课时跟踪检测（四十） 基因工程

PAGE第8页共8页课时跟踪检测（四十）基因工程一、立足主干知识，注重基础性和综合性1．蛋白质工程是在基因工程的基础上延伸出来的第二代基因工程，有广阔的发展前景。关于蛋白质工程的叙述正确的是()A．由于需要对蛋白质直接改造，因此操作更难B．由于蛋白质不能遗传，因此蛋白质工程的产物不能大量生产C．蛋白质工程也需要设计出相应的基因D．蛋白质工程发展得已经非常成熟，在各个领域有广泛应用解析：选C蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程，是在分子水平上对基因分子直接进行操作，使其遗传物质发生改变，可以遗传给下一代，A、B错误；蛋白质工程对基因分子直接进行操作，需要推测出应有的氨基酸序列，设计出相应的基因，C正确；蛋白质工程的发展并不成熟，仍需一段时间提升，其目前并不能在各个领域广泛应用，D错误。2．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，其原因不包括()A．目的基因无法插入受体细胞DNAB．目的基因无法复制C．目的基因无转录所需的启动部位D．目的基因与受体细胞遗传信息传递方式不同解析：选D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，无表达所需的启动子。3．为了增加牡丹花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C(图1)，拟将其与质粒(图2)重组，再借助农杆菌导入菊花中。下列操作与实验目的不符的是()A．用限制性内切核酸酶EcoRⅠ和DNA连接酶构建重组质粒B．用含C基因的农杆菌侵染牡丹愈伤组织，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．用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上解析：选C目的基因C和质粒都有可被EcoRⅠ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；愈伤组织细胞的全能性较高，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；质粒中含有潮霉素抗性基因，因此选择培养基中应该加入潮霉素；使用分子杂交方法可检测目的基因是否整合到受体染色体上。4．限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及其切割位点分别如下：—C↓AATTG—和—G↓AATTC—如图表示某一目的基因片段与质粒拼接形成重组质粒的过程，相关叙述错误的是()A．用限制酶EcoRⅠ切割目的基因，同时用限制酶MunⅠ切割质粒B．两种限制酶切割后形成的黏性末端的碱基可以互补配对C．限制酶能使特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开D．将重组质粒同时用2种限制酶切割则会形成2种DNA片段解析：选D由图可知，目的基因两侧都是限制酶EcoRⅠ的切割位点，因此应选用限制酶EcoRⅠ切割含有目的基因的外源DNA分子；质粒中含有限制酶MunⅠ和EcoRⅠ的切割位点，但EcoRⅠ的切割位点位于标记基因中，用其切割会破坏标记基因，因此为保证重组质粒表达载体的准确构建，应选用限制酶MunⅠ切割质粒。图中两种限制酶切割后形成的黏性末端的碱基可以互补配对。限制酶的作用是使DNA分子中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。将重组质粒同时用2种限制酶切割，则会形成3种DNA片段。5．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是()A．鸡的红细胞和菜花均可作为提取DNA的材料，但处理方法有所不同B．在切碎的菜花中加入一定量的洗涤剂和食盐，充分研磨，过滤收集滤液C．将NaCl溶液浓度调至2mol/L，用单层滤纸过滤获取析出物D．利用某些蛋白质在酒精中的溶解度大于DNA在酒精中的溶解度的原理，可以提纯DNA解析：选C鸡的红细胞和菜花均可作为提取DNA的材料，处理方法有所不同，动物细胞只要加蒸馏水使细胞吸水破裂，植物细胞需要加洗涤剂和食盐研磨；在切碎的菜花中加入一定量的洗涤剂和食盐，充分研磨，过滤收集滤液；将NaCl溶液浓度调至2mol/L，用多层纱布过滤获取滤液；利用某些蛋白质在酒精中的溶解度大于DNA在酒精中的溶解度的原理，可以提纯DNA。