2023届一轮复习人教版基因工程作业.docx

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1、练案38选择性必修3第十单元生物技术与工程第38讲基因工程一、选择题1.质粒是基因工程中最常用的载体，以下关于质粒的表达，错误的选项是（B ）A.质粒是具有自我复制能力的双链环状的DNA分子B.质粒存在于细菌拟核之中，与拟核一起控制细菌的生命活动C.作为载体的质粒上有限制前的切割位点D.作为载体的质粒存在特殊的标记基因解析由分析可知，质粒是具有自我复制能力的双链环状的DNA分子，A正确；拟核 DNA是细菌的主要遗传物质，包含控制细菌生命活动的遗传信息，没有了它细菌就无法存活、 繁殖，质粒DNA是独立于原核细胞拟核DNA之外的遗传物质，使细菌表达一些特殊的性状, 没有了它细菌依然可以正常生活、繁

2、殖，B错误；作为载体的质粒上有限制酶的切割位点， 这是质粒作为运载体的条件之一，C正确；作为载体的质粒存在特殊的标记基因，以便对目 的基因进行检测，D正确。2 . OsGLOK EcCAT、EcGCL和TSR四个基因分别编码四种不同的酶，研究人员将这 些基因分别与叶绿体转运肽（引导合成的蛋白质进入叶绿体）基因连接，构建多基因表达载体 （载体中局部序列如以下图所示），利用农杆菌转化法转化水稻，在水稻叶绿体内构建了一条新 代谢途径，提高了水稻的产量。以下表达正确的选项是（A ）I潮霉素抗性基圆一匚“飞川巾1卡那霉素抗性基因- T-DNA 注启动子终止子 双叶绿体转运肽A.可用抗原一抗体杂交技术检测

3、四种酶在转基因水稻中的表达量B.四个基因转录时都以DNA的同一条单链为模板C.应选用含卡那霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞D.四个基因都在水稻叶绿体内进行转录翻译解析可用抗原一抗体杂交技术检测四种酶在转基因水稻中的表达量，杂交带相对量 越多，说明目的基因翻译成的蛋白质含量越高，A正确；由题图可知，在同一个TDNA中 OsGLOl启动子启动转录的方向与其他三个基因的不同，四个基因转录时不都以DNA的同 一条单链为模板，B错误；卡那霉素抗性基因不在T-DNA中，而潮霉素抗性基因在T-DNA 中，应选用含潮霉素的培养基筛选被农杆菌转化的水稻细胞，C错误；由题意知，利用农杆 菌转化法转化水稻，可

4、使目的基因插入到水稻细胞中染色体的DNA上，所以与叶绿体转运 肽基因连接的四个基因，在水稻细胞核内进行转录，在核糖体中进行翻译，D错误。3 . （2021.湖北省高三调研）以下图是某基因工程中构建重组质粒的过程示意图，载体质粒具质粒重组质粒质粒重组质粒有四环素抗性基因（tet）和氨年青霉素抗性基因（amp，）,转化大肠杆菌后，采用含有不同抗 生素的平板进行筛选，得到A、B、C、D四种菌落，其生长情况如下表（“ + ”代表生长，“一”代表不生长）。根据表中结果判断，含有重组质粒的菌落是（B ）平板类型菌落类无抗生素氨苇青霉素四环素氨年青霉素 十四环素菌落A+菌落B+菌落C+菌落D+ampA.菌落

5、AB.菌落BC.菌落CD.菌落D解析菌落A能在添加了四环素和氨芋青霉素的平板上生长，说明导入的是原始质粒, 不含符合要求的重组质粒，A不符合题意；菌落B在添加了四环素中的平板中均不能生长， 而在单独添加氨羊青霉素的培养基中能生长，说明B菌落含有重组质粒，B符合题意；菌落 C只能在无抗生素的平板上生长，在氨羊青霉素和四环素的培养基中都不能够生长，说明菌 落C没有抗性基因，没有导入质粒，C不符合题意；菌落D在四环素中能生长，而在添加了 氨羊青霉素的培养基中不能生长，说明菌落D导入的是目的基因插入在氨芾青霉素抗性基因 （amp）中的质粒，D不符合题意。4 .以下关于蛋白质工程的说法，正确的选项是（B

