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2019-2020年高考生物總復(fù)習(xí) 專題1 基因工程計(jì)時(shí)雙基練 新人教版選修3 一、選擇題(每小題5分，共40分) 1．天然的玫瑰沒有藍(lán)色花，這是由于缺少控制藍(lán)色色素合成的基因B，而開藍(lán)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(shù)培育藍(lán)玫瑰，下列操作正確的是(　　) A．提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA，再擴(kuò)增基因B B．利用限制性核酸內(nèi)切酶從開藍(lán)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(zhì)粒連接后導(dǎo)入玫瑰細(xì)胞 D．將基因B直接導(dǎo)入大腸桿菌，然后感染并轉(zhuǎn)入玫瑰細(xì)胞 解析　此題考查基因工程及其應(yīng)用的相關(guān)知識。獲取目的基因B，可先提取矮牽牛藍(lán)色花的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得互補(bǔ)的DNA，再經(jīng)PCR技術(shù)擴(kuò)增，A項(xiàng)正確；基因文庫構(gòu)建時(shí)是將目的基因與載體連接起來，形成重組載體，再導(dǎo)入受體菌中儲(chǔ)存和擴(kuò)增，提取目的基因時(shí)不需使用限制酶，B項(xiàng)錯(cuò)誤；連接目的基因與質(zhì)粒的酶是DNA連接酶，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，不使用大腸桿菌，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　A 2．下列關(guān)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(zhuǎn)錄法獲取cDNA文庫和基因組文庫 D．只有cDNA文庫的基因可實(shí)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(gè)體的不同發(fā)育時(shí)期獲得的cDNA文庫不同，因此，一個(gè)物種可以有多個(gè)cDNA文庫，但一個(gè)物種的基因組文庫只有1個(gè)，A錯(cuò)誤；cDNA文庫的基因是由mRNA經(jīng)過逆轉(zhuǎn)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(dòng)子和內(nèi)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(zhuǎn)錄法進(jìn)行構(gòu)建，C錯(cuò)誤；cDNA文庫的基因可實(shí)現(xiàn)物種間的基因交流，而基因組文庫的部分基因可實(shí)現(xiàn)物種間的基因交流。D錯(cuò)誤。 答案　B 3．利用外源基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，可生產(chǎn)人類所需的產(chǎn)品。下列選項(xiàng)中能說明目的基因完成表達(dá)的是(　　) A．棉花細(xì)胞中檢測到載體上的標(biāo)記基因 B．山羊乳腺細(xì)胞中檢測到人生長激素的基因 C．大腸桿菌中檢測到人胰島素基因的mRNA D．酵母菌細(xì)胞中提取到人的干擾素 解析　基因的表達(dá)即控制蛋白質(zhì)的合成，包括轉(zhuǎn)錄和翻譯，僅僅轉(zhuǎn)錄出mRNA還不能叫表達(dá)，只有合成了相應(yīng)的蛋白質(zhì)才能證明目的基因完成了在受體細(xì)胞中的表達(dá)。 答案　D 4．若要利用某目的基因(見圖甲)和P1噬菌體載體(見圖乙)構(gòu)建重組DNA(見圖丙)，限制性核酸內(nèi)切酶的酶切位點(diǎn)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(guān)鍵是要看清切割后目的基因插入的方向，只有用EcoR Ⅰ和Sau3A Ⅰ切割目的基因和P1噬菌體載體，構(gòu)建的重組DNA中RNA聚合酶在插入的目的基因上的移動(dòng)方向才一定與圖丙相同。 答案　D 5．在基因工程中，可依據(jù)受體細(xì)胞的類型及其生理特性來選擇合適的載體，既能高效地?cái)y帶目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞，又能方便地進(jìn)行檢測。已知有以下幾類含有不同標(biāo)記基因的質(zhì)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(xì)菌，四環(huán)素不能殺死大腸桿菌)(　　) A. B. C. D. 解析　A質(zhì)粒攜帶目的基因是否進(jìn)入大腸桿菌，可用含有青霉素的培養(yǎng)基培養(yǎng)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(zhì)粒上的標(biāo)記基因表達(dá)出的性狀，進(jìn)一步說明目的基因已被攜帶進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)。B質(zhì)粒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(jìn)入大腸桿菌的檢測。C和D質(zhì)粒上的標(biāo)記基因均可明顯指示目的基因是否進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)。 答案　B 6．如圖表示利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得某種轉(zhuǎn)基因植物的部分操作步驟。以下說法錯(cuò)誤的是(　　) A．利用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基可將含Ⅱ的細(xì)菌篩選出來 B．Ⅲ是農(nóng)桿菌，通過步驟③將目的基因?qū)胫仓? C．⑥可與多個(gè)核糖體結(jié)合，并可以同時(shí)翻譯出多種蛋白質(zhì) 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€(gè)mRNA分子，可與多個(gè)核糖體結(jié)合形成多聚核糖體，由于翻譯的模板是同一個(gè)mRNA分子，故翻譯出的是同一種蛋白質(zhì)。 答案　C 7．為獲得抗病的馬鈴薯往往采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將相關(guān)抗病基因轉(zhuǎn)移到馬鈴薯體內(nèi)。其過程大致如下圖所示。下列相關(guān)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TDNA所在的區(qū)段 B．圖中②過程，農(nóng)桿菌需經(jīng)鎂離子溶液處理，處理后的細(xì)胞處于感受態(tài) C．圖中③④過程，所用培養(yǎng)基中應(yīng)添加兩種激素，添加順序?qū)?xì)胞的分化方向無影響 D．檢測相關(guān)抗病基因是否在受體細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)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(cuò)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(huì)影響細(xì)胞的分化方向，C錯(cuò)誤；檢測相關(guān)基因是否在受體細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)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為蛋白質(zhì)，D錯(cuò)誤。 答案　A 8．(多選)右圖表示細(xì)胞膜上乙酰膽堿(一種神經(jīng)遞質(zhì))受體基因的克隆技術(shù)操作過程，下列相關(guān)分析中錯(cuò)誤的是(　　) A．獲得該mRNA的最佳材料是受精卵 B．構(gòu)建基因表達(dá)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(zhuǎn)錄酶、DNA聚合酶 D．探針篩選的目的是淘汰被感染的細(xì)菌，獲得未被感染的細(xì)菌 解析　該受體基因在神經(jīng)細(xì)胞中表達(dá)，獲得該mRNA的最佳材料是神經(jīng)細(xì)胞。構(gòu)建基因表達(dá)載體最可能使用的載體是質(zhì)粒。探針篩選的目的是檢測是否存在cDNA。 答案　ABD 二、非選擇題(共60分) 9．(15分)(xx北京四中期中)科學(xué)家從某細(xì)菌中提取抗鹽基因，轉(zhuǎn)入煙草并培育成轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草。下圖是轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草的培育過程，含目的基因的DNA和質(zhì)粒上的箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請分析回答下列問題： (1)①過程獲得的抗鹽基因可用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，該技術(shù)必須用________酶，所需的原料是________。 (2)已知幾種限制酶識別序列及其切割位點(diǎn)如表： 用圖中的質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組質(zhì)粒，不能使用SmaⅠ酶切割，原因是____________________________。圖中①②過程為防止質(zhì)粒和含目的基因的外源DNA片段自身環(huán)化，應(yīng)選用_____________酶對外源DNA、質(zhì)粒進(jìn)行切割。 (3)圖中⑤、⑥依次表示組織培養(yǎng)過程中抗鹽煙草細(xì)胞的________、________過程。 (4)為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，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，又要在個(gè)體水平上鑒定，后者具體過程是 _____________________________________________________。 解析　理解轉(zhuǎn)基因技術(shù)的步驟、成果是解題的關(guān)鍵。(1)PCR技術(shù)所需的原料是合成DNA的四種脫氧核苷酸。根據(jù)PCR反應(yīng)原理，每次循環(huán)可分為在95 ℃時(shí)進(jìn)行變性，在55 ℃時(shí)進(jìn)行復(fù)性，在72 ℃時(shí)延伸，該過程需要耐熱的DNA聚合酶。(2)從圖中信息可知，SmaⅠ酶的切割位點(diǎn)位于目的基因和M抗生素抗性基因上。分析抗鹽基因的DNA片段，可知該DNA含四種限制酶切點(diǎn)，其中Sma Ⅰ 位于目的基因上，不宜采用。EcoR Ⅰ 位于目的基因兩側(cè)，若用EcoRⅠ切割則目的基因會(huì)自身環(huán)化。BamHⅠ與HindⅢ位于目的基因兩端，且質(zhì)粒中也有相應(yīng)的適合的切割位點(diǎn)，因此用BamHⅠ和HindⅢ才能完整地切下該抗鹽基因，同時(shí)保證目的基因與質(zhì)粒連接方式的唯一性，防止自身環(huán)化。(3)轉(zhuǎn)基因后的植物細(xì)胞，經(jīng)脫分化產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)再分化形成根、芽等，進(jìn)而產(chǎn)生新的植株。 答案　(1)耐熱的DNA聚合　四種脫氧核苷酸 (2)SmaⅠ會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因　BamHⅠ和HindⅢ (3)脫分化　再分化 (4)抗鹽基因(或目的基因)　將培育的煙草幼苗栽培于含有一定鹽的土壤中，觀察該煙草植株的生長狀態(tài) 10. (15分)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們可以根據(jù)需求來改造生物的性狀。如圖是利用奶牛乳汁生產(chǎn)人類血清白蛋白的圖解，據(jù)圖回答問題。 (1)在此過程中涉及的細(xì)胞水平現(xiàn)代生物技術(shù)手段主要有_____、________。 (2)在②進(jìn)入③之前要用________、________和DNA連接酶等工具來構(gòu)建基因表達(dá)載體。基因工程中所使用的DNA連接酶有兩類，其中既可以連接雙鏈DNA平末端又能連接互補(bǔ)的黏性末端的是________DNA連接酶。能實(shí)現(xiàn)②進(jìn)入③的常用方法是____________。 (3)圖中①一般經(jīng)________或________處理可以得到③，從③到④的過程中一般利用去核后未受精的卵細(xì)胞作為受體，而不用普通的體細(xì)胞，原因是___________________________________________。 (4)把⑤送入⑥的最佳時(shí)期是________或________。 (5)如果②的數(shù)量太少，常用________的方法。如果基因較小，核苷酸序列又已知，也可以通過________用化學(xué)方法直接人工合成。要實(shí)現(xiàn)⑦批量生產(chǎn)血清白蛋白，則要求③的性染色體組成是________。 答案　(1)核移植技術(shù)　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) (2)限制酶　運(yùn)載體　T4　顯微注射法 (3)胰蛋白酶　膠原蛋白酶　卵細(xì)胞大，易操作，分化程度低，體細(xì)胞的細(xì)胞核在卵細(xì)胞質(zhì)中才能表現(xiàn)出全能性 (4)桑椹胚　囊胚 (5)PCR技術(shù)擴(kuò)增　DNA合成儀　XX 11．(15分)(xx山西四校聯(lián)考)口蹄疫是由RNA病毒引起的一種偶蹄動(dòng)物傳染病?？茖W(xué)家嘗試?yán)棉D(zhuǎn)基因番茄來生產(chǎn)口蹄疫疫苗(主要成分：該病毒的一種結(jié)構(gòu)蛋白VP1)，過程如圖所示。請據(jù)圖回答下列問題： (1)在上述實(shí)驗(yàn)過程中所涉及的生物技術(shù)工程有________、________，如圖所示②成功構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，需要用到的工具酶有________和________。 (2)⑤過程代表的是________，經(jīng)過該過程形成的細(xì)胞具有________________________的特點(diǎn)，⑥過程所用的兩種重要的植物激素是________和________。 (3)若要檢測轉(zhuǎn)化成功的番茄植株，除檢測標(biāo)記基因產(chǎn)物外，還可采用________技術(shù)檢測目的基因在番茄體內(nèi)是否轉(zhuǎn)錄。 (4)該過程運(yùn)用的原理有________、________等。 (5)在該過程中，研究人員首先獲取了目的基因，并采用________技術(shù)對目的基因進(jìn)行擴(kuò)增，該技術(shù)需要的條件是________、酶、原料、模板；然后構(gòu)建基因表達(dá)載體，基因表達(dá)載體中除了具有目的基因、啟動(dòng)子和終止子之外，還需具有________。 答案　(1)基因工程　植物細(xì)胞工程(或植物組織培養(yǎng))　限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶 (2)脫分化　分裂能力強(qiáng)，分化程度低　細(xì)胞分裂素　生長素 (3)分子雜交 (4)基因重組　植物細(xì)胞的全能性 (5)PCR(聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))　引物　標(biāo)記基因 12．(15分)下圖是我國利用基因工程方法生產(chǎn)人生長激素的示意圖。圖中的質(zhì)粒是基因工程中常選用的載體——pBR322質(zhì)粒，ampR表示青霉素抗性基因，tetR表示四環(huán)素抗性基因，限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ切割形成的末端均不相同。據(jù)圖回答下列問題： (1)為了使目的基因和質(zhì)粒定向連接并且有利于受體細(xì)胞的篩選，③過程采用的酶是__________，④過程采用的酶是________。 (2)為了提高⑤過程的成功率，常用________溶液處理大腸桿菌。作為受體的大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，應(yīng)不含________________________基因，以利于篩選出含重組質(zhì)粒的受體菌。 (3)如果用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同時(shí)對質(zhì)粒進(jìn)行切割，假設(shè)同時(shí)只有任意兩個(gè)位點(diǎn)被切斷且每次機(jī)會(huì)相等，則形成的DNA片段有________種，其中含有完整四環(huán)素抗性基因的DNA片段占________。 (4)按照圖示的操作，將三角瓶中的大腸桿菌先接種到甲培養(yǎng)基上，然后分別接種到乙和丙兩個(gè)培養(yǎng)基的相同位置，一段時(shí)間后，菌落的生長狀況如圖所示。接種到甲培養(yǎng)基上的目的是篩選________的大腸桿菌。 (5)能否利用人的皮膚細(xì)胞來完成①過程？________。為什么？_________________________________________________________。 解析　本題考查基因工程的知識，意在考查考生的知識運(yùn)用能力。②③④過程需要的酶分別為逆轉(zhuǎn)錄酶、限制酶、DNA連接酶；ampR表示青霉素抗性基因，tetR表示四環(huán)素抗性基因，都是質(zhì)粒上的標(biāo)記基因。標(biāo)記基因在受體細(xì)胞內(nèi)不存在，如在受體細(xì)胞中存在，就起不到標(biāo)記基因的作用；限制酶PstⅠ和HindⅢ在切割質(zhì)粒時(shí)，分別破壞青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因，因此在切割質(zhì)粒時(shí)，這兩種酶不能同時(shí)使用，只能使用PstⅠ酶和EcoRⅠ酶，或HindⅢ酶和EcoRⅠ酶，根據(jù)③過程的提示，已使用了PstⅠ酶，所以切割質(zhì)粒時(shí)只能使用PstⅠ酶和EcoRⅠ酶；用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ和HindⅢ同時(shí)對質(zhì)粒進(jìn)行切割，假設(shè)同時(shí)只有任意兩個(gè)位點(diǎn)被切斷且每次機(jī)會(huì)相等，則切割產(chǎn)生的DNA片段有6種，有HindⅢ酶參與切割的話，四環(huán)素抗性基因會(huì)被破壞。 答案　(1)PstⅠ酶和EcoRⅠ酶　DNA連接酶 (2)CaCl2　青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性 (3)6　1/6 (4)含四環(huán)素抗性基因 (5)不能　人的皮膚細(xì)胞內(nèi)存在生長激素基因，但由于基因的選擇性表達(dá)，人的皮膚細(xì)胞內(nèi)不能生成人生長激素mRNA