高考生物一轮复习专题一基因工程课后练习含新题含解析新人教选修中学教育高考_中学教育-中学课件.pdf

学习好资料 欢迎下载 课时训练 37 基因工程 一、选择题(共 10 小题)1.天津期末下列关于基因工程的叙述，错误的是()A目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物 B限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶是基因工程中常用的工具酶 C人胰岛素基因可以在大肠杆菌中表达 D载体上的抗性基因有利于筛选含重组 DNA 的细胞并可促进目的基因的表达 解析：基因工程中目的基因和受体细胞均可来自动植物或微生物；基因工程中常用的工具酶是限制性核酸内切酶和 DNA 连接酶；载体上的抗性基因有利于筛选含重组 DNA 的细胞，但不能促进目的基因的表达。答案：D 2.苏锡调研 一环状 DNA 分子，设其长度为 1，已知某种限制性核酸内切酶在该分子上有 3 个酶切位点，如图中 A、B、C 三处。如果该 DNA 分子在 3 个酶切位点上都被该酶切断，则会产生 0.2、0.3、0.5 三种不同长度的 DNA 片段。现有多个上述 DNA 分子，若在每个分子上至少有 1个酶切位点被该酶切断；则从理论上讲，经该酶切后，这些 DNA 分子最多能产生长度不同的线状 DNA 的种类数是()A4 B8 C6 D7 解析：本题考查限制酶的作用，在此环状 DNA 上可以切 13 个位点，切 1 个位点得到长度为 1 的片段，切 2 个位点可以得到长度为 0.5、0.2、0.8、0.3、0.7 共 5 种片段，切 3 个位点可以得到 0.2、0.3、0.5 共 3 种长度的片段，总共能获得 6 种不同的 DNA 片段。答案：C 3下列信息中能为我们从基因文库中获取目的基因提供依据的是()基因的核苷酸序列 基因的功能 基因在染色体上的位置 基因的转录产物mRNA 基因翻译产物蛋白质 A B C D 解析：本题考查基因工程中目的基因的获取的相关问题。要从基因文库中得到我们需要的目的基因，需要根据目的基因的有关信息，例如，根据基因的核苷酸序列、基因的功能、基因在染色体上的位置、基因的转录产物 mRNA，以及基因翻译产物蛋白质等特性来获取目的基因。答案：A 4下列有关基因表达载体的构建的说法中，不正确的是()学习好资料 欢迎下载 A需要限制酶和 DNA 连接酶参与 B任何基因表达载体的构建都是一样的，没有差别 C可用抗生素基因作为标记基因 D基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤 解析：构建基因表达载体时需要用同一种限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，以产生相同的黏性末端，然后用 DNA 连接酶连接；由于受体细胞有植物、动物和微生物之分，以及目的基因导入受体细胞的方法不同，因此，基因表达载体的构建也会有所差别，不可能是千篇一律的；抗生素基因的作用是作为标记基因，鉴别受体细胞中是否导入了目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来；基因表达载体的构建是整个基因工程的核心环节。答案：B 5如图表示化学方法合成目的基因的过程。据图分析下列叙述正确的是()A过程需要 DNA 连接酶 B过程需要限制性核酸内切酶 C目的基因的碱基序列是已知的 D若某质粒能与目的基因重组，则该质粒与的碱基序列相同 解析：DNA 连接酶是将两个 DNA 分子的黏性末端或平末端的“缝隙”连接起来，而过程是两条链的碱基互补配对，不需要 DNA 连接酶，A 项错误；限制性核酸内切酶是用来切割DNA 的，而过程不需要，B 项错误；当某质粒与目的基因用限制酶切割后有互补的黏性末端，就可以形成重组 DNA 分子，D 项错误。答案：C 6.