2019-2020年高考生物一轮规范训练 10.37基因工程（含解析）.doc

2019-2020年高考生物一轮规范训练 10.37基因工程（含解析）1(xx届中山质检)早在4年前，武汉大学就利用细菌将人的血清蛋白基因导入水稻体内，借助水稻合成了人的血清白蛋白，这种蛋白和人体自然产生的这类物质是完全一致的，这一成果轰动了生物界，结合图示回答转基因水稻培育过程的相关问题。(1)限制酶Mun和限制酶EcoR的识别序列及切割位点分别是CAATTG和GAATTC。为保证重组质粒表达载体的准确构建，应该怎样操作？_，_，_。(2)过程常用的细菌是_。(3)经历的生理过程主要有_和_两个阶段。培育出转基因水稻完整个体所依据的生物学原理是_。(4)基因工程的最后步骤是目的基因的检测与鉴定，在此步骤可对培育的植株进行分子水平的检测，可检测的物质有_、_、_。【答案】(1)用限制酶Mun切割质粒用限制酶EcoR切割含目的基因的DNA分子用DNA连接酶连接目的基因和质粒(2)农杆菌(3)脱分化再分化细胞的全能性(4)人血清白蛋白基因人血清白蛋白基因转录出的mRNA人血清白蛋白【解析】(1)目的基因的两侧是限制酶EcoR的识别序列，因此需用限制酶EcoR切割含目的基因的DNA分子；但是若用限制酶EcoR切割质粒，会破坏标记基因，因此可用DNA连接酶连接目的基因和质粒。(2)将表达载体导入植物细胞最常用的方法是农杆菌转化法，因此常用的细菌是农杆菌。(3)过程是组织培养获得完整植株的过程，因此主要的过程是脱分化获得愈伤组织，经再分化获得胚状体。转基因植物的培育体现了细胞的全能性。(4)目的基因的检测与鉴定在分子水平上来看，应进行目的基因、转录出的mRNA和翻译出的蛋白质三种物质的检测。2(xx天津)嗜热土壤芽胞杆菌产生的葡萄糖苷酶(BglB)是一种耐热纤维素酶，为使其在工业生产中更好地应用，开展了以下实验：.利用大肠杆菌表达BglB酶(1)PCR扩增bglB基因时，选用_基因组DNA作模板。(2)右图为质粒限制酶酶切图谱。bglB基因不含图中限制酶识别序列。为使PCR扩增的bglB基因重组进该质粒，扩增的BglB基因两端需分别引入_和_不同限制酶的识别序列。(3)大肠杆菌不能降解纤维素，但转入上述建构好的表达载体后则获得了降解纤维素的能力，这是因为_。.温度对BglB酶活性的影响(4)据图1、2可知，80保温30分钟后，BglB酶会_；为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好控制在_(单选)。A50B60C70D80.利用分子育种技术提高BglB酶的热稳定性在PCR扩增BglB基因的过程中，加入诱变剂可提高BglB基因的突变率。经过筛选，可获得能表达出热稳定性高的BglB酶的基因。(5)与用诱变剂直接处理嗜热土壤芽胞杆菌相比，上述育种技术获得热稳定性高的BglB酶基因的效率更高，其原因是在PCR过程中_(多选)。A仅针对bglB基因进行诱变BbglB基因产生了定向突变CbglB基因可快速累积突变DbglB基因突变不会导致酶的氨基酸数目改变【答案】(1)嗜热土壤芽孢杆菌(2)Nde BamH(3)转基因的大肠杆菌分泌出有活性的BglB酶(4)失活B(5)A、C【解析】(1)bglB基因存在于嗜热土壤芽孢杆菌基因组中，故应以该菌的基因组DNA为模板进行基因扩增。(2)目的基因与质粒进行重组时，需将目的基因插入到启动子和终止子之间，且应靠近启动子和终止子，结合示意图可知，应在扩增的bglB基因两端分别引入Nde和BamH两种限制酶的识别序列。(3)该基因表达载体中含有bglB基因，其可表达产生葡萄糖苷酶，其可分解纤维素，这样大肠杆菌就获得了分解纤维素的能力。(4)由图2可知，BglB酶在80保温30分钟后，该酶就会失活；由图1可知，当温度为6070时，酶活性较高，而由图2可知70时保温30分钟，酶活性开始减弱，而60保温30分钟后酶活性基本不发生变化，由此可知为高效利用BglB酶降解纤维素，反应温度最好应控制在60，故选B。(5)在bglB基因扩增过程中加入诱变剂进行诱变处理，相比于诱变剂直接处理嗜热土壤芽孢杆菌，针对性更强；基因突变是不定向的；由于PCR过程基因扩增即DNA复制快速进行，发生突变后可进行快速积累，进而便于筛选；基因突变可能导致氨基酸数目的改变，如突变后的密码子变为终止密码子，可导致蛋白质合成提前终止，进而导致氨基酸数目变少。3(xx湛江二模)荧光素酶(Luciferase)是自然界中能够产生生物荧光的酶的统称。荧光素酶及其合成基因在生物研究中有着广泛的利用。(1)荧光素酶基因常被作为基因工程中的标记基因，一个完整的基因表达载体除了目的基因、标记基因和复制原点外，还应包括_。(2)下图A为4种限制酶的识别序列和酶切位点，图B为含有荧光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切点。若需利用酶切法获得荧光素酶基因，最应选择的限制酶是_。限制酶MspBamHMboSma酶切位点CCGGGGCCGGATCCCCTAGGGATCCTAGCCCGGGGGGCCC图A图B(3)荧光素酶在ATP的参与下，可使荧光素发出荧光。