（新課改省份專用）2020版高考生物一輪復習 課下達標檢測（三十八）基因工程（含解析）.doc

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課下達標檢測（三十八） 基因工程 一、基礎(chǔ)題點練 1．(2019濟南模擬)已知限制性內(nèi)切酶XmaⅠ和SmaⅠ的識別序列分別為C↓CCGGG和CCC↓GGG。有關(guān)這兩種酶及應用的敘述，錯誤的是(　　) A．這兩種酶作用的底物都是雙鏈DNA B．DNA中出現(xiàn)這兩種酶識別序列的幾率不同 C．XmaⅠ切割DNA形成的黏性末端是—GGCC D．使用這兩種酶時需注意控制反應溫度、時間等 解析：選B　限制酶作用的底物是雙鏈DNA分子；這兩種限制酶作用的核苷酸序列相同，所以這兩種識別序列在DNA中出現(xiàn)的的幾率相同；根據(jù)堿基互補配對原則，CCCGGG的互補鏈是GGGCCC，并根據(jù)XmaⅠ的切割位點可知，切割后的黏性末端是—CCGG；溫度能影響酶的活性，所以使用酶時需要注意控制反應溫度和時間等。 2．科學家采用基因工程技術(shù)將矮牽牛中控制藍色色素合成的基因A轉(zhuǎn)移到玫瑰中，以培育藍玫瑰，下列操作正確的是(　　) A．利用DNA分子雜交技術(shù)從矮牽牛的基因文庫中選取基因A B．用氯化鈣處理玫瑰葉肉細胞，使其處于感受態(tài) C．用含四環(huán)素的培養(yǎng)基篩選轉(zhuǎn)基因玫瑰細胞 D．將基因A導入玫瑰細胞液泡中，防止其經(jīng)花粉進入野生玫瑰 解析：選A　矮牽牛中有控制藍色色素合成的基因A，利用DNA分子雜交技術(shù)，可以從矮牽牛的基因文庫中選取目的基因(基因A)；將目的基因?qū)胫参锛毎麜r，常采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，不能使用Ca2＋處理法；根據(jù)標記基因來篩選轉(zhuǎn)基因玫瑰細胞，而標記基因不一定是四環(huán)素抗性基因；玫瑰細胞液泡中沒有DNA，不能將目的基因?qū)胍号葜?，應將目的基因?qū)肴~綠體或線粒體中，以防止其經(jīng)花粉進入野生玫瑰。 3．下列關(guān)于蛋白質(zhì)工程的敘述，錯誤的是(　　) A．蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是基因工程 B．蛋白質(zhì)工程遵循的原理包括中心法則 C．蛋白質(zhì)工程是在分子水平上對蛋白質(zhì)分子直接進行操作，定向改變分子的結(jié)構(gòu) D．蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子 解析：選C　蛋白質(zhì)工程是通過基因修飾或基因合成對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進行改造，或合成新的蛋白質(zhì)，故蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)是基因工程；蛋白質(zhì)工程遵循的原理包括中心法則；蛋白質(zhì)工程是通過改造基因來實現(xiàn)對蛋白質(zhì)分子的改造的；蛋白質(zhì)工程能產(chǎn)生出自然界中不曾存在過的新型蛋白質(zhì)分子。 4．如圖表示的是三種黏性末端，下列說法正確的是(　　) A．圖中所示黏性末端是由同種限制酶切割形成 B．若圖甲中的G堿基處發(fā)生突變，限制酶可能無法識別該切割位點 C．圖中所示黏性末端是限制酶斷開氫鍵形成 D．目前常用的運載體有質(zhì)粒、噬菌體和動植物病毒等幾類原核生物 解析：選B　產(chǎn)生甲黏性末端的限制酶的識別序列為，產(chǎn)生乙黏性末端的限制酶的識別序列為，產(chǎn)生丙黏性末端的限制酶的識別序列為，可見甲、乙、丙黏性末端是由3種限制酶作用產(chǎn)生的；限制酶具有專一性，能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，如果甲中的G發(fā)生突變，限制酶可能無法識別該切割位點；圖中所示黏性末端是限制酶斷開磷酸二酯鍵形成的；質(zhì)粒是環(huán)狀DNA分子，噬菌體和動植物病毒都沒有細胞結(jié)構(gòu)，它們都不屬于原核生物。 5．(2019濱州期末)基因工程為花卉育種提供了新的技術(shù)保障。如圖為花卉育種的過程(字母代表相應的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，數(shù)字代表過程或方法)。下列說法正確的是(　　) A．①過程需要的酶有限制酶和DNA聚合酶 B．②過程常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 C．③、④過程為分化和再分化，該過程體現(xiàn)了植物細胞的全能性 D．轉(zhuǎn)基因生物DNA上是否插入目的基因，可用抗原—抗體雜交技術(shù)檢測 解析：選B?、龠^程是基因表達載體的構(gòu)建，需要的酶有限制酶和DNA連接酶；②過程常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；③、④過程為脫分化和再分化，該過程體現(xiàn)了植物細胞的全能性，運用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)；檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，應采用DNA分子雜交技術(shù)檢測。 6．下列是利用肝臟細胞粗提取DNA實驗的兩個關(guān)鍵操作步驟，相關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．步驟1中，加入檸檬酸鈉緩沖液的目的是維持pH的穩(wěn)定 B．步驟1中，冰浴處理的主要原理是低溫下DNA水解酶容易變性 C．步驟2中，異戊醇的作用可能是使與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)因變性而沉淀 D．步驟2中，離心后應取上清液，因為DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度比較大 解析：選B　步驟1中，加入檸檬酸鈉緩沖液的目的是維持pH的穩(wěn)定；低溫不會使酶變性失活，只能降低酶的活性；步驟2中，DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度比較大，因此異戊醇的作用可能是使與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)因變性而沉淀；步驟2中，離心后應取上清液，因為DNA在2 mol/L NaCl溶液中溶解度比較大。 二、高考題型練 7．(2019東營模擬)如圖1所示為用PvuⅠ限制酶切下的某目的基因及其上DNA片段示意圖；圖2所示為三種質(zhì)粒示意圖。圖中Ap為氨芐青霉素抗性基因，Tc為四環(huán)素抗性基因。EcoRⅠ、PvuⅠ等為限制酶及其切割的位點。復制原點是在基因組上復制起始的一段序列，是指質(zhì)粒在受體細胞中復制時的起點。 (1)組成片段D的基本骨架與細胞膜的基本骨架相同的元素是____________。 (2)圖2中質(zhì)粒A、質(zhì)粒C能否作為目的基因運載體最理想的質(zhì)粒？________(填“能”或“否”)，請說明理由________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)重組質(zhì)粒成功導入受體細胞的概率一般僅為10－7，用質(zhì)粒B構(gòu)建重組質(zhì)粒，為了篩選出導入了重組質(zhì)粒的大腸桿菌，在導入完成后，將所有大腸桿菌分別在含有四環(huán)素和氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，大腸桿菌在兩種培養(yǎng)基的生長狀況不可能的是__________________________________________________，可能性最大的是________________________________________________。 (4)若想在山羊的乳汁中收獲上述目的基因的表達產(chǎn)物，則需要將重組質(zhì)粒導入至山羊的________(細胞)中。 解析：(1)脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成DNA片段D的基本骨架，脫氧核糖由C、H、O三種元素組成，組成磷酸的元素是H、P、O；磷脂雙分子層構(gòu)成細胞膜的基本骨架，磷脂分子是由C、H、O、N、P組成，可見組成片段D的基本骨架與細胞膜的基本骨架相同的元素是C、H、O、P。(2)分析圖2可知：質(zhì)粒A缺少標記基因，質(zhì)粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時，復制原點會被限制酶切割，進而影響重組質(zhì)粒的自主復制，所以質(zhì)粒A、質(zhì)粒C均不能作為目的基因運載體最理想的質(zhì)粒。