2024高考生物一輪復(fù)習(xí)課時檢測41基因工程含解析新人教版

基因工程一、對點練小題，落實主干學(xué)問1．如圖為DNA分子的某一片段，其中①②③分別表示某種酶的作用部位，則相應(yīng)的酶依次是()A．限制酶、解旋酶、DNA連接酶B．解旋酶、限制酶、DNA連接酶C．解旋酶、DNA連接酶、限制酶D．限制酶、DNA連接酶、解旋酶解析：選B①處為氫鍵，是解旋酶的作用部位；②處為磷酸二酯鍵，是限制酶的作用部位；③處為兩個DNA片段的缺口，是DNA連接酶的作用部位。2．如圖表示由不同的限制酶切割而成的DNA末端及相關(guān)的酶作用位點。下列敘述錯誤的是()A．甲、乙、丙都屬于黏性末端B．甲、乙片段可形成重組DNA分子，但甲、丙不能C．DNA連接酶的作用位點在乙圖中b處D．切割甲的限制酶不能識別由甲、乙片段形成的重組DNA分子解析：選C由圖可知，甲、乙、丙都屬于黏性末端，A正確；甲、乙的黏性末端相同，因此可在DNA連接酶的作用下形成重組DNA分子，但甲、丙的黏性末端不同，它們之間不能形成重組DNA分子，B正確；DNA連接酶將兩個DNA片段連接為一個DNA分子，作用部位是磷酸二酯鍵，C錯誤；切割甲的限制酶的識別序列為：GAATTC∥CTTAAG，而甲、乙片段形成的重組DNA分子序列為：GAATTG∥CTTAAC，因此切割甲的限制酶不能識別由甲、乙片段形成的重組DNA分子，D正確。3．下列關(guān)于目的基因的檢測與鑒定的敘述，錯誤的是()A．目的基因在真核細(xì)胞中能否穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是目的基因是否插入質(zhì)粒DNA中B．檢測受體細(xì)胞是否含有目的基因及其是否勝利轉(zhuǎn)錄可運用PCR等技術(shù)C．目的基因表達的鑒定通常是在個體水平上進行的D．如在受體細(xì)胞內(nèi)檢測到目的基因表達的蛋白質(zhì)，可確定目的基因上游含有啟動子解析：選A目的基因在真核細(xì)胞中穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是目的基因是否插入轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上，A錯誤；通過抗原抗體雜交可以檢測目的基因是否翻譯成了蛋白質(zhì)，檢測受體細(xì)胞是否含有目的基因及其是否勝利轉(zhuǎn)錄可運用PCR等技術(shù)，B正確；目的基因表達的鑒定通常是在個體水平上進行的，如抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等，C正確；如在受體細(xì)胞內(nèi)檢測到目的基因表達的蛋白質(zhì)，可確定目的基因上游含有啟動子，D正確。4．下列是“肝臟細(xì)胞DNA粗提取”試驗的兩個關(guān)鍵操作步驟，相關(guān)敘述錯誤的是()A．步驟1中，加入檸檬酸鈉緩沖液的目的是維持pH的穩(wěn)定B．步驟1中，冰浴處理的主要原理是低溫下DNA酶簡單變性C．步驟2中，異戊醇的作用可能是使與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)因變性而沉淀D．步驟2中，離心后應(yīng)取上清液，因為DNA在2mol/LNaCl溶液中溶解度比較大解析：選B步驟1中，加入檸檬酸鈉緩沖液的目的是維持pH的穩(wěn)定，A正確；低溫不會使酶變性失活，只能降低酶的活性，B錯誤；步驟2中，異戊醇的作用可能是使與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)因變性而沉淀，C正確；DNA在2mol/L的NaCl溶液中的溶解度比較大，因此加固體NaCl使溶液濃度達到2mol/L后再離心過濾取上清液，D正確。5．為了增加菊花花色類型，探討者從其他植物中克隆出花色基因C(圖1)，擬將其與質(zhì)粒(圖2)重組，再借助農(nóng)桿菌導(dǎo)入菊花中。下列操作與試驗?zāi)康牟环氖?)A．用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ和連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒B．用含C基因的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織，將C基因?qū)爰?xì)胞C．在培育基中添加卡那霉素，篩選被轉(zhuǎn)化的菊花細(xì)胞D．用分子雜交方法檢測C基因是否整合到菊花染色體上解析：選C目的基因C和質(zhì)粒都有可被EcoRⅠ切割的酶切位點，另外須要DNA連接酶將切好的目的基因和質(zhì)粒連接起來；愈傷組織全能性較高，是志向的植物受體細(xì)胞，將目的基因?qū)胫参锸荏w細(xì)胞的方法通常為農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；質(zhì)粒中含有潮霉素抗性基因，因此選擇培育基中應(yīng)當(dāng)加入潮霉素；運用分子雜交方法可檢測目的基因是否整合到受體染色體上。6．