2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)第十一單元現(xiàn)代生物科技專題第39講基因工程課時(shí)強(qiáng)化訓(xùn)練含解析

PAGEPAGE8第39講基因工程測控導(dǎo)航表學(xué)問點(diǎn)題號(hào)1.基因工程基本工具1,2,3,4,52.基因工程的基本操作程序及應(yīng)用6,7,93.蛋白質(zhì)工程84.PCR技術(shù)105.綜合考查11,12,13,14一、選擇題1.下列有關(guān)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別的敘述,不正確的是(D)A.從反應(yīng)類型來看,限制性核酸內(nèi)切酶催化的是一種水解反應(yīng)B.限制性核酸內(nèi)切酶的活性會(huì)受溫度、pH等外界條件的影響C.一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識(shí)別雙鏈DNA中某種特定的脫氧核苷酸序列D.限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別序列越短,則該序列在DNA中出現(xiàn)的幾率就越小解析:限制性核酸內(nèi)切酶是能夠識(shí)別和切割DNA分子內(nèi)一小段特別核苷酸序列的酶。其作用對(duì)象是磷酸二酯鍵,能使其斷裂,即催化一種水解反應(yīng);酶的活性受溫度、pH的影響;一種酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列,序列越短,出現(xiàn)該序列的幾率就越大。2.人們常選用帶有一個(gè)抗生素抗性基因的細(xì)菌質(zhì)粒作為載體,該抗性基因的主要作用是(B)A.提高受體細(xì)胞在自然環(huán)境中的耐藥性B.有利于對(duì)目的基因是否導(dǎo)入進(jìn)行檢測C.加強(qiáng)質(zhì)粒分子的感染性D.便于與外源基因連接解析:抗生素抗性基因是標(biāo)記基因,標(biāo)記基因的作用是利于鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。3.下列四條DNA分子,彼此間具有互補(bǔ)黏性末端的一組是(D)A.①② B.②③ C.③④ D.②④解析:②中的GGTA與④中的CCAT互補(bǔ)配對(duì),其余均不能互補(bǔ)配對(duì)。4.如圖為DNA分子的某一片段,其中①②③分別表示某種酶的作用部位,則相應(yīng)的酶依次為(D)A.DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶B.限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶、DNA連接酶C.限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、解旋酶D.解旋酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶解析:①是氫鍵,是解旋酶作用的位點(diǎn),②是磷酸二酯鍵,是限制性核酸內(nèi)切酶作用的位點(diǎn),③是斷裂開的磷酸二酯鍵,是DNA連接酶作用的位點(diǎn)。5.限制性核酸內(nèi)切酶可識(shí)別并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下圖為四種限制性核酸內(nèi)切酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ和BglⅡ的識(shí)別序列和切割位點(diǎn),切割出來的DNA黏性末端可以互補(bǔ)配對(duì)的是(C)A.BamHⅠ和EcoRⅠ B.BamHⅠ和HindⅢC.BamHⅠ和BglⅡ D.EcoRⅠ和HindⅢ解析:BamHⅠ切割形成的黏性末端為—CTAG,EcoRⅠ切割形成的黏性末端為—TTAA,HindⅢ切割形成的黏性末端為—TCGA,BglⅡ切割形成的黏性末端為—CTAG,由此可知,BamHⅠ和BglⅡ切割后能產(chǎn)生相同的黏性末端,可以互補(bǔ)配對(duì)。6.圖中甲、乙表示從細(xì)菌細(xì)胞中獲得目的基因的兩種方法,以下說法中錯(cuò)誤的是(C)A.甲方法可建立該細(xì)菌的基因組文庫B.乙方法可建立該細(xì)菌的cDNA文庫C.甲方法要以脫氧核苷酸為原料D.乙方法須要逆轉(zhuǎn)錄酶參加解析:甲方法是以細(xì)菌中的DNA為基礎(chǔ),用限制酶進(jìn)行切割,它包括了其全部的基因,可以建立基因組文庫,并且可以從中選出所需的目的基因,不須要模板和原料;而乙方法是用逆轉(zhuǎn)錄的方法人工合成目的基因,它只能得到生物的部分基因,基因中只有編碼區(qū),所以組成的是該細(xì)菌的cDNA文庫。