6．如图为科学家利用耐盐碱植物中的耐盐基因培育耐盐水稻新品系的过程。下列相关说法错误的是()A．阶段Ⅰ、Ⅱ应用的技术分别是重组DNA技术、植物组织培养技术B．对耐盐基因表达产物的检测可采用抗原抗体杂交技术C．可用抗生素抗性基因作为探针来检测受体细胞中是否进入了目的基因D．可用分子杂交技术检测受体细胞中的耐盐基因是否转录出mRNA解析：选C阶段Ⅰ将目的基因导入水稻细胞需要采用重组DNA技术，阶段Ⅱ将水稻细胞培养成完整植株需要采用植物组织培养技术，A正确；耐盐基因表达的产物是蛋白质，可用抗原抗体杂交技术检测，B正确；可以用含有耐盐基因的DNA探针检测细胞中是否插入了目的基因，而不是用抗生素抗性基因作为探针来检测，C错误；可用分子杂交技术检测受体细胞中的耐盐基因是否转录出mRNA，D正确。7．(2021年1月新高考8省联考·辽宁卷，改编)菊花是一种双子叶植物，易感桃蚜。桃蚜不但直接影响植物生长，还是多种植物病毒的传播媒介。雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长。某科研团队运用农杆菌转化法获得了转GNA基因菊花。下列有关叙述错误的是()A．受体细胞可以选择菊花叶片细胞或桃蚜细胞B．将目的基因GNA插入到Ti质粒的T­DNA上构建表达载体C．菊花外植体产生的酚类化合物能吸引农杆菌移向受体细胞D．应用抗虫接种实验，检测转基因菊花对桃蚜的抗性及抗性的程度解析：选A分析题意可知，科学家将目的基因导入了菊花细胞，故受体细胞可以选择菊花叶片细胞，但不能选择桃蚜细胞，A错误；基因工程中构建表达载体时，由于T­DNA可以转移到受体细胞内，所以可以将目的基因GNA插入到Ti质粒的T­DNA上，B正确；菊花外植体产生的酚类化合物能吸引农杆菌移向受体细胞，有利于目的基因成功导入，C正确；已知雪花莲凝集素基因GNA的表达产物能有效抑制桃蚜生长，故应用抗虫接种实验，检测转GNA基因菊花对桃蚜的抗性及抗性的程度，D正确。8．下面是蛋白质工程的基本途径，据图分析下列叙述错误的是()A．a过程所需原料是核糖核苷酸，过程b所需原料是氨基酸B．参与c过程的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等C．d过程的主要依据是每种氨基酸都有其对应的密码子D．通过蛋白质工程可以获得人类需要的蛋白质解析：选Ba过程为转录，是合成mRNA的过程，所需的原料是核糖核苷酸，b过程为翻译，所需的原料为氨基酸，A正确；c过程为多肽的加工与折叠，参与c过程的细胞器有内质网、高尔基体、线粒体等，核糖体是合成多肽的场所，B错误；d过程为DNA合成，主要依据是每种氨基酸都有其对应的密码子，C正确；通过蛋白质工程可以获得人类需要的蛋白质，D正确。9.免疫缺陷病患者因缺失ada基因而患该病，实验人员利用基因疗法将人正常的ada基因转入该病患者的T细胞中，可改善患者的免疫功能，具体过程如图所示。下列说法正确的是()A．ada基因是从人体细胞中直接分离出来的B．各种遗传病都可以通过基因治疗治愈C．基因治疗的实质是对有缺陷的细胞进行基因修复D．病毒的作用是作为携带ada基因的载体解析：选D图中所示获取ada基因的方法是从基因文库中获取目的基因，A错误；基因治疗只能治疗因基因异常导致的疾病，如白化病、红绿色盲等，而不能治愈各种遗传病，B错误；基因治疗是指把正常基因导入病人体内有缺陷的细胞中，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，而不是对有遗传缺陷细胞进行基因修复，C错误；病毒的作用是作为携带ada基因的载体，D正确。10．Bar基因存在于青麻、黑麦草等生物体内，其编码的酶可使除草剂草丁膦失去毒害作用。培育转Bar基因大豆，对于控制豆田杂草有重要意义。为了把Bar基因导入大豆细胞，需将Bar基因插入pUcl8质粒中构建中间表达载体，然后与Ti质粒重组为重组表达载体系统。如图为pUcl8质粒的结构示意图，回答下列问题：(1)不能利用黑麦草与大豆进行有性杂交的方法让大豆获得Bar基因，原因是________________________________________________________________________。(2)构建中间表达载体时，为了便于筛选出含有Bar基因的重组质粒，需将Bar基因插入到pUcl8质粒的________中形成重组质粒并导入大肠杆菌，然后在添加________________的培养基上培养大肠杆菌，菌落呈白色的即为含中间表达载体的大肠杆菌。