若要利用某目的基因(圖甲)和質(zhì)粒載體(圖乙)構(gòu)建重組DNA(圖丙)，限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點分別是BglⅡ(A↓GATCT)、EcoRⅠ(G↓AATTC)和Sau3AⅠ(↓GATC)。下列分析合理的是()A．用EcoRⅠ切割目的基因和質(zhì)粒載體B．用BglⅡ和EcoRⅠ切割目的基因和質(zhì)粒載體C．用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因和質(zhì)粒載體D．用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和質(zhì)粒載體解析：選D依據(jù)題意并分析圖示可知，只有EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和質(zhì)粒載體，在構(gòu)建的重組DNA中，RNA聚合酶在插入目的基因上的移動方向才與圖丙相同。二、系統(tǒng)練大題，強化科學(xué)思維7．科學(xué)家將擬南芥的抗寒基因(CBFl)，轉(zhuǎn)入香蕉以獲得抗寒的香蕉品種。如圖是某質(zhì)粒載體上的SacⅠ、XbaⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ四種限制酶的切割位點示意圖。據(jù)圖回答問題：(1)在該試驗中為構(gòu)建基因表達載體，用SacⅠ、XbaⅠ切下CBFl基因后，對質(zhì)粒載體進行切割的限制酶是________________，理由是________________________________________________________________________。(2)連接CBFl基因到該質(zhì)粒載體后，作為基因表達載體的組成還必需有__________________。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入香蕉細(xì)胞最常用的方法是__________________________。(3)為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有CBFl基因，可用含______________的培育基進行篩選。(4)科學(xué)家將生長健壯、苗齡一樣的轉(zhuǎn)基因香蕉(試驗組)與非轉(zhuǎn)基因香蕉(比照組)進行______________處理，鑒定兩組之間的抗寒性差異，假如__________________________________，則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質(zhì)品種。解析：(1)在基因工程中，用相同限制酶切割來源不同的DNA后，可產(chǎn)生相同的末端，所以和含目的基因的DNA一樣，質(zhì)粒也應(yīng)運用SacⅠ、XbaⅠ進行切割。(2)基因表達載體的組成包括啟動子、終止子、標(biāo)記基因、目的基因等。香蕉細(xì)胞是植物細(xì)胞，將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(3)據(jù)圖分析可知，質(zhì)粒上的標(biāo)記基因是氨芐青霉素抗性基因，所以為了鑒別受體細(xì)胞中是否含有CBFl基因，可用含氨芐青霉素的培育基進行篩選。(4)依據(jù)題干信息已知目的基因是抗寒基因，所以科學(xué)家將生長健壯、苗齡一樣的轉(zhuǎn)基因香蕉(試驗組)與非轉(zhuǎn)基因香蕉(比照組)進行低溫處理，鑒定兩組之間的抗寒性差異，假如試驗組的抗寒實力明顯高于比照組，則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質(zhì)品種。答案：(1)SacⅠ、XbaⅠ用相同限制酶切割來源不同的DNA后，可產(chǎn)生相同的末端(2)啟動子和終止子農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法(3)氨芐青霉素(4)低溫試驗組的抗寒實力明顯高于比照組8．某試驗小組利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育耐鹽水稻，如圖1表示含有耐鹽基因的外源DNA分子，圖2表示質(zhì)粒，其上含有BamHⅠ、SmaⅠ和HindⅢ三種限制酶的酶切位點。請回答下列問題：(1)分析上圖可知，欲構(gòu)建重組DNA分子，應(yīng)選用________________兩種限制酶切割質(zhì)粒和外源DNA分子，運用兩種不同的限制酶切割含目的基因的外源DNA和質(zhì)粒的優(yōu)點是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)題(1)中不運用另外一種限制酶切割的緣由是__________________，題(1)中構(gòu)建勝利的重組質(zhì)粒若用該酶切割能產(chǎn)生________種不同的DNA片段。(3)質(zhì)粒中抗性基因的作用是__________________。