2022届高三一轮复习生物双基过关：基因工程

基因工程双基过关

1.含有限制酶的细胞中通常还具有相应的甲基化酶，这两种酶

对DNA分子有相同的作用序列，但具有不同的催化功能。甲基化酶

可以对DNA序列进行修饰，使限制酶不能对这一序列进行识别和切

割。回答下列问题：

(1)目前，基因工程中使用的限制酶主要是从生物

中分离纯化获得的。构建“基因组文库”和“cDNA文库”的过程中

需要使用DNA连接酶的是(填“基因组文

库”“cDNA文库”或“基因组文库和cDNA文库”)。

(2)含有某种限制酶的细胞，可以利用限制酶切割外源DNA,但

不破坏细胞自身的DNA,其原因可能有①

_________________________________________________________________;②.

(3)利用PCR扩增目的基因的过程由高温变性(90〜95℃)、低

温复性(55〜60℃)、适温延伸(70〜75℃)三个步骤构成一个循环,

为使得DNA聚合酶能够重复利用，选用的酶应在℃处

理后仍然具备催化活性。

2.叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该

技术能有效改良植物的品质。请回答下列问题：

(1)转基因技术的核心步骤是,完成该步骤所

需要的酶有。

(2)将植物体细胞处理得到原生质体，再通过或

法，将目的基因导入原生质体，使原生质体再生细胞壁之

后，通过可得到相应的转基因幼苗。

（3）来自原核生物中有重要价值的外源基因，无须改造和修饰就

可在叶绿体中高效表达，据此分析，原因是

（4）对大多数高等植物而言，与传统的细胞核转基因相比，叶绿

体转基因更稳定，其遗传方式（填“遵循”或“不遵循”）

孟德尔分离定律，不会随（填“花粉”或“卵细胞”）传给

后代，从而保持了（填“父本”或“母本”）的遗传特性。

3..为增加菊花的花色类型，研究者从其他植物的cDNA文库中

提取出花色基因C（图1）,拟将其与质粒（图2）重组，再借助农杆菌

导入菊花细胞中。图3从上到下依次表示EcoRI、Ba源I和3A

I三种限制酶的识别序列与切割位点。请分析回答：

⑴利用PCR技术扩增目的基因C的原理是

（2）图2所示质粒被切割获得的产物可与

图］所示基因C连接，理由是________________________________

⑶经的加I处理后构建的重组质粒导入菊花细胞后，基因C

不能表达，原因是质粒酶切部位的两端无,导致

基因C不能。

(4)在添加四环素的固体培养基上，(填“能”或“不

能”)筛选出含有插入基因C的重组质粒的农杆菌单菌落，原因是

4.根据基因工程的有关知识，回答下列问题：

(1)限制性核酸内切酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型

有和。

(2)质粒运载体用£coRI切割后产生的片段如下：

AATTC...G

G...CTTAA

为使运载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcdR

I切割外，还可用另一种限制性内切酶切割，该酶必须具有的特点

是。

(3)反转录作用的模板是,产物是

__________________________________________________________0

若要在体外获得大量反转录产物，常采用技术。

(4)基因工程中除质粒外，和也可作为运

载体。

(5)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般情况下，不能直接用未处

理的大肠杆菌作为受体细胞，原因是

5.乳头瘤病毒HPV可导致人患宫颈癌，科研人员将HPV某外壳

蛋白A基因构建成基因表达载体，经包装或直接注入体内，表达出

相应抗原，诱导机体产生免疫反应。该方法获得的疫苗称为DNA疫

苗。请回答下列问题：

(1)获取A基因的方法：

①方法一：提取HPV的DNA,利用PCR技术扩增A基因时，至

少经过次循环才能获得该基因，此过程中利用的原料是

________________________________________________________________________________________________________________________O

②方法二：从宿主细胞中提取总RNA,以与

互补的一段单链DNA作为引物，加入酶获得

cDNA,然后经PCR技术扩增获得大量的A基因。

(2)构建基因表达载体时，常用不同的限制酶切割质粒与目的基

因，其具备的优势是________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(3)DNA疫苗是预防性生物制品，与传统疫苗相比，其具备的优

