2024-2025新教材高中生物第3章基因工程章末测评含解析新人教版选择性必修3

PAGEPAGE11章末综合测评(三)基因工程一、选择题1．(2024·福建泉州高二期中)以下有关基因工程的叙述，不正确的是()A．基因工程的原理是通过对DNA分子操作实现基因重组B．不同生物共用一套遗传密码为基因工程供应了理论依据C．不同生物的DNA结构大致相同是重组DNA形成的保障D．基因工程工具酶的发觉为目的基因导入受体细胞创建了条件D[基因工程是指依据人们的愿望，通过转基因等技术，给予生物新的遗传特性，创建出更符合人们须要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫重组DNA技术，其原理是广义上的基因重组，A项正确。地球上几乎全部的生物体共用一套遗传密码，因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达，B项正确。不同生物的DNA具有相同的结构和化学组成，因此不同生物的DNA能够连接在一起，C项正确。基因工程工具酶的发觉为基因工程获得目的基因并构建基因表达载体供应了技术保障，D项错误。]2．下列有关基因工程的工具的叙述，正确的是()A．基因工程的载体都是质粒B．限制酶和其他酶一样具有专一性，只能识别特定的核苷酸序列C．噬菌体可以作为动物基因工程的载体D．自然质粒均可以干脆用作载体将目的基因送入受体细胞B[基因工程中最常用的载体是质粒，此外还有λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等；λ噬菌体的衍生物不行作为动物基因工程的载体；自然质粒往往不能干脆作为载体，要依据不同的目的和需求进行人工改造。]3．基因工程是在DNA分子水平上进行设计施工的。在基因操作的基本步骤中，无需进行碱基互补配对的步骤是()A．PCR扩增目的基因B．基因表达载体的构建C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的检测与鉴定C[将目的基因导入受体细胞过程中没有进行碱基互补配对。]4．(2024·青岛市高三模拟)某试验小组利用如图所示质粒和目的基因来构建基因表达载体，将目的基因导入大肠杆菌细胞并表达。下列叙述正确的是()A．图中的质粒用酶A切割后，会产生8个游离的磷酸基团B.在构建重组质粒时，可用酶A和酶C切割质粒和目的基因C．胜利导入目的基因的大肠杆菌可在含四环素的培育基中生长D．若用酶B和酶C切割，可以避开质粒的自身环化D[质粒中含有2个酶A的酶切位点，所以切割后会产生4个游离的磷酸基团，A错误；假如用酶A和C同时切割质粒，会破坏质粒的标记基因，B错误；依据B项分析，须要用酶B和C切割质粒和目的基因，导致四环素抗性基因被破坏，所以不能在含四环素的培育基中生长，C错误；若用酶B和酶C切割，产生不同的黏性末端，避开质粒自身环化，D正确。]5．某目的基因两侧的DNA序列所含限制酶的酶切位点如图所示，则在进行基因工程操作中最好应选用下列哪种质粒作为载体()ABCDD[目的基因只有一侧含有限制酶NheⅠ的识别序列，因此不能用该酶获得目的基因，A错误；目的基因的两侧都含有限制酶AluⅠ的识别序列，可以用该酶获得目的基因，但只用此酶切割可能会导致目的基因和质粒反向连接或自身环化，B错误；目的基因的一侧同时含有限制酶NheⅠ和AluⅠ的识别序列，故用这两种酶切割可能会获得不含目的基因的片段，C错误；目的基因两侧分别含有限制酶NheⅠ和SmaⅠ的识别序列，用这两种酶切割能获得目的基因，而且能防止目的基因和质粒的自身环化和反向连接，D正确。]6．(2024·哈尔滨三中高二期中)下图是某质粒示意图，其中ori为质粒复制所必需的核苷酸序列，amp为氨苄青霉素抗性基因，tet为四环素抗性基因，箭头表示同一种限制酶的切割位点。下列有关叙述正确的是()A．基因amp和tet是一对等位基因，常作为基因工程的标记基因B．质粒指细菌细胞中能自我复制的小型环状的DNA和动植物病毒的DNAC．限制酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的氢键D．用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培育基上生长D[等位基因是位于同源染色体相同位置上限制相对性状的基因，基因amp和tet在同一个DNA分子上，所以基因amp和tet不是一对等位基因，A项错误；质粒是一种袒露的、结构简洁、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制实力的环状双链DNA分子，动植物病毒的DNA不属于质粒，B项错误；限制酶的作用部位是DNA分子中特定的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，C项错误；重组质粒4中，氨苄青霉素抗性基因完好，四环素抗性基因被破坏，因此用质粒4将目的基因导入大肠杆菌，该菌不能在含四环素的培育基上生长，D项正确。]