高三生物一輪復(fù)習(xí)基因工程重點(diǎn)題目練習(xí)

高三一輪復(fù)習(xí)基因工程【關(guān)于PCR】·PCR擴(kuò)增過程中的循環(huán)圖示與規(guī)律補(bǔ)充：引物中A+T比例越高，PCR退火溫度越______。·引物的選擇

1.為了篩選出轉(zhuǎn)入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，應(yīng)在篩選平板培養(yǎng)基中添加四環(huán)素，平板上長(zhǎng)出的菌落，常用PCR鑒定，所用的引物組成為圖2中。2.為了對(duì)重金屬污染的土壤進(jìn)行生物修復(fù)，研究者將從楊樹中克隆的重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(HMA3)基因與外源高效啟動(dòng)子連接，導(dǎo)入楊樹基因組中(如圖)。為檢測(cè)獲得的轉(zhuǎn)基因楊樹苗中是否含有導(dǎo)入的HMA3基因，同時(shí)避免內(nèi)源HMA3基因的干擾，在進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí)，應(yīng)選擇的引物組合是()A．①＋③B．①＋②C．③＋② D．③＋④3.利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，其原理與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制類似(如下圖所示)。圖中引物為單鏈DNA片段，它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．用PCR方法擴(kuò)增目的基因時(shí)不必知道基因的全部序列B．設(shè)計(jì)引物時(shí)需要避免引物之間形成堿基互補(bǔ)配對(duì)而造成引物自連C．復(fù)性溫度過高可能導(dǎo)致PCR反應(yīng)得不到任何擴(kuò)增產(chǎn)物D．第四輪循環(huán)產(chǎn)物中同時(shí)含有引物A和引物B的DNA片段所占的比例為15/16【PCR構(gòu)建突變基因】4．利用PCR技術(shù)進(jìn)行定點(diǎn)突變：利用重疊延伸PCR技術(shù)進(jìn)行定點(diǎn)突變可以實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維素酶基因進(jìn)行合理性改造，其過程如下圖所示。下列分析不正確的是()A．PCR1過程中的產(chǎn)物AB是依賴引物a和引物b擴(kuò)增的結(jié)果B．引物c和引物b上均含有與模板鏈不能互補(bǔ)的堿基C．①過程需要先加熱至90℃以上后再冷卻至50℃左右D．②過程需要利用引物a和引物d獲得突變產(chǎn)物AD【RT-PCR】5.以下為形成單鏈DNA后，再進(jìn)行PCR擴(kuò)增示意圖。催化①過程的酶是________；核酸酶H的作用是________________。如果某RNA單鏈中一共有80個(gè)堿基，其中C有15個(gè)，A與U之和占該鏈堿基含量的40%，經(jīng)過以上若干過程后共獲得8個(gè)雙鏈DNA，此過程中至少需加入G參與組成的核苷酸數(shù)量為________(以上過程不考慮引物)?！緦?shí)時(shí)熒光RT-PCR】6.實(shí)時(shí)熒光RT－PCR可用于RNA病毒的核酸檢測(cè)，其原理是：在PCR復(fù)性過程中探針和引物一起與模板結(jié)合，探針兩側(cè)分別帶有熒光基團(tuán)和抑制熒光發(fā)出的淬滅基團(tuán)，新鏈延伸過程中，DNA聚合酶會(huì)破壞探針，導(dǎo)致熒光基團(tuán)與淬滅基團(tuán)分離而發(fā)出熒光。利用RT－PCR進(jìn)行核酸檢測(cè)的相關(guān)過程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．做RT－PCR之前，需要先根據(jù)cDNA的核苷酸序列合成引物和探針B．RNA不能作為PCR擴(kuò)增的模板，故需要將樣本中的RNA逆轉(zhuǎn)錄為DNA后再進(jìn)行擴(kuò)增C．若檢測(cè)結(jié)果有強(qiáng)烈熒光信號(hào)發(fā)出，說明被檢測(cè)者沒有感染病毒D．病毒的檢測(cè)還可檢測(cè)病毒表面的物質(zhì)或病毒引發(fā)產(chǎn)生的抗體，其原理都是抗原—抗體雜交【啟動(dòng)子具有物種及組織特異性】7.里氏木霉能高效表達(dá)并分泌纖維二糖水解酶Ⅰ(由cbh1基因編碼)等多種蛋白質(zhì),且不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的毒素。中國(guó)科學(xué)家用里氏木霉作為受體細(xì)胞成功表達(dá)出Nb20(一種高親和性抗新冠病毒抗體)。操作流程如圖。pUC19質(zhì)粒→插入cbh1基因啟動(dòng)子→插入Nb20的編碼基因→表達(dá)載體導(dǎo)入里氏木霉并整合至其染色體上→培養(yǎng)回答下列問題:(1)纖維二糖水解酶Ⅰ是土壤微生物分解纖維素所需酶之一,推測(cè)里氏木霉在生態(tài)系統(tǒng)中的成分是。與大腸桿菌相比,采用里氏木霉作為工程菌可以生產(chǎn)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的藥用蛋白,推測(cè)其原因是。