点有(至少一点)，而单克隆抗体作为治疗性

生物制品，具备的优点是，制备单克隆抗体

需要以技术为基础。

6.科学家提出，将蓝藻细胞中的丘仍基因导入水稻细胞内，

可以提高水稻的产量。请回答下列相关问题：

(1)基因工程最核心的步骤是

_________________________,

这个过程需要酶和酶参与催化。

(2)若用农杆菌转化法将表达载体导入受体细胞，则必须将

公协基因插入农杆菌的质粒的内部，再将含有目

的基因的农杆菌和水稻愈伤组织混合处理。

⑶要检测"仍基因是否成功导入水稻细胞，可以用

作为探针，使探针和提取出的转基因水稻基

因组DNA杂交，如果出现,表明目的基因已经成功导入水

稻细胞。

(4)要确认高产水稻是否培育成功，必须要对培育出的水稻做什

么检测？o

7.下面是利用基因工程培育抗虫大豆的流程图，请据图回答：

抗虫基因］①构建基因表②转△农杆菌③导△大豆

Ti质粒J达载体细胞

④培直转基因

抗虫大豆

(1)上述流程的核心步骤是(填序号)，完成步骤④利用

了技术。

(2)如果从基因文库中获取抗虫基因，在构建基因文库过程需要

用到的操作工具有___________________________________________

如果通过PCR技术获取抗虫基因，则需要准备4个物质条件,

除需含目的基因的DNA和原料外，还需要

⑶该流程选用农杆菌中Ti质粒作为载体的主要原因是

(4)从分子水平上检测大豆细胞中是否导入抗虫基因的方法是

，从个体水平上检测大豆植株是否有抗虫特

性的方法是。

8.已知生物体内有一种蛋白质(P),该蛋白质是一种转运蛋白,

由305个氨基酸组成。如果将P分子中158位的丝氨酸变成亮氨酸,

240位的谷氨酰胺变成苯丙氨酸，改变后的蛋白质(PJ不但保留P的

功能，而且具有了酶的催化活性。回答下列问题：

(1)从上述资料可知，若要改变蛋白质的功能，可以考虑对蛋白

质的进行改造。

(2)以P基因序列为基础，获得P基因的途径有修饰_______基

因或合成_______基因。所获得的基因表达时是遵循中心法则的，

中心法则的全部内容包括的复制，以及遗传

信息在不同分子之间的流动，即：

(3)蛋白质工程也被称为第二代基因工程，其基本途径是从预期

蛋白质功能出发，通过和,进而

确定相对应的脱氧核昔酸序列，据此获得基因，再经表达、纯化获

得蛋白质，之后还需要对蛋白质的生物进行鉴定。

9.如图表示以鸡血为实验材料进行DNA的粗提取与鉴定的操作

程序，请分析回答下列问题：

(1)步骤一中，向鸡血细胞液中加入并搅拌，可使鸡血

细胞破裂。

(2)步骤二中，过滤后收集含有DNA的o

(3)步骤三、四的操作原理是_____________________

步骤四通过向溶液中加入调节NaCl溶液的物质的量

浓度为mol/L时，DNA将会析出，过滤去除溶液中的杂质。

(4)步骤七：向步骤六过滤后的中，加入等体积的冷却

的,静置2〜3min,溶液中会出现_______色丝状物，这

就是粗提取的DNAo

(5)步骤八：DNA遇试剂，沸水浴5min,冷却后，溶

液呈_______色。

10.某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步

骤如下。材料处理：称取新鲜的菜花、辣椒和蒜黄各2份，每份10

go剪碎后分成2组，一组置于20℃,另一组置于一20°C条件下,

分别保存24hoDNA粗提取：

第一步，将上述材料分别放入研钵中，各加入15mL研磨液，

充分研磨，用两层纱布过滤，取滤液备用；

第二步，先向6只小烧杯中分别注入10mL滤液，再加入20

mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向

搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上；

第三步，取6支试管，分别加入等量的物质的量浓度为2

mol/L的NaCl溶液溶解上述絮状物。

DNA检测：在上述试管中各加入4mL二苯胺试剂，混合均匀后,

置于沸水中加热5min,待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果

如下表：

材料保存温度/℃菜花辣椒

20++++++

-20+++++++

++

(注："+”越多表示蓝色越深)

