專題18基因工程-回歸課本-23版高考生物復(fù)習(xí)(解析版)

專題18基因工程——回歸課本——23版高考生物復(fù)習(xí)專題18基因工程一、重組DNA技術(shù)的基本工具1．下列有關(guān)重組DNA技術(shù)的基本工具的敘述，正確的是（

）A．限制酶能夠識別RNA分子的特定核苷酸序列B．?dāng)y帶外源DNA片段的質(zhì)?？稍谑荏w細胞中進行復(fù)制C．DNA連接酶不能連接雙鏈DNA片段的平末端D．DNA連接酶能連接DNA分子雙鏈堿基對之間的氫鍵二、DNA粗提取與鑒定2．關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實驗，下列說法錯誤的是（

）A．過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進行是為了防止DNA降解B．離心研磨液是為了加速DNA的沉淀C．在一定溫度下，DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍色D．粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)三、基因工程的基本操作程序3．CRISPR/Cas9是一種高效的基因編輯技術(shù)，Cas9基因表達的Cas9蛋白像一把“分子剪刀”，在單鏈向?qū)NA（SgRNA）引導(dǎo)下，切割DNA雙鏈以敲除目標基因或插入新的基因。CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的工作原理如圖所示，下列分析正確的是（

）A．構(gòu)建重組質(zhì)粒時，SgRNA編碼序列需要插入到質(zhì)粒的啟動子上游B．SgRNA和Cas9蛋白形成復(fù)合體后，其功能類似于DNA聚合酶C．根據(jù)目標DNA設(shè)計相應(yīng)的SgRNA，可實現(xiàn)對目標DNA的定點切割D．CRISPR/Cas9識別目標DNA序列主要與Cas9蛋白的特異性相關(guān)四、DNA片段的擴增及電泳鑒定4．PCR技術(shù)可用于遺傳多樣性的研究。下圖是對兩個跳蟲（A和B）DNA分析的實驗過程，有關(guān)敘述錯誤的是（

）A．蛋白酶可以分解組織中的蛋白質(zhì)，在提取DNA時加入蛋白酶有助于釋放出DNAB．Taq酶能夠耐高溫，高溫下不會變性，常在PCR中用于DNA鏈的合成C．將已知長度的DNA片段裝到凝膠上作參照，可用于估測樣本DNA片段的大小D．陰性對照是已知DNA模板及PCR擴增過程所需的物質(zhì)，以監(jiān)測試劑是否污染五、基因工程的應(yīng)用5．1965年9月，我國科學(xué)家首次成功合成了結(jié)晶牛胰島素，由此開辟了人工合成蛋白質(zhì)的新時代。從生物組織中直接提取到化學(xué)合成再到利用基因工程菌生產(chǎn)胰島素，生命科學(xué)的發(fā)展不斷造福人類社會。下列有關(guān)胰島素的推測不合理的是（

）A．可以利用放射性同位素標記法來研究胰島素的合成和運輸過程B．人體細胞合成胰島素的原料來源于自身合成和其生活的內(nèi)環(huán)境C．治療糖尿病的胰島素要注意低溫保存，不可直接口服D．選擇大腸桿菌作工程菌產(chǎn)生的胰島素與天然胰島素的結(jié)構(gòu)相同六、蛋白質(zhì)工程6．水蛭是我國的傳統(tǒng)中藥材，主要藥理成分水蛭素是具有抗凝血作用的蛋白質(zhì)。通過蛋白質(zhì)工程操作用賴氨酸替代水蛭素第47位的天冬酰胺，可提高其抗凝血活性，相關(guān)流程如下圖，據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是（

）

A．上述研究中目前直接的操作對象是水蛭素基因B．蛋白質(zhì)工程進行中難度最大的操作是改造水蛭素基因C．指導(dǎo)c形成的新水蛭素基因的堿基序列可能不同D．改造后的水蛭素需要與天然水蛭素進行抗凝血活性比較七、生物技術(shù)的安全性與倫理問題7．轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品是指利用基因工程技術(shù)獲得的生物制品，其安全性問題一直是大眾關(guān)注和爭論的熱點。下列敘述錯誤的是（

