（選考）2021版新高考生物一輪復習 第十單元 生物技術與工程 第34講 基因工程高效作業(yè)知能提升 新人教版

第34講基因工程1(2020·江蘇徐州考前模擬)下列有關基因工程技術的敘述，正確的是()A不同的限制酶切割形成的黏性末端一定不同BPCR中周期性的溫度設置是特定的，與擴增的目的基因和引物無關C在構建基因表達載體時通常需要大量的目的基因和載體D質粒上的目的基因都必須整合到受體細胞的DNA上并表達解析：選C。不同的限制酶切割形成的黏性末端可能相同，也可能不同，A錯誤；PCR中周期性的溫度可在一定范圍內設置，不是特定的，B錯誤；在構建基因表達載體時通常需要大量的目的基因和載體，這樣獲得基因表達載體的概率更高，C正確；質粒本身也是DNA，也能自我復制，所以進入受體細胞以后，既可以自己進行表達，也可以整合到體細胞的DNA上并表達，D錯誤。2實驗室常用PCR技術對DNA進行體外擴增，下列相關敘述正確的是()A95 時DNA的磷酸二酯鍵斷開B引物與模板結合后向5方向延伸C反應過程包括變性復性延伸D需要解旋酶和耐高溫的DNA聚合酶解析：選C。95 時DNA的氫鍵斷開，A錯誤；引物與模板結合后向3方向延伸，B錯誤；反應過程包括變性復性延伸，C正確；PCR技術通過高溫解旋，不需要解旋酶，D錯誤。3在應用農桿菌侵染植物葉片獲得轉基因植株的常規(guī)實驗步驟中，不需要的是()A用攜帶目的基因的農桿菌侵染植物細胞B用選擇培養(yǎng)基篩法導入目的基因的細胞C用聚乙二醇誘導轉基因細胞的原生質體融合D用適當比例的生長素和細胞分裂素誘導愈傷組織生芽解析：選C。農桿菌侵染細菌是基因工程中常常用到的把目的基因導入植物細胞的方法，A正確；目的基因是否導入了細胞，需要在選擇培養(yǎng)基上進行篩選，B正確；在植物細胞組織培養(yǎng)的過程中，需要調整培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素的比例，來達到對其脫分化和再分化的控制，D正確；在農桿菌侵染植物細胞的過程中并沒有涉及原生質體的融合，C錯誤。4下列關于核酸分子雜交和抗原抗體雜交的敘述，正確的是()A核酸分子雜交是指兩條脫氧核苷酸鏈的雜交B抗原抗體雜交的原理為堿基互補配對原則C核酸分子雜交可檢測目的基因的存在和轉錄D抗原抗體雜交常以目的基因產物作為抗體解析：選C。核酸分子雜交可以是兩條脫氧核苷酸鏈的雜交，也可以是DNA單鏈和RNA的雜交；抗原抗體雜交的原理是抗體能與對應的抗原發(fā)生特異性結合；核酸分子雜交可檢測目的基因的存在和轉錄；抗原抗體雜交中目的基因的產物常作為抗原。5(不定項)下列關于基因工程的敘述，錯誤的是()A切割質粒的限制性核酸內切酶均特異性地識別6個核苷酸序列BPCR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標記基因D基因工程的核心步驟是基因表達載體的構建解析：選ABC。限制酶的識別序列多為6個核苷酸，也有少數限制酶的識別序列由4、5或8個核苷酸組成，A錯誤；PCR反應中，起初的9095 高溫是使目的基因解旋，后冷卻至50 左右是使引物結合到互補DNA鏈上，最后再加熱至72 左右是讓DNA聚合酶催化DNA的子鏈延伸，B錯誤；載體質粒上的四環(huán)素抗性基因、青霉素抗性基因等抗生素抗性基因常作為標記基因，C錯誤；基因工程的核心步驟是基因表達載體的構建，D正確。6(不定項)小鼠雜交瘤細胞表達的單克隆抗體用于人體試驗時易引起過敏反應，為了克服這個缺陷，可選擇性擴增抗體的可變區(qū)基因(目的基因)后再重組表達。下列相關敘述正確的是()A設計擴增目的基因的引物時不必考慮表達載體的序列B用PCR方法擴增目的基因時不必知道基因的全部序列CPCR體系中一定要添加從受體細胞中提取的DNA聚合酶D一定要根據目的基因編碼產物的特性選擇合適的受體細胞解析：選BD。本題主要考查PCR技術的有關知識。利用PCR技術擴增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據這一序列設計引物，但不需知道目的基因的全部序列，需要考慮載體的序列；因PCR反應在高溫條件下進行，故反應體系中需加入耐高溫的DNA聚合酶；因某些目的基因編碼的產物需經特殊的加工修飾過程，故一定要根據目的基因編碼產物的特性選擇合適的受體細胞。