2022年高考生物一轮复习专题基因工程课时提升作业新人教选修 .pdf

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1、学习好资料欢迎下载基因工程(40 分钟100 分) 1.(12分)(2014 海南高考 ) 下图是将某细菌的基因A导入大肠杆菌内，制备“工程菌”的示意图。据图回答：(1) 获得 A有两条途径：一是以A的 mRNA 为模板，在 _酶的催化下，合成互补的单链DNA ，然后在 _的作用下合成双链DNA ，从而获得所需基因；二是根据目标蛋白质的_序列，推测出相应的mRNA 序列，然后按照碱基互补配对原则，推测其DNA的_序列，再通过化学方法合成所需基因。(2) 利用 PCR技术扩增DNA时，需要在反应体系中添加的有机物质有_、_、4 种脱氧核糖核苷三磷酸和耐热性的DNA聚合酶，扩增过程可以在PCR扩增

2、仪中完成。(3) 由 A和载体 B拼接形成的C通常称为 _。(4) 在基因工程中，常用Ca2+处理 D，其目的是 _ 。【解题指南】(1) 题干关键词： “将某细菌的基因A导入大肠杆菌内” 。(2) 关键知识：基因工程的原理和技术、蛋白质工程和PCR技术的应用。【解析】 本题主要考查基因工程及PCR技术应用的相关知识。(1) 利用逆转录法合成目的基因的过程是：以mRNA 为模板，在逆转录酶的催化作用下合成单链DNA ，然后在 DNA聚合酶的作用下，合成双链DNA分子；根据蛋白质工程合成目的基因的过程是：根据目标蛋白质的氨基酸序列，推测相应的mRNA 序列，然后按照碱基互补配对原则，推测DNA中

3、脱氧核苷酸的排列顺序，通过化学方法合成。(2)PCR 过程中需要酶、底物、模板、引物等条件。(3) 目的基因和载体结合，形成基因表达载体。(4) 在利用大肠杆菌做受体细胞时，需要先用 Ca2+处理，使之成为感受态细胞，有利于其吸收重组DNA分子。答案： (1) 逆转录DNA聚合酶氨基酸脱氧核苷酸(2) 引物模板 (A 基因 ) (3) 基因表达载体(4) 使其成为感受态细胞，有利于吸收重组DNA分子2.(12分)请回答下列关于转基因抗虫棉的相关问题：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页学习好资料欢迎下载(1) 从苏云金

4、芽孢杆菌的DNA上获取抗虫基因，需要用到的工具酶是_，它能够识别双链DNA分子的某种 _，并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的_键断开。(2) 若检测目的基因是否插入受体细胞的DNA上，方法是采用_ _；若检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质，方法是采用_ 。【解析】 (1) 获取目的基因需要用限制酶，它能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开。(2) 用 DNA分子杂交技术检测目的基因是否插入到受体细胞的DNA上，用抗原 - 抗体杂交技术检测目的基因是否翻译出相应的蛋白质。答案： (1) 限制酶特定核苷酸序列磷酸二酯(2

5、)DNA 分子杂交技术抗原抗体杂交技术3.(15分)(2016 石家庄模拟 ) 转基因草莓中有能表达乙肝病毒表面抗原的基因，由此可获得用来预防乙肝的一种新型疫苗，其培育过程如下图所示( 至代表过程，A至 C代表结构或细胞) ：(1) 在图中基因表达载体的构建过程中，为了使目的基因正常表达，目的基因的首端必须有_识别和结合的部位。若选择的限制酶切出的DNA片段是平末端，应选择_进行连接。(2) 将目的基因导入受体细胞的方法很多，在该题中涉及的方法是_，之所以要把目的基因插入Ti 质粒的 T-DNA中，这是利用T-DNA_的特点。(3) 过程的具体操作是：先用_处理农杆菌，使其处于感受态；再将含乙

6、肝病毒表面抗原基因的重组Ti 质粒溶于缓冲液中与经处理的农杆菌混合，完成转化过程。(4) 图 中 和 过 程 分 别 叫 做 _ _ ， 将 叶 盘 培 养 成 草 莓 幼 苗 所 依 据 的 原 理 是_ 。(5) 乙肝病毒表面抗原的基因能否在草莓植株体内维持稳定遗传的关键是_，通常采用 _的方法进行检测。【解析】 本题考查基因工程及转基因生物的安全性的相关知识，意在考查对基因工程的理解及运用所学知识解决实际问题和识图的能力。(1) 基因表达载体由启动子、目的基因、终止子和标记基因等组成，其中启动子是RNA聚合酶识别和结合位点；根据酶的来源不同， DNA连接酶分为两类： E coliDNA

