2025版高考生物一輪復習微專題小練習專練103基因工程

專練103基因工程1．[2024·山東卷]關于“DNA的粗提取與鑒定”實驗，下列說法正確的是()A．整個提取過程中可以不使用離心機B．研磨液在4℃冰箱中放置幾分鐘后，應充分搖勻再倒入燒杯中C．鑒定過程中DNA雙螺旋結構不發(fā)生改變D．僅設置一個對照組不能排除二苯胺加熱后可能變藍的干擾答案：A解析：研磨后，可以將研磨液過濾到燒杯中，在4℃冰箱中放置幾分鐘后，再取上清液，可以不使用離心機，A正確，B錯誤。鑒定過程中的沸水浴加熱可使DNA雙螺旋結構發(fā)生改變，C錯誤。該實驗中，為排除二苯胺加熱后可能變藍對實驗結果造成干擾，可設置加二苯胺不加DNA的對照組，D錯誤。2．[2023·新課標卷]某同學擬用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA連接酶為工具，將目的基因(兩端含相應限制酶的識別序列和切割位點)和質(zhì)粒進行切割、連接，以構建重組表達載體。限制酶的切割位點如圖所示。下列重組表達載體構建方案合理且效率最高的是()A．質(zhì)粒和目的基因都用酶3切割，用E.coliDNA連接酶連接B．質(zhì)粒用酶3切割、目的基因用酶1切割，用T4DNA連接酶連接C．質(zhì)粒和目的基因都用酶1和酶2切割，用T4DNA連接酶連接D．質(zhì)粒和目的基因都用酶2和酶4切割，用E.coliDNA連接酶連接答案：C解析：只用一種限制酶切割質(zhì)粒和目的基因，會使質(zhì)粒和目的基因發(fā)生自身環(huán)化或者使目的基因在質(zhì)粒中反向連接，A錯誤；用酶1切割目的基因，產(chǎn)生的是黏性末端，用酶3切割質(zhì)粒，產(chǎn)生的是平末端，無法連接，B錯誤；質(zhì)粒和目的基因都用酶1和酶2切割后，可使用T4DNA連接酶連接，使目的基因定向插到質(zhì)粒中，C正確；酶2和酶4切割后產(chǎn)生的黏性末端相同，易導致目的基因和質(zhì)粒自身環(huán)化或者使目的基因在質(zhì)粒中反向連接，并且用酶4切割會破壞標記基因，D錯誤。3.[2023·浙江6月]某研究小組利用轉基因技術，將綠色熒光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端，如圖甲所示。實驗得到能正常表達兩種蛋白質(zhì)的雜合子雌雄小鼠各1只，交配以期獲得Gata3－GFP基因純合子小鼠。為了鑒定交配獲得的4只新生小鼠的基因型，設計了引物1和引物2用于PCR擴增，PCR產(chǎn)物電泳結果如圖乙所示。下列敘述正確的是()A．Gata3基因的啟動子無法控制GFP基因表達B．翻譯時先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白C．2號條帶的小鼠是野生型，4號條帶的小鼠是Gata3－GFP基因純合子D．若用引物1和引物3進行PCR，能更好地區(qū)分雜合子和純合子答案：B解析：分析題圖可知，啟動子在左側，GFP基因整合Gata3基因的右側，啟動子啟動轉錄后，可以使GFP基因轉錄，Gata3基因的啟動子能控制GFP基因的表達，A錯誤；因啟動子在左側，轉錄的方向向右，合成的mRNA從左向右為5′→3′，剛好是翻譯的方向，所以翻譯時先合成Gata3蛋白，再合成GFP蛋白，B正確；整合GFP基因后，核酸片段變長，2號個體只有大片段，所以是Gata3－GFP基因純合子，4號個體只有小片段，是野生型，C錯誤；若用引物1和引物3進行PCR，雜合子和Gata3－GFP基因純合子均能擴出條帶，僅有Gata3基因時無法擴出條帶，不利于區(qū)分雜合子和純合子，D錯誤。4．[2024·吉林卷]關于采用瓊脂糖凝膠電泳鑒定PCR產(chǎn)物的實驗，下列敘述正確的是()A．瓊脂糖凝膠濃度的選擇需考慮待分離DNA片段的大小B．凝膠載樣緩沖液中指示劑的作用是指示DNA分子的具體位置C．在同一電場作用下，DNA片段越長，向負極遷移速率越快D．瓊脂糖凝膠中的DNA分子可在紫光燈下被檢測出來答案：A解析：應根據(jù)待分離DNA片段的大小，用電泳緩沖液配制瓊脂糖溶液，一般配制質(zhì)量體積比為0.8%～1.2%的瓊脂糖溶液，A正確；凝膠載樣緩沖液中指示劑的作用是指示電泳的進度，而不是指示DNA分子的具體位置，B錯誤；在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構象等有關，在同一電場作用下，DNA片段(帶負電)越長，DNA向正極遷移的速率越慢，C錯誤；凝膠中的DNA分子通過染色，可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來，D錯誤。5．下列關于DNA的提取和DNA片段的擴增及電泳鑒定的敘述，正確的是()A．