2024年高中生物新教材選擇性第3章重點(diǎn)突破練(三)2

重點(diǎn)突破練(三)題組一基因工程的工具1．1972年，伯格首先在體外進(jìn)行了DNA改造的研究，成功地構(gòu)建了第一個體外重組DNA分子。下列相關(guān)敘述正確的是()A．不同的DNA分子必須用同一種限制酶切割，才能產(chǎn)生相同的黏性末端B．DNA連接酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶都能催化形成磷酸二酯鍵C．當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時，產(chǎn)生的是平末端D．限制酶和DNA連接酶的作用部位不同答案B解析有些限制酶的識別序列不同，但可以產(chǎn)生相同的黏性末端，A錯誤；當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時，產(chǎn)生的是黏性末端，C錯誤；限制酶和DNA連接酶的作用部位相同，都是磷酸二酯鍵，D錯誤。2．(2023·云南昆明高二期末)限制酶a和b的識別序列與切割位點(diǎn)如圖所示。下列敘述正確的是()A．相同DNA分子被a酶切割的概率一般高于b酶B．a(chǎn)酶、b酶均能切割氫鍵和磷酸二酯鍵C．能被a酶識別并切割的序列也能被b酶切割D．基因工程中同時用a酶、b酶兩種酶切割質(zhì)粒能防止其自身環(huán)化答案A解析限制酶識別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大，故相同DNA分子被a酶切割的概率一般高于b酶，A正確；a酶與b酶切斷的化學(xué)鍵相同，都是磷酸二酯鍵，B錯誤；a酶的識別序列是－GATC－，b酶識別序列是－GGATCC－，能被b酶識別并切割的序列也能被a酶切割，但能被a酶識別并切割的序列不一定能被b酶切割，C錯誤；為防止限制酶切割后的質(zhì)粒自身環(huán)化，在基因工程中通常使用能切出不同黏性末端的兩種限制酶切割同一質(zhì)粒，而a酶、b酶切割產(chǎn)生相同的黏性末端，D錯誤。3．(2023·河北滄州高二期中)如圖是質(zhì)粒的示意圖，其中ori為復(fù)制原點(diǎn)，AmpR為氨芐青霉素抗性基因，TetR為四環(huán)素抗性基因，箭頭表示限制性內(nèi)切核酸酶的酶切位點(diǎn)。若要得到一個能在氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長而不能在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長的含重組質(zhì)粒的細(xì)胞，應(yīng)選擇合適的酶切位點(diǎn)是()答案B解析要得到一個能在氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長而不能在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長的含重組質(zhì)粒的細(xì)胞，應(yīng)選擇酶切位點(diǎn)位于四環(huán)素抗性基因內(nèi)部的限制酶，B正確。4．若要利用某目的基因(圖甲)和P1噬菌體載體(圖乙)構(gòu)建重組DNA(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)。下列分析正確的是()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噬菌體載體答案D解析解答本題的關(guān)鍵是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因和P1噬菌體載體，才能保證構(gòu)建的重組DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移動方向與圖丙相同。5．如圖是利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)疫苗的部分過程，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ為四種限制性內(nèi)切核酸酶。下列有關(guān)說法正確的是()A．圖示過程是基因工程的核心步驟，所需的限制性內(nèi)切核酸酶一般來自真核生物B．圖示中構(gòu)建基因表達(dá)載體時，需用到EcoRⅠ、SmaⅠ兩種限制性內(nèi)切核酸酶C．一種限制性內(nèi)切核酸酶只能識別一種特定的核糖核苷酸序列并在特定的位點(diǎn)切割D．卡那霉素抗性基因的存在有利于將含有抗原基因的細(xì)胞篩選出來答案D解析圖示表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，這是基因工程的核心步驟，所需的限制性內(nèi)切核酸酶一般來自原核生物，A錯誤；由于SmaⅠ的識別序列位于目的基因上，若使用該限制性內(nèi)切核酸酶，將破壞目的基因，所以此表達(dá)載體構(gòu)建時需要用到EcoRⅠ、PstⅠ限制性內(nèi)切核酸酶，B錯誤；限制性內(nèi)切核酸酶具有特異性，即一種限制性內(nèi)切核酸酶只能識別一種特定的脫氧核苷酸序列并在特定的位點(diǎn)切割，C錯誤；卡那霉素抗性基因作為標(biāo)記基因，主要作用是篩選含有目的基因的受體細(xì)胞，D正確。題組二基因工程的基本操作程序及應(yīng)用6．(2023·吉林通化高二期末)下列關(guān)于基因工程技術(shù)的敘述，正確的是()A．