7.為了增加菊花花色類型,探討者從其他植物中克隆出花色基因C(圖1),擬將其與質(zhì)粒(圖2)重組,再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花中。下列操作與試驗(yàn)?zāi)康牟环氖?C)A.用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ和DNA連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒B.用含基因C的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織,將基因C導(dǎo)入細(xì)胞C.在培育基中添加卡那霉素,篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞D.用分子雜交方法檢測基因C是否整合到菊花染色體上解析:目的基因C和質(zhì)粒都有可被EcoRⅠ切割的酶切位點(diǎn),另外須要DNA連接酶將切好的目的基因和質(zhì)粒連接起來;愈傷組織全能性較高,是志向的植物受體細(xì)胞,將目的基因?qū)胫参锸荏w細(xì)胞的方法通常為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法;質(zhì)粒中的潮霉素抗性基因?yàn)闃?biāo)記基因,因此選擇培育基中應(yīng)當(dāng)加入潮霉素進(jìn)行篩選;運(yùn)用分子雜交方法可檢測目的基因是否整合到受體染色體上。8.下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程應(yīng)用的敘述,不正確的是(C)A.蛋白質(zhì)工程可以改造酶的結(jié)構(gòu),提高酶的熱穩(wěn)定性B.通過蛋白質(zhì)工程可以變更蛋白質(zhì)的活性C.利用蛋白質(zhì)工程可以在大腸桿菌細(xì)胞中得到人的胰島素D.蛋白質(zhì)工程可以對(duì)胰島素進(jìn)行改造和修飾,合成速效型胰島素制劑解析:蛋白質(zhì)工程是依據(jù)蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能關(guān)系作為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成,對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或制造一種新的蛋白質(zhì)。在大腸桿菌中生產(chǎn)人胰島素利用的是基因工程。9.如圖表示培育轉(zhuǎn)基因抗植物病毒番茄的過程示意圖。下列敘述正確的是(D)A.過程A須要限制酶和DNA聚合酶的參加B.過程B須要用CaCl2處理,以提高番茄細(xì)胞壁的通透性C.抗植物病毒基因一旦整合到番茄細(xì)胞的染色體上,就能正常表達(dá)D.轉(zhuǎn)基因抗植物病毒番茄是否培育勝利可通過抗病毒接種試驗(yàn)進(jìn)行鑒定解析:題圖中過程A為構(gòu)建基因表達(dá)載體,須要用到限制酶和DNA連接酶,不須要DNA聚合酶;CaCl2處理只是提高農(nóng)桿菌細(xì)胞的細(xì)胞壁的通透性;抗植物病毒基因整合到番茄細(xì)胞的染色體上,不肯定能表達(dá);轉(zhuǎn)基因抗植物病毒番茄是否培育勝利可通過接種特定病毒,視察番茄是否被感染的試驗(yàn)進(jìn)行鑒定。10.PCR過程與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制過程相比,主要的不同點(diǎn)有(C)①PCR過程須要的引物是人工合成的單鏈DNA或RNA②PCR過程不須要DNA聚合酶③PCR過程中DNA的解旋不依靠解旋酶,而是通過對(duì)反應(yīng)溫度的限制來實(shí)現(xiàn)的④PCR過程中DNA不須要解旋,干脆以雙鏈DNA為模板進(jìn)行復(fù)制A.③④ B.①② C.①③ D.②④解析:PCR過程與細(xì)胞內(nèi)的DNA復(fù)制過程相比較,主要有兩點(diǎn)不同:一是PCR過程須要的引物是人工合成的單鏈DNA或RNA,長度通常為20～30個(gè)核苷酸;二是PCR過程中DNA解旋不依靠解旋酶,而是通過對(duì)反應(yīng)溫度的限制來實(shí)現(xiàn)的。二、非選擇題11.依據(jù)基因工程的有關(guān)學(xué)問,回答下列問題:(1)限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段,其末端類型有和。

