高考新課改生物一輪復(fù)習(xí)全程跟蹤第37講基因工程及其安全性

2021屆高考新課改生物一輪復(fù)習(xí)全程跟蹤第37講基因工程及其安全性1.下圖表示四種限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別序列及其相應(yīng)的切割位點(diǎn),則它們切割出來的DNA粘性末端可以互補(bǔ)配對(duì)的是()A.BamHⅠ和EcoRⅠB.BamHⅠ和HindⅢC.BamHⅠ和BglⅡD.EcoRⅠ和HindⅢ2.下圖1表示含有目的基因的DNA片段和部分堿基序列,圖2表示一種質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)和部分堿基序列?，F(xiàn)有MspⅠ、BamHⅠ、MboⅠ、SmaⅠ4種限制性核酸內(nèi)切酶切割的堿基序列和酶切位點(diǎn)分別為C↓CGG、G↓GATCC、↓GATC、CCC↓GGG。下列敘述正確的是()A.上述4種限制性核酸內(nèi)切酶中BamHⅠ、MboⅠ切出的粘性末端不相同B.BamHⅠ、MboⅠ酶切DNA后加DNA連接酶重新拼接,都能被MboⅠ再次切割C.MspⅠ、SmaⅠ切出的兩個(gè)末端可以用DNA連接酶相互連接D.作為載體的質(zhì)粒上,原本一定就有抗生素A抗性基因3.下列關(guān)于目的基因的獲取的敘述,正確的是(

)A.具有調(diào)控作用的DNA片段不能是目的基因

B.通過人工合成法合成未知序列的目的基因

C.從基因文庫中只能獲取原核生物的基因

D.利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)需要引物協(xié)助4.利用基因工程反向?qū)肽康幕蚩梢种颇康幕虻谋磉_(dá)，如圖為反向?qū)氲哪康幕虻淖饔眠^程，下列敘述正確的是()A.過程①和②中目的基因以同一條鏈為模板進(jìn)行轉(zhuǎn)錄B.過程①和②都需要RNA聚合酶的催化并以脫氧核苷酸為原料C.mRNA1和mRNA2的A+U占全部堿基的比例是相同的D.反向?qū)氲哪康幕蚰芤种颇康幕虻霓D(zhuǎn)錄過程5.下圖表示一項(xiàng)重要生物技術(shù)的關(guān)鍵步驟,X是獲得外源基因并能夠表達(dá)的細(xì)胞。下列有關(guān)說法不正確的是(

)A.X是含有胰島素基因并能合成胰島素的細(xì)菌細(xì)胞

B.質(zhì)粒是細(xì)胞核或擬核外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA

C.目的基因與質(zhì)粒的重組需要限制酶和DNA聚合酶

D.該技術(shù)為DNA重組技術(shù),又稱之為基因拼接技術(shù)6.下列關(guān)于目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的方法中，不正確的是()A.我國利用花粉管通道法培育了轉(zhuǎn)基因抗蟲棉B.用Ca2+處理大腸桿菌，使之成為感受態(tài)細(xì)胞C.將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最常用、最有效的方法是顯微注射法D.利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育大多單子葉轉(zhuǎn)基因植物7.下列對(duì)基因工程的四大操作步驟的理解中,錯(cuò)誤的一項(xiàng)是(

)

A.限制性核酸內(nèi)切酶主要存在于微生物體內(nèi),識(shí)別位點(diǎn)具有特異性

B.DNA連接酶是作用于斷裂開的兩個(gè)脫氧核苷酸之間的化學(xué)鍵

C.運(yùn)載體和目的基因之間的連接必須要暴露出相同的末端

D.在檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞時(shí)只能使用含青霍素的選擇培養(yǎng)基8.下列關(guān)于基因工程的應(yīng)用的說法,錯(cuò)誤的是(

)A.抗蟲基因作物的使用有利于降低生產(chǎn)成本,減少農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染

B.基因工程生產(chǎn)藥品具有高效率、低成本的特點(diǎn)