海淀期末下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是()A收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便分析结构与功能之间的关系 B可以预测具有一定氨基酸序列的蛋白质的空间结构和生物功能 C根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构 D根据人们的需要，直接对氨基酸的分子结构进行重新设计 解析：蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能蛋白质应有的高级结构蛋白质应具备的折叠状态应有的氨基酸序列应有的碱基序列创造出自然界不存在的蛋白质，因此 A、B、C 项正确；蛋白质工程是通过对基因的改造来实现对蛋白质的改造，而不是直接对氨基酸的分子结构进行重新设计，D 项错误。答案：D 7如图为基因表达载体模式图，下列相关叙述正确的是()体细胞均可来自动植物或微生物限制性核酸内切酶和连接酶是基因工程中常用的工具酶人胰岛素基因可以在大肠杆菌中表达载体上的抗性基因有利于筛选含重组的细胞并可促进目的基因的表达解析基因工程中目的基因和受体细胞均组的细胞但不能促进目的基因的表达答案苏锡调研一环状分子设其长度为已知某种限制性核酸内切酶在该分子上有个酶切位点如图中三处如果该分子在个酶切位点上都被该酶切断会产生三种不同长度的片段现有多个上述分子若在每析本题考查限制酶的作用在此环状上可以切个位点切个位点得到长度为的片段切个位点可以得到长度为共种片段切个位点可以得到共种长度的片段总共能获得种不同的片段答案下列信息中能为我们从基因文库中获取目的基因提供依学习好资料 欢迎下载 A甲表示启动子，位于基因的首端，它是 DNA 聚合酶识别、结合的部位 B乙表示终止密码子，位于基因的尾端，作用是使转录过程停止 C丙表示目的基因，其作用是获得人们所需要的性状 D复制原点的存在有利于目的基因在宿主细胞中扩增 解析：甲表示启动子，位于基因的首端，它是 RNA 聚合酶识别、结合的部位，A 项错误；乙表示终止子，位于基因的尾端，作用是使转录过程停止，B 项错误；丙表示标记基因，其作用是鉴定受体细胞中是否含有目的基因，C 项错误。答案：D 8下列关于转基因动物的描述，不正确的是()A可将外源生长激素基因导入动物细胞内，提高动物的生长速率 B可将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，降低乳汁中乳糖的含量，进而改善畜产品的品质 C可利用转基因技术制成乳腺生物反应器，使哺乳动物的产奶量增加 D可以利用转基因动物作为器官移植的供体 解析：可利用转基因技术制成乳腺生物反应器，使哺乳动物本身变成“批量生产药物的工厂”，选项 C 错误。答案：C 9.科学家将发光基因导入烟草细胞内，培育出了发光的烟草(如图)，下列有关该过程中应用的技术的叙述，不正确的是()A该技术是在 DNA 水平上进行设计和施工的 B该技术的操作环境是在生物体内 C该技术的原理是基因重组 D该技术的优点是定向产生人类需要的生物类型 解析：本题以发光烟草为素材命题，主要考查基因工程概念的内涵和外延。根据图中信息可知培育发光烟草应用的技术为基因工程，该技术的操作环境是在生物体外，B 错误。答案：B 10目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过鉴定和检测才能知道。下列属于目的基因检测和鉴定的是()检测受体细胞是否有目的基因 检测受体细胞是否有致病基因 检测目的基因是否转录 mRNA 检测目的基因是否翻译蛋白质 A B C D 体细胞均可来自动植物或微生物限制性核酸内切酶和连接酶是基因工程中常用的工具酶人胰岛素基因可以在大肠杆菌中表达载体上的抗性基因有利于筛选含重组的细胞并可促进目的基因的表达解析基因工程中目的基因和受体细胞均组的细胞但不能促进目的基因的表达答案苏锡调研一环状分子设其长度为已知某种限制性核酸内切酶在该分子上有个酶切位点如图中三处如果该分子在个酶切位点上都被该酶切断会产生三种不同长度的片段现有多个上述分子若在每析本题考查限制酶的作用在此环状上可以切个位点切个位点得到长度为的片段切个位点可以得到长度为共种片段切个位点可以得到共种长度的片段总共能获得种不同的片段答案下列信息中能为我们从基因文库中获取目的基因提供依学习好资料 欢迎下载 解析：目的基因的检测包括：检测转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因，方法是用 DNA 分子杂交技术，使 DNA 探针与基因组 DNA 杂交；检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是用基因探针与 mRNA 杂交；检测目的基因是否翻译了蛋白质，方法是进行抗原抗体杂交。答案：C 二、非选择题(共 4 小题)11如图表示基因工程中目的基因的获取示意图，请据图回答下列问题：(1)图中表示_，表示用_切割，表示_。(2)构建基因文库时，需要将cDNA 或一定大小范围的DNA 片段分别与_连接起来，导入_储存。(3)若获取的目的基因相同，则图中基因组文库_(填“小于”、“等于”或“大于”)cDNA文库。(4)除图中所示方法外，目的基因还可以通过_的方法获取。解析：(1)mRNA 是通过反转录形成 cDNA 的。切割 DNA 的酶是限制性核酸内切酶。无论是 cDNA 还是从生物材料中获取的DNA 分子都可以通过PCR 技术获得大量的目的基因。(2)将某生物的 cDNA 或一定大小范围的 DNA 分子分别与载体连接起来，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌中含有这种生物的不同基因，这个受体菌群体组成了基因文库。(3)由图示可知，mRNA 是 DNA 上的基因选择性转录获得的产物，因此二者对应的文库大小情况是基因组文库大于 cDNA 文库。(4)目的基因可以从自然界已有的物种中分离出来，也可以通过人工合成的方法获取。答案：(1)反转录 限制性核酸内切酶(或限制酶)PCR 扩增(2)载体 受体菌的群体中(3)大于(4)人工合成 12图 1 表示含有目的基因 D 的 DNA 片段长度(bp 即碱基对)和部分碱基序列，图 2 表示一种质粒的结构和部分碱基序列。现有 Mps、BamH、Mbo、Sma4 种限制性核酸内切酶，它们识别的碱基序列和酶切位点分别为 CCGG、GGATCC、GATC、CCCGGG。请回答下列问题：体细胞均可来自动植物或微生物限制性核酸内切酶和连接酶是基因工程中常用的工具酶人胰岛素基因可以在大肠杆菌中表达载体上的抗性基因有利于筛选含重组的细胞并可促进目的基因的表达解析基因工程中目的基因和受体细胞均组的细胞但不能促进目的基因的表达答案苏锡调研一环状分子设其长度为已知某种限制性核酸内切酶在该分子上有个酶切位点如图中三处如果该分子在个酶切位点上都被该酶切断会产生三种不同长度的片段现有多个上述分子若在每析本题考查限制酶的作用在此环状上可以切个位点切个位点得到长度为的片段切个位点可以得到长度为共种片段切个位点可以得到共种长度的片段总共能获得种不同的片段答案下列信息中能为我们从基因文库中获取目的基因提供依学习好资料 欢迎下载(1)图 1 的一条脱氧核苷酸链中相邻两个碱基之间依次由_连接。(2)若用限制酶 Sma 完全切割图 1 中 DNA 片段，产生的末端是_末端，其产物长度为_。(3)若图 1 中虚线方框内的碱基对被 TA 碱基对替换，那么基因 D 就突变为基因 d。从杂合子中分离出图 1 及其对应的 DNA 片段，用限制酶 Sma完全切割，产物中共有_种不同长度的 DNA 片段。(4)若将图 2 中质粒和目的基因 D 通过同种限制酶处理后进行连接，形成重组质粒，那么应选用的限制酶是_。在导入重组质粒后，为了筛选出含重组质粒的大肠杆菌，一般需要用添加_的培养基进行培养。