高考生物培优增分一轮全国经典版特训第35讲基因工程35a

限时规范特训一、选择题1．下列关于基因工程技术的叙述，正确的是()A．切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列B．PCR反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应C．载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因D．抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达答案D解析切割质粒的限制性核酸内切酶可特异性识别4、5、6或8个核苷酸序列，A错误；PCR技术采用不同的温度是为了变性、复性和延伸，B错误；载体质粒通常含抗生素抗性基因作为标记基因，便于筛选重组质粒，C错误；抗虫基因即使成功插入到受体细胞的染色体上，也不一定能表达，需进一步检测鉴定，D正确。2．基因工程技术也称为DNA重组技术，其实施必须具备的四个必要条件是()A．目的基因限制酶载体受体细胞B．重组DNARNA聚合酶限制酶连接酶C．工具酶目的基因载体受体细胞D．模板DNAmRNA质粒受体细胞答案C解析目的基因、限制酶、运载体、受体细胞是基因工程必需具备的条件，此外还需要DNA连接酶，A错误；重组DNA是由目的基因和质粒重组形成的，RNA聚合酶是转录需要的酶，基因工程技术不需要该种酶，B错误；限制酶和DNA连接酶属于工具酶，另外运载体、目的基因和受体细胞是基因工程中必需具备的条件，C正确；mRNA是基因转录的产物，基因工程中不需要提供该物质，质粒是运载体中的一种，除了质粒还有动植物病毒和噬菌体衍生物，因此质粒不是基因工程中必需的，D错误。3．下图表示转基因动、植物的成功培育过程，有关叙述错误的是()A．目的基因导入受体细胞A前，受体细胞要用Ca2＋处理，使其处于感受态B．①过程用到的生物技术包括动物细胞培养、胚胎移植C．过程②要用到植物组织培养技术D．可通过标记基因对受体细胞A、B进行筛选答案A解析受体细胞A一般为动物的受精卵，使用显微注射法，不需要用氯化钙处理，当受体细胞为微生物细胞时，才需要用氯化钙处理以增加细胞膜的通透性，A错误；由于受体细胞A一般为动物的受精卵，所以培养成转基因羊需要用到动物细胞培养、胚胎移植等技术，B正确；过程②需要将植物细胞培育成植株，所以要用到植物组织培养技术，C正确；标记基因的作用是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，因此通过标记基因对受体细胞A、B进行筛选，D正确。4．下列有关人胰岛素基因表达载体的叙述，正确的是()A．表达载体中的胰岛素基因可通过人肝细胞mRNA反转录获得B．表达载体的复制和胰岛素基因的表达均启动于复制原(起)点C．借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来D．启动子和终止密码子均在胰岛素基因的转录中起作用答案C解析人肝细胞中胰岛素基因不表达，因而不存在胰岛素mRNA，A错误；复制原点是基因表达载体复制的起点，而胰岛素基因表达的起点是启动子，B错误；借助抗生素抗性基因可将含胰岛素基因的受体细胞筛选出来，C正确；起始密码子和终止密码子在翻译过程中起作用，启动子和终止子在转录中起作用，D错误。5．[2017·无锡质检]下列有关蛋白质工程的叙述，不正确的是()A．收集大量的蛋白质分子结构的信息，以便分析结构与功能之间的关系B．可以预测具有一定氨基酸序列的蛋白质的空间结构和生物功能C．根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构D．根据人们的需要，直接对氨基酸的分子结构进行重新设计答案D解析蛋白质工程是按照以下思路进行的：确定蛋白质的功能→蛋白质应有的高级结构→蛋白质应具备的折叠状态→应有的氨基酸序列→应有的碱基序列→创造出自然界不存在的蛋白质，因此A、B、C正确；蛋白质工程是通过对基因的改造来实现对蛋白质的改造，而不是直接对氨基酸的分子结构进行重新设计，D错误。二、非选择题6．下图表示利用基因工程培育抗虫棉的过程，请据图回答下列问题。(1)若限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—↓GATC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，那么在①过程中，应用限制酶________切割质粒，用限制酶________切割抗虫基因。①过程在________(填“体内”或“体外”)进行。(2)通过②过程得到的大肠杆菌涂布在含有________的培养基上，若大肠杆菌能够生长说明已导入了普通质粒或重组质粒，反之则说明没有导入。(3)重组质粒导入大肠杆菌的目的是_________________________________________________。(4)⑤过程所用技术称为________，从遗传学角度来看，根本原因是根细胞具有______________________________________。答案(1)ⅡⅠ(Ⅰ和Ⅱ)体外(2)四环素(3)大量复制目的基因(抗虫基因)(4)植物组织培养发育成完整个体的全部遗传物质解析(1)由图中目的基因片段两端的碱基序列可知，限制酶Ⅰ可以切割目的基因两端，限制酶Ⅱ能切割右端，故用酶Ⅰ(Ⅰ和Ⅱ)切割可以获得目的基因，质粒上的两个酶切位点，分别在两个抗性基因上，用酶Ⅰ切割，两个抗性基因全被破坏，用酶Ⅱ切割保留一个四环素抗性基因。(2)根据重组质粒与普通质粒上抗性基因的种类可知，如果成功导入质粒，则大肠杆菌可以在含四环素的培养基上生长，否则死亡，则该选择培养基中应该添加四环素。(4)⑤是将携带抗虫基因的根细胞培养成植株的过程，该过程为植物组织培养，细胞全能性是该技术的理论基础。7．[2017·威海模拟]人类在预防与诊疗传染性疾病的过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，疫苗生产和抗体制备的部分流程如下图：(1)过程①代表的是________________。(2)过程③构建A基因重组载体时，必须使用限制性核酸内切酶和________________两种工具酶。由过程③构建A基因重组载体，其组成除了目的基因外，还必须有启动子、________________________以及复制原点等。(3)过程④要检测A基因是否进入受体细胞，常用的方法是________________法；要检测A基因在受体细胞内是否翻译出蛋白质，需用________________法。(4)过程⑦采用的生物技术是________________。答案(1)逆转录(2)DNA连接酶终止子、标记基因(3)DNA分子杂交抗原—抗体杂交(4)细胞融合技术解析(1)分析流程图可知①是逆转录过程。(2)构建A基因重组载体时，首先需用限制性核酸内切酶切割含有A基因的外源DNA分子和运载体，再用DNA连接酶连接A基因和运载体形成A基因重组载体。重组载体的结构包括目的基因、启动子、终止子、标记基因、复制原点等。(3)要检测目的基因是否进入受体细胞，常用的是DNA分子杂交法，检测目的基因是否表达可用抗原—抗体杂交的方法。(4)⑦是动物细胞融合过程，需采用细胞融合技术。8．[2017·湖北高三模拟]我国拥有自主知识产权的抗虫棉，是将苏云金芽孢杆菌的Bt毒蛋白基因导入到棉花的叶肉细胞中培育而成。回答下列问题：(1)在该基因工程中，Bt毒蛋白基因属于________________，离体棉花叶肉细胞属于________________。Bt毒蛋白基因可从基因组文库中获取，也可从cDNA文库中获取，含有基因中启动子的文库是________文库。(2)获取的Bt毒蛋白基因需要与载体结合构建基因表达载体。在基因工程中使用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、________________等，其中质粒的化学成分是________。(3)科学家最初做抗虫棉试验时，虽已经检测出棉花植株中含有抗虫基因，但让棉铃虫食用棉花叶片时，棉铃虫并没有被杀死，这说明Bt毒蛋白基因________________。为此，科学家对棉植株中的Bt毒蛋白基因进行了修饰，结果食用了棉叶的棉铃虫中毒死亡了，从变异类型分析，这种对Bt毒蛋白基因的修饰属于________。(4)转基因植物存在一定的安全性问题，为避免Bt毒蛋白基因通过花粉传播进入其他植物，一般将Bt毒蛋白基因转入棉花细胞的________________(填“细胞核”或“叶绿体”)。答案(1)目的基因受体细胞基因组(2)动植物病毒DNA(3)没有成功表达基因突变(4)叶绿体解析(1)在该基因工程中，Bt毒蛋白基因属于目的基因，离体棉花叶肉细胞属于受体细胞。Bt毒蛋白基因可从基因组文库中获取，也可从cDNA文库中获取，含有基因中启动子的文库是基因组文库。(2)在基因工程中使用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等，其中质粒是小型环状DNA。(3)科学家最初做抗虫棉试验时，虽已经检测出棉花植株中含有抗虫基因，但让棉虫食用棉花叶片时，棉铃虫并没有被杀死，这说明Bt毒蛋白基因没有成功表达。由题意，基因没有表达可能是缺少了启动子，所以基因修饰是给基因添加了启动子，即给基因添加了一段碱基序列。所以从变异的角度分析，基因修饰使基因得到表达属于基因突变。(4)由于植物的花粉中含有细胞核，基本不含细胞质，因此为避免Bt毒蛋白基因通过花粉传播进入其他植物，一般将Bt毒蛋白基因转入棉花细胞的叶绿体中。9．[2017·郑州模拟]我们日常吃的大米中铁含量极低，科研人员通过基因工程等技术，培育出了铁含量比普通大米高60%的转基因水稻，改良了稻米的营养品质。下图为培育转基因水稻过程示意图，请分析回答：(1)铁结合蛋白基因来自菜豆，可通过________技术扩增获取，如果该基因脱氧核苷酸序列已知且比较小，还可用________方法直接人工合成。(2)铁结合蛋白基因需插入重组Ti质粒上的________之间。(3)将含有重组Ti质粒的农杆菌与水稻愈伤组织共同培养时，通过培养基2的筛选培养，可以获得________________；培养基3与培养基2的区别是__________________。检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因稻米中__________________。(4)将T0代植株上收获的种子种植成T1代株系，检测各单株的潮霉素抗性。若少数T1代株系的所有植株都表现为对潮霉素敏感，但其体内能检测到铁结合蛋白基因，造成这一结果最可能的原因是____________________。答案(1)PCR化学(2)启动子和终止子(3)含有重组质粒的愈伤组织生长素和细胞分裂素的浓度比例不同(植物激素比例)铁的含量(4)潮霉素抗性基因没有表达(或潮霉素抗性基因丢失等)解析(1)获取目的基因的方法有三种：①从基因文库中获取，②利用PCR技术扩增，③人工合成(化学合成)。如果基因的脱氧核苷酸序列已知且比较小，可以通过DNA合成仪用化学合成法获得此目的基因，再用PCR技术进行扩增。(2)基因表达需要启动子与终止子的调控，所以目的基因应插入到启动子与终止子之间的部位。(3)质粒上的标记基因为潮霉素抗性基因，因此通过培养基2的筛选培养，可以获得含有重组质粒的愈伤组织。培养基3中进行的是再分化过程，是通过生长素与细胞分裂素的浓度的比例调节的，所以培养基3与培养基2的区别是生长素和细胞分裂素的浓度比例不同。检测培育转基因水稻的目的是否达到，需要检测转基因水稻成熟种子中铁的含量。(4)如果体内能检测到铁结合蛋白基因，而表现为对潮霉素敏感，最有可能的就是潮霉素抗性基因没有表达或者潮霉素抗性基因丢失。10．[2017·广东肇庆三模]“今又生”是我国为数不多的首创基因治疗药物之一，其本质是利用腺病毒和人P53基因(抑癌基因)拼装得到的重组病毒。人的P53蛋白可对癌变前的DNA损伤进行修复，使其恢复正常，或诱导其进入休眠状态或细胞凋亡，阻止细胞癌变。“今又生”的载体采用第一代人5型腺病毒，其致病力很弱，其基因不整合到宿主细胞的基因组中，无遗传毒性；载体经基因工程改造后，只对细胞实施一次感染，不能复制，不会污染。请回答下列问题：(1)在“今又生”的生产中，为了获得更高的安全性能，在载体一般应具备的条件中，科学家选择性地放弃了一般载体都应具有的________特点。检测P53基因的表达产物，可以采用____________________技术。(2)如果要大量扩增P53基因，一般采用PCR技术，该技术中需使用的一种特殊的酶______________________________。与体内DNA复制相比较，PCR反应要在______________________中才能进行，并且要严格控制______________条件。(3)如果要获得胚胎干细胞进行研究，则胚胎干细胞可来源于囊胚的__________________，或胎儿的原始性腺；在培养时，细胞充满培养皿底部后停止分裂，这种现象称为____________。如果想继续培养则需要重新用________处理，然后分瓶继续培养，这样的培养过程通常被称为传代培养。答案(1)自我复制抗原—抗体杂交(2)热稳定DNA聚合酶(Taq酶)一定的缓冲溶液温度(3)内细胞团接触抑制胰蛋白酶解析(1)根据题干信息“载体经基因工程改造后，只对细胞实施一次感染，不能复制”可知，在“今又生”的生产中，为了获得更高的安全性能，科学家选择性地放弃了载体的自我复制功能。检测目的基因是否表达产生蛋白质可采用抗原—抗体杂交技术。(2)PCR技术是在较高温度下进行的，因此该技术中需使用热稳定DNA聚合酶；与体内DNA复制相比较，PCR反应要在一定的缓冲溶液中才能进行，并且要严格控制温度等条件。(3)胚胎干细胞来源于囊胚的内细胞团或胎儿的原始性腺；在培养时，细胞充满培养皿底部后停止分裂，这种现象称为接触抑制。如果想继续培养则需要重新用胰蛋白酶处理，然后分瓶继续培养，这样的培养过程通常被称为传代培养。11．[2017·黑龙江大庆一中期末]镰刀型细胞贫血症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。回答下列问题：(1)异常血红蛋白的氨基酸序列改变的根本原因是编码血红蛋白基因的________________________