增時需要設(shè)計2種引物，以便分別與兩條DNA模板鏈結(jié)合。(2)基因表達載體的構(gòu)建是實施基因工程的第二步，也是基因工程的核心步驟。與單一酶切相比，雙酶切具有的優(yōu)點是：防止目的基因或載體自身連接；防止目的基因與載體反向連接。(3)若要檢測G基因是否翻譯出G蛋白，可采用抗原—抗體雜交技術(shù)。(4)真核生物基因中通常有內(nèi)含子，而原核生物基因中沒有內(nèi)含子；牛為真核生物，大腸桿菌屬于原核生物；原核生物沒有真核生物所具有的切除內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列的機制。可見，從牛的基因組文庫中獲得的G基因有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達出G蛋白，因此以大腸桿菌作為受體細(xì)胞時未能得到G蛋白。答案(1)逆轉(zhuǎn)錄酶和Taq酶(熱穩(wěn)定的DNA聚合酶)2(2)構(gòu)建基因表達載體防止目的基因(或載體)自身連接；防止目的基因與運載體反向連接(3)抗原—抗體雜交(4)從基因組文庫獲取的G基因有內(nèi)含子，在大腸桿菌中，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中與內(nèi)含子對應(yīng)的RNA序列不能被切除，無法表達出G蛋白15．(2019·湖南懷化市一模)大腸桿菌pUC18質(zhì)粒是基因工程中常用的運載體，某限制酶在此質(zhì)粒上的唯一酶切位點位于LacZ基因中，如果沒有插入外源基因，LacZ基因便可表達出β-半乳糖苷酶，當(dāng)培養(yǎng)基中含有IPTG和X-gal時，X-gal便會被β-半乳糖苷酶水解成藍色，大腸桿菌將形成藍色菌落，反之，則形成白色菌落。如圖表示利用此質(zhì)粒實施基因工程的主要流程。(1)已獲得的目的基因可利用________技術(shù)進行擴增。(2)目的基因插入質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，需要DNA連接酶恢復(fù)________鍵。(3)將試管Ⅰ中的物質(zhì)和大腸桿菌共同置于試管Ⅱ的目的是________________；大腸桿菌需事先用Ca2＋進行處理，目的是_________________________________________。(4)將試管Ⅱ中的菌液接種于選擇培養(yǎng)基上培養(yǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)含有大腸桿菌必需的營養(yǎng)物質(zhì)，如________________和生長因子，還應(yīng)加入IPTG、X-gal以及氨芐青霉素，其中加入氨芐青霉素的作用是篩選出_____________________________________________。(5)若觀察到培養(yǎng)基上出現(xiàn)________色菌落，則說明大腸桿菌中已成功導(dǎo)入了重組質(zhì)粒。如果作為受體細(xì)