经检测，部分含有重组质粒的大肠杆菌菌株中目的基因 D 不能正确表达，其最可能的原因是_。解析：(1)在一条脱氧核苷酸链上，相邻两个脱氧核苷酸之间通过 3,5-磷酸二酯键相连，所以相邻碱基之间通过脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖相连接。(2)Sma 识别并切割的序列为CCCGGG，所以产生的末端为平末端，经 Sma切割后，DNA 片段会形成三个小的 DNA片段，按切割位点计算分别是：534 bp3 bp537 bp；796 bp3 bp3 bp790 bp；658 bp3 bp661 bp。(3)杂合子基因型为 Dd。用 Sma切割基因 D，会形成 537 bp、790 bp、661 bp 三种类型。题图中虚线方框内 CG 被 TA 替换，失去了一个酶切位点，则会被切割成 534 bp796 bp3 bp1 327 bp 和 658 bp3 bp661 bp。所以一共会得到 4 种类型的片段。(4)如果要获得完整的目的基因可用 BamH和 Mbo切割，但是 Mbo会破坏抗生素A 抗性基因和抗生素 B 抗性基因，质粒会失去标记基因，无法筛选，所以只能用 BamH切割。用 BamH切割后破坏了抗生素 A 抗性基因，所以质粒上存在的标记基因是抗生素 B抗性基因，因此，在加入抗生素 B 的培养基上进行培养、筛选，经过同种限制酶切割后会产生相同的末端，部分目的基因与质粒反向连接导致基因无法正常表达。答案：(1)脱氧核糖、磷酸、脱氧核糖(2)平 537 bp、790 bp、661 bp(3)4(4)BamH 抗生素 B 同种限制酶切割形成的末端相同，部分目的基因 D 与质粒反向连接 13 如图是从酵母菌中获取棉株需要的某种酶基因的流程，结合所学知识及相关信息回答下列问题。(1)图中 cDNA 文库_(填“大于”、“等于”或者“小于”)基因组文库。(2)过程提取的 DNA 需要_的切割，B 是_过程。(3)为 在 短 时 间 内 大 量 获 得 目 的 基 因，可 用 _ 扩 增 的 方 法，其 原 理 是_。(4)农杆菌中的Ti质粒上的TDNA具有_ _的特点。目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是_，可以用_技术进行检测。(5)如果要想使该酶活性更高或具有更强的耐受性，需要对现有蛋白质进行改造，这要利用基因工程的延伸蛋白质工程。首先要设计预期的_ ，再推测应有的氨基酸序列，找到相对应的_。体细胞均可来自动植物或微生物限制性核酸内切酶和连接酶是基因工程中常用的工具酶人胰岛素基因可以在大肠杆菌中表达载体上的抗性基因有利于筛选含重组的细胞并可促进目的基因的表达解析基因工程中目的基因和受体细胞均组的细胞但不能促进目的基因的表达答案苏锡调研一环状分子设其长度为已知某种限制性核酸内切酶在该分子上有个酶切位点如图中三处如果该分子在个酶切位点上都被该酶切断会产生三种不同长度的片段现有多个上述分子若在每析本题考查限制酶的作用在此环状上可以切个位点切个位点得到长度为的片段切个位点可以得到长度为共种片段切个位点可以得到共种长度的片段总共能获得种不同的片段答案下列信息中能为我们从基因文库中获取目的基因提供依学习好资料 欢迎下载 解析：(1)一个基因组文库中包含了一种生物所有的基因，而一个 cDNA 文库中只包含了一种生物的一部分基因，故 cDNA 文库小于基因组文库。(2)从酵母菌中提取目的基因，需用限制性核酸内切酶；以 mRNA 为模板合成 cDNA 的过程属于反转录。(3)PCR 技术是一项在生物体外复制特定 DNA 片段的核酸合成技术，其依据的原理是 DNA 双链复制。(4)农杆菌中的 Ti 质粒上 TDNA 具有可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体的 DNA 上的特点。目的基因能否在棉株体内稳定遗传的关键是目的基因是否整合到植物细胞染色体的DNA 上，可以用 DNA 分子杂交技术进行检测。