6、 ）A.蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作B.蛋白质工程能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子C.对蛋白质的改造是通过直接改造相应的mRNA来实现的D.蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是相同的解析由概念可知：蛋白质工程是在分子水平上对现有蛋白质的基因分子进行操作， 改造基因即改造蛋白质，而且可以遗传，故A错误；由蛋白质工程的概念可知：蛋白质工程 能生产出自然界中不曾存在过的新型蛋白质分子，故B正确；对蛋白质的改造是通过直接改 造现有蛋白质的基因来实现的，故C错误；蛋白质工程的流程和天然蛋白质合成的过程是不 完全相同的，故D错误。5 .为了增加菊花花色类型，研究者从其他植

7、物中克隆出花色基因C（图1）,拟将其与质EcoR I EcoR IEcoR I EcoR I图2C基因粒（图2）重组，再借助农杆菌导入菊花中。图1以下操作与实验目的不符的是（A.用限制性内切核酸酶EcoR I和连接酶构建重组质粒B.用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞C.在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞D.用PCR等技术检测C基因是否整合到菊花染色体上解析目的基因C和质粒都有可被&roRl切割的酶切位点，另外需要DNA连接酶将 切好的目的基因和质粒连接起来；愈伤组织全能性较高，是理想的植物受体细胞，将目的基 因导入植物受体细胞的方法通常为农杆菌转化法；质粒中含有潮霉

8、素抗性基因，因此选择培 养基中应该加入潮霉素；使用PCR等技术可检测目的基因是否整合到受体染色体上。6.根据某基因上游和下游的碱基序列，设计合成了用于该基因PCR的两段弓【物（单链 DNA）o引物与该基因变性DNA（单链DNA）结合为双链DNA的过程称为复性。以下图是两引 物的Tm（引物熔解温度，即50%的引物与其互补序列形成双链DNA分子时的温度）测定结果, 以下表达不正确的选项是（B ）ZQ腿/VNCI裁令ZQ腿/VNCI裁令A.通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系B.两引物分别是子链延伸的起点，并可以反复利用C.假设两引物的脱氧核甘酸数相同，推测引物2的GC含量较高D.复性所需温度与

9、时间，取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素解析通常引物1和引物2不能有碱基互补配对关系，以免二者结合，A项正确；两 引物参与子链的形成，不能反复利用，B项错误；假设两引物的脱氧核甘酸数相同，引物2的 熔解温度较高，推测GC含量较高，C项正确；结合以上分析可知，复性所需温度与时间， 取决于引物的长度、碱基组成及其浓度等因素，D项正确。7 .科研人员先分别PCR扩增尿酸酶基因和原核生物胞外蛋白信号肽基因（编码的肽链能 引导新合成的蛋白质转移、分泌），再将它们拼接形成融合基因，并导入大肠杆菌生产尿酸酶。相关表达不正确的选项是（D ）A.扩增两类基因时可以通过设计引物来控制两类基因的拼接方向8 .

10、构建融合基因的目的是使大肠杆菌能合成尿酸酶并分泌到细胞外C.融合基因导入大肠杆菌前需构建基因表达载体，以保证目的基因正常表达和遗传D.在导入融合基因前，应先用NaCl处理大肠杆菌，使其变为感受态细胞解析扩增两类基因时可以通过设计引物来控制两类基因的拼接方向，A项正确；构 建融合基因的目的是使大肠杆菌能合成尿酸酶并分泌到细胞外，B项正确；融合基因导入大 肠杆菌前需构建基因表达载体，以保证目的基因正常表达和遗传，C项正确；在导入融合基 因前，应先用CaCb处理大肠杆菌，使其变为感受态细胞，D项错误。8.加拿大食品检验局批准了第三种耐褐变转基因苹果品种上市。研究人员通过RNA沉 默技术，特异性降低苹

11、果细胞内多酚氧化酶基因的表达水平，使苹果被切开后即使长时间暴 露在空气中也不会被氧化褐变。如图是此过程原理示意图，以下有关表达不正确的选项是（B ）多酚类物质|多酚氧化酶黑色素（致苹 果切口褐变） AGTG TCAC GTGT CCAGA小N AGUGUCACGUGUCCAGArt/ （iMly mly、一TCAC AGTG CACA GGTCTUCACAGUGCACAGGUCU r/ （Imix llkix丽 i目的基因A.细胞内多酚氧化酶基因的表达包括图示中的过程B.将目的基因成功导入苹果细胞中需限制酶、DNA连接酶和RNA聚合酶C. “RNA沉默”的含义是mRNA不能翻译产生多酚氧化酶D

