【導(dǎo)學(xué)教程】2022屆高三生物一輪總復(fù)習(xí)限時訓(xùn)練：選修三專題一基因工程與蛋白質(zhì)工程-

選修三專題一[限時45分鐘；滿分100分]一、選擇題(每小題5分，滿分25分)1．(2022·北京豐臺統(tǒng)考)通常禽流感病毒只能侵染鳥類，人流感病毒只能侵染哺乳類?，F(xiàn)用高致病性禽流感病毒和低致病性人流感病毒(哺乳類感染病毒后基本無癥狀)的核酸完成如下試驗，該試驗不能說明 A．步驟①說明流感病毒的基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段B．步驟②需要同種限制酶和DNA連接酶處理cDNA和質(zhì)粒C．通過③和④產(chǎn)生的活病毒可能是不同病毒間核酸重組的結(jié)果D．步驟⑤說明豬的呼吸道上皮細(xì)胞可作為活病毒的宿主細(xì)胞解析A．步驟①說明流感病毒的mRNA逆轉(zhuǎn)錄出DNA，但是不能說明mRNA是流感病毒的整個DNA分子轉(zhuǎn)錄而來還是DNA片段轉(zhuǎn)錄而來的，所以不能說明基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，A錯誤；B．步驟②是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，需要同種限制酶和DNA連接酶處理cDNA和質(zhì)粒，B正確；C.據(jù)題意可知，兩種流感病毒單獨存在時不能使豬患流感，但是通過③和④產(chǎn)生的活病毒可能是不同病毒間核酸重組的結(jié)果，C正確；D.經(jīng)過步驟⑤豬患流感了，說明豬的呼吸道上皮細(xì)胞可作為活病毒的宿主細(xì)胞，D正確。答案A2．下圖是利用基因工程技術(shù)培育轉(zhuǎn)基因植物，生產(chǎn)可食用疫苗的部分過程示意圖，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ為四種限制性核酸內(nèi)切酶。下列說法錯誤的是A．圖示過程是基因工程的核心步驟B．表達(dá)載體構(gòu)建時需要用到限制酶SmaⅠC．抗卡那霉素基因的存在有利于將含有抗原基因的細(xì)胞篩選出來D．除圖示組成外，表達(dá)載體中還應(yīng)當(dāng)含有啟動子和終止子等結(jié)構(gòu)解析圖示過程為基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，是基因工程中的核心步驟。構(gòu)建過程中需要將目的基因完整切割下來，而限制酶SmaⅠ的切割位點在目的基因上，使SmaⅠ會破壞目的基因。抗卡那霉素基因是標(biāo)記基因，目的是便于鑒定和篩選含有目的基因的細(xì)胞?；虮磉_(dá)載體包括啟動子、目的基因、終止子和標(biāo)記基因等。答案B3．(2022·南京模擬)下圖表示利用細(xì)菌中抗蟲基因培育抗蟲玉米的過程，其中①～⑧表示操作步驟，a、b表示分子，c～e表示培育過程，其中d過程表示細(xì)菌與玉米細(xì)胞混合培育。下列有關(guān)敘述正確的是(多選)A．圖中需要用到限制酶的是步驟①②B．圖中導(dǎo)入目的基因的是步驟④C．步驟⑤的主要目的是擴(kuò)增目的基因D．脫分化和再分化的步驟分別是⑦和⑧解析①表示目的基因的獵取，需要用到限制酶，②切割質(zhì)粒產(chǎn)生黏性末端的過程，也需要用到限制酶，A正確；圖示將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞(玉米細(xì)胞)的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，即圖中步驟④⑤⑥，B錯誤；步驟⑤是通過農(nóng)桿菌的繁殖來擴(kuò)增目的基因，C正確；步驟⑦表示植物組織培育過程，包括脫分化和再分化兩個過程，D錯誤。答案AC4．爭辯人員將魚的抗凍基因?qū)敕洋w內(nèi)，獲得抗凍力量明顯提高的番茄新品種。下列操作合理的是A．設(shè)計相應(yīng)DNA單鏈片段作為引物，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因B．利用限制酶和DNA聚合酶構(gòu)建基因表達(dá)載體C．將基因表達(dá)載體導(dǎo)入番茄細(xì)胞之前需用Ca2＋處理細(xì)胞D．運(yùn)用DNA分子雜交技術(shù)檢測抗凍基因是否在番茄細(xì)胞中表達(dá)解析利用限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶構(gòu)建基因表達(dá)載體；將基因表達(dá)載體導(dǎo)入原核細(xì)胞之前需用Ca2＋處理，番茄細(xì)胞為真核細(xì)胞；運(yùn)用抗原—抗體雜交技術(shù)可檢測抗凍基因是否在番茄細(xì)胞中表達(dá)。答案A5．北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有11個氨基酸的重復(fù)序列，該序列重復(fù)次數(shù)越多，抗凍力量越強(qiáng)。下圖是獵取轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是A．過程①獵取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序B．將多個抗凍基因編碼區(qū)依次相連成能表達(dá)的新基因，不能得到抗凍性增加的抗凍蛋白C．過程②構(gòu)成的重組質(zhì)粒缺乏標(biāo)記基因，需要轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌才能進(jìn)行篩選D．應(yīng)用DNA探針技術(shù)，可以檢測轉(zhuǎn)基因抗凍番茄植株中目的基因的存在及其是否表達(dá)解析圖中①是獵取目的基因的過程，獵取的目的基因，可用于基因工程，但不能用于比目魚基因組測序；將多個抗凍基因編碼區(qū)相連形成的能表達(dá)的新基因可能不再是抗凍基因，所以可能得不到抗凍性增加的抗凍蛋白；②是基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，基因表達(dá)載體通常由啟動子、目的基因、終止子和標(biāo)記基因構(gòu)成，其中標(biāo)記基因的作用是篩選重組質(zhì)粒，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法只能將質(zhì)粒導(dǎo)入受體細(xì)胞，不能對重組質(zhì)粒進(jìn)行篩選；利用DNA探針技術(shù)檢測目的基因是否導(dǎo)入到受體細(xì)胞，利用抗原－抗體雜交技術(shù)檢測目的基因是否表達(dá)出來。故選B。答案B二、非選擇題(共60分，每小題15分)6．應(yīng)用生物工程技術(shù)可以獲得人們需要的生物新品種或新產(chǎn)品。請依據(jù)下圖回答問題：(1)①過程是指__________________，是基因工程的核心步驟。(2)②常接受的方法是________________；為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因大豆是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的______________作探針進(jìn)行分子雜交檢測，又要用____________________方法從個體水平鑒定大豆植株的耐鹽性。(3)圖中A細(xì)胞應(yīng)是______________細(xì)胞，B細(xì)胞具有____________________特點。(4)④過程需要適宜的溫度和pH、養(yǎng)分、____________和氣體環(huán)境，其中CO2的作用是______________________。解析(1)基因工程的核心步驟是基因表達(dá)載體的構(gòu)建。(2)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞中，常接受農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；對于目的基因表達(dá)是否成功，可從基因水平、轉(zhuǎn)錄水平和個體性狀表現(xiàn)來加以鑒定。(3)生產(chǎn)單克隆抗體，要用抗原處理過的B細(xì)胞，即漿細(xì)胞；導(dǎo)入無限增殖基因的漿細(xì)胞具有大量增殖和產(chǎn)生專一抗體的特點。(4)細(xì)胞培育除了保證有適宜的溫度和全面的養(yǎng)分物質(zhì)外，還要供應(yīng)無菌、無毒的環(huán)境，培育過程中可用CO2來調(diào)整培育液的PH。