切割質(zhì)粒的限制酶均特異性地識別6個核苷酸序列B．PCR反應(yīng)中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應(yīng)C．載體質(zhì)粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標(biāo)記基因D．抗蟲基因即使成功地插入到植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達(dá)答案D解析大多數(shù)限制酶識別6個核苷酸序列，少數(shù)限制酶的識別序列由4個、8個或其他數(shù)量的核苷酸組成，A錯誤；PCR反應(yīng)中溫度的周期性改變是為了變性、復(fù)性、延伸，DNA聚合酶催化子鏈的延伸，B錯誤；載體質(zhì)粒通常采用抗生素抗性基因作為篩選標(biāo)記基因，C錯誤；抗蟲基因即使成功地插入到植物細(xì)胞染色體上也未必能正常表達(dá)，需要進(jìn)行檢測和鑒定，D正確。7．科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)Notch基因編碼一類高度保守的細(xì)胞表面受體，通過與其相應(yīng)的配體結(jié)合調(diào)控細(xì)胞增殖、分化和凋亡等。為了研究Notch基因表達(dá)產(chǎn)物的功能，科學(xué)家構(gòu)建含Notch基因的重組質(zhì)粒，并使其在大腸桿菌中表達(dá)。下列相關(guān)分析錯誤的是()A．表達(dá)是指在基因的指導(dǎo)下，經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯，產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)B．重組質(zhì)粒除含Notch基因外，還應(yīng)具備啟動子、終止子、標(biāo)記基因等C．可通過PCR技術(shù)檢測Notch基因是否被成功表達(dá)D．利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時，高溫代替了解旋酶的功能答案C解析判斷導(dǎo)入的基因是否成功表達(dá)，需要用抗原—抗體雜交技術(shù)，C錯誤；利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因時，利用高溫可使雙鏈DNA中的氫鍵斷裂，即可用高溫代替解旋酶的功能，D正確。8．(2023·四川內(nèi)江高二質(zhì)檢)實(shí)時熒光定量PCR可用于對樣品中特定DNA序列進(jìn)行定量分析。將熒光標(biāo)記的Taqman探針與待測樣本DNA混合，當(dāng)探針完整時，不產(chǎn)生熒光。在PCR過程中，與目的基因結(jié)合的探針被TaqDNA聚合酶水解，R與Q分離后，在特定光的激發(fā)下R發(fā)出熒光，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，熒光信號強(qiáng)度增加，通過實(shí)時檢測熒光信號強(qiáng)度，可得Ct值(達(dá)到熒光閾值所經(jīng)歷的循環(huán)次數(shù))。下列相關(guān)敘述正確的是()A．報告熒光基團(tuán)R連接在探針的3′端B．該反應(yīng)體系中并未加入ATP，所以新鏈的合成不需要消耗能量C．TaqDNA聚合酶在該反應(yīng)中的作用只有形成磷酸二酯鍵D．Ct值越小，說明樣品中特定DNA序列的含量越多答案D解析因?yàn)橐锏淖饔檬鞘筎aqDNA聚合酶從引物的3′端開始連接脫氧核苷酸，由題圖中引物1的方向可知，報告熒光基團(tuán)R連接在探針的5′端，A錯誤；新鏈的合成需要消耗能量，B錯誤；在該反應(yīng)中TaqDNA聚合酶有兩個作用，一是形成子鏈的磷酸二酯鍵，二是水解探針，破壞磷酸二酯鍵，C錯誤；Ct值越小，即達(dá)到熒光閾值所經(jīng)歷的循環(huán)次數(shù)越少，說明樣品中特定DNA序列的含量越多，D正確。9．人乳鐵蛋白是乳汁中主要的鐵結(jié)合蛋白，可提高人體吸收鐵的能力，增強(qiáng)免疫力。研究者通過生物工程技術(shù)制備山羊乳腺生物反應(yīng)器，過程如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．①過程構(gòu)建的表達(dá)載體含有組織特異性啟動子B．②過程通常在顯微鏡下進(jìn)行去核、注入等操作C．該過程培養(yǎng)的山羊所有組織細(xì)胞均能分泌人乳鐵蛋白D．該過程利用了轉(zhuǎn)基因、核移植和胚胎移植等工程技術(shù)答案C解析①過程構(gòu)建的表達(dá)載體含有組織特異性啟動子，即RNA聚合酶的結(jié)合部位，A正確；②過程為核移植，通常在顯微鏡下進(jìn)行去核、注入等操作，B正確；該過程培養(yǎng)的山羊只有乳腺細(xì)胞能分泌人乳鐵蛋白，C錯誤；據(jù)題圖分析可知，該過程利用了轉(zhuǎn)基因、核移植和胚胎移植等工程技術(shù)，D正確。10．人參是一種名貴藥材，具有良好的滋補(bǔ)作用，干擾素在慢性乙肝、丙肝及部分腫瘤的治療中有一定療效。如圖為科研人員制備能合成干擾素的人參愈傷組織細(xì)胞的流程。①～④表示相關(guān)的操作，EcoRⅠ、BamHⅠ為限制酶，它們的識別序列及切割位點(diǎn)如表所示。下列相關(guān)敘述不正確的是()A．過程①依據(jù)的是DNA半保留復(fù)制的原理B．在過程③中T－DNA整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上C．過程④可利用分子水平上的雜交進(jìn)行檢測和篩選D．兩種引物的一端分別加上了—GAATTC—和—GGATCC—序列，以方便剪切和連接答案B解析步驟①是采用PCR技術(shù)擴(kuò)增干擾素基因，該技術(shù)的原理是DNA半保留復(fù)制，A正確；過程③將重組質(zhì)粒導(dǎo)入根瘤農(nóng)桿菌，在根瘤農(nóng)桿菌侵染人參愈傷組織細(xì)胞時，T－DNA才整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上，B錯誤；由于需要用EcoRⅠ、BamHⅠ兩種限制酶切割目的基因和質(zhì)粒，因此科研人員還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，D正確。題組三蛋白質(zhì)工程11．下列有關(guān)蛋白質(zhì)工程的敘述，錯誤的是()A．收集大量的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的信息，以便分析結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系B．蛋白質(zhì)工程的基本途徑是從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)最終推測出脫氧核苷酸序列的過程C．T4溶菌酶中引入二硫鍵提高了它的熱穩(wěn)定性是蛋白質(zhì)工程的體現(xiàn)D．蛋白質(zhì)工程只能改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì)而不能制造新的蛋白質(zhì)答案D解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定蛋白質(zhì)功能的多樣性，在實(shí)施蛋白質(zhì)工程的準(zhǔn)備階段，收集大量的蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的信息，分析某一結(jié)構(gòu)與預(yù)期的蛋白質(zhì)功能之間的關(guān)系，從而據(jù)其構(gòu)建出某一段氨基酸序列，此氨基酸序列成為構(gòu)建脫氧核苷酸序列(即基因)的依據(jù)，A、B正確；T4溶菌酶是蛋白質(zhì)，對其改造屬于蛋白質(zhì)工程，C正確；在蛋白質(zhì)工程中，基因改造后可以表達(dá)出改造的蛋白質(zhì)，也可以制造出新的蛋白質(zhì)，D錯誤。12．(2023·江蘇鹽城高二期末)纖維素酶廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品發(fā)酵、造紙、廢水處理等領(lǐng)域。研究人員利用蛋白質(zhì)工程將細(xì)菌纖維素酶的第137、179、194位相應(yīng)氨基酸替換為賴氨酸后，纖維素酶熱穩(wěn)定性得到了提高。下列有關(guān)該技術(shù)的說法，錯誤的是()A．經(jīng)改造后的纖維素酶熱穩(wěn)定性提高這一性狀可遺傳B．對纖維素酶的改造是通過直接改造mRNA實(shí)現(xiàn)的C．改造纖維素酶也需要構(gòu)建基因表達(dá)載體D．改造后的纖維素酶和原纖維素酶不是同一種酶答案B解析蛋白質(zhì)工程通過基因改造或基因合成，然后進(jìn)行表達(dá)，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，改造后的性狀是可遺傳的，A正確；對纖維素酶的改造需要以基因工程為基礎(chǔ)，通過基因改造或基因合成，對纖維素酶完成改造，B錯誤。13．菊天牛是菊花的主要害蟲之一?？蒲腥藛T將抗蟲基因轉(zhuǎn)入菊花，培育出抗蟲菊花。如圖是獲得轉(zhuǎn)基因菊花的技術(shù)流程，請據(jù)圖回答下列問題：注：卡那霉素抗性基因(KanR)作為標(biāo)記基因，菊花葉片對卡那霉素高度敏感。(1)為了促進(jìn)農(nóng)桿菌吸收重組質(zhì)粒，可用__________處理農(nóng)桿菌，使其處于一種能吸收周圍環(huán)境中DNA分子的生理狀態(tài)。(2)將重組質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌的目的是利用農(nóng)桿菌能夠________________________________的特點(diǎn)，使目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞中，并插入到菊花細(xì)胞的________________上，最終形成轉(zhuǎn)基因植株。(3)將愈傷組織轉(zhuǎn)移到添加一定濃度植物激素和____________的培養(yǎng)基中，在適宜條件下進(jìn)行培養(yǎng)，篩選轉(zhuǎn)基因菊花。(4)用PCR方法檢測轉(zhuǎn)基因菊花是否含有目的基因時，需根據(jù)____________________的核苷酸序列設(shè)計(jì)特異引物，以____________________為模板進(jìn)行第一輪擴(kuò)增。(5)將轉(zhuǎn)基因菊花嫩莖及葉片與人工飼料以適當(dāng)比例混合后飼喂菊天牛2齡幼蟲，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表所示。組別死亡率(%)實(shí)驗(yàn)組轉(zhuǎn)基因植株160.00轉(zhuǎn)基因植株253.33對照組13.33①對照組應(yīng)飼喂等量的___________________________________________________________________________________________________________________________________________。②據(jù)表分析，________________________________差異顯著，說明轉(zhuǎn)基因菊花對菊天牛2齡幼蟲有較強(qiáng)的毒殺作用。答案(1)Ca2＋(2)侵染菊花(或植物)細(xì)胞，并將T－DNA轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞染色體DNA(3)卡那霉素(4)抗蟲基因(目的基因)轉(zhuǎn)基因菊花的DNA(5)①非轉(zhuǎn)基因菊花嫩莖及葉片與人工飼料混合物②實(shí)驗(yàn)組與對照組死亡率解析(2)根據(jù)農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒中的T－DNA可以整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上的特點(diǎn)，通常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。(3)基因表達(dá)載體的構(gòu)建中，需要標(biāo)記基因，根據(jù)題意可知，該標(biāo)記基因?yàn)榭敲顾乜剐曰?，因此需要在加入卡那霉素的培養(yǎng)基中選擇出成功轉(zhuǎn)入目的基因的菊花。(5)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循對照原則，因此對照組應(yīng)該加入非轉(zhuǎn)基因菊花嫩莖及葉片與人工飼料混合物；根據(jù)實(shí)驗(yàn)組比對照組的死亡率高，說明轉(zhuǎn)基因菊花對菊天牛2齡幼蟲有較強(qiáng)的毒殺作用。14．(2023·山西朔州高二期中)如圖1為胰島素基因結(jié)構(gòu)與引物位置示意圖，圖2為pBR322質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中EcoRⅠ、SmaⅠ、BamHⅠ和HindⅢ為限制酶，箭頭或線段所指位點(diǎn)為對應(yīng)酶切位點(diǎn)。研究人員欲用此質(zhì)粒構(gòu)建胰島素基因的表達(dá)載體，培養(yǎng)能產(chǎn)生人胰島素的大腸桿菌。請回答下列相關(guān)問題：(1)若要進(jìn)行胰島素基因的擴(kuò)增常采用__________技術(shù)。已知DNA新鏈的合成方向是5′→3′，若利用圖2中質(zhì)粒構(gòu)建基因表達(dá)載體，應(yīng)該選擇的引物為________________。(2)在構(gòu)建基因表達(dá)載體時，選擇________________作為分別切割質(zhì)粒和目的基因的限制酶，可提高目的基因和載體的正確連接效率，其原因是____________________________________________________________________________________________________________________。(3)成功構(gòu)建的基因表達(dá)載體含有人胰島素基因及其啟動子等，其中啟動子的作用是________________________________________________________________________________________，若利用酵母菌作為受體細(xì)胞生產(chǎn)胰島素，與大腸桿菌相比，利用酵母菌生產(chǎn)胰島素的優(yōu)_____________________________________________________________________________________。若要檢測導(dǎo)入酵母菌的胰島素基因是否成功轉(zhuǎn)錄，常用________技術(shù)。答案(1)PCR引物4、引物5(2)BamHⅠ和HindⅢ這兩種酶能切割質(zhì)粒和目的基因，且能得到不同的黏性末端，避免質(zhì)粒和目的基因自身環(huán)化及反向連接(3)提供RNA聚合酶特異性識別和結(jié)合的位點(diǎn)，驅(qū)動基因的轉(zhuǎn)錄酵母菌為真核細(xì)胞，含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，可對核糖體合成的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工PCR解析(1)PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))技術(shù)可以利用少量的DNA在短時間內(nèi)獲得大量的相同DNA。引物1～4的模板方向是5′→3′(從左到右)，由于DNA新鏈的合成方向是5′→3′，所以合成胰島素基因只能選擇引物3和引物4。同樣，對于引物5～8，只能選擇引物5和引物6才能合成胰島素基因。只有引物4和引物5擴(kuò)增出來的胰島素基因含有和圖2相同的兩種限制酶的識別位點(diǎn)，而引物3和引物6擴(kuò)增出來的基因片段不含有，因此