C.轉(zhuǎn)基因食品都經(jīng)過嚴(yán)格實(shí)驗(yàn),安全性是毋庸置疑的

D.把外源基因轉(zhuǎn)入葉綠體中有助于防止基因污染9.隨著分子生物學(xué)、晶體學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，蛋白質(zhì)工程已取得了很大的進(jìn)展，下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述不正確的是()A.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)，在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程B.用蛋白質(zhì)生產(chǎn)的電子元件，具有體積小、耗電少和效率高的特點(diǎn)C.對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，是直接對(duì)該蛋白質(zhì)分子進(jìn)行操作D.蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預(yù)期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列10.以下為形成cDNA過程和PCR擴(kuò)增過程示意圖。據(jù)圖分析，下列說法正確的是()A.催化①過程的酶是RNA聚合酶B.④過程發(fā)生的變化是引物與單鏈DNA結(jié)合C.催化②⑤過程的酶都是DNA聚合酶，都能耐高溫D.如果RNA單鏈中，A與U之和占該鏈堿基含量的40%，則一個(gè)雙鏈DNA中，A與U之和也占該DNA堿基含量的40%11.圖1、2分別為“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中部分操作示意圖，下列敘述正確的是()A.圖1、2中加入蒸餾水的目的相同 B.圖1、2中攪拌的操作要求不同C.圖1中完成過濾后應(yīng)棄去濾液 D.圖2中完成過濾后要保留濾液12.下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程和基因工程的比較，不合理的是()A.基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，從而制造一種新的蛋白質(zhì)B.蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，蛋白質(zhì)工程最終還是要通過基因修飾或基因合成來完成C.當(dāng)?shù)玫娇梢栽凇?0℃下保存半年的干擾素后，在相關(guān)酶、氨基酸和適宜的溫度、pH條件下，干擾素可以大量自我合成D.基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的13.利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑，用于降解某種農(nóng)藥的殘留，基本流程如圖。下列敘述正確的是()A.過程①的反應(yīng)體系中需要加入反轉(zhuǎn)錄酶和核糖核苷酸B.過程②需使用限制酶和DNA聚合酶，是基因工程的核心步驟C.過程③需要使用NaCl溶液制備感受態(tài)的大腸桿菌細(xì)胞D.過程④可利用PCR技術(shù)鑒定CarE基因是否成功導(dǎo)入受體細(xì)胞14.在慶祝中華人民共和國成立70周年之際，袁隆平院士榮獲了國家最高榮譽(yù)“共和國勛章”，袁隆平是雜交水稻研究的開創(chuàng)者。在育種雜交過程中，水稻、小麥、油菜等植物是兩性花，并且花很小，去雄的難度很大，利用雄性不育系生產(chǎn)雜種一代是較為經(jīng)濟(jì)、有效的方法。我國育種工作者運(yùn)用基因工程將煙草TA29花藥絨氈層特異啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)下的核糖核酸酶Barnase基因?qū)虢娌思?xì)胞中獲得了雄性不育植株。請(qǐng)分析下圖回答相關(guān)問題：（1）步驟①中，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Barnase基因時(shí)，設(shè)計(jì)引物序列的主要依據(jù)是，科研人員還在兩引物的一端分別加上了序列以便于后續(xù)的剪切和連接。（2）步驟②所構(gòu)建的基因表達(dá)載體中的啟動(dòng)子是識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)，標(biāo)記基因的作用是。（3）步驟③中將表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌時(shí)所采用的方法為法，用土壤農(nóng)桿菌侵染芥菜的愈傷組織細(xì)胞是利用了Ti質(zhì)粒上的TDNA特性將目的基因整合到芥菜細(xì)胞的染色體DNA上。（4）步驟④中，科研人員提取愈傷組織細(xì)胞的RNA后，先通過獲得DNA，再進(jìn)行PCR擴(kuò)增，若最終未能檢測出Barnase基因，其可能原因是。15.在乙肝病毒(HBV)的結(jié)構(gòu)蛋白中，與疫苗有關(guān)的主要是HBsAg蛋白，HBsAg基因已在不同的生物體系中成功表達(dá)。如圖表示研究人員用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出轉(zhuǎn)基因西紅柿的過程，用于生產(chǎn)可口服的乙肝病毒疫苗，根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問題：(1)可利PCR技術(shù)擴(kuò)增HBsAg基因片段，其前提是，以便根據(jù)這一序列合成引物。擴(kuò)增過程應(yīng)選擇圖中的引物(填字母)與HBsAg基因片段結(jié)合。(2)由圖可知，過程①用到的限制酶是。在培養(yǎng)農(nóng)桿菌的培養(yǎng)基中添加可篩選得到含有重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌。

(3)將含有HBsAg基因的農(nóng)桿菌導(dǎo)入西紅柿細(xì)胞時(shí)，受損的西紅柿組織更有利于農(nóng)桿菌的侵染，其原因是，HBsAg基因在西紅柿植株中遺傳信息傳遞的一般規(guī)律為（用流程圖表示）。

