2019版高考生物总复习第十单元现代生物科技专题第1讲基因工程课时跟踪练

1、第 1 讲基因工程课时跟踪练1. （2016 全国卷川）图（a）中的三个 DNA 片段上依次表示出了EcoRI、BanHI和Sau3AI三种限制内切酶的识别序列与切割位点，图（b）为某种表达载体的示意图（载体上的EcoRI、SaU3AI的切点是唯一的）。图（a）启动予E“R I1终止子根据基因工程的有关知识，回答下列问题:（1）经BartHI酶切后得到的目的基因可以与上述表达载体被接，理由是（2）若某人利用图（b）所示的表达载体获得了甲、乙、丙三种含有目的基因的重组子，如图（c）所示。这三种重组子中，不能在宿主细胞中表达目的基因产物的有达的原因是解析：（1）由题图可知，BariHI和SaU3A

2、I两种限制性内切酶的共同识别序列是GAT，二者切割可以形成相同的黏性末端，因此经BanHI酶切后得到的目的基因GAATTCCTIAAGJGATCC-ATCCCTAGG-CTAC酶切后的产物连，不能表（3）DNA 连接酶是将两个DNA 片段连接起来的酶，常见的有既能连接黏性末端又能连接平末端的是址制总点抗生索抗性菲因图（b）图(c)O2可以与图（b）所示表达载体被SaU3AI酶切后的产物连接。（2）在基因表达载体中，启动子 应位于目的基因的首端，终止子应位于目的基因的尾端，这样基因才能顺利地转录，再完成翻译过程，即顺利表达。图中甲所示的目的基因插入在启动子的上游，丙所示目的基因插入在终止子的下游

3、，二者的目的基因均不能被转录，因此目的基因不能表达。（3）常见的 DNA连接酶有E.COliDNA 连接酶和 EDNA 连接酶，其中 T4DNA 连接酶既能连接黏性末端又能连接 平末端。答案：SaU3AI两种酶切割后产生的片段具有相同的黏性末端（2）甲和丙 甲中目的基因插入在启动子的上游，丙中目的基因插入在终止子的下游，二者的目的基因均不能被转录（其他合理答案均可）（3） E.COliDNA 连接酶 T4DNA 连接酶 T4DNA 连接酶（其他合理 答案均可）2. （2015 全国卷I）HIV 属于逆转录病毒，是艾滋病的病原体。回答下列问题：（1）_用基因工程方法制备 HIV 的某蛋白（目的蛋

4、白）时，可先提取 HIV 中的_，以其作为模板，在_ 的作用下合成 _，获取该目的蛋白的基因， 构建重组表达载体，随后导入受体细胞。（2）从受体细胞中分离纯化出目的蛋白，该蛋白作为抗原注入肌体后，刺激机体产生的可与此蛋白结合的相应分泌蛋白是 _ ，该分泌蛋白可用于检测受试者血清中的HIV,检测的原理是_。（3）已知某种菌导致的肺炎在健康人群中罕见，但是在艾滋病患者中却多发。引起这种现象的根本原因是 HIV 主要感染和破坏了患者的部分 _细胞，降低了患者免疫系统的防卫功能。人体的免疫系统有 _癌细胞的功能。艾滋病患者由于免疫功能缺陷，易发生恶性肿瘤。解析：（1）HIV 的遗传物质是 RNA 所以

5、要想获得相应的目的基因，应以 HIV 的 RNA 为模板，在逆转录酶的作用下合成CDNA 或 DNA。（2）目的蛋白注入机体后相当于抗原。在抗原的刺激下，机体进行体液免疫，由浆细胞产生相应抗体（分泌蛋白），由于该抗体能与目的蛋白（抗原）发生特异性结合，所以可通过抗 体检测出有无目的蛋白，从而确定体内有无HIV。（3）HIV 主要攻击人体的 T（或 T 淋巴）细胞，从而降低机体免疫系统的防卫功能。（4）癌细胞在机体中属于抗原，人体的免疫系统能够监控和清除癌细胞。答案：（1）RNA 逆转录酶 CDNA（或 DNA） （2）抗体 抗原抗体特异性结合3（3）T（或 T 淋巴）（4）监控和清除3. （2

6、015 海南卷）在体内，人胰岛素基因表达可合成出一条称为前胰岛素原的肽链，此肽链在内质网中经酶甲切割掉氨基端一段短肽后成为胰岛素原，进入高尔基体的胰岛素原经酶乙切割去除中间片段 C 后，产生 A、B 两条肽链，再经酶丙作用生成由 51 个氨基酸残基 组成的胰岛素。目前，利用基因工程技术可大量生产胰岛素。回答下列问题：（1）人体内合成前胰岛素原的细胞是 _ ，合成胰高血糖素的细胞是 _。(2) 可根据胰岛素原的氨基酸序列，设计并合成编码胰岛素原的 _ 序列，用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体， 再经过细菌转化、 筛选及鉴定， 即可建 立能稳定合成 _ 的基因工程菌。(3) 用胰岛

7、素原抗体检测该工程菌的培养物时，培养液无抗原抗体反应，菌体有抗原抗 体反应，则用该工程菌进行工业发酵时， 应从 _中分离、纯化胰岛素原，胰岛素原经酶处理便可转变为胰岛素。解析： (1) 由题意可知，前胰岛素原在细胞内经加工后成为胰岛素，人体合成胰岛素的 细胞是胰岛 B 细胞，所以合成前胰岛素原的细胞也是胰岛B 细胞；合成胰高血糖素的细胞是胰岛 A 细胞。(2)根据胰岛素原的氨基酸序列，可设计并合成编码胰岛素原的DNA 序列(即目的基因 )；用该序列与质粒表达载体构建胰岛素原基因重组表达载体，再经过细菌转化、筛 选及鉴定，即可建立能稳定合成人胰岛素原的基因工程菌。(3) 根据题意， 培养液无抗原

8、抗体反应， 菌体有抗原抗体反应，所以用该工程菌进行工业发酵时，应从菌体中分离、纯化胰岛素原，经酶处理便可转变为胰岛素。答案：胰岛 B 细胞 胰岛 A 细胞 DNA 胰岛素原(3)菌体4. (2014 全国卷川)植物甲具有极强的耐旱性，其耐旱性与某个基因有关。若从该植 物中获得该耐旱基因，并将其转移到耐旱性低的植物乙中，有可能提高后者的耐旱性。回答下列问题：(1) 理论上，基因组文库含有生物的 _基因；而 cDNA 文库中含有生物的 _基因。(2) 若要从植物甲中获得耐旱基因，可首先建立该植物的基因组文库，再从中_出所需的耐旱基因。(3) 将耐旱基因导入农杆菌，并通过农杆菌转化法将其导入植物 _

9、 的体细胞中，经过一系列的过程得到再生植株。 要确认该耐旱基因是否在再生植株中正确表达， 应检测此 再生植株中该基因的 _ ，如果检测结果呈阳性， 再在田间试验中检测植株的 _是否得到提高。(4) 假如用得到的二倍体转基因耐旱植株自交，子代中耐旱与不耐旱植株的数量比为3：1时，则可推测该耐旱基因整合到了 _ ( 填“同源染色体的一条上”或4“同源染色体的两条上” )。解析：(1)基因组文库包含某种生物的全部基因，cDNA 文库又称为部分基因文库，含有生物的部分基因。 (2) 植物甲基因组文库中有该种植物的全部基因， 从中可筛选出耐旱基因。 (3) 植物乙的耐旱性低，所以植物乙体细胞作为受体细胞

10、；要确定耐旱基因是否正确表达， 应检测该基因的表达产物， 对于个体水平的检测， 应在干旱的田间进行试验， 检测植物乙耐 旱性是否得到了提高。(4)将耐旱基因看作 A,不耐旱基因看作 a, AaxAa耐旱与不耐旱数 量比为 3 : 1,则耐旱基因整合到了同源染色体的一条上。答案：（1）全部 部分（2）筛选（其他合理答案也可）（3）乙 表达产物（其他合理答 案也可）耐旱性（4）同源染色体的一条上5.（2016 海南卷）基因工程又称为 DNA 重组技术，回答相关问题：在基因工程中，获取目的基因主要有两大途径，即 _ 和从_ 中分离。（2）利用某植物的成熟叶片为材料，同时构建cDNA 文库和基因组文库