(2)pUC19質(zhì)粒是經(jīng)人工改造過的一種載體質(zhì)粒,一般要利用技術(shù)擴(kuò)增以備用。

(3)Nb20的編碼基因需插入至cbh1基因啟動(dòng)子的(填“上游”或“下游”),以保證Nb20的編碼基因正常轉(zhuǎn)錄;構(gòu)建的表達(dá)載體還需要的結(jié)構(gòu)有(答出兩點(diǎn)即可)。

【基因工程的基本操作程序】補(bǔ)充：農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒是植物基因工程中常用的載體，下列相關(guān)敘述正確的是()A．Ti質(zhì)粒是能夠自主復(fù)制的單鏈DNAB．Ti質(zhì)粒中磷酸基團(tuán)都與兩個(gè)脫氧核糖相連接C．重組Ti質(zhì)粒的受體細(xì)胞只能是植物愈傷組織細(xì)胞D．Ti質(zhì)粒上的基因可全部整合到受體細(xì)胞染色體上8.研究發(fā)現(xiàn)，某種真菌可分泌纖維素酶，有效分解廚余垃圾中的纖維素。研究者從中提取纖維素酶(C1酶)基因D(下圖)，利用一種高效表達(dá)載體HT質(zhì)粒(下圖)，將其導(dǎo)入到巨大芽孢桿菌中，有效分解廚余垃圾中的纖維素?，F(xiàn)有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ等限制酶，它們的識(shí)別序列和酶切位點(diǎn)分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。①將HT質(zhì)粒和目的基因D通過同種限制酶處理后進(jìn)行連接，形成重組質(zhì)粒。為了篩選出含重組質(zhì)粒的巨大芽孢桿菌，一般需要用添加______________的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。經(jīng)檢測(cè)，部分含有重組質(zhì)粒的巨大芽孢桿菌菌株不能正確表達(dá)C1酶，其最可能的原因是____________________________________________。②科學(xué)家利用PCR定點(diǎn)突變技術(shù)改造了基因D，將圖中虛線方框內(nèi)的堿基對(duì)替換為T—A，基因D突變?yōu)镈＋，大大提高了C1酶分解纖維素的能力。從雜合子中分離出圖對(duì)應(yīng)的DNA片段，用SmaⅠ完全切割，產(chǎn)物中共有________種不同長(zhǎng)度的DNA片段。9.植物細(xì)胞壁中存在大量不能被豬消化的多聚糖類物質(zhì),如半纖維素多聚糖、果膠質(zhì)(富含半乳糖醛酸的多聚糖)等。研究人員通過基因工程、胚胎工程等技術(shù)培育出轉(zhuǎn)多聚糖酶基因(manA)豬,主要流程如下圖(neo為新霉素抗性基因)。(1)運(yùn)用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA分子時(shí),需經(jīng)過變性→→延伸→重復(fù)過程。圖2中的步驟[①]過程,是基因工程基本操作程序中的核心步驟。

(2)通過①過程獲得的重組質(zhì)粒含有4.9kb個(gè)堿基對(duì),其中manA基因含有1.8kb個(gè)堿基對(duì)?，F(xiàn)將該重組質(zhì)粒成功導(dǎo)入受體細(xì)胞后,經(jīng)培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)約有50%的細(xì)胞能正常表達(dá)目的基因產(chǎn)物,原因是目的基因與質(zhì)粒結(jié)合時(shí),存在正接和反接兩種重組質(zhì)粒。若用BamHⅠ和EcoRⅠ聯(lián)合酶切割其中一種重組質(zhì)粒,只能獲得1.7kb和3.2kb兩種DNA片段,若用上述聯(lián)合酶切割同等長(zhǎng)度的另一種重組質(zhì)粒,則可獲得kb、kb兩種長(zhǎng)度的DNA片段。

