2019届高中生物一轮复习方案练习：第11单元随堂真题演练35基因工程及其安全性Word版含解析

1、 随星真题演练o (2017高考全国卷n)几丁质是许多真菌细胞壁的重要成分，几丁质酶可催化几丁质水解。通过基因工程将几丁质酶基因转入植物体内，可增强其抗真菌病的能力。回答下列问题：(1) 在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA，常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是 。提取RNA时，提取液中需添加RNA酶抑制剂，其目的是 。(2) 以mRNA为材料可以获得 cDNA ,其原理是若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是(答出两点即可)。(4) 当几丁质酶基因和质粒载体连接时，DNA连接酶催化形成的化学键是 。(5) 若获得的

2、转基因植株(几丁质酶基因已经整合到植物的基因组中)抗真菌病的能力没有提高，根据中心法则分析，其可能的原因是 。解析：(1)在进行基因工程操作时，若要从植物体中提取几丁质酶的mRNA ,常选用嫩叶而不选用老叶作为实验材料，原因是相对于老叶而言嫩叶组织细胞更容易被破碎。提取RNA时，提取液中需添加 RNA酶抑制剂，其目的是防止RNA降解。以mRNA为材料获得cDNA 的原理是在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA 。(3) 若要使目的基因在受体细胞中表达，需要通过质粒载体而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是目的基因无复制原点且目的基因无表达所需启动子。(4)

3、DNA连接酶催化形成的化学键是磷酸二酯键。(5)若获得的转基因植株不具备所期望的性状表现，根据中心法则分析，其可能的原因是目的基因的转录或翻译异常。答案：嫩叶组织细胞易破碎防止RNA降解(2)在逆转录酶的作用下，以mRNA为模板按照碱基互补配对的原则可以合成cDNA (3)目的基因无复制原点；目的基因无表达所需启动子 磷酸二酯键(5)目的基因的转录或翻译异常& (2017高考全国卷 川)编码蛋白甲的DNA序列(序列甲)由A、B、C、D、E五个片段组成， 编码蛋白乙和丙的序列由序列甲的部分片段组成，如图1所示。r.图2甲乙丙对 -5 一 -回答下列问题：(1) 现要通过基因工程的方法获得蛋白乙，

4、若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的DNA序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA)，则所构建的表达载体转入宿主细胞后不能翻译出蛋白乙，原因是。某同学在用PCR技术获取DNA片段B或D的过程中，在PCR反应体系中加入了 DNA 聚合酶、引物等，还加入了序列甲作为 ，加入了 作为合成DNA的原料。(3)现通过基因工程方法获得了甲、乙、丙三种蛋白，要鉴定这三种蛋白是否具有刺激T淋巴细胞增殖的作用，某同学做了如下实验：将一定量的含T淋巴细胞的培养液平均分成四组，其中三组分别加入等量的蛋白甲、乙、丙，另一组作为对照，培养并定期检测T淋巴细胞浓度，结果如图 2。 由图2可知，当细胞浓度达到a时，添加蛋

5、白乙的培养液中T淋巴细胞浓度不再增加，此时若要使 T淋巴细胞继续增殖，可采用的方法是 。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的C02浓度，CO2的作用是 。 仅根据图1、图2可知，上述甲、乙、丙三种蛋白中，若缺少(填“A” “B” “C“D或“E)片段所编码的肽段，则会降低其刺激T淋巴细胞增殖的效果。解析：(1)若在启动子的下游直接接上编码蛋白乙的 DNA 序列(TTCGCTTCTCAGGAAGGA),则转录出的 mRNA上缺少起始密码子，故不能翻译出 蛋白乙。使用PCR技术获取DNA片段时，应在PCR反应体系中添加引物、耐高温的DNA聚合酶、模板、dNTP作为原料。(3)T淋巴细胞浓度之所

6、以不再增加 ，是因为细胞间 出现接触抑制，因此若要使T淋巴细胞继续增殖，需要对贴满瓶壁的细胞使用胰蛋白酶处 理，然后分瓶培养,即细胞传代培养。细胞培养过程中，培养箱中通常要维持一定的C02浓度，以维持培养液的pH。据图分析，蛋白丙与对照接近说明 B、D片段对于T淋巴细胞 增殖不是非常重要，蛋白甲和乙对 T淋巴细胞的增殖都有较大影响 ，甲、乙两种蛋白中共 同的片段是C,所以缺少C片段会降低其刺激 T淋巴细胞增殖的效果。答案:(1)编码乙的DNA序列起始端无 ATG ,转录出的mRNA无起始密码子 (2)模板 dNTP(3)进行细胞传代培养维持培养液的pH C (高考新课标全国卷I )阅读如下资料

7、：资料甲：科学家将牛生长激素基因导入小鼠受精卵中，得到了体型巨大的 “超级小鼠”；科学家采用农杆菌转化法培育出转基因烟草。资料乙：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。资料丙：兔甲和兔乙是同一物种的两个雌性个体，科学家将兔甲受精卵发育成的胚胎移植到兔乙体内，成功产出兔甲的后代，证实了同一物种的胚胎可在不同个体的体内发育。回答下列问题：(1) 资料甲属于基因工程的范畴。将基因表达载体导入小鼠的受精卵中常用法。构建基因表达载体

8、常用的工具酶是 和。在培育有些转基因植物时，常用农杆菌转化法，农杆菌的作用是 。(2) 资料乙中的技术属于 工程的范畴，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。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。(3) 资料丙属于胚胎工程的范畴。胚胎移植是指将获得的早期胚胎移植到种的、生理状态相同的另一个雌性动物体内， 使之继续发育成新个体的技术。 在资料丙的实例中，兔甲 称为体，兔乙称为体。解析：(1)小鼠细胞为动物细胞，将基因表达载体导入动物细胞常用的方法是显微注射法；构建基因表达载体常用的工具酶是限制酶和D

9、NA连接酶；将基因表达载体导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法，农杆菌的作用是作为载体，将目的基因导入受体细胞。(2) 从资料乙中可以得出是对基因进行改造，结果是得到耐热性提高的蛋白质，因此属于蛋白质工程的范畴，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。(3) 胚胎工程中胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的

10、、生理状态相同的其他雌性动物的体内 ，使之继续发育为新个体的技术。资料丙中甲兔提供受精卵，所以甲兔是供体；胚胎在乙兔子宫内发育，所以乙兔为受体。答案：(1)显微注射限制酶 DNA连接酶农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中(2)蛋白质现有的蛋白质 新蛋白质氨基酸 同供受课时作业1. DNA是丰富多彩的生命现象的“剧本”。现在人们借助生物科学技术可以对“剧本”进行“拷贝”或“改编”。据图回答下列问题:= 一=(1)催化过程的酶是经过程产生的 DNA片段末端的形式为(2)催化过程的酶是 强”或“较弱”)。与催化过程的酶相比较，该酶的专一性(填“较(3)催化过程的酶是实现该过程还可以采用的方法

11、是(4)催化过程的酶是 点。该过程体现了 DNA复制的特答案：限制酶 黏性末端DNA连接酶 较弱 （3）解旋酶 加热 DNA聚合酶半保留复制、边解旋边复制2. （2018辽宁五校协作体高三联考）白细胞介素是一类淋巴因子。研究人员将人白细胞介素的基因导入到酵母菌细胞中，使其分泌出有活性的白细胞介素。请据图回答下列问题:分祗型表达嚴怵白细胞介素基丙jEccjR I jEcoR 52 iEcoR 1EcR I -i- raR 52连接直组载休（1）为增加白细胞介素基因的数量，可使用 技术，但前提是必须知道基因的部分序列，目的是（2）在重组载体导入酵母菌细胞之前，需用 处理酵母菌，白细胞介素基因进入酵

12、母菌细胞内，并且在其细胞内维持稳定和表达的过程，称为 。在表达过程中，启动子需与识别和结合，从而驱动转录过程。（3）在体液免疫过程中，白细胞介素是由 细胞分泌的，为了能成功表达出白细胞介素，不使用细菌，而使用酵母菌细胞作为受体细胞，可能原因是（4）在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在DNA分子上均有多个限制酶的酶切位点，图示过程获得有效表达的重组载体使用了EcoR I和EcoR 52两种限制酶，与使用单一的限制酶相比，其优点是 。解析：（1）基因工程中，扩增目的基因利用的是 PCR技术，但前提是要有一段已知目的基因 的核苷酸序列，以便设计引物。在重组载体导入酵母菌细胞之前，需用Ca2+处理酵母

13、菌， 使酵母菌细胞处于感受态，白细胞介素基因进入酵母菌细胞内，并且在其细胞内维持稳定和表达的过程称为转化。在表达过程中，启动子需与RNA聚合酶识别和结合，从而驱动转录过程。（3）在体液免疫过程中，白细胞介素是由T淋巴细胞分泌的；由于细菌属于原核生物，细胞中无内质网和高尔基体等加工白细胞介素的细胞器，因此为了能成功表达出白细胞介素，不使用细菌，而使用酵母菌细胞作为受体细胞。（4）在分泌型表达载体和白细胞介素基因所在的DNA分子上均有多个限制酶的酶切位点，图示过程获得有效表达的重组载体使用 了 EcoRI和EcoR 52两种限制酶，与使用单一的限制酶相比，其优点是能防止目的基因、 表达载体发生自身

14、环化或者目的基因反向接入分泌型表达载体中。答案：（1）PCR 设计引物Ca2+转化 RNA聚合酶 （3）T淋巴 细菌细胞中无内质网和高尔基体等加工白细胞介素的细胞器（4）能防止目的基因、表达载体发生自身环化或者目的基因反向接入分泌型表达载体中3. （2018德州高三调研）凡是具有抗原性、接种于机体可产生特异性免疫、可抵抗传染病的 发生和流行的物质均可称为疫苗。以下是三代乙肝疫苗的生产原理示意图，回答下列问题。（1）目前临床使用的乙肝疫苗是第二代疫苗。图中外衣壳蛋白基因A的大量扩增可通过技术，需要用到的一种重要酶是 和种引物。构建含基因 A的重 组质粒需要用到的工具酶是 。（2）据信息和所学知识

15、分析：第一代疫苗基本处于淘汰的原因是：。（3）结合图中第二代、第三代疫苗的化学本质，分析推测哪一代疫苗利于运输及其原因：处源DNA进入机体后，如果整合到人体基因组中可能会引起 和发生突变而导致机体癌变，这也是第三代疫苗可能存在的安全隐患，目前正在研究中。解析：（1）目的基因大量扩增可通过 PCR技术，该过程需要热稳定 DNA聚合酶。由于DNA 的结构特点是两条链反向平行 ，因此扩增过程需要 2种引物。构建基因表达载体需要用到的 工具酶是限制酶和 DNA连接酶。（2）第一代疫苗用的是减毒或灭活的病毒，病毒有可能恢复致病性或引起血源性疾病。（3）从图中分析，第三代疫苗要比第二代疫苗更有利于运输，因

16、为第三代疫苗本质是 DNA ,第二代疫苗本质是蛋白质 ，DNA的稳定性比蛋白质高。（4）细胞 癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。答案：（1）PCR 热稳定DNA聚合酶（或Taq DNA聚合酶）2 限制酶与DNA连接酶 有引起血源性疾病的嫌疑（或病毒有可能恢复致病性）（3）第三代疫苗更有利于运输， 因为第 三代疫苗的本质是 DNA ,第二代疫苗的本质是蛋白质， DNA稳定性比蛋白质高 （4）原癌基 因抑癌基因4. （2016高考江苏卷）下表是几种限制酶识别序列及其切割位点，图1、图2中标注了相关限制酶的酶切位点，其中切割位点相同的酶不重复标注。请回答下列问题：限制酶BamH IBel IS

17、au3A IHi nd 川识别序列JJJ及切割位GGATCCTGATCAGATCAAGCTT占八、CCTAGGACTAGTCTAGTTCGAAEimH 1 引输FpHind IIII g-11 /Eel I引物丙 引物乙Sau3A I冃的基因图2用图中质粒和目的基因构建重组质粒，应选用 两种限制酶切割，酶切后的载体和目的基因片段，通过 酶作用后获得重组质粒。(2) 若BamH I酶切的DNA末端与Bel I酶切的DNA末端连接，连接部位的6个碱基对序列为，对于该部位，这两种酶 (填“都能”“都不能”或“只有一种能”)切开。(3) 若用Sau3A I切图1质粒最多可能获得 种大小不同的DNA片段

18、。解析：(1)选择的限制酶应在目的基因两端存在识别位点，但BamH I可能使质粒中标记基因丢失，因此只能选Bel I和Hind川。酶切后的载体和目的基因片段，通过DNA连接酶作用后获得重组质粒。根据BamH I和Bel I的酶切位点，BamH I酶切的 DNA末端与Bel I酶切的DNA末端连T GATC C G GATC A、接，在连接部位的6个碱基对序列为，与这两种酶的酶切位点均不A CTAG G C CTAG T J同。根据BamH I、Bcl I和Sau3A I的酶切位点，Sau3A I在质粒上有三个酶切位点 ，完全 酶切可得到记为 A、B、C三种片段，若部分位点被切开，可得到AB、A

19、C、BC、ABC四 种片段，所以用SaU3A I切图1质粒最多可能获得 7种大小不同的DNA片段。答案：(1)Bcl I和Hi nd川 DNA 连接T GATC C G GATC A + 十“都不能 (3)7A CTAG G C CTAG T5 下图表示科学家培育耐寒生物的过程，请回答下列问题：cDNA文库获取抗冻蛋白基因 丄更多抗冻蛋白基因 构建导受体细胞T耐寒生物(1) 从cDNA文库中获取的目的基因 (填“有”或“无”)启动子。实现过程常用技术，该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成(2) 表示，其中标记基因的作用是(3) 转基因技术是否成功，需要对受体细胞进行分子水平的检测，首先是用DNA分子杂交技术检测受体细胞染色体上的DNA上是否插入目的基因，这种方法需要遵循 原则。(4) 若要培育抗冻能力强的转基因羊，可将鱼的抗冻蛋白基因导入羊的中，培育该转基因羊的最后一道“工序”是胚胎工程的 技术。解析：(1)用某种生物发育的某个时期的mRNA逆转录产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫这种生物的cDNA文库，启动子不能逆转录，由逆转录获得的cDNA中没有启动子。获得更多的目的基因的方法是PCR技术，该技术的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便合成引物。(2)表示基因表达载体，其中标记基因的作用是