(3)中间表达载体需插入到Ti质粒的________中才能将Bar基因整合到植物细胞的染色体DNA上，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)可通过____________法直接将重组表达载体导入大豆细胞的原生质体。导入Bar基因的原生质体需________________，经脱分化形成____________，再进一步分化才能获得转Bar基因大豆植株。解析：(1)由于黑麦草与大豆之间存在生殖隔离，因此不能利用黑麦草与大豆进行有性杂交的方法让大豆获得Bar基因。(2)根据图中信息可知，lacZ基因编码β­半乳糖苷酶，β­半乳糖苷酶可以将培养基中的X­gal水解，使菌落呈蓝色，否则菌落呈白色。因此，构建中间表达载体时，为了便于筛选出含有Bar基因的重组质粒，需将Bar基因插入到pUcl8质粒的lacZ中形成重组质粒并导入大肠杆菌，然后在添加氨苄青霉素和X­gal的培养基上培养大肠杆菌，菌落呈白色的即为含中间表达载体的大肠杆菌。(3)Ti质粒上的T­DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T­DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。(4)可通过显微注射法直接将重组表达载体导入大豆细胞的原生质体。导入Bar基因的原生质体需再生出细胞壁，经脱分化形成愈伤组织，再进一步分化才能获得转Bar基因大豆植株。答案：(1)黑麦草与大豆之间存在生殖隔离(2)lacZ氨苄青霉素和X­gal(3)T­DNAT­DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上(4)显微注射再生出细胞壁愈伤组织二、强化迁移能力，突出创新性和应用性11．如图是利用基因工程技术培育转基因植物，生产可食用疫苗的部分过程示意图，其中PstⅠ、SmaⅠ、EcoRⅠ、ApaⅠ为四种限制性内切核酸酶。下列说法错误的是()A．图示对质粒和目的基因切割用到了两种限制酶B．卡那霉素抗性基因的存在有利于将含有抗原基因的细胞筛选出来C．表达载体构建时需要用到限制酶SmaⅠD．除图示组成外，表达载体中还应该含有启动子和终止子等结构解析：选C为防止酶切后单个含目的基因的DNA片段自身连接成环状，图示对质粒和目的基因切割用到了两种限制酶，A正确；卡那霉素抗性基因作为标记基因，主要作用是筛选含有目的基因的受体细胞，B正确；限制酶SmaⅠ的识别序列位于目的基因上，因此表达载体构建时不能用限制酶SmaⅠ，应用限制酶PstⅠ、EcoRⅠ，C错误；基因表达载体一般包括目的基因(抗原基因)、标记基因(卡那霉素抗性基因)、启动子和终止子等，D正确。12．从某高等动物浆细胞(L)中提取全部的mRNA，并以此为模板合成相应的DNA单链(L­cDNA)，提取来自同一个体的胰岛B细胞(P)的全部mRNA(P­mRNA)。下列叙述正确的是()A．P­mRNA与L­cDNA进行分子杂交，均能发生碱基互补配对B．限制酶能特异性识别并切割L­cDNA，破坏磷酸二酯键C．能与L­cDNA互补的P­mRNA中含有编码呼吸酶的mRNAD．浆细胞不能分泌胰岛素是因为缺乏编码胰岛素的相关基因解析：选C由于基因选择性表达不同，胰岛B细胞中提取的P­mRNA与L­cDNA不能全部发生碱基互补配对，A错误；L­cDNA为单链，而限制酶切割的是双链DNA，因此限制酶不能特异性识别并切割L­cDNA，B错误；浆细胞和胰岛B细胞中控制呼吸酶合成的基因都表达，故能与L­cDNA互补的P­mRNA中含有编码呼吸酶的mRNA，C正确；浆细胞不能合成胰岛素，是因为控制胰岛素合成的相关基因在浆细胞中不表达，D错误。13．已知镰状细胞贫血是一种单基因遗传病，患者的血红蛋白分子β肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸代替，导致功能异常；而人类是乙型肝炎病毒的唯一宿主，接种乙肝疫苗是预防乙肝病毒感染的最有效方法。乙型肝炎疫苗的研制先后经历了血源性疫苗和基因工程疫苗阶段。回答下列问题：(1)将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞中，可以合成正常的血红蛋白达到治疗的目的。此操作________(填“属于”或“不属于”)蛋白质工程，理由是该操作________________________________。(2)用基因工程方法制备血红蛋白时，可先提取早期红细胞中的______，以其作为模板，在____酶的作用下反(逆)转录合成cDNA。cDNA与载体需在限制酶和__________酶的作用下，构建基因表达载体，导入受体菌后进行表达。