(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如下:AATTC為使運(yùn)載體與目的基因相連,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,還可用另一種限制性核酸內(nèi)切酶切割,該酶必需具有的特點(diǎn)是

。

(3)按其來源不同,基因工程中所運(yùn)用的DNA連接酶有兩類,即DNA連接酶和DNA連接酶。

(4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是,產(chǎn)物是。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物,常采納技術(shù)。

(5)基因工程中除質(zhì)粒外,和也可作為運(yùn)載體。

(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌,一般狀況下,不能干脆用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞,緣由是

。

解析:(1)限制性核酸內(nèi)切酶可以將DNA分子切成兩種類型的末端,平末端和黏性末端。(2)為使兩種不同酶切割之后能夠相連接,所產(chǎn)生的黏性末端必需相同。(3)E·coliDNA連接酶可以連接黏性末端,T4DNA連接酶可以連接兩種末端。(4)反轉(zhuǎn)錄是以mRNA為模板逆轉(zhuǎn)錄先合成單鏈DNA,再合成雙鏈DNA,常利用PCR技術(shù)進(jìn)行大量擴(kuò)增。(5)基因工程中可以選用質(zhì)粒、λ噬菌體的衍生物及動(dòng)植物病毒做載體。(6)當(dāng)受體細(xì)胞是細(xì)菌時(shí),為了增大導(dǎo)入的勝利率,常用Ca2+處理,得到感受態(tài)細(xì)胞,此時(shí)細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的通透性增大,簡單汲取重組質(zhì)粒。答案:(1)平末端黏性末端(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的相同(3)T4E·coli(4)mRNA單鏈DNAPCR(多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))(5)動(dòng)植物病毒λ噬菌體的衍生物(6)未處理的大腸桿菌汲取質(zhì)粒(外源DNA)的實(shí)力極弱12.煙草是有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的雙子葉植物,易受TMV(煙草花葉病毒)感染而大幅度減產(chǎn)。絞股藍(lán)細(xì)胞中含有抗TMV基因,能反抗TMV感染。探討人員利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出了抗TMV煙草,操作流程如圖所示。(1)①表示遺傳信息流淌中的過程,所需原料為。過程③所須要的工具酶是。

(2)大量擴(kuò)增目的基因可以運(yùn)用PCR技術(shù),該技術(shù)包括變性、復(fù)性、延長三個(gè)步驟,變性這一步驟的目的是。

(3)過程④最常用的方法是,過程⑤用到的細(xì)胞工程技術(shù)是。

(4)過程⑥還須要進(jìn)行基因工程操作步驟中的,其中,在個(gè)體水平上檢驗(yàn)獲得的煙草能否抗TMV的方法是

。

解析:(1)①表示以RNA為模板反轉(zhuǎn)錄形成DNA的過程,所需原料為DNA的單體:4種脫氧核苷酸。過程③構(gòu)建基因表達(dá)載體的過程須要用同種限制酶切割目的基因與運(yùn)載體,用相同的DNA連接酶連接目的基因與運(yùn)載體的末端。(2)PCR技術(shù)中的變性是利用高溫使DNA發(fā)生變性,解旋形成單鏈。(3)過程④將目的基因?qū)胫参矬w細(xì)胞的方法常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,過程⑤受體細(xì)胞通過植物組織培育技術(shù)得到再生植株。(4)過程⑥從再生植株中篩選勝利轉(zhuǎn)基因的抗TMV煙草植株還須要進(jìn)行基因工程操作步驟中的目的基因的檢測與鑒定;其中,若從個(gè)體水平鑒定獲得的煙草能否抗TMV,可通過接種煙草花葉病毒的方法來確定。答案:(1)反轉(zhuǎn)錄四種脫氧核苷酸限制酶和DNA連接酶(2)使DNA解旋為單鏈(DNA解旋)(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法植物組織培育(4)目的基因的檢測與鑒定用TMV感染煙草,視察煙草是否被感染(患病)13.香港高校的探討人員將某印度芥菜的HMGS基因編碼的蛋白質(zhì)的第359位氨基酸“絲氨酸”替換成“丙氨酸”后形成s359a蛋白,通過肯定的方法獲得新HMGS基因,然后將其導(dǎo)入番茄細(xì)胞,獲得類胡蘿卜素增加111%的轉(zhuǎn)基因番茄,該番茄具有強(qiáng)抗氧化性。請(qǐng)回答下列問題:(1)請(qǐng)依據(jù)蛋白質(zhì)工程的原理寫出獲得新HMGS基因的基本途徑:

