【全程设计】2021高考生物一轮复习训练：选修3-第1讲-基因工程

一、选择题1．(2021·江苏高考)小鼠杂交瘤细胞表达的单克隆抗体用于人体试验时易引起过敏反应，为了克服这个缺陷，可选择性扩增抗体的可变区基因(目的基因)后再重组表达。下列相关叙述正确的是(多选)()A．设计扩增目的基因的引物时不必考虑表达载体的序列B．用PCR方法扩增目的基因时不必知道基因的全部序列C．PCR体系中确定要添加从受体细胞中提取的DNA聚合酶D．确定要依据目的基因编码产物的特性选择合适的受体细胞解析：选BD设计引物时应当考虑由此扩增的目的基因与载体两端的序列进行互补配对；PCR体系中应用耐高温的DNA聚合酶，而不是从受体细胞中提取的一般DNA聚合酶。2．限制酶MunⅠ和限制酶EcoRⅠ的识别序列及切割位点分别是—C↓AATTG—和—G↓AATTC—。下图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因运载体的质粒是()解析：选A由图可知，质粒B上无标记基因，不适合作为运载体；质粒C和D的标记基因上都有限制性内切酶的识别位点。质粒A有标记基因且MunⅠ的切点不在标记基因上。3．下列关于cDNA文库和基因组文库的说法中，不正确的是()A．cDNA文库中只含有某种生物的部分基因，基因组文库中含有某种生物的全部基因B．假如某种生物的cDNA文库中的某个基因与该生物的基因组文库中的某个基因把握的性状相同，则这两个基因的结构也完全相同C．cDNA文库中的基因都没有启动子D．一种生物的cDNA文库可以有很多种，但基因组文库只有一种解析：选BcDNA文库中的DNA来源于mRNA的反转录过程，所以该DNA(或基因)与该生物体内的原DNA在结构上是有区分的，如不含有启动子、内含子等。4．基因工程中，需使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—G↓GATCC—，限制酶Ⅱ的识别序列和切点是—↓GATC—。依据图推断下列操作正确的是()A．目的基因和质粒均用限制酶Ⅱ切割B．目的基因和质粒均用限制酶Ⅰ切割C．质粒用限制酶Ⅱ切割，目的基因用限制酶Ⅰ切割D．质粒用限制酶Ⅰ切割，目的基因用限制酶Ⅱ切割解析：选D由于目的基因要切下而质粒只要切开，酶Ⅱ识别序列和切点是—↓GATC，单独使用时可以把目的基因和质粒都切断，限制酶Ⅰ的识别序列和切点是—G↓GATCC—，只能把它们切开，单独使用时不能切下，所以切目的基因用限制酶Ⅱ切割，质粒用限制酶Ⅰ切割；由于用限制酶Ⅰ切割质粒时破坏了GeneⅡ，所以只能用GeneⅠ作为标记基因。5．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，不进行碱基互补配对的步骤是()A．人工合成目的基因B．目的基因与运载体结合C．将目的基因导入受体细胞D．目的基因的检测和表达解析：选C人工合成目的基因过程需要碱基互补配对过程；目的基因与运载体结合涉及黏性末端的互补配对；目的基因的检测和表达涉及了DNA的杂交过程，要进行转录和翻译，因此它涉及碱基互补配对的过程。6．下列关于蛋白质工程的说法，错误的是()A．蛋白质工程能定向改造蛋白质分子的结构，使之更加符合人类需要B．蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向转变分子的结构C．蛋白质工程能产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子D．蛋白质工程与基因工程密不行分，又称为其次代基因工程解析：选B由于基因的结构打算蛋白质的结构，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必需通过改造基因来完成，而不是直接对蛋白质分子进行操作。二、非选择题7．豇豆对多种害虫具有抗虫力气，根本缘由是豇豆体内具有胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI基因)。科学家将其转移到水稻体内后，却发觉效果不抱负，主要缘由是CpTI蛋白质的积累量不足。经过在体外对CpTI基因进行了修饰后，CpTI蛋白质在水稻中的积累量就得到了提高。修饰和表达过程下图所示：请依据以上材料，回答下列问题：(1)CpTI基因是基因工程中的______________，为削减工作量和盲目性，猎取CpTI基因时应尽可能接受人工合成基因的方法，目前主要有两条途径：一是利用mRNA为模板合成所需基因，完成这一过程需要________酶和DNA聚合酶等；二是依据已知的蛋白质的氨基酸序列，推想出目的基因结构中的核苷酸序列，再通过化学方法合成目的基因。(2)“信号肽”序列及“内质网滞留信号”序列之所以能修饰到CpTI上，是由于其基本组成单位是________________，在①过程中，要使用______________酶，②过程称为________。(3)检测修饰后的CpTI基因是否表达的最好方法是____________________。解析：由mRNA为模板合成所需基因的过程为逆转录的过程，需要逆转录酶；基因的组成单位是(四种)脱氧核苷酸，重组DNA的过程中要用到DNA连接酶，②过程是以DNA为模板形成RNA的转录过程。答案：(1)目的基因逆转录(2)(四种)脱氧核苷酸DNA连接转录(3)让多种害虫食用水稻叶片，然后观看害虫是否死亡8．下图是从酵母菌中猎取某植物需要的把握某种酶合成的基因的流程，结合所学学问及相关信息回答下列问题：(1)图中cDNA文库________基因组文库(填“大于”、“等于”或者“小于”)。(2)①过程提取的DNA需要________的切割，B过程是________。(3)为在短时间内大量获得目的基因，可用________扩增的方法，其原理是________。