2019高考生物一輪總復習 現(xiàn)代生物科技專題 練案39 基因工程 新人教版選修3.doc

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練案[39]　基因工程 一、選擇題 1．(2017?？谀M)利用外源基因在受體細胞中表達，可生產人類所需要的產品。下列選項中能說明目的基因完成了在受體細胞中表達的是(　D　) A．棉花二倍體細胞中檢測到細菌的抗蟲基因 B．大腸桿菌中檢測到人胰島素基因及其mRNA C．山羊乳腺細胞中檢測到人生長激素DNA序列 D．酵母菌細胞中提取到人干擾素蛋白 [解析]　基因表達的產物是蛋白質，因此，只有在受體細胞中檢測或提取到了相應蛋白質才能證明目的基因在受體細胞中完成了表達，A、C項只能說明完成了目的基因的導入，B項只能說明完成了目的基因的導入和目的基因的轉錄過程。 2．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　) A．提取矮牽牛藍色花的mRNA，經逆轉錄獲得互補的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]　提取矮牽牛藍色花的mRNA，逆轉錄得到DNA，然后擴增，可獲得大量的基因B，A 正確；從基因文庫中獲取目的基因，只要根據(jù)目的基因的相關信息和基因文庫中的信息進行篩選對比即可，不需要用限制酶進行切割，B 錯誤；目的基因與質粒的連接需要用DNA 連接酶，而不是DNA 聚合酶，C 錯誤；目的基因需要和運載體連接后形成重組質粒再導入，而且應該用農桿菌進行感染，而不是大腸桿菌，D 錯誤。 3．基因工程利用某目的基因(圖甲)和P1噬菌體載體(圖乙)構建重組DNA。限制性核酸內切酶分別是BglⅡ、EcoRⅠ和Sau3AⅠ。下列分析錯誤的是(　D　) A．構建重組DNA時，可用BglⅡ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體 B．構建重組DNA時，可用EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體 C．圖乙中的P1噬菌體載體只用EcoRⅠ切割后，含有2個游離的磷酸基團 D．用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體，再用DNA連接酶連接，只能產生一種重組DNA [解析]　由題圖可知，BglⅡ、Sau3AⅠ及EcoRⅠ三種酶在目的基因和P1噬菌體上都有切口，故可用BglⅡ和Sau3AⅠ或EcoRⅠ和Sau3AⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體；圖乙P1噬菌體載體為環(huán)狀DNA，只用EcoRⅠ切割后產生兩條反向雙螺旋鏈狀DNA，有2個游離的磷酸基團；用EcoRⅠ切割目的基因所在片段和P1噬菌體載體，再用DNA連接酶連接，能產生不止一種重組DNA。 4．(2016信陽模擬)關于蛋白質工程的說法，正確的是(　B　) A．蛋白質工程是在分子水平上對蛋白質分子直接進行操作 B．蛋白質工程能生產出自然界中不曾存在過的新型蛋白質分子 C．對蛋白質的改造是通過直接改造相應的mRNA來實現(xiàn)的 D．蛋白質工程的流程和天然蛋白質合成的過程是相同的 [解析]　蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規(guī)律及其與生物功能的關系作為基礎，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，以滿足人類的生產和生活的需求。由于基因決定蛋白質，因此，要對蛋白質的結構進行設計改造，還必須從基因入手。與基因工程不同，蛋白質工程能生產出自然界中不曾存在過的新型蛋白質分子。 5．下列有關基因表達載體的構建的說法中，不正確的是(　B　) A．需要限制酶和DNA連接酶參與 B．任何基因表達載體的構建都是一樣的，沒有差別 C．可用抗生素基因作為標記基因的種類 D．基因表達載體的構建是基因工程的核心步驟 [解析]　構建基因表達載體時需要用同一種限制性核酸內切酶切割目的基因和載體，以產生相同的黏性末端，然后用DNA連接酶連接；由于受體細胞有植物、動物和微生物之分，以及目的基因導入受體細胞的方法不同，因此，基因表達載體的構建也會有所差別，不可能是千篇一律的；抗生素基因的作用是作為標記基因，鑒別受體細胞中是否導入了目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來；基因表達載體的構建是整個基因工程的核心環(huán)節(jié)。 