7．(2024·山东济南章丘四中质检)下列有关体内DNA复制与PCR比较的叙述，错误的是()A．二者子链的延长方向相同，均为5′端→3′端B．二者均须要解旋酶破坏氢键来实现解旋C．体内DNA复制须要能量，PCR反应也须要能量D．二者遵循的碱基互补配对方式相同B[DNA体内复制与利用PCR扩增DNA时，子链的延长方向相同，均为5′端→3′端，A正确；PCR扩增中双链DNA解开不须要解旋酶，在高温条件下氢键断裂，B错误；DNA体内复制与利用PCR扩增DNA时都须要能量，但两者所需能量来源不同，C正确；DNA体内复制与利用PCR扩增DNA时，遵循的碱基互补配对方式相同，D正确。]8．下列有关将目的基因导入受体细胞的叙述，正确的是()A．将目的基因导入植物细胞采纳最多的方法是农杆菌转化法B．原核生物有繁殖快、遗传物质少等特点，可用于生产各种有生物活性的蛋白质C．基因枪法是将目的基因导入动物细胞中最为有效的方法D．可将含有目的基因的植物病毒作为载体导入Ca2＋处理后的大肠杆菌细胞A[原核生物的细胞中没有内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工，故生产的蛋白质可能没有生物活性；将目的基因导入动物细胞最常用的方法是显微注射技术；植物病毒只侵染植物细胞。]9．科学家运用转基因技术，将苏云金杆菌的抗虫基因DXT转移到大白菜细胞中，培育出抗虫效果很好的优质大白菜，削减了农药的运用量，减轻了农药对环境的污染。下列说法正确的是()A．用苏云金杆菌干脆感染大白菜就可得到转基因大白菜B．DXT基因能在大白菜细胞中正常表达C．转基因大白菜培育的过程中，可以用灭活的病毒作为载体D．转基因大白菜能反抗各种病虫害B[由于生物间存在生殖隔离，细菌感染时并不把遗传物质传递给受感染生物；抗虫基因DXT转移到大白菜细胞中，培育出抗虫效果很好的优质大白菜，说明DXT基因在大白菜细胞中得到了正常表达；在转基因植物培育过程中，载体常用土壤农杆菌的Ti质粒；苏云金杆菌的抗虫基因编码的蛋白质具有毒杀鳞翅目、双翅目、鞘翅目等昆虫的特性，并不能反抗各种病虫害。]10．(2024·河北定州高二期中)乙烯生物合成酶基因可以限制乙烯的合成，科学家将该基因的反义基因导入番茄细胞内，培育转基因延熟番茄，延长其贮存期。反义基因的作用机制如下图所示，下列说法错误的是()A．有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的B．乙烯生物合成酶基因的模板链的序列与反义基因的是互补的C．乙烯是乙烯生物合成酶基因的表达产物，可促进果实成熟D．因为mRNA形成双链后无法进行翻译，所以无乙烯生物合成酶生成C[由题图可以看出，有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的，A项正确；反义mRNA能够与有意义mRNA进行杂交形成双链，并且有意义mRNA和反义mRNA是通过相应基因转录而来的，所以乙烯生物合成酶基因的模板链的序列与反义基因的模板链的序列是互补的，B项正确；乙烯生物合成酶基因的表达产物可以限制乙烯的合成，乙烯不是其表达产物，C项错误；翻译过程是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，题图中两种mRNA杂交在一起进而阻断了乙烯生物合成酶基因的有意义mRNA的翻译过程，D项正确。]11．下列有关动物基因工程的说法，错误的是()A．动物基因工程技术可以提高动物的生长速度B．将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组中，获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低C．用转基因动物作为器官移植的供体时，导入的是调整因子，不是目的基因，因此无法抑制抗原的合成D．利用基因工程技术，得到的乳腺生物反应器可以解决许多重要药品的生产问题C[转基因动物作为器官移植的供体时，导入的调整因子也属于目的基因，可抑制抗原的合成。]12．基因工程中，需运用特定的限制酶切割目的基因和质粒，便于重组和筛选。已知限制酶Ⅰ的识别序列和切点是eq\a\vs4\al(↓,,,—GGATCC—)；限制酶Ⅱ的识别序列和切点是eq\a\vs4\al(↓,,,—GATC—)。据图推断下列操作正确的是()A．