2020高考生物一輪復習 配餐作業(yè)40 基因工程（含解析）

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1、配餐作業(yè)(四十)　基因工程 1．天然的玫瑰沒有藍色花，這是由于缺少控制藍色色素合成的基因B，而開藍色花的矮牽牛中存在序列已知的基因B?，F(xiàn)用基因工程技術培育藍玫瑰，下列操作正確的是(　　) A．提取矮牽牛藍色花的mRNA，經(jīng)逆轉錄獲得互補的DNA，再擴增基因B B．利用限制性核酸內切酶從開藍色花矮牽牛的基因文庫中獲取基因B C．利用DNA聚合酶將基因B與質粒連接后導入玫瑰細胞 D．將基因B直接導入大腸桿菌，然后感染并轉入玫瑰細胞 解析　此題考查基因工程及其應用的相關知識。獲取目的基因B，可先提取矮牽牛藍色花的mRNA，經(jīng)逆轉錄獲得互補的DNA，再經(jīng)PCR技術擴增，A正確；基因文庫

2、構建時是將目的基因與載體連接起來，形成重組載體，再導入受體菌中儲存和擴增，提取目的基因時不需使用限制酶，B錯誤；連接目的基因與質粒的酶是DNA連接酶，C錯誤；將目的基因導入植物細胞，常用農(nóng)桿菌轉化法，不使用大腸桿菌，D錯誤。 答案　A 2．下列關于cDNA文庫和基因組文庫的說法中，正確的是(　　) A．同一物種的cDNA文庫只有1種 B．某真核生物的cDNA文庫中的某基因一定比基因組文庫中的該基因短 C．可以利用反轉錄法獲取cDNA文庫和基因組文庫 D．只有cDNA文庫的基因可實現(xiàn)物種間的基因交流 解析　本題考查基因文庫，意在考查考生的理解能力。在同一個體的不同發(fā)育時期獲得的cD

3、NA文庫不同，因此，一個物種可以有多個cDNA文庫，但一個物種的基因組文庫只有1個，A錯誤；cDNA文庫的基因是由mRNA經(jīng)過逆轉錄獲得的，所以，cDNA文庫的基因和基因組文庫的基因相比，缺少基因中啟動子和內含子，因此cDNA文庫的基因要短一些，B正確；只有cDNA文庫可通過反轉錄法進行構建，C錯誤；cDNA文庫的基因可實現(xiàn)物種間的基因交流，而基因組文庫的部分基因可實現(xiàn)物種間的基因交流，D錯誤。 答案　B 3．利用外源基因在受體細胞中表達，可生產(chǎn)人類所需的產(chǎn)品。下列選項中能說明目的基因完成表達的是(　　) A．棉花細胞中檢測到載體上的標記基因 B．山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素的基因

4、 C．大腸桿菌中檢測到人胰島素基因的mRNA D．酵母菌細胞中提取到人的干擾素 解析　基因的表達即控制蛋白質的合成，包括轉錄和翻譯，僅僅轉錄出mRNA還不能叫表達，只有合成了相應的蛋白質才能證明目的基因完成了在受體細胞中的表達。 答案　D 4．在基因工程中，可依據(jù)受體細胞的類型及其生理特性來選擇合適的載體，既能高效地攜帶目的基因進入受體細胞，又能方便地進行檢測。已知有以下幾類含有不同標記基因的質粒，不可作為侵入大腸桿菌的載體的是(已知青霉素可殺死細菌，四環(huán)素不能殺死大腸桿菌)(　　) A. B． C. D． 解析　A質粒攜帶目的基因是否進入大腸桿菌，可用含有青霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)

5、大腸桿菌，如果大腸桿菌不死亡，說明這些大腸桿菌已含有了A質粒上的標記基因表達出的性狀，進一步說明目的基因已被攜帶進入大腸桿菌細胞內。B質粒作載體導入大腸桿菌，無論大腸桿菌含有抗四環(huán)素基因與否，都能在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上生長，所以不能用于對目的基因是否進入大腸桿菌的檢測。C和D質粒上的標記基因均可明顯指示目的基因是否進入大腸桿菌細胞內。 答案　B 5．如圖表示利用農(nóng)桿菌轉化法獲得某種轉基因植物的部分操作步驟。以下說法錯誤的是(　　) A．利用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基可將含Ⅱ的細菌篩選出來 B．Ⅲ是農(nóng)桿菌，通過步驟③將目的基因導入植株 C．⑥可與多個核糖體結合，并可以同時翻譯出多種蛋白質