(4)目的基因猎取之后，需要进行________，其组成必需有________以及标记基因等，此步骤是基因工程的核心。(5)将该目的基因导入某双子叶植物细胞，常接受的方法是________，其能否在此植物体内稳定遗传的关键是____________，可以用________技术进行检测。(6)假如要想使该酶活性更强或具有更强的耐受性，需要对现有蛋白质进行改造，这要通过蛋白质工程。首先要设计预期的________，再推想应有的氨基酸序列，找到相对应的________。(7)除植物基因工程硕果累累之外，在动物基因工程、基因工程药物和基因治疗等方面也取得了显著成果，请列举出至少两方面的应用：___________________________________。解析：cDNA文库为部分基因，它小于代表该物种全部基因的基因组文库；猎取目的基因的方法包括直接分别法、人工合成法及用PCR技术直接扩增目的基因等。目的基因导入双子叶植物常用的方法为农杆菌感染法，目的基因导入后可用DNA分子杂交法进行检测。答案：(1)小于(2)限制酶逆转录(3)PCR技术DNA复制(4)基因表达载体的构建启动子、终止子、目的基因(复制原点可不答)(5)农杆菌转化法目的基因是否整合到植物细胞的染色体上DNA分子杂交(6)蛋白质结构脱氧核苷酸序列(7)乳腺生物反应器；体外基因治疗复合型免疫缺陷综合症(其他合理答案也可)9．土壤农杆菌是一种细菌，在转基因植物争辩上有很重要的应用。下图是某植物转基因技术流程示意图：(1)形成重组DNA的过程需要的酶有________和________。(2)所谓农杆菌转化是指让其侵染植物组织细胞从而把目的基因导入植物细胞，在这个过程中________(是/不是)全部细胞都导入了目的基因。(3)培育基中除含有必要的养分物质、琼脂和激素(如：________和________)外，还必需加入________。解析：在基因工程中必需先用同一种限制酶分别处理目的基因和运载体以获得相同的黏性末端，再加入DNA连接酶获得重组DNA；农杆菌侵入植物组织过程中，并不是全部的农杆菌都能进入，所以并不是全部的受体细胞都导入了目的基因；卡那霉素抗性基因是标记基因，培育基中加入卡那霉素以便进行筛选。答案：(1)限制酶DNA连接酶(2)不是(3)生长素细胞分裂素卡那霉素10．(2022·福州质检)人外周血单核细胞能合成白介素2(IL-2)。该蛋白可增加机体免疫功能，但在体内易被降解。争辩人员将IL-2基因与人血清白蛋白(HSA)基因拼接成一个融合基因，并在酵母菌中表达，获得具有IL-2生理功能、且不易降解的IL-2-HSA融合蛋白。其技术流程如图。请回答：(1)培育人外周血单核细胞的适宜温度为________℃；图中②表示________过程。(2)表达载体1中的位点________，应为限制酶BglⅡ的识别位点，才能成功构建表达载体2。(3)表达载体2导入酵母菌后，融合基因转录出的mRNA中，与IL-2蛋白对应的碱基序列不能含有________(起始、终止)密码子，才能成功表达出IL-2-HSA融合蛋白。(4)应用________杂交技术可检测酵母菌是否表达出IL-2-HSA融合蛋白。解析：(1)人体的体温是37℃左右，因此培育人体细胞的最适宜温度就是37℃。由mRNA到cDNA过程是逆转录过程。(2)依据图解可知目的基因的两端分别是由限制酶EcoRⅠ、BglⅡ切割的，一般用同一限制酶切割才能形成相同的黏性末端，表达载体1中的位点a具有EcoRⅠ的识别位点，因此位点a应为限制酶Bgl答案：(1)37(或36.5±0.5)反(或逆)转录(2)a(3)终止(4)抗原—抗体11．(2021·北京高考)斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码。具有纯合突变基因(dd)的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。利用转基因技术将绿色荧光蛋白(G)基因整合到斑马鱼17号染色体上，带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光。未整合G基因的染色体的对应位点表示为g。用个体M和N进行如下杂交试验。(1)在上述转基因试验中，将G基因与质粒重组，需要的两类酶是________和________。将重组质粒显微注射到斑马鱼________中，整合到染色体上的G基因______后，使胚胎发出绿色荧光。(2)依据上述杂交试验推想：①亲代M的基因型是________(选填选项前的符号)。a．DDggb．Ddgg②子代中只发出绿色荧光的胚胎基因型包括________(选填选项前的符号)。a.DDGGb.DDGgc.DdGGd.DdGg(3)杂交后，毁灭红·绿荧光(既有红色又有绿色荧光)胚胎的缘由是亲代________(填“M”或“N”)的初级精(卵)母细胞在减数分裂过程中，同源染色体的________发生了交换，导致染色体上的基因重组。通过记录子代中红·绿荧光胚胎数量与胚胎总数，可计算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例，算式为________________________________。解析：(1)重组质粒的构建需要两种工具酶：限制性核酸内切酶和DNA连接酶。动物细胞工程的受体细胞一般是受精卵，由于动物受精卵全能性较高。斑马鱼胚胎发出绿色荧光是由于G基因表达产生了绿色荧光蛋白。(2)由于M胚胎期无荧光，则基因型为D_gg，后代毁灭了绿色荧光(D_G_)和红色荧光(ddgg)的子代胚胎，可推出M的基因型是Ddgg。N的基因型是DdGg，M和N交配，子代中只发出绿色荧光的胚胎基因型为DDGg或DdGg。(3)正常状况下M、N交配不会产生红·绿荧光子代胚胎，但若亲代N在减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染