【全程設計】2021高考生物一輪復習訓練：選修3-第1講-基因工程

一、選擇題1．(2021·江蘇高考)小鼠雜交瘤細胞表達的單克隆抗體用于人體試驗時易引起過敏反應，為了克服這個缺陷，可選擇性擴增抗體的可變區(qū)基因(目的基因)后再重組表達。下列相關敘述正確的是(多選)()A．設計擴增目的基因的引物時不必考慮表達載體的序列B．用PCR方法擴增目的基因時不必知道基因的全部序列C．PCR體系中確定要添加從受體細胞中提取的DNA聚合酶D．確定要依據(jù)目的基因編碼產(chǎn)物的特性選擇合適的受體細胞解析：選BD設計引物時應當考慮由此擴增的目的基因與載體兩端的序列進行互補配對；PCR體系中應用耐高溫的DNA聚合酶，而不是從受體細胞中提取的一般DNA聚合酶。2．限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的識別序列及切割位點分別是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。下圖表示四種質(zhì)粒和目的基因，其中，箭頭所指部位為酶的識別位點，質(zhì)粒的陰影部分表示標記基因。適于作為圖示目的基因運載體的質(zhì)粒是()解析：選A由圖可知，質(zhì)粒B上無標記基因，不適合作為運載體；質(zhì)粒C和D的標記基因上都有限制性內(nèi)切酶的識別位點。質(zhì)粒A有標記基因且MunⅠ的切點不在標記基因上。3．下列關于cDNA文庫和基因組文庫的說法中，不正確的是()A．cDNA文庫中只含有某種生物的部分基因，基因組文庫中含有某種生物的全部基因B．假如某種生物的cDNA文庫中的某個基因與該生物的基因組文庫中的某個基因把握的性狀相同，則這兩個基因的結構也完全相同C．cDNA文庫中的基因都沒有啟動子D．一種生物的cDNA文庫可以有很多種，但基因組文庫只有一種解析：選BcDNA文庫中的DNA來源于mRNA的反轉(zhuǎn)錄過程，所以該DNA(或基因)與該生物體內(nèi)的原DNA在結構上是有區(qū)分的，如不含有啟動子、內(nèi)含子等。4．基因工程中，需使用特定的限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，便于重組和篩選。已知限制酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—。依據(jù)圖推斷下列操作正確的是()A．目的基因和質(zhì)粒均用限制酶Ⅱ切割B．目的基因和質(zhì)粒均用限制酶Ⅰ切割C．質(zhì)粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割D．質(zhì)粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割解析：選D由于目的基因要切下而質(zhì)粒只要切開，酶Ⅱ識別序列和切點是—↓GATC，單獨使用時可以把目的基因和質(zhì)粒都切斷，限制酶Ⅰ的識別序列和切點是—G↓GATCC—，只能把它們切開，單獨使用時不能切下，所以切目的基因用限制酶Ⅱ切割，質(zhì)粒用限制酶Ⅰ切割；由于用限制酶Ⅰ切割質(zhì)粒時破壞了GeneⅡ，所以只能用GeneⅠ作為標記基因。5．基因工程是在DNA分子水平上進行設計施工的。在基因操作的基本步驟中，不進行堿基互補配對的步驟是()A．人工合成目的基因B．目的基因與運載體結合C．將目的基因?qū)胧荏w細胞D．目的基因的檢測和表達解析：選C人工合成目的基因過程需要堿基互補配對過程；目的基因與運載體結合涉及黏性末端的互補配對；目的基因的檢測和表達涉及了DNA的雜交過程，要進行轉(zhuǎn)錄和翻譯，因此它涉及堿基互補配對的過程。6．下列關于蛋白質(zhì)工程的說法，錯誤的是()A．蛋白質(zhì)工程能定向改造蛋白質(zhì)分子的結構，使之更加符合人類需要B．蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，定向轉(zhuǎn)變分子的結構C．蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生自然界中不曾存在的新型蛋白質(zhì)分子D．蛋白質(zhì)工程與基因工程密不行分，又稱為其次代基因工程解析：選B由于基因的結構打算蛋白質(zhì)的結構，因此，要對蛋白質(zhì)的結構進行設計改造，最終還必需通過改造基因來完成，而不是直接對蛋白質(zhì)分子進行操作。二、非選擇題7．