2025版高考生物一輪復習第十一單元現(xiàn)代生物科技專題第39講基因工程課時強化訓練含解析

PAGEPAGE8第39講基因工程測控導航表學問點題號1.基因工程基本工具1,2,3,4,52.基因工程的基本操作程序及應用6,7,93.蛋白質工程84.PCR技術105.綜合考查11,12,13,14一、選擇題1.下列有關限制性核酸內(nèi)切酶識別的敘述,不正確的是(D)A.從反應類型來看,限制性核酸內(nèi)切酶催化的是一種水解反應B.限制性核酸內(nèi)切酶的活性會受溫度、pH等外界條件的影響C.一種限制性核酸內(nèi)切酶只能識別雙鏈DNA中某種特定的脫氧核苷酸序列D.限制性核酸內(nèi)切酶識別序列越短,則該序列在DNA中出現(xiàn)的幾率就越小解析:限制性核酸內(nèi)切酶是能夠識別和切割DNA分子內(nèi)一小段特別核苷酸序列的酶。其作用對象是磷酸二酯鍵,能使其斷裂,即催化一種水解反應;酶的活性受溫度、pH的影響;一種酶只能識別一種特定的核苷酸序列,序列越短,出現(xiàn)該序列的幾率就越大。2.人們常選用帶有一個抗生素抗性基因的細菌質粒作為載體,該抗性基因的主要作用是(B)A.提高受體細胞在自然環(huán)境中的耐藥性B.有利于對目的基因是否導入進行檢測C.加強質粒分子的感染性D.便于與外源基因連接解析:抗生素抗性基因是標記基因,標記基因的作用是利于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.下列四條DNA分子,彼此間具有互補黏性末端的一組是(D)A.①② B.②③ C.③④ D.②④解析:②中的GGTA與④中的CCAT互補配對,其余均不能互補配對。4.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,則相應的酶依次為(D)A.DNA連接酶、限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶B.限制性核酸內(nèi)切酶、解旋酶、DNA連接酶C.限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶、解旋酶D.解旋酶、限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶解析:①是氫鍵,是解旋酶作用的位點,②是磷酸二酯鍵,是限制性核酸內(nèi)切酶作用的位點,③是斷裂開的磷酸二酯鍵,是DNA連接酶作用的位點。5.限制性核酸內(nèi)切酶可識別并切割DNA分子上特定的核苷酸序列。下圖為四種限制性核酸內(nèi)切酶BamHⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ和BglⅡ的識別序列和切割位點,切割出來的DNA黏性末端可以互補配對的是(C)A.BamHⅠ和EcoRⅠ B.BamHⅠ和HindⅢC.BamHⅠ和BglⅡ D.EcoRⅠ和HindⅢ解析:BamHⅠ切割形成的黏性末端為—CTAG,EcoRⅠ切割形成的黏性末端為—TTAA,HindⅢ切割形成的黏性末端為—TCGA,BglⅡ切割形成的黏性末端為—CTAG,由此可知,BamHⅠ和BglⅡ切割后能產(chǎn)生相同的黏性末端,可以互補配對。6.圖中甲、乙表示從細菌細胞中獲得目的基因的兩種方法,以下說法中錯誤的是(C)A.甲方法可建立該細菌的基因組文庫B.乙方法可建立該細菌的cDNA文庫C.甲方法要以脫氧核苷酸為原料D.乙方法須要逆轉錄酶參加解析:甲方法是以細菌中的DNA為基礎,用限制酶進行切割,它包括了其全部的基因,可以建立基因組文庫,并且可以從中選出所需的目的基因,不須要模板和原料;而乙方法是用逆轉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),所以組成的是該細菌的cDNA文庫。7.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),擬將其與質粒(圖2)重組,再借助農(nóng)桿菌導入菊花中。下列操作與試驗目的不符的是(C)A.用限制性核酸內(nèi)切酶EcoRⅠ和DNA連接酶構建重組質粒B.用含基因C的農(nóng)桿菌侵染菊花愈傷組織,將基因C導入細胞C.在培育基中添加卡那霉素,篩選被轉化的菊花細胞D.用分子雜交方法檢測基因C是否整合到菊花染色體上解析:目的基因C和質粒都有可被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粒連接起來;愈傷組織全能性較高,是志向的植物受體細胞,將目的基因導入植物受體細胞的方法通常為農(nóng)桿菌轉化法;質粒中的潮霉素抗性基因為標記基因,因此選擇培育基中應當加入潮霉素進行篩選;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。8.下列關于蛋白質工程應用的敘述,不正確的是(C)A.蛋白質工程可以改造酶的結構,提高酶的熱穩(wěn)定性B.通過蛋白質工程可以變更蛋白質的活性C.利用蛋白質工程可以在大腸桿菌細胞中得到人的胰島素D.蛋白質工程可以對胰島素進行改造和修飾,合成速效型胰島素制劑解析:蛋白質工程是依據(jù)蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能關系作為基礎,通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質進行改造或制造一種新的蛋白質。在大腸桿菌中生產(chǎn)人胰島素利用的是基因工程。9.如圖表示培育轉基因抗植物病毒番茄的過程示意圖。下列敘述正確的是(D)A.過程A須要限制酶和DNA聚合酶的參加B.過程B須要用CaCl2處理,以提高番茄細胞壁的通透性C.抗植物病毒基因一旦整合到番茄細胞的染色體上,就能正常表達D.轉基因抗植物病毒番茄是否培育勝利可通過抗病毒接種試驗進行鑒定解析:題圖中過程A為構建基因表達載體,須要用到限制酶和DNA連接酶,不須要DNA聚合酶;CaCl2處理只是提高農(nóng)桿菌細胞的細胞壁的通透性;抗植物病毒基因整合到番茄細胞的染色體上,不肯定能表達;轉基因抗植物病毒番茄是否培育勝利可通過接種特定病毒,視察番茄是否被感染的試驗進行鑒定。10.PCR過程與細胞內(nèi)的DNA復制過程相比,主要的不同點有(C)①PCR過程須要的引物是人工合成的單鏈DNA或RNA②PCR過程不須要DNA聚合酶③PCR過程中DNA的解旋不依靠解旋酶,而是通過對反應溫度的限制來實現(xiàn)的④PCR過程中DNA不須要解旋,干脆以雙鏈DNA為模板進行復制A.③④ B.①② C.①③ D.②④解析:PCR過程與細胞內(nèi)的DNA復制過程相比較,主要有兩點不同:一是PCR過程須要的引物是人工合成的單鏈DNA或RNA,長度通常為20～30個核苷酸;二是PCR過程中DNA解旋不依靠解旋酶,而是通過對反應溫度的限制來實現(xiàn)的。二、非選擇題11.依據(jù)基因工程的有關學問,回答下列問題:(1)限制性核酸內(nèi)切酶切割DNA分子后產(chǎn)生的片段,其末端類型有和。