勝利導(dǎo)入了目的基因的受體細(xì)胞(受體細(xì)胞本身不含四環(huán)素抗性基因和氨芐青霉素抗性基因)，不能在含______(填“氨芐青霉素”或“四環(huán)素”)的培育基中進行培育。(4)從個體水平上鑒定耐鹽基因是否勝利表達的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)外源DNA和質(zhì)粒上都含有限制酶BamHⅠ、HindⅢ和SmaⅠ的識別序列和切割位點，但限制酶SmaⅠ的識別序列位于目的基因中，因此構(gòu)建基因表達載體時，應(yīng)當(dāng)選用限制酶BamHⅠ和HindⅢ切割質(zhì)粒和外源DNA分子；運用兩種不同的限制酶切割含目的基因的外源DNA和質(zhì)?？煞乐官|(zhì)粒和目的基因的自身環(huán)化及質(zhì)粒與目的基因的反向連接。(2)構(gòu)建勝利的重組質(zhì)粒含有3個限制酶SmaⅠ的識別序列和切割位點，因此若用該酶切割構(gòu)建勝利的重組質(zhì)粒能產(chǎn)生3種不同的DNA片段。(3)質(zhì)粒中抗性基因的作用是篩選和鑒定目的基因；構(gòu)建基因表達載體時，四環(huán)素抗性基因被破壞，但氨芐青霉素抗性基因沒有被破壞，因此勝利導(dǎo)入了目的基因的受體細(xì)胞(受體細(xì)胞本身不含四環(huán)素抗性基因和氨芐青霉素抗性基因)，不能在含四環(huán)素的培育基中進行培育。(4)從個體水平上鑒定耐鹽基因是否勝利表達的方法是將轉(zhuǎn)基因水稻置于鹽堿地中培育(或用肯定濃度的鹽水澆灌轉(zhuǎn)基因水稻)，視察其能否正常生長。答案：(1)BamHⅠ和HindⅢ防止質(zhì)粒和目的基因的自身環(huán)化及質(zhì)粒與目的基因的反向連接(2)SmaⅠ會破壞目的基因3(3)篩選和鑒定目的基因四環(huán)素(4)將轉(zhuǎn)基因水稻置于鹽堿地中培育(或用肯定濃度的鹽水澆灌轉(zhuǎn)基因水稻)，視察其能否正常生長9．科學(xué)家通過利用PCR定點突變技術(shù)改造Rubisco酶基因，提高了光合作用過程中Rubisco酶基因?qū)O2的親和力，從而顯著提高了植物的光合速率。請回答下列問題：(1)PCR過程所依據(jù)的原理是______________，該過程須要加入的酶是________________。利用PCR技術(shù)擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便依據(jù)這一序列合成________。(2)該技術(shù)不干脆改造Rubisco酶，而是通過Rubisco酶基因進行改造，從而實現(xiàn)對Rubisco酶的改造，其緣由是______________________________。和傳統(tǒng)基因工程技術(shù)相比較，定點突變最突出的優(yōu)點是獲得的產(chǎn)物一般是自然界中________(填“存在的”或“不存在的”)，PCR定點突變技術(shù)屬于________工程的范疇。解析：(1)PCR過程所依據(jù)的原理是DNA雙鏈復(fù)制，該過程須要加入的酶是耐高溫的DNA聚合酶。利用PCR技術(shù)擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便依據(jù)這一序列合成引物。(2)該技術(shù)不干脆改造Rubisco酶，而是通過對Rubisco酶基因進行改造，從而實現(xiàn)對Rubisco酶的改造，其緣由是蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)較為困難，改造困難。和傳統(tǒng)基因工程技術(shù)相比較，定點突變最突出的優(yōu)點是獲得的產(chǎn)物一般是自然界中不存在的，PCR定點突變技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。答案：(1)DNA雙鏈復(fù)制耐高溫的DNA聚合酶(或Taq酶)引物(2)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)較為困難，改造困難不存在的蛋白質(zhì)10．回答與利用生物技術(shù)培育抗病品種有關(guān)的問題：(1)通過抗病性強的植株獲得抗病目的基因有多種方法?，F(xiàn)已獲得純度高的抗病蛋白(可作為抗原)，可通過______________技術(shù)獲得特異性探針，并將________中全部基因進行表達，然后利用該探針，找出能與探針特異性結(jié)合的表達產(chǎn)物，進而獲得與之對應(yīng)的目的基因。(2)將上述抗病基因通過轉(zhuǎn)基因的方法導(dǎo)入植物的分生組織可獲得抗病性強的植株。若在試管苗期間用分子水平方法推斷抗病基因是否表達，應(yīng)檢測________(A.質(zhì)粒載體B．轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物C．抗性基因D．病原微生物)。(3)植物細(xì)胞在培育過程中往往會發(fā)生________，可利用這一特性篩選抗致病真菌實力強的細(xì)胞。篩選時在培育基中加入________________，并將存活的細(xì)胞進一步培育至再生植株。