答案(1)基因表達(dá)載體的構(gòu)建(2)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法耐鹽基因(目的基因)肯定濃度鹽水澆灌(或移栽到鹽堿地中)(3)漿(或效應(yīng)B)既能快速大量增殖又能產(chǎn)生專一性抗體(4)無菌、無毒的環(huán)境維持培育液的PH7．(2022·南京模擬)正常細(xì)胞中含有抑癌的P53基因，能表達(dá)抗病毒蛋白，掛念修復(fù)輕度變異的基因，也能使重度變異的細(xì)胞發(fā)生凋亡而避開腫瘤發(fā)生；若它失活而不能表達(dá)，則基因突變的細(xì)胞易形成腫瘤。基因治療腫瘤是根本的方法，腺病毒以其嗜好增殖細(xì)胞和對人體基本無害而成為良好的基因載體。野生型腺病毒含有抑制P53基因活性的55Kda基因，以及病毒復(fù)制基因E1，因此需要重新構(gòu)建有療效的、平安的腺病毒。圖甲、乙中箭頭所指為相應(yīng)限制酶切點。(1)構(gòu)建重組腺病毒時，限制酶最好選擇____________，這樣既可以去除______________基因以防止病毒復(fù)制后損傷健康細(xì)胞，同時還能破壞____________基因以防止其____________________。(2)將目的基因與腺病毒重組時，重組的成功率較低，照舊還有大量非重組的野生型病毒的DNA，這是由于________________________________。(3)要獲得更多重組病毒，接受的方法是：獵取人體某腫瘤細(xì)胞→將E1基因?qū)肽[瘤細(xì)胞的基因組中→重組病毒侵染含E1基因的腫瘤細(xì)胞→體外培育侵染的細(xì)胞。該過程中利用腫瘤細(xì)胞能不斷復(fù)制的特點可以為病毒供應(yīng)更多的生活場所，那么選用含E1基因的腫瘤細(xì)胞進(jìn)行重組病毒侵染的理由是________。篩選重組病毒，可接受離心分層純化法，其依據(jù)是__________________。(4)某DNA分子片段含有1000個堿基對。經(jīng)擴(kuò)增后，分別只用限制酶EcoRI與同時用EcoRI和HalⅢ兩種方法切割，其電泳結(jié)果如圖丙所示，可推斷限制酶HalⅢ在該DNA片段上的切割點有________________________個。解析(1)依據(jù)題干信息“野生型腺病毒含有抑制P53基因活性的55Kda基因，以及病毒復(fù)制基因E1”，構(gòu)建基因表達(dá)載體時，應(yīng)選用EcoRⅠ和BamHⅠ切割載體和含有目的基因的DNA，這樣既可以去除E1基因以防止病毒復(fù)制后損傷健康細(xì)胞，同時還能破壞55Kda基因以防止其抑制P53基因的活性。(2)由于切下片段有可能與原基因重新結(jié)合，因此將目的基因與腺病毒重組時，重組的成功率較低，照舊還有大量非重組的野生型病毒的DNA。(3)選用含E1基因的腫瘤細(xì)胞進(jìn)行重組病毒侵染，可以讓病毒僅在含有E1基因的腫瘤細(xì)胞中復(fù)制，而在不含E1的人體正常細(xì)胞中不能復(fù)制，提高平安性。重組病毒與非重組病毒的DNA分子長度不同，質(zhì)量(密度)也不同，因此篩選重組病毒時，可接受離心分層純化法。(4)只用限制酶EcoRⅠ切割能產(chǎn)生700kb、200kb和100kb三種長度的DNA片段，同時用EcoRⅠ和HalⅢ兩種酶切割可產(chǎn)生420kb、280kb和100kb三種長度的DNA片段，可見，限制酶HalⅢ又將長度為700Kb的DNA片段切成420kb和280kb兩段，將長度為200kb的DNA片段切成100kb的兩段，由此可推斷限制酶HalⅢ在該DNA片段上的切割位點有2個。答案(1)EcoRⅠ和BamHⅠE155Kda抑制P53基因的活性(2)切下片段有可能與原基因重新結(jié)合(3)可以讓病毒僅在含E1基因的腫瘤細(xì)胞中復(fù)制，而在不含E1基因的腫瘤細(xì)胞中不能復(fù)制，提高平安性重組病毒與非重組病毒的DNA分子長度不同，質(zhì)量(密度)也不同(4)28．(2022·荊州質(zhì)檢)口蹄疫是由RNA病毒引起的一種偶蹄動物傳染病?？茖W(xué)家嘗試?yán)棉D(zhuǎn)基因番茄生產(chǎn)口蹄疫疫苗(其主要成分是該病毒的一種結(jié)構(gòu)蛋白VPl)，過程如下圖所示。請據(jù)圖回答下列問題： (1)圖示②成功構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，需要用到的工具酶除限制性核酸內(nèi)切酶外，還需要__________________。(2)圖示⑤代表的過程是____________。