高考生物培優(yōu)增分一輪全國經(jīng)典版特訓第35講基因工程35a

限時規(guī)范特訓一、選擇題1．下列關于基因工程技術的敘述，正確的是()A．切割質粒的限制性核酸內切酶均特異性地識別6個核苷酸序列B．PCR反應中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應C．載體質粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標記基因D．抗蟲基因即使成功地插入到植物細胞染色體上也未必能正常表達答案D解析切割質粒的限制性核酸內切酶可特異性識別4、5、6或8個核苷酸序列，A錯誤；PCR技術采用不同的溫度是為了變性、復性和延伸，B錯誤；載體質粒通常含抗生素抗性基因作為標記基因，便于篩選重組質粒，C錯誤；抗蟲基因即使成功插入到受體細胞的染色體上，也不一定能表達，需進一步檢測鑒定，D正確。2．基因工程技術也稱為DNA重組技術，其實施必須具備的四個必要條件是()A．目的基因限制酶載體受體細胞B．重組DNARNA聚合酶限制酶連接酶C．工具酶目的基因載體受體細胞D．模板DNAmRNA質粒受體細胞答案C解析目的基因、限制酶、運載體、受體細胞是基因工程必需具備的條件，此外還需要DNA連接酶，A錯誤；重組DNA是由目的基因和質粒重組形成的，RNA聚合酶是轉錄需要的酶，基因工程技術不需要該種酶，B錯誤；限制酶和DNA連接酶屬于工具酶，另外運載體、目的基因和受體細胞是基因工程中必需具備的條件，C正確；mRNA是基因轉錄的產(chǎn)物，基因工程中不需要提供該物質，質粒是運載體中的一種，除了質粒還有動植物病毒和噬菌體衍生物，因此質粒不是基因工程中必需的，D錯誤。3．下圖表示轉基因動、植物的成功培育過程，有關敘述錯誤的是()A．目的基因導入受體細胞A前，受體細胞要用Ca2＋處理，使其處于感受態(tài)B．①過程用到的生物技術包括動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植C．過程②要用到植物組織培養(yǎng)技術D．可通過標記基因對受體細胞A、B進行篩選答案A解析受體細胞A一般為動物的受精卵，使用顯微注射法，不需要用氯化鈣處理，當受體細胞為微生物細胞時，才需要用氯化鈣處理以增加細胞膜的通透性，A錯誤；由于受體細胞A一般為動物的受精卵，所以培養(yǎng)成轉基因羊需要用到動物細胞培養(yǎng)、胚胎移植等技術，B正確；過程②需要將植物細胞培育成植株，所以要用到植物組織培養(yǎng)技術，C正確；標記基因的作用是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來，因此通過標記基因對受體細胞A、B進行篩選，D正確。4．下列有關人胰島素基因表達載體的敘述，正確的是()A．表達載體中的胰島素基因可通過人肝細胞mRNA反轉錄獲得B．表達載體的復制和胰島素基因的表達均啟動于復制原(起)點C．借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細胞篩選出來D．啟動子和終止密碼子均在胰島素基因的轉錄中起作用答案C解析人肝細胞中胰島素基因不表達，因而不存在胰島素mRNA，A錯誤；復制原點是基因表達載體復制的起點，而胰島素基因表達的起點是啟動子，B錯誤；借助抗生素抗性基因可將含胰島素基因的受體細胞篩選出來，C正確；起始密碼子和終止密碼子在翻譯過程中起作用，啟動子和終止子在轉錄中起作用，D錯誤。5．[2017·無錫質檢]下列有關蛋白質工程的敘述，不正確的是()A．收集大量的蛋白質分子結構的信息，以便分析結構與功能之間的關系B．可以預測具有一定氨基酸序列的蛋白質的空間結構和生物功能C．根據(jù)特定的生物功能，設計蛋白質的氨基酸序列和空間結構D．