）A．通過轉(zhuǎn)基因育種可增加或消除原有生物品種的某些性狀B．轉(zhuǎn)基因食品風(fēng)險評估時還需考慮標記基因的安全性問題C．嚴格選擇種植區(qū)域可減少轉(zhuǎn)基因作物發(fā)生外源基因擴散的可能性D．轉(zhuǎn)基因作物的長期、大規(guī)模種植不利于侵染力更強的害蟲的出現(xiàn)參考答案：1．B【分析】基因工程中的操作工具及其作用：①分子手術(shù)刀——限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶），能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。②分子縫合針——DNA連接酶，E·coliDNA連接酶，只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起來；而T4DNA連接酶能縫合黏性末端和平末端。③分子運輸車——載體。【詳解】A、限制酶能夠識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定的堿基之間切開磷酸二酯鍵，A錯誤；B、攜帶外源DNA片段的質(zhì)?？稍谑荏w細胞中進行復(fù)制，質(zhì)?？梢宰鳛槟康幕虻倪\載體，B正確；C、T4DNA連接酶能連接雙鏈DNA片段的平末端，C錯誤；D、DNA連接酶能夠連接雙鏈DNA片段，形成磷酸二酯鍵，D錯誤。故選B。2．B【分析】DNA的粗提取與鑒定的實驗原理是：①DNA的溶解性，DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的氯化鈉溶液中的溶解度不同，利用這一特點可以選擇適當(dāng)濃度的鹽溶液可以將DNA溶解或析出，從而達到分離的目的；②DNA不容易酒精溶液，細胞中的某些蛋白質(zhì)可以溶解于酒精，利用這一原理可以將蛋白質(zhì)和DNA進一步分離；③在沸水浴的條件下DNA遇二苯胺會呈現(xiàn)藍色?！驹斀狻緼、低溫時DNA酶的活性較低，過濾液沉淀過程在4℃冰箱中進行是為了防止DNA降解，A正確；B、離心研磨液是為了使細胞碎片沉淀，B錯誤；C、在沸水浴條件下，DNA遇二苯胺試劑呈現(xiàn)藍色，C正確；D、細胞中的某些蛋白質(zhì)可以溶解于酒精，可能有蛋白質(zhì)不溶于酒精，在95%的冷酒精中與DNA一塊兒析出，故粗提取的DNA中可能含有蛋白質(zhì)，D正確。故選B。3．C【分析】基因工程的操作步驟：（1）目的基因的獲??；方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成；（2）基因表達載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟?；虮磉_載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等；（3）將目的基因?qū)胧荏w細胞；根據(jù)受體細胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣，將目的基因?qū)胫参锛毎姆椒ㄓ修r(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)雱游锛毎钣行У姆椒ㄊ秋@微注射法；將目的基因?qū)胛⑸锛毎姆椒ㄊ歉惺軕B(tài)細胞法；（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因-DNA分子雜交技術(shù)②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA-分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)：抗原-抗體雜交技術(shù)；個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等?！驹斀狻緼、構(gòu)建重組質(zhì)粒時，SgRNA編碼序列需要插入到質(zhì)粒的啟動子下游，便于轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生SgRNA，A錯誤。B、SgRNA和Cas9蛋白形成復(fù)合體后，可切割DNA雙鏈以敲除目標基因或插入新的基因，其功能類似于限制酶，B錯誤；C、SgRNA可以特異性切割DNA位點，根據(jù)目標DNA設(shè)計相應(yīng)的SgRNA，可實現(xiàn)對目標DNA的定點切割，C正確；D、CRISPR/Cas9識別目標DNA序列主要與SgRNA編碼序列有關(guān)，D錯誤；故選C。4．D【分析】PCR是利用DNA在體外攝氏95°高溫時變性會變成單鏈，低溫（經(jīng)常是60°C左右）時引物與單鏈按堿基互補配對的原則結(jié)合，再調(diào)溫度至DNA聚合酶最適反應(yīng)溫度（72°C左右），DNA聚合酶沿著磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互補鏈。PCR反應(yīng)的最大特點是具有較大擴增能力與極高的靈敏性，但容易污染，因此要時刻注意污染的監(jiān)測，陽性對照和陰性對照等?！驹斀狻緼、蛋白酶是水解蛋白質(zhì)肽鍵一類酶的總稱，跳蟲細胞中大量DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成染色體，所以在提取DNA時加入蛋白酶有助于釋放出DNA，A正確；B、Taq酶是從水生棲熱菌ThermusAquaticus（Taq）中分離出的具有熱穩(wěn)定性的DNA聚合酶，耐高溫，B正確；C、雙鏈DNA分子通過凝膠的速率與其分子量的常用對數(shù)成反比。據(jù)此用已知分子量的標準物質(zhì)和待測分子量的DNA片段同時電泳，比較其電泳速率，即可求出待測片段的分子大小，C正確；D、PCR污染的監(jiān)測方法中陽性對照:它是PCR反應(yīng)是否成功、產(chǎn)物條帶位置及大小是否合乎理論要求的一個重要的參考標志。陽性對照要選擇擴增度中等、重復(fù)性好，經(jīng)各種鑒定是該產(chǎn)物的標本，如以重組質(zhì)粒為陽性對照，其含量宜低不宜高(100個拷貝以下)，但陽性對照尤其是重組質(zhì)粒及高濃度陽性標本，其對檢測或擴增樣品污染的可能性很大；陰性對照:每次PCR實驗務(wù)必做陰性對照。它包括①標本對照:被檢的標本是血清就用鑒定后的正常血清作對照;被檢的標本是組織細胞就用相應(yīng)的組織細胞作對照。②試劑對照:在PCR試劑中不加模板DNA或RNA，進行PCR擴增，以監(jiān)測試劑是否污染，D錯誤。故選D。5．D【分析】分泌蛋白的合成并分泌過程：首先通過細胞內(nèi)的核糖體形成氨基酸肽鏈，然后在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)，肽鏈盤曲折疊構(gòu)成蛋白質(zhì)接著糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜會形成一些小泡，里面包裹著蛋白質(zhì)，小泡運輸?shù)鞍踪|(zhì)到高爾基體，蛋白質(zhì)進入高爾基體后，進行進一步的加工，之后，高爾基體膜形成一些小泡，包裹著蛋白質(zhì)，運輸?shù)郊毎ぬ?，小泡與細胞膜接觸，蛋白質(zhì)就分泌到細胞外了。【詳解】A、胰島素屬于分泌蛋白，可利用放射性同位素標記法研究胰島素的合成與分泌過程，A正確；B、人體細胞合成胰島素的原料是氨基酸，氨基酸來源于自身合成和其生活的內(nèi)環(huán)境，B正確；C、治療糖尿病的胰島素要注意低溫保存，胰島素的蛋白質(zhì)不可直接口服，C正確；D、選擇大腸桿菌是原核細胞，沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，不能對胰島素的前體物質(zhì)進行加工，所以大腸桿菌作工程菌產(chǎn)生的胰島素與天然胰島素的結(jié)構(gòu)不相同，D錯誤。故選D。6．B【分析】蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ)，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，是包含多學(xué)科的綜合科技工程領(lǐng)域。蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計預(yù)期的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對應(yīng)的脫氧核苷酸序列。【詳解】A、圖示為蛋白質(zhì)工程，蛋白質(zhì)工程直接的操作對象是水蛭素基因，A正確；B、蛋白質(zhì)工程進行中難度最大的操作是根據(jù)蛋白質(zhì)的功能設(shè)計蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，B錯誤；C、由于新水蛭素經(jīng)過了重新設(shè)計，因而指導(dǎo)c形成的新水蛭素基因的堿基序列可能發(fā)生改變，C正確；D、題意顯示，通過蛋白質(zhì)工程操作用賴氨酸替代水蛭素第47位的天冬酰胺，可提高其抗凝血活性，因此需要進行改造后的水蛭素需要與天然水蛭素進行抗凝血活性比較，從而做出鑒定，D正確。故選B。7．D【分析】基因工程是指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和產(chǎn)品。從技術(shù)操作層面來看，由于基因工程是在DNA分子水平上進行設(shè)計和施工的，因此又叫做重組DNA技術(shù)；轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品是指利用基因工程技術(shù)而獲得的生物制品。【詳解】A、基因工程是指按照人們的愿望，通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物新的遺傳特性，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和產(chǎn)品；轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品是指利用基因工程技術(shù)而獲得的生物制品，故通過轉(zhuǎn)基因育種，按照人們的需要，可增加或消除原有生物品種的某些性狀，A正確；B、在基