(5)蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。答案：(1)小于(2)限制酶 反转录(3)PCR 技术 DNA 双链复制(4)可转移至受体细胞并且整合到受体细胞染色体的 DNA 上 目的基因是否整合到植物细胞染色体的 DNA 上 DNA 分子杂交(5)蛋白质结构 脱氧核苷酸序列 14大肠杆菌 pUC18 质粒是基因工程中常用的运载体。某限制酶在此质粒上的唯一酶切位点位于 LacZ 基因中，如果没有插入外源基因，LacZ 基因便可表达出 半乳糖苷酶。当培养基中含有 IPTG 和 Xgal 时，Xgal 便会被 半乳糖苷酶水解成蓝色，大肠杆菌将形成蓝色菌落，反之，则形成白色菌落。如图表示利用此质粒实施基因工程的主要流程。请分析并回答：(1)已获得的目的基因可利用_技术进行扩增。(2)目的基因插入质粒构建重组质粒的过程中，需要 DNA 连接酶恢复_键。(3)将试管中的物质和大肠杆菌共同置于试管的目的是_；大肠杆菌需事先用 Ca2进行处理，目的是_。(4)将试管中的菌液接种于选择培养基上培养，培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质_和生长因子，还应加入 IPTG、Xgal 以及氨苄青霉素，其中加入氨苄青霉素的作用是筛选出_。(5)若观察到培养基上出现_色菌落，则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有 LacZ 基因，则不利于重组质粒的筛选，原因是_。解析：(1)PCR 技术是一种体外扩增 DNA 的方法。(2)DNA 连接酶作用于磷酸二酯键。(3)将试管中的物质和大肠杆菌共同置于试管的目的是进行转化；大肠杆菌需事先用 Ca2进行处理，使其转变为一种能吸收周围环境中 DNA 分子的生理状态感受态。(4)培养基中应含有大肠杆菌必需的营养物质，包括碳源、氮源、无机盐、水和生长因子，氨苄青霉素抗性基因作为标记基因，作用是筛选出导入 pUC18 质粒的大肠杆菌。(5)若观察到培养基上出现白色菌落，则说明大肠杆菌中已成功导入了重组质粒。如果作为受体细胞的大肠杆菌也含有 LacZ 基因，则无论大肠杆菌是否导入重组质粒，均会呈现蓝色菌落，故不利于重组体细胞均可来自动植物或微生物限制性核酸内切酶和连接酶是基因工程中常用的工具酶人胰岛素基因可以在大肠杆菌中表达载体上的抗性基因有利于筛选含重组的细胞并可促进目的基因的表达解析基因工程中目的基因和受体细胞均组的细胞但不能促进目的基因的表达答案苏锡调研一环状分子设其长度为已知某种限制性核酸内切酶在该分子上有个酶切位点如图中三处如果该分子在个酶切位点上都被该酶切断会产生三种不同长度的片段现有多个上述分子若在每析本题考查限制酶的作用在此环状上可以切个位点切个位点得到长度为的片段切个位点可以得到长度为共种片段切个位点可以得到共种长度的片段总共能获得种不同的片段答案下列信息中能为我们从基因文库中获取目的基因提供依学习好资料 欢迎下载 质粒的筛选。答案：(1)PCR(2)磷酸二酯(3)进行转化 使大肠杆菌细胞处于感受态(4)碳源、氮源、无机盐、水 导入 pUC18 质粒的大肠杆菌(5)白 无论大肠杆菌是否导入重组质粒，均会呈现蓝色菌落 体细胞均可来自动植物或微生物限制性核酸内切酶和连接酶是基因工程中常用的工具酶人胰岛素基因可以在大肠杆菌中表达载体上的抗性基因有利于筛选含重组的细胞并可促进目的基因的表达解析基因工程中目的基因和受体细胞均组的细胞但不能促进目的基因的表达答案苏锡调研一环状分子设其长度为已知某种限制性核酸内切酶在该分子上有个酶切位点如图中三处如果该分子在个酶切位点上都被该酶切断会产生三种不同长度的片段现有多个上述分子若在每析本题考查限制酶的作用在此环状上可以切个位点切个位点得到长度为的片段切个位点可以得到长度为共种片段切个位点可以得到共种长度的片段总共能获得种不同的片段答案下列信息中能为我们从基因文库中获取目的基因提供依