(3)如图为“乙肝基因工程疫苗”的生产和使用过程，质粒中lacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X­gal，从而使菌落显现出蓝色，若无该基因，菌落则成白色。图中过程①有两种限制酶选择方案，它们分别是____________________或______________________。(4)获取目的基因的方法除了图中用酶切的方法从细胞中分离以外，还可以通过______________________________来获得。据图可知，该目的基因的具体功能是_________________________________。(5)为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入___________________，培养一段时间挑选出________色的菌落进一步培养获得大量目的菌。(6)用基因工程疫苗接种比血源性疫苗更安全，试从疫苗的结构特点解释原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)蛋白质工程通过基因修饰或基因合成，实现对现有蛋白质的改造或制造新蛋白质，由于该操作中没有对蛋白质进行改造或基因进行修饰，因此不属于蛋白质工程。(2)因为血红蛋白基因只在早期红细胞中表达，所以可从其中提取mRNA，以mRNA为模板，在逆转录酶的作用下反(逆)转录合成cDNA。构建基因表达载体需要限制酶和DNA连接酶协助。(3)根据图解可知，含有目的基因的外源DNA和载体上都有限制酶BamHⅠ、EcoRⅠ和EcoRV的识别序列和切割位点，用EcoRV切割会破坏目的基因，因此图中过程①有两种限制酶选择方案，它们分别是只用BamHⅠ或同时用EcoRⅠ和BamHⅠ。(4)获取目的基因的方法有：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。根据图中④目的基因最终产生乙肝病毒外壳进行接种，说明该目的基因具体功能是指导合成乙肝病毒蛋白。(5)用限制酶BamHⅠ切割时破坏了lacZ基因，但没有破坏青霉素抗性基因，因此为了筛选含目的基因的重组质粒的大肠杆菌，可在培养大肠杆菌的通用培养基中加入青霉素和X­gal，根据题干信息“质粒中lacZ基因可使细菌利用加入培养基的物质X­gal，从而使菌落显现出蓝色，若无该基因，菌落则成白色”可知，培养一段时间挑选出白色的菌落进一步培养获得大量目的菌。(6)用基因工程疫苗接种比血源性疫苗更安全，原因是血源性疫苗需灭活，灭活不成功则会导致接种者患乙肝，而基因工程不需要。答案：(1)不属于没有对现有的蛋白质进行改造(或没有对基因进行修饰)(2)mRNA(或RNA)逆转录DNA连接(3)只用BamHⅠ或同时用EcoRⅠ和BamHⅠ(4)人工合成(或PCR技术扩增)指导乙肝病毒蛋白质外壳的合成(5)青霉素和X­gal白(6)血源性疫苗需灭活，灭活不成功，则会导致接种者患乙肝，而基因工程不需要(或基因工程疫苗不会出现病毒增殖和感染)14．甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：(1)通常，基因工程操作主要有4个步骤，即目的基因获取、重组表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。因此，基因工程的含义可概括为________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中____________已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1∶1，则说明甜蛋白基因已经整合到________________(填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”)中。(3)用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜________(填“受伤的”或“完好的”)叶片与含重组质粒的农杆菌共同培养，选用这种叶片的理由是_______________________________。(4)基因工程中可以通过PCR技术扩增目的基因。生物体细胞内的DNA复制开始时，解开DNA双链的酶是______。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___________