(4)轉(zhuǎn)基因西紅柿的細(xì)胞具有全能性，在一定的以及無菌、適宜的pH和溫度等條件下，可以形成愈傷組織，再進(jìn)一步發(fā)育形成試管苗。過程④的實(shí)質(zhì)是。用該植株結(jié)出的西紅柿果實(shí)飼喂小鼠，若在小鼠的血清中檢測到，則說明轉(zhuǎn)基因疫苗口服有效。答案以及解析1.答案：C解析：由圖可知,雖然BamHⅠ和BglⅡ的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)是不同的，但是經(jīng)它們切割出來的DNA粘性末端存在著互補(bǔ)關(guān)系,即在DNA連接酶的作用下是可以連接起來的，C符合題意。2.答案：B

解析：BamHⅠ、MboⅠ的識(shí)別序列不同,但粘性末端相黏性末端指的是突出來的那段。產(chǎn)生相同末端的內(nèi)切酶稱為同尾酶,A項(xiàng)錯(cuò)誤。由于兩種酶為同尾酶.末端相連后一定是MboⅠ的識(shí)別序列,B項(xiàng)正確。MspⅠ產(chǎn)生的粘性末端為一GC,SmaⅠ的為平末端,因此無法連接,C項(xiàng)錯(cuò)誤。很多情況下抗性基因是人為加到一個(gè)很平庸的質(zhì)粒上的,“一定”過于絕對(duì),D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.答案：D解析：目的基因是指編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因,可以是具有調(diào)控作用的基因,A錯(cuò)誤;目的基因可以從自然界中已有的物種中分離出來,也可以通過人工合成法合成已知序列的目的基因,B錯(cuò)誤;從基因文庫中可以獲取原核生物的基因,也可以獲得真核生物的基因,C錯(cuò)誤;利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時(shí)需要兩種不同的引物協(xié)助,D正確。4.答案：C解析：根據(jù)題圖解可知，兩條mRNA能夠互補(bǔ)配mRNA是由DNA分子不同的鏈轉(zhuǎn)錄而來的；過程①②表示轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄過程利用的原料為核糖核苷酸；兩條mRNA是由DNA分子不同的鏈轉(zhuǎn)錄而來的，在DNA分子中每條鏈上的A+T占該鏈堿基總數(shù)的比例是相同的，因此兩條mRNA上的A+U占全部堿基的比例也是相同的；題圖中顯示，反向?qū)氲哪康幕驔]有抑制目的基因的轉(zhuǎn)錄過程，而是抑制翻譯過程。5.答案：C解析：A、X是含有胰島素基因的細(xì)菌細(xì)胞分裂形成的，含有胰島素基因，因此能合成胰島素，A正確；

B、質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子，通常有多個(gè)標(biāo)記基因和多個(gè)限制酶切點(diǎn)，這樣便于目的基因的插入和篩選含有重組DNA的細(xì)胞，B正確；

C、基因與運(yùn)載體的重組除了需要DNA連接酶，還需要限制酶，不需要DNA聚合酶，C錯(cuò)誤；

D、基因工程能定向改造生物的性狀，該細(xì)菌是采用基因工程技術(shù)培育形成的，因此其性狀已被定向改造，該技術(shù)為DNA重組技術(shù)，又稱之為基因拼接技術(shù)，D正確。

故選：C。6.答案：D解析：A.目前我國的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉是利用花粉管通道法培育的,故A正確;B.為使大腸桿菌易吸收DNA分子,應(yīng)先用氯化鈣溶液進(jìn)行處理,使大腸桿菌處于易于吸收周圍環(huán)境中DNA分子的感受態(tài),故B正確；C.顯微注射技術(shù)是將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞最為有效的一種方法,故C正確;D.農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法可將目的基因?qū)氪蠖鄶?shù)雙子葉植物細(xì)胞,故D錯(cuò)誤。7.答案：D

解析：檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞的方法有多種,若受體細(xì)胞含有青霉素抗性基因,則可以使用含青霉素的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。8.答案：C解析：本題結(jié)合實(shí)際考查基因工程應(yīng)用的利弊和注意事項(xiàng)?？瓜x基因作物的使用,可減少農(nóng)藥的用量,因而能降低生產(chǎn)成本和減少農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染,A正確。用基因工程的方法能夠高效率地生產(chǎn)出高質(zhì)量、低成本的藥品,如胰島素、干擾素等,B正確。轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題我們應(yīng)客觀對(duì)待,進(jìn)一步研究,C錯(cuò)誤。把外源基因?qū)肴~綠體中,可避免外源基因通過花粉向相鄰?fù)N非轉(zhuǎn)基因植物或其他植物擴(kuò)散,從而防止基因污染,D正確。9.答案：C解析：A、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)，在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程，A正確；

B、用蛋白質(zhì)生產(chǎn)的電子元件，具有體積小、耗電少和效率高的特點(diǎn)，B正確；

C、蛋白質(zhì)工程是將控制蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行修飾改造或合成新的基因，然后運(yùn)用基因工程合成新的蛋白質(zhì)，C錯(cuò)誤；

D、蛋白質(zhì)工程的基本途徑是：從預(yù)期蛋白質(zhì)的功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列，D正確。

故選：C。10.答案：B解析：A、①為逆轉(zhuǎn)錄過程，該過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化，A錯(cuò)誤；

B、④為復(fù)性過程，發(fā)生的變化是引物與互補(bǔ)DNA鏈結(jié)合，B正確；

C、圖中②⑤過程為DNA復(fù)制，這兩個(gè)過程都需要DNA聚合酶的催化，其中⑤過程進(jìn)行的溫度是70～75℃，因此催化該過程的DNA聚合酶能耐高溫，但催化②過程的酶不耐高溫，C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)DNA分子的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，一個(gè)雙鏈DNA中，A與G之和占該DNA堿基含量的50%，D錯(cuò)誤．

故選：B．11.答案：B解析：A、圖1中加蒸餾水的目的是使細(xì)胞吸水脹破，圖2中加蒸餾水的目的是使DNA析出，A錯(cuò)誤；

B、圖1中用玻璃棒快速攪拌，加速雞血細(xì)胞的破裂；圖2中用玻璃棒輕緩攪拌，以保證DNA分子完整，B正確；

CD、圖1中完成過濾之后要保留濾液，而圖2中加水后DNA逐漸析出，因此過濾后要去除濾液，CD錯(cuò)誤。

故選：B。12.答案：C解析：A、基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程可以通過對(duì)基因改造實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)改造，從而制造一種新的蛋白質(zhì)，A正確；

B、蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上延伸出來的第二代基因工程，蛋白質(zhì)工程不是對(duì)蛋白質(zhì)分子的直接改造，而是通過修改基因或創(chuàng)造合成新基因來改變生物的遺傳和表達(dá)形狀，合成新的蛋白質(zhì)，B正確；

C、干擾素的成分是糖蛋白，不能自我復(fù)制，C錯(cuò)誤；

D、蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是改造基因，基因工程和蛋白質(zhì)工程產(chǎn)生的變異都是可遺傳的，D正確．

故選：C．13.答案：D解析：過程①的反應(yīng)體系中需要加入反轉(zhuǎn)錄酶和脫氧核糖核苷酸來合成cDNA，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；過程②需使用限制酶和DNA連接酶來構(gòu)建表達(dá)載體，是基因工程的核心步驟，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；過程③需要使用CaCl2溶液制備感受態(tài)的大腸桿菌細(xì)胞，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。14.答案：（1）Barnase基因兩端的部分核苷酸序列；GAATTC和GGATCC（兩段堿基序列的順序可以顛倒）（2）RNA聚合酶；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）感受態(tài)細(xì)胞（Ca2+處理）；能轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞（4）反轉(zhuǎn)錄；Barnase基因未能導(dǎo)入芥菜愈傷組織細(xì)胞（或?qū)虢娌擞鷤M織細(xì)胞的Barnase基因未能轉(zhuǎn)錄）解析：本題主要考查了基因工程的相關(guān)知識(shí)。（1）步驟①中，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增Barnase基因時(shí)，設(shè)計(jì)引物序列的主要依據(jù)是Barnase基因兩端的部分核苷酸序列；由于需要用EcoRI、BamHI兩種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，因此科研人員在兩種引物的一端分別加上了GAATTC和GGATCC序列，以便于后續(xù)的剪切和連接。（2）啟動(dòng)子是位于目的基因上游調(diào)節(jié)目的基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA分子，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)。構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)的標(biāo)記基因的作用是鑒別受體細(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）將基因表達(dá)載體導(dǎo)入農(nóng)桿菌時(shí)采用感受態(tài)細(xì)胞法，即用Ca2+處理微生物細(xì)胞，使其成為感受態(tài)細(xì)胞，在一定溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子也叫Ca2+處理法。農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的原理是利用農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒上的T一DNA能轉(zhuǎn)移至受體