(3)在④過程的早期胚胎培養(yǎng)時(shí),通常需要定期更換培養(yǎng)液,目的是。

(4)⑤過程前,通常需對(duì)受體母豬注射,使其能同期發(fā)情。與普通豬相比,該轉(zhuǎn)基因豬的優(yōu)勢(shì)是。

10.圖1是利用兩種不同生物技術(shù)培育大鼠的過程。圖2中質(zhì)粒是基因工程中常用的質(zhì)粒pIJ702,其中tsr為硫鏈絲菌素抗性基因,mel是黑色素合成基因,其表達(dá)能使白色的鏈霉菌菌落變成黑色菌落;而限制酶ClaⅠ、BglⅡ、PstⅠ、SacⅠ、SphⅠ在pIJ702上分別只有一處識(shí)別序列。(1)圖1中應(yīng)用到的生物工程技術(shù)有(多選)。

A.核移植技術(shù) B.轉(zhuǎn)基因技術(shù)C.胚胎移植技術(shù) D.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)(2)若大鼠甲和大鼠乙體內(nèi)X染色體上均帶有某種致病基因,則培育出的大鼠丙和大鼠丁攜帶致病基因的情況是(不考慮基因突變)。

(3)用SacⅠ和SphⅠ同時(shí)切割大鼠生長(zhǎng)激素基因和質(zhì)粒pIJ702,獲取的目的基因去置換pIJ702上0.4kb的片段,構(gòu)成重組質(zhì)粒pZHZ8,上述兩種質(zhì)粒的限制酶酶切片段長(zhǎng)度如上表所示。由此判斷目的基因的片段長(zhǎng)度為kb。參照表中數(shù)據(jù),如果用PstⅠ和ClaⅠ同時(shí)酶切重組質(zhì)粒pZHZ8,則兩種酶可將pZHZ8切成個(gè)片段。

(4)重組質(zhì)粒pZHZ8上的標(biāo)記基因是,若將其導(dǎo)入鏈霉菌,在含硫鏈絲菌素固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)后,篩選過程中要淘汰色菌落。【電泳技術(shù)在基因工程中的應(yīng)用】11.下列有關(guān)電泳的敘述，不正確的是()A．電泳是指帶電分子在電場(chǎng)的作用下發(fā)生遷移的過程B．待測(cè)樣品中DNA分子的大小和構(gòu)象、凝膠的濃度等都會(huì)影響DNA在電泳中的遷移速率C．進(jìn)行電泳時(shí)，帶電分子會(huì)向著與其所帶電荷相同的電極移動(dòng)D．PCR的產(chǎn)物一般通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定12.大麗輪枝菌(一種絲狀真菌)是引起棉花黃萎病的主要病原菌,因此對(duì)其研究至關(guān)重要。為觀察大麗輪枝菌對(duì)棉花根的侵染路徑,研究人員通過基因工程培育出了表達(dá)綠色熒光蛋白的轉(zhuǎn)基因菌株。其主要過程如圖1,分析回答:(1)據(jù)圖1分析,過程①為保證sGFP正確插入質(zhì)粒中,需要在目的基因兩端添加_____________限制酶的識(shí)別序列。

(2)過程②表示基因工程的核心步驟:。首先需要利用上述兩種限制酶對(duì)sGFP片段和質(zhì)粒進(jìn)行剪切,圖中質(zhì)粒大片段的左端和右端產(chǎn)生的黏性末端(填“能”或“不能”)自身連接成環(huán),然后再利用DNA連接酶進(jìn)行重組質(zhì)粒的連接。

(3)由圖1可知,此研究中利用法將sGFP導(dǎo)入大麗輪枝菌。為了獲得所需的農(nóng)桿菌,可用處理農(nóng)桿菌,然后將重組質(zhì)粒導(dǎo)入其中,接著在含有的選擇培養(yǎng)基上進(jìn)行篩選,利用平板劃線法或稀釋涂布平板法進(jìn)行接種,培養(yǎng)后獲得菌落。

(4)選擇不同的農(nóng)桿菌菌落,分別提取細(xì)菌質(zhì)粒DNA,并用上述限制酶完全酶切后電泳,結(jié)果如圖2,泳道為重組質(zhì)粒的酶切結(jié)果。