。

(2)下圖的4種質(zhì)粒中,E表示EcoRⅠ的切割位點(diǎn),將這些質(zhì)粒用EcoRⅠ充分切割后,產(chǎn)生的線性雙鏈DNA片段的種類分別為個(gè),接著將新HMGS基因分別與這4組酶切產(chǎn)物、DNA連接酶在相宜環(huán)境下混合,編號(hào)為1、2、3、4組,結(jié)果發(fā)覺除第組外,其余3組都有含新HMGS基因的基因表達(dá)載體(重組質(zhì)粒)出現(xiàn)。基因表達(dá)載體的組成除目的基因和標(biāo)記基因外,還包括及復(fù)制原點(diǎn)。

(3)若質(zhì)粒3是農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒,則圖示E所處的位置在Ti質(zhì)粒上的,將含新HMGS基因的重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌導(dǎo)入番茄細(xì)胞,勝利獲得含新HMGS基因的轉(zhuǎn)基因番茄,將其果實(shí)色素提取后,用法分別,可發(fā)覺濾紙條上(填顏色)的條帶比第4組的寬。

解析:(1)蛋白質(zhì)工程的原理為從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能動(dòng)身→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推想應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因),由此可寫出獲得新HMGS基因的基本途徑:從s359a蛋白的功能動(dòng)身→設(shè)計(jì)s359a蛋白的結(jié)構(gòu)→將HMGS蛋白的第359位絲氨酸替換成丙氨酸→找到并改造HMGS基因的脫氧核苷酸序列。(2)圖中質(zhì)粒1、2、3、4的切割位點(diǎn)分別為3、2、1、0,用EcoRⅠ充分切割后,產(chǎn)生的線性雙鏈DNA片段的種類分別為3、2、1、0。第4組無EcoRⅠ切割位點(diǎn),因此無法構(gòu)建基因表達(dá)載體?；虮磉_(dá)載體的組成包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動(dòng)子、終止子以及復(fù)制原點(diǎn)。(3)Ti質(zhì)粒上的TDNA可將目的基因轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。色素的分別方法為紙層析法。新HMGS基因?qū)敕鸭?xì)胞,獲得類胡蘿卜素增加的轉(zhuǎn)基因番茄,因此濾紙條上橙黃色和黃色的條帶比第4組的寬。答案:(1)從s359a蛋白的功能動(dòng)身→設(shè)計(jì)s359a蛋白的結(jié)構(gòu)→將HMGS蛋白的第359位絲氨酸替換成丙氨酸→找到并改造HMGS基因的脫氧核苷酸序列(或者從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能動(dòng)身→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推想應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因))(2)3、2、1、04啟動(dòng)子和終止子(3)TDNA紙層析橙黃色和黃色14.α抗胰蛋白酶可以治療肺氣腫等疾病。以下是科學(xué)家培育含人α抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的轉(zhuǎn)基因山羊的流程,請(qǐng)回答下列相關(guān)問題:獲得mAAT基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→顯微注射導(dǎo)入山羊受精卵→形成胚胎→將胚胎移入受體母羊→發(fā)育成轉(zhuǎn)基因山羊(1)利用PCR技術(shù)對(duì)mAAT基因進(jìn)行擴(kuò)增,前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列為模板合成的。擴(kuò)增過程中,該物質(zhì)與DNA模板鏈的3'端結(jié)合,理由是。

(2)目的基因可以干脆從生物體分別得到,也可以通過人工合成獲得。請(qǐng)推想由mRNA反轉(zhuǎn)錄合成人α抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的大致過程: