2018高考生物全國大一輪復(fù)習(xí)檢測(cè)第十一單元現(xiàn)代生物科技專題第37講基因工程含解析

1、第一單元現(xiàn)代生物科技專題第 37 講基因工程課時(shí)跟蹤訓(xùn)練測(cè)控導(dǎo)航表知識(shí)點(diǎn)題號(hào)1.基因工程的基本工具12.基因工程的基本操作程序及應(yīng)用2,43.PCR 技術(shù)34.蛋白質(zhì)工程65.綜合考查5,71. (2016 吉林三模)回答利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育轉(zhuǎn)基因植物的相關(guān)問題：(1) 培育轉(zhuǎn)基因植物過程的核心步驟是構(gòu)建基因表達(dá)載體，其目的是,并且可以遺傳給下一代，同時(shí)，使目的基因表達(dá)和 發(fā)揮作用。(2) 構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，可利用 DNA1接酶連接被限制酶切開的 鍵。(3) 組成基因表達(dá)載體的單體是 _ ?；虮磉_(dá)載體中的啟動(dòng)子是識(shí)別和結(jié)合的部位，這種結(jié)合完成后才能驅(qū)動(dòng)目的基因通過(填過程)合成 mRNA用

2、兩種限制酶 Xbal和 SacI(兩種酶切出的黏性末端不同)切割某DNA 獲得含目的基因的片段。若利用該片段構(gòu)建基因表達(dá)載體，應(yīng)選用下圖中的何種 Ti 質(zhì)粒?_。注：圖中箭頭所指的位置是限制酶識(shí)別和切割的位點(diǎn)解析：(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存 在，并且可以遺傳給下一代，同時(shí)，使目的基因表達(dá)和發(fā)揮作用。(2)DNA 連接酶的作用是在 DNA 片段之間形成磷酸二酯鍵將 DNA 片段連接起來。(3)基因表達(dá)載體的本質(zhì)是 DNA 其基本組成單位是脫氧核苷酸；基因表 達(dá)載體中的啟動(dòng)子是 RNA 聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位，這種結(jié)合完成后才 能驅(qū)動(dòng)目的基因通過轉(zhuǎn)錄合成 mRNA圖

3、甲中，該 Ti 質(zhì)粒中含有限制 酶 Xbal和SacI的切割位點(diǎn)，且用這兩種酶切割可將目的基因插入 TDNA 中;圖乙中，該 Ti 質(zhì)粒中不含限制酶 SacI的切割位點(diǎn)；圖丙中，該 Ti 質(zhì)粒中含有限制酶Xbal 和 SacI的切割位點(diǎn)，但用這兩種酶切割不 會(huì)將目的基因插入 TDNA 中;圖丁中，該 Ti 質(zhì)粒中不含限制酶 Xbal的切 割位點(diǎn)。答案:(1)使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在(2)磷酸二酯脫氧核苷酸 RNA 聚合酶轉(zhuǎn)錄甲2.(2016 福建龍巖一模)苦養(yǎng)是一種有名的經(jīng)濟(jì)植物，其含有的黃酮類 化合物具有降血糖、血脂等功效。CHS 是合成黃酮類化合物的關(guān)鍵酶。 有人把經(jīng)修飾的 CHS

4、基因?qū)肟囵B(yǎng)細(xì)胞中，培育高產(chǎn)黃酮苦養(yǎng)品系。 回 答下列問題：甲乙T-nNAT-W丙丁馨師一的(1) 過程中將修飾后的 CHS 基因與 Ti 質(zhì)粒連接成重組 Ti 質(zhì)粒的酶稱為_ 。這種酶主要有兩類，一類是從 T4噬菌體中分離得到的，另一類是從大腸桿菌中分離得到的，稱為_。(2) 圖中將修飾后的 CHS 基因?qū)肟囵B(yǎng)體細(xì)胞的方法稱為_ ,除此外還可以利用的方法有 _。 對(duì)過 程操作前，需先用 caT 處理農(nóng)桿菌，使其成為_細(xì)胞。(3) 檢測(cè)轉(zhuǎn)基因苦養(yǎng)培育是否成功，不能用抗原一抗體雜交技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)的原因是 _ ,_ 可以比較轉(zhuǎn)基因苦養(yǎng)與普通苦養(yǎng)的_ 含量或測(cè)定細(xì)胞中 CHS 含量進(jìn)行鑒定。解析:(

5、1)過程中將修飾后的CHS基因與Ti質(zhì)粒連接成重組Ti質(zhì)粒需 要DNA連接酶。從大腸桿菌中分離得到的DNA 連接酶稱為 E coliDNA連接酶。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、 花粉管 通道法、基因槍法，圖中將修飾后的CHS基因?qū)肟囵B(yǎng)體細(xì)胞采用的是 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞需要采用感受態(tài)細(xì)胞法，即需先用 Cf 處理農(nóng)桿菌，使其成為易于吸收周圍環(huán)境中 DNA 分子的感受 態(tài)細(xì)胞。(3)轉(zhuǎn)基因苦養(yǎng)植株與普通苦養(yǎng)植株都含有黃酮類化合物，故檢測(cè)轉(zhuǎn)基因苦養(yǎng)培育是否成功，不能用抗原一抗體雜交技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)；可 以比較轉(zhuǎn)基因苦養(yǎng)與普通苦養(yǎng)的黃酮類化合物含量或測(cè)定細(xì)胞中CH

6、気量進(jìn)行鑒定。答案:(1)DNA 連接酶 E coliDNA 連接酶(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法基因槍法、花粉管通道法感受態(tài)CHS基因T-DNA(3)轉(zhuǎn)基因苦養(yǎng)植株與普通苦養(yǎng)植株都含有黃酮類化合物黃酮類化合物3.PCR 是多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫，利用 PCF 技術(shù)可對(duì)目的基因進(jìn)行擴(kuò)增。請(qǐng)根據(jù)下面 PCR 反應(yīng)原理示意圖回答有關(guān)問題：(1) PCR 的原理是在一定條件下是 _ J 填“可逆的”或“不可逆的”)。(3) DNA 解鏈后冷卻的目的是 _。(4) 當(dāng)溫度加熱至 7075C時(shí),是_ 酶把單個(gè)脫氧核苷酸通過_ 鍵連接到引物上。如此逐漸延伸形成互補(bǔ)鏈，進(jìn)而使目的基因加倍。(5)_通過重復(fù)循環(huán)(3)、(4

7、)、(5)過程,使目的基因以_ 形式擴(kuò)增。解析:(1)PCR 的原理是 DNA 雙鏈復(fù)制。(2)PCR 技術(shù)通過高溫加熱使 DNA 解鏈,DNA 的這種解鏈現(xiàn)象在一定的條件下是可逆的，即降低溫度后能復(fù) 性。liWi Illi illTOBODW加熱奎9(K95弋IK加熱至 d 對(duì)兀(2) PCR技術(shù)使DNA解鏈?zhǔn)峭ㄟ^實(shí)現(xiàn)的,DNA 的這種解鏈現(xiàn)象袴卻S55-6OT 節(jié)十dCTP J dATP【n r drip(3)DNA 解鏈后冷卻的目的是讓引物與互補(bǔ) DNA 鏈相結(jié)合，形成局部 雙鏈。(4)當(dāng)溫度加熱至 7075C時(shí),是熱穩(wěn)定 DNA 聚合酶把單個(gè)脫氧 核苷酸通過磷酸二酯鍵連接到引物上。(5

8、)PCR 技術(shù)中，目的基因以指數(shù)形式擴(kuò)增。答案:(1)DNA雙鏈復(fù)制(2)高溫加熱 可逆的(3)讓引物與互補(bǔ)DNA 鏈相結(jié)合 (4)熱穩(wěn)定 DNA 聚合 磷酸二酯(5)指數(shù)4.(2014 全國H卷,40)植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性，其耐旱性與某個(gè)基 因有關(guān)。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉(zhuǎn)移到耐旱性低的植物 乙中,有可能提高后者的耐旱性。回答下列問題：(1) 理論上,基因組文庫含有生物的 _基因;而 cDNA 文庫中含有生物的_基因。(2) 若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中_出所需的耐旱基因。將耐旱基因?qū)朕r(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將其導(dǎo)入植物 的體細(xì)胞中，經(jīng)過

9、一系列的過程得到再生植株。要確認(rèn)該耐旱基因是否 在再生植株中正確表達(dá)，應(yīng)檢測(cè)此再生植株中該基因的 _ ,如果檢測(cè)結(jié)果呈陽性，再在田間試驗(yàn)中檢測(cè)植株的 _是否得到提高。(4)假如用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為 3 : 1 時(shí)，則可推測(cè)該耐旱基因整合到了(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。解析：(1)基因組文庫包含某種生物的所有基因，而 cDNA 文庫包含某種生 物的部分基因。(2)植物甲具有極強(qiáng)的耐旱性，其耐旱性與某個(gè)基因有關(guān)，若要從植物甲中獲得耐旱基因，首先應(yīng)建立該植物的基因組文庫，然后 再從中篩選出所需的耐旱基因。(3)從植物甲中獲得該耐

10、旱基因后，通常 采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將該耐旱基因?qū)胫参镆业捏w細(xì)胞中，經(jīng)過植物組織培養(yǎng)得到再生植株。若要確認(rèn)該耐旱基因是否在再生植株中正確表達(dá)應(yīng)檢測(cè)此再生植株中該基因的表達(dá)產(chǎn)物，如果檢測(cè)結(jié)果為陽性，說明該耐旱基因已經(jīng)表達(dá)。此后還需要進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的檢測(cè)，即在田間試驗(yàn)中檢測(cè)植株的耐旱性是否得到提高。（4）由用得到的二倍體轉(zhuǎn)基因 耐旱植株自交，子代中耐旱和不耐旱植株的數(shù)量比為3 : 1,符合基因的分離定律可知得到的二倍體轉(zhuǎn)基因耐旱植株為雜合子，因此可推測(cè)該耐 旱基因整合到了同源染色體的一條上。答案:（1）全部部分篩選（3）乙表達(dá)產(chǎn)物耐旱性（4）同源染色體的一條上5.（2016 福建泉州模擬）為增

11、加油菜種子的含油量，研究人員嘗試將酶 D基因與位于葉綠體膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因相連，導(dǎo)入油菜細(xì)胞并獲得了轉(zhuǎn)基因油菜品種。回答下列問題（1）酶 D 基因和轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因所含的三種限制酶（Clal、Sacl、Xbal）的切 點(diǎn)如圖甲所示，現(xiàn)為獲得融合基因，研究人員采用 PCR 法擴(kuò)增酶 D 基因，首先要依據(jù)基因的 _設(shè)計(jì)引物，同時(shí)從擬南芥基因文庫中獲取轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因，再用 _ 和_酶處理兩個(gè)基因后，即可得到端與_ 端（填圖中字母）相連的融合基因。購）基丙圖將上述融合基因插入圖乙所示 Ti 質(zhì)粒的 TDNA 中，構(gòu)建 并導(dǎo)入農(nóng)桿菌中。將獲得的農(nóng)桿菌接種在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上，其目的是_,再利用液體培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)，可

12、以得到用于轉(zhuǎn)化的侵染液。剪取油菜的葉片放入侵染液中一段時(shí)間，此過程的目的是 進(jìn)一步篩選后獲得轉(zhuǎn)基因油菜細(xì)胞，該細(xì)胞通過_技術(shù)，可培育成轉(zhuǎn)基因油菜植株。解析：（1） 研究人員依據(jù)基因的堿基序列設(shè)計(jì)引物，采用 PCR 法擴(kuò)增酶 D 基因,從擬南芥基因文庫中獲取轉(zhuǎn)運(yùn)肽基因。在上述引物設(shè)計(jì)時(shí)，分別在 引物中加入如圖甲所示酶的識(shí)別序列，這樣可以用 ClaI限制酶和 DNA 連接酶處理兩個(gè)基因后，得到A D端相連的融合基因。（2）將上述融合 基因插入圖乙所示 Ti 質(zhì)粒的 TDNA 中,構(gòu)建表達(dá)載體即重組質(zhì)粒并導(dǎo)入 農(nóng)桿菌中。 將獲得的農(nóng)桿菌接種在含四環(huán)素的固體平板上培養(yǎng)得到含融 合基因的農(nóng)桿菌。（3）剪

13、取油菜的葉片放入侵染液中一段時(shí)間，此過程的 目的是利用農(nóng)桿菌將融合基因?qū)胗筒思?xì)胞；將轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞培養(yǎng)成轉(zhuǎn)基因植株需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)。答案:（1）堿基序列 ClaIDNA 連接 A D （2）基因表達(dá)載體（或“重 組質(zhì)粒”）得到含融合基因的農(nóng)桿菌（3）利用農(nóng)桿菌將融合基因?qū)胗筒思?xì)胞植物組織培養(yǎng)6.（2016 山西太原一模）下圖表示利用乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)某種動(dòng)物 蛋白的流程示意圖。請(qǐng)分析回答：預(yù)期鬧口貞功能預(yù)期的擬口虜預(yù)期蛋白質(zhì)第構(gòu)轉(zhuǎn)基固動(dòng)鞫從動(dòng)鞫細(xì)胞內(nèi)荻取A受體質(zhì)的檢雀廠相應(yīng)脫輒核普観序列早期脈聆目的基因-B受橋卵（1）_ 圖中AB 分別表示_ 、 。由A 得到的基因編碼區(qū)的脫氧核苷