6、D．①過程的完成需要限制酶和DNA連接酶的參與 解析?、奘且粋€mRNA分子，可與多個核糖體結合形成多聚核糖體，由于翻譯的模板是同一個mRNA分子，故翻譯出的是同一種蛋白質。 答案　C 6．(2018·湖南六校聯(lián)考)下面關于基因工程的應用的說法錯誤的是(　　) A．抗蟲基因作物的使用有利于降低生產(chǎn)成本，減少農(nóng)藥對環(huán)境的污染 B．基因工程生產(chǎn)藥品具有高效率低成本的特點 C．轉基因食品都經(jīng)過嚴格實驗，安全性是毋庸置疑的 D．把外源基因轉入葉綠體DNA中有助于防止基因污染 解析　抗蟲基因作物可以減少農(nóng)藥的使用，因而能降低生產(chǎn)成本和減少農(nóng)藥對環(huán)境的污染，A正確。用基因工程的方法能夠高效率

7、地生產(chǎn)出高質量、低成本的藥品，如胰島素、干擾素等，B正確。轉基因食品的安全問題我們應客觀對待，進一步研究，C錯誤。把外源基因導入葉綠體DNA中，可避免外源基因通過花粉向相鄰同種非轉基因植物或其他植物擴散，從而防止基因污染，D正確。 答案　C 7．(2018·沈陽質監(jiān)一)下圖表示人體腸道中大腸桿菌DNA復制過程的部分內容，引物酶能以DNA為模板合成RNA片段。下列相關敘述正確的是(　　) A．圖中②酶表示的是解旋酶 B．圖中共有五種堿基和五種核苷酸 C．圖中有兩種基因工程涉及的工具酶 D．RNA聚合酶具有①酶和引物酶的作用 解析　圖中②酶能催化合成DNA片段，屬于DNA聚合酶，

8、A錯誤；圖中有DNA和RNA兩種核酸，因此圖中共含有A、T、C、G、U五種堿基和四種脫氧核苷酸、四種核糖核苷酸，B錯誤；圖中只有DNA連接酶是基因工程中涉及的工具酶，基因工程中涉及的另一種工具酶是限制酶，C錯誤；RNA聚合酶具有催化合成RNA的功能和解旋的功能，圖中①酶為解旋酶，引物酶能以DNA為模板合成RNA，D正確。 答案　D 8．(2018·黃岡質檢)科學家通過利用PCR定點突變技術改造Rubisco酶基因，提高了光合作用過程中Rubisco酶對CO2的親和力，從而顯著提高了植物的光合作用速率。請回答下列問題： (1)PCR過程所依據(jù)的原理是______________，利用PCR

9、技術擴增目的基因的前提是已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成________；擴增過程需要加入________酶。 (2)啟動子是一段有特殊結構的DNA片段，其作用是__________。目的基因能在不同生物體內表達出序列相同的蛋白質，說明整個生物界________________。借助PCR定點突變技術對現(xiàn)有的蛋白質進行改造屬于________的范疇。 (3)可利用定點突變的DNA構建基因表達載體，常用__________方法將基因表達載體導入植物細胞，還需用到植物細胞工程中的________技術，才能最終獲得轉基因植物。 解析　(1)PCR是體外條件下所進行的DNA雙鏈復制

10、。PCR技術需要引物，引物根據(jù)已知序列的目的基因合成。PCR技術需要耐熱的DNA聚合酶。(2)啟動子是RNA聚合酶識別和結合部位，驅動mRNA的轉錄。密碼子具有通用性。通過PCR定點突變改造基因的結構，從而達到對現(xiàn)有的蛋白質的改造，這屬于蛋白質工程。(3)常用農(nóng)桿菌轉化法將目的基因導入植物細胞。將一個細胞培養(yǎng)成一個植物個體需要通過植物組織培養(yǎng)技術。 答案　(1)DNA雙鏈復制　引物　耐高溫的DNA聚合(或Taq) (2)RNA聚合酶識別和結合部位，驅動轉錄出mRNA　共用一套密碼子　蛋白質工程 (3)農(nóng)桿菌轉化　植物組織培養(yǎng) 9．(2018·綿陽市診斷二)近日，美國和澳大利亞的研究人員