根據(jù)人們的需要，直接對氨基酸的分子結構進行重新設計答案D解析蛋白質工程是按照以下思路進行的：確定蛋白質的功能→蛋白質應有的高級結構→蛋白質應具備的折疊狀態(tài)→應有的氨基酸序列→應有的堿基序列→創(chuàng)造出自然界不存在的蛋白質，因此A、B、C正確；蛋白質工程是通過對基因的改造來實現(xiàn)對蛋白質的改造，而不是直接對氨基酸的分子結構進行重新設計，D錯誤。二、非選擇題6．下圖表示利用基因工程培育抗蟲棉的過程，請據(jù)圖回答下列問題。(1)若限制酶Ⅰ的識別序列和切點是—↓GATC—，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是—G↓GATCC—，那么在①過程中，應用限制酶________切割質粒，用限制酶________切割抗蟲基因。①過程在________(填“體內”或“體外”)進行。(2)通過②過程得到的大腸桿菌涂布在含有________的培養(yǎng)基上，若大腸桿菌能夠生長說明已導入了普通質?；蛑亟M質粒，反之則說明沒有導入。(3)重組質粒導入大腸桿菌的目的是_________________________________________________。(4)⑤過程所用技術稱為________，從遺傳學角度來看，根本原因是根細胞具有______________________________________。答案(1)ⅡⅠ(Ⅰ和Ⅱ)體外(2)四環(huán)素(3)大量復制目的基因(抗蟲基因)(4)植物組織培養(yǎng)發(fā)育成完整個體的全部遺傳物質解析(1)由圖中目的基因片段兩端的堿基序列可知，限制酶Ⅰ可以切割目的基因兩端，限制酶Ⅱ能切割右端，故用酶Ⅰ(Ⅰ和Ⅱ)切割可以獲得目的基因，質粒上的兩個酶切位點，分別在兩個抗性基因上，用酶Ⅰ切割，兩個抗性基因全被破壞，用酶Ⅱ切割保留一個四環(huán)素抗性基因。(2)根據(jù)重組質粒與普通質粒上抗性基因的種類可知，如果成功導入質粒，則大腸桿菌可以在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長，否則死亡，則該選擇培養(yǎng)基中應該添加四環(huán)素。(4)⑤是將攜帶抗蟲基因的根細胞培養(yǎng)成植株的過程，該過程為植物組織培養(yǎng)，細胞全能性是該技術的理論基礎。7．[2017·威海模擬]人類在預防與診療傳染性疾病的過程中，經(jīng)常使用疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒，該病毒表面的A蛋白為主要抗原，疫苗生產(chǎn)和抗體制備的部分流程如下圖：(1)過程①代表的是________________。(2)過程③構建A基因重組載體時，必須使用限制性核酸內切酶和________________兩種工具酶。由過程③構建A基因重組載體，其組成除了目的基因外，還必須有啟動子、________________________以及復制原點等。(3)過程④要檢測A基因是否進入受體細胞，常用的方法是________________法；要檢測A基因在受體細胞內是否翻譯出蛋白質，需用________________法。(4)過程⑦采用的生物技術是________________。答案(1)逆轉錄(2)DNA連接酶終止子、標記基因(3)DNA分子雜交抗原—抗體雜交(4)細胞融合技術解析(1)分析流程圖可知①是逆轉錄過程。(2)構建A基因重組載體時，首先需用限制性核酸內切酶切割含有A基因的外源DNA分子和運載體，再用DNA連接酶連接A基因和運載體形成A基因重組載體。重組載體的結構包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因、復制原點等。(3)要檢測目的基因是否進入受體細胞，常用的是DNA分子雜交法，檢測目的基因是否表達可用抗原—抗體雜交的方法。(4)⑦是動物細胞融合過程，需采用細胞融合技術。8．[2017·湖北高三模擬]我國擁有自主知識產(chǎn)權的抗蟲棉，是將蘇云金芽孢桿菌的Bt毒蛋白基因導入到棉花的葉肉細胞中培育而成?；卮鹣铝袉栴}：(1)在該基因工程中，Bt毒蛋白基因屬于________________，離體棉花葉肉細胞屬于________________。Bt毒蛋白基因可從基因組文庫中獲取，也可從cDNA文庫中獲取，含有基因中啟動子的文庫是________文庫。(2)獲取的Bt毒蛋白基因需要與載體結合構建基因表達載體。在基因工程中使用的載體有質粒、λ噬菌體的衍生物、________________等，其中質粒的化學成分是________。(3)科學家最初做抗蟲棉試驗時，雖已經(jīng)檢測出棉花植株中含有抗蟲基因，但讓棉鈴蟲食用棉花葉片時，棉鈴蟲并沒有被殺死，這說明Bt毒蛋白基因________________。為此，科學家對棉植株中的Bt毒蛋白基因進行了修飾，結果食用了棉葉的棉鈴蟲中毒死亡了，從變異類型分析，這種對Bt毒蛋白基因的修飾屬于________。(4)轉基因植物存在一定的安全性問題，為避免Bt毒蛋白基因通過花粉傳播進入其他植物，一般將Bt毒蛋白基因轉入棉花細胞的________________(填“細胞核”或“葉綠體”)。答案(1)目的基因受體細胞基因組(2)動植物病毒DNA(3)沒有成功表達基因突變(4)葉綠體解析(1)在該基因工程中，Bt毒蛋白基因屬于目的基因，離體棉花葉肉細胞屬于受體細胞。Bt毒蛋白基因可從基因組文庫中獲取，也可從cDNA文庫中獲取，含有基因中啟動子的文庫是基因組文庫。(2)在基因工程中使用的載體有質粒、λ噬菌體的衍生物、動植物病毒等，其中質粒是小型環(huán)狀DNA。(3)科學家最初做抗蟲棉試驗時，雖已經(jīng)檢測出棉花植株中含有抗蟲基因，但讓棉蟲食用棉花葉片時，棉鈴蟲并沒有被殺死，這說明Bt毒蛋白基因沒有成功表達。由題意，基因沒有表達可能是缺少了啟動子，所以基因修飾是給基因添加了啟動子，即給基因添加了一段堿基序列。所以從變異的角度分析，基因修飾使基因得到表達屬于基因突變。(4)由于植物的花粉中含有細胞核，基本不含細胞質，因此為避免Bt毒蛋白基因通過花粉傳播進入其他植物，一般將Bt毒蛋白基因轉入棉花細胞的葉綠體中。9．[2017·鄭州模擬]我們日常吃的大米中鐵含量極低，科研人員通過基因工程等技術，培育出了鐵含量比普通大米高60%的轉基因水稻，改良了稻米的營養(yǎng)品質。下圖為培育轉基因水稻過程示意圖，請分析回答：(1)鐵結合蛋白基因來自菜豆，可通過________技術擴增獲取，如果該基因脫氧核苷酸序列已知且比較小，還可用________方法直接人工合成。(2)鐵結合蛋白基因需插入重組Ti質粒上的________之間。(3)將含有重組Ti質粒的農(nóng)桿菌與水稻愈傷組織共同培養(yǎng)時，通過培養(yǎng)基2的篩選培養(yǎng)，可以獲得________________；培養(yǎng)基3與培養(yǎng)基2的區(qū)別是__________________。檢測培育轉基因水稻的目的是否達到，需要檢測轉基因稻米中__________________。(4)將T0代植株上收獲的種子種植成T1代株系，檢測各單株的潮霉素抗性。若少數(shù)T1代株系的所有植株都表現(xiàn)為對潮霉素敏感，但其體內能檢測到鐵結合蛋白基因，造成這一結果最可能的原因是____________________。答案(1)PCR化學(2)啟動子和終止子(3)含有重組質粒的愈傷組織生長素和細胞分裂素的濃度比例不同(植物激素比例)鐵的含量(4)潮霉素抗性基因沒有表達(或潮霉素抗性基因丟失等)解析(1)獲取目的基因的方法有三種：①從基因文庫中獲取，②利用PCR技術擴增，③人工合成(化學合成)。如果基因的脫氧核苷酸序列已知且比較小，可以通過DNA合成儀用化學合成法獲得此目的基因，再用PCR技術進行擴增。