(5)在獲得高表達(dá)的轉(zhuǎn)基因大麗輪枝菌后,將其接種到棉花根部,通過持續(xù)觀察以確定其對(duì)棉花根部的侵染路徑,為棉花黃萎病的治療提供依據(jù)。

13.雙酚A(BPA)是一種含碳有機(jī)物,是重要的工業(yè)原料,在環(huán)境中不易降解,科研人員對(duì)土壤中細(xì)菌等微生物降解BPA進(jìn)行了相關(guān)研究。(1)BPA由多種途徑進(jìn)入環(huán)境,沿著在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞,并逐級(jí)積累,產(chǎn)生富集現(xiàn)象。

(2)為探究BPA對(duì)土壤中的細(xì)菌數(shù)量及種類的影響,科學(xué)家進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。①首先測(cè)定不同濃度BPA對(duì)土壤細(xì)菌生長(zhǎng)情況的影響,結(jié)果如圖1所示,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明。

注:電泳條帶寬度與細(xì)菌相對(duì)數(shù)量的多少有直接關(guān)系②16SrDNA基因存在于所有細(xì)菌中,該基因包含多個(gè)恒定區(qū)和可變區(qū),恒定區(qū)序列在所有細(xì)菌間無顯著差異,可變區(qū)序列具有特異性。為探究BPA對(duì)細(xì)菌群落多樣性的影響,利用16SrDNA基因的“恒定區(qū)”序列設(shè)計(jì)引物,PCR擴(kuò)增16SrDNA片段,電泳結(jié)果如圖2。如圖A、B、C條帶是各處理所共有的,說明各處理土壤中具有相同的細(xì)菌種類。不同濃度BPA處理出現(xiàn)了特有條帶,如d、e、f、g和h條帶,說明。且共有條帶中寬度不同(如C),可推測(cè)不同濃度BPA導(dǎo)致不同細(xì)菌的發(fā)生改變,由此推測(cè)該細(xì)菌群落在發(fā)生。

(3)經(jīng)過篩選,科研人員得到3株具有降解BPA能力的菌株,下列敘述正確的是。(不定項(xiàng)選擇)