7、连接酶和T4DNA精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页学习好资料欢迎下载连接酶， 这二者都能连接黏性末端，但是 T4DNA连接酶还可以连接平末端。(2) 将目的基因导入受体细胞的方法很多，在该题中涉及的方法是农杆菌转化法。农杆菌中的Ti 质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。 (3) 图中过程是将重组质粒导入农杆菌，由于受体细胞是细菌，常用 Ca2+处理使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，称为感受态细胞，以完成转化过程。(4)图中过程是让叶盘细胞脱分化形成愈伤组织，进而再

8、经再分化形成幼苗，此过程叫做植物组织培养；原理是植物细胞的全能性。(5) 乙肝病毒表面抗原的基因能否在草莓植株体内维持稳定遗传的关键是目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA上，通常采用DNA分子杂交的方法进行检测。在分子水平上，还可采用抗原 - 抗体杂交的方法来检测转基因草莓果实提取液中有无相应的抗原。答案： (1)RNA 聚合酶T4DNA连接酶(2) 农杆菌转化法可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上(3)Ca2+(4) 脱分化和再分化植物细胞的全能性(5) 目的基因是否插入了受体细胞的染色体DNA上DNA分子杂交4.(12分)(2016 郑州模拟 ) 在某些深海鱼中发现的抗冻蛋

9、白基因afp 对提高农作物的抗寒能力有较高的应用价值。如图所示的是获得转基因莴苣的技术流程，请据图回答下列问题：(1) 获取目的基因的主要途径包括从自然界已有的物种中分离和_。(2) 如果受体细胞C1是土壤农杆菌，则将目的基因导入它的目的是利用农杆菌的_，使目的基因进入受体细胞C2，并将其插入受体细胞C2中的 _上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达，形成转基因莴苣。(3) 经过程获得的转基因莴苣中的目的基因是否表达，在分子水平上可用_法进行检测，如果出现杂交带，说明目的基因已经表达蛋白质产品，转基因莴苣培育成功。【解析】 (1) 获取目的基因的主要途径有从自然界已有的物种中分离和人工合成

10、。(2 ) 农杆菌转化法利用的是农杆菌的转化作用，将目的基因整合到受体细胞的染色体DNA上，进而使目的基因能够稳定遗传和表达。(3) 检测目的基因是否成功表达可采用抗原抗体杂交法。答案： (1) 人工合成(2) 转化作用染色体 DNA 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页学习好资料欢迎下载(3) 抗原抗体杂交5.(15分)(2016 大庆模拟 ) 应用转基因技术可获得人们需要的生物新品种或新产品。请据图回答下列问题。(1) 要获得抗虫基因，可采用_ _ 等方法，基因工程的核心是_。(2) 如 果 要 获 得 一 只 含

11、 目 的 基 因 的 小 鼠 ， 则 选 择 的 受 体 细 胞 通 常 是 _ ， 原 因 是_ 。若用大肠杆菌储存目的基因，则需先将其处理为_细胞。(3) 在培育转人生长激素基因牛的过程中，过程常用的方法是_。(4) 转人生长激素基因牛可通过分泌的乳汁来生产人生长激素，在基因表达载体中，人生长激素基因的首端必须含有 _。【解析】 (1) 获得目的基因的方法有从基因文库中获取目的基因、PCR技术扩增目的基因、人工合成目的基因等，基因工程的核心是基因表达载体的构建。(2) 动物受精卵全能性最高，发育成完整个体最容易，要获得一只含目的基因的小鼠，则选择的受体细胞通常是受精卵。(3) 是重组质粒导

12、入动物细胞的过程，常用的方法是显微注射法。(4) 基因表达载体的首端必须有启动子。答案： (1) 从基因文库中获得目的基因、PCR技术扩增 目的基因、人工合成基因表达载体的构建(2) 受精卵动物受精卵全能性最高( 动物不能像植物那样，利用一个除受精卵以外的独立的体细胞直接培养成完整的个体) 感受态(3) 显微注射法(4) 启动子6.(15分)(2016 佛山模拟 ) 胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射入人体后，会堆积在皮下，要经过较长时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，治疗效果受到影响。如图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题：精选学习资料 - -

13、- - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页学习好资料欢迎下载(1) 构建新的蛋白质模型是蛋白质工程的关键，图中构建新的胰岛素模型的主要依据是_。(2) 图中从新的胰岛素模型到新的胰岛素基因的基本思路是_ _ 。(3) 若将含有新的胰岛素基因的表达载体导入植物细胞中，最常用的方法是_。(4) 若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需用到的生物工程有_、_和发酵工程等。【解析】 (1) 构建新的胰岛素模型的主要依据是蛋白质的预期功能。(2) 根据蛋白质的预期功能，推测新的胰岛素中氨基酸的序列，进而推断基因中的脱氧核苷酸序列来合成新的胰岛素基因。(3) 将目

14、的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法，将目的基因插入Ti 质粒的 T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，使目的基因进入植物细胞。(4) 若要利用大肠杆菌生产速效胰岛素，需要用到蛋白质工程、基因工程和发酵工程等。答案： (1) 蛋白质的预期功能(2) 根据新的胰岛素中氨基酸的序列，推测出其基因中的脱氧核苷酸序列，然后利用DNA合成仪来合成新的胰岛素基因(3) 农杆菌转化法(4) 蛋白质工程基因工程7.(10分)基因工程目前成为生物科学核心技术，在农牧业、工业、环境、能源和医药卫生等方面展示出美好的前景。据相关资料回答下列有关问题：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳

15、总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页学习好资料欢迎下载(1) 上图是转基因抗冻番茄培育过程的部分示意图，ampr为抗氨苄青霉素基因，甲、乙表示相关结构或细胞。Pst 酶和 Sma 酶切割基因后将产生不同的黏性末端。图中甲代表的是_，乙可代表 _，可用 _和_提取鱼的抗冻蛋白基因以避免目的基因末端发生任意连接，用此二酶切割质粒产生的DNA片段有 _种。(2) 重症联合免疫缺陷病( 简称 SCID)是代表一组体液和细胞免疫严重缺陷的综合征。患者先天腺苷酸脱氨酶 (ada) 基因缺乏，运用现代生物技术进行治疗，可以使患者的免疫功能得到很大的修复。下图表示治疗SCID的过程， 在这个

16、实例中， 携带人正常ada 基因的细菌相当于_，充当“分子运输车”的是 _，目的基因是_，受体细胞是_ _，这种治疗方法称为_。【解析】 (1) 由图可知，甲是基因表达载体，将其导入番茄细胞进行培养；目的基因的右端只能用Pst 切割，左端可用Pst和 Sma 切割，若用Pst 切割，则目的基因两端的末端相同，目的基因会发生自己相连接的情况，用Pst 酶和Sma 酶提取鱼的抗冻蛋白基因可避免目的基因末端发生任意连接，用这两种酶切割质粒，能得到2 种 DNA片段 ( 目的基因和左边Pst 和 Sma 之间的片段 ) 。(2) 由图示信息可知，携带人正常ada 基因的细菌相当于基因文库，病毒相当于分

17、子运输车，目的基因是正常ada 基因，受体细胞精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页学习好资料欢迎下载是患者体内分离的T淋巴细胞，该种治疗方法称为体外基因治疗。答案： (1) 基因表达载体( 或重组质粒 ) 番茄细胞Pst 酶Sma 酶2 (2) 基因文库病毒腺苷酸脱氨酶 (ada) 基因患者体 内分离的T 淋巴细胞体外基因治疗8.(9分)( 能力挑战题 )(2013 全国卷节选) 阅读如下资料：资料： T4溶菌酶在温度较高时易失去活性。科学家对编码T4溶菌酶的基因进行了改造，使其表达的T4溶菌酶第 3 位的异亮氨酸变为

18、半胱氨酸，在该半胱氨酸与第97 位的半胱氨酸之间形成了一个二硫键，提高了T4溶菌酶的耐热性。回答下列问题：(1) 该资料属于 _工 程的范畴。 (2) 该工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对 _进行改造，或制造一种_的技术。 (3) 在该实例中，引起T4溶菌酶空间结构改变的原因是组成该酶肽链的_序列发生了改变。【解析】 资料中对基因进行改造，结果得到耐热性提高的蛋白质，因此属于蛋白质工程的范畴。蛋白质工程是指以分子生物学相关理论为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造一种新蛋白质的技术。对基因进行改造后，第3 位的异亮氨酸变为半胱氨酸，该半胱氨酸与第97 位的半胱氨酸之间形成了二硫键，引起了空间结构的改变，所以最终是由于氨基酸序列的改变导致了空间结构的改变。答案： (1) 蛋白质(2) 现有的蛋白质新蛋白质(3) 氨基酸精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页