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割B．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割C．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割D．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割A[由题图信息可知，限制酶Ⅰ只能切割eq\a\vs4\al(↓,—GGATCC—)，限制酶Ⅱ不仅能切割eq\a\vs4\al(↓,—GATC—)，也能切割eq\a\vs4\al(↓,—GGATCC—)。据题图可知，目的基因两端都有限制酶Ⅱ的识别序列(切点是eq\a\vs4\al(↓,—GATC—))，可见只有用限制酶Ⅱ才能将目的基因切割下来。质粒上GeneⅠ和GeneⅡ表示两种标记基因，分别有限制酶Ⅱ的识别序列和限制酶Ⅰ、Ⅱ的识别序列；假如用限制酶Ⅱ切割，则GeneⅠ和GeneⅡ都被破坏，造成重组质粒无标记基因；用限制酶Ⅰ切割，则破坏GeneⅡ，保留GeneⅠ，其产生的黏性末端和切割后目的基因的黏性末端相同，可以连接形成重组DNA。A正确。]13．从某海洋动物中获得一基因，其表达产物为一种抗菌性和溶血性均较强的多肽P1。目前在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是()A．合成编码目的肽的DNA片段B．构建含目的肽DNA片段的表达载体C．依据P1氨基酸序列设计多条模拟肽D．筛选出具有优良活性的模拟肽作为目的肽C[紧扣蛋白质工程的流程(基本途径)进行分析。由题可知，多肽P1为抗菌性和溶血性均较强的多肽，要设计出抗菌性强但溶血性弱的多肽，即在P1的基础上设计出自然界原本不存在的蛋白质，用蛋白质工程技术可以实现。蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能动身→设计预期的蛋白质结构→推想应有的氨基酸序列→找到并变更相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所须要的蛋白质。故要想在P1的基础上研发抗菌性强但溶血性弱的多肽药物，首先要做的是依据P1的氨基酸序列设计出多条模拟肽，然后进行改造，从而确定抗菌性强但溶血性弱的多肽的氨基酸序列。]14．(2024·陕西西安期末)蛋白质工程是基因工程的延长，下列关于蛋白质工程的说法，正确的是()A．蛋白质工程只能改造现有的蛋白质而不能制造新的蛋白质B．通过蛋白质工程改造后的性状不能遗传给后代C．蛋白质工程不须要限制性内切核酸酶和DNA连接酶D．蛋白质工程以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系为基础D[蛋白质工程可以制造新的蛋白质，A错误；蛋白质工程须要对基因进行改造或合成新的基因，改造后的性状可以遗传给后代，B错误；要对蛋白质进行改造，最终须要通过基因工程来实现，所以须要限制性内切核酸酶和DNA连接酶，C错误；蛋白质工程以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，D正确。]15．下图表示利用基因工程生产胰岛素的三种途径，据图推断下列说法不正确的是()A．过程①须要限制酶和DNA连接酶B．受体细胞A一般选用乳腺细胞C．受体细胞B通常为莴苣的体细胞D．三种方法得到的胰岛素结构不完全相同B[过程①为形成重组质粒的过程，须要限制酶和DNA连接酶，A正确；将目的基因导入动物细胞得到转基因动物时，受体细胞应选择动物的受精卵，B错误；受体细胞B通常是莴苣的体细胞，目的基因导入该细胞后，需对该细胞进行组织培育，形成转基因植株，C正确；大肠杆菌因无内质网、高尔基体等细胞器，无法对核糖体合成的多肽链进行相关加工，形成的胰岛素结构与另外两种方法得到的不同，D正确。]16．下图是将人的生长激素基因导入细菌B细胞内制造“工程菌”的示意图。已知细菌B细胞内不含质粒A，也不含质粒A上的基因。推断下列说法不正确的是()A．将重组质粒导入细菌B常用的方法是用Ca2＋处理细菌B．将完成导入过程后的细菌涂布在含有氨苄青霉素的培育基上，能生长的只是导入了重组质粒的细菌C.将完成导入过程后的细菌涂布在含有四环素的培育基上，能生长的就是导入了质粒A的细菌D．目的基因胜利表达的标记是受体细胞能产生人的生长激素B[将基因表达载体导入细菌B之前，一般要先用Ca2＋处理细菌，使之处于感受态，从而能够汲取重组质粒，显微注射法是将目的基因导入动物细胞常用的方法，A正确；质粒A中含有抗四环素基因和抗氨苄青霉素基因，而重组质粒中抗四环素基因被破坏，只含抗氨苄青霉素基因，则在含有氨苄青霉素的培育基上能生长的是导入质粒A或重组质粒的细菌，能在含有四环素的培育基上生长的是导入了质粒A的细菌，B错误，C正确；依据题干信息分析，目的基因(人的生长激素基因)胜利表达的标记是受体细胞能产生人的生长激素，D正确。]