(2)基因表達需要啟動子與終止子的調控，所以目的基因應插入到啟動子與終止子之間的部位。(3)質粒上的標記基因為潮霉素抗性基因，因此通過培養(yǎng)基2的篩選培養(yǎng)，可以獲得含有重組質粒的愈傷組織。培養(yǎng)基3中進行的是再分化過程，是通過生長素與細胞分裂素的濃度的比例調節(jié)的，所以培養(yǎng)基3與培養(yǎng)基2的區(qū)別是生長素和細胞分裂素的濃度比例不同。檢測培育轉基因水稻的目的是否達到，需要檢測轉基因水稻成熟種子中鐵的含量。(4)如果體內能檢測到鐵結合蛋白基因，而表現(xiàn)為對潮霉素敏感，最有可能的就是潮霉素抗性基因沒有表達或者潮霉素抗性基因丟失。10．[2017·廣東肇慶三模]“今又生”是我國為數(shù)不多的首創(chuàng)基因治療藥物之一，其本質是利用腺病毒和人P53基因(抑癌基因)拼裝得到的重組病毒。人的P53蛋白可對癌變前的DNA損傷進行修復，使其恢復正常，或誘導其進入休眠狀態(tài)或細胞凋亡，阻止細胞癌變。“今又生”的載體采用第一代人5型腺病毒，其致病力很弱，其基因不整合到宿主細胞的基因組中，無遺傳毒性；載體經(jīng)基因工程改造后，只對細胞實施一次感染，不能復制，不會污染。請回答下列問題：(1)在“今又生”的生產(chǎn)中，為了獲得更高的安全性能，在載體一般應具備的條件中，科學家選擇性地放棄了一般載體都應具有的________特點。檢測P53基因的表達產(chǎn)物，可以采用____________________技術。(2)如果要大量擴增P53基因，一般采用PCR技術，該技術中需使用的一種特殊的酶______________________________。與體內DNA復制相比較，PCR反應要在______________________中才能進行，并且要嚴格控制______________條件。(3)如果要獲得胚胎干細胞進行研究，則胚胎干細胞可來源于囊胚的__________________，或胎兒的原始性腺；在培養(yǎng)時，細胞充滿培養(yǎng)皿底部后停止分裂，這種現(xiàn)象稱為____________。如果想繼續(xù)培養(yǎng)則需要重新用________處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。答案(1)自我復制抗原—抗體雜交(2)熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)一定的緩沖溶液溫度(3)內細胞團接觸抑制胰蛋白酶解析(1)根據(jù)題干信息“載體經(jīng)基因工程改造后，只對細胞實施一次感染，不能復制”可知，在“今又生”的生產(chǎn)中，為了獲得更高的安全性能，科學家選擇性地放棄了載體的自我復制功能。檢測目的基因是否表達產(chǎn)生蛋白質可采用抗原—抗體雜交技術。(2)PCR技術是在較高溫度下進行的，因此該技術中需使用熱穩(wěn)定DNA聚合酶；與體內DNA復制相比較，PCR反應要在一定的緩沖溶液中才能進行，并且要嚴格控制溫度等條件。(3)胚胎干細胞來源于囊胚的內細胞團或胎兒的原始性腺；在培養(yǎng)時，細胞充滿培養(yǎng)皿底部后停止分裂，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。如果想繼續(xù)培養(yǎng)則需要重新用胰蛋白酶處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。11．[2017·黑龍江大慶一中期末]鐮刀型細胞貧血癥是一種單基因遺傳病，患者的血紅蛋白分子β－肽鏈第6位氨基酸谷氨酸被纈氨酸代替，導致功能異常?；卮鹣铝袉栴}：(1)異常血紅蛋白的氨基酸序列改變的根本原因是編碼血紅蛋白基因的________________________