6．下列有關限制性核酸內切酶的敘述，正確的是(　B　) A．用限制性核酸內切酶切割一個DNA分子中部，獲得一個目的基因時，被水解的磷酸二酯鍵有2個 B．限制性核酸內切酶識別序列越短，則該序列在DNA中出現(xiàn)的概率就越大 C．—CATG↓和—G↓GATCC—序列被限制酶切出的黏性末端堿基數(shù)不同 D．只有用相同的限制性核酸內切酶處理含目的基因的片段和質粒，才能形成重組質粒 [解析]　用限制酶切割DNA分子中部獲得一個目的基因時，需剪切2次，水解磷酸二酯鍵4個；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；—CATG↓和—G↓GATCC—序列被限制酶切出的黏性末端均有4個堿基；切割目的基因和載體并非只能用同一種限制酶，如果不同的限制酶切割DNA分子所產生的末端也存在互補關系，則兩末端也可連接。 7．下列關于載體的敘述，錯誤的是(　D　) A．載體與目的基因結合后，實質上就是一個重組DNA分子 B．對某種限制酶而言，載體最好只有一個切點，但還要有其他多種酶的切點 C．目前常用的載體有質粒、λ噬菌體的衍生物和動植物病毒 D．載體具有某些標記基因，便于對其進行切割 [解析]　標記基因的作用是用于受體細胞的鑒別和篩選。 8．科學家采用基因工程技術將矮牽牛中控制藍色色素合成的基因a轉移到玫瑰中，以培育藍玫瑰，下列操作正確的是(　A　) A．利用DNA分子雜交技術從矮牽牛的基因文庫中獲取基因a B．用氯化鈣溶液處理玫瑰葉肉細胞，使其處于感受態(tài) C．用含四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選轉基因玫瑰細胞 D．將基因a導入玫瑰細胞的液泡中，防止其經花粉進入野生玫瑰 [解析]　將目的基因導入微生物細胞時，用氯化鈣溶液處理受體細胞，可使其處于感受態(tài)，利于目的基因的導入。由于不知道標記基因的種類，用含四環(huán)素的培養(yǎng)基不一定能篩選出轉基因玫瑰細胞。將目的基因導入玫瑰葉肉細胞的葉綠體基因組中，可防止其經花粉進入野生玫瑰，液泡中無DNA。 二、填空題 9．(2017云南昆明摸底調研)科學家將擬南芥的抗寒基因(CBFl)，轉入香蕉以獲得抗寒的香蕉品種。下圖是某質粒載體上的SacⅠ、XbaⅠ、EcoRⅠ、HindⅢ四種限制酶的切割位點示意圖。 據(jù)圖回答問題： (1)在該實驗中為構建基因表達載體，用SacⅠ、XbaⅠ切下CBFl基因后，對質粒載體進行切割的限制酶是__SacⅠ、XbaⅠ__，理由是__用相同限制酶切割來源不同的DNA后，可產生相同的末端__。 (2)連接CBFl基因到該質粒載體后，作為基因表達載體的組成還必須有__啟動子和終止子__。將重組質粒導入香蕉細胞最常用的方法是__農桿菌轉化法__。 (3)為了鑒別受體細胞中是否含有CBFl基因，可用含__氨芐青霉素__的培養(yǎng)基進行篩選。 (4)科學家將生長健壯、苗齡一致的轉基因香蕉(實驗組)與非轉基因香蕉(對照組)進行__低溫__處理，鑒定兩組之間的抗寒性差異，如果__實驗組的抗寒能力明顯高于對照組__，則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質品種。 [解析]　(1)在基因工程中，用相同限制酶切割來源不同的DNA后，可產生相同的末端，所以和含目的基因的DNA一樣，質粒也應使用SacⅠ、XbaⅠ進行切割。(2)基因表達載體的組成包括啟動子、終止子、標記基因、目的基因等。香蕉細胞是植物細胞，將目的基因導入植物細胞常用農桿菌轉化法。(3)據(jù)圖分析，質粒上的標記基因是氨芐青霉素抗性基因，所以為了鑒別受體細胞中是否含有CBFl基因，可用含氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選。(4)根據(jù)題干信息已知目的基因是抗寒基因，所以科學家將生長健壯、苗齡一致的轉基因香蕉(實驗組)與非轉基因香蕉(對照組)進行低溫處理，鑒定兩組之間的抗寒性差異，如果實驗組的抗寒能力明顯高于對照組，則說明獲得了抗寒的香蕉優(yōu)質品種。 10．(2017重慶八中第一次適應性考試，40)科學家利用基因工程(DNA重組技術)成功培育出一種能夠表達人類乳汁中常見蛋白的轉基因水稻，使大米及其制品具有一定的抗菌作用。請回答下列相關問題： (1)在基因工程中，常用到的工具酶是__限制性核酸內切酶和DNA連接酶__。 (2)利用水稻的成熟葉片為材料，同時構建cDNA文庫和基因組文庫，兩個文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數(shù)目比基因組文庫中的少，其原因是__cDNA文庫中只含有葉肉細胞已轉錄(或已表達)的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因__。 (3)在基因表達載體中，啟動子是__RNA聚合酶__識別并結合的部位，導入該水稻中的基因表達載體除啟動子和目的基因外，還應含有__標記基因和終止子__等。若采用原核生物作為基因表達載體的受體細胞，常用的原核生物是__大腸桿菌__。 (4)將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有__金粉__和__鎢粉__粒子。 (5)由轉基因水稻生產的相關大米制品有一定的抗菌作用，是因為制品中含有__溶菌酶(或抗體)__。 [解析]　(1)基因工程中常用到限制酶和DNA連接酶。(2)cDNA文庫中含有某種生物的部分基因，而基因組文庫含有某種生物的全部基因，本題中cDNA文庫中只含有葉肉細胞已轉錄(或已表達)的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因。(3)在基因表達載體中，啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位。基因表達載體中除了啟動子和目的基因外還需要有標記基因、終止子等。如果采用原核生物作為基因表達載體的受體細胞，常用的原核生物是大腸桿菌。(4)將目的基因通過基因槍法導入植物細胞時，常用的攜帶目的基因的金屬顆粒有金粉和鎢粉粒子。(5)由轉基因水稻生產的相關大米制品有一定的抗菌作用，是因為制品中含有抗菌的物質溶菌酶或抗體。 11．(2017唐山一模)如圖為培育轉基因山羊生產人β—酪蛋白的流程圖。請回答下列問題： (1)過程①為基因工程中的__構建基因表達載體__，人β—酪蛋白基因為__目的基因__，可從基因文庫中獲取，基因文庫包括__基因組文庫和部分基因文庫__。 (2)過程②指的是胚胎移植過程，一般選取__桑椹胚時期或者囊胚期__的胚胎進行胚胎移植，不選用原腸胚時期的胚胎。 (3)過程③為加速轉基因動物的繁育，可以采用__胚胎分割移植__、__體細胞核移植(或克隆技術)__等方法。 (4)過程④指的是目的基因的表達，包括__轉錄與翻譯__兩個階段，在分子水平上檢測目的基因是否在轉基因山羊體內成功表達的方法是__抗原—抗體雜交__。 [解析]　(1)由圖可知，①為基因表達載體的構建，人β—酪蛋白基因為目的基因，基因文庫包括基因組文庫和部分基因文庫。(2)一般選取桑椹胚或囊胚時期的胚胎進行胚胎移植。(3)為獲得更多的轉基因動物，可以采用胚胎分割移植和體細胞核移植(克隆)等方法。(4)基因表達包括轉錄和翻譯兩個階段，在分子水平上檢測目的基因是否在轉基因山羊體內成功表達的方法是抗原—抗體雜交。 12．(2016濰坊模擬)胰島素可以用于治療糖尿病，但是胰島素被注射入人體后，會堆積在皮下，要經過較長時間才能進入血液，而進入血液的胰島素又容易分解，治療效果受到影響。如圖是用蛋白質工程設計的速效胰島素的生產過程，請據(jù)圖回答有關問題： (1)構建新的蛋白質模型是蛋白質工程的關鍵，圖中構建新的胰島素模型的主要依據(jù)是__蛋白質的預期功能__。 (2)圖中從新的胰島素模型到新的胰島素基因的基本思路是__根據(jù)新的胰島素中氨基酸的序列，推測出其基因中的脫氧核苷酸序列，然后利用DNA合成儀來合成新的胰島素基因__。 (3)新的胰島素基因與載體(質粒)結合過程中需要限制性核酸內切酶和DNA連接酶。已知限制性核酸內切酶I的識別序列和切點是—G↓GATCC—。請畫出質粒被限制性核酸內切酶I切割后所形成的黏性末端：____。DNA連接酶對所連接的DNA兩端堿基序列是否有專一性要求？__否__(填“是”或“否”)。 (4)若將含有新的胰島素基因的表達載體導入植物細胞中，最常用的方法是__農桿菌轉化法__。 (5)若要利用大腸桿菌生產速效胰島素，需用到的生物工程有__蛋白質工程__、__基因工程__和發(fā)酵工程。 [解析]　(1)構建新的胰島素模型的主要依據(jù)是蛋白質的預期功能。(2)根據(jù)蛋白質的預期功能，推測新的胰島素中氨基酸的序列，進而推斷基因中的脫氧核苷酸序列來合成新的胰島素基因。(3)將目的基因導入植物細胞中，最常用的轉化方法是農桿菌轉化法。(4)限制性核酸內切酶識別特定的核苷酸序列，產生特定的黏性末端或平末端，而DNA連接酶對所連接的DNA兩端堿基序列卻沒有專一性要求。(5)生產自然界中本來沒有的蛋白質需要用到蛋白質工程、基因工程等技術。