11、發(fā)現(xiàn)，從錐形蝸牛體內提取的毒液可望幫助人類開發(fā)出超級速效的胰島素。他們的研究表明錐形蝸牛毒蛋白(Con—Ins G1)能加速受體細胞信號轉換，比人類胰島素更加快速地發(fā)揮作用。因此制造這類“速效胰島素”以及利用轉基因技術實現(xiàn)批量生產(chǎn)成為Ⅰ型糖尿病治療的新思路。請回答下列問題： (1)利用基因工程制造Con—Ins G1這種速效胰島素過程中，構建的基因表達載體一般包括目的基因、啟動子、標記基因和________。標記基因的作用是________________________________________。 (2)為了獲得目的基因可以通過提取分析Con—Ins G1毒蛋白中的________

12、序列推知毒蛋白基因的核苷酸序列，再用DNA合成儀直接大量合成?；蚬こ讨行枰狣NA連接酶，根據(jù)酶的來源不同分為________________________兩類。 (3)將人工合成的目的基因導入大腸桿菌體內，一般先用藥物處理大腸桿菌使之成為________細胞。再將重組DNA溶于________中與該類細胞融合，在一定溫度下促進細胞吸收重組DNA分子完成轉化過程。 (4)經(jīng)過目的基因的檢測和表達，獲得的Con—Ins Gl毒蛋白活性未能達到期待的“速效胰島素”的生物活性，導致這種差異的原因可能是________________。 解析　(1)基因工程中構建的基因表達載體一般包括目的基因

13、、啟動子、標記基因和終止子，標記基因可用于鑒別和篩選含有目的基因的細胞。(2)獲得毒蛋白的目的基因可采取構建cDNA文庫、構建基因組文庫和人工合成的方法，題目中可通過提取分析Con—Ins G1毒蛋白中的氨基酸序列推知毒蛋白基因的核苷酸序列，再進行人工合成。根據(jù)DNA連接酶的來源不同，可將DNA連接酶分為E·coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶兩類。(3)將目的基因導入大腸桿菌體內時，一般先用Ca2＋處理大腸桿菌細胞，使其處于感受態(tài)，再將重組DNA溶于緩沖液中與感受態(tài)細胞接觸，在一定溫度刺激下促進細胞吸收重組DNA分子完成轉化過程。(4)獲得的Con—Ins G1毒蛋白未能達到期待的生物

14、活性，可能是因為大腸桿菌是原核生物，目的基因表達后沒有相應的細胞器對合成的蛋白質進行加工處理。 答案　 (1)終止子　鑒別和篩選含有目的基因的細胞 (2)氨基酸　E·coli DNA連接酶和T4 DNA連接酶 (3)感受態(tài)　緩沖液 (4)大腸桿菌中基因表達獲得的蛋白質未經(jīng)加工 10．若要利用某目的基因(見圖甲)和P1噬菌體載體(見圖乙)構建重組DNA(見圖丙)，限制性核酸內切酶的酶切位點分別是Bgl Ⅱ(A↓GATCT)、EcoR Ⅰ(G↓AATTC)和Sau3A Ⅰ(↓GATC)。下列分析合理的是(　　) A．用EcoR Ⅰ切割目的基因和P1噬菌體載體 B．用Bgl Ⅱ

15、和EcoR Ⅰ切割目的基因和P1噬菌體載體 C．用Bgl Ⅱ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌體載體 D．用EcoR Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌體載體 解析　解答本題的關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，構建的重組DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移動方向才一定與圖丙相同。 答案　D 11．為獲得抗病的馬鈴薯往往采用轉基因技術，將相關抗病基因轉移到馬鈴薯體內。其過程大致如下圖所示。下列相關敘述，正確的是(　　) A．圖中①過程涉及兩種工具酶，目的基因插入的位置為T-DNA所在的區(qū)段 B．圖中

