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2019-2020年高三生物第一輪總復習 第一編 考點過關練 考點45 基因工程 1．[xx天津高考]為達到相應目的，必須通過分子檢測的是 A．攜帶鏈霉素抗性基因受體菌的篩選 B．產(chǎn)生抗人白細胞介素－8抗體的雜交瘤細胞的篩選 C．轉基因抗蟲棉植株抗蟲效果的鑒定 D．21三體綜合征的診斷 解析：可通過將受體菌接種在含鏈霉素的培養(yǎng)基中篩選攜帶鏈霉素抗性基因的受體菌，A錯誤；抗人白細胞介素的雜交瘤細胞應通過抗原－抗體雜交技術篩選產(chǎn)生，B正確；在棉花田中人工放入害蟲可檢驗轉基因抗蟲棉的抗蟲效果，C錯誤；可利用顯微鏡檢測21三體綜合征，D錯誤。 答案：B 2．[xx廣東高考改編]利用基因工程技術生產(chǎn)羧酸酯酶(CarE)制劑的流程如圖所示，下列敘述正確的是(　　) A．過程①需使用DNA聚合酶 B．過程②需使用解旋酶和PCR獲取目的基因 C．過程③使用的感受態(tài)細胞可用NaCl溶液制備 D．過程④可利用DNA分子雜交鑒定目的基因是否已導入受體細胞 解析：過程①是以RNA為模板合成DNA的過程，即逆轉錄過程，需要逆轉錄酶的催化，故A錯誤；過程②表示利用PCR擴增目的基因，在PCR過程中，不需要解旋酶，是通過控制溫度來達到解旋的目的，故B錯；利用氯化鈣處理大腸桿菌，使之成為感受態(tài)細胞，故C錯；檢測目的基因是否成功導入受體細胞的染色體DNA中，可以采用DNA分子雜交技術，故D正確 答案：D 3．[xx重慶高考]如圖是利用基因工程培育抗蟲植物的示意圖。以下相關敘述，正確的是(　　) A．②的構建需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA聚合酶參與 B．③侵染植物細胞后，重組Ti質粒整合到④的染色體上 C．④的染色體上若含抗蟲基因，則⑤就表現(xiàn)出抗蟲性狀 D．⑤只要表現(xiàn)出抗蟲性狀就表明植株發(fā)生了可遺傳變異 解析：構建表達載體需要限制酶和DNA連接酶，A錯誤；③侵染植物細胞后，重組Ti質粒上的T－DNA整合到④的染色體上，B錯誤；染色體上含有目的基因，但目的基因也可能不能轉錄或者不能翻譯，或者表達的蛋白質不具有生物活性，C錯誤；植株表現(xiàn)出抗蟲性狀，說明含有目的基因，屬于基因重組，為可遺傳變異，D正確。 答案：D 4．[xx江蘇高考改編]下列關于基因工程技術的敘述，正確的是(　　) A．切割質粒的限制性核酸內(nèi)切酶均特異性地識別6個核苷酸序列 B．PCR反應中溫度的周期性改變是為了DNA聚合酶催化不同的反應 C．載體質粒通常采用抗生素合成基因作為篩選標記基因 D．抗蟲基因即使成功地插入到植物細胞染色體上也未必能正常表達 解析：限制性核酸內(nèi)切酶大多是特異性識別6個核苷酸序列，但也有識別序列由4、5或8個核苷酸組成的，A錯誤；PCR中耐高溫的DNA聚合酶只是在延伸階段發(fā)揮催化作用，B項錯誤；載體質粒上抗生素抗性基因可作為標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇，不是抗生素合成基因，C錯誤；目的基因導入了受體細胞不一定就都能正常表達，D正確。 答案：D 5．[xx課標全國卷Ⅱ]植物甲具有極強的耐旱性，其耐旱性與某個基因有關。若從該植物中獲得該耐旱基因，并將其轉移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。 回答下列問題： (1)理論上，基因組文庫含有生物的________基因；而cDNA文庫中含有生物的________基因。 (2)若要從植物甲中獲得耐旱基因，可首先建立該植物的基因組文庫，再從中________出所需的耐旱基因。 (3)將耐旱基因導入農(nóng)桿菌，并通過農(nóng)桿菌轉化法將其導入植物________的體細胞中，經(jīng)過一系列的過程得到再生植株。要確認該耐旱基因是否在再生植株中正確表達，應檢測此再生植株中該基因的________，如果檢測結果呈陽性，再在田間試驗中檢測植株的________是否得到提高。 (4)假如用得到的二倍體轉基因耐旱植株自交，子代中耐旱與不耐旱植株的數(shù)量比為3∶1時，則可推測該耐旱基因整合到了________(填“同源染色體的一條上”或“同源染色體的兩條上”)。 解析：(1)基因文庫包括基因組文庫和cDNA文庫，基因組文庫包含生物基因組的全部基因，cDNA文庫是以mRNA反轉錄后構建的，只含有已經(jīng)表達的基因(并不是所有基因都會表達)，即部分基因。 (2)從基因文庫中獲取目的基因需要進行篩選。 (3)要提高植物乙的耐旱性，需要利用農(nóng)桿菌轉化法將耐旱基因導入植物乙的體細胞中。要檢測目的基因(耐旱基因)是否表達應該用抗原抗體雜交檢測目的基因(耐旱基因)的表達產(chǎn)物(即耐旱的相關蛋白質)；個體水平檢測可以通過田間實驗，觀察檢測其耐旱性情況。 (4)如果耐旱基因整合到同源染色體的兩條上，則子代將全部表現(xiàn)耐旱，不會出現(xiàn)性狀分離?；颉叭绻秃祷蛘系酵慈旧w的一條上，則轉基因植株的基因型可以用A_表示(A表示耐旱基因，_表示另一條染色體上沒有相應的基因)，A_自交后代基因型為AA∶A_∶_ _＝1∶2∶1，所以耐旱∶不耐旱＝3∶1，與題意相符。 答案：(1)全部　部分　(2)篩選　(3)乙　表達產(chǎn)物　耐旱性　(4)同源染色體的一條上 6．[xx天津高考]嗜熱土壤芽胞桿菌產(chǎn)生的β－葡萄糖苷酶(BglB)是一種耐熱纖維素酶，為使其在工業(yè)生產(chǎn)中更好地應用，開展了以下試驗： Ⅰ．利用大腸桿菌表達BglB酶 (1)PCR擴增bglB基因時，選用________基因組DNA作模板。 (2)上圖為質粒限制酶酶切圖譜。bglB基因不含圖中限制酶識別序列。為使PCR擴增的bglB基因重組進該質粒，擴增的bglB基因兩端需分別引入________和________不同限制酶的識別序列。 (3)大腸桿菌不能降解纖維素，但轉入上述建構好的表達載體后則獲得了降解纖維素的能力，這是因為_____________________________________________。 Ⅱ．溫度對BglB酶活性的影響 (4)據(jù)圖1、2可知，80 ℃保溫30分鐘后，BglB酶會________；為高效利用BglB酶降解纖維素，反應溫度最好控制在________(單選)。 A．50 ℃　 B．60 ℃ C．70 ℃　 D．80 ℃ Ⅲ．利用分子育種技術提高BglB酶的熱穩(wěn)定性 在PCR擴增bglB基因的過程中，加入誘變劑可提高bglB基因的突變率。經(jīng)過篩選，可獲得能表達出熱穩(wěn)定性高的BglB酶的基因。 (5)(多選)與用誘變劑直接處理嗜熱土壤芽胞桿菌相比，上述育種技術獲得熱穩(wěn)定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR過程中________。 A．僅針對bglB基因進行誘變 B．bglB基因產(chǎn)生了定向突變 C．bglB基因可快速累積突變 D．bglB基因突變不會導致酶的氨基酸數(shù)目改變 解析：(1)bglB基因存在于嗜熱土壤芽孢桿菌基因組中，故應以該菌的基因組DNA為模板進行基因擴增。 (2)目的基因與質粒進行重組時，需將目的基因插入到啟動子和終止子之間，且應靠近啟動子和終止子，結合示意圖可知，應在擴增的bglB基因兩端分別引入NdeⅠ和BamHⅠ兩種限制酶的識別序列。 (3)該基因表達載體中含有bglB基因，其可表達產(chǎn)生β－葡萄糖苷酶，其可分解纖維素，這樣大腸桿菌就獲得了分解纖維素的能力。 (4)由圖2可知，BglB酶在80 ℃保溫30分鐘后，該酶就會失活；由圖1可知，當溫度為60 ℃～70 ℃時，酶活性較高，而由圖2可知70 ℃時保溫30分鐘，酶活性開始減弱，而60 ℃保溫30分鐘后酶活性基本不發(fā)生變化，由此可知為高效利用BglB酶降解纖維素，反應溫度最好應控制在60 ℃，故選B。 (5)在bglB基因擴增過程中加入誘變劑進行誘變處理，相比于誘變劑直接處理嗜熱土壤芽孢桿菌，針對性更強；基因突變是不定向的；由于PCR過程基因擴增即DNA復制快速進行，發(fā)生突變后可進行快速積累，進而便于篩選；基因突變可能導致氨基酸數(shù)目的改變，如突變后的密碼子變?yōu)榻K止密碼子，可導致蛋白質合成提前終止，進而導致氨基酸數(shù)目變少。 答案：(1)嗜熱土壤芽孢桿菌　(2)NdeⅠ BamHⅠ　(3)轉基因的大腸桿菌分泌出有活性的BglB酶　(4)失活　B　(5)AC 7．[xx海南高考]下面是將某細菌的基因A導入大腸桿菌內(nèi)，制備“工程菌”的示意圖。 請據(jù)圖回答： (1)獲得A有兩條途徑：一是以A的mRNA為模板，在________酶的催化下，合成互補的單鏈DNA，然后在________ 作用下合成雙鏈DNA，從而獲得所需基因；二是根據(jù)目標蛋白質的________序列，推測出相應的mRNA序列，然后按照堿基互補配對原則，推測其DNA的________序列，再通過化學方法合成所需基因。 (2)利用PCR技術擴增DNA時，需要在反應體系中添加的有機物質有________、________、4種脫氧核苷酸三磷酸和耐熱性的DNA聚合酶，擴增過程可以在PCR擴增儀中完成。 (3)由A和載體B拼接形成的C通常稱為________。 (4)在基因工程中，常用Ca2＋處理D，其目的是____________________________。 解析：(1)利用逆轉錄法合成目的基因的過程是：以mRNA為模板，在逆轉錄酶的催化作用下合成單鏈DNA，然后在DNA聚合酶作用下，合成雙鏈DNA分子；根據(jù)蛋白質工程合成目的基因的過程是：根據(jù)目標蛋白質的氨基酸序列，推測相應的mRNA序列，然后按照堿基互補配對原則，推測DNA中脫氧核苷酸的排列順序，通過化學方法合成。(2)PCR過程中需要酶、底物、模板、引物和能量等條件。(3)目的基因和運載體結合，形成基因表達載體。(4)有利用大腸桿菌做受體細胞時，需要先用Ca2＋處理，使之成為感受態(tài)細胞，有利于吸收重組DNA分子 答案：(1)逆轉錄　DNA聚合　氨基酸　脫氧核苷酸　(2)引物　(目的基因或A基因)模板　(3)基因表達載體　(4)使其成為感受態(tài)細胞，使大腸桿菌更容易吸收重組DNA分子 1．[xx北京西城期末]下列有關基因工程的敘述正確的是(　　) A．用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割載體與含目的基因的DNA片段可獲相同黏性末端 B．以蛋白質的氨基酸序列為依據(jù)合成的目的基因與原基因的堿基序列相同 C．檢測到受體細胞中含有目的基因就標志著基因工程育種已經(jīng)成功 D．質粒上的抗生素抗性基因有利于質粒與外源基因連接 解析：本題主要考查基因工程的知識，考查對基礎知識的理解和識記能力。由于用同種限制性核酸內(nèi)切酶切割載體與含目的基因的DNA片段，得到的黏性末端遵循堿基互補配對原則，可獲相同黏性末端；由于氨基酸可對應多種密碼子，以蛋白質的氨基酸序列為依據(jù)合成的目的基因與原基因的堿基序列可能不同；目的基因成功表達出相應的基因產(chǎn)物標志著基因工程育種已經(jīng)成功；質粒上的抗生素抗性基因是標記基因，利于檢測是否導入目的基因。 答案：A 2．[xx汕頭市高考模擬]玉米的PEPC酶固定CO2的能力較水稻的強60倍。我國科學家正致力于將玉米的PEPC基因導入水稻中，以提高水稻產(chǎn)量。下列各項對此研究的分析中正確的是 A．核心步驟是構建玉米PEPC基因表達載體 B．通常采用顯微注射法將PEPC基因導入水稻細胞 C．在受體細胞中檢測到PEPC酶則意味著此項研究取得成功 D．利用細胞培養(yǎng)技術將轉基因水稻細胞培育成植株 解析：本題主要考查基因工程應用的知識；意在考查考生理解和分析能力?；蚬こ痰暮诵牟襟E是基因表達載體的構建，A正確； 目的基因導入植物細胞常用的方法是農(nóng)桿菌轉化法和花粉管通道法，B錯誤；只有目的基因在后代細胞中表達才能說明研究成功，C錯誤；利用組織培養(yǎng)技術將轉基因水稻細胞培育成植株，D錯誤。 答案：A 3．[xx石家莊高三模擬]下列說法正確的是(　　) A．蛋白質工程和基因工程的目的都是獲得人類需要的蛋白質，所以二者沒有區(qū)別 B．基因工程是蛋白質工程的關鍵技術 C．通過蛋白質工程改造后的蛋白質有的仍然是天然的蛋白質 D．蛋白質工程是在蛋白質分子水平上直接改造蛋白質的 解析：本題主要考查蛋白質工程的知識；意在考查考生識記和理解能力。蛋白質工程的目標是根據(jù)人們對蛋白質功能的特定需求，對蛋白質的結構進行分子設計。其中，基因工程是關鍵技術，是蛋白質工程的基礎。因為對蛋白質結構的改造是通過改造基因而實現(xiàn)的，所以蛋白質工程是在基因水平上改造蛋白質，改造后的蛋白質不再是天然的蛋白質。 答案：B 4．[xx天津和平區(qū)期末]下列有關PCR技術的說法不正確的是(　　) A．PCR技術是一項在生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術 B．PCR技術的原理是DNA雙鏈復制 C．利用PCR技術獲取目的基因的前提是要有—段已知目的基因的核苷酸序列 D．PCR技術中必須有解旋酶才能解開雙鏈DNA 解析：本題考查PCR技術的過程的知識，主要考查對基礎知識的理解和識記能力。PCR技術是一項在生物體外復制特定DNA片段的核酸合成技術，原理是DNA的復制；利用PCR技術獲取目的基因的前提是要有—段已知目的基因的核苷酸序列；PCR技術中可以是解旋酶才能解開雙鏈DNA，也可以通過高溫解開雙鏈DNA。 答案：D 5．[xx浙江省“六市六?！甭?lián)考]下列與基因工程載體有關的敘述正確的是(　　) A．質粒是最常用的載體，在細菌中以獨立于擬核之外的方式存在 B．質粒作為載體的原因之一是它為環(huán)狀，便于切割后與目的基因連接 C．載體中的標記基因可促進目的基因的表達 D．當受體細胞為大腸桿菌時，多種噬菌體均可作為載體，如λ噬菌體和T2噬菌體 解析：本題主要考查基因工程的知識；意在考查考生識記和理解能力。質粒是最常用的載體，在細菌中以獨立于擬核之外的方式存在，A正確；質粒之所以能作為載體，是由于能在受體細胞中大量增殖；含有1個或多個限制性核酸內(nèi)切酶的切點，以便與外源基因連接；具有某些標記基因，以便進行篩選，B錯誤；載體中的標記基因只是便于篩選，并不是促進目的基因表達，C錯誤；當受體細胞為大腸桿菌時，并不是多種噬菌體均可作為載體，λ噬菌體是溫和型，T2噬菌體是致死型，載體進入受體細胞中要大量復制，同時還要帶著目的基因在受體中進行表達，D錯誤 答案：A 6．[xx江西八校聯(lián)考]轉基因生物可用于生產(chǎn)人類所需要的藥用蛋白，如激素、抗體、疫苗、酶等。下圖1是通過生物工程培育能產(chǎn)生人胰島素煙草的過程。請據(jù)圖回答下列問題。 (1)基因工程的核心步驟是________(填字母)。此過程所需的工具酶是________________________________________________________________________。 (2)下圖2是運載體和反轉錄得到的胰島素基因的片段，已知限制酶I的識別序列和切點是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—。GeneⅠ和GeneⅡ為質粒上的標記基因，據(jù)圖分析，應用限制酶________切割質粒，用限制酶________切割目的基因。構建的重組質粒中，除含有外源基因、標記基因外，還必須含有________和________。 (3)圖1 B過程中，常用________處理使細菌成為感受態(tài)細胞，從而利于重組質粒的導入。 (4)如果從分子水平檢測人胰島素基因是否表達成功，可以采用______________ __________方法。 圖2 解析：(1)基因工程的核心是基因表達載體的構建，該過程用到的工具酶有限制酶和DNA連接酶。 (2)限制酶I的識別序列和切點是—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的識別序列和切點是—↓GATC—，如果用限制酶Ⅱ對質粒切割，會將質粒切兩段，不易做運載體，如果用限制酶I切割目的基因只能切取一側，不能獲取目的基因。構建的重組質粒須有啟動子和終止子，否則不能轉錄合成RNA及轉錄過程無法結束。 (3)將目的基因導入微生物，常用Ca2＋處理使細菌成為感受態(tài)細胞，使表達載體容易進入受體菌。 (4)胰島素基因是否表達成功，在分子水平上就是能否合成出胰島素分子，分子水平的檢測用抗原—抗體雜交法進行。 答案：(1)A　限制酶和DNA連接酶　(2)Ⅰ?、颉幼印〗K止子　(3)Ca2＋　(4)抗原—抗體雜交 7．[xx東城區(qū)普通校聯(lián)考]長期以來 ，香蕉生產(chǎn)遭受病害的嚴重威脅 ，制約了其發(fā)展。目前 ，隨著轉基因抗病香蕉基因工程技術的日趨成熟 ，為培育抗病香蕉品種開辟了新途徑。轉基因抗病香蕉的培育過程如圖所示，質粒上有PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ等四種限制酶切割位點。請回答： (1)構建含抗病基因的表達載體A時，應選用限制酶________，對__________________進行切割。 (2)培養(yǎng)基中的卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細胞的生長，欲利用該培養(yǎng)基篩選已導入抗病基因的香蕉細胞，應使基因表達載體A中含有________，作為標記基因。 (3)能使抗病基因在香蕉細胞中特異性表達的調(diào)控序列是：________ (填字母序號)。 A．啟動子　 B．終止子 C．復制原點　 D．標記基因 (4)將目的基因導入植物細胞常用方法有多種，圖中所示方法為________________________________________________________________________。 (5)欲檢測目的基因是否表達成功，可采用的技術________ (填字母序號)。 A．核酸分子雜交　 B．基因序列分析 C．抗原－抗體雜交　 D．PCR (6)利用組織培養(yǎng)技術將導入抗病基因的香蕉組織細胞培育成轉基因植株。香蕉組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中除了含有一定的營養(yǎng)物質外還必須含有________________等植物激素，它們會在________(填圖中標號)階段發(fā)揮作用，同時________(填圖中標號)階段還需要給予一定光照。 (7)從香蕉組織塊到獲得轉基因抗病香蕉試管苗的過程中，需經(jīng)過________。(填數(shù)字) ①無絲分裂?、谟薪z分裂?