分析上述实验过程，回答下列问题。

⑴该探究性实验课题名称是___________________________

(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了防止

_____________________________________________________________O

(3)根据实验结果，得出结论并分析。

①结论1：与20℃相比，相同实验材料在一20C条件下保存,

DNA的提取量较多。

结论2：o

②针对结论1,请提出合理的解释：

(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相

溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特

性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是

________________________________________________________________________,

然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。

11.(2020•新高考山东卷)水稻胚乳中含直链淀粉和支链淀粉,

直链淀粉所占比例越小糯性越强。科研人员将能表达出基因编辑系

统的DNA序列转入水稻，实现了对直链淀粉合成酶基因(畋基因)启

动子序列的定点编辑，从而获得了3个突变品系。

(1)将能表达出基因编辑系统的DNA序列插入Ti质粒构建重组

载体时，所需的酶是,重组载体进入水稻

细胞并在细胞内维持稳定和表达的过程称为o

(2)根据启动子的作用推测，股基因启动子序列的改变影响了

从而改变了公基因的转录水平。与野生型水稻相

比，3个突变品系中心基因控制合成的直链淀粉合成酶的氨基酸序

列(填“发生”或“不发生”)改变，原因是

_________________________________________O

(3)为检测启动子变化对股基因表达的影响，科研人员需要检

测取基因转录产生的mRNA(败mRNA)的量。检测时分别提取各品系

胚乳中的总RNA,经过程获得总cDNA。通过PCR技术可在

总cDNA中专一性的扩增出做基因的cDNA,原因是

_________________________________________O

(4)各品系WxmRNA量的检测结果如图所示，据图推测糯性最强

的品系为,原因是______________________________

&

L5

发

号L0

曲

V5

N0.

EH

0

野生型品系1品系2品系3

12.(2019•高考全国卷I)基因工程中可以通过PCR技术扩增目

的基因。回答下列问题。

(1)基因工程中所用的目的基因可以人工合成，也可以从基因文

库中获得。基因文库包括和o

(2)生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是

o在体外利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的

模板DNA解链为单链的条件是。上述两个解

链过程的共同点是破坏了DNA双链分子中的。

(3)目前在PCR反应中使用7aq酶而不使用大肠杆菌DNA聚合酶

的主要原因是__________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________O

13.(2018•高考全国卷I)回答下列问题：考1)博耶(H.Boye下

和科恩(S.Cohen)将非洲爪蟾核糖体蛋白基因与质粒重组后导入大肠

杆菌细胞中进行了表达。该研究除证明了质粒可以作为载体外，还

证明了

(答出两点即可)。

(2)体外重组的质粒可通过Ca2+参与的方法导入大肠杆

菌细胞；而体外重组的噬菌体DNA通常需与组装成完整噬

菌体后，才能通过侵染的方法将重组的噬菌体DNA导入宿主细胞。

在细菌、心肌细胞、叶肉细胞中，可作为重组噬菌体宿主细胞的是

⑶真核生物基因(目的基因)在大肠杆菌细胞内表达时，表达出

的蛋白质可能会被降解。为防止蛋白质被降解，在实验中应选用

的大肠杆菌作为受体细胞，在蛋白质纯化的过程中应添加

的抑制剂。

答案：

1.(1)原核基因组文库和cDNA文库

(2)①细胞自身的DNA分子没有该限制酶的识别序列

②甲基化酶对细胞自身的DNA分子进行了修饰

(3)90〜95(或95)

2.(1)构建基因表达载体限制酶和DNA连接酶

(2)农杆菌转化法基因枪植物组织培养

(3)叶绿体DNA与原核生物DNA结构类似

(4)不遵循花粉母本

3.(l)DNA双链复制

(2)及加I和EcoR1Bani\I和Sau3\I两种酶切割后产生的片

段具有相同的黏性末端

(3)启动子和终止子转录

(4)不能含质粒的农杆菌和含重组质粒的农杆菌均含有四环素

抗性基因，在含四环素的培养基上均能生长

4.(1)黏性末端平末端

(2)切割产生的DNA片段末端与EcdRI切割产生的相同

(3)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)PCR

(4)入噬菌体的衍生物动植物病毒

(5)未处理的大肠杆菌吸收质粒(外源DNA)的能力极弱

5.(1)①34种游离的脱氧核甘酸②A基因的mRNA(A基因

转录出的mRNA)逆转录(或反转录)

(2)避免目的基因和质粒自身环化或随意连接

(3)DNA疫苗作用时间长(或DNA疫苗更安全、更容易保存，任

答一点合理即可)特异性强、灵敏度高、可大量制备动物细胞培

养和动物细胞融合

6.(1)基因表达载体的构建限制DNA连接

(2)TiT-DNA

(3)放射性同位素(或荧光物质)等标记的目的基因