7(不定項)(2020·山東威海模擬)下列關于DNA重組技術基本工具的敘述，正確的是()A天然質粒須經過人工改造后才能作為載體B限制酶和DNA連接酶分別催化磷酸二酯鍵的水解和形成C一個基因表達載體除了有目的基因外，還必須有起始密碼子、終止密碼子以及標記基因等DDNA連接酶能將單個脫氧核苷酸結合到引物鏈上解析：選AB。天然質粒不完全符合載體的要求，通常須經過人工改造后才能作為載體，A正確；限制酶識別特定的核苷酸序列并在特定的位點切割，使磷酸二酯鍵水解，DNA連接酶是通過形成磷酸二酯鍵將兩個DNA片段連接起來，不能將單個脫氧核苷酸結合到某一DNA片段上，B正確，D錯誤；基因表達載體需要有復制原點、啟動子、終止子、目的基因和標記基因，C錯誤。8(2020·江西重點中學盟校一模)回答下列與基因工程有關的問題：(1)基因工程技術中，_是將目的基因導入植物細胞最常用的方法，其中的Ti質粒上的T­DNA是指_。(2)獲得的目的基因可利用PCR技術在體外反應體系中擴增，該過程利用的原理是_，需要加入的原料是_，DNA解旋利用的是_原理。(3)基因工程中使用的載體，除質粒外，還有_和_。(4)該技術可以培育抗病轉基因植物，也可用于動物的基因治療。與之相比，單克隆抗體也用于診斷或攜帶藥物治療癌癥，這是利用了它_的優(yōu)點。解析：(1)將目的基因導入植物細胞最常用的方法是農桿菌轉化法，其中的Ti質粒上的T­DNA是指可轉移的DNA。(2)PCR技術利用的原理是DNA雙鏈復制，需要的原料是dATP、dTTP、dCTP和dGTP。DNA解旋利用的是熱變性原理，即DNA受熱變性(或高溫變性)后解旋為單鏈。(3)基因工程中使用的載體，除質粒外，還有噬菌體的衍生物、動植物病毒等。(4)單克隆抗體具有特異性強、靈敏度高的優(yōu)點，可用于診斷或攜帶藥物治療癌癥。答案：(1)農桿菌轉化法可轉移的DNA(2)DNA雙鏈復制四種脫氧核苷酸(或dATP、dTTP、dCTP和dGTP)熱變性(或高溫變性等類似意思)(3)噬菌體的衍生物動植物病毒(兩空可調換)(4)特異性強、靈敏度高9(高考全國卷)某一質粒載體如圖所示，外源DNA插入Ampr或Tetr中會導致相應的基因失活(Ampr表示氨芐青霉素抗性基因，Tetr表示四環(huán)素抗性基因)。有人將此質粒載體用BamH 酶切后，與用BamH 酶切獲得的目的基因混合，加入DNA連接酶進行連接反應，用得到的混合物直接轉化大腸桿菌。結果大腸桿菌有的未被轉化，有的被轉化。被轉化的大腸桿菌有三種，分別是含有環(huán)狀目的基因、含有質粒載體、含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌?；卮鹣铝袉栴}：(1)質粒載體作為基因工程的工具，應具備的基本條件有_(答出兩點即可)，而作為基因表達載體，除滿足上述基本條件外，還需具有啟動子和終止子。(2)如果用含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基進行篩選，在上述四種大腸桿菌細胞中，未被轉化的和僅含環(huán)狀目的基因的細胞是不能區(qū)分的，其原因是_；并且_和_的細胞也是不能區(qū)分的，其原因是_。在上述篩選的基礎上，若要篩選含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌單菌落，還需使用含有_的固體培養(yǎng)基。(3)基因工程中，某些噬菌體經改造后可以作為載體，其DNA復制所需的原料來自_。解析：(1)作為運載體的質粒上應有一個至多個限制酶切割位點，在細胞中能夠自我復制，且含有特殊的標記基因。(2)未被轉化的大腸桿菌和僅含環(huán)狀目的基因的大腸桿菌中均未導入質粒載體，而質粒上含有氨芐青霉素抗性基因，因此這樣的大腸桿菌在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中不能生長。含有質粒載體和含有插入了目的基因的重組質粒的大腸桿菌中都含有氨芐青霉素抗性基因，二者在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中都能生長，因此無法區(qū)分。據題圖可知，用BamH 切割質粒后將四環(huán)素抗性基因破壞，因此可將經氨芐青霉素培養(yǎng)基篩選出的菌落置于含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上再次篩選，能在含四環(huán)素培養(yǎng)基上生存的是含有質粒載體的大腸桿菌，不能生存的是含有插入目的基因的重組質粒的大腸桿菌。(3)噬菌體為病毒，經改造后作為載體時，其DNA復制所需原料來自受體細胞。答案：(1)能自我復制、具有標記基因(2)二者均不含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均不生長含有質粒載體含有插入了目的基因的重組質粒(或含有重組質粒)二者均含有氨芐青霉素抗性基因，在該培養(yǎng)基上均能生長四環(huán)素(3)受體細胞10(2020·廣東肇慶模擬)含有限制酶的細胞中通常還具有相應的甲基化酶，這兩種酶對DNA分子有相同的作用序列，但具有不同的催化功能。甲基化酶可以對DNA序列進行修飾，使限制酶不能對這一序列進行識別和切割?；卮鹣铝袉栴}：(1)目前，基因工程中使用的_主要是從原核生物中分離純化獲得的。構建“基因組文庫”和“cDNA文庫”的過程中需要使用DNA連接酶的是_(填“基因組文庫”“cDNA文庫”或“基因組文庫和cDNA文庫”)。(2)含有某種限制酶的細胞，可以利用該限制酶切割外源DNA，但不破壞細胞自身的DNA，其原因可能有_；_。(3)利用PCR擴增目的基因的過程由高溫變性(9095 )、低溫復性(5560 )、適溫延伸(7075 )三個步驟構成一個循環(huán)，為使得酶能夠重復利用，選用的酶應在9095 處理后仍然具備催化活性，因此應選用_酶。(4)在PCR擴增目的基因時，為實現(xiàn)序列中的腺嘌呤被放射性同位素標記，反應體系中添加的原料應包括堿基已被標記的_(填“腺嘌呤核糖核苷酸”“dATP”或“ATP”)。解析：(1)基因工程中的限制酶主要是從原核生物中分離純化獲得的。構建“基因組文庫”和“cDNA文庫”的過程中都需要利用DNA連接酶將DNA片段與載體連接導入受體菌群儲存，只不過兩者使用的DNA片段不同，cDNA文庫是利用反轉錄法獲得的DNA(部分基因)，基因組文庫使用的是某種生物的全部DNA(全部基因)。(2)原核細胞自身的DNA分子沒有該限制酶的識別序列或者甲基化酶對細胞自身的DNA分子進行了修飾，這使含有某種限制酶的原核細胞，可以利用該限制酶切割外源DNA，但不破壞細胞自身的DNA。(3)PCR擴增目的基因的三個步驟是高溫變性(9095 )、低溫復性(5560 )和適溫延伸(7075 )，該過程使用的DNA聚合酶需是熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶)。(4)在PCR擴增目的基因時，使用的原料是dATP、dTTP、dCTP和dGTP。答案：(1)限制酶(或限制性核酸內切酶)基因組文庫和cDNA文庫(2)細胞自身的DNA分子沒有該限制酶的識別序列甲基化酶對細胞自身的DNA分子進行了修飾(3)熱穩(wěn)定DNA聚合(Taq)(4)dATP11(2018·高考全國卷)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，這一特性可用于檢測細胞中目的基因的表達。某科研團隊將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5末端。獲得了L1­GFP融合基因(簡稱為甲)，并將其插入質粒P0，構建了真核表達載體P1，其部分結構和酶切位點的示意圖如下，圖中E1E4四種限制酶產生的黏性末端各不相同?；卮鹣铝袉栴}：(1)據圖推斷，該團隊在將甲插入質粒P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是_，使用這兩種酶進行酶切是為了保證_，也是為了保證_。(2)將P1轉入體外培養(yǎng)的牛皮膚細胞后，若在該細胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在牛的皮膚細胞中完成了_和_過程。(3)為了獲得含有甲的牛，該團隊需要做的工作包括：將能夠產生綠色熒光細胞的_移入牛的_中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。(4)為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，某同學用PCR方法進行鑒定，在鑒定時應分別以該牛不同組織細胞中的_(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。解析：(1)據題圖可知，將L1­GFP融合基因(甲)插入質粒時使用酶E1和E4進行酶切，既能保證L1­GFP融合基因的完整，又能保證L1­GFP融合基因與載體的正確連接。(2)目的基因在受體細胞中的表達包括轉錄和翻譯兩個過程。(3)將體外培養(yǎng)的含有目的基因的動物體細胞核移入該動物的去核卵母細胞中，經過體外胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術可獲得轉基因動物。(4)檢測目的基因是否存在于克隆牛的不同組織細胞中，采用PCR技術鑒定時，應以該牛不同組織細胞中的核DNA作為PCR模板。答案：(1)E1和E4甲的完整甲與載體正確連接(2)轉錄翻譯(3)細胞核去核卵母細胞(4)核DNA12(2020·廣東肇慶一模)2018年10月3日，“不務正業(yè)”的諾貝爾化學獎又頒給了生物學，授予了格雷戈里·溫特(Gregory PWinter)等3位科學家，以表彰他們在酶的定向進化，肽類和噬菌體展示技術等方面的成績。噬菌體展示技術是將外源蛋白或多肽的DNA序列插入噬菌體外殼蛋白結構基因的適當位置，使外源基因隨外殼蛋白的表達而表達，同時，外源蛋白隨噬菌體的重新組裝而展示到噬菌體表面的生物技術。請根據材料回答下列問題：(1)T2噬菌體的遺傳物質是_，如噬菌體外殼蛋白展示胰島素蛋白原，構建基因表達載體時，胰島素基因前還要插入_。(2)將外源蛋白或多肽的DNA序列插入噬菌體外殼蛋白結構基因中，需要用到的工具酶有_。噬菌體外殼蛋白結構基因用EcoR 切割后產生的片段如下圖：圖示末端為_，為使外源蛋白DNA序列能與其相連，外源蛋白DNA除可用EcoR 切割外，還可用另一種酶切割，該酶必須具有的特點是_。(3)從物質基礎來看，不同生物之間能夠進行基因重組，原因是_。(4)格雷戈里·溫特發(fā)明了“擬人化”和全擬人化的噬菌體展示技術，并開發(fā)了制造人源化抗體以及在細菌中重組表達人源抗體的技術，這一技術解決了單克隆抗體傳統(tǒng)的制備過程中需要將_和_相融合的需求。單克隆抗體常應用于分子靶向治療，其特點是_。解析：(1)T2噬菌體是一種DNA病毒，其遺傳物質是DNA。如噬菌體外殼蛋白展示胰島素蛋白原，構建基因表達載體時，胰島素基因前還要插入該基因的啟動子。(2)構建基因表達載體時，首先需要用限制酶切割含有目的基因的外源DNA和運載體，其次還需要用DNA連接酶將目的基因與運載體連接形成重組DNA。EcoR 切割后產生的末端為黏性末端。為使外源蛋白DNA序列能與其相連，外源蛋白DNA除可用EcoR 切割外，還可用另一種酶切割，但該酶切割產生的DNA片段末端與EcoR 切割產生的DNA片段末端應相同，否則無法連接。(3)不同生物之間能夠進行基因重組的原因是DNA都是由四種脫氧核苷酸組成的。(4)單克隆抗體傳統(tǒng)的制備過程中需要將骨髓瘤細胞和已免疫的效應B細胞相融合。單克隆抗體的特點是特異性強、靈敏度高、可大量制備。答案：(1)DNA(胰島素基因)啟動子(2)限制酶和DNA連接酶黏性末端切割產生的DNA片段末端與EcoR 切割產生的DNA片段末端相同(3)DNA都是由四種脫氧核苷酸組成的(4)骨髓瘤細胞已免疫的效應B細胞特異性強、靈敏度高、可大量制備7