若利用________培育建立的細(xì)胞系用于篩選，則可快速獲得穩(wěn)定遺傳的抗病植株。(4)用抗病品種與高產(chǎn)品種進行雜交育種過程中，有時會遇到因胚發(fā)育中止而得不到可育種子的狀況。若要使該胚接著發(fā)育獲得植株，可采納的方法是__________________。解析：(1)該特異性探針作用的對象是蛋白質(zhì)類抗原，所以該探針是抗體，可通過單克隆抗體技術(shù)獲得特異性探針。用基因文庫篩選某種目的基因的操作過程可以是先將基因文庫中全部基因進行表達，然后利用該探針，找出能與探針特異性結(jié)合的表達產(chǎn)物，進而獲得與之對應(yīng)的目的基因。(2)用分子水平方法推斷抗病基因是否表達，應(yīng)檢測轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。(3)植物細(xì)胞在培育過程中往往會發(fā)生變異，篩選抗致病真菌實力強的細(xì)胞時可在培育基中加入高濃度致病真菌，并將存活的細(xì)胞進一步培育至再生植株。若要快速獲得穩(wěn)定遺傳的抗病植株，可用花粉離體培育建立的細(xì)胞系用于篩選。(4)若要使該胚接著發(fā)育獲得植株，可采納的方法是胚的離體培育。答案：(1)單克隆抗體基因文庫(2)B(3)變異高濃度致病真菌花粉離體(4)胚的離體培育11．(2024年1月新高考8省聯(lián)考·湖北卷)某試驗室需構(gòu)建含增加型綠色熒光蛋白(eGFP)基因的表達載體用于科學(xué)探討。相關(guān)資料如下：(1)雙鏈DNA的每一條鏈有兩個末端，分別是5′端和3′端，從左到右的5′—3′DNA鏈?zhǔn)蔷幋a鏈，從左到右的3′—5′DNA鏈?zhǔn)悄０彐湣?2)增加型綠色熒光蛋白(eGFP)在自然光下顯示綠色，已知該基因的DNA編碼序列如下：5′ATGGTGAGC……AAGTAA3′。(3)質(zhì)粒載體中含有EcoRⅠ、HindⅢ、BamHⅠ、XbaⅠ和NotⅠ等酶的酶切位點(這些酶各自的識別序列不同)，如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：①增加型綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)錄的mRNA堿基序列為________________________________________________________________________。②通過PCR方法獲得eGFP目的片段，首先須要設(shè)計________(填“一對”或“一個”)引物，在體外選擇性擴增eGFP目的片段，PCR反應(yīng)一般由95℃熱變性、55～60℃引物和模板配對、72℃延長三個步驟，經(jīng)過多次循環(huán)完成。延長階段選用72℃是綜合考慮了兩個因素，這兩個因素是________________和________________。③eGFP的PCR產(chǎn)物兩端分別含有BamHⅠ和NotⅠ的酶切位點，構(gòu)建重組表達載體時，用這兩種酶酶切PCR產(chǎn)物和質(zhì)粒載體。與單一酶酶切相比，該試驗采納的雙酶切方法的優(yōu)點是__________________________(答一點即可)。④將所構(gòu)建的表達載體轉(zhuǎn)入大腸桿菌，涂布含有卡那霉素的平板，若表達載體構(gòu)建勝利，可視察到多個________單菌落。解析：①增加型綠色熒光蛋白(eGFP)的編碼序列為5′ATGGTGAGC……AAGTAA3′，則模板鏈序列(3′—5′DNA鏈)應(yīng)為與之互補的另一條DNA鏈，故轉(zhuǎn)錄的mRNA堿基序列為5′AUGGUGAGC……AAGUAA3′。②通過PCR方法獲得eGFP目的片段，須要兩種引物分別與兩條模板鏈結(jié)合，因此首先須要設(shè)計一對引物。延長階段選用72℃是綜合考慮了兩個因素，一是防止DNA變性，二是保持Taq酶所需溫度條件。③與單一酶酶切相比，采納的雙酶切方法可以形成不同的黏性末端，防止目的基因與質(zhì)粒隨意連接。④將所構(gòu)建的表達載體轉(zhuǎn)入大腸桿菌，涂布含有卡那霉素的平板，若表達載體構(gòu)建勝利，能表達出抗卡那霉素的物質(zhì)和綠色熒光，含有重組質(zhì)粒的大腸桿菌能在該培育基上生存，因此可視察到多個含有綠色熒光的大腸桿菌單菌落。答案：(1)5′AUGGUGAGC……AAGUAA3′(2)一對防止DNA變性保持Taq酶所需溫度條件(3)防止目的基因與質(zhì)粒隨意連接(4)綠色熒光12．探針是指以放射性同位素、生物素或熒光染料等進行標(biāo)記的已知核苷酸序列的核酸片段，可用于核酸分子雜交以檢測目標(biāo)核苷酸序列是否存在。圖1是某試驗小組制備的兩種探針，圖2是探針與目的基因雜交的示意圖。請回答下列有關(guān)問題：(1)核酸探針與目標(biāo)核苷酸序列間的分子雜交遵循__________________。設(shè)計核苷酸序列是核酸探針技術(shù)關(guān)鍵步驟之一，圖1所示的兩種核酸探針(探針2只標(biāo)注了部分堿基序列)都不合理，緣由是探針1______________________，導(dǎo)致特異性差；而探針2_____