11、，两个文库相比，cDNA 文库中含有的基因数目比基因组文库中的少，其原因是（3）_ 在基因表达载体中，启动子是聚合酶识别并结合的部位。若采用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，最常用的原核生物是 _ 。（4）将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时，常用的携带目的基因的金属颗粒有_和_颗粒。解析：（1）获取目的基因主要有两大途径，即人工合成和从自然界已有的物种中分离。（2）植物的成熟叶片中基因选择性表达， 因此由所有 RNA 逆转录形成的 cDNA 文库中只含有叶 细胞已转录（或已表达）的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因。（3）在基因表达载体中，启动子是 RNA 聚合酶识别并结合的部位。采

12、用原核生物作为基因表达载体的受体细胞，z 由于易于培养，最常选用大肠杆菌（或细菌）。（4）将目的基因通过基因枪法导入植物细胞时， 常用的携带目的基因的金属颗粒有金粉和钨粉颗粒。答案：（1）人工合成 生物材料（2）cDNA 文库中只含有叶细胞已转录（或已表达）的基因，而基因组文库中含有该植物的 全部基因RNA 大肠杆菌（或答细菌）金粉钨粉6.（2014 海南卷）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：5AR1/.&丿转化细胞D工程菌（1）获得 A 有两条途径： 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

13、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 PCF 技术扩增 DNA 寸，需要在反应体系中添加的有机物质有 _ 、_ 、4 种脱氧核糖核苷酸、三磷酸腺苷和耐热性的DNA 聚合酶，扩增过程可以在 PCR 扩增仪中完 成。（3）由 A 和载体 B 拼接形成的 C 通常称为： _。在基因工程中，常用 Ca2+处理 D,其目的是： _解析：（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 聚合酶作用下

14、，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时原则，推测 DNA 中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、引物和能量等条件。（3）目的基因和运载体结合，形成重组DNA（基因表达2载体）。（4）在利用大肠杆菌作受体细胞时，需要先用 Ca 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 DNA （3）重组 DNA（重组载体或基因表达载体）（4）提高受体细胞的转化率7. （2017 衡水高

15、三联考）埃博拉病毒（EBOV）是一种能引起人类和灵长类动物发生埃博 拉出血热（EBHF）的烈性病毒，禾 U 用相应的生物学技术制备出抗EBOV 勺单克隆抗体，可快速检测 EBOV 请回答下列问题：（1）_方法一：给2一个 PYL9 基因进行扩增最简便的方法是使用PCR 技术。第一轮：1 个 DNA 含 2 条脱氧核苷酸链复制得 2 个 DNA4 条脱氧核苷酸链消耗 2 个引物；第二轮：2 个 DNA 含 4 条脱氧2核苷酸链复制得 4 个 DNA8 条脱氧核苷酸链消耗(2 2)X2 + 2= 6 个引物；第三轮：4 个 DNA 含 8条脱氧核苷酸链复制得 8 个 DNA16 条脱氧核苷酸链消耗

16、(2* 2 3 2)X2+ 2= 14 个引物；第 四轮：8个 DNA 含 16 条脱氧核苷酸链复制得 16 个 DNA32 条脱氧核苷酸链消耗(24 2)X2+ 2 =30 个引物；第五轮：16 个 DNA 含 32 条脱氧核苷酸链复制得 32 个 DNA64 条脱氧核苷酸链 消耗(25 2)X2+ 2=62 个引物。6小鼠注射纯化的 EBOV 蛋白，一段时间后，从小鼠的 _ 中获取浆细胞，将获得的浆细胞与小鼠的 _细胞融合，再经过至少 _ 次筛选、检测，最终可获得所需的杂交瘤细胞。（2）方法二：科学家从细胞中分离出无限增殖基因 （prG） ，可将 prG 基因导入能产生抗EBOV%体的小鼠

17、浆细胞中， 导入 prG 基因的浆细胞具有 _的特点。（3）以上两种方法获得的杂交瘤细胞或带有 prG 基因的浆细胞，可在 _的环境、 营养、 适宜的 _ 和一定的气体环境等条件下进行体外培养， 以便源源不断的产生抗 EBOV 的单克隆抗体。（4）_ 方法二中，若用 PCR 扩增方法获取目的基因，则需要用到 _ 酶，该方法能够成功获取目的基因的前提是 _ ，以便合成引物。解析： （1） 给小鼠注射抗原一段时间后，可从小鼠的脾脏中获得浆细胞，浆细胞和小鼠 骨髓瘤细胞融合， 第一次筛选出杂交瘤细胞， 第二次筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。（2）将能无限增殖的 prG 基因导入浆细胞， 由于 p

18、rG 基因具有调控细胞无限增殖的功能，因此得到的浆细胞既能无限增殖，又能产生特异性抗体。（3）以上两种方法获得的杂交瘤细胞或带有 prG 基因的浆细胞， 可在无菌、 无毒的环境、营养、适宜的温度和pH 一定的气体环境等条件下进行体外培养，以便源源不断的产生抗EBOV 的单克隆抗体。体外扩增 prG 基因可采用 PCR 技术，其中需要热稳定 DNA 聚合酶（Taq酶）。该方法 能够成功获取目的基因的前提是已知目的基因的一段序列，以便合成引物。答案： 脾脏 骨髓瘤 两(2)既能无限增殖，又能产生抗 EBOV 的(特异性或专一性 或所需的)抗体(3)无菌、无毒 温度和 pH (4)耐高温的 DNA

19、聚合(或“Taq”)要有一 段已知目的基因的核苷酸序列&植物的抗旱机制很大程度上依赖植物激素脱落酸。2016 年 2 月，中、美两国科学家宣布发现了 PYL9 蛋白(脱落酸的一种受体蛋白)，利用转基因技术实现了启动子pRD29A 控制PYL9 过量表达，让水稻自身产生大量PYL9 蛋白，显著提高了其抗旱性。请回答：(1)_已知 PYL9 蛋白的氨基酸序列，培育转基因抗旱水稻可用 _法来获得 PYL9 基因。(2) 一个 PYL9 基因进行扩增最简便的方法是使用 _ 技术，如果这个过程中消耗了引物 62 个，则进行了 _ 轮的 DNA 复制。(3) 科学家通过农杆菌转化法成功培育了该转基

20、因水稻。构建的基因表达载体上除了如下图示标注外，还必须含有 _ ，所填充的这些序列 _ (需要/不需要)全7部转入到农杆菌 Ti 质粒的 T- DNA 区域。塑制涼点g抗性基因(4) 导入目的基因的重组细胞可通过 _技术培育成完整植株。(5) 检测水稻细胞是否含有 PYL9 基因的分子工具是_。从个体水平上检测转基因水稻是否有抗性及抗性程度的方法是(4) 导入目的基因的重组细胞培育成完整植株，所用的技术是植物组织培养技术，这一 过程体现了植物细胞的全能性。(5) 检测目的基因是否导入受体细胞常用DNA 分子杂交技术，该方法常用的分子工具是DNA 分子探针；从个体水平上检测转基因水稻是否有抗性及

21、抗性程度的方法是将转基因水稻 植株分别种植在干旱程度(或含水量)不同的田地里(观察其生长状况以检测其是否有抗性及 抗性程度)。答案：人工合成(2)PCR 5 (3)启动子 pRD29A PYL9 基因、终止子 需要(4)植物组织培养(5)DNA 分子探针/基因探针 将转基因水稻植株分别种植在干旱程度(或含水量)不同的田地里(观察其生长状况以检测其是否有抗性及抗性程度)9. (2018 泰安一模)种猪成功率较低，该现象与早期胚胎细胞的异常凋亡有关。Bel-2 基因是细胞凋亡抑制基因，用PCR 技术可检测出该基因的转录水平，进而了解该基因与不同胚胎时期细胞凋亡的关系。克隆猪的培育及该基因转录水平检

22、测流程如图，图中a、b、c、d 分别代表流程中某过程。请回答：、亠巫组圳胞邑早期胚舶一J受休T宫一丸隆掘良种躺悴细胞/不臓右时切总mRNA-eDNA-护堆产物(1) 图中重组细胞的细胞核来自 _ 细胞。a 过程采用的技术手段称做_技术。(2) b 过程所用的培养液与植物组织的培养基从成分上主要区别是前者必须含有_ ; c 过程表示_ 。(3) d 过程需要 _ 酶的催化。从基因组数据库中查询Bcl - 2mRNA 勺核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成 2 种_ 用于 PCRF增，除此以外在 PCR 反应体系中还应包含的主要成分有扩增缓冲液、水、4 种脱氧核苷酸、模板 DNA 以及_, PCR扩增过程第一轮循环的模板是 _ 。若 eDNA 经 PCR 技术n次扩增后检测出中 Bcl 2cDNA 的分子数为m则总 mRNA 中