利用DNA和蛋白質(zhì)在冷酒精中溶解性的差異可以初步分離DNA與蛋白質(zhì)B．在提取白色絲狀物時雙向攪拌比單向攪拌更有利于獲得結構完整的DNAC．PCR實驗中使用的微量離心管、槍頭、蒸餾水和移液器等在使用前都必須進行濕熱滅菌處理D．電泳鑒定DNA利用了DNA在電場中會向著它所帶電荷相同的電極移動的原理答案：A解析：DNA不溶于酒精溶液，但細胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精，可利用這個特性將DNA與蛋白質(zhì)分離，A正確；在提取白色絲狀物時用玻璃棒輕輕單向攪拌更有利于獲得結構完整的DNA，B錯誤；PCR實驗中使用的微量離心管、槍頭、蒸餾水在使用前都必須進行濕熱滅菌處理，移液器不需要進行濕熱滅菌處理，C錯誤；電泳鑒定DNA利用了DNA在電場中會向著它所帶電荷相反的電極移動的原理，D錯誤。6．[2023·全國乙卷]GFP是水母體內(nèi)存在的能發(fā)綠色熒光的一種蛋白?？蒲腥藛T以GFP基因為材料，利用基因工程技術獲得了能發(fā)其他顏色熒光的蛋白。豐富了熒光蛋白的顏色種類?；卮鹣铝袉栴}。(1)構建突變基因文庫?？蒲腥藛T將GFP基因的不同突變基因分別插入載體，并轉入大腸桿菌制備出GFP基因的突變基因文庫。通常，基因文庫是指________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)構建目的基因表達載體。科研人員從構建的GFP突變基因文庫中提取目的基因(均為突變基因)構建表達載體，其模式圖如下所示(箭頭為GFP突變基因的轉錄方向)。圖中①為________；②為________，其作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；圖中氨芐青霉素抗性基因是一種標記基因，其作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)目的基因的表達?？蒲腥藛T將構建好的表達載體導入大腸桿菌中進行表達，發(fā)現(xiàn)大腸桿菌有的發(fā)綠色熒光，有的發(fā)黃色熒光，有的不發(fā)熒光。請從密碼子特點的角度分析，發(fā)綠色熒光的可能原因是________________(答出1點即可)。(4)新蛋白與突變基因的關聯(lián)性分析。將上述發(fā)黃色熒光的大腸桿菌分離純化后，對其所含的GFP突變基因進行測序，發(fā)現(xiàn)其堿基序列與GFP基因的不同，將該GFP突變基因命名為YFP基因(黃色熒光蛋白基因)。若要通過基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細胞中表達，實驗思路是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因(2)終止子啟動子RNA聚合酶識別和結合的部位，驅(qū)動基因轉錄鑒別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(3)密碼子具有簡并性(4)選擇合適的運載體，利用合適的限制酶和DNA連接酶將YFP基因和運載體連接起來，構建基因表達載體，之后將基因表達載體導入酵母菌，檢測其是否會發(fā)黃色熒光解析：(1)將含有某種生物不同基因的許多DNA片段，導入受體菌的群體中儲存，各個受體菌分別含有這種生物的不同的基因，稱為基因文庫。(2)一個基因表達載體的組成，除了目的基因外，還必須有啟動子、終止子以及標記基因等，且基因的轉錄方向為從啟動子到終止子，故圖中①為終止子，②為啟動子，啟動子是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結合的部位，有了它才能驅(qū)動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需要的蛋白質(zhì)。標記基因的作用是為了鑒別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，如抗生素基因就可以作為這種基因。(3)正常情況下，GFP突變基因應該不發(fā)綠色熒光，而大腸桿菌有的發(fā)綠色熒光，從密碼子特點的角度分析，原因是密碼子具有簡并性，即一種氨基酸可能由一個或多個密碼子決定。(4)基因工程研究中常用的真核表達系統(tǒng)有酵母表達系統(tǒng)、昆蟲細胞表達系統(tǒng)和哺乳動物細胞表達系統(tǒng)。要通過基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細胞中表達，可將構建好的表達載體(含有目的基因YFP)導入酵母菌中進行表達，如果酵母菌發(fā)出黃色熒光，說明YFP基因能在真核細胞中表達，反之則不能在真核細胞中表達。7．