、蹨p數(shù)分裂　④ 原代培養(yǎng)?、?傳代培養(yǎng)　⑥ 植物體細胞雜交?、?細胞融合?、?脫分化?、?再分化 解析：本題主要考查基因工程的知識；意在考查考生識記和理解能力。(1)構建含抗病基因的表達載體A時，要保證目的基因完整，因此需用PstⅠ和 EcoRⅠ對含抗病基因的DNA進行切割。(2)利用含卡那霉素培養(yǎng)基篩選已導入抗病基因的香蕉細胞，則需作為載體的質粒中含有抗卡那霉素基因。(3)調(diào)控基因表達的序列為啟動子和終止子。(4)常用的將目的基因導入植物細胞的方法為農(nóng)桿菌轉化法。(5)欲檢測目的基因是否表達成功需用抗原—抗體雜交法。(6)植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中需含有生長素和細胞分裂素。兩種激素在①脫分化和②再分化階段發(fā)揮作用，需在再分化的過程中給予光照，以便植物產(chǎn)生葉綠體。(7)植物組織培養(yǎng)過程中包括脫分化和再分化，在此過程中存在的分裂方式為有絲分裂。 答案：(1)PstⅠ和EcoRⅠ(答全給分)　含抗病基因的DNA、質粒(答全給分)　(2)抗卡那霉素基因　(3)AB　(4)農(nóng)桿菌轉化法　(5) C　(6) 生長素和細胞分裂素　①和②?、凇?7)②⑧⑨ 1．據(jù)報道，“基因起源”工程學可以在胚胎中永久地摘除、添加和改變基因，保證特定的基因特征會或者不會被以后世世代代所復制，下列有關基因工程及“基因起源”工程學的敘述錯誤的是(　　) A．基因工程能夠在分子水平上定向地改變生物的遺傳性狀 B．基因表達載體的構建是基因工程的核心 C．目前常用顯微注射技術把目的基因導入微生物細胞 D．據(jù)題干信息推測將來有可能“定做寶寶” 解析：選項A，利用基因工程能夠在DNA分子水平按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細胞內(nèi)，定向地改變生物的遺傳性狀。選項B，基因工程的核心是基因表達載體的構建。選項C，目前常利用顯微注射技術把目的基因導入動物細胞，而不是微生物，選項D，利用“基因起源”工程學可以決定某些基因的“去留”，所以依據(jù)題干信息，將來有可能“定做寶寶”。 答案：C 2．假如轉基因黃豆中有能表達埃博拉病毒表面抗原的基因，由此可獲得用來預防埃博拉病毒的一種新型疫苗，其培育過程如圖所示(①－③代表過程，A－C代表結構或細胞)。 (1)圖中①過程用到的酶是________、________，所形成的B叫做________，由________、目的基因和標記基因等部分構成。 (2)②過程常用________處理農(nóng)桿菌，使之成為________細胞。目的基因進入受體細胞內(nèi)，并在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程稱為________。 (3)圖中C結構叫做________，采用其作為受體細胞是因為它的________。 解析：(1)獲取目的基因要用到限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，重組質粒由目的基因和標記基因、啟動子、終止子四部分組成。(2)農(nóng)桿菌用CaCl2溶液處理后，處于感受態(tài)，外源DNA更容易進入。目的基因進入受體細胞內(nèi)，并在受體細胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達的過程叫做轉化。(3)C結構是愈傷組織，常用作受體細胞是因為其具有全能性。 答案：(1)限制性核酸內(nèi)切酶　DNA連接酶　重組質?！幼?、終止子　(2)CaCl2溶液　感受態(tài)　轉化　(3)愈傷組織　全能性