(2)質粒運載體用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的片段如下:AATTC為使運載體與目的基因相連,含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外,還可用另一種限制性核酸內(nèi)切酶切割,該酶必需具有的特點是

。

(3)按其來源不同,基因工程中所運用的DNA連接酶有兩類,即DNA連接酶和DNA連接酶。

(4)反轉錄作用的模板是,產(chǎn)物是。若要在體外獲得大量反轉錄產(chǎn)物,常采納技術。

(5)基因工程中除質粒外,和也可作為運載體。

(6)若用重組質粒轉化大腸桿菌,一般狀況下,不能干脆用未處理的大腸桿菌作為受體細胞,緣由是

。

解析:(1)限制性核酸內(nèi)切酶可以將DNA分子切成兩種類型的末端,平末端和黏性末端。(2)為使兩種不同酶切割之后能夠相連接,所產(chǎn)生的黏性末端必需相同。(3)E·coliDNA連接酶可以連接黏性末端,T4DNA連接酶可以連接兩種末端。(4)反轉錄是以mRNA為模板逆轉錄先合成單鏈DNA,再合成雙鏈DNA,常利用PCR技術進行大量擴增。(5)基因工程中可以選用質粒、λ噬菌體的衍生物及動植物病毒做載體。(6)當受體細胞是細菌時,為了增大導入的勝利率,常用Ca2+處理,得到感受態(tài)細胞,此時細胞壁和細胞膜的通透性增大,簡單汲取重組質粒。答案:(1)平末端黏性末端(2)切割產(chǎn)生的DNA片段末端與EcoRⅠ切割產(chǎn)生的相同(3)T4E·coli(4)mRNA單鏈DNAPCR(多聚酶鏈式反應)(5)動植物病毒λ噬菌體的衍生物(6)未處理的大腸桿菌汲取質粒(外源DNA)的實力極弱12.煙草是有重要經(jīng)濟價值的雙子葉植物,易受TMV(煙草花葉病毒)感染而大幅度減產(chǎn)。絞股藍細胞中含有抗TMV基因,能反抗TMV感染。探討人員利用轉基因技術培育出了抗TMV煙草,操作流程如圖所示。(1)①表示遺傳信息流淌中的過程,所需原料為。過程③所須要的工具酶是。