二、非选择题17．(10分)依据基因工程的有关学问，回答下列问题：(1)限制性内切核酸酶切割DNA分子后产生的片段，其末端类型有________和________。(2)质粒载体用EcoRⅠ切割后产生的片段如下：AATTC……GG……CTTAA为使载体与目的基因相连，含有目的基因的DNA除可用EcoRⅠ切割外，还可用另一种限制性内切核酸酶切割，该酶必需具有的特点是____________。(3)按其来源不同，基因工程中所运用的DNA连接酶有两类，即________DNA连接酶和________DNA连接酶。(4)反(逆)转录作用的模板是________，产物是__________。若要在体外获得大量反(逆)转录产物，常采纳PCR技术。(5)基因工程中除质粒外，________和________也可作为载体。(6)若用重组质粒转化大肠杆菌，一般状况下，不能干脆用未处理的大肠杆菌作为受体细胞，缘由是________________________________。[解析](1)限制性内切核酸酶切割DNA分子形成黏性末端和平末端。(2)为使载体和目的基因连接，两者必需具有相同的黏性末端。(3)DNA连接酶的来源有两类：一类是从大肠杆菌中分别得到的，称为E.coliDNA连接酶；另一类是从T4噬菌体中分别出来的，称为T4DNA连接酶。(4)反(逆)转录是由RNA形成DNA的过程，若要在体外获得大量反转录产物，常用PCR技术进行扩增。(5)基因工程常用的载体是质粒，除此以外，λ噬菌体的衍生物和动植物病毒也可作为载体。(6)假如用大肠杆菌作为受体细胞，必需用Ca2＋处理，使其处于感受态(此状态汲取外源DNA的实力增加)。[答案](1)黏性末端平末端(2)切割产生的DNA片段末端与EcoRⅠ切割产生的末端相同(3)大肠杆菌(E.coli)T4(4)mRNA(或RNA)cDNA(或DNA)(5)噬菌体(λ噬菌体的衍生物)动植物病毒(6)未处理的大肠杆菌汲取质粒(外源DNA)的实力极弱18．(10分)某一质粒载体如图所示，外源DNA插入Ampr或Tetr中会导致相应的基因失活(Ampr表示氨苄青霉素抗性基因，Tetr表示四环素抗性基因)。有人将此质粒载体用BamHⅠ酶切后，与用BamHⅠ酶切获得的目的基因混合，加入DNA连接酶进行连接反应，用得到的混合物干脆转化大肠杆菌，结果大肠杆菌有的未被转化，有的被转化。被转化的大肠杆菌有三种，分别是含有环状目的基因、含有质粒载体、含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌。回答下列问题：(1)质粒载体作为基因工程的工具，应具备的基本条件有____________(答出两点即可)。而作为基因表达载体，除满意上述基本条件外，还需具有启动子和终止子。(2)假如用含有氨苄青霉素的培育基进行筛选，在上述四种大肠杆菌细胞中，未被转化的和仅含环状目的基因的细胞是不能区分的，其缘由是____________；并且__________________和_____________的细胞也是不能区分的，其缘由是______________________。在上述筛选的基础上，若要筛选含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌单菌落，还需运用含有________的固体培育基。(3)基因工程中，某些噬菌体经改造后可以作为载体，其DNA复制所需的原料来自________。[解析](1)质粒作为载体，应具备的基本条件有：有一个至多个限制酶切割位点，供外源DNA片段(基因)插入其中；在受体细胞中能自我复制，或能整合到染色体DNA上，随染色体DNA进行同步复制；有特别的标记基因，供重组DNA的鉴定和选择等。(2)在培育基中加入氨苄青霉素进行筛选，其中未被转化的大肠杆菌和仅含环状目的基因的大肠杆菌，因不含氨苄青霉素抗性基因而都不能在此培育基上存活，二者不能区分。含有质粒载体的大肠杆菌和含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌中都含有氨苄青霉素抗性基因，都能在此培育基上存活，二者也不能区分。若要将含有插入了目的基因的重组质粒的大肠杆菌进一步筛选出来，还须要运用含有四环素的固体培育基。(3)某些噬菌体经改造后作为载体，导入受体细胞后，其DNA复制所需的原料来自受体细胞。