[2023·全國甲卷]接種疫苗是預防傳染病的一項重要措施，乙肝疫苗的使用可有效阻止乙肝病毒的傳播，降低乙型肝炎發(fā)病率。乙肝病毒是一種DNA病毒。重組乙肝疫苗的主要成分是利用基因工程技術獲得的乙肝病毒表面抗原(一種病毒蛋白)。回答下列問題。(1)接種上述重組乙肝疫苗不會在人體中產(chǎn)生乙肝病毒，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)制備重組乙肝疫苗時，需要利用重組表達載體將乙肝病毒表面抗原基因(目的基因)導入酵母細胞中表達。重組表達載體中通常含有抗生素抗性基因，抗生素抗性基因的作用是________。能識別載體中的啟動子并驅(qū)動目的基因轉錄的酶是________________________________________________________________________。(3)目的基因?qū)虢湍讣毎?，若要檢測目的基因是否插入染色體中，需要從酵母細胞中提取________進行DNA分子雜交，DNA分子雜交時應使用的探針是________________________________________________________________________。(4)若要通過實驗檢測目的基因在酵母細胞中是否表達出目的蛋白，請簡要寫出實驗思路。________________________________________________________________________。答案：(1)重組乙肝疫苗成分為蛋白質(zhì)，無法獨立在宿主體內(nèi)增殖(2)篩選RNA聚合酶(3)基因組DNA被標記的目的基因的單鏈DNA片段(4)從轉基因酵母菌中提取蛋白質(zhì)，用相應的抗體進行抗原—抗體雜交，觀察是否有雜交帶出現(xiàn)解析：(1)重組乙肝疫苗的成分是乙肝病毒表面的一種病毒蛋白。蛋白質(zhì)注入人體后，無法完成病毒遺傳物質(zhì)的復制與蛋白質(zhì)的合成，無法獨立增殖。(2)抗生素抗性基因作為標記基因，用于轉化細胞的篩選。RNA聚合酶能識別啟動子并驅(qū)動目的基因轉錄。(3)目的基因?qū)虢湍讣毎?，若要檢測目的基因是否插入染色體中，可采用DNA分子雜交技術，即將酵母細胞中的基因組DNA提取出來，在含有乙肝病毒表面抗原基因的DNA片段上用放射性同位素等作標記，以此作為探針，使探針與基因組DNA雜交，如果顯示出雜交帶，就表明目的基因已插入染色體DNA中。(4)若要通過實驗檢測目的基因在酵母細胞中是否表達出目的蛋白，應從轉基因生物中提取蛋白質(zhì)，用相應的抗體進行抗原—抗體雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，表明目的基因已形成蛋白質(zhì)產(chǎn)品。8．水蛭是我國的傳統(tǒng)中藥材，主要藥理成分水蛭素為水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。擬通過蛋白質(zhì)工程改造水蛭素結構，提高其抗凝血活性。回答下列問題：(1)蛋白質(zhì)工程流程如圖所示，物質(zhì)a是________________，物質(zhì)b是________。在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)b可能不同，合成的蛋白質(zhì)空間構象卻相同，原因是________________。(2)蛋白質(zhì)工程是基因工程的延伸，基因工程中獲取目的基因的常用方法有____________、________________和利用PCR技術擴增。PCR技術遵循的基本原理是______________________________________。(3)將提取的水蛭蛋白經(jīng)甲、乙兩種蛋白酶水解后，分析水解產(chǎn)物中的肽含量及其抗凝血活性，結果如圖所示。推測兩種處理后酶解產(chǎn)物的抗凝血活性差異主要與肽的________(填“種類”或“含量”)有關，導致其活性不同的原因是________________________________________________________________________。(4)若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異，簡要寫出實驗設計思路______________________________________________。答案：(1)氨基酸序列多肽鏈mRNA密碼子的簡并性(2)從基因文庫中獲取目的基因通過DNA合成儀用化學方法直接人工合成DNA雙鏈復制(3)種類提取的水蛭蛋白的酶解時間和處理的酶的種類不同，導致水蛭蛋白空間結構有不同程度破壞(4)取3支試管，分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一種