14、酸序列有 _ （填“一種”或“多種”），這是因?yàn)開 。（2）_ 過程常用的方法是 _ 。通常將時(shí)期的早期胚胎移植到受體內(nèi)，為提高培育成功率，進(jìn)行過程之前，對(duì)早期胚胎 的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進(jìn)行 _檢測(cè)。（3）蛋白質(zhì)工程中，需對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，必須通過基因修飾或基因合成來完成，而不直接改造蛋白質(zhì)，原因是_。請(qǐng)說明轉(zhuǎn)基因技術(shù)的利弊。利：_,弊：_ （各答出一點(diǎn)即可）。解析:（1）蛋白質(zhì)工程的步驟：預(yù)期蛋白質(zhì)功能T設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)T推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列T找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）;基因工程技術(shù)的基本步驟：目的基因的獲取T基因表達(dá)載體的構(gòu)建T將目的 基因?qū)胧荏w細(xì)胞T目

15、的基因的檢測(cè)與鑒定；由于一種氨基酸可以由多種密碼子決定，因此由 A 得到的基因編碼區(qū)的脫氧核苷酸序列有多種。（2）將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞常用顯微注射法；胚胎移植時(shí)，通常將桑椹 胚或囊胚移植到受體內(nèi)；為提高培育成功率，進(jìn)行胚胎移植之前，對(duì)早期 胚胎的處理是取其部分細(xì)胞用目的基因探針進(jìn)行DNA 分子雜交檢測(cè)。（3）由于改造后的基因能夠遺傳（且改造基因易于操作）,因此在蛋白質(zhì)工程 中,需對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，必須通過基因修飾或基因合成來完 成,而不直接改造蛋白質(zhì)。（4）轉(zhuǎn)基因技術(shù)的利：通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)提咼糧 食產(chǎn)量等，如轉(zhuǎn)基因水稻可增加糧食產(chǎn)量；弊：重組的微生物在降解某些化合物過程中所產(chǎn)生的中間產(chǎn)

16、物，可能會(huì)對(duì)人類生活環(huán)境造成二次污染。答案:(1)推測(cè)應(yīng)有的氨基酸序列基因表達(dá)載體多種 一種氨基酸可由多種密碼子決定(2)顯微注射法 桑椹胚或囊胚DNA 分子雜交(3)改造后的基因能夠遺傳(且改造基因易于操作)(4)通過轉(zhuǎn)基因技 術(shù)提高糧食產(chǎn)量等，如轉(zhuǎn)基因水稻可增加糧食產(chǎn)量重組的微生物在降解某些化合物過程中所產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，可能會(huì)對(duì)人類生活環(huán)境造成二 次污染7.質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，質(zhì)粒上有標(biāo)記基因。如圖所示,通過 標(biāo)記基因可推知外源基因插入的位置，插入位置不同。細(xì)菌在培養(yǎng)基上 的生長情況也不同。如圖表示外源基因的插入位置(插入點(diǎn)有 a、b、c)。抗氮節(jié)青葛索基因抗四環(huán)察基因I .(1

17、)質(zhì)粒的基本組成單位是 _ 。(2)將細(xì)菌放在含有四環(huán)素、氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，屬于基因工程 操作中的_步驟。II .設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究外源基因插入的位置。步驟：1將導(dǎo)入外源基因的細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)產(chǎn)生大量細(xì)菌。2分組:將細(xì)菌平均分成兩組并標(biāo)號(hào)為 1、2。3培養(yǎng):將第 1 組細(xì)菌放入_ 中培養(yǎng)，將第 2 組細(xì)菌放入_中培養(yǎng)。4觀察并記錄結(jié)果。(4) 預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：1若 1 組、2 組均能正常生長，則外源基因插入點(diǎn)是_。2若 1 組能正常生長,2 組不能生長，則外源基因插入點(diǎn)是 _。3若 1 組不能生長,2 組能正常生長，則外源基因插入點(diǎn)是 _。解析:質(zhì)粒是小型環(huán)狀 DNA 分子,其基本組成單位是脫氧核苷酸。在基因 工程中，可利用質(zhì)粒上的標(biāo)記基因來對(duì)目的基因是否導(dǎo)入