經(jīng)過該過程形成的細(xì)胞所具有的主要特點是____________________________________________。(3)若要檢測轉(zhuǎn)化成功的番茄植株，除檢測標(biāo)記基因的產(chǎn)物外，還可接受________________技術(shù)，檢測目的基因在番茄體內(nèi)是否轉(zhuǎn)錄。(4)圖示⑤⑥⑦代表的過程所涉及的生物工程技術(shù)是___________________。(5)在該過程中，爭辯人員首先獵取了目的基因，并接受PCR技術(shù)，對目的基因進(jìn)行擴(kuò)增。該技術(shù)需要的條件是：引物、酶、原料和_____________________；然后構(gòu)建基因表達(dá)載體?；虮磉_(dá)載體中，除了具有目的基因、啟動子和終止子之外，還需具有__________。(6)圖示①②③代表的過程所運(yùn)用的遺傳學(xué)原理是____________________。解析(1)圖示②過程表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，該過程先要用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割含有目的基因的外源DNA分子和質(zhì)粒，再用DNA連接酶將目的基因和載體連接起來形成重組質(zhì)粒。(2)在植物組織培育過程中，首先將番茄細(xì)胞通過⑤脫分化形成愈傷組織，愈傷組織細(xì)胞的分裂力量強(qiáng)，分化程度低，是一些無定型狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。(3)若要檢測轉(zhuǎn)化成功的番茄植株，除檢測標(biāo)記基因的產(chǎn)物外，還可接受分子雜交技術(shù)，檢測目的基因在番茄體內(nèi)是否轉(zhuǎn)錄。(4)圖示⑤⑥⑦過程表示植物組織培育，該技術(shù)屬于植物細(xì)胞工程的范疇。(5)利用PCR技術(shù)對目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，其過程中需要的條件是：引物、酶、原料和模板；然后構(gòu)建基因表達(dá)載體?；虮磉_(dá)載體中，除了具有目的基因、啟動子和終止子之外，還需具有標(biāo)記基因。(6)圖示①②③代表基因工程，基因工程運(yùn)用了基因重組的遺傳學(xué)原理。答案(1)DNA連接酶(2)脫分化分裂力量強(qiáng)，分化程度低(3)分子雜交(4)植物細(xì)胞工程(或植物組織培育)(5)模板標(biāo)記基因(6)基因重組9.基因工程自20世紀(jì)70年月興起之后，在短短40年間得到了飛速進(jìn)展，目前成為生物科學(xué)核心技術(shù)，在農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)、環(huán)境、能源和醫(yī)藥衛(wèi)生等方面呈現(xiàn)出奇特的前景，據(jù)相關(guān)資料回答下列有關(guān)問題：(1)如圖是轉(zhuǎn)基因抗凍番茄培育過程的部分示意圖(ampr)為抗氨芐青霉素基因，甲、乙表示相關(guān)結(jié)構(gòu)或細(xì)胞。PstⅠ酶和SmaⅠ酶切割基因后將產(chǎn)生不同的黏性末端。圖中甲代表的是____________________，乙可代表________________，可用______________________和______________________提取魚的抗凍蛋白基因以避開目的基因末端發(fā)生任意連接，用此二酶切割質(zhì)粒產(chǎn)生的DNA片段有______________________________種。(2)重癥聯(lián)合免疫缺陷病(簡稱SCID)是表現(xiàn)一種體液和細(xì)胞免疫嚴(yán)峻缺陷的綜合征病?；颊呦忍煜佘账崦摪泵?ada)基因缺乏，運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)進(jìn)行治療，可以使患者的免疫功能得到很大的修復(fù)。下圖表示治療SCID的過程，在這個實例中，攜帶人正常ada基因的細(xì)菌相當(dāng)于________________，充當(dāng)“分子運(yùn)輸車”的是______________，目的基因是_______________