12、.目的基因的表达序列与多酚氧化酶基因的表达序列互补，且要同时在同一细胞内表 达解析图示中的过程分别为转录、翻译，多酚氧化酶基因的表达指多酚氧化酶基 因控制多酚氧化酶合成的过程，需要经过转录、翻译两个过程，A项正确；将目的基因成功 导入苹果细胞中需要构建基因表达载体，该过程需要限制酶、DNA连接酶，不需要RNA聚 合酶，B项错误；据图可知，目的基因转录形成的mRNA可以和多酚氧化酶基因转录形成的 mRNA互补配对，形成RNA双链，使mRNA不能与核糖体结合，从而阻止了翻译过程，C 项正确；使目的基因转录形成的mRNA和多酚氧化酶基因转录形成的mRNA互补配对，应 使目的基因的表达序列与多酚氧化酶

13、基因的表达序列互补，且要同时在同一细胞内表达，D 项正确。9.图1、图2分别为“DNA的粗提取与鉴定”实验中局部操作步骤示意图，以下表达不正确的选项是（A ）鸡血细胞液DNA浓盐溶液图1图2A.图1、2中加入蒸储水稀释的目的相同B.图1中完成过滤之后保存滤液C.图2中完成过滤之后弃去滤液D.在图1鸡血细胞液中加入少许嫩肉粉有助于去除杂质解析题图1中加入蒸储水的目的是使鸡血细胞吸水涨破，题图2中加入蒸储水的目 的是稀释NaCl溶液，使DNA析出；题图1中加入蒸镭水后，DNA存在于滤液中；题图2 中加入蒸储水后，NaCl溶液浓度降低，DNA析出，所以弃去滤液；嫩肉粉主要成分是蛋白 酶，鸡血细胞液中

14、加入少许嫩肉粉可将蛋白质水解成小分子肽或氨基酸，有利于除去蛋白质。10 .（不定项X2021 .山东德州高三二模）戊型肝炎病毒是一种RNA病毒，其基因组中 ORF2基因编码的pORF2蛋白是戊型肝炎病毒的外表抗原。我国科研人员利用基因工程， 将编码pORF2的DNA导入大肠杆菌细胞，最终从大肠杆菌中提取pORF2蛋白并制成疫 苗。以下分析正确的选项是（CD ）A.利用特定引物对病毒RNA进行PCR扩增即可获得目的基因B.戊型肝炎病毒与大肠杆菌遗传物质相同所以能实现基因的重组C.构建基因表达载体时，需将编码pORF2的DNA与启动子连接D.利用该方法获得的疫苗不会诱发细胞免疫但可以产生记忆细胞解

15、析需先将病毒的RNA逆转录成DNA,再根据DNA序列设计出特异性的引物进行 PCR扩增目的基因，A错误；戊型肝炎病毒的遗传物质是RNA,大肠杆菌的遗传物质是DNA, B错误；基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子、标记基因等局部，要使目的基因在 受体细胞中特异性表达，在构建基因表达载体时，需将目的基因pORF2的DNA与启动子等 调控组件重组在一起，C正确；该蛋白疫苗不会侵染细胞，不产生细胞免疫，但疫苗属于抗 原，会刺激机体产生体液免疫，可以产生记忆细胞（记忆B细胞），D正确。11 .（不定项）如图为某种质粒的简图，小箭头所指分别为限制性内切核酸酶EcoRi、 BamH I的酶切位点，P为转

16、录的启动部位。目的基因的两端有EcoR I、BamH I的酶 切位点，受体细胞为无任何抗药性的原核细胞。以下有关表达，错误的选项是（ABD ）A.将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoR I酶切，在DNA连接酶作用下，生成 由两个DNA片段连接形成的产物有两种B. DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来，形成一个重组质粒时形成 两个磷酸二酯键C.为了防止目的基因反向粘连和质粒自行环化，酶切时可选用的酶是EcoRi和 BamH ID.能在含青霉素的培养基中生长的受体细胞说明该目的基因已成功导入该细胞解析根据题意，目的基因的两端有瓦oRl、的酶切位点，将含有目的基因 的DNA用Eco

17、Ri酶切，会得到目的基因片段；根据质粒的简图可知，将质粒用EcoRi酶 切，会得到与质粒周长等长的链状DNA；因此将含有目的基因的DNA与质粒分别用EcoR 酶切，在DNA连接酶作用下，可生成目的基因一目的基因片段、目的基因质粒片段、质 粒一质粒片段三种产物，A错误；DNA连接酶的作用是将酶切后得到的黏性末端连接起来形 成一个重组质粒，该过程形成四个磷酸二酯键，B错误；EcoRl和瓦zmHl的识别序列不同， 获取目的基因和切割质粒时，同时选用EcoR I和&根HI切割，目的基因两端形成的末端不 同，切割开的质粒两端形成的末端不同，再用DNA连接酶连接，可以防止目的基因反向连 接和质粒自身环化，

18、C正确；题图显示，在构建基因表达载体的过程中质粒中的青霉素抗性 基因和四环素抗性基因都不会被破坏，因此能在含青霉素和四环素的培养基中生长的受体细 胞不能说明目的基因已成功导入该细胞，D错误。12.（不定项）（2021.河北张家口高三一模）2020年诺贝尔化学奖授予新型基因编辑技术 CRISPR/Cas9o研究发现：很多细菌的细胞里有一种适应力免疫系统叫做CRISPR,它可以 使细菌侦测到病毒DNA并消灭它。在病毒感染细菌后，细菌通过一种向导RNA把Cas9蛋 白引导到外源DNA并与之结合，而后利用Cas9蛋白的DNA内切酶将病毒DNA剪断， 从而阻断病毒在细菌体内的繁殖。图示利用改造后的CRI

19、SPR/Cas9技术，研究人员能高精度 修改动物、植物和微生物的DNAo以下分析正确的选项是（ACD ）（I链Cas9蛋白/目标DNA7即向导RNAIHiiiiiiiikiiik tiiiiiiiiiiiiiiifTTT目A重新连接A.向导RNA与目标DNA片段结合时遵循碱基互补配对原那么B.利用该技术进行基因编辑时，只能切除原有DNA片段不能插入新的DNA片段C.通过CRISPR/Cas9技术可以敲除突变的基因而到达根除致病基因的目的D. Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延长而增加解析CRISPR相当于细菌细胞中的免疫系统，向导RNA与目标DNA片段结合时遵循碱基互补配

20、对原那么，A正确；利用该技术进行基因编辑时，既能切除原有DNA片段，又 能插入新的DNA片段，B错误；通过CRISPR/Cas9技术可以敲除突变的基因而到达根除致 病基因的目的，C正确；向导RNA与目标DNA结合的前提条件是RNA序列与DNA序列 精准结合，如果向导RNA过短，那么基因组中能与之结合的DNA序列就会越多，出现Cas9 结合剪切多个基因的现象，因此Cas9蛋白剪切DNA片段的精确性随着向导RNA长度的延 长而增加，D正确。二、非选择题13 .（2022广东四校联考）奶酪是一种常见的食品，传统的方法是从未断奶的小牛的胃黏 膜里提取牛凝乳酶,它能水解多肽链中苯丙氨酸和甲硫氨酸之间的肽

21、键以促使牛奶凝结来生 产奶酪，此方法产量低且昂贵。如今科学家将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌中，实现牛 凝乳酶的批量生产，极大的满足了奶酪生产的需求。请回答相关问题：（1）科学家利用基因工程生产出大量的牛凝乳酶，该工程是在（DNA）分子 水平上进行 设计和施工的，其核心步骤是一基因表达载体的构建。使大肠杆菌产生牛凝乳配的目的基因最好从cDNA文库 填（“cDNA文库” / “基 因组文库”）中获取，原因是 大肠杆菌是原核生物，cDNA文库中没有内含子，基因结构与 原核细胞的基因结构更接近。（3）利用图示目的基因和质粒构建重组质粒，最好选用 Ncol和Xhol （填限制性内切核 酸酶名称）切割，

22、理由是目的基因不会被破坏、一防止目的基因或载体自身的黏性末端连接、 防止目的基因与载体反向连接_。假设要初步筛选出导入重组质粒的大肠杆菌，要在含.氨苇 青霉素_填（“氨苇青霉素” / “四环素”）的培养基中进行培养。抗氨苇青霉素基因质粒Eco RiNco抗四环素基因 XholNcol EcoRi Xhol I 七J llllllllllllilllllllllll EjRI白而翥茵 注：箭头表示酶切位点（4）最后进行凝乳酶活性检测：将适量的大肠杆菌表达出的凝乳酶的提取物加入脱脂奶粉 溶液中，37 保温一段时间，可观察到/兑脂奶粉溶液有明显的凝结现象。解析（1）基因工程是指按照人们的意愿，通过转

23、基因等技术，赋予生物以新的遗传特 性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，DNA属于分子水平，所以该工 程是在分子水平上进行设计和施工的，基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。（2）大肠 杆菌是原核生物，cDNA文库中没有内含子，基因结构与原核细胞的基因结构更接近，所以 使大肠杆菌产生牛凝乳酶的目的基因最好从cDNA文库中获取。（3）根据图示可知，EcoRI的 识别序列在目的基因内部，用其切割会破坏目的基因的完整性，假设用同一种限制酶切割载体 和目的基因，容易导致目的基因或载体的自体连接、以及目的基因与载体反向连接，所以可 用Neo I和X/2O I切割目的基因和载体，既保证目

24、的基因不会被破坏、又能防止目的基因或 载体自身的黏性末端连接、以及防止目的基因与载体反向连接。由于Neol和X/zoI的识别 序列在抗四环素基因上，所以构建的基因表达载体上抗四环素基因被破坏，但抗氨羊青霉素 基因完整，故含有重组质粒的大肠杆菌会表现出抗氨苇青霉素，所以假设要初步筛选出导入重 组质粒的大肠杆菌，要在含氨羊青霉素的培养基中进行培养。（4）凝乳酶能水解多肽链中苯丙 氨酸和甲硫氨酸之间的肽键以促使牛奶凝结，所以可将适量的大肠杆菌表达出的凝乳酶的提 取物加入脱脂奶粉溶液中，37 保温一段时间，可观察到脱脂奶粉溶液有明显的凝结现象， 说明表达形成的凝乳酶具有活性。14 . （2021 福建

25、漳州高三下学期第一次质检）白叶枯病是造成我国重要粮食作物水稻 严重减产的重要原因之一。某科研团队将白叶枯病抗性基因Xa21与质粒重组（图1）,利用人 工破损处理的水稻幼苗细胞借助根癌农杆菌转化法获得抗白叶枯病的水稻品种，其中根癌农 杆菌侵染植物细胞过程如图2所示，不同种限制酶识别序列不同。请回答：EcoR I Xa21 基因 EcoRiEcoR I Xa21 基因 EcoRiSma IEcoR I Hind Id BamH I 图1（1）构建图1基因表达载体时，使用BamHL Hind III两种限制酶分别处理含Xa21基因 的DNA片段和Ti质粒，可以防止处理后的白叶枯病抗性基因Xa21和T

26、i质粒一自身环化及 反向连接。基因表达载体上M抗生素抗性基因的作用是鉴别受体细胞是否含有目的基因 并将含有目的基因的细胞筛选出来（2）由图2可知，水稻幼苗细胞受损后会产生某些用于激活农杆菌表达某些基因并吸引农 杆菌移向受损水稻幼苗细胞的信号分子。根据所学知识判断，这些信号分子可能是酚类化 合物.。农杆菌细胞内形成的成熟T复合体借助细胞膜上的一通道复合体一定向进入水稻幼 苗细胞，最终将含有白叶枯病抗性基因Xa21的T-DNA整合到水稻细胞染色体基因组上。 分析图2可知，成熟T复合体所含的遗传物质是单链T-DNAo（3）将含白叶枯病抗性基因Xa21的水稻幼苗细胞培养，经过一脱分化、再分化（或分裂、

27、 分化）_等过程可发育成幼苗。经检测，科研人员发现局部获得Xa21基因的水稻幼苗不具有 抗白叶枯病的能力，原因可能是_Xa21基因转录或翻译异常（或答“Xa21基因表达异 常 ”。解析I （1）用两种不同的限制酶切割目的基因和质粒，能保证目的基因和质粒的正确连 接，防止处理后的白叶枯病抗性基因Xa21和Ti质粒自身环化及反向连接。基因表达载体上 的M抗生素抗性基因属于标记基因，其作用是鉴别受体细胞是否含有目的基因并将含有目的 基因的细胞筛选出来。（2）当植物体受损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引 农杆菌向这些细胞转移。由图2可知，单链TDNA是成熟T复合体的遗传物质，成熟T 复合体借助细胞膜上的通道复合体进入水稻幼苗细胞。（3）植物细胞可经过植物组织培养获得 完整的植株，这过程需要经过脱分化和再分化两个过程，利用的原理是细胞的全能性。可能 由于局部水稻幼苗细胞中Xa21基因转录或翻译异常，使得含有Xa21基因的水稻幼苗不具有 抗白叶枯病的能力。