豇豆對多種害蟲具有抗蟲力氣，根本緣由是豇豆體內(nèi)具有胰蛋白酶抑制劑基因(CpTI基因)?？茖W家將其轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)后，卻發(fā)覺效果不抱負，主要緣由是CpTI蛋白質(zhì)的積累量不足。經(jīng)過在體外對CpTI基因進行了修飾后，CpTI蛋白質(zhì)在水稻中的積累量就得到了提高。修飾和表達過程下圖所示：請依據(jù)以上材料，回答下列問題：(1)CpTI基因是基因工程中的______________，為削減工作量和盲目性，獵取CpTI基因時應盡可能接受人工合成基因的方法，目前主要有兩條途徑：一是利用mRNA為模板合成所需基因，完成這一過程需要________酶和DNA聚合酶等；二是依據(jù)已知的蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推想出目的基因結構中的核苷酸序列，再通過化學方法合成目的基因。(2)“信號肽”序列及“內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號”序列之所以能修飾到CpTI上，是由于其基本組成單位是________________，在①過程中，要使用______________酶，②過程稱為________。(3)檢測修飾后的CpTI基因是否表達的最好方法是____________________。解析：由mRNA為模板合成所需基因的過程為逆轉(zhuǎn)錄的過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶；基因的組成單位是(四種)脫氧核苷酸，重組DNA的過程中要用到DNA連接酶，②過程是以DNA為模板形成RNA的轉(zhuǎn)錄過程。答案：(1)目的基因逆轉(zhuǎn)錄(2)(四種)脫氧核苷酸DNA連接轉(zhuǎn)錄(3)讓多種害蟲食用水稻葉片，然后觀看害蟲是否死亡8．下圖是從酵母菌中獵取某植物需要的把握某種酶合成的基因的流程，結合所學學問及相關信息回答下列問題：(1)圖中cDNA文庫________基因組文庫(填“大于”、“等于”或者“小于”)。(2)①過程提取的DNA需要________的切割，B過程是________。(3)為在短時間內(nèi)大量獲得目的基因，可用________擴增的方法，其原理是________。(4)目的基因獵取之后，需要進行________，其組成必需有________以及標記基因等，此步驟是基因工程的核心。(5)將該目的基因?qū)肽畴p子葉植物細胞，常接受的方法是________，其能否在此植物體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關鍵是____________，可以用________技術進行檢測。(6)假如要想使該酶活性更強或具有更強的耐受性，需要對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，這要通過蛋白質(zhì)工程。首先要設計預期的________，再推想應有的氨基酸序列，找到相對應的________。(7)除植物基因工程碩果累累之外，在動物基因工程、基因工程藥物和基因治療等方面也取得了顯著成果，請列舉出至少兩方面的應用：___________________________________。解析：cDNA文庫為部分基因，它小于代表該物種全部基因的基因組文庫；獵取目的基因的方法包括直接分別法、人工合成法及用PCR技術直接擴增目的基因等。目的基因?qū)腚p子葉植物常用的方法為農(nóng)桿菌感染法，目的基因?qū)牒罂捎肈NA分子雜交法進行檢測。答案：(1)小于(2)限制酶逆轉(zhuǎn)錄(3)PCR技術DNA復制(4)基因表達載體的構建啟動子、終止子、目的基因(復制原點可不答)(5)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法目的基因是否整合到植物細胞的染色體上DNA分子雜交(6)蛋白質(zhì)結構脫氧核苷酸序列(7)乳腺生物反應器；體外基因治療復合型免疫缺陷綜合癥(其他合理答案也可)9．土壤農(nóng)桿菌是一種細菌，在轉(zhuǎn)基因植物爭辯上有很重要的應用。下圖是某植物轉(zhuǎn)基因技術流程示意圖：(1)形成重組DNA的過程需要的酶有________和________。