A.分離BPA降解菌的培養(yǎng)基需要以BPA為唯一碳源B.培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度越高,對(duì)微生物生長(zhǎng)越有利C.依據(jù)菌落的形狀、大小、顏色等可進(jìn)行菌種的初步鑒定D.比較3株菌株降解BPA能力后,剩余菌液可直接倒掉【基因工程中的篩選問題】14.某質(zhì)粒上有SalⅠ、HindⅢ、BamHⅠ三種限制酶切割位點(diǎn)，同時(shí)還含有抗四環(huán)素基因和抗氨芐青霉素基因。利用此質(zhì)粒獲得轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的過程，如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題：(1)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。其中用到的質(zhì)粒是____________________；該質(zhì)粒含有一段特殊的DNA片段，稱為________________。該方法中農(nóng)桿菌的作用是______________________________。(2)在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，和只用一種酶切割目的基因的兩端及質(zhì)粒相比，選用HindⅢ和SalⅠ兩種酶的好處是___________________________________。(3)含有目的基因的農(nóng)桿菌可根據(jù)標(biāo)記基因進(jìn)行篩選。若農(nóng)桿菌在含有氨芐青霉素和四環(huán)素的培養(yǎng)基上都可以生長(zhǎng)繁殖，農(nóng)桿菌中是否已含有目的基因？________(填“是”或“否”)。為什么？______________________________。(4)將已經(jīng)轉(zhuǎn)化的農(nóng)桿菌進(jìn)行如下操作，篩選出符合要求的農(nóng)桿菌。先把轉(zhuǎn)化的農(nóng)桿菌接種到A培養(yǎng)基中培養(yǎng)，長(zhǎng)出菌落后，用無菌牙簽挑取A上的單個(gè)菌落，分別接種到B(含氨芐青霉素)和C(含四環(huán)素和氨芐青霉素)兩個(gè)培養(yǎng)基的相同位置上，一段時(shí)間后，菌落的生長(zhǎng)狀況如圖所示。含目的基因的菌落位于B或C上的哪些菌落中？請(qǐng)?jiān)趫D中相應(yīng)的位置上圈出來。15.若要利用某目的基因(見圖甲)和P1噬菌體載體(見圖乙)構(gòu)建重組DNA(見圖丙)，限制性內(nèi)切核酸酶的酶切位點(diǎn)分別是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是()A．用EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體16.下圖表示pBR322質(zhì)粒和人生長(zhǎng)激素基因所在片段的結(jié)構(gòu)信息，將二者構(gòu)建的重組質(zhì)粒導(dǎo)入受體菌并進(jìn)行篩選。下列敘述錯(cuò)誤的是()注：AmpR：氨芐青霉素抗性基因，TetR：四環(huán)素抗性基因A．應(yīng)選擇的限制酶組合是酶F和酶GB．所選用的受體菌不能含有AmpR和TetR基因C．用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基篩選出含重組質(zhì)粒的受體菌D．同時(shí)用三種限制酶處理圖中質(zhì)粒，電泳后可得到4個(gè)條帶【基因編輯】閱讀下列材料，回答11、12題。材料一：2020年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了兩位在基因組編輯技術(shù)(如CRISPR/Cas)領(lǐng)域作出杰出貢獻(xiàn)的女科學(xué)家。這項(xiàng)技術(shù)的問世源自于人們?cè)诒臼兰o(jì)初對(duì)細(xì)菌抵御外來入侵者(如噬菌體)的機(jī)理研究(如圖所示)：不少的細(xì)菌當(dāng)?shù)谝淮伪惶囟ǖ氖删w感染后，細(xì)菌Cas2基因開始表達(dá)出Cas2內(nèi)切核酸酶(蛋白質(zhì))，Cas2內(nèi)切核酸酶會(huì)隨機(jī)低效切斷入侵的噬菌體DNA雙鏈，并將切下的DNA片段插入CRISPR位點(diǎn)，形成“免疫記憶”。當(dāng)細(xì)菌再次遭遇同種噬菌體時(shí)，由CRISPR位點(diǎn)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的crRNA便會(huì)將另一種內(nèi)切核酸酶(如Cas9)準(zhǔn)確帶到入侵者DNA處，并將之切斷，即“免疫殺滅”。材料二：在闡明CRISPR/Cas工作原理后不久，科學(xué)家們便據(jù)此發(fā)明了具有劃時(shí)代意義的基因組編輯技術(shù)，其中最基本的形式便是基因的定點(diǎn)突變。在高等動(dòng)植物細(xì)胞中，被切斷的DNA會(huì)通過一種特殊的機(jī)制而連接在一起(即修復(fù))，但這個(gè)修復(fù)過程會(huì)導(dǎo)致堿基的隨機(jī)缺失或增加，從而使基因發(fā)生突變。17．對(duì)于細(xì)菌的免疫記憶和免疫殺滅過程的理解錯(cuò)誤的是()A．內(nèi)切核酸酶Cas2與基因工程的限制酶之間的區(qū)別主要表現(xiàn)在切割是否有序列特異性B．細(xì)菌利用圖所示的CRISPR/Cas分子裝置剿滅入侵噬菌體的過程，相當(dāng)于高等動(dòng)物的非特異性免疫C．內(nèi)切核酸酶Cas9借助crRNA識(shí)別外來噬菌體身份可能是依靠堿基互補(bǔ)配對(duì)來實(shí)現(xiàn)D．細(xì)菌中Cas2基因的表達(dá)需要噬菌體DNA的刺激18．利用CRISPR/Cas工作原理，實(shí)現(xiàn)在高等動(dòng)植物細(xì)胞中突變特定的基因，需向細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)入的目的基因應(yīng)是_____________________（從以下基因中選擇：Cas9基因、crRNA編碼基因、待突變基因、Cas2基因）【乳腺生物反應(yīng)器】19.人乳鐵蛋白(hLF)對(duì)細(xì)菌、真菌和病毒等都有抑制作用。研究人員開展人乳鐵蛋白基因乳腺特異性表達(dá)載體構(gòu)建及轉(zhuǎn)染研究,主要流程如下圖,圖中AseⅠ、NheⅠ、SalⅠ、BamHⅠ代表相關(guān)限制酶切點(diǎn),neor為新霉素抗性基因,BLG基因?yàn)棣氯榍虻鞍谆?GFP基因?yàn)榫G色熒光蛋白基因,RT?PCR