(3)用質(zhì)粒B構(gòu)建重組質(zhì)粒，當用和目的基因相同的限制酶(PvuⅠ)切割時，Tc(四環(huán)素抗性基因)遭到破壞，而Ap(氨芐青霉素抗性基因)結(jié)構(gòu)完好，因此在重組質(zhì)粒導入完成后，將所有大腸桿菌分別在含有四環(huán)素和氨芐青霉素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，大腸桿菌在兩種培養(yǎng)基的生長狀況不可能的是在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上能正常生長，在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上不能正常生長。因重組質(zhì)粒成功導入受體細胞的概率一般僅為10－7，所以可能性最大的是在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基和含四環(huán)素的培養(yǎng)基上都不能正常生長。(4)若想在山羊的乳汁中收獲上述目的基因的表達產(chǎn)物，則需要將重組質(zhì)粒導入山羊的受精卵中。 答案：(1)C、H、O、P　(2)否　質(zhì)粒A缺少標記基因，質(zhì)粒C在用和目的基因相同的限制酶切割時，復制原點會被限制酶切割，會影響重組質(zhì)粒的自主復制　(3)在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上能正常生長，在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基上不能正常生長　在含氨芐青霉素的培養(yǎng)基和含四環(huán)素的培養(yǎng)基上都不能正常生長　(4)受精卵 8．水稻是一種重要的糧食作物，選育高抗性良種是有效防治病蟲危害、增加水稻單位面積產(chǎn)量的關(guān)鍵措施。轉(zhuǎn)基因技術(shù)為得到抗病蟲水稻種子開辟了一條新路。下面是水稻某抗性基因獲得的過程。據(jù)圖回答下面的問題： (1)cDNA文庫中的基因在基因組文庫中____________。(填“都有”“都沒有”或“有一部分”)。 (2)B過程需要的酶________(填“存在”或“不存在”)于正常真核生物體內(nèi)，圖示中含目的基因的細胞群________(填“是”或“不是”)水稻的體細胞。 (3)如果不建基因文庫，但需要大量的目的基因Ⅰ和Ⅱ，可分別利用圖中________和________為模板直接進行PCR擴增。進行擴增時所使用酶的顯著特點是__________。 (4)抗性基因?qū)胧荏w細胞后，僅一條染色體含抗性基因，該基因的傳遞________(填“遵循”或“不遵循”)孟德爾分離定律，試說明判斷依據(jù)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)cDNA文庫是部分基因文庫，基因組文庫是全部基因文庫，所以cDNA文庫中的基因在基因組文庫中都有。(2)B過程是由mRNA獲取cDNA的過程，需要逆轉(zhuǎn)錄酶的催化，逆轉(zhuǎn)錄酶在正常真核細胞中不存在，圖示中含目的基因的細胞群不是水稻的體細胞。(3)如果不建基因文庫，但需要大量的目的基因Ⅰ和Ⅱ，可分別利用圖中DNA和cDNA為模板直接進行PCR擴增。進行擴增時所使用酶的顯著特點是耐高溫。(4)抗性基因?qū)胧荏w細胞后，僅一條染色體含抗性基因，該基因的傳遞遵循孟德爾分離定律，因為僅一條染色體含抗性基因，另一條沒有其等位基因，相當于雜合子。 答案：(1)都有　(2)不存在　不是　(3)DNA　cDNA　耐高溫　(4)遵循　僅一條染色體含抗性基因，另一條沒有其等位基因 9．為增加菊花的花色類型，研究者從其他植物的cDNA文庫中提取出花色基因C(圖1)，擬將其與質(zhì)粒(圖2)重組，再借助農(nóng)桿菌導入菊花細胞中。圖3表示EcoRⅠ、BamHⅠ和Sau3AⅠ三種限制酶的識別序列與切割位點。請分析回答： (1)利用PCR技術(shù)擴增目的基因C的原理是__________。 (2)圖2所示質(zhì)粒被________________切割獲得的產(chǎn)物可與圖1所示基因C連接，理由是________________________________________________。 (3)經(jīng)BamHⅠ處理后構(gòu)建的重組質(zhì)粒導入菊花細胞后，基因C不能表達，原因是質(zhì)粒酶切部位的兩端無________________，導致基因C不能________。 (4)在添加四環(huán)素的固體培養(yǎng)基上，________(填“能”或“不能”)篩選出含有插入基因C的重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌單菌落，原因是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)利用PCR技術(shù)擴增目的基因C的原理是DNA雙鏈復制。(2)據(jù)圖3可知，由于BamHⅠ和Sau3AⅠ兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端，因此圖2所示質(zhì)粒被BamHⅠ和Sau3AⅠ切割獲得的產(chǎn)物可與圖1所示基因C連接。(3)據(jù)圖可知，經(jīng)BamHⅠ處理后構(gòu)建的重組質(zhì)粒導入菊花細胞后，基因C不能表達，原因是質(zhì)粒酶切部位的兩端無啟動子和終止子，導致基因C不能轉(zhuǎn)錄。(4)由于含質(zhì)粒的農(nóng)桿菌和含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌均含有抗四環(huán)素基因，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上均能生長，所以在添加四環(huán)素的固體培養(yǎng)基上，不能篩選出含有插入基因C的重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌單菌落。 答案：(1)DNA雙鏈復制　(2)BamHⅠ和Sau3AⅠ　兩種酶切割后產(chǎn)生的片段具有相同的黏性末端　(3)啟動子和終止子　轉(zhuǎn)錄　(4)不能　含質(zhì)粒的農(nóng)桿菌和含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌均含有抗四環(huán)素基因，在含四環(huán)素的培養(yǎng)基上均能生長 10．人胰島素基因的克隆操作過程如圖所示，其中mRNA逆轉(zhuǎn)錄形成的DNA稱為cDNA?；卮鹣铝袉栴}： (1)提取分離組織細胞中的人胰島素mRNA時，最應選擇________細胞，過程①②需要原料是_________________。 (2)通過將所有的cDNA構(gòu)建基因表達載體，去感染細菌，可以建立包括目的基因在內(nèi)的________，若使用質(zhì)粒載體，其上存在________________基因，有助于質(zhì)粒進入受體細胞中。此過程還可以使用________作為載體。(A.動物病毒　B．植物病毒　C．噬菌體)。 (3)除了上述方法外，還可以使用____________方法擴增目的基因。不同的是，后者的目的基因若為人胰島素原基因，需要導入________(填“真核”或“原核”)受體細胞中。 解析：(1)人體細胞中只有胰島B細胞可表達胰島素基因，提取人胰島素mRNA時，最應選擇胰島B細胞，過程①②為合成DNA的過程，需要(四種)脫氧核糖核苷酸為原料。(2)通過將所有的cDNA構(gòu)建基因表達載體，去感染細菌，可以建立包括目的基因在內(nèi)的基因(cDNA)文庫；若使用質(zhì)粒載體，其上應存在控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因，有助于質(zhì)粒進入受體細胞中。噬菌體可侵染細菌，動物病毒、植物病毒不能侵染細菌，此過程還可以使用噬菌體作為載體。(3)用PCR技術(shù)可擴增目的基因。PCR擴增的人胰島素原基因含有內(nèi)含子序列，原核細胞中缺少轉(zhuǎn)錄后切除內(nèi)含子對應序列的機制，因此應將人胰島素原基因，導入真核受體細胞中。 答案：(1)胰島B　(四種)脫氧核糖核苷酸　(2)基因文庫　控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的　C　(3)PCR　真核 11．科學家從某細菌中提取抗鹽基因，轉(zhuǎn)入煙草并培育成轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草。如圖是轉(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。請分析回答下列問題： (1)抗鹽基因一般是與調(diào)節(jié)________相關(guān)的基因。 (2)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，應選用____________________酶對外源DNA、質(zhì)粒進行切割。 (3)圖中④過程是通過____________________的方法將抗鹽基因?qū)霟煵菁毎?，該方法的?yōu)點是________________________。 (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記的________________作探針進行分子雜交檢測，又要在個體水平上鑒定，后者具體過程是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)抗鹽基因一般是與調(diào)節(jié)滲透壓相關(guān)的基因。(2)由圖可知，使用SmaⅠ酶切割，將會破壞質(zhì)粒的抗性基因(標記基因)，同時也會破壞目的基因片段，因此用圖中的質(zhì)粒和目的基因構(gòu)建重組DNA分子時，不能使用SmaⅠ酶切割。標記基因和外源DNA目的基因中均含有EcoRⅠ酶切位點，用該酶切割，再在DNA連接酶的作用下，可形成3種環(huán)狀產(chǎn)物，即外源DNA自身連接、質(zhì)粒自身連接、外源DNA和質(zhì)粒連接，因此為了防止目的基因的外源DNA片段和質(zhì)粒自身環(huán)化，應選用BamHⅠ和HindⅢ酶對外源DNA和質(zhì)粒進行切割，這樣使目的基因兩端的黏性末端不同，可以防止自身環(huán)化。(3)圖中④過程是通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將抗鹽基因?qū)霟煵菁毎?，該方法的?yōu)點是經(jīng)濟實用，轉(zhuǎn)化效率高。(4)為確定轉(zhuǎn)基因抗鹽煙草是否培育成功，既有分子水平的檢測，也有個體水平的鑒定。分子水平的檢測中，利用放射性同位素標記的抗鹽基因(或目的基因)作探針進行分子雜交檢測；個體水平上的鑒定中，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)。 答案：(1)滲透壓　(2)SmaⅠ會破壞質(zhì)粒的抗性基因和外源DNA中的目的基因　BamHⅠ和Hind Ⅲ　(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　經(jīng)濟實用，轉(zhuǎn)化效率高　(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) 12．如圖表示生物實驗中通過研磨提取有關(guān)物質(zhì)的操作過程，請回答下列問題： (1)若圖示為“DNA的粗提取與鑒定”的實驗操作： ①圖中實驗材料A可以是下面的________(填字母)。 a．花菜　b．香蕉　c．豬肝　d．豬血 ②若選用植物組織，研磨前加入的B一般為________和洗滌劑，前者的作用是____________。 ③實驗中，將含有一定雜質(zhì)的DNA絲狀物分別放入2 mL如表所示的3種溶液中，經(jīng)攪拌后過濾，獲得相應的3種濾液，含DNA最少的是濾液________。 溶液種類 濾液 1 2 mol/L的NaCl溶液 D 2 0.14 mol/L的NaCl溶液 E 3 體積分數(shù)為95%的冷酒精溶液 F (2)若圖示為“葉綠體色素的提取和分離”的實驗操作： ①研磨前加入的B應包括________________________________________。 ②將研磨液進行過濾時，需要在漏斗基部放上__________。 解析：(1)①DNA的粗提取和鑒定實驗中，原則上只要含有DNA的生物材料都可以作為實驗材料，花菜、香蕉、豬肝都含有DNA，都可以作為該實驗的材料，而豬為哺乳動物，其成熟的紅細胞中不含細胞核和細胞器，即不含DNA，因此不能作為該實驗的材料。②若選用植物組織，研磨前需加入食鹽和洗滌劑，其中食鹽能溶解DNA，洗滌劑能瓦解細胞膜。③DNA能溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，濾液D中含較多的DNA，在0.14 mol/L的NaCl溶液中大部分DNA析出，濾液E中DNA較少，DNA不溶于體積分數(shù)為95%的冷酒精溶液，濾液F中含DNA最少。(2)①葉綠體中色素的提取和分離實驗中，研磨前需加入無水乙醇(溶解色素)、二氧化硅(使研磨更充分)和碳酸鈣(防止色素被破壞)。②將研磨液進行過濾時，需要在漏斗基部放上尼龍布。 答案：(1)①abc?、谑雏}　溶解DNA　③F　(2)二氧化硅、碳酸鈣和無水乙醇(或丙酮)　(一層)尼龍布