[答案](1)能自我复制、具有标记基因(2)二者均不含有氨苄青霉素抗性基因，在该培育基上均不生长含有质粒载体含有插入了目的基因的重组质粒(或含有重组质粒)二者均含有氨苄青霉素抗性基因，在该培育基上均能生长四环素(3)受体细胞19．(11分)金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在的金属结合蛋白，某探讨小组安排通过多聚酶链式反应(PCR)扩增获得目的基因，构建转基因工程菌，用于重金属废水的净化处理。PCR扩增过程示意图如下，请回答下列问题：(1)从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA，通过________获得________用于PCR扩增。(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2)，为便利构建重组质粒，在引物中须要增加适当的________________位点。设计引物时须要避开引物之间形成________________，而造成引物自连。(3)图中步骤1代表________，步骤2代表退火，步骤3代表延长，这三个步骤组成一轮循环。(4)假如PCR反应得不到任何扩增产物，则可以实行的改进措施有________(填序号：①上升退火温度②降低退火温度③重新设计引物)。[解析](1)目的基因的获得：从高表达MT蛋白的生物组织中提取mRNA，通过逆转录获得cDNA用于PCR扩增。(2)设计一对与MT基因两端序列互补配对的引物(引物1和引物2)，为便利基因与载体相连构建重组质粒，在引物中须要增加适当的限制性内切核酸酶的切割位点。为了避开引物自连，设计引物时须要避开引物之间形成碱基互补配对。(3)依据PCR的过程可知，图中步骤1为变性，步骤2为退火，步骤3为延长，这三个步骤组成一轮循环。(4)假如PCR反应得不到任何扩增产物，可能的缘由是退火温度过高，或者设计的引物不合适，不能与模板碱基配对。因此可实行的改进措施有降低退火温度、重新设计引物等。[答案](1)逆转录cDNA(2)限制性内切核酸酶碱基互补配对(3)变性(4)②③20．(8分)人的T细胞可以产生某种具有临床价值的蛋白质(Y)，该蛋白质由一条多肽链组成。目前可以利用现代生物技术生产Y。回答下列问题。(1)若要获得Y的基因，可从人的T细胞中提取__________作为模板，在________催化下合成cDNA，再利用________技术在体外扩增获得大量Y的基因。(2)将目的基因导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。若将上述所得Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的_______中，得到含目的基因的重组Ti质粒，则可用农杆菌转化法将该基因导入某种植物的叶肉细胞中。若该叶肉细胞经培育、筛选等得到了能稳定表达Y的愈伤组织，则说明Y的基因已经____________。(3)自然的Y通常须要在低温条件下保存。假设将Y的第6位氨基酸甲变更为氨基酸乙可提高其热稳定性，若要依据蛋白质工程的原理对Y进行改造以提高其热稳定性，详细思路是________________________。[解析](1)由于人的T细胞可以产生蛋白质Y，要获得Y的基因，可从人的T细胞中提取mRNA作为模板，在逆转录酶催化下，利用四种游离的脱氧核苷酸合成cDNA，再利用PCR技术(体外扩增DNA的技术)在体外扩增获得大量Y的基因。(2)农杆菌转化法中，T­DNA可以携带目的基因转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，故须要Y的基因插入农杆菌Ti质粒上的T­DNA中得到含目的基因的重组Ti质粒，把含目的基因的重组Ti质粒导入农杆菌中，再让含目的基因的农杆菌侵染植物的叶肉细胞。若该叶肉细胞经培育、筛选等得到了能稳定表达Y的愈伤组织，则说明Y的基因已经整合到叶肉细胞染色体DNA上。(3)蛋白质工程须要从预期的蛋白质的功能动身，设计预期的蛋白质结构，推想应有的氨基酸序列，找到并变更相对应的脱氧核苷酸序列，故对Y进行改造以提高其热稳定性，须要找到第6位氨基酸中的碱基所在的基因位置，参照密码子表，将第6位氨基酸甲的碱基替换为氨基酸乙的碱基。[答案](1)mRNA逆转录酶PCR(2)T­DNA整合到叶肉细胞染色体DNA上(3)找到第6位氨基酸中的碱基所在的基因位置，参照密码子表，将第6位氨基酸甲的碱基替换为氨基酸乙的碱基21．(13分)(2024·山东等级考)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(Wx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