生物学研究中常利用“荧光素荧光素酶发光法”来测定样品中ATP的含量。某研究小组对“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”进行了探究。【实验材料】1108 mol/L ATP标准液、缓冲溶液、70 mg/L荧光素溶液(过量)、浓度分别为10、20、30、40、50、60、70 mg/L的荧光素酶溶液。【实验结果】见图C。图C【实验分析与结论】实验材料中缓冲溶液的作用是_。为使结果更加科学准确，应增设一组浓度为_的荧光素酶溶液作为对照。除题目已涉及的之外，还需要严格控制的无关变量有_(至少写出一个)。由图C可知，_点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同，但发光强度相同，其主要原因是_。(4)食品卫生检验中，可利用上述方法测定样品中细菌的ATP总含量，进而测算出细菌的数量，判断食品污染程度。测算的前提是每个细菌细胞中ATP的含量_。【答案】(1)启动子、终止子(2)Msp(3)维持溶液pH值稳定(或“保证荧光素酶的最适pH值”)0 mg/L温度(或“反应时间”等)eATP全部水解(或“ATP的数量限制”)(4)大致相同(且相对稳定)4回答有关基因工程的问题：(1)构建基因工程表达载体时，用不同类型的限制酶切割DNA后，可能产生黏性末端，也可能产生_末端。若要在限制酶切割目的基因和质粒后使其直接进行连接，则应选择能使二者产生_(填“相同”或“不同”)黏性末端的限制酶。(2)利用大肠杆菌生产人胰岛素时，构建的表达载体含有人胰岛素基因及其启动子等，其中启动子是_。在用表达载体转化大肠杆菌时，常用_处理大肠杆菌，以利于表达载体进入；为了检测胰岛素基因是否转录出了mRNA，可用标记的胰岛素基因片段作探针与mRNA杂交，该杂交技术称为_。为了检测胰岛素基因转录的mRNA是否翻译成_，常用抗原抗体杂交技术。(3)如果要将某目的基因通过农杆菌转化法导入植物细胞，先要将目的基因插入农杆菌Ti质粒的_中，然后用该农杆菌感染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的_上。【答案】(1)平相同(2)RNA聚合酶识别和结合的位点，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质CaCl2溶液(或Ca2)DNA分子杂交技术人胰岛素(3)TDNA染色体的DNA【解析】(1)限制酶能识别特定的DNA序列，并在特定位点上切割DNA，形成黏性末端或平末端；要使目的基因和质粒直接进行连接，应使用同一种限制酶进行切割，使二者产生相同的黏性末端。(2)启动子为DNA序列，其具有RNA聚合酶结合位点，能启动转录，合成RNA；将基因表达载体导入大肠杆菌时，常用Ca2处理；检测目的基因时，常用分子杂交技术检测目的基因或相应的mRNA，或采用抗原抗体杂交技术鉴定相应的蛋白质。(3)用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞时，首先将目的基因导入农杆菌Ti质粒的TDNA中，再利用农杆菌侵染植物细胞，通过DNA重组将目的基因插入植物细胞的染色体的DNA上。5chlL基因是蓝藻(蓝细菌)DNA上控制叶绿素合成的基因，为研究该基因对叶绿素合成的控制，需要构建该种生物缺失chlL基因的变异株细胞。技术路线如图甲所示，请据图分析回答：甲(1)与真菌相比较，蓝藻在结构上最主要的特点是_，在功能上最主要的特点是_。(2)过程中均使用的工具酶有_。(3)构建重组质粒B在整个操作过程中的目的是_和_。(4)若含有chlL基因的DNA片段和选用的质粒上的限制酶切割位点如图乙所示。请回答：乙构建含chlL基因的重组质粒A时，应选用的限制酶是_，对_进行切割。同时用酶1和酶4切割图乙中的质粒，则产生含有1 800对碱基和8 200对碱基的两种片段；用图中四种酶同时切割此质粒，则产生含有600对碱基和8 200对碱基的两种片段；若换用酶l和酶3同时切割此质粒，则产生的片段是_。【答案】(1)没有核膜包被的细胞核能够进行光合作用(2)限制性核酸内切酶和DNA连接酶(3)破坏chlL基因操作成功后筛选出该变异株(4)酶1和酶3质粒和含chlL基因的DNA含有1 200对碱基和8 800对碱基的两种片段【解析】(1)蓝藻为原核生物，无核膜包被的细胞核，其体内含有光合色素，能进行光合作用。(2)表达载体构建时需限制酶和DNA连接酶等工具酶。(3)由题干信息“构建缺失chlL基因的变异植株”知重组质粒B的目的在于破坏chlL基因并筛选出变异植株。(4)由图乙知获得chlL基因，需酶1和酶3对此基因所在的DNA进行切割，同时对质粒A也要用同种酶切割处理，以便构建重组质粒A。由题意知四种酶同时切割时含600对的碱基片段共有3个。若用酶1和酶3切割时，产生的片段有：8 2006008 800对碱基对；另一为60021 200对碱基对。