(2)大量擴增目的基因可以運用PCR技術,該技術包括變性、復性、延長三個步驟,變性這一步驟的目的是。

(3)過程④最常用的方法是,過程⑤用到的細胞工程技術是。

(4)過程⑥還須要進行基因工程操作步驟中的,其中,在個體水平上檢驗獲得的煙草能否抗TMV的方法是

。

解析:(1)①表示以RNA為模板反轉錄形成DNA的過程,所需原料為DNA的單體:4種脫氧核苷酸。過程③構建基因表達載體的過程須要用同種限制酶切割目的基因與運載體,用相同的DNA連接酶連接目的基因與運載體的末端。(2)PCR技術中的變性是利用高溫使DNA發(fā)生變性,解旋形成單鏈。(3)過程④將目的基因導入植物體細胞的方法常用農(nóng)桿菌轉化法,過程⑤受體細胞通過植物組織培育技術得到再生植株。(4)過程⑥從再生植株中篩選勝利轉基因的抗TMV煙草植株還須要進行基因工程操作步驟中的目的基因的檢測與鑒定;其中,若從個體水平鑒定獲得的煙草能否抗TMV,可通過接種煙草花葉病毒的方法來確定。答案:(1)反轉錄四種脫氧核苷酸限制酶和DNA連接酶(2)使DNA解旋為單鏈(DNA解旋)(3)農(nóng)桿菌轉化法植物組織培育(4)目的基因的檢測與鑒定用TMV感染煙草,視察煙草是否被感染(患病)13.香港高校的探討人員將某印度芥菜的HMGS基因編碼的蛋白質的第359位氨基酸“絲氨酸”替換成“丙氨酸”后形成s359a蛋白,通過肯定的方法獲得新HMGS基因,然后將其導入番茄細胞,獲得類胡蘿卜素增加111%的轉基因番茄,該番茄具有強抗氧化性。請回答下列問題:(1)請依據(jù)蛋白質工程的原理寫出獲得新HMGS基因的基本途徑:

。

(2)下圖的4種質粒中,E表示EcoRⅠ的切割位點,將這些質粒用EcoRⅠ充分切割后,產(chǎn)生的線性雙鏈DNA片段的種類分別為個,接著將新HMGS基因分別與這4組酶切產(chǎn)物、DNA連接酶在相宜環(huán)境下混合,編號為1、2、3、4組,結果發(fā)覺除第組外,其余3組都有含新HMGS基因的基因表達載體(重組質粒)出現(xiàn)?；虮磉_載體的組成除目的基因和標記基因外,還包括及復制原點。

(3)若質粒3是農(nóng)桿菌的Ti質粒,則圖示E所處的位置在Ti質粒上的,將含新HMGS基因的重組Ti質粒的農(nóng)桿菌導入番茄細胞,勝利獲得含新HMGS基因的轉基因番茄,將其果實色素提取后,用法分別,可發(fā)覺濾紙條上(填顏色)的條帶比第4組的寬。

解析:(1)蛋白質工程的原理為從預期的蛋白質功能動身→設計預期的蛋白質結構→推想應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因),由此可寫出獲得新HMGS基因的基本途徑:從s359a蛋白的功能動身→設計s359a蛋白的結構→將HMGS蛋白的第359位絲氨酸替換成丙氨酸→找到并改造HMGS基因的脫氧核苷酸序列。(2)圖中質粒1、2、3、4的切割位點分別為3、2、1、0,用EcoRⅠ充分切割后,產(chǎn)生的線性雙鏈DNA片段的種類分別為3、2、1、0。第4組無EcoRⅠ切割位點,因此無法構建基因表達載體。基因表達載體的組成包括目的基因、標記基因、啟動子、終止子以及復制原點。(3)Ti質粒上的TDNA可將目的基因轉移至受體細胞且整合到受體細胞染色體的DNA上。色素的分別方法為紙層析法。新HMGS基因導入番茄細胞,獲得類胡蘿卜素增加的轉基因番茄,因此濾紙條上橙黃色和黃色的條帶比第4組的寬。答案:(1)從s359a蛋白的功能動身→設計s359a蛋白的結構→將HMGS蛋白的第359位絲氨酸替換成丙氨酸→找到并改造HMGS基因的脫氧核苷酸序列(或者從預期的蛋白質功能動身→設計預期的蛋白質結構→推想應有的氨基酸序列→找到相對應的脫氧核苷酸序列(基因))(2)3、2、1、04啟動子和終止子(3)TDNA紙層析橙黃色和黃色14.α抗胰蛋白酶可以治療肺氣腫等疾病。以下是科學家培育含人α抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的轉基因山羊的流程,請回答下列相關問題:獲得mAAT基因→構建基因表達載體→顯微注射導入山羊受精卵→形成胚胎→將胚胎移入受體母羊→發(fā)育成轉基因山羊(1)利用PCR技術對mAAT基因進行擴增,前提是要有一段以mAAT基因的核苷酸序列為模板合成的。擴增過程中,該物質與DNA模板鏈的3'端結合,理由是。

(2)目的基因可以干脆從生物體分別得到,也可以通過人工合成獲得。請推想由mRNA反轉錄合成人α抗胰蛋白酶因子基因(mAAT)的大致過程: