【創(chuàng)新方案】2022年高中生物人教版選修三教師用書(shū)-階段質(zhì)量檢測(cè)1-專(zhuān)題1-基因工程

一、選擇題(每小題3分，共45分)1．(浙江高考)將ada(腺苷酸脫氨酶基因)通過(guò)質(zhì)粒pET28b導(dǎo)入大腸桿菌并成功表達(dá)腺苷酸脫氨酶。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．每個(gè)大腸桿菌細(xì)胞至少含一個(gè)重組質(zhì)粒B．每個(gè)重組質(zhì)粒至少含一個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)C．每個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)至少插入一個(gè)adaD．每個(gè)插入的ada至少表達(dá)一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子解析：選C受體大腸桿菌成功表達(dá)腺苷酸脫氨酶，說(shuō)明每個(gè)大腸桿菌細(xì)胞至少含有一個(gè)重組質(zhì)粒，且每個(gè)ada至少指導(dǎo)合成一個(gè)腺苷酸脫氨酶分子。重組質(zhì)粒的形成需先用限制性核酸內(nèi)切酶切割目的基因和質(zhì)粒形成相同的黏性末端，再在DNA連接酶的作用下連接起來(lái)，連接起來(lái)的序列中會(huì)含有限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)。不同的限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)不同，不是每個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶的識(shí)別位點(diǎn)都能插入ada。2．與“限制性核酸內(nèi)切酶”作用部位完全相同的酶是()A．逆轉(zhuǎn)錄酶B．RNA聚合酶C．DNA連接酶D．解旋酶解析：選C限制性核酸內(nèi)切酶作用部位是DNA特定部位的兩個(gè)脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵，并將其斷開(kāi)；DNA連接酶的作用是恢復(fù)被限制性核酸內(nèi)切酶斷開(kāi)的磷酸二酯鍵，將兩條DNA鏈連接起來(lái)，故二者作用部位相同。3．蛋白質(zhì)工程的基本流程是()①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)②DNA合成③預(yù)期蛋白質(zhì)功能④依據(jù)氨基酸序列推出脫氧核苷酸序列A．①→②→③→④B．④→②→①→③C．③→①→④→②D．③→④→①→②解析：選C蛋白質(zhì)工程的原理是中心法則的逆推。它的基本途徑是：預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推想應(yīng)有的氨基酸序列→找到相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列→合成DNA。4．下列有關(guān)基因工程的敘述，正確的是()A．限制酶只在獵取目的基因時(shí)才用B．重組質(zhì)粒的形成是在細(xì)胞內(nèi)完成的C．只要目的基因進(jìn)入細(xì)胞就能成功實(shí)現(xiàn)表達(dá)D．蛋白質(zhì)的氨基酸排列挨次可能為合成目的基因供應(yīng)線索解析：選D在基因工程中，不僅要用限制酶切割目的基因，還要用同一種限制酶在質(zhì)粒上切割出一個(gè)切口，使目的基因與質(zhì)粒切口的黏性末端能進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對(duì)；重組質(zhì)粒是在細(xì)胞外進(jìn)行的；目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞但不肯定能成功表達(dá)；在人工合成目的基因的方法中，有一種方法是依據(jù)已知蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推想出相應(yīng)的mRNA序列，然后依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推想出它的結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列，最終通過(guò)化學(xué)方法，以脫氧核苷酸為原料合成目的基因。5．金茶花是中國(guó)特有的觀賞品種，但易得枯萎病。科學(xué)家在某種植物中找到了抗枯萎病的基因，通過(guò)如圖所示的方法培育出了抗枯萎病的金茶花新品種。相關(guān)敘述正確的是()A．圖中①②在基因工程中依次叫做基因表達(dá)載體、目的基因B．形成③的操作中使用的酶有限制酶、DNA聚合酶和DNA連接酶C．由④培育至⑤過(guò)程中，體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性D．在⑤幼苗中檢測(cè)到抗枯萎病基因標(biāo)志著成功培育新品種解析：選C圖中①②分別是質(zhì)粒、目的基因，A錯(cuò)誤；形成③的操作中使用的酶有限制酶、DNA連接酶，沒(méi)有DNA聚合酶，B錯(cuò)誤；由④培育至⑤過(guò)程中，重組后的金茶花細(xì)胞發(fā)育為一個(gè)完整的植株，體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性，C正確；在⑤幼苗中檢測(cè)到抗枯萎病基因只能說(shuō)明其含有重組DNA，若要證明成功培育出新品種，必需檢測(cè)到目的基因表達(dá)的產(chǎn)物，D錯(cuò)誤。6．(廣東高考)從某海洋動(dòng)物中獲得一基因，其表達(dá)產(chǎn)物為一種抗菌性和溶血性均較強(qiáng)的多肽P1。目前在P1的基礎(chǔ)上研發(fā)抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽藥物，首先要做的是()A．合成編碼目的肽的DNA片段B．構(gòu)建含目的肽DNA片段的表達(dá)載體C．依據(jù)P1氨基酸序列設(shè)計(jì)多條模擬肽D．篩選出具有優(yōu)良活性的模擬肽作為目的肽解析：選C該基因的表達(dá)產(chǎn)物多肽P1的抗菌性和溶血性均很強(qiáng)，要研發(fā)出抗菌性強(qiáng)但溶血性弱的多肽藥物，首先應(yīng)依據(jù)P1的氨基酸序列設(shè)計(jì)模擬肽，再構(gòu)建相應(yīng)的DNA片段。7．如圖為DNA分子在不同酶的作用下所發(fā)生的變化，圖中依次表示限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶、解旋酶作用的正確挨次是()A．①②③④B．①②④③C．①④②③D．①④③②解析：選C限制性核酸內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶三者均作用于磷酸二酯鍵處，限制性核酸內(nèi)切酶使該鍵斷開(kāi)；DNA聚合酶連接的是單個(gè)脫氧核苷酸；DNA連接酶作用于DNA片段；解旋酶作用于氫鍵，使DNA雙鏈打開(kāi)，形成DNA單鏈。8．甲、乙兩圖表示從細(xì)菌細(xì)胞中獵取目的基因的兩種方法，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．甲方法可建立該細(xì)菌的基因組文庫(kù)B．乙方法可建立該細(xì)菌的cDNA文庫(kù)C．甲方法要以脫氧核苷酸為原料D．乙方法需要逆轉(zhuǎn)錄酶參與解析：選C甲方法是以細(xì)菌中的DNA為基礎(chǔ)，用限制酶進(jìn)行切割，它包括了細(xì)胞全部的基因，可以建立基因組文庫(kù)，并且可以從中選出所需的目的基因，而乙方法是用逆轉(zhuǎn)錄的方法人工合成目的基因，它只能得到生物的部分基因，基因中只有編碼區(qū)，所以組成的是該細(xì)菌的cDNA文庫(kù)。9．目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過(guò)鑒定和檢測(cè)才能知道。下列屬于目的基因檢測(cè)和鑒定的是()①檢測(cè)受體細(xì)胞是否有目的基因②檢測(cè)受體細(xì)胞是否有致病基因③檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA④檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④解析：選C目的基因的檢測(cè)包括：檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是用DNA探針與基因組DNA雜交；檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，方法是用基因探針與mRNA雜交；檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是進(jìn)行抗原—抗體雜交。10．科學(xué)家為提高玉米中的賴氨酸含量，方案將天冬氨酸激酶的第352位的蘇氨酸變成異亮氨酸，將二氫吡啶二羧酸合成酶的第104位的氨基酸由天冬氨酸變成異亮氨酸，就可以使玉米葉片和種子中的游離賴氨酸含量分別提高5倍和2倍。下列對(duì)蛋白質(zhì)的改造，操作正確的是()A．直接通過(guò)分子水平改造蛋白質(zhì)B．直接改造相應(yīng)的mRNAC．對(duì)相應(yīng)的基因進(jìn)行操作D．重新合成新的基因解析：選C蛋白質(zhì)工程的目的是對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，從而使蛋白質(zhì)功能可以滿足人們的需求。而蛋白質(zhì)是由基因把握合成的，對(duì)基因進(jìn)行操作要簡(jiǎn)潔得多。另外，改造后的基因可以遺傳，如對(duì)蛋白質(zhì)直接改造，即使成功也不能遺傳。11．轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物品種改良方面應(yīng)用廣泛，其中一項(xiàng)基因工程就是改造CO2固定酶。其目的是()A．提高光合作用效率B．延長(zhǎng)果實(shí)的貯存期C．培育新作物品種D．提高植物的抗性解析：選A光合作用是植物利用光能將CO2和H2O合成可以貯存能量的有機(jī)物。改造CO2固定酶，其目的是為了提高光合作用效率。12．科學(xué)家已能運(yùn)用基因工程技術(shù)，讓羊的乳腺合成并分泌人體某些種類(lèi)的抗體，以下敘述不正確的是()A．該技術(shù)可導(dǎo)致定向變異B．表達(dá)載體中需加入乳腺蛋白的特異性啟動(dòng)子C．目的基因是抗原合成基因D．受精卵是抱負(fù)的受體細(xì)胞解析：選C目的基因應(yīng)當(dāng)是把握合成相應(yīng)抗體的基因，不是抗原合成基因。13．目前醫(yī)學(xué)上，蛋白質(zhì)工程藥物正逐步取代第一代基因工程多肽蛋白質(zhì)類(lèi)替代治療劑，則基因工程藥物與蛋白質(zhì)工程藥物的區(qū)分是()A．都與自然?產(chǎn)物完全相同B．都與自然?產(chǎn)物不相同C．基因工程藥物與自然?產(chǎn)物完全相同，蛋白質(zhì)工程藥物與自然?產(chǎn)物不相同D．基因工程藥物與自然?產(chǎn)物不相同，蛋白質(zhì)工程藥物與自然?產(chǎn)物完全相同解析：選C基因工程合成的是自然界已存在的蛋白質(zhì)，與相應(yīng)自然?產(chǎn)物完全相同。蛋白質(zhì)工程可以合成自然界不存在的蛋白質(zhì)，與自然?產(chǎn)物不相同。14．聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是一種體外快速擴(kuò)增DNA片段的技術(shù)。PCR過(guò)程一般經(jīng)受下述30多次循環(huán)：95℃下使模板DNA變性、解鏈→55℃下復(fù)性(引物與DNA模板鏈結(jié)合)→A．變性過(guò)程中破壞的是DNA分子內(nèi)堿基對(duì)之間的氫鍵，也可利用解旋酶實(shí)現(xiàn)B．復(fù)性過(guò)程中引物與DNA模板鏈的結(jié)合是依靠堿基互補(bǔ)配對(duì)原則完成C．延長(zhǎng)過(guò)程中需要DNA聚合酶、ATP、四種核糖核苷酸D．PCR與細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制相比所需酶的最適溫度較高解析：選CDNA分子被破壞是指DNA分子被解旋成兩條長(zhǎng)鏈，破壞的部位是連接兩條長(zhǎng)鏈之間的氫鍵，方法有多種，用解旋酶、高溫等都可使DNA解旋。引物有兩種，分別與模板DNA鏈3′端的序列互補(bǔ)配對(duì)。合成DNA的原料是四種脫氧核苷酸。15．某爭(zhēng)辯小組為了研制預(yù)防甲型H1N1流感病毒的疫苗，開(kāi)展了前期爭(zhēng)辯工作。其簡(jiǎn)要的操作流程如圖所示，則下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()甲型H1N1流感病毒eq\o(→,\s\up7(提取))RNAeq\o(→,\s\up7(①))DNAeq\o(→,\s\up7(擴(kuò)增))H基因eq\o(→,\s\up7(②))eq\x(\a\al(攜帶H基因的,重組表達(dá)載體))eq\o(→,\s\up7(③))導(dǎo)入大腸桿菌eq\o(→,\s\up7(④))表達(dá)H基因A．步驟①所代表的過(guò)程是逆轉(zhuǎn)錄B．步驟②需使用限制性核酸內(nèi)切酶和RNA連接酶C．步驟③可用CaCl2溶液處理大腸桿菌，使其處于感受態(tài)D．檢驗(yàn)S蛋白的免疫反應(yīng)特性，可用S蛋白與甲型H1N1流感康復(fù)病人的血清進(jìn)行抗原—抗體特異性反應(yīng)解析：選B步驟②是重組DNA分子的構(gòu)建，需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。二、非選擇題(共55分)16．(10分)(海南高考)如圖是將某細(xì)菌的基因A導(dǎo)入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。據(jù)圖回答：(1)獲得A有兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在________酶的催化下，合成互補(bǔ)的單鏈DNA，然后在________的作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因；二是依據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的________序列，推想出相應(yīng)的mRNA序列，然后依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推想其DNA的________序列，再通過(guò)化學(xué)方法合成所需基因。(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA時(shí)，需要在反應(yīng)體系中添加的有機(jī)物質(zhì)有________、________、4種脫氧核糖核苷三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴(kuò)增過(guò)程可以在PCR擴(kuò)增儀中完成。(3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為_(kāi)_______。(4)在基因工程中，常用Ca2＋處理D，其目的是__________________________________。解析：(1)利用逆轉(zhuǎn)錄法合成目的基因的過(guò)程是：以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化作用下合成單鏈DNA，然后在DNA聚合酶作用下，合成雙鏈DNA分子；依據(jù)蛋白質(zhì)工程合成目的基因的過(guò)程是：依據(jù)目標(biāo)蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推想出相應(yīng)的mRNA序列，然后依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，推想DNA中脫氧核苷酸的排列挨次，通過(guò)化學(xué)方法合成。(2)PCR過(guò)程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。(3)目的基因和運(yùn)載體結(jié)合，形成基因表達(dá)載體。(4)大腸桿菌作受體細(xì)胞時(shí)，需要先用Ca2＋處理，使之成為感受態(tài)細(xì)胞，有利于其吸取重組DNA分子。答案：(1)逆轉(zhuǎn)錄酶DNA聚合酶氨基酸脫氧核苷酸(2)引物模板(A基因)(3)基因表達(dá)載體(4)使其成為感受態(tài)細(xì)胞，有利于吸取重組DNA分子17．(12分)糖尿病是一種常見(jiàn)病，且發(fā)病率有逐年增加的趨勢(shì)，以致西方發(fā)達(dá)國(guó)家把它列為第三號(hào)“殺手”。治療該病的胰島素過(guò)去主要從動(dòng)物(如豬、牛)中獲得，自20世紀(jì)70年月遺傳工程(又稱基因工程)進(jìn)展起來(lái)以后，人們開(kāi)頭接受這種高新技術(shù)生產(chǎn)胰島素，其操作基本過(guò)程如圖所示。(1)圖中基因工程的基本過(guò)程可概括為“四步曲”，即______________。(2)圖中的質(zhì)粒存在于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，在基因工程中通常被用作______________，從其分子結(jié)構(gòu)可確定它是一種______________________。(3)依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)的規(guī)律，在________酶的作用下，把圖中甲與乙拼接起來(lái)(即重組)，若a段與d段的堿基序列分別是AATTC和CTTAA，則b段與c段分別是________________________________________________________________________。(4)細(xì)胞進(jìn)行分裂后，其中被拼接起來(lái)的質(zhì)粒也是由一個(gè)變成兩個(gè)，兩個(gè)變成四個(gè)……質(zhì)粒的這種增加方式在遺傳學(xué)上稱為_(kāi)_______________。目的基因通過(guò)活動(dòng)(即表達(dá))后，能使細(xì)菌產(chǎn)生治療糖尿病的激素，這是由于基因具有把握____________合成的功能，它的過(guò)程包括____________。解析：人胰島素的大量生產(chǎn)，首先利用基因工程把人胰島素基因拼接到大腸桿菌的質(zhì)粒上，培育成“工程菌”，然后利用發(fā)酵工程讓“工程菌”大量繁殖，通過(guò)發(fā)酵生產(chǎn)人胰島素。答案：(1)獵取目的基因、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測(cè)與鑒定(2)運(yùn)載體環(huán)狀DNA分子(3)DNA連接TTAAG、GAATT(4)DNA擴(kuò)增蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄和翻譯18．(11分)(新課標(biāo)全國(guó)卷)依據(jù)基因工程的有關(guān)學(xué)問(wèn)，回答下列問(wèn)題：(1)限制酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段，其末端類(lèi)型有________和________。(2)質(zhì)粒運(yùn)載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如下：AATTC……GG……CTTAA為使運(yùn)載體與目的基因相連，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，還可用另一種限制酶切割，該酶必需具有的特點(diǎn)是__________________________。(3)按其來(lái)源不同，基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類(lèi)，即________DNA連接酶和________DNA連接酶。(4)反轉(zhuǎn)錄作用的模板是________，產(chǎn)物是________。若要在體外獲得大量反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，常接受________技術(shù)。(5)基因工程中除質(zhì)粒外，________和________也可作為運(yùn)載體。(6)若用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌，一般狀況下，不能直接用未處理的大腸桿菌作為受體細(xì)胞，緣由是__________________________________。解析：(1)DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有黏性末端和平末端兩種類(lèi)型。(2)為使運(yùn)載體與目的基因相連，應(yīng)使二者被切割后產(chǎn)生的末端相同，故用另一種限制酶切割產(chǎn)生的末端必需與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的末端相同。(3)依據(jù)酶的來(lái)源不同，DNA連接酶分為大腸桿菌(E·coli)DNA連接酶和T4DNA連接酶。(4)以RNA為模板，合成DNA的過(guò)程稱為反轉(zhuǎn)錄，若要在體外獲得大量DNA分子，可以使用PCR技術(shù)。(5)在基因工程中，通常利用質(zhì)粒作為運(yùn)載體，另外噬菌體和動(dòng)植物病毒也可作為運(yùn)載體。(6)大腸桿菌作為受體細(xì)胞時(shí)，常用Ca2＋處理，使之成為能吸取四周環(huán)境中DNA分子的感受態(tài)細(xì)胞。答案：(1)黏性末端平末端(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的末端相同(其他合理答案也可)(3)大腸桿菌T4(4)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR(5)噬菌體動(dòng)植物病毒(其他合理答案也可)(6)未處理的大腸桿菌吸取質(zhì)粒(外源DNA)的力量極弱(其他合理答案也可)19．(12分)“黃金大米”是一種通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良的富含β－胡蘿卜素的大米，其合成β－胡蘿卜素的基因來(lái)自黃水仙和歐文氏菌，培育流程如圖所示。請(qǐng)回答：(1)過(guò)程②構(gòu)建基因表達(dá)載體是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體的組成除了復(fù)制原點(diǎn)、目的基因外，還必需有________________以及標(biāo)記基因等。(2)農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒上T－DNA具有______________的特點(diǎn)。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入農(nóng)桿菌之前，常用__________處理該細(xì)菌，使細(xì)菌處于感受態(tài)。(3)目的基因?qū)胨炯?xì)胞的方法除圖示外，還有________________、________________。(4)目的基因能否在植株體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是__________________。檢測(cè)時(shí)常接受的方法是________________________________________________________________________。解析：(1)基因表達(dá)載體應(yīng)包含啟動(dòng)子、終止子、目的基因、標(biāo)記基因等。(2)T－DNA可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上。將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌細(xì)胞，應(yīng)先用Ca2＋處理細(xì)菌細(xì)胞，使其成為感受態(tài)細(xì)胞。(3)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞最常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，此外還有基因槍法和花粉管通道法等。(4)目的基因能否在植株體內(nèi)穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是目的基因能否整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上，檢測(cè)方法是DNA分子雜交技術(shù)。答案：(1)啟動(dòng)子、終止子(2)可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上Ca2＋(3)基因槍法花粉管通道法(4)目的基因能否整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上DNA分子雜交技術(shù)20．(10分)降鈣素是一種多肽類(lèi)激素，臨床上用于治療骨質(zhì)疏松癥等。人的降鈣素活性很低，半衰期較短。某科學(xué)機(jī)構(gòu)為了研發(fā)一種活性高、半衰期長(zhǎng)的新型降鈣素，從預(yù)期新型降鈣素的功能動(dòng)身，推想相應(yīng)的脫氧核苷酸序列，并人工合成了兩條72個(gè)堿基的DNA單鏈，兩條鏈通過(guò)18個(gè)堿基對(duì)形成部分雙鏈DNA片段，再利用Klenow酶補(bǔ)平，獲得雙鏈D