(2)所謂農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化是指讓其侵染植物組織細胞從而把目的基因?qū)胫参锛毎?，在這個過程中________(是/不是)全部細胞都導入了目的基因。(3)培育基中除含有必要的養(yǎng)分物質(zhì)、瓊脂和激素(如：________和________)外，還必需加入________。解析：在基因工程中必需先用同一種限制酶分別處理目的基因和運載體以獲得相同的黏性末端，再加入DNA連接酶獲得重組DNA；農(nóng)桿菌侵入植物組織過程中，并不是全部的農(nóng)桿菌都能進入，所以并不是全部的受體細胞都導入了目的基因；卡那霉素抗性基因是標記基因，培育基中加入卡那霉素以便進行篩選。答案：(1)限制酶DNA連接酶(2)不是(3)生長素細胞分裂素卡那霉素10．(2022·福州質(zhì)檢)人外周血單核細胞能合成白介素2(IL-2)。該蛋白可增加機體免疫功能，但在體內(nèi)易被降解。爭辯人員將IL-2基因與人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一個融合基因，并在酵母菌中表達，獲得具有IL-2生理功能、且不易降解的IL-2-HSA融合蛋白。其技術流程如圖。請回答：(1)培育人外周血單核細胞的適宜溫度為________℃；圖中②表示________過程。(2)表達載體1中的位點________，應為限制酶BglⅡ的識別位點，才能成功構建表達載體2。(3)表達載體2導入酵母菌后，融合基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA中，與IL-2蛋白對應的堿基序列不能含有________(起始、終止)密碼子，才能成功表達出IL-2-HSA融合蛋白。(4)應用________雜交技術可檢測酵母菌是否表達出IL-2-HSA融合蛋白。解析：(1)人體的體溫是37℃左右，因此培育人體細胞的最適宜溫度就是37℃。由mRNA到cDNA過程是逆轉(zhuǎn)錄過程。(2)依據(jù)圖解可知目的基因的兩端分別是由限制酶EcoRⅠ、BglⅡ切割的，一般用同一限制酶切割才能形成相同的黏性末端，表達載體1中的位點a具有EcoRⅠ的識別位點，因此位點a應為限制酶Bgl答案：(1)37(或36.5±0.5)反(或逆)轉(zhuǎn)錄(2)a(3)終止(4)抗原—抗體11．(2021·北京高考)斑馬魚的酶D由17號染色體上的D基因編碼。具有純合突變基因(dd)的斑馬魚胚胎會發(fā)出紅色熒光。利用轉(zhuǎn)基因技術將綠色熒光蛋白(G)基因整合到斑馬魚17號染色體上，帶有G基因的胚胎能夠發(fā)出綠色熒光。未整合G基因的染色體的對應位點表示為g。用個體M和N進行如下雜交試驗。(1)在上述轉(zhuǎn)基因試驗中，將G基因與質(zhì)粒重組，需要的兩類酶是________和________。將重組質(zhì)粒顯微注射到斑馬魚________中，整合到染色體上的G基因______后，使胚胎發(fā)出綠色熒光。(2)依據(jù)上述雜交試驗推想：①親代M的基因型是________(選填選項前的符號)。a．DDggb．Ddgg②子代中只發(fā)出綠色熒光的胚胎基因型包括________(選填選項前的符號)。a.DDGGb.DDGgc.DdGGd.DdGg(3)雜交后，毀滅紅·綠熒光(既有紅色又有綠色熒光)胚胎的緣由是親代________(填“M”或“N”)的初級精(卵)母細胞在減數(shù)分裂過程中，同源染色體的________發(fā)生了交換，導致染色體上的基因重組。通過記錄子代中紅·綠熒光胚胎數(shù)量與胚胎總數(shù)，可計算得到該親本產(chǎn)生的重組配子占其全部配子的比例，算式為________________________________。解析：(1)重組質(zhì)粒的構建需要兩種工具酶：限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。動物細胞工程的受體細胞一般是受精卵，由于動物受精卵全能性較高。斑馬魚胚胎發(fā)出綠色熒光是由于G基因表達產(chǎn)生了綠色熒光蛋白。(2)由于M胚胎期無熒光，則基因型為D_gg，后代毀滅了綠色熒光(D_G_)和紅色熒光(ddgg)的子代胚胎，可推出M的基因型是Ddgg。N的基因型是DdGg，M和N交配，子代中只發(fā)出綠色熒光的胚胎基因型為DDGg或DdGg。(3)正常狀況下M、N交配不會產(chǎn)生紅·綠熒光子代胚胎，但若親代N在減數(shù)分裂過程中同源染色體的非姐妹染