16、②過程，農(nóng)桿菌需經(jīng)鎂離子溶液處理，處理后的細胞處于感受態(tài) C．圖中③④過程，所用培養(yǎng)基中應添加兩種激素，添加順序對細胞的分化方向無影響 D．檢測相關抗病基因是否在受體細胞內轉錄，可采用抗原—抗體雜交法 解析　本題考查基因工程的知識，意在考查考生的理解能力。圖中②過程，農(nóng)桿菌需經(jīng)鈣離子溶液處理，B錯誤；植物組織培養(yǎng)所用激素的先后使用順序及其比例都會影響細胞的分化方向，C錯誤；檢測相關基因是否在受體細胞內轉錄，可采用DNA—RNA雜交法，而抗原—抗體雜交法檢測的是目的基因是否翻譯產(chǎn)生蛋白質，D錯誤。 答案　A 12．(多選)如圖表示細胞膜上乙酰膽堿(一種神經(jīng)遞質)受體基因的克隆技術操作過

17、程，下列相關分析中錯誤的是(　　) A．獲得該mRNA的最佳材料是受精卵 B．構建基因表達載體最可能使用的載體是大腸桿菌 C．完成過程①②必不可少的酶分別是逆轉錄酶、DNA聚合酶 D．探針篩選的目的是淘汰被感染的細菌，獲得未被感染的細菌 解析　該受體基因在神經(jīng)細胞中表達，獲得該mRNA的最佳材料是神經(jīng)細胞。構建基因表達載體最可能使用的載體是質粒。探針篩選的目的是檢測是否存在cDNA。 答案　ABD 13．人血清白蛋白(HSA)具有重要的醫(yī)用價值，只能從人血漿中制備。如圖是以基因工程技術獲取重組HSA(rHSA)的兩條途徑。 (1)為獲取HSA基因，首先需采集人的肝臟組織

18、細胞，提取________合成總cDNA，然后以cDNA為模板，使用PCR技術擴增HSA基因。下圖中箭頭表示一條引物結合模板的位置及擴增方向，請用箭頭在方框內標出另一條引物的位置及擴增方向。 (2)啟動子通常具有物種及組織特異性，構建在水稻胚乳細胞內特異表達rHSA的載體，需要選擇的啟動子是________(填選項字母)。 A．人血細胞啟動子 B．水稻胚乳細胞啟動子 C．大腸桿菌啟動子 D．農(nóng)桿菌啟動子 (3)利用農(nóng)桿菌轉化水稻受體細胞的過程中，需添加酚類物質，其目的是__________________________________________。 (4)人體合成的初始

19、HSA多肽，需要經(jīng)過膜系統(tǒng)加工形成正確空間結構才有活性。與途徑Ⅱ相比，選擇途徑Ⅰ獲取rHSA的優(yōu)勢是_____________________________________________________。 (5)為證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認rHSA與________的生物學功能一致。 解析　本題主要考查基因工程的基本操作步驟和基因工程的應用等相關知識，意在考查考生的識記、理解及應用能力。(1)cDNA是以mRNA為模板逆轉錄得到的，要合成總cDNA，需要采集人的肝臟組織細胞，提取總RNA(或mRNA)。PCR擴增目的基因時DNA的合成方向總是從子鏈的5′端向3′端延伸，兩條模板鏈

20、指導合成的子鏈延伸方向相反。(2)啟動子具有物種和組織的特異性，要構建在水稻胚乳細胞內特異表達rHSA的載體，應選擇水稻胚乳細胞的啟動子。(3)自然條件下農(nóng)桿菌可感染雙子葉植物和裸子植物，而對大多數(shù)單子葉植物沒有感染能力，當植物受損傷時，傷口處的細胞會分泌大量的酚類化合物，吸引農(nóng)桿菌移向這些細胞。水稻為單子葉植物，利用農(nóng)桿菌轉化水稻受體細胞的過程中添加酚類物質，可吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細胞，這時農(nóng)桿菌中的Ti質粒上的T－DNA可轉移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上。(4)大腸桿菌為原核生物，只有核糖體一種細胞器，不能對翻譯形成的肽鏈進行加工修飾，水稻為真核生物，細胞內具有生物膜系統(tǒng)，能對來自核糖體的初始rHSA多肽進行高效加工。(5)HSA具有重要的醫(yī)用價值，要證明rHSA具有醫(yī)用價值，須確認rHSA與HSA的生物學功能一致。 答案　(1)總RNA(或mRNA) (2)B (3)吸引農(nóng)桿菌移向水稻受體細胞，有利于目的基因成功轉化 (4)水稻是真核生物，具有膜系統(tǒng)，能對初始rHSA多肽進行高效加工 (5)HSA 8